[发明专利]利用混合制冷剂的闪蒸分离喷射制冷循环系统及工作方法

说明书

一种利用混合制冷剂的闪蒸分离喷射制冷循环系统及工作方法，该系统包括第一发生器，第二发生器，喷射器，第一冷凝器，第二冷凝器，循环泵，中间回热器，气液分离器，膨胀阀和蒸发器；该系统在传统喷射制冷循环的基础上引入了气液分离器，实现非共沸混合制冷剂的闪蒸分离，得到富含低沸点组分的气态混合制冷剂，该气态制冷剂在冷凝后进入蒸发器，因此蒸发器中的低沸点组分得到了提高，在相同的蒸发温度下得到更高的蒸发压力，从而降低喷射器的压缩比，优化喷射器工况，有效提高了喷射器的引射比和系统制冷量。

技术领域

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种利用混合制冷剂的闪蒸分离式喷射制冷循环系统及工作方法。

背景技术

随着中国经济的迅速发展，人们对于空调制冷的需求越来越大。据相关统计，我国建筑能耗占能源总消耗的30％，其中暖通空调又占建筑能耗的50％左右，因此低能耗的空调制冷系统日益受到重视。目前空调系统中主要采用蒸汽压缩式的制冷循环，而蒸汽压缩制冷循环系统采用压缩机作为动力源，将产生大量的电能消耗。

喷射式制冷是一种低品位热源驱动的制冷方式，具有系统结构简单、无运动件、低成本和节能效果显著等优点。在喷射制冷系统中，利用喷射器代替压缩机，并采用余热资源或可再生能源作为驱动系统工作的动力，因此可以有效降低系统的能源消耗。同时，喷射制冷系统可以采用环保型制冷剂作为循环制冷剂，有效减少了温室气体的排放。但是喷射制冷系统的工作性能相对于机械压缩制冷系统要低，这很大程度上限制了喷射制冷系统在实际中的应用。因此，为了提高喷射制冷系统的工作性能，人们在喷射器的结构优化设计、制冷剂筛选、和系统循环性能优化等方面做了大量的工作。然而，目前的研究主要集中于纯制冷剂，而非共沸混合制冷剂在喷射制冷系统中的应用和研究相对较少。

非共沸混合制冷剂具有良好的温度滑移特性和组分迁移特性，在热力驱动的喷射制冷系统中具有可观的节能潜力和应用前景。在传统喷射制冷系统的研究中，主要是利用了混合制冷剂的温度滑移特性，减少了制冷剂和冷、热源之间的换热温差，从而优化换热器中的温度匹配并降低不可逆损失。但是现有的研究仍然存在一定的不足，即混合制冷剂喷射器的组分迁移效应没有得到充分利用，导致系统循环性能的提升有限。而非共沸混合制冷剂在气液平衡态时，气相和液相存在不同的组分浓度，利用气液分离器将高低沸点组分的制冷剂分离，使得富含低沸点组分的混合制冷剂进入蒸发器，可以在相同的蒸发温度下得到更高的蒸发压力。因此，通过混合制冷剂的组分迁移特性可以降低喷射器的压缩比，从而大大提高混合制冷剂在喷射制冷系统中的节能潜力。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用混合制冷剂的闪蒸分离喷射制冷循环系统及工作方法，在传统喷射制冷系统的基础上，引入了气液分离器、中间回热器、第一发生器和第二冷凝器。在第一发生器中，混合制冷剂被加热至气液两相状态，并通过气液分离器分离得到富含高沸点组分的液态制冷剂和富含低沸点组分的气态制冷剂。因此，该增效循环可以利用非共沸混合制冷剂的组分迁移效应，使得更多低沸点组分的混合制冷剂进入蒸发器，在相同的蒸发温度下实现了更高的蒸发压力，从而大大降低了喷射器的压缩比，并显著改善了喷射制冷循环系统的工作性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种利用混合制冷剂的闪蒸分离喷射制冷循环系统，包括第二发生器101，喷射器102，第一冷凝器103，循环泵104，中间回热器105，第一发生器106，气液分离器107，第二冷凝器108，膨胀阀109和蒸发器110。在该系统中，第二发生器101的出口与喷射器102的一次流入口相连；所述喷射器102的出口与第一冷凝器103的入口相连；所述第一冷凝器103的出口依次经过循环泵104和中间回热器105冷流侧后与第一发生器106的入口相连；所述第一发生器106的出口与气液分离器107的入口相连；气液分离器107的出口分为两路，一路气相出口经过中间回热器105与第二冷凝器108的入口相连；所述第二冷凝器108的出口经过膨胀阀109与蒸发器110的入口相连；所述蒸发器110的出口与喷射器102的二次流入口相连；气液分离器107的另一路液相出口与第二发生器101的入口相连，形成整个制冷循环系统。