CN101825372A - 喷射制冷与蒸汽压缩制冷联合循环装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种喷射制冷和蒸汽压缩制冷联合循环节能制冷装置及方法是为了提高制冷系统的运行效率,解决现有的蒸汽压缩式制冷循环中为了使制冷剂有一定的过冷度而采用的回热循环带来的压缩机单位功变大,单位冷凝量变大,输气量减小,制冷系数降低等问题,在蒸汽压缩制冷循环侧,压缩机(2)排气口与发生器(5)的制冷剂入口相连接,发生器(5)的制冷剂出口与第一冷凝器(3)入口相连接,第一冷凝器(3)的出口与过冷器(6)的制冷剂入口相连接,过冷器(6)的制冷剂出口通过节流阀(4)与蒸发器(1)的制冷剂入口连接,蒸发器(1)出口再与压缩机(2)吸气口连通;它是将蒸汽压缩制冷循环中与喷射制冷循环复合,通过一个发生器和一个过冷器将两个制冷系统相连。

Description

喷射制冷与蒸汽压缩制冷联合循环装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种喷射制冷与蒸汽压缩制冷联合循环的装置及方法,属于制冷与低 温技术领域。

背景技术

[0002] 当前,对于蒸汽压缩式制冷循环的发展已经到了相当成熟的地步,喷射式制冷或 热泵也因为其独特的优势,在不同的行业有不同的应用,两者结合使用来提高制冷循环的 能效比在生产生活中也有一定应用,但利用压缩机排气热量来驱动喷射制冷循环产生冷 量,从而用于压缩式制冷循环中制冷剂过冷还没有。

[0003] 在蒸汽压缩式制冷循环中,使制冷剂从冷凝器出口到进入节流阀或者膨胀阀之 前,如果有一定的过冷度,那么对于整个系统的运行是有利的,可以增加单位制冷量,提高 系统的能效比,目前普遍使用的回热循环是将蒸发器出口的低温、低压制冷剂气体和冷凝 器出口的高温、高压制冷剂液体换热,从而取得一定的过冷度,但是这样的方法会使得制冷 剂气体带有较多的过热度,使压缩机的吸气温度较高,从而造成压缩机单位功变大,单位冷 凝量变大,输气量减小,制冷系数降低,这对于整个系统的运行又是不利的,同时,若使用其 他的过冷方法,需要冷却介质,而环境温度决定不能将过冷温度降低到低于环境温度。

[0004] 对于压缩机出口的带有很大过热度的高温、高压制冷剂气体,需要在冷凝器中冷 却到饱和状态后再冷凝,这样冷凝器面积利用率不高,压缩机排气高温的气体热量也没有 合理利用,全部释放到了环境或冷却介质中,直接冷凝造成了此段高位能源的浪费,现有的 装置和技术没有涉及消除此段过热来提高换热器效率以及利用此过热度增加压缩式制冷 循环制冷剂过冷的方法。

发明内容

[0005] 技术问题:本发明的目的是提供一种喷射制冷与蒸汽压缩制冷联合循环装置及方 法,提高制冷系统的运行效率,解决现有的蒸汽压缩式制冷循环中为了使制冷剂有一定的 过冷度而采用的回热循环带来的压缩机单位功变大,单位冷凝量变大,输气量减小,制冷系 数降低等问题,结构简单,可以利用制冷剂冷凝前的过热来实现冷凝后的过冷,避免冷热抵 消造成能源浪费,提高系统的能效比。

[0006] 技术方案:喷射制冷与蒸汽压缩制冷联合循环装置是建立在蒸汽压缩式制冷循环 以及喷射制冷利用高品位能源引射低品位能源从而提高能源利用率的性能基础上的。

[0007] 本发明的一种喷射制冷和蒸汽压缩制冷联合循环节能制冷装置,在蒸汽压缩制冷 循环侧,压缩机排气口与发生器的制冷剂入口相连接,发生器的制冷剂出口与第一冷凝器 入口相连接,第一冷凝器的出口与过冷器的制冷剂入口相连接,过冷器的制冷剂出口通过 节流阀与蒸发器的制冷剂入口连接,蒸发器出口再与压缩机吸气口连通;

[0008] 在喷射制冷循环侧,喷射器一端与发生器出口的循环管路连通,另一端与过冷器 气体出口相连,喷射器出口与冷凝器入口相连,第二冷凝器出口分为两路,一路通过泵与发生器的入口连通形成主流路,另一路通过节流阀与过冷器的入口相连,过冷器出口与喷射 器气体引射入口相连形成分流路。

[0009] 所述的喷射制冷和蒸汽压缩制冷联合循环节能制冷装置的联合循环节能制冷方 法,其特征是:利用压缩机出口高温、高压制冷剂过热度,加热汽化喷射制冷循环中经过发 生器的高压制冷剂液体,汽化后的高压制冷剂引射从过冷器出来的低温、低压制冷剂气体, 扩压后冷凝,一部分经过泵加压后继续进入发生器吸收过热,另一部分经过节流后进入过 冷器对蒸汽压缩制冷循环中冷凝后的制冷剂进行过冷,增加蒸汽压缩制冷循环中制冷剂过 冷度。

[0010] 本发明采用的喷射制冷和蒸汽压缩制冷联合循环,可以充分利用压缩机出口高 温、高压制冷剂气体的过热来使得喷射式制冷循环中产生制冷量,并且用此冷量来冷却蒸 汽压缩式循环的制冷剂液体,提高制冷系数,具有明显的节能效果。

[0011] 有益效果:本发明的效果显著,包括如下几个方面:

[0012] (1)在蒸汽压缩制冷循环中加入一个喷射制冷循环,利用两个循环各自的特点和 优势,结构简单。

[0013] (2)压缩机出口的高温、高压制冷剂气体在冷凝前的过热度可以被充分利用,降低 了冷凝器的冷凝量,既避免了直接将压缩机高温、高压制冷剂气体的热量直接排放给环境, 不能得到充分利用,又提高了冷凝换热器的面积利用率。

[0014] (3)通过喷射制冷循环,可以使冷凝后的制冷剂液体进一步过冷,这样可以降低节 流后制冷剂的干度,提高单位制冷量,从而提高系统效率。

附图说明

[0015] 下面结合附图对本发明作进一步说明。

[0016] 图1是本发明的系统原理图,其中包括如下装置:蒸发器1 ;压缩机2 ;冷凝器3、8 ; 第一节流阀4、第二节流阀10 ;发生器5 ;过冷器6 ;泵7 ;喷射器9。

具体实施方式

[0017] 本发明采用的是喷射制冷和蒸汽压缩制冷联合循环的新型节能制冷循环。在图1 中,蒸汽压缩制冷循环侧,压缩机2排气口与发生器5入口相连,发生器5出口与冷凝器3 入口相连,冷凝器3出口与过冷器6入口相连,过冷器6出口与节流阀4入口相连,节流阀 4出口与蒸发器1入口连通,蒸发器1出口再与压缩机2吸气口连通。在喷射制冷循环侧, 喷射器9 一端与发生器5出口的循环管路联通,另一端与过冷器6气体出口相连,喷射器9 出口与冷凝器8入口相连,冷凝器8出口分为两路,一路与泵7入口连通,泵7再与发生器 入口连通形成主流路,另一路与节流阀10入口相连,节流阀10出口与过冷器6入口相连, 过冷器6出口与喷射器9的引射气体入口相连形成分流路。整体上,蒸汽压缩制冷循环与 喷射制冷循环是通过发生器5和过冷器6连接起来的。

[0018] 在蒸汽压缩式制冷循环这一侧,压缩机出口的高温、高压制冷剂气体在进入冷凝器冷凝前先经过一个发生器,与喷射制冷循环中同样经过发生器的制冷剂进行换热,温度 降低到冷凝温度,压力降低到冷凝温度下的饱和压力,再经过冷凝器冷凝,变成高温、高压 并带一定过冷度的液体,然后进入过冷器,与进入过冷器的喷射制冷循环中的制冷剂进行换热,使得高温、高压的制冷剂液体在进入节流阀之前的过冷度进一步增加,经过过冷的制 冷剂节流后干度较小,制冷量增加,在蒸发器里蒸发换热后再进入压缩机压缩,从而形成压 缩式制冷循环侧的制冷剂循环。

[0019] 在喷射制冷循环这一侧,制冷剂的主流方向,制冷剂在发生器中与蒸汽压缩制冷 循环中压缩机出口的高温、高压制冷剂换热,吸收蒸汽压缩制冷循环中制冷剂的过热,汽化 后的高温、高压制冷剂进入喷射器,引射过冷器出口的低温、低压制冷剂气体,混合扩压后 进入冷凝器冷凝,冷凝完的制冷剂液体分为两路,主流路的制冷剂液体经过泵的再次加压 后进入发生器换热,分流路的制冷剂液体经过节流后进入过冷器与蒸汽压缩制冷循环的制 冷剂换热后被引射到喷射器中与高温、高压制冷剂气体混合形成喷射式制冷循环侧的制冷 剂循环。

[0020] 喷射制冷与蒸汽压缩式制冷联合循环中,由于对于压缩机出口的制冷剂的过热度 的充分利用,可以有效避免冷热相抵的能源浪费,降低冷凝器的冷凝负荷,增加换热器的有 效面积,并且可以利用过热来取得过冷,可以增加系统的制冷量,提高蒸汽压缩制冷循环的 能效比,这对于系统的运行十分有利,可以起到明显的节能效果。

Claims (2)

  1. 一种喷射制冷和蒸汽压缩制冷联合循环节能制冷装置,其特征是:在蒸汽压缩制冷循环侧,压缩机(2)排气口与发生器(5)的制冷剂入口相连接,发生器(5)的制冷剂出口与第一冷凝器(3)入口相连接,第一冷凝器(3)的出口与过冷器(6)的制冷剂入口相连接,过冷器(6)的制冷剂出口通过节流阀(4)与蒸发器(1)的制冷剂入口连接,蒸发器(1)出口再与压缩机(2)吸气口连通;在喷射制冷循环侧,喷射器(9)一端与发生器(5)出口的循环管路连通,另一端与过冷器(6)气体出口相连,喷射器(9)出口与冷凝器(8)入口相连,第二冷凝器(8)出口分为两路,一路通过泵(7)与发生器(5)的高压发生工质入口连通形成主流路,另一路通过节流阀(10)与过冷器(6)的低压制冷工质入口相连,过冷器(6)出口与喷射器(9)气体引射入口相连形成分流路。
  2. 2. 一种如权利要求1所述的喷射制冷和蒸汽压缩制冷联合循环节能制冷装置的联合 循环节能制冷方法,其特征是:利用压缩机(2)出口高温、高压制冷剂过热度,加热汽化喷 射制冷循环中经过发生器(5)的高压制冷剂液体,汽化后的高压制冷剂引射从过冷器(6) 出来的低温、低压制冷剂气体,扩压后冷凝,一部分经过泵(7)加压后继续进入发生器(5) 吸收过热,另一部分经过节流后进入过冷器(6)对蒸汽压缩制冷循环中冷凝后的制冷剂进 行过冷,增加蒸汽压缩制冷循环中制冷剂过冷度。
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