專利名稱：熱制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷機(jī)技術(shù)，尤其涉及一種用熱能作為能源的熱制冷裝置。
背景技術(shù)：
制冷是指用人工的方法在一定時間和一定空間內(nèi)將某物體或流體冷卻，使其溫度 降到環(huán)境溫度以下，并保持這個低溫。制冷就是從物體或流體中取出熱量，并將熱量排放到 環(huán)境介質(zhì)中去，以產(chǎn)生低于環(huán)境溫度的過程。 機(jī)械制冷中所需機(jī)器和設(shè)備的總合稱為制冷機(jī)。制冷機(jī)中使用的工作介質(zhì)稱為制 冷劑。制冷劑在制冷機(jī)中循環(huán)流動，同時與外界發(fā)生能量交換，即不斷地從被冷卻對象中吸 取熱量，向環(huán)境排放熱量。制冷劑一系列狀態(tài)變化過程的綜合為制冷循環(huán)。為了實現(xiàn)制冷 循環(huán)，必須消耗能量。所消耗的能量形式，或稱作制冷機(jī)的能源，可以是機(jī)械能、電能、熱能、 太陽能等。 制冷方法有蒸汽壓縮式制冷、蒸汽吸收式制冷、蒸汽噴射式制冷、吸附式制冷、熱 電制冷、氣體膨脹制冷、絕熱放氣制冷和氣體渦流制冷等。 蒸汽壓縮式制冷機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的一種制冷機(jī)。這類制冷機(jī)設(shè)備比較緊湊， 可以制成大、中、小型，以適應(yīng)不同場合的需要，能達(dá)到的制冷溫度范圍比較寬廣，從稍低于 環(huán)境溫度至-150°C ，在普通制冷溫度范圍內(nèi)具有較高的循環(huán)效率，被廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng) 濟(jì)的各個領(lǐng)域中。 蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器組成。其工作過程如下 制冷劑在蒸發(fā)壓力下沸騰，蒸發(fā)溫度低于被冷卻物體或流體的溫度。壓縮機(jī)不斷地抽吸蒸 發(fā)器中產(chǎn)生的蒸汽，并將它壓縮到冷凝壓力，然后送往冷凝器，在冷凝壓力下等壓冷卻和冷 凝成液體，制冷劑冷卻和冷凝時放出的熱量傳給冷卻介質(zhì)(通常是水或空氣)，與冷凝壓力 相對應(yīng)的冷凝溫度一定要高于冷卻介質(zhì)的溫度，冷凝后的液體通過膨脹閥或其它節(jié)流元件 進(jìn)入蒸發(fā)器。當(dāng)制冷劑通過膨脹閥時，壓力從冷凝壓力降到蒸發(fā)壓力，部分液體氣化，剩余 液體的溫度降至蒸發(fā)溫度，于是離開膨脹閥的制冷劑變成溫度為蒸發(fā)溫度的兩相混合物。 混合物中的液體在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，從被冷卻物體中吸取它所需要的氣化潛熱，達(dá)到制冷目 的。 各部件的作用 壓縮機(jī)壓縮和輸送制冷蒸汽，并造成蒸發(fā)器中低壓、冷凝器中高壓，是整個系統(tǒng) 的心臟。 冷凝器是輸出熱量的設(shè)備，將制冷劑在蒸發(fā)器中吸收的熱量和壓縮機(jī)消耗功所 轉(zhuǎn)化的熱量排放給冷卻介質(zhì)。
節(jié)流閥對制冷劑起節(jié)流降壓作用，并調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量。 蒸發(fā)器是輸出冷量的設(shè)備，制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻對象的熱量，從而達(dá)到
制冷的目的。 蒸汽吸收式制冷和蒸汽壓縮式制冷一樣，都是利用液體在汽化時要吸收熱量這一物理性質(zhì)來實現(xiàn)的。蒸汽壓縮式制冷裝置消耗電能，可稱其為電制冷裝置；而吸收式制冷裝 置消耗熱能，可稱其為熱制冷裝置。蒸汽吸收式制冷最大特點是可利用低溫?zé)嵩磥碇评洌?別適合于有余熱可利用的工礦企業(yè)的場合。 壓縮式制冷循環(huán)靠壓縮機(jī)的作用使低壓制冷劑蒸汽變成高壓蒸汽，而蒸汽吸收式 制冷機(jī)則是依靠發(fā)生器和吸收器組來完成的，發(fā)生器和吸收器組起著同壓縮機(jī)相類似的作 用。 蒸汽吸收式制冷循環(huán)裝置是由發(fā)生器、吸收器、冷凝器、蒸發(fā)器、溶液泵和節(jié)流器 等組成。它的工質(zhì)通常是由高沸點的吸收劑和低沸點的制冷劑混合組成的工質(zhì)對。
蒸汽吸收式制冷循環(huán)的工作過程是 (1)利用工作熱源(如水蒸汽、熱水及燃?xì)獾?在發(fā)生器中加熱由溶液泵從吸收器
輸送來的具有一定濃度的溶液，并使溶液中的大部分低沸點制冷劑蒸發(fā)出來。
(2)制冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器中，又被冷卻介質(zhì)冷凝成制冷劑液體，再經(jīng)節(jié)流器降壓
到蒸發(fā)壓力。 (3)制冷劑經(jīng)節(jié)流進(jìn)入蒸發(fā)器中，吸收被冷卻系統(tǒng)中的熱量而激化成蒸發(fā)壓力下 的制冷劑蒸汽，達(dá)到制冷目的。 (4)在發(fā)生器中經(jīng)發(fā)生過程剩余的溶液，經(jīng)吸收劑節(jié)流器降到蒸發(fā)壓力進(jìn)入吸收 器中，與從蒸發(fā)器出來的低壓制冷劑蒸汽相混合，吸收低壓制冷劑蒸汽并恢復(fù)到原來的濃度。
(5)吸收過程往往是一個放熱過程，故需在吸收器中用冷卻水來冷卻混合溶液。在
吸收器中恢復(fù)了濃度的溶液又經(jīng)溶液泵升壓后送入發(fā)生器中繼續(xù)循環(huán)。 上述蒸汽壓縮式制冷和蒸汽吸收式制冷是當(dāng)前最有代表性和應(yīng)用最多的制冷方
式，從這兩種制冷方式的工作原理和組成系統(tǒng)，以及實際使用情況，進(jìn)行分析比較，可以得
出一些結(jié)論 (1)蒸汽壓縮式制冷裝置制冷溫度范圍寬廣，操作比較方便，相對投資較少，產(chǎn) 品壽命較長，而且制冷裝置比較緊湊，即功率大，體積小。蒸汽壓縮式制冷裝置是電制冷裝 置，最大的問題是電的消耗很大，沒有電源的場所不能用。 (2)蒸汽吸收式制冷裝置不消耗電能，而是以消耗熱能為代價的，可利用低溫?zé)?源來制冷，蒸汽吸收式制冷裝置是熱制冷裝置。因此，吸收式制冷特別適合于有余熱可利用 的工礦企業(yè)的場合。蒸汽吸收式制冷裝置的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，溶液對設(shè)備有腐蝕性，設(shè)備投資 較大，不適合小型制冷的場合。 一般認(rèn)為，蒸汽吸收式制冷裝置節(jié)電不節(jié)能，運(yùn)行費(fèi)用較高。
人們常常希望有這樣一種制冷裝置，它同時具有蒸汽壓縮式制冷裝置與蒸汽吸收 式制冷裝置的優(yōu)點制冷不消耗電能，投資較少，產(chǎn)品壽命較長，制冷裝置比較緊湊，功率 大，體積小。但是，至今為止，這樣理想的制冷裝置還沒有開發(fā)出來。
有關(guān)制冷方法和制冷裝置的背景技術(shù)，在以下專著中有詳細(xì)描述
1、吳業(yè)正，制冷原理及設(shè)備，西安西安交通大學(xué)出版社，2006。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是給出一種熱制冷裝置，本發(fā)明的熱制冷裝置利用熱能為能源，實 現(xiàn)蒸汽壓縮式制冷。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，壽命長，造價低。
本發(fā)明給出的熱制冷裝置，它包含壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器、制冷劑、載冷 劑和制冷控制器。制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)，載冷劑在蒸發(fā)器中被冷卻，然后制冷劑進(jìn)入壓 縮機(jī)；在壓縮機(jī)中，制冷劑蒸汽被壓縮，然后送往冷凝器；制冷劑蒸汽在冷凝器內(nèi)冷凝成液 體后，流向膨脹閥；制冷劑液體通過膨脹閥時，部分液體氣化，變成兩相混合物，并一同回到
蒸發(fā)器。 本發(fā)明給出的熱制冷裝置的壓縮機(jī)由兩部份組成汽壓泵和水壓泵，汽壓泵輸出 變壓水，變壓水進(jìn)入水壓泵做功。 本發(fā)明給出的熱制冷裝置的壓縮機(jī)的汽壓泵由水蒸氣驅(qū)動。 本發(fā)明給出的熱制冷裝置需要有熱源來驅(qū)動，熱源就是蒸汽發(fā)生器。蒸汽發(fā)生器 是利用能源加熱給水，從而獲得高溫高壓的水蒸氣的設(shè)備，通常，蒸汽發(fā)生器就是蒸汽鍋 爐。因為本發(fā)明強(qiáng)調(diào)是熱制冷裝置，所以蒸汽鍋爐不該用電加熱，而是用燃料加熱，可以是 任何一種燃料，比如天然氣。 本發(fā)明的壓縮機(jī)由兩部份組成汽壓泵和水壓泵。汽壓泵由作為熱源的蒸汽發(fā)生 器供給的水蒸氣驅(qū)動，汽壓泵利用蒸汽做功，使給水周期性地產(chǎn)生壓力的變化，并向外輸出 這種變壓水。水壓泵利用從汽壓泵輸入的變壓水為動力，對制冷劑蒸汽做功，輸入低壓制冷 劑蒸汽，輸出高壓制冷劑蒸汽，完成蒸汽壓縮。 本發(fā)明熱制冷裝置的冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器，這三種制冷設(shè)備與傳統(tǒng)的蒸汽壓 縮式制冷裝置的冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器相同。 制冷控制器內(nèi)部設(shè)有對本發(fā)明熱制冷裝置的有關(guān)部件的自動控制電路，外部有一 些輸入和輸出信號的接線頭，面板上有操控按鈕和手柄。
本發(fā)明熱制冷裝置的制冷循環(huán)過程是 (1)首先，制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)壓力下沸騰，蒸發(fā)溫度低于被冷卻流體的溫 度，制冷劑從被冷卻流體吸熱。被冷卻流體稱作載冷劑。 (2)蒸汽壓縮機(jī)由兩部份組成汽壓泵和水壓泵。汽壓泵利用蒸汽做功，使給水周 期性地產(chǎn)生壓力的變化，并向外輸出這種變壓水。水壓泵利用從汽壓泵輸入的變壓水為動 力，對制冷劑蒸汽做功，不斷地抽吸蒸發(fā)器中產(chǎn)生的制冷劑蒸汽，并將它壓縮到冷凝壓力， 然后送往冷凝器。 (3)制冷劑蒸汽在冷凝器內(nèi)的冷凝壓力下，等壓冷卻和冷凝成液體，制冷劑冷卻和 冷凝時放出的熱量傳給冷卻介質(zhì)(通常是水或空氣)，與冷凝壓力相對應(yīng)的冷凝溫度一定 要高于冷卻介質(zhì)的溫度。 (4)冷凝后的制冷劑液體通過膨脹閥。當(dāng)制冷劑通過膨脹閥時，壓力從冷凝壓力降 到蒸發(fā)壓力，部分液體氣化，剩余液體的溫度降至蒸發(fā)溫度，于是離開膨脹閥的制冷劑，變 成溫度為蒸發(fā)溫度的兩相混合物，并一同進(jìn)入蒸發(fā)器。
(5)回到(1)制冷劑的兩相混合物中的液體在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，從載冷劑中吸取它 所需要的氣化潛熱，達(dá)到制冷目的。
本發(fā)明的優(yōu)點是 1、本發(fā)明的熱制冷裝置，具有傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式制冷裝置的優(yōu)點裝置比較緊湊， 制冷溫度范圍寬廣，操作比較方便，相對投資較少等。
2、本發(fā)明的熱制冷裝置，具有蒸汽吸收式制冷裝置的優(yōu)點不消耗電能，而是以消耗熱能為代價的。可利用低溫?zé)嵩磥碇评?，屬于熱制冷裝置。因此，本發(fā)明特別適合于有余 熱可利用的工礦企業(yè)的場合。 3、在有蒸汽源的地方，本發(fā)明的熱制冷裝置的一次性投資，與傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式 制冷裝置和蒸汽吸收式制冷裝置相比，是最便宜的。 4、本發(fā)明的熱制冷裝置沒有運(yùn)動的機(jī)械部件，因此，就基本沒有機(jī)械摩擦和機(jī)械 磨損。所以本發(fā)明的熱制冷裝置使用壽命長，噪音污染小。


圖1是本發(fā)明熱制冷裝置實施例的總體圖； 圖2是本發(fā)明熱制冷裝置實施例的熱源的結(jié)構(gòu)圖； 圖3是本發(fā)明熱制冷裝置實施例的汽壓泵的結(jié)構(gòu)圖； 圖4是本發(fā)明熱制冷裝置實施例的水壓泵的結(jié)構(gòu)圖； 圖5是本發(fā)明熱制冷裝置實施例的冷凝器的結(jié)構(gòu)圖； 圖6是本發(fā)明熱制冷裝置實施例的膨脹閥的結(jié)構(gòu)圖； 圖7是本發(fā)明熱制冷裝置實施例的蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)圖； 圖8是本發(fā)明熱制冷裝置實施例的制冷控制器的原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1給出了本發(fā)明熱制冷裝置實施例的總體圖。 本發(fā)明給出的熱制冷裝置，它包含壓縮機(jī)、冷凝器60 、膨脹閥80 、蒸發(fā)器90 、制冷 劑、載冷劑、制冷控制器115。本發(fā)明給出的熱制冷裝置需要有熱源來驅(qū)動，熱源就是蒸汽發(fā) 生器10。 壓縮機(jī)由兩部份組成汽壓泵30和水壓泵45。制冷控制器115控制蒸汽閥和空 氣閥，汽壓泵30利用蒸汽做功，使泵內(nèi)水周期性地產(chǎn)生壓力的正負(fù)變化，并向外輸出這種 正負(fù)變化壓力水。水壓泵45利用從汽壓泵輸入的正負(fù)變壓水，對制冷劑蒸汽做功，輸入低 壓制冷劑蒸汽，輸出高壓制冷劑蒸汽，完成蒸汽壓縮。 蒸汽發(fā)生器10就是蒸汽鍋爐，加熱給水，獲得高溫高壓的水蒸氣。蒸汽鍋爐不用 電加熱，而是用燃料加熱，可以是任何一種燃料，比如天然氣。 制冷劑在蒸發(fā)器90中沸騰，蒸發(fā)溫度低于被冷卻流體即載冷劑的溫度。汽壓泵30 和水壓泵45構(gòu)成的蒸汽壓縮機(jī)不斷地抽吸蒸發(fā)器90中產(chǎn)生的蒸汽，并將它壓縮到冷凝壓 力，然后送往冷凝器60，在冷凝器60冷卻和冷凝成液體，放出的熱量傳給冷卻介質(zhì)(通常是 水或空氣)，冷凝后的液體通過膨脹閥80到達(dá)蒸發(fā)器90。當(dāng)制冷劑通過膨脹閥時，部分液 體氣化，通過膨脹閥80的制冷劑變成溫度為蒸發(fā)溫度的兩相混合物。混合物中的液體再在 蒸發(fā)器90中蒸發(fā)，從載冷劑中吸取它所需要的氣化潛熱，開始了又一輪的制冷循環(huán)。
本發(fā)明給出的熱制冷裝置采用的制冷劑為R134a，載冷劑為乙二醇。
圖2給出了本發(fā)明熱制冷裝置實施例的熱源的結(jié)構(gòu)圖。 本發(fā)明熱制冷裝置實施例的熱源為蒸汽發(fā)生器，即蒸汽鍋爐，它向汽壓泵供應(yīng)做 功用的水蒸氣。熱源是本發(fā)明熱制冷裝置實施例的配套設(shè)備，不是本發(fā)明熱制冷裝置實施例的本身設(shè)備。 所述蒸汽鍋爐包括汽包11、燃燒器13、爐膛12、受熱管17、過熱器14和蒸汽管 15，受熱管17包括對流管和水冷壁。 蒸汽鍋爐的給水，通過給水管19進(jìn)入下連箱18，向蒸汽鍋爐提供給水。燃燒器13 向鍋爐爐膛12內(nèi)噴進(jìn)燃料并燃燒，燃燒火焰對受熱管17加熱，生成煙氣通過煙道16排出。 受熱管17包括對流管和水冷壁。蒸汽鍋爐的受熱管17中的水，被加熱產(chǎn)生蒸汽，匯入到汽 包11。汽包11輸出的飽和蒸汽進(jìn)入過熱器14，從過熱器14出口得到的過熱蒸汽經(jīng)過蒸汽 管15輸出。 圖3給出了本發(fā)明熱制冷裝置實施例的汽壓泵的結(jié)構(gòu)圖。
汽壓泵的結(jié)構(gòu)包括 立放的汽壓罐32，它是壓力容器，由一個立放的圓筒和上下封頭構(gòu)成。汽壓罐32 的上封頭中部，有一個立放的汽壓管31。汽壓管31的下端敞口，深入到汽壓罐32的中部。 汽壓管31的上端的端板接出一個蒸汽管，其上有蒸汽閥33，蒸汽管靠近跟部，接出一個空 氣管，空氣管上有空氣閥34。汽壓罐32的上封頭上還接出一個放氣閥37。在汽壓罐32的 圓形的筒體上，接有補(bǔ)水閥35、進(jìn)出水管36、冷卻盤管38。汽壓罐32的下封頭接出一個排 污閥39。
汽壓泵的啟動過程 蒸汽管內(nèi)的高溫高壓蒸汽，通過蒸汽閥33進(jìn)入汽壓管31，清除蒸汽管內(nèi)的積水和 空氣，從蒸汽管的下端出口排出。此時，汽壓管31內(nèi)部是純凈的蒸汽，汽壓管31下端出口 下面是常溫水，蒸汽溶于水，汽壓管31內(nèi)蒸汽壓力下降，水迅速涌入汽壓管31，很快就占據(jù) 了汽壓管31豎管內(nèi)的全部空間。
汽壓泵的出水沖程 通過空氣閥34進(jìn)入汽壓管31內(nèi)的少量空氣，在汽壓管31上端板的下表面和進(jìn)水 的上表面之間，形成一個薄空氣層。通過蒸汽閥33，向汽壓管31內(nèi)注入定量高溫高壓蒸汽 后，關(guān)閉蒸汽閥33。由于空氣層的阻礙作用，僅有極少量高溫高壓蒸汽溶入汽壓管31內(nèi)的 常溫水。高溫高壓蒸汽的進(jìn)汽和膨脹過程做功，推動空氣層和汽壓管31內(nèi)的常溫水流動， 流進(jìn)汽壓罐32，汽壓罐32內(nèi)壓力升高，于是再通過出水管36流出。
汽壓泵的進(jìn)水沖程 蒸汽管內(nèi)的高溫高壓蒸汽對水做功后，汽壓管31內(nèi)部是殘余的純蒸汽，汽壓管31 下端出口下面是常溫水，蒸汽溶于水，汽壓管31內(nèi)蒸汽壓力下降，水迅速涌入汽壓管31。由 于蒸汽與水的循環(huán)互動，很快引發(fā)蒸汽水擊，汽壓管31下面的水迅速沖進(jìn)汽壓管31。幾乎 瞬間就占據(jù)了汽壓管31豎管內(nèi)的全部空間。由于汽壓罐32內(nèi)的部分水進(jìn)入汽壓管31，汽 壓罐32內(nèi)壓力下降，則進(jìn)出水管36就流入部分水。 依次循環(huán)進(jìn)行汽壓泵的出水沖程、進(jìn)水沖程、出水沖程、進(jìn)水沖程，在汽壓罐32內(nèi)
產(chǎn)生正負(fù)壓力水，在進(jìn)出水管36內(nèi)，就反復(fù)進(jìn)行出水、進(jìn)水、出水、進(jìn)水。 汽壓罐32的上封頭的放氣閥37，用于排出汽壓罐32內(nèi)的空氣。汽壓罐32的圓形
的筒體上的補(bǔ)水閥35，用于補(bǔ)充泄漏和損失的水。、冷卻盤管38的管內(nèi)流動冷卻水，用于給
汽壓罐32內(nèi)水降溫。汽壓罐32的下封頭接出的排污閥39，用于排污和排放因蒸汽凝結(jié)而
產(chǎn)生的多余水，。
圖4給出了本發(fā)明熱制冷裝置實施例的水壓泵的結(jié)構(gòu)圖。
水壓泵的結(jié)構(gòu)是由左右兩部分和中間的壓力膜片組成 右側(cè)由接口 51、擴(kuò)壓管50、擴(kuò)壓箱49和法蘭47組成。接口51連接汽壓泵的進(jìn)出 水管，進(jìn)入接口 51的水流，經(jīng)過擴(kuò)壓管50升壓后，進(jìn)入擴(kuò)壓箱49。進(jìn)入擴(kuò)壓箱49的壓力水 作用于壓力膜片48，使之產(chǎn)生變形，壓力膜片48固定在法蘭47上。 左側(cè)由法蘭55、受壓箱46、受壓管54、出水管52和進(jìn)水管53組成。由于壓力膜片
48變形，受壓箱46內(nèi)的水流向受壓管54，受壓管54內(nèi)的水頂開出水管52的出水閥，水流出
受壓管54。反之，如果壓力膜片48向另一側(cè)產(chǎn)生變形，外邊的水頂開進(jìn)水管53的進(jìn)水閥，
水流進(jìn)受壓管54。壓力膜片48固定在法蘭47和法蘭55中間，壓力膜片48的材質(zhì)為橡膠
板或同心圓的不銹鋼波紋板。 水壓泵與汽壓泵一起構(gòu)成蒸汽壓縮機(jī)。 圖5是本發(fā)明熱制冷裝置實施例的冷凝器的結(jié)構(gòu)圖； 冷凝器的基本結(jié)構(gòu)是一個水平放置的壓力容器，左右封頭加上中間一個圓筒。圓 筒61的兩端設(shè)有管板，左管板67和右管板63之間有若干冷凝管62。右封頭64上有制冷 劑進(jìn)口 65，左封頭68上有制冷劑出口 69。圓筒61的右下側(cè)有冷卻水進(jìn)口 66，左上側(cè)有冷 卻水出口 70。冷卻水在冷凝管62的管外流動，制冷劑在冷凝管62的管內(nèi)流動，二者進(jìn)行熱 量交換。水壓泵來的制冷劑蒸汽從冷凝器的制冷劑進(jìn)口 65進(jìn)入冷凝器，在冷凝管62的管 內(nèi)流動凝結(jié)成液態(tài)，從制冷劑出口 69流出。 冷凝器的殼體，即左右封頭加上中間一個圓筒，及圓筒61內(nèi)的管板，用鋼板制造，
全部冷凝管用紫銅管加工。 圖6是本發(fā)明熱制冷裝置實施例的膨脹閥的結(jié)構(gòu)圖； 膨脹閥的結(jié)構(gòu)主要由閥體84、閥桿81、閥芯86、閥孔87、進(jìn)口 88、出口 85組成。閥 體84和閥桿81間有密封材料83和密封壓蓋82。閥體84與閥桿81間是羅紋連接，閥桿81 可以手動轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)升降，改變閥芯86和閥孔87間的距離，從而調(diào)節(jié)閥孔87的通流面積。
膨脹閥的功能是兩個一個是制冷劑通過時，部分制冷劑蒸發(fā)，同時降溫降壓；另 一個是控制循環(huán)制冷劑的流量。膨脹閥的材質(zhì)為不銹鋼。
圖7是本發(fā)明熱制冷裝置實施例的蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)圖； 蒸發(fā)器的基本結(jié)構(gòu)是一個水平放置的壓力容器，左右封頭加上中間一個圓筒。圓 筒91的兩端設(shè)有管板，左管板97和右管板93之間有若干蒸發(fā)管92。右封頭94上有制冷 劑出口 95，左封頭98上有制冷劑進(jìn)口 99。圓筒91的右下側(cè)有載冷劑進(jìn)口 96，左上側(cè)有載 冷劑出口 100。載冷劑在蒸發(fā)管92的管外流動，制冷劑在蒸發(fā)管92的管內(nèi)流動，二者進(jìn)行 熱量交換。從膨脹閥來的制冷劑從蒸發(fā)器的制冷劑進(jìn)口 99進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)管62的管 內(nèi)流動蒸發(fā)成汽態(tài)，從制冷劑出口 95流出。 蒸發(fā)器的殼體，即左右封頭加上中間一個圓筒，及圓筒91內(nèi)的管板，用鋼板制造，
全部蒸發(fā)管用紫銅管加工。 圖8是本發(fā)明熱制冷裝置實施例的制冷控制器的原理圖。 這是利用一個兩級時序定時器，按順序驅(qū)動兩個磁力電開關(guān)，分別控制汽壓泵的 蒸汽閥和空氣閥的控制裝置。采用兩個555集成電路，產(chǎn)生兩個順序脈沖，第二個555集成 電路的輸出端接到第一個555集成電路的觸發(fā)端，實現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)工作。
第一個555集成電路120，為了能可靠復(fù)位，防止干擾的影響，其復(fù)位端(管腳4) 和電源端(管腳8)都直接與V+電源相接。集成電路120的接地端(管腳1)接地，控制端 125(管腳5)通過一個電容接地，防止干擾信號影響脈沖的脈寬。其觸發(fā)端122(管腳2)的 觸發(fā)信號，來自第二個555集成電路130的輸出信號，經(jīng)由電阻121和電容124所組成的微 分電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖，脈寬約l微秒，下跳沿起作用。當(dāng)觸發(fā)端122(管腳2)被觸發(fā)，且脈 沖電壓低于￥+/3時，內(nèi)部觸發(fā)比較器翻轉(zhuǎn)，輸出端(管腳3)輸出高電平。放電端127(管 腳7)內(nèi)部開路，電源V+開始通過定時電阻128向定時電容129充電。定時電容129上充 電到2V+/3時，閾值端126 (管腳6)內(nèi)部的閾值比較器翻轉(zhuǎn)，定時電容129迅速放電到地電 位，輸出端回到低電平。定時時間約為1. 1*定時電阻*定時電容。定時電阻128為0.5兆 歐姆，定時電容129為1微法拉，定時時間約為0. 5秒。其輸出端123的輸出信號通過電阻 162接到電流放大管160的基極，這是一個3DK4管，它的集電極回路中，有一個磁力電開關(guān) 161，控制汽壓泵空氣閥，按定時時間打開空氣閥，進(jìn)空氣0. 5秒鐘。 第二個555集成電路130，其觸發(fā)端132 (管腳2)的觸發(fā)信號，來自第一個555集 成電路120的輸出信號，經(jīng)由電阻和電容所組成的微分電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖。定時時間取1 秒。第二個555集成電路130的輸出端133連接到電阻167的一端，而電阻167的另一端 接到電流放大管165的基極，這是一個3DK4管，它的集電極回路中，有一個磁力電開關(guān)166， 用于控制控制汽壓泵蒸汽閥，按定時時間打開蒸汽閥，進(jìn)蒸汽1秒鐘。 第二個555集成電路130的輸出端133輸出的另一路，連接到第一個555集成電 路的觸發(fā)端，循環(huán)進(jìn)行工作，依次定時控制空氣閥和蒸汽閥的開閉，從而保證汽壓泵的正常 工作。接通電源，汽壓泵控制器的電路就啟動工作。
權(quán)利要求
一種熱制冷裝置，它包含壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器、制冷劑、載冷劑和制冷控制器，制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)，載冷劑在蒸發(fā)器中被冷卻，然后制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)；在壓縮機(jī)中，制冷劑蒸汽被壓縮，然后送往冷凝器；制冷劑蒸汽在冷凝器內(nèi)冷凝成液體后，流向膨脹閥；制冷劑液體通過膨脹閥時，部分液體氣化，變成兩相混合物，并一同回到蒸發(fā)器，其特征在于(1)所述壓縮機(jī)由兩部份組成汽壓泵和水壓泵，汽壓泵輸出變壓水，變壓水進(jìn)入水壓泵做功；(2)所述壓縮機(jī)的汽壓泵由水蒸氣驅(qū)動。
2. 按照權(quán)利要求l所述的熱制冷裝置，其特征在于所述汽壓泵的結(jié)構(gòu)為一個立放的 汽壓罐，由一個圓筒和上下封頭構(gòu)成；汽壓罐的上封頭中部，有一個立放的汽壓管，汽壓管 的下端敞口，深入到汽壓罐的中部；汽壓管的上端的端板接出一個蒸汽管，其上有蒸汽閥； 蒸汽管靠近跟部，接出一個空氣管，空氣管上有空氣閥；汽壓罐的上封頭上還接出一個放氣 閥；在汽壓罐的圓形的筒體上，接有補(bǔ)水閥、進(jìn)出水管、冷卻盤管；汽壓罐的下封頭接出一 個排污閥。
3. 按照權(quán)利要求1所述的熱制冷裝置，其特征在于所述水壓泵的結(jié)構(gòu)是由左右兩部 分和中間的壓力膜片組成右側(cè)由接口 、擴(kuò)壓管、擴(kuò)壓箱和法蘭組成，接口連接汽壓泵的進(jìn) 出水管，進(jìn)入接口的水流，經(jīng)過擴(kuò)壓管升壓后，進(jìn)入擴(kuò)壓箱，進(jìn)入擴(kuò)壓箱的壓力水作用于壓 力膜片，使之產(chǎn)生變形，壓力膜片固定在法蘭上；左側(cè)由法蘭、受壓箱、受壓管、出水管和進(jìn) 水管組成，由于壓力膜片變形，受壓箱內(nèi)的水流向受壓管，受壓管內(nèi)的水頂開出水管的出水 閥，水流出受壓管，反之，如果壓力膜片向另一側(cè)產(chǎn)生變形，外邊的水頂開進(jìn)水管的進(jìn)水閥， 水流進(jìn)受壓管，壓力膜片固定在法蘭和法蘭中間，壓力膜片的材質(zhì)為橡膠板或同心圓的不 銹鋼波紋板。
4. 按照權(quán)利要求1所述的熱制冷裝置，其特征在于所述冷凝器的基本結(jié)構(gòu)是一個水 平放置的壓力容器，左右封頭加上中間一個圓筒，圓筒的兩端設(shè)有管板，左管板和右管板之 間有若干冷凝管，右封頭上有制冷劑進(jìn)口 ，左封頭上有制冷劑出口 ，圓筒的右下側(cè)有冷卻水 進(jìn)口，左上側(cè)有冷卻水出口，冷凝器的殼體，即左右封頭加上中間一個圓筒，及圓筒內(nèi)的管 板，用鋼板制造，全部冷凝管用紫銅管加工。
5. 按照權(quán)利要求1所述的熱制冷裝置，其特征在于所述膨脹閥的結(jié)構(gòu)由閥體、閥桿、 閥芯、閥孑L、進(jìn)口、出口組成，閥體和閥桿間有密封材料和密封壓蓋，閥體與閥桿間是羅紋連 接，閥桿可以手動轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)升降，改變閥芯和閥孔間的距離，從而調(diào)節(jié)閥孔的通流面積，膨 脹閥的材質(zhì)為不銹鋼。
6. 按照權(quán)利要求1所述的熱制冷裝置，其特征在于所述蒸發(fā)器的基本結(jié)構(gòu)是一個水 平放置的壓力容器，左右封頭加上中間一個圓筒；圓筒的兩端設(shè)有管板，左管板和右管板之 間有若干蒸發(fā)管；右封頭上有制冷劑出口，左封頭上有制冷劑進(jìn)口 ；圓筒的右下側(cè)有載冷 劑進(jìn)口 ，左上側(cè)有載冷劑出口 ，蒸發(fā)器的殼體，即左右封頭加上中間一個圓筒，及圓筒內(nèi)的 管板，用鋼板制造，全部蒸發(fā)管用紫銅管加工。
7. 按照權(quán)利要求1所述的熱制冷裝置，其特征在于所述制冷劑是R134a。
8. 按照權(quán)利要求1所述的熱制冷裝置，其特征在于所述載冷劑是乙二醇。
9. 按照權(quán)利要求1所述的熱制冷裝置，其特征在于所述制冷控制器是利用一個兩級時序定時器，按順序驅(qū)動兩個磁力電開關(guān)，分別控制汽壓泵的蒸汽閥和空氣閥的控制裝置； 采用兩個555集成電路，產(chǎn)生兩個順序脈沖，第二個555集成電路的輸出端接到第一個555 集成電路的觸發(fā)端，實現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)工作；第一個555集成電路，復(fù)位端和電源端都直接與V+電源相接，集成電路的接地端接地， 控制端通過一個電容接地，其觸發(fā)端的觸發(fā)信號，來自第二個555集成電路的輸出信號，經(jīng) 由電阻和電容所組成的微分電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖，定時時間約為1. 1*定時電阻*定時電 容，定時電阻為0.5兆歐姆，定時電容為1微法拉，定時時間約為0. 5秒，其輸出端的輸出信 號通過電阻接到電流放大管的基極，這是一個3DK4管，它的集電極回路中，有一個磁力電 開關(guān)，控制汽壓泵空氣閥，按定時時間打開空氣閥，進(jìn)空氣0. 5秒鐘；第二個555集成電路，其觸發(fā)端的觸發(fā)信號，來自第一個集成電路的輸出信號，經(jīng)由電 阻和電容所組成的微分電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖，定時時間取1秒，第二個555集成電路的輸出 端，通過電阻接到電流放大管的基極，這是一個3DK4管，它的集電極回路中，有一個磁力電 開關(guān)，用于控制汽壓泵蒸汽閥，按定時時間打開蒸汽閥，進(jìn)蒸汽1秒鐘；第二個555集成電路的輸出端輸出的另一路，經(jīng)由電阻和電容所組成的微分電路，連 接到第一個555集成電路的觸發(fā)端，循環(huán)進(jìn)行工作，依次定時控制空氣閥和蒸汽閥的開閉， 從而保證汽壓泵的正常工作；接通電源，制冷控制器的就啟動工作。
全文摘要
本發(fā)明給出一種熱制冷裝置，利用熱能為能源，實現(xiàn)蒸汽壓縮式制冷。本發(fā)明給出的熱制冷裝置，它包含壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器、制冷劑、載冷劑、制冷控制器。本發(fā)明的壓縮機(jī)由兩部份組成汽壓泵和水壓泵。汽壓泵由作為熱源的蒸汽發(fā)生器供給的水蒸汽驅(qū)動，使給水周期性地產(chǎn)生壓力的變化，并向外輸出這種變壓水。水壓泵利用從汽壓泵輸入的變壓水為動力，對制冷劑蒸汽做功，完成對制冷劑蒸汽的壓縮過程。本發(fā)明內(nèi)部沒有運(yùn)動的機(jī)械部件，沒有機(jī)械摩擦和機(jī)械磨損。本發(fā)明使用壽命長，噪音污染小，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，不用電，造價低。
文檔編號F25B1/00GK101726130SQ20081017596
公開日2010年6月9日 申請日期2008年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月3日
發(fā)明者尚德敏 申請人:尚德敏