[实用新型]加热式制冷循环系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，特别是涉及一种加热式制冷循环系统。

背景技术

卡诺循环是在两个温度不相同的定温热源之间进行的理想热力循环，理想制冷循环是逆卡诺循环。理想制冷循环包括四个步骤，绝热压缩：低温气态制冷剂绝热压缩温度升高；等温放热：高温气态制冷剂等温向高温热源放出热量，冷凝成液态制冷剂；绝热膨胀：高温液态制冷剂绝热膨胀温度降低；等温吸热：低温液态制冷剂等温吸收低温热源的热量，蒸发成气态制冷剂；这种由两个等温过程和两个绝热过程所构成的理想制冷循环是逆卡诺循环。

逆卡诺循环的关键是两个等温过程，而纯工质或共沸混合工质制冷剂的定压蒸发和冷凝是等温过程。因此，利用此类制冷剂工质在其湿蒸气区内进行的制冷循环有可能实现逆卡诺循环。蒸气压缩式制冷的理论循环是由两个等压过程，一个绝热压缩过程和一个绝热节流过程组成。从蒸发器出来的低温低压制冷剂蒸气被压缩机吸入并被压缩成高压气体，且由于压缩过程中压缩机消耗的机械能转换为热能，制冷剂蒸气温度升高，压缩机对系统做功，系统内能增加，制冷剂蒸气呈过热状态；从压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气，进入冷凝器放出热量，把热量传递给周围的介质(空气或水)，从而使制冷剂蒸气冷凝成液态制冷剂；从冷凝器出来的制冷剂液体经节流装置节流降压至蒸发压力，节流后的制冷剂温度也降至蒸发温度；经节流装置节流后的制冷剂进入蒸发器，吸收周围介质(空气或水)的热量，沸腾汽化，变为干饱和制冷剂蒸气，继而流入压缩机，进入下一次循环。由此不断循环，从而完成热量在蒸发器和冷凝器之间的传递和交换，最终实现制冷的目的。

实际蒸气压缩式制冷循环系统中的压缩过程是为系统循环提供动力，对系统做功，增加系统的内能。其采用机械设备(压缩机)来给系统增加内能的方式主要存在两方面损失：一方面为自身因素造成的损失：1，干饱和制冷剂蒸气在压缩机中，气体内部和气体与气缸壁之间的摩擦，以及气体与外部的热交换；2，制冷剂流经压缩机进、排气阀的损失；另一方面是能量转换造成的损失:压缩机先将电能转换成机械能，再将机械能转换成热能，两次转换存在较大损失。另外，实际的电机功率因数小于100％存在供电端损失。所以，为给制冷循环系统做功增加系统的内能而采用机械压缩方式，会使压缩机做大量的无用功，造成制冷循环系统能耗过高。

实用新型内容

本实用新型要解决蒸气压缩式制冷循环系统中的压缩过程对系统做功增加系统内能而采用机械压缩方式产生的高能耗问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种加热式制冷循环系统，其包括蒸发器、冷凝器、节流装置和用于使制冷剂升温加压的加热器、所述蒸发器的出口与所述加热器的入口连接，所述加热器的出口与所述冷凝器的入口连接，所述冷凝器的出口与所述节流装置的入口连接，所述节流装置的出口与所述蒸发器的入口连接。

作为优选方案，所述加热式制冷循环系统还包括风机，所述风机设于所述蒸发器的出口和所述加热器的入口之间，或所述风机设于所述加热器的出口和所述冷凝器的入口之间。

作为优选方案，所述加热式制冷循环系统还包括动力泵，所述动力泵设于所述冷凝器的出口和所述节流装置的入口之间，或所述动力泵设于所述节流装置的出口和所述蒸发器的入口之间。

作为优选方案，所述加热式制冷循环系统还包括高压储液器，所述高压储液器的位置高于所述节流装置的位置，且设于所述冷凝器的出口和所述节流装置的入口之间。

作为优选方案，所述加热式制冷循环系统还包括低压储液器，所述低压储液器的位置高于所述蒸发器的位置，且设于所述节流装置的出口和所述蒸发器的入口之间。

本实用新型的加热式制冷循环系统是低能耗的制冷循环系统，可取代蒸气压缩式制冷循环系统。加热器替换压缩机，用直接加热提供热能动力的方式代替机械压缩提供机械能动力的方式对系统做功增加系统的内能，完成热量在蒸发器和冷凝器之间的传递和交换。压缩过程效率的提高和损耗的减少，使加热式制冷循环系统能够实现低能耗。同时，因加热器无运动部件故没有机械磨损，且运行过程中无振动、无噪声等。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的加热式制冷循环系统的工作流程图；

图2为本实用新型实施例提供的应用于热泵工况的加热式制冷循环系统的工作流程图；