專利名稱：低能耗空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種調(diào)解空氣溫度用的空調(diào)。具體的是不用壓縮機(jī)，用水做制冷 劑。其主要目的是顯著節(jié)省電能。
背景技術(shù)：
目前廣泛應(yīng)用著的空調(diào)，存在著耗能大的問(wèn)題。其耗能主體是壓縮機(jī)，將工作后的 6個(gè)大氣壓強(qiáng)左右的制冷劑蒸氣，壓縮到30個(gè)大氣壓強(qiáng)附近，使之液化后繼續(xù)工作。同時(shí)制 冷劑溫度也隨著上升到100°c以上，耗能量太大。目前雖然變頻空調(diào)的出現(xiàn)，使空調(diào)的節(jié)能 上升到了一個(gè)新臺(tái)階，但只是解決了輸入輸出能量匹配的問(wèn)題。由于在這個(gè)領(lǐng)域里，隨著人 民生活的提高，空調(diào)遍及城鄉(xiāng)，盛夏開(kāi)空調(diào)的高峰期，嚴(yán)重的增加了用電負(fù)荷，使電力供應(yīng) 不斷出現(xiàn)危急。因此，在空調(diào)節(jié)能方面，有必要探討一下，找出一條新的路子，來(lái)降低這一領(lǐng) 域內(nèi)的能耗。
發(fā)明內(nèi)容為了節(jié)省電能，保護(hù)環(huán)境，本發(fā)明對(duì)空調(diào)提出了一個(gè)新理念，使之不但節(jié)能顯著， 且制作趨于簡(jiǎn)單，易于制作，同時(shí)環(huán)保，降低對(duì)環(huán)境的溫室效應(yīng)。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下一種由蒸發(fā)器和活塞式壓縮泵及冷凝器組成 的低能耗空調(diào)，蒸發(fā)器中的吸熱板的內(nèi)側(cè)粘有吸收層，在水的表面上浮著擋水板；活塞式壓 縮泵的活塞與泵體通過(guò)密封膜密封，由框架驅(qū)動(dòng)作往復(fù)運(yùn)行；冷凝器的底部有存水面，散熱 面的表面有滯水層。本實(shí)用新型與目前普遍工作著的空調(diào)機(jī)，原理和工作程序基本上是相同的。而區(qū) 別是目前使用著的空調(diào)，是在一個(gè)高壓區(qū)工作，范圍是6-30個(gè)大氣壓之間。而本實(shí)用新型 則是在一個(gè)極低的低壓區(qū)工作，范圍是2-20kpa之間，這是明顯節(jié)能的原因。本實(shí)用新型主 要分為三個(gè)部份。一是室內(nèi)蒸發(fā)器，二是室外壓縮工作過(guò)后的水蒸氣部份，三是室外冷凝 器。用水做制冷劑，整個(gè)系統(tǒng)處在真空狀態(tài)中工作。蒸發(fā)器主要采取了吸收層蒸發(fā)技術(shù)。 這一技術(shù)的采用，不但在有限的條件下，可增加蒸發(fā)面積，而且也提高了水蒸氣的飽和氣壓 值。通過(guò)實(shí)踐，與有液面存在的飽和水及飽和水蒸氣氣壓的表格對(duì)照，可提高飽和水蒸氣壓 強(qiáng)30%左右。這說(shuō)明，水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)，水蒸氣凝結(jié)到吸收層上，比水面吸收水蒸氣分子 更難。但這個(gè)壓強(qiáng)不會(huì)增加的很大。如果增加幅度過(guò)大，我們就有辦法一點(diǎn)常規(guī)能源不補(bǔ) 償，也會(huì)使低溫處的熱能傳導(dǎo)到高溫處。但提高了 30%的幅度，卻很重要。它雖對(duì)下一級(jí)的 壓縮泵的壓縮比作用不大，但對(duì)單位時(shí)間，單位面積上的蒸發(fā)量，卻意義重大，也就是對(duì)單 位時(shí)間，單位面積的制冷量有所提高。室外壓縮部份的壓縮泵，是一種適合將極低壓強(qiáng)的水 蒸氣，壓縮到環(huán)境溫度對(duì)應(yīng)的水蒸氣飽和壓強(qiáng)值以上，以保證凝結(jié)條件。為了確保環(huán)境溫度 是40°C時(shí)，空調(diào)能正常工作，水蒸氣的壓強(qiáng)則應(yīng)壓縮到7kpa以上。本實(shí)用新型的泵是低轉(zhuǎn) 速，大活塞面積，大行程，且無(wú)摩擦阻力的泵。它的特點(diǎn)是呈長(zhǎng)方體形，適合安裝在外墻上。 由于泵的閥門兩側(cè)的壓強(qiáng)差很小，不能使閥門準(zhǔn)確的按時(shí)關(guān)或開(kāi)啟，閥門的開(kāi)關(guān)采用控制系統(tǒng)，準(zhǔn)確的按需要自動(dòng)開(kāi)關(guān)，以保證泵的正常工作。室外的第三部份是冷凝器。它與普通 應(yīng)用著的區(qū)別不大，屬扁盒式平板冷凝器。這種類型有存氣量大的特點(diǎn)。另外有兩個(gè)特別 點(diǎn)，是1在冷凝器的下方有存水液面，它能夠吸收掉高于環(huán)境溫度對(duì)應(yīng)的飽和水及飽和水 蒸氣壓值以上的那部份水蒸氣分子。2是提供了冷卻水。需要散失的熱量都是低品質(zhì)低溫 的熱量，散熱面上不需要安裝散熱片。而是貼上滯水層使冷卻水能滯留在散熱面上，供蒸發(fā) 吸收潛熱。冷卻水間斷的供給，提供量不超過(guò)1.5公斤/小時(shí)。滯水層用不繡鋼金屬細(xì)網(wǎng) 貼在散熱面上。本實(shí)用新型有益效果如下1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，除需嚴(yán)格密封外，無(wú)制做難點(diǎn)。2.節(jié)能效果顯著。在系統(tǒng)工作的任何一個(gè)環(huán)節(jié)都不會(huì)超過(guò)環(huán)境溫度，降低對(duì)環(huán)境 的溫室效應(yīng)。3.徹底無(wú)氟，綠色環(huán)保。工作壓強(qiáng)低，無(wú)危險(xiǎn)。
圖1是本實(shí)用新型的蒸發(fā)器豎直剖面圖。圖1中1.外殼，2.水蒸氣出口，3.吸熱板，4.支撐桿，5.吸收層，6.貫流式風(fēng)扇， 7.加水口，8.擋水板，9.水，圖2是蒸發(fā)器的水平剖面圖。圖2中10.吸熱片。圖3是活塞式壓縮泵的結(jié)構(gòu)圖。圖3中11.電機(jī)，12.動(dòng)力輪，13.減速輪，14.框架，15.主動(dòng)輪，16.從動(dòng)輪， 17.壓簧，18.進(jìn)氣口，19.電磁鐵，20.閥門，21.活塞，22.限位桿，23.密封膜，24.排氣口。圖4是圖3中框架14的結(jié)構(gòu)圖。圖4中25.主動(dòng)輪，26.框架，27從動(dòng)輪，28.開(kāi)口，29.轉(zhuǎn)軸，30.卡軸，31.卡條， 32.鐵板，33.過(guò)渡板。圖5是冷凝器的結(jié)構(gòu)圖。圖5中34.高壓進(jìn)氣口，35.出水口，36.存水面，37.散熱面，38.風(fēng)扇，39.冷卻 水。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型的蒸發(fā)器豎直剖面圖。1是外殼。3是吸熱板，它有四個(gè)堅(jiān)直 面，內(nèi)側(cè)貼著吸收層5，外側(cè)安裝吸熱片10。吸收層5中，靠浸潤(rùn)從水9中吸收水。由于熱 空氣在貫流式風(fēng)扇6的驅(qū)動(dòng)下，按箭頭方向從上口流入，圍繞4個(gè)堅(jiān)直面的吸熱板3，由吸熱 片10傳導(dǎo)，使吸熱板3內(nèi)側(cè)吸收層5中的水份蒸發(fā)，從水蒸氣出口 2導(dǎo)入下一級(jí)活塞式壓 縮泵中。吸收層對(duì)水的浸潤(rùn)高度越高越好，至少要高于20cm。冷卻的冷空氣按下口箭頭方 向輸出，完成制冷過(guò)程。圖1中4是支撐桿，防止真空負(fù)壓使吸熱板3變形。8是漂浮在水 面上的擋水板，減少水面吸收水蒸氣分子。7是進(jìn)水口。冷凝器凝結(jié)的水，流入儲(chǔ)液罐中， 通過(guò)進(jìn)水口 7自動(dòng)加入到蒸發(fā)器內(nèi)。進(jìn)水口 7裝有閥門。在水9中設(shè)一浮子，當(dāng)浮子下降到下止點(diǎn)時(shí)，拉動(dòng)進(jìn)水口 7上的閥門，水自動(dòng)加入蒸發(fā)器。浮子上升到上止點(diǎn)時(shí)，關(guān)閉閥門。 圖2是蒸發(fā)器的水平剖面圖。圖3是室外活塞式壓縮泵的結(jié)構(gòu)圖。圖中11是電機(jī)，12是動(dòng) 力輪，通過(guò)減速輪13減速后，縮小直徑成主動(dòng)輪15轉(zhuǎn)動(dòng)，并咬合從動(dòng)輪16的上半部低速轉(zhuǎn) 動(dòng)。從動(dòng)輪16的下半部伸入框架14中，使框架14作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞21作往復(fù)運(yùn)行。 活塞21通過(guò)密封膜23與泵的殼體密封。泵的殼體密封著電機(jī)11及減速裝置和框架14，密 封要緊密，以保證泵的容積效應(yīng)?？蚣?4和限位桿22共同對(duì)活塞21限位。18是進(jìn)氣口， 與蒸發(fā)器的出氣口 2連接。24是排氣口，將壓縮后的高壓水蒸氣輸入冷凝器。閥門20上 貼著永久磁鐵片，它的開(kāi)關(guān)取決于電磁鐵19中的電流方向。電磁鐵19中的電流方向，由壓 簧17來(lái)確定。例如兩個(gè)進(jìn)氣口 18中的電磁鐵線圈并聯(lián)后，通過(guò)一個(gè)活動(dòng)雙向開(kāi)關(guān)與直流電 源相接，調(diào)解永久磁鐵的極向，使進(jìn)氣口 18中的閥門20，如果一個(gè)是開(kāi)著，側(cè)另一個(gè)則是關(guān) 著。改變電磁鐵的電流方向，由雙向開(kāi)關(guān)決定，雙向開(kāi)關(guān)的變換由繼電器按壓簧17的信號(hào) 決定，壓簧17的信號(hào)來(lái)源于活塞21的運(yùn)行上止點(diǎn)和下止點(diǎn)的碰撞。低壓的水蒸氣加壓后， 送往冷凝器中凝結(jié)。在壓縮過(guò)程中，凝結(jié)的水，也和加壓后的水蒸氣一同流入冷凝器。圖4 是框架14的結(jié)構(gòu)圖。圖中25是主動(dòng)輪，也是圖3中的15。圖中的27是從動(dòng)輪，也是圖3 中的16。主動(dòng)輪25咬合從動(dòng)輪27的上部轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)輪27的下部帶有齒牙，與框架26的 內(nèi)側(cè)齒牙咬合。從動(dòng)輪27的轉(zhuǎn)動(dòng)，使框架26作平移。如圖4的箭頭所示。當(dāng)框架26平移 到端點(diǎn)時(shí)，由于框架26的端邊上的齒牙受從動(dòng)輪27的轉(zhuǎn)動(dòng)咬合，使從動(dòng)輪27的轉(zhuǎn)軸29沿 開(kāi)口 28移動(dòng)。這時(shí)卡軸30恰好脫離卡條31。下移的距離是開(kāi)口 28的長(zhǎng)度，也是卡軸30 的直徑長(zhǎng)度加上卡條31的厚度，這個(gè)長(zhǎng)度也是從動(dòng)輪27的齒牙與框架26的內(nèi)側(cè)齒牙的咬 合深度。這時(shí)從動(dòng)齒輪27開(kāi)始咬合框架26的另一長(zhǎng)邊的內(nèi)側(cè)齒牙，使框架26向相反的方 向平移。當(dāng)框架26平移到另一個(gè)端點(diǎn)時(shí)，結(jié)果和以上相同。這樣就使框架26作往復(fù)平移 運(yùn)動(dòng)?？蚣?6通過(guò)過(guò)渡板33和泵的活塞21相接。32是鐵板，它固定在框架26的一個(gè)面 上，卡條31固定在鐵板32上。框架26的長(zhǎng)度是活塞21的行程。由于壓縮比比較大，假 如輸出15°C左右的冷風(fēng)，需將壓強(qiáng)為2kpa左右的水蒸氣，壓縮至8個(gè)kpa。因此行程要長(zhǎng) 一些，有利于工作。這時(shí)室外壓縮系統(tǒng)的長(zhǎng)度是活塞行程的三倍，或是行程的2倍，加上限 位桿22的長(zhǎng)度。圖5是冷凝器。圖5中34是壓縮后的水蒸氣的高壓進(jìn)氣口。35是水蒸 氣凝結(jié)后的出水口。它通往儲(chǔ)液罐，通過(guò)蒸發(fā)器的進(jìn)水口 7的閥門，自動(dòng)加入到蒸發(fā)器中， 供吸收層5吸收蒸發(fā)繼續(xù)工作。36是存水面。壓縮后的水蒸氣，其壓強(qiáng)超過(guò)環(huán)境溫度所對(duì) 應(yīng)的飽和氣氣壓的那部份水蒸氣分子，會(huì)被存水面36吸收。37是扁盒式冷凝器的散熱面， 由于壓縮后的水蒸氣溫度不會(huì)超過(guò)環(huán)境溫度，需散失的熱量主要是氣化潛熱，因此，無(wú)散熱 片，但上面有金屬細(xì)網(wǎng)狀的滯水層，使39的冷卻水能滯留在散熱面37上，供蒸發(fā)帶走潛熱 用。39的冷卻水間斷供給，其量只是蒸發(fā)量，每KW/h不超過(guò)1.5公斤。38是風(fēng)扇，它使空 氣流通，即帶走熱量，也有利于冷卻水的蒸發(fā)。 這種空調(diào)對(duì)溫度越高的場(chǎng)合降溫，工作起來(lái)越是順暢。而隨之消耗的能源增加則 不明顯。
權(quán)利要求一種由蒸發(fā)器和活塞式壓縮泵及冷凝器組成的低能耗空調(diào)，其特征是蒸發(fā)器中的吸熱板(3)的內(nèi)側(cè)粘有吸收層(5)，在水(9)的表面上浮著擋水板(8)；活塞式壓縮泵的活塞(21)與泵體通過(guò)密封膜(23)密封，由框架(14)驅(qū)動(dòng)作往復(fù)運(yùn)行；冷凝器的底部有存水面(36)，散熱面(37)的表面有滯水層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低能耗空調(diào)，其特征是所述框架(26)內(nèi)側(cè)有齒牙，在從動(dòng)輪 (27)的驅(qū)動(dòng)下，以及卡軸(30)與卡條(31)的限位，并由開(kāi)口(28)的位移，帶動(dòng)框架(26) 做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低能耗空調(diào)，其特征是所述活塞式壓縮泵的閥門上貼有永久 磁鐵片，并在電磁鐵(19)的磁極變換下，控制閥門的開(kāi)關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型是將空氣調(diào)解用的空調(diào)機(jī)，改進(jìn)成不用壓縮機(jī)，用水做制冷劑。采用吸收層蒸發(fā)技術(shù)，有效地提高了水蒸氣的飽和氣壓值，提高了單位時(shí)間的蒸發(fā)量，在有限的空間內(nèi)增加了蒸發(fā)面積。本實(shí)用新型采用了密封好，無(wú)摩擦，低轉(zhuǎn)速，大容量的活塞泵，來(lái)壓縮工作后的水蒸氣，并送到冷凝器中凝結(jié)。整個(gè)系統(tǒng)都處在環(huán)境溫度下工作，不但節(jié)能效果十分顯著，而且解決了制冷劑的泄露，破壞大氣臭氧層的問(wèn)題。
文檔編號(hào)F24F5/00GK201706615SQ20102013429
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者王澗峰 申請(qǐng)人:王澗峰