[发明专利]一种加热式制冷循环方法及其装置

说明书

本发明公开了一种加热式制冷循环方法及其装置，涉及制冷技术领域，所述加热式制冷循环方法包括四个步骤：S1绝热加热过程、S2等压冷凝放热过程、S3绝热节流过程和S4等压蒸发吸热过程，四个过程组成一个制冷循环。该加热式制冷循环装置包括：蒸发器、加热器、冷凝器和节流装置，并组成一个制冷剂循环回路。本发明的加热式制冷循环以绝热加热过程替换蒸气压缩式制冷循环的绝热压缩过程，通过直接加热蒸发器出口制冷剂蒸气制造高温高压热源的方式代替机械压缩制冷剂蒸气制造高温高压热源的方式，完成用加热器取代压缩机，解决蒸气压缩式制冷循环系统采用压缩机的机械压缩方式产生的效率低的问题，解决蒸气压缩式制冷循环装置高能耗的问题。

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种加热式制冷循环方法及其装置。

背景技术

目前在制冷技术领域中，实现逆卡诺循环制冷的设备均采用蒸气压缩式制冷循环。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。即绝热压缩过程→等压放热过程→绝热节流过程→等压吸热过程，四个过程组成一个制冷循环。

而蒸气压缩式制冷循环的绝热压缩过程制造高温高压制冷剂蒸气热源的目的:高温的制冷剂蒸气与冷却介质存在温差，能够完成向冷却介质(高温热源)放出热量且利于冷凝成液体；高压的制冷剂蒸气使冷凝器和蒸发器之间建立压差，能够克服两者之间制冷剂的流动阻力且高压的制冷剂蒸气利于在冷凝器冷凝成液体。但是，蒸气压缩式制冷循环为了完成绝热压缩过程制造高温高压制冷剂蒸气热源而采用机械设备(压缩机)进行机械压缩制冷剂蒸气的方式来实现，存在几方面的缺陷：一方面为自身因素造成的损失：1，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，制冷剂流经压缩机吸、排气阀的损失；第二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。第三方面是压缩机吸、排气阀阀口太小以及压缩机内部复杂构造阻隔蒸发器和冷凝器连通造成损失：1，由于压缩机吸气阀阀口太小使得与之对接的蒸发器出口太小，制冷剂液体在蒸发器的自由表面太小，从而抑制制冷剂液体汽化条件的生成。更无法充分利用被冷却介质的热量促进制冷剂液体吸热蒸发汽化；2，由于压缩机排气阀阀口太小使得与之对接的冷凝器入口太小，造成进入冷凝器的制冷剂蒸气流动阻力太大；3，由于压缩机内部复杂构造阻隔蒸发器和冷凝器连通，蒸发器出口的制冷剂蒸气无法通过气体分子做无规则热运动到达冷凝器。其他方面，实际的压缩机电机功率因数小于100％存在供电端损失。所以，为制造高温高压制冷剂蒸气热源而采用机械压缩方式，会使压缩机做大量的无用功，且无法充分地利用被冷却介质的热量促进蒸发器里面的制冷剂液体吸热蒸发汽化，造成蒸气压缩式制冷循环系统效率低，造成蒸气压缩式制冷循环装置高能耗。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种加热式制冷循环方法，以解决蒸气压缩式制冷循环系统的压缩过程为制造高温高压制冷剂蒸气热源而采用压缩机的机械压缩方式产生的制冷循环系统效率低的问题，解决蒸气压缩式制冷循环装置高能耗的问题。同时，根据该加热式制冷循环方法本发明实施例提供了一种加热式制冷循环装置100。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一方面，本发明提供了一种加热式制冷循环方法，所述制冷循环方法包括如下步骤：

S1、绝热加热过程

加热器将蒸发器出口低温低压制冷剂蒸气绝热加热获得高温高压制冷剂蒸气；

S2、等压冷凝放热过程

冷凝器将加热器出口高温高压制冷剂蒸气等压冷凝获得高温高压制冷剂液体并向冷却介质放出热量；

S3、绝热节流过程

节流装置将冷凝器出口高温高压制冷剂液体绝热节流获得低温低压制冷剂液体；

S4、等压蒸发吸热过程