CN104729136A - 一种循环制冷方法及其制冷循环系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种循环制冷方法，制冷剂通过膨胀，其流速加快，动能增加，压力与温度下降，制冷剂在蒸发器内吸收冷媒介质热量蒸发，冷媒介质放出热量温度降低实现制冷，吸取热量的制冷剂体积膨胀、流速增加进入扩压管内进行压缩，其流速下降、压力及温度上升，制冷剂蒸汽进入冷凝器内被冷凝成为液体，制冷剂放出热量被冷凝成为制冷剂液体进入液体泵，形成制冷循环，进入扩压管的制冷剂蒸发程度不受限制，可以用水作为制冷剂，解决了氟利昂等制冷剂破坏大气臭氧层和液—汽吸收式系统制冷过程中使用化学吸收剂对设备造成腐蚀的问题，制冷剂在蒸发器内从低温冷媒介质吸取热量，经扩压升温，在冷凝器内放出热量，冷却介质获取热量温度升高进行供热，本发明同时提供了一种制冷循环系统。

Description

一种循环制冷方法及其制冷循环系统
技术领域
本发明属于热能利用和处理及设备技术领域，特别涉及一种循环制冷方法及其制冷循环系统。
背景技术
目前比较常用的制冷主要有两种形式：一种是电驱动机械蒸汽压缩式系统，另一种是液—汽吸收式系统。但这两种均有不足之处，机械蒸汽压缩式电耗高，设备投资大，运行费用高，使用氟利昂等制冷剂，影响环境，破坏大气臭氧层。液—汽吸收式系统热利用系数不高，设备庞大，经济性比较差，使用化学吸收剂容易腐蚀。另外，机械蒸汽压缩式制冷机对制冷剂有一定要求，制冷剂的沸点要低，进入蒸汽压缩机的制冷剂必须完全蒸发，限制了水作为制冷剂的使用。
发明内容
针对现有的上述问题，本发明提供了一种循环制冷方法，制冷时制冷剂蒸发程度不受限制，根据需要可以完全蒸发，也可以不完全蒸发，完全可以使用水作为制冷剂，解决了使用氟利昂等制冷剂、破坏大气臭氧层和在液—汽吸收式系统制冷过程中使用化学吸收剂对设备造成腐蚀的问题，同时该制冷循环还实现了供热的目的，本发明同时提供了一种制冷循环系统。
其技术方案是这样的，一种循环制冷方法，其特征在于，其包括以下步骤,
（1）、液体泵对从冷凝器过来的制冷剂液体进行加压；
（2）、升压后的制冷剂进入膨胀管，在膨胀管内对制冷剂进行膨胀；
（3）、膨胀后的制冷剂进入蒸发器中，在蒸发器内，高湿度的低温低压制冷剂吸收冷媒介质热量蒸发，冷媒介质放出热量温度降低，实现制冷目的，同时制冷剂从冷媒介质吸取热量，其体积迅速膨胀、流速迅速增加；
（4）、吸收了冷媒介质热量的制冷剂进入扩压管，在扩压管内，对制冷剂蒸汽进行压缩，其流速下降、压力及温度上升；
（5）、在扩压内经过扩压的制冷剂蒸汽进入冷凝器，在冷凝器内，制冷剂蒸汽放出热量被冷凝成为液体，冷却介质吸收制冷剂热量温度升高；
（6）、制冷剂放出热量被冷凝成为制冷剂液体进入液体泵中，形成制冷循环。
一种制冷循环系统，其特征在于：其包括液体泵，膨胀管连接所述液体泵，蒸发器连接所述膨胀管，扩压管连接所述蒸发器，冷凝器连接所述扩压管，所述给水泵连接所述冷凝器，形成制冷循环。
本发明的上述循环制冷方法中，由于制冷剂通过膨胀管膨胀，使得制冷剂流速逐渐加快，动能不断增加，压力与温度不断下降，高湿度的低温低压制冷剂在蒸发器内吸收冷媒介质热量蒸发，冷媒介质放出热量温度降低，实现制冷目的，在蒸发器内从冷媒介质吸取热量的制冷剂体积迅速膨胀、流速迅速增加进入扩压管，在扩压管内，对制冷剂蒸汽进行压缩，其流速下降、压力及温度上升，然后制冷剂蒸汽进入冷凝器，在冷凝器内，制冷剂蒸汽放出热量被冷凝成为液体，冷却介质吸收制冷剂热量温度升高，最后制冷剂放出热量被冷凝成为制冷剂液体进入液体泵，形成制冷循环，进入扩压管的制冷剂不要求一定是干饱和蒸汽或过热蒸汽，也可以是湿饱和蒸汽，所以制冷时制冷剂蒸发程度不受限制，根据需要可以完全蒸发，也可以不完全蒸发，完全可以使用水作为制冷剂，解决了使用氟利昂等制冷剂、破坏大气臭氧层和在液—汽吸收式系统制冷过程中使用化学吸收剂对设备造成腐蚀的问题，同时由于制冷剂在蒸发器内从低温冷媒介质吸取热量，经过扩压管升温，在冷凝器内向高温冷却介质放出热量，冷却介质获取热量温度升高，达到供热目的。
附图说明
图1为本发明制冷循环系统示意图。
具体实施方式
见图1，
一种循环制冷方法，其包括以下步骤,
（1）、液体泵1对从冷凝器5过来的制冷剂液体进行加压；
（2）、升压后的制冷剂进入膨胀管2，在膨胀管2内对制冷剂进行膨胀；
（3）、膨胀后的制冷剂进入蒸发器3中，在蒸发器3内，高湿度的低温低压制冷剂吸收冷媒介质热量蒸发，冷媒介质放出热量温度降低，实现制冷目的，同时制冷剂从冷媒介质吸取热量，其体积迅速膨胀、流速迅速增加；
（4）、吸收了冷媒介质热量的制冷剂进入扩压管4，在扩压管4内，对制冷剂蒸汽进行压缩，其流速下降、压力及温度上升；
（5）、在扩压管4内经过扩压的制冷剂蒸汽进入冷凝器5，在冷凝器5内，制冷剂蒸汽放出热量被冷凝成为液体，冷却介质吸收制冷剂热量温度升高；
（6）、制冷剂放出热量被冷凝成为制冷剂液体进入液体泵5中，形成制冷循环。
见图1，
一种制冷循环系统，其包括液体泵1，膨胀管2连接液体泵2，蒸发器3连接膨胀管2，扩压管4连接蒸发器3，冷凝器5连接扩压管4，给水泵1连接冷凝器5，形成制冷循环，根据制冷剂在制冷循环系统的流动状况选择液体泵，液体泵对从冷凝器过来的制冷剂液体进行加压，液体制冷剂升压，升压后的制冷剂进入膨胀管。在膨胀管内制冷剂进行膨胀，随着制冷剂流速逐渐加快，动能不断增加，压力与温度不断下降，然后进入蒸发器。在蒸发器内，高湿度的低温低压制冷剂吸收冷媒介质热量蒸发，冷媒介质放出热量温度降低，实现制冷目的。在蒸发器内，制冷剂从冷媒介质吸取热量，其体积迅速膨胀、流速迅速增加进入扩压管。在扩压管内，对制冷剂蒸汽进行压缩，其流速下降、压力及温度上升，然后制冷剂蒸汽进入冷凝器。在冷凝器内，制冷剂蒸汽放出热量被冷凝成为液体，冷却介质吸收制冷剂热量温度升高。最后冷凝液体进入液体泵，液体泵对冷凝液体再一次进行加压，至此，工质完成了一个封闭过程，即液体泵驱动式制冷循环。
通过扩压管扩压加速辅助制冷剂升温形成制冷剂蒸汽进入冷凝器中，进入扩压管的制冷剂不要求一定是干饱和蒸汽或过热蒸汽，也可以是湿饱和蒸汽。在扩压管压缩后也不要求一定是过热蒸汽，也可以是干饱和蒸汽或湿饱和蒸汽，所以制冷时制冷剂蒸发程度不受限制，根据需要可以完全蒸发，也可以不完全蒸发，完全可以使用水作为制冷剂，解决了使用氟利昂等制冷剂、破坏大气臭氧层和在液—汽吸收式系统制冷过程中使用化学吸收剂对设备造成腐蚀的问题，同时由于制冷剂在蒸发器内从低温冷媒介质吸取热量，经过扩压管升温，在冷凝器内向高温冷却介质放出热量，冷却介质获取热量温度升高，达到供热目的。
本发明中，
进入扩压管的制冷剂不要求一定是干饱和蒸汽或过热蒸汽，也可以是湿饱和蒸汽。在扩压管压缩后也不要求一定是过热蒸汽，也可以是干饱和蒸汽或湿饱和蒸汽，不一定要求制冷剂完全蒸发，完全可以使用水作为制冷剂，这与蒸汽压缩式制冷系统压缩机对制冷剂的要求有本质区别。
液体泵驱动式制冷循环除达到制冷目的外，还可以向高温热源供热。制冷剂在蒸发器内从低温冷媒介质吸取热量，经过扩压管升温，在冷凝器内向高温冷却介质放出热量，冷却介质获取热量温度升高，达到供热目的。
本发明可以采用无毒无害无腐蚀包括水在内的制冷剂，增加制冷设备的寿命，减少对环境的影响。本发明具有制冷及供热双重功能，供热温度不受设备限制，可以输出比现有热泵更高的温度。采用液体泵代替蒸汽压缩机可以减少能耗，提高制冷、供热系数。
本实施例中：
液体泵1为制冷剂循环提供动力。液体泵1进口通过管道与冷凝器5出口连接，出口通过管道与膨胀管2进口连接；
膨胀管2是制冷剂增速降压装置。膨胀管2进口通过管道与液体泵1出口连接，出口通过管道与蒸发器3进口连接；
蒸发器3是制冷剂蒸发吸热装置，制冷剂吸收冷媒介质热量蒸发。蒸发器3进口通过管道与膨胀管2出口连接，出口通过管道与扩压管4进口连接；
扩压管4是制冷剂升压升温装置。扩压管4进口通过管道与蒸发器3出口连接，出口通过管道与冷凝器5进口连接；
冷凝器5是制冷剂冷却装置，制冷剂在冷却介质的作用下放热冷却。冷凝器5进口通过管道与扩压管4出口连接，出口通过管道与液体泵1进口连接。
本发明制冷循环系统工作原理如下：
首先液体泵1对从冷凝器5过来的制冷剂液体进行加压，液体制冷剂升压，升压后的制冷剂进入膨胀管2。在膨胀管2内制冷剂进行膨胀，随着制冷剂流速逐渐加快，动能不断增加，压力与温度不断下降，然后进入蒸发器3。在蒸发器3内，高湿度的低温低压制冷剂吸收冷媒介质的热量蒸发，冷媒介质放出热量温度降低。在蒸发器3内，制冷剂从冷媒介质吸取热量后体积迅速膨胀，流速迅速增加，然后进入扩压管4。在扩压管4内，对制冷剂蒸汽进行压缩，其流速下降、压力及温度上升，然后制冷剂蒸汽进入冷凝器5。在冷凝器5内，制冷剂蒸汽放出热量被冷凝成为液体，冷却介质吸收制冷剂热量温度升高。最后冷凝液体进入液体泵1，液体泵对冷凝液体再一次进行加压，至此，工质完成了一个封闭过程，即液体泵驱动式制冷循环。

Claims (2)

1. 一种循环制冷方法，其特征在于，其包括以下步骤,
（1）、液体泵对从冷凝器过来的制冷剂液体进行加压；
（2）、升压后的制冷剂进入膨胀管，在膨胀管内对制冷剂进行膨胀；
（3）、膨胀后的制冷剂进入蒸发器中，在蒸发器内，高湿度的低温低压制冷剂吸收冷媒介质热量蒸发，冷媒介质放出热量温度降低，实现制冷目的，同时制冷剂从冷媒介质吸取热量，其体积迅速膨胀、流速迅速增加；
（4）、吸收了冷媒介质热量的制冷剂进入扩压管，在扩压管内，对制冷剂蒸汽进行压缩，其流速下降、压力及温度上升；
（5）、在扩压内经过扩压的制冷剂蒸汽进入冷凝器，在冷凝器内，制冷剂蒸汽放出热量被冷凝成为液体，冷却介质吸收制冷剂热量温度升高；
（6）、制冷剂放出热量被冷凝成为制冷剂液体进入液体泵中，形成制冷循环。
2.一种制冷循环系统，其特征在于：其包括液体泵，膨胀管连接所述液体泵，蒸发器连接所述膨胀管，扩压管连接所述蒸发器，冷凝器连接所述扩压管，所述给水泵连接所述冷凝器，形成制冷循环。
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