CN1229902A - 单级蒸气压缩式制冷循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种由压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器组成的单级蒸气压缩式制冷循环系统,在节流器和蒸发器组合的前面串联1个以上的节流器和蒸发器组合,这就可获得2个以上的不同的蒸发压强、不同的蒸发温度。

Description

单级蒸气压缩式制冷循环系统

本发明涉及一种单级蒸气压缩式制冷循环系统。

目前，市场上广泛用于冰箱、冰柜、除温机、空调机等各个领域的制冷设备，其制冷原理都是单级蒸气压缩式制冷理论循环，更仔细地说，该循环是由一次等熵压缩过程，一个等温冷凝过程，一个等焓节流过程，一个等温蒸发过程所组成。单级蒸气压缩式制冷理论循环，由于只有一次等焓节流过程，仅形成一个等温蒸发过程，应用于单机双温柜(单台压缩机具有冷冻与冷藏两个温度室的冷柜的简称)，就存在一定的问题，当保证了冷柜冷冻室温度的要求时，冷藏室的温度也可能会低于0℃。目前解决这个矛盾的办法是，用电加热方式抵消冷藏室多余冷量，或是通过电磁阀短路冷藏室蒸发器以停止供给冷量等方式。这些方式，不可避免地会造成耗电量增加、成本增加、安全性降低、可靠性降低。

本发明的目的在于提供一种由多级节流产生的具有多个不同蒸发温度的单级蒸气压缩式制冷循环系统。

为了达到上述目的，本发明的单级蒸气压缩式制冷循环系统由压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器组成，制冷系统的管路连接是压缩机接冷凝器接节流器接蒸发器接压缩机，在冷凝器与节流器之间，即节流器和蒸发器组合的前面串联1个以上的节流器和蒸发器组合。

采用了这样的方式后，由于在冷凝器与节流器之间串联多个节流器和蒸发器组合，就可以取得多个不同蒸发压强，从而获得不同的制冷温度。

图1为本发明的流程示意图，

图2为本发明的压熵图，

图3为目前单级压缩式制冷流程图，

图4为目前单级压缩式制冷压焓图。

如图1、图2所示，本发明的制冷循环系统由压缩机1、冷凝器2、节流器3、蒸发器4组成，该制冷循环系统的连接是压缩机1接冷凝器2接节流器3接蒸发器4接压缩机1，在冷凝器2与节流器3之间，即节流器3和蒸发器4组合的前面串联1个以上的节流器和蒸发器组合。这种结构可以取得2个以上的蒸发压强，也就获得制冷剂在这些压强下所对应的蒸发温度。如图3、图4的一次节流制冷理论循环性能指标是：单位制冷量q_o=h₁-h₄，式中：h₁为压缩机吸气状态点的制冷剂比焓、h₄为节流前状态点的制冷剂比焓；单位容积制冷量q_v=q_o/V₁,V₁为压缩机吸气状态点的制冷剂比容；单位理论功W₀=h₂-h₁,h₂为压缩机排气状态点的制冷剂比焓；单位冷凝热量q_k=q_o+W₀；制冷系数ε_o=q_o/W₀。如图1、图2的多级节流制冷理论循环，单位制冷量 $q_o=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}$ $q_{i;}=\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}$ (h_2i+5-h_2i+3)+(h₁-h_2n+3)=h₁-h₄；单位容积制冷量q_v=q_o/V_i；单位理论功W₀=h₂-h₁；单位冷凝热量q_k=q_o+W₀；制冷系数=q_o/W₀。所以一次节流与多次节流制冷理论循环的上述性能指标是一样的。实际上，一次节流制冷可以说是多级节流制冷在级数为一级时的特殊情况。因为多次节流的形式是节流前的压强高于节流后的压强，那么前一级的压强所对应的温度高于节流后一级的压强所对应的温度，把总制冷量分配在不同温度的制冷区，各级的蒸发温度都能达到较为稳定的状态。在实施过程中，根据具体的制冷器具的设计要求，合理确定各蒸发压强，就可得到所需要的多个不同的蒸发温度，从而获得多个不同的温度室，如有一种制冷器具需要三种温度，则制冷循环中就需要有3级的蒸发温度，这样图1上的冷凝器2与节流阀3之间串接2个根据具体需要的温度而设计的节流器和蒸发器组合，当制冷剂进入第一个节流器降压后在第一个蒸发器蒸发，然后进入下一个节流阀，继续降压后在第二个蒸发器蒸发，再进入第三个节流阀降压后进入第三个蒸发器蒸发。又例如设计单机双温柜，在环境温度32℃时，要求冷冻室温度为-12℃，冷藏室温度在5℃，制冷剂为R12。则该冷柜需要两种温度，制冷循环中就需要有两级的节流与蒸发，这样图1上的冷凝器2与节流器3之间串联1个节流器和蒸发器的组合。R12制冷剂在环温32℃的自然冷却方式的冷凝器中，冷凝压强为1.34MPa；制冷剂经过第一次节流后，压强控制在0.33MPa；就得到第一级蒸发温度2℃，制冷剂在这个温度下蒸发后进入第二次节流；第二次节流后的压强控制在0.20MPa，就得到第二级蒸发温度-15℃，制冷剂在这个温度下蒸发后进入压缩机。第一级的蒸发温度为2℃，加上传热温差3℃，所以就得到冷藏室的温度5℃，由于冷藏室温度不可能低于蒸发温度，自然也就不会低于0℃而造成冷藏室结冰。第二级的蒸发温度-15℃，加上传热温差3℃，所以就达到冷冻室的温度-12℃的要求。至于其它4级、5级、……等多级节流多个温度也可以根据这一原理而实现。

Claims (2)

1、一种单级蒸气压缩式制冷循环系统由压缩机(1)、冷凝器(2)、节流器(3)、蒸发器(4)组成，制冷系统的管路连接是压缩机(1)接冷凝器(2)接节流器(3)接蒸发器(4)接压缩机(1)，其特征在于；在冷凝器(2)与节流器(3)之间，即节流器(3)和蒸发器(4)组合前面串联1个以上的节流器和蒸发器组合。

2、根据权利要求1所述的单级蒸气压缩式制冷循环系统，其特征在于；冷凝器(2)与节流器(3)之间串联1-3个的节流器和蒸发器组合。

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