一种制冷系统技术方案

本发明专利技术公开了一种制冷系统，包括制冷压缩机、四通换向阀、三个换热器、节流机构、气液分离器、载冷剂泵以及四个三通换向阀，共同构成制冷剂循环子系统和载冷剂循环子系统，实现制冷降温和热泵制热的双重目的；还可以通过省去四通换向阀和由三通换向阀构成的载冷剂换向机构，只实现制冷降温或热泵制热的单一功能。制冷剂可采用可燃可爆、有毒的制冷剂，接触到可燃、有毒制冷剂的部件以及产生噪声的载冷剂泵均可被放在专用机房或者放在室外；载冷剂采用水、二氧化碳等具有良好环保性能、不可燃、无毒的安全物质，并且利用载冷剂相变即载冷剂的潜热来进行热量传递。本发明专利技术不仅可采用可燃可爆、有毒的制冷剂，而且具有安全、环保、节能的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制冷系统，尤其涉及一种用于制冷、空调、热泵等设备中的制冷系统。
技术介绍
目前在中小型制冷、空调、热泵机组(如房间空调器、单元式空调机组、多联机组等)中主要采用直接制冷方式，亦即直接利用机组中的制冷剂对被冷却(加热)物或被冷却(加热)空间直接进行冷却或加热，而这些机组一般都采用具有优良的物理化学和热力学性能及良好的使用安全性、经济性的HCFC-22等应用广、综合性能优秀的制冷剂作为制冷剂，但HCFC-22具有ODP(臭氧消耗潜能)值与较高的GWP(全球变暖潜能)值，对环境并不友好，已被2007年召开的第19届蒙特利尔议定书缔约国大会列入要求加速淘汰的物质。对于HCFC-22的替代物研究，国内外已经开展了大量的研究工作，目前最为成熟的是R410A(HFC-32/HFC-125，质量组成50/50％)，其次还有R407C(HFC-32/HFC-125/HFC-134a，质量组成23/25/52％)，另外R134a也在一定的应用领域替代HCFC-22；这些制冷剂的共同特点是不仅具有良好的物理化学和热力学性能，还具有良好的安全性，没有可燃性和毒性，对大气臭氧层也没有破坏作用。然而这些制冷剂都具有较高的温室气体效应值(GWP均大于1400)，其中R410A比HCFC-22的GWP值还要高。在全球极为关注全球气候变暖的情况下，高GWP值的制冷剂也将面临被限制、被淘汰的境况，此时的R410A也不是理想的HCFC-22替代物。目前，从ODP与GWP并重的环保新要求来看，HC-290(ODP＝0，GWP＝20)、HFC-32(ODP＝0，GWP＝675)和HFC1234yf(ODP＝0，GWP＝6)分别作为纯工质是HCFC-22的最佳替代物(其中HFC1234yf的单位容积制冷量小，在替代HCFC22时逊于前两者)，但这些制冷剂的共同特点是均具有可燃性，在实际使用过程中尤其是在房间空调器、单元式空调机组、多联机组等与人员密切接触的制冷、空调、热泵的应用场合中存在较大的安全风险。为了避免可燃、有毒等制冷剂对人员产生的危害，在一些中大型的制冷系统中(如工业用制冷机等)通常采取间接制冷方式；有时为了减少制冷剂的充灌量，降低初投资以及制冷剂泄漏带来的损失，一些采用安全性好的制冷剂的民用制冷机(如中央空调机组等)也采用间接制冷方式；间接制冷方式中制冷剂冷却或加热载冷剂，再由载冷剂来冷却(加热)被冷却(加热)物或被冷却(加热)空间，这样制冷剂就可以被限制在制冷剂机房，而不会与一般人员发生接触。与一般人员发生接触的主要是载冷剂，载冷剂一般为水或盐水溶液等价格低、安全性好的介质，但载冷剂在运行过程中始终保持液体状态，是利用载冷剂的显热来进行冷量(热量)的传递。这样由于在制冷剂与被冷却(加热)物或被冷却(加热)空间之间存在传递冷量(热量)且保持液体状态的载冷剂，在制冷剂与被冷却(加热)物或被冷却(加热)空间之间就存在一个大的温差，使得间接制冷方式比直接制冷方式能耗更高，对于中小型制冷、空调、热泵机组(如房间空调器、单元式空调机组、多联机组等)节能要求高的设备的实用性差。因此，寻找既具有优异的环保性又安全、节能制冷系统已经成为当前制冷空调行业面临的紧迫任务。
技术实现思路
本专利技术之目的在于提供一种制冷系统，它既符合当前保护臭氧层和减轻全球气候变暖并重的环保要求，又具有良好的安全性和节能效果。本专利技术提供的一种制冷系统，用于制冷，其特征在于，该系统包括制冷压缩机、第一换热器、节流机构、第二换热器、气液分离器、载冷剂泵和第三换热器，其中，第一换热器用于制冷剂与环境介质进行换热，第二换热器用于制冷剂与载冷剂进行换热，第三换热器用于载冷剂与被制冷对象进行换热；制冷压缩机、第一换热器、节流机构和第二换热器依次连接并首尾相连共同构成供制冷剂流动的制冷剂循环；第二换热器、气液分离器、载冷剂泵和第三换热器依次连接并首尾相连共同构成供载冷剂流动的载冷剂循环；所述载冷剂循环是利用载冷剂的相变即载冷剂的潜热来进行热量传递，也就是载冷剂在第二换热器内发生载冷剂蒸汽放热冷凝、在第三换热器发生载冷剂液体吸热蒸发，实现被制冷对象的冷却降温。本专利技术提供的另一种制冷系统，用于热泵制热，其特征在于，该系统包括制冷压缩机、第一换热器、节流机构、气液分离器、载冷剂泵、第二换热器和第三换热器，其中，第一换热器用于制冷剂与环境介质进行换热，第二换热器用于制冷剂与载冷剂进行换热，第三换热器用于载冷剂与被制冷对象进行换热；制冷压缩机、第二换热器、节流机构和第一换热器依次连接并首尾相连共同构成供制冷剂流动的制冷剂循环；气液分离器、载冷剂泵、第二换热器和第三换热器依次连接并首尾相连共同构成供载冷剂流动的载冷剂循环；所述载冷剂循环是利用载冷剂的相变即载冷剂的潜热来进行热量传递，也就是载冷剂在第二换热器内发生液体吸热蒸发、在第三换热器发生载冷剂蒸汽放热冷凝，实现被加热对象的加热升温。本专利技术提供的第三种制冷系统，在上述制冷系统的基础上增加由四通换向阀构成的制冷剂换向机构和由四个三通换向阀构成的载冷剂换向机构，用于既实现制冷降温又实现热泵制热双重目的，其特征在于，该系统包括制冷压缩机、四通换向阀、第一换热器、节流机构、第二换热器、第一三通换向阀、第二三通换向阀、第三三通换向阀、气液分离器、载冷剂泵、第四三通换向阀、第三换热器，其中，第一换热器用于制冷剂与环境介质进行换热，第二换热器用于制冷剂与载冷剂进行换热，第三换热器用于载冷剂与被制冷(加热)对象进行换热；制冷压缩机、四通换向阀、第一换热器、节流机构、第二换热器共同构成供制冷剂流动的制冷剂循环；第二换热器、第一三通换向阀、第二三通换向阀、第三三通换向阀、气液分离器、载冷剂泵、第四三通换向阀、第三换热器共同构成供载冷剂流动的载冷剂循环；本专利技术提供的载冷剂循环是利用载冷剂的相变即载冷剂的潜热来进行热量传递，也就是载冷剂在第二换热器内发生载冷剂蒸汽放热冷凝、在第三换热器发生载冷剂液体吸热蒸发，实现被制冷对象的冷却降温；或者载冷剂在第二换热器内发生载冷剂液体吸热蒸发、在第三换热器发生载冷剂蒸汽放热冷凝，实现被加热对象的加热升温。本专利技术提供的制冷系统与现有技术相比，具有以下优点：1)本专利技术的制冷系统可以将与制冷剂有关的所有部件以及可能产生噪声的部件均集中在一起，放在专用机房或室外，从而可以采用包括HC-290、HFC-32本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制冷系统，用于制冷，其特征在于，该系统包括制冷压缩机、
第一换热器、节流机构、第二换热器、气液分离器、载冷剂泵和第三换热
器，其中，第一换热器用于制冷剂与环境介质进行换热，第二换热器用于
制冷剂与载冷剂进行换热，第三换热器用于载冷剂与被制冷对象进行换热；
制冷压缩机、第一换热器、节流机构和第二换热器依次连接并首尾相连共
同构成供制冷剂流动的制冷剂循环；第二换热器、气液分离器、载冷剂泵
和第三换热器依次连接并首尾相连共同构成供载冷剂流动的载冷剂循环；
所述载冷剂循环是利用载冷剂的相变即载冷剂的潜热来进行热量传递，也
就是载冷剂在第二换热器内发生载冷剂蒸汽放热冷凝、在第三换热器发生
载冷剂液体吸热蒸发，实现被制冷对象的冷却降温。
2.另一种制冷系统，用于热泵制热，其特征在于，该系统包括制冷压
缩机、第一换热器、节流机构、气液分离器、载冷剂泵、第二换热器和第
三换热器，其中，第一换热器用于制冷剂与环境介质进行换热，第二换热
器用于制冷剂与载冷剂进行换热，第三换热器用于载冷剂与被制冷对象进
行换热；制冷压缩机、第二换热器、节流机构和第一换热器依次连接并首
尾相连共同构成供制冷剂流动的制冷剂循环；气液分离器、载冷剂泵、第
二换热器和第三换热器依次连接并首尾相连共同构成供载冷剂流动的载冷
剂循环；所述载冷剂循环是利用载冷剂的相变即载冷剂的潜热来进行热量
传递，也就是载冷剂在第二换热器内发生液体吸热蒸发、在第三换热器发
生载冷剂蒸汽放热冷凝，实现被加热对象的加热升温。
3.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，该系统还包括载冷
剂换向机构和制冷剂换向机构，通过该载冷剂换向机构和制冷剂换向机构
的共同作用，实现制冷降温和热泵制热。
4.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，该系统还包括载冷

\t剂换向机构和制冷剂换向机构，通过该载冷剂换向机构和制冷剂换向机构
的共同作用，实现制冷降温和热泵制热。

【专利技术属性】
技术研发人员：何国庚，何雪滢，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：