CN203880989U - 一种制冷循环自适应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制冷循环自适应装置，包括制冷压缩机、冷凝器和喷液式热交换器，喷液式热交换器包括内管和外管构成的套管，套管两端设封堵内管和外管的封头；在外管的管壁上接近两端封头的部位分别设有设被冷却介质输入输出口；在套管的一端封头上设有仅与内管连通的冷却介质输出口；在套管的另一端封头上开有中心孔，一段管壁上有若干通孔的空心管过中心孔密封插入内管中，并在内管中一端设有空心管封头，在套管外部的一端设有冷却介质输入口；被冷却介质输入口与制冷压缩机排气管连接，被冷却介质输出口与冷凝器吸气管连接，冷却介质输入口与冷凝器出液管连接，冷却介质输出口与制冷压缩机吸气管连接。本实用新型能实现制冷循环自适应。

Description

一种制冷循环自适应装置

技术领域

本实用新型涉及一种制冷循环装置，特别涉及一种制冷循环自适应装置。

背景技术

目前，制冷循环是通过制冷工质(也称制冷剂)将热量从低温物体移向高温物体的循环过程，从而将物体冷却到低于环境温度，并维持此低温，这一过程是利用制冷装置来实现的。由热力学第二定律可知，热量从低温物体移向高温物体不可能自动、无补偿地进行，因此必须提供机械能(或热能)。制冷循环包括压缩式制冷循环、吸收式制冷循环、吸附式制冷循环、蒸气喷射制冷循环及半导体制冷等。目前世界上运行的制冷装置绝大部分是压缩气体制冷循环。

压缩式制冷循环原理：制冷剂在蒸发器中吸收外界(被冷却物)的热量，蒸发成气体后进入压缩机。气体被压缩机压缩，温度升高。从压缩机排出的气体进入冷凝器，被冷却介质冷却，成为液体。离开冷凝器的制冷剂液体流经膨胀阀节流，降低压力和温度，成为由气体和液体组成的两相混合物，再进入蒸发器，吸收蒸发器周围物体的热量，使它的温度降低，完成制冷循环。

现有的压缩式制冷循环系统主要包括：制冷压缩机、与制冷机连接的冷凝器、膨胀阀、电磁阀、蒸发器以及控制仪表等。在运行过程中会遇到如下情况造成制冷压缩机因高压超限而保护性自动停机，从而停止制冷循环运行。

其中之一情况是：环境温度在每天24小时之内变化幅度较大，在夏天中午最热时段由于环境空气温度高，容易造成冷凝器冷凝压力升高，当压力超过压力控制器限定值则出现压缩机自动保护停机。

其中之二情况是：当水冷冷凝器冷却水温度过高，容易造成冷凝器冷凝压力升高，当压力超过压力控制器限定值则出现压缩机自动保护停机。

其中之三情况是：当风冷冷凝器翅片管组外有脏堵，影响冷凝器换热效果，容易造成冷凝器冷凝压力升高，当压力超过压力控制器限定值则出现压缩机自动保护停机。

其中之四情况是：当冷库内突然进入较多新货物热负荷等大，吸气压力升高，容易造成冷凝器冷凝压力升高，当压力超过压力控制器限定值则出现压缩机自动保护停机。

上述压缩机自动保护停机都意味着制冷系统停止运转，不能继续制冷，尤其是对于冷间温度波动要求比较严格的冷库，将无法满足要求。这是目前冷库等压缩式制冷系统普遍存在的问题。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种制冷循环自适应装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种制冷循环自适应装置，包括制冷压缩机、冷凝器和喷液式热交换器，所述制冷压缩机设有制冷压缩机吸气管和制冷压缩机排气管；所述冷凝器设有冷凝器吸气管和冷凝器出液管；所述喷液式热交换器包括由同轴设置的内管和外管构成的套管，所述套管两端设有同时封堵所述内管和所述外管的封头；在所述外管的管壁上接近两端封头的部位，一端设有被冷却介质输入口，另一端设有被冷却介质输出口；在所述套管的一端封头上设有仅与所述内管连通的冷却介质输出口；在所述套管的另一端封头上开有中心孔，一段管壁上开有若干通孔的空心管通过所述中心孔密封插入所述内管中，所述空心管在插入所述内管中的一端设有空心管封头，所述空心管在位于所述套管外部的一端设有冷却介质输入口；所述被冷却介质输入口与所述制冷压缩机排气管连接，所述被冷却介质输出口与所述冷凝器吸气管连接，所述冷却介质输入口与所述冷凝器出液管连接，所述冷却介质输出口与所述制冷压缩机吸气管连接。

本实用新型还可以采用如下技术方案：

所述套管两端设有封堵所述内管和所述外管的焊接封头。

所述空心管在插入所述套管内部的一端设有空心管焊接封头。

所述空心管的管壁上均布若干通孔。

所述内管的内、外壁上可设有齿形突起。

所述空心管管壁的通孔上固接有喷头。

还包括第一电磁阀、第二电磁阀、膨胀阀和蒸发器，所述第一电磁阀的输入口和所述第二电磁阀的输入口均与所述冷凝器出液管相连，所述第一电磁阀的输出口与所述喷液式热交换器的冷却介质输入口相连；所述第二电磁阀的输出口与所述膨胀阀的输入口连接，所述膨胀阀的输出口与所述蒸发器的输入口连接，所述蒸发器的输出口与所述制冷压缩机吸气管连接。

本实用新型具有的优点和积极效果是：通过增设喷液式换热器，形成了制冷剂的多循环回路，解决了系统运行时因冷凝压力超限而停机现象；并且增设的喷液式热交换器通过在所述套管的外表面上接近两端封头的部位分别开有被冷却介质输入口和被冷却介质输出口，使被冷却介质在内管和外管之间流动；在内管内插入一段管壁上设有若干小孔的空心管，通过输入空心管输入冷却介质，并使冷却介质喷淋在内管壁上，通过内管管壁与被冷却介质进行热交换，从而降低被冷却介质的温度，在所述套管的一端封头上开有冷却介质输出口；冷却介质经热交换后经冷却介质输出口输出，而被冷却介质经过热交换后经被冷却介质输出口输出，冷却介质和被冷却介质在该喷液式热交换器本体外形成循环，与制冷系统中的其他设备结合使用可以提高了换热效率，而且体积小。由制冷压缩机排气管排出的高温高压制冷剂气体，在进入冷凝器冷凝之前，先经过喷液式换热器进行预冷，降低高温高压制冷剂气体的温度及压力，提高系统整体冷凝效果，避免冷凝压力超限停机，同时提高蒸发温度，增大了制冷量。本实用新型解决了系统运行时因冷凝压力超限而停机现象，同时由于提高了冷凝效率，经过试验验证，明显提高了制冷系统的制冷系数。

附图说明

图1是现有技术的制冷系统制冷剂循环回路工作原理示意图；

图2是本实用新型的制冷剂循环回路工作原理示意图；

图3是本实用新型的喷液式热交换器的结构示意图。

图中：1、制冷压缩机；2、制冷压缩机排气管；3、制冷压缩机吸气管；4、喷液式热交换器；5、冷凝器出液管；6、冷凝器吸气管；7、冷凝器；8、第一电磁阀；10、封头；11、被冷却介质输入口；12、外管；13、内管；14、冷却介质输出口；15、冷却介质输入口；16、空心管；17、通孔上连接的喷头；18、被冷却介质输出口；20、膨胀阀；21、蒸发器；22、吸气立管；23、第二电磁阀。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1～图3，一种制冷循环自适应装置，包括制冷压缩机1、冷凝器7和喷液式热交换器4，所述制冷压缩机1设有制冷压缩机吸气管3和制冷压缩机排气管2；所述冷凝器7设有冷凝器吸气管6和冷凝器出液管5；所述喷液式热交换器包括由同轴设置的内管13和外管12构成的套管，所述套管两端设有同时封堵所述内管13和所述外管12的封头10；请参见图1，在所述外管12的管壁上接近两端封头的部位，在外管12的管壁上左侧的一端设有被冷却介质输入口11，在外管12的管壁上右侧的另一端设有被冷却介质输出口18；在所述套管的一端封头上设有仅与所述内管13连通的冷却介质输出口14；在所述套管的另一端封头上开有中心孔，一段管壁上开有若干通孔的空心管16通过所述中心孔密封插入所述内管13中，所述空心管16在插入所述内管13中的一端设有空心管封头，所述空心管16在位于所述套管外部的一端设有冷却介质输入口15；所述被冷却介质输入口11与所述制冷压缩机排气管2连接，所述被冷却介质输出口18与所述冷凝器吸气管6连接，所述冷却介质输入口15与所述冷凝器出液管5连接，所述冷却介质输出口14与所述制冷压缩机吸气管3连接。在所述冷却介质输入口15与所述冷凝器出液管5之间可设置阀门，对冷凝器出液的流量和压力进行控制。

这样冷却介质和被冷却介质可在该喷液在式热交换器4本体外形成循环，与制冷系统中的其他设备结合使用，冷却介质和被冷却介质通过所述内管13的管壁进行热交换，冷却介质热交换前为液态，冷却介质热交换后为气态。

本实用新型还可以采用如下技术方案：

进一步地，所述套管两端可设有封堵所述内管13和所述外管12的焊接封头。

进一步地，所述空心管16在插入所述套管内部的一端可设有空心管焊接封头。

进一步地，为增加散热面积，所述内管的内、外壁上可设有齿形突起。

进一步地，为使喷淋的液体喷淋均匀，所述空心管16的管壁上可均布若干通孔。

进一步地，为使喷淋的液体不分流，所述空心管16的管壁的通孔上可固接有喷头。

在上述基础上，还可包括第一电磁阀、第二电磁阀、膨胀阀和蒸发器，所述第一电磁阀的输入口和所述第二电磁阀的输入口均与所述冷凝器出液管相连，所述第一电磁阀的输出口与所述喷液式热交换器的冷却介质输入口相连；所述第二电磁阀的输出口与所述膨胀阀的输入口连接，所述膨胀阀的输出口与所述蒸发器的输入口连接，所述蒸发器的输出口与所述制冷压缩机吸气管连接。由制冷压缩机排气管排出的高温高压制冷剂气体，在进入冷凝器冷凝之前，先经过喷液式换热器进行预冷，降低高温高压制冷剂气体的温度及压力，提高系统整体冷凝效果，避免冷凝压力超限停机，同时提高蒸发温度，增大了制冷量。当系统运行中冷凝压力回复的正常压力时，压力控制器动作关闭所述第一电磁阀8，所述喷液式热交换器停止工作，制冷循环则与图1所示的现有技术的制冷循环相同。

本实用新型的工作原理：

现有技术的压缩式制冷循环系统主要包括制冷压缩机1、冷凝器7、第二电磁阀23、膨胀阀20、蒸发器21和吸气立管22，所述制冷压缩机1、所述冷凝器7、所述第二电磁阀23、所述膨胀阀20、所述蒸发器21和所述吸气立管22，依次通过管道连接形成一个制冷剂循环回路；所述制冷压缩机1设有制冷压缩机吸气管3和制冷压缩机排气管2，所述冷凝器7设有冷凝器吸气管6和冷凝器出液管5；来自冷凝器的制冷剂液体依次通过冷凝器出液管5、第二电磁阀23以及膨胀阀20，进入蒸发器21中，通过蒸发器21进行制冷，经蒸发器21吸热后，制冷剂气体经过吸气立管22、吸气水平管道以及压缩机吸气管3进入制冷压缩机1，制冷压缩机1将制冷剂压缩成高温高压气体由压缩机排气管2排出，再经冷凝器吸气管6输入至冷凝器中进行冷凝，形成制冷循环。

在上述循环过程中，当遇到环境温度过高、水冷冷凝器冷却水温度过高、风冷冷凝器翅片管组外有脏堵、冷库内突然进入较多新货物热负荷等大等情况，造成制冷压缩机因高压超限而保护性自动停机，从而停止制冷循环运行。

本实用新型在现有的制冷剂循环回路基础上增设了喷液式热交换器4。

所述喷液式热交换器包括由同轴设置的内管13和外管12构成的套管，所述套管两端设有同时封堵所述内管13和所述外管12的封头10；通过在所述外管12的管壁上接近两端封头10的部位分别开有被液态冷却介质输入口和被冷却介质输出口；使被冷却介质在内管和外管之间流动；在内管13内插入一段管壁上设有若干通孔的空心管16，通过冷却介质输入口15，液态冷却介质输入空心管16，空心管16管壁上开有若干通孔，具有一定压力的液态冷却介质，从通孔喷出，并使液态冷却介质喷淋在内管13壁上，通过内管13管壁与被冷却介质进行热交换，从而降低被冷却介质的温度，液态冷却介质吸热后成为气态，在所述套管的一端封头10上开有冷却介质输出口14；冷却介质经热交换后经冷却介质输出口14输出，而被冷却介质经过热交换后经被冷却介质输出口18输出，冷却介质和被冷却介质可在该喷液式热交换器本体外形成循环，所述被冷却介质输入口11与所述制冷压缩机排气管2连接，所述冷却介质输出口14与所述制冷压缩机吸气管3连接；所述冷却介质输入口15与所述冷凝器出液管5连接，所述被冷却介质输出口18与所述冷凝器吸气管6连接。这样，所述空心管16通过所述冷却介质输入口14输入来自冷凝器出液管5的液体制冷剂，从所述空心管16小孔喷淋到套管的内管13管壁上，可通过阀门对液体制冷剂出液流量和压力进行控制，通过内管13管壁来吸收被冷却介质的热量，喷淋后形成的制冷剂气体，通过冷却介质输出口14输出，被制冷系统中的所述制冷压缩机吸气管3输入至制冷压缩机1中；所述制冷压缩机排气管2输出的高热的制冷剂，通过被冷却介质输入口11输入至所述内管13和所述外管12之间，并在其中流动，经过内管13管壁与来自冷凝器7的液体制冷剂进行热交换，热交换后降温的所述内管13和所述外管12之间的制冷剂，通过被冷却介质输出口18和所述冷凝器吸气管6，输入至冷凝器7中进行冷凝，这样，利用上述空心管16通孔喷淋吸热，使由所述制冷压缩机排气管2排出来的高温高压制冷剂气体得到放热，从而温度降低，然后再进入冷凝器7进一步冷凝，通过内管13的内、外壁设置突起，提高了换热效率，而且体积小。

喷液式换热器4的作用在于，由所述制冷压缩机排气管2排出的高温高压制冷剂气体，在进入冷凝器7冷凝之前，先经过喷液式热交换器4进行预冷，降低高温高压制冷剂气体的温度及压力，提高系统整体冷凝效果，避免冷凝压力超限停机，同时提高蒸发温度，增大了制冷量。当系统运行中冷凝压力回复的正常压力时，压力控制器动作关闭第一电磁阀8，喷液式换热器4停止工作，制冷循环则与现有技术的制冷循环回路相同。

利用上述通孔喷淋吸热，使由制冷压缩机1的排气管2排出来的高温高压制冷剂气体得到放热，从而温度降低，然后再进入冷凝器7进一步冷凝。

Claims (7)

1.一种制冷循环自适应装置，其特征在于，包括制冷压缩机、冷凝器和喷液式热交换器，所述制冷压缩机设有制冷压缩机吸气管和制冷压缩机排气管；所述冷凝器设有冷凝器吸气管和冷凝器出液管；所述喷液式热交换器包括由同轴设置的内管和外管构成的套管，所述套管两端设有同时封堵所述内管和所述外管的封头；在所述外管的管壁上接近两端封头的部位，一端设有被冷却介质输入口，另一端设有被冷却介质输出口；在所述套管的一端封头上设有仅与所述内管连通的冷却介质输出口；在所述套管的另一端封头上开有中心孔，一段管壁上开有若干通孔的空心管通过所述中心孔密封插入所述内管中，所述空心管在插入所述内管中的一端设有空心管封头，所述空心管在位于所述套管外部的一端设有冷却介质输入口；所述被冷却介质输入口与所述制冷压缩机排气管连接，所述被冷却介质输出口与所述冷凝器吸气管连接，所述冷却介质输入口与所述冷凝器出液管连接，所述冷却介质输出口与所述制冷压缩机吸气管连接。

2.根据权利要求1所述的制冷循环自适应装置，其特征在于，所述套管两端设有封堵所述内管和所述外管的焊接封头。

3.根据权利要求1所述的制冷循环自适应装置，其特征在于，所述空心管在插入所述套管内部的一端设有空心管焊接封头。

4.根据权利要求1所述的制冷循环自适应装置，其特征在于，所述空心管的管壁上均布若干通孔。

5.根据权利要求1所述的制冷循环自适应装置，其特征在于，所述内管的内、外壁上可设有齿形突起。

6.根据权利要求1所述的制冷循环自适应装置，其特征在于，所述空心管管壁的通孔上固接有喷头。

7.根据权利要求1至6任一所述的制冷循环自适应装置，其特征在于，还包括第一电磁阀、第二电磁阀、膨胀阀和蒸发器，所述第一电磁阀的输入口和所述第二电磁阀的输入口均与所述冷凝器出液管相连，所述第一电磁阀的输出口与所述喷液式热交换器的冷却介质输入口相连；所述第二电磁阀的输出口与所述膨胀阀的输入口连接，所述膨胀阀的输出口与所述蒸发器的输入口连接，所述蒸发器的输出口与所述制冷压缩机吸气管连接。