专利名称：制冷系统的制作方法
技术领域：
本发明是与冷却或冷冻系统相关，更详而言之，是指一种无需压缩机就可完成制冷功效，以水取代压缩循环冷冻系统中的冷媒，让水在本发明制冷系统中的蒸发室内水面吸热时能快速蒸发而冷却水面内部的水以达成降温功效的制冷系统，可替换压缩循环冷冻系统，供冷冻、空调或制冰之用。
背景技术：
制冷系统在一般常用的冷气机及冰箱中为机械式冷冻系统，其主要配件有四件， (1)压缩机(compressor) (2)冷凝器(condenser) (3)阻流器(restrictor)或称冷媒控制器(refrigerant controls) (4)蒸发器(evaporator)这四项称之为冷冻系统的四大要件， 缺一不可。机械式冷冻系统发展虽已超过百年，但机械式冷冻系统因其冷冻效率相较其它非机械式冷冻系统为高，所以仍为目前冷冻空调工程中，最主要最通用的冷冻方法。机械冷冻系统即压缩循环系统，压缩机的运作为整个系统的心脏，压缩循环系统制冷效率的高低大多取决于压缩机的效率，而现在的压缩机运作效率的理论已发展到巅峰，在没有新的压缩机运作理论提出的前题下，很难再提升或改变其运作效率。但是压缩循环系统有一大的缺点，就是系统吸热时所吸的热无法在散热时完全排出，而且压缩机本身也会产生大量的热，无法排出的热将在系统中循环，会降低制冷效率， 换言之压缩循环制冷系统的散热愈好则其制冷效率愈好，所以压缩循环冷冻系统在外界温度愈低时，其制冷效率相对也愈好。为了提升压缩循环系统制冷效率，在空调系统中，就有利用水循环去冷却其系统运作温度的水冷式压缩机冷冻系统，此乃利用冷水吸热变温水而循环的带走压缩循环系统运作中部份热，去降低系统的运作温度，以提升制冷效率，但仍无法完全排出系统吸热时所吸的热。总观上述冷冻系统的制冷效率，即使设法降低系统运作环境温度，其制冷效率仍会受限于压缩机循环运作原理的缺点，就是系统吸热时所吸的热仍很难在散热时完全排出，无法排出的热将在系统中循环而影响制冷效率。所以为了提升制冷系统的效率，最好是能将制冷系统所吸热时所吸的热能完全散热排出系统外，并且最好不受压缩机循环运作原理的局限，有鉴于此，创作人积极投入研究开发与创新改良出没有压缩机之新制冷方式，并能将制冷系统吸热时所吸之热完全排出到系统外，终于完成本发明制冷系统。
发明内容
本发明在于提供一种无需压缩机，即可达到良好制冷效率的新制冷系统，本发明利用水蒸气的高气化热，水蒸发成蒸气时，会吸收大量热的原理，设计让水在本发明制冷系统中，水面蒸发时只从水面内部的水吸热，且能持续快速蒸发而冷却内部的水，进而产生制冷效果，并因系统内吸热时所吸的热会存于水蒸气，利用排出水蒸气达成完整的散热作用。水在一般环境中，湿度越高时，其水面的蒸发率越慢，当水面蒸气压等于饱和蒸气压时，即湿度相当于100%时，水面蒸发会近于停止。就一般环境中而言，水面蒸发的水蒸气
3并不会马上挥发走，会滞留在水表面增加水面湿度而抑制水面蒸发的速率，所以水在一般环境中很难快速蒸发，除非水表面空气对流很快，而且还必须是湿度很低的空气效果才明显，换言之当水的表面湿度接近为零时，水面的蒸发速率是最快的。在真空或低压状况中，几乎没有水蒸气，其湿度可视为零，本发明的制冷系统即利用此现象提供一个真空或低压的蒸发室，因其湿度接近为零，水在此蒸发室中水面能自然快速蒸发吸热而冷却水面内部的水。又因蒸发室中水面蒸发吸热时所吸的热皆存于水蒸气中，再利用泵将蒸发室中的水蒸气抽离到系统外，等于将系统吸热时所吸的热排到系统外， 完成本制冷系统的散热作用。为达成上述目的，本发明提供的制冷系统包含有一制冷机体，设有一能密闭的蒸发室，该蒸发室内设有一蓄水结构，该蓄水结构包含有至少一蓄水盘。一注水管路，由该制冷机体外部连通至该蒸发室，能将外部的水导到蒸发室蓄水盘，该注水管路设有一进水控制阀，能控制该注水管路的启闭。一进气管路，由该制冷机体外部连通至该蒸发室，该进气管路设有一进气控制阀，能控制该进气管路的启闭。一散热管路组，包含有至少一散热管路，散热管路由该制冷机体外部连通至该蒸发室中的蓄水结构中，以便和水进行热交换。一抽气管路，由该制冷机体外部连通至该蒸发室，该抽气管路设有一泵，用于将该蒸发室内的空气抽出。
图1为本发明第--实施例的示意图。
图2为本发明第:二实施例的示意图。
图3为本发明第=三实施例的示意图。
图4为本发明第四实施例的示意图。
图5为本发明第五实施例的示意图。
主要元件符号说明
制冷机体10，蒸发室11，
栅门19，蓄水结构12，
蓄水盘13，溢水管14，
多孔性吸水物15，水位测量计17，
重量测量器18，气压计20，
注水管路30，注水头31，
进水控制阀33，进气管路40，
进气控制阀41，散热(Heat sink)管路组60，
散热管路61，散热风扇62，
抽气管路70，泵72。
具体实施例方式为了详细说明本发明的结构、特征及功效所在，兹举以下五实施例并配合图式说明如后。如图1所示，为本发明的第一实施例，本发明的制冷系统包含有
—制冷机体10，该制冷机体10内设有一可密闭的蒸发室11，该蒸发室的一侧设有一栅门19，可以开启以供维修。该蒸发室11内设有一蓄水结构12，该蓄水结构12包含有至少一蓄水盘13，该蓄水盘可以是固定式的或者是可抽换式的以方便维修。一注水管路30，由该制冷机体10外部连通至该蒸发室11，注水管路末端有一注水头31，可将外部的水导到蒸发室蓄水盘，该注水管路30设有一进水控制阀33，该进水控制阀33可控制该注水管路30的启闭。一进气管路40，由该制冷机体10外部连通至该蒸发室11，该进气管路设有一进气控制阀41，可控制该进气管路的启闭。一散热(Heat sink)管路组60，包含有至少一散热管路61，散热管路由该制冷机体10外部连通至该蒸发室中的蓄水结构12中，该散热管由导热材料所制成例如金属，该散热管路可以是中空或者是在管体内装入可导热的流体，例如冷媒或水，该流体可以在管内循环增加热传递的速度，在本实施例中该散热管路的一端进入蓄水盘13内与水接触，以便和水进行热交换。一散热风扇62，设于该散热管路组60的一侧，用在对制冷机体外制冷环境产生对流作用。一抽气管路70，由该制冷机体10外部连通至该蒸发室11，该抽气管路设有一泵 72，用于将该蒸发室内的空气抽出。本发明为制冷系统提供一制冷机体10，抽取制冷机体10密闭蒸发室11内的气体造成低压或真空，利用水在低压时容易气化的物理原理，让水在蒸发室11内水面能自然快速蒸发吸热而冷却水面内部的水，又因水面蒸发吸热时所吸的热皆存于水蒸气中，再利用泵72将此系统中的水蒸气抽离到系统外，完成制冷系统的散热作用，而达到制冷效果的制冷系统。以上述的结构，本发明在操作时先以该注水控制阀33将水导入到该蓄水结构的蓄水盘13内一定的量，然后确定该蒸发室11为密闭并开启该抽气管路70的泵72，使该蒸发室内的空气被抽出而形成低压的状态，而由水的基本三相表可知在压力变小时水较容易由液态变成气态，而水在气化成气态时会吸收大量的热，也就是水的气化热，因此蓄水盘内的水会带走大量的存在于该散热管路的热，由此以达到降低该散热管路温度的功能，而在该散热管路与水接触的这一端温度降低时，该散热管路另一端的热会因着传导作用而流向温度低的这一端而产生降温的效果。如图2所示，为本发明的第二实施例，在本实施例中其主要结构与前一实施例相同，包含有一制冷机体10、一注水管路30、一进气管路40、一散热(Heat sink)管路组60、 一散热风扇62以及一抽气管路70。而与前一实施例不同之处在于本实施例中该散热(Heat sink)管路组60的散热管路并没有进入蓄水盘13内与水接触，而是设于蓄水盘的一侧与蓄水盘接触，而该蓄水盘是以导热材料制成，该散热管路的热可以通过热的传导作用传达到蓄水盘之后到蓄水盘内的水，以便和水进行热交换。本实施例较前一实施例具有清洗上的优点，该蓄水盘可以拆下来更换或清洗，而该散热管路因不与水接触所以不会有水垢的产生。如图3所示，为本发明的第三实施例，在本实施例中其主要结构与前一实施例相同，包含有一制冷机体10、一注水管路30、一进气管路40、一散热(Heat sink)管路组60、一散热风扇62以及一抽气管路70。而与前一实施例不同之处在于本实施例中该蓄水结构包含有多个蓄水盘而该散热管路组也对应该蓄水盘的数量设有多个散热管路，各散热管路设置于对应的蓄水盘一侧并与该蓄水盘接触。增加蓄水盘数量的目的在于增加水与空气接触的表面积，增加热交换的效率。如图4所示，为本发明的第四实施例，在本实施例中其主要结构与前一实施例相同，包含有一制冷机体10、一注水管路30、一进气管路40、一散热(Heat sink)管路组60、 一散热风扇62以及一抽气管路70。而与前一实施例不同的处在于本实施例中各蓄水盘内设置有一多孔性吸水物15，利用多孔性吸水物能吸水以及多孔的特性可以更增加水与空气接触的表面积，以提升水蒸发的效率。如图5所示，为本发明的第五实施例，在本实施例中其主要结构与前一实施例相同，包含有一制冷机体10、一注水管路30、一进气管路40、一散热(Heat sink)管路组60、 一散热风扇62以及一抽气管路70。而与前一实施例不同之处在于本实施例该蒸发室的一侧设有一气压计20，以量测该蒸发室内的气压值，而各蓄水盘13内设置有一溢水管14，打开注水控制阀33，让水经由注水管路30注入蓄水结构12的第一层蓄水盘13中，当第一层蓄水盘13水位满至溢水管14 口高度时会由溢水管溢出，因各层蓄水盘的溢水管14 口在上下层间互相错位设置，所以第一层蓄水盘的水不会直接流入第三层，水会流入第二层蓄水盘13中，据此略推，水最后会流至最底层的蓄水盘13。设置多个蓄水盘的目的在增加水与蒸发室内空气接触的表面积，也增加散热管路的数量以提升整体的散热效率。而在最底层蓄水盘13的一侧设有一温度计(图中未示)、一水位测量计17或一重量测量器18，当底层蓄水盘13的水位测量计17或重量测量器18量测换算到特定高度的蓄水量时，代表各层蓄水盘13蓄水已足够，此时关闭注水控制阀33。在操作时，打开抽气泵72对在蒸发室11抽气使其成为真空或低压环境，此时在蒸发室11中的蓄水盘13及多孔性吸水物状吸水物15所含的水会蒸发为水蒸气并对其内部的水吸热，对内部的水产生降温的效果。此时在制冷机体10内外两端的散热管路60便会有温差产生，在制冷机体10外端的散热管路60的温度将比在位于制冷机体10内部蓄水盘 13附近的散热管路60的温度高，根据热力学第二定理，热的传导效应，热在一材料内会从高温往低温处传导，所以热将在散热管路60中从制冷机体10外往内传，即在制冷机体10 外部的散热管路60部份将产生吸热反应，此时开启散热风扇62将气流吹经在外部的散热管路60再朝向欲制冷的环境，就可达成制冷效果。同时因泵72抽气的运作，在蒸发室11 内的水蒸气会在抽气管路70中经过泵72排出。而当底层蓄水盘13的水位测量计17或重量测量器18量测换算到特定低蓄水量时，代表各层蓄水盘13水量不足，此时可开启注水控制阀33，再行注水至特定高蓄水量时， 再关闭注水控制阀33即可。在实施上，泵72可视气压计20的数值，在气压够低时，将其关闭以节省能源，不需要一直持续的抽气。待该蒸发室内的气压上升至特定气压值时，再开启泵72抽气。又或可根据蓄水盘13内的温度计16的温度来控制抽气的动作，避免蒸发室内的温度过低。在维修时只要关闭全部的控制阀，再打开进气控制阀41，先让气体经由进气控制阀41及进气管路40进入蒸发室11内，待制冷机体10内气压与外界平衡时，即可打闸栅门19进行维修。综上所述，本发明于前揭实施例中所揭露的程序上蒸发室11的持续抽出或间歇抽出气体及水蒸气以保持低压状态，皆属本发明的让水处在真空或低压的蒸发室内，水面会自然蒸发吸热并冷却内部的水，以达制冷效果的程序变化上的功效，仅为举例说明，并非用来限制本案的范围，而针对抽取成低压或真空的蒸发室11及为加速水蒸发量而增加水表面积设计的多层次蓄水结构12、多孔性吸水物15的其它等效功能元件的替代或变化，亦应为本案的申请专利范围所涵盖。
权利要求
1.一制冷系统，其特征在于，包含有一制冷机体，设有一密闭的蒸发室，该蒸发室内设有一蓄水结构，该蓄水结构包含有至少一蓄水盘；一注水管路，由该制冷机体外部连通至该蒸发室，能将外部的水导到蒸发室蓄水盘，该注水管路设有一进水控制阀，能控制该注水管路的启闭；一进气管路，由该制冷机体外部连通至该蒸发室，该进气管路设有一进气控制阀，能控制该进气管路的启闭；一散热管路组，包含有至少一散热管路，散热管路由该制冷机体外部连通至该蒸发室中的蓄水结构中，以便和水进行热交换；一抽气管路，由该制冷机体外部连通至该蒸发室，该抽气管路设有一泵，用于将该蒸发室内的空气抽出。
2.依据权利要求1所述制冷系统，其特征在于，该制冷系统包含有一散热风扇，设于该散热管路组的一侧，用在对制冷机体外制冷环境产生对流作用。
3.依据权利要求1所述制冷系统，其特征在于，该散热管路是由导热材料所制成，该散热管路的一端进入蓄水盘内与水接触，以便和水进行热交换。
4.依据权利要求1所述制冷系统，其特征在于，该蓄水盘是以导热材料制成，该散热管路组的散热管路是设于蓄水盘的一侧与蓄水盘接触。
5.依据权利要求1所述制冷系统，其特征在于，该散热管由导热材料所制成，以便和水进行热交换。
6.依据权利要求5所述制冷系统，其特征在于，该散热管路内装入能导热的流体，该流体能在该散热管内循环。
7.依据权利要求1所述制冷系统，其特征在于，该蒸发室内设有一水位量测计用以评估蓄水盘内的水量。
8.依据权利要求1所述制冷系统，其特征在于，该最底层蓄水盘的下方设有一重量测量器，用于评估该蓄水盘内的水量。
9.依据权利要求1所述制冷系统，其特征在于，该蓄水盘内设有多孔性吸水物，以增加蓄水盘内的水与空气接触的表面积。
10.依据权利要求1所述制冷系统，其特征在于，该制冷机体设有一气压计，该气压计能显示该蒸发室内的气压值。
全文摘要
本发明是一种制冷系统，包含有一制冷机体，内有一可密闭的蒸发室，蒸发室内设有一蓄水结构，蓄水结构包含有至少一蓄水盘。一注水管路，由制冷机体外部连通至蒸发室内，可将外部的水导到蒸发室蓄水盘，注水管路设有一进水控制阀，可控制该注水管路的启闭。一进气管路，由制冷机体外部连通至蒸发室，进气管路设有一进气控制阀，可控制进气管路的启闭。一散热管路组，包含有至少一散热管路，由制冷机体外部连通至蒸发室的蓄水结构中，以便和水进行热交换。一抽气管路，由制冷机体外部连通至蒸发室，抽气管路设有一泵，用于将蒸发室内的空气抽出。
文档编号F25D7/00GK102564000SQ20101058343
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者林晖力 申请人:林晖力