專利名稱：聯(lián)合式液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種制冷系統(tǒng)，更具體的說，是涉及一種液體冷媒除霜 制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
制冷系統(tǒng)運(yùn)行過程中，在蒸發(fā)器表面容易結(jié)霜，霜層的存在使傳熱惡化, 制冷效率降低。'因此，及時(shí)的除霜就顯得格外重要。目前的除霜方式都存在 一些弊端，通常的制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器采用電熱和熱氣除霜。采用電熱除霜雖然 也可以得到良好的除霜效果，但由于是從冷卻管外加熱除霜，效率低，能耗 大。熱氣除霜?jiǎng)t需要控制除霜速度以防止大量的制冷劑液體返回制冷壓縮 機(jī)，若設(shè)置除霜排液系統(tǒng)會(huì)使系統(tǒng)復(fù)雜，增加操作難度。另外從控制冷庫或 空調(diào)房間溫度的角度出發(fā)，采用上述兩種除霜方式對控制室內(nèi)溫度影響較 大，溫度波動(dòng)劇烈，尤其是對于恒溫恒濕系統(tǒng)，由于融霜和制冷交替進(jìn)行， 降溫和除濕過程不具有連續(xù)性，使得制冷空間內(nèi)溫度波動(dòng)較大。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種能夠提高除霜 效率，減小除霜對控制房間溫度的影響，增加高溫液體過冷度，從而提高整 個(gè)制冷裝置性能和效率的聯(lián)合式液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)。
本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種聯(lián)合式液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)，其特征在于，壓縮機(jī)的出口與冷凝 器、高壓儲(chǔ)液器、干燥器依次連接，所述干燥器的出口分別與第一電磁閥入 口和第四電磁閥入口連接，所述第 一電磁閥出口通過三通分別與第二熱力膨 脹閥的出口和第二蒸發(fā)器的制冷劑入口連接，所述第二蒸發(fā)器的制冷劑出口 通過三通分別與第二電磁閥入口和第六電磁閥入口連接，所述第二電磁閥出 口通過第 一單,閥與第 一熱力膨脹閥入口連接，所述第 一熱力膨脹閥出口通
過三通分別與第一蒸發(fā)器的制冷劑入口和第四電/f茲閥出口連接，所述第一蒸 發(fā)器的制冷劑出口通過三通分別與第三電磁閥入口和第五電磁閥入口連接，
3所述第三電》茲閥出口通過三通分別與壓縮才幾入口和第六電石茲閥出口連接，所 述第五電磁閥出口通過第二單向閥與第二熱力膨脹閥入口連接。第一熱力膨 脹閥的感溫包安裝在第一蒸發(fā)器的制冷劑出口管路，第二熱力膨脹閥的感溫 包安裝在第二蒸發(fā)器的制冷劑出口管路。
其中，所述第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器分別為翅片管蒸發(fā)器。
本實(shí)用新型的聯(lián)合式液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)工作原理簡單如下壓縮機(jī) 排出的高溫高壓氣體首先進(jìn)入冷凝器，從冷凝器出來的高壓液體經(jīng)高壓儲(chǔ)液 器、干燥過濾器后進(jìn)入結(jié)霜的蒸發(fā)器。由于熱液溫度遠(yuǎn)高于0°C,使蒸發(fā)器 表面溫度升高，表面霜層被管壁加熱而迅速融化。由被融霜蒸發(fā)器排出的液 體制冷劑經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓后進(jìn)入制冷蒸發(fā)器中，最后飽和氣體被壓縮機(jī)吸 入。當(dāng)制冷蒸發(fā)器結(jié)霜厚度達(dá)某一極限時(shí)，電磁閥換向，使融霜蒸發(fā)器和制 冷蒸發(fā)器調(diào)換，重復(fù)以上循環(huán)。也就是，當(dāng)?shù)谝徽舭l(fā)器制冷時(shí)第二蒸發(fā)器處 于熱液除霜狀悉，當(dāng)?shù)诙舭l(fā)器制冷時(shí)第一蒸發(fā)器處于熱液除霜狀態(tài)。當(dāng)一 臺蒸發(fā)器除霜時(shí)，另一臺蒸發(fā)器繼續(xù)維持制冷運(yùn)行，從而減少了除霜對用冷 單元溫度所造成的波動(dòng)影響。
本實(shí)用新型具有下述技術(shù)效果
1. 本實(shí)用新型的制冷系統(tǒng)中通過控制電磁閥的啟閉實(shí)現(xiàn)兩組蒸發(fā)器的 制冷和除霜的交替工作，從而使降溫和除濕過程保持連續(xù)，確保控制房間環(huán) 境的溫、濕度恒定。2. 本實(shí)用新型的制冷系統(tǒng)采用熱液除霜方式，除霜徹底、安全、可靠， 不消耗外加能源，除霜所用的制冷劑液體溫度適中，可避免對蒸發(fā)器性能的 影響。
3. 本實(shí)用新型的制冷系統(tǒng)從蒸發(fā)器內(nèi)加熱對管壁有清洗作用，特別是可 沖刷掉其中積有的潤滑油、雜質(zhì)，凈化管路，改善傳熱效果。
4. 本實(shí)用新型的制冷系統(tǒng)除霜過程和制冷過程同時(shí)進(jìn)4亍，蒸發(fā)器表面的 霜層被用來冷卻由冷凝器排出的飽和液體，使高壓液體過冷，可提高整個(gè)裝 置的性能系數(shù)，'節(jié)能效果顯著。
5. 本實(shí)用新型的制冷系統(tǒng)在高壓系統(tǒng)中水霜冷量的利用也會(huì)降低冷凝 溫度，可使風(fēng)冷式裝置在較惡劣的環(huán)境下有較穩(wěn)定的性能和較高的能效比。
6. 本實(shí)用新型的液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)克服了電熱除霜消耗附加能源
4和熱氣除霜速度慢、系統(tǒng)復(fù)雜以及二者對控制室內(nèi)溫度影響較大的缺點(diǎn)。利 用高壓高溫液態(tài)冷4某進(jìn)行除霜，在達(dá)到除霜目的的基礎(chǔ)上，保持了系統(tǒng)的連 續(xù)性，減小了除霜對控制室^度的影響，同時(shí)增加了液體冷媒的過冷度，提 高了制冷系統(tǒng)的效率。

圖1為本實(shí)用新型聯(lián)合式液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)原理圖； 圖2為本實(shí)用新型聯(lián)合式液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)的溫熵圖； 圖3為本實(shí)用新型聯(lián)合式液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)的壓焓圖。
具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型詳細(xì)說明。 圖1為本實(shí)用新型聯(lián)合式液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)原理圖，包括第一蒸發(fā) 器l、第二蒸發(fā)器16、第一熱力膨脹閥2、第二熱力膨脹閥15、第一單向閥 4、第二單向閥l4、第一電磁閥l2、第二電磁閥3、第三電磁閥5、第四電 /磁閥11、第五電》茲閥13、第六電》茲閥6、壓縮才幾7、冷凝器8、高壓儲(chǔ)液器 9、干燥器IO。壓縮機(jī)7的出口與冷凝器8的制冷劑入口連接，冷凝器8的 制冷劑出口與高壓儲(chǔ)液器9的入口連接，高壓儲(chǔ)液器9的出口與干燥器10 的入口連接，干燥器10的出口分別與第一電》茲閥12入口和第四電》茲閥11 入口連接，第一電磁閥12通過三通分別與第二熱力膨脹閥15的出口和第二 蒸發(fā)器16的制冷劑入口連接，第二蒸發(fā)器16的制冷劑出口通過三通分別與 第二電》茲閥3入口和第六電磁閥6的入口連接，第二電》茲閥3的出口與第一 單向閥4入口連接，第一單向閥4出口與第一熱力膨脹閥2入口連接，第一 熱力膨脹閥2出口通過三通分別與第一蒸發(fā)器1的制冷劑入口和第四電磁閥 11出口連接，竿一蒸發(fā)器1的制冷劑出口通過三通分別與第三電磁閥5入 口和第五電^茲閥13入口連接，第三電》茲閥5出口通過三通分別與壓縮機(jī)7 入口和第六電》茲閥6出口連接，第五電》茲閥13出口與第二單向閥14入口連 接，第二單向閥14出口與第二熱力膨脹閥15入口連接，第一熱力,膨脹閥的 感溫包安裝在第一蒸發(fā)器的制冷劑出口管路，第二熱力膨脹閥的感溫包安裝 在第二蒸發(fā)器的制冷劑出口管路。其中，第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器分別為翅
片管蒸發(fā)器。
本實(shí)用新型的制冷系統(tǒng)中，第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器與電》茲閥組連接，通過電磁閥的啟閉實(shí)現(xiàn)兩個(gè)蒸發(fā)器之間制冷與除霜的切換，當(dāng)?shù)谝浑姶砰y、 第二電磁閥、第三電^茲閥開啟，第四電磁閥、第五電》茲閥、第六電i茲閥關(guān)閉
時(shí)，第一蒸發(fā)器進(jìn)行制冷，第二蒸發(fā)器進(jìn)行除霜；當(dāng)?shù)谝浑姶砰y、第二電磁 閥、第三電;茲閥關(guān)閉，第四電磁閥、第五電石茲閥、第六電石茲閥開啟時(shí)，第一 蒸發(fā)器進(jìn)行除霜，第二蒸發(fā)器進(jìn)行制冷。另外，在管路上設(shè)有兩個(gè)單向閥， 防止高壓液態(tài)制冷劑直接進(jìn)入低壓部分。
當(dāng)?shù)谝徽舭l(fā)器用作制冷蒸發(fā)器，第二蒸發(fā)器為融霜蒸發(fā)器時(shí)，具體的循 環(huán)過程為第一電i茲閥、第二電磁閥、第三電^茲閥開啟，第四電磁閥、第五 電磁閥、第六電石茲閥關(guān)閉。壓縮機(jī)排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑在冷凝器中冷 凝后變成高溫高壓液態(tài)制冷劑，經(jīng)過高壓儲(chǔ)液器、干燥器、第一電磁閥進(jìn)入 第二蒸發(fā)器，在第二蒸發(fā)器中高溫高壓制冷劑吸收霜層冷量，變成過冷的高 溫高壓液態(tài)制冷劑，由第二電》茲閥經(jīng)第一單向閥進(jìn)入第一熱力熱力膨脹閥進(jìn) 行節(jié)流降壓后，變成低溫低壓液態(tài)制冷劑，進(jìn)入第一蒸發(fā)器并蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)降 溫除濕，然后通過第三電磁閥回到壓縮機(jī)。
當(dāng)?shù)谝徽舭l(fā)器結(jié)霜一定程度以后，關(guān)閉第一電i茲閥、第二電^茲閥、第三 電磁閥，打開第四電/f茲閥、第五電^茲閥、第六電^茲閥。壓縮機(jī)排出的高溫高 壓氣態(tài)制冷劑在冷凝器中冷凝后變成高溫高壓液態(tài)制冷劑，經(jīng)過高壓儲(chǔ)液 器、干燥器、第四電^茲閥進(jìn)入第一蒸發(fā)器，在第一蒸發(fā)器中制冷劑吸收霜層 冷量，變成過冷的高溫高壓液態(tài)制冷劑，由第五電磁閥經(jīng)第二單向閥進(jìn)入第 二熱力膨脹閥進(jìn)^f亍節(jié)流降壓后，變成低溫低壓液態(tài)制冷劑，進(jìn)入第二蒸發(fā)器 蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)降溫除濕，蒸發(fā)后的制冷劑經(jīng)過第六電磁閥回到壓縮機(jī)。第一蒸 發(fā)器為融霜蒸發(fā)器，第二蒸發(fā)器則起到制冷除濕作用，如此在兩臺蒸發(fā)器之 間切換來實(shí)現(xiàn)被控制房間的溫濕度控制。
圖2為本實(shí)'用新型聯(lián)合式液體冷々某除霜制冷系統(tǒng)的溫熵圖，圖3為本實(shí) 用新型聯(lián)合式液體冷4某除霜制冷系統(tǒng)的壓焓圖，圖中T為制冷劑溫度、S 為制冷劑的熵、q。為制冷量、Aq。制冷量的增加量、Wc為壓縮機(jī)消耗功、h 為制冷劑的焓、P為制冷劑壓力、Pk為冷凝壓力、P。為蒸發(fā)壓力。過程1 —2 —3 — 4 — 5 — 1為使用 一個(gè)蒸發(fā)器在制冷和除霜過程中的常規(guī)循環(huán)，1 — 2 — 3 —4 ———5 —1為本實(shí)用新型液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)的循環(huán)。制冷劑在 壓縮機(jī)中被壓縮成高溫高壓的氣體后經(jīng)過程2-3-4,高溫高壓制冷劑氣體在冷凝器中被冷凝為低溫高壓液體，將其導(dǎo)入結(jié)霜蒸發(fā)器進(jìn)行融霜，同時(shí)制
冷劑獲得一定程度的過冷，過程4-V即為高壓液體在結(jié)霜蒸發(fā)器中進(jìn)一步 冷卻過程；經(jīng)過.過冷的高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)過節(jié)流降壓，進(jìn)入蒸發(fā)器吸收外界 熱量而蒸發(fā)成為飽和氣體，從而被壓縮機(jī)吸入。
從圖中可以看出，與常規(guī)循環(huán)1 —2 —3 —4 —5 —1相比，節(jié)流過程由4 —5變?yōu)?lt; —5、單位制冷量增加了Aq。(即溫熵圖中面積5、bc5，壓焓圖 中線段575)。而兩個(gè)循環(huán)的單位理論功W。并未增加，與普通系統(tǒng)相比，液體 冷媒除霜制冷系統(tǒng)的制冷系數(shù)有所提高。在通常的工作溫度范圍內(nèi)，對于 R22而言，每過冷rC，制冷系數(shù)增加的百分?jǐn)?shù)約為0. 85%。
第一蒸發(fā)器與第二蒸發(fā)器通過電^P茲閥組的動(dòng)作進(jìn)行制冷和除霜的切換，
若存在多個(gè)蒸發(fā)器，則將蒸發(fā)器與第一蒸發(fā)器或者第二蒸發(fā)器并聯(lián)或者串聯(lián) 連接，并聯(lián)或串聯(lián)后的多個(gè)蒸發(fā)器作為整體，整體進(jìn)行制冷或除霜，同樣可 以達(dá)到多個(gè)蒸發(fā)器之間制冷與除霜的切換。 '
從本實(shí)用新型聯(lián)合式液體冷媒融霜制冷系統(tǒng)的原理可以看出，從理論上 雙蒸發(fā)器液體冷^f某融霜制冷系統(tǒng)具有以下幾個(gè)方面的突出優(yōu)點(diǎn)
1. 冷量回收功能。在雙蒸發(fā)器的制冷裝置中，融霜過程中使用的高壓中 溫液體冷媒，自高壓儲(chǔ)液器輸送至被融霜蒸發(fā)器，并與蒸發(fā)器表面的水霜進(jìn) 行熱交換，霜被逐漸融化，蒸發(fā)器內(nèi)的液體^皮冷卻，我們稱之為過冷。過冷 液體經(jīng)過熱力熱力膨脹閥節(jié)流降壓后送入制冷的蒸發(fā)器。從該過程的理論T -S圖和lgP-h圖上可以明顯的看出進(jìn)入蒸發(fā)器的冷媒焓值降低，而蒸發(fā) 器出口的焓值沒有變化，單位制冷量增加，C0P值增大。
2. 于蒸發(fā)器內(nèi)部進(jìn)行加熱融霜，融霜均勻，對蒸發(fā)器的影響較小。液體 冷媒除霜和熱氣除霜均屬于內(nèi)部除霜，熱量通過液體冷J^某的對流直接傳遞給 蒸發(fā)器的蒸發(fā)管管壁，而外表面的霜層也主要附著于蒸發(fā)管外表面和翅片的 根部，所以融霜均勻。制冷系統(tǒng)中用于冷卻空氣的蒸發(fā)器大多為翅片管蒸發(fā) 器，蒸發(fā)管為銅管、翅片為鋁質(zhì)，由于兩種材料的膨脹系數(shù)不同，膨脹方向 不同，融霜過程中加熱和冷卻作用會(huì)使蒸發(fā)管與翅片之間的間隙增加，蒸發(fā) 器的換熱性能下降。本實(shí)用新型的制冷系統(tǒng)中液體冷媒的溫度只有制冷壓縮 機(jī)排氣溫度的1/3-1/2,對蒸發(fā)器的傳熱性能影響有相應(yīng)比率的減小。
3. 徹底杜絕了熱氣除霜中熱氣凝結(jié)和排液系統(tǒng)復(fù)雜的缺點(diǎn)。熱氣除霜的正常進(jìn)行需要控制被融霜蒸發(fā)器出口的氣體冷媒不要液化，如果沒有有效的 控制手段，就需要增加系統(tǒng)的設(shè)備投入和系統(tǒng)控制操作難度。本實(shí)用新型的 制冷系統(tǒng)采用液體冷々某除霜方法其熱源與熱氣融霜不同，可以徹底杜絕冷凝 和排液問題。
本實(shí)用新型的液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)利用了液體冷媒在節(jié)流過程中浪 費(fèi)的能量，回收了蓄積在蒸發(fā)器表面的霜層冷量，是制冷裝置中能量回收的 有效方法。
盡管參照實(shí)施例對所公開的涉及一種聯(lián)合式液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)進(jìn) 行了特別描述，以上描述的實(shí)施例是說明性的而不是限制性的，在不脫離本 實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，所有的變化和修改都在本實(shí)用新型的范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種聯(lián)合式液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)，其特征在于，壓縮機(jī)的出口與冷凝器、高壓儲(chǔ)液器、干燥器依次連接，所述干燥器的出口分別與第一電磁閥入口和第四電磁閥入口連接，所述第一電磁閥出口通過三通分別與第二熱力膨脹閥的出口和第二蒸發(fā)器的制冷劑入口連接，所述第二蒸發(fā)器的制冷劑出口通過三通分別與第二電磁閥入口和第六電磁閥入口連接，所述第二電磁閥出口通過第一單向閥與第一熱力膨脹閥入口連接，所述第一熱力膨脹閥出口通過三通分別與第一蒸發(fā)器的制冷劑入口和第四電磁閥出口連接，所述第一蒸發(fā)器的制冷劑出口通過三通分別與第三電磁閥入口和第五電磁閥入口連接，所述第三電磁閥出口通過三通分別與壓縮機(jī)入口和第六電磁閥出口連接，所述第五電磁閥出口通過第二單向閥與第二熱力膨脹閥入口連接，第一熱力膨脹閥的感溫包安裝在第一蒸發(fā)器的制冷劑出口管路，第二熱力膨脹閥的感溫包安裝在第二蒸發(fā)器的制冷劑出口管路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的聯(lián)合式液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)，其特征在于,所述第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器分別為翅片管蒸發(fā)器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種聯(lián)合式液體冷媒除霜制冷系統(tǒng)，旨在提供一種能夠提高除霜效率，減小除霜對控制房間溫度的影響，增加高溫液體過冷度，從而提高整個(gè)制冷裝置性能和效率的制冷系統(tǒng)。壓縮機(jī)與冷凝器、高壓儲(chǔ)液器、干燥器依次連接，干燥器分別與第一電磁閥和第四電磁閥連接，第一電磁閥分別與第二熱力膨脹閥和第二蒸發(fā)器連接，第二蒸發(fā)器與第二電磁閥和第六電磁閥連接，第二電磁閥通過第一單向閥與第一熱力膨脹閥連接，第一熱力膨脹閥與第一蒸發(fā)器和第四電磁閥連接，第一蒸發(fā)器分別與第三電磁閥和第五電磁閥連接，第三電磁閥與壓縮機(jī)和第六電磁閥連接，第五電磁閥通過第二單向閥與第二熱力膨脹閥入口連接。該系統(tǒng)確保了降溫和除濕的連續(xù)。
文檔編號F25B1/00GK201285197SQ200820142400
公開日2009年8月5日 申請日期2008年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者孫志利, 臧潤清 申請人:天津商業(yè)大學(xué)