專利名稱：二氧化碳電冰箱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種電冰箱，特別是一種采用二氧化碳作為制冷劑的二氧化碳電冰箱，用于食品儲藏、保鮮，屬于制冷技術領域。
背景技術：
制冷裝置中曾大量使用人工合成的制冷劑，并對環(huán)境造成了嚴重的破壞。雖然人們可以努力合成性能更佳的制冷劑，但由于制冷劑不可避免的排放，因此任何人工合成的制冷劑的大量生產與使用都會對環(huán)境造成不良影響。要從根本上解決制冷劑對于環(huán)境的破壞問題，應該采用非人工合成的自然制冷劑。
二氧化碳無毒、不燃、易于獲取、價格低廉，被認為是一種較理想的自然制冷劑，得到了國際制冷界的普遍重視。但由于二氧化碳的臨界溫度只有31.1℃，遠低于我們目前在冰箱、空調等制冷裝置中所用的制冷劑的臨界溫度，因此Lorentzen提出一種跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)，即制冷劑在超臨界狀態(tài)下向外排出熱量，在亞臨界狀態(tài)下制冷。已有技術中，Pettersen J與Lorentzen G在文獻“A new efficient and environmentally benign system for automobile airconditioning”(ASHAE Transactions，1993，102(5)135-145)中提出將跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)應用于汽車空調。但是冰箱的使用工況與汽車空調有明顯的不同。對于汽車空調來講，需要制冷時的環(huán)境溫度都較高(一般為25℃以上)，使得高壓側二氧化碳制冷劑的溫度高于31.1℃的臨界溫度，制冷系統(tǒng)循環(huán)為跨臨界循環(huán)。而對于冰箱來講，環(huán)境溫度變化范圍比較大，不僅在較高環(huán)境溫度時需要制冷，當環(huán)境溫度較低，甚至低于0℃時仍然需要制冷。因此對于二氧化碳為制冷劑的冰箱來講，制冷系統(tǒng)處于跨臨界循環(huán)和亞臨界循環(huán)的變化中。由于系統(tǒng)的匹配特性在跨臨界循環(huán)和亞臨界循環(huán)下有明顯的區(qū)別，特別是在制冷劑冷凝溫度接近臨界溫度的亞臨界循環(huán)時，系統(tǒng)將產生效率明顯下降等問題，因此不能直接將Lorentzen提出的跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)用于冰箱。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，設計提供一種采用二氧化碳作為制冷劑的電冰箱，克服現(xiàn)有二氧化碳制冷系統(tǒng)不能在跨臨界與亞臨界循環(huán)時都能保證系統(tǒng)良好匹配的問題，以及亞臨界循環(huán)時當制冷劑冷凝溫度接近臨界溫度時系統(tǒng)效率明顯下降的問題。
為實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的二氧化碳電冰箱的制冷系統(tǒng)中，在冷凝器的出口處安置了一只溫度傳感器，用來感知冷凝器出口的制冷劑溫度；壓縮機采用雙轉速壓縮機，具有高低二檔轉速；作為節(jié)流機構的毛細管有二個，分別為跨臨界毛細管和亞臨界毛細管，這二根毛細管與二位三通電磁閥相通。壓縮機是采用高轉速還是低轉速，二位三通電磁閥控制制冷劑流過跨臨界毛細管還是亞臨界毛細管，這都取決于溫度傳感器測得的溫度。
當溫度傳感器測得的冷凝器出口溫度小于等于28℃時，壓縮機采用低轉速，亞臨界毛細管接通，此時制冷劑依次經(jīng)過壓縮機、冷凝器、二位三通電磁閥、亞臨界毛細管、蒸發(fā)器，最后回壓縮機。當溫度傳感器測得的冷凝器出口溫度大于28℃時，壓縮機采用高轉速，跨臨界毛細管接通，此時制冷劑依次經(jīng)過壓縮機、冷凝器、二位三通電磁閥、跨臨界毛細管、蒸發(fā)器，最后回壓縮機。
本發(fā)明具有顯著的優(yōu)點和積極效果。由于在冷凝器出口溫度從小于等于28℃變化到高于28℃時，壓縮機由低轉速檔轉入高轉速檔，這樣使得高壓側制冷劑的溫度和壓力迅速上升，其工作狀態(tài)到達超臨界區(qū)，冷凝器出口溫度達到32℃以上，從而避免冷凝溫度在近臨界區(qū)變化，以有效地提高效率。對應于壓縮機的高轉速檔和低轉速檔，二根不同的毛細管作為節(jié)流元件，這樣就可以在不同的壓縮機轉速下分別調整二根毛細管的長度，方便系統(tǒng)匹配。由于冷凝溫度較低(高)對應于環(huán)境溫度較低(高)，此時的冷負荷較低(高)，此時壓縮機采用低(高)轉速實際上達到了壓縮機制冷量與冷負荷同步變化的效果，既可以避免壓縮機冷量不夠而長時間運行的問題，也避免壓縮機冷量太大而導致的開停機周期短和開停機損失大的問題。


圖1為本發(fā)明二氧化碳電冰箱制冷系統(tǒng)示意圖。
圖中，1是壓縮機，2是冷凝器，3是二位三通電磁閥，4是跨臨界毛細管，5是亞臨界毛細管，6是蒸發(fā)器，7是溫度傳感器，8是控制器。
圖中虛線表示控制信號連接。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施作進一步描述。
如圖1所示，本發(fā)明包括壓縮機1，冷凝器2，二位三通電磁閥3，跨臨界毛細管4，亞臨界毛細管5，蒸發(fā)器6，溫度傳感器7，控制器8。
壓縮機1出口與冷凝器2進口連接，冷凝器2出口與二位三通電磁閥3入口連接，二位三通電磁閥3的一個出口與跨臨界毛細管4進口連接，另一個出口與亞臨界毛細管5進口連接，跨臨界毛細管4和亞臨界毛細管5出口都與蒸發(fā)器6進口連接，蒸發(fā)器6出口與壓縮機1入口連接。溫度傳感器7緊貼在冷凝器2出口管壁面上，溫度傳感器7的輸出端與控制器8的輸入端電連接，控制器8的輸出端分別與壓縮機1、二位三通電磁閥3電連接。
壓縮機1采用具有二個轉速檔的全封閉壓縮機，冷凝器2采用鋼絲盤管式，毛細管4、5采用小直徑銅管，蒸發(fā)器6采用管板式蒸發(fā)器，溫度傳感器7采用熱電阻，控制器8采用單片機。
當冰箱需要冷量時，根據(jù)溫度傳感器7測得的溫度來確定壓縮機1與二位三通電磁閥3的動作。當溫度傳感器7測得的溫度小于等于28℃時，壓縮機1采用低轉速，亞臨界毛細管5接通，此時制冷劑依次經(jīng)過壓縮機1、冷凝器2、二位三通電磁閥3、亞臨界毛細管5、蒸發(fā)器6，最后回壓縮機1。當溫度傳感器7測得的溫度大于28℃時，壓縮機1采用高轉速，跨臨界毛細管4接通，此時制冷劑依次經(jīng)過壓縮機1、冷凝器2、二位三通電磁閥3、跨臨界毛細管4、蒸發(fā)器6，最后回壓縮機1。
權利要求
1.一種二氧化碳電冰箱，包括壓縮機(1)、冷凝器(2)、二位三通電磁閥(3)、跨臨界毛細管(4)、亞臨界毛細管(5)、蒸發(fā)器(6)、溫度傳感器(7)，控制器(8)，其特征在于壓縮機(1)出口與冷凝器(2)進口連接，冷凝器(2)出口與二位三通電磁閥(3)進口連接，二位三通電磁閥(3)的一個出口與跨臨界毛細管(4)進口連接，另一個出口與亞臨界毛細管(5)進口連接，跨臨界毛細管(4)和亞臨界毛細管(5)的出口都與蒸發(fā)器(6)進口連接，蒸發(fā)器(6)出口與壓縮機(1)入口連接，溫度傳感器(7)緊貼在冷凝器(2)出口管壁面上，溫度傳感器(7)的輸出端與控制器(8)的輸入端電連接，控制器(8)的輸出端分別與壓縮機(1)、二位三通電磁閥(3)電連接。
2.根據(jù)權利要求1所說的二氧化碳電冰箱，其特征是壓縮機(1)采用雙轉速壓縮機，當溫度傳感器(7)測得的溫度小于等于28℃時，壓縮機(1)采用低轉速，亞臨界毛細管(5)接通，當溫度傳感器(7)測得的溫度大于28℃時，壓縮機(1)采用高轉速，跨臨界毛細管(4)接通。
全文摘要
二氧化碳電冰箱，包括壓縮機、冷凝器、二位三通電磁閥、跨臨界毛細管、亞臨界毛細管、蒸發(fā)器、溫度傳感器、控制器。該系統(tǒng)采用二氧化碳制冷劑，壓縮機具有高低二檔轉速，冷凝器的出口布置溫度傳感器，用來感知該處的制冷劑溫度。當該傳感器測得的溫度小于等于28℃時，壓縮機采用低轉速，亞臨界毛細管接通；當測得的溫度大于28℃時，壓縮機采用高轉速，跨臨界毛細管接通。本發(fā)明的制冷系統(tǒng)，可以避免二氧化碳冷凝溫度在近臨界區(qū)變化，以有效地提高系統(tǒng)效率；可以方便系統(tǒng)在跨臨界循環(huán)和亞臨界循環(huán)下的匹配；既可以避免產生壓縮機冷量不夠而長時間運行的問題，也可避免壓縮機冷量太大而導致的開停機周期短和開停機損失大的問題。
文檔編號F25D11/02GK1560544SQ200410016559
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月26日 優(yōu)先權日2004年2月26日
發(fā)明者丁國良 申請人:上海交通大學