CN102901283B - 一种再循环蒸发器循环制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种再循环蒸发器循环制冷系统，主要由蒸发器、储液罐、压缩机、冷凝器、喷射节流装置、连接管道以及电路控制元件，压缩机的输入端与储液罐连接，其输出端连接于冷凝器，喷射节流装置的工作流体入口端连接于冷凝器的输出端，喷射节流装置的引射流体入口端连接于储液罐，其出口端连接于蒸发器输入端，这样整个系统包括一个蒸发器小循环和一个压缩机式大循环，能够充分利用蒸发器和冷凝器的作用，使蒸发器内最大限度的充满液体进行蒸发吸热，冷凝器内最大限度的充满气体进行冷却放热，解决了现有蒸发器和冷凝器的利用效率低的问题，提高了热能输运效率。

Description

一种再循环蒸发器循环制冷系统

技术领域

本发明涉及一种制冷系统，具体的说，涉及一种再循环蒸发器循环制冷系统，属于制冷与空调制冷领域。

背景技术

能源是人类赖以生存的基础，是整个世界发展的最基本的驱动力；能源也是国民经济的命脉，对国家工业发展起着重要推动作用。但是，世界能源供应日益紧张，能源问题日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点。随着制冷技术应用的日益普遍化以及能源的短缺化，人们对制冷技术的节能要求也越来越高。众所周知，现在制冷系统中广泛采用的循环结构是：压缩机→冷凝器→节流阀→蒸发器→压缩机的结构型式，压缩机的吸气压力与蒸发压力相等，排气压力与冷凝压力相等。这类制冷循环的损失主要由三部分组成：(1)压缩过程非等熵造成的损失；(2)冷凝器和蒸发器的传热温差损失；(3)节流阀的节流损失。这三种损失中压缩过程的非等熵损失是与压缩机的制造工艺直接相关的，传热温差损失的减小一方面可增大换热器的换热系数，另一方面可增大换热面积，这两种损失的减小是有限度的。节流损失使得制冷剂的有用能量白白的浪费掉了，采用适当的措施，可以对这些能量进行回收。还有现有制冷系统的蒸发器和冷凝器的整个翅片结构一部分是热的一部分是冷的，没有得到充分的利用，不能够进行彻底的热交换，从而导致电能的无谓浪费，营运成本居高不下。

发明内容

本发明的目的在于针对现有缺乏增加制冷循环能效比简单有效方法的不足，以及压缩机系统中存在的能耗大，且蒸发与冷凝的翅片换热器不能充分利用的问题，而提供一种再循环蒸发器循环制冷系统，使其可以提高制冷循环能效比，降低制冷设备能耗与成本。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种再循环蒸发器循环制冷系统，主要由蒸发器、压缩机、冷凝器、储液罐、喷射节流装置、连接管道以及电路控制元件；所述储液罐主要是实现循环工作介质的气液分离，其包括三个外连接端口，分别是制冷剂输入端、气态制冷剂输出端和液态制冷剂输出端；所述压缩机的输出端连接于冷凝器输入端，其输入端连接于储液罐的气态制冷剂输出端，且气态制冷剂输出端位于储液罐内液态制冷剂液面的上部；所述喷射节流装置的工作流体入口端连接于冷凝器的输出端，喷射节流装置的引射流体入口端连接于储液罐的液态制冷剂输出端，且其端口位于储液罐内液态制冷剂液面的下部，喷射节流装置的出口端连接于蒸发器输入端，喷射节流装置的作用包括两个方面，一方面使高温高压的制冷工质通过其节流成为低温低压的制冷工质从而取代了节流阀，另一方面使从蒸发器流出的制冷工质在储液罐内进行气液分离后的液态制冷剂经喷射节流装置引射送入蒸发器实现再循环；所述蒸发器的输出端连接于储液罐的制冷剂输入端，其端口可以位于储液罐内液态制冷剂液面的下部，也可以位于储液罐内液态制冷剂液面的上部；这样蒸发器、储液罐以及喷射节流装置通过互间连接管道有机连接为一个整体，构成再循环蒸发器的小循环系统；蒸发器、储液罐、压缩机、冷凝器、喷射节流装置及相互间连接管道有机连接为一个整体，构成压缩机式大循环制冷系统。

以上所述喷射节流装置是再循环蒸发器循环制冷系统实现的关键部位，它的喷嘴的出口处截面的设计和冷凝器与蒸发器内热交换能力相匹配。

以上所述储液罐包括三个外连接端口，分别是制冷剂输入端、气态制冷剂输出端和液态制冷剂输出端，主其要是实现循环工作介质的气液分离；所述制冷剂输入端的出口可以位于储液罐内液态制冷剂液面的上部，也可以位于储液罐内液态制冷剂液面的上部，气态制冷剂输出端的入口位于储液罐内液态制冷剂液面的上部，其管道上的回流孔位于储液罐内液态制冷剂液面的下部，液态制冷剂输出端的入口位于储液罐内液态制冷剂液面的下部；这样以便将储液罐内气态制冷剂通过气态制冷剂输出端供给到压缩机，液态制冷剂通过液态制冷剂输出端经喷射节流装置引射到蒸发器。

本发明与现有技术相比，通过引用喷射节流装置取代节流阀和增加储液罐的设计而构成的再循环蒸发器循环制冷系统，使得从蒸发器流出的制冷工质在储液罐内进行气液分离与储存，使气态制冷剂进入压缩机，液态制冷剂利用节流损失浪费掉的有用能量经喷射节流装置引射送入蒸发器再循环利用，能够达到蒸发和冷凝的再循环利用，使蒸发器内部最大限度的充满液体进行蒸发，冷凝器内部最大限度的充满气体进行冷凝。整个系统结构简单，运行可靠，制冷能效比优于一般的空调。

附图说明

图1为该系统的实施方式结构示意图。

图中：（1）蒸发器；（2）冷凝器；（3）储液罐；（31）储液罐的制冷剂输入端；（32）储液罐的气态制冷剂输出端；（33）储液罐的液态制冷剂输出端；

（4）压缩机；（5）喷射节流装置；（51）喷射节流装置的工作流体入口端；（52）喷射节流装置的引射流体入口端；（53）喷射节流装置的出口端。

具体实施方式

该实施方式简单结构示意图如图1所示；本实施例实现时涉及的系统装置主体结构包括蒸发器（1）、冷凝器（2）、储液罐（3）、储液罐的制冷剂输入端（31）、储液罐的气态制冷剂输出端（32）、储液罐的液态制冷剂输出端（33）、压缩机（4）、喷射节流装置（5）、喷射节流装置的工作流体入口端（51）、喷射节流装置的引射流体入口端（52）、喷射节流装置的出口端（53）、循环所需设备以及电路控制元件；蒸发器（1）、储液罐（3）以及喷射节流装置（5）通过互间连接管道有机连接为一个整体，构成再循环蒸发器的小循环系统；蒸发器（1）、储液罐（3）、压缩机（4）、冷凝器（2）、喷射节流装置（5）及相互间连接管道有机连接为一个整体，构成压缩机式大循环制冷系统。

此系统工作时，蒸发器（1）与高温热源接触，液态工作介质在蒸发器（1）内受高温热源的加热而蒸发为气体，并吸收热量，蒸发形成的气体和部分没有蒸发的液体中间介质在高速流动中相互混合形成气液二相流体，它们从蒸发器输出经储液罐的制冷剂输入端（31）流入储液罐（3）中，气液二相流中间工作介质根据各自物理性质在储液罐（3）内分离，气态中间介质通过储液罐的气态制冷剂输出端（32）经压缩机（4）吸入压缩成为高温高压的气体，高温高压气态制冷气体被送入冷凝器（2）中，冷凝器（2）与低温热源接触，高温高压气态制冷气体工作介质在冷凝器（2）内受低温热源的冷却而冷凝为液体，并放出热量，冷凝形成的液高压体工作介质经喷射节流装置的工作流体入口端（51）进入喷射节流装置（5），同时在储液罐（3）内分离出的液态中间介质通过喷射节流装置的引射流体入口端（52）进入喷射节流装置（5），此时工作介质流体和引射介质流体进到混合室中，进行速度的均衡，经喷射节流装置的出口端（53）进入蒸发器（1），如此循环往复，就完成了整个系统工作时的热量传递过程。

Claims (1)

1.一种再循环蒸发器循环制冷系统，主要由蒸发器（1）、压缩机（4）、冷凝器（2）、储液罐（3）、喷射节流装置（5）、连接管道以及电路控制元件，其特征在于，还包括一个位于储液罐内部的回流孔（321）；所述储液罐（3）主要是实现循环工作介质的气液分离，其包括三个外连接端口，分别是制冷剂输入端（31）、气态制冷剂输出端（32）和液态制冷剂输出端（33）；所述压缩机（4）的输出端连接于冷凝器（2）输入端，其输入端连接于储液罐（3）的气态制冷剂输出端（32），且气态制冷剂输出端（32）位于储液罐（3）内液态制冷剂液面的上部，其管道上的回流孔（321）位于储液罐（3）内液态制冷剂液面的下部；所述喷射节流装置（5）的工作流体入口端（51）连接于冷凝器（2）的输出端，喷射节流装置（5）的引射流体入口端（52）连接于储液罐（3）的液态制冷剂输出端（33），且其端口（33）位于储液罐（3）内液态制冷剂液面的下部，喷射节流装置（5）的出口端（53）连接于蒸发器（1）输入端，喷射节流装置（5）的作用包括两个方面，一方面使高温高压的制冷工质通过其节流成为低温低压的制冷工质从而取代了节流阀，另一方面使从蒸发器（1）流出的制冷工质在储液罐（3）内进行气液分离后的液态制冷剂经喷射节流装置（5）引射送入蒸发器（1）实现再循环；所述蒸发器（1）的输出端连接于储液罐（3）的制冷剂输入端（31），其端口（31）可以位于储液罐（3）内液态制冷剂液面的下部，也可以位于储液罐（3）内液态制冷剂液面的上部；这样蒸发器（1）、储液罐（3）以及喷射节流装置（5）通过互间连接管道有机连接为一个整体，构成再循环蒸发器的小循环系统；蒸发器（1）、储液罐（3）、压缩机（4）、冷凝器（2）、喷射节流装置（5）及相互间连接管道有机连接为一个整体，构成压缩机式大循环制冷系统。