一种压缩液态制冷剂的温度调节装置的制作方法

本发明涉及一种温度调节装置，特别是一种压缩液态制冷剂的温度调节装置。

背景技术：

随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，我国空调的使用量不断增大，随之而来的是电力消耗量的不断增加。一般城镇家庭中，空调的耗电量占家庭用电的 45％，全国一年的空调耗电量达到了500亿kW·h，电力负荷相当大。与此同时，我国西北部等偏远地区电力供应不足，经济发展较为缓慢，昂贵的空调的费用及耗电量大的特点使得空调的普及率还相当低。

传统的空调系统内部均采用制冷工质为压缩、冷凝、膨胀、蒸发的一个循环过程，从蒸发器流出的气态制冷剂工质经过气体压缩机的压缩过程成为高温高压气体，进入冷凝器中进行冷凝放热，通过膨胀阀近似等熵膨胀释放压力后进入蒸发器蒸发吸热，完成一个循环过程。由于气体的可压缩性是液体的几百甚至上千倍，传统的空调系统气体压缩机耗能较大，效率较低。

水冷散热也为温度调节的一种重要手段，广泛地应用于生活之中，但在一些电子器件散热的特殊场合中，如发动机、CPU和机柜的水冷散热，极有可能因为工质的泄露导致硬件的损毁，造成不可挽回的损失。

发明专利CN107976100A公开了一种封闭式双井换热空调，将夏天收集的高温能源集中存放于地下深井中，于冬天制暖时再将热量利用，节能降耗效果十分显著，但设备复杂，开发成本高；发明专利CN103158489A公开了一种汽车空调系统，采用压缩机压缩气体的方式实现制冷、制热和除雾三种模式，耗能较大。

如何在确保安全性的情况下扩大使用场合和更进一步的降低能耗成为了温度调节装置的发展新方向。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种压缩液态制冷剂的温度调节装置方案，满足普通家用及电子元器件等特殊场合的应用。利用微型高压泵压缩液态制冷剂代替传统空调的气体压缩机，减少系统循环过程的压力损失，并通过散热装置与外部空气进行换热，提升系统效率，降低能耗，确保安全性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种压缩液态制冷剂的温度调节装置，包括系统循环回路、工质液化水箱和散热装置。系统循环回路中的气态制冷工质与工质液化水箱中的蓄存冷水进行热交换，冷凝相变为液态，液态制冷工质经过微型高压泵增压在蒸发器中发生相变，通过散热装置与外部空气进行换热，快速降低外界温度，达到温度调节效果。

所述的系统循环回路由冷凝器、集液器、微型高压泵、蒸发器、节流阀依次串联组成。制冷工质在回路中循环流动。装置工作时，高温高压气体经节流阀迅速降压进入冷凝器中放热凝结成低温低压液体，通过集液器储存多余液体，液态制冷剂经过微型高压泵的增压成为中温高压液体，经过蒸发器吸热蒸发为高温高压气体，再次流经节流阀完成一个循环。

所述系统循环回路中的冷凝器与集液器之间并入截止阀，三路导通以实现制冷工质可从截止阀处充填至系统循环回路内部。

所述系统循环回路中的蒸发器与节流阀之间接入安全阀作为超压保护装置，系统循环管路压力超过允许值时，阀门自动开启，全量排放，压力降低到规定值时，阀门自动关闭，制冷工质继续流通。

所述工质液化水箱为长方体水槽，内部蓄存冷水，冷凝器与集液器放置其中并被冷水完全浸没，确保制冷工质以纯液态相进入微型高压水泵被压缩。

所述散热装置为金属丝缠绕而成的网状长方体空壳，内部套入蒸发器，侧面装有风扇，所述的风扇扇面正对蒸发器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明用微型压缩泵压缩液体来代替传统的气体压缩机，工质可压缩性变低，更易压缩，降低了系统循环管路中压力损失，更加节能高效。

2、本发明整体无工质泄露，用在特殊场合如电子器件、机柜的降温时更加安全可靠。

3、本发明可适用于多种工况，以地下水为冷源为城市房间降温、以深层海水为冷源为海岛房间降温或远洋货轮的发动机降温等。

附图说明

图1为压缩液态制冷剂的温度调节装置结构示意图；

图2为系统循环回路示意图；

图3为工质液化水箱示意图；

图4为散热装置示意图。

图中：1、冷凝器；2、截止阀；3、集液器；4、微型高压泵；5、蒸发器；6、安全阀；7、压力表；8、节流阀；9、工质液化水箱；10、冷水；11、散热装置；12、风扇。

具体实施方式

本实施例是一种压缩液态制冷剂的温度调节装置。

如图1所示，一种压缩液态制冷剂的温度调节装置，包括冷凝器1、截止阀2、集液器3、微型高压泵4、蒸发器5、安全阀6、压力表7、节流阀8、工质液化水箱9、冷水10、散热装置11和风扇12。截止阀2可手动开启或关闭以充填制冷剂。可直接读取压力表7的压力数值。

如图2所示，所述的系统循环回路由冷凝器1、集液器3、微型高压泵4、蒸发器 5、节流阀8依次串联组成。制冷工质在回路中循环流动。装置工作时，高温高压气体经节流阀8迅速降压进入冷凝器1中放热凝结成低温低压液体，通过集液器3储存多余液体，液态制冷剂经过微型高压泵4的增压成为中温高压液体，经过蒸发器5吸热蒸发为高温高压气体，再次流经节流阀8完成一个循环。

所述系统循环回路中的冷凝器1与集液器3之间并入截止阀2，三路导通以实现制冷工质可从截止阀2处充填至系统循环回路内部。

所述系统循环回路中的蒸发器5与节流阀8之间接入安全阀6作为超压保护装置，系统循环管路压力超过允许值时，阀门自动开启，全量排放，压力降低到规定值时，阀门自动关闭，制冷工质继续流通。

如图3所示，所述工质液化水箱9为长方体水槽，内部蓄存冷水10，冷凝器1与集液器3放置其中并被冷水10完全浸没，确保制冷工质以纯液态相进入微型高压水泵 4被压缩。

如图4所示，所述散热装置11为金属丝缠绕而成的网状长方体空壳，内部套入蒸发器5，侧面装有风扇12，所述的风扇12扇面正对蒸发器5。

装置运行时，高温高压气体经节流阀8迅速降压进入冷凝器1中放出大量潜热，工质液化水箱9中的冷水10作为冷源，吸收制冷剂放出的大量潜热，确保所有制冷剂完全凝结成低温低压液体，通过集液器3储存多余液态制冷剂，液态制冷剂经过微型高压泵4的增压成为中温高压液体，经过蒸发器5吸收大量热蒸发为高温高压气体，再次流经节流阀8完成一个循环。与此同时，通过散热装置11加强蒸发器5与外界空气的换热，并用安装与散热装置11上的风扇12加大空气流动，可快速降低周围空气温度，达到温度调节效果。

由于使用压缩液态制冷剂来代替传统的气体压缩机，降低了管路中压力损失，更加节能高效。工质不易泄露等优点也适用于电子器件等安全性要求高的物体的散热。亦可广泛用于具备冷源条件的温度调节如以地下水为冷源为城市房间降温、以深层海水为冷源为海岛房间降温或远洋货轮的发动机降温等。