CN115727554B - 一种制冷机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷机，包括依次连接能够形成一个闭环的蒸发器、压缩机、冷凝器、过滤器与膨胀阀，冷凝器与膨胀阀之间连接有高压液制冷剂管道，高压液制冷剂管道的内部远离冷凝器的一端设有制冷剂涡轮，制冷剂涡轮的中部固接有前端能够穿过高压液制冷剂管道的主轴，主轴的前端固接有废气涡轮，冷凝器的前表面设有降温叶轮，降温叶轮与主轴之间设有传动结构，冷凝器的前方安装有能够开启或关闭的废气排出窗，且冷凝器靠近主轴的一侧固接有排废管，废气涡轮位于排废管的内部，本发明设置了制冷剂涡轮与废气涡轮，能够使得降温叶轮旋转，实现主轴的旋转，使得降温叶轮能够给冷凝器快速降温，缩短初始状态整机产生冷水的时间。

Description

一种制冷机

技术领域

本发明涉及制冷机技术领域，具体是一种制冷机。

背景技术

热泵被用来将低温物体中的热能传送高温物体中，然后高温物体来加热水或采暖，使热量得到充分利用。热泵系统可应用于冷水机，冷水机制冷系统（压缩式制冷）一般由四部分组成：压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器。其工作过程为：低温低压的液态制冷剂（例如氟利昂），首先在蒸发器（例如空调室内机）里从高温热源（例如常温空气）吸热并气化成低压蒸气。然后制冷剂气体在压缩机内压缩成高温高压的蒸气，该高温高压气体在冷凝器内被低温热源（例如冷却水）冷却凝结成高压液体。再经节流元件（毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀等）节流成低温低压液态制冷剂。如此就完成一个制冷循环。热泵的性能一般用制冷系数（COP性能系数）来评价。

在制冷剂工作初始状态下，冷凝器内部的低温制冷剂还没有进入到蒸发器，所以初始状态下蒸发器内部较高，较高温度的蒸发器，使得冷凝器内部冷却水管的降温负担较大，短时间内无法快速的冷却，导致初始制冷时间长，即耗费较长时间才能够到达所需制冷温度，整机产生冷水时间耗费较长。

为此，本领域技术人员提供了一种制冷机，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制冷机，以解决上述背景技术中提出的在制冷剂工作初始状态下，冷凝器内部的低温制冷剂还没有进入到蒸发器，所以初始状态下蒸发器内部较高，较高温度的蒸发器，使得冷凝器内部冷却水管的降温负担较大，短时间内无法快速的冷却，导致初始制冷时间长，即耗费较长时间才能够到达所需制冷温度，整机产生冷水时间耗费较长的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种制冷机，包括依次连接能够形成一个闭环的蒸发器、压缩机、冷凝器、过滤器与膨胀阀，所述冷凝器与膨胀阀之间连接有高压液制冷剂管道，所述高压液制冷剂管道的内部远离冷凝器的一端设有制冷剂涡轮，所述制冷剂涡轮的中部固接有前端能够穿过高压液制冷剂管道的主轴，所述主轴的前端固接有废气涡轮，所述冷凝器的前表面设有降温叶轮，所述降温叶轮与主轴之间设有传动结构，所述冷凝器靠近主轴的一侧固接有排废管，所述废气涡轮位于排废管的内部。

作为本发明更进一步的方案：所述冷凝器的前方安装有能够开启或关闭的废气排出窗。

作为本发明更进一步的方案：所述冷凝器包括外壳，所述外壳的内部后方设有保温层，所述保温层的内部设有前方凸出于保温层的内胆，所述降温叶轮转动安装在内胆的前表面，且降温叶轮位于外壳的内部前方，所述废气排出窗安装在外壳的前表面。

作为本发明更进一步的方案：所述废气排出窗包括上下并排设置在外壳前表面的百叶窗叶片、固接在百叶窗叶片两端的转轴、固定插接在转轴一端的链轮、传动连接各个链轮的链带以及安装在外壳一侧能够驱动其中一个转轴旋转的马达。

作为本发明更进一步的方案：所述高压液制冷剂管道与膨胀阀之间连接有增压支管与平压支管，所述增压支管位于制冷剂涡轮的正上方，所述平压支管位于高压液制冷剂管道靠近冷凝器的一端上方，所述增压支管上安装有第一电磁阀，所述平压支管上安装有第二电磁阀。

作为本发明更进一步的方案：还包括控制器，所述蒸发器的内部插入有盘管，所述盘管的两端均裸露在蒸发器的一端外部，且盘管的两端分别为水进口与冷水出口，所述冷水出口上安装有温度传感器，所述温度传感器的输出端与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与马达、第一电磁阀、第二电磁阀电连接。

作为本发明更进一步的方案：所述冷凝器的内部设有冷凝水管，所述冷凝水管的两端均裸露在冷凝器远离高压液制冷剂管道的一端，且冷凝水管的两端分别设置为进水口和出水口。

作为本发明更进一步的方案：所述传动结构包括固接在主轴中部的主动齿带轮、固接在降温叶轮中轴上的从动齿带轮以及传动连接主动齿带轮与各个从动齿带轮的齿带。

作为本发明更进一步的方案：所述蒸发器与压缩机之间连接有低压蒸汽制冷剂管道，所述压缩机与冷凝器之间连接有高温高压气制冷剂管道，所述膨胀阀与蒸发器之间连接有释压制冷剂管道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在冷凝器与膨胀阀之间的高压液制冷剂管道内部设置了制冷剂涡轮，从冷凝器出料的高压液态制冷剂通过高压液制冷剂管道来带动制冷剂涡轮旋转，制冷剂涡轮旋转时，可传动结构带动降温叶轮旋转，进而实现降温叶轮的工作，降温叶轮可从冷凝器上吸走携带热量的空气，进而能够实现快速将降温的目的；

2、本发明中给降温叶轮设置了排废管，排废管内部安装了能够与制冷剂涡轮同轴的废气涡轮；

3、本发明设置了平压支管与增压支管，当初始冷却状态下，采用增压支管来实现制冷剂涡轮的旋转，在达到冷却效果后可单独采用水冷方式冷却，即此时采用平压支管，可避免制冷剂涡轮旋转时,高压液制冷剂管道内部对制冷剂产生阻力,进而对整机产生的耗损问题；

4、本发明设置了可启闭的废气排出窗，废气排出窗关闭时，废气可驱动废气涡轮旋转，在废气排出窗开启时，废气不经过废气涡轮，直接从排出窗排出，进而使得废气涡轮的启闭可控制。

附图说明

图1为一种制冷机的整体结构示意图；

图2为一种制冷机中冷凝器的俯视图；

图3为一种制冷机中图2的A区放大图；

图4为一种制冷机中冷凝器主视视角立体图；

图5为一种制冷机中图4的B区放大图；

图6为一种制冷机中高压液制冷剂管道的主视图；

图7为一种制冷机中降温叶轮在内胆上的结构示意图；

图8为一种制冷机中图7的C区放大图；

图9为一种制冷机中废气排出窗的结构示意图；

图10为一种制冷机中图9的D区放大图；

图11为一种制冷机中原理框图；

图12为制冷机远程控制的原理框图。

图中：1、蒸发器；2、压缩机；3、冷凝器；31、外壳；32、保温层；33、内胆；4、过滤器；5、膨胀阀；6、冷凝水管；61、进水口；62、出水口；7、高压液制冷剂管道；71、增压支管；72、平压支管；73、第一电磁阀；74、第二电磁阀；8、废气排出窗；81、百叶窗叶片；82、马达；83、转轴；84、链带；85、链轮；9、传动结构；91、主动齿带轮；92、齿带；93、从动齿带轮；10、主轴；11、废气涡轮；12、制冷剂涡轮；13、高温高压气制冷剂管道；14、排废管；15、温度传感器；16、控制器；17、盘管；20、降温叶轮；21、释压制冷剂管道；22、低压蒸汽制冷剂管道。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明实施例中，一种制冷机，包括依次连接能够形成一个闭环的蒸发器1、压缩机2、冷凝器3、过滤器4与膨胀阀5，冷凝器3与膨胀阀5之间连接有高压液制冷剂管道7，蒸发器1与压缩机2之间连接有低压蒸汽制冷剂管道22，压缩机2与冷凝器3之间连接有高温高压气制冷剂管道13，膨胀阀5与蒸发器1之间连接有释压制冷剂管道21，低温低压的液态制冷剂（例如氟利昂），首先在蒸发器1内部从常温空气吸热并气化成低压蒸气，并且通过低压蒸汽制冷剂管道22到达压缩机2的内部，然后低压蒸气制冷剂体在压缩机2内压缩成高温高压的蒸气，该高温高压气体通过高温高压气制冷剂管道13到达冷凝器3的内部，被低温热源冷却凝结成高压液体，再经过过滤器4进行过滤后，通过高压液制冷剂管道7到达膨胀阀5泄压，节流成低温低压液态制冷剂，低温低压液态制冷剂通过释压制冷剂管道21到达蒸发器1对蒸发器1内部进行降温，蒸发器1的内部插入有盘管17，盘管17的两端均裸露在蒸发器1的一端外部，且盘管17的两端分别为水进口与冷水出口，即蒸发器1内部低温可使得盘管17内部水温降低，实现本装置产生冷水。

结合图1和图2，一般通过水冷方式对冷凝器3内部的高温高压气体制冷剂进行冷却，所以在冷凝器3的内部设有冷凝水管6，冷凝水管6的两端均裸露在冷凝器3远离高压液制冷剂管道7的一端，且冷凝水管6的两端分别设置为进水口61和出水口62，即冷却水（冷却介质）通过进水口61进入到冷凝水管6的内部给高温高压气体制冷剂进行冷却，携带热量的水可通过出水口62排出。

而在上述过程中，蒸发器1内部初始状态温度较高，所以初始状态冷凝器3内部冷凝水管6的负担较高，初始状态其冷凝效果稍低，即整机在运转时，初始的降温效果有待提高，所以在本实施例中，结合图1、图2、图3、图4、图7和图8，在高压液制冷剂管道7的内部远离冷凝器3的一端设有制冷剂涡轮12，制冷剂涡轮12的中部固接有前端能够穿过高压液制冷剂管道7的主轴10，主轴10与高压液制冷剂管道7之间优选设置密封圈，避免制冷剂向外泄露，冷凝器3的前表面设有降温叶轮20，降温叶轮20与主轴10之间设有传动结构9，即在高压液制冷剂管道7内部流动的液态制冷剂可推动制冷剂涡轮12产生旋转，在其产生旋转时，能够通过传动结构9带动降温叶轮20产生旋转，在降温叶轮20旋转时能够吸走冷凝器3上的热量，辅助的进一步对冷凝器3内部的进行降温，提高冷凝效率。

如图7，在本实施例中，传动结构9优选包括固接在主轴10中部的主动齿带轮91、固接在降温叶轮20中轴上的从动齿带轮93以及传动连接主动齿带轮91与各个从动齿带轮93的齿带92，即在制冷剂涡轮12旋转时，可带动主轴10旋转，在主轴18旋转时可通过动齿带轮93与齿带92带动降温叶轮20旋转，便于降温叶轮20进行降温作业。

结合图1、图2、图3、图4、图7和图8，为了进一步的加快主轴10的旋转，以便于对降温叶轮20的旋转进行加速，在主轴10的前端固接有废气涡轮11，且冷凝器3靠近主轴10的一侧固接有排废管14，废气涡轮11位于排废管14的内部，即降温叶轮20从冷凝器3上吸热，向前鼓风，热气流通过排废管14排出到达废气涡轮11的位置，此时废气涡轮11旋转也可驱动主轴10旋转，最终实现对降温叶轮20旋转进行加速，进一步提高其风冷效率。

继续参照图1、图2、图3、图4、图7和图8，在本设备按照上述方式初始运行一端时间后，蒸发器1内部温度有所降低，单独的冷凝水管6即可实现冷凝作业，此时为了避免制冷剂涡轮12对在高压液制冷剂管道7内部对制冷剂产生的阻力对整机产生的耗损问题，本装置的高压液制冷剂管道7与膨胀阀5之间连接有增压支管71与平压支管72，增压支管71位于制冷剂涡轮12的正上方，平压支管72位于高压液制冷剂管道7靠近冷凝器3的一端上方，增压支管71上安装有第一电磁阀73，平压支管72上安装有第二电磁阀74，即在不需要风冷的情况下，通过开启第二电磁阀74，关闭第一电磁阀73，使得高压液制冷剂管道7内部的高压制冷剂液体直接通过平压支管72到达膨胀阀5的内部，此时制冷剂涡轮12不旋转，在需要风冷的情况下，通过第一电磁阀73，关闭第二电磁阀74，此时高压液制冷剂管道7内部的高压制冷剂液体直接通过增压支管71到达膨胀阀5的内部，此时制冷剂涡轮12旋转。

结合图4和图9所示，本设备还在冷凝器3的前方安装有能够开启或关闭的废气排出窗8，即在开启废气排出窗8时，降温叶轮20产生的废气不经过排废管14与废气涡轮11，实现废气涡轮11的开启或者关闭，此种状态适用于蒸发器1内温度相比于初始状态温度稍低的情况。

结合图9和图10，在本实施例中，废气排出窗8包括上下并排设置在外壳31前表面的百叶窗叶片81、固接在百叶窗叶片81两端的转轴83、固定插接在转轴83一端的链轮85、传动连接各个链轮85的链带84以及安装在外壳31一侧能够驱动其中一个转轴83旋转的马达82，即马达82可带动其中一个转轴83旋转，进而其中一个链轮85旋转，由于链带84的作用，可使得多个链轮85的旋转，进而转轴83同时旋转，最终实现多个百叶窗叶片81的同时启闭。

结合图2、图4、图10和图11所示，为了实现冷凝器3是否使用涡轮产生风冷，以及单独使用制冷剂涡轮12或者使用制冷剂涡轮12与废气涡轮11同时工作，本装置还包括控制器16，冷水出口上安装有温度传感器15，温度传感器15的输出端与控制器16的输入端电连接，控制器16的输出端与马达82、第一电磁阀73、第二电磁阀74电连接，即初始状态下蒸发器1内部温度较高，此时控制器16控制第一电磁阀73开启，第二电磁阀74关闭，控制马达82带动百叶窗叶片81呈关闭状态，即在冷凝水管6对冷凝器3内部的制冷剂进行冷凝时，其高压液态制冷剂通过高压液制冷剂管道7来带动制冷剂涡轮12旋转，进而实现降温叶轮20的工作，降温叶轮2从冷凝器3上吸走携带热量的空气并且到达排废管14的内部带动废气涡轮11旋转，在使用本装置一段时间后，当温度传感器15检测到盘管17出水温度降低到设定数值时，此时控制器16控制马达82带动百叶窗叶片81呈开启状态，降温叶轮20产生的废气不经过排废管14与废气涡轮11，废气涡轮11不旋转，此时降温叶轮20转速降低，当温度传感器15检测到盘管出水温度到达所需温度时，控制器16控制第二电磁阀74开启，关闭第一电磁阀73，此时高压液制冷剂管道7内部的高压也液态制冷剂直接通过平压支管72到达膨胀阀5的内部，此时制冷剂涡轮12不旋转，进而降温叶轮20不再旋转，冷凝器3仅使用水冷模式。

结合图2，为了使得降温叶轮20能够较好吸走冷凝器3上的热量，实现风冷，这里的冷凝器3包括外壳31，外壳31的内部后方设有保温层32，保温层32的内部设有前方凸出于保温层32的内胆33，降温叶轮20转动安装在内胆33的前表面，且降温叶轮20位于外壳31的内部前方，废气排出窗8安装在外壳31的前表面，即降温叶轮20直接作用于内胆33，降温效果较好。

如图12，远程控制终端通过通信模块与多个制冷机连接。

本发明的工作原理是：在使用本装置时，低温低压的液态制冷剂（例如氟利昂），首先在蒸发器1内部从常温空气吸热并气化成低压蒸气，并且通过低压蒸汽制冷剂管道22到达压缩机2的内部，然后低压蒸气制冷剂体在压缩机2内压缩成高温高压的蒸气，该高温高压气体通过高温高压气制冷剂管道13到达冷凝器3的内部被冷凝水管6冷凝，由于初始状态下蒸发器1内部温度较高，所以此时控制器16控制第一电磁阀73开启，第二电磁阀74关闭，所述马达82可带动其中一个转轴83旋转，进而其中一个链轮85旋转，由于链带84的作用，可使得多个链轮85的旋转，进而转轴83同时旋转，最终实现多个百叶窗叶片81的关闭，在冷凝水管6对冷凝器3内部的制冷剂进行冷凝时，其高压液态制冷剂通过高压液制冷剂管道7来带动制冷剂涡轮12旋转，制冷剂涡轮12旋转时，可带动主轴10旋转，在主轴10旋转时可通过动齿带轮93与齿带92带动降温叶轮20旋转，进而实现降温叶轮20的工作，降温叶轮2从冷凝器3上吸走携带热量的空气并且到达排废管14的内部带动废气涡轮11旋转，降温叶轮2能够给冷凝器3快速降温，冷凝器3的液体被风冷和水冷后凝结成高压液体，再经过过滤器4进行过滤后，到达膨胀阀5的内部泄压后通过释压制冷剂管道21到达蒸发器1的内给蒸发器1内部的盘管17进行降温，使得盘管17内部快速产生冷水。

当温度传感器15检测到盘管17出水温度降低到设定数值时，此时控制器16控制马达82带动百叶窗叶片81呈开启状态，降温叶轮20产生的废气不经过排废管14与废气涡轮11，废气涡轮11不旋转，此时降温叶轮20转速降低，当温度传感器15检测到盘管出水温度到达所需温度时，控制器16控制第二电磁阀74开启，关闭第一电磁阀73，此时高压液制冷剂管道7内部的高压也液态制冷剂直接通过平压支管72到达膨胀阀5的内部，此时制冷剂涡轮12不旋转，进而降温叶轮20不再旋转，冷凝器3仅使用水冷模式。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种制冷机，包括依次连接能够形成一个闭环的蒸发器（1）、压缩机（2）、冷凝器（3）、过滤器（4）与膨胀阀（5），其特征在于：所述冷凝器（3）与膨胀阀（5）之间连接有高压液制冷剂管道（7），所述高压液制冷剂管道（7）的内部远离冷凝器（3）的一端设有制冷剂涡轮（12），所述制冷剂涡轮（12）的中部固接有前端能够穿过高压液制冷剂管道（7）的主轴（10），所述主轴（10）的前端固接有废气涡轮（11），所述冷凝器（3）的前表面设有降温叶轮（20），所述降温叶轮（20）与主轴（10）之间设有传动结构（9），所述冷凝器（3）靠近主轴（10）的一侧固接有排废管（14），所述废气涡轮（11）位于排废管（14）的内部；

所述冷凝器（3）的前方安装有能够开启或关闭的废气排出窗（8）；

所述冷凝器（3）包括外壳（31），所述外壳（31）的内部后方设有保温层（32），所述保温层（32）的内部设有前方凸出于保温层（32）的内胆（33），所述降温叶轮（20）转动安装在内胆（33）的前表面，且降温叶轮（20）位于外壳（31）的内部前方，所述废气排出窗（8）安装在外壳（31）的前表面；

所述废气排出窗（8）包括上下并排设置在外壳（31）前表面的百叶窗叶片（81）、固接在百叶窗叶片（81）两端的转轴（83）、固定插接在转轴（83）一端的链轮（85）、传动连接各个链轮（85）的链带（84）以及安装在外壳（31）一侧能够驱动其中一个转轴（83）旋转的马达（82）；

所述高压液制冷剂管道（7）与膨胀阀（5）之间连接有增压支管（71）与平压支管（72），所述增压支管（71）位于制冷剂涡轮（12）的正上方，所述平压支管（72）位于高压液制冷剂管道（7）靠近冷凝器（3）的一端上方，所述增压支管（71）上安装有第一电磁阀（73），所述平压支管（72）上安装有第二电磁阀（74）；

还包括控制器（16），所述蒸发器（1）的内部插入有盘管（17），所述盘管（17）的两端均裸露在蒸发器（1）的一端外部，且盘管（17）的两端分别为水进口与冷水出口，所述冷水出口上安装有温度传感器（15），所述温度传感器（15）的输出端与控制器（16）的输入端电连接，所述控制器（16）的输出端与马达（82）、第一电磁阀（73）、第二电磁阀（74）电连接；

所述冷凝器（3）的内部设有冷凝水管（6），所述冷凝水管（6）的两端均裸露在冷凝器（3）远离高压液制冷剂管道（7）的一端，且冷凝水管（6）的两端分别设置为进水口（61）和出水口（62）；

所述蒸发器（1）与压缩机（2）之间连接有低压蒸汽制冷剂管道（22），所述压缩机（2）与冷凝器（3）之间连接有高温高压气制冷剂管道（13），所述膨胀阀（5）与蒸发器（1）之间连接有释压制冷剂管道（21）。

2.根据权利要求1所述的一种制冷机，其特征在于：所述传动结构（9）包括固接在主轴（10）中部的主动齿带轮（91）、固接在降温叶轮（20）中轴上的从动齿带轮（93）以及传动连接主动齿带轮（91）与各个从动齿带轮（93）的齿带（92）。