储能式制冷方法及制冷系统 【技术领域】
本发明属于制冷方法及制冷设备或系统, 涉及一种储能式制冷方法及制冷系统。背景技术
现有技术中, 制冷设备或系统大多采用热泵式降温空调。热泵式空调器通常由压 缩机、 冷凝器、 膨胀机构和蒸发器等主要部分组成 ; 其工作原理是 : 蒸发器内的液态制冷剂 蒸发时吸热而降温, 蒸发成气态的制冷剂再由压缩机压至冷凝器, 热量被排出后重新凝成 液态, 经膨胀机构流入蒸发器, 完成新一轮降温制冷过程。采用热泵式降温空调, 增大制冷 量必然要增大系统各个部分, 使得空调系统造价几乎和制冷量成正比增加, 电耗也随之正 比增加。热泵式降温空调所用制冷介质中 : 碳 - 氟化物是臭氧杀手, 溴化锂价格高, 液氨为 剧毒化合物 ; 热泵式降温空调制造费用高, 降温慢, 降温幅度小, 运行费用高, 大量消耗电 力, 不利于环境保护。 发明内容本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足, 提供一种具有超低造价、 超高效 节能、 百分之百环保的储能式制冷方法及制冷系统。
本发明的内容是 : 一种制冷系统, 其特征是包括 :
液态空气,
一个具有盛装低温液态空气能力、 并能保障液态空气保持液体状态的保温容器,
一个与保温容器连通、 安装有阀门的液态空气输入管道,
一个冷风出口,
一个将保温容器与冷风出口连通、 安装有阀门的出气管道, 以便冷空气从保温容 器中流向冷风出口,
一个吹风式风机 ( 即送气装置 ), 该风机通过安装有阀门的进气流管道与保温容 器的底部相连通, 将气态空气送入保温容器内, 以促成冷空气从保温容器中流向冷风出口。
该发明的内容中 : 所述保温容器主要由金属 ( 不锈钢、 或合金材料等 ) 内层、 包裹 在不锈钢内层外的金属 ( 普通钢、 不锈钢、 或合金材料等 ) 或塑料外层、 以及填充在内层与 外层之间的保温材料组成, 以达到保温性能。
该发明的内容中 : 还可以包括一个自控系统与一个恒温系统, 用于调节、 控制冷空 气温度, 或当温度达到所需要的程度时、 终止冷空气从保温容器向冷风出口的流动 ; 其结构 组成和使用方法可以同现有技术。
本发明的内容还可以是 : 一种制冷系统, 其特征是包括 :
液态空气,
一个具有盛装低温液态空气能力、 并能保障液态空气保持液体状态的保温容器,
一个与保温容器连通、 安装有阀门的液态空气输入管道,
一个与保温容器连通、 安装有阀门、 通大气的空气输入管道,
一个冷风出口, 一个一端与保温容器顶部连通、 安装有阀门的出气管道, 以便冷空气从保温容器中流出, 一个抽风式风机 ( 即抽气装置 ), 该风机的进气口与所述出气管道的另一端连通、 出气口通过气流管道与冷风出口相连通, 用于将气态空气从保温容器内抽出, 促成冷空气 从保温容器中流向冷风出口。
该发明的内容中 : 所述保温容器主要由金属 ( 不锈钢、 或合金材料等 ) 内层、 包裹 在不锈钢内层外的金属 ( 普通钢、 不锈钢、 或合金材料等 ) 或塑料外层、 以及填充在内层与 外层之间的保温材料组成, 以达到保温性能。
该发明的内容中 : 还可以包括一个自控系统与一个恒温系统, 用于调节、 控制冷空 气温度, 或当温度达到所需要的程度时、 终止冷空气从保温容器向冷风出口的流动 ; 其结构 组成和使用方法可以同现有技术。
本发明的内容还可以是 : 一种制冷系统, 其特征是包括 :
液态空气,
一个具有盛装低温液态空气能力、 并能保障液态空气保持液体状态的保温容器,
一个与保温容器连通、 安装有阀门的液态空气输入管道,
一个吹风式风机 ( 即送气装置 ), 该风机通过安装有阀门的气流管道与保温容器 的底部相连通, 用于将气态空气送入保温容器内, 以促成冷空气从保温容器中流向冷风出 口,
一个冷风出口,
一个一端与保温容器顶部连通、 安装有阀门的出气管道, 以便冷空气从保温容器 中流出,
一个抽风式风机 ( 即抽气装置 ), 该风机的进气口与所述出气管道的另一端连通、 出气口通过气流管道与冷风出口相连通, 用于将气态空气从保温容器内抽出, 促成冷空气 从保温容器中流向冷风出口。
该发明的内容中 : 所述保温容器主要由金属 ( 不锈钢、 或合金材料等 ) 内层、 包裹 在不锈钢内层外的金属 ( 普通钢、 不锈钢、 或合金材料等 ) 或塑料外层、 以及填充在内层与 外层之间的保温材料组成, 以达到保温性能。
该发明的内容中 : 还可以包括一个自控系统与一个恒温系统, 用于调节、 控制冷空 气温度, 或当温度达到所需要的程度时、 终止冷空气从保温容器向冷风出口的流动 ; 其结构 组成和使用方法可以同现有技术。
本发明的另一内容是 : 一种制冷方法, 其特征是包括下列步骤 :
a、 将液态空气注入保温容器内, 此保温容器可以盛装液态空气并将液态空气保持 在液体状态,
b、 将置于保温容器和冷风出口之间的出气管道设施的第一个阀门打开, 以便气态 冷空气从容器中流向冷风出口,
c、 将置于保温容器和吹风式风机之间的进气流管道设施的第二个阀门打开, 以便 空气流入保温容器,
d、 启动风机, 将气体空气送入保温容器, 促成保温容器中的一部份液态空气蒸发
上升到容器顶部成为冷却的气态空气、 并从保温容器中流向冷风出口、 再流出, 从而将需要 制冷的范围制冷。
该发明的另一内容中 : 步骤 b 所述出气管道上还串联有抽风式风机 ( 即抽气装 置 ), 将冷的气态空气从保温容器中抽向冷风出口。
该发明的另一内容中 : 还可以包括下列步骤 : 通过一个包括气温感应装置的自控 系统与恒温系统调节、 控制冷空气温度, 或当温度达到所需要的程度时、 终止冷空气从保温 容器向冷风出口的流动。
本发明制冷方法, 还可以是包括下列步骤 :
a、 将液态空气注入保温容器内, 此保温容器可以盛装液态空气并将液态空气保持 在液体状态,
b、 将置于保温容器和冷风出口之间的出气管道设施的第一个阀门打开, 以便气态 冷空气从容器中流向冷风出口,
c、 将置于保温容器和通大气的空气输入管道设施的阀门打开, 以便空气流入保温 容器,
d、 启动串联在出气管道上的抽风式风机 ( 即抽气装置 ), 促成空气流入保温容器, 使保温容器中的一部份液态空气蒸发上升到容器顶部成为冷却的气态空气, 将冷的气态空 气从保温容器中抽向冷风出口、 再流出, 从而将需要制冷的范围制冷。 本发明的上述内容中 : 所述保温容器的组装和配置应该提供足够的容积以便冷却 后气态空气的释放。
本发明的上述内容中 : 所述将保温容器和冷风出口连接的管道、 液态 空气输入管 道均应该具有抗冷的性能。
与现有技术相比, 本发明具有下列特点和有益效果 :
(1) 采用本发明, 高效节能, 所用零下 190 度左右或以下的液态空气蓄含大量冷 能, 使用时只需用风机吹出即能达到制冷目的, 同效比能耗不大于热泵式制冷系统的 10%;
(2) 采用本发明, 降温幅度大, 使用的液态空气为零下 190 度左右或以下、 制冷温 度可以达到零下 50 度以下, 而现有的热泵式系统制冷温度一般均不低于零下 30 度 ;
(3) 采用本发明, 制冷量大, 只须调节抽气机或 / 和送气机的功率就可以连续调节 冷气量, 只要容器中液态空气充足, 风机功率足够大, 就能产生巨大的制冷量 ; 例如 : 10 万 大卡 / 小时, 100 万大卡 / 小时, 1000 万大卡 / 小时, 10000 万大卡 / 小时乃至更大 ; 热泵式 制冷设备制冷量约为 1500 ~ 2000 大卡 / 千瓦小时, 如果使用热泵式制冷设备制冷, 让其产 生 1 万万大卡 / 千瓦小时的制冷量是极其困难的, 设备造价将会是天文数字, 且耗电量巨 大;
(4) 采用本发明方法可瞬时制冷急速降温, 只须启动风机, 加大进出风量就可轻易 实现, 操作使用十分方便 ;
(5) 采用本发明, 高环保, 设备系统中无污染物存在, 使用过程中只排出普通空气, 因此 100%环保, 而热泵式制冷系统中使用碳 - 氟化物或液氨, 会造成严重环境污染 ;
(6) 采用本发明, 噪音低, 使用过程中只有轻微的风机运转声, 远低于热泵式制冷 设备运转时压缩机产生的强大噪音 ;
(7) 采用本发明, 结构简单, 造价低, 而且制冷量越大与热泵式制冷设备同效比造
价越低 ; 因为设备中只包括储气罐 ( 保温容器 )、 风机、 管路、 阀门这些普通器件 ; 而热泵式 制冷设备中包括高价的压缩机和散热器 ; 因此, 使用本发明中央大型制冷设备同效比造价 不高于 10%, 分散用 小型制冷设备同效比造价不高于 20% ;
(8) 采用本发明, 节约铜、 铝等有色金属 ; 热泵式制冷设备系统的压缩机及散热器 大量使用铜、 铝等有色金属, 每年用于热泵式制冷设备系统的铜、 铝材, 仅限于冰箱、 冰柜、 空调就在 10 万吨左右 ; 本发明完全不使用铜、 铝等有色金属, 从而大量节约铜、 铝材料 ;
(9) 采用本发明, 制造费用极低, 对大型特别是超大型中央降温空调、 只有现行热 泵式空调的 10%甚至更低, 不用任何介质, 百分之百环保, 瞬时降温, 降温幅度大, 运行费用 低, 运行中电力消耗小于热泵式空调的 10%, 实用性强。 附图说明
图 1 是本发明实施例 1 原理结构示意图 ; 图 2 是本发明实施例 2 原理结构示意图 ; 图 3 是本发明实施例 3 原理结构示意图。具体实施方式 下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明, 但不能理解为是对本发明保护范 围的限制, 该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和 调整, 仍属于本发明的保护范围。
实施例 1 : 参见附图 1。
一种送气 ( 吹风 )、 抽气 ( 抽风 ) 式制冷系统, 包括 :
一个具有盛装低温液态空气能力、 并能保障液态空气保持液体状态的保温容器 120,
液态空气 110、 盛装于保温容器 120 中,
一个与保温容器 120 连通、 安装有阀门 125 的液态空气输入管道,
一个吹风式风机 130( 即送气装置 ), 该风机 130 通过安装有阀门 150 的气流管道 160 与保温容器 120 的底部相连通, 用于将气态空气送入保温容器 120 内, 以促成冷空气从 保温容器 120 中流向冷风出口 180,
一个冷风出口 180,
一个一端与保温容器 120 顶部连通、 安装有阀门 165 的出气管道 170, 以便冷空气 从保温容器 120 中流出,
一个抽风式风机 140( 即抽气装置 ), 该风机 140 的进气口与所述出气管道 170 的 另一端连通、 出气口通过气流管道 175 与冷风出口 180 相连通, 用于将气态空气从保温容器 120 内抽出, 促成冷空气从保温容器 120 中流向冷风出口 180。
所述保温容器 120 主要由金属 ( 不锈钢 ) 内层、 包裹在不锈钢内层外的金属 ( 普 通钢 ) 或塑料外层、 以及填充在内层与外层之间的保温材料组成, 以达到保温性能。
使用时的开机程序 : 关闭阀门 150, 开启阀门 125、 阀门 165, 由阀门 125 经液态空 气输入管道加入液态空气到保温容器 120 内, 加完后关闭阀门 125 ; 开启风机 140、 瞬时既有 冷风吹出, 开启阀门 150、 开启风机 130、 可以迅速降低出气温度 ;
使用时的停机程序 : 依次关闭风机 130、 风机 140, 关闭阀门 150, 完毕 ( 阀门 165 全 开或微开 ) ;
本实施例制冷系统设备说明 : 110 为液态空气, 120 为保温容器 ( 可以是罐, 保温耐 压, 内层为不锈钢质、 外层为普通钢或塑料、 中间填充保温材料 ), 125 为加料阀门与液态空 气输入管道 ( 不锈钢质 ), 130、 140 为风机, 150、 160 为进气阀门与管道 ( 罐内部分为不锈钢 质 ), 165、 170 为出气阀门与管道, 175、 180 为出气管道与冷风出口 ( 出风口 )。
本实施例还可以包括一个自控系统 190 与一个恒温系统 195, 用于调节、 控制冷空 气温度, 或当温度达到所需要的程度时、 终止冷空气从保温容器向冷风出口的流动 ; 其结构 组成和使用方法可以同现有技术。
实施例 2 : 参见附图 2。
一种吹风式制冷系统, 包括 :
一个具有盛装低温液态空气能力、 并能保障液态空气保持液体状态的保温容器 220,
液态空气 210、 盛装于保温容器 220 中,
一个与保温容器 220 连通、 安装有阀门 225 的液态空气输入管道, 一个冷风出口 280,
一个将保温容器 220 与冷风出口 280 连通、 安装有阀门 265 的出气管道 270, 以便 冷空气从保温容器 220 中流向冷风出口 280,
一个吹风式风机 230( 即送气装置 ), 该风机 230 通过安装有阀门 250 的进气流管 道 260 与保温容器 220 的底部相连通, 将气态空气送入保温容器 220 内, 以促成冷空气从保 温容器 220 中流向冷风出口 280。
所述保温容器 220 主要由金属 ( 不锈钢 ) 内层、 包裹在不锈钢内层外的金属 ( 普 通钢 ) 或塑料外层、 以及填充在内层与外层之间的保温材料组成, 以达到保温性能。
使用时的开机程序 : 开启阀门 225、 阀门 265, 由阀门 225 经液态空气输入管道加入 液态空气到保温容器 220 内、 加完后关闭阀门 225, 开启阀门 250, 开启风机 230, 瞬时即有冷 气由冷风出口 ( 出气口 )280 吹出。
使用时的停机程序 : 关闭风机 230, 关闭阀门 250, 完毕 ( 阀门 265 处于常开或微开 状态 )。
本实施例制冷系统设备说明 : 210 为液态空气, 220 为保温容器 ( 可以是储罐, 保温 耐压, 内层为不锈钢、 外层为普通钢或塑料、 中间填充保温材料 ), 225 为加料阀门与液态空 气输入管道 ( 全为不锈钢 ), 230 为风机 250, 265 为阀门, 260、 270 为气流管道, 280 为冷风 出口。
本实施例还可以包括一个自控系统 290 与一个恒温系统 295, 用于调节、 控制冷空 气温度, 或当温度达到所需要的程度时、 终止冷空气从保温容器向冷风出口的流动 ; 其结构 组成和使用方法可以同现有技术。
实施例 3 : 参见附图 3。
一种抽风式制冷系统, 包括 :
一个具有盛装低温液态空气能力、 并能保障液态空气保持液体状态的保温容器 320,
液态空气 310、 盛装于保温容器 320 中,
一个与保温容器 320 连通、 安装有阀门 325 的液态空气输入管道,
一个与保温容器 320 连通、 安装有阀门 350、 通大气的空气输入管道 360,
一个冷风出口 380,
一个一端与保温容器 320 顶部连通、 安装有阀门 365 的出气管道 370, 以便冷空气 从保温容器 320 中流出,
一个抽风式风机 340( 即抽气装置 ), 该风机 340 的进气口与所述出气管道 370 的 另一端连通、 出气口通过气流管道 375 与冷风出口 380 相连通, 用于将气态空气从保温容器 320 内抽出, 促成冷空气从保温容器 320 中流向冷风出口 380。
所述保温容器 320 主要由金属 ( 不锈钢 ) 内层、 包裹在不锈钢内层外的金属 ( 普 通钢 ) 或塑料外层、 以及填充在内层与外层之间的保温材料组成, 以达到保温性能。
使用时的开机程序 : 开启阀门 325、 阀门 350、 阀门 365, 由阀门 325 经液态空气输 入管道加入液态空气到保温容器 320 内、 加完后关闭阀门 325 ; 开启风机 340, 瞬时即有冷气 由冷风出口 ( 出气口 )380 吹出 ;
使用时的停机程序 : 关闭风机 340, 关闭阀门 350, 完毕 ( 阀门 365 处于常开或微开 状态 )。
本实施例制冷系统设备说明 : 310 为液态空气, 320 为保温容器 ( 可以是储罐, 保温 耐压, 内层为不锈钢质, 外层为普通钢或塑料, 中间填充保温材料 ), 325 为加料阀门及液态 空气输入管道 ( 材质均为不锈钢 ),340 为风机, 350、 360 为通大气管路及阀门 ( 材质为不 锈钢 ), 365 为出气阀门, 370 为出气管道、 375 为 ( 出气 ) 气流管道, 380 为冷风出口 ( 出气 口 )。
本实施例还可以包括一个自控系统 390 与一个恒温系统 395, 用于调节、 控制冷空 气温度, 或当温度达到所需要的程度时、 终止冷空气从保温容器向冷风出口的流动 ; 其结构 组成和使用方法可以同现有技术。
上述实施例中 : 所述保温容器的组装和配置应该提供足够的容积以便冷却后气态 空气的释放。
上述实施例中 : 所述将保温容器和冷风出口连接的管道、 液态空气输入管道均应 该具有抗冷的性能。
本发明不限于上述实施例, 本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。