本實用新型屬于制冷技術領域,尤其是涉及采用低溫低壓制冷劑的節(jié)能制冷機。
背景技術:
傳統(tǒng)的制冷設備諸如冷藏箱、冷凍箱、冷卻裝置等用于冷卻被冷卻物的裝置,都是根據(jù)相同的原理通過基本相同的構成要素構成來實現(xiàn)的。普通制冷系統(tǒng)的基本原理一般包括通過制冷劑連接管彼此連接的壓縮機、冷凝器、接收罐、膨脹閥、和蒸發(fā)器,并且當填裝在該系統(tǒng)中的制冷劑在系統(tǒng)中按設定方向循環(huán)時,該制冷劑傳輸熱,制冷劑的這種循環(huán)被稱為制冷循環(huán),有時代替膨脹閥而使用毛細管。這種情況下,例如,毛細管是內(nèi)徑約為0.8mm的非常細的管。由于傳統(tǒng)的制冷設備是采用壓縮機對制冷劑如氟利昂進行壓縮,因此,現(xiàn)有設備在運行中會有很大噪聲,而且壓縮機對制冷劑壓縮后產(chǎn)生很大的熱排放,這樣既降低了制冷效率,而且,增加了能耗,氟利昂又是會破壞大氣的臭氧層,所以逐漸被淘汰或者禁止。
為此很多科技人員做了改進設計,如專利申請?zhí)枮?013206588696的中國專利報道了一種負壓制冷機,它包括蒸發(fā)器,其特征在于:蒸發(fā)器的頂端連接有一連接管,連接管連接一防反吸罐,防反吸罐由管子接一液體泵的輸入端,液體泵的輸出端接一還原冷卻槽輸入端,還原冷卻槽輸出端由管子連接一防反吸罐,防反吸罐由管子接限流閥,限流閥連接位于蒸發(fā)器底部的噴射嘴。防反吸罐由封閉的罐體和進出兩根管子組成,進管的底部為一通向罐體底部的長管,出管的底部為位于罐體上部的短管。在防反吸罐和液體泵之間的管子上串接有單向閥。該實用新型的優(yōu)點是制冷時節(jié)能環(huán)保,由于采用低溫低壓循環(huán)制冷,因此工作時排放熱量少,工作噪音小,而且電力轉(zhuǎn)換成冷的能效比高,大大優(yōu)于現(xiàn)有的高溫高壓壓縮機制冷的效率。經(jīng)過實踐應用表明,該設計還存在很多不足之處需要改進,如該制冷機是采用低溫低壓制冷劑,參見相關專利申請?zhí)?013105061844中國專利文獻報道,一種混合制冷劑,由如下重量百分比的組分組成:正戊烷43~45%,甲酸甲酯51~55%,消煙劑0.1~0.3%,抗靜電劑0.1~0.5%;阻燃劑1~3%,染料0.05~0.1%,抗爆劑0.1~0.5%。它的有益效果是:可以替代F22等制冷劑,并具有優(yōu)良的物理性能和熱力循環(huán)性能;這種制冷劑是采用多種組分配制混合而成,所以在配制過程中容易混入部分水分,所以造成使用過程中降低了制冷效率;另外,該負壓制冷機在出蒸發(fā)器和進蒸發(fā)器管道上布置了防反吸罐,特別是在出蒸發(fā)器的管道上僅僅布置了一級防反吸罐來冷卻抽吸出來的低壓蒸汽,所以冷卻效果尚不理想,使汽液混合物中的冷凝下來液體不夠多,造成真空泵輸送效率降低,增加了能耗;另外一旦制冷機工作穩(wěn)定后,在蒸發(fā)器內(nèi)建立起一定真空度后,負壓制冷機沒有充分利用第一冷卻還原器和蒸發(fā)器之間的壓差來輸送制冷劑液體,所以還有改進之處,可以達到更高節(jié)能率;蒸發(fā)器沒有自動補液裝置,當蒸發(fā)器內(nèi)液體制冷劑液位過低后,需要停機后手動補充制冷劑,操作起來非常不方便,同時,也降低了制冷效果;最后蒸發(fā)器在工作中通常在其金屬表面產(chǎn)生結(jié)露的冷凝水,這些水積累起來通常是直接排掉,也十分可惜,無法合理利用;凡是種種都可以做進一步改進設計。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型所要解決的首要技術問題是針對上述的技術現(xiàn)狀而提供一種結(jié)構更加合理、能充分對蒸發(fā)器負壓抽取出來汽態(tài)制冷劑進行降溫冷凝的節(jié)能制冷裝置。
本實用新型所要解決的另一個技術問題是針對上述的技術現(xiàn)狀而提供一種自動利用蒸發(fā)器內(nèi)真空度進行輸送制冷劑、減少真空泵用電工作時間、提高節(jié)能效果的節(jié)能制冷裝置。
本實用新型所要解決的再一個技術問題是針對上述的技術現(xiàn)狀而提供一種合理利用蒸發(fā)器結(jié)露的冷凝水,提高冷卻能力,降低能耗的節(jié)能制冷裝置。
本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種節(jié)能制冷裝置,其包括蒸發(fā)器、裝置機殼及連接管線,其特征在于:蒸發(fā)器上部的出口先連接第二冷卻還原器的進口,然后第二冷卻還原器的出口連接真空泵的入口,真空泵的出口連接第一冷卻還原器的進口,然后第一冷卻還原器的出口連接蒸發(fā)器上的噴射嘴。
作為改進,所述蒸發(fā)器上部的出口先經(jīng)過第二單向閥后再連接第二冷卻還原器的進口;或者/和,真空泵的出口先經(jīng)過第一單向閥后再連接第一冷卻還原器的進口。
進一步改進,所述第一冷卻還原器包括有裝盛制冷劑的第一罐體、盤管、出液分布管,第一冷卻還原器的進口連接盤管的進口端,盤管的出口端連接出液分布管,出液分布管布置在第一罐體下方,第一冷卻還原器的出口設置有出液管,出液管的下端深入第一罐體內(nèi)并靠近第一罐體底面,出液管的上端伸出第一罐體外成為第一冷卻還原器的出口。
優(yōu)選,所述出液分布管分布有孔徑在0.2mm以下的分布孔。
作為改進,所述第二冷卻還原器包括有裝盛冷卻液的第二罐體、換熱管件,換熱管件布置在第二罐體內(nèi),在第二冷卻還原器一側(cè)部位有連接換熱管件進口端的進口,在第二冷卻還原器另一側(cè)部位有連接換熱管件出口端的出口。
優(yōu)選,所述換熱管件采用一個U型管或者多個串聯(lián)起來的U型管,U型管的進口處延伸管要比U型管的出口處延伸管要長?;蛘?,所述換熱管件采用一個翅片管或者多個串聯(lián)起來的翅片管。
進一步改進,在所述第二冷卻還原器和真空泵之間管路上設置有脫水的干燥器,或者/和,在真空泵和第一冷卻還原器之間管路上設置有脫水的干燥器,或者/和,在第一冷卻還原器和蒸發(fā)器之間管路上設置有脫水的干燥器。
再改進,所述蒸發(fā)器內(nèi)上部空腔安裝有檢測汽體壓力的壓力傳感器,壓力傳感器的輸出端連接到控制器的一檢測信號輸入端,控制器的一控制信號輸出端連接到電磁閥控制端,電磁閥設置在第一冷卻還原器和蒸發(fā)器之間連接管線上,從而使控制器能夠根據(jù)蒸發(fā)器內(nèi)上部汽體壓力大小并通過電磁閥來控制補液工作與否。
進一步改進,所述蒸發(fā)器下方設置有收集冷凝水的積液盤,積液盤通過管道連接到第二冷卻還原器中裝盛冷卻液的第二罐體。
最后,所述裝置機殼內(nèi)設置了氣體檢測傳感器,氣體檢測傳感器的輸出端連接到控制器的一路檢測信號輸入端,控制器的一路報警信號輸出端連接到報警器。
與現(xiàn)有技術相比,本實用新型的優(yōu)點在于:采用第二冷卻還原器對蒸發(fā)器負壓抽取的汽態(tài)制冷劑進行冷卻,而不是采用簡單的防反吸罐進行冷卻,這樣可以大大提供冷凝效果,在進蒸發(fā)器之前就無需再接防反吸罐,減少部件;在管路上增加了干燥器,對制冷劑內(nèi)的水分進行有效脫除,降低了制冷劑配制混合及加注操作要求,又提高了制冷劑的制冷效率;進蒸發(fā)器前增加了自動補液裝置,自動利用蒸發(fā)器內(nèi)真空度控制補液工作與否,利用壓差來輸送制冷劑,又減少了真空泵用電工作時間,提高節(jié)能效果;充分合理地利用蒸發(fā)器結(jié)露的冷凝水,不是直接排放,而是輸送到第二冷卻還原器內(nèi),提高冷卻能力,降低能耗;特別是在裝置機殼內(nèi)設置了氣體檢測傳感器實現(xiàn)報警,避免制冷劑泄露造成的安全事故;整體制冷機結(jié)構設計合理實用,使節(jié)能效率大大提高,操作簡單方便。
附圖說明
圖1本實用新型的節(jié)能制冷裝置系統(tǒng)基本原理圖;
圖2本實用新型改進后的節(jié)能制冷裝置系統(tǒng)原理圖;
圖3本實用新型系統(tǒng)中真空泵和油汽分離器連接示意圖;
圖4本實用新型改進后的節(jié)能制冷裝置系統(tǒng)原理圖;
圖5本實用新型改進后的報警原理模塊圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
如圖1~5所示,一種節(jié)能制冷裝置,其包括有裝置機殼、蒸發(fā)器1、第一冷卻還原器2、第二冷卻還原器3、真空泵4、噴射嘴5、第一單向閥6、第二單向閥7、干燥器8及連接管線等主要部件,其中蒸發(fā)器1采用縱向金屬管1.1和橫向金屬管1.2連接而成,通??v向金屬管1.1為并列布置的3根,而橫向金屬管1.2為并列布置的15根,縱向金屬管1.1管徑比橫向金屬管1.2管徑粗,它們可以采用不銹鋼管或者銅管做成,連接時候連通,做成一個金屬盤體,為了增加冷卻效果,在縱向金屬管1.1和橫向金屬管1.2上分布有金屬翅片,在蒸發(fā)器1的頂部設置壓力表,并在蒸發(fā)器1的上部設置視鏡便于觀察液態(tài)制冷劑液位,蒸發(fā)器1的上部出口通過第二單向閥7和連接管線連接二級冷卻還原器3的進口,第二冷卻還原器3包括有第二罐體3.1、換熱管件3.2及冷卻液,第二罐體3.1內(nèi)裝盛有冷卻液,通常為了降低成本,冷卻液是采用水,為了便于加注水,第二罐體3.1上部設置了加注口,換熱管件3.2可以采用各種換熱效果好的換熱部件,本實施例子是推薦了2種結(jié)構比較簡單的換熱部件,第一種是U型管3.3,可以是單個或者多個串聯(lián)起來的U型管,U型管的進口處延伸管要比U型管的出口處延伸管要長,以提高冷卻分離效果,第二種是翅片管,可以是單個或者多個串聯(lián)起來的翅片管,這樣使換熱管件3.2布置在第二罐體3.1內(nèi),浸泡在第二罐體內(nèi)冷卻液內(nèi),在第二冷卻還原器3一側(cè)部位有連接換熱管件3.2進口端的進口,這樣,第二冷卻還原器3的進口通過連接管線連接蒸發(fā)器1的出口,在第二冷卻還原器3另一側(cè)部位有連接換熱管件3.2出口端的出口,它通過連接管線連接有干燥器8,便于通過干燥器8對制冷劑中的水分進行有效脫除,提高制冷節(jié)能效果,然后再去連接真空泵4的入口,真空泵4的出口先經(jīng)過U型油汽分離器13,再經(jīng)過第一單向閥6連接第一冷卻還原器2的進口,第一冷卻還原器2包括第一罐體2.1、盤管2.2、出液分布管2.3及制冷劑,第一罐體2.1內(nèi)有裝盛有制冷劑,制冷劑采用低溫低壓制冷的制冷劑,配方主要包含甲酸甲酯和正戊烷,并配以適量的抗爆劑、阻燃劑、消煙劑、抗靜電劑等,使其沸點在20℃以上,這樣容易被冷卻液如水冷凝成液體,第一冷卻還原器2的進口連接盤管2.2的進口端,盤管2.2從上而下布置,盤管2.2的出口端連接一出液分布管2.3,出液分布管2.3通常是水平布置在第一罐體2.1下方空間,并貼近第一罐體2.1的底面,但是需要留出間隙,使出液分布管2.3上的分布孔能鼓泡為限,分布孔孔徑通常需要0.2mm以下,使盤管2.2過來的汽液混合物制冷劑中汽體通過分布孔鼓泡,汽泡在第一罐體內(nèi)液態(tài)制冷劑中,不斷上升并和液態(tài)制冷劑交換熱量,會進一步被冷卻,從而幾乎全部被冷凝成液態(tài)制冷劑,在第一罐體2.1上部位可以設置加料口,加注液體制冷劑,并可以安裝上壓力表來顯示其內(nèi)部壓力,第一冷卻還原器2的出口設置有一出液管9,出液管9的下端進入第一罐體2.1內(nèi)并向下延伸,最后靠近第一罐體2.1底面,留有適當間隙,使液態(tài)制冷劑能順利進入出液管9,出液管9的上端伸出第一罐體2.1外成為第一冷卻還原器2的出口,第一冷卻還原器2的出口和蒸發(fā)器1之間的連接管線連接有電磁閥11,電磁閥11通常采用針型閥,蒸發(fā)器1上部安裝了檢測汽體壓力的壓力傳感器12,壓力傳感器12的輸出端連接到控制器10的一檢測信號輸入端,控制器10的一控制信號輸出端連接到電磁閥11的控制端,使控制器10能夠根據(jù)蒸發(fā)器1內(nèi)上部汽體壓力大小并通過電磁閥11來控制補液工作與否,以保證蒸發(fā)器1頂部流出多少制冷劑,就有同量的制冷劑從蒸發(fā)器1補入,最后連接到蒸發(fā)器1底部里的噴射嘴5,其作用相當于傳統(tǒng)節(jié)流部件,使液態(tài)制冷劑通過噴射嘴5而降低其本身溫度。最后,蒸發(fā)器1下方設置有收集冷凝水的積液盤14,積液盤14通過管道連接到裝盛冷卻液的第二罐體3.1,避免低溫結(jié)露的冷凝液被白白浪費,還可以進一步提高第二冷卻還原器3的冷卻能力,提高制冷裝置的節(jié)能效果,必要時候,第二罐體3.1內(nèi)過多的冷卻液可以通過排放口按時排放。最后,裝置機殼內(nèi)設置了氣體檢測傳感器,氣體檢測傳感器可以檢測制冷劑中易燃組分或者人為添加的特定組分,氣體檢測傳感器的輸出端連接到控制器的一路檢測信號輸入端,控制器的一路報警信號輸出端連接到報警器,這樣當裝置機殼內(nèi)易燃組分或者特定組分氣體超過一定濃度范圍后,引發(fā)報警器聲光報警,促進人們及時處理排除安全隱患。
其工作原理是這樣的,第二冷卻還原器3的第二罐體3.1內(nèi)加注冷卻液如水,第一冷卻還原器2的第一罐體2.1內(nèi)加注液體制冷劑,蒸發(fā)器中1加注制冷劑,如多元混合的低溫低壓制冷劑,當真空泵4開動時,位于蒸發(fā)器1上部空間的汽態(tài)制冷劑被不斷抽出,液態(tài)制冷劑就會在負壓的環(huán)境下進一步地不斷蒸發(fā),制冷劑膨脹蒸發(fā)后,就會獲得吸熱效應,蒸發(fā)器1的溫度就逐步降低,進一步被真空泵4驅(qū)動時抽出的汽態(tài)制冷劑,進入到第二冷卻還原器3內(nèi),經(jīng)過換熱管件3.2,被第二罐體3.1內(nèi)冷卻液進一步冷卻,從而部分冷凝成液態(tài)制冷劑,這樣汽液混合態(tài)制冷劑,經(jīng)過管線上干燥器8脫水,脫除制冷劑中水分,以提高制冷節(jié)能效果,順利進入真空泵4中,由于真空泵4的加壓效應,汽液混合態(tài)的制冷劑被加壓后更多地被液化,由于對制冷劑加壓后產(chǎn)生一定的熱,因此升溫加壓后的汽液混合態(tài)的制冷劑先經(jīng)過U型油汽分離器13對真空泵的油和制冷劑進行分離,再經(jīng)過第一單向閥6防止它倒流,進入第一冷卻還原器2,由第一冷卻還原器2的進口通入到盤管2.2中,汽液混合態(tài)的制冷劑在盤管2.2中流動,其熱量被第一冷卻還原器2中的液態(tài)制冷劑部分吸收,汽液混合態(tài)的制冷劑最后流入到出液分布管2.3中,經(jīng)過出液分布管2.3上密布的分布孔流入到第一冷卻還原器2的第一罐體2.1內(nèi),和原有的液態(tài)制冷劑混合,由于部分汽態(tài)的制冷劑在出出液分布管的分布孔時仍含有少量的汽泡,上升時,擴散吸收熱量,進一步被第一罐體2.1內(nèi)的液態(tài)制冷劑冷卻而冷凝,成為液態(tài)制冷劑,所以整個第一冷卻還原器2中的制冷劑保持在一基本溫度內(nèi)不會升溫,而且壓力也保持非常低壓力,成為液態(tài)的制冷劑由于帶有低壓,因此它會往蒸發(fā)器1流動,中間經(jīng)過電磁閥11,由于在蒸發(fā)器1上部安裝了檢測汽體壓力的壓力傳感器12,可以檢測蒸發(fā)器1上部空間的汽態(tài)制冷劑的壓力大小,使控制器10發(fā)出控制信號給電磁閥11,使電磁閥11根據(jù)蒸發(fā)器1上部空間的汽態(tài)制冷劑的壓力大小作出對應動作,如開大閥門或者關小閥門,以保證蒸發(fā)器1頂部流出多少制冷劑,就有同量的制冷劑從蒸發(fā)器1底部補入,利用第一冷卻還原器2和蒸發(fā)器1的壓力差輸送液態(tài)制冷劑,使液態(tài)制冷劑順利進入蒸發(fā)器1底部的噴射嘴5,噴射進入到蒸發(fā)器1內(nèi),由于節(jié)流效應,液態(tài)制冷劑進一步降低溫度,獲得良好制冷效果,從而完成制冷一循環(huán)工作。
以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本實用新型技術原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。