CN109737621A - 自复叠制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自复叠制冷系统，属于自复叠制冷系统技术领域，解决现有的自复叠制冷系统其蒸发器一侧冷量浪费、冷凝器冷凝效果不好、系统能效比较低的问题，本案中，通过在蒸发器出口一侧设置第二换热器，并增设第二换热器出口至压缩机进口的旁路，使蒸发器一侧出来的制冷剂，在进入压缩机时满足压缩机进口需要过热的要求；同时，该旁路经过冷凝器换热后带走冷凝器的热量，从而增强冷凝器的冷凝效果，最终使自复叠制冷系统的能效比更高。

Description

自复叠制冷系统

技术领域

本发明涉及自复叠制冷系统技术领域，特别涉及一种适用于由多元非共沸工质构成的冷媒的自复叠制冷系统。

背景技术

如图1所示，传统的自复叠制冷系统主要包括压缩机201、冷凝器202、气液分离器203、节流阀204、换热器205、节流阀206、蒸发器207。混合制冷剂（一般为二元以上非共沸制冷剂的组合）通过压缩机201压缩，形成高温高压的气体；通过冷凝器202冷凝，形成气液混合物；气液分离器203将该气液混合物成两路分离，一路为液体，另一路为气体；其中一路液体通过节流阀204，形成低温低压的气体或气液混合物，该气体或气液混合物与另一路气体经过热交换后，返回到压缩机201进口；而该另一路气体经热交换后，温度进一步降低，然后经过节流阀206，形成低温低压气体；最后通过蒸发器207，温度升高，最终再返回压缩机201进口。

上述自复叠制冷系统的缺陷在于，在压缩机出口气体经冷凝器冷凝过程中，通常采用自然冷却的方式，即通过强制对流或自然对流，冷凝效果不佳。而在蒸发器一侧仍有多余的冷量可利用，因为蒸发器出口的温度，要低于压缩机进口的温度，而蒸发器出口的一路气体直接进入压缩机内，又无法满足压缩机进口需要过热的需求，最终导致自复叠制冷系统的能效比较低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能增强冷凝器冷凝效果、满足压缩机进口过热需求、能效比更高的自复叠制冷系统。

为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种自复叠制冷系统，用于至少两元非共沸混合制冷剂的制冷循环，其特征在于：所述的自复叠制冷系统包括：

压缩机；

冷凝器，所述的冷凝器内设置有供所述制冷剂进行换热的第一管路和第二管路；

气液分离器，所述的气液分离器具有气相支路和液相支路；

第一节流阀；

第一换热器，所述的第一换热器内设置有供所述制冷剂进行换热的第三管路和第四管路；

第二换热器，所述的第二换热器内设置有供所述制冷剂进行换热的第五管路和第六管路；

第二节流阀；

蒸发器；

第三节流阀；

所述的压缩机、第一管路、液相支路、第一节流阀、第三管路依次相连通构成液相回路，所述的压缩机、第一管路、气相支路、第四管路、第五管路、第二节流阀、蒸发器、第六管路依次相连通构成气相回路，所述第六管路的出口至所述压缩机进口的路径上设置有旁路，至少有部分所述的旁路经过所述的第三节流阀和所述的第二管路。

上述技术方案中，优选的，全部所述的旁路经过所述的第三节流阀和第二管路。

上述技术方案中，优选的，所述的旁路包括两个支路，其中一个所述的支路经过所述的第三节流阀和所述的第二管路，另一个所述的支路经过所述第三管路出口至所述压缩机进口的那部分所述液相回路。

上述技术方案中，优选的，所述的旁路依次经过所述第三管路出口至所述压缩机进口那部分所述液相回路、所述的第三节流阀以及所述的第二管路。

上述技术方案中，优选的，所述的旁路依次经过所述的第三管路、所述第三管路出口至所述压缩机进口的那部分所述液相回路、所述的第三节流阀以及所述的第二管路。

本发明与现有技术相比获得如下有益效果：本案中，通过在蒸发器出口一侧设置第二换热器，并增设第二换热器出口至压缩机进口的旁路，使蒸发器一侧出来的制冷剂，在进入压缩机时满足压缩机进口需要过热的要求；同时，该旁路经过冷凝器换热后带走冷凝器的热量，从而增强冷凝器的冷凝效果，最终使自复叠制冷系统的能效比更高。

附图说明

图1为现有技术中的自复叠制冷系统；

图2为本发明的实施例一的自复叠制冷系统；

图3为本发明的实施例二的自复叠制冷系统；

图4为本发明的实施例三的自复叠制冷系统；

图5为本发明的实施例四的自复叠制冷系统；

其中：100、自复叠制冷系统；11、压缩机；12、冷凝器；121、第一管路；122、第二管路；13、气液分离器；131、液相支路；132、气相支路；14、第一节流阀；15、第一换热器；151、第三管路；152、第四管路；16、第二换热器；161、第五管路；162、第六管路；17、第二节流阀；18、蒸发器；19、第三节流阀；200、自复叠制冷系统；21、压缩机；22、冷凝器；221、第一管路；222、第二管路；23、气液分离器；231、液相支路；232、气相支路；24、第一节流阀；25、第一换热器；251、第三管路；252、第四管路；26、第二换热器；261、第五管路；262、第六管路；27、第二节流阀；28、蒸发器；29、第三节流阀；300、自复叠制冷系统；31、压缩机；32、冷凝器；321、第一管路；322、第二管路；33、气液分离器；331、液相支路；332、气相支路；34、第一节流阀；35、第一换热器；351、第三管路；352、第四管路；36、第二换热器；361、第五管路；362、第六管路；37、第二节流阀；38、蒸发器；39、第三节流阀；400、自复叠制冷系统；41、压缩机；42、冷凝器；421、第一管路；422、第二管路；43、气液分离器；431、液相支路；432、气相支路；44、第一节流阀；45、第一换热器；451、第三管路；452、第四管路；46、第二换热器；461、第五管路；462、第六管路；47、第二节流阀；48、蒸发器；49、第三节流阀。

具体实施方式

为详细说明发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。实施例一至四种所述的制冷剂为至少两元以上非共沸制冷剂的混合物。

实施例一：如图2所示，自复叠制冷系统100包括压缩机11、冷凝器12、气液分离器13、第一节流阀14、第一换热器15、第二换热器16、第二节流阀17、蒸发器18、第三节流阀19。冷凝器12内设置有供制冷剂进行换热的第一管路121和第二管路122。气液分离器13具有气相支路132和液相支路131。第一换热器15内设置有供制冷剂进行换热的第三管路151和第四管路152。第二换热器16内设置有供制冷剂进行换热的第五管路161和第六管路162。

压缩机11、第一管路121、液相支路131、第一节流阀14、第三管路151依次相连通构成液相回路。

在所述液相回路中，制冷剂通过压缩机11压缩后形成高温高压的气体，经冷凝器12的第一管路121冷凝后变成气液混合物，然后液态的制冷剂经气液分离器13的液相支路131，通过第一节流阀14流至第一换热器15的第三管路151内与气态的制冷剂进行换热，换热后的液态制冷剂直接返回至压缩机11内，形成液态制冷剂的循环。

压缩机11、第一管路121、气相支路132、第四管路152、第五管路161、第二节流阀17、蒸发器18以及第六管路162依次连通构成气相回路，在所述气相回路中，第六管路162的出口至压缩机11进口的路径上设置有旁路，该旁路经过第三节流阀19和第二管路122，最后流至压缩机11内。

在所述气相回路中，制冷剂通过压缩机11压缩后形成高温高压的气体，经冷凝器12的第一管路121冷凝后变成气液混合物，然后气态的制冷剂经气液分离器13的气相支路132，流至第一换热器15的第四管路152内与上述液态的制冷剂进行换热，再流至第二换热器16的第五管路161内与外界空气进行对流换热，再通过第二节流阀17流至蒸发器18内，然后从蒸发器18的出口一侧出来后进入第二换热器16的第六管路162内与外界空气进行对流换热，换热后的制冷剂通过第三节流阀19流至冷凝器12的第二管路122内并带走冷凝器12的部分热量，最后返回至压缩机11内，形成气态制冷剂的循环。此过程使冷凝器12的冷凝效果得以强化，且从蒸发器18出口一侧的气态制冷剂经过多次换热后温度升高，并接近压缩机11进口温度，使制冷系统的能效比得以提高。

实施例二：如图3所示，自复叠制冷系统200包括压缩机21、冷凝器22、气液分离器23、第一节流阀24、第一换热器25、第二换热器26、第二节流阀27、蒸发器28、第三节流阀29。冷凝器22内设置有供制冷剂进行换热的第一管路221和第二管路222。气液分离器23具有气相支路232和液相支路231。第一换热器25内设置有供制冷剂进行换热的第三管路251和第四管路252。第二换热器26内设置有供制冷剂进行换热的第五管路261和第六管路262。

压缩机21、第一管路221、液相支路231、第一节流阀24、第三管路251依次相连通构成液相回路。

在所述液相回路中，制冷剂通过压缩机21压缩后形成高温高压的气体，经冷凝器22的第一管路221冷凝后变成气液混合物，然后液态的制冷剂经气液分离器23的液相支路231，通过第一节流阀24流至第一换热器25的第三管路251内与气态的制冷剂进行换热，换热后的液态制冷剂直接返回至压缩机21内，形成液态制冷剂的循环。

压缩机21、第一管路221、气相支路232、第四管路252、第五管路261、第二节流阀27、蒸发器28以及第六管路262依次连通构成气相回路，在所述气相回路中，第六管路262的出口至压缩机21进口的路径上设置有旁路，该旁路具有两个支路，其中一个支路经第三节流阀29和第二管路222，另一个支路经第三管路251出口至压缩机21进口的那部分液相回路。

在所述气相回路中，制冷剂通过压缩机21压缩后形成高温高压的气体，经冷凝器22的第一管路221冷凝后变成气液混合物，然后气态的制冷剂经气液分离器23的气相支路232，流至第一换热器25的第四管路252内与上述液态的制冷剂进行换热，再流至第二换热器26的第五管路261内与外界空气进行对流换热，再通过第二节流阀27流至蒸发器28内，然后从蒸发器28的出口一侧出来后进入第二换热器26的第六管路262内与外界空气进行对流换热，换热后的制冷剂再次变为气液混合物，该气液混合物分别走旁路的两个支路，其中，气体部分通过第三节流阀29流至冷凝器22的第二管路222内并带走冷凝器22的部分热量，最后返回至压缩机21内；液体部分经第三管路25的出口至压缩机21进口的那部分液相回路与液相回路中的液态制冷剂一起或先后返回至压缩机21内。此过程使冷凝器22的冷凝效果得以强化，且从蒸发器28出口一侧的气态制冷剂经过多次换热后温度升高，并接近压缩机21进口温度，使制冷系统的能效比得以提高。

实施例三：如图4所示，自复叠制冷系统300包括压缩机31、冷凝器32、气液分离器33、第一节流阀34、第一换热器35、第二换热器36、第二节流阀37、蒸发器38、第三节流阀39。冷凝器32内设置有供制冷剂进行换热的第一管路321和第二管路322。气液分离器33具有气相支路332和液相支路331。第一换热器35内设置有供制冷剂进行换热的第三管路351和第四管路352。第二换热器36内设置有供制冷剂进行换热的第五管路361和第六管路362。

压缩机31、第一管路321、液相支路331、第一节流阀34、第三管路351依次相连通构成液相回路。

在所述液相回路中，制冷剂通过压缩机31压缩后形成高温高压的气体，经冷凝器32的第一管路321冷凝后变成气液混合物，然后液态的制冷剂经气液分离器33的液相支路331，通过第一节流阀34流至第一换热器35的第三管路351内与气态的制冷剂进行换热，换热后的液态制冷剂直接返回至压缩机31内，形成液态制冷剂的循环。

压缩机31、第一管路321、气相支路332、第四管路352、第五管路361、第二节流阀37、蒸发器38以及第六管路362依次连通构成气相回路，在所述气相回路中，第六管路362的出口至压缩机31进口的路径上设置有旁路，该旁路依次经过第三管路351出口至压缩机31进口的那部分液相回路、第三节流阀39以及第二管路322。

在所述气相回路中，制冷剂通过压缩机31压缩后形成高温高压的气体，经冷凝器32的第一管路321冷凝后变成气液混合物，然后气态的制冷剂经气液分离器33的气相支路332，流至第一换热器35的第四管路352内与上述液态的制冷剂进行换热，再流至第二换热器36的第五管路361内与外界空气进行对流换热，再通过第二节流阀37流至蒸发器38内，然后从蒸发器38的出口一侧出来后进入第二换热器36的第六管路362内与外界空气进行对流换热，换热后的制冷剂再次变为气液混合物，该气液混合物进入第三管路351出口至压缩机31进口的那部分液相回路中，其中，气体部分依次经第三节流阀39、第二管路322返回至压缩机31内并带走冷凝器32的部分热量；液体部分与液相回路中的液态制冷剂一起或先后返回至压缩机31内。此过程使冷凝器32的冷凝效果得以强化，且从蒸发器38出口一侧的气态制冷剂经过多次换热后温度升高，并接近压缩机31进口温度，使制冷系统的能效比得以提高。

实施例四：如图5所示，自复叠制冷系统400包括压缩机41、冷凝器42、气液分离器43、第一节流阀44、第一换热器45、第二换热器46、第二节流阀47、蒸发器48、第三节流阀49。冷凝器42内设置有供制冷剂进行换热的第一管路421和第二管路422。气液分离器43具有气相支路432和液相支路431。第一换热器45内设置有供制冷剂进行换热的第三管路451和第四管路452。第二换热器46内设置有供制冷剂进行换热的第五管路461和第六管路462。

压缩机41、第一管路421、液相支路431、第一节流阀44、第三管路451依次相连通构成液相回路。

在所述液相回路中，制冷剂通过压缩机41压缩后形成高温高压的气体，经冷凝器42的第一管路421冷凝后变成气液混合物，然后液态的制冷剂经气液分离器43的液相支路431，通过第一节流阀44流至第一换热器45的第三管路451内与气态的制冷剂进行换热，换热后的液态制冷剂直接返回至压缩机41内，形成液态制冷剂的循环。

压缩机41、第一管路421、气相支路432、第四管路452、第五管路461、第二节流阀47、蒸发器48以及第六管路462依次连通构成气相回路，在所述气相回路中，第六管路462的出口至压缩机41进口的路径上设置有旁路，该旁路依次经过第三管路451、第三管路451出口至压缩机41进口的那部分液相回路、第三节流阀49以及第二管路422。

在所述气相回路中，制冷剂通过压缩机41压缩后形成高温高压的气体，经冷凝器42的第一管路421冷凝后变成气液混合物，然后气态的制冷剂经气液分离器43的气相支路432，流至第一换热器45的第四管路452内与上述液态的制冷剂进行换热，再流至第二换热器46的第五管路461内与外界空气进行对流换热，再通过第二节流阀47流至蒸发器48内，然后从蒸发器48的出口一侧出来后进入第二换热器46的第六管路462内与外界空气进行对流换热，换热后的制冷剂再次变为气液混合物，该气液混合物进入第一换热器45的第三管路451内参与换热，换热后经第三管路451出口至压缩机41进口的那部分液相回路，其中，气体部分依次经第三节流阀49、第二管路422返回至压缩机41内并带走冷凝器42的部分热量；液体部分与液相回路中的液态制冷剂一起或先后返回至压缩机41内。此过程使冷凝器42的冷凝效果得以强化，且从蒸发器48出口一侧的气态制冷剂经过多次换热后温度升高，并接近压缩机41进口温度，使制冷系统的能效比得以提高。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自复叠制冷系统，用于至少两元非共沸混合制冷剂的制冷循环，其特征在于：所述的自复叠制冷系统包括：

压缩机（11；21；31；41）；

冷凝器（12；22；32；42），所述的冷凝器（12；22；32；42）内设置有第一管路（121；221；321；421）和第二管路（122；222；322；422）；

气液分离器（13；23；33；43），所述的气液分离器（13；23；33；43）具有气相支路（132；232；332；432）和液相支路（131；231；331；431）；

第一节流阀（14；24；34；44）；

第一换热器（15；25；35；45），所述的第一换热器（15；25；35；45）内设置有第三管路（151；251；351；451）和第四管路（152；252；352；452）；

第二换热器（16；26；36；46），所述的第二换热器（16；26；36；46）内设置有第五管路（161；261；361；461）和第六管路（162；262；362；462）；

第二节流阀（17；27；37；47）；

蒸发器（18；28；38；48）；

第三节流阀（19；29；39；49）；

所述的压缩机（11；21；31；41）、第一管路（121；221；321；421）、液相支路（131；231；331；431）、第一节流阀（14；24；34；44）、第三管路（151；251；351；451）依次相连通构成液相回路，所述的压缩机（11；21；31；41）、第一管路（121；221；321；421）、气相支路（132；232；332；432）、第四管路（152；252；352；452）、第五管路（161；261；361；461）、第二节流阀（17；27；37；47）、蒸发器（18；28；38；48）、第六管路（162；262；362；462）依次相连通构成气相回路，所述第六管路（162；262；362；462）的出口至所述压缩机（11；21；31；41）进口的路径上设置有旁路，至少有部分所述的旁路经过所述的第三节流阀（19；29；39；49）和所述的第二管路（122；222；322；422）。

2.根据权利要求1所述的自复叠制冷系统，其特征在于：全部所述的旁路经过所述的第三节流阀（19）和所述的第二管路（122）。

3.根据权利要求1所述的自复叠制冷系统，其特征在于：所述的旁路包括两个支路，其中一个所述的支路经过所述的第三节流阀（29）和所述的第二管路（222），另一个所述的支路经过所述第三管路（251）出口至所述压缩机（21）进口的那部分所述液相回路。

4.根据权利要求1所述的自复叠制冷系统，其特征在于：所述的旁路依次经过所述第三管路（351）出口至所述压缩机（31）进口那部分所述液相回路、所述的第三节流阀（39）以及所述的第二管路（322）。

5.根据权利要求1所述的自复叠制冷系统，其特征在于：所述的旁路依次经过所述的第三管路（451）、所述第三管路（451）出口至所述压缩机（41）进口的那部分所述液相回路、所述的第三节流阀（49）以及所述的第二管路（422）。