專利名稱：車用低溫冰箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種車用低溫冰箱，特別是一種采用12V或24V直流電源、無運(yùn)動(dòng)部件、復(fù)疊式車用低溫冰箱。屬機(jī)電和制冷技術(shù)領(lǐng)域。
高溫側(cè)擴(kuò)散吸收制冷系統(tǒng)采用氨、水、氦作為工質(zhì)，氨作為制冷劑，水為吸收劑，氦為擴(kuò)散劑以平衡系統(tǒng)的蒸發(fā)、冷凝壓力，低溫側(cè)半導(dǎo)體制冷采用半導(dǎo)體制冷元件。
本發(fā)明主要包括發(fā)生器、精餾器、冷凝器、高溫蒸發(fā)器、半導(dǎo)體制冷元件、導(dǎo)熱塊、低溫蒸發(fā)器、氣體熱交換器、吸收器、液體熱交換器、電腦模糊控制器、溫度傳感器及電加熱棒等。本發(fā)明采用擴(kuò)散吸收式制冷與半導(dǎo)體制冷的復(fù)疊式制冷循環(huán)，擴(kuò)散吸收式制冷部分作為高溫側(cè)，提供-15℃～-20℃的冷源，半導(dǎo)體制冷部分作為低溫側(cè)，提供-38℃的冷源。兩個(gè)制冷系統(tǒng)都采用12V或24V的直流電源作動(dòng)力。由于兩個(gè)系統(tǒng)的制冷特性及制冷速率相差很大，為了使系統(tǒng)能匹配、有效工作，本專利專門開發(fā)了一種特定的模糊電腦控制器，根據(jù)低溫冰箱內(nèi)溫度，半導(dǎo)體冷熱端以及擴(kuò)散吸收式蒸發(fā)器的溫度的偏差及偏差變化率，來確定調(diào)節(jié)電加熱棒的功率，使得該系統(tǒng)能正常、穩(wěn)定、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)無任何運(yùn)動(dòng)部件，耐行車過程中的振動(dòng)沖擊，是一種完全靜音、無振動(dòng)的全綠色環(huán)保冰箱。該低溫冰箱還具有體積小、重量輕、成本低、應(yīng)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
圖中1是發(fā)生器，2是精餾器，3是冷凝器，4是高溫蒸發(fā)器，5是半導(dǎo)體制冷元件，6是導(dǎo)熱塊，7是低溫蒸發(fā)器，8是氣體熱交換器，9是吸收器，10是液體熱交換器，11是電腦模糊控制器，12是4只溫度傳感器，13是電加熱棒。
如
圖1所示本發(fā)明主要包括發(fā)生器1，精餾器2，冷凝器3，高溫蒸發(fā)器4，半導(dǎo)體制冷元件5，導(dǎo)熱塊6，低溫蒸發(fā)器7，氣體熱交換器8，吸收器9，液體熱交換器10，電腦模糊控制器11，4只溫度傳感器12，電加熱棒13。
發(fā)生器1的氣態(tài)出口和液態(tài)出口分別和精餾器2的進(jìn)口及液體熱交換器10殼程進(jìn)口相連接；發(fā)生器1的進(jìn)口和液體熱交換器10的管程出口相連。精餾器2的出口與冷凝器3的進(jìn)口相連接，冷凝器3的出口和高溫蒸發(fā)器4的進(jìn)口相連接，高溫蒸發(fā)器4的出口和氣體熱交換器8的殼層進(jìn)口相連接，氣體熱交換器8的殼層的出口和吸收器9的氣體進(jìn)口相連接。液體熱交換器10殼程出口和吸收器9的液體進(jìn)口相連。吸收器9的液體出口與液體熱交換器10管程進(jìn)口相連接；吸收器9的氣體出口和氣體熱交換器8的管程進(jìn)口相連接。氣體熱交換器8的管程出口與蒸發(fā)器4的氣體進(jìn)口相連。半導(dǎo)體制冷元件5的熱端緊貼在高溫蒸發(fā)器4的外表面上。半導(dǎo)體制冷元件5的冷端和金屬導(dǎo)熱塊6的一面緊貼。低溫蒸發(fā)器7是置于冰箱內(nèi)的鋁板，它和金屬導(dǎo)熱塊6的另一面緊貼。4只溫度傳感器12分別放在半導(dǎo)體制冷元件5的熱端與冷端，以及低溫蒸發(fā)器7的兩面。4只溫度傳感器12分別與電腦模糊控制器11的輸入端電連接，電腦模糊控制器11的輸出端與附著在發(fā)生器1外表面的電加熱棒13電連接。
氣體熱交換器8的管程中流的是氦氣，殼程流動(dòng)的是氨、氦混合氣體。液體熱交換器10管程中流動(dòng)的是濃氨水，殼程中流的是稀氨水溶液。液體熱交換器10管程中的濃氨水溶液進(jìn)入發(fā)生器1，經(jīng)電加熱棒13加熱后，分解成氨蒸汽和稀氨水溶液，氨蒸汽經(jīng)精餾器2純化后到達(dá)冷凝器3，凝結(jié)成氨液進(jìn)入高溫蒸發(fā)器4后，擴(kuò)散到從氣體熱交換器8管程中來的氦氣中，成為氨、氦混合氣體，同時(shí)吸收半導(dǎo)體元件5熱端的熱量。氨、氦混合氣通過氣體熱交換器8的殼程冷卻氦氣后進(jìn)入吸收器9。從發(fā)生器1中來的稀氨水溶液經(jīng)過液體熱交換器10的殼程被濃氨液冷卻后進(jìn)入吸收器9。在吸收器9中稀氨水吸收氨蒸汽后成為濃氨水溶液，該溶液經(jīng)過液體熱交換器10管程預(yù)熱后進(jìn)入發(fā)生器1再加熱發(fā)生。在吸收器9中氦氣進(jìn)入氣體熱交換器8預(yù)冷后進(jìn)入高溫蒸發(fā)器4。在高溫蒸發(fā)器4內(nèi)，氨液在氦氣中蒸發(fā)同時(shí)吸收半導(dǎo)體制冷元件熱端的熱量。高溫蒸發(fā)器4中產(chǎn)生的氨、氦混合氣體進(jìn)入氣體熱交換器8的殼程內(nèi)。
半導(dǎo)體制冷元件5的熱端，與擴(kuò)散吸收制冷系統(tǒng)的高溫蒸發(fā)器4緊貼，半導(dǎo)體制冷元件5的熱端產(chǎn)生的熱量被吸收擴(kuò)散式系統(tǒng)產(chǎn)生的冷量抵消，使半導(dǎo)體制冷元件5的熱端溫度始終保持在-15℃以下。因此在12V或24V直流電的作用下，半導(dǎo)體制冷元件5的冷端可維持在-35℃～-38℃的低溫狀態(tài)，再通過導(dǎo)熱塊6與冰箱低溫蒸發(fā)器7緊貼，吸收冰箱中的熱量，從而保持箱內(nèi)工作在-30℃以下的低溫。
電腦模糊控制器12，根據(jù)低溫冰箱內(nèi)溫度、半導(dǎo)體制冷元件5的冷熱端以及擴(kuò)散吸收式高溫蒸發(fā)器4的溫度偏差及偏差變化率來確定電加熱棒13的功率，使得該系統(tǒng)能正常、穩(wěn)定，高效運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種車用低溫冰箱，主要包括發(fā)生器(1)、精餾器(2)、冷凝器(3)、高溫蒸發(fā)器(4)、半導(dǎo)體制冷元件(5)、導(dǎo)熱塊(6)、低溫蒸發(fā)器(7)、氣體熱交換器(8)、吸收器(9)、液體熱交換器(10)、電腦模糊控制器(11)、溫度傳感器(12)和電加熱棒(13)等，其特征在于該冰箱制冷系統(tǒng)采用擴(kuò)散吸收式制冷和半導(dǎo)體制冷的復(fù)疊式制冷循環(huán)，擴(kuò)散吸收式制冷部分作為高溫側(cè)，提供-15℃～-20℃的冷源，半導(dǎo)體制冷部分作為低溫側(cè)，提供-38℃的冷源，兩個(gè)制冷系統(tǒng)都采用12V或24V的直流電源，發(fā)生器(1)的氣態(tài)出口和液態(tài)出口分別和精餾器(2)的進(jìn)口及液體熱交換器(10)殼程進(jìn)口相連接，發(fā)生器(1)的進(jìn)口和液體熱交換器(10)的管程出口相連，精餾器(2)的出口與冷凝器(3)的進(jìn)口相連接，冷凝器(3)的出口和高溫蒸發(fā)器(4)的進(jìn)口相連接，高溫蒸發(fā)器4的出口和氣體熱交換器(8)的殼層進(jìn)口相連接，氣體熱交換器(8)的殼層的出口和吸收器(9)的氣體進(jìn)口相連接，液體熱交換器(10)殼程出口和吸收器(9)的液體進(jìn)口相連，吸收器(9)的液體出口與液體熱交換器(10)管程進(jìn)口相連接，吸收器(9)的氣體出口和氣體熱交換器(8)的管程進(jìn)口相連接，氣體熱交換器(8)的管程出口與蒸發(fā)器(4)的氣體進(jìn)口相連，半導(dǎo)體制冷元件(5)的熱端緊貼在高溫蒸發(fā)器(4)的外表面上，半導(dǎo)體制冷元件(5)的冷端和金屬導(dǎo)熱塊(6)的一面緊貼，低溫蒸發(fā)器(7)是置于冰箱內(nèi)的鋁板，它和金屬導(dǎo)熱塊(6)的另一面緊貼，4只溫度傳感器(12)分別放在半導(dǎo)體制冷元件(5)的熱端與冷端，以及低溫蒸發(fā)器(7)的兩面，4只溫度傳感器(12)分別與電腦模糊控制器(11)的輸入端電連接，電腦模糊控制器(11)的輸出端與附著在發(fā)生器(1)外表面的電加熱棒(13)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用低溫冰箱，其特征還在于擴(kuò)散吸收式制冷部分用氨、水和氦為工質(zhì)，氨作為制冷劑，水為吸收劑，氦為擴(kuò)散劑以平衡系統(tǒng)的蒸發(fā)、冷凝壓力，低溫側(cè)半導(dǎo)體制冷采用半導(dǎo)體制冷元件，根據(jù)溫度傳感器(12)各點(diǎn)設(shè)定溫度的偏差及其變化率，利用模糊控制原理，自動(dòng)調(diào)節(jié)電加熱棒(13)的輸出功率。
全文摘要
車用低溫冰箱的制冷系統(tǒng)采用擴(kuò)散吸收式制冷與半導(dǎo)體制冷的復(fù)疊式制冷循環(huán)，擴(kuò)散吸收式制冷部分作為高溫側(cè)，提供－15℃～－20℃的冷源，半導(dǎo)體制冷部分作為低溫側(cè)，提供－38℃的冷源。兩個(gè)制冷系統(tǒng)都采用12V或24V的直流電源。該冰箱主要包括發(fā)生器、精餾器、冷凝器、高溫蒸發(fā)器、半導(dǎo)體制冷元件、導(dǎo)熱塊、低溫蒸發(fā)器、氣體熱交換器、吸收器、液體熱交換器、電腦模糊控制器、溫度傳感器和電加熱棒等。為了使系統(tǒng)能正常高效工作，采用電腦模糊控制，根據(jù)各點(diǎn)設(shè)定溫度的偏差及其變化率，利用模糊控制原理自動(dòng)調(diào)節(jié)電加熱棒的輸出功率。
文檔編號F25B7/00GK1445500SQ0311669
公開日2003年10月1日 申請日期2003年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月29日
發(fā)明者周興禧, 夏凊 申請人:上海交通大學(xué)