空气调节技术及其设备的制作方法

日期:2019-05-07 20:14:37

专利名称:空气调节技术及其设备的制作方法
技术领域
本发明涉及的是一种应用珀尔帖效应制冷器件对流动空气进行温度调节的空气调节技术及其设备。
传统的空气调节技术,普遍采用把制冷剂,如氨(NH3),二氧化碳(CO2),二氟一氯甲烷(CHF2Cl)等化学物质灌入制冷系统管道中,靠制冷剂的蒸发吸收热进行制冷,再经压缩机的力学作用,压入冷凝器中,经热交换后冷凝液化,再返回蒸发器中蒸发吸热,再冷凝,循环进行,达到对空气的制冷。这种技术对制冷量要求比较大的场合,效率较高。但由于这种技术必须选用制冷剂,而制冷剂的选用必须具有不易燃烧,不易爆,无毒,无味,对人体无害,对器官没有刺激的制冷剂。除去空气和水外,目前很难找到一种完全符合这一原则的理想制冷剂。因而现在仍然普遍采用有毒,有味,不易燃的氟里昂。除了上述制冷剂因素外,因工艺结构原因,无法避免运行系统所发生的噪声污染。另外因必须采用压缩技术,功耗一般都在千瓦以上,能耗很高。因而造价高于普通人能够接受的水平。
珀尔帖效应理论指出两种不同的导电材料所组成的电路中,接通直流电时,一个结点会吸热变冷,另一个结点会释热变热。结点的吸热与释热端的确定,取决于电路中的电流方向。根据这个理论制造出来的制冷器件叫珀尔帖效应制冷器件。作为一种电子器件,其制冷是一种能量转换,因而不存在着易燃,易爆,有毒,有味,对人体有害,对器官有刺激等问题。但由于其制冷功率较小,只有几瓦到几十瓦,目前只有在生物与药物的保存、仪表设备的制冷等方面有所应用。由于应用不普及,因而生产批量小,相应地成本也较高。被专家们定为“只适宜用于经济性居次要地位场合”和“不宜家电中使用”。
本发明的目的就是将珀尔帖效应制冷器件的制冷应用于对流动空气的温度调节。不必再采用传统的用压缩机压缩化学制冷剂循环制冷的系统,就可以直接、有效地将电能转化成制冷能量。使空气调节设备具有结构简单,成本低廉,对人体无害,无噪音污染,能耗低等优点。
本发明是将珀尔帖效应制冷器件作为家用空调机的制冷源,在一个制冷缓冲器或制冷介质的传导下,将经过缓冲器或制冷介质的流动空气制冷。珀尔帖效应制冷器件制冷功率一般只有几十瓦,相对来说制冷功率小了些,用这样的制冷器件调节以往用大功率制冷系统的空气温度,制冷器件有限的制冷功率利用是关键。本发明通过下列途径解决珀尔帖效应器件功率小的问题。
1.把它的有限功率最大限度地利用起来,使它同空气热交换达到最充分。热交换的充分程度,取决于珀尔帖效应制冷器件的制冷缓冲机构或者制冷介质。
2.连续运行,加大对制冷空间的循环制冷次数。连续、可靠地长时间运行,是该制冷器件的特点。
3.在珀尔帖效应制冷器件的制热端采用吸附式简化制冷系统,将珀尔帖效应制冷器件制热端产生的热量加以利用,使其转化成冷量补充珀尔帖效应制冷器件的制冷量,解决珀尔帖效应制冷器件制冷功率不足的问题,同时也解决了其在运行中产生的热的散热问题。
4.根据制冷量的需要适当增加珀尔帖效应制冷器件的片数。采用珀尔帖效应制冷器件作为空调机的制冷系统,由于是直接地把电能转化成制冷能量,不必再采用传统的用压缩机压缩化学制冷剂循环制冷系统,使空调机结构达到最简单,因而成本低廉,而且制冷系统中没有有害物质的存在,对人体无害,安全得到最大保证。珀尔帖效应制冷器件作为一种电子器件,寿命相当长,一般不会出现失效,既使出现了这种情况,更换十分方便,成本也远比压缩机低廉。珀尔帖效应制冷器件制冷没有振动源,在附加的辅助制冷机构中也不采用压缩机械,因此没有噪声对环境的污染。


图1.珀尔帖效应制冷器件应用于空气调节的设备结构侧视示意图,其中1.空气出口 2.导向板3.滚桶 4.电机5.被动轴 6.无纺布7.回吸管 8.被动轴9.吸附剂容器 10.冷凝器11.散热水槽 12.热交换室13.主动轴 14.空气入口15.慢速电机 16.被动轴17.被动轴 18.机箱19.温度调节水槽图2.珀尔帖效应制冷器件应用于空气调节的设备结构正视示意图,其中1.空气出口 7.回吸管9.吸附剂容器 10.冷凝器11.散热水槽 17.被动轴19.温度调节水槽 20.珀尔帖效应制冷器件
21.自控阀 22.自控阀实施例1由慢速电机15带动主动轴13,与被动轴5、8、16、17组成一个闭环,传动透气性能很好的无纺布6。被动轴8、17浸在温度调节水槽19内,温度调节水槽四侧与机箱18侧壁相连接,构成一个相对密封的热交换室12。在热交换室的空气出口1处装有一个由电机4带动的滚桶3,作为动力将热空气从空气入口14吸入机箱,再把进行过温度调节的空气从导向板2处的空气出口送出。珀尔帖效应制冷器件20装在机箱下部的散热水槽11内,紧贴温度调节水槽的底部。在珀尔帖效应制冷器件的放热端接一个内装有吸附剂CaCl·H2O和沸石的吸附剂容器9,下接一与吸附剂容器相连通,并由自控阀22控制的冷凝器10,在吸附剂容器和冷凝器之间装一根通过热交换室内的温度调节水槽,并由自控阀21控制的回吸管7。当启动后,珀尔帖效应制冷器件作用于温度调节水槽,不断吸收水中的热量。与此同时慢速电机带动主动轴和四个被动轴。由轴上的无纺布不断地把失去热量的水带出温度调节水槽,吸收进入机箱内的热空气的热量,再把吸热后的水送回水槽。空气进入机箱后,首先与由主动轴,被动轴16、17构成的无纺布屏障相迂,作第一次热交换,同时进入机箱内的流动空气受到阻碍第一次改变前进速度,进入机箱的空气穿过无纺布屏障后,在沿着滚桶所产生的力的方向前进,又迂到由主动轴,被动轴5、8构成的无纺布屏障,在此空间空气又进行了第二次热交换,同时再次降低前进速度,增加停留时间,使热交换更加充分。空气穿过这层无纺布屏障后又被加速送出机箱。这种工作的循环进行,达到了对某一空间的空气动态温度的调节作用,又由于空气与无纺布的接触所含尘埃和游离分子被吸住,起到了空气净化的作用。珀尔帖效应制冷器件所产生的热量,被吸附剂容器中的含水CaCl和沸石吸收,当温度达到40℃时,吸附剂开始脱附,脱附后的水通过自控阀进入冷凝器。当脱附过程完成后,珀尔帖效应制冷器件停止工作,自控系统使吸附剂容器下移进入散热水槽冷却,此时自控阀22关闭,自控阀21打开,开始蒸发,由于CaCl和沸石的作用,将冷凝器中的水通过回吸管又被吸回吸附容器,这个过程起到两个作用,当它通过温度调节水槽时,可以增加水槽的制冷量,另一方面也可以吸收珀尔帖效应制冷器件和脱附过程沉积在散热水槽中的热量。用本方案制备的家用空调机经测试制冷量 2500kj/h出口温度 15~25℃噪声 <40ClB功率 180W电源 ~220V±10% 50HZD.C 12.15V±10%实施例2本方案热交换室12结构与实施例1相同,制冷系统由珀尔帖效应制冷器件,散热水箱构成。将珀尔帖效应制冷器件所产生的热量,直接沉积于散热水箱中,通过水箱底部的金属板,自然辐射散热,部分抵消室内制冷量,由于该设备快速对室内空气进行循环冷却,其速度远远高于自然热辐射,抵消效果是不明显的,利用水热密较高的特性,珀尔帖效应制冷器件可以定时制冷,在保证温度调节水槽中水温条件下,停止生热。温度调节水槽与散热水槽的比例一般为1∶8。
用本方案制备的家用空调机经测试制冷量 300kj/h功率 150W出口温度 15~25℃
权利要求
1.一种由制冷源对流动空气的空气调节技术,其特征在于将珀尔帖效应制冷器件作为制冷源,在一个制冷缓冲器或制冷介质的传导下,将经过缓冲器或制冷介质的流动空气制冷。
2.一种对流动空气调节的设备,其特征在于(1).热交换室是由温度调节水槽,由慢速电机带动的主动轴、有两个浸在温度调节水槽内的四个被动轴、无纺布构成的闭环,由电机带动的滚桶构成;(2).制冷系统是由珀尔帖效应制冷器件,与其相连的并装有吸附剂的吸附剂容器,与吸附剂容器相连通的冷凝器,吸附剂容器与冷凝器之间的一根通过温度调节水槽的回吸管构成;
3.根据权利要求2所述的对流动空气调节的设备,其特征在于吸附剂为CaCl·H2O和沸石。
全文摘要
本发明涉及的是一种应用珀尔帖效应制冷器件对流动空气进行温度调节的空气调节方法以及设备,其特征是把珀尔帖效应制冷器件作为空气调节器的制冷源,在一个制冷缓冲器或制冷介质的传导下,将经过缓冲器或制冷介质的流动空气制冷。用此方法设计出来的家用空调器由于是直接将电能转化成制冷能量,不必采用传统的用压缩机压缩化学制冷剂循环制冷系统,使空调机结构简单,成本低廉,对人体无毒、无害,无噪声污染,并且使用寿命比较长。
文档编号F25B21/02GK1053951SQ9110055
公开日1991年8月21日 申请日期1991年2月1日 优先权日1991年2月1日
发明者王曾龙 申请人:王曾龙


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