[发明专利]一种喷射器过冷增效的单级蒸气压缩式循环系统

说明书

技术领域

本发明属于制冷与热泵技术领域，具体涉及一种用于制冷与热泵装置的喷射器过冷增效的单级蒸气压缩式循环系统。

背景技术

蒸气压缩式制冷（热泵）循环被广泛应用于冰箱，空调及热泵系统中。它具有系统结构简单、紧凑并能快速制冷或制热等特点。特别是近年来随着能源需求迅速增长，环境气候问题日益突出以及低碳经济的发展，对蒸气压缩式制冷（热泵）技术在节能、环保等方面提出更高的要求。但在实际应用中，由于现有循环系统中仍存在较大的热力学损失，从而造成制冷（热泵）系统的性能还偏低，因此，几十年来，学者就如何提高蒸汽压缩循环制冷（热泵）性能的相关技术进行不断的研究。其中利用机械过冷来提高制冷（热泵）系统性能被认为是一种行之有效的方法。许多研究表明，机械过冷确实可以提高制冷与热泵装置的性能。

目前，在单级蒸气压缩式循环系统实现机械过冷的主要方式是采用一个附加的蒸气压缩式循环系统，利用该附加系统的制冷作用实现对主系统中来自冷凝器的制冷剂液体进一步过冷。然而，这种方式一方面需要增加辅助压缩机及其它辅助部件，造成了系统的复杂性，另一方面也会显著增加制造成本。针对现有技术中所存在的这些不足，本发明提出了一种利用喷射器实现单级蒸气压缩式循环系统机械过冷的新技术途径。

喷射器结构简单、成本低廉、无运动部件,适于包括两相流的任何流体下使用，早期主要应用于低品位热源驱动的制冷系统中。国内外已有研究者提出了将喷射器引入蒸气压缩制冷循环,构成压缩/喷射复合式制冷循环并应用于制冷与热泵装置。许多研究表明,在蒸气压缩系统上采用喷射器确实可以提高制冷与热泵装置的性能。然而，目前有关喷射器在蒸气压缩系统上的应用，大多数是利用喷射器回收蒸气压缩制冷与热泵循环系统节流过程中的膨胀功，提升压缩机的吸气压力从而降低循环中压缩机的功率消耗和提高压缩机的输气量，有效改善制冷（热泵）循环系统性能。但在本发明中，则是利用喷射器与机械泵相结合的机械过冷的方式对制冷系统的性能进行提升，即喷射器过冷增效的单级蒸气压缩式循环系统。一方面，通过由机械泵与喷射器构成的辅助制冷剂回路可以实现对主循环回路制冷剂的过冷作用，进而增加其制冷能力；另一方面，用于驱动喷射器的机械泵仅是对辅助回路的制冷剂液体进行加压，相比于压缩制冷剂蒸气的压缩机而言，它增加的耗功率要小，而且一般也比采用辅助压缩机的系统还要简单及成本低廉。因此，本发明在实现机械过冷的技术方面具有明显的优势，这对蒸气压缩式制冷（热泵）装置的节能技术发展有着积极的推动作用，而且会带来较好的社会效益和经济效益。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种喷射器过冷增效的单级蒸气压缩式循环系统，能够进一步提高现有单级蒸气压缩式制冷循环系统的制冷与制热性能。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种喷射器过冷增效的单级蒸气压缩式循环系统，包括冷凝器102，冷凝器102出口的液态制冷剂分为两路，一路液态制冷剂出口经过机械泵103与喷射器104的喷嘴入口相连接；喷射器104的被引射制冷剂入口与闪蒸器106的饱和气态制冷剂出口相连接；喷射器104出口的气液两相制冷剂与压缩机101出口的过热气态制冷剂相混合后与冷凝器102的入口相连接；冷凝器102出口的另一路液态制冷剂经过第一节流机构105后与闪蒸器106的入口相连接；闪蒸器106出口的制冷剂分为两路，一路饱和气态制冷剂被喷射器104所引射；另一路饱和液态制冷剂与第二节流机构107的入口相连接；第二节流机构107的出口经过蒸发器108后与压缩机101的入口相连接。

所述喷射器104中来自冷凝器102的液态制冷剂经过机械泵103加压后，其压力大于从闪蒸器106出来的饱和气态制冷剂压力。

所述闪蒸器106出口的饱和气态制冷剂在喷射器104中被来自于机械泵103出口的高压液体制冷剂引射，在喷射器104中混合后增压并与压缩机101出口的过热制冷剂混合后进入冷凝器102。

所述第一节流机构105和第二节流机构107均为膨胀阀。