CN110595116A - 单机二次节流回热式制冷循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单机二次节流回热式制冷循环系统，包括压缩机Ⅰ、冷凝器Ⅰ、干燥过滤器Ⅰ、回热换热器Ⅰ、第一节流阀Ⅰ、第二节流阀Ⅰ和蒸发器Ⅰ。制冷工质经压缩机Ⅰ、冷凝器Ⅰ和干燥过滤器Ⅰ后通过三通阀分为两路，第一路进入回热换热器Ⅰ的高温端再经第一节流阀Ⅰ后进入蒸发器Ⅰ制冷，第二路经第二节流阀Ⅰ后进入回热换热器Ⅰ的低温端，制冷工质通过回热换热器Ⅰ完成换热后，第一路蒸发器Ⅰ的出口端与第二路回热换热器Ⅰ的低温换热出口端通过三通阀合流后与压缩机Ⅰ的吸气口连接。该系统与现有技术相比进一步提高了节流阀前的液体过冷度，同时降低了压缩机吸气温度，进而使吸气比体积减少，提高了压缩机的单位制冷量。

Description

单机二次节流回热式制冷循环系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种单机二次节流回热式制冷循环系统。

背景技术

单机蒸气压缩式制冷循环设备中主要包含四大部件：压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，这四大部件紧密配合对箱体进行降温。其中冷凝器和蒸发器为换热部件，冷凝器作为放热部件与周围空气进行热交换，蒸发器作为吸热制冷部件与制冷空间进行热交换。主要工作原理：制冷剂经压缩机压缩成高温高压气体，高温高压气体经冷凝器放热后成为低温高压液体，低温高压液体经节流装置进行节流降压变成低温低压液体，低温低压液体经蒸发器气化吸热变成常温低压气体再次回到压缩机，重复上述循环，实现制冷。

由于压缩机余隙容积等因素的影响，当制冷系统的压力比太高时压缩机的制冷量衰减很大，且功耗也随之上升。甚至当蒸发温度降低时压缩机的吸气比体积会逐渐增大，当增大到一定程度后压缩机便不再排气，不再制冷，制冷效率变为零。

现有技术中传统的回热式制冷循环是将蒸发器出口的冷蒸汽与冷凝器出口的液体进行换热，这种方法虽然提高了节流前的过冷度，但同时也提高了压缩机吸气温度与吸气比体积。更为先进的，传统的的单级自复叠式制冷循环使用混合工质，并设置气液分离器来实现低蒸发温度的目的，降低了蒸发温度导致压缩机的吸气比体积会增大，相应的减少了压缩机制冷量，且增加了产品的制造成本和后期维护成本。

根据现有技术存在的上述问题，本公司研发出一种单机二次节流回热式制冷循环系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单机二次节流回热式制冷循环系统，该系统通过二次节流和回热式制冷循环，相比现有技术进一步提高了主节流阀前的液体过冷度，同时降低了压缩机吸气温度，进而使吸气比体积减少，提高了压缩机的单位制冷量。

为实现上述目的，本发明采用的技术解决方案是：

方案一：

单机二次节流回热式制冷循环系统，包括：压缩机Ⅰ、冷凝器Ⅰ、干燥过滤器Ⅰ、回热换热器Ⅰ、第一节流阀Ⅰ、第二节流阀Ⅰ和蒸发器Ⅰ。所述压缩机Ⅰ排气口与冷凝器Ⅰ连接，所述冷凝器Ⅰ与干燥过滤器Ⅰ连接，所述干燥过滤器Ⅰ出口通过三通阀分为两路。

其中，第一路与回热换热器Ⅰ的高温换热进口端连接，所述回热换热器Ⅰ的高温换热出口端与第一节流阀Ⅰ连接，经第一节流阀Ⅰ节流后与蒸发器Ⅰ进口端连接。同时，第二路与第二节流阀Ⅰ连接，经第二节流阀Ⅰ节流后与回热换热器Ⅰ的低温换热进口端连接。制冷工质通过回热换热器Ⅰ完成换热后，第一路蒸发器Ⅰ的出口端与第二路回热换热器Ⅰ的低温换热出口端通过三通阀合流后与压缩机Ⅰ的吸气口连接。

进一步地，所述第二节流阀Ⅰ安装有电磁阀，用于控制第二节流阀Ⅰ的开关。

方案二：

单机二次节流回热式制冷循环系统，包括：压缩机Ⅱ、冷凝器Ⅱ、干燥过滤器Ⅱ、回热换热器Ⅱ、第一节流阀Ⅱ、第二节流阀Ⅱ和蒸发器Ⅱ。所述压缩机Ⅱ排气口与冷凝器Ⅱ连接，所述冷凝器Ⅱ与干燥过滤器Ⅱ连接，所述干燥过滤器Ⅱ出口通过三通阀分为两路。

其中，第一路与回热换热器Ⅱ的高温换热进口端连接，所述回热换热器Ⅱ的高温换热出口端与第一节流阀Ⅱ连接，经第一节流阀Ⅱ节流后与蒸发器Ⅱ进口端连接。同时，第二路与第二节流阀Ⅱ进口端连接，所述第二节流阀Ⅱ起节流作用。第一路蒸发器Ⅱ的出口端与第二路第二节流阀Ⅱ出口端通过三通阀合流后与回热换热器Ⅱ的低温换热进口端连接，制冷工质通过回热换热器Ⅱ完成换热后，回热换热器Ⅱ的低温换热出口端与压缩机Ⅱ的吸气口连接。

进一步地，所述第二节流阀Ⅱ安装有电磁阀，用于控制第二节流阀Ⅱ的开关。

方案三：

单机二次节流回热式制冷循环系统，包括：压缩机Ⅲ、冷凝器Ⅲ、干燥过滤器Ⅲ、具有两个高温换热端的回热换热器Ⅲ、第一节流阀Ⅲ、第二节流阀Ⅲ和蒸发器Ⅲ。所述压缩机Ⅲ排气口与冷凝器Ⅲ连接，所述冷凝器Ⅲ与干燥过滤器Ⅲ连接，所述干燥过滤器Ⅲ出口通过三通阀分为两路。

其中，第一路与回热换热器Ⅲ的第一个高温换热进口端连接，所述回热换热器Ⅲ的第一个高温换热出口端与第一节流阀Ⅲ连接，经第一节流阀Ⅲ节流后与蒸发器Ⅲ进口端连接。同时，第二路与回热换热器Ⅲ的第二个高温换热进口端连接，所述回热换热器Ⅲ的第二个高温换热出口端与第二节流阀Ⅲ进口端连接，所述第二节流阀Ⅲ起节流作用。第一路蒸发器Ⅲ的出口端与第二路第二节流阀Ⅲ出口端通过三通阀合流后与回热换热器Ⅲ的低温换热进口端连接，制冷工质通过回热换热器Ⅲ完成换热后，回热换热器Ⅲ的低温换热出口端与压缩机Ⅲ的吸气口连接。

进一步地，所述第二节流阀Ⅲ安装有电磁阀，用于控制第二节流阀Ⅲ的开关。

与现有技术相比本发明具有的有益效果：

(1)本发明回热式制冷循环过程中通过第一节流阀和第二节流阀两次节流的方式，提高了第一节流阀即主节流阀前的液体过冷度，进而提高了整个循环的制冷量，增加了制冷系统的工作效率。

(2)本发明由于第二节流阀的存在，使压缩机的吸气温度降低，进而使吸气比体积减小，保证了在很低的蒸发温度时压缩机也会有一定的吸气量，从而保证压缩机的制冷量，实际应用中使用本发明制冷循环系统单压缩机也能达到很低的制冷温度。

(3)与现有技术所使用的混合工质相比，本发明只使用单一制冷工质并取消气液分离器，降低了产品的制造成本，同时也减少了相应设备维护成本和售后率。

附图说明

图1是实施例一结构示意图。

图2是实施例二结构示意图。

图3是实施例三结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行具体的说明。

实施例一：

如图1所示，一种单机二次节流回热式制冷循环系统，包括：压缩机Ⅰ11、冷凝器Ⅰ21、干燥过滤器Ⅰ31、回热换热器Ⅰ41、第一节流阀Ⅰ51、第二节流阀Ⅰ61和蒸发器Ⅰ71。具体的压缩机Ⅰ11排气口与冷凝器Ⅰ21连接，冷凝器Ⅰ21与干燥过滤器Ⅰ31连接，更为具体的制冷工质通过压缩机Ⅰ11压缩成高温高压气体，在经过冷凝器Ⅰ21冷凝成中温高压液体，然后通过干燥过滤器Ⅰ31干燥过滤，干燥过滤器Ⅰ31出口通过三通阀分为两路。

其中，第一路与回热换热器Ⅰ41的高温换热进口端连接，回热换热器Ⅰ41的高温换热出口端与第一节流阀Ⅰ51连接，经第一节流阀Ⅰ51节流后与蒸发器Ⅰ71进口端连接。同时，第二路与第二节流阀Ⅰ61连接，经第二节流阀Ⅰ61节流后与回热换热器Ⅰ41的低温换热进口端连接。中温高压液体制冷工质经过第二节流阀Ⅰ61节流后变成低温低压液体在回热换热器Ⅰ41中给第一路第一节流阀Ⅰ51前的冷凝液体降温，从而提高了第一节流阀Ⅰ51即主节流阀前的液体过冷度，进而提高了整个循环的制冷量，增加了制冷系统的工作效率。制冷工质通过回热换热器Ⅰ41完成换热后，第一路蒸发器Ⅰ71的出口端与第二路回热换热器Ⅰ41的低温换热出口端通过三通阀合流后与压缩机Ⅰ11的吸气口连接，完成循环，通过上述过程往复循环达到制冷目的。

进一步地，在第二节流阀Ⅰ61安装有电磁阀，该电磁阀用于控制第二节流阀Ⅰ61的开关，第二节流阀Ⅰ61是否工作受压缩机Ⅰ11吸气温度而定，当吸气温度高于设定值时再启动第二电磁阀Ⅰ61，以提高循环的工作效率。

进一步地，制冷工质回路中连接各部件的管路采用铜管焊接的方式连接。

实施例一与传统的回热式制冷循环将蒸发器出口的冷蒸汽与冷凝器出口的液体进行换热相比，由于第二节流阀Ⅰ61存在，使压缩机Ⅰ11的吸气温度降低，进而使吸气比体积减小，保证了在很低的蒸发温度时压缩机Ⅰ11也会有一定的吸气量，从而保证压缩机Ⅰ11的制冷量，实际应用中使用本发明制冷循环系统单压缩机也能达到很低的制冷温度。

实施例二：

如图2所示，一种单机二次节流回热式制冷循环系统，包括：压缩机Ⅱ12、冷凝器Ⅱ22、干燥过滤器Ⅱ32、回热换热器Ⅱ42、第一节流阀Ⅱ52、第二节流阀Ⅱ62和蒸发器Ⅱ72。具体的压缩机Ⅱ12排气口与冷凝器Ⅱ22连接，冷凝器Ⅱ22与干燥过滤器Ⅱ32连接，更为具体的制冷工质通过压缩机Ⅱ12压缩成高温高压气体，在经过冷凝器Ⅱ22冷凝成中温高压液体，然后通过干燥过滤器Ⅱ32干燥过滤，干燥过滤器Ⅱ32出口通过三通阀分为两路。

其中，第一路与回热换热器Ⅱ42的高温换热进口端连接，回热换热器Ⅱ42的高温换热出口端与第一节流阀Ⅱ52连接，经第一节流阀Ⅱ52节流后与蒸发器Ⅱ72进口端连接。同时，第二路与第二节流阀Ⅱ62进口端连接，第二节流阀Ⅱ62起节流作用，将中温高压液体制冷工质变成低温低压液体制冷工质。第二节流阀Ⅱ62出口端与第一路蒸发器Ⅱ72的出口端通过三通阀合流后与回热换热器Ⅱ42的低温换热进口端连接，合流后的制冷工质在回热换热器Ⅱ42中给第一路第一节流阀Ⅱ52前的冷凝液体降温，从而提高了第一节流阀Ⅱ52即主节流阀前的液体过冷度，进而提高了整个循环的制冷量，增加了制冷系统的工作效率。制冷工质通过回热换热器Ⅱ42完成换热后，回热换热器Ⅱ42的低温换热出口端与压缩机Ⅱ12的吸气口连接，完成循环，通过上述过程往复循环达到制冷目的。

进一步地，在第二节流阀Ⅱ62安装有电磁阀，该电磁阀用于控制第二节流阀Ⅱ62的开关，第二节流阀Ⅱ62是否工作受压缩机Ⅱ12吸气温度而定，当吸气温度高于设定值时再启动第二电磁阀Ⅱ62，以提高循环的工作效率。

进一步地，制冷工质回路中连接各部件的管路采用铜管焊接的方式连接。

实施例二与传统的回热式制冷循环将蒸发器出口的冷蒸汽与冷凝器出口的液体进行换热相比，由于第二节流阀Ⅱ62存在，使压缩机Ⅱ12的吸气温度降低，进而使吸气比体积减小，保证了在很低的蒸发温度时压缩机Ⅱ12也会有一定的吸气量，从而保证压缩机Ⅱ12的制冷量，实际应用中使用本发明制冷循环系统单压缩机也能达到很低的制冷温度。

实施例三：

如图3所示，一种单机二次节流回热式制冷循环系统，包括：压缩机Ⅲ13、冷凝器Ⅲ23、干燥过滤器Ⅲ33、具有两个高温换热端的回热换热器Ⅲ43、第一节流阀Ⅲ53、第二节流阀Ⅲ63和蒸发器Ⅲ73。具体的压缩机Ⅲ13排气口与冷凝器Ⅲ23连接，冷凝器Ⅲ23与干燥过滤器Ⅲ33连接，更为具体的制冷工质通过压缩机Ⅲ13压缩成高温高压气体，在经过冷凝器Ⅲ23冷凝成中温高压液体，然后通过干燥过滤器Ⅲ33干燥过滤，干燥过滤器Ⅲ33出口通过三通阀分为两路。

其中，第一路与回热换热器Ⅲ43的第一个高温换热进口端连接，回热换热器Ⅲ43的第一个高温换热出口端与第一节流阀Ⅲ53连接，经第一节流阀Ⅲ53节流后与蒸发器Ⅲ73进口端连接。同时，第二路与回热换热器Ⅲ43的第二个高温换热进口端连接，回热换热器Ⅲ43的第二个高温换热出口端与第二节流阀Ⅲ63进口端连接，第二节流阀Ⅲ63起节流作用，将中温高压液体制冷工质变成低温低压液体制冷工质。第一路蒸发器Ⅲ73的出口端与第二路第二节流阀Ⅲ63出口端通过三通阀合流后与回热换热器Ⅲ43的低温换热进口端连接，合流后的制冷工质在回热换热器Ⅲ43中给第一路第一节流阀Ⅲ53前的冷凝液体降温，同时也给进入第二节流阀Ⅲ63前的液体降温，从而提高了第一节流阀Ⅲ53即主节流阀前的液体过冷度，也提高了进入第二节流阀Ⅲ63前的液体过冷度，进而提高了整个循环的制冷量，增加了制冷系统的工作效率。制冷工质通过回热换热器Ⅲ43完成换热后，回热换热器Ⅲ43的低温换热出口端与压缩机Ⅲ13的吸气口连接，完成循环，通过上述过程往复循环达到制冷目的。

进一步地，在第二节流阀Ⅲ63安装有电磁阀，该电磁阀用于控制第二节流阀Ⅲ63的开关，第二节流阀Ⅲ63是否工作受压缩机Ⅲ13吸气温度而定，当吸气温度高于设定值时再启动第二电磁阀Ⅲ63，以提高循环的工作效率。

进一步地，制冷工质回路中连接各部件的管路采用铜管焊接的方式连接。

实施例三与传统的回热式制冷循环将蒸发器出口的冷蒸汽与冷凝器出口的液体进行换热相比，由于第二节流阀Ⅲ63存在，使压缩机Ⅲ13的吸气温度降低，进而使吸气比体积减小，保证了在很低的蒸发温度时压缩机Ⅲ13也会有一定的吸气量，从而保证压缩机Ⅲ13的制冷量，实际应用中使用本发明制冷循环系统单压缩机也能达到很低的制冷温度。

上述三个实施例中未述及的部分采取或借鉴现有技术即可实现。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.单机二次节流回热式制冷循环系统，其特征在于，包括：压缩机Ⅰ、冷凝器Ⅰ、干燥过滤器Ⅰ、回热换热器Ⅰ、第一节流阀Ⅰ、第二节流阀Ⅰ和蒸发器Ⅰ；

所述压缩机Ⅰ排气口与冷凝器Ⅰ连接，所述冷凝器Ⅰ与干燥过滤器Ⅰ连接，所述干燥过滤器Ⅰ出口通过三通阀分为两路；

其中，第一路与回热换热器Ⅰ的高温换热进口端连接，所述回热换热器Ⅰ的高温换热出口端与第一节流阀Ⅰ连接，经第一节流阀Ⅰ节流后与蒸发器Ⅰ进口端连接；

其中，第二路与第二节流阀Ⅰ连接，经第二节流阀Ⅰ节流后与回热换热器Ⅰ的低温换热进口端连接；

制冷工质通过回热换热器Ⅰ完成换热后，第一路蒸发器Ⅰ的出口端与第二路回热换热器Ⅰ的低温换热出口端通过三通阀合流后与压缩机Ⅰ的吸气口连接。

2.根据权利要求1所述的单机二次节流回热式制冷循环系统，其特征在于，所述第二节流阀Ⅰ安装有电磁阀，用于控制第二节流阀Ⅰ的开关。

3.单机二次节流回热式制冷循环系统，其特征在于，包括：压缩机Ⅱ、冷凝器Ⅱ、干燥过滤器Ⅱ、回热换热器Ⅱ、第一节流阀Ⅱ、第二节流阀Ⅱ和蒸发器Ⅱ；

所述压缩机Ⅱ排气口与冷凝器Ⅱ连接，所述冷凝器Ⅱ与干燥过滤器Ⅱ连接，所述干燥过滤器Ⅱ出口通过三通阀分为两路；

其中，第一路与回热换热器Ⅱ的高温换热进口端连接，所述回热换热器Ⅱ的高温换热出口端与第一节流阀Ⅱ连接，经第一节流阀Ⅱ节流后与蒸发器Ⅱ进口端连接；

其中，第二路与第二节流阀Ⅱ进口端连接，所述第二节流阀Ⅱ起节流作用；

第一路蒸发器Ⅱ的出口端与第二路第二节流阀Ⅱ出口端通过三通阀合流后与回热换热器Ⅱ的低温换热进口端连接，制冷工质通过回热换热器Ⅱ完成换热后，回热换热器Ⅱ的低温换热出口端与压缩机Ⅱ的吸气口连接。

4.根据权利要求3所述的单机二次节流回热式制冷循环系统，其特征在于，所述第二节流阀Ⅱ安装有电磁阀，用于控制第二节流阀Ⅱ的开关。

5.单机二次节流回热式制冷循环系统，其特征在于，包括：压缩机Ⅲ、冷凝器Ⅲ、干燥过滤器Ⅲ、具有两个高温换热端的回热换热器Ⅲ、第一节流阀Ⅲ、第二节流阀Ⅲ和蒸发器Ⅲ；

所述压缩机Ⅲ排气口与冷凝器Ⅲ连接，所述冷凝器Ⅲ与干燥过滤器Ⅲ连接，所述干燥过滤器Ⅲ出口通过三通阀分为两路；

其中，第一路与回热换热器Ⅲ的第一个高温换热进口端连接，所述回热换热器Ⅲ的第一个高温换热出口端与第一节流阀Ⅲ连接，经第一节流阀Ⅲ节流后与蒸发器Ⅲ进口端连接；

其中，第二路与回热换热器Ⅲ的第二个高温换热进口端连接，所述回热换热器Ⅲ的第二个高温换热出口端与第二节流阀Ⅲ进口端连接，所述第二节流阀Ⅲ起节流作用；

第一路蒸发器Ⅲ的出口端与第二路第二节流阀Ⅲ出口端通过三通阀合流后与回热换热器Ⅲ的低温换热进口端连接，制冷工质通过回热换热器Ⅲ完成换热后，回热换热器Ⅲ的低温换热出口端与压缩机Ⅲ的吸气口连接。

6.根据权利要求5所述的单机二次节流回热式制冷循环系统，其特征在于，所述第二节流阀Ⅲ安装有电磁阀，用于控制第二节流阀Ⅲ的开关。