CN110345690A - 用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环系统及工作方法 - Google Patents

用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环系统及工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环系统及工作方法，该系统压缩机的出口与冷凝器入口相连；冷凝器的出口分两路，一路与第一喷射器的主流入口相连，另一路经过第一毛细管后与气液分离器入口相连；气液分离器出口分两路，一路饱和气体出口与第一喷射器的二次流入口相连，另一路饱和液体出口依次经过回热器、第二毛细管后与冷冻蒸发器入口相连；第一喷射器出口与冷藏蒸发器入口相连，冷藏蒸发器出口与第二喷射器的主流入口相连；冷冻蒸发器出口经过回热器与第二喷射器的二次流入口相连；第二喷射器出口与压缩机吸气口相连。双喷射器能够提高压缩机吸气压力，减少压缩机耗功，同时降低回热器高温高压侧流体的压力、温度，减小传热温差，减少不可逆损失，显著改善系统性能。

Description

用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环系统及工作方法
技术领域
本发明属于电冰箱制冷技术领域，具体涉及一种用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环系统及工作方法。
背景技术
随着我国电冰箱工业的飞速发展和电冰箱普及率的不断提髙，电冰箱节能技术的发展受到日益重视；在新能效标准的实施背景下，研究与开发节能型电冰箱是我国电冰箱行业可持续发展的大趋势。当前,电冰箱主要节能措施有：改善电冰箱结构及隔热性能、应用高效压缩机及变频技术和采用先进的制冷循环等。
双温电冰箱由于具有能满足冷藏和冷冻温度的要求和经济适用的优点得到了广泛应用。目前，应用在双温电冰箱的蒸气压缩制冷循环主要包括单蒸发器单回路循环、双蒸发器并联循环及串并联循环等形式。在这些制冷循环方式中，节流机构一般采用的是毛细管或者膨胀阀，其节流损失较大，导致系统能效较低(即循环性能系数COP较小)。针对这一问题，可以采取对应的喷射器增效技术措施，即在蒸气压缩制冷系统中用喷射器代替传统节流机构，通过喷射器回收膨胀功以提升压缩机的吸气压力，进而有效地提升系统循环性能系数。近年来，国内外已有研究者提出了将喷射器引入蒸气压缩制冷循环,构成压缩/喷射复合式制冷循环并应用于双温电冰箱。然而，在这些改进的循环方式中，仅采用单一的喷射器，其膨胀功回收潜力不足，因而在改善循环系统性能方面的能力有限。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环系统及工作方法，利用双喷射器的膨胀功回收作用，最大程度地实现提升压缩机的吸气压力，从而显著改善了双温电冰箱制冷循环系统的能效性能。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环系统，包括压缩机101、冷凝器102、第一喷射器103、冷藏蒸发器104、第二喷射器105、第一毛细管106、气液分离器107、回热器108、第二毛细管109和冷冻蒸发器110；循环中设有两个喷射器，所述压缩机101的出口与冷凝器102的入口相连；所述冷凝器102的出口分两路，一路与第一喷射器103的主流入口相连，另一路经过第一毛细管106后与气液分离器107入口相连；气液分离器107出口分两路，一路饱和气态制冷剂出口与第一喷射器103的二次流入口相连，另一路饱和液态制冷剂出口依次经过回热器108、第二毛细管109后与冷冻蒸发器110入口相连；第一喷射器103出口与冷藏蒸发器104入口相连，冷藏蒸发器104出口与第二喷射器105的主流入口相连；冷冻蒸发器110出口经过回热器108与第二喷射器105的二次流入口相连；第二喷射器105出口与压缩机101吸气口相连，形成整个制冷循环系统。
气液分离器107气体出口的饱和气态制冷剂被冷凝器102出口的部分液体引射，在第一喷射器103中混合增压；回热器108出口的过热蒸气被冷藏蒸发器104出口的饱和蒸气引射，在第二喷射器105中混合增压。
气液分离器107的工作压力，即回热器108高温高压侧的压力低于冷藏蒸发器的104的工作压力。
所述的用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环系统的工作方法，压缩机101吸入过热状态的制冷剂，经过压缩成为高温高压过热蒸气，高温高压过热蒸气在冷凝器102中冷却为高压液体；从冷凝器102出来的液体分为两路，一路经过第一毛细管106节流后成为气液两相流体，再经过气液分离器107分离出饱和气态制冷剂和饱和液态制冷剂，另一路进入第一喷射器103主流入口，经过喷嘴膨胀为两相流体，引射来自气液分离器107的饱和气态制冷剂，两股流体在第一喷射器103混合段经过等压混合成为两相流体，再经过第一喷射器103的扩压段升压后得到压力较高的两相流体；来自气液分离器107的饱和液态制冷剂经过回热器108后成为过冷液体，经过第二毛细管109节流后成为两相流体，经过冷冻蒸发器110吸热后蒸发成为饱和气体，再经过回热器108后成为过热蒸气；第一喷射器103出口的两相流体经过冷藏蒸发器104吸热后蒸发成为饱和气体，进入第二喷射器105主流入口，经过喷嘴膨胀为两相流体，去引射回热器108出口的过热蒸气，两股流体在第二喷射器105中混合得到过热气体，再经过第二喷射器105的扩压段升压后得到压力较高的过热气体，进入压缩机101进行压缩，完成整个循环过程；该制冷循环系统中的第一喷射器103的存在使流经冷藏蒸发器104的制冷剂流量有效增加，即第二喷射器105的主流流量有效增加，从而提高了第二喷射器105的升压能力，显著提升了压缩机的吸气压力，降低了压缩机的耗功；此外，第一喷射器103的存在使回热器108高温高压侧流体的压力、温度降低，减小了回热器108的传热温差，从而减小了不可逆损失。
相较于常规的双蒸发器制冷循环系统，本发明提出的用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环系统配置了双喷射器，能够有效地回收制冷系统节流过程中的膨胀功，显著提升压缩机的吸气压力，降低压缩机的耗功，从而有效改善双温电冰箱制冷循环系统性能，将有效地促进双温电冰箱节能技术的发展。
附图说明
图1是本发明的制冷循环系统示意图。
图2是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
为了使本发明的技术方案和优点更加明了，下面结合附图进一步对本发明作详细说明。
如图1所示，本发明是一种用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环系统，包括压缩机101，压缩机101的出口与冷凝器102的入口相连；所述冷凝器102的出口分两路，一路与第一喷射器103的主流入口相连，另一路经过第一毛细管106后与气液分离器107入口相连；气液分离器107出口分两路，一路饱和气态制冷剂出口与第一喷射器103的二次流入口相连，另一路饱和液态制冷剂出口依次经过回热器108、第二毛细管109后与冷冻蒸发器110入口相连；第一喷射器103出口与冷藏蒸发器104入口相连，冷藏蒸发器104出口与第二喷射器105的主流入口相连；冷冻蒸发器110出口经过回热器108与第二喷射器105的二次流入口相连；第二喷射器105出口与压缩机101吸气口相连，形成整个制冷循环系统。
图2为本发明的制冷循环系统工作过程的压-焓图(p-h图)。图2所示的制冷循环系统具体工作过程为：压缩机101吸入过热状态的制冷剂(图中1点处)，经过压缩成为高温高压过热蒸气(图中2点处)，高温高压过热蒸气(图中2点处)在冷凝器102中冷却为高压液体(图中3点处)；从冷凝器102出来的液体(图中3点处)分为两路，一路经过第一毛细管106节流后成为气液两相流体(图中6点处)，再经过气液分离器107分离出饱和气态制冷剂(图中6v点处)和饱和液态制冷剂(图中6l点处)，另一路进入第一喷射器103主流入口，经过喷嘴膨胀为两相流体(图中n2点处)，引射来自气液分离器107的饱和气态制冷剂(图中6v点处)，两股流体在第一喷射器103混合段经过等压混合成为两相流体(图中m2处)，再经过第一喷射器103的扩压段升压后得到压力较高的两相流体(图中4点处)；来自气液分离器107的饱和液态制冷剂(图中6l点处)经过回热器108后成为过冷液体(图中7点处)，经过第二毛细管109节流后成为两相流体(图中8点处)，经过冷冻蒸发器110吸热后蒸发成为饱和气体(图中9点处)，再经过回热器108后成为过热蒸气(图中10点处)；第一喷射器103出口的两相流体(图中4点处)经过冷藏蒸发器104吸热后蒸发成为饱和气体(图中5点处)，进入第二喷射器105主流入口，经过喷嘴膨胀为两相流体(图中n2’点处)，去引射回热器108出口的过热蒸气(图中10点处)，两股流体在第二喷射器105中混合得到过热气体(图中m2’处)，再经过第二喷射器105的扩压段升压后得到压力较高的过热气体(图中1点处)，进入压缩机101进行压缩，完成整个循环过程。
本发明循环系统工作过程中存在五个不同的工作压力，分别是冷凝压力、冷藏蒸发压力、冷冻蒸发压力、气液分离器压力以及压缩机吸气压力，其中冷凝压力、冷藏蒸发压力、冷冻蒸发压力是根据系统的工作工况所确定的，气液分离器压力以及压缩机吸气压力是根据循环中的质量守恒、动量守恒和能量守恒关系所确定的。与常规的双蒸发器制冷循环系统相比，在相同的工作工况下，该制冷循环系统中的第一喷射器103的存在使流经冷藏蒸发器104的制冷剂流量有效增加，即第二喷射器105的主流流量有效增加，从而提高了第二喷射器105的升压能力，显著提升了压缩机的吸气压力，降低了压缩机的耗功；此外，第一喷射器103的存在使回热器108高温高压侧流体的压力、温度降低，减小了回热器108的传热温差，从而减小了不可逆损失。两个作用综合起来，使得双温电冰箱制冷循环系统性能得到有效改善。

Claims (4)

1.一种用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环系统，包括压缩机(101)、冷凝器(102)、第一喷射器(103)、冷藏蒸发器(104)、第二喷射器(105)、第一毛细管(106)、气液分离器(107)、回热器(108)、第二毛细管(109)和冷冻蒸发器(110)；其特征在于，循环中设有两个喷射器，所述压缩机(101)的出口与冷凝器(102)入口相连；冷凝器(102)的出口分两路，一路与第一喷射器(103)的主流入口相连，另一路经过第一毛细管(106)后与气液分离器(107)入口相连；气液分离器(107)出口分两路，一路饱和气态制冷剂出口与第一喷射器(103)的二次流入口相连，另一路饱和液态制冷剂出口依次经过回热器(108)高温高压侧、第二毛细管(109)后与冷冻蒸发器(110)入口相连；第一喷射器(103)出口与冷藏蒸发器(104)入口相连，冷藏蒸发器(104)出口与第二喷射器(105)的主流入口相连；冷冻蒸发器(110)出口经过回热器(108)低温低压侧与第二喷射器(105)的二次流入口相连；第二喷射器(105)出口与压缩机(101)吸气口相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环系统，其特征在于，气液分离器(107)气体出口的饱和气态制冷剂被冷凝器(102)出口的部分饱和液体引射，在第一喷射器(103)中混合增压；回热器(108)出口的过热蒸气被冷藏蒸发器(104)出口的饱和蒸气引射，在第二喷射器(105)中混合增压。
3.根据权利要求1所述的一种用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环系统，其特征在于，气液分离器(107)的工作压力，即回热器(108)高温高压侧的压力低于冷藏蒸发器的(104)的工作压力。
4.权利要求1至3任一项所述的用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环系统的工作方法，其特征在于，压缩机(101)吸入过热状态的制冷剂，经过压缩成为高温高压过热蒸气，高温高压过热蒸气在冷凝器(102)中冷却为高压液体；从冷凝器(102)出来的液体分为两路，一路经过第一毛细管(106)节流后成为气液两相流体，再经过气液分离器(107)分离出饱和气态制冷剂和饱和液态制冷剂，另一路进入第一喷射器(103)主流入口，经过喷嘴膨胀为两相流体，引射来自气液分离器(107)的饱和气态制冷剂，两股流体在第一喷射器(103)混合段经过等压混合成为两相流体，再经过第一喷射器(103)的扩压段升压后得到压力较高的两相流体；来自气液分离器(107)的饱和液态制冷剂经过回热器(108)后成为过冷液体，经过第二毛细管(109)节流后成为两相流体，经过冷冻蒸发器(110)吸热后蒸发成为饱和气体，再经过回热器(108)后成为过热蒸气；第一喷射器(103)出口的两相流体经过冷藏蒸发器(104吸热后蒸发成为饱和气体，进入第二喷射器(105)主流入口，经过喷嘴膨胀为两相流体，去引射回热器(108)出口的过热蒸气，两股流体在第二喷射器(105)中混合得到过热气体，再经过第二喷射器(105)的扩压段升压后得到压力较高的过热气体，进入压缩机(101)进行压缩，完成整个循环过程；该制冷循环系统中的第一喷射器(103)的存在使流经冷藏蒸发器(104)的制冷剂流量有效增加，即第二喷射器(105)的主流流量有效增加，从而提高了第二喷射器(105)的升压能力，显著提升了压缩机的吸气压力，降低了压缩机的耗功；此外，第一喷射器(103)的存在使回热器(108)高温高压侧流体的压力、温度降低，减小了回热器(108)的传热温差，从而减小了不可逆损失。
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