CN112268321A - 混合工质制冷***及除湿机 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及混合工质制冷***及除湿机,其中制冷***中富含低沸点组分的第一流路包括第一蒸发支路和第一冷凝支路,富含高沸点组分的第二流路包括第二蒸发支路和第二冷凝支路,制冷***包括:压缩装置;气液分离装置,气态冷媒出口与第一吸气口连通;第一和第二蒸发器分别设在第一和第二蒸发支路上,第一蒸发器的第一出口与冷媒进口连通,第二蒸发器的第二进口与液态冷媒出口连通且第二出口与第二吸气口连通;和第一和第二冷凝器分别设在第一和第二冷凝支路上,第一冷凝器的第三进口与第一排气口连通,第二冷凝器的第四进口与第二排气口连通,第一冷凝器的第三出口和第二冷凝器的第四出口汇合后与第一蒸发器的第一进口连通。
Description
技术领域
本公开涉及制冷设备技术领域,尤其涉及一种混合工质制冷***及除湿机。
背景技术
双温循环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,因此得到广泛关注。尤其是由混合工质构建的双温循环***,可以减小换热过程的不可逆损失,提升***能效,但考虑到混合工质的传热特性,存在两个问题:冷凝过程中存在不易冷凝的低沸点气体,会降低冷凝传热系数;双温温度完全依赖于混合工质温度滑移的大小,但温度滑移越大,传热性能越差,导致提效效果不如预期。因此,混合工质传热性能有待提升。
发明内容
本公开的实施例提供了一种混合工质制冷***及除湿机,能够提高混合工质制冷***的整体换热性能。
根据本公开的第一方面,提供了一种混合工质制冷***,具有供混合工质流动的第一流路和第二流路,第一流路中的混合工质富含低沸点组分,第二流路中的混合工质富含高沸点组分,第一流路包括第一蒸发支路和第一冷凝支路,第二流路包括第二蒸发支路和第二冷凝支路,混合工质制冷***包括:
压缩装置,其具有相互连通的第一吸气口和第一排气口,以及相互连通的第二吸气口和第二排气口;
气液分离装置,其具有冷媒进口、气态冷媒出口和液态冷媒出口,气态冷媒出口与第一吸气口连通;
第一蒸发器和第二蒸发器,分别设在第一蒸发支路和第二蒸发支路上,第一蒸发器的第一出口与冷媒进口连通,第二蒸发器的第二进口与液态冷媒出口连通,第二蒸发器的第二出口与第二吸气口连通;和
第一冷凝器和第二冷凝器,分别设在第一冷凝支路和第二冷凝支路上,第一冷凝器的第三进口与第一排气口连通,第二冷凝器的第四进口与第二排气口连通,第一冷凝器的第三出口和第二冷凝器的第四出口汇合后与第一蒸发器的第一进口连通。
在一些实施例中,混合工质制冷***还包括第一风道,第二蒸发器和第一蒸发器在第一风道内沿气流方向依次设置。
在一些实施例中,第一冷凝器和第二冷凝器设在第一风道内且沿气流方向依次设在第一蒸发器下游。
在一些实施例中,混合工质制冷***还包括第二风道,第二风道与第一风道相互独立,第一冷凝器和第二冷凝器中的至少一个设在第二风道内。
在一些实施例中,第一冷凝器设在第一风道内且位于第一蒸发器下游,第二冷凝器设在第二风道内;或者混合工质制冷***还包括第三风道,第三风道与第一风道和第二风道相互独立,第一冷凝器设在第二风道内,第二冷凝器设在第三风道内。
在一些实施例中,混合工质制冷***还包括第一节流部件,设在第一蒸发支路上且位于第一进口与第三出口和第四出口的汇合位置之间。
在一些实施例中,混合工质制冷***还包括:调压部件,设在第一冷凝支路和第二冷凝支路靠近第一蒸发器且连通的位置,被配置为平衡第一冷凝支路和第二冷凝支路的压力。
在一些实施例中,混合工质制冷***还包括:第二节流部件,被配置为调节气液分离装置中气态制冷剂与液态制冷剂的比例。
在一些实施例中,第二节流部件设在第一蒸发支路上,且位于第一出口与冷媒进口之间;和/或第二节流部件设在与第一蒸发支路并联的节流支路上。
在一些实施例中,混合工质制冷***还包括回热管,回热管设在气液分离装置内的下部区域,且串接在第二冷凝支路中。
在一些实施例中,混合工质制冷***还包括第一回热器,设在第二冷凝支路位于第四出口一侧的管段与第二蒸发支路位于第二出口一侧的管段之间;和/或混合工质制冷***还包括第二回热器,设在第一冷凝支路位于第三出口一侧的管段与第一蒸发支路位于气态冷媒出口与第一吸气口之间的管段。
在一些实施例中,压缩装置具有独立的第一压缩腔和第二压缩腔,第一压缩腔上设有第一吸气口和第一排气口,第二压缩腔上设有第二吸气口和第二排气口;和/或压缩装置包括第一压缩机和第二压缩机,第一压缩机具有第一吸气口和第一排气口,第二压缩机具有第二吸气口和第二排气口。
根据本公开的第二方面,提供了一种除湿机,包括上述实施例的混合工质制冷***。
在一些实施例中,混合工质制冷***还包括第一风道,第二蒸发器、第一蒸发器、第一冷凝器和第二冷凝器在第一风道内沿气流方向依次设置。
本公开实施例的混合工质制冷***,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,采用双吸气双排气压缩装置实现双蒸发双冷凝温度,对换热介质进行梯级降温或升温,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,且有效提升吸气压力,降低压缩装置功耗,提升了***效率;且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。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解,构成本申请的一部分,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,并不构成对本公开的不当限定。在附图中:
图1为本公开混合工质制冷***的一些实施例的***原理图;
图2为图1所示混合工质制冷***的运行原理图;
图3为本公开混合工质制冷***的另一些实施例的***原理图;
图4为图3的一些变形例的***原理图;
图5为本公开混合工质制冷***的另一些实施例的***原理图;
图6为本公开混合工质制冷***的再一些实施例的***原理图;
图7为图6的一些变形例的***原理图;
图8为本公开混合工质制冷***的又一些实施例的***原理图。
附图标记说明
1、第一蒸发器;1A、第一进口;1B、第一出口;2、第二蒸发器;2A、第二进口;2B、第二出口;3、第一冷凝器;3A、第三进口;3B、第三出口;4、第二冷凝器;4A、第四进口;4B、第四出口;5、压缩装置;51、第一吸气口;52、第一排气口;53、第二吸气口;54、第二排气口;56、回油组件;5A、第一压缩机;5B、第二压缩机;6、气液分离装置;61、冷媒进口;62、气态冷媒出口;63、液态冷媒出口;64、回热管;7、调压部件;8、第一节流部件;9、风机;10、第一蒸发支路;11、第二节流部件;20、第二蒸发支路;30、第一冷凝支路;40、第二冷凝支路;50、第一回热器;60、第二回热器。
具体实施方式
以下详细说明本公开。在以下段落中,更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合,除非明确指出不可组合。尤其是,被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。
本公开中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述,以区分具有相同名称的不同组成部件,并不表示先后或主次关系。
此外,当元件被称作“在”另一元件“上”时,该元件可以直接在所述另一元件上,或者可以间接地在所述另一元件上并且在它们之间***有一个或更多个中间元件。另外,当元件被称作“连接到”另一元件时,该元件可以直接连接到所述另一元件,或者可以间接地连接到所述另一元件并且在它们之间***有一个或更多个中间元件。在下文中,同样的附图标记表示同样的元件。
本公开中采用了“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系的描述,这仅是为了便于描述本公开,而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
如图1至图8所示,本公开提供了一种混合工质制冷***,混合工质采用非共沸混合工质,制冷***具有供混合工质中流动的第一流路和第二流路,第一流路中的混合工质富含低沸点组分,第二流路中的混合工质富含高沸点组分。其中,富含表示特定组分的工质在混合工质中所占的比例超过其它组分的工质,低沸点组分和高沸点组分表示沸点的相对高低。第一流路包括连通的第一蒸发支路10和第一冷凝支路30,第二流路包括连通的第二蒸发支路20和第二冷凝支路40。混合工质制冷***包括:压缩装置5、气液分离装置6、第一蒸发器1、第二蒸发器2、第一冷凝器3和第二冷凝器4。
其中,压缩装置5具有相互连通的第一吸气口51和第一排气口52,以及相互连通的第二吸气口53和第二排气口54。具体地,压缩装置5可设有相互独立的第一压缩腔和第二压缩腔,第一压缩腔上设有第一吸气口51和第一排气口52,第二压缩腔上设有第二吸气口53和第二排气口54。
气液分离装置6具有冷媒进口61、气态冷媒出口62和液态冷媒出口63,气态冷媒出口62与第一吸气口51通过管路连通。气液分离装置6可以是常规的气液分离器,也可以在分离装置内部填充填料,填料可以是纸膜、金属、塑料或陶瓷等;分离装置内部可设置多块折流板,以提高分离效果。
第一蒸发器1和第二蒸发器2分两级设置,且分别设在第一蒸发支路10和第二蒸发支路20上,第一蒸发器1的第一出口1B与冷媒进口61连通,第二蒸发器2的第二进口2A与液态冷媒出口63连通,第二蒸发器2的第二出口2B与第二吸气口53连通。为了提高蒸发换热效果,在第二蒸发器2的一侧可设置风机9。
第一冷凝器3和第二冷凝器4分别设在第一冷凝支路30和第二冷凝支路40上,且第一冷凝支路30和第二冷凝支路40并联设置,第一冷凝器3的第三进口3A与第一排气口52连通,第二冷凝器4的第四进口4A与第二排气口54连通,第一冷凝器3的第三出口3B和第二冷凝器4的第四出口4B汇合后与第一蒸发器1的第一进口1A连通。如图1所示,制冷***还包括第一节流部件8,设在所述第一蒸发支路10上且位于所述第一进口1A与第三出口3B和第四出口4B的汇合位置之间,例如,第一节流部件8采用膨胀阀或毛细管等,用于对经过冷凝器的制冷剂进行节流降温。
该实施例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装置5,液态制冷剂进一步蒸发后再进入压缩装置5的梯级吸排气循环方案,该方案至少具备如下有益效果之一:
1、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,采用双吸气双排气压缩装置实现双蒸发双冷凝温度,对换热介质进行梯级降温或升温,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,且有效提升吸气压力,降低压缩装置功耗,提升了***效率;且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。
从热力学角度,最理想的制冷循环是与热源间的零温差换热,这样循环效率最高,但实际换热一定是有温差才能进行,而且换热温差越大,不可逆损失越大,所以减小换热温差可以有效提升实际循环的制冷系数。
2、通过将蒸发器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。
3、通过采用双排气压缩装置,将冷凝过程中的高、低沸点组分进行分离形成不同冷凝温度,减少了冷凝过程中的不凝性气体,提高冷凝传热性能。
因此,本公开混合工质双温循环制冷***的提效效果明显,且在蒸发冷凝的过程中换热系数高,压降小,可提高制冷***的整体换热性能。
下面结合图1和图2来说明本公开制冷***的工作原理。从压缩装置5的第一排气口52出来的富含低沸点组分的第一高温高压混合制冷剂进入第一冷凝器3进行冷凝换热成为饱和液体或过冷液体(第一冷凝器3的第三进口3A的温度高于第三出口3B的温度),从压缩装置5的第二排气口54出来的富含高沸点组分的第二高温高压混合制冷剂经回油组件56后进入第二冷凝器4进行冷凝换热成为饱和液体或过冷液体(第二冷凝器4的第四进口4A的温度高于第四出口4B的温度),第二冷凝器4的制冷剂温度整体高于第一冷凝器3的制冷剂温度。由于第一排气口52经过压缩装置5内部排出,润滑油可回到油池,而第二排气口54为直排缸无法回油,所以需要外加回油组件56实现制冷剂中的润滑油回到油池。
经过第一冷凝器3和第二冷凝器4的制冷剂经调压部件7汇合进行压力平衡后经第一节流部件8节流后成为第一低温低压的两相制冷剂,再经过第一蒸发器1蒸发成为更高干度的两相制冷剂(第一蒸发器1的第一出口1B的温度高于第一进口1A的温度)进入气液分离装置6,混合制冷剂中的低沸点组分易蒸发。
在气液分离装置6中,混合制冷剂处于相平衡状态,其中制冷剂气体部分富含低沸点组分,液体部分富含高沸点组分。富含低沸点组分的制冷剂气体进入压缩装置5的第一吸气口51并压缩,压缩后的气体从第一排气口52排出,而富含高沸点组分的制冷剂液体经气液分离装置6的液态冷媒出口63进入第二蒸发器2进行蒸发成为饱和或过热气体(第二蒸发器2的第二出口2B的温度高于第一进口2A的温度),被压缩装置5的第二吸气口53吸入并压缩至第二排气口54,以此完成整个循环。
在一个具体的实施例中,以R32和R1234ze(E)的混合工质(质量分数R32:R1234ze(E)=50:50)为例,理想状态下,在进入第一蒸发器1之前的两相制冷剂为原始组分即R32:R1234ze(E)=50:50,经过第一蒸发器1后,低沸点组分R32易蒸发,在气液分离装置6中,制冷剂组分发生分离,其中气液分离装置6顶部气体制冷剂组分富含容易蒸发的制冷剂R32(假设气液分离装置6入口干度为0.6且气液完全分离,则气体组分为R32:R1234ze(E)=60/40),而在气液分离装置6底部的液体制冷剂组分则富含容易冷凝的高沸点组分R1234ze(E)(比例为R32:R1234ze(E)=35/65)。可选地,气液分离装置6进口的制冷剂干度范围可在0.3~0.9范围内,优选干度范围为0.5~0.8。
然后,从气液分离装置6出来的富含低沸点组分的气体制冷剂进入压缩机压缩后进入第一冷凝器3进行冷凝,而从气液分离装置6出来的富含高沸点组分的液体制冷剂经第二蒸发器2蒸发后被压缩至第二冷凝器4进行冷凝,两个冷凝器出来的饱和或过冷液体进行混合,制冷剂组分才重新变回原始组分(R32:R1234ze(E)=50:50)。
因为以上制冷剂的组分变化,四个换热器的制冷剂温度也发生变化,这里只讨论两相状态下的温度变化,忽略换热器压力损失,特定压力下,第二冷凝器4中制冷剂温度滑移为10℃,第一冷凝器3中制冷剂温度滑移为5.9℃,冷凝器总的温度滑移为15.9℃;第一蒸发器1中制冷剂温度滑移为3.1℃,第二蒸发器2中制冷剂温度滑移为10.9℃,蒸发器总的温度滑移为14℃,这是组分分离的结果;而如果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蒸发器温度滑移为7.2℃,冷凝器温度滑移为7.7℃。
其中,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时的露点温度与泡点温度的差值。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,蒸发器出口和入口的相变温度的差值为蒸发器温度滑移;在冷凝器中沿着制冷剂流动方向,制冷剂发生相变的温度逐渐降低,入口和出口的相变温度的差值为冷凝器温度滑移。
该实施例通过在蒸发器中设置气液分离装置6,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,降低了***压降,并改善蒸发器分流不均,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,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,最终提升***能效。而且,通过采用双吸气双排气压缩装置5,将冷凝过程中的高、低沸点组分进行分离形成不同冷凝温度,减少了冷凝过程中的不凝性气体,提高冷凝传热性能。另外,***循环所用的制冷剂为非共沸混合制冷剂,可根据应用场合的换热流体进出口温差进行匹配制冷剂,换热流体进出口温差与制冷剂温度滑移呈正相关。
在一些实施例中,如图1所示,混合工质制冷***还包括第一风道,第二蒸发器2和第一蒸发器1在第一风道内沿气流方向依次设置。例如,第二蒸发器2和第一蒸发器1为直板换热器,气流方向可垂直于第一蒸发器1和第二蒸发器2的迎风面。
该实施例将第二蒸发器2和第一蒸发器1沿气流方向依次设置,适合于除湿***,除湿***的特点就是需要将温度降低到空气的露点温度以下,所以蒸发器和冷凝器的进出风温差都较大,制冷剂与之匹配的温度滑移能够实现制冷剂与空气小温差换热,减少换热过程中的不可逆损失,进而提升能效。同时第二冷凝器4中减少了低沸点组分即减少不凝性气体,有利于冷凝传热性能;第二蒸发器2中减少已蒸发的气体,压力损失降低,蒸发传热性能提升。因此,该实施例能够提高除湿***的换热性能,可提升***能效。
在一些实施例中,第一冷凝器3和第二冷凝器4设在第一风道内且沿气流方向依次设在第一蒸发器1下游。例如,第一冷凝器3和第二冷凝器4可以为直板换热器,气流方向可垂直于第一冷凝器3和第二冷凝器4的迎风面。
该实施例能够实现除湿***的除湿和制冷后的再热功能,使除湿***的出风处于舒适的范围内,提高***的使用性能。从空气的流向看,待除湿的空气先经过第二蒸发器2降温(干冷过程),再经第一蒸发器1除湿变为低温低湿空气(除湿过程),再经第一冷凝器3进行第一次升温变为中温低湿空气(再热过程),最后再经第二冷凝器4变为高温低湿空气(再热过程)。从制冷剂的温度看,第二蒸发器2的温度高于第一蒸发器1的温度,第二冷凝器4的温度高于第一冷凝器3的温度,其温度变化趋势与空气的温度变化趋势相一致,若通过制冷剂温度滑移和空气进出风温差的优化匹配实现二者的传热温差处处相同或相近,则会大大减少传热过程中的不可逆损失,提升***能效。
在一些实施例中,混合工质制冷***还包括第二风道,第二风道与第一风道相互独立,第一冷凝器3和第二冷凝器4中的至少一个设在第二风道内。该实施例能够根据需求在独立的第二风道中实现制热,由此可适用于不同的场合。
在一种结构中,第一冷凝器3设在第一风道内且位于第一蒸发器1下游,第二冷凝器4设在第二风道内。该实施例既能在第一风道中实现除湿后的再热,使除湿***的出风处于舒适的范围内,提高***的使用性能,还能够在独立的第二风道中实现制热。
在另一种结构中,混合工质制冷***还包括第三风道,第三风道与第一风道和第二风道相互独立,第一冷凝器3设在第二风道内,第二冷凝器4设在第三风道内。该实施例既能够在第一风道中实现除湿,又能分别实现第二风道和第三风道的制热,可通过多风道更加灵活地满足用户对于不同房间的换热需求。
在再一种结构中,第一冷凝器3和第二冷凝器4都设在第二风道内。该实施例既能够在第一风道中实现除湿,又能实现第二风道换热量较大的制热需求。
在上述实施例的基础上,如图1所示,本公开的混合工质制冷***还包括:调压部件7,设在第一冷凝支路30和第二冷凝支路40靠近第一蒸发器1且连通的位置,被配置为平衡第一冷凝支路30和第二冷凝支路40的压力。例如,调压部件7可以是毛细管、电子膨胀阀或者是不同管径的连接管,总之是可以调节阻力特性的部件。
在一些实施例中,如图3和图4所示,混合工质制冷***还包括:第二节流部件11,例如毛细管或电子膨胀阀等,被配置为调节气液分离装置6中制冷剂的干度,即调节气态制冷剂与液态制冷剂的比例。
该实施例通过设置第二节流部件11,能够改变第一蒸发器1中的制冷剂流量和蒸发温度,进而改变气液分离装置6的入口干度,干度不同则气液分离装置6中的气体和液体的占比不同,相平衡状态下,混合工质的气体和液体中低沸点和高沸点的组分占比也会发生变化,从而达到调节组分分离的目的。而组分分离则会直接影响压缩机吸气状态,影响循环的单位容积制冷量,进而影响***的负荷变化。
在一些实施例中,如图3所示,第二节流部件11设在第一蒸发支路10上,且位于第一出口1B与气液分离装置6的冷媒进口61之间。
该实施例通过调节第一蒸发器1的第一出口1B的压力,能够改变第一蒸发器1中的制冷剂流量和蒸发温度,以改变气液分离装置6的入口干度从而调节组分分离效果,进而适应***的负荷变化。
在另一些实施例中,如图4所示,第二节流部件11设在与第一蒸发支路10并联的节流支路12上,节流支路12的一端与第一节流部件8与第一进口1A之间的管路上,另一端连接在第一出口1B与冷媒进口61之间的管路上。
该实施例通过调节第一蒸发器1的第一进口1A与第一出口1B之间的压差,能够改变第一蒸发器1中的制冷剂流量和蒸发温度,以改变气液分离装置6的入口干度从而调节组分分离效果,进而适应***的负荷变化。
可选地,图3和图4中的第二节流部件11可同时设置。
在一些实施例中,如图5所示,混合工质制冷***还包括回热管64,回热管64设在气液分离装置6内的下部区域,且串接在第二冷凝支路40中。即第二冷凝支路40在经过气液分离装置6内部进行热交换后再与第一冷凝支路30汇合进入第一蒸发器1。
该实施例通过在第二冷凝支路40中串接回热管64,可提升组分分离效果,利用制冷剂的热量将气液分离装置6内液体中的低沸点组分更多地蒸发成气体,实现高、低沸点组分更好的分离,以优化换热效果。而且,由于第二冷凝器4的出口温度高于第一冷凝器3,将回热管64串接在第二冷凝支路40中能够获得更优的提升组分分离的效果。
可选地,回热管64也可串接在第一冷凝支路30中,也可获得上述的效果。
如图6所示,混合工质制冷***还包括第一回热器50,设在第二冷凝支路40位于第四出口4B一侧的管段与第二蒸发支路20位于第二出口2B一侧的管段之间。
该实施例通过对第二冷凝支路4与第二蒸发支路2进行换热,即利用从第二蒸发器20出来的制冷剂气体冷却第二冷凝器4出口的高压液体,使制冷剂液体过冷和气体过热,可降低第二冷凝器出口制冷剂比焓,减小第一蒸发器1的制冷剂干度,进而提升***能效。
如图7所示,混合工质制冷***还包括第二回热器60,设在第一冷凝支路30位于第三出口3B一侧的管段与第一蒸发支路10位于气态冷媒出口62与第一吸气口51之间的管段。
该实施例通过对第一冷凝支路3与第一蒸发支路1进行换热,即利用从第一蒸发器10出来的制冷剂气体冷却第一冷凝器3出口的高压液体,使制冷剂液体过冷和气体过热,可降低第一冷凝器出口制冷剂比焓,减小第一蒸发器1的制冷剂干度,进而提升***能效。
在一些实施例中,如图1至7所示,压缩装置5具有独立的第一压缩腔和第二压缩腔,第一压缩腔上设有第一吸气口51和第一排气口52,第二压缩腔上设有第二吸气口53和第二排气口54。该实施例通过采用双吸气双排气压缩机,将冷凝过程中的高、低沸点组分进行分离形成不同冷凝温度,减少了冷凝过程中的不凝性气体,提高冷凝传热性能。
进一步地,第二排气口可设置回油组件56,由于第一排气口是在经过压缩机内部排出,润滑油可回到油池,而第一排气口101为直排缸,无法回油,故需外加回油装置实现制冷剂中的润滑油回到油池。
在一些实施例中,如图8所示,压缩装置5包括第一压缩机5A和第二压缩机5B,第一压缩机5A具有第一吸气口51和第一排气口52,第二压缩机5B具有第二吸气口53和第二排气口54。该实施例通过采用两个独立的压缩机实现两路吸气和排气,将冷凝过程中的高、低沸点组分进行分离形成不同冷凝温度,减少了冷凝过程中的不凝性气体,提高冷凝传热性能。
其次,本公开还提供了一种除湿机,还包括上述实施例的混合工质制冷***。
由于除湿机需要将温度降低到空气的露点温度以下,所以蒸发器和冷凝器的进出风温差都较大,此种除湿机制冷剂与空气温差相匹配的温度滑移能够实现制冷剂与空气小温差换热,减少换热过程中的不可逆损失,进而提升能效。同时第二冷凝器4中减少了低沸点组分即减少不凝性气体,有利于提高冷凝传热性能;第二蒸发器2中减少已蒸发的气体,压力损失降低,蒸发传热性能提升。因此,该实施例能够提高除湿***的换热性能,可提升***能效。
在一些实施例中,混合工质制冷***还包括第一风道,第二蒸发器2、第一蒸发器1、第一冷凝器3和第二冷凝器4在第一风道内沿气流方向依次设置。例如,第二蒸发器2、第一蒸发器1、第一冷凝器3和第二冷凝器4均为直板换热器,气流方向可垂直于第一蒸发器1、第二蒸发器2、第一冷凝器3和第二冷凝器4的迎风面。
该实施例能够实现除湿***的除湿和制冷后的再热功能,使除湿***的出风处于舒适的范围内,提高***的使用性能。从空气的流向看,待除湿的空气先经过第二蒸发器2降温(干冷过程),再经第一蒸发器1除湿变为低温低湿空气(除湿过程),再经第一冷凝器3进行第一次升温变为中温低湿空气(再热过程),最后再经第二冷凝器4变为高温低湿空气(再热过程)。而且,从制冷剂的温度看,第二蒸发器2的温度高于第一蒸发器1的温度,第二冷凝器4的温度高于第一冷凝器3的温度,其温度变化趋势与空气的温度变化趋势相一致,若通过制冷剂温度滑移和空气进出风温差的优化匹配实现二者的传热温差处处相同或相近,则会大大减少传热过程中的不可逆损失,提升***能效。
以上对本公开所提供的一种混合工质制冷***及除湿机进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本公开的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本公开原理的前提下,还可以对本公开进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。
Claims (14)
1.一种混合工质制冷***,其特征在于,具有供混合工质流动的第一流路和第二流路,所述第一流路中的混合工质富含低沸点组分,所述第二流路中的混合工质富含高沸点组分,所述第一流路包括第一蒸发支路(10)和所述第一冷凝支路(30),所述第二流路包括第二蒸发支路(20)和第二冷凝支路(40),所述混合工质制冷***包括:
压缩装置(5),其具有相互连通的第一吸气口(51)和第一排气口(52),以及相互连通的第二吸气口(53)和第二排气口(54);
气液分离装置(6),其具有冷媒进口(61)、气态冷媒出口(62)和液态冷媒出口(63),所述气态冷媒出口(62)与所述第一吸气口(51)连通;
第一蒸发器(1)和第二蒸发器(2),分别设在所述第一蒸发支路(10)和第二蒸发支路(20)上,所述第一蒸发器(1)的第一出口(1B)与所述冷媒进口(61)连通,所述第二蒸发器(2)的第二进口(2A)与所述液态冷媒出口(63)连通,所述第二蒸发器(2)的第二出口(2B)与所述第二吸气口(53)连通;和
第一冷凝器(3)和第二冷凝器(4),分别设在所述第一冷凝支路(30)和所述第二冷凝支路(40)上,所述第一冷凝器(3)的第三进口(3A)与所述第一排气口(52)连通,所述第二冷凝器(4)的第四进口(4A)与所述第二排气口(54)连通,所述第一冷凝器(3)的第三出口(3B)和所述第二冷凝器(4)的第四出口(4B)汇合后与所述第一蒸发器(1)的第一进口(1A)连通。
2.根据权利要求1所述的混合工质制冷***,其特征在于,还包括第一风道,所述第二蒸发器(2)和所述第一蒸发器(1)在所述第一风道内沿气流方向依次设置。
3.根据权利要求2所述的混合工质制冷***,其特征在于,所述第一冷凝器(3)和所述第二冷凝器(4)设在所述第一风道内且沿所述气流方向依次设在所述第一蒸发器(1)下游。
4.根据权利要求2所述的混合工质制冷***,其特征在于,还包括第二风道,所述第二风道与所述第一风道相互独立,所述第一冷凝器(3)和所述第二冷凝器(4)中的至少一个设在所述第二风道内。
5.根据权利要求4所述的混合工质制冷***,其特征在于,
所述第一冷凝器(3)设在所述第一风道内且位于所述第一蒸发器(1)下游,所述第二冷凝器(4)设在所述第二风道内;或者
所述混合工质制冷***还包括第三风道,所述第三风道与所述第一风道和所述第二风道相互独立,所述第一冷凝器(3)设在所述第二风道内,所述第二冷凝器(4)设在所述第三风道内。
6.根据权利要求1~5任一所述的混合工质制冷***,其特征在于,还包括第一节流部件(8),设在所述第一蒸发支路(10)上且位于所述第一进口(1A)与所述第三出口(3B)和所述第四出口(4B)的汇合位置之间。
7.根据权利要求1~5任一所述的混合工质制冷***,其特征在于,还包括:调压部件(7),设在所述第一冷凝支路(30)和所述第二冷凝支路(40)靠近所述第一蒸发器(1)且连通的位置,被配置为平衡所述第一冷凝支路(30)和所述第二冷凝支路(40)的压力。
8.根据权利要求1~5任一所述的混合工质制冷***,其特征在于,还包括:第二节流部件(11),被配置为调节所述气液分离装置(6)中气态制冷剂与液态制冷剂的比例。
9.根据权利要求8所述的混合工质制冷***,其特征在于,
所述第二节流部件(11)设在所述第一蒸发支路(10)上,且位于所述第一出口(1B)与所述冷媒进口(61)之间;和/或
所述第二节流部件(11)设在与所述第一蒸发支路(10)并联的节流支路(12)上。
10.根据权利要求1~5任一所述的混合工质制冷***,其特征在于,还包括回热管(64),所述回热管(64)设在所述气液分离装置(6)内的下部区域,且串接在所述第二冷凝支路(40)中。
11.根据权利要求1~5任一所述的混合工质制冷***,其特征在于,
所述混合工质制冷***还包括第一回热器(50),设在所述第二冷凝支路(40)位于所述第四出口(4B)一侧的管段与所述第二蒸发支路(20)位于所述第二出口(2B)一侧的管段之间;和/或
所述混合工质制冷***还包括第二回热器(60),设在所述第一冷凝支路(30)位于所述第三出口(3B)一侧的管段与所述第一蒸发支路(10)位于所述气态冷媒出口(62)与所述第一吸气口(51)之间的管段。
12.根据权利要求1~5任一所述的混合工质制冷***,其特征在于,
所述压缩装置(5)具有独立的第一压缩腔和第二压缩腔,所述第一压缩腔上设有所述第一吸气口(51)和所述第一排气口(52),所述第二压缩腔上设有所述第二吸气口(53)和所述第二排气口(54);和/或
所述压缩装置(5)包括第一压缩机(5A)和第二压缩机(5B),所述第一压缩机(5A)具有所述第一吸气口(51)和所述第一排气口(52),所述第二压缩机(5B)具有所述第二吸气口(53)和所述第二排气口(54)。
13.一种除湿机,其特征在于,还包括权利要求1~12任一所述的混合工质制冷***。
14.根据权利要求13所述的除湿机,其特征在于,所述混合工质制冷***还包括第一风道,所述第二蒸发器(2)、所述第一蒸发器(1)、所述第一冷凝器(3)和所述第二冷凝器(4)在所述第一风道内沿气流方向依次设置。
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