[实用新型]一种利用低品位热能制冷的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用低品位热能制冷的装置。

背景技术

人工制冷的方法很多，主要有相变制冷、气体膨胀制冷、热电制冷等。相变制冷中除以消耗机械能(或电能)作为补偿过程的蒸气压缩式制冷外，尚有消耗热能的吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸附式制冷等。

蒸气压缩式制冷是最常见的制冷方式，其最核心部件为压缩机，通常是由电能驱动的，具有效率高的优势。然而，电空调在夏季的普遍应用，加剧了城市用电的峰谷不平衡，因而需要大力发展热能驱动的空调以实现能源互补。现有的吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷和吸附式制冷均各有特色，并广泛应用，但由于各种各样的限制因素，至今未能应用于家用空调。

制冷压缩机所能输出的高压，至少要超过制冷剂蒸气冷凝温度所对应的饱和蒸气压，同时其吸气压力至少要低于制冷剂蒸发温度所对应的饱和蒸气压。人们很早就学会了利用锅炉发生高压蒸汽以及利用蒸汽冷凝获得负压，应用该原理可制造出热能驱动的制冷压缩机，但是首先要找到能够与制冷剂压力特性匹配的工质。

氨水溶液属于非共沸混合物，在常温下饱和蒸气压力略高于常压，通过加热高浓度氨水溶液很容易获得高压蒸气。但是，同样浓度的氨水混合蒸气在常温下凝结时对应的饱和蒸气压并不足够低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于一种利用低品位热能压缩制冷剂蒸气并实现制冷循环的装置。

为实现上述目的，本实用新型提供的利用低品位热能制冷的装置，主要组成为：

一热压缩机，其内部由活塞隔成动力腔和压缩腔；

动力腔分别连接换热器的动力工质出口和动力工质进口；

动力腔内的底部安装有搅拌器；

动力腔外的底部安装有肋片和风扇；

压缩腔分别连接蒸发器的制冷工质出口以及换热器的制冷工质进口；

换热器的制冷工质出口通过冷凝器连接蒸发器的制冷工质进口。

所述的装置中，动力腔与换热器的动力工质出口之间连接有加热器。

所述的装置中，动力腔与换热器的动力工质进口之间安装有液体泵。

所述的装置中，动力腔内底部安装的搅拌器为磁性搅拌子。

所述的装置中，压缩腔与蒸发器制冷工质出口之间设有进气阀。

所述的装置中，压缩腔连接换热器制冷工质进口之间设有排气阀。

所述的装置中，压缩腔的进气阀和排气阀由一凸轮控制。

本实用新型的有益效果是：

1)可以利用低品位热能制冷；

2)形式上并不比传统的电空调复杂；

3)通过回热大大提高了热能利用率。

附图说明

图1为本实用新型的示意图，显示了用活塞将热压缩机内部空间分成动力腔和压缩腔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

实施例

请结合图1所示，本实施例采用的热压缩机是由活塞将热压缩机内部空间分成动力腔和压缩腔。本实施例所示的制冷系统工作流程如下：

制冷剂在蒸发器2中蒸发，产生的冷量通过冷水输出用于空调，蒸气由A口流入压缩机1的压缩腔(由1-2与1-3围成，即图2中活塞1-3以上的空间)，该过程通过进气阀1-2a控制，而进气阀1-2a和排气阀1-2b均由凸轮1-2c控制并驱动。当压缩腔压力与蒸发器2蒸发腔压力平衡后，进气阀1-2a闭合。

开启D口电磁阀，使得加热后的动力工质由D口喷入动力腔(由1-1与1-3围成，即图2中活塞1-3以下的空间)，氨气闪蒸进入形成混合气1-5，镍盐及大部分水成雾滴并逐渐沉降在动力腔底部形成混合溶液1-4。活塞1-3在压差推动下向上运动，使动力腔体积膨胀，压缩腔体积减小。压力达到设定值(略高于制冷工质冷凝压力)后，D口控制阀关闭。

开启排气阀1-2b，使压缩后的制冷工质蒸气通过B口流入回热器4，然后关闭排气阀1-2b。

启动冷却风扇1-8，其扇叶为铁质的，会带动磁性搅拌子1-6(四氟包覆)一起转动。外壳1-1、1-2及肋片1-7选用铜质或者不会被磁化的不锈钢。当风扇不转动时，由于肋片1-7的布局是不利于自然对流的，且内部无搅拌，动力腔内向外散热的热阻比较大，有利于保持动力工质的温度。当风扇转动时，对流换热被强化，液相1-4首先被冷却，由于磁性搅拌子1-6的扰动，增强了气液相的传质，气相中的氨气被冷下来的溶液吸收，使得动力腔内气压下降。