双吸气活塞压缩机及其制冷系统技术方案

本实用新型专利技术公开了双吸气活塞压缩机及其制冷系统，双吸气活塞压缩机主要部件包括汽缸、吸气阀、排气阀、活塞、曲柄连杆，以及辅助吸气孔。制冷系统包括双吸气活塞压缩机、冷凝器、冷藏毛细管、冷藏室换热器、冷冻毛细管、冷冻室换热器。在冰箱用活塞压缩机上开设补气孔，单个电机带动同一压缩缸形成了2个不同的吸气压力(温度)。通过合理配置毛细管的长度和冷冻室、冷藏室换热面积，即可使系统正常运行。冷藏室的吸气以补气的形式从辅助吸气孔进入到压缩机中间腔内，压差的作用下能够保证冷藏室进气量(约为1.2

【技术实现步骤摘要】
双吸气活塞压缩机及其制冷系统


[0001]本技术涉及一种双吸气活塞压缩机及其制冷系统，属于蒸汽压缩式制冷/热泵


技术介绍

[0002]随着科技的进步和社会的不断发展，家用冰箱的能效水平逐渐升高，做工更加精细，功能更加丰富，但从热力学上看其制冷能效依然有可提升的空间，结构也能进一步简化。
[0003]压缩机补气系统在空气源热泵供热，特别是低温供热领域取得了很好的效果。其原理是在压缩机中间腔的某一位置开设1个或多个补气孔，形成准二级压缩，低焓值的气体补充到压缩机的压缩中间过程，一方面增大排气量进而增大制热量，另一方面改善压缩机的压缩过程效率，降低排气温度。将此技术应用在家用活塞式冰箱压缩机上具有理论的可行性。根据往复活塞压缩机的结构特征，将补气孔设计在活塞的内止点位置，通过活塞的行程自动打开或关闭补气口。具有构造简单，稳定性好的优势。在冰箱用小型活塞压缩机汽缸壁上开设补气口后，冷凝器出口的液体分为两路，通过节流程度不同的毛细管形成不同的温度。这样，单个电机带动同一压缩缸就形成了2个不同的吸气压力(温度)。通过合理配置毛细管的长度和冷冻室、冷藏室换热面积，即可使系统正常运行。
[0004]冷藏室的吸气以补气的形式进入到压缩机中间腔内，合适压差的作用下能够保证冷藏室进气量(约为1.2
‑
1.4倍的冷冻室进气量)；同时，低焓值的制冷剂补充到压缩过程，与普通的一次压缩相比，能提高压缩过程效率5％以上，降低排气温度10℃以上，实现整体能效提升10％左右。

技术实现思路

[0005]本技术提供了一种双吸气活塞压缩机及其制冷系统。通过在小型活塞压缩机上开设辅助补气孔形成双吸气活塞压缩机，并基于双吸气活塞压缩机实现整个制冷系统。
[0006]一种双吸气活塞压缩机，包括汽缸2、吸气阀3、排气阀4、活塞5、曲柄连杆6和辅助吸气孔1；活塞5由曲柄连杆6驱动沿汽缸2的内壁反复运动，活塞5正对汽缸2的壁面上设有吸气阀3与排气阀4；其特征在于，活塞5沿汽缸2滑动的侧壁上设有辅助吸气孔1；辅助吸气孔1与吸气阀3组成双吸气活塞压缩机7的双吸气结构。
[0007]进一步地，辅助吸气孔1的位置在活塞5的内止点处，通过活塞5往复运动自动打开或关闭辅助吸气孔，无须另外设置辅助吸气孔1的阀门等开关机构。
[0008]一种双吸气活塞压缩机的制冷系统，包括双吸气活塞压缩机7、冷凝器8、冷藏毛细管9、冷藏室换热器10、冷冻毛细管11和冷冻室换热器12。冷凝器8出口的液管处同时并联两个毛细管，分别为冷藏毛细管9和冷冻毛细管11；冷藏毛细管9和冷冻毛细管11的长度或内径不同，能形成高低两个不同的压力。冷藏毛细管9的一端与冷藏室换热器10相连，冷藏室换热器10的一端与辅助吸气孔1连接。冷冻毛细管11的一端与冷冻室换热器12相连，冷冻室
换热器12与吸气阀3连接。
[0009]进一步地，所述并联两个毛细管能够被热力膨胀阀、电子膨胀阀等其他节流机构替换。
[0010]进一步地，所述辅助吸气孔1的数量大于等于1个，辅助吸气孔1的数量根据补气量的需求开设。
[0011]进一步地，辅助吸气孔1、毛细管9及其连接的换热器(包括冷冻换热器10和冷藏室换热器12)也可以是3组(套)，形成3个不同的温度。
[0012]进一步地，双吸气活塞压缩机及制冷系统工作过程如下：双吸气活塞压缩机7随活塞5的移动首先通过吸气阀3吸入冷冻室蒸发器12的制冷剂气体，待活塞5移动至内止点时，辅助吸气孔1打开，吸气阀3与辅助吸气孔1同时进气，双吸气活塞压缩机7通过辅助吸气孔1吸入冷藏室蒸发器10的制冷剂气体，待吸气完毕，对两股不同压力制冷剂混合后的气体进行压缩，待排气阀4打开后排出，进入冷凝器8冷却冷凝，再分别进入冷藏毛细管9与冷冻毛细管11节流，最终进入冷藏室换热器10与冷冻室换热器12，完成一个完整循环。
[0013]与现有技术相比较，常规提供两个温度的制冷系统，采用先降温再升温的方式提供两种制冷温度，系统通常只有一个蒸发温度且一般较低，导致压缩机压比大，运行效率低。采用多个长度不同毛细管的单吸气压缩机系统，通过阀门的切换形成不同温区是多温区冰箱的另一种型式，但阀门反复切换带来的高低压气体混合，系统平衡反复被打破和重新建立，其中能量损失也不容忽略。本技术提出的新方案，原理是通过给活塞压缩机增加第二吸气口，使得单个往复活塞压缩机也能形成两个蒸发温度，分别制得冷冻温度和冷藏温度，大幅度减小了系统总压比，避免了管路内高低压气体混合损失，因此能够获得较高的综合性能系数。
附图说明
[0014]下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明。
[0015]图1(a)是本技术提供的一种双吸气活塞压缩机和制冷系统结构汽缸与吸气阀、排气阀连接示意图。
[0016]图1(b)是本技术提供的双吸气活塞压缩机的制冷系统连接示意图。
[0017]图2(a)是本技术提供的一种双吸气活塞压缩机及其制冷系统，双吸气活塞压缩机的工作过程(压缩)示意图。
[0018]图2(b)是本技术提供的一种双吸气活塞压缩机及其制冷系统，双吸气活塞压缩机的工作过程(吸气)示意图。
[0019]图2(c)是本技术提供的一种双吸气活塞压缩机及其制冷系统，双吸气活塞压缩机的工作过程压强变化示意图。
[0020]图3(a)是本技术提供的一种双吸气活塞压缩机3温区制冷系统示意图。
[0021]图3(b)是本技术提供的一种双吸气活塞压缩机制冷系统3温区制冷系统示意图。
[0022]图中，1、辅助吸气孔，2、汽缸，3、吸气阀，4、排气阀，5、活塞，6、曲柄连杆，7、双吸气活塞压缩机，8、冷凝器，9、冷藏毛细管，10、冷藏室换热器，11、冷冻毛细管，12、冷冻室换热器，13变温室毛细管，14、变温室换热器，1
‑
1变温室吸气孔。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。
[0024]实施例1：
[0025]如图1(a)
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1(b)所示，一种双吸气活塞压缩机及其制冷系统，通过在小型活塞压缩机上开设辅助补气孔，形成双吸气活塞压缩机，并基于此构造出制冷系统。双吸气活塞压缩机主要部件包括汽缸、吸气阀、排气阀、活塞、曲柄连杆、辅助吸气孔；制冷系统包括双吸气活塞压缩机、冷凝器、冷藏毛细管、冷藏室换热器、冷冻毛细管、冷冻室换热器。
[0026]所述的一种双吸气活塞压缩机及其制冷系统，其特征在于：双吸气活塞压缩机在汽缸壁上某一位置开设有补气孔，称为辅助吸气孔，辅助吸气孔的位置在压缩机活塞内止点，通过压缩机活塞往复运动自动打开或关闭补气孔，无须另外设置阀门等开关机构。
[0027]所述的一种双吸气活塞压缩机及其制冷系统，其特征在于：冷凝器出口的液管同时并联2个毛细管，分别为冷藏毛细管和冷冻毛细管，两个毛细管的长度或内径不同，能形成高低两个不同的压力。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.双吸气活塞压缩机，包括汽缸(2)、吸气阀(3)、排气阀(4)、活塞(5)、曲柄连杆(6)和辅助吸气孔(1)；活塞(5)由曲柄连杆(6)驱动沿汽缸(2)的内壁反复运动，活塞(5)正对汽缸(2)的壁面上设有吸气阀(3)与排气阀(4)；其特征在于，活塞(5)沿汽缸(2)滑动的侧壁上设有辅助吸气孔(1)；辅助吸气孔(1)与吸气阀(3)组成双吸气活塞压缩机(7)的双吸气结构；辅助吸气孔(1)的位置在活塞(5)的内止点处，通过活塞(5)往复运动自动打开或关闭辅助吸气孔(1)。2.利用权利要求1所述双吸气活塞压缩机的制冷系统，其特征在于，包括双吸气活塞压缩机(7)、冷凝器(8)、冷藏毛细管(9)、冷藏室换热器(10)、冷冻毛细管(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：许树学，魏晨希，马国远，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：