[發(fā)明專利]一種噴射器過冷增效的單級蒸氣壓縮式循環(huán)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410146243.6
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103954061A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魚劍琳;朱琳;邢美波
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F25B1/00
• 分類號: F25B1/00;F25B9/08;F25B41/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會俠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于制冷與熱泵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于制冷與熱泵裝置的噴射器過冷增效的單級蒸氣壓縮式循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

蒸氣壓縮式制冷（熱泵）循環(huán)被廣泛應(yīng)用于冰箱，空調(diào)及熱泵系統(tǒng)中。它具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊并能快速制冷或制熱等特點。特別是近年來隨著能源需求迅速增長，環(huán)境氣候問題日益突出以及低碳經(jīng)濟的發(fā)展，對蒸氣壓縮式制冷（熱泵）技術(shù)在節(jié)能、環(huán)保等方面提出更高的要求。但在實際應(yīng)用中，由于現(xiàn)有循環(huán)系統(tǒng)中仍存在較大的熱力學(xué)損失，從而造成制冷（熱泵）系統(tǒng)的性能還偏低，因此，幾十年來，學(xué)者就如何提高蒸汽壓縮循環(huán)制冷（熱泵）性能的相關(guān)技術(shù)進行不斷的研究。其中利用機械過冷來提高制冷（熱泵）系統(tǒng)性能被認為是一種行之有效的方法。許多研究表明，機械過冷確實可以提高制冷與熱泵裝置的性能。

目前，在單級蒸氣壓縮式循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)機械過冷的主要方式是采用一個附加的蒸氣壓縮式循環(huán)系統(tǒng)，利用該附加系統(tǒng)的制冷作用實現(xiàn)對主系統(tǒng)中來自冷凝器的制冷劑液體進一步過冷。然而，這種方式一方面需要增加輔助壓縮機及其它輔助部件，造成了系統(tǒng)的復(fù)雜性，另一方面也會顯著增加制造成本。針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的這些不足，本發(fā)明提出了一種利用噴射器實現(xiàn)單級蒸氣壓縮式循環(huán)系統(tǒng)機械過冷的新技術(shù)途徑。

噴射器結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、無運動部件,適于包括兩相流的任何流體下使用，早期主要應(yīng)用于低品位熱源驅(qū)動的制冷系統(tǒng)中。國內(nèi)外已有研究者提出了將噴射器引入蒸氣壓縮制冷循環(huán),構(gòu)成壓縮/噴射復(fù)合式制冷循環(huán)并應(yīng)用于制冷與熱泵裝置。許多研究表明,在蒸氣壓縮系統(tǒng)上采用噴射器確實可以提高制冷與熱泵裝置的性能。然而，目前有關(guān)噴射器在蒸氣壓縮系統(tǒng)上的應(yīng)用，大多數(shù)是利用噴射器回收蒸氣壓縮制冷與熱泵循環(huán)系統(tǒng)節(jié)流過程中的膨脹功，提升壓縮機的吸氣壓力從而降低循環(huán)中壓縮機的功率消耗和提高壓縮機的輸氣量，有效改善制冷（熱泵）循環(huán)系統(tǒng)性能。但在本發(fā)明中，則是利用噴射器與機械泵相結(jié)合的機械過冷的方式對制冷系統(tǒng)的性能進行提升，即噴射器過冷增效的單級蒸氣壓縮式循環(huán)系統(tǒng)。一方面，通過由機械泵與噴射器構(gòu)成的輔助制冷劑回路可以實現(xiàn)對主循環(huán)回路制冷劑的過冷作用，進而增加其制冷能力；另一方面，用于驅(qū)動噴射器的機械泵僅是對輔助回路的制冷劑液體進行加壓，相比于壓縮制冷劑蒸氣的壓縮機而言，它增加的耗功率要小，而且一般也比采用輔助壓縮機的系統(tǒng)還要簡單及成本低廉。因此，本發(fā)明在實現(xiàn)機械過冷的技術(shù)方面具有明顯的優(yōu)勢，這對蒸氣壓縮式制冷（熱泵）裝置的節(jié)能技術(shù)發(fā)展有著積極的推動作用，而且會帶來較好的社會效益和經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種噴射器過冷增效的單級蒸氣壓縮式循環(huán)系統(tǒng)，能夠進一步提高現(xiàn)有單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)的制冷與制熱性能。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種噴射器過冷增效的單級蒸氣壓縮式循環(huán)系統(tǒng)，包括冷凝器102，冷凝器102出口的液態(tài)制冷劑分為兩路，一路液態(tài)制冷劑出口經(jīng)過機械泵103與噴射器104的噴嘴入口相連接；噴射器104的被引射制冷劑入口與閃蒸器106的飽和氣態(tài)制冷劑出口相連接；噴射器104出口的氣液兩相制冷劑與壓縮機101出口的過熱氣態(tài)制冷劑相混合后與冷凝器102的入口相連接；冷凝器102出口的另一路液態(tài)制冷劑經(jīng)過第一節(jié)流機構(gòu)105后與閃蒸器106的入口相連接；閃蒸器106出口的制冷劑分為兩路，一路飽和氣態(tài)制冷劑被噴射器104所引射；另一路飽和液態(tài)制冷劑與第二節(jié)流機構(gòu)107的入口相連接；第二節(jié)流機構(gòu)107的出口經(jīng)過蒸發(fā)器108后與壓縮機101的入口相連接。

所述噴射器104中來自冷凝器102的液態(tài)制冷劑經(jīng)過機械泵103加壓后，其壓力大于從閃蒸器106出來的飽和氣態(tài)制冷劑壓力。

所述閃蒸器106出口的飽和氣態(tài)制冷劑在噴射器104中被來自于機械泵103出口的高壓液體制冷劑引射，在噴射器104中混合后增壓并與壓縮機101出口的過熱制冷劑混合后進入冷凝器102。

所述第一節(jié)流機構(gòu)105和第二節(jié)流機構(gòu)107均為膨脹閥。