一種兩級(jí)壓縮冰箱系統(tǒng)及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及冰箱循環(huán)系統(tǒng)，具體涉及一種兩級(jí)壓縮冰箱系統(tǒng)及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，家用冰箱已成為了每個(gè)家庭必備的家電之一，年產(chǎn)量巨大，在家電耗電的比重也尤為明顯。同時(shí)，隨著人們生活水平的不斷提高，住宅面積的擴(kuò)大，大容量冰箱的使用率越來越高，市場越來越大，能耗也相應(yīng)增高。這也使得家用冰箱的節(jié)能問題變得非常重要。
[0003]傳統(tǒng)的冰箱循環(huán)分別為單蒸發(fā)器循環(huán)、串聯(lián)式雙蒸發(fā)器循環(huán)和交替式蒸發(fā)循環(huán)三類。
[0004]單蒸發(fā)器循環(huán)和串聯(lián)式雙蒸發(fā)器循環(huán)的冰箱，都只有單個(gè)循環(huán)回路，根據(jù)冷凍室的溫度需求來設(shè)定的蒸發(fā)溫度，而冷藏室則使用風(fēng)冷或非共沸混合制冷劑溫度滑移等方法進(jìn)行制冷。他們存在以下問題:單級(jí)壓縮壓比大，制冷效率低;壓縮機(jī)的泄漏、振動(dòng)和噪聲等級(jí)都維持在較高的等級(jí);冷藏室的換熱溫差大，過大的溫差也會(huì)造成能量的大量浪費(fèi);單蒸發(fā)器循環(huán)風(fēng)冷需要額外的耗能;使用非共沸混合制冷劑需要投入研發(fā)，且在制冷劑的沖灌，尤其是補(bǔ)充的時(shí)候存在操作難度。
[0005]對(duì)于交替式蒸發(fā)循環(huán)冰箱，循環(huán)設(shè)置了兩個(gè)相互并聯(lián)的蒸發(fā)器，并在分支處設(shè)置了換向閥來控制制冷劑，每次只通過其中一條通路。雖然該類冰箱可以在冷藏和冷凍兩種制冷循環(huán)中自由切換，能夠基本有效克服單蒸發(fā)器循環(huán)和串聯(lián)式雙蒸發(fā)器循環(huán)冰箱冷藏室換熱溫差大造成大量不可逆損失的缺點(diǎn)。但其壓縮機(jī)的工況惡劣，壓縮機(jī)只能設(shè)計(jì)一種額定工況而需要在兩種工況下頻繁切換，并且切換過程中的串流現(xiàn)象還會(huì)短期內(nèi)造成壓縮機(jī)伐氣，制冷效果下降等不良影響。同時(shí)該循環(huán)也無法滿足用戶同時(shí)冷卻的需求。
[0006]可以看到現(xiàn)有的冰箱系統(tǒng)都存在自身的缺點(diǎn)和問題。由于冰箱系統(tǒng)多腔室溫度的特點(diǎn)，使得簡單的循環(huán)容易造成大量的能量損失，而冰箱系統(tǒng)有限的空間又希望系統(tǒng)盡可能的簡單。這組矛盾在冰箱系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一直存在著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種兩級(jí)壓縮冰箱系統(tǒng)及其工作方法，本發(fā)明克服現(xiàn)有冰箱系統(tǒng)的不足之處，提高了冰箱制冷效率尤其是在冷藏室的制熱效率，減小傳熱溫差過大引起的不可逆損失。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]—種兩級(jí)壓縮冰箱系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)101，所述壓縮機(jī)101出口與冷凝器102入口相連，冷凝器102出口分別與一級(jí)回?zé)崦?xì)管103毛細(xì)管段入口和二級(jí)回?zé)崦?xì)管104毛細(xì)管段入口相連，一級(jí)回?zé)崦?xì)管103毛細(xì)管段出口和一級(jí)蒸發(fā)器105入口相連，一級(jí)蒸發(fā)器105出口又與一級(jí)回?zé)崦?xì)管103回?zé)岫稳肟谙噙B接，一級(jí)回?zé)崦?xì)管103回?zé)岫纬隹谂c壓縮機(jī)101的一級(jí)入口①相連；同樣，二級(jí)回?zé)崦?xì)管104毛細(xì)管段出口和二級(jí)蒸發(fā)器106入口相連，二級(jí)蒸發(fā)器106出口又與二級(jí)回?zé)崦?xì)管104回?zé)岫稳肟谙噙B接，二級(jí)回?zé)崦?xì)管104出口與壓縮機(jī)101的二級(jí)入口②相連。
[0010]上述所述兩級(jí)壓縮冰箱系統(tǒng)的工作方法，壓縮機(jī)101—級(jí)缸I進(jìn)口處的制冷劑是通過一級(jí)回?zé)崦?xì)管103回?zé)岫闻懦龅倪^熱蒸汽，經(jīng)過一級(jí)壓縮后，與二級(jí)回?zé)崦?xì)管104回?zé)岫闻懦龅倪^熱蒸汽混合，充分混合后，輸入壓縮機(jī)101 二級(jí)缸Π進(jìn)行二級(jí)壓縮，獲得高溫高壓的制冷劑蒸汽;然后該制冷劑蒸汽通過冷凝器102，凝結(jié)成液態(tài);通過分流之后，分別進(jìn)入一級(jí)回?zé)崦?xì)管103和二級(jí)回?zé)崦?xì)管104的毛細(xì)管段以及一級(jí)蒸發(fā)器105和二級(jí)蒸發(fā)器106，進(jìn)行回?zé)徇^冷、毛細(xì)管膨脹和蒸發(fā)器換熱，然后再次通入一級(jí)回?zé)崦?xì)管103和二級(jí)回?zé)崦?xì)管104的回?zé)崞鞫芜M(jìn)行過熱，至此完成一次完整的循環(huán)。
[0011]和現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備如下優(yōu)點(diǎn):
[0012]1、本發(fā)明通過利用兩級(jí)壓縮，分別制定匹配冰箱兩室室溫的蒸發(fā)溫度。把原有的單循環(huán)系統(tǒng)，改成現(xiàn)在的二級(jí)壓縮循環(huán)系統(tǒng)，有效減小了冷藏室氣體與蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的傳熱溫差，使系統(tǒng)的能效比得到大幅度提高，在相同額定制冷量情況下節(jié)約能耗。
[0013]2、本發(fā)明系統(tǒng)采用雙級(jí)壓縮機(jī)，更容易實(shí)現(xiàn)扭矩波動(dòng)的減緩，有效降低系統(tǒng)的震動(dòng)和噪聲。
[0014]3、一級(jí)壓縮后氣體經(jīng)過二級(jí)中溫中壓氣體冷卻，可有效控制排氣溫度。
[0015]4、因?yàn)閮杉?jí)蒸發(fā)系統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立，使得同步制冷得以實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0016]圖1所示為傳統(tǒng)冰箱系統(tǒng)裝置示意圖。
[0017]圖2所示為傳統(tǒng)冰箱系統(tǒng)工作過程的循環(huán)壓-焓圖(ρ-h圖)。
[0018]圖3所示為本發(fā)明冰箱系統(tǒng)裝置示意圖。
[0019]圖4所示為本發(fā)明冰箱系統(tǒng)工作過程的循環(huán)壓-焓圖(p-h圖)
[0020]圖5所示為本發(fā)明使用獨(dú)立的毛細(xì)管和回?zé)崞鱽泶娓骷?jí)中的回?zé)崦?xì)管后的系統(tǒng)裝置示意圖。
[0021]圖6所示為本發(fā)明使用串聯(lián)的兩個(gè)壓縮機(jī)來代替兩級(jí)壓縮機(jī)后的系統(tǒng)裝置示意圖。
[0022]圖7所示為本發(fā)明使用兩級(jí)節(jié)流方法代替并聯(lián)一級(jí)節(jié)流后的系統(tǒng)裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0024]如圖1所示，傳統(tǒng)冰箱系統(tǒng)，壓縮機(jī)11的出口與冷凝器12的入口相連接;冷凝器12的出口與回?zé)崞?3的入口相連接；回?zé)崞?3的出口和節(jié)流閥14的入口相連接;節(jié)流閥14的出口與蒸發(fā)器15的入口相連接;蒸發(fā)器15的出口與回?zé)崞?3逆向的入口相連接；回?zé)崞?3逆向的出口與壓縮機(jī)11的入口相連。
[0025]如圖2所示，為傳統(tǒng)冰箱系統(tǒng)工作過程的循環(huán)壓-焓圖(p-h圖)，其示意的系統(tǒng)的工作過程為:從蒸發(fā)器15來的低溫低壓制冷劑氣體(圖中00點(diǎn)處)先經(jīng)過回?zé)崞?3進(jìn)行過熱(圖中01點(diǎn)處)，然后進(jìn)入壓縮機(jī)11被壓縮后升壓升溫成為高溫高壓蒸汽(圖中02’點(diǎn)處)，高溫高壓蒸汽在冷凝器12中放出熱量后成為高壓的飽和液體(圖中03點(diǎn)處)；飽和液體再進(jìn)入回?zé)崞?3中，進(jìn)行過冷，成為高壓的過冷氣體(圖中04點(diǎn)處)。過冷氣體進(jìn)入節(jié)流閥14節(jié)流降壓成低溫兩相態(tài)制冷劑(圖中05點(diǎn)處)，兩相態(tài)制冷劑(圖中05點(diǎn)處)在蒸發(fā)器15中吸熱成為低溫低壓制冷劑氣體(圖中00點(diǎn)處)。其中在蒸發(fā)器獲得冷量的空氣，一部分直接對(duì)冷凍室藏物進(jìn)行制冷，另一部分通過風(fēng)門進(jìn)入冷藏室進(jìn)行制冷。
[0026]圖中兩條直線分別為冷藏室設(shè)定溫度(上方)和冷凍室設(shè)定溫度(下方)，因此從圖中可以看出，制冷劑蒸發(fā)溫度與冷藏室的溫差很大，會(huì)造成很大的不可逆損失，從而導(dǎo)致能量的大量浪費(fèi)。
[0027]如圖3所示，本發(fā)明是一種兩級(jí)壓縮冰箱循環(huán)系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)101，所述壓縮機(jī)101出口與冷凝器102入口相連，冷凝器102出口分別與一級(jí)回?zé)崦?xì)管103毛細(xì)管段入口和二級(jí)回?zé)崦?xì)管104毛細(xì)管段