專利名稱：擴散吸收式制冷機用的ptc加熱器的制作方法
技術領域：
本發明創造涉及電加熱器，特別是用PTC(正溫度系數熱敏陶瓷)發熱元件制造的擴散吸收式制冷機用的電加熱器。
背景技術：
電加熱器是擴散吸收式制冷機的動力源，其性能優劣直接關系整機的制冷效率、工作安全、無故障工作時間、耗電量和使用成本。目前國內外用于擴散吸收式制冷機的電加熱器基本上都采用電阻絲、電熱膜為發熱體制造，內部結構復雜，外形有的成棒狀，有的成半圓柱型，依靠與制冷機發生器加熱段鋼管外壁的接觸面，將熱量傳導入管內，以達到加熱制冷機工質的目的。中國專利CN2450604Y所公開的“擴散吸收式制冷機電加熱裝置”，則是在棒狀加熱器上添加半圓柱狀導熱面，以期改進棒狀加熱器，但作用不會大。因這類電加熱器以一側與制冷機發生器的加熱段接觸導熱，導熱面積有限，而熱阻很大；加熱器本身的溫度很高，表面溫度要達到使自身發紅的程度(500℃以上)，而加熱器內部的溫度還要高(估計在600℃以上)，由此帶來絕緣材料容易老化、安全性降低，絕熱保溫困難，熱損失大，整機耗電量明顯比同樣制冷量的壓縮機制冷機大得多等一系列問題。況且擴散吸收式制冷機發生器加熱段的工作溫度有最佳值(一般在200℃左右)，并非加熱溫度越高越好，過高的加熱溫度反而導之精餾器負擔過重，使整機制冷效率下降。因此，研制一種能克服上述不足的擴散吸收式制冷機用的新型加熱器是勢在必行。
發明內容
本發明創造的目的，在于提供一種用PTC材料作發熱體元件的PTC電加熱器，將制冷機發生器加熱段的工作溫度控制在最佳范圍內，并采用圓柱面導熱，以解決目前各種擴散吸收式制冷機電加熱器普通存在的本身溫度過高、導熱不好、絕熱保溫困難、熱損失大、能耗高、安全可靠性不夠好，加熱器容易損壞等一系列問題。
本發明創造的技術方案是這樣的用導熱性能良好、耐高溫、加工成型后有足夠機械強度的金屬、陶瓷或其他材料制成兩只互相拼裝連接時內表面成圓柱孔的加熱器本體，用PTC發熱元件作本體內的發熱體，兩只本體內的PTC發熱元件的功率互不相等、居里點溫度互不相同，安裝加熱工作時互相成匹配關系，或者兩只本體內的PTC發熱元件的功率、居里點溫度完全相同，以對稱狀態加熱工作。由于本發明創造的PTC加熱器安裝使用時，是以圓柱形內孔與擴散吸收式制冷機發生器加熱段鋼管緊密吻合接觸，加熱面包裹加熱段全表面，不僅傳熱面積大，而且全表面加熱均勻，熱阻也小。加上PTC發熱元件具有溫升快、無明火、自然壽命長、高可靠、能在居里點溫度附近自動恒溫加熱的特征，所以，只要使PTC加熱器的功率、居里點溫度與某一規格的擴散吸收式制冷機相匹配，安裝固定使用時絕熱保溫良好，本發明創造的目的就能全部實現。
擴散吸收式制冷機用的PTC加熱器功率和居里點溫度的選擇，是由擴散吸收式制冷機的規格品種特性決定的。一般家用擴散吸收式制冷器具的功率在60～200W之間選定，居里點溫度在200℃左右。擴散吸收式制冷機發生器加熱段的最佳工作溫度，可根據某規格擴散吸收式制冷機的系統操作壓力、加注的制冷劑溶液濃度推算出來。以此為基礎，再適當考慮工質流量、熱損、傳導系數等因素的影響，取最佳工作溫度的上限，則滿足該規格擴散吸收式制冷機的PTC加熱器的居里點溫度也可以確定了。
不考慮最大限度省電，也為了生產、管理、安裝使用方便，本發明創造的兩只加熱器本體內發熱體可采用功率、居里點溫度完全相同的PTC發熱元件制成。這樣成批生產只用制造一種(式樣)，拼裝使用時才是兩只組成一副，形成完全對稱狀態工作加熱，而且互換性極好。
為了使本發明創造的PTC加熱器的節能效果更好，則可將兩只加熱器本體內的發熱體用功率互不相等、居里點溫度互不相同、安裝工作加熱時互相形成匹配關系的PTC發熱元件制成。實驗表明，加熱器采用這種結構的擴散吸收式制冷器具，只要功率、居里點溫度選配合理得當，需絕熱保溫的部位處理得好，日耗電量可以接近或達到同樣制冷量的壓縮機制冷器具的水平。
圖1是擴散吸收式制冷機用PTC加熱器的立體示意2是圖1所示立體示意圖的縱向剖視中各標號說明如下1、2——加熱器本體；3、4——PTC發熱元件接電源的耐高溫絕緣引出導線；5——拼裝連接用螺紋孔；6——拼裝連接用通孔；7、8——發熱體固定壓蓋；9、10——半圓柱形凹槽表面；11——PTC發熱元件絕緣層；12——本體背部長方形安裝PTC發熱元件的凹槽；13——PTC發熱元件；14、15——PTC發熱元件接電源引線出線孔；16——對接螺釘(圖中未示出)。
具體實施例方式
實施例一，如圖1、圖2所示的加熱器本體1、2為鋁鑄件經加工成型，其背部有長方形凹槽，槽深以能安裝固定包裹有絕緣層11的PTC發熱元件13，并蓋上固定蓋7、8為度，加熱器本體1、2拼裝組合形成的園柱孔內表面9、1O應平整、光滑，圓弧與配用的制冷機發生器的加熱段鋼管外壁完全吻合。設定所述PTC加熱器是供給50L家用擴散吸收式冷藏箱使用，兩只加熱器本體1、2內的PTC加熱元件13的功率、居里點溫度按照互不相等，以安裝加熱工作時互相匹配模式裝置，將加熱器本體1設為主加熱器，其內的PTC發熱元件13的功率為100W，居里點溫度為210℃；將加熱器本體2設定為副加熱器，其內的PTC發熱元件13的功率為20W，居里點溫度為≥260℃。按工藝要求放置、絕緣、出引線、固定、封蓋后，將主、副兩只加熱器用4只螺釘16固定安裝在配用的擴散吸收式制冷機發生器的加熱段，使接觸面緊密結合，將主、副加熱器接電源導線3、4并聯接電源，將相關部位進行良好絕熱保溫后通電起動，主、副加熱器同時加熱升溫，3～5分鐘后，主加熱器達到居里點溫度，此時發生器加熱段已處于最佳工作溫度的上限，由于主加熱器內的PTC發熱元件電阻值突變性增大，相當于主加熱器“被切斷電源而關機”，而副加熱器因其內的PTC發熱元件的居里點溫度高得多，仍繼續工作加溫，從而使主加熱器獲得較長一段維持“被關機”狀態的時間。隨著擴散吸收式制冷機內工質的不斷流動循環，發生器加熱段僅靠副加熱器加熱工作提供的熱量不足以抵銷熱損和工質流動帶走的熱量，加熱段溫度下降，主加熱器自身的溫度也一起下降，直至到達居里點溫度之下，發生器加熱段則已處在最佳工作溫度的下限，此時主加熱器內的PTC發熱元件電阻值突變性減少，相當于“電源開關被打開”，主加熱器立即恢復全功率與副加熱器同時工作加熱。1～2分鐘后，發生器加熱段又達到最佳工作溫度上限，主加熱器的PTC發熱元件又達到居里點溫度，又被“切斷電源關機”。以此周而復始，循環往復使擴散吸收式制冷機始終處于最佳制冷工作狀態。
以上是擴散吸式制冷機連續、不間斷制冷的極端工作情況。在這種情況下，副加熱器是始終加熱工作，不會有“被關機”時間的。而實際上，用擴散吸收式制冷機制造成特定的制冷器具后，如擴散吸收式冰箱、擴散吸收式飲水機、擴散吸收式空調扇等等，這些制冷器具本身還得有一套“溫控器”，用以控制調節制冷部分的溫度。因此，實際使用時，PTC加熱器還將與配套器具的“溫控器”組合使用。當器具達到設定的制冷溫度下限時，電路的電源被“溫控器”真正切斷，這時，主、副PTC加熱器就都停止加熱工作了。隨著時間延長，制冷部分溫度逐漸回升，達到設定的上限時，“溫控器”將電源接通，PTC加熱器又回復到起動階段的工作狀態。以此循環往復。
由于本實施例的主、付加熱器的加熱工作過程是互相匹配的，除啟動階段主加熱器工作時間長些，此后則經常處于“關”、“開”交替狀態，連續“開機”的是功率較小(本例為20W)的副PTC加熱器。加上在特定的擴散吸收式制冷器具上使用，還有副加熱器也被“關機”的時間，因此，整機的實際耗電量會較省。實試測定結果表明，在主、副PTC加熱器功率、居里點溫度選配合理得當，制冷機相關部位絕熱保溫比較好的情況下，擴散吸收式制冷機蒸發器的結霜時間能提早2～3分鐘，最冷點溫度達到-18℃以下，制成的擴散吸收式冷芷箱，日耗電量能降到接近同樣制冷量的壓縮式冷芷箱的日耗電量水平。
實施例二，如圖1、圖2所示的加熱器本體1、2用陶瓷材料壓制經焙燒成型，其他型體結構與實施例一基本相同。不同之處在于兩只加熱器本體內的PTC發熱元件13的功率、居里點溫度完全相同功率各為80W，居里點溫度各為210℃，拼裝固定用捆綁方式解決。通電啟動后，3分鐘左右出現第一次加熱器“關機”(用電度表監測)，此后進入不間斷“關”、“開”的工作狀態。將其安裝在擴散吸收式50L冷芷箱上使用，結果顯示制冷效果與實施例一樣。
本實施例與實施例一全面比較，其優點是互換性好、生產管理、安裝使用方便，制造成本可以稍低，其不足之處是耗電量相對要大些。
權利要求
1.一種擴散吸收式制冷機用的PTC加熱器，由包括加熱器本體、裝置在本體內的發熱體、絕緣層、發熱體接電源的耐高溫絕緣引出導線組成，其特征在于有兩只互相拼裝連接時內表面成圓柱孔的加熱器本體[1]、[2]，加熱器本體[1]、[2]內的發熱體是PTC發熱元件[13]，兩只本體的PTC發熱元件[13]的功率互不相等，居里點溫度互不相同，安裝加熱工作時互相成匹配關系，或者兩只本體內的PTC發熱元件的功率、居里點溫度完全相同，以對稱狀態加熱工作。
2.根據權利要求1所述的一種擴散吸收式制冷機用的PTC加熱器，其特征在于所述的加熱器本體[1]、[2]用導熱、耐高溫性能良好，加工成型后有足夠機械強度的金屬、陶瓷或其他材料制成。
3.根據權利要求1或2所述的一種擴散吸收式制冷機用的PTC加熱器，其特征在于兩只加熱器本體[1]、[2]拼合連接時內表面成圓柱孔的孔徑，由配用該加熱器的擴散吸收式制冷機發生器的加熱段鋼管的外徑所決定，并保證組合安裝后結合面接觸良好，圓弧部分完全吻合。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種擴散吸收式制冷機用的PTC加熱器，其特征在于兩只加熱器本體[1]、[2]拼合安裝固定時，用螺栓或捆綁方式緊固在發生器加熱段的鋼管上。
全文摘要
本發明公開了一種擴散吸收式制冷機用的PTC加熱器，屬電加熱器領域，由包括本體、發熱體、絕緣層、引出導線組成，其特征是有兩只拼裝時內表面成圓柱孔的本體，本體內的發熱體是PTC元體。兩只本體內的PTC元件功率、居里點溫度都不同，加熱工作時互相匹配，或者兩只PTC元件功率，居點溫度完全相同，以對稱狀態安裝使用。由于其安裝使用時加熱面包裹著加熱段鋼管，傳熱均勻、導熱面大，而PTC元件有升溫快、無明火、高可靠能使加熱段控制在最佳工作溫度恒溫的特征，不僅使整機制冷效率明顯提高，還有效解決了目前同類電加熱器存在本身溫度很高，但導熱差、熱損大、能耗高、保溫難，易損壞等一系列問題。
文檔編號F25B35/00GK1440218SQ03106228
公開日2003年9月3日 申請日期2003年2月18日 優先權日2003年2月18日
發明者涂志榮 申請人:陳定弟