CN101672544A - 一种小型制冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型制冷装置，包括压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器，还包括盛装有冷却液的冷却水箱，所述冷凝器置于冷却水箱内，并与所述冷却液交换热量。蒸发器与冷凝器共存于同一空间，同时实现了蒸发器产冷量与冷凝器产热量在同一空间的分离。冷凝器产生的热量由热容大的冷却液体吸收并储存在冷却水箱的大量液体中，避免了能量通过冷凝器与同空间的外界进行热交换而使同空间环境温度升高，存在于冷却液体中的能量较少向空气中散发，提高了整体空间的制冷效果。

Description

一种小型制冷装置

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，更具体地说是涉及一种采用机械压缩式制冷方式的小型制冷装置。

背景技术

现有机械压缩式制冷的制冷设备，如电冰箱、冷柜、空调，一般体积庞大，其冷凝器都是采用空气对流换热的方式，也有一些更大型的制冷、空调设备，如中央空调、冷库、低温试验室，其冷凝方式采用冷却水结合冷却塔喷淋冷却，无论是空气对流换热还是冷却塔喷淋冷却，均采用将制冷区域与散热区域分隔开的形式，提高制冷区域的制冷效率；如果把冷凝器散热与蒸发器制冷换热置于同一空间下，就会使得制冷的局部区域温度下降而空间的整体温度却越来越高，因此，对于大、中型的制冷设备，如空调，蒸发器和冷凝器的工作空间是独立分开的。但是，对于一些适合使用小型制冷设备的情况，如小的冷风扇、仪器量具的温度控制装置，再把小型制冷装置的制冷和散热分开设计就显得不合理了，1998年3月25日公开的中国专利一种仪器设备用恒温冷却水机(专利号：96223868.6)公开了这样的一个技术方案，它把压缩机、冷凝器、蒸发盘管和恒温冷却水发生装置都设置在同一壳体内，结构较为小巧，移动使用比较方便，便于携带，制冷***提供冷量用于仪器设备的冷却。该水机体积小重量轻、结构紧凑精巧，但是，该装置的冷凝器是采用风扇强制对流换热，冷凝器的散热量将会使房间的室内温度升高，风扇的运行又会使周围的空气加速流动，极大地降低了房间的舒适度，同时也减弱了置于同一房间内的仪器设备的冷却效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种小型制冷装置，使蒸发器和冷凝器共存于同一空间，但两者所产生的冷量与热量在同一共享空间内却不相混，从而减少制冷装置工作时产生的热量对环境温度的影响，达到局部冷却而共享空间几乎不温升的效果，以克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，构造一种小型制冷装置，包括压缩机1、冷凝器2、节流机构3、蒸发器4，还包括盛装有冷却液21的冷却水箱22，所述冷凝器2放热部分置于冷却水箱22内，并与所述冷却液21交换热量，将热量通过大热容的冷却液吸收并储存于冷却液中。

上述的小型制冷装置中，冷却水箱22可以为开放式结构。在装置内设控制器，冷却水箱22可以设进水口与排水口，排水口连接排水阀，冷却水箱22内设温度传感器和液位控制器，所述温度传感器与排水阀与控制器电连接，使冷却液21可以根据控制器的设定，进行排放和补充，以保证***稳定、高效运行。冷却液21可以选择液态水。

上述的小型制冷装置中，在蒸发器4周围的蒸发区内设有风扇41。

上述的小型制冷装置，还可以包括第二换热装置，由蒸发器水箱43、换热器5、水泵6，通过循环管道连接而成，蒸发器4在蒸发器水箱43内，对水箱中的液态的载冷剂42进行冷却，液态的载冷剂42在所述的第二换热装置内以泵为动力源进行循环流动，将冷量传输到换热器5中。为提高***效率，在制冷装置内设有换热器风扇51强化换热器换热。蒸发器水箱43的壳体外设保温层，用于对蒸发器水箱中的载冷剂进行保温，减少液态的载冷剂通过蒸发器水箱与空气的热交换，蒸发器在蒸发器水箱内与液态的载冷剂相接触，或者是蒸发器的制冷管道敷设在所述蒸发器水箱的金属内胆壁面上，通过金属内胆壁面将冷量传递至载冷剂。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1.蒸发器与冷凝器共存于同一空间，同时实现了蒸发器产冷量与冷凝器产热量在同一空间的分离。冷凝器产生的热量由热容大的冷却液体吸收并储存在冷却水箱的大量液体中，避免了能量通过冷凝器与同空间的外界进行热交换而使同空间环境温度升高，存在于冷却液体中的能量较少向空气中散发，提高了整体空间的制冷效果。

2.采用液体载冷剂实现换热器的热量交换更进一步拓展了本发明的使用范围。

3.本发明结构紧凑、性能稳定可靠，具有重量轻、造价低、效率高的优点。

附图说明

图1为本发明一种小型制冷装置实施例一的结构示意图；

图2为本发明一种小型制冷装置实施例二的结构示意图；

图3为本发明一种小型制冷装置实施例三的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明附图，对本发明的具体实施方式作描述，显然，所描述的具体实施方式仅是一部分实施例，基于本发明的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均在本发明的保护范围内。

实施例一

本发明的小型制冷装置，利用了冷却液21与冷凝器2进行热交换，将冷凝器2中高温高压制冷剂的热量由热容较大的冷却液21吸收带走，并储存于开放式冷却水箱22中，而不是通过空气将热量交换掉。冷凝器2产生的热量储存在热容量较大的冷却液21中，较少向空气散发，而共存在同一空间的蒸发器4产生的冷量与空气或介质进行交换，实现制冷效果，从而完成了同一空间内冷、热量的分离，提高了整体空间的制冷效果。

参见图1，制冷装置的制冷***由压缩机1、冷凝器2、节流机构3、蒸发器4连接而成。压缩机1排出的高温高压制冷剂蒸汽经冷凝器2冷凝后进入节流机构3节流降压，从节流机构出来的低温低压制冷剂液体进入蒸发器4蒸发汽化，又回到压缩机1，如此周而复始。其中节流机构3可以是结构简单的毛细管，也可以选择节流膨胀阀。压缩机1是制冷***的心脏部件，采用高效全封闭压缩机。冷凝器2的换热采用与冷却液21热传导方式而非空气对流换热，在装置内有一盛装有冷却液21的冷却水箱22，冷凝器2置于冷却水箱22内，冷却液21吸收冷凝器2产生的大量热，冷却液21的温度会随着压缩机1的不断工作中冷凝器热量的释放上升，为实现良好的制冷效果可对冷却水箱22中的冷却液21进行更换。冷凝器2是盘管状的，也可以由冷凝管弯绕成一定形状或者是翅片式冷凝器。

在本发明中，为保证冷却液21的成本低廉，冷却液21可以选择液态水。

实施例二

见图2，在实施例一的基础上，在放置蒸发器4周围的蒸发区域内设置一强化换热风扇41，强化换热风扇41装在蒸发器4的正面前方或者后方，或者是侧面，或者是蒸发器4的上方或下方，具体视装置的结构而定，强化换热风扇41可大大加强蒸发器4的换热速度，提高***的工作效率。

实施例三

见图3，对于一些需要向间隔制冷装置一定距离的目标供冷的场合，或者是不适用冷空气直接降温的环境，可以利用液态的载冷剂42实现冷量的远距离输送。在压缩机制冷回路上增加第二换热装置，该装置由蒸发器水箱43、换热器5、水泵6组成，通过循环管道连接。在蒸发器水箱43内的载冷剂42吸取蒸发器4产生的冷量变成低温液体，以水泵6为动力源，通过管道内的液态载冷剂42在第二换热装置内循环流动，把蒸发器4产生的冷量从蒸发器水箱43内通过载冷剂42输送至换热器5中，在换热器5内进行热交换后载冷剂42温度升高，回流到蒸发器水箱43中，再吸收蒸发器4产生的冷量降温，循环反复。本发明中可以将水作为载冷剂，为提高***效率，在换热器5上设换热器风扇51。蒸发器水箱43的壳体外设保温层，用于对蒸发器水箱43中的液态的载冷剂42进行保温，减少载冷剂42通过蒸发器水箱43与空气的热交换，蒸发器4(可以是盘管式蒸发器)在蒸发器水箱43内与载冷剂42相接触，或者是采用板管式蒸发器，将蒸发器4的制冷管道敷设在所述蒸发器水箱43的金属内胆壁面上，通过金属内胆壁面将冷量传递至载冷剂42。为保证载冷剂42成本低廉，载冷剂42可以选择液态水。

实施例四

本发明的小型制冷装置在实施例一的基础上作更进一步的改进，为了使冷却水箱22内的液体可二次利用，并且使冷却液21保持在一比较低的温度工况下，本实施例增加冷却液21的的排出和供给装置(附图中未示出)，具体是：在本发明的小型制冷装置内设置控制器，在冷却水箱22上设进水口与排水口，排水口连接排水阀，进水口与冷却液21的供液罐连接。冷却水箱22内设液位控制器，如浮球阀，当冷却液21不足时，可自动实现补液。同时，在冷却水箱22内设温度传感器，该温度传感器与排水阀与控制器电连接，当控制器接收温度传感器的信号，检测到水箱内温度过高时，控制器控制排水阀打开，流出部分冷却液21，供给装置自动补液，使冷却液21可以控制在设定的温度范围内，从而保证了***稳定、高效运行。本实施方式也可以在实施例二或三中作进一步改进实施。

冷却水箱22和蒸发器水箱43均可采用不锈钢材料制做。

本发明的小型制冷装置，蒸发器4与冷凝器2共存于同一空间，同时。冷凝器2产生的热量大部分被热容大的冷却液21所吸收，极少散发到周围空间中，实现了蒸发器4产冷量与冷凝器2产热量在同一空间的分离，确保装置所在的空间没有出现大的温升的情况，克服了采用空气对流冷凝在制冷***的制冷和制热同处一室时所存在的缺陷，特别适用于小型制冷***。本发明结构紧凑、性能稳定可靠，具有重量轻、造价低、效率高的优点。而冷却水箱中的冷却液体因吸收冷凝器产生的热量而温度升高，可利用于洗涤或其它需要热水的场合，达到能量合理的二次应用。

Claims (10)

1.一种小型制冷装置，包括压缩机(1)、冷凝器(2)、节流机构(3)、蒸发器(4)，其特征在于：还包括盛装有冷却液(21)的冷却水箱(22)，所述冷凝器(2)置于冷却水箱(22)内，并与所述冷却液(21)交换热量。

2.根据权利要求1所述的小型制冷装置，其特征在于：所述冷却水箱(22)为开放式水箱。

3.根据权利要求1所述的小型制冷装置，其特征在于：所述冷却水箱(22)设进水口与排水口，所述排水口连接排水阀。

4.根据权利要求3所述的小型制冷装置，其特征在于：还包括控制器、在所述冷却水箱(22)内设置的温度传感器和液位控制器，所述的温度传感器、排水阀与所述的控制器电连接。

5.根据权利要求3所述的小型制冷装置，其特征在于：所述的冷却液(21)是液态水。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的小型制冷装置，其特征在于：在蒸发器(4)周围的蒸发区内设有风扇(41)。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的小型制冷装置，其特征在于：还包括第二换热装置，所述第二换热装置包括蒸发器水箱(43)、换热器(5)、水泵(6)和载冷剂(42)、循环管道，所述蒸发器水箱(43)、换热器(5)、水泵(6)通过循环管道连接，所述蒸发器水箱(43)内设置蒸发器(4)，所述载冷剂(42)在蒸发器水箱(43)内与所述蒸发器(4)交换热量并由水泵(6)带动在所述的第二换热装置内循环流动。

8.根据权利要求7所述的小型制冷装置，其特征在于：还包括用于所述换热器(5)强制空气对流换热的风扇(51)。

9.根据权利要求8所述的小型制冷装置，其特征在于：所述蒸发器水箱(43)的壳体设保温层。

10.根据权利要求9所述的小型制冷装置，其特征在于：所述蒸发器的制冷管道敷设在所述蒸发器水箱的内胆壁面上，内胆材料为导热金属。

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