一种非共沸混合工质分凝循环的新型冰箱制冷系统

摘要

一种非共沸混合工质分凝循环的新型冰箱制冷系统，电子调节阀和第一冷凝器并行连接，并联管路的一端与压缩机出口连接，另一端与气液分离器进口连接；所述气液分离器的出口分为两路，一路经第一回热器、冷藏毛细管、冷藏蒸发器后与压缩机的吸气管相连；另一路经第二冷凝器、第二回热器、冷冻毛细管、冷冻蒸发器后与压缩机吸气管相连；所述系统采用的是非共沸混合制冷剂；所述电子调节阀可调节开度，从而调节气液分离器进口处制冷剂的干度，分配进入冷藏蒸发器和冷冻蒸发器的制冷剂量，最终对冷藏蒸发器和冷冻蒸发器的制冷量进行分配调节。

权利要求

1.一种非共沸混合工质分凝循环的新型冰箱制冷系统，包括压缩机(101)、电子调节阀(102)、第一冷凝器(103)、气液分离器(104)、第一回热器(105)、冷藏毛细管(106)、冷藏蒸发器(107)、第二冷凝器(108)、第二回热器(109)、冷冻毛细管(110)和冷冻蒸发器(111)；所述电子调节阀(102)和第一冷凝器(103)并行连接，并联管路的一端与压缩机(101)出口连接，另一端与气液分离器(104)进口连接；所述气液分离器(104)的出口分为两路，一路经第一回热器(105)、冷藏毛细管(106)、冷藏蒸发器(107)后与压缩机(101)的吸气管相连；另一路经第二冷凝器(108)、第二回热器(109)、冷冻毛细管(110)、冷冻蒸发器(111)后与压缩机(101)吸气管相连；

所述电子调节阀(102)可调节开度，从而调节通过电子调节阀(102)的过热气态制冷剂流量，进而主动调节气液分离器(104)进口处制冷剂的干度，调节气液分离器(104)出口处液态制冷剂流量和气态制冷剂流量,分配进入冷藏蒸发器(107)和冷冻蒸发器(111)的制冷剂量，最终使冷藏蒸发器(107)和冷冻蒸发器(111)的制冷量在一定范围内可调。

2.根据权利要求1所述的新型冰箱制冷系统，其特征在于：所述新型冰箱制冷系统采用非共沸混合制冷剂。

3.根据权利要求2所述的新型冰箱制冷系统，其特征在于：所述非共沸混合制冷剂为R290和R600a混合而成，其中R290占混合制冷剂的质量百分比为20％～80％；所述气液分离器(104)的气态制冷剂出口中富含低沸点组分制冷剂R290，且最终进入冷冻室蒸发器(111)；所述气液分离器(104)的液态制冷剂出口中富含高沸点组分制冷剂R600a，且最终进入冷藏室蒸发器(107)。

4.根据权利要求1所述的新型冰箱制冷系统，其特征在于：所述第一回热器(105)和第二回热器(109)采取的回热方式为缠绕式、贴缚式或套管式。

说明书

一种非共沸混合工质分凝循环的新型冰箱制冷系统

技术领域

[0001] 本发明属于制冷技术领域，具体涉及一种非共沸混合工质分凝循环的新型冰箱制冷系统。

背景技术

[0002] 随着人们的生活水平不断提高，冰箱已进入了千家万户，成为现代家庭不可或缺的家用电器。传统冰箱的冷冻室蒸发器、冷藏室蒸发器是串联使用的,通常根据冷藏室的温度控制压缩机开停，这种结构会导致冷冻室的温度控制不准确，冷藏室蒸发器的热力学不可逆损失大，且不能对冷冻室、冷藏室进行冷量分配，比如在春秋季节或者一些情况下，需要冷藏的食品较多，此时冷藏室负荷较大需要更多的制冷量；而在夏季或一些情况下，需要冷冻的食品较多时，冷冻室负荷较大，冷冻室需要更多的制冷量。常见的解决方法有冷藏室、冷冻室采用两套独立的制冷循环，但这会造成生产成本过大。对于旁通双循环冰箱，其蒸发温度由冷冻室温度确定，设计目的是希望冷冻室与冷藏室达到同步运行，冷藏室蒸发器大部分时间的蒸发温度与冷冻室蒸发温度相同，会造成冷藏室蒸发冷藏室蒸发器的热力学不可逆损失偏大，且压缩机的启停同时受冷藏室与冷冻室的控制，控制策略复杂，易引起压缩机的频繁启动，增加耗电量。而采用冷藏、冷冻蒸发器并联双循环系统时，蒸发器并联结构难以同时向冷藏室、冷冻室提供冷量，造成有时温度控制不稳定，且控制策略比较复杂。

发明内容

[0003] 为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种非共沸混合工质分凝循环的新型冰箱制冷系统，该系统采用非共沸混合工质，通过调节进入气液分离器中混合制冷剂的干度，分配气液分离器气态制冷剂出口、液态制冷剂出口的制冷剂流量，其中气态制冷剂出口处制冷剂富含低沸点组分制冷剂，该处混合制冷剂最终进入冷冻蒸发器；气液分离器液态制冷剂出口处制冷剂富含高沸点组分制冷剂，该处混合制冷剂最终进入冷藏蒸发器；最终在一定范围内可调节冷冻制冷量和冷藏制冷量。

[0004] 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

[0005] 一种非共沸混合工质分凝循环的新型冰箱制冷系统，包括压缩机101、电子调节阀102、第一冷凝器103、气液分离器104、第一回热器105、冷藏毛细管106、冷藏蒸发器107、第二冷凝器108、第二回热器109、冷冻毛细管110和冷冻蒸发器111；所述电子调节阀102、第一冷凝器103并行连接，并联管路的一端与压缩机101出口连接，另一端与气液分离器104进口连接；所述气液分离器104的出口分为两路，一路经第一回热器105、冷藏毛细管106、冷藏蒸发器107后与压缩机101的吸气管相连；另一路经第二冷凝器108、第二回热器109、冷冻毛细管110、冷冻蒸发器111后与压缩机101吸气管相连。

[0006] 所述电子调节阀102可调节开度，调节通过电子调节阀102的气态制冷剂流量，进而调节气液分离器104进口处的制冷剂干度，调节气液分离器104出口处液态制冷剂流量、气态制冷剂流量,分配进入冷藏蒸发器107和冷冻蒸发器111的制冷剂量，最终达到在一定范围内分配冷藏蒸发器107和冷冻蒸发器111制冷量的目的。

[0007] 所述新型冰箱制冷系统采用非共沸混合制冷剂。

[0008] 所述非共沸混合制冷剂为R290和R600a混合而成，其中R290占混合制冷剂的质量百分比为20％～80％；所述气液分离器104的气态制冷剂出口中富含低沸点组分制冷剂R290，且最终进入冷冻室蒸发器111；所述气液分离器104的液态制冷剂出口中富含高沸点组分制冷剂R600a，且最终进入冷藏室蒸发器107。

[0009] 所述第一回热器105和第二回热器109采取的回热方式为缠绕式、贴缚式或套管式。

[0010] 与传统的冰箱制冷循环系统比较本发明具有如下优点：

[0011] 1.该新型冰箱制冷系统能够根据冷冻室、冷藏室负荷大小，调节电子调节阀开度，进而调节进入气液分离器中制冷剂的干度，从而对冷冻室、冷藏室进行冷量的分配。

[0012] 2.该新型冰箱制冷系统具有较高的系统能效，能够提升冰箱制冷循环系统性能、降低系统耗电量，产生节能的效果。

[0013] 3.该新型冰箱制冷系统提升了系统的总制冷量及单位体积制冷量。

[0014] 本发明系统是一种有效、可行的方案，能有效提高电冰箱制冷循环系统性能，调节冷量的分配，促进家用及商用制冷装置技术的发展。

附图说明

[0015] 图1是本发明制冷循环系统示意图。

[0016] 图2是本发明制冷循环系统工作过程的压-焓图(p-h图)。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

[0018] 如图1所示，本发明是一种非共沸混合工质分凝循环的新型冰箱制冷系统，包括压缩机101、电子调节阀102、第一冷凝器103、气液分离器104、第一回热器105、冷藏毛细管106、冷藏蒸发器107、第二冷凝器108、第二回热器109、冷冻毛细管110和冷冻蒸发器111。所述压缩机101出口与电子调节阀102、第一冷凝器103连接；所述电子调节阀102、第一冷凝器
103并行连接，并联管路的一端与压缩机101出口连接，另一端与气液分离器104进口连接；
所述气液分离器104的出口分为两路，一路经第一回热器105、冷藏毛细管106、冷藏蒸发器
107后与压缩机101的吸气管相连；另一路经第二冷凝器108、第二回热器109、冷冻毛细管
110、冷冻蒸发器111后与压缩机101吸气管相连。

[0019] 如图2所示，为本发明制冷循环系统工作过程的循环压-焓图(p–h图)，当系统工作时，压缩机101出口的高温高压过热气态制冷剂(图中2点处)一部分流经电子调节阀102，另一部分经第一冷凝器103后放出热量成为饱和液态制冷剂(图中3点处)。流经电子调节阀102的高温高压过热气态制冷剂与经第一冷凝器103冷凝后的制冷剂混合后成为气液分离器104的进口状态(图中4点处)，气液分离器104有两个出口，一个是饱和液态制冷剂(图中
4b点处)出口，另一个是饱和气态制冷剂(图中4d点处)出口。

[0020] 从气液分离器104出来的饱和液态制冷剂(图中4b点处)经第一回热器105向冷藏室吸气管放热，变为过冷状态的制冷剂(图中5点处)，经冷藏毛细管106节流后变为气液两相流制冷剂(图中6点处)，在冷藏蒸发器107中吸热成为饱和气态制冷剂(图中7点处)，经第一回热器105吸收热量变为过热状态制冷剂(图中8点处)；

[0021] 从气液分离器104出来的饱和气态制冷剂(图中4d点处)经第二冷凝器108放出热量，变为饱和液态制冷剂(图中9点处)，经第而回热器109向冷冻室吸气管放热，变为过冷状态的制冷剂(图中10点处)，经冷冻毛细管110节流后变为气液两相流制冷剂(图中11点处)，在冷冻蒸发器111中蒸发吸热完成制冷目的，成为饱和气态制冷剂(图中12点处)，经第一回热器105吸收热量变为过热状态制冷剂(图中13点处)；从第一回热器105流出的过热气态制冷剂(图中8点处)与第而回热器109流出的过热气态制冷剂(图中13点处)混合后成为压缩机101吸气口处的过热制冷剂(图中1点处)，之后制冷剂进入压缩机101，完成系统的制冷回路循环过程。

[0022] 所述新型冰箱制冷系统采用非共沸混合制冷剂。作为本发明的优先实施方式，所述系统采用的是R290和R600a按一定质量比(其中R290占混合制冷剂的质量百分比为20％～80％)混合而成的非共沸混合制冷剂；所述气液分离器104的气态制冷剂(图中4d点处)出口中富含低沸点组分制冷剂R290，且最终进入冷冻室蒸发器111；所述气液分离器104的液态制冷剂(图中4b点处)出口中富含高沸点组分制冷剂R600a，且最终进入冷藏室蒸发器107。所述系统所采用的混合制冷剂并非局限于R290、R600a制冷剂，非共沸混合制冷剂可由一种或几种其他制冷剂按一定比例混合而成。

[0023] 所述电子调节阀102可调节开度，从而调节通过电子调节阀102的过热气态制冷剂(图中2点处)流量，进而主动调节气液分离器104进口处制冷剂(图中4点处)的干度，调节液态制冷剂(图中4b点处)流量、气态制冷剂(图中4d点处)流量,分配进入冷藏蒸发器107和冷冻蒸发器111的制冷剂量，最终在一定范围内调节冷藏蒸发器107和冷冻蒸发器111的制冷量。