專利名稱：冰箱和冷柜的制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制冷機械領(lǐng)域。 二，背景技術(shù)目前公知的冰箱和冷柜制冷方式有蒸汽壓縮式制冷，吸收式制冷，半導體制冷 等。運用最廣泛的是蒸汽壓縮式制冷，目前大多數(shù)冰箱和冷柜都采用蒸汽壓縮式制 冷，其基本原理是，壓縮機吸入蒸發(fā)器內(nèi)低溫低壓制冷工質(zhì)蒸汽，壓縮變成高溫高 壓流體，然后進入冷凝器，采用風冷或水冷冷卻，變成常溫高壓流體，再進入摩擦 阻力極大的毛細管或節(jié)流膨脹器節(jié)流降壓，最后進入蒸發(fā)器膨脹氣化吸熱制冷。由 于冷凝器內(nèi)的制冷工質(zhì)是高壓狀態(tài)， 一般高達十幾個大氣壓，而蒸發(fā)器內(nèi)的蒸汽是 低壓狀態(tài)， 一般只有一到數(shù)個大氣壓，因此，存在巨大的壓力差，必須采用節(jié)流降 壓裝置，對將要進入蒸發(fā)器內(nèi)的制冷工質(zhì)進行節(jié)流降壓。大家都知道，存在巨大的壓力差，也就是存在巨大的壓力能，根據(jù)能量守恒和 轉(zhuǎn)化定律，這個壓力能如果不利用起來作功，最后也會轉(zhuǎn)化成熱能，而不會突然失 蹤，這是非常明白的道理。就像燃氣輪機出來的燃氣，具有強大的壓力能，如果不 對渦輪作功，就全部轉(zhuǎn)化為熱能。也就是說，毛細管也好，節(jié)流膨脹器也罷，說到 底，就是將制冷工質(zhì)的巨大的壓力能，轉(zhuǎn)化成熱能。由于毛細管對制冷工質(zhì)產(chǎn)生極 大阻力，所以，無論是冰箱還是空調(diào)，毛細管都非常燙，溫度遠遠超過冷凝器末端 的溫度(大家不相信可以去摸一下兒)，其原因就是制冷工質(zhì)的巨大的壓力能，轉(zhuǎn)化 成了熱能。目前通常采用的辦法是，在毛細管外加裝一個回熱器，用蒸發(fā)器出來的 較冷蒸汽對毛細管吸熱降溫，也有直接將毛細管焊接在壓縮機的進口處。目前廣泛采用的壓縮機制冷方式，能耗高制冷效率低，其中很重要原因，就是 制冷工質(zhì)的巨大的壓力能，沒有被回收利用起來。如果僅僅是沒有回收利用，這倒 也罷了，更哭笑不得的是，這壓力能還轉(zhuǎn)化成了熱能，使制冷工質(zhì)升溫，為了消除 該熱能，又不得不潸耗更多饞最進行降溫。 三，發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)和目的是，針對公知的冰箱和冷柜，制冷工質(zhì)的巨大的壓力能， 沒有被回收利用起來，壓力能還轉(zhuǎn)化成了熱能，使制冷工質(zhì)升溫，導致能耗高制冷 效率低的閎題，提出了新的技術(shù)觶決方案。冰箱和冷柜的制目置，包括制 ^壓縮機，i^凝器，蒸發(fā)器，管路等，其特別 之處是在冷凝器出口和蒸發(fā)器進口之間，設(shè)置有一個把制冷工質(zhì)流體的壓力能轉(zhuǎn)換為輸出功的能量轉(zhuǎn)換裝置[u，該能量轉(zhuǎn)換裝置i怖制冷工質(zhì)進出口m分別和冷凝 器出口和蒸發(fā)器進口直接或間接連通。特別之處是所述的能量轉(zhuǎn)換裝置1〗，由渦輪2，制冷工質(zhì)進出口[3，傳動轉(zhuǎn) 軸[4〗和外充[51組成。特別之處是能量轉(zhuǎn)換裝置U的傳動轉(zhuǎn)軸[4]和一個風扇[6轉(zhuǎn)軸共軸。特別之處是能最轉(zhuǎn)麟置m的傳動轉(zhuǎn)軸[4和一個風扇問轉(zhuǎn)軸通過傳動機構(gòu)[7連接。特別之處是:能量轉(zhuǎn)換裝置fll的傳動轉(zhuǎn)軸4和一個制冷壓縮機[8的電機轉(zhuǎn)軸共軸。特別之處是能lt轉(zhuǎn)換裝置[l的傳動轉(zhuǎn)軸[4和一個制冷壓縮機[8j的電機轉(zhuǎn)軸通過傳動機構(gòu)7連接。特別之處是在饞量轉(zhuǎn)換裝置[u和冷凝器出口之間或在能量轉(zhuǎn)換裝置i:i和蒸發(fā) 器進口之間設(shè)置有一個回熱器。具體工作方法是制冷壓縮機工作，壓縮機將制冷工質(zhì)蒸汽壓縮變成高溫高壓 流體，然后進入冷凝維冷卻，變成常溫高壓流體，然后進入冰箱和冷柜外的能量轉(zhuǎn) 換裝置作功，使冰箱和冷柜外的風扇髙速轉(zhuǎn)動，對冷凝器風冷，然后制冷工質(zhì)流體 進入回熱器，用蒸發(fā)讎出來的較冷蒸汽對其吸熱降溫，然后制冷工質(zhì)流體進入冰箱 和冷柜內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換裝置作功，使冰箱和冷柜內(nèi)的風扇高速轉(zhuǎn)動，對蒸發(fā)器風冷. 然后制冷工質(zhì)流體進入蒸發(fā)器膨脹氣化吸熱制冷。眾所周知，燃氣輪機出來的髙溫燃氣，對渦輪作功后溫度會下降，原因就是部 分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能做功。因此，制冷工質(zhì)作功后，溫度也會下降，從而更有利于制 冷》壓縮機對制冷工質(zhì)做功，會導致制冷工質(zhì)始值增加，其增加值為(h2-h,)，制冷 工質(zhì)作功，會導致tl冷工質(zhì)焓值減少，其減少值為(h3-h4),制冷工質(zhì)蒸發(fā)前烚值減 少,有利于在蒸發(fā)器雖更強勁吸熱，這是制冷常識，不必多言。有些教科書說，節(jié)流 前后焓值是不變的，即h3-h4,這種說法是完全錯誤的，也是不負責任的，眾所周 知，制冷工質(zhì)通過毛細管，存在嚴重阻力損失，導致壓力嚴重下降，溫度急劇上升，壓力能轉(zhuǎn)化為熱能，并通過各種途徑散熱，焓值怎么可能不變呢？這不是非?？尚?嗎？當然，有一種狀況h3-h4，即毛細管處于絕熱狀態(tài)，堅決不讓毛細管散熱。 通過本發(fā)明，能夠回收多少能量，詳細計算如下。
單位質(zhì)量制冷增量Q-h3如 制冷量增加率J豕0 3如)* 100% / (h，-h3)
可引出單位功W - (h3-h4Xhrh,) / (h,-h3)
可引出功率P - M(h3-lu)(h2-h0 / (h廣h3) 單位功增加率j - (h3-h4)*100% / (hrhj)
總節(jié)能率
案例1:根據(jù)某品脾制冷機廠提供的權(quán)戚技術(shù)資料，已知某制冷機
h產(chǎn)1450.7kj/kg， h2-1630kj/lcg, h3=341.76kj/kg, h4-154.01kj/kg，制冷劑質(zhì)量流量 M=0.0496kg/s,其中h3為冷凝器出口的制冷工質(zhì)洽值，h4為蒸發(fā)器入口的制冷工
質(zhì)焓值，即有
單位質(zhì)量制冷增量Q ti3-h4-341.76-154.01=187.75 kj/kg 制冷量增加率J - (h3-h4)*100% / (h,-h3"16.93%
可引出單位功W - (hrluXhrhi) / (h!如)- 187.75*179.3/1108.94=30.36 kj/kg 可引出功率P- M(h3-h4Xh2-h,) / (h廣h3， 1.5kW=1505.68W 單位功增加率- j - (h3-h4)*100% / (hrh3)=16.93°/0 總節(jié)能率=J+j=33.86%
案例2:根據(jù)某著名品牌冷柜制造商提供的權(quán)威技術(shù)資料，已知某冷柜
ln^l^JKJ/kg, h2=469.231^kg, h3=236.62^/kg, h4-207.09kj/kg，制冷劑質(zhì)量流量 M=0.0117kg/S,其中h3為冷凝器出口的制冷工質(zhì)焓值，h4為蒸發(fā)器入口的制冷工 質(zhì)焓值，即有-
單位瀵量制冷賴Q = h3^ 236.62-207.09*29.53 kj/kg
制冷量增加率J (h3-h4)* 100% / (h，-h3)
=(236.62-207.09)*100%/(407.2-236.62)= 29.53*100%/170.58-17.31% 可引出單位功W = (hyluXhrhO /(h廣h3一 29.53*62.03/170.58 -10.73 kj/kg 可引出功率P - M(h3-h4XhyhO / (h,-hs)N).12kW-125.63W 單位功增加率-j = (h3-h4)"00%/(hrh3)= 17.31% 總節(jié)能率-J+j 34.62%案例3:某品牌冷柜，壓縮機顴定功率P產(chǎn)760瓦，室外機風扇和室內(nèi)機風扇合 計功率p2=l20瓦，能效比為2.75,制冷量Qp760*2.75=2090W，用微型渦輪代替室 內(nèi)外風扇電機后，制冷量壤加15%，即Q2=O+<U5)*2090=2404W,總電耗由880W 下降到760W,總節(jié)能率=<(Q2/PiHQi/Pi+P2))*100%/(Q，/pi+P2) =(3.16-2.375)* 100°/"2.375-33.05%綜上所述，總的節(jié)能實際上有兩部分組成， 一是微型渦輪代替室內(nèi)外風扇電機 后的節(jié)能，二是制冷工質(zhì)輸出功后的焓值h4下降，導致h,和h4之間的焓差增加， 制冷量相應(yīng)增加。有些公眾有疑惑，制冷工質(zhì)輸出功后，為什么制冷量不降反升， 取得雙倍功效，下面再作通俗的解釋。1，傳統(tǒng)冰箱和冷柜設(shè)冷凝器出口的制冷工質(zhì)溫度為30度，和室外環(huán)境溫度 基本一致，進入毛細管后降壓升溫，假設(shè)達到40度，由回熱器降溫，降溫幅度假設(shè) 為20度，即降溫后達到20度，進入蒸發(fā)器膨脹，降溫輻度假設(shè)為30度，即降溫后 達到零下10度。2,本發(fā)明設(shè)冷凝器出口的制冷工質(zhì)溫度為30度，和室外環(huán)境溫度基本一致， 進入微型渦輪做功后，溫度有所下降，降低到30度以下，我們假設(shè)仍為30度，由 回熱器降溫，降溫輻度假設(shè)也為20度，即降溫后達到10度，進入蒸發(fā)器膨脹，降 溫輻度假設(shè)為30度，即降溫后達到零下20度。通過上面的對照，我們已經(jīng)清楚，進入蒸發(fā)器的制冷工質(zhì)溫度越低，越能吸熱 制冷，正是以上原因，導致制冷工質(zhì)輸出功后，制冷量不降反升，取得雙倍功效。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是制冷工質(zhì)的巨大的壓力動能，被回收利用起來， 壓力能轉(zhuǎn)化成風能，使制冷工質(zhì)降溫，取消了風扇電機，既降低了生產(chǎn)成本，又節(jié) 省了風機電能，取消了毛細管，既降低了生產(chǎn)成本，又避免了制冷工質(zhì)升溫耗能， 使制冷工質(zhì)經(jīng)過回熱器吸熱降溫后，能夠以非常低的溫度進入蒸發(fā)器，使制冷效率 更高，制冷更強勁，有效解決了傳統(tǒng)冰箱和冷柜能耗高制冷效率低的問題。既降低 成本，又節(jié)省電能，又提高制冷量，一舉三得， 一箭三雕。根據(jù)反復測算，綜合節(jié) 能效率達到30%以上，如果在全世界推廣應(yīng)用，將有效降低全球能源消耗，降低溫 室氣體排放。 四，附留鐓明圉1 ^i置轉(zhuǎn)換裝置[1]的結(jié)構(gòu)2是能置轉(zhuǎn)換裝置[l]和風扇的共軸3是能jt轉(zhuǎn)換裝置[l]和風扇和制冷壓縮機的共軸圖 圖4是能量轉(zhuǎn)換裝置[1]和風麋通過傳動機構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)圖 圖5是能量轉(zhuǎn)換裝置[1]和制冷壓縮機通過傳動機構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)圖 各零部件名稱和編號能量轉(zhuǎn)換裝置1，渦輪[2，制冷工質(zhì)進出口[3，傳動轉(zhuǎn)
軸[4，外殼[5]，風扇[6，傳動機構(gòu)7]，制冷壓縮機[8〗。
五，
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖
和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1:冰箱和冷柜的制冷裝置，包括制冷壓縮機，冷凝器，蒸發(fā)器，管路 等，在冷凝器出口和蒸發(fā)器進口之間，設(shè)置有一個把制冷工質(zhì)流體的壓力能轉(zhuǎn)換為 輸出功的饞量轉(zhuǎn)換裝置[ll,該能量轉(zhuǎn)換裝置[1的制冷工質(zhì)進出口[3分別和冷凝器出 口和蒸發(fā)器進口直接或間接連通。所述的能量轉(zhuǎn)換裝置[l，由渦輪2],制冷工質(zhì)進 出口[3],傳動轉(zhuǎn)軸4!和外殼[5組成。傳動轉(zhuǎn)軸4和一個風扇[6〗轉(zhuǎn)軸共軸。
實施例2:能量轉(zhuǎn)換裝置[1的傳動轉(zhuǎn)軸[41和一個風扇6轉(zhuǎn)軸通過傳動機構(gòu)7
連接。
實施例3:能量轉(zhuǎn)換裝置ll的傳動轉(zhuǎn)軸41和一個制冷壓縮機[8的電機轉(zhuǎn)軸共軸。
實施例4:能傲轉(zhuǎn)換^[lj的傳動轉(zhuǎn)軸41和一個制冷壓縮機[81的電機轉(zhuǎn)軸通過 傳動機構(gòu)[7連接。
實施倒5:在能量轉(zhuǎn)換裝置1〗和冷凝器出口之間或在能量轉(zhuǎn)換裝置[1]和蒸發(fā)器 進口之間設(shè)置有一個回熱器。
具體工作方法是制冷壓縮機工作，壓縮機將制冷工質(zhì)蒸汽壓縮變成高溫高壓 流體，然后進入冷凝醮冷卻，^常溫高壓流體，然后進入冰箱和冷柜外的能量轉(zhuǎn) 換裝置作功，使室外機風康離速轉(zhuǎn)動，對冷凝器風冷，然后制冷工質(zhì)流體進入回熱 器，用蒸發(fā)器出來的較冷蒸汽對其吸熱降溫，然后制冷工質(zhì)流體進入冰箱和冷柜內(nèi) 的能量轉(zhuǎn)換裝置作功，使室內(nèi)機風扇高速轉(zhuǎn)動，對蒸發(fā)器風冷，然后制冷工質(zhì)流體 進入蒸發(fā)耱膨脹氣化吸熱制冷。
權(quán)利要求
1. 冰箱和冷柜的制冷裝置，包括制冷壓縮機，冷凝器，蒸發(fā)器，管路等，其特征是在冷凝器出口和蒸發(fā)器進口之間，設(shè)置有一個把制冷工質(zhì)流體的壓力能轉(zhuǎn)換為輸出功的能量轉(zhuǎn)換裝置[1]，該能量轉(zhuǎn)換裝置[1]的制冷工質(zhì)進出口[3]分別和冷凝器出口和蒸發(fā)器進口直接或間接連通。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰箱和冷柜的制冷裝置，其特征是所述的能量轉(zhuǎn)換裝置[l],由渦輪[2，制冷工質(zhì)進出口[3]，傳動轉(zhuǎn)軸4和外殼[5組成。
3，根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冰箱和冷柜的制冷裝置，其特征是能量轉(zhuǎn)換裝置[1]的傳動轉(zhuǎn)軸4和一個風扇[61轉(zhuǎn)軸共軸。
4，根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冰箱和冷柜的制冷裝置，其特征是能量轉(zhuǎn)換裝 置[1的傳動轉(zhuǎn)軸[4]和一個風扇6轉(zhuǎn)軸通過傳動機構(gòu)[7}連接。
5,根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冰箱和冷柜的制冷裝置，其特征是能量轉(zhuǎn)換裝 置1]的傳動轉(zhuǎn)軸[4和一個制冷壓縮機8]的電機轉(zhuǎn)軸共軸。
6，根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冰箱和冷柜的制冷裝置，其特征是能量轉(zhuǎn)換裝 置[1的傳動轉(zhuǎn)軸4]和一個制冷壓縮機8的電機轉(zhuǎn)軸通過傳動機構(gòu)[7]連接。
7，根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冰箱和冷柜的制冷裝置，其特征是在能量轉(zhuǎn)換裝置[1和冷凝器出口之間或在饞量轉(zhuǎn)換裝置[1]和蒸發(fā)器進口之間設(shè)置有一個回熱器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冰箱和冷柜的制冷裝置，屬于制冷機械領(lǐng)域。針對公知的冰箱和冷柜的制冷裝置，存在制冷工質(zhì)的巨大的壓力能，沒有被回收利用起來，壓力能還轉(zhuǎn)化成了熱能，使制冷工質(zhì)升溫，導致能耗高制冷效率低的問題，提出了新的技術(shù)解決方案。方案要點是，在冷凝器出口和蒸發(fā)器進口之間，設(shè)置一個把制冷工質(zhì)流體的壓力能轉(zhuǎn)換為輸出功的裝置，利用該輸出功驅(qū)動散熱風扇工作，解決了冰箱和冷柜能耗高制冷效率低的問題，在制冷機械領(lǐng)域具有廣泛的用途。
文檔編號F25D11/00GK101245963SQ20071003764
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月16日
發(fā)明者徐亮良 申請人:徐亮良