一种减小蒸发器入口制冷剂干度的制冷系统技术方案

本发明专利技术公开一种减小蒸发器入口制冷剂干度的制冷系统，包括压缩机、冷凝器、蒸发液化器、蒸发器和喷射器，冷凝器与蒸发液化器之间并列设有第一节流阀和第二节流阀，压缩机、冷凝器、第一节流阀、蒸发液化器、喷射器依次形成第一回路，压缩机、冷凝器、第二节流阀、蒸发液化器、蒸发器依次形成第二回路；压缩机排气口与喷射器工作流体入口连接；蒸发液化器内第一回路的制冷剂出口与喷射器的引射流体入口连接；蒸发液化器内，第一回路内的制冷剂与第二回路内的制冷剂换热，第二回路内的制冷剂以液相状态流出蒸发液化器；蒸发器出口与喷射器出口汇合后连通至压缩机吸气口。本发明专利技术减小了蒸发器入口制冷剂的干度，避免了蒸发器内分配不均匀的问题。

A Refrigeration System for Reducing the Dryness of Refrigerant at the Entrance of Evaporator

【技术实现步骤摘要】
一种减小蒸发器入口制冷剂干度的制冷系统
本专利技术涉及制冷
，尤其是减少蒸发器入口制冷剂干度的制冷系统。
技术介绍
干式蒸发器是制冷系统中常用的换热部件，也是制冷系统对外输出冷量的重要部件，经节流降压后的低压制冷剂通常从蒸发器一端端盖的下方进入蒸发器管程，制冷剂在蒸发器管内流动，沿程吸收管外载冷剂的热量并逐渐气化。由于该结构特点，干式蒸发器制冷剂充注量较少(通常只有满液式蒸发器的1/2～1/3)，回油稳定方便，应用十分广泛，在制冷剂充注量有严格限制的场合(如可燃制冷剂)，干式蒸发器的使用更为普及。入口制冷剂分配不均匀是现有干式蒸发冷却器在使用过程中存在的主要问题。冷凝器出口的液相制冷剂经节流降压后变为气液两相制冷剂，该两相制冷剂再经过分液装置流向蒸发器，理想状态是气液两相制冷剂均匀流向蒸发器各部分与外部载冷剂进行换热，然而由于闪发气体的存在，极易造成蒸发器分液不均匀，并且该气体还占用了部分蒸发器换热面积，蒸发器有效换热面积减小，传热效果降低，进而降低整个制冷系统的性能。现有专利对蒸发器分液装置及制冷剂分配方法的改进有两种思路，一种是分液结构改进，如授权公告号CN201310200027.0的专利技术专利提出一种可在干式蒸发器传热管内产生旋流的均液分配和旋流装置，授权公告号CN201110378041.0的专利技术专利采用了圆锥柱体的分液均布器，授权公告号CN201110221596.4的专利技术专利采用了一种均分扰动装置，此外，还有一些申请专利在液态制冷剂进入蒸发器的流道中设置涡旋槽、螺旋槽等，目的均是将干式蒸发器入口处制冷剂均匀混合；另一种思路是在蒸发器入口设置气液分离装置，将蒸发器入口气液两相制冷剂的气态部分分离旁通到蒸发器出口，目的是将干式蒸发器两相制冷剂流体分配问题转化为单相的制冷剂流体分配问题，如申请号CN201310375895.2的专利技术专利在蒸发器入口设置气液分离罐，导液管与蒸发器入口集管连通，导气管中的气态制冷剂和吹过蒸发器迎风侧或者被风侧的空气进行热交换后进入压缩机。但是，上述两种思路均有一定的局限性，分液结构的改进虽然可以改善气态和液态制冷剂混合均匀性，但迄今为止还没有一种分液结构能产生均匀的制冷剂分配；现有气液分离装置旁通的部分气态制冷剂流速较高，会将部分液态制冷剂带走一起旁通至蒸发器出口，不仅带来冷量损失，还可能造成压缩机吸气带液，此外，精确的旁通控制也是一个非常难以解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提出一种减小蒸发器入口制冷剂干度的制冷系统，将进入蒸发器的两相制冷剂完全转变为单相液态制冷剂，从而将干式蒸发器两相制冷剂流体分配问题转为单相的液态制冷剂分配问题，实现均匀混合和分液，改善制冷剂分配效果，提高系统性能。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：制冷系统，包括压缩机、冷凝器、蒸发液化器、蒸发器和喷射器，所述冷凝器与蒸发液化器之间并列设有第一节流阀和第二节流阀，所述压缩机、冷凝器、第一节流阀、蒸发液化器、喷射器依次形成第一回路，所述压缩机、冷凝器、第二节流阀、蒸发液化器、蒸发器依次形成第二回路；所述压缩机排气口与喷射器工作流体入口连接，所述蒸发液化器内第一回路的制冷剂出口与喷射器的引射流体入口连接；所述蒸发液化器内，第一回路内的制冷剂与第二回路内的制冷剂换热，第二回路内的制冷剂以液相状态流出蒸发液化器；所述蒸发器出口与喷射器出口汇合后连通至压缩机吸气口。优选地，所述蒸发器为干式多通道蒸发器，第二回路内的制冷剂进入蒸发器时，分别与蒸发器的各个流路连通。优选地，所述蒸发液化器是板式换热器、管壳式换热器或套管式换热器中的任一种。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)在冷凝器与蒸发器之间设置蒸发液化器，并将传统单一的制冷回路拆分为第一回路和第二回路，通过两个节流阀实现不同的节流降温，使得在蒸发液化器内，第一回路内的制冷剂与第二回路内的制冷剂换热，第二回路内的制冷剂以液相状态流出蒸发液化器，再进入蒸发器内，将干式蒸发器两相制冷剂流体分配问题转化为单相的制冷剂流体分配问题，消除了蒸发器入口制冷剂的干度，避免了气液两相制冷剂在干式蒸发器内分配不均匀的问题。(2)在所述蒸发液化器中，通过换热，第一回路内的制冷剂冷量转移到所述第二回路内的两相制冷剂中，冷量得到充分利用，不会造成冷量损失。(3)采用喷射器引射蒸发液化器出口的低压制冷剂，结构简单，既可以提升低压制冷剂的压力，又可以保证系统运行可靠。本专利技术有效地解决传统干式蒸发器中制冷剂分配不均匀问题，可以提高制冷系统中蒸发器的传热面积利用率，改善蒸发器传热性能，提高蒸发温度，达到节能的目的。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步描述：图1是本专利技术所述制冷系统流程图。图2是实施例所述压焓图。1-压缩机；2-冷凝器；3-第一节流阀；4-第二节流阀；5-蒸发液化器；6-蒸发器；7-喷射器。具体实施方式下面结合附图1对本专利技术的实施例进行详细说明，本专利技术不仅限于以下实施方式。如图1所示，本专利技术所述制冷系统包括压缩机1、冷凝器2、蒸发液化器5、蒸发器6和喷射器7，所述冷凝器2与蒸发液化器5之间并列设有第一节流阀3和第二节流阀4，所述压缩机1、冷凝器2、第一节流阀3、蒸发液化器5、喷射器7依次形成第一回路，所述压缩机1、冷凝器2、第二节流阀4、蒸发液化器5、蒸发器6依次形成第二回路；所述压缩机1排气口与喷射器7工作流体入口连接，所述蒸发液化器内第一回路的制冷剂出口与所述喷射器7的引射流体入口连接；所述蒸发液化器5内，第一回路内的制冷剂与第二回路内的制冷剂换热，第二回路内的制冷剂以液相状态流出蒸发液化器5，所述蒸发器6出口与喷射器7出口汇合后连通至压缩机1吸气口。本专利技术在传统制冷系统的基础上，进一步设置蒸发液化器和喷射器，并将传统的制冷回路拆分为第一回路和第二回路，通过两个节流阀实现不同的节流降温，使得在蒸发液化器内，第一回路内的制冷剂与第二回路内的制冷剂换热，第二回路内的制冷剂以液相状态流出蒸发液化器，再进入蒸发器内，将干式蒸发器两相制冷剂流体分配问题转化为单相的制冷剂流体分配问题，减小了蒸发器入口制冷剂的干度，避免了气液两相制冷剂在干式蒸发器内分配不均匀的问题。本实施例通过调节第一节流阀3和第二节流阀4的开度，使第一节流阀3节流后的制冷剂温度低于第二节流阀4节流后的制冷剂温度，以保证第二回路内的制冷剂经蒸发液化器5充分换热后，形成液态单相制冷剂。第一节流阀3或第二节流阀4的开度具体根据实际工况而定。可选地，还可通过调节第一回路和第二回路的流量来实现节流后温度的分布，或者通过其他任何方式调节节流温度分布，只要能使得第一节流阀3节流后的制冷剂温度低于第二节流阀4节流后的制冷剂温度，均属于本专利技术所要保护的技术方案。第一回路内的制冷剂经第一节流阀3节流降压，再经蒸发液化器5换热后，变为低压制冷剂，此时借助于喷射器7实现增压，保证系统的正常运行。且本实施例中，喷射器7采用压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽作为工作流体，简单节能高效。本专利技术采用的蒸发液化器5是一种热交换器，优选为间壁式换热器，例如板式换热器、管壳式换热器，套管式换热器等等。本专利技术采用的制冷剂可以是各种常用的自然制冷剂或合成制冷剂，如氢氟烃类制冷剂HFC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减小蒸发器入口制冷剂干度的制冷系统，其特征在于：包括压缩机(1)、冷凝器(2)、蒸发液化器(5)、蒸发器(6)和喷射器(7)，所述冷凝器(2)与蒸发液化器(5)之间并列设有第一节流阀(3)和第二节流阀(4)，所述压缩机(1)、冷凝器(2)、第一节流阀(3)、蒸发液化器(5)、喷射器(7)依次形成第一回路，所述压缩机(1)、冷凝器(2)、第二节流阀(4)、蒸发液化器(5)、蒸发器(6)依次形成第二回路；所述压缩机(1)排气口与喷射器(7)工作流体入口连接，所述蒸发液化器(5)内第一回路的制冷剂出口与所述喷射器(7)的引射流体入口连接；所述蒸发液化器(5)内，第一回路内的制冷剂与第二回路内的制冷剂换热，第二回路内的制冷剂以液相状态流出蒸发液化器(5)，所述蒸发器(6)出口与喷射器(7)出口汇合后连通至压缩机(1)吸气口。

【技术特征摘要】
1.一种减小蒸发器入口制冷剂干度的制冷系统，其特征在于：包括压缩机(1)、冷凝器(2)、蒸发液化器(5)、蒸发器(6)和喷射器(7)，所述冷凝器(2)与蒸发液化器(5)之间并列设有第一节流阀(3)和第二节流阀(4)，所述压缩机(1)、冷凝器(2)、第一节流阀(3)、蒸发液化器(5)、喷射器(7)依次形成第一回路，所述压缩机(1)、冷凝器(2)、第二节流阀(4)、蒸发液化器(5)、蒸发器(6)依次形成第二回路；所述压缩机(1)排气口与喷射器(7)工作流体入口连接，所述蒸发液化器(5)内第一回路的制冷剂出口与所述喷射器(7)的引射...

【专利技术属性】
技术研发人员：宣永梅，陈光明，高能，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33