CN1231410A - 家用无热制冷机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种家用无热制冷机,它由两级相变制冷循环构件结合构成。首级蒸气压缩制冷提供原始冷量,末级以冷制冷负责对外制冷与消耗首级制冷热量。设置原始冷量冷凝器、过冷液冷凝器重复利用原始冷量冷凝液化末级制冷工质蒸气。首级制冷压缩机、冷凝器与末级制冷消热蒸发器同置于载冷液体中。末级制冷循环中设置小型储液罐与微型工质泵,实现一机多用。本发明制冷效率高,无外排热量,无噪音,结构简单,用途广泛。
Description
本发明涉及制冷机，特别涉及一种不向外界排放热量的、不需要大容积压力容器的家用无热制冷机。
现有的制冷机，尤其在工业与民用上广泛应用的蒸气压缩循环制冷机，在制冷过程中，一方面进行制冷，一方面却向外界环境排放热量，而且产热量多于甚至大大多于制冷量，并且制冷效率通常较低。
有一种纯相变无热制冷工艺方法及其装置，其制冷系统由二级以上多级相变制冷循环构成。首级为蒸气压缩制冷循环，其他各级为重复利用上一级提供的更冷冷量液化本级制冷工质蒸气的相变以冷制冷循环。首级制冷的压缩机、冷凝器浸泡在次一级液态制冷工质中，热量为其汽化潜热消耗，致使首级制冷循环中制冷工质的冷凝与蒸发温度接近，实现正常制冷效率供冷。各级制冷工质蒸发温度依级次递增排列，首级制冷工质蒸发温度最低，中间级逐级高倍扩大制冷量，末级对外供冷。全系统无外排热量，制冷效率特高。但是，其制冷工艺方法与装置中需要设置大容积中、高压压力容器，装置体积庞大，无法将其简便地推广应用到冰箱、空调等小型家用产品之中。
本发明的目的是提供一种新的家用无热制冷机，它不需要大容积的压力容器，不向外界排放热量，其制冷量远远多于其产热量。
本发明的技术解决方案如下：
一种家用无热制冷机，它包括容器，在容器内设置的蒸气压缩制冷循环构件，相变以冷制冷循环构件，以及载冷液体；所述蒸气压缩制冷循环构件包括制冷压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器，首尾依次连接，形成闭合蒸气压缩制冷循环系统，内注制冷工质；所述相变以冷制冷循环构件包括两组以上制冷蒸发器、过冷液冷凝器、原始冷量冷凝器、微型工质泵，上述构件连接形成闭合相变以冷制冷循环系统，内注制冷工质；
所述容器是常压保温容器，其中盛满载冷液体，所述蒸气压缩制冷循环中的制冷压缩机和冷凝器设置在常压保温容器的下层空间，所述相变以冷制冷循环中的消热蒸发器设置在常压保温容器的上层空间，上述构件完全浸泡在载冷液体之中；
所述常压保温容器的上方通过支撑的支架装有常压保温箱，在常压保温箱的内部上层装有水平设置的夹套管，该夹套管是由蒸气压缩制冷循环构件中的蒸发器和相变以冷制冷循环构件中的原始冷量冷凝器组合而成，夹套管包括在其中设置的细径管和套装在细径管外面的粗径管，细径管为蒸气压缩制冷循环中的蒸发器，粗径管为相变以冷制冷循环中的原始冷量冷凝器；在常压保温箱的内部下层装有水平设置的过冷液冷凝器，过冷液冷凝器的进管与夹套管的粗径管连接，夹套管的细径管进、出管则分别通过保温工质输液管和保温回气管，分别与蒸气压缩制冷循环中的冷凝器和制冷压缩机连接；
所述常压保温容器与常压保温箱之间的支架内装有小型制冷工质储液罐、与之相连接的微型工质泵和对外制冷蒸发器，对外制冷蒸发器通过保温回气管与相变以冷制冷循环构件中的过冷液冷凝器的出管连接，该过冷液冷凝器的出管还分别与制冷工质储液罐的进管以及通过保温回气管与相变以冷制冷循环中的消热蒸发器连接；
末级液态制冷工质在对外供冷制冷蒸发中，以及在消耗首级蒸气压缩制冷的热量的消热蒸发器中，吸热汽化成工质蒸气，经保温回气管进入粗管径的水平设置的过冷液冷凝器内，在粗径管中与逆向流动的过冷末级液态制冷工质进行冷量与热量交换，被冷凝液化的部分随过冷液态工质回流，尚未液化的工质蒸气经粗径管进入夹套管的外层粗径管即原始冷量冷凝器，最后冷凝液化成过冷液态工质，然后从原始冷量冷凝器粗径管管内底部回流到过冷液冷凝器的粗径管管内底部，再经保温粗径输液管进入小型制冷液态工质储液罐，最后经微型工质泵将末级液态制冷工质分别注入消热蒸发器和对外制冷蒸发器，再次吸热汽化，由此形成末级相变以冷制冷循环；末级相变以冷制冷循环依靠末级液态工质的汽化潜热所提供的制冷量，远大于液化冷凝末级工质蒸气所需要的由首级蒸气压缩制冷循环所提供的原始冷量，由此形成高倍效率制冷。
利用本发明对外制冷效率高的特点，在设定制冷规模内，选配较小机械功率的制冷压缩机，并且对压缩机进行绝热隔音处理，使制冷运行中无噪音。
利用储液罐储液能力与过冷液冷凝器、原始冷量冷凝器蓄冷能力的共同作用，通过间隙性、短时间地加速启动微型工质泵，实现间隙性强力供冷。
利用微型工质泵可以向多个对外制冷蒸发器提供液态末级制冷工质和可以远距离输送液态末级制冷工质的特点，实现一机多用，采用一台家用无热制冷机可同时向多台冰箱、多台制冷空调机供冷，集家用无热制冷机、空调、冰箱于一体。
本发明采用纯相变无热制冷技术，实行两级相变制冷循环，利用液态工质的汽化潜热制冷。首级制冷为蒸气压缩制冷，末级制冷为相变以冷制冷。首级制冷为末级制冷提供原始冷量，末级制冷负责对外供冷制冷和消耗首级制冷所产生的热量。末级相变以冷制冷循环中的制冷工质，其制冷蒸发温度高于首级蒸气压缩制冷循环中的制冷工质蒸发温度。由于首级制冷循环中的制冷压缩机与冷凝器同时浸泡在温度较低的载冷液体中排热快捷，其热量为末级制冷循环中的消热蒸发器及时消耗，致使首级制冷工质的蒸发温度与冷凝温度温差小，使首级蒸气压缩制冷循环具有正常以上的制冷效率。末级制冷工质吸热汽化所形成的工质蒸气，不再耗用机械功对其压缩，而是利用首级制冷所提供的原始冷量进行冷凝液化，并且通过过冷液冷凝器多次重复利用原始冷量，使家用无热制冷机对外供冷、制冷能力多倍增长。
下面结合附图对本发明作详细描述。
附图是一种家用无热制冷机的结构示意图。
参看附图，在常压保温容器21内盛装载冷液体24，将制冷压缩机1和冷凝器2设置在常压保温容器21内的下层，将消热蒸发器18设置在常压保温容器21的上层，让载冷液体24将制冷压缩机1、冷凝器2和消热蒸发器18完全浸泡。
在常压保温箱22的内部上层水平设置夹套管6。该夹套管6是由蒸气压缩制冷循环构件中的蒸发器和相变以冷制冷循环构件中的原始冷量冷凝器组合而成的。夹套管6包括在其中设置的细径管和套装在细径管外面的粗径管，细径管为首级制冷蒸发器，粗径管为末级制冷原始冷量冷凝器。
在常压保温箱22的内部下层水平设置过冷液冷凝器9。该过冷液冷凝器9的进管分别通过粗径管8、20与夹套管6的粗径管进管、出管连接。夹套管6的细径管进管通过保温工质输液管5与节流器4连接，再通过保温工质输液管3与蒸气压缩制冷循环中的冷凝器2连接。夹套管6的细径管出管通过保温回气管7与蒸气压缩制冷循环中的制冷压缩机1连接。
在常压保温容器21与常压保温箱22之间的空间安装支架23，其中设置保温小型制冷工质储液罐11、与之相连接的微型工质泵13和对外制冷蒸发器15。对外制冷蒸发器15通过保温回气管17与相变以冷制冷循环构件中的过冷液冷凝器9的出管连接。该过冷液冷凝器9的出管还分别通过保温输液粗径管10与保温小型制冷工质储液罐11的进管、以及通过保温回气管19与相变以冷制冷循环中的消热蒸发器18连接。微型工质泵13分别经由保温工质输液管25、16连接对外制冷蒸发器15和消热蒸发器18。
本发明的制冷压缩机1连接冷凝器2，通过保温工质输液管3连接节流器4，再通过保温工质输液管5连接夹套管6内的细径管即首级制冷蒸发器，再通过保温回气管7连接制冷压缩机1，形成闭合蒸气压缩制冷循环，内注首级制冷工质。
水平设置的夹套管6粗径管为原始冷量冷凝器，其首尾管端经粗径管20、8与过冷液冷凝器9相连接，再经保温粗径输液管10连接保温小型制冷工质储液罐11，然后经保温工质输液管12连接微型工质泵13。
微型工质泵13分别经由保温工质输液管25、16分别连接对外制冷蒸发器15和消热蒸发器18。对外制冷蒸发器15经保温回气管17与过冷液冷凝器9连接，形成相变以冷制冷闭合循环。消热蒸发器18经保温回气管19与过冷液冷凝器9连接，形成另一相变以冷制冷闭合循环，内注末级制冷工质。末级制冷工质蒸发温度高于首级制冷工质蒸发温度。
本发明工作流程如下：
启动制冷压缩机1制冷，气态首级制冷工质从水平设置的夹套管6内的蒸发器进入压缩机1，加压升温后进入冷凝器2，向载冷液体24排热后逐步冷凝成液态工质，经保温工质输液管3进入节流器4节流降压，再经保温工质输液管5进入夹套管6内的蒸发器，再度蒸发制冷，形成首级制冷循环。
启动微型工质泵13，末级液态制冷工质加压后，经保温工质输液管25进入一组或者多组对外制冷蒸发器15，同时经过保温工质输液管16进入消热蒸发器18。末级液态制冷工质吸热汽化后再分别经由保温回气管19、17重新进入过冷液冷凝器9，再次被过冷液冷凝器9和原始冷量冷凝器液化。水平设置的夹套管6粗径管形成原始冷量冷凝器，由于其细径管首级制冷蒸发器不断制冷，末级制冷工质的蒸气不断自动进入低温低压区，被首级制冷所提供的原始冷量冷凝成过冷液态工质。过冷液态工质经由粗径管8、20进入水平设置的过冷液冷凝器9，再经保温输液粗径管10进入保温小型制冷工质储液罐11，然后经保温工质输液管12进入微型工质泵13，由此形成末级制冷循环，末级制冷循环对外供冷。
本发明制冷效率高，无外排热量，无噪音，不需要大容积压力容器，其构造简单，一机多用，用途广泛。
Claims (1)
1、一种家用无热制冷机，它包括容器，在容器内设置的蒸汽压缩制冷循环构件，相变以冷制冷循环构件，以及载冷液体；所述蒸气压缩制冷循环构件包括制冷压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器，首尾依次连接，形成闭合蒸气压缩制冷循环系统，内注制冷工质；所述相变以冷制冷循环构件包括两组以上制冷蒸发器、过冷液冷凝器、原始冷量冷凝器、微型工质泵，上述构件连接形成闭合相变以冷制冷循环系统，内注制冷工质；
其特征在于，所述容器是常压保温容器，其中盛满载冷液体，所述蒸气压缩制冷循环中的制冷压缩机和冷凝器设置在常压保温容器的下层空间，所述相变以冷制冷循环中的消热蒸发器设置在常压保温容器的上层空间，上述构件完全浸泡在载冷液体之中；
所述常压保温容器的上方通过支撑的支架装有常压保温箱，在常压保温箱的内部上层装有水平设置的夹套管，该夹套管是由蒸气压缩制冷循环构件中的蒸发器和相变以冷制冷循环构件中的原始冷量冷凝器组合而成，夹套管包括在其中设置的细径管和套装在细径管外面的粗径管，细径管为蒸气压缩制冷循环中的蒸发器，粗径管为相变以冷制冷循环中的原始冷量冷凝器；在常压保温箱的内部下层装有水平设置的过冷液冷凝器，过冷液冷凝器的进管与夹套管的粗径管连接，夹套管的细径管进、出管则分别通过保温工质输液管和保温回气管，分别与蒸气压缩制冷循环中的冷凝器和制冷压缩机连接；
所述常压保温容器与常压保温箱之间的支架内装有小型制冷工质储液罐、与之相连接的微型工质泵和对外制冷蒸发器，对外制冷蒸发器通过保温回气管与相变以冷制冷循环构件中的过冷液冷凝器的出管连接，该过冷液冷凝器的出管还分别与制冷工质储液罐的进管以及通过保温回气管与相变以冷制冷循环中的消热蒸发器连接；
末级液态制冷工质在对外供冷制冷蒸发中，以及在消耗首级蒸气压缩制冷的热量的消热蒸发器中，吸热汽化成工质蒸气，经保温回气管进入粗管径的水平设置的过冷液冷凝器内，在粗径管中与逆向流动的过冷末级液态制冷工质进行冷量与热量交换，被冷凝液化的部分随过冷液态工质回流，尚未液化的工质蒸气经粗径管进入夹套管的外层粗径管即原始冷量冷凝器，最后冷凝液化成过冷液态工质，然后从原始冷量冷凝器粗径管管内底部回流到过冷液冷凝器的粗径管管内底部，再经保温粗径输液管进入小型制冷液态工质储液罐，最后经微型工质泵将末级液态制冷工质分别注入消热蒸发器和对外制冷蒸发器，再次吸热汽化，由此形成末级相变以冷制冷循环；末级相变以冷制冷循环依靠末级液态工质的汽化潜热所提供的制冷量，远大于液化冷凝末级工质蒸气所需要的由首级蒸气压缩制冷循环所提供的原始冷量，由此形成高倍效率制冷。
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| CN (1) | CN1231410A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102759245A (zh) * | 2011-04-21 | 2012-10-31 | 通用电气公司 | 用于电器中的冷却系统及其组装方法 |
| US8899067B2 (en) | 2009-01-28 | 2014-12-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Refrigerating apparatus |
| CN106642916A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-10 | 青岛海尔股份有限公司 | 冷藏冷冻装置 |
-
1998
- 1998-11-12 CN CN 98121997 patent/CN1231410A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
| US8899067B2 (en) | 2009-01-28 | 2014-12-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Refrigerating apparatus |
| CN102759245A (zh) * | 2011-04-21 | 2012-10-31 | 通用电气公司 | 用于电器中的冷却系统及其组装方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |