专利名称：一种由气流介导的制冷装置及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以冷空气作为制冷剂的制冷装置及其应用。
背景技术：
制冷是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将某物体或流体冷却，使其温度降到环境温度以下，并保持这个低温的过程，包括蒸气压缩式制冷、蒸气吸收式制冷、蒸气喷射式、吸附式制冷、热电制冷、气体膨胀制冷、绝热放气制冷和气体涡流制冷等制冷方法。机械制冷中所需机器和设备的总合称为制冷机。制冷机中使用的工作介质称为制冷剂。制冷剂是现行制冷技术中最常用的制冷介质，在制冷机中循环流动，同时与外界发生能量交换，即不断地从被冷却对象中吸取热量，向环境排放热量，而使局部温度降至低于环境温度，达到制冷目的，包括无机物、氟利昂、碳氢化合物三类，其中在制冷技术中广泛使用的氟利昂易造成大气的臭氧层变薄甚至产生空洞，污染环境。除制冷剂外，制冷过程还需消耗大量的能量，有机械能、电能、热能、太阳能等。因此，如何研制一种新型的成本低廉、环境污染轻或无污染的方法，是目前亟待解决的问题。地球的表面包着一层厚厚的大气层，在垂直方向上可以粗略分为对流层、平流层、中气层、增温层。在对流层(约从地表到12-18千米高处)内，愈往高处愈冷，大约每升高100米，温度平均就下降0.65℃，在3千米高处的气温较地面低近20℃，因此如以高空冷空气作为制冷剂，则既可做到成本低廉，又可不导致环境污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种以冷空气作为制冷剂的制冷装置及其应用，特别是以高空冷空气作为制冷剂，通过流动的液体或气体与地面的热空气或液体进行热交换，降低地面的局部热气体或液体的温度，产生制冷效果。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案本发明为一呈两端向上的管道结构(简称制冷装置)，包括降支、底段、升支、顶段、冷空气、管道内充满的液体或气体和升支段的热交换装置。制冷装置顶段为与外界冷空气密切接触进行冷交换的部位，升支段的热交换装置为在顶段制冷后的液体或气体与地面的热空气或热液体进行热交换的部位，热交换装置的入口与待冷却气体或液体的输入管道相连或相接触，出口与制冷后气体或液体的输出管道相连。所述的制冷装置的降支、底段、升支和冷却气体或液体的输送管道的外壁均为隔热结构，顶段为导热性能良好的导热结构或开放的气体结构。降支和升支隔热外壁之外可选择带动所述的制冷装置向上浮动并保持其在空中位置的气囊，也可选择其他空中固定结构，如钢架拉纤结构。与升支内的热交换装置相连的输入管道接有推动气体或液体在热交换装置内流动的驱动装置。当启动位于升支段的热交换装置与地面的热空气或热液体进行热交换时，使升支内的液体或气体温度升高，结果降支和升支之间形成温差，加热的液体或气体向上流动，从而带动制冷装置内的液体或气体经制冷装置升支、顶段、降支、底段和升支流动。流经顶段液体或气体，通过其周围的冷空气制冷，使管道内液体或气体温度下降，保持降支与升支内液体或气体之间温差，形成循环流动，这样使地面的热空气或热液体经过位于升支段的热交换装置进行热交换后制冷，可用于空调制冷、冷藏和冷冻制冷。
所述的制冷装置为如下选择1)所述的制冷装置为以气体为制冷介质的管道结构，呈两端开口并且开口端向上呈开放式结构，两开口端与外界空气相通，包括入口、降支、底段、升支、出口、管道内充满的气体和冷空气，其中入口为外界冷空气进入制冷管道结构的开口，与开口相连接的是降支，即冷气流下降侧，与降支相对应的另一侧是升支，即气流上升侧，向上连接的是出口，气流通过出口进入外界空气；降支与升支底部由底段密闭相连接。升支段内装有热交换装置，热交换装置的入口与待冷却气体或液体的输入管道相连，出口与制冷后气体或液体的输出管道相连。
2)所述的制冷装置为以液体为制冷介质的结构，呈密闭的两侧向上的环状管道，包括降支、底段、升支、顶段、管道内充满的液体、冷空气和升支段的热交换装置，顶段为导热性能良好的导热结构，其升支段的热交换装置为部分升支段的直接向外延伸，并于导热结构相连接；3)所述的制冷装置为以液体为制冷介质的结构，呈一个密闭的两侧向上的环状管道结构及与其相连接的至少一个次级密闭的环状管道的结构，包括降支、底段、升支、顶段、管道内充满的液体、冷空气和升支段的热交换装置，顶段为导热性能良好的导热结构，其升支段内的热交换装置为次一级密闭的环状管道结构的顶段导热结构在升支段内的部分，即次一级密闭的环状管道结构的顶段导热结构位于前一级结构升支段的液体内，与液体直接接触进行热量交换；4)所述的制冷装置为以液体为制冷介质的结构，呈一个密闭的两侧向上的环状管道结构及与其相连接的至少一个次级开放式的管道结构，包括降支、底段、升支、顶段、管道内充满的液体、冷空气和升支段的热交换装置，顶段为导热性能良好的导热结构，其升支段的热交换装置为次一级开放式管道结构的顶段导热结构在升支段内的部分，即次一级开放管道结构的顶段导热结构位于前一级结构升支段的液体内，与液体直接接触进行热量交换。
所述的制冷装置为以液体为制冷介质的结构时，管内所充满的液体优选水或水的防冻液。
所述的制冷装置的顶段和底段之间的温差选择5℃-100℃，优选10℃-80℃，更优选20℃-60℃。
所述的制冷装置升支热交换部位选择其升支的全部，优选自下而上1/200至1/2段，更优选自下而上1/200至1/4段。
所述的制冷装置为以液体为制冷介质的管道结构时，其顶段的导热结构位于同一水平面，也可位于不同的水平面，如一侧高于另一侧。
所述的制冷装置外壁之外可选择气囊样结构，在气囊内装有质量比空气轻的气体，如氦气、氢气等，两端通过管壁气囊的浮力升空并维持其高空位置。
所述的制冷装置升支内装有的热交换装置包含有一个或多个待制冷的热气体或热液体的入口和一个或多个冷却气体或冷却液体的出口，并通过管道与制冷终端相连。
所述的制冷装置为以气体为制冷介质的管道结构时，其入口和出口位于同一气体空间内，并且所述的气体空间是一与空中大气相通的开放式结构，入口和出口可位于同一水平面，也可位于不同的水平面，如出口高于入口或入口高于出口。
为了更有效地启动液体在制冷装置内循环流动，开启制冷时首先向热交换装置内输入温度高于地面温度的气体或液体，使制冷装置升支与降支之间形成温差，带动管道内液体流动，从而启动制冷循环。
为了提高液体在管道内的循环效率，在管道内可安装液体或气体流动驱动装置，如水泵或风机。所述的驱动装置，其能量来源为太阳能、风能、电能、机械能、热能等。为了节约能量，降低使用成本，其能量来源优选太阳能和风能，其次为电能、机械能、热能等。
为了更有效地降低在冷空气中制冷的液体向地面流动时同地面热气的温度交换，保持其低温状态，在制冷装置的降支、底段、升支和气体或液体的输送管道外壁为隔热结构，其材料或结构包括但不限于聚乙烯保温板、玻璃纤维保温板、陶瓷纤维保温板、石棉保温板、棉花、橡塑海绵、真空隔热热反射保温结构。
为了提高制冷效率和方便使用，所述的二级结构后，还可加三级或多级结构。
为了提高终端热交换效率，当流经终端制冷剂为液体时，在终端的热交换装置上安装风扇以提高散热效率。
热交换装置采用热交换性能良好的材料包括但不限于铜、铝及其合金和热交换性能良好结构，包括但不限于叶片式、板式、微孔式、螺旋管式。
本发明由于采用了上述设计，制冷装置的顶段内的液体通过导热结构与其周围的冷空气进行冷交换而降温，然后经降支、底段进入升支，在升支内与内来自于地面的热空气或热液体进行热量交换，使温度升高，与降支形成温差，继续向上循环流动。而使流经热交换装置内的热气体或液体温度下降，产生制冷作用。
本发明具有结构简单、使用方便、且使用成本极低、无环境污染等特点，是一种有效制冷方法，适用于空调制冷、冷冻、冷藏等多个领域，具有良好的应用前景。
下面结合附图对本发明的实施例做进一步说明
图1本发明以气体为制冷介质的管道结构示意2为实施例液体为介质的循环结构示意3为实施例以气体为介质的循环结构示意4本发明以液体为制冷介质时的部分升支段直接向外延伸结构示意5本发明包含有一个或多个次级密闭的环状管道结构示意6本发明包含有液体介导的次级开放式管道结构示意7本发明包含有气体介导的次级开放式管道结构示意图
图8本发明钢架拉纤空中固定结构模型示意图具体实施方式
实施例一、本发明以气体为制冷介质的管道结构模型的制作如图1所示，本发明为一U形结构，包括U形结构入口17、降支1、底段2、升支3、顶段4和U形管出口18、管内充满的气体12、冷空气5。其中升支4内装有热交换装置6并与待冷却气体或液体的输入管道7和输出管道8相连，降支1、底段2、升支3和冷却气体或液体的输出管道8的外壁13均为隔热结构，降支1和升支3隔热外壁13之外为带动U形管向上浮动并保持其在空中位置的气囊。与热交换装置6相连的输入管道7装有气体或液体流动驱动装置11。当气体或液体流动驱动装置11开启时，热气体或液体经输入管道7进入热交换装置6与经U形管入口17、降支1、底段2，进入升支3的冷空气5进行热量交换制冷，然后经输出管道8送至制冷终端14。由于U形管升支3内的热量交换，降支1和升支3之间形成温差，驱动U形管内的气体经U形管入口17、降支1、底段2、升支3和U形管出口18、冷空气5之间循环流动。
实施例二、本发明以液体为介质的循环实验1)实验材料塑料管、螺旋状金属散热管、水泵、温度计、冰块、实验支架、水槽。
2)实验装置的制备制备高2米实验支架，将长2.2米、外径10厘米的塑料管以U形状固定于实验支架上，使其高度为2米。在U形塑料管上升段内腔距实验台50厘米的位置安装螺旋状金属散热管。将散热管的底部端口通过管道与水泵的出水口相连，散热管的顶部端口通过管道与下水池相连。U形塑料管上端的两个开口与同一水槽4相连通，水槽内盛有水5。U形塑料管装满经室温平衡的水。启动水泵并控制其流速，观察并记录当顶部水槽内盛有经冰块冷却的水后，螺旋状金属散热管入口处和出口处的水的温度，并于顶部水槽内盛有经室温平衡的水比较(图2)。
3)实验结果当顶部水槽内盛有经冰块冷却的水时，启动水泵30分钟后，螺旋状金属散热管入水口温度为45℃，出水口温度为12℃。当顶部水槽内盛有经室温(25℃)平衡的水时，启动水泵30分钟后，入水口温度为45℃，出水口温度为29℃。
实施例三、本发明以气体为介质的循环实验1)实验材料塑料管、叶片状散热器、风扇、温度计、干冰块、实验支架、塑料箱。
2)实验装置的制备制备高5米实验支架，将长5.5米、外径20厘米的塑料管以U形状固定于实验支架上，使其高度为5米。在U形塑料管上升段内腔距试验台2米处的位置安装叶片状散热器。将叶片状散热器的底部端口通过管道与风扇的出风口相连，叶片状散热器的顶部端口通过管道与外界相连。U形塑料管上端的两个开口与同一呈部分开放式塑料气体箱相连通，塑料箱内盛有干冰块。U形塑料管装满未经干冰制冷的空气。启动风扇并控制其风速，观察并记录当顶部塑料箱内盛有经干冰制冷的空气后，叶片状散热器入口处和出口处的空气的温度，并于顶部塑料箱内盛有未经干冰制冷的空气比较。
3)实验结果当顶部部分开放式塑料气体箱内盛有经干冰制冷的空气时，启动风扇30分钟时，叶片状散热器入风口温度为45℃，出风口温度为22℃。当顶部部分开放式塑料气体箱内盛有未经干冰制冷的空气(26℃)时，启动风扇30分钟时，入风口温度为45℃，出风口温度为32℃。
实施例四、本发明以气体为介质的隔热处理循环实验1)实验材料聚乙烯保温板、铜质螺旋管状散热器、离心电风扇、温度计、液氮、实验支架、泡沫塑料保温箱，家用电热吹风器。
2)实验装置的制备选择高20米高实验支架，采用聚乙烯保温板制备长20米、外径68厘米的圆管两根，固定于实验支架上，使其高度为20米，底部采用聚乙烯保温相连，形成20米高的U形管。在U形管上升段内腔距U形管底部2米处的位置安装铜质螺旋管状散热器。将散热器的一端端口通过管道于两台排风量为600立方米/小时离心电风扇的出风口相连，散热器的另一端端口通过管道与外界相连。U形管上端的两个开口与同一呈开放式泡沫塑料保温箱相连通，通过向泡沫塑料保温箱4内加入液氮使其空气5温度降低。实验未启动时U形管内空气温度与环境温度相同(图3)。
3)实验方法与结果实验启动时记录环境温度为20℃，向位于顶部的泡沫塑料保温箱内加入液氮，使箱内的温度下降。启动风扇并用家用电热吹风器向离心电风扇入风口处吹入热风，观察顶部与泡沫塑料保温箱相连的U形管入口和出口空气的流向，当出现冷空气经U形管入口向U形管降支流动时，记录两侧的温度为U形管上升段出口23℃，U形管下降段入口15℃。立即停止用家用电热吹风器向离心电风扇入风口处吹入热风，保持风扇运行。风扇运行15分钟时，观察并记录温度为U形管上升段出口15.5℃，U形管下降段入口3℃，U形管底部7.5℃，离心电风扇入风口20℃，铜质螺旋管状散热器出风口11℃。风扇运行30分钟时，观察并记录温度为U形管上升段出口10.5℃，U形管下降段入口0℃，U形管底部4℃，离心电风扇入风口20℃，铜质螺旋管状散热器出风口6.5℃。风扇运行60分钟时的结果与30分钟相似，铜质螺旋管状散热器出风口温度为6℃。风扇运行期间顶部泡沫塑料保温箱一直装有液氮。
实施例五、本发明以液体为制冷介质时的部分升支段直接向外延伸结构模型的制作及实验1)实验材料塑料管、橡塑海绵保温管、铜质螺旋管状散热器、家用电热吹风器、温度计、液氮、实验支架、泡沫塑料保温箱、电风扇、水。
2)实验装置的制备如图4所示，本发明为一呈密闭的环状管道结构。环状管道结构包括降支1、底段2、升支3、顶段4、冷空气5、管道内充满的液体(水)12和升支段的热交换装置6，其中环状管道结构顶段(导热结构)4为与冷空气5密切接触进行冷交换的部位，降支、底段和升支的外壁为隔热结构13，升支段3内的热交换装置6是部分升支段的直接向外延伸，直接与终端用户14进行热量交换，而使终端制冷。当热气体或液体在终端用户14中进行热量交换时，使管道内的液体12加热，加热后的液体通过自身的热能或辅以流动驱动装置11的推动作用，在一级环状结构内流动，液体在经过顶段4时，通过导热结构与周围冷空气5进行冷交换使液体制冷，再经降支1、底段2进入升支3在热交换器6内进行热交换，形成液体循环而使终端制冷。
制备高22米、外径15厘米的制冷结构。管道内壁为塑料管。降支、底段和升支的隔热外壁为橡塑海绵保温管。顶段为安置于泡沫塑料保温箱内的紫铜管，泡沫塑料保温箱内放有装液氮的铁桶。升支段的热交换装置是部分升支段塑料管伸出保温管外与紫铜管相连的部分。管道内充满水。
3)实验方法与结果实验测得环境温度为22℃，首先向泡沫塑料保温箱内的铁桶加入液氮，使保温箱内温度约为0℃。用家用电热吹风器向升支段热交换装置相连的紫铜管加热，可见管道内液体开始流动循环，停止电热吹风，改用电风扇向紫铜管吹温度为环境温度的风，检测并记录与热交换装置(紫铜管)输入管相连的升支段内的水温和与热交换装置(紫铜管)输出管相连的升支段内的水温。结果实验启动15分钟时输入管部位温度为6.5℃，输出管部位为18℃；实验启动30分钟时输入管部位温度为4.5℃，输出管部位为18℃；实验启动60分钟时输入管部位温度为4℃，输出管部位为18℃；之后维持稳定。
实施例六、本发明包含有一个或多个次级密闭的环状管道结构模型的制作及实验1)实验材料塑料管、橡塑海绵保温管、铜质螺旋管状散热器、家用电热吹风器、温度计、液氮、实验支架、泡沫塑料保温箱、电风扇、水。
2)实验装置的制备如图5所示，本发明为一呈密闭的环状管道与一个或多个次级密闭的环状管道相连的结构。环状管道结构包括降支1、底段2、升支3、顶段4、冷空气5、液体(水)12和升支段的热交换装置6。其中环状管道结构顶段4为与冷空气5密切接触进行冷交换的部位，降支1、底段2和升支3的外壁为隔热结构13，升支段3内的热交换装置6与待冷却液体的输入管道7和输出管道8相连，输入管道7和输出管道8与二级密闭式环状结构9相连，二级密闭式环状结构9与下一级密闭式或开放式结构10相连进行热量交换。当热液体在结构10中进行热量交换时，使管道内的液体加热，加热后的液体通过自身的热能或辅以流动驱动装置11的推动作用，在二级环状结构9内流动，然后经输入管道7，进入热交换装置6与一级环状管道结构内的液体12进行热量交换使液体12加热，加热后的液体通过自身的热能的推动作用，在一级环状结构内流动，液体在经过顶段4时，通过导热结构4与周围冷空气5进行冷交换使液体制冷，再经降支1、底段2进入升支3在热交换器6内进行热交换，形成液体循环而使二级结构内的液体制冷。
制备高22米、外径15厘米的制冷结构。管道内壁为塑料管。降支、底段和升支的隔热外壁为橡塑海绵保温管。顶段为安置于泡沫塑料保温箱内的紫铜管，泡沫塑料保温箱内放有装液氮的铁桶。升支段的热交换装置是内置的螺旋状紫铜管结构，热交换装置的输入和输出端分别与二级环状结构的输出和输入端相连。二级结构的热交换部位也为紫铜管结构。管道内充满水。
3)实验方法与结果实验测得环境温度为21℃，首先向泡沫塑料保温箱内的铁桶加入液氮，使保温箱内温度约为0℃。用家用电热吹风器向二级结构热交换装置-紫铜管加热，可见二级结构管道内液体开始流动循环，并见一级结构管道内液体开始流动，停止电热吹风，改用电风扇向二级结构热交换装置-紫铜管吹温度为环境温度的风，检测并记录与一级结构管道相连的热交换装置的输入端和输出端的水温。结果实验启动15分钟时输入端温度为18℃，输出管部位为8℃；实验启动30分钟时输入管部位温度为17℃，输出管部位为5.5℃；实验启动60分钟时输入管部位温度为17℃，输出管部位为4.5℃；之后维持稳定。
实施例七、本发明包含有液体介导的次级开放式结构模型的制作及实验1)实验材料塑料管、橡塑海绵保温管、铜质螺旋管状散热器、家用电热吹风器、温度计、液氮、实验支架、泡沫塑料保温箱、电风扇、风淋散热箱。
2)实验装置的制备如图6所示，本发明为一呈密闭的环状管道与一个内含有液体的开放式管道相连的结构。环状管道结构包括降支1、底段2、升支3、顶段4、冷空气5、液体(水)12和升支段的热交换装置6，其中环状管道结构顶段4是与冷空气5密切接触进行冷交换的部位，降支、底段和升支的外壁为隔热结构13，升支段3内的热交换装置6与待冷却液体的输入管道7和输出管道8相连，输入管道7和输出管道8与二级开放式管道结构15相连，二级开放式管道结构15的输出端进入液体气体热交换装置16内，将液体所含的冷效应通过风淋向气体转移，使气体制冷。当启动液体流动驱动装置11推动热液体经输入管道7，进入热交换装置6与一级环状管道结构内的液体12进行热量交换使液体12加热，加热后的液体通过自身的热能，在一级环状结构内流动，液体在经过顶段4时，通过导热结构与周围冷空气5进行冷交换使液体制冷，再经降支1、底段2进入升支3在热交换装置6内进行热交换，形成液体循环，此时使与热交换装置6相连的输出管道8的流出液体制冷而进入液体气体热交换(风淋散热)装置16内，使气体制冷，送至终端用户。
制备高22米、外径15厘米的制冷结构。管道内壁为塑料管。降支、底段和升支的隔热外壁为橡塑海绵保温管。顶段为安置于泡沫塑料保温箱内的紫铜管，泡沫塑料保温箱内放有装液氮的铁桶。升支段的热交换装置是是内置的螺旋状紫铜管结构，热交换装置的输入和输出端分别与开放式管道结构相连。热交换装置的输入端的管道与外置水池和水泵相连，热交换装置的输出端的管道与一外置风淋散热装置相连。风淋散热装置的入风口装有电风扇。一级管道内充满水。
3)实验方法与结果实验测得环境温度为21℃，首先向泡沫塑料保温箱内的铁桶加入液氮，使保温箱内温度约为0℃。用水泵向热交换装置的输入端泵入温度为42℃加热水，可见管道内液体开始流动循环，然后将水源改至温度为环境温度的水池，持续向向热交换装置的输入端泵入温度为环境温度的水。开启风淋散热装置的入风口电风扇，检测并记录风淋散热装置的入风口和出风口温度。结果实验启动15分钟时风淋散热装置的入风口温度为21℃，出风口温度为15℃；实验启动30分钟时风淋散热装置的入风口温度为21℃，出风口温度为12℃；实验启动60分钟时风淋散热装置的入风口温度为21℃，出风口温度为10℃；之后维持稳定。
实施例八、本发明包含有气体介导的次级开放式结构模型的制作及实验1)实验材料塑料管、橡塑海绵保温管、铜质螺旋管状散热器、家用电热吹风器、温度计、液氮、实验支架、泡沫塑料保温箱、电风扇、水。
2)实验装置的制备如图7所示，本发明为一呈密闭的环状管道与一个内含有气体的开放式管道相连的结构。环状管道结构包括降支1、底段2、升支3、顶段4、冷空气5、液体(水)12和升支段的热交换装置6。其中环状管道结构顶段4与冷空气5密切接触进行冷交换，降支、底段和升支的外壁为隔热结构13，升支段3内的热交换装置6与地面热气体的输入管道7和输出管道8相连，输入管道7与风机11相连。当启动风机11推动热气体经输入管道7，进入热交换装置6与一级环状管道结构内的液体12进行热量交换使液体12加热，加热后的液体通过自身的热能的推动作用，在一级环状结构内流动，液体在经过顶段4时，通过导热结构与周围冷空气5进行冷交换使液体制冷，再经降支1、底段2进入升支3在热交换装置6内进行热交换，形成液体循环，此时与热交换装置6相连的输出管道8的流出气体制冷而送至终端用户。
制备高22米、外径15厘米的制冷结构。管道内壁为塑料管。降支、底段和升支的隔热外壁为橡塑海绵保温管。顶段为安置于泡沫塑料保温箱内的紫铜管，泡沫塑料保温箱内放有装液氮的铁桶。升支段的热交换装置是内置的螺旋状紫铜管结构，热交换装置的输入和输出端分别与开放式管道结构相连。热交换装置的输入端的管道与外置电风扇相连。一级管道内充满水。
3)实验方法与结果实验测得环境温度为22℃，首先向泡沫塑料保温箱内的铁桶加入液氮，使保温箱内温度约为0℃。启动电风扇，用家用电热吹风器向电风扇入风口加热，可见管道内液体开始流动循环，停止电热吹风，改用电风扇向紫铜管吹温度为环境温度的风，检测并记录热交换装置输入端和输出端的温度。结果实验启动15分钟时输入端温度为22℃，输出管端为10℃；实验启动30分钟时输入管部位温度为22℃，输出管部位为8℃；实验启动60分钟时输入管部位温度为22℃，输出管部位为8℃；之后维持稳定。
实施例九、本发明隔热材料的保温实验1)实验材料聚乙烯保温板、玻璃纤维保温板、陶瓷纤维保温板、石棉保温板、棉花、市售塑料密封袋、热水、暖水瓶、液氮罐。
2)实验方法与结果将上述保温材料分别制成袋状，向袋内套入市售塑料密封袋，插入温度计，加热水至75℃，快速向每一袋内加入150克热水，迅速封口，记录温度和时间。以没有保温套的市售塑料密封袋为对照。小暖水瓶加入5升热水，液氮罐加入15升热水，室温为21℃。结果见表1。
表1、不同保温材料的保温效果(℃)
实施例十、本发明隔热材料的保温实验1)实验材料橡塑海绵、塑料管、电热吹风器、温度计、离心风机。
2)实验方法与结果取内径为5厘米、壁厚1.5厘米橡塑海绵保温管20米，插入直径为3厘米的塑料管，将塑料管与离心风机出风口相连，启动风机，启动电热吹风器并置热风出口于离心风机入风口处，测量并记录橡塑海绵保温管入风口与出风口温度。结果实验启动30分钟后，入风口温度为63℃，出风口温度为55℃，环境温度为20℃。对照单纯塑料管入风口温度为63℃，出风口温度为21℃，环境温度为20℃。
实施例十一、本发明钢架拉纤空中固定结构模型的制作如图8所示，本发明为一管道结构，包括管道结构入口17、降支1、底段2、立柱19和牵拉绳索20、地面固定平台21、立柱横梁22、管壁23，其中管道结构入口17、降支1、底段2是由管壁23包裹的管状结构。管壁23周围安装由多根立柱19。立柱19之间由多根立柱横梁22连接。立柱通过多根牵拉绳索20与地面固定平台向固定，从而维持管道结构的稳定性。
权利要求
1.一种由冷空气作为制冷剂的制冷装置，包括1)呈两侧向上的管道结构；2)分为降支、底段、升支、顶段、冷空气、管道内充填物和升支段的热交换装置；3)降支、底段、升支和输送管道的外壁均为隔热结构，顶段为与外界冷空气密切接触进行冷交换的部位。4)以气体为制冷介质的制冷管道为两端开口并且两开口端均向上的管道结构，管内充填物为气体5)以液体为制冷介质的制冷管道为密闭环状结构，管内充填物为液体。
2.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于制冷剂为冷空气。
3.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于所述的以气体为制冷介质的制冷装置入口和出口位于同一气体空间内，并且所述的气体空间是一与外界大气相通的开放式结构。
4.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于所述的以液体为制冷介质的制冷装置为一个密闭的环状管道结构，其升支段的热交换装置为部分升支段的直接向外延伸，并于导热结构相连接。
5.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于所述的以液体为制冷介质的制冷装置为一个密闭的环状管道结构及与其相连接的至少一个次级密闭的环状管道结构，其升支段内的热交换装置为次一级密闭的环状管道结构的顶段导热结构在升支段内的部分，即次一级密闭的环状管道结构的顶段导热结构位于前一级结构升支段的液体内，与液体直接接触进行热量交换。
6.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于所述的以液体为制冷介质的制冷装置为一个密闭的环状管道结构及与其相连接的至少一个次级开放式的管道结构，其升支段的热交换装置为次一级开放式管道结构的顶段导热结构在升支段内的部分，即次一级开放管道结构的顶段导热结构位于前一级结构升支段的液体内，与液体直接接触进行热量交换。
7.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于所述的以液体为制冷介质的制冷装置内所充满的液体优选水或水的防冻液。
8.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于所述的顶段和底段之间的温差选择5℃-100℃，优选10℃-80℃，更优选20℃-60℃。
9.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于所述的管道结构的升支热交换部位选择其升支的全部，优选自下而上1/200至1/2段，更优选自下而上1/200至1/4段。
10.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于所述的二级结构后，还可有多级结构。
11.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于开启制冷时首先向热交换装置内输入温度高于地面温度的气体或液体，使管道结构升支与降支之间形成温差，带动管道内液体或气体流动，从而启动制冷循环。
12.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于本发明技术用于但不限于空调制冷、冷藏制冷、冷冻制冷。
全文摘要
本发明的目的是提供一种由冷空气作为制冷剂的制冷装置，一呈管道结构，包括降支、底段、升支、顶段、冷空气、管道内充满的液体或气体和升支段的热交换装置。管道结构顶段为与外界冷空气密切接触进行冷交换的部位，升支段内的热交换装置为在顶段制冷后的液体或气体与地面的热空气或热液体进行热交换的部位，其中降支、底段、升支和输送管道的外壁均为隔热结构，顶段为导热性能良好的导热结构。本发明具有结构简单、使用方便、且使用成本极低、无环境污染等特点，是一种有效制冷方法，适用于空调制冷、冷藏制冷、冷冻制冷等多个领域，具有良好的应用前景。
文档编号F25B23/00GK1877225SQ20041010252
公开日2006年12月13日 申请日期2004年12月27日 优先权日2004年9月15日
发明者刘凤鸣 申请人:刘凤鸣