制冷剂蒸发凝结制冷制热的减小功率消耗方法技术

制冷制热主要的功率消耗＝压力与流量的乘积的压缩机，本发明专利技术主要是通过在蒸发器、冷凝器内增加高配合密度的材料并形成很大的制冷剂在蒸发、凝结中的制冷剂液、气的分离接触面积，在一定的温度使制冷剂以小的压力、单位面积少的蒸发或凝结量、在大的面积完成蒸发、凝结量或者是完成所需的蒸发吸收热能量、凝结释放热能量，代替现在以高压剧烈完成相当的蒸发吸收热能量、凝结释放热能量，相同的流量使压缩机以小压力做功而减小功率消耗。以及包括在制冷时只有蒸发器而没有需要高压力的冷凝器或制热时只有冷凝器而没有需要低负压的蒸发器、在压缩机做功和阻流器的节流以小压力使蒸发器蒸发吸热与冷凝器释放热能相转换的减小如电能的功率消耗。

The method of reducing power consumption in the heating of refrigerant evaporation condensation refrigeration

The main power consumption of refrigeration and heating is the compressor multiplying the pressure and flow. The invention is mainly to increase the material with high coordination density in the evaporator and condenser and form a large contact area of refrigerant liquid and gas in evaporation and condensation. At a certain temperature, the refrigerant can evaporate or condense at a small pressure, a small unit area and a large surface To accumulate the evaporation and condensation amount or the required evaporation and absorption heat energy, condensation and release heat energy, instead of completing the equivalent evaporation and absorption heat energy and condensation and release heat energy with high pressure. The same flow makes the compressor work with small pressure and reduce power consumption. In addition, the power consumption of electric energy, such as power consumption, is reduced by converting the heat absorbed by evaporation of evaporator to the heat released by condenser at low pressure through the work done by compressor and throttling of flow arrester.

【技术实现步骤摘要】
制冷剂蒸发凝结制冷制热的减小功率消耗方法
本专利技术涉及压缩蒸发制冷凝结制热的技术，是涉及减小如空调等压缩制冷制热应用中的能量消耗。
技术介绍
在目前如冰箱、空调和冷藏等的制冷中基本是通过压缩机的作用，使蒸发器的制冷剂受以很低的负压作用沸腾小面积蒸发吸收热能和冷凝器的制冷剂受高压小面积释放热能的配合，使压缩机两端的冷凝器与蒸发器之间的压力差很大，消耗了大量不应该消耗的功率；压缩机是如空调等消耗电能的主要因素，而现在的包括空调等是社会上消耗电能的大户，以及冷凝器的高压和所释放的高温热能使消耗一半的功率向大气释放热能，不但无故地消耗电能，而且有一定幅度地提高大气温度。同时在现在使用的热交换器如翅片与管道等的配套之间有热交换力弱形成较大的温差，也消耗一定的功率。解决功率的过度消耗问题是本专利技术的课题。
技术实现思路
本专利技术解决技术问题的目的是：减小制冷制热应用中的蒸发器和冷凝器内的压力使压缩机两端的压力差减小，或还可以只以蒸发器制冷或只以冷凝器制热，消除冷凝器或蒸发器的其中一个的无故消耗功率和提高大气的温度，以及增强热交换器内如翅片与管道等的配合。本专利技术解决技术问题的方案是：首先是通过增加液体制冷剂与气体制冷剂（包括蒸汽构成的气体，以下一样）分离面积、增强热交换器的热交换能力，使蒸发器以小的负压力处在非沸腾状态的蒸发、冷凝器以小的正压力凝结或者还可以以小压力提高温度凝结，以增加制冷剂的液气分离面积来弥补因压力的减小使单位面积制冷剂的蒸发、凝结量的减小而完成相当的蒸发吸热量、凝结放热量；其次是去掉冷凝器的正压力只以蒸发器蒸发制冷、或去掉蒸发器的负压力只以蒸发器蒸发制冷或冷凝器凝结制热。以及在制冷剂与另外流体直接进行热交换或制冷剂与另外流体进行隔离热交换时，大面积的高配合密度材料与制冷剂可以以最短距离进行热交换而减小温差，也可以使气体制冷剂的流动改变材料表面蒸汽的浓度。本专利技术的有益效果是通过减小每个蒸发器与冷凝器内的压力也减小之间的压力差，大幅度减小压缩机的做功压力而减小如电的能量消耗；制冷时没有冷凝器的高压消耗功率，可以减小如电的能量消耗和向大气排放的热能；或制热时没有蒸发器的负压力消耗功率，也减小如电的能量消耗。在较大幅度减小蒸发器和冷凝器的制冷剂压力后，制冷剂所流动的壳体如管道的承压力要求小就可以加大壳体的截面或可以较薄等，蒸发器与冷凝器之间的压力差减小也要求阻流器的截面面积增加而减小如堵塞的故障，以及压缩机的选择也可以更多如可以选择简单耐用和压力低的离心泵或轴流泵等；以及压力的减小也可以使蒸发器、冷凝器的结构和材料更容易选择。附图说明图1是制冷制热的结构附图。。图2是大面积液气分离的热交换器及液、气分配示图。图3是热交换器实例图。图4是管道内外增加面积和表面的示图。图5是液体制冷剂分离示图。图6是热交换器增加液气面积和液体配合示图。图7是制冷制热器与内、外热交换器分体配合示图。具体实施方式本专利技术的原理是：这里以蒸发器的蒸发制冷为例，以不论是任何制冷剂在不做功时在蒸发器和冷凝器内的压力相等以及保持在一定的值，如果做功时若要使蒸发器内的制冷剂沸腾需要压缩机（或泵，以下一样）做功形成很低的负压力才可以。本专利技术是增加蒸发器内的液体制冷剂的分布面积，以小的负压力使制冷剂在不是沸腾的状态蒸发，这时单位面积内的蒸发量很小，是以增加面积×单位面积少的蒸发量来代替原来以小体积和小表面积的内部剧烈的大负压力蒸发。即是相同的制冷量基本是相同的制冷剂蒸发量：现在是以很低的负压高速度地在小表面积液体内部剧烈汽化内完成蒸发量，本专利技术是小的负压在单位面积内小的蒸发量但通过增加蒸发面积来完成相同的蒸发量。在冷凝器也一样，本专利技术也是以小的正压力在单位面积内小的凝结量通过增加凝结面积来完成相同的凝结放热量，还可以通过增加面积来适当提高凝结的温度，来增加外部环境的温差，容易向外部释放热能，但又不需要增加压缩机的功率。当然相同的量，制冷温度越低或制热温度越高，所需的面积越大；相同的温度，制冷制热量越大，所需面积也越大。同时增加制冷剂的液气分离面积是在一定的体积内完成的，所以材料的密度较高，气体制冷剂的流动孔隙也小，制冷剂的热能可以短距离进行热交换也可以减小制冷剂与相热交换流体的温差。也就是蒸汽的流量是蒸发器的蒸发量、冷凝器的凝结量，也是吸收热能、释放热能的量，原来是的制冷制热是＝高压力×单位面积很大的制冷剂蒸发、凝结量×小的可蒸发、凝结面积；本专利技术的制冷制热是＝低压力×单位面积小的制冷剂蒸发、凝结量×大的可蒸发、凝结面积；即是原来的流量是＝单位面积很大的制冷剂蒸发、凝结量×小的可蒸发、凝结面积＝本专利技术的流量＝单位面积小的制冷剂蒸发、凝结量×大的可蒸发、凝结面积，蒸汽的流量＝热能的量，是相同的流量、热能量时压缩机的功率消耗是压力×流量，原来是高压力完成，而本专利技术以小压力就可以完成，这样本专利技术就可以以增加可蒸发、凝结面积的比例来减小压力的比例从而也是减小压缩机功率的比例。是相同温度的制冷制热量，蒸发器、冷凝器的压力变小时，单位面积的制冷剂蒸发、凝结量就变少，这就要以制冷剂的可蒸发、凝结面积来弥补；蒸发器、冷凝器的压力越小时，单位面积的制冷剂蒸发、凝结量就越少，这就要以制冷剂的可蒸发、凝结面积就要求越大来弥补。也就是，在确定一定的温度、制冷制热量时，一般制冷剂的可蒸发、凝结面积越大，所需的单位面积的蒸发、凝结量越小，所需的蒸发、凝结压力也越小，这需要在一定的体积内增加制冷剂的可蒸发、凝结面积；以及制冷剂与相热交换流体的温差越小，制冷剂也可以得到更高温度蒸发、更低温度凝结，这是制冷剂与相热交换流体共同流动时温差最小，如果是制冷剂与相热交换流体是通过如物体、管道的隔离进行热交换时，制冷剂气体在小的孔隙与增加面积的材料可以短距离热交换而减小制冷剂与材料表面的温差，而从各表面的热能到隔离的如管道壁的材料要有很好的导热性、短的距离才可发减小各表面与相热交换流体的温差。各表面的蒸汽浓度是蒸发时表面浓度小、凝结时表面浓度高才更容易蒸发、凝结，在蒸发器持续抽出蒸汽时要使浓度小的蒸汽流动到各表面、在冷凝器被持续压缩蒸汽时要使浓度高的蒸汽流动到各表面，所以最好是控制气体制冷剂的合适流动；以及蒸发器和冷凝器内的有压力差较大时，会有部分更小的负压力蒸发、更小的正压力凝结而需要增加压力；在一定体积内增加液气分离面积越大时一般材料要细分得更小、更薄，所以其承受流体的冲击力也减弱；所以控制气体制冷剂的流动、内部的压力差和材料的承受力要综合得更好的关系。在蒸发器内要形成大的液气分离面积就要控制分配液体制冷剂的总流动、分支流动、在各表面的流动、扩散、渗透等的关系，以及液体的流动受到重力或还有气体流动的推动力作用，综合使液体制冷剂在持续蒸发过程中分配到各表面有薄的液体层，尽量减小液体的堆积堵塞或表面的没有液体，才可以使液体在一定体积内有更多小表面、气体有更小的流动截面而得到更大的液气分离面积。在冷凝器中是各表面都可以凝结制冷剂，但要使各表面的液体制冷剂受到液体制冷剂的总流动、分支流动、在各表面的流动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.制冷剂蒸发凝结制冷制热的减小功率消耗方法，其特征在于，在使蒸发器制冷剂蒸发吸收热能、冷凝器凝结释放热能的制冷、制热器中，通过在蒸发器内增加液体制冷剂的可蒸发面积、在冷凝器内增加制冷剂蒸汽的可凝结面积：在一定温度的制冷、制热时，使蒸发器内的液体制冷剂以小的负压力、单位面积少的蒸发量、在大的液体表面积处在没有沸腾的状态蒸发吸收要求的热能量，使冷凝器内的制冷剂蒸汽以小的正压力、单位面积少的凝结量、在大的表面面积凝结成液体释放要求的热能量，来代替高压力的剧烈蒸发、凝结制冷剂量，在压缩机（泵）的消耗功率是压力×流量中，是在蒸发器、冷凝器的压力减小造成单位面积的制冷剂蒸发、凝结量的减小时以增加制冷剂可蒸发、凝结的面积来补充完成相当的制冷剂蒸发、凝结的量，一定的压缩机（泵）蒸汽流量使蒸发器以小的压力蒸发制冷剂、冷凝器以小的压力凝结凝结制冷剂的方法来得到压缩机小的功率消耗。/n

【技术特征摘要】
1.制冷剂蒸发凝结制冷制热的减小功率消耗方法，其特征在于，在使蒸发器制冷剂蒸发吸收热能、冷凝器凝结释放热能的制冷、制热器中，通过在蒸发器内增加液体制冷剂的可蒸发面积、在冷凝器内增加制冷剂蒸汽的可凝结面积：在一定温度的制冷、制热时，使蒸发器内的液体制冷剂以小的负压力、单位面积少的蒸发量、在大的液体表面积处在没有沸腾的状态蒸发吸收要求的热能量，使冷凝器内的制冷剂蒸汽以小的正压力、单位面积少的凝结量、在大的表面面积凝结成液体释放要求的热能量，来代替高压力的剧烈蒸发、凝结制冷剂量，在压缩机（泵）的消耗功率是压力×流量中，是在蒸发器、冷凝器的压力减小造成单位面积的制冷剂蒸发、凝结量的减小时以增加制冷剂可蒸发、凝结的面积来补充完成相当的制冷剂蒸发、凝结的量，一定的压缩机（泵）蒸汽流量使蒸发器以小的压力蒸发制冷剂、冷凝器以小的压力凝结凝结制冷剂的方法来得到压缩机小的功率消耗。


2.根据权利要求1所述的制冷剂蒸发凝结制冷制热的减小功率消耗方法，其特征在于，所述的在蒸发器增加制冷剂蒸汽的可蒸发面积、在冷凝器内增加液体制冷剂的可凝结面积，是包括在蒸发器、冷凝器内增加高配合密度的材料，使液体制冷剂和包括蒸汽的气体制冷剂小的压力在一定体积的高配合密度的材料内的各表面保持形成大的接触面积和保持一定的温度或温度范围持续蒸发、凝结；在所述的蒸发器内增加高配合密度的材料时，通过流道、管道、毛细流动使液体制冷剂持续分配到各高配合密度材料内的很多表面，使液体制冷剂流动、扩散、渗透到高配合密度材料内的很多表面形成和保持薄的液体层与高配合密度材料内的各大小截面配合的孔、隙中的气体制冷剂相大面积接触，各小表面薄的液体制冷剂层受到一定的负压力蒸发到各孔、隙中为蒸汽，蒸汽再集中或分支集中被抽出或被压缩机抽出后压缩到冷凝器；在所述的冷凝器内增加高配合密度的材料时，气体制冷剂分配到高配合密度材料的大小截面配合的各孔、隙中受到一定的正压力凝结到高配合密度材料内的很多表面形成大面积凝结为液体，各表面的液体通过流动、扩散、渗透集中或分支集中到流道、管道、毛细流道，集中的液体制冷剂被输出或经过节流器流动到蒸发器，使各高配合密度材料的很多小表面在持续凝结制冷剂蒸汽为液体时保持薄的液体层。


3.根据权利要求2所述的制冷剂蒸发凝结制冷制热的减小功率消耗方法，其特征在于，所述的高配合密度材料由任何材料和形状的片状、柱条状、纤维状、丝状、海绵状、颗粒、微粒等直接构成或相结合的整体排列结构为有许多薄的液体制冷剂分布的表面和有许多包括蒸汽的气体制冷剂流动的小、中、大截面的孔、隙（包括缝隙、间隙、间隔等）相稳定配合，包括对液体和气体制冷剂的流动分配控制使蒸发器在持续蒸发中、冷凝器在持续凝结中许多的各表面保持薄的液体制冷剂层和有许多流动气体制冷剂的小、中、大截面的孔、隙相接触配合的状态；其特征在于，所述的许多薄的液体制冷剂分布的各表面还包括结合有镀或微粒层使液体制冷剂在各表面变薄、容易扩散、渗透，有更多的片状、柱条状、纤维状、丝状、海绵状、颗粒的小表面保持薄液体制冷剂层与包括蒸汽的气体制冷剂相接触。


4.根据权利要求2、3所述的制冷剂蒸发凝结制冷制热的减小功率消耗方法，其特征在于，所述的使液体制冷剂和气体制冷剂小的压力在一定体积的高配合密度的材料内的各表面保持形成大的接触面积，是液体制冷剂在总流动与高配合密度的材料各表面的分布中，在液体制冷剂总流动与各表面之间受（流）管道的截面大小和形状、毛细分支的孔隙结构、重力或气体的推动力、形成各表面的排列结构、方向等的受力流动以及在各表面材料或材料表面的可流动、扩散、渗透特性等因素的综合配合使持续蒸发或凝结中各表面、构成最大表面积的各小表面保持薄的液体层从而保持各表面的液体与流动的气体持续接触，在一定的或一定范围制冷、制热量时，减小或消除液体过多对气体孔、隙的堆积堵塞或者较多的表面没有液体；以及在保证气体的流动和不被液体较多堵塞时的孔、隙取小的截面面积，以在一定的体积内的包括片状、柱条状、纤维状、丝状、海绵状以及颗粒等材料有许多表面构成更大面积的配合密度，得到更大的制冷剂液体与气体的相接触分离面积的稳定结构。


5.根据权利要求3、4所述的制冷剂蒸发凝结制冷制热的减小功率消耗方法，其特征在于，所述的在一定的体积内的包括片状、柱条状、纤维状、丝状、海绵状以及颗粒等材料有许多表面构成更大制冷剂液、气分离接触面积的配合密度，得到更大的制冷剂液体与气体的相接触分离面积的稳定结构，是包括大、小、厚、薄的材料或不同强度的材料相配合保持形成大的制冷剂液体与包括蒸汽的气体相接触面积的稳定结构形状，或包括在大、厚、强度高的材料表面分布有或分支出构成大的气分离面积的许多小、薄、强度小的材料。


6.根据权利要求1至5所述的制冷剂蒸发凝结制冷制热的减小功率消耗方法，其特征在于，所述的高配合密度材料中各表面蒸发吸收、凝结释放的热能在蒸发器、冷凝器与另外的物体或与流体隔离进行热交换时，形成大的液体制冷剂与汽体制冷剂相接触面积的高配合密度材料或部分高配合密度材料与相热交换的物体或流体之间是有好的导热性材料及时传递热能到另外的物体或流体，使制冷剂持续蒸发吸收热能、凝结释放热能后各表面与相热交换物体或流体有一定的温差，形成制冷剂在各表面保持一定的温度范围持续蒸发、凝结；其特征在于，所述的相热交换流体是包括在管道内、容器外、管道外通过管道或容器壁面隔离通过导热性好的材料的热传递与各大表面面积材料的热能进行热交换；所述的物体是直接通过导热性好的材料的热传递与各大表面面积材料的热能进行热交换。


7.根据权利要求6所述的制冷剂蒸发凝结制冷制热的减小功率消耗方法，其特征在于，所述的高配合密度材料与相热交换流体之间有好的导热性，是以包括金属的导热性好的材料以不同厚、薄的片状、不同大、小的柱状、丝状、颗粒状或者还有其他材料的表面层相结合形成在一定体积内有很多高密度排列的小、薄的表面构成大的液体制冷剂分布表面面积与流动的气体制冷剂相接触，以及在持续的蒸发、凝结制冷剂的过程中各材料、各材料的表面材料、结构、排列使液体制冷剂在各表面保持薄层状态和一定的温度；所述的部分高配合密度材料与相热交换流体之间有好的导热性是选择导热性好的材料连接、分支连接隔离另外相热交换流体的壁面或物体，包括在导热性好的材料再分支出形成大制冷剂液、汽分离接触面积的其他材料、在导热性好的材料表面履盖形成大制冷剂液、汽分离接触面积的其他材料；其特征在于，所述的在导热性好的材料再分支出形成大制冷剂液、汽分离接触面积的其他材料是确保各表面在一定的温度或温度范围时包括任何材料、任何形状、任何级数的分支形成许多小表面有薄的液体制冷剂与汽体相大面积接触；所述的在导热性好的材料表面履盖形成大制冷剂液、汽分离接触面积的其他材料包括液体容易分散为薄层的镀层以及导热性差的纤维、颗粒、微粒、海绵状等任何材料，特定材料的排列密度、孔隙的大小配合使液体制冷剂易于扩散渗透以及有很多纤维、颗粒、微粒、海绵状等的表面形成更大的液体制冷剂分布面积、液体制冷剂在许多各表面保持薄层...

【专利技术属性】
技术研发人员：何家密，
申请(专利权)人：何家密，
类型：发明
国别省市：广西;45