一种分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环及其工作方法技术

本发明专利技术涉及一种分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环及其工作方法，属于新能源节能技术领域。它采用二元非共沸混合工质作为系统循环工质，可以利用分液冷凝调节引射率；该系统由喷射器（1）、高温蒸发器（2）、压缩机（3）、高温蒸发器（4）、气液分离器（5）、低温冷凝器（6）、节流阀（7）、低温蒸发器（8）组成。本发明专利技术所述的一种分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环与传统的压缩喷射式制冷循环相比，新循环引射率可以被调控，一次流体和二次流体组分也可以被调控，新循环COP高于传统的压缩喷射式制冷循环。

A non azeotropic compression jet refrigeration cycle with separated condensation and its working method

【技术实现步骤摘要】
一种分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环及其工作方法
本专利技术涉及一种分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环及其工作方法，属于新能源节能

技术介绍
标准压缩喷射循环节能潜力巨大。与传统压缩制冷循环相比，标准压缩喷射循环利用喷射器作为膨胀装置来回收节流阀的膨胀功。同时，其关键部件喷射器具有结构简单，其中没有运动部件，运行和维护的成本很低的优点。但标准压缩喷射循环也存在效率不高的问题。为了提高喷压缩喷射循环的性能，学者们提出了很多改良压缩喷射循环，非共沸双蒸发压缩喷射循环是其中的一种。它利用两个蒸发温度不同的蒸发器来取代单个蒸发器，来提高蒸发器温差场均匀性，进而提高循环的性能。同时，利用相变过程中非共沸混合工质温度滑移的特点来避免换热器中的不良温度匹配，进一步提升循环的性能。但非共沸工质在固定配比下无法完全匹配在不同工况下循环对工质特性的需求。在某些工况下，循环性能急剧下降。并且非共沸工质会造成传热温差和传热系数下降，增加了换热器面积。而分液冷凝技术是一种强化传热的技术。在一般的冷凝过程中，由于非共沸工质液体不断析出，换热器内的液膜厚度不断增加，蒸汽干度降低，从而导致冷凝传热性能下降。分液冷凝可以将饱和液及时分离出来，剩下的饱和气继续冷凝，从而提高冷凝器内的传热系数。因此，分液冷凝能有效提升换热器的传热系数并且减少换热器面积。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述背景问题中提出的问题，提供一种分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环及其工作方法，它可以改善压缩喷射循环的不足，解决在传统非共沸压缩喷射循环中，引射率难以调控的问题；以及使用非共沸混合工质时，工质特性难以同时满足一次流体与二次流体的需求。本专利技术的目的是这样实现的：一种分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环，包括喷射器、高温蒸发器、压缩机、高温冷凝器、气液分离器、低温冷凝器、节流阀和低温蒸发器；所述低温冷凝器的出口端通过管路连接喷射器，所述低温蒸发器的出口端通过管路连接喷射器；所述喷射器的出口端通过管路连接高温蒸发器；所述高温蒸发器的出口端通过管路连接压缩机；所述压缩机的出口端通过管路连接高温冷凝器；所述高温冷凝器的出口端通过管路连接气液分离器；所述气液分离器顶部的饱和汽出口端通过管路连接低温冷凝器，所述气液分离器侧壁的饱和液出口端通过管路连接低温蒸发器；所述气液分离器和低温蒸发器之间的管路上还设置有节流阀。所述高温蒸发器、高温冷凝器、低温冷凝器、低温蒸发器为换热单元；所述高温蒸发器上包括高温蒸发器热源输入端、高温蒸发器热源输出端、高温蒸发器工质输入端以及高温蒸发器工质输出端；所述低温蒸发器上包括低温蒸发器热源输入端、低温蒸发器热源输出端、低温蒸发器工质输入端以及低温蒸发器工质输出端；所述高温蒸发器热源输入端和低温蒸发器热源输入端连通，所述高温蒸发器热源输出端和低温蒸发器热源输出端连通，所述高温蒸发器工质输入端和低温蒸发器工质输入端连通，所述高温蒸发器工质输出端和低温蒸发器工质输出端连通；所述低温冷凝器上包括低温冷凝器冷却水输入端、低温冷凝器冷却水输出端、低温冷凝器工质输入端以及低温冷凝器工质输出端；所述高温冷凝器上包括高温冷凝器冷却水输入端、高温冷凝器冷却水输出端、高温冷凝器工质输入端以及高温冷凝器工质输出端；所述气液分离器包括气液工质输入端、液态工质输出端以及气态工质输出端；所述压缩机包括压缩机工质输入端、压缩机工质输出端；所述节流阀包括节流阀工质输入端、节流阀工质输出端；所述喷射器的喷射器二次流体输入端通过管路连通低温蒸发器工质输出端；所述喷射器的喷射器工质输出端通过管路连通高温蒸发器工质输入端；所述高温蒸发器工质输出端通过管路连通压缩机工质输入端；所述压缩机工质输出端通过管路连通高温冷凝器工质输入端；所述高温冷凝器工质输出端通过管路连通气液工质输入端；所述气态工质输出端通过管路连通低温冷凝器工质输入端；所述液态工质输出端通过管路连通节流阀工质输入端；所述低温冷凝器工质输出端通过管路连通喷射器的喷射器一次流体输入端；所述节流阀工质输出端通过管路连通低温蒸发器工质输入端。新型分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环系统的循环工质是以R32和R1234yf为两个组元的非共沸混合工质。一种分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环的工作方法如下：首先，工质进入低温冷凝器被冷源冷凝为饱和液作为一次流体进入喷射器增速减压，再与低温蒸发器工质输出端的工质混合后，增压减速然后进入高温蒸发器继续制冷；被加热后的饱和气工质进入压缩机，加压后再进入高温冷凝器部分冷凝；气液两相的工质进入气液分离器进行气液分离，分离为饱和汽与饱和液；最后，被分离出来的饱和气进入低温冷凝器；饱和液流入节流阀节流后，进入低温蒸发器进行蒸发制冷。本专利技术的一种分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环，利用非共沸混合工质作为循环工质，通过气液分离器以及低温冷凝器调节一次流体和二次流体的组分；工质高温冷凝器中，被冷却为气液两相，然后进入气液分离器，被分离为饱和液和饱和汽，二者分别作为一次流体和二次流体进入喷射器进行循环；该循环通过气液分离器和低温冷凝器可以调节进入喷射器和低温蒸发器的工质组分即通过分液冷凝的方法来调整工作流体和引射流体的的工质组分，改善工质和热源的温度匹配以及调控喷射器的引射率；同时，由于两相非共沸工质的饱和汽与饱和液中工质组分不同，因此一次流体和二次流体的工质组份也不相同。相比现有技术，本专利技术的一种新型分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环具有以下优点：本专利技术的一种新型分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环，使用非共沸混合工质作为循环工质，研究得到最优工质组分；与传统的压缩喷射式制冷循环相比，新循环引射率可以被调控，一次流体和二次流体组分也可以被调控，新循环COP高于传统的压缩喷射式制冷循环。附图说明图1为本专利技术一种新型分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环示意图，其中：1-喷射器：1a-喷射器一次流体输入端，1b-喷射器二次流体输入端，1c-喷射器工质输出端；2-高温蒸发器：2a-高温蒸发器工质输入端，2b-高温蒸发器工质输出端，2c-高温蒸发器热源输入端，2d-高温蒸发器热源输出端；3-压缩机：3a-压缩机工质输入端，3b-压缩机工质输出端；4-高温冷凝器：4a-高温冷凝器工质输入端，4b-高温冷凝器工质输出端，4c-高温冷凝器冷源输入端，4d-高温冷凝器冷源输出端；5-气液分离器：5a-气液工质输入端，5b-气态工质输出端，5c-液态工质输出端；6-低温冷凝器：6a-低温冷凝器工质输入端，6b-低温冷凝器工质输出端，6c-低温冷凝器冷源输出端，6d-低温冷凝器冷源输入端；7-节流阀：7a-节流阀工质输入端，7b-节流阀工质输出端；8-低温蒸发器：8a-低温蒸发器工质输入端，8b-低温蒸发器工质输出端，8c本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环，其特征在于：包括喷射器（1）、高温蒸发器（2）、压缩机（3）、高温冷凝器（4）、气液分离器（5）、低温冷凝器（6）、节流阀（7）和低温蒸发器（8）；/n所述低温冷凝器（6）的出口端通过管路连接喷射器（1），所述低温蒸发器（8）的出口端通过管路连接喷射器（1）；/n所述喷射器（1）的出口端通过管路连接高温蒸发器（2）；/n所述高温蒸发器（2）的出口端通过管路连接压缩机（3）；/n所述压缩机（3）的出口端通过管路连接高温冷凝器（4）；/n所述高温冷凝器（4）的出口端通过管路连接气液分离器（5）；/n所述气液分离器（5）顶部的饱和汽出口端通过管路连接低温冷凝器（6），所述气液分离器（5）侧壁的饱和液出口端通过管路连接低温蒸发器（8）；/n所述气液分离器（5）和低温蒸发器（8）之间的管路上还设置有节流阀（7）。/n

【技术特征摘要】
1.一种分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环，其特征在于：包括喷射器（1）、高温蒸发器（2）、压缩机（3）、高温冷凝器（4）、气液分离器（5）、低温冷凝器（6）、节流阀（7）和低温蒸发器（8）；
所述低温冷凝器（6）的出口端通过管路连接喷射器（1），所述低温蒸发器（8）的出口端通过管路连接喷射器（1）；
所述喷射器（1）的出口端通过管路连接高温蒸发器（2）；
所述高温蒸发器（2）的出口端通过管路连接压缩机（3）；
所述压缩机（3）的出口端通过管路连接高温冷凝器（4）；
所述高温冷凝器（4）的出口端通过管路连接气液分离器（5）；
所述气液分离器（5）顶部的饱和汽出口端通过管路连接低温冷凝器（6），所述气液分离器（5）侧壁的饱和液出口端通过管路连接低温蒸发器（8）；
所述气液分离器（5）和低温蒸发器（8）之间的管路上还设置有节流阀（7）。


2.根据权利要求1所述的一种分液冷凝非共沸压缩喷射式制冷循环，其特征在于：所述高温蒸发器（2）、高温冷凝器（4）、低温冷凝器（6）、低温蒸发器（8）为换热单元；
所述高温蒸发器（2）上包括高温蒸发器热源输入端（2c）、高温蒸发器热源输出端（2d）、高温蒸发器工质输入端（2a）以及高温蒸发器工质输出端（2b）；
所述低温蒸发器（8）上包括低温蒸发器热源输入端（8c）、低温蒸发器热源输出端（8d）、低温蒸发器工质输入端（8a）以及低温蒸发器工质输出端（8b）；
所述高温蒸发器热源输入端（2c）和低温蒸发器热源输入端（8c）连通，所述高温蒸发器热源输出端（2d）和低温蒸发器热源输出端（8d）连通，所述高温蒸发器工质输入端（2a）和低温蒸发器工质输入端（8a）连通，所述高温蒸发器工质输出端（2b）和低温蒸发器工质输出端（8b）连通；
所述低温冷凝器（6）上包括低温冷凝器冷却水输入端（6c）、低温冷凝器冷却水输出端（6d）、低温冷凝器工质输入端（6a）以及低温冷凝器工质输出端（6b）；
所述高温冷凝器（4）上包括高温冷凝器冷却水输入端（4c）、高温冷凝器冷却水输出端（4d）、高温冷凝器工质输入端（4a）以及高温冷凝器工质输...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兴洋，
申请(专利权)人：双良节能系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32