一种具有快速制冷和除霜功能的气体压缩膨胀深冷冰箱制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有快速制冷和除霜功能的气体压缩膨胀深冷冰箱，包括气体压缩膨胀装置、散热器、三通阀、循环回热器、冷量调节阀A、冷量调节阀B、除霜调节阀A、除霜调节阀B、放冷器A、放冷器B、快速制冷调节阀，各部件以流体管路连接形成制冷回路、除霜支路和旁通支路。通过对所述各阀进行阀位操作，可以改变所述制冷回路、所述除霜支路和所述旁通支路内部及彼此间的连通关系，使系统工作状态改变并产生不同效果，进而分别实现深冷冰箱快速制冷和除霜的重要功能。本实用新型专利技术除具备现有技术的一般功能及优势外，尤其解决了气体压缩膨胀深冷冰箱除霜问题和快速制冷问题。冷冰箱除霜问题和快速制冷问题。冷冰箱除霜问题和快速制冷问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有快速制冷和除霜功能的气体压缩膨胀深冷冰箱


[0001]本技术涉及一种具有快速制冷和除霜功能的气体压缩膨胀深冷冰箱。

技术介绍

[0002]气体压缩膨胀制冷较之传统蒸汽压缩节流制冷在理论上更为高效，随着高速涡轮、气体轴承等先进技术的快速发展，气体压缩膨胀制冷技术在大规模民用领域受到越来越广泛的重视和发展，制冷温度范围在
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40～
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165℃的深冷冰箱类应用产品开始尝试采用气体压缩膨胀制冷的技术方案。
[0003]比起采用传统复叠式蒸汽压缩制冷技术或混合气体工质制冷技术的深冷冰箱，气体压缩膨胀深冷冰箱具备显著优势：气体工质环保，运行安全；多温区大冷量，制冷温度易于调节；系统简单、寿命长久、维护方便；高紧凑度和高可靠性。从系统紧凑高效可靠的角度出发，气体压缩膨胀深冷冰箱宜采用单台电驱透平压缩膨胀机作为冰箱系统的核心并构建气体压缩膨胀深冷冰箱系统。
[0004]但现有气体压缩膨胀深冷冰箱的技术方案非常有限且存在显著不足，难以胜任实际应用：1)现有技术方案没有考虑除霜问题或现有除霜方案存在根本性缺陷：冰箱(柜)类产品面临的结霜问题和除霜需求是不可避免的和必要的，对于制冷温度更低的深冷冰箱(柜)类产品尤甚，现有技术方案无法在做到保持系统稳定运行的同时满足快速除霜的需求；2)现有技术方案无法做到制冷和除霜同时进行，且除霜过程浪费冷量，系统运行不够高效经济；3)现有技术方案存在制冷速率慢、降温时间长的缺点：由于制冷温度低、系统热容较大、存在漏热等因素使得深冷冰箱本身降温速率慢，加之热启动阶段系统客观存在流量不匹配问题并可面临喘振危害，制约了系统运行负荷，进一步拖累了系统总体制冷速率。

技术实现思路

[0005]为了克服前述现有技术方案的不足，本技术提出一种具有快速制冷和除霜功能的气体压缩膨胀深冷冰箱，其在具备一般现有气体压缩膨胀深冷冰箱技术方案优势的同时，解决了现有技术方案存在的除霜问题和快速制冷问题。
[0006]本技术解决上述问题的技术方案是：
[0007]一种具有快速制冷和除霜功能的气体压缩膨胀深冷冰箱，其特殊之处在于：
[0008]包括气体压缩膨胀装置、散热器、三通阀、循环回热器、冷量调节阀A、冷量调节阀B、除霜调节阀A、除霜调节阀B、放冷器A、放冷器B和快速制冷调节阀，各部件以流体管路连接形成制冷回路、除霜支路和旁通支路并组成所述一种具有快速制冷和除霜功能的气体压缩膨胀深冷冰箱。
[0009]所述制冷回路连接方式为：所述气体压缩膨胀装置的压缩侧、所述散热器和所述三通阀的出入口顺次相连，所述三通阀的出口之一、所述循环回热器的高压侧和所述气体压缩膨胀装置膨胀侧的出入口顺次相连，所述气体压缩膨胀装置膨胀侧的出口与所述冷量调节阀A和所述冷量调节阀B的入口并联，所述冷量调节阀A的出口与所述放冷器A的低压侧
入口相连，所述冷量调节阀B的出口与所述放冷器B的低压侧入口相连，所述放冷器A和所述放冷器B的低压侧出口与所述循环回热器的低压侧入口并联，所述循环回热器的低压侧出口与所述气体压缩膨胀装置的压缩侧入口相连。
[0010]所述除霜支路连接方式为：所述三通阀的出口之二与所述放冷器A和所述放冷器B的高压侧入口并联，所述放冷器A的高压侧出口与所述除霜调节阀A的进口相连，所述放冷器B的高压侧出口与所述除霜调节阀B的进口相连，所述除霜调节阀A和所述除霜调节阀B的高压侧出口与所述循环回热器的高压侧入口并联。
[0011]所述旁通支路连接方式为：所述快速制冷调节阀的入口与所述散热器的出口相连，所述快速制冷调节阀的出口与所述气体压缩膨胀装置的压缩侧入口相连。
[0012]进一步地，所述冷量调节阀A、冷量调节阀B、除霜调节阀A、除霜调节阀B、放冷器A、放冷器B均平行布置，这不是一般角度下“变一为二”的简单扩展，而是从解决快速制冷问题和除霜问题出发做出的独特设计，尤其强调彼此平行布置的所述放冷器、所述冷量调节阀和所述除霜调节阀在所述一种具有快速制冷和除霜功能的气体压缩膨胀深冷冰箱中存在特定工作时序差异的本质。
[0013]本技术的优势：
[0014]1)本技术提供的一种具有快速制冷和除霜功能的具有快速制冷和除霜功能的气体压缩膨胀深冷冰箱，结合了制冷回路、除霜支路和旁通支路，除了具备现有技术的一般优势，更重要的是在保障系统稳定运行且不显著增加系统复杂度的前提下同时解决了已有系统面临的除霜问题、快速制冷问题；
[0015]2)本技术提供的一种具有快速制冷和除霜功能的具有快速制冷和除霜功能的气体压缩膨胀深冷冰箱，在除霜过程中，低温霜层融化时的冷量通过热交换被有效回收用以在回热预冷前提供额外预冷，从而有利于提高所述深冷冰箱的制冷能力、总体能效和经济性；
[0016]3)本技术提供的一种具有快速制冷和除霜功能的具有快速制冷和除霜功能的气体压缩膨胀深冷冰箱，在除霜过程中，两个放冷器中交替进行制冷和除霜，总体上制冷和除霜过程同时、分区进行，在保证总体除霜性能的同时还有利于减轻除霜过程对于冷储区域温度场的不利影响，从而有利于提高所述深冷冰箱的冷储质量；
[0017]4)本技术提供的一种具有快速制冷和除霜功能的气体压缩膨胀深冷冰箱，在快速制冷的过程中，对不同降温阶段采用不同的系统连通关系，避免了系统在不同降温工况下可能面临的流量不匹配、喘振和超负荷运行等不利因素，在提高和维持最大制冷能力的同时保障了核心部件气体压缩膨胀装置及整个系统的运行稳定性。
附图说明
[0018]图1是本技术实施例中所述深冷冰箱的部件组成及连接示意图；
[0019]图2是本技术实施例中所述深冷冰箱处于快速制冷下连通关系一原理示意图；
[0020]图3是本技术实施例中所述深冷冰箱快速制冷功能下连通关系二原理示意图；
[0021]图4是本技术实施例中所述深冷冰箱快速制冷功能下连通关系三原理示意
图；
[0022]图5是本技术实施例中所述深冷冰箱除霜功能下连通关系一原理示意图；
[0023]图6是本技术实施例中所述深冷冰箱除霜功能下连通关系二原理示意图；
[0024]图中：1、气体压缩膨胀装置，2、散热器，3、三通阀，4、循环回热器，5、冷量调节阀A，6、冷量调节阀B，7、除霜调节阀A，8、除霜调节阀B，9、放冷器A，10、放冷器B，11、快速制冷调节阀。
具体实施方式
[0025]为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有快速制冷和除霜功能的气体压缩膨胀深冷冰箱，其特征在于：包括气体压缩膨胀装置(1)、散热器(2)、三通阀(3)、循环回热器(4)、冷量调节阀A(5)、冷量调节阀B(6)、除霜调节阀A(7)、除霜调节阀B(8)、放冷器A(9)、放冷器B(10)和快速制冷调节阀(11)，各部件以流体管路连接形成具有快速制冷和除霜功能的气体压缩膨胀深冷冰箱的制冷回路、除霜支路和旁通支路；所述制冷回路连接方式为：所述气体压缩膨胀装置(1)的压缩侧、所述散热器(2)和所述三通阀(3)的出入口顺次相连，所述三通阀(3)的出口之一、所述循环回热器(4)的高压侧和所述气体压缩膨胀装置(1)膨胀侧的出入口顺次相连，所述气体压缩膨胀装置(1)膨胀侧的出口与所述冷量调节阀A(5)和所述冷量调节阀B(6)的入口并联，所述冷量调节阀A(5)的出口与所述放冷器A(9)的低压侧入口相连，所述冷量调节阀B(6)的出口与所述放冷器B(10)的低压侧入口相连，所述放冷器A(9)和所述放冷器B(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈双涛，宋书建，杨潇翎，王喆锋，张泽，陈良，侯予，张红伟，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：