一种节能型的双温制冷方法及其系统技术方案

一种节能型的双温制冷方法及其系统，首先将制冷剂经压缩机压缩后送入前冷凝器进行部分冷凝，然后将其分离为饱和液体和饱和气体，再将饱和气体导入后冷凝器中冷凝，将两股冷凝液体过冷后分别送入两独立的节流装置，节流后再导入两独立的蒸发器进行蒸发，最后再将来自两蒸发器压力不同的蒸气混合后引入压缩机，形成循环，不但可采用不受国际协议限制的ＨＦＣ↓［ｓ］类臭氧安全的纯物质或它的混合物作为制冷剂以替代Ｒ１２，并通过循环过程的改进降低制冷系统的电耗。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于家用冰箱、冷库等双温制冷
现有技术提出了一种在家用冰箱中采用混合制冷剂改进制冷循环的方法(文献“Testin of Domestic Two-EvaporatorReffigerators With Zeotrapic Refrigerant Mixtures”，ASHItAE Transactions98(2)2l6-226，l992》。它的目的是实现CFCs替代的同时，降低冰箱的电耗，其主要特点是采用臭氧安全性较好的非共沸混合制冷剂并在冷冻室蒸发(低温蒸发器)后增加一台低温换热器，使混合制冷剂在其中继续蒸发提高温度的同时增加过冷液的过冷度，然后混合制冷剂以较高的蒸发温度进入冷藏室蒸发器(高温蒸发器)。该种方法的缺点在于1、为取得较好的节能效果不得不采用强非共沸混合制冷剂，因此文献所列各种非共沸混合制冷剂中均含国际协议所规定的将逐步淘汰的HCFCs类氟里昂；2、高、低温蒸发器彼此呈串联排列，其中制冷剂虽然具有不同水平的蒸发温度，但具有相同的压力水平，没能充分发挥双温蒸发的优越性；3、文献所列方法虽然降低了高温蒸发器的 喷失，但是至少部分地把这部分 损失转嫁到低温换热器中去，从而抵销了双温蒸发的优越性。本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提出一种改进的双温制冷方法及其系统，该制冷方法和制冷系统可采用不受国际协议限制的、HFCs类臭氧安全的纯物质或它的混合物作为制冷剂以替代R12，并通过循环过程的改进降低制冷系统的电耗。本专利技术的制冷方法是这样实现的首先，将制冷剂由压缩机压缩送入前冷凝器进行部分冷凝，然后导入气、液分离器将其分离为饱和液体和饱和蒸气两部分，再将饱和蒸气导入后冷凝器中冷凝，将两股冷凝液体过冷后分别送入两独立的节流装置，节流后再导入两独立的蒸发器进行蒸发，最后再将来自两蒸发器压力不同的蒸气混合后引入压缩机，形成循环。为了提高节能效果，来自两蒸发器压力不同的蒸气经蒸气引射器混合后引入压缩机。当选用的制冷剂为强非共沸混合物，后冷凝器不能使制冷剂完全冷凝时，可以将来自于后冷疑器的制冷剂与另一股节流后的制冷剂进行热交换使其完全冷凝后送入节流装置。当选用纯质作为替代制冷剂时，应选择蒸气压曲线与被替代制冷剂蒸气压曲线接近的物质。如被替代制冷剂是R12时，替代制冷剂以R134a和R152a为好，如附图说明图1所示。当选用混合物作为替代制冷剂时，组元的蒸气压曲线应分别位于被替代工质蒸气压曲线的两侧。如被替代制冷剂是R12时，混合替代制冷剂可选择R32/R134a、R32/R152a等，如图1所示。本专利技术的制冷系统结构是这样实现的本专利技术的制冷系统包括一压缩机，压缩机的排气口和一前冷凝器的进口端相连接，前冷凝器的出口端和一气、液分离器的进口端相连接，分离器的出液端和一节流阀相连接，节流阀的另一端和一高温蒸发器(冷藏室蒸发器)的进口端相连接，分离器的出气端和一后冷凝器的进口端相连接，后冷凝器的出口端和另一节流阀相连接，该节流阀的另一端和一低温蒸发器(冷冻室蒸发器)的进口端相连接，高、低温蒸发器的出口端同时和压缩机的进气口相连接。为了提高节能效果，高、低温蒸发器的出口端可分别与一引射混合器的两进口端相连接，引射混合器的出口端和压缩机的进气口相连接。当选用的制冷剂为强非共沸混合物，且后冷凝器不能使之完全冷凝时，可在一节流阀的后端及另一节流阀的前端配置一蒸发冷凝器。本专利技术与现有技术相比具有如下优点1、本专利技术可以采用如R134a、R152a、R32/R134a、R32/R134、R134a/R152a等臭氧安全的物质作为制冷剂，在一些制冷和空调装置中取代R12(2)模拟结果-------------------------------------------------制冷剂COPqv tcPR— KJ/m3℃ —-------------------------------------------------R12 1.260 723.9 174.8 10.2常规制冷-----------------------------------------R134a 1.253 677.6 158.8 12.8----------------------------------------R134a 1.308 707.5 158.8 12.8----------------------------------------本专利技术 R152a 1.367 690.8 188.0 12.5----------------------------------------R32 1.233 2090.4 260.1 10.0-------------------------------------------------COP……性能系数；qv……单位容积制冷量tc……压缩机排气温度；PR……压力比。(3)模拟结果比较本专利技术以R134a为制冷剂和以R12为制冷剂的常规方法比较COP提高3.8％，qv降低2.3％，排气温度降低16℃；和以R134a为制冷剂的常规方法比较COP提高4.4％，qv增加4.4％，排气温度不变。5、本专利技术采用非共沸混合物为制冷剂的计算机模拟比较而具有相当的节能效果，从而杜绝了R12对臭氧层的破坏作用，减轻了温室效应的危害，对于保护生态环境具有积极作用；2、本专利技术既可采用纯质、也可采用共沸或非共沸混合物为制冷剂，因而对于双温蒸发的制冷装置，将来国际社会无论决定采用何种制冷剂替代R12，都可以利用本专利技术建议的方法取得节能效果；3、本专利技术提到的R32/R134a在最佳成分附近相当宽的范围内都是不可燃物质，且其制冷性能仍相当优越，所以可以用作汽车空调制冷剂R12的替代工质，而具有一定的节能效果；4、本专利技术采用纯物质为制冷剂与采用R12和R134a的常规制冷装置制冷的主要性能计算机模拟比较(1)模拟工况冷凝温度……tc＝54.4℃；高温蒸发温度……te1＝-3℃(常规制冷中te1＝te2)；低温蒸发温度……te2＝-23.3℃；过冷温度……tf1＝tf2＝32℃；过热度……Δtb＝2℃；过冷度……Δtc＝2℃；高、低温蒸发器冷量比……QAB＝1；压缩机绝热效率……ηc＝0.6压缩机吸气压力……Pb＝Pe2(1)模拟工况同前(2)模拟结果----------------------------------------------制冷剂 摩尔成分 COPqv tcPR—— KJ/m3℃—------------------------------------20/80 1.400 1020.2 163.3 10.8------------------------------------R32/R134a 30/70 1.405 1153.5 168.8 10.4------------------------------------40/60 1.393 1276.2 176.0 10.1----------------------------------------------10/90 1.424 856.0 本文档来自技高网...

【技术保护点】
节能型的双温制冷方法，首先将制冷剂由压缩机压缩，本专利技术的特征是，将压缩的制冷剂送入一前冷凝器进行部分冷凝，然后导入气、液分离器将其分离为饱和液体和饱和蒸气两部分，再将饱和蒸气导入后冷凝器中冷凝，将两股冷凝液体过冷后分别送入两独立的节流装置，节流后再导入两独立的蒸发器进行蒸发，最后再将来自两蒸发器压力不同的蒸气混合后引入压缩机，形成循环。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘咸定，林燧，王振义，曾昭曙，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]