CN104864622A - 自复叠蒸气压缩式制冷循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自复叠蒸气压缩制冷循环系统，包括气液分离器一、蒸发冷凝器、蒸发器以及膨胀阀，其中，气液分离器一的饱和制冷剂液体出口与蒸发冷凝器的蒸发侧入口之间连接有第一喷射器，蒸发冷凝器的冷凝侧出口与蒸发器的入口之间连接有气液分离器二，该气液分离器二的入口与蒸发冷凝器的冷凝侧出口之间连接有第二喷射器。本发明的有益效果：相对于常规的自复叠制冷循环系统，本发明通过在系统中采用两个喷射器代替膨胀阀或毛细管，充分回收节流过程的膨胀功，从而提升了压缩机的吸气压力，进而降低了循环中压缩机的功率消耗，也提高了压缩机的输气量，有效提升了循环系统的性能。

Description

自复叠蒸气压缩式制冷循环系统

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，具体来说，涉及一种自复叠蒸气压缩式制冷循环系统，尤其是一种双喷射增效的自复叠蒸气压缩式制冷循环系统。

背景技术

自复叠制冷系统是一种可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，相对于复叠制冷系统，其具有结构简单、成本低的优点。自复叠制冷系统具有较大的工作温区，因此在普冷、低温电子、低温医学、冷冻干燥等领域获得广泛的应用。在常规的自复叠制冷循环系统中，通常采用节流阀或毛细管作为节流部件，由于自复叠制冷循环系统的工作温度比较大，所以，节流过程中会存在较大的节流损失，导致系统的能效比较低。因此，通过在自复叠制冷循环系统中使用喷射器来替代膨胀阀或毛细管来回收部分膨胀功，从而提高循环的能效。

喷射器结构简单、成本低廉、无运动部件，适于任何流体，目前有关喷射器的应用，大多数是利用喷射器回收蒸气压缩式制冷、热泵循环系统节流过程中的膨胀功，提升压缩机的吸气压力，从而降低循环中压缩机功率消耗、提高压缩机输气量，有效提升循环系统性能。目前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具有积极的意义。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种自复叠蒸气压缩式制冷循环系统，其使用双喷射器替代膨胀阀或毛细管，来回收节流过程中的膨胀功，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，达到提高制冷系统能效的目的。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种自复叠蒸气压缩制冷循环系统，包括由管道连接的压缩机、冷凝器、气液分离器一、蒸发冷凝器、蒸发器以及膨胀阀，其中，所述气液分离器一的饱和制冷剂液体出口与蒸发冷凝器的蒸发侧入口之间连接有第一喷射器，所述蒸发冷凝器的冷凝侧出口与蒸发器的入口之间连接有气液分离器二，该气液分离器二的入口与蒸发冷凝器的冷凝侧出口之间连接有第二喷射器；

其中，所述第一喷射器的工作流体入口与所述气液分离器一的饱和制冷剂液体出口连接，所述第一喷射器的工作流体出口与蒸发冷凝器的蒸发侧入口连接，所述第一喷射器的引射流体入口与所述气液分离器二的饱和制冷剂的气体出口连接；

其中，所述第二喷射器的工作流体入口与蒸发冷凝器的冷凝侧出口连接，所述第二喷射器的工作流体出口与所述气液分离器二的入口连接，所述第二喷射器的引射流体入口与蒸发器的出口连接。

此外，在所述第一喷射器中，来自所述气液分离器一的饱和液体制冷剂的压力大于来自所述气液分离器二的饱和气体制冷剂的压力。

并且，在所述第二喷射器中，来自所述蒸发冷凝器的饱和液体制冷剂的压力大于来自所述蒸发器的饱和气体制冷剂的压力。

在上述方案中，所述第一喷射器和所述第二喷射器中的制冷剂为非共沸制冷剂。并且，所述气液分离器一和所述第一喷射器构成混合制冷工质的一次分离-增压-混合（即进行分离、增压和混合）单元，所述气液分离器二和所述第二喷射器构成混合制冷工质的二次分离-增压-混合（即进行分离、增压和混合）单元。

本发明的有益效果：相对于常规的自复叠制冷循环系统，本发明通过在系统中采用两个喷射器代替膨胀阀或毛细管，充分回收节流过程的膨胀功，从而提升了压缩机的吸气压力，进而降低了循环中压缩机的功率消耗，也提高了压缩机的输气量，有效提升了循环系统的性能。

此外，本发明还通过采用两个气液分离器、喷射器对混合制冷工质进行两次分离和混合，从而使进入蒸发器的制冷工质中低沸点制冷剂含量更高，实现更低的蒸发温度和更小的温度滑移。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的自复叠蒸气压缩制冷循环系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的自复叠蒸气压缩制冷循环系统的工作压-焓图。

图中：

101、压缩机；102、冷凝器；103、气液分离器一；104、蒸发冷凝器；105、气液分离器二；106、蒸发器；107、膨胀阀；108、第一喷射器；109、第二喷射器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种自复叠蒸气压缩制冷循环系统。

如图1所示，根据本发明实施例的自复叠蒸气压缩制冷循环系统，包括由管道连接的压缩机101、冷凝器102、气液分离器一103、蒸发冷凝器104、气液分离器二105、蒸发器106、膨胀阀107以及第一喷射器108和第二喷射器109，其中，压缩机101的出口连接冷凝器102的入口，冷凝器102的出口连接气液分离器一103的入口，气液分离器一103的出口分为两路：一路饱和制冷剂液体出口连接第一喷射器108的工作流体入口，另一路饱和制冷剂气体出口连接蒸发冷凝器104的冷凝侧入口，蒸发冷凝器104的冷凝侧出口连接第二喷射器109的工作流体入口，第二喷射器109的工作流体出口连接气液分离器二105的入口，气液分离器二105的出口分为两路：一路饱和制冷剂液体出口连接膨胀阀107的入口，膨胀阀107的出口连接蒸发器106的入口，蒸发器106的出口连接第二喷射器109的引射流体入口，另一路饱和制冷剂气体出口连接第一喷射器108的引射流体入口，第一喷射器108的出口连接蒸发冷凝器104的蒸发侧入口，蒸发冷凝器104的蒸发侧出口连接压缩机101出口，完成循环。

在上述系统中，采用第一喷射器108和第二喷射器109替代膨胀阀或毛细管，来回收节流过程的部分膨胀功，而来自气液分离器一103的高压饱和制冷剂液体作为工作流体进入第一喷射器108的工作流体入口，并引射来自气液分离器二105的低压的饱和制冷剂气体进入第一喷射器108的引射流体入口，两股流体在第一喷射器108中混合并增压；而来自蒸发冷凝器104冷凝侧出口的高压制冷剂流体作为工作流体进入第二喷射器109的工作流体入口，并引射来自蒸发器106出口的低压制冷剂液体进入第二喷射器109的引射流体入口，两股流体在第二喷射器109中混合并增压。

为了更好的理解本发明的上述系统方案，以下结合上述系统的工作压-焓图（p-h图），对本发明的上述系统进行详细描述。

图2是本发明的自复叠蒸气压缩制冷循环系统的p-h图，所示意的系统工作过程为：压缩机101出口的过热制冷剂气体（图中2点处）进入冷凝器102中冷凝成两相制冷流体（图中3点处），该两相制冷剂流体在气液分离器一103中分为两路：一路饱和制冷剂液体（图中5点处）作为工作流体进入第一喷射器108的工作流体入口；另一路饱和制冷剂气体（图中4点处）进入蒸发冷凝器104的冷凝侧冷却成为饱和或过冷制冷剂液体（图中6点处），该饱和或过冷制冷剂液体作为工作流体进入第二喷射器109的工作流体入口，第二喷射器109出口的两相制冷剂液体（图中7点处）进入气液分离器二105中分为两路：一路饱和制冷剂液体（图中8点处）进入膨胀阀107中节流成为两相制冷剂流体（图中9点处），该两相制冷剂流体进入蒸发器106中蒸发成为饱和或过热制冷剂蒸气（图中10点处），该饱和或过热制冷剂蒸气作为引射流体被引射进入第二喷射器109的引射流体入口；另一路饱和制冷剂气体（图中11点处）作为引射流体被引射进入第一喷射器108的引射流体入口，第一喷射器108出口的两相制冷剂液体（图中12点处）进入蒸发冷凝器104的蒸发侧蒸发成过热制冷剂蒸气（图中1点处），回到压缩机101，完成循环。

由此可见，借助于本发明的上述技术方案，通过在系统中采用两个喷射器代替膨胀阀或毛细管，充分回收节流过程的膨胀功，从而提升了压缩机的吸气压力，进而降低了循环中压缩机的功率消耗，也提高了压缩机的输气量，有效提升了循环系统的性能。此外，通过采用两个气液分离器、喷射器对混合制冷工质进行两次分离和混合，从而使进入蒸发器的制冷工质中低沸点制冷剂含量会更高，实现更低的蒸发温度和更小的温度滑移。同时，喷射器结构简单、成本低廉、无运动功，适于包括两相流的任何流体下使用，所以，本发明的上述系统是一种经济、有效、可行的改善方案，能够有效提高自复叠蒸气压缩制冷系统的性能，促进自复叠蒸气压缩制冷循环系统节能技术的发展，带来更好的经济效益和社会效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自复叠蒸气压缩制冷循环系统，包括由管道连接的压缩机、冷凝器、气液分离器一、蒸发冷凝器、蒸发器以及膨胀阀，其特征在于，所述气液分离器一的饱和制冷剂液体出口与蒸发冷凝器的蒸发侧入口之间连接有第一喷射器，所述蒸发冷凝器的冷凝侧出口与蒸发器的入口之间连接有气液分离器二，该气液分离器二的入口与蒸发冷凝器的冷凝侧出口之间连接第二喷射器；

其中，所述第一喷射器的工作流体入口与所述气液分离器一的饱和制冷剂液体出口连接，所述第一喷射器的工作流体出口与蒸发冷凝器的蒸发侧入口连接，所述第一喷射器的引射流体入口与所述气液分离器二的饱和制冷剂气体出口连接；

其中，所述第二喷射器的工作流体入口与蒸发冷凝器的冷凝侧出口连接，所述第二喷射器的工作流体出口与所述气液分离器二的入口连接，所述第二喷射器的引射流体入口与蒸发器的出口连接。

2.根据权利要求1所述的自复叠蒸气压缩制冷循环系统，其特征在于，在所述第一喷射器中，来自所述气液分离器一的饱和液体制冷剂的压力大于来自所述气液分离器二的饱和气体制冷剂的压力。

3. 根据权利要求2所述的自复叠蒸气压缩制冷循环系统，其特征在于，在所述第二喷射器中，来自所述蒸发冷凝器的饱和液体制冷剂的压力大于来自所述蒸发器的饱和气体制冷剂的压力。

4.根据权利要求3所述的自复叠蒸气压缩制冷循环系统，其特征在于，所述第一喷射器和所述第二喷射器中的制冷剂为非共沸制冷剂。

5.根据权利要求4所述的自复叠蒸气压缩制冷循环系统，其特征在于，所述气液分离器一和所述第一喷射器构成混合制冷工质的一次分离-增压-混合单元，所述气液分离器二和所述第二喷射器构成混合制冷工质的二次分离-增压-混合单元。