專利名稱：空調(diào)制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)制冷系統(tǒng)，特別涉及一種低溫復(fù)疊制冷系統(tǒng)或多極壓縮制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前制冷系統(tǒng)中通常使用機(jī)械式壓縮機(jī)提供制冷系統(tǒng)所需要的壓力差。當(dāng)壓縮機(jī)壓比較高或壓縮終了壓力較高時，會引起機(jī)器效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本上升等。目前的研究主要集中于壓縮機(jī)本身的發(fā)展上。氣體與水在較低的溫度與較高的壓力下(隨氣體種類而變化)，可以形成氣體水合物，在一立方米的水內(nèi)可以吸納約200倍的標(biāo)準(zhǔn)體積的氣體。當(dāng)水合物的溫度恢復(fù)到超過其相平衡溫度時，則氣體水合物會分解，并釋放出氣體。當(dāng)把水合物置于密封容器中時，容器內(nèi)壓力會隨著氣體的釋放而逐漸升高。由于大部分氣體的水合物的相平衡曲線在0°C以上有一轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即高于此溫度時水合物的相平衡壓力急劇增長，因此，可以在轉(zhuǎn)折溫度以下以較低的壓力促成水合物合成，然后在高于此轉(zhuǎn)折點(diǎn)的溫度下令其分解，則可以獲得較高的氣體壓力。特別是在常溫狀態(tài)時水合物相平衡壓力非常大，水合物幾乎無法存在，因此， 可以獲得極高的高壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要提供一種空調(diào)制冷系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用水合物生成時吸收氣體、分解時放出氣體實(shí)現(xiàn)高低壓力循環(huán)，來替代壓縮機(jī)，組成制冷系統(tǒng)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種空調(diào)制冷系統(tǒng)，其特點(diǎn)是它包括水合物生成器，低溫冷源，熱源，膨脹閥，蒸發(fā)器， 低壓儲氣罐，高壓儲氣罐，若干個單向閥，水合物生成器的低壓氣體進(jìn)氣口和高壓氣體排氣口分別連接低壓儲氣罐和高壓儲氣罐，低壓儲氣罐與高壓儲氣罐之間通過蒸發(fā)器，膨脹閥和單向閥連接；水合物生成器是一個高壓密封容器，內(nèi)部充有水，外部設(shè)有冷卻水溫的低溫冷源或加熱水溫的熱源。水合物生成器還帶有水合物生成促進(jìn)裝置或水中加入水合物生成促進(jìn)劑。低溫冷源為盤管，盤管盤于水合物生成器的外表面，盤管內(nèi)部通冷卻水，或?yàn)閾Q熱
ο熱源是自然空冷源，或是強(qiáng)制對流換熱源，或?yàn)榧訜崞?。膨脹閥為節(jié)流閥或毛細(xì)管。低壓儲氣罐上設(shè)有充氣口，進(jìn)氣口和排氣口，其進(jìn)氣口連接蒸發(fā)器，用于儲存來自蒸發(fā)器的氣體。 高壓儲氣罐上設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口，其進(jìn)氣口連接蒸發(fā)器，用于儲存來自蒸發(fā)器的氣體；其排氣口連接水合物生成器，用于儲存來自水合物分解釋放的高壓氣體。
單向閥一兩端分別連接高壓儲氣罐的排氣口和膨脹閥的進(jìn)口端；所述單向閥二兩端分別連接低壓儲氣罐的排氣口和水合物生成容器的進(jìn)氣口 ；所述單向閥三兩端分別連接水合物生成容器的排氣口和高壓儲氣罐的進(jìn)氣口。本發(fā)明的有益效果是水合物容器內(nèi)的水在低溫下將形成水合物，吸收氣體而同時放熱，直至系統(tǒng)壓力達(dá)到系統(tǒng)低壓壓力(略高于水合物生成最低壓力)。之后，將容器置于常溫下，水合物吸收熱量而分解，放出氣體，通過壓力控制閥，使氣體在達(dá)到控制壓力時開始排氣，之后順次進(jìn)入節(jié)流膨脹裝置，蒸發(fā)器等，最后進(jìn)入低壓儲氣罐，完成一個循環(huán)。之后，使水合物容器再次處于低溫狀態(tài)，打開容器進(jìn)氣閥，低壓儲氣罐的氣體被吸入容器中形成水合物，直至儲氣罐內(nèi)氣體壓力達(dá)到低壓壓力，如此反復(fù)循環(huán)，達(dá)到連續(xù)制冷目的。因此， 本發(fā)明解決了高壓壓縮機(jī)所帶來的問題，尤其適用于低溫復(fù)疊制冷系統(tǒng)，多級壓縮制冷系統(tǒng)等。


圖1是本發(fā)明的制冷系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明的空調(diào)制冷系統(tǒng)，包括水合物生成器1，低溫冷源2，熱源3，膨脹閥4，蒸發(fā)器5，低壓儲氣罐7，高壓儲氣罐8，單向閥一，二，三9，10，11，閥門6，進(jìn)氣閥12。水合物生成器的低壓氣體進(jìn)氣口和高壓氣體排氣口分別連接低壓儲氣罐和高壓儲氣罐，低壓儲氣罐與高壓儲氣罐之間通過蒸發(fā)器，膨脹閥和單向閥連接。水合物生成器1是一個高壓密封容器，容器上設(shè)有低壓氣體進(jìn)氣口和高壓氣體排氣口，容器內(nèi)充有一部分水，水溫可通過容器外部的低溫冷源2冷卻，或熱源3加熱。水合物生成器1可以帶有水合物生成促進(jìn)裝置，如攪拌器，也可以在水中加入水合物生成促進(jìn)劑，如表面活性劑、乳化液等。低溫冷源2用于冷卻水合物生成器中的水，可以采用盤管的形式盤于容器1的外表面，內(nèi)部通以冷卻水；也以是任何形式的換熱器。熱源3可以是自然空冷，也可以是強(qiáng)制對流換熱，或設(shè)置加熱器。膨脹閥4用于降壓降溫，也可以是節(jié)流閥或毛細(xì)管；所述蒸發(fā)器5用于低溫液體的蒸發(fā)而制冷。低壓儲氣罐7用于儲存來自蒸發(fā)器的氣體，其上有充氣口，進(jìn)氣口和排氣口。高壓儲氣罐8用于儲存來自蒸發(fā)器的氣體和水合物分解釋放的高壓氣體，其上有進(jìn)氣口和排氣口。單向閥一，二，三9，10，11在正壓差下自動打開，在反壓差下自動關(guān)閉。單向閥一 9連接儲氣罐8的排氣口和膨脹閥4的進(jìn)口端；單向閥二 10連接儲氣罐7的排氣口和容器 1的進(jìn)氣口 ；單向閥三11連接容器1的排氣口和儲氣罐8的進(jìn)氣口。進(jìn)氣閥12安裝在低壓儲氣罐7上，用于低壓儲氣罐7充氣。本發(fā)明的制冷系統(tǒng)的工作過程為，首先，按照圖1聯(lián)成封閉系統(tǒng)，抽出管道中的空氣，在水合物生成器1中吸入一定量的水。然后打開閥門6，單向閥一，二，三9，10，11，通過儲氣罐7的進(jìn)氣閥12向系統(tǒng)充入低壓壓力氣體。關(guān)閉閥門6、單向閥三11，使儲氣罐7和
4容器1中的壓力升高到系統(tǒng)循環(huán)所需高壓后，關(guān)閉進(jìn)氣閥12。之后系統(tǒng)進(jìn)入工作循環(huán)過程。首先，將冷源2接入水合物生成器1，水合物開始生成，直至儲氣罐7內(nèi)壓力達(dá)到系統(tǒng)所需低壓壓力(略高于水合物生成最低壓力)。關(guān)閉單向閥一 9，切斷冷源2，接通熱源3， 水合物生成器1中的水合物分解釋放出氣體，水合物生成器1的容器內(nèi)壓力升高，單向閥二 10自動關(guān)閉，單向閥三11也在壓差作用下自動打開。隨著水合物的繼續(xù)分解，高壓儲氣罐 8中的壓力達(dá)到系統(tǒng)高壓值，系統(tǒng)完成壓縮過程。切斷熱源3，接通冷源4，水合物又開始形成，導(dǎo)致容器1內(nèi)的壓力下降，單向閥11自動關(guān)閉，打開閥門6，單向閥10，9順次自動打開， 來自儲氣罐8的高壓氣體順次進(jìn)入膨脹閥4、蒸發(fā)器5、儲氣罐7等，最后被吸入水合物生成器1的容器中形成水合物；直至高壓儲氣罐8中的壓力下降到低壓壓力，單向閥一 9自動關(guān)閉，系統(tǒng)完成制冷過程。此后，切斷冷源2，接通熱源3，水合物生成器1的容器中的水合物分解釋放氣體，壓力升高，單向閥二 10自動關(guān)閉，單向閥三11自動打開，重復(fù)壓縮過程。如此反復(fù)循環(huán)，可連續(xù)提供冷量。本發(fā)明特別適用于低溫復(fù)疊制冷系統(tǒng)中的低溫級，以提供更低溫度的冷量。本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，做出的任何變化、改型、 添加或替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)制冷系統(tǒng)，其特征在于它包括水合物生成器(1)，低溫冷源(2)，熱源(3)， 膨脹閥(4)，蒸發(fā)器(5)，低壓儲氣罐(7)，高壓儲氣罐(8)，若干個單向閥，所述水合物生成器(1)的低壓氣體進(jìn)氣口和高壓氣體排氣口分別連接低壓儲氣罐(7)和高壓儲氣罐(9)，低壓儲氣罐(7)與高壓儲氣罐(8)之間通過蒸發(fā)器(5)和膨脹閥(4)連接；水合物生成器(1) 是一個高壓密封容器，內(nèi)部充有水，外部設(shè)有冷卻水溫的低溫冷源(2)或加熱水溫的熱源 (3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)制冷系統(tǒng)，其特征在于所述水合物生成器(1)還帶有水合物生成促進(jìn)裝置或水中加入水合物生成促進(jìn)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)制冷系統(tǒng)，其特征在于所述低溫冷源(2)為盤管，盤管盤于水合物生成器的外表面，盤管內(nèi)部通冷卻水，或?yàn)閾Q熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)制冷系統(tǒng)，其特征在于所述熱源(3)是自然空冷源，或是強(qiáng)制對流換熱源，或?yàn)榧訜崞鳌?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)制冷系統(tǒng)，其特征在于所述膨脹閥(4)為節(jié)流閥或毛細(xì)管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)制冷系統(tǒng)，其特征在于所述低壓儲氣罐(7)上設(shè)有充氣口，進(jìn)氣口和排氣口，其進(jìn)氣口連接蒸發(fā)器(5)，用于儲存來自蒸發(fā)器(5)的氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)制冷系統(tǒng)，其特征在于所述高壓儲氣罐(8)上設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口，其進(jìn)氣口連接蒸發(fā)器(5)，用于儲存來自蒸發(fā)器(5)的氣體；其排氣口連接水合物生成器(1)，用于儲存來自水合物分解釋放的高壓氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)制冷系統(tǒng)，其特征在于所述單向閥一(9)兩端分別連接高壓儲氣罐(8)的排氣口和膨脹閥(4)的進(jìn)口端；所述單向閥二(10)兩端分別連接低壓儲氣罐(7)的排氣口和水合物生成容器(1)的進(jìn)氣口 ；所述單向閥三(11)兩端分別連接水合物生成容器(1)的排氣口和高壓儲氣罐(8)的進(jìn)氣口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空調(diào)制冷系統(tǒng)，其特點(diǎn)是它包括水合物生成器，低溫冷源，熱源，膨脹閥，蒸發(fā)器，低壓儲氣罐，高壓儲氣罐，若干個單向閥，所述水合物生成器的低壓氣體進(jìn)氣口和高壓氣體排氣口分別連接低壓儲氣罐和高壓儲氣罐，低壓儲氣罐與高壓儲氣罐之間通過蒸發(fā)器，膨脹閥和單向閥連接；水合物生成器是一個高壓密封容器，內(nèi)部充有水，外部設(shè)有冷卻水溫的低溫冷源或加熱水溫的熱源。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是避免了使用高壓壓縮機(jī)，因而提高了系統(tǒng)的效率、可靠性，節(jié)省了成本，特別適用于各種低溫復(fù)疊、多級制冷系統(tǒng)。
文檔編號F25B27/00GK102410663SQ20111035105
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者張華 , 祁影霞 申請人:上海理工大學(xué)