专利名称：一体式制冷剂热回收循环系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及制冷系统领域，具体地，涉及一种用于冷水机组的一体式制冷剂热回收循环系统。
背景技术：
制冷系统通常包括由压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀四个基本部件通过管道连接组成的制冷剂循环系统，制冷剂循环系统与其他部件配合安装形成一整套制冷系统，制冷剂在制冷剂循环系统中不断循环流动，发生状态变化并与外界进行热量交换。制冷剂循环系统的工作过程和原理如下:压缩机通过吸气管从蒸发器吸入低温低压的制冷剂气体，经压缩机压缩为高温高压的制冷剂气体后通过排气管进入冷凝器，高温高压的制冷剂气体在冷凝器中与冷却介质(水或空气)进行热交换，冷凝为低温高压液体，经膨胀阀膨胀节流为低温低压的制冷剂液体后，再次进入蒸发器中吸热蒸发为低温低压制冷剂气体并进入压缩机中进行下一循环，从而达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在该循环系统中经过蒸发、压缩、冷凝以及节流四个基本过程完成一个制冷循环。现有技术中的制冷剂循环系统，如中国专利文献CN 101556090B中公开的一种蒸汽压缩制冷机组，其包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及闪蒸筒，所述闪蒸筒的上端进液口与冷凝器相接，上端出气口通过单向阀与压缩机的一个输入口相接，下端出液口通过第二节流阀与蒸发器相接。但是，上述蒸汽压缩制冷机组中，冷凝器输出的低温高压制冷剂液体通过闪蒸筒的进液口以及节流孔板进入闪蒸筒进行气液分离，制冷剂气体从闪蒸筒上端的出气口进入压缩机，制冷剂液体从闪蒸筒下端的出液口流入蒸发器。虽然进入冷凝器的高温高压制冷剂气体在冷凝器中与冷却介质(水或空气)进行了充分的热交换，但是，这种热量交换并未达到理想的状态，因为冷凝器流出的低温高压制冷剂液体本身还存在较高的热量，而上述蒸汽压缩制冷机组中闪蒸筒用于气液分离，并未对该部分热量进行有效的回收利用，同时，上述蒸发器仅用于将低温低压的制冷剂液体蒸发为低温低压的制冷剂气体，也未对该部分热量进行有效的回收利用，从而造成热能极大的损失浪费。另外，中国专利文献CN2604667Y公开一种集预热、灭菌、冷却于一体的板式换热器。为解决已有技术中消毒灭菌及快速冷却采用两套独立设备同时运行存在的能源利用不充分、浪费水及设备投资大的问题。该换热器是将多片板式换热器紧密地连接，在中间增设了导流片形成余热交换区和高温灭菌区，它由预热片、消毒灭菌片、散热片、导流片和高温加热片所组成，冷液体经预热和消毒，在散热片内放出热量后流出，高温介质可用热水或过热蒸气，在加热片中放出热量，由于它们连接紧密热量能充分交换。但是，该板式换热器中的导流板的内部形状为平行四边形，流体经过导流板时会导致流体流速过小，最终导致换热效率较低，不能满足中央空调或冷水机组中的蒸发器对换热效率的要求
实用新型内容
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是现有的制冷系统的蒸发器占用空间大、回热效率低的问题，从而提供一种具有占空比小、回热效率高的蒸发器的一体式制冷剂热回收循环系统。为了实现上述目的，本实用新型提供一种一体式制冷剂热回收循环系统，包括依次连通的蒸发器、压缩机以及冷凝器，所述蒸发器包括用于制冷剂蒸发的蒸发区以及用于所述蒸发区流出的制冷剂气体与所述冷凝器流出的制冷剂液体进行回热的回热区；所述回热区与所述蒸发区通过导流板隔离，所述导流板上具有用于将所述蒸发区蒸发后的制冷剂气体导流至所述回热区的导流通道，所述导流通道的截面积与两端的导流接口的过流面积大致相等；所述回热区具有用于制冷剂流通的第一制冷剂入口、第一制冷剂出口、第二制冷剂入口以及第二制冷剂出口；还包括换热器，所述换热器具有用于制冷剂流通的第一进液口、第二进液口、出液口以及出气口，其中，所述第一进液口通过第二膨胀阀连接所述冷凝器的制冷剂出口端，所述第二进液口直接连接所述冷凝器的制冷剂出口端；所述出气口连接所述压缩机，所述出液口连接所述第一制冷剂入口 ；连通所述第一制冷剂入口和所述第一制冷剂出口的通道位于所述回热区内，所述第一制冷剂出口与第二制冷剂入口之间设置有第一膨胀阀，连通所述第二制冷剂入口和所述第二制冷剂出口的通道位于所述回热区和所述蒸发区内，所述第二制冷剂出口连接所述压缩机。上述一体式制冷剂热回收循环系统中，所述导流通道的截面积与所述导流接口的过流面积相等。上述一体式制冷剂热回收循环系统中，所述蒸发区包括用于热交换介质流通的进口端以及出口端，连通所述进口端与所述出口端的通道位于所述蒸发区内。上述一体式制冷剂热回收循环系统中，所述回热区由多个回热换热片相互紧密连接而成，所述蒸发区由多个蒸发换热片相互紧密连接而成。上述一体式制冷剂热回收循环系统中，所述蒸发换热片以及所述回热换热片的板面上成型有导流孔以及多个规则排列的换热凹槽。上述一体式制冷剂热回收循环系统中，所述换热凹槽呈人字形，相邻换热片上的所述换热凹槽呈正人字形和倒人字形设置。上述一体式制冷剂热回收循环系统中，相邻的所述蒸发换热片以及所述回热换热片的所述导流孔处采用密封胶垫进行密封连接。上述一体式制冷剂热回收循环系统中，所述压缩机为磁悬浮离心机。上述一体式制冷剂热回收循环系统中，所述冷凝器的制冷剂出口端与所述压缩机之间还设置有冷却管道。本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:(I)本实用新型的一体式制冷剂热回收循环系统，其包括的蒸发器具有一体成型的回热区以及蒸发区，冷凝器流出的低温高压的制冷剂液体流入蒸发器后流经回热区并在蒸发区蒸发为低温低压的制冷剂气体，该低温低压的制冷剂气体回流至回热区并与低温高压的制冷剂液体进行热交换，使低温高压的制冷剂液体释放热量降低温度，其本身吸收热量升高温度并从蒸发器流出并进入压缩机，从而实现对冷凝器流出的低温高压制冷剂液体的自身热量的有效回收利用，提高制冷剂的能效比，同时，由于蒸发器将回热区和蒸发区一体成型设置，使得制冷剂循环系统整体结构紧凑，配管简化并减少了制冷剂的流动阻力。(2)本实用新型的一体式制冷剂热回收循环系统，其蒸发器的回热区与蒸发区通过一个导流板隔开，整个蒸发器的结构紧凑，相对于现有分体式的蒸发器占地面积较低；同时，导流板开设的导流凹槽的截面积与两端接口的截面积大致相等，使制冷介质的流速在导流板处稳定，从而使整个制冷剂循环系统的整体结构紧凑，换热效率大大提高，实现对冷凝器流出的低温高压制冷剂液体的自身热量的更有效的回收利用。(3)本实用新型的一体式制冷剂热回收循环系统，其还包括连接在冷凝器与蒸发器之间的换热器，以对冷凝器的制冷剂出口端流出的低温高压的制冷剂液体进行第一次热交换回收，提高制冷剂的能效比。(4)本实用新型的一体式制冷剂热回收循环系统，其冷凝器的制冷剂出口端与压缩机之间还设置有冷却管道，使冷凝器的制冷剂出口端流出的低温高压的制冷剂液体流入压缩机，从而对压缩机起到良好的冷却效果。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，
以下结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中，图1是本实用新型的一体式制冷剂热回收循环系统的结构原理示意图。图2是本实用新型的蒸发器的结构示意图；图3是本实用新型的导流板的立体结构示意图；附图标记说明1-蒸发器，2-压缩机，3-冷凝器，4-换热器，5-第一膨胀阀，6_第二膨胀阀，8_气液分离器，9-冷却管道，11-回热区，12-蒸发区，13-导流板，14-导流孔，15-换热凹槽，16-第一端盖，17-第二端盖，Ila-第一制冷剂入口，Ilb-第一制冷剂出口，Ilc-第二制冷剂入口，Ild-第二制冷剂出口，12a-进口端，12b-出口端，13a-导流通道，13b导流接口，31-进水口，32-出水口，41-第一进液口，42-第二进液口，43-出液口，44-出气口，111-回热换热片，121-蒸发换热片。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。如图1所示，本实用新型具体实施方式
提供的一体式制冷剂热回收循环系统包括通过制冷剂管道依次连通的蒸发器1、压缩机2、冷凝器3以及换热器4，其中:所述蒸发器I包括有用于制冷剂蒸发的蒸发区12以及用于所述蒸发区12流出的制冷剂气体与所述冷凝器3流出的制冷剂液体进行回热的回热区11。如图2所示，所述回热区11与所述蒸发区12通过导流板13相互隔离，所述导流板13上具有用于将所述蒸发区12蒸发后的制冷剂气体导流至所述回热区11的导流通道13a，所述导流通道13a的截面积与两端的导流接口 13b的过流面积大致相等，以使制冷剂的流速在所述导流板13处更稳定，换热效率大大提高，从而提高从所述冷凝器3流出的制冷剂液体自身热量的回收率。[0033]需要说明的是，所述导流通道13a的截面积与两端的导流接口 13b的过流面积大致相等的意思是指所述导流通道13a的截面积与两端的导流接口 13b的过流面积可以具有一定范围的差值，该一定范围的差值应当对制冷剂流经所述导流板13流速的稳定行不产生影响或者产生很轻微的影响。优选地，所述导流通道13a的截面积与所述导流接口 13b的过流面积的面积差不超过10%，更优选地，所述导流通道13a的截面积与所述导流接口 13b的过流面积的面积差不超过5%。更优选地，所述导流通道13a的截面积与所述导流接口 13b的过流面积相等，从而使制冷剂流经所述导流板13的流速更稳定。如图2所示，所述回热区11由多个回热换热片111相互紧密连接而成，所述蒸发区12由多个蒸发换热片121相互紧密连接而成。所述蒸发换热片121以及所述回热换热片111的板面上成型有用于制冷剂或热交换介质流通的导流孔14以及多个规则排列的换热凹槽15。所述换热凹槽15呈人字形，相邻换热片上的所述换热凹槽15呈正人字形和倒人字形设置。该换热板的换热面积大，换热效率进一步提高。另外，相邻的所述蒸发换热片121以及所述回热换热片111的所述导流孔14处采用密封胶垫进行密封连接。此外，所述蒸发器的端部分别设置有第一端盖16和第二端盖17，所述第一端盖16、所述第二端盖17、所述蒸发换热片121、所述导流板13、所述回热换热片111之间焊接连接。所述回热换热片111以及所述导流板13上成型有用于将制冷剂导流至所述蒸发区12的所述导流孔14，相邻的所述导流孔14之间设置密封垫圈，用于将所述导流孔14与所述回热换热片111的所述换热凹槽15相隔离。所述回热区11的所述第一端盖16上设置有用于制冷剂流入和流出的第一制冷剂入口 Ila和第一制冷剂出口 11b，以及用于制冷剂再次流入和再次流出的第二制冷剂入口Ilc和第二制冷剂出口 lid。用于连通所述第一制冷剂入口 IIa和所述第一制冷剂出口 Ilb的管路通道位于所述回热区11内部，用于连通所述第二制冷剂入口 Ilc和所述第二制冷剂出口 Ild的管路通道位于所述回热区11和所述蒸发区12内部。所述第一制冷剂出口 Ilb与所述第二制冷剂入口 Ilc之间设置有第一膨胀阀5，以将通过该第一膨胀阀5的低温高压的制冷剂液体进行降温降压。所述第一制冷剂入口 Ila通过制冷剂管道连接于所述冷凝器3的制冷剂出口端，所述第二制冷剂出口 Ild通过制冷剂管道连接于所述压缩机2的进气口。以下根据上述的结构来说明详细本实用新型具体实施方式
提供的一体式制冷剂热回收循环系统中制冷剂的循环流程。制冷剂的流向如图1或图2中箭头A所示。如图1所示，所述压缩机2吸入低温低压的制冷剂气体，将其压缩为高温高压的制冷剂气体后输送至所述冷凝器3中，高温高压的制冷剂气体在所述冷凝器3中与外部热交换介质进行换热冷凝为低温高压的制冷剂液体，所述冷凝器3的制冷剂出口端流出的低温高压制冷剂液体从所述蒸发器I的所述第一制冷剂入口 Ila流入所述回热区11并从所述第一制冷剂出口 Ilb流出所述回热区11，然后在所述第一膨胀阀5的作用下降温降压为低温低压的制冷剂液体并通过制冷剂管道流入所述蒸发区12蒸发为低温低压的制冷剂气体，该低温低压的制冷剂气体通过制冷剂管道再次回流至所述回热区11，由于进入所述回热区11的低温低压的制冷剂气体的温度低于从所述第一制冷剂入口 Ila流入所述回热区11的低温高压的制冷剂液体的温度，因此，制冷剂液体将与制冷剂气体进行热回收换热，低温高压的制冷剂液体将释放热量而降温，使流入所述蒸发区12的制冷剂液体的温度进一步降低，同时，低温低压的制冷剂气体将吸收释放的热量而升温，使通过所述第二制冷剂出口 Ild流出并进入所述压缩机2的制冷剂气体的温度得到相应的提高，最后，得到热量的低温低压的制冷剂气体再次进入所述压缩机2中进行下一次热回收循环。因此，通过上述的所述蒸发器I的回热蒸发作用，可以使流入所述蒸发区12的制冷剂液体的温度进一步降低，同时使低温低压的制冷剂气体吸收释放的热量而升温，可以有效地降低所述压缩机2的能耗，可以实现对所述冷凝器3流出的低温高压制冷剂液体的自身热量的有效回收利用，提高制冷剂的能效比。如图2所示，所述蒸发区12的第二端盖17上可以设置有用于热交换介质流通的进口端12a以及出口端12b，连通所述进口端12a与所述出口端12b的管路通道位于所述蒸发区12内。如上所述，由于用于连通所述第二制冷剂入口 Ilc和所述第二制冷剂出口 Ild的管路通道同样位于所述回热区11和所述蒸发区12内部，因此，外界热交换介质，例如冷冻水，流向如图中箭头B所示，从所述进口端12a流入所述蒸发区12内，低温低压的制冷剂液体流经所述蒸发区12并与冷冻水进行换热并蒸发为低温低压的制冷剂气体。本实用新型提供的一体式制冷剂热回收循环系统中，为了进一步提高冷凝器流出的低温高压的制冷剂液体的热回收率，如图1所示，该一体式制冷剂热回收循环系统还包括有换热器4，所述换热器4具有第一进液口 41、第二进液口 42、出液口 43以及出气口 44，其中，所述第一进液口 41以及第二进液口 42用于流入制冷剂液体，所述出液口 43用于流出制冷剂液体，所述出气口 44用于流出制冷剂气体。所述第一进液口 41通过第二膨胀阀6连接于所述冷凝器3的制冷剂出口端，所述第二进液口 42直接连接于所述冷凝器3的制冷剂出口端，所述出气口 44连接于所述压缩机2，所述出液口 43连接于所述第一制冷剂入Π Ila0这样，所述冷凝器3的制冷剂出口端流出的低温高压制冷剂液体首先通过换热器4，即低温高压的制冷剂液体将分为两路，一路经过第二膨胀阀6降温降压后通过所述第一进液口 41流入所述换热装置4，另一路通过所述第二进液口 42直接进入所述换热装置4，由于所述第二膨胀阀6的作用，流入所述换热装置4的两路制冷剂液体具有温差，因此，该两路制冷剂液体在所述换热装置4中进行第一次换热，温度较低的制冷剂液体将吸热蒸发为气态制冷剂从所述出气口 44进入所述压缩机2，以起到补气增焓的效果，温度较高的制冷剂液体降温后从所述出液口 43流出，并通过所述第一制冷剂入口 Ila流入所述蒸发器I的所述回热区11以进行后续流程。因此，通过上述的所述换热器4的换热作用，可以使所述冷凝器3流出的制冷剂液态再次冷却，提高系统的过冷度的同时蒸发出的成气态的制冷剂回流至所述压缩机2，具有补气增焓的效果。另外，为了提高换热效率，减少换热器的占地面积，优选地，所述换热器4为板式换热器。当然，所述换热器4可以采用其他类型的换热器，在此不作限制。此外，由于所述冷凝器3流出的是高压的制冷剂液体，因此，为了防止制冷剂液体的高压对所述蒸发器I造成损坏或者造成系统运行的不稳定，优选地，所述换热器4的所述出液口 43与所述蒸发器I的所述第一制冷剂入口 Ila之间可以连接有膨胀阀，以降低进入所述蒸发器I的制冷剂液体的压力。另外，如图1所示，所述蒸发器I的所述第二制冷剂出口 Ild与所述压缩机2的进气口之间还可连接有气液分离器8。由于所述蒸发器I的所述回热区11的作用，所述蒸发器I输出的低温低压的制冷剂气体的温度可以得到相应的提高，从而减少制冷剂气体中水分含量。在此基础上，为了进一步降低制冷剂气体中水分含量并保护所述压缩机2避免遭受液击现象，所述第二制冷剂出口 Ild与所述压缩机2的进气口之间连接有所述气液分离器8，从而对所述压缩机2提供进一步更可靠的保护。所述冷凝器3的制冷剂出口端与所述压缩机2之间还可设置有冷却管道9，使所述冷凝器3的制冷剂出口端流出的低温高压的制冷剂液体回流至所述压缩机2，从而对所述压缩机2起到良好的冷却效果。所述冷凝器3可具有进水口 31和出水口 32，使得作为热交换介质的冷冻水可从所述进水口 31流入所述冷凝器3内并与流入所述冷凝器3的高温高压的制冷剂气体进行热交换，冷冻水吸收热量后从所述出水口 32流出，同时，高温高压的制冷剂气体释放热量冷凝为低温高压的制冷剂液体并从所述冷凝器3的制冷剂出口端流出。另外，压缩机2可以采用离心压缩机，更优选地，所述压缩机2可以采用磁悬浮离心机。当然，所述压缩机2也可以采用任何现有的驱动单元与压缩单元为一体的压缩机，在此对压缩机2的具体类型不做限制。为了保证进入所述蒸发器I的制冷剂液体不含有杂质，优选地，所述换热器4的所述出液口 43与所述蒸发器I的所述第一制冷剂入口 Ila之间可以设置有过滤器，从而保证进入所述蒸发器I的制冷剂液体的纯净。显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
权利要求1.一种一体式制冷剂热回收循环系统，包括依次连通的蒸发器(I)、压缩机(2)以及冷凝器(3)，其特征在于: 所述蒸发器(I)包括用于制冷剂蒸发的蒸发区(12)以及用于所述蒸发区(12)流出的制冷剂气体与所述冷凝器(3)流出的制冷剂液体进行回热的回热区(11);所述回热区(11)与所述蒸发区(12)通过导流板(13)隔离，所述导流板(13)上具有用于将所述蒸发区(12)蒸发后的制冷剂气体导流至所述回热区(11)的导流通道(13a)，所述导流通道(13a)的截面积与两端的导流接口(13b)的过流面积大致相等； 所述回热区(11)具有用于制冷剂流通的第一制冷剂入口( I la)、第一制冷剂出(I lb)、第二制冷剂入(Ilc)以及第二制冷剂出口(Ild)； 还包括换热器(4)，所述换热器(4)具有用于制冷剂流通的第一进液口(41)、第二进液口(42)、出液口(43)以及出气口(44)，其中， 所述第一进液口(41)通过第二膨胀阀(6)连接所述冷凝器(3)的制冷剂出口端，所述第二进液口(42)连接所述冷凝器(3)的制冷剂出口端；所述出气口(44)连接所述压缩机(2)，所述出液口(43)连接所述第一制冷剂入口(Ila);连通所述第一制冷剂入(Ila)和所述第一制冷剂出口(Ilb)的通道位于所述回热区(11)内，所述第一制冷剂出(Ilb)与第二制冷剂入(lie)之间设置有第一膨胀阀(5)，连通所述第二制冷剂入口( lie)和所述第二制冷剂出(Ild)的通道位于所述回热区(11)和所述蒸发区(12)内，所述第二制冷剂出(Ild)连接所述压缩机(2)。
2.根据权利要求1所述的一体式制冷剂热回收循环系统，其特征在于，所述导流通道(13a)的截面积与所述导流接口(13b)的过流面积相等。
3.根据权利要求1或2所述的一体式制冷剂热回收循环系统，其特征在于，所述蒸发区(12)包括用于热交换介质流通的进口端(12a)以及出口端(12b)，连通所述进口端(12a)与所述出口端(12b)的通道位于所述蒸发区(12)内。
4.根据权利要求3所述的一体式制冷剂热回收循环系统，其特征在于，所述回热区(11)由多个回热换热片(111)相互紧密连接而成，所述蒸发区(12)由多个蒸发换热片(121)相互紧密连接而成。
5.根据权利要求4所述的一体式制冷剂热回收循环系统，其特征在于，所述蒸发换热片(121)以及所述回热换热片(111)的板面上成型有导流孔(14)以及多个规则排列的换热凹槽(15)。
6.根据权利要求5所述的一体式制冷剂热回收循环系统，其特征在于，所述换热凹槽(15)呈人字形，相邻换热片上的所述换热凹槽(15)呈正人字形和倒人字形设置。
7.根据权利要求5或6所述的板式蒸发器，其特征在于，相邻的所述蒸发换热片(121)以及所述回热换热片(111)的所述导流孔(14)处采用密封胶垫进行密封连接。
8.根据权利要求1所述的一体式制冷剂热回收循环系统，其特征在于，所述换热器(4)为板式换热器。
9.根据权利要求1所述的一体式制冷剂热回收循环系统，其特征在于，所述压缩机(2)为磁悬浮离心机。
10.根据权利要求9所述的一体式制冷剂热回收循环系统，其特征在于，所述冷凝器(3)的制冷剂出口端与所述压缩机(2)之间还设置有冷却管道(9)。
专利摘要本实用新型公开一种一体式制冷剂热回收循环系统，包括蒸发器(1)、压缩机(2)、冷凝器(3)以及换热器(4)，所述蒸发器包括用于制冷剂蒸发的蒸发区(12)以及用于所述蒸发区流出的制冷剂气体与所述冷凝器流出的制冷剂液体进行回热的回热区(11)；所述回热区与所述蒸发区通过导流板(13)隔离，其具有换热器和回热蒸发功能一体的蒸发器，整个蒸发器的结构紧凑，占地面积低；同时，导流板开设的导流凹槽的截面积与两端导流接口的截面积大致相等，使制冷介质的流速在导流板处稳定，从而使整个制冷剂循环系统的整体结构紧凑，换热效率大大提高，实现对冷凝器流出的低温高压制冷剂液体的自身热量的更有效的回收利用。
文档编号F25B41/00GK202928177SQ20122065156
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者查晓冬, 李向威, 肖如俊 申请人:苏州必信空调有限公司