蒸汽壓縮-噴射耦合制冷循環(huán)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用制冷壓縮機(jī)排氣顯熱的蒸汽壓縮一噴射耦合制冷循環(huán)系統(tǒng)，可以有效提高蒸發(fā)器的換熱系數(shù)，減少壓縮機(jī)耗功，從而提高制冷系數(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)壓縮式制冷循環(huán)中經(jīng)冷凝器冷卻冷凝后的液體制冷劑在節(jié)流時(shí)會(huì)閃發(fā)出氣態(tài)制冷劑，這部分氣態(tài)制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器后不僅不會(huì)在蒸發(fā)器中產(chǎn)生冷量，還將占據(jù)蒸發(fā)器換熱面積影響液態(tài)制冷劑的蒸發(fā)，從而減小了蒸發(fā)器換熱效率和制冷量，同時(shí)這部分沒(méi)有產(chǎn)生冷量的低壓氣體還將被壓縮機(jī)吸入，增加壓縮機(jī)的耗功。
[0003]本發(fā)明將利用壓縮機(jī)排氣顯熱實(shí)現(xiàn)制冷壓縮機(jī)排氣在發(fā)生器中間接加熱氣化由液體增壓栗增壓至發(fā)生壓力下的飽和液體制冷劑，產(chǎn)生更高壓力的氣體，用作引射節(jié)流后經(jīng)氣液分離器分離后的閃蒸氣體所用的噴射器的工作蒸汽，避免了閃蒸氣進(jìn)入蒸發(fā)器使蒸發(fā)器有限的換熱面積不能得到很好利用，同時(shí)，可在獲得在相同制冷量的前提下，減少壓縮機(jī)的輸氣量，降低壓縮機(jī)的耗功。實(shí)現(xiàn)了利用壓縮機(jī)排氣顯熱的蒸汽壓縮一噴射耦合的制冷循環(huán)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種利用制冷壓縮機(jī)排氣顯熱的蒸汽壓縮-噴射耦合制冷循環(huán)裝置及方法，該系統(tǒng)將壓縮機(jī)排氣顯熱和噴射器結(jié)合起來(lái)，利用噴射器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，運(yùn)行可靠，適于包括兩相流的任何流型下使用等優(yōu)點(diǎn)，使節(jié)流所閃蒸的氣態(tài)制冷劑既不進(jìn)入蒸發(fā)器占據(jù)換熱面積影響換熱系數(shù)，也不被壓縮機(jī)吸入增加壓縮機(jī)耗功。做到了在不提高系統(tǒng)復(fù)雜程度的基礎(chǔ)上有效提高系統(tǒng)的制冷系數(shù)。
[0005]技術(shù)內(nèi)容:本發(fā)明的一種蒸汽壓縮-噴射耦合制冷循環(huán)裝置為:壓縮機(jī)的出端接蒸汽發(fā)生器中熱交換管的輸入端，該蒸汽發(fā)生器中熱交換管的輸出端接冷凝器的輸入端，冷凝器的輸出端分兩路，第一路通過(guò)節(jié)流閥接氣液分離器的輸入端，第二路通過(guò)液體增壓栗接蒸汽發(fā)生器的輸入端；氣液分離器的液體輸出端通過(guò)蒸發(fā)器接壓縮機(jī)的入端；氣液分離器的氣體輸出端分兩路，第一路通過(guò)第一電磁閥接噴射器的第一輸入端，第二路通過(guò)第二電磁閥接壓縮機(jī)的入端；蒸汽發(fā)生器的氣體輸出端通過(guò)第三電磁閥接噴射器的第二輸入端，噴射器的輸出端冷凝器的輸入端。
[0006]本發(fā)明的蒸汽壓縮-噴射耦合制冷循環(huán)裝置的制冷循環(huán)方法為:該方法利用制冷壓縮機(jī)排氣顯熱的蒸汽壓縮噴射耦合制冷循環(huán)，通過(guò)控制電磁閥的啟閉來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷壓縮機(jī)排氣在發(fā)生器中間接加熱氣化由液體增壓栗增壓至發(fā)生壓力下的飽和液體制冷劑，產(chǎn)生發(fā)生壓力下的飽和氣體，用作引射節(jié)流后經(jīng)氣液分離器分離的閃蒸氣體所用噴射器的工作蒸汽。避免了閃蒸氣進(jìn)入蒸發(fā)器使蒸發(fā)器有限的換熱面積不能得到很好利用，同時(shí)，可在相同制冷量前提下，減少壓縮機(jī)的輸氣量，降低壓縮機(jī)的耗功。
[0007]利用制冷壓縮機(jī)排氣顯熱的蒸汽壓縮噴射耦合制冷循環(huán)的方法為:冷凝器冷凝后的飽和液體制冷劑分兩路，一路經(jīng)過(guò)節(jié)流閥節(jié)流進(jìn)入氣液分離器，分離后的飽和液體進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物體的熱量而氣化后(狀態(tài)點(diǎn)a)被制冷劑被壓縮機(jī)吸入，壓縮成高溫高壓的氣體(狀態(tài)點(diǎn)b)進(jìn)入發(fā)生器降溫后(狀態(tài)點(diǎn)c)再進(jìn)入冷凝器冷凝；另一路經(jīng)過(guò)液體增壓栗增壓進(jìn)入發(fā)生器中，通過(guò)液位控制器控制增壓栗啟停，達(dá)到控制發(fā)生器中液體液位的目的；
[0008]在系統(tǒng)啟動(dòng)階段，由于發(fā)生器中液體制冷劑(狀態(tài)點(diǎn)h)被壓縮機(jī)排出的過(guò)熱蒸汽(狀態(tài)點(diǎn)b)加熱氣化到噴射器工作壓力需要一定的時(shí)間，所以暫時(shí)先關(guān)閉第三電磁閥。此時(shí)噴射器因?yàn)闆](méi)有工作蒸汽而無(wú)法工作，因此要關(guān)閉第一電磁閥，打開(kāi)第二電磁閥，使經(jīng)氣液分離器分離后的閃蒸氣體(狀態(tài)點(diǎn)g)直接被壓縮機(jī)吸入；
[0009]當(dāng)發(fā)生器與冷凝器壓差達(dá)到0.3MPa時(shí)，關(guān)閉第二電磁閥，打開(kāi)第一電磁閥、第三電磁閥，噴射器開(kāi)始工作。從氣液分離器出來(lái)的閃蒸氣態(tài)制冷劑(狀態(tài)點(diǎn)g)經(jīng)噴射器引射升壓(m狀態(tài)點(diǎn))后進(jìn)入冷凝器冷凝。
[0010]有益效果:該系統(tǒng)利用制冷壓縮機(jī)排氣口出來(lái)的過(guò)熱蒸汽來(lái)加熱氣化發(fā)生器中由增壓栗送入的冷凝后的飽和液體制冷劑，產(chǎn)生更高壓力的氣體，用作引射節(jié)流后經(jīng)氣液分離器分離的閃蒸氣體的工作蒸汽。由于經(jīng)過(guò)節(jié)流閥節(jié)流之后產(chǎn)生的閃蒸氣體被分離，并被噴射器引射進(jìn)入冷凝器，這樣不僅避免了閃蒸氣進(jìn)入蒸發(fā)器使蒸發(fā)器有限的換熱面積不能得到很好利用，同時(shí)，在相同制冷量的前提下，一定減少了壓縮機(jī)的輸氣量，降低了壓縮機(jī)的耗功；如果在壓縮機(jī)輸氣量不變的前提下，壓縮機(jī)的輸氣中沒(méi)有閃蒸氣部分，蒸發(fā)器的制冷能力必將得以提高。初步估算可得:如果閃蒸氣量占?jí)嚎s機(jī)輸氣量的10%，采用該發(fā)明制冷循環(huán)系統(tǒng)較原系統(tǒng)制冷能力將提高10%。
【附圖說(shuō)明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]圖1是利用制冷壓縮機(jī)排氣顯熱的蒸汽壓縮一噴射耦合制冷循環(huán)系統(tǒng)流程圖。
[0013]其中有:壓縮機(jī)1、發(fā)生器2、冷凝器3、節(jié)流閥4、氣液分離器5、蒸發(fā)器6、噴射器7、液體增壓栗8、液位控制器9、第一電磁閥10、第二電磁閥11、第三電磁閥12、第一壓力傳感器13、第二壓力傳感器14 ;a、b、c、d、e、f、g、h、1、j、k、m為各狀態(tài)點(diǎn)。
[0014]圖2是利用制冷壓縮機(jī)排氣顯熱的蒸汽壓縮一噴射耦合制冷系統(tǒng)循環(huán)Ρ-h圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明的一種利用制冷壓縮機(jī)排氣顯熱的蒸汽壓縮-噴射耦合制冷循環(huán)裝置與普通制冷系統(tǒng)相比增加了:
[0016]用于分離節(jié)流后閃發(fā)的氣態(tài)制冷劑而設(shè)置的氣液分離器；
[0017]用于提升冷凝后液態(tài)制冷劑壓力的增壓栗；
[0018]用于感應(yīng)發(fā)生器液位以及控制增壓栗啟停的液位控制器；
[0019]用于利用壓縮機(jī)排氣顯熱而產(chǎn)生更高壓力供噴射器運(yùn)行的工作蒸汽而設(shè)置的蒸汽發(fā)生器；
[0020]用于引射節(jié)流后閃發(fā)的氣態(tài)制冷劑而設(shè)置的噴射器；
[0021]用于切換流程及控制流量的電磁閥若干；
[0022]用于測(cè)量容器壓力的壓力傳感器若干。
[0023]該系統(tǒng)可以有效提高蒸發(fā)器的換熱系數(shù)，在制冷量不變的前提下有效減少壓縮機(jī)耗功，從而