[发明专利]一种以水和冰为能源的制冷系统

说明书

本发明属于制冷技术领域，尤其是一种以水和冰为能源的制冷系统。

根据1995年6月电子工业出版社出版的，由胡鹏程、赵青编著的全国家用电器维修培训教材《电冰箱空调器的原理和维修》一书的介绍，目前的制冷技术主要有蒸气压缩式制冷、吸收——扩散式制冷、吸收式太阳能制冷、半导体制冷、磁液制冷、化学制冷等几种。上述几种制冷技术各有优劣，如目前应用最为广泛的蒸气压缩式制冷，具有技术成熟、制冷效果好等优点，同时又具有消耗能源、有噪声和环境污染等缺点。太阳能制冷有节约能源、保护环境的优点，同时又具有制冷效果不理想、受天气影响等缺点。

本发明的目的就在于提供一种节约能源、结构简单、无噪声和无环境污染的以水和冰为能源的制冷系统。

本发明依据热量能自动地从高温物体向低温物体传递的原理，以水和冰为能源，利用水和冰的低温特性，让工作物质(以下简称工质)的热量向水和冰传递，使工质的温度降低，然后将低温工质送往用冷部位，达到降低用冷部位温度的目的。本发明是通过如下方式实现的：一种以水和冰为能源的制冷系统，由水和安装在水中的热交换器、冰窖和储藏在冰窖中的冰、用冷部位的散冷器，以及连接热交换器、冰窖和散冷器的管道、管道内的工质和驱动工质流动的若干个泵组成。本发明的工作过程是这样的：工质通过管道流经热交换器内部时，由于温度较高，就将热量向热交换器外部周围的水传递，使工质的温度降低。热交换器外部周围的水接受热量后密度变小，并上升到上层，而温度较低、密度较大的水又补充到热交换器的外部周围。工质经热交换器降温后，在流经冰窖时，又被冰窖内的冰进一步冷却，而后在泵的驱动下到达用冷部位吸热散冷，吸热散冷后的工质可以返回热交换器参加下一个循环，也可以不返回热交换器，不再作为工质。

由于水越深，受太阳的辐射越少，温度越低，所以热交换器应尽可能地安装在深水处。本发明根据实际情况，可以单独地以水为能源，或单独地以冰为能源组成制冷系统。本发明所说的水可以是地表水，也可以是地下水，可以是淡水，也可以是海水，但应该是活水。本发明所说的热交换器是用热传递效率较高且耐水腐蚀的金属材料或其它材料制成的薄壁空心体，空心体内部供工质在其中流动，空心体内部可以设置阻流片，以增加工质的流程和散热，空心体外壁直接接触水。本发明所述的冰窖可以是人工设计建造的冰窖，也可以是用军用地下坑道、防空洞、地道、下水道、地窖、废矿井、废油井、废机井、天然山洞及人工山洞等洞穴加工改造成的冰窖。冰窖内可以设置阻流片，以增加工质的流程和散热。本发明所说的工质可以是气体，也可以是液体。如把空气作为工质，本发明就可以向用冷部位供应冷气。如把水作为工质，本发明可以通过散冷器向用冷部位供冷，也可以供应冷水。本发明所说的散冷器是用热传递效率较高的金属材料或其它材料制成的薄壁空心体，空心体内部供工质在其中流动，空心体内部可设置阻流片，以增加工质的流程和散冷。如果本发明只向用冷部位供应冷气时，可不设散冷器，只要在用冷部位的管道上安装开关即可。本发明所说的冰可以是冬季采集的自然冻结的冰，也可以是其它方法取得的冰。

本发明以水和冰为能源组成制冷系统，只有驱动工质流动的泵消耗少量的能源，具有节约能源、结构简单、无噪声和无环境污染的优点。

本发明一个简单的实施例是1995年7月6日将十个冰袋的冰砸碎装入一个约一米长的厚壁纸管内，把纸管用塑料管与一根两米长的铁管连接，铁管的另一端再接一根塑料管，然后把铁管放入官厅水库约两米深的水中，这样从纸管一端吹出的空气，比从铁管一端吹入的空气低2℃。作为本发明实施例的一个设想，本发明人认为，在我国实施三峡工程或其它水库工程的同时，可在库区淹没线以下的地段，选一个不容易产生淤泥且水又较深的地方，事先安置热交换器和管道，对安置热交换器的地方要进行地面平整和硬化。这样，水库建成后就能以水库内的深层低温水为能源组成制冷系统。当然，在水库附近还可建造冰窖同时储藏冰，并与上述制冷系统串联，以增强制冷效果。另外，本发明人认为，本发明所述的制冷系统最好用气体(如空气)作工质，以减少泵的能耗，同时可不设散冷器，工质也不必再返回热交换器。