鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置及使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置及使用方法，它包括調(diào)溫裝置，調(diào)溫裝置包括保溫室，保溫室接通有熱氣管和冷氣管，在保溫室內(nèi)設(shè)有熱交換器，熱交換器內(nèi)放置有無(wú)機(jī)鹽，熱交換器接通有加水管道及用于排出水蒸氣的水蒸氣排出管道，熱交換器內(nèi)設(shè)有換熱管，換熱管一端與加熱管道連接，換熱管的另一端與排氣管道連接；保溫室內(nèi)壁設(shè)有向熱交換器輸送空氣的送風(fēng)裝置。本發(fā)明的鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置的節(jié)能效果顯著，同時(shí)對(duì)減少溫室氣體CO2的排放量及控制大氣污染也具有重大意義。
【專利說(shuō)明】鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及溫度調(diào)節(jié)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地指ー種鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展和文明的進(jìn)步，以空調(diào)為代表的溫度調(diào)節(jié)裝置已經(jīng)是生產(chǎn)生活中不可缺少的工具，其中絕大部分是蒸汽壓縮式。世界上最早的蒸汽壓縮式制冷機(jī)是1834年由美國(guó)人Perkins發(fā)明的，以こ醚為エ質(zhì)；1875年Arre和Lirde又發(fā)明了以氨為エ質(zhì)的蒸汽壓縮式制冷機(jī)，但由于こ醚易爆、氨有毒等原因，這些制冷機(jī)并沒(méi)有獲得廣泛應(yīng)用。1930年，美國(guó)人Midgleg將氟里昂制冷劑用于蒸汽壓縮式制冷機(jī)，獲得了商業(yè)上的成功。
[0003]總體上看，氟里昂不易燃爆，對(duì)人體無(wú)害，但它排放并擴(kuò)散到大氣同溫層后，使臭氧層遭到破壞，嚴(yán)重危及人類健康和生態(tài)平衡，同時(shí)它還是ー種溫室效應(yīng)非常大的氣體，會(huì)導(dǎo)致全球變暖、海平面升高，因此，氟里昂已經(jīng)被1987年簽定的蒙特利爾議定書所禁止或限用。但迄今為止，人們?nèi)匀粵](méi)有找到氟里昂的理想替代品，致使蒸汽壓縮式制冷機(jī)面臨“斷糧”的危險(xiǎn)。
[0004]1859年，Arre發(fā)明了氨水吸收式制冷機(jī)，1945年美國(guó)開利公司又發(fā)明了溴化鋰(LiBr)吸收式制冷機(jī)，但這種機(jī)型必須在負(fù)壓下工作，對(duì)設(shè)備氣密性要求高，制冷流程及設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且由于它以水為致冷劑，受水的冰點(diǎn)限制，它不能把溫度調(diào)節(jié)到零度以下，通常只能提供5?7V的冷卻水。另外，吸收式制冷機(jī)的應(yīng)答性差，不能即時(shí)制冷，限制了它的應(yīng)用范圍。所以它往往適合于作中央空調(diào)，而且操作維護(hù)也較麻煩。
[0005]因此，需要有新的溫度調(diào)節(jié)手段才能解決現(xiàn)有技術(shù)面臨的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是要提供ー種鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置及使用方法，以解決上述【背景技術(shù)】的不足。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:ー種鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:它包括調(diào)溫裝置，所述調(diào)溫裝置包括保溫室，所述保溫室接通有向外界伸出的熱氣管和冷氣管，在保溫室內(nèi)設(shè)有熱交換器，所述熱交換器內(nèi)放置有無(wú)機(jī)鹽，所述熱交換器接通有用于輸入自來(lái)水的加水管道及用于排出水蒸氣的水蒸氣排出管道，所述熱交換器內(nèi)設(shè)有換熱管，所述換熱管一端與用于輸入加熱介質(zhì)的加熱管道連接，換熱管的另一端與排出加熱介質(zhì)的排氣管道連接；所述保溫室內(nèi)壁設(shè)有向熱交換器輸送空氣的送風(fēng)裝置。
[0008]上述方案中:
[0009]所述熱氣管上設(shè)有第一閥門，所述冷氣管上設(shè)有第二閥門。
[0010]所述加熱管道、加水管道、排氣管道及水蒸氣排出管道均穿出保溫室，保溫室內(nèi)的加熱管道、加水管道、排氣管道及水蒸氣排出管道為傳熱管道，所述保溫室外的加熱管道、加水管道、排氣管道及水蒸氣排出管道為隔熱管道。[0011]所述水蒸氣排出管道內(nèi)設(shè)有液位傳感器和濕度傳感器，所述保溫室的上端內(nèi)壁設(shè)有溫度傳感器。
[0012]所述送風(fēng)裝置包括動(dòng)力裝置，所述動(dòng)力裝置的輸出軸安裝有風(fēng)機(jī)。
[0013]所述無(wú)機(jī)鹽為NH4N03、NH4CNS, NaNO3> KNO3> KCNS, CaCl2.6H20 或 NaCl 的一種或任意幾種的混合物；所述加熱介質(zhì)為熱水、水蒸汽、乙二醇、乙醇、甘油、CaCl2水溶液、NaCl水溶液、MgClyjC溶液。
[0014]所述熱交換器的形式為夾套式、蛇管式、列管式、螺旋板式、板式或板翅式。
[0015]所述調(diào)溫裝置設(shè)有兩個(gè)，分別為第一調(diào)溫裝置和第二調(diào)溫裝置，所述第一調(diào)溫裝置和第二調(diào)溫裝置的加水管道均與送水裝置的輸出管道并聯(lián)，所述第一調(diào)溫裝置和第二調(diào)溫裝置的水蒸氣排出管道均與回水裝置的回流管道并聯(lián)，所述第一調(diào)溫裝置和第二調(diào)溫裝置的加熱管道均與送熱裝置的輸出管道并聯(lián)，所述第一調(diào)溫裝置和第二調(diào)溫裝置的排氣管道均與回?zé)嵫b置的回流管道并聯(lián)。
[0016]所述送水裝置與回水裝置為同一裝置，所述送熱裝置與回?zé)嵫b置也為同一裝置。
[0017]一種基于上述的鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0018]I)、需要制冷工況，熱交換器內(nèi)為晶體無(wú)機(jī)鹽，打開送風(fēng)裝置，從加水管道通入自來(lái)水，形成鹽溶液，同時(shí)關(guān)閉第一閥門，打開第二閥門，即可從冷氣管中得到冷氣；
[0019]2)、當(dāng)熱交換器內(nèi)的鹽全部溶解達(dá)到飽和后，切斷自來(lái)水供應(yīng)，關(guān)閉第二閥門，打開第一閥門，同時(shí)通過(guò)加熱管道通入加熱介質(zhì)，經(jīng)過(guò)換熱管并由排氣管道排出，熱交換器內(nèi)的鹽飽和溶液便蒸發(fā)結(jié)晶，水蒸氣由水蒸氣排出管道排出，熱空氣由熱氣管排出，直到無(wú)機(jī)鹽全部結(jié)晶析出并冷卻到環(huán)境溫度，再進(jìn)入另一個(gè)制冷循環(huán)；
[0020]3)、上述兩個(gè)基本單元交替工作就可以連續(xù)制冷。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0022]1、由于鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置以利用熱能為主，與以利用電能為主的調(diào)溫裝置不同，它利用能量的效率高，而且可以采用各種低品位的能源，還不破壞大氣臭氧層，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染；
[0023]2、運(yùn)動(dòng)部件少，工作噪音更低，使用壽命更長(zhǎng)；
[0024]3、安裝更為方便與安全。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是圖1中C處局部放大剖面圖；
[0027]圖3是實(shí)施例1的工作流程圖；
[0028]圖4是實(shí)施例2的工作流程圖；
[0029]圖5是實(shí)施例3的一個(gè)工作流程圖；
[0030]圖6是實(shí)施例3的另一個(gè)工作流程圖
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。[0032]無(wú)機(jī)酸、堿、鹽溶解于水時(shí)通常都會(huì)產(chǎn)生放熱或吸熱效應(yīng)，這個(gè)熱效應(yīng)即可用于制熱或制冷?；诟g和安全的理由，本發(fā)明采用無(wú)機(jī)鹽為工作質(zhì)。無(wú)機(jī)鹽溶解于水時(shí)是吸熱還是防熱取決于鹽本身的晶格能和它被水離解后與水形成水合離子的水合熱，鹽離解破壞其晶體結(jié)構(gòu)需要吸熱(在數(shù)值上等于晶格能)，被水離解后與水形成水合離子則放熱；如果晶格能大于水合熱，則鹽溶解時(shí)要吸熱降溫，相反就會(huì)放熱升溫。晶格能和水合熱的大小取決于構(gòu)成鹽的離子所帶的電荷數(shù)量以及離子半徑大小。在常見的無(wú)機(jī)鹽中，溶于水時(shí)吸熱降溫的有硝酸鹽、高氯酸鹽、鹵化物、銨鹽等，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。溶解時(shí)放熱的無(wú)機(jī)鹽有 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 的溶解熱分別為 300.8kJ/kg、321.13kJ/kg、297.23kJ/kg、337.65kJ/kg、368.4kJ/kg、345.lkj/kg、306.7kJ/kg。對(duì)比蒸汽壓縮式制冷機(jī)常用的氟里昂制冷劑R22，其制冷量為173kJ/kg，可見只要合理選擇，無(wú)機(jī)鹽的制冷能力要優(yōu)于氟里昂，但其體積要小得多，成本也低得多。例如，250g CaCl2.6Η20溶于100gH2O,可以使溫度降低23°C，而150gKCNS可使100gH2O溫度降低34.5°C。事實(shí)上，很多無(wú)機(jī)鹽及其組合可以致冷至_20°C以下，如果進(jìn)行循環(huán)降溫，可以獲得更低的溫度(如_55°C，取決于致冷工質(zhì)溶液和傳冷介質(zhì)的冰點(diǎn))。
[0033]理論上講，只要無(wú)機(jī)鹽溶解于水時(shí)有熱效應(yīng)，就可以用于溫度調(diào)節(jié)，但實(shí)用的調(diào)溫裝置在選擇合適的無(wú)機(jī)鹽作為工作介質(zhì)時(shí)還必須考慮以下條件:1、熱效應(yīng)盡可能地大，這樣可以節(jié)省無(wú)機(jī)鹽的用量和成本；2、溶解度盡可能地大，這樣可以消耗最少的能量使其結(jié)晶析出；3、在工作溫度范圍內(nèi)本 身化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不分解或水解，不發(fā)生爆炸，也不與容器發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；4、無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)腐蝕或少腐蝕；5、本身熱容盡可能地小。綜合分析，比較合適的無(wú)機(jī)鹽有NH4N03、NH4CNS, NaNO3> KNO3> KCNS, CaCl2.6H20等，它們的有關(guān)參數(shù)如下表:
[0034]
【權(quán)利要求】
1.一種鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:它包括調(diào)溫裝置，所述調(diào)溫裝置包括保溫室(1)，所述保溫室(I)接通有向外界伸出的熱氣管(7)和冷氣管(11)，在保溫室(I)內(nèi)設(shè)有熱交換器(2 )，所述熱交換器(2 )內(nèi)放置有無(wú)機(jī)鹽，所述熱交換器(2 )接通有用于輸入自來(lái)水的加水管道(6)及用于排出水蒸氣的水蒸氣排出管道(10)，所述熱交換器(2)內(nèi)設(shè)有換熱管，所述換熱管一端與用于輸入加熱介質(zhì)(16)的加熱管道(5)連接，換熱管的另一端與排出加熱介質(zhì)的排氣管道(9)連接；所述保溫室(I)內(nèi)壁設(shè)有向熱交換器(2)輸送空氣的送風(fēng)裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:所述熱氣管(7)上設(shè)有第一閥門(8 )，所述冷氣管(11)上設(shè)有第二閥門(12 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:所述加熱管道(5)、加水管道(6)、排氣管道(9)及水蒸氣排出管道(10)均穿出保溫室(1)，保溫室(I)內(nèi)的加熱管道(5)、加水管道(6)、排氣管道(9)及水蒸氣排出管道(10)為傳熱管道，所述保溫室(I)外的加熱管道(5)、加水管道(6)、排氣管道(9)及水蒸氣排出管道(10)為隔熱管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:所述水蒸氣排出管道(10)內(nèi)設(shè)有液位傳感器(13)和濕度傳感器(14)，所述保溫室(I)的上端內(nèi)壁設(shè)有溫度傳感器(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:所述送風(fēng)裝置包括動(dòng)力裝置(4)，所述動(dòng)力裝置的輸出軸安裝有風(fēng)機(jī)(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:所述無(wú)機(jī)鹽為ΝΗ4Ν03、NH4CNS、NaN03、KN03、KCNS、CaCl2.6H20或NaCl的一種或任意幾種的混合物；所述加熱介質(zhì)(16)為熱水、水蒸汽、乙二醇、乙醇、甘油、CaCl2水溶液、NaCl水溶液、MgCl2水溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:所述熱交換器(2)的形式為夾套式、蛇管式、列管式、螺旋板式、板式或板翅式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:所述調(diào)溫裝置設(shè)有兩個(gè)，分別為第一調(diào)溫裝置和第二調(diào)溫裝置，所述第一調(diào)溫裝置和第二調(diào)溫裝置的加水管道(6)均與送水裝置的輸出管道并聯(lián)，所述第一調(diào)溫裝置和第二調(diào)溫裝置的水蒸氣排出管道(10)均與回水裝置的回流管道并聯(lián)，所述第一調(diào)溫裝置和第二調(diào)溫裝置的加熱管道(5)均與送熱裝置的輸出管道并聯(lián)，所述第一調(diào)溫裝置和第二調(diào)溫裝置的排氣管道(9)均與回?zé)嵫b置的回流管道并聯(lián)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:所述送水裝置與回水裝置為同一裝置，所述送熱裝置與回?zé)嵫b置也為同一裝置。
10.一種基于權(quán)利要求1所述的鹽溶解式溫度調(diào)節(jié)裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)、需要制冷工況，熱交換器(2)內(nèi)為晶體無(wú)機(jī)鹽，打開送風(fēng)裝置，從加水管道(6)通入自來(lái)水，形成鹽溶液，同時(shí)關(guān)閉第一閥門(8)，打開第二閥門(12)，即可從冷氣管(11)中得到冷氣； 2)、當(dāng)熱交換器(2)內(nèi)的鹽全部溶解達(dá)到飽和后，切斷自來(lái)水供應(yīng)，關(guān)閉第二閥門(12)，打開第一閥門(8)，同時(shí)通過(guò)加熱管道(5)通入加熱介質(zhì)(16)，經(jīng)過(guò)換熱管并由排氣管道(9 )排出，熱交換器(2 )內(nèi)的鹽飽和溶液便蒸發(fā)結(jié)晶，水蒸氣由水蒸氣排出管道(10 )排出，熱空氣由熱氣管(7)排出，直到無(wú)機(jī)鹽全部結(jié)晶析出并冷卻到環(huán)境溫度，再進(jìn)入另ー個(gè)制冷循環(huán)； 3)、上述兩個(gè)基本単元交 替工作就可以連續(xù)制冷。
【文檔編號(hào)】F25D3/00GK103591746SQ201310484347
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】錢志剛 申請(qǐng)人:錢志剛