一种吸附与蒸汽压缩复叠式制冷装置及含有其的空调的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种吸附与蒸汽压缩复叠式制冷装置及含有其的空调，属于热能利用和制冷空调领域。
【背景技术】
[0002]制冷技术中的低温指的是蒸发器侧的温度，在不同的应用场合低温的范围有所区另IJ。在工业制冷中，蒸发器中温度为_45°C?-50°C被认为是低温，在低温医学和低温生物领域，低温的范围为_73°C?_123°C。
[0003]压缩式制冷是实现低温的一种有效方式，通常情况下，受制于环境温度的限制，采用单级压缩制冷方式实现低温制冷需要较高的压缩比，压缩比升高会造成压缩机输气系数下降、压缩机排气温度过高、压缩机耗功增加、润滑条件变坏等一系列问题。
[0004]为了解决上述问题，国内外学者提出了多级蒸汽压缩制冷循环和复叠式制冷循环来实现低温制冷。采用多级压缩制冷循环方式来获取低温可以减小或避免单级蒸汽压缩循环压力比过大带来的不利因素，提高压缩机的输气系数；复叠式制冷循环采用两种或两种以上的制冷剂，组成两个或两个以上的单级压缩制冷循环，并将其合并为一个系统，可以实现-80°C?-100°C的低温。通过对实现低温的压缩制冷技术检索发现，日本三洋电机株式会社申请了专利号CN00813328.X，专利名称为“多级压缩制冷装置”的发明专利，该装置包括:具有低压级侧压缩机构、高压级侧压缩机构、冷凝器、第一减压机构、中间冷却器、第二减压机构及蒸发器，该装置可以实现较低的蒸发温度，但该装置采用多级压缩耗电量高，结构复杂，成本高。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实现低温的吸附与蒸汽压缩复叠式高效节能的制冷装置及含有其的空调，该制冷装置将吸附制冷技术与蒸汽压缩制冷技术相结合，利用低品位热能驱动吸附制冷技术，将吸附制冷系统的第一蒸发器通过相变蓄冷系统与蒸汽压缩制冷系统的第二冷凝器相耦合，有效降低蒸汽压缩制冷系统的冷凝温度，极大减小了制冷系统实现低温制冷的耗电量。
[0006]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种吸附与蒸汽压缩复叠式制冷装置，包括两级吸附制冷系统、相变蓄冷系统和蒸汽压缩制冷系统，所述两级吸附制冷系统包括含有低温盐复合吸附剂的低温盐吸附床、含有高温盐复合吸附剂的高温盐吸附床、冷却水入口管路、热水入口管路、冷却水出口管路、第一冷凝器和第一蒸发器，所述第一冷凝器和第一蒸发器之间通过连接管路连通，所述低温盐吸附床通过第一管路与所述第一冷凝器连通，所述第一管路上设有第一氨阀门，所述高温盐吸附床通过第二管路与第一蒸发器连通，所述第二管路上设有第二氨阀门，所述第一氨阀门与所述低温盐吸附床之间的第一管路和所述第二氨阀门与所述高温盐吸附床之间的第二管路之间还通过第三管路连通，所述第三管路上设有第三氨阀门，所述冷却水入口管路通过第一冷凝器后经过水阀的切换穿过低温盐吸附床或高温盐吸附床并与冷却水出口管路连通，所述热水入口管路经过水阀的切换穿过低温盐吸附床或高温盐吸附床并与冷却水出口管路连通；所述相变蓄冷系统包括内有载冷剂的相变蓄冷循环管路，在所述相变蓄冷循环管路上设有循环栗、相变蓄冷罐和蒸发与冷凝耦合器，所述蒸发与冷凝耦合器与所述蒸汽压缩制冷系统耦合，所述循环栗和所述相变蓄冷罐之间的相变蓄冷循环管路通过第一蒸发器。
[0007]两级吸附制冷系统在低品位热能驱动下实现制冷，两级吸附制冷系统中第一蒸发器通过相变蓄冷系统与蒸汽压缩制冷系统中第二冷凝器耦合，使得蒸汽压缩制冷系统的蒸汽压缩制冷剂可以以较低冷凝温度对外放热，在实现相同制冷温度时，该吸附与蒸汽压缩复叠式制冷装置与单级蒸汽压缩制冷装置相比，耗电量大大减小。考虑到该两级吸附制冷系统是间歇性的冷量输出系统，两级吸附制冷系统的第一蒸发器上设置了相变蓄冷系统，该相变蓄冷系统可以储存一部分冷量来保证蒸汽压缩制冷系统的蒸汽压缩制冷剂处于稳定的冷凝温度，蒸汽压缩制冷系统可以实现较低的蒸发温度。
[0008]在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
[0009]进一步，所述蒸汽压缩制冷系统包括依次通过管路相连通的第二冷凝器、第二蒸发器、储液罐和压缩机，所述压缩机还通过管路与所述第二冷凝器连通形成完整的循环管路，所述蒸汽压缩制冷系统的管路内有蒸汽压缩制冷剂，所述蒸发与冷凝耦合器与所述第二冷凝器耦合。
[0010]进一步，所述蒸汽压缩制冷剂采用R410A，所述第二蒸发器的外侧设置风机，所述第二冷凝器和所述第二蒸发器之间的管路上设置有第二节流阀。
[0011]R410A是一种新型环保制冷剂，不破坏臭氧层，工作压力为普通R22空调的1.6倍左右，制冷(暖)效率尚，提尚空调性能，不破坏臭氧层。R410A新冷媒由两种准共沸的混合物R32和R125各50%组成，主要有氢、氟和碳元素组成(表示为hfc),具有稳定、无毒、性能优越等特点。同时由于不含氯元素，故不会与臭氧发生反应，即不会破坏臭氧层。另外，采用新冷媒的空调在性能方面也会有一定的提高。
[0012]进一步，所述高温盐复合吸附剂采用氯化钙和硫化膨胀石墨的复合吸附剂，所述低温盐复合吸附剂采用氯化钡和硫化膨胀石墨的复合吸附剂，。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是采用两种不同的吸附剂可以实现两级吸附制冷，通过切换不同的水阀和氨阀门实现不同的吸附制冷过程。
[0014]进一步，所述载冷剂采用乙二醇水溶液。
[0015]以间接冷却方式工作的制冷装置中，将被冷却物体的热量传给正在蒸发的制冷剂的物质称为载冷剂，常用的载冷剂有水、盐水、乙二醇或丙二醇溶液、二氯甲烷和三氯乙烯，其中乙二醇性质稳定，与水混溶，其溶液的凝固温度随浓度而变，通常用它们的水溶液作为载冷剂，适用的温度范围为0_20°C。虽然乙二醇溶液的凝固点低，可达-50°C，但是低温下溶液的粘度上升非常迅速，因此，一般具有工业应用价值的温度为-20°C以上。
[0016]进一步，所述相变蓄冷罐内设有多个相变蓄冷小球，所述相变蓄冷小球内注入有相变蓄冷剂。
[0017]进一步，所述相变蓄冷剂采用质量分数为15%的氯化钠水溶液，所述相变蓄冷小球由聚乙烯材料制成，其内注入有相变蓄冷剂并预留出9 %体积的膨胀空间。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是由于相变蓄冷小球是刚性材料制成，在相变蓄冷的过程中会发生体积膨胀或缩小，所以相变蓄冷剂注入相变蓄冷小球这个容器时，需预留一定的膨胀空间，本实用新型相变蓄冷剂采用质量分数为15%的氯化钠水溶液，经过大量实验及数据分析，预留出容器9 %体积的膨胀空间最为合适。
[0019]进一步，所述连接管路上设有第一节流阀。
[0020]采用上述进一步方案的有益效果是节流阀可以控制第一冷凝器和第一蒸发器之间氨的流量。
[0021]进一步，所述水阀设有四个，分别为第一水阀、第二水阀、第三水阀和第四水阀，所述冷却水入口管路通过第一冷凝器后经过第三水阀穿过高温盐吸附床并与冷却水出口管路连通，所述冷却水入口管路通过第一冷凝器后还经过第四水阀穿过低温盐吸附床并与冷却水出口管路连通，所述热水入口管路经过第一水阀穿过低温盐吸附床并与冷却水出口管路连通，所述热水入口管路还经过第二水阀穿过高温盐吸附床并与冷却水出口管路连通。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是四个水阀两两对应，即第一水阀和第三水阀对应，第二水阀和第四水阀对应。当第一水阀和第三水阀打开、第二水阀和第四水阀关闭时，热水入口管路穿过低温盐吸附床，冷却水入口管路穿过高温盐吸附床，实现一级吸附制冷，即吸附制冷过程；当第一水阀和第三水阀关闭、第二水阀和第四水阀打开时，热水入口管路穿过高温盐吸附床，冷却水入口管路穿过低温盐吸附床，实现二级吸附制冷，即再吸附制冷过程。
[0023]上述吸附与蒸汽压缩复叠式制冷装置的控制方法包括以下步骤:
[0024]步骤一、通过水阀的切换，热水通过热水入口管路进入低温盐