[发明专利]泵压式压缩制冷循环方法及装置

说明书

本发明为一种人工制冷循环的方法和利用该制冷循环制造的制冷装置，用于以人工方法制取低于周围环境的温度。

现有蒸汽压缩式制冷机是利用某些低沸点液体在汽化时能维持温度不变而吸收热量的性质来实现制冷。单级蒸汽式压缩制冷机的原理系统图如附图1所示，它是由制冷压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器四个最基本的部件组成。其工作过程是：液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物质的热量之后，汽化成低压低温蒸汽，被压缩机吸入，压缩成高压高温蒸汽后排入冷凝器，在冷凝器中向冷却介质（水或空气）放热冷凝为高压液体，经节流阀节流为低压低温的制冷剂，再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四大基本过程完成一个制冷循环。（《制冷系统原理、运行和维修》，宇航出版社，1988年6月第一版）。

采用蒸汽压缩式制冷循环无法实现理想的制冷循环（逆卡诺循环）：

①绝热膨胀难于实现：由于采用节流装置，制冷量减少，热力性能降低了。

②湿压缩比较危险：逆卡诺循环要求等温放热，为此压缩过程必须在湿蒸汽区域内，湿蒸汽进入压缩机容易产生液击现象，危害性很大，而且，低温蒸汽进入汽缸后，与汽缸发生强烈热交换使压缩机输汽量大为降低，甚至因为缸壁温度急剧下降产生收缩而引起“咬缸”事故。为此，压缩机要求的应是吸入干饱和蒸汽或过热蒸汽，也就是用干压缩代替湿压缩，但干压缩的压缩系数也下降了。

此外，由于单级活塞式压缩机的压缩比P₁/P₀（P₁与P₀分别为冷凝压力及蒸发压力）不能过大。压缩比过大时会产生以下问题：

①压缩机的输汽系数λ大为降低，实际压缩过程与理论等熵压缩过程偏离程度增大，制冷系数下降。当压缩比为20时，输汽系数λ接近于零。也就是说压缩机已吸不进气体。

②压缩机的排气温度很高，润滑油变稀，使润滑条件变坏，甚至会引起润滑油的碳化而出现拉缸，阀片上结碳等现象。油温的升高还会使很多油蒸汽进入制冷系统，污染热交换器的传热面积，使传热性能降低。

③液体制冷剂节流时的损失增加，单位制冷量和单位容积制冷量大为降低。

因此，单级压缩制冷机所能达到的蒸发温度和最大压缩比及冷凝压力是有限制的，不易达到较低的蒸发温度，也不宜使用冷凝压力较高的制冷剂。

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种接近理想的逆卡诺循环的制冷循环方法和采用该方法生产的结构简单，效率高，节能，而且体积小，制冷温度及制冷剂选择范围广泛的制冷装置。