一种基于水汽冷剂的新型制冷装置及其制冷方法与流程

本发明涉及制冷领域，特别涉及一种基于水汽冷剂的新型制冷装置及其制冷方法。

背景技术：

1、目前应用于室内制冷的制冷装置多采用蒸汽压缩式制冷方式，通过压缩机使制冷剂循环，制冷装置主要由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器等组成，制冷时，压缩机把制冷剂从蒸发器中抽取来经压缩后送到冷凝器中冷却凝结，通过冷凝器把散发出热量排到空气中，制冷剂也从气态变成液态。制冷剂再从冷凝器中通过节流装置节流后压力骤降，流经蒸发器，液态制冷剂立即变成气态，通过蒸发器吸收空气中大量的热量。这样，压缩机不断工作，就不断地把蒸发器一端的热量吸收到制冷剂中再送到冷凝器散发到空气中，这时制冷剂从室内吸热，室外放热，循环下去，室内温度就得以降低。采用这种方式制冷存在能耗高的不足。在制冷领域，制冷装置的日常运营成本中，电费所占比重在50％以上，随着国际社会对节能减排、环境保护方面的关注度不断加强，因此，提高系统能耗效率是必经之路。

2、因此，提供一种结构简单、低能耗、成本低、制冷效果好的基于水汽冷剂的新型制冷装置及其制冷方法，是本发明的创研动机。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、低能耗、成本低、制冷效果好的基于水汽冷剂的新型制冷装置及其制冷方法。

2、本发明提供的一种基于水汽冷剂的新型制冷装置，其技术方案为：

3、一种基于水汽冷剂的新型制冷装置，包括热交换器和水雾化装置，所述热交换器具有双侧双向多列微通道，所述水雾化装置设置在所述热交换器的一侧，所述水雾化装置包括调气装置，所述水雾化装置和所述调气装置配合形成汽雾；所述热交换器上设置有换热侧风机和蒸发侧风机，所述蒸发侧风机用于形成负压，使汽雾在热交换器内沿c-d向负压蒸发吸热制冷；所述换热侧风机用于将需要被冷却的空间中的空气沿a-b向吸入热交换器的微通道内，空气在微通道内热交换完成后排到需要被冷却的空间中。

4、优选地，所述热交换器具有横向和纵向相交叉的微通道，横向微通道与和纵向微通道由翅片隔开。

5、优选地，所述换热侧风机与壳体的连接处设置静压箱；所述蒸发侧风机与壳体的连接处设置静压箱。

6、优选地，所述水雾化装置腔体内的压力低于环境大气压20pa以上；所述调气装置是电动风阀和负压传感器。

7、优选地，换热侧风机设置在侧边，蒸发侧风机设置在顶部；或者换热侧风机设置在侧边，蒸发侧风机设置在底部，蒸发侧风机下部设置水回收管。

8、优选地，所述制冷装置设置多个换热侧风机和蒸发侧风机，多个换热侧风机分层设置。

9、优选地，所述热交换器是间壁式换热器或壳管式换热器。

10、优选地，所述水雾化装置是高压泵雾化器；

11、或者所述水雾化装置是压缩空气式雾化器；

12、或者所述水雾化装置是超声波雾化器。

13、优选地，给水雾化装置供水的管路上设置有软化水装置。

14、一种基于水汽冷剂的新型制冷方法，水汽冷剂为水和空气在微负压下形成的混合汽体，在负压蒸发侧，水雾化装置产生的雾化小水滴在蒸发侧风机和调气装置的配合下，形成汽雾，汽雾在经过热交换器微通道的过程中，在微负压环境下非沸腾蒸发制冷；在换热侧，换热侧风机将需要被冷却的空间中的空气吸入热交换器空气侧微通道，在空气侧微通道内完成热交换，从微通道另一侧排到需要被冷却的空间中，实现降温。

15、本发明的实施包括以下技术效果：

16、本发明的基于水汽冷剂的新型制冷装置，结构简单、低能耗、成本低、制冷效果好，能够避免室外的温湿度影响室内。本发明专利使用水做冷剂，通过把水雾化与空气混合形成汽雾，在微负压下即可蒸发制冷，该制冷装置无需使用压缩机驱动制冷剂循环(蒸汽压缩式循环制冷)，系统制冷效率(cop)大于10。大大减少了设备的复杂性，降低了制造成本和运行成本。

17、采用水和空气在负压下的混合汽体作为冷剂，在负压蒸发侧，水雾化装置产生的雾化小水滴在蒸发侧风机和调气装置的配合下，形成汽雾，在经过热交换器微通道的过程中，在压力低于环境大气压20pa以上的微负压环境下非沸腾蒸发制冷；具体为每个小水滴通过辐射或传导不断的吸收热量，小水滴表面水分子在负压和辐射的双重作用下极易脱离小水滴内部作用力而逃逸出去，负压蒸发吸热，或者雾化大水滴进一步裂变为小水滴吸热，从而将热空气降温；在换热侧，换热侧风机将需要被冷却的空间中的空气吸入热交换器空气侧微通道，在空气侧微通道内完成热交换，从微通道另一侧排到需要被冷却的空间中，实现降温。

技术特征：

1.一种基于水汽冷剂的新型制冷装置，包括热交换器和水雾化装置，其特征在于：所述热交换器具有双侧双向多列微通道，所述水雾化装置设置在所述热交换器的一侧，所述水雾化装置包括调气装置，所述水雾化装置和所述调气装置配合形成汽雾；所述热交换器上设置有换热侧风机和蒸发侧风机，所述蒸发侧风机用于形成负压，使汽雾在热交换器内沿c-d向负压蒸发吸热制冷；所述换热侧风机用于将需要被冷却的空间中的空气沿a-b向吸入热交换器的微通道内，空气在微通道内热交换完成后排到需要被冷却的空间中。

2.根据权利要求1所述的一种基于水汽冷剂的新型制冷装置，其特征在于：所述热交换器具有横向和纵向相交叉的微通道。

3.根据权利要求1所述的一种基于水汽冷剂的新型制冷装置，其特征在于：所述换热侧风机与壳体的连接处设置静压箱；所述蒸发侧风机与壳体的连接处设置静压箱。

4.根据权利要求1所述的一种基于水汽冷剂的新型制冷装置，其特征在于：所述水雾化装置腔体内的压力低于环境大气压20pa以上；

5.根据权利要求1所述的一种基于水汽冷剂的新型制冷装置，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的一种基于水汽冷剂的新型制冷装置，其特征在于：所述制冷装置设置多个换热侧风机和蒸发侧风机，多个换热侧风机分层设置。

7.根据权利要求1所述的一种基于水汽冷剂的新型制冷装置，其特征在于：所述热交换器是间壁式换热器或壳管式换热器。

8.根据权利要求1所述的一种基于水汽冷剂的新型制冷装置，其特征在于：所述水雾化装置是高压泵雾化器；

9.根据权利要求1所述的一种基于水汽冷剂的新型制冷装置，其特征在于：给水雾化装置供水的管路上设置有软化水装置。

10.一种基于水汽冷剂的新型制冷方法，其特征在于：水汽冷剂为水和空气在微负压下形成的混合汽体，在负压蒸发侧，水雾化装置产生的雾化小水滴在蒸发侧风机和调气装置的配合下形成汽雾，汽雾在经过热交换器微通道的过程中，在微负压环境下非沸腾蒸发制冷；在换热侧，换热侧风机将需要被冷却的空间中的空气吸入热交换器空气侧微通道，在空气侧微通道内完成热交换，从微通道另一侧排到需要被冷却的空间中，实现降温。

技术总结
本发明涉及基于水汽冷剂的新型制冷装置及其制冷方法。本发明的基于水汽冷剂的新型制冷装置，包括热交换器和水雾化装置，水雾化装置设置在热交换器的一侧，水雾化装置和调气装置配合形成汽雾，在压力低于环境大气压20Pa以上的微负压环境下非沸腾蒸发制冷；蒸发侧风机用于形成负压，使汽雾在热交换器内沿C‑D向负压蒸发吸热制冷；换热侧风机用于将需要被冷却的空间中的空气沿A‑B向吸入热交换器的微通道内热交换完成后排出。其有益效果是：该新型制冷装置，结构简单、低能耗、成本低、制冷效果好。无需使用压缩机驱动制冷剂循环，而是利用廉价的水和空气产生的水汽冷剂负压蒸发制冷，大大减少了设备的复杂性，降低了制造成本和运行成本。

技术研发人员：杨建国,陈喜谋,王全江,谢伟波,张继龙,周成君,康建慧,李小龙
受保护的技术使用者：北京市京科伦工程设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15