专利名称：近等温差传热三温区电冰箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电冰箱，尤其涉及一种具有冷藏室、冷冻室与-7℃室三个间室，且各个间室的传热温差比较接近的近等温差传热三温区电冰箱，用于食品储藏、保鲜，属于制冷技术领域。
背景技术：
为了满足食品冷冻与冷藏的要求，目前的电冰箱一般同时有冷藏室和冷冻室，其中冷藏室内的温度要求在5℃左右(0℃～10℃)，冷冻室内的温度要求在-18℃以下。对于冷冻室来讲，温度低有利于食品的长时间保存，但却对于冷冻食品烹饪加工增加一些麻烦，如对于冻结于-18℃以下的肉类，不经过解冻是难以切碎的。但如果冻结的温度在-7℃左右，则此时不用解冻即可以刀切，而且比解冻后更易切。由于-7℃温区有上述优点，目前新开发的很多电冰箱中除了冷藏室和冷冻室外，增加了-7℃室。
对于上述有多个温区的冰箱，在制冷系统设计上，很多采用纯工质单压缩机制冷回路，以单一蒸发温度同时对于冷藏室、-7℃室和冷冻室供冷。由于这些间室中的空气温度相差较大，导致不同间室的蒸发器中，制冷剂与箱内空气的传热温差有很大的不同。为了满足向冷冻室供冷的要求，蒸发温度需要比较低，这样对于其它二个间室，尤其是对于冷藏室，制冷剂与箱内空气的传热温差就会过大，导致不可逆损失增大。
对于容量较大的冷藏冷冻箱，现在已有采用两套压缩制冷回路分别对于冷藏室和冷冻室供冷，这两个回路的蒸发温度不相同，可以让两个回路的蒸发器中制冷剂与箱内空气的传热温差均比较合理，从而有利于提高系统效率。但如果以此方式来处理带有-7℃室的三温区冰箱，则需要三个压缩制冷回路，系统的复杂性提高，成本增加，而且一般-7℃室设计较小，所需的冷量明显小于冷冻室和冷藏室，另加一个单独的制冷回路很不经济。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，设计提供一种采用大滑移温差混合工质作为制冷剂的单压缩机制冷系统，包括冷藏室、-7℃室、冷冻室、压缩机、冷凝器、气液分离器、冷藏室回热器、-7℃室回热器、冷冻室回热器、冷藏室蒸发器、-7℃室蒸发器、冷冻室蒸发器、冷藏室毛细管、冷冻室毛细管、混合器。
经压缩机压缩后的制冷剂流经冷凝器时，温度逐渐降低，并有部分制冷剂被液化，经过气液分离器分成气相和液相两路流出。
从气液分离器出来的高压制冷剂液体，在冷藏室回热器中与冷藏室蒸发器出来的低压制冷剂进行热交换，温度得到进一步的降低，经过冷藏室毛细管节流后降压降温，并与来自-7℃室回热器的低压制冷剂在混合器混合后，进入冷藏室蒸发器，为冷藏室提供冷量，然后再流经冷藏室回热器，在冷藏室回热器中吸收热量后被压缩机吸入。
从气液分离器出来的高压制冷剂气体，先在冷藏室回热器中与冷藏室蒸发器出来的低压制冷剂进行热交换，温度得到降低，然后依次流经-7℃室回热器和冷冻室回热器，在这两个部件中分别与-7℃室蒸发器出来的低压制冷剂和冷冻室蒸发器出来的低压制冷剂进行热交换，温度进一步降低。冷冻室回热器出来的高压制冷剂经过冷冻室毛细管节流而成为低压低温制冷剂，并流经冷冻室蒸发器，为冷冻室提供冷量，自身温度得到提高，接着流经冷冻室回热器，吸收热量使自身温度进一步提高，再进入-7℃室蒸发器，为-7℃室提供冷量，自身温度再得到提高，然后进入-7℃室回热器，在其中再放出冷量，温度再升高，最后通过混合器进入冷藏室蒸发器。
虽然在冷冻室、-7℃室和冷藏室的蒸发器中的制冷剂都处于低压，但由于采用的制冷剂为大滑移温差的混合工质，在同样压力下的蒸发温度可以有很大的不同。冷冻室毛细管节流前的高压制冷剂温度比较低，因此节流后的温度就较低，而进入-7℃室蒸发器的制冷剂已预先在冷冻室蒸发器和冷冻室回热器中吸收了热量，温度得到提高，这样-7℃室蒸发器中的制冷剂温度比冷冻室蒸发器中的制冷剂高。而通过混合器进入冷藏室蒸发器的低压制冷剂，一部分是流经-7℃室蒸发器和-7℃室回热器的低压制冷剂，这部分制冷剂的温度自然比-7℃蒸发器中的制冷剂温度高，另一部分通过冷藏室毛细管节流而来的制冷剂，由于冷藏室毛细管前的高压制冷剂温度较高，导致节流后的温度也较高，因此经过混合器而流入冷藏室蒸发器的低压制冷剂要比-7℃室蒸发器中的制冷剂温度高。由于为冷冻室、-7℃室、冷藏室提供冷量时制冷剂的温度各不相同，而且依次上升，这样就实现了三个间室中制冷剂与箱内空气传热温差的近似相等。
本发明具有显著的优点和积极效果。由于冷藏室、-7℃室、冷冻室三个间室中制冷剂与箱内空气传热温差近似相等，因此避免了某一间室中传热温差过大导致的不可逆损失的增加，提高了系统效率。另外由于采用只有一个压缩机的制冷回路，因此成本较低。
图1为本发明近等温差传热三温区电冰箱结构及工作原理示意图。
图中，1是冷藏室，2是-7℃室，3是冷冻室，4是压缩机，5是冷凝器，6是气液分离器，7是冷藏室回热器，8是-7℃室回热器，9是冷冻室回热器，10是冷藏室蒸发器，11是-7℃室蒸发器，12是冷冻室蒸发器，13是冷藏室毛细管，14是冷冻室毛细管，15是混合器。
图中实线示出制冷剂的流动路线，虚线示出空气流动路线。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。
如图1所示，本发明包括冷藏室1、-7℃室2、冷冻室3、压缩机4、冷凝器5、气液分离器6、冷藏室回热器7、-7℃室回热器8、冷冻室回热器9、冷藏室蒸发器10、-7℃室蒸发器11、冷冻室蒸发器12、冷藏室毛细管13、冷冻室毛细管14、混合器15。
压缩机4出口与冷凝器5进口连接，冷凝器5出口与气液分离器6进口连接，气液分离器6液相出口与冷藏室回热器7高压液相回路进口连接，气液分离器6气相出口与冷藏室回热器7高压气相回路进口连接，冷藏室回热器7高压液相回路出口与冷藏室毛细管13进口连接，冷藏室毛细管13出口与混合器15进口连接，混合器15出口与冷藏室蒸发器10低压侧进口连接，冷藏室蒸发器10低压侧出口与冷藏室回热器7低压侧进口连接，冷藏室回热器7低压侧出口与压缩机4进口连接，冷藏室回热器7高压气相回路出口与-7℃室回热器8高压侧进口连接，-7℃室回热器8高压侧出口与冷冻室回热器9高压侧进口连接，冷冻室回热器9高压侧出口与冷冻室毛细管14进口连接，冷冻室毛细管14出口与冷冻室蒸发器12低压侧进口连接，冷冻室蒸发器12低压侧出口与冷冻室回热器9低压侧进口连接，冷冻室回热器9低压侧出口与-7℃室蒸发器11低压侧进口连接，-7℃室蒸发器11低压侧出口与-7℃室回热器8低压侧进口连接，-7℃室回热器8低压侧出口与混合器15进口连接。
本发明采用摩尔成分分别为0.2、0.3、0.5的乙烯、丙烯、异丁烷混合物作为制冷剂。
制冷剂经压缩机4压缩，在冷凝器5中放出热量而部分被液化，然后流入气液分离器6，在气液分离器6中分成气相和液相，其中液相部分经冷藏室回热器7过冷，冷藏室毛细管13节流降温，通过混合器15流入冷藏室蒸发器10，在冷藏室蒸发器10中释放冷量，流经冷藏室回热器7进一步吸收热量后被压缩机4吸入。气液分离器6出来的制冷剂气相部分，依次流经冷藏室回热器7、-7℃室回热器8、冷冻室回热器9，温度不断得到降低，变成液态制冷剂或者气液二相制冷剂，并经冷冻室毛细管14节流降温后流入冷冻室蒸发器12，为冷冻室提供冷量，并经冷冻室回热器9吸入热量后流入-7℃室蒸发器11，为-7℃室提供冷量，并再流经-7℃室回热器8释放冷量后，经混合器15，流过冷藏室蒸发器10、冷藏室回热器7后被压缩机4吸入。
冷藏室1的空气流过冷藏室蒸发器10外表面得以降温，-7℃室2的空气流过-7℃室蒸发器11外表面得以降温，冷冻室3的空气流过冷冻室蒸发器12外表面得以降温。
压缩机4采用全封闭压缩机，冷凝器5采用钢丝盘管式(或内藏式冷凝器)，冷藏室蒸发器10、-7℃室蒸发器11、冷冻室蒸发器12均采用管板式蒸发器，制冷剂在管子中走，空气在外侧流过，冷藏室回热器7、-7℃室回热器8、冷冻室回热器9均采用套管式，高压制冷剂走内管，低压制冷剂走外管，冷藏室毛细管13、冷冻室毛细管14均采用小直径铜管。
权利要求
1.一种近等温差传热三温区电冰箱，包括冷藏室(1)、-7℃室(2)、冷冻室(3)、压缩机(4)、冷凝器(5)、冷藏室蒸发器(10)、-7℃室蒸发器(11)、冷冻室蒸发器(12)、冷藏室毛细管(13)、冷冻室毛细管(14)，其特征在于还包括气液分离器(6)、冷藏室回热器(7)、-7℃室回热器(8)、冷冻室回热器(9)、混合器(15)，采用大滑移温差混合工质作为制冷剂的单压缩机制冷系统，冷藏室蒸发器(10)中制冷剂与空气的传热温差、-7℃室蒸发器(11)中制冷剂与空气的传热温差、冷冻室蒸发器(12)中制冷剂与空气的传热温差近似相等，压缩机(4)出口与冷凝器(5)进口连接，冷凝器(5)出口与气液分离器(6)进口连接，气液分离器(6)液相出口与冷藏室回热器(7)高压液相回路进口连接，气液分离器(6)气相出口与冷藏室回热器(7)高压气相回路进口连接，冷藏室回热器(7)高压液相回路出口与冷藏室毛细管(13)进口连接，冷藏室毛细管(13)出口与混合器(15)进口连接，混合器(15)出口与冷藏室蒸发器(10)低压侧进口连接，冷藏室蒸发器(10)低压侧出口与冷藏室回热器(7)低压侧进口连接，冷藏室回热器(7)低压侧出口与压缩机(4)进口连接，冷藏室回热器(7)高压气相回路出口与-7℃室回热器(8)高压侧进口连接，-7℃室回热器(8)高压侧出口与冷冻室回热器(9)高压侧进口连接，冷冻室回热器(9)高压侧出口与冷冻室毛细管(14)进口连接，冷冻室毛细管(14)出口与冷冻室蒸发器(12)低压侧进口连接，冷冻室蒸发器(12)低压侧出口与冷冻室回热器(9)低压侧进口连接，冷冻室回热器(9)低压侧出口与-7℃室蒸发器(11)低压侧进口连接，-7℃室蒸发器(11)低压侧出口与-7℃室回热器(8)低压侧进口连接，-7℃室回热器(8)低压侧出口与混合器(15)进口连接。
2.由权利要求1所述的近等温差传热三温区电冰箱，其特征是采用摩尔成分分别为0.2、0.3、0.5的乙烯、丙烯、异丁烷混合物作为制冷剂。
全文摘要
近等温差传热三温区电冰箱，主要包括冷藏室、－7℃室、冷冻室、压缩机、冷凝器、气液分离器、冷藏室回热器、－7℃室回热器、冷冻室回热器、冷藏室蒸发器、－7℃室蒸发器、冷冻室蒸发器、冷藏室毛细管、冷冻室毛细管、混合器。该发明是采用大滑移温差混合工质作为制冷剂的单压缩机制冷系统。冷凝器出来的混合制冷剂在经过多次回热后节流，依次在冷冻室、－7℃室、冷藏室制冷，从而使得冷藏室蒸发器中制冷剂与空气的传热温差、－7℃室蒸发器中制冷剂与空气的传热温差、冷冻室蒸发器中制冷剂与空气的传热温差近似相等，避免了某一间室中传热温差过大导致的不可逆损失的增大，提高了系统效率，而且只有一个压缩机，系统成本较低。
文档编号F25B5/00GK1560547SQ20041001687
公开日2005年1月5日 申请日期2004年3月11日 优先权日2004年3月11日
发明者丁国良 申请人:上海交通大学