一种采用喷射器增效的自复叠单温或双温制冷循环系统

摘要

本发明公开了一种采用喷射器增效的自复叠单温或双温制冷循环系统，包括压缩机、冷凝器和气液分离器入口依次相连，气液分离器产生的富含低沸点工质的饱和气体制冷剂经过蒸发冷凝器冷却为液体，分为两路：其中主路依次经过节流元件、低温蒸发器和喷射器二次流入口进入喷射器，支路与来自气液分离器的富含高沸点的饱和液体混合后进入喷射器喷嘴，引射来自蒸发器的富含低沸点工质的气体制冷剂，两股流体在喷射器内经过混合和升压过程后排出喷射器，进入蒸发冷凝器冷凝来自气液分离器的富含低沸点组分气体，然后进入高温蒸发器吸热实现高温制冷变为过热气体，最后进入压缩机，实现完整的自复叠双温制冷循环；该循环可以有效利用非共沸混合工质实现自动复叠双温制冷的同时，采用喷射器回收膨胀功，提高压缩机吸气压力，有效的改善了低温制冷系统的性能。

权利要求

1.一种采用喷射器增效的自复叠单温或双温制冷循环系统，其特征在于：包括压缩机(101)，所述压缩机(101)的出口与冷凝器(102)进口相连，冷凝器(102)出口与气液分离器(103)进口相连；气液分离器(103)的饱和气体出口与蒸发冷凝器(107)的冷凝侧进口相连，蒸发冷凝器(107)的冷凝侧出口的制冷剂分为两路，一路作为直接制冷流体经过节流元件(106)后进入低温蒸发器(105)，低温蒸发器(105)出口与喷射器(104)二次流入口相连；另一路经过支路管(108)与来自气液分离器(103)液体出口的制冷剂混合后进入喷射器(104)的喷嘴，在喷射器(104)内与来自低温蒸发器(105)的工质混合升压后排出；喷射器(104)出口与蒸发冷凝器(107)的蒸发侧体通道进口相连，所述蒸发冷凝器(107)的蒸发侧通道出口直接与压缩机(101)进口相连，形成单温制冷循环系统，或通过高温蒸发器(109)与压缩机(101)进口相连，形成双温制冷循环系统。

2.根据权利要求1所述的一种采用喷射器增效的自复叠单温或双温制冷循环系统，其特征在于：蒸发冷凝器(107)的冷凝侧出口分为两路：其中制冷剂主路依次与节流元件(106)、低温蒸发器(105)和喷射器二次流入口相连；支路管(108)与气液分离器(103)液体出口管连成一路后进入喷射器(104)喷嘴，增强了喷射器工作流体质量流量，有助于改善喷射器性能。

3.根据权利要求1所述的一种采用喷射器增效的自复叠单温或双温制冷循环系统，其特征在于：该系统在节流元件(106)与喷射器(104)二次流进口间配置低温蒸发器(105)，在蒸发冷凝器(107)与压缩机(101)进口间配置高温蒸发器(109)，能够双温制冷循环；同时，去除冷凝蒸发器(107)的蒸发侧通道出口与压缩机(101)进口之间的高温蒸发器(109)，实现单温制冷循环，构成一种采用喷射器增效的自复叠单温制冷循环系统。

说明书

一种采用喷射器增效的自复叠单温或双温制冷循环系统

技术领域

[0001] 本发明属于电冰箱与冷柜制冷技术领域，具体涉及一种采用喷射器增效的自复叠单温或双温制冷循环系统。技术背景

[0002] 近年来，随着新科技的迅猛发展，人民生活水平的不断提高，医学治疗、食品工业、冷冻冷藏和各类新技术产品等许多行业都对较低的温度环境提出了具体的要求，迫切需要制冷技术的提高和发展。尤其是对低于-40℃的低温环境的要求愈加强烈。实现-40℃以下低温制冷的途径主要包括：单一工质多级压缩制冷、混合工质节流制冷、复叠式制冷和自复叠式制冷。

[0003] 自复叠制冷系统是一种使用非共沸混合工质，可以通过单台压缩机实现多级自动复叠，从而获得较低制冷温度的制冷系统，因此在低温制冷领域具有一定的优势。但是，常规自复叠制冷循环系统的工作温差较大，且一般通过节流阀或者毛细管实现节流，因此由节流元件带来的节流损失较大，导致系统的能效会比较低。实际上，其节流过程是存在可回收的膨胀功，如果膨胀功能有效回收，可以有效改善自复叠制冷循环系统性能。近年来，喷射器因结构简单、成本低廉、无运动部件，被用于蒸气压缩式制冷、热泵循环系统代替传统节流元件，回收膨胀功，提升压缩机的吸气压力从而降低循环中压缩机的功率消耗和提高压缩机的输气量，有效提升循环系统性能。然而，目前针对喷射器在自复叠制冷系统上应用的方法还比较缺乏。因此，喷射器在自复叠制冷循环系统中的应用喷射器具有积极的意义，也是实现-40℃以下低温制冷的一个新方向。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种采用喷射器增效的自复叠单温或双温制冷循环系统，该系统不但可以实现低温制冷的要求，还可以有效改善系统的制冷效率。

[0005] 为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：

[0006] 一种采用喷射器增效的自复叠单温或双温制冷循环系统，包括压缩机101，压缩机101的出口与冷凝器102进口相连，冷凝器102出口与气液分离器103进口相连；气液分离器
103的饱和气体出口与蒸发冷凝器107冷凝侧通道进口相连，蒸发冷凝器107的冷凝侧通道出口制冷剂分为两路，一路作为直接制冷剂经过节流元件106后进入低温蒸发器105，低温蒸发器105出口与喷射器104二次流入口相连；另一路经过支路管108与来自气液分离器103液体出口的制冷剂混合后进入喷射器104的喷嘴，与来自低温蒸发器105的工质混合升压后经喷射器104出口排出；喷射器104出口与蒸发冷凝器107的蒸发侧通道进口相连，所述蒸发冷凝器107的蒸发侧通道出口直接与压缩机101进口相连，形成单温制冷循环系统，或通过高温蒸发器109与压缩机101进口相连，形成双温制冷循环系统。

[0007] 蒸发冷凝器107的冷凝侧出口分为两路：其中制冷剂主路依次与节流元件106、低温蒸发器105和喷射器二次流入口相连；支路管108与气液分离器103液体出口管连成一路后进入喷射器104喷嘴，增强了喷射器工作流体质量流量，有助于改善喷射器性能。

[0008] 该系统在节流元件106与喷射器104二次流进口间配置低温蒸发器105，在蒸发冷凝器107与压缩机101进口间配置高温蒸发器109，能够双温制冷循环；同时，去除冷凝蒸发器107的蒸发侧通道出口与压缩机101进口之间的高温蒸发器109，实现单温制冷循环，构成一种采用喷射器增效的自复叠单温制冷循环系统。

[0009] 与传统一级自复叠制冷循环相比，本发明利用喷射器代替原自复叠制冷系统中的节流元件，可以部分回收膨胀功，从而有利于系统性能的改善，同时利用喷射器产生的压力(温度)提升效果配置双蒸发器实现双温制冷；此外，采用之路管将部分低沸点液体工质引入喷射器喷嘴，增加了喷射器喷嘴的进口流量，提高了喷射器压力提升比，有利于压缩机功耗的降低和系统能效比的提高。该系统是一种经济、有效可行的改善方案，将有效地促自复叠低温制冷系统技术的发展。

附图说明

[0010] 图1为实施例一的系统示意图。

[0011] 图2为实施例一的制冷循环系统工作过程的压-焓图(p-h图)。

[0012] 图3为实施例二的系统示意图。

[0013] 图4为实施例二的制冷循环系统工作过程的压-焓图(p-h图)。

具体实施方式

[0014] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚简明，以下结合附图及两种实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0015] 实施例一

[0016] 如图1所示，本实施例为一种采用喷射器增效的自复叠双温制冷系统，包括：包括压缩机101，压缩机101的出口与冷凝器102进口相连，冷凝器102出口与气液分离器103进口相连；气液分离器103的饱和气体出口与蒸发冷凝器107的冷凝侧通道进口相连，蒸发冷凝器107的蒸发侧通道出口分为两路：一路经节流元件106与低温蒸发器105的进口相连，低温蒸发器105出口与喷射器104二次流入口相连；另一路通过支路管108与来气液分离器103液体出口连成一路后与喷射器104的喷嘴进口相连；喷射器104出口与蒸发冷凝器107的蒸发侧通道进口相连，蒸发冷凝器蒸发侧出口与高温蒸发器109的进口相连，高温蒸发器109的出口与压缩机101的进口相连，形成了一种完整的适用于低温制冷的采用喷射器增效的自复叠双温制冷循环系统。

[0017] 图2为实施例一的制冷循环系统工作过程的压-焓图(p-h图)。本发明的具体工作过程为：来蒸发冷凝器107冷凝侧通道出口的低压过热制冷剂(图2中1点)进入高温蒸发器109，吸收热量变为过热蒸气，然后进入压缩机101，经压缩后变为高压过热气体(图2中2点)，过热蒸汽进入冷凝器102放热后成为气液两相(图2中3点)，然后经过气液分离器103实现高低沸点组分的分离；富含低沸点组分的饱和气体(图2中5点)在蒸发冷凝器107中冷凝为过冷液体(图2中6点)，然后该过冷液体分为两股：一股作为制冷流体经过节流元件106节流后变为两相低温流体(图2中7点)，然后进入低温蒸发器105吸热，且工质温度随着干度的增加逐渐增加，直至饱和气体状态(图2中8点)实行了制冷效果；另一股富含低沸点的液体工质经支路管108与来自气液分离器103的富含高沸点液态工质汇合(图2中9点)，然后进入喷射器104喷嘴将压力能转化为速度能(图2中9点)，从而引射来自低温蒸发器105的气体工质(图2中8点)，然后在混合腔内混合(图2中10点)，再经过扩压段升压后以气液两相状态排出喷射器(图2中11点)，然后该两相流体进入蒸发冷凝器107蒸发侧与冷凝侧来自气液分离器的富含低沸点组分工质进行换热升温后，气液两相工质干度增加(图2中12点)，然后进入高温蒸发器109吸收热量后，由两相状态变为过热蒸气(图2中1点)，实现高温制冷，最后进入压缩机101完成整个循环。

[0018] 实施例二

[0019] 如图3所示，为本发明的另一种实施方式的流程图。本实施例与实施例一的区别在于在实施例一的基础上去掉了实施例一种蒸发冷凝器107的蒸发侧出口与压缩机101进口之间设置的高温蒸发器109。本实施例为一种采用喷射器增效的自复叠单温冷柜制冷循环系统，包括压缩机101，压缩机101的出口与冷凝器102进口相连，冷凝器102出口与气液分离器103进口相连；气液分离器103的饱和气体出口与蒸发冷凝器107的冷凝侧通道进口相连，蒸发冷凝器107的蒸发侧通道出口分为两路：一路经节流元件106与蒸发器105的进口相连，蒸发器105出口与喷射器104二次流入口相连；另一路通过支路管108与来气液分离器103液体出口联成一路后与喷射器104的喷嘴进口相连；喷射器104出口与蒸发冷凝器107的蒸发侧通道进口相连，蒸发冷凝器107蒸发侧出口与压缩机101进口相连，形成了一种完整的喷射器增效的自复叠单温冷柜制冷循环系统。

[0020] 图4为实施例二的制冷循环系统工作过程的压-焓图(p-h图)。本发明带喷射器的复叠式单温冷柜制冷循环系统的工作过程为：来蒸发冷凝器107的过热蒸气进入压缩机101，经压缩后变为高压过热气体(图4中2点)，过热蒸汽进入冷凝器102放热后成为气液两相(图4中3点)，然后经过气液分离器103实现高低沸点组分的分离；富含低沸点组分的饱和气体(图4中5点)在蒸发冷凝器107中冷凝为过冷液体(图4中6点)，然后该过冷液体分为两股：一股作为直接制冷流体经过节流元件106节流后变为两相低温流体(图4中7点)，然后进入蒸发器105吸热，且工质温度随着干度的增加逐渐增加，直至饱和气体状态(图4中8点)实行了制冷效果；另一股富含低沸点的液体工质经支路管108与来自气液分离器103的富含高沸点液态工质汇合(图4中9点)，然后进入喷射器104喷嘴将压力能转化为速度能(图4中9'点)，从而引射来自蒸发器105的气体工质(图4中8点)，然后在混合腔内混合(图4中10点)，再经过扩压段升压后以气液两相状态排出喷射器(图4中11点)；然后该两相流体进入蒸发冷凝器107蒸发侧与冷凝侧来自气液分离器的富含低沸点组分工质进行换热升温变为过热蒸气(图4中1点)，最后进入压缩机101完成整个循环。