一种节能制冷装置的制作方法

文档序号:11130088
一种节能制冷装置的制造方法

本发明属于制冷技术领域,尤其是涉及采用低温低压制冷剂的节能制冷机。



背景技术:

传统的制冷设备诸如冷藏箱、冷冻箱、冷却装置等用于冷却被冷却物的装置,都是根据相同的原理通过基本相同的构成要素构成来实现的。普通制冷系统的基本原理一般包括通过制冷剂连接管彼此连接的压缩机、冷凝器、接收罐、膨胀阀、和蒸发器,并且当填装在该系统中的制冷剂在系统中按设定方向循环时,该制冷剂传输热,制冷剂的这种循环被称为制冷循环,有时代替膨胀阀而使用毛细管。这种情况下,例如,毛细管是内径约为0.8mm的非常细的管。由于传统的制冷设备是采用压缩机对制冷剂如氟利昂进行压缩,因此,现有设备在运行中会有很大噪声,而且压缩机对制冷剂压缩后产生很大的热排放,这样既降低了制冷效率,而且,增加了能耗,氟利昂又是会破坏大气的臭氧层,所以逐渐被淘汰或者禁止。

为此很多科技人员做了改进设计,如专利申请号为2013206588696的中国专利报道了一种负压制冷机,它包括蒸发器,其特征在于:蒸发器的顶端连接有一连接管,连接管连接一防反吸罐,防反吸罐由管子接一液体泵的输入端,液体泵的输出端接一还原冷却槽输入端,还原冷却槽输出端由管子连接一防反吸罐,防反吸罐由管子接限流阀,限流阀连接位于蒸发器底部的喷射嘴。防反吸罐由封闭的罐体和进出两根管子组成,进管的底部为一通向罐体底部的长管,出管的底部为位于罐体上部的短管。在防反吸罐和液体泵之间的管子上串接有单向阀。该实用新型的优点是制冷时节能环保,由于采用低温低压循环制冷,因此工作时排放热量少,工作噪音小,而且电力转换成冷的能效比高,大大优于现有的高温高压压缩机制冷的效率。经过实践应用表明,该设计还存在很多不足之处需要改进,如该制冷机是采用低温低压制冷剂,参见相关专利申请号2013105061844中国专利文献报道,一种混合制冷剂,由如下重量百分比的组分组成:正戊烷43~45%,甲酸甲酯51~55%,消烟剂0.1~0.3%,抗静电剂0.1~0.5%;阻燃剂1~3%,染料0.05~0.1%,抗爆剂0.1~0.5%。它的有益效果是:可以替代F22等制冷剂,并具有优良的物理性能和热力循环性能;这种制冷剂是采用多种组分配制混合而成,所以在配制过程中容易混入部分水分,所以造成使用过程中降低了制冷效率;另外,该负压制冷机在出蒸发器和进蒸发器管道上布置了防反吸罐,特别是在出蒸发器的管道上仅仅布置了一级防反吸罐来冷却抽吸出来的低压蒸汽,所以冷却效果尚不理想,使汽液混合物中的冷凝下来液体不够多,造成真空泵输送效率降低,增加了能耗;另外一旦制冷机工作稳定后,在蒸发器内建立起一定真空度后,负压制冷机没有充分利用第一冷却还原器和蒸发器之间的压差来输送制冷剂液体,所以还有改进之处,可以达到更高节能率;蒸发器没有自动补液装置,当蒸发器内液体制冷剂液位过低后,需要停机后手动补充制冷剂,操作起来非常不方便,同时,也降低了制冷效果;最后蒸发器在工作中通常在其金属表面产生结露的冷凝水,这些水积累起来通常是直接排掉,也十分可惜,无法合理利用;凡是种种都可以做进一步改进设计。



技术实现要素:

本发明所要解决的首要技术问题是针对上述的技术现状而提供一种结构更加合理、能充分对蒸发器负压抽取出来汽态制冷剂进行降温冷凝的节能制冷装置。

本发明所要解决的另一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种自动利用蒸发器内真空度进行输送制冷剂、减少真空泵用电工作时间、提高节能效果的节能制冷装置。

本发明所要解决的再一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种合理利用蒸发器结露的冷凝水,提高冷却能力,降低能耗的节能制冷装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种节能制冷装置,其包括蒸发器、装置机壳及连接管线,其特征在于:蒸发器上部的出口先连接第二冷却还原器的进口,然后第二冷却还原器的出口连接真空泵的入口,真空泵的出口连接第一冷却还原器的进口,然后第一冷却还原器的出口连接蒸发器上的喷射嘴。

作为改进,所述蒸发器上部的出口先经过第二单向阀后再连接第二冷却还原器的进口;或者/和,真空泵的出口先经过第一单向阀后再连接第一冷却还原器的进口。

进一步改进,所述第一冷却还原器包括有装盛制冷剂的第一罐体、盘管、出液分布管,第一冷却还原器的进口连接盘管的进口端,盘管的出口端连接出液分布管,出液分布管布置在第一罐体下方,第一冷却还原器的出口设置有出液管,出液管的下端深入第一罐体内并靠近第一罐体底面,出液管的上端伸出第一罐体外成为第一冷却还原器的出口。

优选,所述出液分布管分布有孔径在0.2mm以下的分布孔。

作为改进,所述第二冷却还原器包括有装盛冷却液的第二罐体、换热管件,换热管件布置在第二罐体内,在第二冷却还原器一侧部位有连接换热管件进口端的进口,在第二冷却还原器另一侧部位有连接换热管件出口端的出口。

优选,所述换热管件采用一个U型管或者多个串联起来的U型管,U型管的进口处延伸管要比U型管的出口处延伸管要长。或者,所述换热管件采用一个翅片管或者多个串联起来的翅片管。

进一步改进,在所述第二冷却还原器和真空泵之间管路上设置有脱水的干燥器,或者/和,在真空泵和第一冷却还原器之间管路上设置有脱水的干燥器,或者/和,在第一冷却还原器和蒸发器之间管路上设置有脱水的干燥器。

再改进,所述蒸发器内上部空腔安装有检测汽体压力的压力传感器,压力传感器的输出端连接到控制器的一检测信号输入端,控制器的一控制信号输出端连接到电磁阀控制端,电磁阀设置在第一冷却还原器和蒸发器之间连接管线上,从而使控制器能够根据蒸发器内上部汽体压力大小并通过电磁阀来控制补液工作与否。

进一步改进,所述蒸发器下方设置有收集冷凝水的积液盘,积液盘通过管道连接到第二冷却还原器中装盛冷却液的第二罐体。

最后,所述装置机壳内设置了气体检测传感器,气体检测传感器的输出端连接到控制器的一路检测信号输入端,控制器的一路报警信号输出端连接到报警器。

与现有技术相比,本发明的优点在于:采用第二冷却还原器对蒸发器负压抽取的汽态制冷剂进行冷却,而不是采用简单的防反吸罐进行冷却,这样可以大大提供冷凝效果,在进蒸发器之前就无需再接防反吸罐,减少部件;在管路上增加了干燥器,对制冷剂内的水分进行有效脱除,降低了制冷剂配制混合及加注操作要求,又提高了制冷剂的制冷效率;进蒸发器前增加了自动补液装置,自动利用蒸发器内真空度控制补液工作与否,利用压差来输送制冷剂,又减少了真空泵用电工作时间,提高节能效果;充分合理地利用蒸发器结露的冷凝水,不是直接排放,而是输送到第二冷却还原器内,提高冷却能力,降低能耗;特别是在装置机壳内设置了气体检测传感器实现报警,避免制冷剂泄露造成的安全事故;整体制冷机结构设计合理实用,使节能效率大大提高,操作简单方便。

附图说明

图1本发明的节能制冷装置系统基本原理图;

图2本发明改进后的节能制冷装置系统原理图;

图3本发明系统中真空泵和油汽分离器连接示意图;

图4本发明改进后的节能制冷装置系统原理图;

图5本发明改进后的报警原理模块图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1~5所示,一种节能制冷装置,其包括有装置机壳、蒸发器1、第一冷却还原器2、第二冷却还原器3、真空泵4、喷射嘴5、第一单向阀6、第二单向阀7、干燥器8及连接管线等主要部件,其中蒸发器1采用纵向金属管1.1和横向金属管1.2连接而成,通常纵向金属管1.1为并列布置的3根,而横向金属管1.2为并列布置的15根,纵向金属管1.1管径比横向金属管1.2管径粗,它们可以采用不锈钢管或者铜管做成,连接时候连通,做成一个金属盘体,为了增加冷却效果,在纵向金属管1.1和横向金属管1.2上分布有金属翅片,在蒸发器1的顶部设置压力表,并在蒸发器1的上部设置视镜便于观察液态制冷剂液位,蒸发器1的上部出口通过第二单向阀7和连接管线连接二级冷却还原器3的进口,第二冷却还原器3包括有第二罐体3.1、换热管件3.2及冷却液,第二罐体3.1内装盛有冷却液,通常为了降低成本,冷却液是采用水,为了便于加注水,第二罐体3.1上部设置了加注口,换热管件3.2可以采用各种换热效果好的换热部件,本实施例子是推荐了2种结构比较简单的换热部件,第一种是U型管3.3,可以是单个或者多个串联起来的U型管,U型管的进口处延伸管要比U型管的出口处延伸管要长,以提高冷却分离效果,第二种是翅片管,可以是单个或者多个串联起来的翅片管,这样使换热管件3.2布置在第二罐体3.1内,浸泡在第二罐体内冷却液内,在第二冷却还原器3一侧部位有连接换热管件3.2进口端的进口,这样,第二冷却还原器3的进口通过连接管线连接蒸发器1的出口,在第二冷却还原器3另一侧部位有连接换热管件3.2出口端的出口,它通过连接管线连接有干燥器8,便于通过干燥器8对制冷剂中的水分进行有效脱除,提高制冷节能效果,然后再去连接真空泵4的入口,真空泵4的出口先经过U型油汽分离器13,再经过第一单向阀6连接第一冷却还原器2的进口,第一冷却还原器2包括第一罐体2.1、盘管2.2、出液分布管2.3及制冷剂,第一罐体2.1内有装盛有制冷剂,制冷剂采用低温低压制冷的制冷剂,配方主要包含甲酸甲酯和正戊烷,并配以适量的抗爆剂、阻燃剂、消烟剂、抗静电剂等,使其沸点在20℃以上,这样容易被冷却液如水冷凝成液体,第一冷却还原器2的进口连接盘管2.2的进口端,盘管2.2从上而下布置,盘管2.2的出口端连接一出液分布管2.3,出液分布管2.3通常是水平布置在第一罐体2.1下方空间,并贴近第一罐体2.1的底面,但是需要留出间隙,使出液分布管2.3上的分布孔能鼓泡为限,分布孔孔径通常需要0.2mm以下,使盘管2.2过来的汽液混合物制冷剂中汽体通过分布孔鼓泡,汽泡在第一罐体内液态制冷剂中,不断上升并和液态制冷剂交换热量,会进一步被冷却,从而几乎全部被冷凝成液态制冷剂,在第一罐体2.1上部位可以设置加料口,加注液体制冷剂,并可以安装上压力表来显示其内部压力,第一冷却还原器2的出口设置有一出液管9,出液管9的下端进入第一罐体2.1内并向下延伸,最后靠近第一罐体2.1底面,留有适当间隙,使液态制冷剂能顺利进入出液管9,出液管9的上端伸出第一罐体2.1外成为第一冷却还原器2的出口,第一冷却还原器2的出口和蒸发器1之间的连接管线连接有电磁阀11,电磁阀11通常采用针型阀,蒸发器1上部安装了检测汽体压力的压力传感器12,压力传感器12的输出端连接到控制器10的一检测信号输入端,控制器10的一控制信号输出端连接到电磁阀11的控制端,使控制器10能够根据蒸发器1内上部汽体压力大小并通过电磁阀11来控制补液工作与否,以保证蒸发器1顶部流出多少制冷剂,就有同量的制冷剂从蒸发器1补入,最后连接到蒸发器1底部里的喷射嘴5,其作用相当于传统节流部件,使液态制冷剂通过喷射嘴5而降低其本身温度。最后,蒸发器1下方设置有收集冷凝水的积液盘14,积液盘14通过管道连接到装盛冷却液的第二罐体3.1,避免低温结露的冷凝液被白白浪费,还可以进一步提高第二冷却还原器3的冷却能力,提高制冷装置的节能效果,必要时候,第二罐体3.1内过多的冷却液可以通过排放口按时排放。最后,装置机壳内设置了气体检测传感器,气体检测传感器可以检测制冷剂中易燃组分或者人为添加的特定组分,气体检测传感器的输出端连接到控制器的一路检测信号输入端,控制器的一路报警信号输出端连接到报警器,这样当装置机壳内易燃组分或者特定组分气体超过一定浓度范围后,引发报警器声光报警,促进人们及时处理排除安全隐患。

其工作原理是这样的,第二冷却还原器3的第二罐体3.1内加注冷却液如水,第一冷却还原器2的第一罐体2.1内加注液体制冷剂,蒸发器中1加注制冷剂,如多元混合的低温低压制冷剂,当真空泵4开动时,位于蒸发器1上部空间的汽态制冷剂被不断抽出,液态制冷剂就会在负压的环境下进一步地不断蒸发,制冷剂膨胀蒸发后,就会获得吸热效应,蒸发器1的温度就逐步降低,进一步被真空泵4驱动时抽出的汽态制冷剂,进入到第二冷却还原器3内,经过换热管件3.2,被第二罐体3.1内冷却液进一步冷却,从而部分冷凝成液态制冷剂,这样汽液混合态制冷剂,经过管线上干燥器8脱水,脱除制冷剂中水分,以提高制冷节能效果,顺利进入真空泵4中,由于真空泵4的加压效应,汽液混合态的制冷剂被加压后更多地被液化,由于对制冷剂加压后产生一定的热,因此升温加压后的汽液混合态的制冷剂先经过U型油汽分离器13对真空泵的油和制冷剂进行分离,再经过第一单向阀6防止它倒流,进入第一冷却还原器2,由第一冷却还原器2的进口通入到盘管2.2中,汽液混合态的制冷剂在盘管2.2中流动,其热量被第一冷却还原器2中的液态制冷剂部分吸收,汽液混合态的制冷剂最后流入到出液分布管2.3中,经过出液分布管2.3上密布的分布孔流入到第一冷却还原器2的第一罐体2.1内,和原有的液态制冷剂混合,由于部分汽态的制冷剂在出出液分布管的分布孔时仍含有少量的汽泡,上升时,扩散吸收热量,进一步被第一罐体2.1内的液态制冷剂冷却而冷凝,成为液态制冷剂,所以整个第一冷却还原器2中的制冷剂保持在一基本温度内不会升温,而且压力也保持非常低压力,成为液态的制冷剂由于带有低压,因此它会往蒸发器流动,中间经过电磁阀11,由于在蒸发器1上部安装了检测汽体压力的压力传感器12,可以检测蒸发器1上部空间的汽态制冷剂的压力大小,使控制器10发出控制信号给电磁阀11,使电磁阀11根据蒸发器1上部空间的汽态制冷剂的压力大小作出对应动作,如开大阀门或者关小阀门,以保证蒸发器1顶部流出多少制冷剂,就有同量的制冷剂从蒸发器1底部补入,利用第一冷却还原器2和蒸发器1的压力差输送液态制冷剂,使液态制冷剂顺利进入蒸发器1底部的喷射嘴5,喷射进入到蒸发器1内,由于节流效应,液态制冷剂进一步降低温度,获得良好制冷效果,从而完成制冷一循环工作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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