CN105423654A - 在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机 - Google Patents

Abstract

一种在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机包含一个冷媒管路、依序间隔设置于该冷媒管路的一个压缩机、一个冷凝单元、一个贮液器、一个液态高压输出单元，及一个冷气输出单元。该冷媒管路由该压缩机到达该冷凝单元间界定出有一个气态高压段。该节能冷冻机还包含一个包括一个膨胀连接件及一个注入管路的液态冷媒注入单元。该膨胀连接件设置于该冷媒管路的气态高压段，并具有相反设置的一个与该压缩机连接的入口端部及一个与该冷凝器连接的出口端部。该注入管路的两相反端分别连接于该液态高压输出单元与该冷气输出单元间及该膨胀连接件的入口端部。本发明的在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机可达到大幅节能省电效果。

Description

在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机

技术领域

本发明涉及一种冷冻机，特别是涉及一种具有大幅节能省电效果且适用于空调与其它致冷设备的冷冻机。

背景技术

参阅图1，现有冷冻机10的构造主要是在一个冷媒管路11上依序设置有一个压缩机12、一个冷凝器13、一个膨胀阀14及一个蒸发器15，该冷媒管路11内装容有一冷媒，冷媒进入该压缩机12内受到压缩会成为高温高压气体状态，冷媒接着进入该冷凝器13内进行热交换，冷媒此时会散热降温而开始相变成液体或气液混合体状态，接着让冷媒进入该膨胀阀14内，该膨胀阀14会对冷媒进行降压动作，最后让冷媒进入该蒸发器15内与外界温度进行热交换，冷媒此时会吸热而再度相变成气体状态，最后到达该压缩机12构成循环，如此该蒸发器15可向外界输送冷气以达到致冷效果。

上述冷冻机10是一般冷冻空调设备的基本构造，主要是利用冷媒相变所需产生的热交换，来达到输出冷气的效果，然而此种构造在使用上仍有缺失需要改进，现有冷冻机10在冷媒进入该压缩机12时，该压缩机12为了要让冷媒变成高压气体而可在该冷媒管路11内顺利运行，其需要耗用相当大的电量对冷媒进行压缩，此乃现有冷冻机10耗电量大的主因，尤其在夏季热天该冷凝器13发生冷凝不足状况下，该压缩机12需再增压才能顺利将冷媒压送循环于整个冷媒管路11，因此会再提高现有冷冻机10的耗电量。目前电费的价格节节升高，一般民众在考虑电费的因素下，使用冷冻机10的时机都要尽量节省，尤其是在夏季热天时，长期使用冷冻机10更会造成一般民众的重大负担。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可达到大幅节能省电效果的在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机。

本发明在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机包含一个冷媒管路、一个压缩机、一个冷凝单元、一个贮液器、一个液态高压输出单元、一个冷气输出单元及一个液态冷媒注入单元。

该冷媒管路的内部填充有冷媒作循环流动。

该压缩机设置于该冷媒管路上且对冷媒进行压缩。

该冷凝单元包括一个设置于该冷媒管路上且与该压缩机相连接的冷凝器，该冷凝器可对冷媒进行热交换，该冷媒管路由该压缩机到达该冷凝单元间界定出有一个气态高压段。

该贮液器设置于该冷媒管路上且与该冷凝器相连接。

该液态高压输出单元设置于该冷媒管路上，且包括至少一个与该贮液器相连接的液态高压泵。

该冷气输出单元包括一个设置于该冷媒管路上且与该液态高压泵相连接的膨胀阀，及一个设置于该冷媒管路上且与该膨胀阀相连接的蒸发器。该蒸发器可与外界进行热交换以输出冷气流。

该液态冷媒注入单元包括一个膨胀连接件及一个注入管路。该膨胀连接件设置于该冷媒管路的气态高压段，并具有相反设置的一个与该压缩机连接的入口端部及一个与该冷凝器连接的出口端部。该注入管路的两相反端分别连接于该液态高压泵及该膨胀连接件的入口端部。

较佳地，该膨胀连接件还具有一个形成于内部的膨胀空间、二个形成于该入口端部且与该膨胀空间相连通的入口，及一个形成于该出口端部且与该膨胀空间相连通的出口，所述入口分别与该注入管路及该压缩机连接，该出口与该冷凝器连接。

较佳地，该液态冷媒注入单元还包括一个阀件，该阀件设置于该冷媒管路上，且位于该液态高压输出单元与该冷气输出单元间，并与该注入管路连接。

较佳地，该液态高压输出单元的液态高压泵的数量为两个，所述液态高压泵分别连接于该贮液器与该注入管路间及该贮液器与该膨胀阀间。

较佳地，该冷凝单元还包括一个连接在该冷凝器上的冷却回路，及一个设置于该冷却回路上且可对该冷凝器输出一冷却流体让冷媒进行热交换的冷却塔。

本发明的有益效果在于：利用该液态高压泵对液态冷媒进行高压泵送至该冷气输出单元，同时部分液态冷媒经由该注入管路高压注入该冷媒管路的气态高压段，而与经由该压缩机压缩至该气态高压段的高温气态冷媒混合成一气液态混合冷媒，当该气液态混合冷媒经由该膨胀连接件时，该气液态混合冷媒中的液态冷媒会膨胀成气态冷媒而产生致冷之效果。在上述过程中，该气液态混合冷媒整体降温转化成一温度较低的高压气态冷媒，从而有效地降低该压缩机压缩输送冷媒至该贮液器所需的压力值，让该压缩机仅耗用最小电量就能维持冷媒于该冷媒管路中的正常循环相变，借此能有效改善在热天容易发生该冷凝单元冷凝不足而该压缩机需增压才能顺利将冷媒压送至该贮液器的耗能状态，因此达到大幅省电节能的效果。

附图说明

图1是一个示意图，说明现有冷冻机的各组件的连接关系；

图2是一个示意图，说明本发明在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机的一个第一实施例的各组件的连接关系；

图3是一个示意图，说明该第一实施例的各组件的连接关系，且该实施例的一个冷凝单元为另一个实施态样；

图4是一个示意图，说明本发明在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机的一第二实施例的各组件的连接关系。

具体实施方式

在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图2，本发明在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机的一个第一实施例，适用于一个空调设备及其它致冷设备，该节能冷冻机包含一个呈环状密闭型态的冷媒管路2、依序间隔设置于该冷媒管路2上的一个压缩机3、一个冷凝单元4、一个贮液器5、一个液态高压输出单元6，及一个冷气输出单元7，该节能冷冻机还包含一个连接该冷媒管路2的液态冷媒注入单元8。在本实施例中，该冷媒管路2由该压缩机3到达该冷凝单元4间界定出有一个气态高压段Ⅰ，该冷媒管路2由该液态高压输出单元6到达该冷气输出单元7间界定出有一个液态高压段Ⅱ，该冷媒管路2由该冷气输出单元7到达该压缩机3间界定出有一个气态低压段Ⅲ，接着，再将上述各构件的管路结构及工作情形详述于后。

该冷媒管路2的内部填充有冷媒作循环流动。

该压缩机3可对该冷媒管路2内的冷媒进行压缩，将冷媒压力大约维持在该气态高压段Ⅰ能到达该贮液器5即可。

该冷凝单元4包括一个设置在该冷媒管路2上且与该压缩机3相连接的冷凝器41、一个连接在该冷凝器41前后两端处的冷却回路42，及一个设置在该冷却回路42上的冷却塔43，该冷却塔43可以采用水冷或是空冷方式经由该冷却回路42会对该冷凝器41输出一冷却流体，使该冷却流体与冷媒之间可进行热交换，从而将冷媒冷凝成液态，在本实施例中，该冷凝器41是以管中管的包覆方式容置该冷媒管路2，另外参阅图3，该冷凝器41也可以为炮管式结构以容置该冷媒管路2。

该贮液器5是一个容器，当冷媒接受该冷凝单元4冷凝成为液态后，该贮液器5可提供液态冷媒作集中贮存。

该液态高压输出单元6设置在该冷媒管路2上，且包括一个与贮液器5相连接的液态高压泵61。该液态高压泵61可由该贮液器5汲取液体冷媒，并以低马力功率对液体冷媒高压泵送至该液态高压段Ⅱ。

该冷气输出单元7包括一个设置在该冷媒管路2上且与该液态高压泵61相连接的膨胀阀70，及一个设置在该冷媒管路2上且与该膨胀阀70相连接的蒸发器71。该膨胀阀70用于将经由该液态高压泵61高压泵送的高压液体冷媒进行降压。该蒸发器71与外界空气接触，通过该蒸发器71让空气与冷媒进行热交换，借此该蒸发器71对外界可输出一冷气流，最后，冷媒经过热交换产生相变化成气体，再由该气态低压段Ⅲ回到该压缩机3内，借此构成整个循环。

该液态冷媒注入单元8包括一个设置于该冷媒管路2的气态高压段I的膨胀连接件81、一个设置于该冷媒管路2上且位于液态高压输出单元6与该冷气输出单元7间的阀件82，及一个两相反端分别连接该膨胀连接件81及该阀件82的注入管路83。该膨胀连接件81具有相反设置的一个入口端部811及一个出口端部812、一个形成于内部的膨胀空间813、二个形成于该入口端部811且与该膨胀空间813相连通并分别与该压缩机2及该注入管路83连接的入口814，及一个形成于该出口端部812且与该膨胀空间813相连通并与该冷凝器41连接的出口815。该阀件82用以控制该液态高压输出单元6将冷媒分别经由该冷媒管路2及该注入管路83高压泵送往该膨胀阀70及该膨胀连接件81的比例，较佳地，高压泵送往该注入管路83的液态冷媒量远小于高压泵送往原冷媒管路2的液态冷媒量。在本实施例中，该膨胀连接件81与该冷媒管路2为一体成型，但该膨胀连接件81不以上述为限，也可为一个独立组件。该阀件82为一个三通流量控制阀，但该阀件82不以上述为限，也可以为其它能达到相同功能的不同类型的阀件替换使用。

其中，该液态高压泵61在将液态冷媒进行高压泵送至该冷气输出单元7过程中，同时将部分液态冷媒经由该注入管路82高压泵送注入该冷媒管路2的气态高压段I，而与经由该压缩机3压缩至该气态高压段I的高温高压气态冷媒混合成一高压气液态混合冷媒。当该高压气液态混合冷媒流经该膨胀连接件81的膨胀空间813时，该高压气液态混合冷媒中的高压液态冷媒膨胀成气态冷媒而产生致冷的效果。在上述过程中，该高压气液态混合冷媒整体降温转化成一由该出口815输出至该冷凝器41的温度较低而压力有所下降的气态冷媒。

以上即为本发明在气态高压段注入液态冷媒之节能冷冻机各构件的叙述；接着，再将本发明预期能达成的功效陈述如后：

本发明在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机主要是为了改良现有冷冻机耗电量大的问题，本发明所使用的技术手段主要是：

一、利用该液态高压泵61对液态冷媒进行高压泵送，以加速冷媒在该冷媒管路2内的循环，如此一来，该压缩机3相较于现有就不需对冷媒进行高压压送循环于整个冷媒管路2，因此本发明的压缩机3不需过于耗电对冷媒进行压缩，可达到大幅节能省电的效果。

二、本发明设置该贮液器5以提供液体冷媒作储存，液体冷媒经由该液态高压泵61泵送，轻易就可达到高压状态，而该液态高压泵61仅以低马力功率运转，耗电量不大，却可对液态冷媒进行高压泵送，借此本发明可在不耗用大电量的情况下，达到制造冷气的效果。

三、本发明通过该液态冷媒注入单元8将部分液态冷媒高压泵送注入该冷媒管路2的气态高压段I，而与该压缩机3压送进该气态高压段I的高压高温气态冷媒混合，其中高压液态冷媒经由该膨胀连接件81的膨胀而产生致冷效果，使得流出该膨胀连接件81的出口815的冷媒呈温度较低而压力有所下降的气态冷媒，从而能有效降低该压缩机3压缩输送冷媒至该贮液器5所需的压力值，以维持该压缩机3于低耗能的运作状态，借此能有效改善在热天容易发生该冷凝单元4冷凝不足而该压缩机3需增压才能顺利将冷媒压送至该贮液器5的耗能状态。另外，该液态冷媒注入单元8只需汲取少量冷媒来进行该冷媒管路2的气态高压段I的降温动作，因此影响该冷气输出单元7对外输出冷气流的效能的幅度极低。

参阅图4，本发明在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机的一第二实施例，大致上相似于该第一实施例，不同处在于：该液态高压输出单元6还包括一个液态高压泵61，且该液态冷媒注入单元8取消该阀件82。所述液态高压泵61分别连接于该贮液器5与该注入管路83间及该贮液器5与该膨胀阀70间。所述液态高压泵61可由该贮液器5汲取液体冷媒，并以低马力功率对液体冷媒分别高压泵送至该液态高压段Ⅱ及经由该注入管路83高压泵送注入该气态高压段I。借此达到与该第一实施例相同的功效。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及专利说明书内容所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (5)

1.一种在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机，其特征在于：该节能冷冻机包含：一个冷媒管路、一个压缩机、一个冷凝单元、一个贮液器、一个液态高压输出单元、一个冷气输出单元，及一个液态冷媒注入单元；该冷媒管路的内部填充有冷媒作循环流动；该压缩机设置于该冷媒管路上且对冷媒进行压缩；该冷凝单元包括一个设置于该冷媒管路上且与该压缩机相连接的冷凝器，该冷凝器可对冷媒进行热交换，该冷媒管路由该压缩机到达该冷凝单元间界定出有一个气态高压段；该贮液器设置于该冷媒管路上且与该冷凝器相连接；该液态高压输出单元设置于该冷媒管路上，且包括至少一个与该贮液器相连接的液态高压泵；该冷气输出单元包括一个设置于该冷媒管路上且与该液态高压泵相连接的膨胀阀，及一个设置于该冷媒管路上且与该膨胀阀相连接的蒸发器，该蒸发器可与外界进行热交换以输出冷气流；该液态冷媒注入单元包括一个膨胀连接件及一个注入管路，该膨胀连接件设置于该冷媒管路的气态高压段，并具有相反设置的一个与该压缩机连接的入口端部及一个与该冷凝器连接的出口端部，该注入管路的两相反端分别连接于该液态高压泵及该膨胀连接件的入口端部。

2.根据权利要求1所述的在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机，其特征在于：该膨胀连接件还具有一个形成于内部的膨胀空间、二个形成于该入口端部且与该膨胀空间相连通的入口，及一个形成于该出口端部且与该膨胀空间相连通的出口，所述入口分别与该注入管路及该压缩机连接，该出口与该冷凝器连接。

3.根据权利要求1或2所述的在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机，其特征在于：该液态冷媒注入单元还包括一个阀件，该阀件设置于该冷媒管路上，且位于该液态高压输出单元与该冷气输出单元间，并与该注入管路连接。

4.根据权利要求1或2所述的在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机，其特征在于：该液态高压输出单元的液态高压泵的数量为两个，所述液态高压泵分别连接于该贮液器与该注入管路间及该贮液器与该膨胀阀间。

5.根据权利要求1所述的在气态高压段注入液态冷媒的节能冷冻机，其特征在于：该冷凝单元还包括一个连接在该冷凝器上的冷却回路，及一个设置于该冷却回路上且可对该冷凝器输出一冷却流体让冷媒进行热交换的冷却塔。