CN111288675A - 一种混合工质制冷***和空调器 - Google Patents

一种混合工质制冷***和空调器 Download PDF

Info

Publication number
CN111288675A
CN111288675A CN202010124846.1A CN202010124846A CN111288675A CN 111288675 A CN111288675 A CN 111288675A CN 202010124846 A CN202010124846 A CN 202010124846A CN 111288675 A CN111288675 A CN 111288675A
Authority
CN
China
Prior art keywords
evaporator
communicated
refrigerant
outlet end
passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010124846.1A
Other languages
English (en)
Inventor
黄明月
梁祥飞
皇甫启捷
郑波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Original Assignee
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai filed Critical Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority to CN202010124846.1A priority Critical patent/CN111288675A/zh
Publication of CN111288675A publication Critical patent/CN111288675A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/04—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • F25B40/06—Superheaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/02—Details of evaporators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

本发明提供一种混合工质制冷***和空调器，混合工质制冷***包括：压缩机、冷凝器、节流装置、第一蒸发器和第二蒸发器，第一蒸发器的入口能与节流装置连通或冷凝器连通，第二蒸发器的出口端能够连通至压缩机的吸气端；第一蒸发器的出口端和第二蒸发器的入口端之间还设置有气液分离装置，气液分离装置具有制冷剂入口端、气体出口端和液体出口端，制冷剂入口端与第一蒸发器的出口端连通、气体出口端连通至压缩机的吸气端，且液体出口端连通至第二蒸发器的入口端。通过本发明有效增大混合工质的整体蒸发滑移温度，实现了制冷剂与换热流体之间的梯级换热，提高了换热效果，且不会导致冷凝温度升高，降低了***压降，有效提升了***的能效。

Description

一种混合工质制冷***和空调器
技术领域
本发明属于制冷技术领域，具体涉及一种混合工质制冷***和空调器。
背景技术
双温循环因可以减少换热过程中的不可逆损失而提升***能效，且一定程度上可以实现能源的梯级利用，进而得到广泛关注。针对传统纯工质的双温循环存在的***复杂问题，专利号为201811351926.X的专利公开了一种基于混合工质组分分离特性的新型双温循环方案，该方案采用一个常规单级压缩机实现双蒸发温度，通过增大蒸发过程的滑移温度有效提升了***能效，结构简单；然而，其缺陷在于冷凝过程中的滑移温度增大不利于性能改善。
由于现有技术中的双温混合工质***的蒸发过程小温差换热效果不明显(温度滑移较小)，导致换热效率低，且蒸发器压降较大；并且采用冷凝器侧分离工质的手段提高蒸发过程的滑移温度会带来冷凝温度升高，增大压缩比，增大压缩功耗，提效效果大打折扣等技术问题，因此本发明研究设计出一种混合工质制冷***和空调器。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的双温混合工质***无法在提升蒸发过程滑移温度的同时还能保证冷凝温度不会升高，能效得不到显著提升的缺陷，从而提供一种混合工质制冷***和空调器。
本发明提供一种混合工质制冷***，其包括：
压缩机、冷凝器、节流装置、第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器的入口能与所述节流装置连通或所述冷凝器连通，所述第二蒸发器的出口端能够连通至所述压缩机的吸气端；
所述第一蒸发器的出口端和所述第二蒸发器的入口端之间还设置有气液分离装置，所述气液分离装置具有制冷剂入口端、气体出口端和液体出口端，所述制冷剂入口端与所述第一蒸发器的出口端连通、所述气体出口端连通至所述压缩机的吸气端，且所述液体出口端连通至所述第二蒸发器的入口端。
优选地，
所述第一蒸发器包括第一蒸发通路a和第一蒸发通路b，所述第一蒸发通路a中流通制冷剂、且所述第一蒸发通路a的入口连通所述节流装置、出口端连通所述气液分离装置的所述制冷剂入口端，所述第一蒸发通路b中流通待冷却流体；
所述第二蒸发器包括第二蒸发通路a和第二蒸发通路b，所述第二蒸发通路a中流通制冷剂、且所述第二蒸发通路a的入口连通所述气液分离装置的所述液体出口端、所述第二蒸发通路a的出口端连通所述压缩机的吸气端，所述第二蒸发通路b中流通所述待冷却流体；且所述第一蒸发通路b和所述第二蒸发通路b连通，所述待冷却流体先进入所述第二蒸发通路b中冷却、再进入所述第一蒸发通路b中冷却。
优选地，
所述第一蒸发器还包括第一蒸发通路c，所述第一蒸发通路c中流通制冷剂，且所述第一蒸发通路c入口能够连通至所述冷凝器、出口端连通所述节流装置，所述节流装置的另一端连通至所述第一蒸发通路a的入口端、所述第一蒸发通路a的出口端连通至所述气液分离装置的所述制冷剂入口端。
优选地，
所述第一蒸发器包括第一蒸发通路a’，所述第一蒸发通路a’中流通制冷剂，且所述第一蒸发通路a’的入口连通所述节流装置、出口端连通所述气液分离装置的所述制冷剂入口端；
所述第二蒸发器包括第二蒸发通路a’，所述第二蒸发通路a’中流通制冷剂，且所述第二蒸发通路a’的入口连通所述气液分离装置的所述液体出口端、出口端连通所述压缩机的吸气端；
还包括风机，所述风机能通过吹风或吸风将空气先流经所述第二蒸发器中进行换热、再进入流经所述第一蒸发器中进行换热。
优选地，
所述风机设置于所述第一蒸发器和所述第二蒸发器的空气流动的上游侧，且所述第二蒸发器位于所述第一蒸发器的沿空气流动路径的上游，所述风机通过吹风的方式将风先吹至所述第二蒸发器中换热、所述第二蒸发器换热后的风再进入所述第一蒸发器中换热。
优选地，
还包括设置在所述冷凝器和所述节流装置之间的回热器，所述回热器包括第一回热通路和第二回热通路，所述第一回热通路和所述第二回热通路之间能进行换热，所述第一回热通路的入口端连通至所述冷凝器的出口端，所述第一回热通路的出口端能连通至所述节流装置或所述第一蒸发器，所述第二回热通路的入口端连通至所述气液分离装置的所述气体出口端，所述第二回热通路的出口端能连通至所述压缩机的吸气端。
优选地，
当所述第一蒸发器只包括第一蒸发通路a和第一蒸发通路b时，所述第一回热通路的出口端连通至所述节流装置；
当所述第一蒸发器同时包括第一蒸发通路a、第一蒸发通路b和第一蒸发通路c时，所述第一回热通路的出口端连通至所述第一蒸发器的所述第一蒸发通路c的入口端。
优选地，
所述气液分离装置的气体出口端排出的制冷剂通过管路与所述第二蒸发器的制冷剂出口端排出的制冷剂先混合，再进入所述压缩机，且在所述混合位置设置有压力平衡装置，使得所述气体出口端排出的制冷剂和所述第二蒸发器的制冷剂出口端排出的制冷剂在所述压力平衡装置中混合。
优选地，
所述第一蒸发器为翅片管换热器、套管式换热器或板式换热器；和/或，所述第二蒸发器为翅片管换热器、套管式换热器或板式换热器；和/或，所述冷凝器为翅片管换热器、套管式换热器或板式换热器；和/或，所述混合工质包括R32和R134a。
本发明还提供一种空调器，其包括前任一项所述的混合工质制冷***。
本发明提供的一种混合工质制冷***和空调器具有如下有益效果：
本发明通过设置两个蒸发器串联，并且在两个蒸发器之间设置气液分离装置，并将气液分离出的液体导入第二蒸发器中进行换热，分离出的气体导入至压缩机吸气端，使得混合工质先在第一蒸发器中混合蒸发吸热，再进入第二蒸发器之前经过气液分离装置中被气液分离，容易蒸发的低沸点工质由于经过第一蒸发器吸热后蒸发成气体，高沸点工质较少蒸发、仍为液体，于是富含低沸点工质的气体制冷剂被分离而从气体出口排出，富含高沸点工质的液体制冷剂从液体出口排出并进入第二蒸发器中被进一步蒸发，有效增大了混合工质的整体蒸发滑移温度，沿着制冷剂流动方向，有效实现了制冷剂与换热流体之间的梯级换热、即小温差换热(温差更加小)，从而提高了换热效果，且降低了换热过程中的不可逆损失；且通过蒸发滑移温度的增加有效提升了其蒸发出口端的饱和温度，提高了压缩机进口端的吸气压力，并且冷凝器端的冷凝温度保持不变，因此不会导致冷凝温度升高，有效降低了压缩机耗功，明显提升了***的能效；同时将已蒸发的气体制冷剂提前分离可以降低蒸发器的制冷剂压力损失，进一步提升了***能效。
附图说明
图1是本发明的混合工质制冷***的实施例1的结构示意图；
图2是本发明的混合工质制冷***的实施例2的结构示意图；
图3是本发明的混合工质制冷***的实施例3的结构示意图；
图4是本发明的混合工质制冷***的实施例4的结构示意图；
图5是本发明的混合工质制冷***的实施例5的结构示意图；
图6是本发明的混合工质制冷***的实施例6的结构示意图。
图中附图标记表示为：
1、压缩机；2、冷凝器；3、节流装置；41、第一蒸发器；41a、第一蒸发通路a；41b、第一蒸发通路b；41c、第一蒸发通路c；41a’、第一蒸发通路a’；42、第二蒸发器；42a、第二蒸发通路a；42b、第二蒸发通路b；5、气液分离装置；51、制冷剂入口端；52、气体出口端；53、液体出口端；6、风机；7、回热器；71、第一回热通路；72、第二回热通路；8、压力平衡装置。
具体实施方式
如图1-6所示，本发明提供一种混合工质制冷***，其包括：
压缩机1、冷凝器2、节流装置3、第一蒸发器41和第二蒸发器42，所述第一蒸发器41的入口能与所述节流装置3连通或所述冷凝器2连通，所述第二蒸发器42的出口端能够连通至所述压缩机1的吸气端；(第一蒸发器和第二蒸发器可以为一个换热器的两个流路，第一蒸发器的流路的制冷剂温度低于第二蒸发器的流路的制冷剂温度，换热介质先经过高温流路再经过低温流路，这两个流路的蒸发温度是有区别的，一个是高温，一个是低温，关键是换热介质(空气或水等)要先经过高温流路再经过低温流路。)***循环所用的制冷剂为非共沸混合制冷剂。气液分离装置进口的制冷剂干度为0.35～0.85；
所述第一蒸发器41的出口端和所述第二蒸发器42的入口端之间还设置有气液分离装置5，所述气液分离装置5具有制冷剂入口端51、气体出口端52和液体出口端53，所述制冷剂入口端51与所述第一蒸发器41的出口端连通、所述气体出口端52连通至所述压缩机1的吸气端，且所述液体出口端53连通至所述第二蒸发器42的入口端。
本发明通过设置两个蒸发器串联，并且在两个蒸发器之间设置气液分离装置，并将气液分离出的液体导入第二蒸发器中进行换热，分离出的气体导入至压缩机吸气端，使得混合工质先在第一蒸发器中混合蒸发吸热，再进入第二蒸发器之前经过气液分离装置中被气液分离，容易蒸发的低沸点工质由于经过第一蒸发器吸热后蒸发成气体，高沸点工质较少蒸发、仍为液体，于是富含低沸点工质的气体制冷剂被分离而从气体出口排出，富含高沸点工质的液体制冷剂从液体出口排出并进入第二蒸发器中被进一步蒸发，有效增大了混合工质的整体蒸发滑移温度，沿着制冷剂流动方向，有效实现了制冷剂与换热流体之间的梯级换热、即小温差换热(温差更加小)，从而提高了换热效果，且降低了换热过程中的不可逆损失；且通过蒸发滑移温度的增加有效提升了其蒸发出口端的饱和温度，提高了压缩机进口端的吸气压力，并且冷凝器端的冷凝温度保持不变，因此不会导致冷凝温度升高，有效降低了压缩机耗功，显著提升了***的能效；同时将已蒸发的气体制冷剂提前分离可以降低蒸发器的制冷剂压力损失，进一步提升了***能效。
图1展示了一种制冷装置的运行方式，从压缩机1排气口出来的高温高压混合制冷剂经冷凝器2被室外空气冷凝成过冷液体进入回热器7，在回热器7中被进一步冷却的混合制冷剂进入第一蒸发器41再次与低温制冷剂进行换热，而后进入节流装置3节流成为低温低压的两相制冷剂，再经过第一蒸发器41蒸发成为高干度的两相制冷剂进入气液分离装置5，混合制冷剂中的低沸点组分易蒸发；在气液分离装置5中，混合制冷剂处于相平衡状态，其中气体制冷剂富含低沸点组分，液体制冷剂富含高沸点组分；富含高沸点组分的制冷剂液体分流进入第二蒸发器42进行蒸发成为饱和或过热气体，该部分制冷剂与从气液分离装置5中出来被加热的富含低沸点组分的气态制冷剂经过压力平衡装置8进行混合，混合后的制冷剂进入压缩机1的吸气口。从换热流体的流向看，换热流体先经过第二蒸发器42降温，再经第一蒸发器41进一步降温，可实现高温冷冻水和低温冷冻水供不同场合使用。由于两个蒸发器内混合制冷剂的组分不同，第一蒸发器41和第二蒸发器42相比的话，第二蒸发器42中的高沸点组分较多，所以在相同压力下，第二蒸发器42中发生相变的温度较高即蒸发温度高；另外蒸发器中是混合制冷剂，所以沿着制冷剂流动方向，制冷剂的蒸发温度是升高的，这就实现了与换热流体的换热为小温差换热，降低换热不可逆损失。
通过在蒸发过程中的气液分离，将已蒸发的低沸点组分提前分离出，高沸点组分制冷剂进一步蒸发，不仅降低了蒸发过程中的压力损失，提高了换热系数，同时提高了混合工质的温度滑移即增大了高、低温蒸发温度的温差(对于特定混合制冷剂来说，其温度滑移是一定的，即在蒸发压力一定时，蒸发器入口和出口的相变温度差值一定，而本发明提出的***经过组分分离，将其中一个蒸发器的组分改变，进而提高蒸发器出口相变温度，即增大了温差)，实现了空气侧的梯级降温和小温差换热，降低换热过程中的不可逆损失，同时提高了压缩机的吸气压力，降低了压缩机耗功，最终提升***能效。三通道换热器和回热器的设置不仅增大过冷度，降低蒸发器入口干度，提高蒸发性能，同时增大混合工质的温度滑移。
优选地，
所述第一蒸发器41包括第一蒸发通路a41a和第一蒸发通路b41b，所述第一蒸发通路a41a中流通制冷剂、且所述第一蒸发通路a41a的入口连通所述节流装置3、出口端连通所述气液分离装置5的所述制冷剂入口端51，所述第一蒸发通路b41b中流通待冷却流体；
所述第二蒸发器42包括第二蒸发通路a42a和第二蒸发通路b42b，所述第二蒸发通路a42a中流通制冷剂、且所述第二蒸发通路a42a的入口连通所述气液分离装置5的所述液体出口端53、所述第二蒸发通路a42a的出口端连通所述压缩机1的吸气端，所述第二蒸发通路b42b中流通所述待冷却流体；且所述第一蒸发通路b41b和所述第二蒸发通路b42b连通，所述待冷却流体先进入所述第二蒸发通路b42b中冷却、再进入所述第一蒸发通路b41b中冷却。
这是本发明的实施例1、2、3、5中的优选结构形式，如图1、2、3、5，即通过待冷却流体将热量释放至两个蒸发器的制冷剂中，通过第一蒸发器的第一蒸发通路a中流过混合工质、在其中蒸发，对第一蒸发通路b中流过的待冷却液体进行二级冷却降温的作用，通过第二蒸发器的第二蒸发通路a中流过富含高沸点组分的混合工质、在其中蒸发，对第二蒸发通路b中流过的待冷却液体进行一级冷却降温的作用，从而有效地实现了梯级小温差传热降温，提高了蒸发温度滑移，增强了换热效率。
优选地，
所述第一蒸发器41还包括第一蒸发通路c41c，所述第一蒸发通路c41c中流通制冷剂，且所述第一蒸发通路c41c入口能够连通至所述冷凝器2、出口端连通所述节流装置3，所述节流装置3的另一端连通至所述第一蒸发通路a41a的入口端、所述第一蒸发通路a41a的出口端连通至所述气液分离装置5的所述制冷剂入口端51。这是本发明进一步的优选结构形式，即实施例1和2，如图1、2，通过增设的第一蒸发通路c能够将进入第一蒸发通路a之前的制冷剂进行进一步冷却降温的作用，进一步提高制冷剂的过冷度，进一步提高蒸发换热效率和蒸发量。
优选地，
所述第一蒸发器41包括第一蒸发通路a’41a’，所述第一蒸发通路a’41a’中流通制冷剂，且所述第一蒸发通路a’41a’的入口连通所述节流装置3、出口端连通所述气液分离装置5的所述制冷剂入口端51；
所述第二蒸发器42包括第二蒸发通路a’42a’，所述第二蒸发通路a’42a’中流通制冷剂，且所述第二蒸发通路a’42a’的入口连通所述气液分离装置的所述液体出口端53、出口端连通所述压缩机1的吸气端；
还包括风机6，所述风机6能通过吹风或吸风将空气先流经所述第二蒸发器42中进行换热、再进入流经所述第一蒸发器41中进行换热。
这是本发明的实施例4和6的优选结构形式，如图4和6，即被冷却介质为空气，通过第一蒸发器的第一蒸发通路a’中流过混合工质、在其中蒸发，对第一蒸发器中流过的空气进行二级冷却降温的作用，通过第二蒸发器的第二蒸发通路a’中流过富含高沸点组分的混合工质、在其中蒸发，对第二蒸发器中流过的空气进行一级冷却降温的作用，从而有效地实现了梯级小温差传热降温，提高了蒸发温度滑移，增强了换热效率。
优选地，
所述风机6设置于所述第一蒸发器41和所述第二蒸发器42的空气流动的上游侧，且所述第二蒸发器42位于所述第一蒸发器41的沿空气流动路径的上游，所述风机6通过吹风的方式将风先吹至所述第二蒸发器42中换热、所述第二蒸发器42换热后的风再进入所述第一蒸发器41中换热。这是本发明的实施例4和6的进一步优选结构形式，即风机和两个蒸发器的优选布置形式，这样的结构形式使得两个蒸发器被布置到一起，在节省空间的同时还能使得空气依次经过第二蒸发器和第一蒸发器中被依次的梯级降温冷却，提高了小温差换热效果，增强了蒸发温度滑移，减小了压降，提升了压缩机吸气口端的压力，减小功耗，提高了能效。
优选地，
还包括设置在所述冷凝器2和所述节流装置3之间的回热器7，所述回热器7包括第一回热通路71和第二回热通路72，所述第一回热通路和所述第二回热通路之间能进行换热，所述第一回热通路71的入口端连通至所述冷凝器2的出口端，所述第一回热通路71的出口端能连通至所述节流装置3或所述第一蒸发器41，所述第二回热通路72的入口端连通至所述气液分离装置5的所述气体出口端52，所述第二回热通路72的出口端能连通至所述压缩机1的吸气端。
这是本发明的实施例1、3、4中的优选结构形式，如图1、3、4，即通过设置回热器的结构形式，使得从气液分离装置中出来的气体吸收热量，冷凝器出来的制冷剂被进一步地冷却降温，从而进一步有效提升制冷***的制冷剂的过冷度，从而为进入蒸发器中的低温低压制冷剂提高了蒸发能力，增强了蒸发量和蒸发效率。
优选地，
当所述第一蒸发器41只包括第一蒸发通路a41a和第一蒸发通路b41b时，所述第一回热通路71的出口端连通至所述节流装置3；
当所述第一蒸发器41同时包括第一蒸发通路a41a、第一蒸发通路b41b和第一蒸发通路c41c时，所述第一回热通路71的出口端连通至所述第一蒸发器41的所述第一蒸发通路c41c的入口端。
这是本发明的实施例1、3、4中的进一步优选结构形式，即根据第一蒸发器中是否设置第一蒸发通路c来确定回热器的第一回热通路的出口端接口，能够使得回热出来的制冷剂要么直接进入节流装置中节流后进入第一蒸发通路a中吸热蒸发、要么通过第一蒸发通路c中被进一步地降温冷却再进入节流装置，从而能够通过回热器和第一蒸发通路c的结合进一步地增加制冷剂的过冷度，增强了蒸发量和蒸发效率。
优选地，
所述气液分离装置5的气体出口端52排出的制冷剂通过管路与所述第二蒸发器42的制冷剂出口端排出的制冷剂先混合，再进入所述压缩机1，且在所述混合位置设置有压力平衡装置8，使得所述气体出口端52排出的制冷剂和所述第二蒸发器42的制冷剂出口端排出的制冷剂在所述压力平衡装置8中混合。这是本发明的进一步优选结构形式，富含高沸点组分的制冷剂液体分流进入第二蒸发器42进行蒸发成为饱和或过热气体，该部分制冷剂与从气液分离装置5中出来被加热的富含低沸点组分的气态制冷剂经过压力平衡装置8进行混合，混合后的制冷剂进入压缩机1的吸气口，保证了压缩机吸入气体的压力稳定性。
优选地，
所述第一蒸发器41为翅片管换热器、套管式换热器或板式换热器；和/或，所述第二蒸发器42为翅片管换热器、套管式换热器或板式换热器；和/或，所述冷凝器2为翅片管换热器、套管式换热器或板式换热器；和/或，所述混合工质包括R32和R134a。这是本发明的第一、第二蒸发器以及冷凝器的优选结构形式以及混合工质的优选种类。
本发明还提供一种空调器，其包括前任一项所述的混合工质制冷***。
本发明通过利用混合工质组分分离特性及换热特性，提出了将蒸发过程中气液分离后的气态制冷剂直接进入压缩机，液态制冷剂进一步蒸发后进入压缩机的双温循环方案，该方案有益效果如下：
基于非共沸混合制冷剂在相平衡状态下的组分分离和温度滑移特性，采用一个压缩机便可实现双蒸发温度，对换热介质进行梯级降温，可实现制冷剂和换热介质的小温差换热，大幅度减小了换热过程的不可逆损失，有效提升吸气压力，降低压缩机功耗，提升了***效率；
通过不同组分的分离，增大混合工质的蒸发温度滑移，加强提效效果；
通过将蒸发中的气体进行提前分离，强化了换热系数，降低了***压降，改善分流不均，提高蒸发性能，进一步提升了***能效。
以R32和R134a的混合工质(质量分数R32:R134a＝0.5:0.5)为例，在进入第一蒸发器41之前的制冷剂为原始组分即R32:R134a＝0.5:0.5，经过第一蒸发器41后，低沸点组分R32易蒸发，在气液分离装置5中，制冷剂组分发生分离，其中气液分离装置5顶部气体制冷剂组分富含容易蒸发的制冷剂R32(比例为R32/R134a＝0.65/0.35)，而在气液分离装置底部的液体制冷剂组分则富含容易冷凝的高沸点组分R134a(比例为R32/R134a＝0.35/0.75)。然后，从第二蒸发器42出来的制冷剂与从气液分离装置5出来的制冷剂混合后，制冷剂组分才重新变回原始组分(R32/R134a＝0.5/0.5)，被压缩机1吸入。而从温度滑移的角度来说，忽略压力损失，特定压力下，在第二蒸发器41中的制冷剂温度滑移为3.4℃，第三蒸发器42中的制冷剂温度滑移为6.1℃，蒸发过程中的总温度滑移为9.5℃(温度滑移是指不同沸点的制冷剂混合物在某一恒定压力下发生相变的温度差值。这里具体指的是在蒸发器中沿着制冷剂流动方向，制冷剂发生相变的温度逐渐升高，而出口和入口的相变的差值即为温度滑移)，这是组分分离的结果；而未进行组分分离的话，原始组分的混合工质在同一压力下的温度滑移仅为4.5℃，制冷剂侧较大的滑移温度使得制冷剂与空气侧的换热更加匹配，减少了换热过程中的不可逆损失，进而提升能效。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种混合工质制冷***，其特征在于：包括：
压缩机(1)、冷凝器(2)、节流装置(3)、第一蒸发器(41)和第二蒸发器(42)，所述第一蒸发器(41)的入口能与所述节流装置(3)连通或所述冷凝器(2)连通，所述第二蒸发器(42)的出口端能够连通至所述压缩机(1)的吸气端；
所述第一蒸发器(41)的出口端和所述第二蒸发器(42)的入口端之间还设置有气液分离装置(5)，所述气液分离装置(5)具有制冷剂入口端(51)、气体出口端(52)和液体出口端(53)，所述制冷剂入口端(51)与所述第一蒸发器(41)的出口端连通、所述气体出口端(52)连通至所述压缩机(1)的吸气端，且所述液体出口端(53)连通至所述第二蒸发器(42)的入口端。
2.根据权利要求1所述的混合工质制冷***，其特征在于：
所述第一蒸发器(41)包括第一蒸发通路a(41a)和第一蒸发通路b(41b)，所述第一蒸发通路a(41a)中流通制冷剂、且所述第一蒸发通路a(41a)的入口连通所述节流装置(3)、出口端连通所述气液分离装置(5)的所述制冷剂入口端(51)，所述第一蒸发通路b(41b)中流通待冷却流体；
所述第二蒸发器(42)包括第二蒸发通路a(42a)和第二蒸发通路b(42b)，所述第二蒸发通路a(42a)中流通制冷剂、且所述第二蒸发通路a(42a)的入口连通所述气液分离装置(5)的所述液体出口端(53)、所述第二蒸发通路a(42a)的出口端连通所述压缩机(1)的吸气端，所述第二蒸发通路b(42b)中流通所述待冷却流体；且所述第一蒸发通路b(41b)和所述第二蒸发通路b(42b)连通，所述待冷却流体先进入所述第二蒸发通路b(42b)中冷却、再进入所述第一蒸发通路b(41b)中冷却。
3.根据权利要求2所述的混合工质制冷***，其特征在于：
所述第一蒸发器(41)还包括第一蒸发通路c(41c)，所述第一蒸发通路c(41c)中流通制冷剂，且所述第一蒸发通路c(41c)入口能够连通至所述冷凝器(2)、出口端连通所述节流装置(3)，所述节流装置(3)的另一端连通至所述第一蒸发通路a(41a)的入口端、所述第一蒸发通路a(41a)的出口端连通至所述气液分离装置(5)的所述制冷剂入口端(51)。
4.根据权利要求1所述的混合工质制冷***，其特征在于：
所述第一蒸发器(41)包括第一蒸发通路a’(41a’)，所述第一蒸发通路a’(41a’)中流通制冷剂，且所述第一蒸发通路a’(41a’)的入口连通所述节流装置(3)、出口端连通所述气液分离装置(5)的所述制冷剂入口端(51)；
所述第二蒸发器(42)包括第二蒸发通路a’(42a’)，所述第二蒸发通路a’(42a’)中流通制冷剂，且所述第二蒸发通路a’(42a’)的入口连通所述气液分离装置的所述液体出口端(53)、出口端连通所述压缩机(1)的吸气端；
还包括风机(6)，所述风机(6)能通过吹风或吸风将空气先流经所述第二蒸发器(42)中进行换热、再进入流经所述第一蒸发器(41)中进行换热。
5.根据权利要求4所述的混合工质制冷***，其特征在于：
所述风机(6)设置于所述第一蒸发器(41)和所述第二蒸发器(42)的空气流动的上游侧，且所述第二蒸发器(42)位于所述第一蒸发器(41)的沿空气流动路径的上游，所述风机(6)通过吹风的方式将风先吹至所述第二蒸发器(42)中换热、所述第二蒸发器(42)换热后的风再进入所述第一蒸发器(41)中换热。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的混合工质制冷***，其特征在于：
还包括设置在所述冷凝器(2)和所述节流装置(3)之间的回热器(7)，所述回热器(7)包括第一回热通路(71)和第二回热通路(72)，所述第一回热通路和所述第二回热通路之间能进行换热，所述第一回热通路(71)的入口端连通至所述冷凝器(2)的出口端，所述第一回热通路(71)的出口端能连通至所述节流装置(3)或所述第一蒸发器(41)，所述第二回热通路(72)的入口端连通至所述气液分离装置(5)的所述气体出口端(52)，所述第二回热通路(72)的出口端能连通至所述压缩机(1)的吸气端。
7.根据权利要求6所述的混合工质制冷***，其特征在于：
当所述第一蒸发器(41)只包括第一蒸发通路a(41a)和第一蒸发通路b(41b)时，所述第一回热通路(71)的出口端连通至所述节流装置(3)；
当所述第一蒸发器(41)同时包括第一蒸发通路a(41a)、第一蒸发通路b(41b)和第一蒸发通路c(41c)时，所述第一回热通路(71)的出口端连通至所述第一蒸发器(41)的所述第一蒸发通路c(41c)的入口端。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的混合工质制冷***，其特征在于：
所述气液分离装置(5)的气体出口端(52)排出的制冷剂通过管路与所述第二蒸发器(42)的制冷剂出口端排出的制冷剂先混合，再进入所述压缩机(1)，且在混合的位置设置有压力平衡装置(8)，使得所述气体出口端(52)排出的制冷剂和所述第二蒸发器(42)的制冷剂出口端排出的制冷剂在所述压力平衡装置(8)中混合。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的混合工质制冷***，其特征在于：
所述第一蒸发器(41)为翅片管换热器、套管式换热器或板式换热器；和/或，所述第二蒸发器(42)为翅片管换热器、套管式换热器或板式换热器；和/或，所述冷凝器(2)为翅片管换热器、套管式换热器或板式换热器；和/或，所述混合工质包括R32和R134a。
10.一种空调器，其特征在于：包括权利要求1-9中任一项所述的混合工质制冷***。
CN202010124846.1A 2020-02-27 2020-02-27 一种混合工质制冷***和空调器 Pending CN111288675A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010124846.1A CN111288675A (zh) 2020-02-27 2020-02-27 一种混合工质制冷***和空调器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010124846.1A CN111288675A (zh) 2020-02-27 2020-02-27 一种混合工质制冷***和空调器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111288675A true CN111288675A (zh) 2020-06-16

Family

ID=71022045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010124846.1A Pending CN111288675A (zh) 2020-02-27 2020-02-27 一种混合工质制冷***和空调器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111288675A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112268321A (zh) * 2020-10-26 2021-01-26 珠海格力电器股份有限公司 混合工质制冷***及除湿机
CN113915787A (zh) * 2021-09-27 2022-01-11 河南科技大学 一种双蒸发温度位的低温混合工质制冷***

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112268321A (zh) * 2020-10-26 2021-01-26 珠海格力电器股份有限公司 混合工质制冷***及除湿机
CN113915787A (zh) * 2021-09-27 2022-01-11 河南科技大学 一种双蒸发温度位的低温混合工质制冷***
CN113915787B (zh) * 2021-09-27 2023-03-03 河南科技大学 一种双蒸发温度位的低温混合工质制冷***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10612821B1 (en) Heat-pump system with combined vapor expansion-compression stages and single-effect vapor absorption unit
JP6441511B2 (ja) 多段プレート型蒸発吸収式冷凍装置及び方法
CN103512257B (zh) 用于双温电冰箱的非共沸碳氢混合物自复叠制冷循环***
CN105737427A (zh) 一种采用双级气液分离器的一级自复叠低温制冷循环***
CN109737641B (zh) 一种采用非共沸混合物带过冷器的喷气增焓热泵循环***
CN101825372A (zh) 喷射制冷与蒸汽压缩制冷联合循环装置及方法
US20210396432A1 (en) Air-conditioning system with mixed working medium
CN114111313B (zh) 融合压缩机驱动型拟环路热管的除湿烘干热泵***
CN102287949A (zh) 一种带涡流管的自复叠***
CN106225319A (zh) 一种回热式非共沸混合工质的双蒸发温度制冷与热泵空调机组及方法
CN211823235U (zh) 一种太阳能吸收式复叠式二氧化碳双级压缩制冷***
CN106546026A (zh) 采用喷射器增效的非共沸混合工质分凝双温制冷循环***
CN113776215A (zh) 一种应用于复叠制冷或热泵***的循环***及过冷方法
CN105202793A (zh) 一种带涡流管的co2双级压缩制冷***
CN111288675A (zh) 一种混合工质制冷***和空调器
CN111141054B (zh) 一种跨临界双级过冷引射二氧化碳***及应用
CN104236159A (zh) 一种多能源驱动制冷***及制冷方法
CN210089175U (zh) 喷射式跨临界二氧化碳双级压缩制冷***
CN215062959U (zh) 一种变频复叠式空气源热泵***
CN110762875A (zh) 一种大温差变组分浓度自复叠热泵机组
CN112268321B (zh) 混合工质制冷***及除湿机
US11221161B1 (en) Heat-pump system with combined vapor expansion-compression stages and single-effect vapor absorption unit
CN107356016A (zh) 一种蒸发器与环路热管可切换的换热单元
CN210089181U (zh) 吸收式跨临界二氧化碳双级压缩制冷***
CN202133173U (zh) 一种带涡流管的自复叠***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination