专利名称：一种蒸气压缩式制冷经济器系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种蒸气压缩式制冷系统，特别是涉及一种在空调器中使用的蒸气压缩式制冷系统。
背景技术：
在蒸气压缩式制冷系统中，采用经济器可以显著地提高系统制冷量和能效比，因而是经常采用的节能部件。以往采用的经济器有闪蒸筒和热交换器两种。具有闪蒸筒经济器的蒸气压缩式制冷系统的制冷剂循环流程如下从冷凝器出来的高压制冷剂液体，流经第一级节流阀节流后进入闪蒸筒，产生的闪发蒸气通过钢丝网分离器，分离掉混入的液滴后，进入压缩机中间吸气口；而从闪蒸筒流出的制冷液再经过第二级节流阀节流后进入蒸发器，并在其中吸收热量蒸发为低压蒸气，然后进入压缩机低压蒸气吸气口，经压缩后变成高温高压蒸气，再进入冷凝器，凝结成高压制冷液体的同时放出冷凝热，并继续上述循环。具有热交换器的蒸气压缩式制冷系统的制冷剂，按下述流程循环从冷凝器出来的高压制冷剂液体，流至热交换器(亦称经济器)入口处分为两路，一路制冷剂液体直接进入热交换器，另一路制冷剂液体流经节流阀被降压后再进入热交换器，并在热交换器中吸收旁路制冷剂液体的热量，被蒸发为气体后回到压缩机中间吸气口，而直接进入热交换器的一路制冷剂液体，因被旁路制冷剂吸走热量而产生过冷，再经过节流阀降压后进入蒸发器，被蒸发为蒸气后进入压缩机低压吸气口，经过压缩机压缩后进入冷凝器，凝结为高压液体的同时放出冷凝热，并继续上述循环。
这两种制冷经济器系统，都不能消除制冷剂液体在输送到节流阀时，由于在管路中流动压降而产生的闪发蒸气，这些制冷剂蒸气随同制冷剂液体进入蒸发器，减小了蒸发器内制冷制液体的蒸发面积，不但降低了蒸发器的效率，而且也增大了节流阀的节流损失；同时，由于在制冷回路中使用了两个控制节流阀，使控制系统变得复杂，不仅增加了控制的难度，而且也降低了系统的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于解决目前蒸气压缩式制冷系统存在的蒸发器换热效率低、节流阀单相液态导通性能差、系统结构复杂不便于控制，以及不能实现系统小型化的技术难题；为用户提供一种系统中蒸发器换热效率高、节流阀能实现单相液态导通、系统结构简单便于控制，以及能实现系统小型化的蒸气压缩式制冷经济器系统。
本发明的目的是通过实施下述技术方案来实现的一种蒸气压缩式制冷经济器系统，包括有压缩机、与压缩机高温高压气体排气口通过管路连接的冷凝器、与压缩机低温低压制冷蒸气吸气口通过管路连接的蒸发器、与蒸发器低压制冷剂液体进入口通过管路连接的节流阀，其特征在于在冷凝器的高压制冷剂液体排出口和节流阀的高压制冷剂液体进入口之间连接的管路中，还串接有膜蒸发分离装置，该装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜的两端，分别连接冷凝器高压制冷剂液体排出口和节流阀高压制冷剂液体进入口，而该装置的制冷剂蒸发腔，则通过管路连接压缩机蒸气吸气口，从而组成完全封闭的制冷剂循环系统。
本发明的附加技术特征是①在冷凝器的高压制冷剂液体排出口和节流阀的高压制冷剂液体进入口之间连接的管路中，串接有单级膜蒸发分离装置，该装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜的两端，分别连接冷凝器高压制冷剂液体排出口和节流阀高压制冷剂液体进入口，而该装置的制冷剂蒸发腔，则通过管路连接压缩机的低温低压制冷蒸气吸气口，从而组成完全封闭的制冷剂循环系统。
②在冷凝器的高压制冷剂液体排出口和节流阀的高压制冷剂液体进入口之间连接的管路中，串接有单级膜蒸发分离装置，该装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜的两端，分别连接冷凝器高压制冷剂液体排出口和节流阀高压制冷剂液体进入口，而该装置的制冷剂蒸发腔，则通过管路连接压缩机的中压制冷蒸气吸气口，从而组成完全封闭的制冷剂循环系统。
③在冷凝器的高压制冷剂液体排出口和节流阀的高压制冷剂液体进入口之间连接的管路中，串接有两级膜蒸发分离装置，其中第一级膜蒸发分离装置的制冷剂蒸发腔，通过管路连接压缩机的中压制冷蒸气吸气口，而第二级膜蒸发分离装置的制冷剂蒸发腔，通过管路连接压缩机的低温低压制冷蒸气吸气口，从而组成完全封闭的制冷剂循环系统。
④在高压制冷剂液体排出口和节流阀高压制冷剂液体进入口之间连接的管路中的膜蒸发分离装置，是由渗透率为1*10-2--5*10-4L/min·.cm2.Pa的空芯管状多孔介质分离膜，封装该空芯管多孔介质分离膜的外壳所构成，在外壳与该空芯管多孔介质分离膜之间的腔体，为膜蒸发分离装置的制冷剂蒸发腔，在该空芯管多孔介质分离膜的两端，直接装置制冷剂液体进入、排出口。
⑤装置在膜蒸发分离装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜，为烧结金属管分离膜。
⑥装置在膜蒸发分离装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜，为陶瓷管分离膜。
⑦装置在膜蒸发分离装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜，为聚丙烯纤维管分离膜。
⑧装置在膜蒸发分离装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜，是内层为烧结金属、外层为聚丙烯纤维复合而成的管状分离膜。
⑨装置在膜蒸发分离装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜，是内层为陶瓷、外层为聚丙烯纤维复合而成的管状分离膜。
本发明的优点在于由于在系统冷凝器的高压制冷剂液体排出口，与蒸发器前级节流阀的高压制冷剂液体进入口之间连接的管路中，串接有膜蒸发分离装置，该装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜，具有良好的气体透过性，从冷凝器出口进入该管路中的混有气体的高压制冷液，通过该装置空芯管多孔介质分离膜的腔体，使混有的气体及部分制冷剂液体通过该介质膜的微孔进入外层蒸发腔，并通过与该腔壁和压缩机吸气口连接的管路，将制冷剂气体输入压缩机，由于被多孔介质分离膜过滤除去的蒸气带走了一部份热量，使过滤余下的制冷制液体进一步降温冷却，内含只有微量气体，从而保障了从膜蒸发分离装置过滤出来的制冷剂液体，进入节流阀基本成为低压单相液态制冷剂，如果在该管路中采用串接的两级膜蒸发分离装置，则可使通过节流阀的制冷剂成为低压单相液态制冷剂，与现有技术相比，本发明在蒸发器内大大增加了制冷剂液体的蒸发面积，提高了蒸发器的换热效率，因此，可以实现蒸发器体积的小型化，从而使制冷系统小型化成为可能；本发明的另一个优点是在制冷系统中减少了节流阀的数量，因而使系统结构简化，控制难度也大大降低。
图1为具有闪蒸桶的蒸气压缩式制冷系统结构示意图；
图2为具有热交换器的蒸气压缩式制冷系统结构示意图；图3为单级膜蒸发分离装置的制冷剂蒸发腔与压缩机中压吸气口连接的蒸气压缩式制冷系统结构示意图；图4为单级膜蒸发分离装置的制冷剂蒸发腔与压缩机低压吸气口连接的蒸气压缩式制冷系统结构示意图；图5为有两级串接膜蒸发分离装置的蒸气压缩式制冷系统结构示意图。
图中标记1为压缩机，2为压缩机高温高压气体排气口，3为冷凝器高温高压气体吸入口，4为冷凝器，5为蒸发器，6为蒸发器低压制冷剂液体进入口，7为蒸发器前级节流阀，8为冷凝器高压制冷剂液体排出口，9为节流阀高压制冷剂液体进入口，10、15为两级膜蒸发分离装置的蒸发腔，11为第二级膜蒸发分离装置，12为连接压缩机低压吸气口与第二级膜蒸发分离装置蒸发腔的制冷剂气体管路，13为压缩机低压蒸气吸气口，14为第一级膜蒸发分离装置，16为连接第一级膜蒸发分离装置蒸发腔与压缩机吸气口的制冷剂气体管路，17为压缩机中压蒸气吸气口，18为膜蒸发分离装置芯部的空芯管多孔介质分离膜，19为闪蒸桶，20为冷凝器高压制冷剂排出口和闪蒸桶连接的管路中的节流阀，21为热交换器，22为热交换器的前级节流阀。
具体实施例方式
A、具有单级膜蒸发分离装置的蒸气压缩式制冷系统主要由压缩机、冷凝器、节流阀、膜蒸发分离装置及蒸发器五个主要部件组成，五大部件之间用紫铜管通过银焊连接，组成一个完全封闭的制冷剂循环系统。其中压缩机1的高温高压气体排气口2，通过紫铜管连接冷凝器4的高温高压气体吸入口3，冷凝器4的高压制冷剂液体排出口8，通过紫铜管连接膜蒸发分离装置14中心部位的空芯管多孔介质分离膜的制冷剂液体进入口a，膜蒸发分离装置14的蒸发腔15，通过紫铜管可以连接压缩机1的低温低压蒸气吸气口13或中压蒸气吸气口17，膜蒸发分离装置14中心部位的空芯管多孔介质分离膜的制冷剂液体排出口b，通过紫铜管、中间经节流阀7、直接连接蒸发器5的低压制冷剂液体进入口6，而蒸发器5的低温低压蒸气排出口，通过紫铜管连接压缩机1的低温低压蒸气吸气口13，从而组成完全封闭的制冷剂循环系统。
实施例1在上述A的制冷剂循环系统中，膜蒸发分离装置14，是由渗透率为1*10-2--5*10-4L/min.cm2.Pa的烧结金属空芯管分离膜、封装该金属空芯管分离膜的铜外壳所构成，在该外壳与金属空芯管分离膜之间的腔体为制冷剂蒸发腔，在该分离膜的两端，直接装置制冷剂液体进入、排出口。
实施例2在上述A的制冷剂循环系统中，膜蒸发分离装置14，是由渗透率为1*10-2--5*10-4L/min.cm2.Pa的陶瓷管分离膜、封装该陶瓷管分离膜的铜外壳所构成，在该外壳与陶瓷管分离膜之间的腔体为制冷剂蒸发腔，在该分离膜的两端，直接装置制冷剂液体进入、排出口。
实施例3在上述A的制冷剂循环系统中，膜蒸发分离装置14，是由渗透率为1*10-2--5*10-4L/min.cm2.Pa的聚丙烯纤维管分离膜、封装该纤维管分离膜的铜外壳所构成，在该外壳与聚丙烯纤维管分离膜之间的腔体为制冷剂蒸发腔，在该纤维管分离膜的两端，直接装置制冷剂液体进入、排出口。
实施例4在上述A的制冷剂循环系统中，膜蒸发分离装置14，是由内层为烧结金属、外层为聚丙烯纤维、经复合而成的渗透率为1*10-2--5*10-4L/min.cm2.Pa的管状分离膜、及封装该复合分离膜的铜外壳所构成，在该外壳与复合分离膜之间的腔体为制冷剂蒸发腔，在该复合分离膜的两端，直接装置制冷剂液体进入、排出口。
实施例5在上述A的制冷剂循环系统中，膜蒸发分离装置14，是由内层为陶瓷管、外层为聚丙烯纤维、经复合而成的渗透率为1*10-2--5*10-4L/min.cm2.Pa的管状复合分离膜、及封装该复合分离膜的铜外壳所构成，在该外壳与复合分离膜之间的腔体为制冷剂蒸发腔，在该复合分离膜的两端，直接装置制冷剂液体进入、排出口。
B、具有串联两级膜蒸发分离装置的蒸气压缩式制冷系统主要由压缩机、冷凝器、节流阀、串联的两级膜蒸发分离装置及蒸发器六个主要部件组成，六大部件之间用紫铜管通过银焊连接，组成一个完全封闭的制冷剂循环系统。其中压缩机1的高温高压气体排气口2，通过紫铜管连接冷凝器4的高温高压气体吸入口3，冷凝器4的高压制冷剂液体排出口8，通过紫铜管串接两级膜蒸发分离装缩置14、11，第一级膜蒸发分离装置14的制冷剂蒸发腔15，通过紫铜管16与压缩机1的中压蒸气吸气口17连接，第二级膜蒸发分离装置11的制冷剂蒸发腔10，通过紫铜管12与压缩机1的低温低压蒸气吸气口13连接，第二级膜蒸发分离装置11的制冷剂液体排出口，通过紫铜管、中间经节流阀7、直接连接蒸发器5的低压制冷剂液体进入口6，而蒸发器5的低温低压蒸气排出口，通过紫铜管连接压缩机1的低温低压蒸气吸气口13，从而组成完全封闭的制冷剂循环系统。
实施例6在上述B的制冷剂循环系统中，膜蒸发分离装置14、11，都是由渗透率为1*10-2--5*10-4L/min.cm2.Pa的烧结金属空芯管分离膜、及封装该金属空芯管分离膜的铜外壳所构成，在该外壳与金属空芯管分离膜之间的腔体为制冷剂蒸发腔，在该分离膜的两端，直接装置制冷剂液体进入、排出口。
实施例7在上述B的制冷剂循环系统中，膜蒸发分离装置14、11，都是由渗透率为1*10-2--5*10-4L/min.cm2.Pa的陶瓷管分离膜、及封装该陶瓷管分离膜的铜外壳所构成，在该外壳与陶瓷管分离膜之间的腔体为制冷剂蒸发腔，在该分离膜的两端，直接装置制冷剂液体进入、排出口。
实施例8在上述B的制冷剂循环系统中，膜蒸发分离装置14、11，都是由渗透率为1*10-2--5*10-4L/min.cm2.Pa的聚丙烯纤维管分离膜、及封装该纤维管分离膜的铜外壳所构成，在该外壳与聚丙烯纤维管分离膜之间的腔体为制冷剂蒸发腔，在该纤维管分离膜的两端，直接装置制冷剂液体进入、排出口。
实施例9在上述B的制冷剂循环系统中，膜蒸发分离装置14、11，都是由内层为烧结金属管、外层为聚丙烯纤维、通过复合而组成的渗透率为1*10-2--5*10-4L/min.cm2.Pa的管状复合分离膜、及封装该复合分离膜的铜外壳所构成，在该外壳与复合分离膜之间的腔体为制冷剂蒸发腔，在该复合分离膜的两端，直接装置制冷剂液体进入、排出口。
实施例10在上述B的制冷剂循环系统中，膜蒸发分离装置14、11，都是由内层为陶瓷管、外层为聚丙烯纤维、通过复合而组成的渗透率为1*10-2--5*10-4L/min.cm2.Pa的管状复合分离膜、及封装该复合分离膜的铜外壳所构成，在该外壳与复合分离膜之间的腔体为制冷剂蒸发腔，在该复合分离膜的两端，直接装置制冷剂液体进入、排出口。
实施例11在上述B的制冷剂循环系统中，膜蒸发分离装置14中心部位的空芯管多孔介质分离膜，为烧结金属空芯管分离膜，而膜蒸发分离装置11中心部位的空芯管多孔介质分离膜，为陶瓷管分离膜。
实施例12在上述B的制冷剂循环系统中，膜蒸发分离装置14的中心部位的空芯管多孔介质分离膜，为烧结金属空芯管分离膜，而膜蒸发分离装置11中心部位的空芯管多孔介质分离膜，为内层为烧结金属管、外层为聚丙烯纤维通过复合而组成的管状复合分离膜分离膜。
实施例13在上述B的制冷剂循环系统中，膜蒸发分离装置14中心部位的空芯管多孔介质分离膜，为陶瓷管分离膜，而膜蒸发分离装置11中心部位的空芯管多孔介质分离膜，为内层为陶瓷管、外层为聚丙烯纤维、通过复合而组成的管状复合分离膜。
实施例14在上述B的制冷剂循环系统中，膜蒸发分离装置14中心部位的空芯管多孔介质分离膜18，为内层是烧结金属管、外层为聚丙烯纤维、通过复合而组成的管状复合分离膜，而膜蒸发分离装置11中心部位的空芯管多孔介质分离膜，为内层为陶瓷管、外层为聚丙烯纤维、通过复合而组成的管状复合分离膜。
权利要求
1.一种蒸气压缩式制冷经济器系统，包括有压缩机(1)、与压缩机高温高压气体排气口(2)通过管路连接的冷凝器(4)、与压缩机低温低压制冷蒸气吸气口(13)通过管路连接的蒸发器(5)、与蒸发器低压制冷剂液体进入口(6)通过管路连接的节流阀(7)，其特征在于在冷凝器(4)的高压制冷剂液体排出口(8)和节流阀(7)该的高压制冷剂液体进入口(9)之间连接的管路中，还串接有膜蒸发分离装置，装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜的两端，分别连接冷凝器高压制冷剂液体排出口(8)和节流阀高压制冷剂液体进入口(9)，而该装置的制冷剂蒸发腔，则通过管路连接压缩机(1)的蒸气吸气口，从而组成完全封闭的制冷剂循环系统。
2.根据权利要求1所述的蒸气压缩式制冷经济器系统，其特征在于在冷凝器(4)的高压制冷剂液体排出口(8)和节流阀(7)的高压制冷剂液体进入口(9)之间连接的管路中，串接有单级膜蒸发分离装置(14)，该装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜(18)的两端a、b，分别连接冷凝器高压制冷剂液体排出口(8)和节流阀高压制冷剂液体进入口(9)，而该装置的制冷剂蒸发腔(15)，则通过管路(16)连接压缩机(1)的低温低压制冷蒸气吸气口(13)，从而组成完全封闭的制冷剂循环系统。
3.根据权利要求1所述的蒸气压缩式制冷经济器系统，其特征在于在冷凝器(4)的高压制冷剂液体排出口(8)和节流阀(7)的高压制冷剂液体进入口(9)之间连接的管路中，串接有单级膜蒸发分离装置(14)，该装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜(18)的两端a、b，分别连接冷凝器高压制冷剂液体排出口(8)和节流阀高压制冷剂液体进入口(9)，而该装置的制冷剂蒸发腔(15)，则通过管路(16)连接压缩机(1)的中压制冷蒸气吸气口(17)，从而组成完全封闭的制冷剂循环系统。
4.根据权利要求1所述的蒸气压缩式制冷经济器系统，其特征在于在冷凝器(4)的高压制冷剂液体排出口(8)和节流阀(7)的高压制冷剂液体进入口(9)之间连接的管路中，串接有两级膜蒸发分离装置(11)和(14)，其中第一级膜蒸发分离装置(14)的制冷剂蒸发腔(15)，通过管路(16)连接压缩机(1)的中压制冷蒸气吸气口(17)，而第二级膜蒸发分离装置(11)的制冷剂蒸发腔(10)，通过管路(12)连接压缩机的低温低压制冷蒸气吸气口(13)，从而组成完全封闭的制冷剂循环系统。
5.根据权利要求1、2、3、4所述的蒸气压缩式制冷经济器系统，其特征在于在高压制冷剂液体排出口(8)和节流阀(7)的高压制冷剂液体进入口(9)之间连接管路中的膜蒸发分离装置，是由渗透率1*10-2--5*10-4L/min.cm2.Pa的空芯管状多孔介质分离膜(18)，及封装该空芯管多孔介质分离膜(18)的外壳所构成，在外壳与该空芯管多孔介质分离膜之间的腔体(10)、(15)，为膜蒸发分离装置的制冷剂蒸发腔，在该空芯管多孔介质分离膜(18)的两端，直接装置制冷剂液体进、出口。
6.根据权利要求5所述的蒸气压缩式制冷经济器系统，其特征在于装置在膜蒸发分离装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜(18)，为烧结金属管分离膜。
7.根据权利要求5所述的蒸气压缩式制冷经济器系统，其特征在于装在膜蒸发分离装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜(18)，为陶瓷管分离膜。
8.根据权利要求5所述的蒸气压缩式制冷经济器系统，其特征在于装在膜蒸发分离装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜(18)，为聚丙烯纤维管分离膜。
9.根据权利要求5所述的蒸汽压缩式制冷经济器系统，其特征在于装在膜蒸发分离装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜(18)，为内层是烧结金属、外层为聚丙烯纤维复合而成的管状分离膜。
10.根据权利要求5所述的蒸汽压缩式制冷经济器系统，其特征在于装在膜蒸发分离装置中心部位的空芯管多孔介质分离膜(18)，是内层为陶瓷、外层为聚丙烯纤维复合而成的管状分离膜。
全文摘要
本发明公开一种蒸气压缩式制冷经济器系统，主要由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器部件组成，部件之间由紫铜管焊连，组成完全封闭的制冷剂循环系统，特征是在冷凝器高压制冷剂液体排出口和节流阀高压制冷剂液体进入口之间的管路中，还串接有膜蒸发分离装置，该装置中心的多孔介质分离膜两端，分别连接冷凝器高压制冷剂液体排出口和节流阀高压制冷剂液体进入口，该装置的多孔介质分离膜的制冷剂蒸发腔，通过管路连接压缩机蒸气吸气口，从而组成封闭的制冷剂循环系统；优点是系统中的膜蒸发分离装置，使通过节流阀的制冷剂成为低压单相液态，大大提高了蒸发器换热效率，可实现蒸发器小型化，节流阀的减少使系统结构简化，控制难度降低。
文档编号F25B1/00GK1743773SQ20051002149
公开日2006年3月8日 申请日期2005年8月19日 优先权日2005年8月19日
发明者孙文哲 申请人:孙文哲