[实用新型]液态相变制冷装置

说明书

技术领域：

本实用新型与制冷装置有关，尤其与制冷剂液态相变制冷装置有关。

背景技术：

已有的液态相变制冷装置如专利号为200420060527.5，名称为液态二氧化碳无热制冷装置的中国实用新型专利所公开的，绝热膨胀压力容器位于电冰箱的冷冻室内，冷凝器位于压力容器内，与冰箱外的介质泵和蒸发器连接，介质泵通过吸液管与压力容器内的液态二氧化碳层相通，蒸发器经电热制冷器与压力容器的蒸汽层连通。电冰箱另需全封闭蒸气压缩机，冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器、吸气管、排气管、充气管构成全封闭蒸气压缩式制冷装置提供冷量。装置还需介质泵和电热制冷器，耗费能量高，制冷效率低，噪声大。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种制冷效率高，噪声小的液态相交制冷装置。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型液态相变制冷装置，第一容器1的上部蒸汽层有第一蒸发器2与下部制冷剂层中的第二蒸发器3连接，第二蒸发器3通过下回气管4与第一压缩机5进气口连接，第一压缩机5的出气口经上气管6与冷凝器(7)连接，冷凝器7通过第一毛细管8与第二容器9内的第三蒸发器10连接，第三蒸发器10通过管道与第一蒸发器2连接，第二容器9通过管道11与第二压缩机12的入口连接，第二压缩机12的出口通过管道与第一容器1的蒸气层下部连接，第一容器1的液态制冷剂层通过上输液管13和第二毛细管14与第四蒸发器15连接，第四蒸发器15通过上回气管16与第二容器9连接。

冷凝器7的横截面为U形，位于横截面为内外双U形的换热器17的U形夹层之中，换热器17的入口18和出口19分别为不同的U形三通中的一通，入口和出口的三通的其余两通相互经U形管连通，上回气管16与入口18连通，出口19与第二容器9连通。

第二容器9位于第一容器1的上面与其固连，两容器四周有保温层，第一容器1的第一蒸发器2和第二蒸发器3之间有相通的隔板20。

上输液管13上有节流阀21。

第一压缩机5为微型压缩机，第二压缩机12为螺旋叶片式压缩机。

本实用新型利用相变以冷制冷循环，是指利用了复迭微形蒸气制冷压缩机5的制冷循环所提供的更低温度的冷量，来降温螺旋叶片式压缩机12制冷循环相变制冷后所产生的蒸气，使制冷工质蒸气在绝热膨胀工况下由气相恢复成液相，实现相变以冷制冷循环。

实行这种相交以冷制冷循环其好处在于可以成倍地提高制冷效率。其原因在于，在相变以冷制冷循环过程中，液态制冷工质汽化时通过吸收汽化潜热所产生的制冷量，可以数十倍多于冷凝液化上述制冷工质蒸气时所消耗的冷量。

相变以冷制冷循环为什么会有高效率，其根本原因是相变以冷制冷循环的工艺方法与现有蒸气压缩式制冷循环的工艺正好相反，在现有蒸气压缩式制冷循环中，其蒸发温度与蒸发压力必低于其冷凝温度与冷凝压力。在相应以冷制冷循环中，其蒸发温度与蒸发压力必高于其冷凝温度与冷凝压力。这样一种工艺方法，就决定了相变以冷制循环中的制冷工质蒸气从蒸发器进入冷凝空间的过程是一个绝热膨胀的过程。由于制冷工质蒸气在绝热膨胀工况下冷凝液化时，只释放微不足道的显热并不释放凝结热，微形蒸气压缩机制冷循环时所产生的那点热量完全可以被容器外制冷蒸发器回路中的三层对流换热器的外两层冷管中的冷量所吸收消耗掉。因为容器外制冷蒸发器回来的气体冷量巨大，其余相变以冷制冷循环均只产生冷、不产生热；因此整个制冷系统不向外界环境排放热量，其原因如下：

1，螺旋叶片式压缩机电动机在容器壳体外面它的热量排放到环境当中去了。

2，螺旋叶片式压缩机摩擦面积小产生的热量也小。

3，螺旋叶片式压缩机没有吸气加热现象，热损失减少了。

4，螺旋叶片式压缩机机械平衡性能好，无噪音、转矩均匀。

5，相变以冷制冷循环中没有对外热交换。

6，有两次过冷过程。

本实用新型复迭设置相变以冷制冷循环。利用微形压缩机压缩式制冷循环提供较低的原始冷量，为相变以冷制冷循环人为制造低温、低压的绝热膨胀空间提供条件，利用相变以冷制循环消耗潜热的特点，为微形压缩机，压缩式冷循环提供理想的排热环境。

制冷工质蒸气在其无法从自身之外吸收热量的情况下，从较高压力，较高温度空间，进入较低压力，较温度的空间的过程，物理学上把这种过程称为绝热膨胀。

为什么制冷工质蒸气在绝热膨胀工艺下能自动液化，问题还得从分子物理学的一般知识说起。

分子物理学认为，热量是物质内部分子与分子之间的相互作用。