一种具有喷射器的制冷系统及其制冷方法技术方案

技术编号:7456555 阅读:151 留言:0更新日期:2012-06-23 17:26
本发明专利技术公开了一种具有喷射器的制冷系统,喷射器的主流是经过膨胀阀后变成气态的工质,通过引射从蒸发器中出来的气态工质进入喷射器中进行扩压,提高工质的压力,然后进入压缩机进行压缩,然后进入冷凝器,完成制冷循环。而经过膨胀阀后的液态工质则再经过一个膨胀阀继续节流,变成低温低压状态进入蒸发器进行蒸发,然后吸热变成气态后被引射进入喷射器,然后在喷射器中提高压力后进入压缩机,完成制冷循环。这样能提高进入压缩机的工质的压力,降低了压缩机的压比,减小了压缩机的功耗,从而提高的制冷系统的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种蒸发压缩制冷系统,具体是一种包括一个喷射器的蒸发压缩制冷系统。本专利技术还涉及采用该制冷系统的制冷方法。
技术介绍
现有的制冷系统大都是由四大部件组成压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器,气态制冷剂经压缩机压缩后进入冷凝器冷凝成高压高温的液体,然后经膨胀阀节流膨胀后成为低温低压的两相流体,再进入蒸发器蒸发,吸收蒸发器外侧流体的热量气化后再进入压缩机, 从而完成一个循环,在制冷剂的循环过程中,制冷剂从冷凝器出口的液体状态通过膨胀阀的节流变成两相流体的过程是一个等焓过程,部分有用功被节流损失掉了,从而影响了制冷机组效率的提高。随着人们生活水平的提高,制冷空调等领域的用电占能源消耗大的比例越来越大,随着能源形势的日渐紧张,提高制冷系统的效率是当务之急。利用喷射器代替节流元件对制冷系统的节流损失进行回收是提高制冷系统效率的有效途径。经对现有技术的文献检索发现,中国专利文献号CN1460823A,专利技术名称为“喷射器”的专利技术专利申请,是一种用于喷射制冷循环的制冷系统中的喷射器,该专利技术与常规热驱动的蒸汽喷射制冷系统的喷射器结构基本相同,由超音速喷嘴、引射腔、混合室和扩散室组成,喷嘴为先缩后扩形喷嘴,混合室为等面积圆柱形,扩散室为圆台形。类似的将喷射器应用在制冷系统中的专利有很多,喷射器的主要作用是完全或部分替代膨胀阀的作用,减少节流损失,从而提高制冷系统的效率,但是由于喷射器进口主流流体为液态制冷剂,在喷嘴内的膨胀过程中会出现亚稳态流现象,降低喷嘴的效率,而且制冷剂在喷射器中混合和扩压过程中易产生激波,降低了喷射器的效率,现在并没有很好的方法来解决这个问题。而且随着外界工况的变化,喷射器的性能也会受到影响,从而影响制冷系统的稳定,会给制冷系统制冷量的控制造成很大的麻烦。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足,设计了一种具有喷射器的制冷系统,喷射器的主流是经过膨胀阀后变成气态的工质,通过引射从蒸发器中出来的气态工质进入喷射器中进行扩压,提高工质的压力,然后进入压缩机进行压缩,然后进入冷凝器,完成制冷循环。而经过膨胀阀后的液态工质则再经过一个膨胀阀继续节流,变成低温低压状态进入蒸发器进行蒸发,然后吸热变成气态后被引射进入喷射器,然后在喷射器中提高压力后进入压缩机,完成制冷循环。这个具有喷射器的制冷系统使用气体引射气体,既避免了两相流会产生激波等降低效率的因素,同时也增加了压缩机进口工质的压力,降低了压缩机的压比, 减少了压缩机的功耗,从而提高了制冷系统的效率。由于总是有液态工质经过蒸发器来提供制冷量,当由于外界工况变化导致喷射器性能发生变化时,系统也会提供固定的制冷量, 这样就能有效的控制制冷系统的制冷量。本专利技术是通过以下技术方案实现的,本专利技术包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、喷射器、中间换热器、气液分离器。其中,压缩机的出口与冷凝器的入口相连,冷凝器的出口连至第一膨胀阀的入口,第一膨胀阀的出口与气液分离器的入口连接,气液分离器的气体出口与喷射器的主流进口连接,气液分离器的液体出口与第二膨胀阀的入口连接,第二膨胀阀的出口与蒸发器的入口连接,蒸发器的出口与喷射器气体引射入口连接,喷射器的出口连至压缩机的入口,形成完整的循环。进一步地,本专利技术还可包括中间换热器,所述中间换热器包括相互交换热量的第一侧和第二侧;冷凝器的出口与中间换热器第一侧的入口连接,中间换热器第一侧的出口与第一膨胀阀的入口相连;喷射器的出口与中间换热器第二侧的入口相连,中间换热器第二侧的出口与压缩机的入口连接。在本专利技术的一个实施方式中,也可以省略中间换热器,冷凝器的出口连至第一膨胀阀的入口,喷射器的出口连至压缩机的入口。工质在压缩机中压缩后进入冷凝器中进行冷凝,变成液态后进入中间换热器中与喷射器出来的工质进行换热,变成过冷的液体,然后经过膨胀阀进行节流,变成气液混合物进入气液分离器中,其中气态工质进入喷射器成为喷射器的主流,引射从蒸发器中出来的气态工质进入喷射器,然后在喷射器中提高压力,再继续进入中间换热器中与冷凝器出来的工质进行换热,工质进一步提高温度和压力,然后进入压缩机完成循环;液态工质则再经过一个膨胀阀继续节流,变成低温低压状态进入蒸发器中换热,提供制冷量,工质吸热变成气态后被引射进入喷射器中,然后与喷射器主流的气态工质一起完成循环。此制冷系统可用于各种常用的制冷剂,如R134a、R404A、R22以及二氧化碳等,用来提高制冷循环的效率。本专利技术与现有技术相比的优点包括1)喷射器采用的气体引射气体的形式,避免了两相流喷射器中会出现的激波和工质的亚稳态造成的喷射器效率下降,能保证喷射器稳定的运行,同时也提高了压缩机进口工质的压力,降低了压缩机的压比,减少压缩机的功耗,从而提高制冷系统的效率。2)由于有固定的流体流过蒸发器,当外界工况变化影响喷射器的性能时,保证制冷系统有固定的制冷量,方便了喷射器制冷系统制冷量的控制,减小了外界环境对制冷系统的影响。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术实施例1的喷射器循环的示意图。图2是喷射器循环的喷射器放大示意图。图3是图1的喷射器循环中压力与焓值的P_h图。图4是本专利技术实施例2的喷射器循环的示意图。具体实施例方式实施例1 如图1所示,本实施例的具有喷射器的制冷系统,其由压缩机10、冷凝器20,中间换热器30、膨胀阀40、气液分离器50、喷射器60、膨胀阀70和蒸发器80组成。各部件之间的连接关系压缩机10的出口与冷凝器20的入口相连,然后冷凝器20的出口与中间换热器30第一侧的入口连接,接着中间换热器30第一侧的出口与膨胀阀40的入口相连,然后膨胀阀40的出口与气液分离器50的入口连接,然后气液分离器50的气体出口与喷射器60 主流进口连接,而气液分离器50的液体出口与膨胀阀70的入口连接,接着膨胀阀70的出口与蒸发器80的入口连接,然后蒸发器80的出口与喷射器60气体引射入口连接,然后喷射器60的出口与中间换热器30第二侧的入口相连,最后中间换热器30的出口与压缩机10 的入口连接,形成完整的循环。工质在压缩机10中经过压缩后变成高温高压的气态,然后进入冷凝器20中进行冷凝,接着工质进入中间换热器30中与喷射器60中出来的工质进行换热,变成过冷状态, 然后经过膨胀阀40的节流作用,变成气液两相流进入气液分离器50中,此时工质分成两路分别进行循环,其中气态的工质会直接进入喷射器60中,作为喷射器主流引射从蒸发器80 中出来的气态工质;而液态的工质会再经过一个膨胀阀70再次进行节流,然后进入蒸发器 80中进行蒸发,为外界提供制冷量,然后工质变成气态被引射进入喷射器60中,与气液分离器50中出来的气态工质混合,然后经过喷射器60的扩压,工质的压力提升,进入中间换热器30中与冷凝器20中出来的工质进行换热,变成过热状态,然后回到压缩机10中完成了循环。如图2所示,喷射器60包括一个喷嘴61、一个吸气室62、一个混合室63、一个扩压段64。喷射器60部件之间的连接关系气液分离器50的气体出口与喷嘴61连接,同时蒸发器80与吸气室62相连,然后喷嘴61和吸气室62与混合室63相连,然后混合室63与扩压段64连接本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:陈江平金鑫胡继超赵宇
申请(专利权)人:上海交通大学
类型:发明
国别省市:

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