[发明专利]混合工质制冷循环系统

说明书

技术领域

本发明属于低温与制冷技术领域，涉及一种制冷循环系统，特别是涉及一种混合工质制冷循环系统。

背景技术

混合工质节流制冷技术最早提出于20世纪30年代，由于其在80K至230K的温区中有优良的性能，逐渐发展为这一广泛温区的主要制冷方式。尤其是20世纪70年代以来，深冷混合工质节流技术被越来越多的应用于天然气液化中，使得该技术得到了飞速发展。除此之外，混合工质节流制冷技术还可以应用于某些特殊的领域，如大型氢、氦制冷（液化）系统的预冷，或为其他大型系统提供低温预冷等领域。

但是，在制冷循环系统中，随着制冷蒸发温度的降低，压缩机的吸气压力下降，压比将升高，从而制冷系数会显著降低。这主要是由于在系统中存在较大的节流损失和热量不可逆损失。因此，改善混合工质节流制冷循环系统的制冷系能是目前这一领域的主要研究方向。

常规的制冷循环系统一般主要有压缩机、冷却器、回热器、节流阀和蒸发器等。其中，制冷循环系统的制冷系能在很大程度上取决于压缩机的排气压力、吸气压力和吸气比容。在确定的制冷温度要求下，当环境温度一定时，提高排气压力可以提高循环系统的性能；但是，压缩机的压比也越高，从而降低压缩机的效率增加系统的不可逆损失。因此，在制冷循环系统中，单纯的依靠提高压缩机的排气压力，是无法实现高效低温制冷。

发明内容

本发明的目的是：提供一种混合工质制冷循环系统，该混合工质制冷循环系统利用压缩机排热驱动引射器引射，提升压缩机的入口压力，降低节流压力压，从而实现了高效低温制冷。

本发明的技术方案是：

一种混合工质制冷循环系统，包括压缩机、发生器、第一冷凝器、第一换热器、节流阀、蒸发器、引射器、第二冷凝器、气液分离器和驱动泵；

所述压缩机的高压出口与所述发生器的换热入口连接，所述发生器的换热出口连接所述第一冷凝器入口，所述第一冷凝器出口连接所述第一换热器的高压入口，所述第一换热器的高压出口与所述节流阀入口连接，所述节流阀出口连接所述蒸发器入口，所述蒸发器出口连接所述第一换热器的低压入口，所述第一换热器的低压出口与所述引射器低压入口连接，所述引射器出口连接所述第二冷凝器入口，所述第二冷凝器出口与所述气液分离器入口连接，所述气液分离器气体出口连接所述压缩机的低压入口以形成压缩制冷循环回路；

所述气液分离器液体出口连接所述驱动泵入口，所述驱动泵出口与所述发生器入口连接，所述发生器出口连接所述引射器高压入口以形成引射制冷循环回路。

下面对上述技术方案进一步解释：

还包括辅助发生器，所述辅助发生器设置于所述发生器和所述引射器高压入口之间的管道上；所述辅助发生器可由工业系统产生的余热、地热或太阳能驱动。

所述混合工质为普通制冷工质或低温混合制冷工质；所述普通制冷工质包括HCFCs、HFCs或HCs类制冷剂；所述低温混合制冷工质为氮气、甲烷、乙烷、丙烷和丁烷中的至少两种。

本发明另一技术方案是：

一种混合工质制冷循环系统，包括压缩机、发生器、第一冷凝器、第二换热器、节流阀、引射器、第二冷凝器、气液分离器和驱动泵；

所述压缩机的高压出口与所述发生器的换热入口连接，所述发生器的换热出口连接所述第一冷凝器入口，所述第一冷凝器出口连接所述第二换热器的第一高压入口，所述第二换热器的第一高压出口与所述节流阀入口连接，所述节流阀出口连接所述第二换热器的低压入口，所述第二换热器的低压出口与引射器低压入口连接，所述引射器出口连接所述第二冷凝器入口，所述第二冷凝器出口与所述气液分离器入口连接，所述气液分离器气体出口连接所述压缩机的低压入口并形成压缩制冷循环回路；

所述气液分离器液体出口连接所述驱动泵入口，所述驱动泵出口与所述发生器入口连接，所述发生器出口连接所述引射器高压入口并形成所述引射制冷循环回路；

所述第二换热器的第二高压入口与天然气管路的气体管道出口连接，所述第二换热器的第二高压出口连接天然气管路的液态管道入口。

下面对上述技术方案进一步解释：

还包括辅助发生器，所述辅助发生器设置于所述发生器和所述引射器高压入口之间的管道上；所述辅助发生器可由工业系统产生的余热、地热或太阳能驱动。

所述混合工质为低温混合制冷工质；所述低温混合制冷工质为氮气、甲烷、乙烷、丙烷和丁烷中的至少两种。

本发明另一技术方案是：