CN201344672Y - 一种制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种制冷系统，所述制冷系统包括：压缩机、冷凝器、蒸发装置、第一膨胀装置、第一气液分离装置、第二气液分离装置以及连接管，还包括：热气旁通回路以及喷射器，所述热气旁通回路包括：电磁阀以及第二膨胀装置，所述喷射器与所述第一气液分离装置、所述第二气液分离装置以及所述压缩机吸气口连接。本实用新型提供的制冷系统应用了喷射器，可回收高压制冷剂的膨胀能，提高压缩机的吸气压力和蒸发装置的换热效率，进而提高了制冷系统的效率，并采用了热气旁通技术，使整机结构更紧凑，成本更低。

Description

一种制冷系统

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，具体涉及一种包含喷射器可控制制冷量的制冷系统。

背景技术

各种制冷装置广泛应用，其节能的重要性日益突出。常规蒸汽压缩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)冷凝器和蒸发装置的传热温差损失；(3)节流阀的节流损失。其中压缩过程中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，且两种损失的减小是有限度的。然而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。

经过现有技术的文献检索发现，中国专利公开(公告)号为CN 101000178的专利“一种制冷系统”，该系统使用蒸汽旁通来提高蒸发装置换热效率，并降低蒸发装置内制冷剂侧压力损失。如图1所示，该制冷系统主要由压缩装置1、冷凝或气体冷却装置2、第一膨胀装置3、第二膨胀装置7、蒸发装置5、第一气液分离装置4以及第二气液分离装置6组成。在第一膨胀装置3和蒸发装置5之间设有第一气液分离装置4，第一气液分离装置4的液态制冷剂的出口与蒸发装置5的进口相连通，第一气液分离装置4气态制冷剂的出口经第二膨胀装置7与蒸发装置5之后管路相连通。制冷剂通过第一膨胀装置3后成为低干度的气液两相流体，再进入第一气液分离装置4中进行气液分离，分离后的液态制冷剂进入蒸发装置5进行蒸发换热，分离后的气态制冷剂经第二膨胀装置7减压后流向蒸发装置5之后管路。该制冷系统虽然通过第二膨胀装置7旁通制冷剂蒸气到压缩装置1的吸气口，提高了蒸发装置5的换热效率，但是当高压制冷剂蒸汽经第二膨胀装置7时，节流损失使得制冷剂有用能量白白的浪费掉了，而且压缩机1吸气压力较低，增大了压缩机1的压比，降低了制冷循环的效率。

中国专利公开(公告)号为CN 201074936Y的专利“一种可控制制冷量的制冷系统”，如图2，该制冷系统包括压缩机8、冷凝器9、膨胀阀10和蒸发装置11，用管道将它们连接成一个密封系统，还包括热气旁通回路，热气旁通回路由电磁阀13和节流元件14串接连接组成，电磁阀13的入口与压缩机8的高压排气管连通，节流元件14的出口与膨胀阀10和蒸发装置11之间的管路连通，所述蒸发装置11的载冷剂出口设置有温度传感器12，该温度传感器12的控制信号输出端与电磁阀13的控制信号输入端连接。该制冷系统使用电磁阀13和节流元件14旁通压缩机排出的高压制冷剂蒸汽到蒸发装置11的入口，当载冷剂的温度已达到设定温度时，打开旁通回路的电磁阀13来降低制冷机的输出制冷量，当载冷剂的温度高于设定温度时，关闭电磁阀13，制冷机满载工作。该制冷系统虽然当载冷剂的温度已达到设定温度时，打开旁通回路的电磁阀13并调节节流元件的开度，使旁通的制冷剂蒸气在蒸发装置11中抵消一部分制冷量，从而降低制冷量的输出，但是未被抵消的制冷剂液体在相对较大换热面积的蒸发装置11中换热后，获得相对较高的低压过热蒸气，还有抵消一部分制冷量的制冷剂蒸气和制冷剂液体换热也变为低压过热蒸气，这样可导致压缩机8的吸排气压力升高和吸排气温度超出了压缩机8的许可范围。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是常规蒸汽压缩式制冷系统膨胀装置节流损失和蒸发装置换热效率低问题，从而在制冷系统引入喷射器，回收高压制冷剂膨胀能来减小膨胀装置的节流损失，同时把节流闪发的制冷剂蒸气直接引入到压缩机来提高蒸发装置的换热效率。另外在现有使用单个压缩机且要求控制载冷剂出口温度的制冷系统的设计中，由于压缩机没有自身容量调节，为保证载冷剂出口温度控制精度，只能在载冷剂侧配置一个较大的水箱来减少温度的波动，这样整个系统存在结构不紧凑、体积大且成本的问题。本实用新型在压缩机不能容量调节的前提下，制冷系统可以根据外部热负载的变化输出与之相对应的制冷量，从而解决载冷剂侧水箱体积大、成本高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的制冷系统，包括：压缩机、冷凝器、蒸发装置、第一膨胀装置、第一气液分离装置、第二气液分离装置以及连接管，还包括：热气旁通回路，其包括：电磁阀以及第二膨胀装置，所述第二气液分离装置的进口与所述蒸发装置的出口相连接，所述第二气液分离装置的出口通过所述第二膨胀装置和所述电磁阀相连接，所述电磁阀与所述压缩机连接；以及喷射器，与所述第一气液分离装置、所述第二气液分离装置以及所述压缩机的吸气口连接。

可选的，所述喷射器包括：喷嘴，通过一单向阀与所述第一气液分离装置的气态制冷剂旁通口相连接；吸入室，与所述第二气液分离器的出口相连通；以及扩压段，与所述压缩机的吸气口相连接。

可选的，所述第一膨胀装置和所述蒸发装置之间设有所述第一气液分离装置，所述第一气液分离装置的进口与所述第一膨胀装置的出口连接，所述第一气液分离装置的液态制冷剂的出口与所述蒸发装置连通，所述第一气液分离装置的气态制冷剂旁通口与所述单向阀的进口相连接。

可选的，所述蒸发装置的载冷剂出口设置有温度传感器，该温度传感器的控制信号输出端与所述电磁阀的控制信号输入端连接，并控制所述第二膨胀装置的开度。

可选的，所述压缩机吸气口处设有膨胀感温包，用以控制所述第一膨胀装置和所述第二膨胀装置的开度。

可选的，所述第一膨胀装置和所述第二膨胀装置采用热力膨胀阀、电子膨胀阀、孔板等形式。

本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型应用了喷射器，回收高压制冷剂蒸气膨胀能，提高压缩机的吸气压力和蒸发装置的换热效率，进一步提高了制冷系统的效率，最终达到节能的目的。

2.本实用新型采用了热气旁通技术，实现了根据热负荷变化快速调节相应制冷量的输出，更精确控制载冷剂出口的温度，并可以减小储存载冷剂的容积，使整机结构更紧凑，成本更低。

附图说明

图1为现有技术的制冷系统结构示意图；

图2为现有技术的另一种制冷系统结构示意图；

图3为本实用新型一实施例所提供的制冷系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的制冷系统作进一步的详细说明。

参考图3，本实用新型的一实施例所提供的制冷系统包括压缩机10、冷凝器20、第一膨胀装置30、第二膨胀装置70、第一气液分离装置40、第二气液分离装置60、蒸发装置50、电磁阀80、喷射器90以及单向阀100。第一膨胀装置30和蒸发装置50之间设有第一气液分离器装置40，第一气液分离器装置40的进口与第一膨胀装置30的出口通过连接管连接，第一气液分离器装置40液态制冷剂的出口与蒸发装置50的进气管连通，第一气液分离器装置40的气态制冷剂旁通口与单向阀100的进口相连接，单向阀100的作用在于防止第二气液分离器装置60出口的气态制冷剂经过喷射器90回到第一气液分离器装置40，第二气液分离器装置60的进口与蒸发装置50的出口相连接，第二气液分离器装置60的出口通过第二膨胀装置70和电磁阀80相连接，电磁阀80与压缩机10的吸气口相连接。

单向阀100和压缩机10之间设有喷射器90，所述喷射器90包括：喷嘴90a、吸入室90b以及扩压段90c。喷嘴90a通过单向阀100与第一气液分离装置40的气态制冷剂旁通口连接、吸入室90b与第二气液分离器60的出口连接、扩压段90c与压缩机10的吸气口连接。

上述制冷系统运行时，来自冷凝器20的高温高压制冷剂液体进入第一膨胀装置30膨胀为气液两相混合态，再进入第一气液分离器装置40分离，分离后的制冷剂蒸气经单向阀100进入喷射器喷嘴90a，在喷嘴内加速降压，将压能转变为速度能，压力降到蒸发压力。被第一气液分离器装置40分离后的液态制冷剂进入蒸发装置50吸热蒸发，之后进入第二气液分离器装置60，然后进入喷射器吸入室90b，从喷射器喷嘴90a喷出的低压高速制冷剂引射来自第二气液分离器装置60中的制冷剂，再在喷射器的扩压室90c内减速升压，使得速度能转变为压能，从而使得从蒸发装置50内来的制冷剂压力升高，最后进入压缩机10。压缩机10压缩制冷剂成为高温高压气态制冷剂，进入冷凝器20制冷剂放出热量，冷凝器20出口的高温高压的制冷剂液体流入第一膨胀装置30，如此周而复始，循环运行。喷射器90回收的膨胀能用来增加压缩机10入口处的制冷剂压力，从而降低了压缩机10的能耗，增加了制冷循环的能效比。

蒸发装置50的载冷剂出口设置有温度传感器110，温度传感器110的控制信号输出端与电磁阀80的控制信号输入端连接，电磁阀80的动作是根据载冷剂的出口温度来控制的。当被蒸发装置50冷却的介质一载冷剂的温度低于设定温度时，温度传感器110控制输出指令，打开旁通电磁阀80，制冷剂高压热气经第二膨胀装置70节流降压后成为低压热气，与第二气液分离器装置60的气态制冷剂混合一起进入喷射器的吸入室90b，最后进入压缩机10吸气口，从而降低压缩机10的输出制冷量。制冷量降低的幅度通过调节第二膨胀装置70的开度来调整，热气旁通量越大，制冷量降低越多。当载冷剂的温度高于设定温度时，关闭电磁阀80，压缩机10满载工作。膨胀感温包120设置于压缩机10吸气口处，所述膨胀感温包120感受压缩机10的吸气口处的温度变化，来控制第一膨胀装置30和第二膨胀装置70的开度，使制冷循环工作在最佳状态。本实用新型所述的制冷系统，利用热气旁通技术，实现蒸汽压缩制冷系统的分级容量调节，达到更精确控制载冷剂的温度的目的，因此可以省去或缩小载冷剂储罐的容积，使整机结构更紧凑，成本更低。

在本实用新型一实施例中，第一膨胀装置30和第二膨胀装置70可以采用热力膨胀阀、电子膨胀阀、孔板等形式。

综上所述，本实用新型提供了一种制冷系统，所述制冷系统包括：压缩机、冷凝器、蒸发装置、第一膨胀装置、第一气液分离装置、第二气液分离装置以及连接管，还包括：热气旁通回路以及喷射器，所述热气旁通回路包括：电磁阀以及第二膨胀装置，所述喷射器与所述第一气液分离装置、所述第二气液分离装置以及所述压缩机吸气口连接。本实用新型提供的制冷系统可回收高压制冷剂的膨胀能，提高压缩机的吸气压力和蒸发装置的换热效率，提高了制冷系统的效率，并采用了热气旁通技术，使整机结构更紧凑，可靠性更高，成本更低。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1、一种制冷系统，所述制冷系统包括：压缩机、冷凝器、蒸发装置、第一膨胀装置、第一气液分离装置、第二气液分离装置以及连接管，其特征在于，还包括：

热气旁通回路，其包括：电磁阀以及第二膨胀装置，所述第二气液分离装置的进口与所述蒸发装置的出口相连接，所述第二气液分离装置的出口通过所述第二膨胀装置和所述电磁阀连接，所述电磁阀与所述压缩机连接；以及

喷射器，与所述第一气液分离装置、所述第二气液分离装置以及所述压缩机的吸气口连接。

2、如权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述喷射器包括：

喷嘴，通过一单向阀与所述第一气液分离装置的气态制冷剂旁通口相连接；

吸入室，与所述第二气液分离器的出口相连通；以及

扩压段，与所述压缩机的吸气口相连接。

3、如权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，所述第一膨胀装置和所述蒸发装置之间设有所述第一气液分离装置，所述第一气液分离装置的进口与所述第一膨胀装置的出口连接，所述第一气液分离装置的液态制冷剂的出口与所述蒸发装置连通，所述第一气液分离装置的气态制冷剂旁通口与所述单向阀的进口相连接。

4、如权利要求3所述的制冷系统，其特征在于，所述蒸发装置的载冷剂出口设置有温度传感器，所述温度传感器的控制信号输出端与所述电磁阀的控制信号输入端连接，并控制所述第二膨胀装置的开度。

5、如权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述压缩机吸气口处设有膨胀感温包，用以控制所述第一膨胀装置和所述第二膨胀装置的开度。

6、如权利要求5所述的制冷系统，其特征在于，所述第一膨胀装置采用热力膨胀阀、电子膨胀阀或孔板。

7、如权利要求5所述的制冷系统，其特征在于，所述第二膨胀装置采用热力膨胀阀、电子膨胀阀或孔板。

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