[发明专利]双喷射器增效的两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双喷射器增效的两级蒸气压缩式循环系统。

背景技术

在商用制冷技术领域，如食品冷冻冷藏技术，基于蒸气压缩制冷方法的制冷系统大多采用的是两级蒸气压缩制冷循环方式，以获得较低的蒸发温度，满足制冷要求。另外，在空气源热泵装置中，如二氧化碳跨临界循环热泵热水器，为了改善低温环境下的性能衰减，也采用两级蒸气压缩循环方式提高二氧化碳热泵系统性能。随着经济发展和人民生活水平的提高，对基于两级蒸气压缩式循环系统的制冷与热泵装置的需求也日益增长。然而，两级蒸气压缩式循环系统采用电能驱动，制冷与热泵系统的耗电占日常能源消耗的比例也将越来越大,无论从节约能源角度还是从环境保护的角度来说,都需要提高制冷与热泵装置的制冷与制热效率。因此，进一步发展具有更高效率的两级蒸气压缩式循环系统成为已成为制冷与热泵技术领域的重要发展发向。

目前，传统的两级蒸气压缩式循环系统主要包括压缩机、冷凝器、蒸发器、中间冷却器（或闪蒸器）和膨胀阀等；其中，双级压缩可以由两台压缩机或单台双缸压缩机完成。两级蒸气压缩式循环可组成多种形式，如一次节流中间完全或不完全冷却循环，二次节流中间完全或不完全冷却循环等。在这些循环方式中，制冷剂的节流过程都是由膨胀阀实现的。然而，膨胀阀节流过程具有较大的不可逆损失，使得循环系统效率相对较低。实际上，制冷剂的节流过程具有可利用的膨胀功，可以在传统的蒸气压缩式循环系统中采用附加的喷射器回收节流过程的部分膨胀功，使循环系统的效率获得提高。

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，且很早就用于低位热源驱动的制冷系统。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/喷射式复合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，大多数是针对单级蒸气压缩式循环系统，采用的是单个喷射器或双喷射器来实现回收节流过程的部分膨胀功，通过喷射器的合理布置能有效改善循环系统的效率。总的来说，目前对在两级蒸气压缩式循环系统中喷射器应用的研究还相对缺乏，特别是双喷射器的应用有待于积极发展。

实际上，在两级蒸气压缩式循环系统中，由于蒸发温度更低，制冷剂节流过程具有更多的膨胀功可以回收。因此，可以采用双喷射器及其合理的布置，更加充分的回收膨胀功，从而使两级蒸气压缩式循环系统的效率显著得到提高。因此，本发明技术旨在提供一种可行解决方案，即一种双喷射器增效的两级蒸气压缩式循环系统，通过采用双喷射器提高节流过程的膨胀功回收率，从而使两级蒸气压缩式循环系统具有更高的效率，降低循环装置能量消耗，这对蒸气压缩式制冷与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双喷射器增效的两级蒸气压缩式循环系统，利用两个气-液两相流喷射器充分回收系统中制冷剂节流过程的膨胀功，并利用两个气-液两相流喷射器的增压作用显著提升两台压缩机吸气压力从而降低循环中压缩机的功率消耗并提高压缩机的输气量，双气-液两相喷射器显著的增压作用有效改善了两级蒸气压缩式循环系统的性能。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种双喷射器增效的两级蒸气压缩式循环系统，包括高压级压缩机101，高压级压缩机101的出口与冷凝器或气体冷却器102的入口相连接；冷凝器或气体冷却器102的出口经过回热器103后与高压级喷射器104的喷嘴入口相连接；高压级喷射器104的被引射气态制冷剂入口与低压级压缩机110出口相连接；高压级喷射器104的气液两相制冷剂出口与高压级气液分离器105的入口相连接；高压级气液分离器105出口分两路，一路饱和气态制冷剂出口经过回热器103与高压级压缩机101入口相连接，另一路饱和液态制冷剂出口与低压级喷射器106的喷嘴入口相连接；低压级喷射器106的被引射气态制冷剂入口与蒸发器109出口相连接；低压级喷射器106的两相制冷剂出口与低压级气液分离器107的入口相连接；低压级气液分离器107出口分两路，一路饱和气态制冷剂出口直接与低压级压缩机110入口相连接，另一路饱和液态制冷剂出口经过节流装置108后与蒸发器109入口相连接。