CN1088508C

CN1088508C - 热泵式家用空调器

Info

Publication number: CN1088508C
Application number: CN97108466A
Authority: CN
Inventors: 张世严
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 2002-07-31
Anticipated expiration: 2017-04-11
Also published as: CN1196466A

Abstract

一种高效吸收太阳能的“热泵式家用空调器”，它主要由电动机、进水箱、蒸发装置、螺线管、太阳能吸收器、水汽回收器、液化水箱、箱体、蜗壳、底座组成，螺线管、太阳能吸热器的一端与蒸发装置连接，另一端与汽体回收器连接，汽体回收器还与液化水箱连接，液化水箱与进水箱连接。进水箱里装有水或盐水。热泵式家用空调器属于既制冷又制热的家用空调器。

Description

热泵式家用空调器

本发明属于用水作制冷剂的家用空调器。

本发明是对中国专利申请公开说明书“96235715.4”公布的，一种以水为制冷剂制冷机结构的改进，并使其进一步完善的热泵式家用空调器。原有的绿色空调制冷机，是一种以水为制冷剂的制冷机，它的蒸发装置采用单级叶轮，水在汽化过程中受到的冲击力不够强，壳体内的气压偏高，沸点偏高，汽化力度不够大。制冷剂没有循环使用，它只能制冷不能制热。

本发明的任务是提供一种汽化力度大，既能制冷又能制热的家用空调器。

在蒸发装置、螺线管(或太阳能吸热器)内水蒸气中的液滴经壳体内表面(或螺线管内壁)积聚在低凹处，然后流入进水箱25内。

本发明的目的是这样实现的，将原制冷机毛细孔的数量减成为一个，其位置改在原制冷机进水管口14处。制冷机第一蒸发装置的叶轮原来只有一个，现增加为三个以上(包括三个)。制冷机第二蒸发装置现改称为汽体回收器，叶轮数量由一个增加为二个。蒸发装置中最后一级叶轮，维持原结构不变。其它各级叶轮底盘圆周，有一个垂直盘面与底盘为一体的空心圆柱面。制冷机的供水水箱现称为液化水箱。现增加一组“螺线管”和另一组太阳能吸热器。蒸发装置与螺旋管之间、螺旋管与汽体回收器之间、汽体回收器与液化水箱之间、液化水箱与进水箱之间用管道密封连接。进水箱与蒸发装置壳体底部之间密封连接。太阳能吸收器和螺线管(各有阀门)两组并联于蒸发装置与汽体回收器之间。

其具体结构是：一种高效吸收太阳能的“热泵式家用空调器”，它主要由电动机、进水箱、蒸发装置、螺线管、太阳能吸收器、水汽回收器、液化水箱、箱体、蜗壳、底座组成，其特征在于：蒸发装置的上水轴管的外径上，装有3-5个汽化叶轮，上水轴管内孔里装有吸水叶轮，轴管的上水端口内装有调节螺丝，轴的另一端装有皮带轮。汽体回收器转轴上套装有二个吸汽叶轮，轴顶端装有皮带轮。螺线管、太阳能吸收器的一端与蒸发装置蜗壳排气管密封连接，另一端与汽体回收器吸气管密封连接。汽体回收器蜗壳排汽管与液化水箱进汽管密封连接。液化水箱出水管与进水箱进水管密封连接。进水箱里装有水或盐水。

本发明空调器是这样工作的，当蒸发装置中叶轮高速转动后，进水箱中的水被吸水叶轮吸入轴管内，进入吸水叶轮后的水虽然汽化的不多，但多数变为水滴后被吸入第一级叶轮，在叶轮内受到叶片、圆柱面冲击作用后，以很高速度进入壳体空间，与壳体碰撞而汽化、再被吸入第二级叶轮受冲击作用而汽化，最后被吸入第三级叶轮，吸热后的水汽高速的离开蜗壳进入螺线管。水在蒸发装置内瞬间大量汽化，便吸收蒸发装置壳体大量的热量，但由于壳体面积小，汽体瞬间不可能吸走汽化所需的热量。汽化过程近似于绝热汽化过程，所以水汽自身温度显著下降，温度很低的水汽进入螺线管后继续吸热。螺线管的温度则不停的下降。由此看出蒸发装置外壳和螺线管相当于一般制冷系统的蒸发器，另用风扇使载冷剂反复流过蒸发器外壳表面，将冷量送入需要降温的空间，从而完成空调制冷任务。

当汽体在螺线管中吸取大量的热量后，迅速被汽体回收器吸走，以保持螺线管中的汽体处于未饱和状态。由汽体回收器蜗壳出来的汽体动能逐渐减少，位能增加压力上升(P≤1atm)成为饱和汽体，进入液化水箱液化而放热。汽体回收器和液化水箱与一般制冷系统压缩机、冷凝器的作用类似。

如果家用空调器是作为夏季给房间降温用，液化水箱温度必须维持在T＝30℃左右的环境温度下，为达此目的，则必须另外用风扇将液化水的凝结热送入大气空间。

如果家用空调器是作为冬季给房间升温取暖之用，必须使液化水箱中的水温升高(50℃＜T≤100℃)。为此，将螺线管通道阀门关闭，同时打开太阳能吸热器阀门吸热升温，为液化水箱的水汽液化时放出大量热量提供可靠能源。另用风扇使载热剂反复流过液化水箱外壳表面，将热量送入需要升温保暖空间，从而完成空调制热任务。

家用空调器工作开始后，水汽在系统内吸收大量热量，其温度为t₁，水汽进入液化水箱液化而放热，高温热源的温度不断升高为t₂(Δt＝t₂-t₁)，温差可达摄氏数十度。这个高温热源是水汽在液化水箱中液化放热，人为造成的。把人工造成高温热源的机器称为“制热机”。

按热泵式家用空调器原理制造成一种制热机，可称为“家用制热机”，供给家庭各种用途的热水、煮制食品的热源等。家用制热机能从“太阳吸热器”中大量高效吸取太阳能，向高温热源释放热量升温；这和燃料燃烧释放热量升温有类似之处。前者要消耗一部分电能，大量吸收太阳能而释放热量，无二氧化碳等气体产生；后者要消耗一部分燃料，方可将千百万年储存的太阳能以热量形式释放出来，必然会产生二氧化碳等气体。家用制热机消耗少量的能量，获得比该能量大若干倍的太阳能。一般常规吸收太阳能的办法是在“太阳能吸收器”内装着水，只能靠太阳光的强力幅射获得太阳能。其温差小、效率低。用家用制热机温差大、吸热快，在无阳光强幅射时也可大量吸收太阳能。可以说是一种高效吸收太阳能的机器，一旦全世界采用，将会减少全地球二氧化碳等气体的排放量。

以下结合实施例附图对发明做进一步说明：

附图1是本发明的总体结构示意图。

附图2是蒸发装置结构示意图。

附图3是汽体回收器结构示意图。

附图4是家用制热机结构示意图。

附图5是底盘结构示意图。

图1中蒸发装置的蜗壳出口32与螺线管22的一端管口连接，螺线管22的另一端管口与汽体回收器23的吸气管33连接，汽体回收器23的蜗壳出气口36与液化水箱24的进汽管连接，液化水箱24的出水管口通过管道与进水箱25连接，进水箱25与蒸发装置外壳31下部连接，电动机26轴的一端通过皮带轮与蒸发装置轴管27连接，另一端通过另一皮带轮与汽体回收器的轴37连接。蒸发装置轴管27的下端部在进水箱25的水或盐水中，毛细孔调节螺丝28(调节螺丝上加工有毛细孔)、吸水叶轮29安装在轴管27的内管中。汽化叶轮30与轴管27连为一体同轴转动。轴管27通过轴承与蒸发装置壳体31连接，蜗壳32与蒸发装置壳体31上部连接。汽化叶轮底盘由底盘面39和空心圆柱面40组成。

汽体回收器23的转轴37与叶轮34连为一体同轴转动。转轴37与壳体35通过轴承连接。

当电动机26高速转动后，盐水在蒸发装置21中全部汽化吸收部分热量后，由蜗壳出口32进入螺线管22内(或太阳能吸收器38内)继续吸收热量，致使蒸发装置壳体31、螺线管22的温度显著降低。汽化吸热后的汽体被吸入汽体回收器23内，在叶轮34的作用下高速进入液化水箱24内，减速增压液化升温释放热量，液化水通过管道流入进水箱25内。然后进行汽化、液化循环制冷制热过程。

Claims

1、一种高效吸收太阳能的“热泵式家用空调器”，它主要由电动机、进水箱、蒸发装置、螺线管、太阳能吸收器、水汽回收器、液化水箱、箱体、蜗壳、底座组成，其特点在于：蒸发装置的上水轴管的外径上，套有3-5个汽化叶轮。上水轴管内孔里装有吸水叶轮，轴管的上水端口内装有调节螺丝，轴的另一端套有皮带轮；汽体回收器转轴上套装有二个吸汽叶轮，轴顶端装有皮带轮；螺线管、太阳能吸热器的一端与蒸发装置蜗壳排气管密封连接，另一端与汽体回收器吸气管密封连接；汽体回收器蜗壳排汽管与液化水箱进汽管密封连接，液化水箱出水管与进水箱进水管密封连接；进水箱里装有水或盐水。

2、根据权利要求1所述的热泵式家用空调器，其特征还在于：调节螺丝上，加工有一个毛细孔。

3、根据权利要求1所述的热泵式家用空调器，其特征还在于：蒸发装置中的汽化叶轮底盘圆周有一个垂直盘面与底盘为一体的空心圆柱面。

4、根据权利要求3所述的热泵式家用空调器，其特征还在于：蒸发装置中的汽化叶轮转速为9000转/分以上，或者叶轮线速度为65米/秒以上。

5、根据权利要求1所述的热泵式家用空调器，其特征还在于：若在全封闭系统中只安装太阳能吸热器，一端直接与蒸发装置相连接，另一端与汽体回收器连接。