CN106895602A - 一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统及方法 - Google Patents

一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统及方法 Download PDF

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refrigerating
semiconductor
semiconductor refrigerating
auxiliary steam
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陈莲芳
赵红霞
王鸣
王一鸣
王雷
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山东大学
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00Machines, plant, or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00

Abstract

本发明公开了一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统及方法,包括冷凝器、换热器和半导体制冷模块,所述半导体制冷模块设置在换热器的上端,制冷剂蒸汽经冷凝器初步冷却后,进入换热器,气相的制冷剂上升至半导体制冷模块后二次冷凝,重新回流进行循环,本发明增大了制冷剂的过冷度,从而增加制冷量,提高蒸汽压缩制冷系统的能效比。光伏模块可以利用太阳能通过蓄电池产生电,供给半导体制冷模块,从而实现了太阳能的利用。

Description

一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统及方法。

背景技术

[0002] 在蒸汽压缩制冷系统中,冷凝器的作用是将压缩机排出的高温高压的气态制冷剂 冷凝成液体,以便在制冷系统中循环使用。而制冷剂蒸汽通常具有较大的液化潜热,这就要 求冷凝器提供大量的冷量,而造成较多的能源消耗。当今社会,化石燃料面临枯竭,能源危 机日益严重,节约能源、寻找合适的替代能源成为一项重要的时代课题。太阳能是公认的未 来人类最合适、最安全、最绿色、最理想的替代能源之一,具有取用方便、能量巨大、无污染、 安全性好等优点。为了充分利用太阳能,本系统采用太阳能光伏发电和半导体制冷技术相 结合的方式,辅助蒸汽压缩制冷系统,不但可以有效降低蒸汽压缩制冷系统中冷凝器的功 耗和换热面积,还可以增大制冷剂的过冷度,从而增加制冷量,提高蒸汽压缩制冷系统的能 效比。

发明内容

[0003]本发明为了解决上述问题,提出了一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统及方 法,本发明能够降低冷凝温度,增大制冷剂的过冷度,从而增加制冷量,减少冷凝器的换热 面积,提高蒸汽压缩制冷系统的能效比。

[0004] 为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

[0005] 一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统,包括冷凝器、换热器和半导体制冷模块, 所述半导体制冷模块设置在换热器的上端,制冷剂蒸汽经冷凝器初步冷却后,进入换热器, 气相的制冷剂上升至半导体制冷模块后二次冷凝,重新回流进行循环。

[0006]所述半导体制冷換块连接有光伏模块,利用太阳能通过光伏板产生电并供给蓄电 池,蓄电池供电给半导体制冷模块。

[0007] 所述半导体制冷模块的冷端朝向换热器。

[0008] 所述换热器为立槽式换热器,立槽式换热器内设置有多个翅片。

[0009]所述立槽式换热器内蓄积一定高度的液体,依靠重力作用,使得二次冷凝后流出 的液体具有过冷度。

[0010]所述换热器为卧式换热器,卧式换热器内设置有多个热管。

[0011]所述冷凝器的入口连接压缩机,出口连接换热器,所述换热器通过管路连接蒸发 器,蒸发器的输出端连接压缩机的输入端。

[0012] 所述管路上设置有节流阀。

[0013] —种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷方法,制冷剂蒸汽经冷凝器初步冷却后进入换 热器,在换热器内,在换热器内的气相状态的制冷剂蒸汽经过半导体制冷的二次冷凝成液 体,回流至蒸发器形成循环。

[0014] 本发明的有益效果为:

[0015] (1)经过冷凝器和半导体制冷的两级冷却作用,液态制冷剂重新进入循环系统。半 导体制冷模块可以将制冷剂冷却到更低的温度,从而降低了冷凝温度;

[0016] (2)利用立槽式换热器可以蓄积一定高度的液体,依靠重力作用,使得从立槽式换 热器流出的液体具有一定的过冷度,同时,换热器内部的翅片不但可以起到引流的作用,还 可以增大换热面积,翅片以交错式分布,提高了半导体制冷模块的制冷效率;

[0017] ⑶降低了冷凝温度,增大了制冷剂的过冷度,从而增加制冷量,减少了冷凝器的 换热面积,提高了蒸汽压缩制冷系统的能效比;

[0018] (4)光伏模块可以利用太阳能光伏板产生电给蓄电池,蓄电池供给半导体制冷模 块,从而实现了太阳能的利用。

附图说明

[0019] 图1为本发明的第一实施例示意图;

[0020] 图2为本发明的第二实施例示意图;

[0021] 其中,1 一一压缩机;2—一冷凝器;3—一太阳能光伏模块;4 一一半导体制冷模块; 5-1——立槽式换热器;5-2——卧式换热器;6-1——柱形翅片;6-2——热管;7——节流 阀;8--蒸发器

具体实施方式:

[0022] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

[0023] 第一实施例,如图1所示,高温高压的制冷剂蒸汽经冷凝器2初步冷却后,以气相的 状态进入换热器5。上方的气体经过半导体制冷模块的冷端4冷却后顺翅片6流下。其中翅片 不但可以起到引流的作用,还可以增大换热面积,翅片以交错式分布,提高了半导体制冷模 块的制冷效率。经过冷凝器和半导体制冷的两级冷却作用,液态制冷剂重新进入循环系统。 半导体制冷模块可以将制冷剂冷却到更低的温度,从而降低了冷凝温度。且5为立式换热 器,可以蓄积一定高度的液体,依靠重力作用,使得从5流出的液体具有一定的过冷度。

[0024]该系统的作用在于降低了冷凝温度,增大了制冷剂的过冷度,从而增加制冷量,减 少了冷凝器的换热面积,提高了蒸汽压缩制冷系统的能效比。光伏模块可以利用太阳能通 过蓄电池产生电,供给半导体制冷模块,从而实现了太阳能的利用。

[0025] 第二实施例,如图2所示,高温高压的制冷剂蒸汽经冷凝器2的冷却后流入卧式换 热器5,在换热器中液态制冷剂与热管6的蒸发端直接接触,热管中的易挥发介质可以迅速 吸收制冷剂的热量并蒸发上升,通过上端的半导体冷端4冷凝作用后,凝结成液体并下降, 实现热量的循环传导。经过半导体制冷的冷却作用,增大了制冷剂的过冷度,从而增加制冷 量,提高蒸汽压缩制冷系统的能效比。光伏模块可以利用太阳能光伏板产生电给蓄电池,蓄 电池供给半导体制冷模块,从而实现了太阳能的利用。

[0026]上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范 围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1. 一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统,其特征是:包括冷知器、换热器和半导体制 冷模块,所述半导体制冷模块设置在换热器的上端,制冷剂蒸汽经冷凝器初步冷却后,进入 换热器,气相的制冷剂上升至半导体制冷模块后二次冷凝,重新回流进行循环。
2. 如权利要求1所述的一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统,其特征是:所述半导体 制冷模块连接有光伏模块,利用太阳能通过蓄电池产生电,供给半导体制冷模块。
3. 如权利要求1所述的一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统,其特征是:所述半导体 制冷模块的冷端朝向换热器。
4.如权利要求1所述的一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统,其特征是:所述换热器 为立槽式换热器,立槽式换热器内设置有多个翅片。
5.如权利要求4所述的一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统,其特征是:所述立槽式 换热器内蓄积一定高度的液体,依靠重力作用,使得二次冷凝后流出的液体具有过冷度。
6.如权利要求1所述的一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统,其特征是:所述换热器 为卧式换热器,卧式换热器内设置有多个热管。
7.如权利要求1所述的一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统,其特征是:所述冷凝器 的入口连接压缩机,出口连接换热器,所述换热器通过管路连接蒸发器,蒸发器的输出端连 接压缩机的输入端。
8.如权利要求7所述的一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷系统,其特征是:所述管路上 设置有节流阀。
9. 一种半导体制冷辅助蒸汽压缩制冷方法,其特征是:制冷剂蒸汽经冷凝器初步冷却 后进入换热器,在换热器内,在换热器内的气相状态的制冷剂蒸汽经过半导体制冷的二次 冷凝成液体,回流至蒸发器形成循环。
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