一種雙溫位的蒸汽壓縮冷變換器制造技術

本發明專利技術公開了一種雙溫位的蒸汽壓縮冷變換器，包括高溫間室循環和低溫間室循環，通過中間換熱器將高溫間室循環和低溫間室循環連成一個系統，利用高溫間室循環蒸發后飽和氣態制冷劑的冷量，使得低溫間室循環冷凝過后的飽和液態制冷劑過冷，從而獲得額外的制冷量，提升冷量的品位。高溫間室循環和低溫間室循環中各有一個蒸發器，使本發明專利技術具有雙溫位制冷的功能，本發明專利技術的高溫間室循環和低溫間室循環可采用不同的制冷劑，應用范圍廣。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種冷變換器，具體是一種可以用作冷藏冷凍制冷裝置的雙溫位的蒸汽壓縮冷變換器。
技術介紹
能源是人類賴以生存的基礎，是整個世界發展的最基本的驅動力。例如煤炭、石油、天然氣這些化石能源為鋼鐵、紡織、化工、醫療等行業提供了生產物質來源和生產動力。 世界經濟的快速發展消耗了大量的能源，使得能源供應日益緊張，環境問題日益加劇。因此，節能減排成為當今時代的主題。在冷藏冷凍領域，如何提高冷藏冷凍設備的制冷能效引起了人們足夠的重視。傳統的雙溫冰箱一般采用普通串聯單循環制冷系統提供冷量，存在一些不足，即能量利用的不合理和同時控制兩室溫度的困難。雖然可以通過溫度單控及熱補償相結合的辦法來解決同時控制兩室溫度的問題，但增加了熱補償的能耗。如果冰箱制冷系統采用與兩室溫度相匹配的兩種蒸發溫度，則可以解決上述問題。常見的方式是采用雙回路蒸汽壓縮制冷循環，即高溫間室(冷藏室)與低溫間室(冷凍室)的制冷量由兩個獨立的蒸汽壓縮制冷循環系統提供。但是雙回路蒸汽壓縮制冷循環低溫間室制冷循環的制冷溫度較低，壓縮機耗功大，不利于節能。鄒云霞撰寫的浙江大學碩士論文，“擴散吸收式冷變換器的性能研究”中指出，冷變換器是指一種將低品位冷量轉換為高品位冷量的裝置。浙江大學陳光明等在公開號為CN 1916530A，“一種冷變換器”的中國專利技術專利中提出一種由低品位熱與高品位電聯合驅動的冷變換器，冷變換器利用低品位能通過低品位能驅動式制冷子系統制取低品位冷量，利用高品位機械功通過機械壓縮式制冷子系統制取高品位冷量，兩種冷量通過能量耦合，實現冷量品位的轉換。其本質可表述為通過提高低品位能驅動子系統的蒸發溫度，制取比目標蒸發溫度更高的蒸發溫度下的制冷量，通過過冷機械壓縮式子系統轉化為目標蒸發溫度下的等量的制冷量，從而達到提高低品位能驅動式子系統制冷效率的目的，因此冷變換器可以達到節能效果。中國專利技術專利公開號CN 1015^279A，“冷量回收式雙運行模式復疊低溫制冷機” 公開了一種低溫間室循環中帶回熱器的兩級復疊制冷循環，可以實現高、低溫間室循環的復疊運行；制冷循環在高溫間室循環輔助啟動后，低溫間室循環便可通過自身回熱而獨立運行，該制冷循環高溫間室循環的蒸發器充當低溫間室循環的過冷器，可以達到較低的制冷溫度，但是只能提供單溫位的制冷量。
技術實現思路
本專利技術提出一種雙溫位的蒸汽壓縮冷變換器，將低品位冷量轉換為高品位冷量的同時實現雙溫位的制冷。一種雙溫位的蒸汽壓縮冷變換器，包括高溫間室循環和低溫間室循環，所述高溫間室循環包括高溫間室壓縮機、高溫間室冷凝器、第一高溫間室節流閥、高溫間室蒸發器和中間換熱器，所述低溫間室循環包括所述中間換熱器、低溫間室壓縮機、低溫間室冷凝器、 低溫間室節流閥和低溫間室蒸發器；所述高溫間室壓縮機的制冷劑出口與高溫間室冷凝器的制冷劑進口相連，高溫間室冷凝器的制冷劑出口與第一高溫間室節流閥的制冷劑進口相連，第一高溫間室節流閥的制冷劑出口與高溫間室蒸發器的制冷劑進口相連，高溫間室蒸發器的制冷劑出口與中間換熱器的制冷劑第一進口相連，中間換熱器的制冷劑第一出口與高溫間室壓縮機的制冷劑進口相連；低溫間室壓縮機的制冷劑出口與低溫間室冷凝器的制冷劑進口相連，低溫間室冷凝器的制冷劑出口與中間換熱器的制冷劑第二進口相連，中間換熱器的制冷劑第二出口與低溫間室節流閥的制冷劑進口相連，低溫間室節流閥的制冷劑出口與低溫間室蒸發器的制冷劑進口相連，低溫間室蒸發器的制冷劑出口與低溫間室壓縮機的制冷劑進口相連。所述的中間換熱器為套管式換熱器、板式換熱器、殼管式換熱器、夾套式換熱器。 實際使用時，根據需求選擇相應的換熱效果佳的換熱器。優選的，所述的高溫間室循環與低溫間室循環以逆流方式布置，使高溫間室循環蒸發后的飽和氣態制冷劑更易于使低溫間室循環冷凝過后的飽和液態制冷劑過冷，從而獲得更大的制冷量。本專利技術使用的制冷劑為一元或多元制冷劑，所述高溫間室循環與所述低溫間室循環采用相同或不同的制冷劑。按照標準沸點可以將制冷劑分成高溫、中溫、低溫制冷劑。高溫制冷劑標準沸點大于0°c，如R114、RlU R123等，中溫制冷劑標準沸點為-60 0°C，如 R125、R404A、R22、R134a, R600a等，低溫制冷劑標準沸點小于_60°C，如R23、R13等。優選的，高溫間室循環采用較高沸點制冷劑，如高溫、中溫制冷劑；低溫間室循環采用較低沸點制冷劑，如低溫制冷劑。優選的，所述低溫間室冷凝器的制冷劑出口與低溫間室壓縮機的制冷劑進口間連接低溫間室回熱器，低溫間室冷凝器的制冷劑出口連接低溫間室回熱器的第一進口，低溫間室回熱器的第一出口連接中間換熱器的制冷劑第二進口，中間換熱器的制冷劑第二出口連接低溫間室節流閥的制冷劑進口，低溫間室節流閥的制冷劑出口連接低溫蒸發器的制冷劑進口，低溫蒸發器的制冷劑出口連接低溫間室回熱器的第二進口，低溫間室回熱器的第二出口連接低溫間室壓縮機的制冷劑進口。低溫間室回熱器用來回收低溫間室蒸發器出口制冷劑的冷量，對于采用特定制冷劑的系統，可以提高系統性能，如R134a、R404A等。優選的，所述高溫間室冷凝器的制冷劑出口分別與第一高溫間室節流閥和第二高溫間室節流閥的制冷劑進口相連，第一高溫間室節流閥的制冷劑出口與高壓間室蒸發器的制冷劑進口相連，第二高溫間室節流閥的制冷劑出口與中間換熱器的制冷劑第一進口相連，高壓間室蒸發器的制冷劑出口與中間換熱器的制冷劑第一出口匯合后與高溫間室壓縮機的制冷劑進口相連。本專利技術的有益效果如下1、低溫間室循環與高溫間室循環通過中間換熱器進行能量耦合，采用中間換熱器來充分利用高溫間室循環蒸發后飽和氣態制冷劑的冷量，使得低溫間室循環冷凝過后的飽和液態制冷劑過冷，從而獲得額外的制冷量，提升了冷量的品位，從而提高了整個系統的制冷效率。對于蒸汽壓縮循環，蒸發溫度越高，性能系數(COP)越大；當制取等量制冷量時， 蒸發溫度較高時，壓縮機耗功較少。中間換熱器即為能量耦合設備，通過中間換熱器，高溫間室循環制得的較高溫度的冷量可以等量轉變成輸出的較低溫度的冷量，提升了冷量的品位，使得壓縮機耗功減小，COP增大，從而當制冷負荷一定時，整個系統的壓縮機總耗功減少，提高了整個系統的制冷效率，達到節能目的。2、由于本專利技術采用高溫間室循環和低溫間室循環兩個制冷循環而分別提供兩種蒸發溫度下的制冷量，故可以實現雙溫位的制冷。當其應用于冰箱制冷系統時，高、低溫間室的溫度控制更容易實現，系統運行更加穩定。而傳統的冰箱制冷系統利用單一制冷系統提供雙溫位制冷量，系統的性能和穩定性更容易受到冷凝溫度等外界條件的影響，本專利技術采用高、低溫間室兩個制冷循環，分別對高、低溫間室進行供冷，控制更加合理，系統更加穩定，而且效率更高，優勢明顯。3、本專利技術可以采用不同的制冷劑，拓寬了制冷劑的應用范圍。傳統的冰箱制冷系統大多只能采用單一制冷劑，當蒸發溫度很低時，壓縮機吸氣壓力過低，將會影響壓縮機的穩定運行。本專利技術的雙溫位的蒸汽壓縮冷變換器有高、低溫間室循環兩個制冷循環，兩個循環除了在中間換熱器處存在能量耦合外，其他部件相互獨立，因此可以采用不同的制冷劑， 而且所采用的制冷劑可以是一元制冷劑，也可以是多元制冷劑，故本專利技術不受制冷劑的限制，應用范圍更廣。附圖說明圖1是本專利技術的一種實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種雙溫位的蒸汽壓縮冷變換器，其特征在于：包括高溫間室循環（１１）和低溫間室循環（１２）；所述高溫間室循環（１１）包括高溫間室壓縮機（１）、高溫間室冷凝器（２）、第一高溫間室節流閥（３）、高溫間室蒸發器（４）和中間換熱器（５）；所述低溫間室循環（１２）包括所述中間換熱器（５）、低溫間室壓縮機（６）、低溫間室冷凝器（７）、低溫間室節流閥（８）和低溫間室蒸發器（９）；所述高溫間室壓縮機（１）的制冷劑出口與高溫間室冷凝器（２）的制冷劑進口相連，高溫間室冷凝器（２）的制冷劑出口與第一高溫間室節流閥（３）的制冷劑進口相連，第一高溫間室節流閥（３）的制冷劑出口與高溫間室蒸發器（４）的制冷劑進口相連，高溫間室蒸發器（４）的制冷劑出口與中間換熱器（５）的制冷劑第一進口相連，中間換熱器（５）的制冷劑第一出口與高溫間室壓縮機（１）的制冷劑進口相連，低溫間室壓縮機（６）的制冷劑出口與低溫間室冷凝器（７）的制冷劑進口相連，低溫間室冷凝器（７）的制冷劑出口與中間換熱器（５）的制冷劑第二進口相連，中間換熱器（５）的制冷劑第二出口與低溫間室節流閥（８）的制冷劑進口相連，低溫間室節流閥（８）的制冷劑出口與低溫間室蒸發器（９）的制冷劑進口相連，低溫間室蒸發器（９）的制冷劑出口與低溫間室壓縮機（６）的制冷劑進口相連。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐黎明，李濤，韓曉紅，陳光明，周蘇明，高贊軍，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：86