[发明专利]组合式级联制冷设备

说明书

本文公开了一种组合式级联制冷设备，其包括具有制冷回路的压缩制冷设备以及具有蒸发器的吸着制冷设备。所述制冷回路与所述蒸发器耦合，以提高制冷回路的效率。

技术领域

所公开的主题涉及一种制冷设备和方法，具体地，涉及使用低品位热量获得制冷设备的最佳制冷性能。所公开的主题旨在在制冷设备内使用或作为制冷设备的不可或缺部分使用，制冷设备包含例如在零售、公共餐饮、食品和乳品生产领域安装于海船或内河船舶上的移动冰箱。

背景技术

已知级联制冷设备的各种设计和构造。经常使用的级联设备由两个单回路制冷设备组成，其中每个设备包括压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀和热交换器。此外，已知级联设备，其中顶部级联代表双回路制冷设备。其中，不同的制冷剂为每个级联提供动力。存在热泵，其可以与各种制冷剂进行级联循环。例如，美国专利4,149,389[Hayes等人]公开了一种热泵，其可以当作级联制冷设备运行。

美国专利5,729,993[Boiarski等人]公开了一种空气预冷式设备的实施例，其中空气被用作热载体。主回路包含主压缩机、冷凝器、蒸发器和三流热交换器。辅助回路采用连接到三流热交换器的辅助压缩机、冷凝器和蒸发器。因此，以两个回路和三流热交换器作为通用模块，所公开的设备可以被分类为级联制冷设备。

在现有的级联制冷设备中通常使用两个或多个电动压缩机。低温级联制冷设备以比输出制冷电功率高30-40％的输入电功率运行。最简单的降低级联设备耗电量的方法是，例如，将顶部级联设计为吸收器式制冷设备，由排出的低品位热量驱动。因此，对于零下35°С或更低的输出冷量，耗电量可降低50％。

美国专利3,824,804[Sandmark]提出了组合式循环的实例。它的核心是双闭合回路的级联制冷设备。一个回路由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。另一个回路集成了发电器、冷凝器、蒸发器和吸收器。因此，三模阀是通用模块。它安装在压缩回路的蒸发器与吸收回路的蒸发器之间。此外，Sandmark公开了发电器中的砂浆被热蒸汽加热，而热蒸汽又由第一制冷回路的压缩机产生。此设备的主要缺点是不可能从制冷剂的蒸汽中获得砂浆热。只有降低过热制冷剂气体的温度，才能使压缩回路的冷凝器中发生冷凝。为了达到这一效果，发电器必须要么具有最大可能的热交换表面要么吸收回路中非常低的砂浆消耗。

美国专利4,869,069[Scherer]公开了一种包括压缩回路和吸收回路两者的制冷设备。吸收回路包括发动机或原动机/发电器组合。其驱动器为吸收回路的发电器提供热能，且为制冷回路的电力驱动提供电能。制冷压缩机与吸收回路这种耦合方式不允许将上述制冷设备分类为级联设备。另一方面，它很可能被归类为混合设备，其中压缩机将制冷剂蒸汽供应给冷凝器或介质热交换器。此专利公开内容包含一些严重错误，这可能导致设备故障。

最后，已知在以下所列专利中公开的级联制冷设备和热泵的其他设计：

Bailey的美国专利2,204,394；

Lawer等人的美国专利2,717,765；

Nussbaum等人的美国专利3,392,541；

Sandmark的美国专利3,824,804；

Brown的美国专利3,852,974；

Costello等人的美国专利4,031,712；

Hayes等人的美国专利4,149,389；

Wendschlag的美国专利4,391,104；

Muench的美国专利4,484,449；

Scherer的美国专利4,869,069；

Boiarski等人的美国专利5,729,993；