[发明专利]一种利用蒸汽压改变状态的热力学方法和装置

说明书

本发明涉及制冷机领域，具体公开了一种利用蒸汽压改变状态的热力学方法和装置，包括依次相连的压缩机、液化机构、预冷器、蒸发器；液化机构是冷凝器、冷却器加节流阀或膨胀机中的一种，预冷器包括冷却部和冷却腔，冷却部是用于为冷却腔内流经工质降温的组件，冷却部是外部冷源或系统自冷却组件中的一种，冷却腔设有第一入口和第一出口；第一入口与冷凝器出口相连，第一出口与蒸发器入口相连。本发明通过加入预冷器，使低于所要求温度的液态工质进入蒸发器，从而提高了蒸发器和冷凝器的热转换效率，使制冷机的制冷速度进一步提高；通过加入蒸汽压缩装置，使蒸发器或蒸发腔内的蒸汽能够自增压，减少压缩机的负担，来达到节能的目的。

技术领域

本发明涉及制冷机领域，尤其涉及一种利用蒸汽压改变状态的热力学方法和装置。

背景技术

空调、冰箱是现代生活中最常见的制冷机，几乎成为了人们生活中必备的电器。在传统的制冷机中，液态工质经过节流器后进入蒸发器，由于压缩机抽取蒸发器内的工质蒸汽，使蒸发器内的压力降低，液态工质在低压力下蒸发吸热并形成工质蒸汽，压缩机将抽取的工质蒸汽加压排入冷凝器，冷凝器内压力高，工质蒸汽在高压下液化成工质液体并放热，从而完成了热交换。这样的制冷方式直接高效，能迅速获得制冷或制热效果。

且传统制冷机为了液态工质的蒸发，需要压缩机不断地运行，来将蒸发器内的蒸汽抽走，维持蒸发器内的低压，即使需要的温度的饱和蒸气压很高，比较耗能。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种利用蒸汽压改变状态的热力学方法和装置。

本发明采用的技术方案是：包括工质、工质管路、压缩机、蒸发器、预冷器和液化机构，所述液化机构是冷凝器、冷却器加节流阀或膨胀机中的一种；所述的压缩机、液化机构、预冷器、蒸发器依次相连；所述预冷器包括冷却部和冷却腔，所述冷却部是用于为冷却腔内流经的液态的工质降温的组件，冷却部是外部冷源或系统自冷却组件中的一种，所述冷却腔设有第一入口和第一出口；所述第一入口与液化机构出口相连，所述第一出口与蒸发器入口相连。

作为优选的，所述的系统自冷却组件包括节流装置和蒸发腔，蒸发腔设有第二入口和第二出口，所述液化机构出口、节流装置、第二入口依次相连，所述第二出口与压缩机吸气端相连。

优选的，所述的冷却部是外部冷源时，所述液化机构与所述预冷器可以合并为一个部件；蒸汽工质冷凝后，液态工质过冷至低于需要的制冷温度。

优选的，根据权利要求1所述的一种利用蒸汽压改变状态的热力学装置，其特征是：还包括蒸汽压缩装置，所述蒸汽压缩装置是机械式增压器、蒸汽自增压器或蒸汽喷射泵中的一种或几种的组合，所述的蒸汽自增压器包括压缩部、做功部和传动机构；所述压缩部包括压力缸，压力缸一侧设有第三入口和第三出口；所述做功部包括驱动缸，驱动缸一侧设有第四入口和第四出口；所述传动机构用于将做功部产生的压力传递到压缩部，压力缸和驱动缸通过传动机构相连。

优选的，所述的蒸汽压缩装置有多个，且多个蒸汽压缩装置的运行方式是依次串联复叠运行、并联运行、串联并联切换运行中的一种。

优选的，所述的液化机构出口与节流装置之间设有闪蒸装置，所述的闪蒸装置的蒸汽出口，与蒸汽压缩装置连接或与蒸发腔的蒸汽出口通过蒸汽压缩装置连接，用于驱动蒸汽压缩装置做功；进入第一入口的工质管路设于闪蒸装置中液态的工质的液位之下。

优选的，所述蒸发器设有至少一个，所述冷凝器设有至少一个，至少一个所述蒸发器的蒸汽出口与所述蒸汽压缩装置连接，其余蒸发器的蒸汽出口分别与压缩机的吸气端或蒸发器出口的蒸汽压缩装置连接；至少一个冷凝器的入口与蒸汽压缩装置连接；多个冷凝器相互连通使工质在冷凝器间流动。