[发明专利]喷射器增效的混合工质节流制冷循环系统及其工作方法

说明书

一种喷射器增效的混合工质节流制冷循环系统及其工作方法，该系统包括管路上连接的压缩机，冷凝器、回热器、节流阀、气液分离器、蒸发器和喷射器；通过配置喷射器，利用冷凝器出口的高压液态制冷剂为工作流体来引射蒸发器出口的低压制冷剂，充分回收了系统膨胀功；与此同时配置的气液分离器，增加了进入蒸发器的液态制冷剂比例，提高制冷量和系统性能系数；除此之外，通过调节节流阀开度，控制制冷剂的流量分配和和喷射器工作压力，能充分提高喷射器膨胀功的回收作用与系统动态调节作用，有效提升系统的制冷效率。

技术领域

本发明属于制冷与低温技术领域，具体涉及一种新型喷射器增效的混合工质节流制冷循环系统及其工作方法。

背景技术

随着医疗水平、生物科技和工业技术等的不断发展，对低温制冷技术的需求越来越广泛。目前，获取-40℃以下的低温环境所采用的低温制冷方法主要包括：多级蒸气压缩制冷、复叠式制冷、自复叠式制冷和混合工质节流制冷。

混合工质节流制冷是利用二元或多元非共沸混合物制冷剂，仅通过使用一台蒸气压缩机，经过一次或者多次节流后，获得所需要的低温制冷效果。与自复叠式制冷系统相比较，混合工质节流制冷系统最明显的改进就是结构简单，维护便易，成本低廉等优点，因此近些年来其在低温冰箱和天然气液化等领域获得越来越多的应用。然而，现有混合工质节流制冷系统的制冷效率(即循环性能系数COP)往往比较低。主要原因首先是，常规混合工质节流制冷系统中的节流机构一般采用的是节流阀或者毛细管，其节流损失较大，导致系统能效较低。其次是混合工质节流制冷系统节流机构前后压差比较大，节流后的制冷剂干度大，这部分在节流过程中闪发出来的气体能产生的制冷量及其有限。针对这些问题，可以采取对应的技术措施，即通过回收节流过程中的膨胀功和引走节流后闪发气体以此提升系统能效。

近些年来，喷射器因结构简单、无运动部件，在各类蒸气压缩制冷系统中被用于代替传统节流机构，回收膨胀功，提升压缩机的吸气压力而有效地提升循环系统性能。然而，目前针对喷射器在混合工质节流制冷系统上应用的方法还相对比较缺乏，已有的技术方案在提升能效方面还不足。实际上，通过更有效地在混合工质节流制冷系统里配置喷射器和气液分离器，尽可能充分提高喷射器膨胀功回收作用和减小进入蒸发器的制冷剂干度，从而可显著改善系统性能。因此，本发明技术的应用将提供一个可行的解决方案，即一种新型喷射器增效的混合工质节流制冷循环系统及其工作过程，这对于低温冰箱和同类型低温制冷装置节能技术的发展有着积极的推动作用。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种喷射器增效的混合工质节流制冷循环系统及其工作方法，通过有效地在混合工质节流制冷系统中配置喷射器和气液分离器，尽可能充分提高喷射器膨胀功回收作用，减小进入蒸发器的制冷剂干度，从而可显著改善系统性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种喷射器增效的混合工质节流制冷循环系统，包括压缩机101，压缩机101出口与冷凝器102相连，冷凝器102的出口分为两路，分别与回热器103高压侧入口和喷射器108一次流体入口相连，回热器103高压侧出口与第一节流阀104入口相连，第一节流阀104出口与气液分离器105入口相连，气液分离器105有气相和液相两个出口：液相出口与第二节流阀106入口相连，第二节流阀106出口与蒸发器107入口相连，蒸发器107出口与喷射器108二次流体入口相连；喷射器108出口与气液分离器105气相出口连接后再与回热器103低压侧入口相连，回热器103低压侧出口与压缩机101吸气口相连，形成整个循环系统。

本发明所述系统在冷凝器102出口分为两路，其中一路与喷射器108一次流体入口相连，这一路高压液态制冷剂流体作为工作流体进入喷射器108引射来自于蒸发器107出口的低压气态制冷剂。两股制冷剂流体在喷射器108中混合后以中压两相态经出口排出，与气液分离器105气态出口的制冷剂混合后进入回热器103的低压侧入口；设置喷射器108，可以将蒸发器107压力提升后再进入压缩机101吸气，有效的降低压缩机101的进出口压比，减小压缩机101耗功量。