專利名稱：冷卻循環(huán)水機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于用熱交換器交換水中熱量的循環(huán)裝置領(lǐng)域，特別涉及冷卻循環(huán)水機(jī)。
電子顯微鏡與分析儀器、真空系統(tǒng)、及其它實(shí)驗(yàn)設(shè)備在工作時(shí)需要用水進(jìn)行冷卻，但由于水資源的缺乏或水質(zhì)不好而易在冷卻系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生水垢，所以給需要用水冷卻的儀器設(shè)備的正常使用帶來(lái)很多困難；另外，使用直排水冷卻也浪費(fèi)了大量寶貴的水資源。冷卻循環(huán)水機(jī)可以比較好地解決這個(gè)問(wèn)題，例如中科院科儀中心生產(chǎn)的LX-2型冷卻循環(huán)水機(jī)，其特點(diǎn)是采用制冷系統(tǒng)將使用過(guò)的水(預(yù)先注入水箱內(nèi)的蒸餾水或去離子水等)進(jìn)行冷卻后再循環(huán)使用，以保證水質(zhì)并達(dá)到節(jié)水的目的；結(jié)構(gòu)如附


圖1，LX-2型冷卻循環(huán)水機(jī)由壓縮機(jī)1、制冷管道2、風(fēng)扇3、冷凝器4、儲(chǔ)液器5、過(guò)濾器6、毛細(xì)管7、熱交換器8、水管9、水泵10、出水口11、回水口12、水箱13、電源17、溫度控制器18、溫控器探頭19等組成。工作原理及過(guò)程是從熱交換器8流出的低溫制冷劑蒸氣被吸入壓縮機(jī)1，經(jīng)壓縮變?yōu)楦邏?、高溫制冷劑蒸氣送往風(fēng)冷冷凝器4，進(jìn)入風(fēng)冷冷凝器4內(nèi)向空氣放出熱量，被冷卻的制冷劑從風(fēng)冷冷凝器4進(jìn)入儲(chǔ)液器5內(nèi)，流出儲(chǔ)液器5的高壓制冷劑液體通過(guò)過(guò)濾器6、毛細(xì)管7進(jìn)入熱交換器8。因毛細(xì)管7的狹窄通路的阻力使高壓制冷劑的壓力下降，由于制冷劑具有壓力下降溫度也降低的性質(zhì)，因而變成低壓低溫液態(tài)制冷劑進(jìn)入熱交換器8，進(jìn)入熱交換器8的低壓低溫液態(tài)制冷劑由于比周圍物體的溫度低，而從四周吸熱，同時(shí)劇烈蒸發(fā)，進(jìn)入熱交換器8時(shí)從液態(tài)變?yōu)檎魵?，從熱交換器8流出的低溫制冷劑蒸氣通過(guò)壓縮機(jī)吸氣管吸入壓縮機(jī)1，此時(shí)再經(jīng)壓縮，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，如此反復(fù)進(jìn)行制冷循環(huán)。循環(huán)的水在流過(guò)水箱時(shí)與盤管式熱交換器交換熱量。LX-2型冷卻循環(huán)水機(jī)及控制部件的工作狀態(tài)是開機(jī)后，如果當(dāng)時(shí)水箱內(nèi)的水溫高于用戶預(yù)先設(shè)定的出水溫度，壓縮機(jī)和水泵開始工作，當(dāng)水箱內(nèi)的水溫達(dá)到用戶設(shè)定的溫度時(shí)壓縮機(jī)停止工作；開機(jī)后，如果當(dāng)時(shí)水箱內(nèi)的水溫低于用戶預(yù)先設(shè)定的出水溫度，壓縮機(jī)不工作，只有水泵工作，工作一段時(shí)間后，水箱內(nèi)的水溫上升超過(guò)用戶設(shè)定的溫度，壓縮機(jī)開始工作，當(dāng)水溫達(dá)到用戶設(shè)定的溫度時(shí)壓縮機(jī)停止工作，如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行，控制部件的工作方式與我們家用冰箱的溫控器工作方式基本相同。毛細(xì)管7一端連接在蒸發(fā)器，另一端經(jīng)過(guò)過(guò)濾器、儲(chǔ)液器連接到冷凝器，是作為一種流量恒定的裝置工作的。LX-2型冷卻循環(huán)水機(jī)存在制冷效率低等缺點(diǎn)，具體有(1)使用1.1KW壓縮機(jī)，制冷量1500W，能效比低，只達(dá)到1.35∶1，(2)采用Φ10×1盤銅管作為熱交換器，銅管傳熱效率低，熱交換效果差、熱交換器體積大，導(dǎo)致整機(jī)體積大；熱交換器尺寸直徑320mm高460mm，整機(jī)尺寸長(zhǎng)685mm×寬650mm×高850mm，(3)整機(jī)控制采用停機(jī)形式，由于水箱的熱容量有限，這樣恒溫精度差，一般在5-10℃。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種新的冷卻循環(huán)水機(jī)，以達(dá)到較高換熱效率、控制便捷、恒溫精度高而且結(jié)構(gòu)緊湊、降低能耗、節(jié)約空間、節(jié)約用水、從而使儀器設(shè)備正常工作。
本實(shí)用新型的冷卻循環(huán)水機(jī)，包括由壓縮機(jī)1、制冷管道2、風(fēng)扇3、冷凝器4、儲(chǔ)液器5、過(guò)濾器6、熱交換器8、水管9、水泵10、出水口11、回水口12、水箱13、電源17、溫度控制器18、溫控器探頭19部件等組成；其特征在于所述的熱交換器8為在水箱外的板式熱交換器8，其一邊的制冷劑進(jìn)口一端與膨脹閥16的出口連接，制冷劑的出口一端與壓縮機(jī)回氣口連接；另一邊有一進(jìn)水口，其與用戶設(shè)備連接，出水口與水箱連接。
膨脹閥16的進(jìn)口與過(guò)濾器6的出口連接；膨脹閥16與過(guò)濾器6之間可有一視鏡14，其是膨脹閥16的進(jìn)口與一視鏡14的出口連接，視鏡14的進(jìn)口與過(guò)濾器6的出口連接。
在壓縮機(jī)1與冷凝器4之間的制冷管道2上連接一帶有電磁閥15的制冷管道2，制冷管道2的一開口與電磁閥15的進(jìn)口連接，電磁閥15的出口端與膨脹閥16和板式熱交換器8之間的制冷管道2連接。
所述的板式熱交換器8為人字形或不對(duì)稱板紋的板片，其帶有紋路的板片每一對(duì)以180°逆向相對(duì)排列組合。
本實(shí)用新型的冷卻循環(huán)水裝置改進(jìn)了熱交換器，采用目前最先進(jìn)的板式熱交換器以替代盤銅管熱交換器；板式熱交換器8使用高導(dǎo)熱性能的薄板片，厚度＜1mm，壓制成精密的人字形或不對(duì)稱板紋的板片，帶有紋路的板片每一對(duì)以180°逆向相對(duì)排列組合，使板片間形成高度紊流的流體通道。如附圖3，相鄰兩組板片組成的通道中分別是兩種不同流體，水和制冷劑逆向流動(dòng)，把水中的熱量不經(jīng)混合傳遞到制冷劑，以達(dá)到降低水溫的目的。
同時(shí)，本實(shí)用新型還對(duì)溫度控制方式及制冷循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，控制部件采用溫度控制器18進(jìn)行整機(jī)的溫度控制，數(shù)碼顯示水溫，控制便捷，可以根據(jù)用戶的不同情況和需要自行設(shè)定控制溫度及恒溫精度；在壓縮機(jī)1出口處至膨脹閥16與熱交換器8之間連接了一個(gè)電磁閥15，當(dāng)水溫達(dá)到溫度控制器18設(shè)定的上限的下回差值時(shí)，把從壓縮機(jī)中排出的熱氣，旁通到膨脹閥16和熱交換器8之間，不使之流入冷凝器，直接送往蒸發(fā)器。
溫度控制的詳細(xì)工作過(guò)程結(jié)合圖4再作說(shuō)明當(dāng)用戶開機(jī)時(shí)，水箱內(nèi)的水溫高于設(shè)定溫度上限下回差值時(shí)，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，制冷系統(tǒng)開始工作，此時(shí)水溫開始下降，當(dāng)水溫降到設(shè)定溫度上限下回差值時(shí)旁通電磁閥15打開，因?yàn)殡姶砰y15的通經(jīng)比膨脹閥16的通經(jīng)大很多，所以從壓縮機(jī)排出的熱氣通過(guò)阻力小的電磁閥旁通到熱交換器8，在熱氣的作用下水溫上升，當(dāng)水溫上升到設(shè)定溫度上限上回差值時(shí)電磁閥15關(guān)閉，制冷劑通過(guò)膨脹閥工作，如此反復(fù)；當(dāng)用戶開機(jī)時(shí)，水箱內(nèi)水溫低于設(shè)定溫度上限下回差時(shí)，壓縮機(jī)不工作，要待水箱內(nèi)水溫上升到設(shè)定溫度上限上回差值時(shí)壓縮機(jī)開始工作。下限溫度是保護(hù)溫度，其作用是當(dāng)用戶的負(fù)載變化，負(fù)載很小時(shí)，旁通電磁閥15的加熱功率已不能滿足加熱需求，此時(shí)盡管還在加熱，但水箱內(nèi)的水溫仍然下降，當(dāng)水溫下降到設(shè)定溫度下限時(shí)，壓縮機(jī)停止工作，不再進(jìn)行制冷循環(huán)，水泵照常工作。
本實(shí)用新型的冷卻循環(huán)水機(jī)換熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，恒溫精度高、控制便捷、板式熱交換器的體積一般只有盤管式換熱器體積的1/10左右，因而冷卻循環(huán)水裝置的整體體積明顯減小。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。
附
圖1.LX-2冷卻循環(huán)水機(jī)示意圖；附圖2.本實(shí)用新型冷卻循環(huán)水機(jī)示意圖；附圖3.本實(shí)用新型冷卻循環(huán)水機(jī)板式熱交換器示意圖；附圖4.本實(shí)用新型冷卻循環(huán)水機(jī)溫控器工作狀態(tài)示意圖。
附圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明1.壓縮機(jī)2.制冷管道3.風(fēng)扇 4.冷凝器5.儲(chǔ)液器6.過(guò)濾器7.毛細(xì)管8.熱交換器9.水管 10.水泵 11.出水口 12.回水口13.水箱 14.視鏡 15.電磁閥 16.膨脹閥 17.電源18.溫度控制器 19.溫控器探頭 20.熱交換器的制冷劑出口21.熱交換器的制冷劑進(jìn)口 22.熱交換器的水路出口23.熱交換器的水路進(jìn)口實(shí)施例1.
本實(shí)用新型使用1.1KW壓縮機(jī)，制冷量3500Kcal/h，整機(jī)尺寸長(zhǎng)685mm×寬650mm×高850mm。冷卻循環(huán)水裝置由兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)以及控制部分組成，一個(gè)是制冷系統(tǒng)，另一個(gè)是水循環(huán)系統(tǒng)，整個(gè)裝置由壓縮機(jī)1、制冷管道2、風(fēng)扇3、冷凝器4、儲(chǔ)液器5、過(guò)濾器6、熱交換器8、水管9、水泵10、出水口11、回水口12、水箱13、視鏡14、電磁閥15、膨脹閥16、電源17、溫度控制器18、溫控器探頭19等組成。
本實(shí)用新型制冷循環(huán)系統(tǒng)的工作原理及過(guò)程是從熱交換器8流出的低溫制冷劑蒸氣被吸入壓縮機(jī)1，經(jīng)壓縮變?yōu)楦邏?、高溫制冷劑蒸氣送往風(fēng)冷冷凝器4，進(jìn)入風(fēng)冷冷凝器4內(nèi)向空氣放出熱量，被冷卻的制冷劑從風(fēng)冷冷凝器4進(jìn)入儲(chǔ)液器5內(nèi)，流出儲(chǔ)液器5的高壓制冷劑液體通過(guò)過(guò)濾器6、視鏡14、膨脹閥16進(jìn)入熱交換器8。因膨脹閥16的狹窄通路的阻力使高壓制冷劑的壓力下降，由于制冷劑具有壓力下降溫度也降低的性質(zhì)，因而變成低壓低溫液態(tài)制冷劑進(jìn)入熱交換器8，進(jìn)入熱交換器8的低壓低溫液態(tài)制冷劑由于比周圍物體的溫度低，而從四周吸熱，同時(shí)劇烈蒸發(fā)，進(jìn)入熱交換器8時(shí)從液態(tài)變?yōu)檎魵?，從熱交換器8流出的制冷劑蒸氣通過(guò)壓縮機(jī)吸氣管吸入壓縮機(jī)1，此時(shí)再經(jīng)壓縮，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，如此反復(fù)進(jìn)行制冷循環(huán)。
電磁閥15的作用是本實(shí)用新型冷卻循環(huán)水裝置可以提供恒溫水源，水溫一般可在+10℃至+25℃之間任意設(shè)定，水溫恒溫精度不超過(guò)±1℃，當(dāng)水溫低于設(shè)定溫度上限下回差值時(shí)電磁閥15打開，把從壓縮機(jī)中排出的熱氣，旁通到膨脹閥和熱交換器之間，不使之流入冷凝器，直接送往熱交換器，因這時(shí)水溫低于從壓縮機(jī)中排出的熱氣的溫度，因而水被加熱，水加熱至設(shè)定溫度上限上回差值時(shí)電磁閥15關(guān)閉，制冷循環(huán)開始工作，如此反復(fù)保證所設(shè)定的水溫保持恒溫。電磁閥15的另外一個(gè)作用是在整機(jī)突然斷電后又馬上來(lái)電的時(shí)候，因壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)間短，制冷系統(tǒng)高低壓不平衡造成壓縮機(jī)啟動(dòng)困難，此時(shí)電磁閥15打開可迅速平衡管內(nèi)壓力，以保護(hù)壓縮機(jī)不被損壞。
膨脹閥16的作用是把由冷凝器出來(lái)的高溫高壓液體制冷劑減壓后供給蒸發(fā)器，并能得到適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)溫度和制冷劑流量的控制閥。
視鏡14的作用是(1)在生產(chǎn)過(guò)程中可以隨時(shí)觀察制冷系統(tǒng)制冷劑的狀態(tài)及系統(tǒng)中含水量的多少；(2)在用戶的使用過(guò)程中可以觀察系統(tǒng)中制冷劑是否泄漏。
水循環(huán)系統(tǒng)包括水泵10、管道2、水箱13、出水口11、回水口12、熱交換器8等組成，用管道與用戶用水儀器設(shè)備連接成閉環(huán)；水由水泵打出，經(jīng)分流閥門及管道流過(guò)用戶用水儀器設(shè)備后返回到熱交換器，在熱交換器與低溫制冷劑交換熱量后儲(chǔ)存在水箱內(nèi)再經(jīng)過(guò)反復(fù)進(jìn)行循環(huán)。
本實(shí)用新型提高了能效比，一般在3.18∶1，在減少換熱介質(zhì)的同時(shí)節(jié)約了能源也節(jié)省了空間。實(shí)施例2.
本實(shí)用新型制冷過(guò)程如實(shí)施例1，使用1.5KW壓縮機(jī)，制冷量4500Kcal/h，整機(jī)尺寸長(zhǎng)670mm×寬560mm×高950mm；能效比一般在3∶1。
權(quán)利要求1.一種冷卻循環(huán)水機(jī)，包括由壓縮機(jī)(1)、制冷管道(2)、風(fēng)扇(3)、冷凝器(4)、儲(chǔ)液器(5)、過(guò)濾器(6)、熱交換器(8)、水管(9)、水泵(10)、出水口(11)、回水口(12)、水箱(13)、電源(17)、溫度控制器(18)、溫控器探頭(19)部件等組成其特征在于所述的熱交換器(8)為在水箱外的板式熱交換器(8)，其一邊的制冷劑進(jìn)口一端與膨脹閥(16)的出口連接，制冷劑的出口一端與壓縮機(jī)回氣口連接；另一邊有一進(jìn)水口，其與用戶設(shè)備連接，出水口與水箱連接；膨脹閥(16)的進(jìn)口與過(guò)濾器(6)的出口連接；在壓縮機(jī)(1)與冷凝器(4)之間的制冷管道(2)上連接一帶有電磁閥(15)的制冷管道(2)，制冷管道(2)的一開口與電磁閥(15)的進(jìn)口連接，電磁閥(15)的出口端與膨脹閥(16)和板式熱交換器(8)之間的制冷管道(2)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的冷卻循環(huán)水機(jī)，其特征在于所述的膨脹閥(16)與過(guò)濾器(6)之間有一視鏡(14)。
3.按照權(quán)利要求1所述的冷卻循環(huán)水機(jī)，其特征在于所述的板式熱交換器(8)為人字形或不對(duì)稱板紋的板片，其帶有紋路的板片每一對(duì)以180°逆向相對(duì)排列組合。
專利摘要本實(shí)用新型屬于用熱交換器交換水中熱量的循環(huán)裝置領(lǐng)域,特別涉及冷卻循環(huán)水機(jī)。其特征在于所述的熱交換器為在水箱外的板式熱交換器,其一邊的制冷劑進(jìn)口與膨脹閥的出口連接,制冷劑的出口與壓縮機(jī)回氣口連接;另一邊有一進(jìn)水口,其與用戶設(shè)備連接,出水口與水箱連接。膨脹閥的進(jìn)口與過(guò)濾器的出口連接;在壓縮機(jī)與冷凝器之間的制冷管道上連接一帶有電磁閥的制冷管道。換熱效率高,結(jié)構(gòu)緊湊,體積是盤管式換熱器體積的1/10左右。
文檔編號(hào)F25D31/00GK2399689SQ9925509
公開日2000年10月4日 申請(qǐng)日期1999年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月25日
發(fā)明者劉亞琪, 蔣鴻民, 王軍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院北京科學(xué)儀器研制中心