CN1159555A - 采用两个蒸发温度不同的蒸发器的致冷剂循环装置 - Google Patents

采用两个蒸发温度不同的蒸发器的致冷剂循环装置 Download PDF

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Abstract

一种采用两个具有不同蒸发温度的蒸发器的致冷剂循环装置，它包括压缩机，冷凝器，多个在各不相同的蒸发温度下运行的蒸发器，一组引导致冷剂从冷凝器到多个蒸发器的致冷剂管以及，另一组其预定部分与上述一组致冷剂管接触进行热交换的致冷剂管。由于存在上述热交换，因而该装置能提高蒸发器在高蒸发温度和压力下运行时的致冷能力。

Description

采用两个蒸发温度不同的蒸发器的致冷剂循环装置
本发明涉及一种采用两个蒸发器的致冷剂循环装置，更具体地说，涉及一种经改进的致冷剂循环装置，在该装置中，采用了两个具有不同蒸发温度的蒸发器，这种装置能进行有效的致冷剂循环，而不必改变蒸发器的冷凝器的尺寸。
如图1所示，普遍的致冷剂循环装置包括压缩机1、冷凝器2、毛细管3和蒸发器4。
压缩机1将低温低压致冷气体变成高温高压的致冷气体。位于压缩机1一侧的冷凝器2将从压缩机1排放出来的高温高压致冷气体变成高温高压的液态致冷剂。
在冷凝器2的一侧设有毛细管3，用来将从冷凝器2排放出来的高温高压的液态致冷剂变成低温低压的液态致冷剂。
在压缩机1和毛细管3之间设有蒸发器4，通过该蒸发器，低温低压的液态致冷剂吸收外部热量，蒸发而成为低温低压的致冷气体，从而达到致冷的目的。
干燥器5设置在毛细管3和冷凝器2之间。
在使用上述结构的普通致冷剂循环装置中，从压缩机1排放出来的致冷剂在经过冷凝器2时散发热量，变成液态致冷剂。
而经过蒸发器4时，液态致冷剂吸收外部热量变成气态，从而完成冷却和加热过程。
冰箱可用来作为使用致冷剂循环装置的例子，冰箱是通过在它内部设置蒸发器而维持它内部比较低的温度的。
冰箱可以有一个或一个以上的蒸发器。
在后一种情况下，也就是说，当在致冷剂循环装置中设置两个蒸发器，用来分别维持冷冻室和冷藏室中不同的合适温度时，具有不同蒸发温度的两个蒸发器4分别设置在冷冻室和冷藏室内，两个蒸发器4都和压缩机1以及冷凝器2连接，形成致冷循环装置。
因此，将从压缩机1排放出来的送入冷凝器2的致冷剂，经过毛细管3后，通过控制电磁阀(图中未表示出)，有选择地供给安装在冷冻室和冷藏室内的两个蒸发器4。
在利用多个蒸发器4的致冷剂循环中，致冷剂顺序地供给多个蒸发器4，当冷冻室和冷藏室内的蒸发器分别在蒸汽压为0.07-0.146kg/cm2和1.27-1.55kg/cm2下工作时，可保持最佳的能量利用率。
然而，在上述现有的致冷剂循环装置中，由于设置在冷藏室内的蒸发温度高和压力高的蒸发器4的致冷能力，小于设置在冷冻室内的蒸发温度低和压力低的蒸发器4的致冷能力，因此，位于冷藏室内的蒸发器4的尺寸必须增大，以便完成足够的热交换。然而，冰箱的尺寸不能随着蒸发器4的尺寸无限制的增大，而采用现有的小尺寸的蒸发器4，又不能提高效率。
此外，当蒸发温度高和压力高的蒸发器4工作时，如要提高致冷能力，由于必须增大冷凝时的热交换，所以冷凝器2的尺寸就必须增大，但如果由于尺寸的限制，冷凝时的热交换不能增大，那么由于冷凝压力和温度都提高了，增加压缩机1的压力并不能使冰箱的效率提高相应的数值。
表1表示在蒸发温度为零下28℃工作的冰箱的致冷能力和在蒸发温度为零下15℃工作的冰箱的致冷能力的对比。
                              表1
TCE(℃) OPC RFR(kg/h) RA(Kcal/h) HRC(Kcal/h)
40/-28 1.05 4.08 126.6 253.5
40/-15 1.46 7.91 238.9 414.1
表中：
TCE：冷凝和蒸发温度
OPC：压缩机的出口压力
RFR：致冷剂流动速度
RA：致冷能力
    HRC：冷凝需要的热量
如表1所示，在蒸发温度为零下28℃工作的冰箱的致冷能力要提高到1.8倍，才比得上蒸发温度为零下15℃的冰箱的致冷能力。因此，为了进行充分的热交换，必须增大蒸发器的尺寸，但冰箱的尺寸受到限制，因而不允许蒸发器的尺寸无限制地增大。
因此，本发明的目的在于提供一种经改进的致冷剂循环装置，该装置使用两个采用不同蒸发温度的蒸发器，能够既不改变蒸发器和冷凝器的尺寸，又能进行有效的致冷剂循环。
为达到上述目的，提供了一种经改进的利用两个具有不同蒸发温度的蒸发器的致冷剂循环装置，该装置包括一压缩机、一冷凝器、多个具有各不相同的蒸发温度的蒸发器、许多引导致冷剂从冷凝器流入多个蒸发器的致冷剂管，以及引导致冷剂从多个蒸发器流入压缩机的热交换组件，该组件包括许多有些部分与引导致冷剂从冷凝器流向蒸发器的致冷剂管接触的致冷剂管，以便在从冷凝器排放出来的高温致冷剂和从蒸发器排放出来的低温致冷剂之间进行热交换。
通过下面结合附图详细描述本发明，可更透彻地理解本发明，附图仅用于说明，而不是限制本发明，附图中：
图1是现有技术中的致冷剂循环装置的示意图；
图2是现有技术中致冷剂循环装置的压力-热量(p-h)曲线图；
图3是依据本发明的采用两个具有不同蒸发温度的蒸发器的致冷剂循环装置的示意图；以及
图4是依据本发明的采用两个具有不同蒸发温度的蒸发器的致冷剂循环装置的p-h曲线图。
下面结合附图，详细描述依据本发明的采用两个具有不同蒸发温度的蒸发器的致冷剂循环装置的优选实施例。
首先，在随后的描述中，将位于冷藏室中，具有高蒸发温度和压力的蒸发器称为高温蒸发器，而位于冷冻室中，具有低蒸发温度和压力的蒸发器称为低温蒸发器。
在利用两个具有不同蒸发温度的蒸发器的致冷剂循环装置中，压缩机11和冷凝器12用第一致冷剂管26连接，如图3所示。
冷凝器12的一端用第二致冷剂管30与干燥器15连接，干燥器15的一侧设有换向阀16(三通阀)，用来控制流过干燥器15的致冷剂向两个方向流动。
与干燥器15连接的换向阀16的两侧分别与第一毛细管13a和第二毛细管13b连接。
第一毛细管13a与安装在冷藏室内的高温蒸发器14a连接，第二毛细管13b与安装在冷冻室内的低温蒸发器14b连接。
高温蒸发器14a和低温蒸发器14b分别与第三和第四致冷剂管27、28相连，管27和管28分别与第一毛细管13a和第二毛细管13b的圆周表面平行并互相接触，并且，管27和28都与第五致冷剂管29连接，第五致冷剂管29与压缩机11的另一侧连接。
分别与高温蒸发器14a和低温蒸发器14b连接的第三和第四致冷剂管27、28上某些部位的特定部分分别与第一和第二毛细管13a、13b的外圆周表面平行并互相接触，形成第一和第二热交换器17和18。
连接冷凝器12和干燥器15的第二致冷剂管30与第三致冷剂管27的预定部分平行并互相接触，形成第三热交换器19。
连接高温蒸发器14a和压缩机11的第三致冷剂管27和连接低温蒸发器14b和压缩机11的第四致冷剂管28在与压缩机11连接前，先用Y形汇流管20合并在一起，然后与第五致冷剂管29连接。
在连接低温蒸发器14b和Y形汇流管20的第四致冷剂管28上设有单向阀21，以便只允许致冷剂流向压缩机，防止致冷剂倒流。
单向阀21最好是止逆阀。
也就是说，在带有两个具有不同蒸发温度的蒸发器，即高温蒸发器14a和低温蒸发器14b的致冷剂循环装置中，引导从冷凝器12排放出来的致冷剂流入蒸发器14a和14b的致冷剂管13a、13b和30，分别与引导从蒸发器14a、14b排放出来的致冷剂流向压缩机11的致冷剂管27和28安装成彼此接触，形成热交换器，以进行从冷凝器12排放出来的高温致冷剂和从蒸发器14a、14b排放出来的低温致冷剂之间的热交换。
下面详细描述依据本发明的采用两台具有不同蒸发温度的蒸发器的致冷剂循环装置的工作过程和效果。
在依据本发明的致冷循环装置中，高温高压致冷气体从压缩机11排放出来。通过致冷剂管26、30，流经冷凝器12和干燥器15，然后用换向阀16选择路径，或者致冷剂通过第一毛细管13a流入高温蒸发器14a，或者致冷剂通过第二毛细管13b流入低温蒸发器14b。接着，蒸发后的致冷剂再通过致冷剂管27和28流回压缩机11。
下面详细描述上述情况中的具体细节。当致冷剂流过换向阀16并接着流过第一毛细管13a时，致冷剂被引入高温蒸发器14a内，并且从高温蒸发器14a中排出的低温低压致冷剂被引入压缩机11。通过第一和第三热交换器17和19使致冷剂进行热交换，剩余热量在冷凝器12中被辐射掉。
当致冷剂通过换向阀16送到第二毛细管13b时，致冷剂被引入低温蒸发器14b，并且从低温蒸发器14b中排出的低温低压致冷剂被送入压缩机11。致冷剂通过第二热交换器18完成热交换，剩余热量在冷凝器12中散发掉。
因此，依据本发明采用的通过上述过程的两个具有不同蒸发温度的蒸发器的致冷剂循环装置的p-h曲线如图4所示，与现有技术中的致冷循环装置中如图2所示的p-h曲线相比，致冷剂的冷凝温度和压力降低了，蒸发器14a、14b的有效致冷能力(Δh2＞Δh1)提高了，而且压缩比降低了，结果，压缩机11的效率相应地提高了。
在本发明的致冷剂循环装置中，流回压缩机的致冷剂通过热交换器完成热交换，且剩余热量在冷凝器中散发，从而小尺寸的蒸发器和冷凝器即可降低冷凝压力，保证有效的致冷剂循环，并且尽管使用与现有技术中相同尺寸的蒸发器，也能提高蒸发温度，从而改善了致冷剂循环的效率。
虽然为说明的目的，公开了本发明的优选实施例，但本技术领域的技术人员应该理解，在不脱离后述的本发明的权利要求书的范围和宗旨下，可对本发明进行各种修改，增补和替换。

Claims (4)

1.一种利用多个具有各不相同的蒸发温度的蒸发器的致冷剂循环装置，它包含：
一台压缩机；
一个冷凝器；
多个具有各不相同的蒸发温度的蒸发器；
许多用来将从冷凝器中排出来的致冷剂引入所述多个蒸发器的致冷剂管；以及
热交换装置，该装置用于将从多个蒸发器排出来的致冷剂引入压缩机，它包含与所述将致冷剂从冷凝器引入所述多个蒸发器的多根致冷剂管接触的多个致冷剂管附加部分，在这两种致冷剂管的接触部分，在从冷凝器中排出的高温致冷剂和从蒸发器中排出的低温致冷剂之间进行热交换。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热交换装置包含：
一个第一热交换器，该热交换器由上述将致冷剂从多个蒸发器中的在高温下工作的一个蒸发器引入压缩机中的一根致冷剂管中与将致冷剂从冷凝器引入在高蒸发温度和高压下工作的蒸发器的多根致冷剂管中的一根分支上的第一毛细管相接触的这一部分所形成；
一个第二热交换器，该热交换器由上述将从多个蒸发器中的在低蒸发温度和低压下工作的一个蒸发器所排出的致冷剂引入压缩机的多根致冷剂管中与从引导致冷剂从冷凝器到低蒸发温度和低压的蒸发器的多根致冷剂管中的一个分支上的第二毛细管接触的这一部分所形成；以及
一个第三热交换器，该热交换器由引导致冷剂从冷凝器到多个蒸发器的多根致冷剂管中与引导致冷剂从在高蒸发温度和高压下工作的蒸发器穿过第一热交换器到压缩机的致冷剂管接触的这一部分所形成。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，在将从在低蒸发温度和压力下工作的蒸发器排出的致冷剂引入压缩机的致冷剂管上，设置防止致冷剂倒流的单向阀。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，上述单向阀是止逆阀。
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