CN106546026B - 采用喷射器增效的非共沸混合工质分凝双温制冷循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用喷射器增效的非共沸混合工质分凝双温制冷循环系统，压缩机排出的高温高压非共沸混合工质经冷凝器Ⅰ冷却为气液两相状态制冷剂，在气液分离器中分为两路，其中一路：富含低沸点工质的饱和气体制冷剂经过冷凝器Ⅱ冷却为饱和液体，经回热器过冷、冷冻毛细管节流、冷冻蒸发器后成为饱和气态制冷剂；另一路：富含高沸点工质的饱和液体制冷剂依次经过冷藏毛细管、冷藏蒸发器、喷射器主流入口进入喷射器，引射来自冷冻蒸发器的富含低沸点工质的饱和气体制冷剂，两股流体在喷射器内经过混合和升压过程后排出喷射器，经回热器后变为过热气体，最后进入压缩机，实现完整的制冷循环；本发明降低压缩机功耗，有效的改善了制冷系统的性能。
Description
技术领域
本发明属于冰箱制冷技术领域，具体涉及一种采用喷射器增效的非共沸混合工质分凝双温制冷循环系统。
背景技术
目前常用的双温冰箱制冷系统包括压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、冷藏室蒸发器和冷冻室蒸发器，其中冷藏蒸发器和冷冻蒸发器是串联的，分别位于冷藏室和冷冻室内实现冷藏室及冷冻室各自的温度需求，该系统通过一根毛细管的节流作用使得冷藏蒸发器和冷冻蒸发器保持相同的蒸发温度，而这个蒸发温度是由根据冷冻室的温度(-18℃)要求决定的，而冷藏室温度较高(5℃)，因此蒸发温度与冷藏间室的传热温度较大，导致传热过程中的不可逆损失显著增加；同时毛细管节流过程中也产生了较大的不可逆损失，造成系统的能效降低。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种采用喷射器增效的非共沸混合工质分凝双温制冷循环系统，该系统通过非共沸混合工质的分步冷凝分离出富含高沸点和富含低沸点的两部分工质分别进入冷藏蒸发器和冷冻蒸发器实现了不同的蒸发温度，同时喷射器的增压作用显著提升压缩机吸气压力，降低压缩机的功耗从而有效地改善了系统性能。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种采用喷射器增效的非共沸混合工质分凝双温制冷循环系统，包括压缩机101，冷凝器冷凝器Ⅰ102，冷凝器Ⅱ103、气液分离器104，冷藏毛细管105、冷藏蒸发器106、喷射器107、回热器108、冷冻毛细管109、冷冻蒸发器110；压缩机101、冷凝器冷凝器Ⅰ102和气液分离器104依次连接；气液分离器104的出口分为两路，一路富含低沸点工质的混合工质饱和气体制冷剂出口与冷凝器Ⅱ103、回热器108、冷冻毛细管109和冷冻蒸发器110依次连接；另一路富含高沸点工质的混合饱和液体制冷剂出口与冷藏毛细管105和冷藏蒸发器106依次连接；喷射器107的主流入口与冷藏蒸发器106出口相连接，喷射器107的二次流入口与冷冻蒸发器110出口相连接，喷射器107的出口与回热器108和压缩机101的入口依次连接。
所述压缩机101排出的高温高压非共沸混合工质经所述冷凝器Ⅰ102冷凝为气液两相状态后，经所述气液分离器104分离出富含高沸点组分的混合工质和富含低沸点组分的混合工质，分别进入冷藏蒸发器106和冷冻蒸发器110，从而在不同的蒸发温度下完成制冷即实现了非共沸混合工质的双温制冷。
所述高温高压非共沸混合工质为高沸点制冷剂与低沸点制冷剂组成的二元混合制冷剂。
所述冷冻毛细管109的长度大于冷藏毛细管105的长度，使得进入冷冻蒸发器110的富含低沸点工质的混合工质节流程度大于进入冷藏蒸发器106的富含高沸点工质的混合工质，从而所述喷射器107中来自冷藏蒸发器106出口的富含高沸点组分的饱和气态混合工质压力大于从冷冻室蒸发器110出来的富含低沸点组分的饱和气态混合工质压力。
所述冷藏蒸发器106出口的富含高沸点组分的混合工质进入所述喷射器107的主流入口经过喷射器107的喷嘴后引射所述喷射器107的二次流入口处来自冷冻蒸发器110出口的富含低沸点组分的混合工质，两种流体经混合并经所述喷射器107的扩压段升压后，经所述喷射器107的出口排出，经回热器108后进入压缩机101的吸气口。
相比于现有的双温冰箱制冷循环系统，本发明具有如下优点：
1、本发明采用非共沸混合工质分凝实现双温制冷。通过非共沸工质的分步冷凝的方法经气液分离器分离出富含高沸点组分的混合工质进入冷藏蒸发器，富含低沸点组分的混合工质进一步冷凝后进入冷冻蒸发器，从而实现了不同的蒸发温度即双温制冷。
2、本发明采用非共沸混合工质，能够减小换热温差，减小不可逆损失。非共沸混合工质在相变换热过程中具有温度滑移特性，导致蒸发器中蒸发温度升高，缩小了换热温差，从而减少了不可逆损失。
3、本发明采用喷射器从而能够充分回收制冷系统节流过程中的膨胀功。冷藏蒸发器出口处的混合工质饱和气态制冷剂进入喷射器的直流入口用作喷射器的工作流体，去引射来自冷冻蒸发器的混合工质饱和气态制冷剂，能够显著提升压缩机吸气压力，降低压缩机的功耗，有效改善了制冷循环系统性能。
本发明系统是一种经济、有效、可行的改善方案，能有效提高双温冰箱制冷循环系统性能，将有效地促进冰箱制冷系统技术及节能技术的发展。
附图说明
图1为本发明的制冷循环系统示意图。
图2为本发明的制冷循环系统工作过程的压-焓图(p-h图)
具体实施方式
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。
如图1所示，本实施例为一种采用喷射器增效的非共沸混合工质分凝双温制冷循环系统，包括压缩机101，冷凝器冷凝器Ⅰ102，冷凝器Ⅱ103、气液分离器104，冷藏毛细管105、冷藏蒸发器106、喷射器107、回热器108、冷冻毛细管109、冷冻蒸发器110。所述压缩机101，冷凝器冷凝器Ⅰ102，气液分离器104依次连接；所述气液分离器104的出口分为两路，一路富含低沸点工质的混合工质饱和气体制冷剂出口与所述冷凝器Ⅱ103、回热器108、冷冻毛细管109、冷冻蒸发器110依次连接；另一路富含高沸点工质的混合饱和液体制冷剂依出口与所述冷藏毛细管105、冷藏蒸发器106依次连接。所述喷射器107的主流入口与所述冷藏蒸发器106出口相连接，所述喷射器107的二次流入口与所述冷冻蒸发器110出口相连接，所述喷射器107的出口与所述回热器108、压缩机101的入口依次连接。
所述压缩机101排出的高温高压非共沸混合工质经所述冷凝器Ⅰ102冷凝为气液两相状态后，经所述气液分离器104分离出富含高沸点组分的混合工质、富含低沸点组分的混合工质，分别进入冷藏蒸发器106、冷冻蒸发器110从而在不同的蒸发温度下完成制冷即实现了非共沸混合工质的双温制冷。
所述冷冻毛细管109的长度大于冷藏毛细管105的长度，使得进入冷冻蒸发器110的富含低沸点工质的混合工质节流程度大于进入冷藏蒸发器106的富含高沸点工质的混合工质，从而所述喷射器107中来自冷藏室蒸发器106出口的富含高沸点组分的饱和气态混合工质压力大于从冷冻室蒸发器110出来的富含低沸点组分的饱和气态混合工质压力。
所述冷藏蒸发器106出口的富含高沸点组分的混合工质进入所述喷射器107的主流入口经过喷嘴后引射所述喷射器107的二次流入口处来自冷冻蒸发器110出口的富含低沸点组分的混合工质，两种流体经混合并经所述喷射器107的扩压段升压后，经所述喷射器107的出口排出，经回热器108后进入压缩机101的吸气口；
图2为本发明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：压缩机101吸入过热状态的混合工质(图2中1点)，压缩后成为高温高压非共沸混合工质(图2中2点)经冷凝器Ⅰ102冷却为气液两相状态制冷剂(图2中3点)，流入气液分离器104，在气液分离器104中分为两路，其中一路：富含低沸点工质的饱和气体制冷剂(图2中3d点)经过冷凝器Ⅱ103冷却为混合工质饱和液体制冷剂(图2中8点)，经回热器108变为过冷状态(图2中9点)，经冷冻毛细管109节流后成为气液两相流状态(图2中10点)，进入冷冻蒸发器110蒸发后在冷冻蒸发器110出口处成为混合工质饱和气态制冷剂(图2中11点)；另一路：富含高沸点工质的混合工质饱和液体制冷剂(图2中3b点)经冷藏毛细管105节流后成为气液两相状态的混合工质(图2中4点)，在冷藏蒸发器106出口处成为饱和气态制冷剂(图2中5点)，进入喷射器107主流入口，经喷射器107的喷嘴膨胀为两相状态(图2中5'点)，引射来自冷冻蒸发器110的富含低沸点工质的混合工质饱和气体制冷剂(图2中11点)，两股流体在喷射器107内经过混合成为两相状态(图2中6点)，经喷射器107扩压段升压后成为压力较高的气液两相状态(图2中7点)，流入回热器108后变为混合工质的过热气体(图2中1点)，最后进入压缩机101，实现完整的制冷循环。
Claims (5)
1.一种采用喷射器增效的非共沸混合工质分凝双温制冷循环系统，其特征在于：包括压缩机(101)，冷凝器Ⅰ(102)，冷凝器Ⅱ(103)、气液分离器(104)，冷藏毛细管(105)、冷藏蒸发器(106)、喷射器(107)、回热器(108)、冷冻毛细管(109)、冷冻蒸发器(110)；所述压缩机(101)、冷凝器冷凝器Ⅰ(102)和气液分离器(104)依次连接；所述气液分离器(104)的出口分为两路，一路富含低沸点工质的混合工质饱和气体制冷剂出口与冷凝器Ⅱ(103)、回热器(108)、冷冻毛细管(109)和冷冻蒸发器(110)依次连接；另一路富含高沸点工质的混合饱和液体制冷剂出口与冷藏毛细管(105)和冷藏蒸发器(106)依次连接；喷射器(107)的主流入口与冷藏蒸发器(106)出口相连接，喷射器(107)的二次流入口与冷冻蒸发器(110)出口相连接，喷射器(107)的出口与回热器(108)和压缩机(101)的入口依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种采用喷射器增效的非共沸混合工质分凝双温制冷循环系统，其特征在于：所述压缩机(101)排出的高温高压非共沸混合工质经所述冷凝器Ⅰ(102)冷凝为气液两相状态后，经所述气液分离器(104)分离出富含高沸点组分的混合工质和富含低沸点组分的混合工质，分别进入冷藏蒸发器(106)和冷冻蒸发器(110)，从而在不同的蒸发温度下完成制冷即实现了非共沸混合工质的双温制冷。
3.根据权利要求2所述的一种采用喷射器增效的非共沸混合工质分凝双温制冷循环系统，其特征在于：所述高温高压非共沸混合工质为高沸点制冷剂与低沸点制冷剂组成的二元混合制冷剂；该双温制冷循环系统利用非共沸混合工质在相变换热过程中的温度滑移特性，导致蒸发器中蒸发温度升高，缩小了换热温差，从而减少了不可逆损失。
4.根据权利要求1所述的一种采用喷射器增效的非共沸混合工质分凝双温制冷循环系统，其特征在于：所述冷冻毛细管(109)的长度大于冷藏毛细管(105)的长度，使得进入冷冻蒸发器(110)的富含低沸点工质的混合工质节流程度大于进入冷藏蒸发器(106)的富含高沸点工质的混合工质，从而所述喷射器(107)中来自冷藏蒸发器(106)出口的富含高沸点组分的饱和气态混合工质压力大于从冷冻蒸发器(110)出来的富含低沸点组分的饱和气态混合工质压力。
5.根据权利要求1所述的一种采用喷射器增效的非共沸混合工质分凝双温制冷循环系统，其特征在于：所述冷藏蒸发器(106)出口的富含高沸点组分的混合工质进入所述喷射器(107)的主流入口，经过喷射器(107)的喷嘴后，引射所述喷射器(107)的二次流入口处来自冷冻蒸发器(110)出口的富含低沸点组分的混合工质，两种流体经混合并经所述喷射器(107)的扩压段升压后，经所述喷射器(107)的出口排出，经回热器(108)后进入压缩机(101)的吸气口。
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| CN106546026A (zh) | 2017-03-29 |
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