一种带喷射器的小型节流低温制冷机循环系统技术方案

本发明专利技术公开了一种带喷射器的小型节流低温制冷机循环系统，包括管路上连接的压缩机、冷却器、两个回热器、节流阀，所述的第二回热器和蒸发器之间还设有一喷射器。本发明专利技术利用喷射器的膨胀与增压作用，能够提高压缩机的吸气压力，降低压比，降低压缩机的吸气比容；相应地可以降低压缩机的单位功率消耗和提高压缩机的输气量，增加系统的制冷量，提高系统性能系数。另一方面，通过采用喷射器使得回热器两侧的换热水当量更为匹配，由此改善了回热过程，减少了回热过程的不可逆损失。因此，带喷射器的小型节流低温制冷机循环系统在改善节流式制冷系统性能方面具有明显的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制冷与低温
，涉及一种制冷循环系统，特别涉及一 种带喷射器的小型节流低温制冷机循环系统，该循环系统由于采用了喷射 器，能提高压縮机的吸气压力，减小压縮机的压比，提高压縮机的输气量; 从而降低压縮机的单位功率消耗、提高系统的制冷量，改善循环系统性能。 可以应用于低温制冷机、医用低温冷冻器械和电子设备的冷却中。
技术介绍
小型节流低温制冷机广泛应用于空间制冷、电子器件冷却和医用低温冷 冻器械等领域。它具有系统结构简单、紧凑并能快速降温等特点；同时还可 以使用纯质制冷剂或混合物制冷剂作为工作介质，实现较宽温区的低温制冷 作用。特别是近年来随着混合物制冷剂的应用以及在系统中采用单级油润滑 压縮机技术的发展，更显现出它的应用特点。因此，在低温制冷领域它具有 比较大的实用价值；人们对它的应用与研究也始终在不断的发展。在节流式制冷循环中，随着制冷蒸发温度的降低，压縮机的吸气压力下 降，压比将升高，压縮机的吸气比容也增大，从而使得制冷循环系统的制冷 性能系数和制冷量会显著降低。这导致了小型节流低温制冷机在更低温区应 用的局限。因此，改善节流式制冷循环系统性能系数和提高制冷量也就成为 这一
中重要的研究发展方向。常规小型节流低温制冷机循环系统主 要由压縮机、冷却器、回热器、节流阀和蒸发器组成。小型节流低温制冷机 循环系统的性能在很大程度上取决于压縮机的排气压力、吸气压力和吸气比 容。在确定的蒸发温度下(即制冷温度要求)，当环境温度一定时，提高排 气压力可以提高循环系统的性能；但压縮机的压比也越高，这会降低压縮机的效率、增加系统的不可逆损失；同时提高压縮机的排气压力也会受到采用 单级油润滑压縮机技术的可靠性限制。因此，在常规节流式制冷循环中单纯 靠提高压縮机的排气压力，是不能有效地提高循环系统性能的。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，为了提高压縮机的吸气压力， 降低压比，提高系统性能，本专利技术的目的在于提出一种新的利用喷射器实现 提高系统性能的小型节流低温制冷机循环系统。喷射器作为一种机械增压设备以结构简单、无运动部件和成本低等特 点，在蒸气喷射制冷领域和其它相关制冷领域获得了广泛的应用。本专利技术将 喷射器应用在小型节流低温制冷机循环系统中，通过引入附加的喷射器，一 方面利用喷射器增加了一种循环的膨胀方式(除节流阀膨胀方式外)，这类 似于大型气体液化循环方式中带膨胀机的克劳特液化循环；另一方面，利用 喷射器的增压作用，能够提高压縮机的吸气压力，降低压比，降低压縮机的 吸气比容；相应地可以降低压縮机的单位功率消耗和提高压縮机的输气量， 从增加了系统的制冷量，改善了系统性能系数。实现上述专利技术目的的技术解决方案是 一种带喷射器的小型节流低温制 冷机循环系统，包括管路上连接的压縮机、冷却器、第一回热器、第二回热 器、节流阀、蒸发器，其特征在于，所述的第二回热器和蒸发器之间还设有 一喷射器。所述压縮机的出口与冷却器入口相连，冷却器的出口与第一回热器的入 口相连；第一回热器的高压气体出口分两路， 一路高压气体直接与第二回热 器入口相连；第二回热器的出口与节流阀连接；节流阀出口与蒸发器的入口 相连。另一路高压气体作为引射气体直接进入喷射器，引射从蒸发器来的气 体进入喷射器；喷射器的出口与第二回热器的低压入口相连接。第二回热器 的低压出口与第一回热器的低压入口相连；第一回热器的低压出口与压縮机的入口相连接。本专利技术的带喷射器的小型节流低温制冷机循环系统结构相对简单，所增加的喷射器仍属于常规的气一气型喷射器种类，具有膨胀与增压的作用；相 比于常规型的小型节流低温制冷机循环系统，制造成本增加不多，并能有效 提高系统的循环性能，从未来的应用上面看，具有明显的优势。附图说明图1是本专利技术带喷射器的小型节流低温制冷机循环系统示意图，也是本 专利技术的一个具体实施例。下面结合附图和给出的具体实施例，对本专利技术作进一步的说明。具体实施方式如图l所示，本专利技术的带喷射器的小型节流低温制冷机循环系统，包括管路上连接的压縮机、冷却器、回热器i、回热器n、节流阀、蒸发器，回热器II和蒸发器之间还设有一喷射器；所述压縮机的出口与冷却器入口相 连，冷却器的出口与回热器I的入口相连；回热器I高压气体出口分两路， 其中一路高压气体直接与回热器II入口相连；回热器II的出口与节流阀连 接；节流阀出口与蒸发器的入口相连。回热器I的另一路高压气体作为引射 气体直接进入喷射器，引射从蒸发器来的气体进入喷射器；喷射器的出口与回热器n的低压入口相连接。回热器n的低压出口与回热器I的低压入口相连；回热器I的低压出口与压縮机的入口相连接。通过以上连接，构成完 整的小型节流低温制冷机循环系统。其工作过程是低压工质气体(如氮气，混合物制冷剂)(在l点处) 进入压縮机，被增压后排入冷却器；高压工质气体在冷却器中被环境介质冷 却降温后(在2点处)，进入回热器I，被返流气体进一步冷却；从回热器 I中出来的较低温度的高压工质气体(在3点处) 一部分进入回热器II再 被返流气体冷却降温后(在4点处)，通过节流阀降压降温后变成汽-液两相流体(在5点处)，然后进入蒸发器蒸发吸收热量实现制冷目的；从回热 器I中出来的另一部分高压工质气体进入喷射器的引射气体入口 (在3'点 处)，引射从蒸发器来的低压工质气体(在6点处)；被引射气体与引射气 体在喷射器中混合并经扩压后变成较高压力的气体进入回热器II (在7点处)，回收热量升温后进入回热器I (在8点处)；再回收热量升温后进入进入压縮机(在l点处)，实现整个循环工作过程。整个循环工作过程中存在有三个不同的工作压力，依次是压縮机排气压力、压縮机吸气压力和蒸发压力；其中排气压力和蒸发压力是由循环系统的 工作工况所决定，这又取决于制冷要求和压縮机工作条件；喷射器入口引射 气体压力即是压縮机排气压力，而喷射器出口气体压力(即压縮机吸气压力) 可以作为选择调节参数，是由喷射器的工作特性以及循环中的质量守恒和能 量守恒关系所确定的。相比于常规小型节流低温制冷机循环系统，在同样的循环工况条件下， 在本专利技术实施例的制冷循环中，因喷射器的膨胀与增压作用，提高了压縮机 的吸气压力，降低了压比，降低了压缩机的吸气比容；相应地降低了压縮机 的单位功率消耗和提高了压縮机的输气量，从增加了系统的制冷量，改善了 系统性能系数。另一方面，由于增加喷射器后，回热器II低压侧的气体流 量增大，而高压测的气体流量相对减少，因而使得回热器II两侧的换热水 当量更为匹配，由此改善了回热过程，减少了回热过程的不可逆损失。所以， 整个循环系统的性能显著提高了。从以上分析可以看出，新型节流低温制冷 机循环系统在改善节流式低温制冷系统性能方面具有明显的优势。权利要求1.一种带喷射器的小型节流低温制冷机循环系统，包括管路上连接的压缩机、冷却器、第一回热器、第二回热器、节流阀、蒸发器，其特征在于，所述的第二回热器和蒸发器之间还设有一喷射器。2. 如权利要求1所述的带喷射器的小型节流低温制冷机循环系统，其 特征在于，所述压縮机的出口与冷却器入口相连，冷却器的出口与第一回热 器的入口相连；第一回热器的高压气体出口分两路， 一路高压气体直接与第 二回热器入口相连；第二回热器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带喷射器的小型节流低温制冷机循环系统，包括管路上连接的压缩机、冷却器、第一回热器、第二回热器、节流阀、蒸发器，其特征在于，所述的第二回热器和蒸发器之间还设有一喷射器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鱼剑琳，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]