一种制冷系统及一种真空闪蒸制冷方法

技术领域

本发明涉及真空闪蒸技术领域。

背景技术

真空闪蒸是指液体在真空环境中过热并迅速挥发成蒸汽的过程。在该闪蒸过程中，水的蒸发会吸收大量的热量，起到制冷的效果。当环境压力达到700Pa真空时，水的沸点降低为2℃，此时雾化小液滴一旦进入真空环境，便会发生剧烈的闪蒸降温。目前，真空闪蒸技术被广泛应用于脱水干燥、海水淡化和冷却结晶等领域，这些应用均是利用真空环境下物体易失水的特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用真空闪蒸降温原理的制冷系统及一种真空闪蒸制冷方法。

第一方面，一种制冷系统，所述制冷系统包括储水箱、雾化器、箱体、真空发生装置，所述雾化器包括进水口、雾化口，所述进水口与所述储水箱通过进水管道相连，所述雾化口与所述箱体相连，所述真空发生装置与所述箱体相连，所述真空发生装置工作可使所述箱体至少部分处于真空状态。

进一步，所述箱体呈空腔圆筒形结构，所述箱体包括内壁、外壁，所述内壁与所述外壁之间形成的空间定义为工作空间，所述真空发生装置可以使所述工作空间形成真空。

进一步，所述外壁铺设保温材料。

进一步，所述雾化器为雾化喷嘴，所述制冷系统包括电磁阀、单片机，所述电磁阀安装于连接所述雾化器与所述储水箱之间的进水管道上，所述单片机控制所述电磁阀。

进一步，所述制冷系统包括吸附管，所述吸附管包括吸附进口、吸附出口，所述吸附进口与所述箱体相连，所述吸附出口与所述真空发生装置相连，所述吸附管内设置吸附剂。

进一步，所述制冷系统包括若干金属管网、对流叶片，所述金属管网设置于所述吸附管，所述对流叶片设置于所述吸附管，所述吸附剂为颗粒状的氯化钙。

进一步，所述真空发生装置包括真空泵，所述真空泵与所述箱体之间设置真空阀。

进一步，所述储水箱为空腔容器，所述储水箱内可储存闪蒸水，所述储水箱开设添水口、供水口，所述添水口位于储水箱上端面，所述供水口位于所述储水箱下端面。

这种制冷系统，利用真空闪蒸降温原理，可以实现较好的制冷效果。

第二方面，一种真空闪蒸制冷方法，所述真空闪蒸制冷方法利用第一方面所述的制冷系统，包括如下步骤：

S1：所述真空发生装置使所述箱体形成真空环境；

S2：所述储水箱内的闪蒸水经所述雾化器雾化后成闪蒸液滴进入所述箱体；

S3：进入所述箱体的闪蒸液滴在真空环境内闪蒸实现降温。

这种真空闪蒸真冷方法，充分利用了真空闪蒸的降温原理，可以实现较好的制冷效果。

附图说明

图1是本发明制冷系统的示意图。

具体实施方式

现在参考附图详细描述具体实施例。

图1示意了一种利用真空闪蒸降温原理的制冷系统，包括储水箱1、雾化器5、箱体12、真空发生装置16、真空阀15、吸附管14、电磁阀3、单片机4、若干金属管网11、对流叶片10。

箱体12整体呈空腔圆筒形结构。箱体12包括内壁6、外壁9，内壁6与外壁9之间形成的空间定义为工作空间13，真空发生装置16可以使工作空间13形成真空。外壁9铺设保温材料，这样可以降低工作空间13内的冷量向环境散失。

雾化器5包括进水口、雾化口，进水口与储水箱1通过进水管道2相连，雾化口与箱体12相连，使水经过雾化器5雾化后能够进入工作空间13闪蒸。雾化器5是一种可以将水雾化成小液滴的装置，比如雾化喷嘴。电磁阀3安装于进水管道2上，单片机4控制电磁阀3。电磁阀3可以采用常闭型，当温度高于预设温度值时，单片机4通过控制电路为电磁阀3供电，电磁阀3打开开始进水；当温度低于预设温度值后，单片机4通过控制电路停止电磁阀3供电，电磁阀3处于常闭状态停止进水。

吸附管14包括吸附进口、吸附出口，吸附进口与箱体12用吸附管道8相连，吸附出口与真空发生装置16相连。吸附管14内设置吸附剂。吸附剂可以采用颗粒状的氯化钙。氯化钙吸附剂可以有效吸收来流气体中的水蒸气。

金属管网11、对流叶片10设置于吸附管14内。金属管网11的设置可以分隔氯化钙吸附剂，同时为来流气体留出气流通道，增大吸附剂的接触面积。对流叶片10的设置可以强制对流增大吸附剂的吸附作用。

真空发生装置16可以采用真空泵，真空发生装置16与吸附管14之间设置真空阀15。真空阀15的设置可以防止外界环境破坏真空。

储水箱1为空腔容器，储水箱1内可储存闪蒸水，储水箱1开设添水口、供水口，添水口位于储水箱1上端面，供水口位于储水箱1下端面。添水口位于储水箱1上端面方便增添进水。

工作空间13处于真空状态时，雾化小液滴进入工作空间13中时发生真空闪蒸制冷，制冷系统内壁6温度急剧下降。通过研究发现，该闪蒸制冷过程包括液滴闪蒸和液膜闪蒸两部分。液滴闪蒸是指雾化小液滴在进入处于真空状态的工作空间13后，液滴自身发生真空闪蒸并降温的过程；液膜闪蒸是指降温后的小液滴撞击并冲刷内壁6，形成自上而下流动的液膜并继续发生闪蒸冷却。

真空闪蒸产生的水蒸气经过吸附口7(吸附通道8与箱体12的连接口)抽离，经过吸附管道8进入吸附管14，被吸附管14内的吸附剂吸附，起到恢复真空和保护真空发生装置16的作用。

水蒸气在真空环境下的体积大，完全依靠真空发生装置16抽除水蒸气耗工较大，系统经济性较差，而本发明利用水蒸气吸附的方式，通过氯化钙吸附剂优良的干燥性能，将真空闪蒸产生的水蒸气吸附脱出，恢复闪蒸真空度，摆脱对真空发生装置的依赖，能够在真空环境下实现无外力驱动的吸附式制冷。

利用如图1所示的制冷系统，通过如下步骤，可以实现真空闪蒸制冷：

S1：真空发生装置16使箱体12形成真空环境；

S2：储水箱1内的闪蒸水经雾化器5雾化后成闪蒸液滴进入箱体12；

S3：进入箱体12的闪蒸液滴在真空环境内闪蒸实现降温。