CN106052213B - 采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统 - Google Patents

采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统。该制冷系统在膨胀阀前安装加压罐，压缩机排出的高温高压气体进加压罐盘管与加压罐中的低温低压液体进行热交换，低温低压液体吸热温度升高，部分液体吸热气化，加压罐中压力升高，加压罐中的液体在高压气体推动下向蒸发器供液。本发明对于四季、昼夜环境温度变化较大或者常年环境温度较低的地区将会产生很好的节能效果。

Description

采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统
技术领域
本发明涉及一种恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统，具体的说是一种采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统。
背景技术
在传统直膨式制冷系统中，需要设定最低冷凝温度(或压力)来保证膨胀阀前后有足够的压力差，以保证膨胀阀向蒸发器的稳定供液和充足供液。环境温度降低时，冷凝温度随着降低，当低于允许最低冷凝温度时，膨胀阀前后的压差不足以克服膨胀阀的压降，造成蒸发器供液不足，或使膨胀阀调节进入震荡区，不能稳定供液。
降低冷凝温度是提高制冷装置运行效率的有效手段，一般情况下冷凝温度每下降1℃，制冷系统的COP增大3％。在冷冻冷藏行业中使用的制冷装置，一年四季都需要运行，以华北地区使用的风冷式冷凝器制冷装置为例，夏季冷凝温度为45℃，冬季则能够低至10℃，如果制冷装置使用的制冷剂是R22,冬季膨胀阀前后的压力差在0.34～0.50Mp之间(蒸发温度-10～-25)此时膨胀阀已经不能正常的向蒸发器供给充足的制冷剂，导致蒸发温度降低，COP减小。目前采取的措施是通过冷凝风扇的开停控制，保持较高的冷凝温度，让膨胀阀前后的压力差保持在较高的范围内，维持蒸发器具有充足的供液(保证蒸发温度不变)。这种方法抬高冷凝温度大多在20℃上下，导致制冷装置不能充分利用环境温度较低的优势提高效率。对制冷装置而言，当冷凝温度等于10℃时的COP会比冷凝温度等于30℃时提高60％。
发明内容
本发明对传统制冷系统进行改造，提供一种采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统。该制冷系统在膨胀阀前安装加压罐，压缩机排出的高温高压气体进加压罐盘管与加压罐中的低温低压液体进行热交换，低温低压液体吸热温度升高，部分液体吸热气化，加压罐中压力升高，加压罐中的液体在高压气体推动下向蒸发器供液。
采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统，包括制冷压缩机1，制冷压缩机的排气侧分别与截止阀6的进口端、加压电磁阀a的进口端和加压电磁阀b的进口端相连接，所述加压电磁阀a的出口端与加压罐A的盘管进口端相连接，所述加压电磁阀b的出口端与加压罐B的盘管进口端相连接，所述加压罐A的盘管出口端、加压罐B的盘管出口端和截止阀6的出口端与冷凝器2的进口端相连接，所述冷凝器2的出口端与高压储液器3的进口端相连接，所述高压储液器3的出口端分别与供液电磁阀c的进口端和供液电磁阀d的进口端相连接，所述供液电磁阀c的出口端与加压罐A的液体进口端相连接，所述供液电磁阀d的出口端与加压罐B的液体进口端相连接，所述加压罐A的液体出口端与出液电磁阀g的进口端相连接，所述加压罐B的液体出口端与出液电磁阀h的进口端相连接，所述出液电磁阀g的出口端和出液电磁阀h的出口端与热力膨胀阀4的进口端相连接，所述热力膨胀阀4的出口端与蒸发器5的进口端相连接，所述蒸发器5的出口端与制冷压缩机1的吸气侧相连接；所述制冷压缩机1的吸气侧与减压电磁阀e的进口端和减压电磁阀f的进口端相连接，所述减压电磁阀e的出口端与加压罐A的减压管进口端相连接，所述减压电磁阀f的出口端与加压罐B的减压管进口端相连接。
本制冷系统具有以下技术效果：
1.本制冷系统采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力，可以充分利用较低的环境温度降低冷凝温度，并保证膨胀阀前后有足够的压力差，实现膨胀阀向蒸发器的稳定供液和充足供液，提高制冷装置效率。对于四季、昼夜环境温度变化较大或者常年环境温度较低的地区将会产生很好的节能效果。
2.该制冷系统加压罐的加压动力来自于制冷压缩机的排气热量，不消耗额外的能量，有效利用了压缩机排气余热，达到节能效果。
3.本制冷系统采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力，彻底消除了由于阻力引起的压力损失而产生的闪发气体，降低压缩机耗功，提高压缩机的制冷效率。
附图说明
图1是本发明原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统，当环境温度低于25℃时，所述截止阀6关闭，采用加压罐提高热力膨胀阀前制冷剂压力；当环境温度升高到25℃时，所述截止阀(6)打开，制冷系统按常规运行。
采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统，为保证制冷系统连续供液，采用两个加压罐：加压罐A和加压罐B，两者工作状态不同，一个向蒸发器供液，一个储存制冷剂液体，交替变换，一个周期变换一次。
采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统，加压罐A中设置液位控制器C和压力控制器E，加压罐B中设置液位控制器D和压力控制器F，上述液位控制器和压力控制器设定上限值、下限值。
如图1所示，采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统，包括制冷压缩机1，制冷压缩机的排气侧分别与截止阀6的进口端、加压电磁阀a的进口端和加压电磁阀b的进口端相连接，所述加压电磁阀a的出口端与加压罐A的盘管进口端相连接，所述加压电磁阀b的出口端与加压罐B的盘管进口端相连接，所述加压罐A的盘管出口端、加压罐B的盘管出口端和截止阀6的出口端与冷凝器2的进口端相连接，所述冷凝器2的出口端与高压储液器3的进口端相连接，所述高压储液器3的出口端分别与供液电磁阀c的进口端和供液电磁阀d的进口端相连接，所述供液电磁阀c的出口端与加压罐A的液体进口端相连接，所述供液电磁阀d的出口端与加压罐B的液体进口端相连接，所述加压罐A的液体出口端与出液电磁阀g的进口端相连接，所述加压罐B的液体出口端与出液电磁阀h的进口端相连接，所述出液电磁阀g的出口端和出液电磁阀h的出口端与热力膨胀阀4的进口端相连接，所述热力膨胀阀4的出口端与蒸发器5的进口端相连接，所述蒸发器5的出口端与制冷压缩机1的吸气侧相连接；所述制冷压缩机1的吸气侧与减压电磁阀e的进口端和减压电磁阀f的进口端相连接，所述减压电磁阀e的出口端与加压罐A的减压管进口端相连接，所述减压电磁阀f的出口端与加压罐B的减压管进口端相连接。
采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统，所述加压罐A的液位到达下限时，所述加压罐B的液位正好到达上限：所述加压罐A的加压电磁阀a关闭、减压电磁阀e开启、供液电磁阀c开启、出液电磁阀g关闭，所述加压罐B的加压电磁阀b开启、减压电磁阀f关闭、供液电磁阀d关闭、出液电磁阀h开启，所述高压储液器3中的液体经供液电磁阀c进加压罐A中，所述加压罐A的液位由下限往上限移动，同时所述加压罐B的液体在高压气体推动下，经所述出液电磁阀h、所述热力膨胀阀4向蒸发器供液，其液位由上限往下限移动，当所述加压罐A的液位到达上限，所述加压罐B的液位正好处于下限，一个周期的供液结束。所述加压罐A和所述加压罐B的工作状态互换：所述加压罐A的液位正好到达上限，所述加压罐B的液位正好到达下限，所述加压罐A的加压电磁阀a关闭、减压电磁阀e关闭、供液电磁阀c关闭、出液电磁阀g开启，所述加压罐B的加压电磁阀b关闭、减压电磁阀f开启、供液电磁阀d开启、出液电磁阀h关闭，所述高压储液器3的液体经供液电磁阀d进加压罐B中，所述加压罐B的液位由下限往上限移动，同时所述加压罐A的液体在高压气体推动下，经所述出液电磁阀g、所述热力膨胀阀4向蒸发器供液，其液位由上限往下限移动。
采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统，加压罐中压力升到压力控制器上限值时，加热电磁阀关闭；加压罐中压力降到压力控制器下限值时，减压电磁阀关闭。
采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统的工作原理如下：所述加压罐A的液位到达下限时，所述加压罐B的液位正好处于上限：所述制冷压缩机1排出的高温高压气体经所述加压电磁阀b进入所述加压罐B盘管中，与所述加压罐B中的低温低压制冷剂液体进行热交换，高温高压气体放热温度降低，经所述出液电磁阀h进入所述冷凝器2中冷却冷凝为高压中温制冷剂液体，进入所述储液器3，从储液器出来的液体经所述供液电磁阀c向所述加压罐液A供液，其液位由下限往上限移动；所述加压罐B中的液体体吸热，温度升高，部分液体气化，加压罐B中气体增多，压力升高，加压罐B的液体在高压气体推动下，经所述出液电磁阀h进入所述热力膨胀阀4，变为低温低压的气液两相制冷剂，气液两相制冷剂进入蒸发器5，蒸发吸热变成低温低压气体，返回制冷压缩机1的吸气侧，同时，加压罐B的液位由上限往下限移动。当所述加压罐A的液位到达上限时，所述加压罐B的液位正好处于下限，一个周期的供液结束，所述加压罐A和所述加压罐B的工作状态互换，开始下一个周期供液。
当环境温度升高到25℃时，不需要采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力，所述截止阀6打开，制冷系统按常规运行。所述制冷压缩机1排出的高温高压气体经所述截止阀6进入所述冷凝器2中冷却冷凝为高压中温制冷剂液体，进入所述储液器3，从储液器出来的液体进入所述热力膨胀阀4，变为低温低压的气液两相制冷剂，气液两相制冷剂进入蒸发器5，蒸发吸热变成低温低压气体，返回制冷压缩机1的吸气侧。
计算表明，制冷压缩机排气中温度高于35℃的显热部分能够满足加压罐将温度为10℃的饱和液加压到30℃的饱和液。加压罐的加热作用迫使膨胀阀前的饱和液体制冷剂提高到30℃，节流之后的焓值与30℃冷凝温度下的焓值是相等的，也就是说，制冷量并没有变化。从制冷压缩机的耗功来看，由于压缩终了压力是10℃所对应的饱和压力，与30℃所对应的饱和压力相差很大，焓值亦相差很大，所以，耗功有了较大的节省，制冷装置的效率仍有较大幅度的提高。

Claims (1)

1.一种采用加压罐恒定热力膨胀阀前液体制冷剂压力的制冷系统，其特征在于，包括制冷压缩机(1)，制冷压缩机的排气侧分别与截止阀(6)的进口端、加压电磁阀a的进口端和加压电磁阀b的进口端相连接，所述加压电磁阀a的出口端与加压罐A的盘管进口端相连接，所述加压电磁阀b的出口端与加压罐B的盘管进口端相连接，所述加压罐A的盘管出口端、加压罐B的盘管出口端和截止阀(6)的出口端与冷凝器(2)的进口端相连接，所述冷凝器(2)的出口端与高压储液器(3)的进口端相连接，所述高压储液器(3)的出口端分别与供液电磁阀c的进口端和供液电磁阀d的进口端相连接，所述供液电磁阀c的出口端与加压罐A的液体进口端相连接，所述供液电磁阀d的出口端与加压罐B的液体进口端相连接，所述加压罐A的液体出口端与出液电磁阀g的进口端相连接，所述加压罐B的液体出口端与出液电磁阀h的进口端相连接，所述出液电磁阀g的出口端和出液电磁阀h的出口端与热力膨胀阀(4)的进口端相连接，所述热力膨胀阀(4)的出口端与蒸发器(5)的进口端相连接，所述蒸发器(5)的出口端与制冷压缩机(1)的吸气侧相连接；所述制冷压缩机(1)的吸气侧与减压电磁阀e的进口端和减压电磁阀f的进口端相连接，所述减压电磁阀e的出口端与加压罐A的减压管进口端相连接，所述减压电磁阀f的出口端与加压罐B的减压管进口端相连接。
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