[發明專利]一種蒸氣壓縮制冷用帶噴射器的冷凝器單元

無效

• 申請號: 201410624100.1
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN104344592A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 魚劍琳;劉小琴;晏剛;陳佳恒
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F25B9/08
• 分類號: F25B9/08;F25B39/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

技術領域

本發明屬于制冷與空調器技術領域，具體涉及一種應用于蒸氣壓縮制冷系統的帶有噴射器的冷凝器單元。

背景技術

隨著時代的發展，使用蒸氣壓縮制冷循環的空調器、冰箱等制冷設備在人們生活中的使用量和需求日益增長，并且其耗電量在整個家庭的總耗電量中占據了不容忽視的比重。因此面對日漸嚴峻的節能環保形勢，制冷與空調器技術需要不斷地朝著更加高效節能和環保的方向發展。這樣不僅能夠提高市場競爭力，產生巨大經濟效益，同時還可以帶來積極的環境效益。

目前，在基本的蒸氣壓縮制冷的應用中，提高其循環系統性能的主要方法是提高壓縮機性能或者改善換熱器的換熱性能。作為系統的重要組成部分，冷凝器換熱性能的改善自然可以提高制冷循環系統的性能。在常規的基本循環系統中，通常是壓縮機出口的過熱制冷工質氣體直接進入冷凝器，在冷凝器中進行換熱交換后被冷卻為液體。在常規的冷凝器中，制冷工質的放熱過程包括了由過熱氣體冷卻到飽和氣體狀態的過熱段，飽和氣體狀態繼續凝結放熱的氣液兩相段以及飽和液體的進一步放熱的過冷段。在氣液兩相段，由于放熱過程為相變放熱，其相變對流換熱系數大。然而，在過熱段制冷工質為單相氣體放熱過程，其對流換熱系數遠低于相變對流換熱系數，這會導致冷凝器的整體換熱效率低。因此，如果能夠使得壓縮機出口的制冷工質先被冷卻到飽和氣體狀態，再進入冷凝器，則制冷工質在冷凝器中的換熱過程則主要為相變放熱及過冷放熱，這會使得凝器的整體換熱效率提高，從而制冷系統的性能可以得到提高。

發明內容

為解決上述現有技術中存在的缺陷和不足，本發明提供一種應用于蒸氣壓縮制冷系統的帶有噴射器的冷凝器單元，飽和氣體狀態的制冷工質在冷凝器中放熱過程主要為有相變的冷凝換熱以及過冷放熱，而沒有了過熱制冷工質氣體單相對流換熱過程；由于相變換熱的換熱系數遠大于單相氣體對流換熱系數，由此通過在壓縮機和冷凝器之間增加噴射器及液體回流管可以提高冷凝器中制冷工質的整體換熱系數，從而改善了冷凝器的整體換熱效率，增加了循環系統的性能。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種蒸氣壓縮制冷用帶噴射器的冷凝器單元，包括和壓縮機出口連接的噴射器進氣管101，噴射器進氣管101的出口與噴射器102的工作流體入口連接，壓縮機出口的過熱制冷工質作為噴射器102的工作流體，噴射器102的出口連接冷凝器103的入口，制冷工質進入冷凝器103冷凝放熱，冷凝器103的出口的制冷工質分兩路，一路制冷工質經液體回流管104作為被引射流體進入噴射器102，與工作流體混合后進入冷凝器103；另一路制冷工質經冷凝器出流管105進入循環系統的節流裝置。

通過液體回流管104將冷凝器103出口的部分過冷或飽和制冷工質回流到噴射器102，作為噴射器102的被引射流體。

所述液體回流管104上設置有流量調節閥，通過其調節，使得進人噴射器102中的工作流體與被引射流體的流量匹配，進而使得噴射器102出口進入冷凝器103的制冷工質處于飽和氣體狀態。

所述冷凝器103分流出的回流液體經回流管104時因流動阻力而造成壓力降低，故在噴射器引射入口形成較低壓力的被引射流體。噴射器102的主要作用是利用壓縮機高壓排氣作為工作流體來引射該回流液體。

相比于常規蒸氣壓縮制冷循環中的冷凝器，本發明具有如下優點：

1、通過噴射器以壓縮機出口的過熱蒸氣為工作流體來引射冷凝器出口分出經液體回流管返回的部分過冷或飽和制冷工質液體，通過適當的流量匹配使得兩者在噴射器內混合與換熱后在噴射器出口得到飽和氣體狀態的制冷工質流體。因此冷凝器中制冷工質的換熱只有飽和段的相變換熱以及過冷段的液體對流換熱，換熱系數比有過熱段的常規蒸氣壓縮制冷循環中的冷凝器換熱系數高，從而改善了冷凝器的整體換熱效率，從而改善了制冷系統的循環性能。

2、本發明中噴射器的主要作用是混合壓縮機出口的過熱制冷工質與冷凝器出口的回流過冷或飽和制冷工質，并克服制冷劑經過冷凝器及回流管的流動阻力將回流液體引射。由于制冷劑流動阻力較小，因此制冷循環壓縮機的出口壓力不需要較大的提高，因此壓縮機耗功增加不顯著。

附圖說明

圖1是本發明蒸氣壓縮制冷循環中帶噴射器冷凝器單元的示意圖。

圖2是本發明蒸氣壓縮制冷循環中帶噴射器凝器單元的工作過程p-h圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚簡明，以下結合附圖，對本發明進行進一步詳細說明。