[發(fā)明專利]使用三重管式熱交換器的制冷裝置

有效

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• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN103175323A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 森澤真史
• 申請（專利權(quán)）人: 東普雷股份有限公司
• 主分類號: F25B1/00
• 分類號: F25B1/00;F25B40/02
• 代理公司: 上海一平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266
• 代理人: 任永武;須一平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用在3個(gè)獨(dú)立的流道中流動(dòng)的流體之間進(jìn)行熱交換的三重管式熱交換器對經(jīng)冷凝器冷凝后的液態(tài)制冷劑進(jìn)行過冷卻以提高制冷能力的制冷裝置。

背景技術(shù)

一般的制冷裝置是通過制冷劑管道將壓縮機(jī)、冷凝器、減壓器以及蒸發(fā)器串聯(lián)連接以構(gòu)成封閉回路的制冷劑循環(huán)回路，通過冷凝器的散熱使經(jīng)壓縮機(jī)壓縮的高壓氣態(tài)制冷劑液化成液態(tài)制冷劑，并通過膨脹閥等減壓器使該高壓的液態(tài)制冷劑膨脹并減壓，然后使沸點(diǎn)下降的低壓液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，且從制冷庫內(nèi)等吸取此時(shí)的蒸發(fā)潛熱，由此將制冷庫內(nèi)等冷卻。

作為提高這類制冷裝置的制冷能力或性能系數(shù)(COP)的方法，例如在專利文獻(xiàn)1中所記載的方法包括：設(shè)置氣液熱交換器，將用冷凝器液化的高壓液態(tài)制冷劑與抽出一部分而被減壓的低壓的氣態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換，從而將高壓液態(tài)制冷劑加以過冷卻。

在專利文獻(xiàn)2中所提出的方法則是設(shè)置氣液熱交換器(輔助熱交換器)和氣液分離器，且在氣液熱交換器中使經(jīng)過冷凝器液化的高壓液態(tài)制冷劑與在氣液分離器中分離的低壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換，從而對高壓液態(tài)制冷劑進(jìn)行過冷卻。

專利文獻(xiàn)1日本實(shí)開平1-169772號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2日本特開平11-014167號公報(bào)

然而，采用專利文獻(xiàn)1公開的方法時(shí)，由于吸入壓縮機(jī)的氣態(tài)制冷劑被加熱而導(dǎo)致壓縮機(jī)的排出溫度上升，因此需要將通過冷凝器液化的高壓液態(tài)制冷劑的一部分抽出以注入氣態(tài)制冷劑中并降低壓縮機(jī)的排出溫度；而且一旦這樣將通過冷凝器液化的高壓液態(tài)制冷劑的一部分抽出并注入，就會(huì)有減少蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑循環(huán)量而使制冷能力下降的問題。

而采用專利文獻(xiàn)2的方法時(shí)，由于在氣液分離器中分離的低溫低壓的氣態(tài)制冷劑會(huì)繞過蒸發(fā)器而流入壓縮機(jī)，因此負(fù)荷變動(dòng)或壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致氣液分離器的分離性能下降，并且會(huì)發(fā)生一部分液態(tài)制冷劑被吸入壓縮機(jī)的返液現(xiàn)象，會(huì)有使壓縮機(jī)的負(fù)荷增大等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是為了解決上述問題，目的在于提供一種制冷裝置，通過高壓液態(tài)制冷劑的過冷卻來提高制冷能力，同時(shí)能夠防止液態(tài)制冷劑流入壓縮機(jī)所導(dǎo)致的返液發(fā)生。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第1技術(shù)方案的制冷裝置通過制冷劑管道至少將壓縮機(jī)、冷凝器、三重管式熱交換器、減壓器、氣液分離器以及蒸發(fā)器串聯(lián)連接以構(gòu)成封閉回路的制冷劑循環(huán)回路，其特征在于：

使從所述冷凝器流向所述減壓器的液態(tài)制冷劑通過所述三重管式熱交換器的第1外側(cè)流道，使被所述氣液分離器分離的氣態(tài)制冷劑通過所述三重管式熱交換器的內(nèi)側(cè)流道，使被所述蒸發(fā)器蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑通過所述三重管式熱交換器的第2外側(cè)流道，以及使通過該第2外側(cè)流道的氣態(tài)制冷劑與通過所述內(nèi)側(cè)流道的氣態(tài)制冷劑合流并導(dǎo)入所述壓縮機(jī)。

本發(fā)明技術(shù)方案2是在技術(shù)方案1的基礎(chǔ)上，其進(jìn)一步特點(diǎn)是所述三重管式熱交換器的內(nèi)側(cè)流道的截面積被設(shè)定成比第1及第2外側(cè)流道各自的截面積小。

本發(fā)明技術(shù)方案3是在技術(shù)方案1或2的基礎(chǔ)上，其進(jìn)一步特點(diǎn)是使從所述冷凝器流向所述減壓器的液態(tài)制冷劑的一部分至注入將所述氣液分離器與所述三重管式熱交換器的內(nèi)側(cè)通道連接的制冷劑管道中。

根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案1，因在冷凝器中的冷凝而被液化且流向減壓器的高壓液態(tài)制冷劑在通過三重管式熱交換器的第1外側(cè)流道的過程中，由于通過內(nèi)側(cè)流道的氣態(tài)制冷劑(被氣液分離器分離的氣態(tài)制冷劑)與通過第2外側(cè)流道的氣態(tài)制冷劑(被蒸發(fā)器蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑)間的熱交換而被有效地過冷卻，因此其過冷卻產(chǎn)生的熱量就能相應(yīng)地增大蒸發(fā)器中的蒸發(fā)潛熱，從而使制冷裝置的制冷能力及性能系數(shù)(COP)得以提高。

根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案2，由于三重管式熱交換器的內(nèi)側(cè)流道的截面積被設(shè)定成比第1及第2外側(cè)流道的各自的截面積小，因此即使由于負(fù)荷變動(dòng)等導(dǎo)致液態(tài)制冷劑從氣液分離器流入三重管式熱交換器的內(nèi)側(cè)流道，也會(huì)由于其液態(tài)制冷劑通過與在第1外側(cè)流道流動(dòng)的高壓液態(tài)制冷劑間的熱交換而蒸發(fā)，因此能夠防止液態(tài)制冷劑流入壓縮機(jī)導(dǎo)致返液發(fā)生。