盐溶解式温度调节装置及使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种盐溶解式温度调节装置及使用方法，它包括调温装置，调温装置包括保温室，保温室接通有热气管和冷气管，在保温室内设有热交换器，热交换器内放置有无机盐，热交换器接通有加水管道及用于排出水蒸气的水蒸气排出管道，热交换器内设有换热管，换热管一端与加热管道连接，换热管的另一端与排气管道连接；保温室内壁设有向热交换器输送空气的送风装置。本发明的盐溶解式温度调节装置的节能效果显著，同时对减少温室气体CO2的排放量及控制大气污染也具有重大意义。
【专利说明】盐溶解式温度调节装置及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及温度调节【技术领域】，具体地指ー种盐溶解式温度调节装置及使用方法。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展和文明的进步，以空调为代表的温度调节装置已经是生产生活中不可缺少的工具，其中绝大部分是蒸汽压缩式。世界上最早的蒸汽压缩式制冷机是1834年由美国人Perkins发明的，以こ醚为エ质；1875年Arre和Lirde又发明了以氨为エ质的蒸汽压缩式制冷机，但由于こ醚易爆、氨有毒等原因，这些制冷机并没有获得广泛应用。1930年，美国人Midgleg将氟里昂制冷剂用于蒸汽压缩式制冷机，获得了商业上的成功。
[0003]总体上看，氟里昂不易燃爆，对人体无害，但它排放并扩散到大气同温层后，使臭氧层遭到破坏，严重危及人类健康和生态平衡，同时它还是ー种温室效应非常大的气体，会导致全球变暖、海平面升高，因此，氟里昂已经被1987年签定的蒙特利尔议定书所禁止或限用。但迄今为止，人们仍然没有找到氟里昂的理想替代品，致使蒸汽压缩式制冷机面临“断粮”的危险。
[0004]1859年，Arre发明了氨水吸收式制冷机，1945年美国开利公司又发明了溴化锂(LiBr)吸收式制冷机，但这种机型必须在负压下工作，对设备气密性要求高，制冷流程及设备结构复杂，且由于它以水为致冷剂，受水的冰点限制，它不能把温度调节到零度以下，通常只能提供5?7V的冷却水。另外，吸收式制冷机的应答性差，不能即时制冷，限制了它的应用范围。所以它往往适合于作中央空调，而且操作维护也较麻烦。
[0005]因此，需要有新的温度调节手段才能解决现有技术面临的难题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是要提供ー种盐溶解式温度调节装置及使用方法，以解决上述【背景技术】的不足。
[0007]本发明的技术方案为:ー种盐溶解式温度调节装置，其特征在于:它包括调温装置，所述调温装置包括保温室，所述保温室接通有向外界伸出的热气管和冷气管，在保温室内设有热交換器，所述热交換器内放置有无机盐，所述热交換器接通有用于输入自来水的加水管道及用于排出水蒸气的水蒸气排出管道，所述热交換器内设有换热管，所述换热管一端与用于输入加热介质的加热管道连接，换热管的另一端与排出加热介质的排气管道连接；所述保温室内壁设有向热交換器输送空气的送风装置。
[0008]上述方案中:
[0009]所述热气管上设有第一阀门，所述冷气管上设有第二阀门。
[0010]所述加热管道、加水管道、排气管道及水蒸气排出管道均穿出保温室，保温室内的加热管道、加水管道、排气管道及水蒸气排出管道为传热管道，所述保温室外的加热管道、加水管道、排气管道及水蒸气排出管道为隔热管道。[0011]所述水蒸气排出管道内设有液位传感器和湿度传感器，所述保温室的上端内壁设有温度传感器。
[0012]所述送风装置包括动力装置，所述动力装置的输出轴安装有风机。
[0013]所述无机盐为NH4N03、NH4CNS, NaNO3> KNO3> KCNS, CaCl2.6H20 或 NaCl 的一种或任意几种的混合物；所述加热介质为热水、水蒸汽、乙二醇、乙醇、甘油、CaCl2水溶液、NaCl水溶液、MgClyjC溶液。
[0014]所述热交换器的形式为夹套式、蛇管式、列管式、螺旋板式、板式或板翅式。
[0015]所述调温装置设有两个，分别为第一调温装置和第二调温装置，所述第一调温装置和第二调温装置的加水管道均与送水装置的输出管道并联，所述第一调温装置和第二调温装置的水蒸气排出管道均与回水装置的回流管道并联，所述第一调温装置和第二调温装置的加热管道均与送热装置的输出管道并联，所述第一调温装置和第二调温装置的排气管道均与回热装置的回流管道并联。
[0016]所述送水装置与回水装置为同一装置，所述送热装置与回热装置也为同一装置。
[0017]一种基于上述的盐溶解式温度调节装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0018]I)、需要制冷工况，热交换器内为晶体无机盐，打开送风装置，从加水管道通入自来水，形成盐溶液，同时关闭第一阀门，打开第二阀门，即可从冷气管中得到冷气；
[0019]2)、当热交换器内的盐全部溶解达到饱和后，切断自来水供应，关闭第二阀门，打开第一阀门，同时通过加热管道通入加热介质，经过换热管并由排气管道排出，热交换器内的盐饱和溶液便蒸发结晶，水蒸气由水蒸气排出管道排出，热空气由热气管排出，直到无机盐全部结晶析出并冷却到环境温度，再进入另一个制冷循环；
[0020]3)、上述两个基本单元交替工作就可以连续制冷。
[0021]本发明的优点在于:
[0022]1、由于盐溶解式温度调节装置以利用热能为主，与以利用电能为主的调温装置不同，它利用能量的效率高，而且可以采用各种低品位的能源，还不破坏大气臭氧层，不会对环境造成污染；
[0023]2、运动部件少，工作噪音更低，使用寿命更长；
[0024]3、安装更为方便与安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明的结构示意图；
[0026]图2是图1中C处局部放大剖面图；
[0027]图3是实施例1的工作流程图；
[0028]图4是实施例2的工作流程图；
[0029]图5是实施例3的一个工作流程图；
[0030]图6是实施例3的另一个工作流程图
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。[0032]无机酸、碱、盐溶解于水时通常都会产生放热或吸热效应，这个热效应即可用于制热或制冷。基于腐蚀和安全的理由，本发明采用无机盐为工作质。无机盐溶解于水时是吸热还是防热取决于盐本身的晶格能和它被水离解后与水形成水合离子的水合热，盐离解破坏其晶体结构需要吸热(在数值上等于晶格能)，被水离解后与水形成水合离子则放热；如果晶格能大于水合热，则盐溶解时要吸热降温，相反就会放热升温。晶格能和水合热的大小取决于构成盐的离子所带的电荷数量以及离子半径大小。在常见的无机盐中，溶于水时吸热降温的有硝酸盐、高氯酸盐、卤化物、铵盐等，包括NH4C1、NH4ClO4, NH4Br, NH4I, NH4NO2,NH4N03、NH4CN、NH4CNS、AgC104、AgN02、AgN03、LiF、LiClO4.3H20、NaCl'NaClO2.3H20、NaC103、NaClO4, NaClO4.H2O, NaBr.2Η20, NaBrO3^NaI.2Η20、NaIO3、NaNO2、NaNO3、NaCN.2Η20、NaCNO、NaCNS,KF.2Η20、KCl、KC103、KC104、KBr, KbrO3> K1、ΚΙ03、KNO2、KNO3、KCN、KCNO, KCNS^KMnO4,RbCl、RbC103、RbClO4, RbBr、RbBrO3^ Rb1、RbNO3> CsCl、CsClO4, CsBr、CsBrO3^ Cs1、CsNO3>(NH4)2SO4'MgSO4.7Η20、Na2CO3.10H20、Na2S203.5Η20、CaCl2.6Η20、CaBr2.6Η20 等等。溶解时放热的无机盐有 LiCl, LiCl.H2O, LiClO4' LiBr、LiBr.H20、LiBr.2H20、Lil、LiI.H2O,LiI.2Η20αΠ.3Η20、LiNO2、LiNO2.H2CKNaKCsF 等等。其中，ΝΗ4Ν02、NH4NO3、NH4CNS、KCIO3、KClO4,KNO3^RbClO4 的溶解热分别为 300.8kJ/kg、321.13kJ/kg、297.23kJ/kg、337.65kJ/kg、368.4kJ/kg、345.lkj/kg、306.7kJ/kg。对比蒸汽压缩式制冷机常用的氟里昂制冷剂R22，其制冷量为173kJ/kg，可见只要合理选择，无机盐的制冷能力要优于氟里昂，但其体积要小得多，成本也低得多。例如，250g CaCl2.6Η20溶于100gH2O,可以使温度降低23°C，而150gKCNS可使100gH2O温度降低34.5°C。事实上，很多无机盐及其组合可以致冷至_20°C以下，如果进行循环降温，可以获得更低的温度(如_55°C，取决于致冷工质溶液和传冷介质的冰点)。
[0033]理论上讲，只要无机盐溶解于水时有热效应，就可以用于温度调节，但实用的调温装置在选择合适的无机盐作为工作介质时还必须考虑以下条件:1、热效应尽可能地大，这样可以节省无机盐的用量和成本；2、溶解度尽可能地大，这样可以消耗最少的能量使其结晶析出；3、在工作温度范围内本 身化学性质稳定，不分解或水解，不发生爆炸，也不与容器发生化学反应；4、无毒、无害、无腐蚀或少腐蚀；5、本身热容尽可能地小。综合分析，比较合适的无机盐有NH4N03、NH4CNS, NaNO3> KNO3> KCNS, CaCl2.6H20等，它们的有关参数如下表:
[0034]
【权利要求】
1.一种盐溶解式温度调节装置，其特征在于:它包括调温装置，所述调温装置包括保温室(1)，所述保温室(I)接通有向外界伸出的热气管(7)和冷气管(11)，在保温室(I)内设有热交换器(2 )，所述热交换器(2 )内放置有无机盐，所述热交换器(2 )接通有用于输入自来水的加水管道(6)及用于排出水蒸气的水蒸气排出管道(10)，所述热交换器(2)内设有换热管，所述换热管一端与用于输入加热介质(16)的加热管道(5)连接，换热管的另一端与排出加热介质的排气管道(9)连接；所述保温室(I)内壁设有向热交换器(2)输送空气的送风装置。
2. 根据权利要求1所述的盐溶解式温度调节装置，其特征在于:所述热气管(7)上设有第一阀门(8 )，所述冷气管(11)上设有第二阀门(12 )。
3.根据权利要求1所述的盐溶解式温度调节装置，其特征在于:所述加热管道(5)、加水管道(6)、排气管道(9)及水蒸气排出管道(10)均穿出保温室(1)，保温室(I)内的加热管道(5)、加水管道(6)、排气管道(9)及水蒸气排出管道(10)为传热管道，所述保温室(I)外的加热管道(5)、加水管道(6)、排气管道(9)及水蒸气排出管道(10)为隔热管道。
4.根据权利要求1所述的盐溶解式温度调节装置，其特征在于:所述水蒸气排出管道(10)内设有液位传感器(13)和湿度传感器(14)，所述保温室(I)的上端内壁设有温度传感器(15)。
5.根据权利要求1所述的盐溶解式温度调节装置，其特征在于:所述送风装置包括动力装置(4)，所述动力装置的输出轴安装有风机(3)。
6.根据权利要求1所述的盐溶解式温度调节装置，其特征在于:所述无机盐为ΝΗ4Ν03、NH4CNS、NaN03、KN03、KCNS、CaCl2.6H20或NaCl的一种或任意几种的混合物；所述加热介质(16)为热水、水蒸汽、乙二醇、乙醇、甘油、CaCl2水溶液、NaCl水溶液、MgCl2水溶液。
7.根据权利要求1所述的盐溶解式温度调节装置，其特征在于:所述热交换器(2)的形式为夹套式、蛇管式、列管式、螺旋板式、板式或板翅式。
8.根据权利要求1所述的盐溶解式温度调节装置，其特征在于:所述调温装置设有两个，分别为第一调温装置和第二调温装置，所述第一调温装置和第二调温装置的加水管道(6)均与送水装置的输出管道并联，所述第一调温装置和第二调温装置的水蒸气排出管道(10)均与回水装置的回流管道并联，所述第一调温装置和第二调温装置的加热管道(5)均与送热装置的输出管道并联，所述第一调温装置和第二调温装置的排气管道(9)均与回热装置的回流管道并联。
9.根据权利要求8所述的盐溶解式温度调节装置，其特征在于:所述送水装置与回水装置为同一装置，所述送热装置与回热装置也为同一装置。
10.一种基于权利要求1所述的盐溶解式温度调节装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)、需要制冷工况，热交换器(2)内为晶体无机盐，打开送风装置，从加水管道(6)通入自来水，形成盐溶液，同时关闭第一阀门(8)，打开第二阀门(12)，即可从冷气管(11)中得到冷气； 2)、当热交换器(2)内的盐全部溶解达到饱和后，切断自来水供应，关闭第二阀门(12)，打开第一阀门(8)，同时通过加热管道(5)通入加热介质(16)，经过换热管并由排气管道(9 )排出，热交换器(2 )内的盐饱和溶液便蒸发结晶，水蒸气由水蒸气排出管道(10 )排出，热空气由热气管(7)排出，直到无机盐全部结晶析出并冷却到环境温度，再进入另ー个制冷循环； 3)、上述两个基本単元交 替工作就可以连续制冷。
【文档编号】F25D3/00GK103591746SQ201310484347
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】钱志刚 申请人:钱志刚