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單制冷劑回路、多吸氣壓力的蒸氣壓縮制冷/熱泵系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:9286798閱讀:380來源:國知局
單制冷劑回路、多吸氣壓力的蒸氣壓縮制冷/熱泵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及蒸氣壓縮制冷/熱栗系統(tǒng),尤其是涉及一種單制冷劑回路、多吸氣壓力的蒸氣壓縮制冷/熱栗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前基于蒸氣壓縮循環(huán)的制冷/熱栗系統(tǒng)在空調(diào)器、冷藏冷凍等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用,尤其是熱栗技術(shù)被認為是一種重要的節(jié)能措施。
[0003]蒸氣壓縮制冷/熱栗系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)包括壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置。其工作過程為:低溫低壓的液態(tài)制冷劑(例如氟利昂),首先在蒸發(fā)器中從低溫?zé)嵩次鼰岵饣傻蛪赫魵?,低溫?zé)嵩吹姆艧峁べ|(zhì)(例如空氣和水)被冷卻。然后制冷劑氣體在壓縮機內(nèi)全部被壓縮成高溫高壓的蒸氣。該高溫高壓氣體在冷凝器內(nèi)冷卻凝結(jié)成高壓液體,釋放熱量給高溫?zé)嵩础W詈笤俳?jīng)節(jié)流元件(如毛細管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥等)節(jié)流成低溫低壓液態(tài)制冷劑。如此,完成一個蒸氣壓縮制冷/熱栗循環(huán)。
[0004]蒸發(fā)器為了能夠從放熱工質(zhì)中充分吸熱,制冷劑需被節(jié)流至一個較低的蒸發(fā)壓力,維持在較低的蒸發(fā)溫度。在冷凝壓力一定的條件下,蒸發(fā)溫度越低,壓縮機的壓比和功耗越高,系統(tǒng)效率越差。目前,單制冷劑回路的蒸氣壓縮制冷/熱栗系統(tǒng)壓縮機只提供一個吸氣壓力,對應(yīng)的只有一個蒸發(fā)溫度。
[0005]但是某些情況下,如果壓縮機能夠提供多個吸氣壓力,形成多個蒸發(fā)溫度,可以提高制冷/熱栗系統(tǒng)的效率。
[0006]例如家庭中常見的直膨式蒸氣壓縮空調(diào)器,夏季標(biāo)準(zhǔn)工況下為了保證表冷器擁有良好的除濕能力,系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度約在8°C。如果使用多個蒸發(fā)器,每個蒸發(fā)器有不同的蒸發(fā)溫度,且蒸發(fā)溫度間具備一定的溫度梯度,并按逆流冷卻順序串聯(lián)蒸發(fā)器,處理空氣,系統(tǒng)的效率能提高約5.6%。
[0007]再例如,地源熱栗系統(tǒng)也通過設(shè)置多級不同蒸發(fā)溫度的蒸發(fā)器,并按特定順序串聯(lián)蒸發(fā)器,與地下水換熱,可以提高系統(tǒng)的制熱效率。
[0008]以上兩個案例中,系統(tǒng)節(jié)能的原因在于,在單吸氣壓力系統(tǒng)中所有制冷劑從蒸發(fā)器出來后,均以較低的吸氣壓力被壓縮機吸入,然后再以同一壓力排出,壓縮機壓比大。在壓縮機排氣壓力一定的前提下,提高部分制冷劑的蒸發(fā)和吸氣壓力,可以降低該部分制冷劑被壓縮的耗功,提高系統(tǒng)效率。
[0009]目前存在的兩級壓縮中間冷卻制冷/熱栗系統(tǒng),其壓縮機也存在兩個吸入壓力。兩個吸氣壓力分別對應(yīng)系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力(經(jīng)蒸發(fā)器)和中間壓力(經(jīng)中間冷卻器或節(jié)能器/過冷器/汽液分離器)。其中,部分制冷劑被節(jié)流至中間壓力,在中間冷卻器中與冷凝器出口的制冷劑換熱,增加后者的過冷度,提高單位制冷量。或?qū)⒅评鋭┤抗?jié)流至中間壓力,再通過氣液分離器蒸發(fā)部分制冷劑,提高剩余液體制冷劑的制冷量。但無論采用中間冷卻器或氣液分離器,其實質(zhì)均為系統(tǒng)內(nèi)制冷劑與制冷劑之間的熱質(zhì)交換。
[0010]兩級壓縮中間冷卻制冷/熱栗系統(tǒng)雖然對系統(tǒng)效率有所提升,但是其管路非常復(fù)雜,而且增加了中間冷卻器等輔件,制造成本大大提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于通過增加單制冷劑回路中壓縮機吸氣壓力的數(shù)量,提高部分制冷劑的蒸發(fā)壓力,從而減小蒸氣壓縮制冷/熱栗壓縮機功耗,提高蒸氣壓縮制冷/熱栗系統(tǒng)的效率。
[0012]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0013]—種單制冷劑回路、多吸氣壓力的蒸氣壓縮制冷/熱栗系統(tǒng),包括冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機、節(jié)流裝置、放熱工質(zhì)連接管及制冷劑連接管,所述的蒸發(fā)器包括制冷劑通道和放熱工質(zhì)通道,所述的冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器的制冷劑通道及壓縮機通過制冷劑連接管連接形成循環(huán)回路,制冷劑在循環(huán)回路上以不同形態(tài)循環(huán)流動,所述的放熱工質(zhì)連接管與蒸發(fā)器的放熱工質(zhì)通道連接,放熱工質(zhì)通過蒸發(fā)器冷卻,其特征在于,所述的蒸發(fā)器同時適應(yīng)多個蒸發(fā)壓力,所述的壓縮機同時適應(yīng)多個吸氣壓力,所述的蒸發(fā)器適應(yīng)蒸發(fā)壓力的個數(shù)與壓縮機適應(yīng)吸氣壓力的個數(shù)相等,所述的節(jié)流裝置設(shè)置個數(shù)與蒸發(fā)壓力及吸氣壓力個數(shù)相等。
[0014]下文技術(shù)方案和實施例中均以單制冷劑回路、雙吸氣壓力的蒸氣壓縮制冷/熱栗系統(tǒng)為例進行說明。但單制冷劑回路中吸氣壓力的數(shù)量是非限定的,通過增減單一壓縮機吸氣壓力的數(shù)量,或增減并聯(lián)壓縮機的數(shù)量,或增減串聯(lián)壓縮機的數(shù)量,來改變單制冷劑回路中吸氣壓力或蒸發(fā)壓力的數(shù)量,均屬于本專利的保護范疇之內(nèi)。
[0015]對于單制冷劑回路、雙吸氣壓力的蒸氣壓縮制冷/熱栗系統(tǒng),此時,所述的壓縮機包括兩個對應(yīng)不同吸氣壓力的吸氣口 ;所述的蒸發(fā)器包括兩條分別對應(yīng)不同蒸發(fā)壓力的制冷劑通道;所述的節(jié)流裝置設(shè)置兩個,分別為低壓節(jié)流裝置與高壓節(jié)流裝置。
[0016]壓縮機設(shè)置有兩種實現(xiàn)方式:
[0017]壓縮機設(shè)置的第一種實現(xiàn)方式:
[0018]所述的壓縮機由低吸氣壓力壓縮機和高吸氣壓力壓縮機組成,且低吸氣壓力壓縮機和高吸氣壓力壓縮機采用并聯(lián)設(shè)置,低吸氣壓力壓縮機與高吸氣壓力壓縮機的吸氣口分別與蒸發(fā)器的兩個不同蒸發(fā)壓力的制冷劑通道連通,低吸氣壓力壓縮機與高吸氣壓力壓縮機的排氣口分別與冷凝器連通;或者,
[0019]所述的壓縮機由低吸氣壓力壓縮機和高吸氣壓力壓縮機組成,且低吸氣壓力壓縮機和高吸氣壓力壓縮機采用串聯(lián)設(shè)置,低吸氣壓力壓縮機的吸氣口與蒸發(fā)器較低蒸發(fā)壓力的制冷劑通道連通,高吸氣壓力壓縮機的吸氣口同時與低吸氣壓力壓縮機的排氣口及蒸發(fā)器較高蒸發(fā)壓力的制冷劑通道連通,高吸氣壓力壓縮機的排氣口與冷凝器連通。
[0020]壓縮機設(shè)置的第二種實現(xiàn)方式:
[0021]所述的壓縮機為一個單獨的雙吸氣壓力壓縮機,此時,所述的雙吸氣壓力壓縮機吸氣口分別與蒸發(fā)器的兩個不同蒸發(fā)壓力的制冷劑通道連通,排氣口與冷凝器連通。
[0022]優(yōu)選的,所述的雙吸氣壓力壓縮機特征為壓縮機單個或多個氣缸只有一個排氣壓力,但具備兩個不同吸氣壓力的蒸氣壓縮制冷/熱栗壓縮機,例如往復(fù)式雙吸氣壓力壓縮機,螺桿式雙吸氣壓力壓縮機,滾動轉(zhuǎn)子式雙吸氣壓力壓縮機,渦旋式雙吸氣壓力壓縮機等。
[0023]蒸發(fā)器設(shè)置有兩種實現(xiàn)方式:
[0024]蒸發(fā)器設(shè)置的第一種實現(xiàn)方式:
[0025]所述的蒸發(fā)器為一個單獨的雙蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器,其含有兩條分別對應(yīng)不同蒸發(fā)壓力的制冷劑通道,且兩條分別對應(yīng)不同蒸發(fā)壓力的制冷劑通道的入口分別與兩個節(jié)流裝置連通,出口分別與壓縮機兩個對應(yīng)不同吸氣壓力的吸氣口連通。
[0026]優(yōu)選的,所述的雙蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器為在同一換熱器,存在兩條互不連通的通道,其中兩條通道內(nèi)為不同蒸發(fā)壓力的制冷劑。
[0027]蒸發(fā)器設(shè)置的第二種實現(xiàn)方式:
[0028]所述的蒸發(fā)器由并聯(lián)設(shè)置的低蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器和高蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器組成,此時,低蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器與高蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器的入口分別與兩個節(jié)流裝置連通,低蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器與高蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器的出口分別與壓縮機兩個對應(yīng)不同吸氣壓力的吸氣口連通。
[0029]所述的高蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器特征為,具備制冷劑通道和放熱工質(zhì)通道。高蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器制冷劑通道一端經(jīng)制冷劑連接管與高壓節(jié)流裝置出口相連通,另一端經(jīng)制冷劑連接管與高吸氣壓力壓縮機吸氣口(或雙吸氣壓力壓縮機高壓吸氣口)相連通。所述的高蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器放熱工質(zhì)通道出口經(jīng)放熱工質(zhì)連接管與低蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器放熱工質(zhì)通道入口連通。
[0030]所述的低蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器特征為,具備制冷劑通道和放熱工質(zhì)通道。所述的低蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器制冷劑通道一端經(jīng)制冷劑連接管與低壓節(jié)流裝置出口相連通,另一端經(jīng)制冷劑連接管與低吸氣壓力壓縮機吸氣口(或雙吸氣壓力壓縮機低壓吸氣口)相連通。所述的低蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器放熱工質(zhì)通道入口經(jīng)放熱工質(zhì)連接管與高蒸發(fā)壓力蒸發(fā)器放熱工質(zhì)通道出口連通。
[0031]低壓節(jié)流裝置與高壓節(jié)流裝置采用兩種連接方式:
[0032]第一種連接方式:所述的低壓節(jié)流裝置與高壓節(jié)流裝置采用串聯(lián)方式連接,此時,所述的高壓節(jié)流裝置入口與冷凝器連通,出口與低壓節(jié)流裝置的入口及蒸發(fā)器較高蒸發(fā)壓力的制冷劑通道連通,所述的低壓節(jié)流裝置的出口與蒸發(fā)器較低蒸發(fā)壓力的制冷劑通道連通。
[0033]第二種連接方式:所述的低壓節(jié)流裝置與高壓節(jié)流裝置采用并聯(lián)方式連接,低壓節(jié)流裝置與高壓節(jié)流裝置的入口分別與冷凝器連通,出口分別與蒸發(fā)器的兩條分別對應(yīng)不同蒸發(fā)壓力的制冷劑通道連通。
[0034]所述的高壓節(jié)流裝置和低壓節(jié)流裝置可以為毛細管,短管和電子膨脹閥等制冷系統(tǒng)節(jié)流裝置。
[0035]所述的放熱工質(zhì)通過蒸發(fā)器的多個放熱工質(zhì)通道連續(xù)被冷卻,或,蒸發(fā)器的
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