[发明专利]一种采用喷射器的混合工质低温制冷循环系统和控制方法

说明书

本发明公开了一种采用喷射器的混合工质低温制冷循环系统和控制方法，该系统包括压缩机、冷凝器、回热器、二位三通电磁阀、喷射器、毛细管、蒸发器、单向阀和电磁阀；该系统通过控制二位三通电磁阀的不同通断实现了启动模式和制冷模式的切换；当系统处于启动模式时，开启喷射器回路，制冷剂不经过蒸发器，同时，制冷剂在进入压缩机前分出一路作为喷射器的二次流体被引射，由此，系统可以降低压缩机的吸气流量，从而有效降低压缩机的排气压力；当系统处于制冷模式时，二位三通电磁阀与毛细管相连，此时系统切换为单级压缩回热循环，进行正常制冷工作。

技术领域

本发明属于制冷与低温技术领域，具体涉及一种采用喷射器的混合工质低温制冷循环系统和控制方法。

背景技术

近年来，随着科技和社会的不断进步，食品工业、医疗、冷冻冷藏以及科学研究等许多领域对低温环境的需求进一步扩大，特别是温度低于-40℃的低温环境。当制冷温度低于-40℃时，常采用的制冷循环系统有多级压缩制冷循环系统、复叠式制冷循环系统、自复叠制冷循环系统以及混合工质节流制冷循环系统。

混合工质节流制冷循环系统的主要特点在于使用沸点不同的制冷剂组成非共沸混合制冷剂，利用不同沸点的工质热物性特点，满足普通冰箱或空调压缩机的设计工况，实现低温制冷。混合工质节流制冷循环系统结构简单、运行稳定可靠，因此在低温冷柜(冰箱)等制冷产品中被广泛应用。但是，采用非共沸混合工质节流制冷循环系统在启动初期会面临较高的压缩机排气压力，其主要原因是启动初期，大量的制冷剂从低压侧相冷凝侧迁移，且混合工质在冷凝器中不能迅速完全正常冷凝，特别是制冷剂中的低沸点组分浓度较高时，系统的高压侧压力不断升高，当高压侧压力超出压缩机的最大允许排气压力时，会破坏压缩机，严重影响使用寿命；同时，高压侧压力过高也会带来较大的气动和震动噪声，影响用户体验。因此，如何降低制冷系统在启动初期压缩机排气压力，使制冷系统较快地建立起制冷剂的流动循环，保证系统的可靠性也是一个主要的研究方向。从导致压缩机启动阶段排气压力过高的原因来看，在启动初期减少制冷剂由低压向高压侧的迁移量，降低压缩机流量是有效的技术途径。以往技术采用膨胀罐可以有效控制启动压力，但膨胀罐内容积较大，无形中增大了压缩机机舱体积，在家用低温冷柜中使用时会造成容积利用率下降的问题。

发明内容

为了解决混合工质节流制冷循环系统启动初期压缩机排气压力过高的问题，本发明在传统混合工质节流循环的基础上增加了喷射器回路，使得制冷循环系统具有了两种运行模式，分别是启动模式和制冷模式。在制冷循环系统启动初期，通过二位三通电磁阀使制冷循环系统处于启动模式，制冷剂经过喷射器回路，能够更快地建立起制冷剂的流动循环，同时，原本完全进入压缩机的制冷剂被分流，部分作为喷射器的二次流进入喷射器，形成了一个支路循环，从而减小了压缩机的吸气流量，压缩机的排气压力因此降低，启动模式的开启和关闭可通过压缩机排气压力信号、回热器出口制冷剂温度，或者运行设定时间进行控制；经过启动模式后，通过二位三通电磁阀使制冷系统处于制冷模式，制冷剂不再经过喷射器回路，进行正常制冷工作，获得低温环境。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种采用喷射器的混合工质低温制冷循环系统，该制冷循环系统包括压缩机101、冷凝器102、回热器103、二位三通电磁阀104、喷射器105、毛细管106、蒸发器107、单向阀108和电磁阀109；所述压缩机101的出口与冷凝器102的入口相连；冷凝器102的出口与回热器103的热流侧入口相连，回热器103的热流侧出口与二位三通电磁阀104的入口相连，二位三通电磁阀104的两个出口分别与喷射器105的一次流入口和毛细管106的入口相连；毛细管106的出口与蒸发器107的入口相连；蒸发器107的出口与单向阀108的入口相连；喷射器105的出口与单向阀108的出口相连，两路汇合然后与回热器103的冷流侧入口相连；回热器103的冷流侧出口分为两路，一路与电磁阀109的入口相连，电磁阀109的出口与喷射器105的二次流入口相连；回热器103的冷流侧出口的另一路与压缩机101的入口相连，形成完整的制冷循环系统。