[发明专利]一种带液气喷射器的混合工质节流制冷循环系统

说明书

一种带液气喷射器的混合工质节流制冷循环系统，包括压缩机、冷凝器、第一气液分离器、蒸发冷凝器、回热器、精馏换热器、第一节流部件、液气喷射器、第二气液分离器、第二节流部件和蒸发器，通过设置液气喷射器和第二气液分离器，利用高压低沸点液态制冷剂引射低压低沸点气态制冷剂，回收一部分进入蒸发器的低沸点组分的节流损失，从而提升压缩机吸气压力并获取更低的制冷温度，避免第一节流部件和第二节流部件节流后的压力不匹配问题。该系统可有效回收进入蒸发器的低沸点组分的节流损失，提高压缩机吸气压力，降低压缩机的压比并节省电能，获得更低的制冷温度，节能效果显著，应用前景好。

技术领域

本发明涉及低温制冷技术领域，具体涉及一种带液气喷射器的混合工质节流制冷循环系统。

背景技术

单一纯工质低温制冷机一直是20世纪前期的主流，直到1936年混合制冷剂的重要性才被波德别尔涅克首先提出来，而苏联是制冷装置中用混合制冷工质的先导，在1959年kleemenko就首次将多元混合工质多次分离冷凝用于大型天然气液化的技术方案中。混合工质节流制冷机由于克服了纯工质的一些缺点而受到了广泛的关注，特别是近几年低温试验与低温冷藏对许多行业和部门来说都成为必不可少的方法和手段，混合工质节流制冷技术在天然气液化、小型液氮机等应用领域已经取得了成功的应用，同时在系列深冷冰箱及低温速冻箱均已实现产业化推广。

混合工质节流制冷循环系统采用多元非共沸混合工质作为制冷剂，其具有各纯质制冷工质近似平均的性质，能实现纯质制冷工质的优势互补、并具有潜在节能的可能性，其系统根据非共沸混合工质在气液相平衡状态下气相和液相组分浓度不同的特点，利用气液分离器实现富含高沸点组分的液态混合工质和富含低沸点组分的气态混合工质的分离，提高节流制冷效应，在蒸发器内获得更低的制冷温度，目前该技术可达到-40℃~-170℃的制冷温区，在低温制冷中应用范围广阔。然而，对于目前已有的混合工质制冷系统而言，多元混合工质的采用在获得更低蒸发温度的同时蒸发压力也较低，会导致压缩机的吸气压力降低，压比增大，在系统内会产生较大的节流损失和传热不可逆损失，使系统的制冷效率下降，同时如何获得更低制冷温度也是一直在研究的问题，基于这些背景，解决在提高混合工质节流制冷系统循环性能的同时保证获得更低的蒸发温度就成为当今研究的主要方向。现有公开技术为利用两级喷射器与气液分离器实现系统中混合工质两相的分离、提高压缩机吸气口的吸气压力，并保证在蒸发器内获得超低温的蒸发温度的系统，但该系统中所采用液气喷射器适应变工况能力较差，回收节流损失有限，蒸发冷凝器换热效果对液气喷射器影响较大。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种带液气喷射器的混合工质节流制冷循环系统。

本发明通过以下技术方案来实现：一种带液气喷射器的混合工质节流制冷循环系统，包括压缩机、冷凝器、第一气液分离器、第一节流部件、回热器、精馏换热器、蒸发冷凝器、液气喷射器、第二气液分离器、第二节流部件和蒸发器，所述第一气液分离器的入口依次连接所述压缩机和所述冷凝器，第一气液分离器的顶部工质出口依次与所述蒸发冷凝器的高温侧通道和所述液气喷射器的工作流体入口串联，第一气液分离器的底部工质出口依次连接所述回热器高温侧通道、所述第一节流部件入口，第一节流部件出口和所述第二气液分离器的顶部工质出口汇合后，与蒸发冷凝器的低温侧通道、所述精馏换热器、回热器的低温侧通道以及压缩机的吸气口串联。

进一步优化，所述第二气液分离器的底部工质出口与所述第二节流部件连接，第二气液分离器将来自液气喷射器的气液两相工质在较高压力下分离成气相和液相。

进一步优化，所述蒸发器设置在第二节流部件和液气喷射器之间。

进一步优化，所述精馏换热器设置在第一气液分离器内。

进一步优化，所采用的制冷剂是由高沸点工质和低沸点工质混合组成的二元或二元以上的非共沸混合工质。