CN111536724A - 一种利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜方法及装置,包括以下步骤:将制冷主管道的制冷剂分流至待融霜的蒸发器处,所述分流的制冷剂作为融霜介质,放热融化蒸发器上的结霜;将融霜后的制冷剂输送至主管道冷却器中,在主管道冷却器中,融霜后的制冷剂进行蒸发吸热,对制冷主管道中的制冷剂进行过冷,主管道冷却器中的蒸发温度高于正在制冷的蒸发器的蒸发温度;将完成过冷工作的制冷剂输送回压缩机进行循环工作。本发明利用融霜后的制冷剂对制冷主管道中的制冷剂进行过冷,充分利用融霜后的制冷剂的制冷量,提高了制冷主管道中的制冷剂的吸热能力,增大了系统的制冷量。
Description
技术领域
本发明涉及制冷系统的融霜技术,具体涉及一种利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜方法及装置。
背景技术
在制冷系统的运行过程中,当蒸发温度低于0℃时,蒸发器上会出现结霜现象,这样会导致换热和制冷效率下降,因而需要进行融霜处理。
现有的融霜方式主要包括制冷剂融霜和非制冷剂融霜,其中,制冷剂融霜技术是一种节能技术,现有技术中普遍采用过热气体制冷剂作为融霜介质对蒸发器进行融霜;当然也存在液体制冷剂作为融霜介质。在现有的融霜过程中,融霜介质经过蒸发器时,会放出热量进行融霜,而后通往正在制冷的蒸发器中进行蒸发制冷。例如,在连续式的融霜系统中,会将融霜后的制冷剂输送至正在制冷的蒸发器(非融霜的蒸发器)中进行蒸发吸热;在非连续式的融霜系统中,可暂时储液,随机选择蒸发器实现蒸发,可以是刚完成融霜过程的蒸发器。
上述过程存在以下的不足:
融霜后的制冷剂进入制冷的蒸发器,对冷却对象进行降温,采用蒸发温度必须低于被冷却物的温度,因此会导致融霜后的制冷剂的制冷量未得到充分利用,制冷量少。
发明内容
本发明的目的在于克服上述存在的问题,提供一种利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜方法,该融霜方法利用融霜后的制冷剂对制冷主管道中的制冷剂进行过冷,充分利用融霜后的制冷剂的制冷量,提高了制冷主管道中的制冷剂的吸热能力,增大了系统的制冷量。
本发明的另一个目的在于提供一种利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜装置。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜方法,包括以下步骤:
将制冷主管道的制冷剂分流至待融霜的蒸发器处,所述分流的制冷剂作为融霜介质,放热融化蒸发器上的结霜;将融霜后的制冷剂输送至主管道冷却器;融霜后的制冷剂在主管道冷却器中蒸发吸热,对制冷主管道中的制冷剂进行过冷,所述主管道冷却器中的蒸发温度高于正在制冷的蒸发器的蒸发温度;将完成过冷工作的制冷剂输送回压缩机进行循环工作。
上述利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜方法的工作原理是:
工作时,压缩机通过压缩做功将低温低压的气体制冷剂压缩为高温高压的气体制冷剂,然后融霜管道将部分高温高压的气体制冷剂分流至待融霜的蒸发器处,该气体制冷剂作为融霜介质,放热融化蒸发器上的结霜。而后通过融霜出液管道将融霜后的制冷剂输送至主管道冷却器中,对制冷主管道中的制冷剂进行过冷,主管道冷却器中的蒸发温度高于正在制冷的蒸发器的蒸发温度,最后将完成过冷工作的制冷剂输送回压缩机。
进一步,在主管道冷却器中,融霜后的制冷剂对制冷主管道的制冷剂进行过冷,相当于把冷量传递给制冷主管道的高压液态制冷剂,再由制冷主管道的制冷剂在正在制冷的蒸发器(非融霜的蒸发器)内蒸发。
其中,由于制冷主管道的液态制冷剂的温度高于制冷系统的冷却物(冷却对象)的温度,而且制冷剂的蒸发温度必须低于被冷却物的温度,所以在本发明中,将制冷主管道的液态制冷剂作为融霜后的制冷剂的冷却物,那么对制冷主管道的液态制冷剂进行过冷的蒸发温度可以高于正在制冷的蒸发器的蒸发温度(亦即前者蒸发压力大于后者的蒸发压力)。根据制冷蒸发规律可知,蒸发温度越低,则制冷系统的制冷量越小,运行效率越低,耗能越大;所以在本发明中,将融霜后的制冷剂输送至主管道冷却器(蒸发温度较高)中对制冷主管道的制冷剂进行过冷,获得制冷量大于将融霜后的制冷剂输送至正在制冷的蒸发器(蒸发温度较低)进行蒸发的制冷量,更加充分地利用融霜后的制冷剂,获得更多的制冷量。
本发明的一个优选方案,其中,所述分流的制冷剂为高温高压的气体制冷剂或液体制冷剂或汽液混合体制冷剂。
本发明的一个优选方案,其中,在融霜工作中,至少有一个蒸发器正在进行制冷。
一种利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜装置,集成在制冷系统中,包括用于将制冷主管道的制冷剂分流至待融霜的蒸发器中的融霜管道、用于对制冷主管道的制冷剂进行过冷的主管道冷却器以及用于将融霜后的制冷剂输送至主管道冷却器中的融霜出液管道,
所述融霜管道旁接在制冷主管道上,所述融霜出液管道的首端连接在待融霜的蒸发器的出口处,末端连接在主管道冷却器的进口处。
本发明的一个优选方案,其中,所述融霜管道的首端连接在压缩机和冷凝器之间,末端连接在待融霜的蒸发器的进口处。这样,可以将高焓值的气体制冷剂输送至待融霜的蒸发器中,从而获得高效的融霜工作。当然,所述融霜管道的首端连接冷凝器之后,将冷凝后的液体制冷剂输送至待融霜的蒸发器中。
优选地,所述融霜管道上设有用于控制通入管道中的制冷剂的流量的流量控制阀和用于调节管道中的融霜介质的压力的融霜压力控制器。
本发明的一个优选方案,其中,所述主管道冷却器的进口与回路管道的首端连接,该回路管道的首端的末端连接在压缩机的进口处。
优选地,所述回路管道上设有用于调节管道中的气体制冷剂压力的回路压力控制器,该回路压力控制器用于控制主管道冷却器中的蒸发温度,使得融霜后的制冷剂的蒸发压力与融霜冷凝压力相同。
本发明的一个优选方案,其中,所述主管道冷却器包括过冷蒸发器,该过冷蒸发器设置在制冷主管道的外侧。所述过冷蒸发器的具体结构可参考现有技术中的蒸发器结构。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
在本发明中,由于制冷主管道的液态制冷剂的温度高于制冷系统的冷却物(冷却对象)的温度,而且制冷剂的蒸发温度必须低于被冷却物的温度,所以在本发明中,将制冷主管道的液态制冷剂作为融霜后的制冷剂的冷却物,那么对制冷主管道的液态制冷剂进行过冷的蒸发温度可以高于正在制冷的蒸发器的蒸发温度(亦即前者蒸发压力大于后者的蒸发压力)。根据制冷蒸发规律可知,蒸发温度越低,则制冷系统的制冷量越小,运行效率越低,耗能越大;所以在本发明中,将融霜后的制冷剂输送至主管道冷却器(蒸发温度较高)中对制冷主管道的制冷剂进行过冷,获得制冷量大于将融霜后的制冷剂输送至正在制冷的蒸发器(蒸发温度较低)进行蒸发的制冷量,更加充分地利用融霜后的制冷剂,获得更多的制冷量。
附图说明
图1为压焓图,图中数字代表制冷剂所处的位置,1代表压缩机进口,2代表冷凝器进口,3代表膨胀阀进口,4代表制冷的蒸发器的进口,5代表融霜制冷剂在过冷蒸发器的出口,6代表待融霜的蒸发器的进口,7代表待融霜的蒸发器的出口,8代表主管道冷却器的融霜后的制冷剂的进口,9代表主管道冷却器的主管路制冷剂的进口;其中,作为融霜介质的制冷剂的循环路径为:5-2-6-7-8,用于正常制冷的制冷剂的循环路径为:1-2-3-4。
图2为本发明中的利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜方法应用于制冷系统中的具体实施方式的结构简图,其中,虚线表示融霜管道。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案,下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述,但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例1
参见图2,本实施例中的利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜装置,集成在制冷系统中,包括用于将制冷主管道5的制冷剂分流至待融霜的蒸发器3(a)中的融霜管道1、用于对制冷主管道5的制冷剂进行过冷的主管道冷却器以及用于将融霜后的制冷剂输送至主管道冷却器中的融霜出液管道4,所述融霜管道1旁接在制冷主管道5上,所述融霜出液管道4的首端连接在待融霜的蒸发器3(a)的出口处,末端连接在主管道冷却器的进口处。
参见图2,所述融霜管道1的首端连接在压缩机2和冷凝器7之间,末端连接在待融霜的蒸发器3(a)的进口处。这样,可以将高焓值的气体制冷剂输送至待融霜的蒸发器3(a)中,从而获得高效的融霜工作。当然,所述融霜管道1的首端连接冷凝器7之后,将冷凝后的液体制冷剂输送至待融霜的蒸发器3(a)中。
进一步,所述融霜管道1上设有用于控制通入管道中的制冷剂的流量的流量控制阀9和用于调节管道中的融霜介质的压力的融霜压力控制器10。
参见图2,所述主管道冷却器的进口与回路管道6的首端连接,该回路管道6的首端的末端连接在压缩机2的进口处。
进一步,所述回路管道6上设有用于调节管道中的气体制冷剂压力的回路压力控制器11,该回路压力控制器11用于控制主管道冷却器中的蒸发温度,使得融霜后的制冷剂的蒸发压力与融霜冷凝压力相同。
参见图2,所述主管道冷却器包括过冷蒸发器12,该过冷蒸发器12设置在制冷主管道5的外侧。所述过冷蒸发器12的具体结构可参考现有技术中的蒸发器结构。
参见图1-2,本实施例中的利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜方法,包括以下步骤:
通过融霜管道1将压缩机2压缩做功形成的高温高压的部分气体制冷剂(大部分用于正常的制冷工作,少部分用于蒸发器的融霜)分流至待融霜的蒸发器3(a)处,所述气体制冷剂作为融霜介质,放热融化蒸发器上的结霜,如过程2-7。通过融霜出液管道4将融霜后的制冷剂输送至主管道冷却器中,在主管道冷却器中,融霜后的制冷剂进行蒸发吸热,对制冷主管道5中的制冷剂进行过冷,如过程8-5;其中,制冷主管道5中的制冷剂获得制冷量,如过程9-3。通过回路管道6将完成过冷工作的制冷剂输送回压缩机2进行循环工作。
进一步,在融霜工作中,至少有一个蒸发器正在进行制冷;当然,所述蒸发器也可以为三个、四个甚至更多。
参见图1-2,本实施例中的利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜装置的工作原理是:
工作时,压缩机2通过压缩做功将部分低温低压的气体制冷剂压缩为高温高压的气体制冷剂,然后融霜管道1将该高温高压的气体制冷剂分流至待融霜的蒸发器3(a)处,该气体制冷剂作为融霜介质,放热融化蒸发器上的结霜。而后通过融霜出液管道4将融霜后的制冷剂输送至主管道冷却器中,对制冷主管道5中的制冷剂进行过冷,最后将完成过冷工作的制冷剂输送回压缩机2。
进一步,由于制冷主管道5的液态制冷剂的温度高于制冷系统的冷却物(冷却对象)的温度,而且制冷剂的蒸发温度必须低于被冷却物的温度,所以在本发明中,将制冷主管道5的液态制冷剂作为融霜后的制冷剂的冷却物,那么对制冷主管道5的液态制冷剂进行过冷的蒸发温度可以高于正在制冷的蒸发器发器3(b)的蒸发温度(亦即前者蒸发压力大于后者的蒸发压力)。根据制冷蒸发规律可知,蒸发温度越低,则制冷系统的制冷量越小,运行效率越低,耗能越大;所以在本发明中,将融霜后的制冷剂输送至主管道冷却器(蒸发温度较高)中对制冷主管道5的制冷剂进行过冷,获得制冷量大于将融霜后的制冷剂输送至正在制冷的蒸发器(蒸发温度较低)进行蒸发的制冷量,更加充分地利用融霜后的制冷剂,获得更多的制冷量。
实施例2
与实施例1不同的是,本实施例中,通过融霜管道1将冷凝器7冷凝后的液体制冷剂分流至待融霜的蒸发器3(a)处,所述液体制冷剂作为融霜介质,放热融化蒸发器上的结霜。
当然,所述融霜介质还可以选用汽液混合体制冷剂,所述汽液混合体制冷剂可通过气体制冷剂和液体制冷剂混合得到;另外,所述汽液混合体制冷剂也可通过液体制冷剂节流再吸热得到。
上述为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述内容的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜方法,其特征在于,包括以下步骤:
将制冷主管道的制冷剂分流至待融霜的蒸发器处,分流的制冷剂作为融霜介质,放热融化蒸发器上的结霜;将融霜后的制冷剂输送至主管道冷却器;融霜后的制冷剂在主管道冷却器中蒸发吸热,对制冷主管道中的制冷剂进行过冷,所述主管道冷却器中的蒸发温度高于正在制冷的蒸发器的蒸发温度;将完成过冷工作的制冷剂输送回压缩机进行循环工作。
2.根据权利要求1所述的利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜方法,其特征在于,所述分流的制冷剂为高温高压的气体制冷剂或液体制冷剂或汽液混合体制冷剂。
3.根据权利要求1所述的利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜方法,其特征在于,在融霜工作中,至少有一个蒸发器正在进行制冷。
4.一种应用权利要求1-3任一项所述的利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜方法的装置,集成在制冷系统中,其特征在于,包括用于将制冷主管道的制冷剂分流至待融霜的蒸发器中的融霜管道、用于对制冷主管道的制冷剂进行过冷的主管道冷却器以及用于将融霜后的制冷剂输送至主管道冷却器中的融霜出液管道,
所述融霜管道旁接在制冷主管道上,所述融霜出液管道的首端连接在待融霜的蒸发器的出口处,末端连接在主管道冷却器的进口处。
5.根据权利要求4所述的利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜装置,其特征在于,所述融霜管道的首端连接在压缩机和冷凝器之间,末端连接在待融霜的蒸发器的进口处。
6.根据权利要求5所述的利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜装置,其特征在于,所述融霜管道上设有用于控制通入管道中的制冷剂的流量的流量控制阀。
7.根据权利要求5所述的利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜装置,其特征在于,所述融霜管道上设有用于调节管道中的融霜介质的压力的融霜压力控制器。
8.根据权利要求4所述的利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜装置,其特征在于,所述主管道冷却器的进口与回路管道的首端连接,该回路管道的首端的末端连接在压缩机的进口处。
9.根据权利要求8所述的利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜装置,其特征在于,所述回路管道上设有用于调节管道中的气体制冷剂压力的回路压力控制器,该回路压力控制器用于控制主管道冷却器中的蒸发温度。
10.根据权利要求4-9任一项所述的利用融霜介质对主管道制冷剂过冷的融霜装置,其特征在于,所述主管道冷却器包括过冷蒸发器,该过冷蒸发器设置在制冷主管道的外侧。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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