专利名称：负压真空空调器的制作方法
负压真空空调器
本发明属于制冷设备，具体涉及一种新型商业及民用的负压真空节能空调器。 现有空调的工作原理
如
图1所示，分体式空调器整机分为室外机组和室内机组。两种机组以连接 管及控制线、动力线相连，室外机包括外壳、压縮机、散热风机、冷凝器、毛 组管(或膨胀阀)控制电气原件组成。室内机包括外壳、蒸发器、离心风叶的 貫流风机、排水管口及控制电路组成。如图2所示，当室外机组内与室内机组 内连接确保制冷剂无漏后，压縮机4开始运转，制冷剂经压縮机压縮成约
1. 862Mpa的高压高温气体，经开关3进入冷凝器5，进入冷凝器的气态制冷剂、 经散热风扇6向外吹风或(水冷)进行热交换后，被冷凝成液态，其压力仍为 1.862Mpa，温度约为50。C，液态制冷剂经毛组管7节流降温、降压、转变成湿 蒸汽(含有一定蒸汽的液体)，并进入蒸发器2吸热。此时制冷剂的压力变为 0.49Mpa，温度为5。C;蒸发器冷却了的空气经风扇1吹向室内，进入蒸发器的 低温、低压蒸汽吸收室内的热量后，全部转变成气态；被压缩机4吸入，经再 次压縮并进行下次循环，此时的压力仍为0.49Mpa，温度为10°C，形成密闭循 环系统，运行稳定，安全可靠。 现有空调的不足
现有空分体空调主机即室外机与室内机的连接管的有效长度不超过5米。如 连接管加长，制冷效果减弱，室内机与室外机的有效距离受到限制，空调在运 行时制冷剂经压縮后，进入冷凝器的高压、高温气体温度约5(TC以上，其热量
经风扇吹向冷凝器向外散热。如商铺的底层室外机经常安装在商铺门口的左 右，热风正吹向人行横道，使行人感到热浪袭人，温室效应增大。 一台主机不
能拖3-10台室内机组。安装移位须专业人员进行，否则容易发生制冷剂泄漏。 充注制冷剂须专用仪表工具及专业人员才能完成。分体空调无法实现先制冷， 后蓄冷。
本发明新型的目的在于提供一种比现有空调安装移动即方便、制冷原理又简 单，无须热交换更安全的新结构。
本发明的目的是这样实现的，如图3所示，有外壳l内的蒸发器3及风扇14 与独立负压达1. 2Mpa的真空泵8及电气原件电磁阀9组成，蒸发器必须具备耐 压1.2Mpa的密闭容器或管式蒸发器，并在蒸发器的上部开有出气口 10与排气 口 2，并设有注水口 12及的可视水位计4，及换水或清洗用的排水口 5，蒸发器 的出口是经电磁阀11后经连接管13与真空泵的吸入口 6相连。当真空泵在运 行之前，蒸发器上的排水口5及电磁阀11处于密闭状态。此时打开排气口2， 及注水口12进行加水，加水的同时有空气从排气口 2排出，通过可视水位计观 察蒸发器内的水位，水位约占蒸发器密闭空间体积的85%，此时停止加水，关闭 注水口阀门12及排气口 2，此时蒸发属于一个完整的密闭容器。
工作原理
如图4所示当真空泵的吸入口 6与蒸发器3的出口 10经电磁阀后经连接管13 连通，确保无漏后，蒸发器已提前加好自来水或纯水占密闭空间体积的85%， 15% 的空间用来抽真空及水沸腾气化的空间，此时排气口 2注水口 12排水口 5排 气口2全部密闭。真空泵8与电磁阀11同时运行，电磁阀ll打开，真空泵的 主要工作原理就是把蒸发器内(即密闭容器)的空气9抽出形成负压。使蒸发
器3内的液体水16出现沸腾，沸腾产生的低温气体连续被真空泵8吸入排出， 液体水在蒸发器内沸腾降温凝华，经贯流风扇14吹向蒸发器3，蒸发器管壁外 有多数翅片15辅助吸热，当液体水温降至零度时，蒸发器内的饱和蒸气压为 4.6mraHg，同时也是升华和凝华与液体表面压力达到动态平衡时，蒸发器3内的 液体水16会出现冻结，即结冰，真空泵8与电磁阀11停止运行，冰在融化时 继续吸热，实现无循环先制冷后蓄冷。
根据物学得知，在一定外界压强下，对液体进行加热，当其达到某一温度时，
在液体内部和器壁上就会涌现出大量的汽泡，整个液体上下翻滚，剧烈汽化， 这种现象称为沸腾，相应的温度称为沸点。例如在l个大气压下水的沸点是 IO(TC，实验指出，液体的沸点与液面上的压强有关，压强越大，沸点越高，反 之压强越小，沸点越低。例如高原上水开(即沸腾)而食物不熟就证明了这 一点，沸点与液体的种类压力有关，在一定的种类有不同的沸点当用水烧杯 烧水时，随着水温的升高，可看到在杯底部和四壁上出现许多小的气泡-这是 因为空气在水中的溶解度随着水温的升高而降低，因此这些空气在温度较高的 杯底及靠近杯底四壁脱溶，并聚集在烧杯底部及四周器壁的微孔中，气泡内涂 空气外，还有水蒸气，气泡内部的空气，由于液体的不断蒸发总是处于泡和状 态。当水温进一步升高时，由于气泡内饱和蒸气压的增大而引起汽泡的胀大. 当气泡所受的浮力大于器壁的附着力时，气泡就会离开器壁上浮，并在上升过 程中，因上部水温较低气泡内的饱和蒸气压随之减小，在外压强的作用下气泡 随之縮小，直至消失，在这过程中，还会伴有吱咬响声。当水温达到沸点温度 时，则大量的气泡迅速上浮胀大，直至在液面破裂，放出其中的蒸气，这就是
液体的沸腾现象。密闭容器中饱和的液体不能沸腾，在非饱和的密闭的容器内， 液体面上的压强低于液体内部的饱和蒸气压力时，则沸腾仍能发生。
如图4所示，蒸发器(密闭容器)形成负压时，经试验得知，负0.1-0.3MPa 时可使蒸发器(密闭容器)内26TTl5-C的水沸腾，不断汽化，沸腾必带有温度 及热量。蒸气与空气经蒸发器3的出口 lO流向电磁阀ll，经连接管13流向真 空泵的吸入口6，经真空泵8的出口7排出，随着温度的下降，沸腾热量经蒸器 在室内吸热经风扇14吹出冷风，蒸发器3内的液体水不断沸腾气化，水蒸器及 空气不断被真空泵吸走，蒸发器(密闭容器)内的负压达到lMpa时，蒸发器3 内的液体水16的温度为0°C，真空泵一直运行，液体水凝华在密闭的蒸发器内 中进行，经过一段时间，升华和凝华液体表面压力达到动态平衡，此时两相平 衡共存的压强，即为饱和蒸气压，相应的温度称为凝华温度。蒸发器内的液体 水会发生冻结(即结冰)，此时真空泵8停止运转，真空泵可由温度控制器实现 自动停机，形成蓄冷方式，冰在融化时同样会吸收热量，经貫流风扇14将冷风 吹出，蒸发器3内的冰融化时间与室内温度及冰的体积有关，蒸发器内始终保 持负压，可使蒸发器3内的液体水16保持较长的时间。沸腾点越低，水的蒸发 越慢，理论上讲蒸发器内的水一般可使用5-8个月，负压真空式制冷方式为单 冷式，制冷时系统不存在循环系统及高压、高温情况，使用时始终处于负压真 空状态，结构简单，运行可靠。
本发明新型的功率由真空泵的气体流量极马达功率有关，真空泵的气体流量 绐终大于蒸发器内水沸腾气化蒸发的气体，蒸发器内的液体水即为制冷剂，利 用此原理可做成空调扇及家庭中央空调式大型的中央空调。
图1是现有的整机空调分体壁挂外观图。
图2是现有的整机空调分体壁挂内制冷循环系统图。 图3是本发明新型空调内部未加制冷剂的制冷系统图。 图4是本发明新型空调内部已充注完制冷剂液体水的制冷系统图。 根据图1近一步说明1为室内机外壳;2为进风口；3.为固定板;4.为红外接 收器;5.为导风板;6.为出风口 ；7.为空气过滤网；8.为连接管;9.为排水管；IO. 为高压阀；ll为低压阀；12.为提手13为室外机面罩；14.为进风口 ； 15.为出风 口 ； 16.为排风护罩；17.为有线控制器;18.为无线控制器；
根据图2进一步说明1为吹冷气的风扇，2为蒸发器，3为开关，4为压縮机， 5为冷凝器，6为散热风扇，7为毛组管，8为连接管。
根据图3进一步说明1为外壳，2为蒸发器上排气口， 3为蒸发器，4为可视 水位计，5为排水口， 6为真空泵的吸入口， 7为真空泵的出气口， 8真空泵，9 为蒸发器内的空气，IO为蒸发器的出气口， 11为电磁阀，12为注水口， 13为 连接管，14贯流风扇，15为翅片。
根据图4进一步说明1为外壳，2为排气口， 3为蒸发器，4为可视注水位 计，5为排水口， 6为真空泵吸入口， 7为真空泵的出气口， 8为真空泵，9为 蒸发器内的空气(即水在沸腾时气化所需的空间)，10为蒸发器的出口， 11为 电磁阀，12为注水口 (制冷剂注入口)， 13为连接管，14为风扇，15为翅片， 16为制冷剂水。实施例如图4所示，蒸发器3内已统注完制冷剂水16后，排气 阀2注水口 12排水口 (泄水口 ) 5进行密闭状态，通过水位计4可观测到水位 16的位置，水约占蒸发器3内有效密闭空间的85%，保留部分(液体)水沸腾
时抽真空所需的空间，当真空泵8经连接管13与蒸发器出口处的电磁阖11相 连后，真空泵8与电磁阀11同时运行，电磁阀11开启后，蒸发器内的空气9 不断被真空泵经连接管13进入真空泵的吸入口 6，经真空泵的出口 8排放到大 气中，根据液面(即水面)的压强大水与沸腾点有关，压强越大，沸腾点越高， 其沸腾必带有温度的气体，自来水温以26'C时，在密闭的容器内负压达到 0. 25Mpa时就会出现沸腾，沸腾时就产生低温的蒸气，带有低温热量蒸气经真空 泵与进接管进行抽出，水在密闭的容器内不断沸腾，吸热沸腾，水温很快会降 到8°C-10°C，随着水温的下降，水的沸腾点会下降，是随的负压压力而变化， 当负压达到0. 8-10Mpa时，密闭容器的水温按近(TC时即升华和凝华液体; K^面 压力达到动态平衡时，真空如继续运行1-2时，密闭容器内的水就会冻结(结 冰)，冻结后真空泵可由温控器控制停止运行，蒸发器内的冰在融化时，同样会 吸热，经貫流风扇将冷风吹出，(蒸发器内)的冰融化时间与蒸发器内内空间水 的体积有关，因此可以实现无循环制冷蓄冷的功能。
权利要求
1.蒸发器(或密闭耐压容器)内只充注水或其它液体，不超过内部空间有效体积的95％。
2. 采用真空泵对未充满制冷剂，液体水的蒸发器或密闭耐压容器进行抽真空， 使蒸发器内或密闭的耐压容器内形成负压，使水实现低温0'C-4(TC沸腾，低 温沸腾气体被抽出的方式制冷方式。
3. 制冷剂在制冷时无须热交换，无循环始终保持负压真空的状态下的制冷方式。
4. 带有或不带可视的液位器(水位器)真空计的蒸发器或密闭耐压容器。
5. 以制冷剂为水的蒸发器或密闭耐压容器内经真空泵抽空后，形成负压使水低 温沸腾吸热，及低温0'C-4(TC的水沸腾时产生的气体连续被抽出制冷方式，可 以制作成空调扇，工业设备冷却系统，分体式空调器家庭中央空调及大型的中 央空调，也可是0'C-15'C的冷藏室。
6. 也可实现数台真空泵，同时对大容量体积的蒸发器密闭容器同时抽真空，迅 速使密闭的水沸腾气化排出，达到制冷。
7. 几台或10台以上的室内机的空气出口并联接在同一根管截面积大过分支管截 面积总和的管上，采用一台大功率的真空泵进行抽真空的方式制冷。
8. 蒸发器或密闭的容器内在制冷时，液体水表面的负压与凝华点的动态平衡时， 出现结冰(冻结)的蓄冷方式。
9. 采用虑水杯使低温水蒸器水汽分离，虑水杯的水可实现自动控制，使虑水杯 的水在不制冷制返回蒸发器。
全文摘要
一种负压真空空调器，涉及一种民用或商业制冷的一种空调器，其结构特点是包括真空泵，蒸发器外壳，蒸发器，电磁阀，风扇接管及控制电路及电气元件，当空调器使用，真空泵先对已充注完制冷剂的蒸发器内抽真空，使液体水沸腾而吸热，液体表面的压力与沸点成正比，蒸发器(密闭容器)内液体水表面压力由(负压达到1.2MPa)的真空泵进行抽真空实现，沸腾中产生的低温水蒸气及空气热量，不断被真空泵抽出排到室外，蒸发器制冷过程中，始终保持负压低温沸腾，当液体表面的负压与凝华点的动态平衡时，液体水会出现结冰(即冻结)的蓄冷方式，真空泵停止工作使蒸发器(或密闭耐压容器)的冰融化过程中吸热，当冰融化成水温达5℃-10℃时，真空泵进行再次的运转，往复循环。结构更简单，运行更可靠。
文档编号F24F5/00GK101358786SQ200710137538
公开日2009年2月4日 申请日期2007年8月5日 优先权日2007年8月5日
发明者张柏炎 申请人:张柏炎