CN106196681A - 中间分凝式自复叠制冷循环系统及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中间分凝式自复叠制冷循环系统及制冷设备，中间分凝式自复叠制冷循环系统，包括压缩机、第一冷凝器、气液分离器、第一回热器、第二冷凝器、第一节流装置和蒸发器，第一回热器具有第一热交换流道和第二热交换流道；压缩机的出口与第一冷凝器的进口连接，第一冷凝器的出口与气液分离器的进口相连，气液分离器的气体出口与第二冷凝器的入口相连，第二冷凝器的出口依次通过第一热交换流道和第一节流装置与蒸发器的进口连接，气液分离器的饱和液体出口通过第二热交换流道与压缩机的进口连接，蒸发器的出口也与压缩机的进口连接。实现提高制冷空间的温度分布均匀性，降低温度变化幅度以提高制冷效果。

Description

中间分凝式自复叠制冷循环系统及制冷设备

技术领域

本发明涉及制冷设备，尤其涉及一种中间分凝式自复叠制冷循环系统及制冷设备。

背景技术

制冷设备（冰箱、冷柜等）被广泛的应用于人们的日常生活中，制冷设备通常包括压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置，压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置连接在一起构成制冷系统。而在实现较低温度制冷时，传统的制冷系统存在压比较大，排气量较低，换热传热不可逆损失较大，系统性能较低的问题。而自复叠制冷系统可以实现制冷，并利用非共沸混合工质相变时的温度滑移有效降低换热器传热不可逆损失，改善系统性能。然而，在实际使用过程中，由于自复叠制冷系统依然无法在单压缩机情况下获得更低的制冷温度，且蒸发器内较大的温度滑移，导致制冷空间的温度变化幅度较大且温度分布不均匀，导致制冷效果较差。如何设计一种提高制冷空间的温度分布均匀性降低温度变化幅度以提高制冷效果的制冷循环系统是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种中间分凝式自复叠制冷循环系统及制冷设备，解决现有技术中制冷设备的换热效率和能效较低的缺陷，实现中间分凝式自复叠制冷循环系统提高制冷空间的温度分布均匀性，降低温度变化幅度以提高制冷效果。

本发明提供的技术方案是，一种中间分凝式自复叠制冷循环系统，包括压缩机、第一冷凝器、气液分离器、第二冷凝器、第一回热器、第一节流装置和蒸发器，所述第一回热器具有第一热交换流道和第二热交换流道；所述压缩机的出口与所述第一冷凝器的进口连接，所述第一冷凝器的出口与所述气液分离器的进口相连，所述气液分离器的气体出口与所述第二冷凝器的入口相连，所述第二冷凝器的出口依次通过所述第一热交换流道和第一节流装置与所述蒸发器的进口连接，所述气液分离器的饱和液体出口通过所述第二热交换流道与所述压缩机的进口连接，所述蒸发器的出口也与所述压缩机的进口连接。

进一步的，所述第一回热器还具有第三热交换流道，所述中间分凝式自复叠制冷循环系统还包括第二回热器，所述第二回热器具有第四热交换流道和第五热交换流道；所述第二冷凝器的出口依次通过所述第一热交换流道、所述第四热交换流道和第一节流装置与所述蒸发器的进口连接，所述气液分离器的饱和液体出口依次通过所述第二热交换流道和所述第五热交换流道与所述第三热交换流道的进口连接，所述蒸发器的出口也与所述第三热交换流道的进口连接，所述第三热交换流道的出口与所述压缩机的进口连接。

进一步的，所述第二热交换流道和所述第五热交换流道之间设置有第二节流装置。

进一步的，所述第一节流装置集成在所述第二回热器中。

进一步的，所述第一节流装置为毛细管，所述毛细管和所述第四热交换流道为一整体结构的管体。

进一步的，所述第一回热器和所述第二回热器为板式换热器、或套管式换热。

进一步的，所述毛细管缠绕在所述第五热交换流道上。

本发明还提供一种制冷设备，其特征在于，包括上述中间分凝式自复叠制冷循环系统。

本发明提供的中间分凝式自复叠制冷循环系统及制冷设备，通过在两个冷凝器之间设置气液分离器，从第一冷凝器输出的气液两相工质进入气液分离器进行气液分离，可以将气态的工质输入到第二冷凝器中进行进一步的冷凝处理，采用在两个冷凝器中间设置气液分离器的方式实现分凝，可以降低蒸发器内工质相变过程的温度滑移，有利于增强制冷间室的温度均匀性；同时，第一回热器能够实现自复叠循环，有效增加制冷流体节流前的过冷度，增大系统制冷量，实现提高了制冷设备的换热效率和能效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中间分凝式自复叠制冷循环系统实施例的原理图一；

图2为本发明中间分凝式自复叠制冷循环系统实施例的原理图二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例中间分凝式自复叠制冷循环系统，包括压缩机1、第一冷凝器2、气液分离器3、第二冷凝器4、第一回热器5、第一节流装置6和蒸发器7，所述第一回热器5具有第一热交换流道51和第二热交换流道52；所述压缩机1的出口与所述第一冷凝器2的进口连接，所述第一冷凝器2的出口与所述气液分离器3的进口相连，所述气液分离器3的气体出口与所述第二冷凝器4的入口相连，所述第二冷凝器4的出口依次通过所述第一热交换流道51和第一节流装置6与所述蒸发器7的进口连接，所述气液分离器3的饱和液体出口通过所述第二热交换流道52与所述压缩机1的进口连接，所述蒸发器7的出口也与所述压缩机1的进口连接。

具体而言，本实施例中间分凝式自复叠制冷循环系统采用两个冷凝器，并在第一冷凝器2和第二冷凝器4之间设置气液分离器3，气液分离器3将从第一冷凝器2中输出的气液混合工质进行分离，从气液分离器3分离出的低沸点组分饱和气态混合制冷工质进入第二冷凝器4放热后变为过冷液态工质，过冷液态工质经过第一回热器5进行热交换后进入到蒸发器7中吸热变为饱和气体，而气液分离器3分离出的高沸点组分饱和液态混合制冷工质经过第一回热器5换热继续过冷，然后与来自蒸发器7出口的低沸点组分饱和气态混合制冷工质混合后进入压缩机1压缩，既可利用工质在冷凝过程的温度滑移降低传热不可逆损失，提高系统性能，同时，利用中间分凝减小了工质在蒸发器内的温度滑移，增强了制冷间室内温度的分布均匀性，降低了压缩比，从而达到改善制冷系统性能的目的。

优选的，如图2所示，基于上述技术方案，所述第一回热器5还具有第三热交换流道53，本实施例中间分凝式自复叠制冷循环系统还包括第二回热器8，所述第二回热器8具有第四热交换流道81和第五热交换流道82；所述压缩机1的出口与所述第一冷凝器2的进口连接，所述第一冷凝器2的出口与所述气液分离器3的进口相连，所述气液分离器3的气体出口与所述第二冷凝器4的入口相连，所述第二冷凝器4的出口依次通过所述第一热交换流51道、所述第四热交换流道81和第一节流装置6与所述蒸发器7的进口连接，所述气液分离器3的饱和液体出口依次通过所述第二热交换流道52和所述第五热交换流道82与所述第三热交换流道53的进口连接，所述蒸发器7的出口也与所述第三热交换流道53的进口连接，所述第三热交换流道53的出口与所述压缩机1的进口连接，所述第二热交换流道52和所述第五热交换流道82之间设置有第二节流装置521。具体的，压缩机1出口的过热高温高压制冷工质进入第一冷凝器2放热，冷凝为气液两相混合工质，然后气液两相混合工质进入气液分离器3进行气液分离，产生两股工质组分不同的流体：其中从气液分离器3分离出的低沸点组分饱和气态混合制冷工质进入第二冷凝器4放热后变为过冷液态，然后依次经过第一回热器5和第二回热器8进一步过冷并节流，经过节流降压降温后，两相工质进入蒸发器7吸热变为饱和气体，实现制冷效果；气液分离器3分离出的高沸点组分饱和液态混合制冷工质经过第一回热器5继续过冷，然后经第二节流装置521节流后温度压力降低，进入第二回热器8中对低沸点组分过冷液态吸热后变为饱和气态，然后与来自蒸发器7出口的低沸点组分饱和气态混合制冷工质混合；混合后的制冷工质进入第一回热器5吸热变为过热气体，然后进入压缩机1压缩，完成整个制冷系统循环。第一回热器5和第二回热器8实现了自复叠循环，可以有效增加制冷工质节流前的过冷度，增大系统制冷量，同时，有效提高压缩机1的吸气压力，增加压缩机1效率，提高输气量，实现了劳伦兹循环，降低冷凝器在传热过程中的不可逆损失，可以改善制冷系统的性能。而第一节流装置6和第二节流装置521可以采用毛细管或电子膨胀阀。

其中，所述第一节流装置6集成在所述第二回热器8中。具体的，第一节流装置6可以与第四热交换流道81连接后集成在第二回热器8中，优选的，所述第一节流装置6可以为毛细管，并且，毛细管和所述第四热交换流道81为一整体结构的管体，并且，毛细管还可以缠绕在所述第五热交换流道81上。另外，本实施例中的第一回热器5和所述第二回热器8可以为板式换热器、或套管式换热。

本发明又提供一种制冷设备，包括上述中间分凝式自复叠制冷循环系统。

本发明提供的中间分凝式自复叠制冷循环系统及制冷设备，通过在两个冷凝器之间设置气液分离器，从第一冷凝器输出的气液两相工质进入气液分离器进行气液分离，可以将气态的工质输入到第二冷凝器中进行进一步的冷凝处理，采用在两个冷凝器中间设置气液分离器的方式实现分凝，可以降低蒸发器内工质相变过程的温度滑移，有利于增强制冷间室的温度均匀性；同时，第一回热器能够实现自复叠循环，有效增加制冷流体节流前的过冷度，增大系统制冷量，实现提高了制冷设备的换热效率和能效。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种中间分凝式自复叠制冷循环系统，其特征在于，包括压缩机、第一冷凝器、气液分离器、第一回热器、第二冷凝器、第一节流装置和蒸发器，所述第一回热器具有第一热交换流道和第二热交换流道；所述压缩机的出口与所述第一冷凝器的进口连接，所述第一冷凝器的出口与所述气液分离器的进口相连，所述气液分离器的气体出口与所述第二冷凝器的入口相连，所述第二冷凝器的出口依次通过所述第一热交换流道和第一节流装置与所述蒸发器的进口连接，所述气液分离器的饱和液体出口通过所述第二热交换流道与所述压缩机的进口连接，所述蒸发器的出口也与所述压缩机的进口连接。

2. 根据权利要求1所述的中间分凝式自复叠制冷循环系统，其特征在于，所述第一回热器还具有第三热交换流道，所述中间分凝式自复叠制冷循环系统还包括第二回热器，所述第二回热器具有第四热交换流道和第五热交换流道；所述第二冷凝器的出口依次通过所述第一热交换流道、所述第四热交换流道和第一节流装置与所述蒸发器的进口连接，所述气液分离器的饱和液体出口依次通过所述第二热交换流道和所述第五热交换流道与所述第三热交换流道的进口连接，所述蒸发器的出口也与所述第三热交换流道的进口连接，所述第三热交换流道的出口与所述压缩机的进口连接。

3. 根据权利要求2所述的中间分凝式自复叠制冷循环系统，其特征在于，所述第二热交换流道和所述第五热交换流道之间设置有第二节流装置。

4. 根据权利要求2所述的中间分凝式自复叠制冷循环系统，其特征在于，所述第一节流装置集成在所述第二回热器中。

5. 根据权利要求4所述的中间分凝式自复叠制冷循环系统，其特征在于，所述第一节流装置为毛细管，所述毛细管和所述第四热交换流道为一整体结构的管体。

6. 根据权利要求2所述的中间分凝式自复叠制冷循环系统，其特征在于，所述第一回热器和所述第二回热器为板式换热器、或套管式换热。

7. 根据权利要求5所述的中间分凝式自复叠制冷循环系统，其特征在于，所述毛细管缠绕在所述第五热交换流道上。

8. 一种制冷设备，其特征在于，包括如权利要求1-7任一所述的中间分凝式自复叠制冷循环系统。