CN101008536A - 无压缩机的空调系统及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无压缩机的空调系统及其制备方法，该系统是由氨液单相对流换热制冷单元、吸收式氨气回收单元、室内外热交换单元、自动控制监视单元和外壳构成。其制备方法包括系统设备安装从液氨罐、冷却器至负载测试等的几个步骤。本发明充分利用氨液单相对流换热制冷单元、吸收式氨气回收单元、室内外热交换单元的结构特点实现了制冷循环的目的。

Description

无压缩机的空调系统及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种IPC分类F25B15/00、39/00，F24F1/00、5/00及相关、应用、范畴领域的对流交换热吸收系统和关于这种系统的制造方法，具体地说，是一种无压缩机的空调系统及其制备方法。

背景技术

实际上，以上述领域的无压缩机技术在空调装置或空调系统的应用已较为普遍，在摈弃氟里昂而以水和氨为制冷工质方面也在当今引为潮流。仅以专利文献为例，CN1308214Y、CN219760Y、CN2052878U、CN2211034Y、CN2337446Y、CN1585879A、CN1629596A、CN1696592A、CN1358974A、CN2310291Y、CN1249031A等这些文献均从不同的角度阐述了无压缩机技术的应用以及在空调系统或相关装置中的热交换的方法。比较突出的是“由发生器经热虹吸管连接精馏器和冷凝器至盲管端又经氨液管使氨到蒸发器水气到气体热交换器再由蒸发器经气体热交换管连接吸收器至贮液罐，贮液罐引出管连接液体热交换管进入发生器，形成吸收扩散制冷循环系统。发生器的首端设置热管加热器，蒸发器的尾端设置热管连接导热，构成无氟无压缩机热管吸收扩散式制冷机组整体结构”这样的热管吸收技术。显然，从整体构架来说，以上所列已经为同业铺垫了一个评价的平台；热管吸收技术的应用在这个平台似乎已经是比较全面的了，但是，若从氨液单相对流换热制冷、氨水混合技术的应用、室内外热交换的限定、室内冷热风转换的开关机的监控以及关于它们的系统的整体合理布局的角度看，前述的案例和其它文献中显露出来的技术缺憾和瑕疵仍然存在实质上被突破的可能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无压缩机的空调系统及其关于整和这种系统的制备方法。首先，在系统的结构设置方面该系统在采用了氨水混合罐、热交换器及冷却器等分立设备的基础上对热交换理念予以了全新的技术描述；之后，在系统布局的制备步骤中也将安装硬件设备的条件做了程序上的划分。如此呈现出的技术方案体现了突出的实质性特点和显著的技术进步。

为此，在以下详细描述中的本发明所述问题的技术方案是：一种无压缩机的空调系统，该系统具有氨液单相对流换热制冷单元、吸收式氨气回收单元、室内外热交换单元、自动控制监视单元和外壳，其中，所述的氨液单相对流换热制冷单元由带有充氨阀门和自控紧急排氨阀的液氨罐、电控供液阀、冷却器、节流阀构成，所述的吸收式氨气回收单元由氨水混合罐、氨水泵构成，所述的室内外热交换单元由上热交换器、下热交换器、上下载冷剂泵、换向器、室内机和室外机构成，所述的自动控制监视单元由遥控器、阀泵主电路板、监视电器构成，其中，所述的氨液单相对流换热制冷单元中的冷却器经节流阀再经所述下热交换器与所述的吸收式氨气回收单元相连接，所述吸收式氨气回收单元中的氨水混合罐经所述氨水泵的管路与所述上热交换器相连接。而所述的氨液单相对流换热制冷单元，其中的冷却器是一种其上层为冷却室、下层为液氨回收室的双层真空式冷却器，在所述上层的冷却室与所述液氨罐之间设有一个液氨阀。所述的吸收式氨气回收单元，其中的氨水混合罐是一种具有上腔室、下腔室、一块腔室隔板的罐体，在所述上腔室内设有多层孔板、分凝器、气泡泵、接氨水泵通管，其中，所述的气泡泵其一端延伸至所述分凝器的入口，所述气泡泵的另一端延伸至所述下腔室，所述分凝器的一端延伸出所述上腔室，所述接氨水泵通管贯通所述的上腔室，所述的多层孔板具有三路管端接头，其中的一路贯穿所述腔室隔板与设置在所述下腔室内的盘管相连接，所述的多层孔板的另一端与气液混合器通管相连接，所述的多层孔板的第三端与热交换器的盘管氨气管相连接。设置在所述室内外热交换单元中的换向器4是一种由一个主动轮、四个从动轮构成的换向轮系，在其中的每个从动轮上分别设有同时同向工作的换向开关。所述的自动控制监视单元，其中的阀泵主电路板上至少设有一个与主电路板传感器相连接的接线端子。所述室内外热交换单元中的上下载冷剂泵，其泵容载冷剂是防冻液或盐水。而设置在氨水混合罐下腔室内盘管，其盘管管壁的调整温度为50℃-85℃。

同理，本发明涉及的无压缩机的空调系统的制备方法，包括了调试所述自动控制监视单元中的遥控器、阀泵主电路板、监视电器的步骤，并且更有如下的步骤：a.在所述外壳的壳体内先分别定位安装氨液单相对流换热制冷单元中带有充氨阀门、自控紧急排氨阀的液氨罐、冷却器，再在液氨罐、冷却器之间安装带有电控供液阀的液氨管路，之后，在冷却器的底部安装、预留带有节流阀的管路；b.在所述外壳的壳体内先定位安装吸收式氨气回收单元中的带有氨水泵的氨水混合罐，之后，在氨水混合罐的顶部与所述冷却器的顶部之间连接一根通管；c.在所述外壳的壳体内先定位安装室内外热交换单元中的带有上下载冷剂泵的上下两个热交换器，之后，在所述下载冷剂泵与所述下热交换器之间安装一个漏氨自控紧急排液阀，再在所述上下两个热交换器与所述的室内机、室外机之间的管路上安装换向器，并连接所述换向器与所述上下两个热交换器之间的管路；d.经c.步骤中的下热交换器将a.步骤中的节流阀与b.步骤中的氨水混合罐的上部管路相连接，之后，将所述氨水混合罐的上部管路的另一端与所述氨水混合罐的上腔室内的孔板的一路相连接；e.用管路经b.步骤中的氨水泵将b.步骤中的氨水混合罐的底部与c.步骤中的上热交换器相连接，再在所述上热交换器与延伸出所述氨水混合罐上腔室的兜形分凝器之间用另一管路连接；f.先在所述外壳的壳体外定位安装室内外热交换单元中的室内机和室外机，之后，分别经上下载冷剂泵将所述上下两个热交换器与室内机和室外机用管路连接；g.连接所述自动控制监视单元中的阀泵主电路板与各个阀泵的电路线，并进行系统的无负载通电测试；h.通过氨液单相对流换热制冷单元中的充氨阀门向液氨罐充氨；i.完成系统的负载测试。

相对公知的技术及已被检索出的专利文献，本发明无论从系统的结构上以及制备方法上均有突出的实质性特点和显著的技术进步，其积极效果尤如：当液氨罐中的液氨随外界温度的变化而产生不同的压力，在液氨罐的阀门打开时，液氨自动从液氨罐中喷射出；于是，液氨罐喷射出的液氨进入双层真空式冷却器中，使双层真空式冷却器保持低温，起到减少热损耗和液氨在单向流动时汽化少的作用；而流出双层真空式冷却器的液氨经节流阀至热交换器中吸热，即进行热交换；液氨进行热交换汽化后经管路进入氨水混合罐中的上腔室(也可称谓汽水混合器)被水溶解，产生高温压力浓氨水进入下腔室(也可称谓发生器)中，经气泡泵、分凝器完成氨水分离，汽水转换；在完成氨水分离的同时，汽水转换的氨气逆向进入冷却器降温降压凝结成液氨，此时电动阀打开，冷却器中液氨回到液氨罐中，如此完成系统的制冷循环。尤其是，在室内外机与热交换器的动作配备上，换向器起到了至关重要的作用，设置在换向器上的换向开关同时同向地动作，使得系统的热交换率保持在一个最佳的状态。

说明书附图

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是关于氨液单相对流换热制冷单元的结构示意图；、吸收式氨气

回收单元、室内外热交换单元、自动控制监视单元和外壳；

图3是关于吸收式氨气回收单元的结构示意图；

图4是关于室内外热交换单元的结构示意图；

图5是关于自动控制监视单元中主电路板与各个阀泵及室内机的电

器连接结构示意图；

图6是关于图3中氨水混合罐的结构示意图；

图7是如何设置、安装本系统的步骤的流程示意图。

图中：1-室内机，2-室外机，3-阀泵主电路板，4-换响器，5-上热交换器，501-上载冷剂泵，6-下热交换器，601-下载冷剂泵，602-漏氨自控紧急排氨阀，7-氨水泵，8-氨液罐，801-充氨阀门，802-自控紧急排氨阀，9-(双层真空式)冷却器，901-电控供液阀，902-节流阀，903-液氨阀，10-氨水混合罐，101-上腔室(气液混合器)，102-分凝器，103-气液混合器通管，104-多层孔板，105-热交换器的盘管氨气管，106-气泡泵，107-接氨水泵通管，108-下腔室，109-下腔室内盘管，110-腔室隔板，11、12、13-主电路板传感器(探头)，14-外壳。

具体实施方式

由图1至图6并参见图7，本发明涉及一种无压缩机的空调系统，该系统具有氨液单相对流换热制冷单元、吸收式氨气回收单元、室内外热交换单元、自动控制监视单元和外壳，其中，所述的氨液单相对流换热制冷单元由带有充氨阀门801和自控紧急排氨阀802的液氨罐8、电控供液阀901、冷却器9、节流阀902构成，所述的吸收式氨气回收单元由氨水混合罐10、氨水泵7构成，所述的室内外热交换单元由上热交换器5、下热交换器6、上下载冷剂泵501、601、换向器4、室内机1和室外机2构成，所述的自动控制监视单元由遥控器(图中未画出)、阀泵主电路板3、监视电器(图中未画出)构成，其中，所述的氨液单相对流换热制冷单元中的冷却器9经节流阀902再经所述下热交换器6与所述的吸收式氨气回收单元相连接，所述吸收式氨气回收单元中的氨水混合罐10经所述氨水泵7的管路与所述上热交换器5相连接。而所述的氨液单相对流换热制冷单元，其中的冷却器9是一种其上层为冷却室、下层为液氨回收室的双层真空式冷却器，在所述上层的冷却室与所述液氨罐之间设有一个液氨阀901。所述的吸收式氨气回收单元，其中的氨水混合罐10是一种具有上腔室101、下腔室108、一块腔室隔板110的罐体，在所述上腔室内101设有多层孔板104、分凝器102、气泡泵106、接氨水泵通管107，其中，所述的气泡泵106其一端延伸至所述分凝器102的(兜形)入口，所述气泡泵106的另一端延伸至所述下腔室108，所述分凝器102的一端延伸出所述上腔室，所述接氨水泵通管107贯通所述的上腔室，所述的多层孔板104具有三路管端接头，其中的一路贯穿所述腔室隔板109与设置在所述下腔室108内的盘管109相连接，所述的多层孔板104的另一端与气液混合器通管103相连接，所述的多层孔板104的第三端与热交换器的盘管氨气管105相连接。设置在所述室内外热交换单元中的换向器4是一种由一个主动轮、四个从动轮构成的换向轮系，在其中的每个从动轮上分别设有同时同向工作的换向开关(图中未画出)。所述的自动控制监视单元，其中的阀泵主电路板3上至少设有一个与主电路板传感器(探头)11、12、13相连接的接线端子。所述室内外热交换单元中的上下载冷剂泵501、601，其泵容载冷剂是防冻液或盐水。而设置在氨水混合罐10下腔室内盘管109，其盘管管壁的调整温度为50℃-85℃。

从本系统的动态结构看，本发明涉及的空调系统是由氨液单相对流换热制冷单元、吸收式氨气回收单元、室内外热交换单元、自动控制监视单元这几个单元所构成并相互配合工作的。其中的氨液单相对流换热制冷单元是主循环负责制冷的工位单元，在常温下，液氨在液氨罐8中有一定的压力，当开机时主电路板3运行指示灯亮的同时电控供液阀901打开，液氨从液氨罐8中流出进入(双层真空式)冷却器9中吸热降温，随着双层真空式冷却器9的温度下降吸热量减少，盘管经节流阀902至热交换器中吸热，进行热交换，盘管中液氨汽化后经气液混合器通管103进入氨水混合罐10中的上腔室101。在本系统中最主要的单元及单元部分是图3、图6和图4所示的吸收式氨气回收单元和室内外热交换单元；所谓吸收式是将制冷汽化了的气氨应用吸收式制冷原理转换成液氨，在氨水混合罐10中的多层孔板104具有三重作用：其一是接收来自氨水泵7的淡氨水被热交换器降温后由气液混合器通管103进入氨水混合罐10的上腔室(气液混合器)101，二是接收来自热交换器盘管氨气管105的氨气，三是由多层孔板104的末端导管直接将聚集在孔板上氨水送入到氨水混合罐的下腔室内盘管109中，当下腔室内盘管109管壁的温度处于50℃-85℃这个区间内时，由下腔室产生的气泡被气泡泵106打入到分馏器102中并由分凝器102进行汽液分馏，分离出来的氨气经管路被送至冷却器102，分离出来的淡氨水则又落入上腔室101内；从上述动态描述不难看出，吸收式氨气回收单元是将制冷汽化的气氨应用吸收式制冷原理转换成液氨，如此动作达到循环制冷的目的。

具体地说，就是当开机时主电路板3运行指示灯亮的同时吸收式氨气回收单元中的氨水泵也开机运转，在上腔室101中与来自氨液单相对流换热制冷单元的氨气相遇，在上腔室101中设置的孔板104是多层的，它可使水进入上腔室时形成喷淋状态吸收氨气，氨水吸收氨气形成浓氨水的同时产生高温进入下腔室108，下腔室中的高温高压的浓氨水经气泡泵106上升再经过分凝器102提高了氨气浓度。淡氨水被氨水泵7送至热交换器降温减压。氨气进入冷却器9中降温后冷凝结成液氨存在冷却器中，达到一定的量后，液位控制探头11将向主电路板3发出信号，在主电路板3上指示灯亮的同时主电路控制系统将电动阀903打开，冷却器9中液氨回到液氨罐8中，如此完成制冷循环。而室内外热交换单元是实现将氨与室内彻底分开，保证安全调整室内温度，尤其是在室内外机与热交换器的动作配合上，换向器4起到了至关重要的作用，设置在换向器4上的换向开关(图中未画出)同时同向地动作，可使得系统的热交换率保持在一个最佳的状态；当开机时主电路板3运行指示灯亮的同时室内外热交换单元中的两个载冷剂泵501、601和室内外风机开始运转，在这个单元中的制冷工质不是氨也不是水，是如防冻液、盐水等这样的载冷剂，载冷剂的选择可根据季节变化或空调使用的范围来确定；换向器的换向，使室内温度调整随意，例如，在室温高时，载冷剂的工作是通过下热交换器6中的传媒体(如风扇)将冷传送到室内，将上热交换器5中的传媒体(如风扇)将热送到室外，达到降低室内温度和去湿的目的。当室温低时，又可通过主电路板3调度换向器4，将下热交换器6中的传媒体将冷传送到室外。将上热交换器5中的传媒体将热送到室内，达到提升室内温度的目的。

由于自动控制监视单元中的遥控器、监视电器等都可以用现有技术产品替代，所以图5仅表示了自动控制监视单元的主电路板3与各个阀泵及室内机的电器连接结构；但是自动控制监视单元的另一个重要任务是在制冷系统正常运行时监视系统的运行，在发生漏气漏液时，自动控制单元将在关闭正在工作的系统的同时发出警报和指令打开设在室内外热交换单元上的漏氨自动紧急排液阀602，使氨气被低温载冷剂吸收，转换成氨水(化肥)以确保安全。另外，当氨分体空调遇外部火灾，隔热层出现破坏，液氨压力升高，自动控制监视单元则在发出报警的同时指令自控紧急排氨阀802被打开放压，漏氨自动紧急排液阀602也同时被打开，使氨被低温载冷剂吸收，转换成氨水(化肥)确保安全。

本发明中涉及的机壳是金属制作的全密封器件，它具有耐内外高压、耐碰撞、耐腐蚀、耐高温和体轻的特性。

参见图7，根据以上对系统结构的描述，本发明还给出了配置安装本系统的制备方法，该方法包括事先调试所述自动控制监视单元中的遥控器、阀泵主电路板、监视电器的步骤和以下更详细的步骤：a.在所述外壳的壳体内先分别定位安装氨液单相对流换热制冷单元中带有充氨阀门、自控紧急排氨阀的液氨罐、冷却器，再在液氨罐、冷却器之间安装带有电控供液阀的液氨管路，之后，在冷却器的底部安装、预留带有节流阀的管路；b.在所述外壳的壳体内先定位安装吸收式氨气回收单元中的带有氨水泵的氨水混合罐，之后，在氨水混合罐的顶部与所述冷却器的顶部之间连接一根通管；c.在所述外壳的壳体内先定位安装室内外热交换单元中的带有上下载冷剂泵的上下两个热交换器，之后，在所述下载冷剂泵与所述下热交换器之间安装一个漏氨自控紧急排液阀，再在所述上下两个热交换器与所述的室内机、室外机之间的管路上安装换向器，并连接所述换向器与所述上下两个热交换器之间的管路；d.经c.步骤中的下热交换器将a.步骤中的节流阀与b.步骤中的氨水混合罐的上部管路相连接，之后，将所述氨水混合罐的上部管路的另一端与所述氨水混合罐的上腔室内的孔板的一路相连接；e.用管路经b.步骤中的氨水泵将b.步骤中的氨水混合罐的底部与c.步骤中的上热交换器相连接，再在所述上热交换器与延伸出所述氨水混合罐上腔室的兜形分凝器之间用另一管路连接；f.先在所述外壳的壳体外定位安装室内外热交换单元中的室内机和室外机，之后，分别经上下载冷剂泵将所述上下两个热交换器与室内机和室外机用管路连接；g.连接所述自动控制监视单元中的阀泵主电路板与各个阀泵的电路线，并进行系统的无负载通电测试；h.通过氨液单相对流换热制冷单元中的充氨阀门向液氨罐充氨；i.完成系统的负载测试。其中，所述c.步骤中的换向器，其安装步骤是，先在上下两个热交换器与室内机和室外机之间安装换向轮系，之后，再在换向轮系中的每个从动轮上分别安装各自的换向开关。所述d.步骤中的孔板，其安装步骤是，先将氨水混合罐上腔室内的孔板与设置在氨水混合罐下腔室内的盘管进行连接，再分别装配孔板与来自氨水泵、热交换器相连接的接口及管路。

经过上述的制备步骤，一套无压缩机的空调系统即告完成。

Claims (9)

1.一种无压缩机的空调系统，该系统具有氨液单相对流换热制冷单元、吸收式氨气回收单元、室内外热交换单元、自动控制监视单元和外壳，其特征在于，所述的氨液单相对流换热制冷单元由带有充氨阀门和自控紧急排氨阀的液氨罐、电控供液阀、冷却器、节流阀构成，所述的吸收式氨气回收单元由氨水混合罐、氨水泵构成，所述的室内外热交换单元由上热交换器、下热交换器、上下载冷剂泵、换向器、室内机和室外机构成，所述的自动控制监视单元由遥控器、阀泵主电路板、监视电器构成，其中，所述的氨液单相对流换热制冷单元中的冷却器经节流阀再经所述下热交换器与所述的吸收式氨气回收单元相连接，所述吸收式氨气回收单元中的氨水混合罐经所述氨水泵的管路与所述上热交换器相连接。

2.根据权利要求1所述的无压缩机的空调系统，其特征在于，所述的氨液单相对流换热制冷单元，其中的冷却器是一种其上层为冷却室、下层为液氨回收室的双层真空式冷却器，在所述冷却室与所述液氨罐之间设有一个液氨阀。

3.根据权利要求1所述的无压缩机的空调系统，其特征在于，所述的吸收式氨气回收单元，其中的氨水混合罐是一种具有上腔室、下腔室、一块腔室隔板的罐体，在所述上腔室内设有多层孔板、分凝器、气泡泵、接氨水泵通管，其中，所述的气泡泵其一端延伸至所述分凝器的入口，所述气泡泵的另一端延伸至所述的下腔室，所述分凝器的一端延伸出所述的上腔室，所述的接氨水泵通管贯通所述的上腔室，所述的多层孔板具有三路管端接头，其中的一路贯穿所述腔室隔板与设置在所述下腔室内的盘管相连接，所述的多层孔板的另一路与气液混合器通管相连接，所述的多层孔板的第三路与热交换器的盘管氨气管相连接。

4.根据权利要求1所述的无压缩机的空调系统，其特征在于，设置在所述室内外热交换单元中的换向器是一种由一个主动轮、四个从动轮构成的换向轮系，在其中的每个从动轮上分别设有同时同向工作的换向开关。

5.根据权利要求1所述的无压缩机的空调系统，其特征在于，所述的自动控制监视单元，其中的阀泵主电路板上至少设有一个与主电路板传感器相连接的接线端子。

6.根据权利要求1所述的无压缩机的空调系统，其特征在于，所述室内外热交换单元中的上下载冷剂泵，其泵容载冷剂是防冻液或盐水。7.根据权利要求3所述的无压缩机的空调系统，其特征在于，设置在氨水混合罐下腔室内盘管，其盘管管壁的调整温度为50℃-85℃。

8.一种按权利要求1所述的无压缩机的空调系统的制备方法，包括调试所述自动控制监视单元中的遥控器、阀泵主电路板、监视电器的步骤，其特征在于，所述制备方法具有如下步骤：

a.在所述外壳的壳体内先分别定位安装氨液单相对流换热制冷单元中带有充氨阀门、自控紧急排氨阀的液氨罐、冷却器，再在液氨罐、冷却器之间安装带有电控供液阀的液氨管路，之后，在冷却器的底部安装、预留带有节流阀的管路；

b.在所述外壳的壳体内先定位安装吸收式氨气回收单元中的带有氨水泵的氨水混合罐，之后，在氨水混合罐的顶部与所述冷却器的顶部之间连接一根通管；

c.在所述外壳的壳体内先定位安装室内外热交换单元中的带有上下载冷剂泵的上下两个热交换器，之后，在所述下载冷剂泵与所述下热交换器之间安装一个漏氨自控紧急排液阀，再在所述上下两个热交换器与所述的室内机、室外机之间的管路上安装换向器，并连接所述换向器与所述上下两个热交换器之间的管路；

d.经下热交换器将节流阀与氨水混合罐的上部管路相连接，之后，将所述氨水混合罐的上部管路的另一端与所述氨水混合罐的上腔室内的孔板的一路相连接；

e.用管路经氨水泵将氨水混合罐的底部与上热交换器相连接，再在所述上热交换器与延伸出所述氨水混合罐上腔室的分凝器之间用另一管路连接；

f.先在所述外壳的壳体外定位安装室内外热交换单元中的室内机和室外机，之后，分别经上下载冷剂泵将所述上下两个热交换器与室内机和室外机用管路连接；

g.连接所述自动控制监视单元中的阀泵主电路板与各个阀泵的电路线，并进行系统的无负载通电测试；

h.通过氨液单相对流换热制冷单元中的充氨阀门向液氨罐充氨；

i.完成系统的负载测试。

9.根据权利要求8所述的无压缩机的空调系统的制备方法，其特征在于，所述c.步骤中的换向器，其安装步骤是，先在上下两个热交换器与室内机和室外机之间安装换向轮系，之后，再在换向轮系中的每个从动轮上分别安装各自的换向开关。

10.根据权利要求8所述的无压缩机的空调系统的制备方法，其特征在于，所述d.步骤中的孔板，其安装步骤是，先将氨水混合罐上腔室内的孔板与设置在氨水混合罐下腔室内的盘管进行连接，再分别装配孔板与来自氨水泵、热交换器相连接的接口及管路。

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