[发明专利]一种双喷射式制冷系统及其方法

说明书

本发明公开了一种高效双喷射式制冷系统及其方法，包括发生器、主喷射器、蒸发器、冷凝器以及一个用于气液分离器的分馏器、一个采用高压液体引射气体的第二喷射器、一个用于液体升压的工质泵及一个用于向蒸发器节流供液的节流机构。本发明通过对单一工质或非共沸混合工质采用非完全冷凝方式，有利于降低冷凝器面积及负荷，即降低发生器热负荷，从而提高喷射式制冷系统的热力系数，在主喷射器与冷凝器间设置回热交换器，进一步回收冷凝热，降低发生器的热负荷，利于进一步提高喷射式制冷系统的热工性能。

技术领域

本发明属于制冷、空调与热泵技术领域，特别是一种高效双喷射式制冷系统及其方法。

背景技术

喷射式空调系统最初应用水作为制冷剂，这种系统最早可以追溯到20世纪初。尽管这种制冷系统结构简单、安装方便、维护费用低、工作稳定，然而由于水不能进行低于冰点制冷，而且这种系统的效率很低，水蒸汽比容很大导致设备体积庞大；因此尽管不断有人提出改进水蒸汽喷射式制冷系统的方法，但是随着体积紧凑、效率更高的机械压缩系统的出现，水蒸汽喷射式空调系统在被工业应用了一段时间后基本退出了历史舞台。但是20世纪70年代，随着能源和环境问题的日益突出,利用和回收废/余热、可再生能源成为一个重要的课题。在这个过程中，使用氟里昂作为工质的喷射式制冷机重新成为了人们关注的热点。由于使用了比容小的氟利昂作为制冷剂，因此有效地降低了设备的体积，并且可以使用温度更低的热源,而系统效率也得到了改善。后来由于氟利昂对臭氧层的环境破坏问题，各种新型的制冷剂被广泛的应用到喷射式制冷系统中。但是传统的喷射式制冷系统中只有一个气-气喷射器，其COP值较低、经济性较差。为了提高喷射式制冷系统效率，专利申请(双喷射制冷系统.申请号：CN201010161266.6)对喷射式制冷系统进行优化，构成双喷射式制冷系统，改善系统的经济性。该发明虽然在一定程度上减少了运动部件，避免了机械泵的气蚀问题，节约了电能。但是冷凝器采用完全冷凝的方式，冷凝器的冷凝面积较大，负荷较大，因冷凝器散热量大，在相同制冷量条件下，必然加大发生器的热负荷，使得系统制冷热力系数降低，同时致使热泵体积增大；而且该装置的气-液喷射器采用气体引射液体，发生器两端压力相差不大，液体很难进入发生器，热泵的性能大大降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效双喷射式制冷系统及其方法，利用单一工质或具有一定滑移温差的非共沸混合工质，实现在相同制冷量条件下，采用回热循环及非完全冷凝技术，降低系统的冷凝负荷，减小发生器热负荷，以提高喷射式制冷系统的热力系数。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种高效双喷射式制冷系统，包括发生器、主喷射器、蒸发器、冷凝器，该主喷射器的第一接口与发生器出口连接，蒸发器的出口与主喷射器的第二接口连接，冷凝器的入口与主喷射器的第三接口连接，还包括一个用于气液分离器的分馏器、一个采用高压液体引射气体的第二喷射器、一个用于液体升压的工质泵及一个用于向蒸发器节流供液的节流机构，所述分馏器的入口与冷凝器的出口连接，分馏器的气相出口与第二喷射器的第二接口连接，分馏器的液相出口分别与节流机构及工质泵的入口连接，所述节流机构的出口与蒸发器的入口连接，所述工质泵的出口与第二喷射器的第一接口连接，所述第二喷射器的第三接口通过管道与发生器的入口连接。

一种利用上述系统实现高效双喷射式制冷的方法，主喷射器喷射出的气态制冷剂在冷凝器内为非完全冷凝状态，冷凝器出口的气液两相制冷剂进入分馏器进行气液分离，分离出来的液相制冷剂一部分经节流机构节流后进入蒸发器进行吸热气化变成低压气态制冷剂从而实现制冷，另一部分液体制冷剂经工质泵升压后作为第二引射器的引射流体进入第二引射器的第一接口，引射分馏器分离出来的气态制冷剂，并经第二引射器扩压后由第二引射器的第三接口喷射至发生器，在发生器吸热气化后形成高压气体，再作为主喷射器的工作流体，引射蒸发器出来的低压气态制冷剂，如此构成双喷射制冷循环，通过冷凝器的非完全冷凝，降低冷凝器向环境的散热量，实现在相同制冷量条件下，减小发生器的热负荷，提高系统制冷热力系数。