CN102829569B - 新型制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以氨或氯甲烷等制冷剂为工质的新型制冷设备。这种新型制冷设备除了包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等常规部件外，还包括三通阀或多通阀、气缸组和发电机等主要部件，气缸组能利用外界大气压力做功发电，并补偿压缩机耗电，因此可以节约电能。

Description

新型制冷设备

技术领域

本发明提供一种以氨或氯甲烷等制冷剂为工质的新型制冷设备。这种新型制冷设备除了包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等常规部件外，还包括三通阀或多通阀、气缸组和发电机等主要部件，气缸组能利用外界大气压力做功发电，并补偿压缩机耗电，因此可以节约电能。

背景技术

我们知道，传统制冷设备非常耗电，传统制冷设备不能利用外界大气压力做功发电并补偿压缩机耗电，而全球面临着地球变暖、化石燃料日渐枯竭的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种新型制冷设备。这种新型制冷设备包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、三通阀或多通阀、气缸组和发电机等部件，并通过热力学循环实现制冷。

这种新型制冷设备的气缸组安装在一个密闭空间内，密闭空间内充满气体，如空气或氢气或氦气，密闭空间内压力等于或高于环境温度下制冷剂液化压力，等于或低于压缩机出口压力，根据环境温度调节密闭空间内压力和压缩机出口压力，密闭空间能够和外界进行热交换。

气缸组由气缸1和气缸2等两个或多个气缸组成，因为汽态制冷剂需要在气缸内经历吸汽和压缩排汽过程，这些过程都需要时间来完成，如果气缸组是单独一个气缸，新型制冷设备将不能连续工作。气缸的体积由压缩机出口的汽态制冷剂的流量与液态制冷剂通过膨胀阀时的流量之间的流量差确定，流量差越大，气缸的体积越大。气缸的数量主要由冷凝器的冷却速度确定，冷凝器的冷却速度越快，所需的气缸的数量越少。

这些气缸外壁由隔热性能好的材料制成，目的是为了使气缸始终保持制冷剂蒸汽所必须具有的温度，减少冷凝损失。每个气缸的结构是相同的，每个气缸都有进汽阀和排汽阀，活塞能够在这些气缸的内部移动。每个气缸通过排汽阀与冷凝器连接。

气缸1和气缸2等气缸的入口可以依次连接压缩机的出口。相应地，一个三通阀或多通阀安装在压缩机出口，并连接气缸1和气缸2等气缸的入口，当制冷剂离开压缩机后将会进入气缸1或气缸2等气缸的内部。

制冷剂依次流经压缩机、三通阀或多通阀、气缸组、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，最后从蒸发器进入压缩机。

汽态制冷剂在压缩机内被急速绝热压缩，温度升高，压强增大，使汽态制冷剂排出压缩机，压缩机出口的汽态制冷剂压力等于或高于密闭空间内气体压力。

汽态制冷剂排出压缩机后，通过三通阀或多通阀进入气缸组的气缸1或气缸2等气缸内，例如先进入气缸1内。开始时，活塞在气缸1的底部，气缸1排汽阀关闭，气缸1进汽阀打开并连接压缩机。拉升活塞把从压缩机出来的汽态制冷剂引入气缸1，通过调节活塞的拉升高度调节气缸1进汽量，根据压缩机出口的汽态制冷剂的流量与液态制冷剂通过膨胀阀时的流量之间的流量差，先确定气缸1所需的进汽量及活塞所需的拉升高度，当活塞拉升到所需高度时，气缸1进汽阀关闭，排汽阀打开，排汽阀的开度可调节，排汽阀开启使气缸1与其冷凝器接通，汽态制冷剂进入冷凝器使气缸1内压力降低，当气缸1内压力低于密闭空间内压力时，活塞受压下降，从而带动发电机发电。活塞被压到气缸1底部后关闭排汽阀，打开进汽阀并连接压缩机，再次拉升活塞。如此循环使密闭空间内压力对活塞压缩做功发电。

当气缸1进汽阀关闭时，气缸2的进汽阀打开并连接压缩机的出口，气缸2重复与气缸1同样的操作。对于冷凝器气缸组的一系列气缸重复与气缸1同样的操作。

汽态制冷剂进入冷凝器后，向冷却水(或周围空气)放热，直到其温度等于环境温度。根据环境温度调节气缸排汽阀的开度，使冷凝器内压力等于环境温度下制冷剂液化的压力，使汽态制冷剂在冷凝器内液化。

液态制冷剂离开冷凝器后进入膨胀阀，降压降温并部分汽化，再进入蒸发器，蒸发器由于压缩机的抽吸作用因而压强较低。低温液态制冷剂将从蒸发器及环境中吸热而变为常温汽态制冷剂，此汽态制冷剂最后被吸入压缩机进行下一循环。

具体实施方式

下面介绍一具体实施例，具体实施方式不局限于此一例。

新型制冷设备和传统制冷设备非常相似，因此可以把传统制冷设备改装成新型制冷设备。

为了把传统制冷设备改装成新型制冷设备，需要在传统制冷设备的压缩机出口和冷凝器进口之间安装一个三通阀或多通阀及一个气缸组。

气缸组安装在一个密闭空间内，密闭空间内充满气体，如空气或氢气或氦气，密闭空间内压力等于或高于环境温度下制冷剂液化压力，等于或低于压缩机出口压力，根据环境温度调节密闭空间内压力和压缩机出口压力，目的是使汽态制冷剂能够顺利进入气缸，及能够在冷凝器里液化。例如，以氨为制冷剂，如果环境温度为30度，则密闭空间内压力应该设定为大于或等于1.1672Mpa，因为在此压力下，30度的氨将会液化。

气缸的体积可以根据压缩机出口汽态制冷剂的流量与液态制冷剂通过膨胀阀时的流量之间的流量差确定，流量差越大，气缸的体积越大。气缸的数量主要由冷凝器的冷却速度确定，冷凝器的冷却速度越快，所需的气缸的数量越少。

汽态制冷剂在压缩机内被急速绝热压缩，温度升高，压强增大，使汽态制冷剂排出压缩机，压缩机出口的汽态制冷剂压力等于或高于密闭空间内气体压力。

汽态制冷剂排出压缩机后，通过三通阀或多通阀进入气缸组的气缸1或气缸2等气缸内，例如先进入气缸1内。开始时，活塞在气缸1的底部，气缸1排汽阀关闭，气缸1进汽阀打开并连接压缩机。拉升活塞把从压缩机出来的汽态制冷剂引入气缸1，通过调节活塞的拉升高度调节气缸1进汽量，根据压缩机出口的汽态制冷剂的流量与液态制冷剂通过膨胀阀时的流量之间的流量差，先确定气缸1所需的进汽量及活塞所需的拉升高度，当活塞拉升到所需高度时，气缸1进汽阀关闭，排汽阀打开，排汽阀开启使气缸1与其冷凝器接通，汽态制冷剂进入冷凝器使气缸1内压力降低，当气缸1内压力低于密闭空间内压力时，活塞受压下降，从而带动发电机发电。活塞被压到气缸1底部后关闭排汽阀，打开进汽阀并连接压缩机，再次拉升活塞。如此循环使密闭空间内压力对活塞压缩做功发电。

当气缸1进汽阀关闭时，气缸2的进汽阀打开并连接压缩机的出口，气缸2重复与气缸1同样的操作。对于冷凝器气缸组的一系列气缸重复与气缸1同样的操作。

汽态制冷剂进入冷凝器后，向冷却水(或周围空气)放热，直到其温度等于环境温度。根据环境温度调节气缸排汽阀的开度，使冷凝器内压力等于环境温度下制冷剂液化的压力，使汽态制冷剂在冷凝器内液化。

液态制冷剂离开冷凝器后进入膨胀阀，降压降温并部分汽化，再进入蒸发器，蒸发器由于压缩机的抽吸作用因而压强较低。低温液态制冷剂将从蒸发器及环境中吸热而变为常温汽态制冷剂，此汽态制冷剂最后被吸入压缩机进行下一循环。

Claims (3)

1.一种新型制冷设备，其特征在于：这种新型制冷设备除了包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等常规部件外，还包括多通阀、气缸组和发电机，制冷剂依次流经压缩机、多通阀、气缸组、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，最后从蒸发器进入压缩机，气缸组能利用外界大气压力做功发电，并补偿压缩机耗电。

2.根据权利要求1所述的一种新型制冷设备，其特征在于：所述的气缸组由气缸1和气缸2等两个或多个气缸组成，这些气缸外壁由隔热性能好的材料制成，目的是为了使气缸始终保持制冷剂蒸汽所必须具有的温度，减少冷凝损失，每个气缸的结构是相同的，每个气缸都有进汽阀和排汽阀，排汽阀的开度可调节，活塞能够在这些气缸的内部移动，每个气缸通过排汽阀与冷凝器连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型制冷设备，其特征在于：汽态制冷剂排出压缩机后，通过多通阀进入气缸组的气缸1或气缸2等气缸内，开始时，活塞在气缸的底部，气缸排汽阀关闭，气缸进汽阀打开并连接压缩机，拉升活塞把从压缩机出来的汽态制冷剂引入气缸1，通过调节活塞的拉升高度调节气缸1进汽量，先确定气缸1所需的进汽量及活塞所需的拉升高度，当活塞拉升到所需高度时，气缸1进汽阀关闭，排汽阀打开，排汽阀开启使气缸1与其冷凝器接通，汽态制冷剂进入冷凝器使气缸1内压力降低，当气缸1内压力低于密闭空间内压力时，活塞受压下降，从而带动发电机发电，活塞被压到气缸1底部后关闭排汽阀，打开进汽阀并连接压缩机，再次拉升活塞，如此循环使密闭空间内压力对活塞压缩做功发电，当气缸1进汽阀关闭时，气缸2的进汽阀打开并连接压缩机的出口，气缸2重复与气缸1同样的操作，对于冷凝器气缸组的一系列气缸重复同样的操作。