一種與噴射器耦合的復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】一種與噴射器耦合的復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于制冷循環(huán)領(lǐng)域，涉及一種與噴射器耦合的復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]傳統(tǒng)復(fù)疊式制冷循環(huán)中具有較高過熱度的低溫級(jí)壓縮機(jī)排氣，直接進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器后要先經(jīng)過冷卻再冷凝成飽和液體或有一定過冷度的液體，低溫級(jí)壓縮機(jī)排氣冷卻和冷凝負(fù)荷的高低直接影響到高溫級(jí)制冷循環(huán)制冷量的大小。以NH3和CO2構(gòu)成的復(fù)疊式制冷系統(tǒng)為例，當(dāng)?shù)蜏丶?jí)蒸發(fā)溫度為-50°C、冷凝溫度為-10°C時(shí)，低溫級(jí)壓縮機(jī)排氣即CO2的溫度約為60°C?？紤]到冷凝蒸發(fā)器內(nèi)的換熱溫差，高溫級(jí)蒸發(fā)溫度約為_15°C，因此高溫級(jí)制冷循環(huán)的蒸發(fā)器與低溫級(jí)壓縮機(jī)排氣之間存在著很大的溫差，而這將在冷凝蒸發(fā)器換熱過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的不可逆損失及冷量的浪費(fèi)。同時(shí)，高溫級(jí)制冷循環(huán)中，液體制冷劑在節(jié)流后也會(huì)產(chǎn)生閃蒸氣，這部分閃蒸氣進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器后不僅不會(huì)在冷凝蒸發(fā)器中產(chǎn)生冷量，還將占據(jù)冷凝蒸發(fā)器換熱面積影響液態(tài)制冷劑的蒸發(fā)，從而減小了冷凝蒸發(fā)器換熱效率和降低了制冷量。不僅如此，這部分不產(chǎn)生冷量的閃蒸氣通過冷凝蒸發(fā)器后還將被高溫級(jí)壓縮機(jī)吸入被壓縮至冷凝壓力，增加高溫級(jí)壓縮機(jī)的耗功。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問題:本發(fā)明提供一種可以有效降低冷凝蒸發(fā)器換熱負(fù)荷，提高高溫級(jí)蒸發(fā)器的換熱能力，減少高溫級(jí)壓縮機(jī)的耗功，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的制冷系數(shù)的與噴射器耦合的復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)。
技術(shù)方案:本發(fā)明的與噴射器耦合的復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)，由相互連接的高溫級(jí)和低溫級(jí)組成，所述高溫級(jí)包括沿制冷方向依次連接的高溫級(jí)壓縮機(jī)、三通道發(fā)生器、冷凝器、高溫級(jí)節(jié)流閥、高溫級(jí)氣液分離器、冷凝蒸發(fā)器，所述冷凝蒸發(fā)器的冷側(cè)出口端與高溫級(jí)壓縮機(jī)的吸氣口連接，構(gòu)成制冷循環(huán)回路，所述三通道發(fā)生器的工作蒸汽出口端和冷凝器的進(jìn)口端之間還連接設(shè)置有噴射器，所述噴射器的引射氣體進(jìn)口端通過第二電磁閥與高溫級(jí)氣液分離器的氣體出口端連接，所述高溫級(jí)氣液分離器的氣體出口端還通過第三電磁閥與高溫級(jí)壓縮機(jī)的吸氣口連接，三通道發(fā)生器的液體進(jìn)口端和冷凝器的冷凝液出口端之間還連接設(shè)置有液體增壓栗，所述冷凝蒸發(fā)器同時(shí)是低溫級(jí)的組成部件。
[0007]低溫級(jí)包括沿制冷方向依次連接的低溫級(jí)壓縮機(jī)、第五電磁閥、冷凝蒸發(fā)器、低溫級(jí)節(jié)流閥、低溫級(jí)氣液分離器、蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器的出口端與低溫級(jí)壓縮機(jī)的吸氣口連接，構(gòu)成制冷循環(huán)回路，低溫級(jí)氣液分離器的氣體出口端也與低溫級(jí)壓縮機(jī)的吸氣口連接，低溫級(jí)壓縮機(jī)的排氣口還通過與第四電磁閥與三通道發(fā)生器的低溫進(jìn)氣口連接，三通道發(fā)生器的低溫排氣口與冷凝蒸發(fā)器的熱測(cè)進(jìn)氣端連接。
[0008]進(jìn)一步的，本發(fā)明制冷循環(huán)系統(tǒng)中，所述三通道發(fā)生器上還設(shè)置有液位控制器和第一壓力傳感器，所述三通道發(fā)生器的工作蒸汽出口端與噴射器的工作蒸汽進(jìn)口端之間設(shè)置有第一電磁閥，所述冷凝器上設(shè)置有第二壓力傳感器，所述高溫級(jí)壓縮機(jī)的排氣管路上設(shè)置有第一溫度傳感器，所述冷凝器的出口側(cè)設(shè)置有第二溫度傳感器，所述低溫級(jí)壓縮機(jī)的排氣管路上設(shè)置有第三溫度傳感器。
[0009]本發(fā)明的復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)與普通復(fù)疊式制冷系統(tǒng)相比增加了:用于分離節(jié)流過程中產(chǎn)生的氣態(tài)制冷劑而設(shè)置的氣液分離器；用于提升冷凝后液態(tài)制冷劑壓力的增壓栗；用于感應(yīng)三通道發(fā)生器液位以及控制增壓栗啟停的液位控制器；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;用于產(chǎn)生發(fā)生壓力下供噴射器運(yùn)行的工作蒸汽而設(shè)置的三通道發(fā)生器；用于切換流程及控制流量的電磁閥若干；用于測(cè)量流體壓力的壓力傳感器若干;用于測(cè)量流體溫度的溫度傳感器若干。該系統(tǒng)可以有效提高冷凝蒸發(fā)器的換熱系數(shù)，減少高溫級(jí)壓縮機(jī)耗功，從而顯著提高系統(tǒng)制冷系數(shù)。
[0010]本發(fā)明利用制冷壓縮機(jī)排氣顯熱和噴射器的復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)將壓縮機(jī)排氣顯熱和噴射器結(jié)合起來，在降低冷凝蒸發(fā)器負(fù)荷的同時(shí)，利用噴射器引射高溫級(jí)制冷循環(huán)中節(jié)流后經(jīng)氣液分離器分離后的閃蒸氣體，并與引射工作蒸汽一起送入冷凝器冷凝。該發(fā)明技術(shù)不僅提高了冷凝蒸發(fā)器的換熱能力，還減少了高溫級(jí)壓縮機(jī)的耗功，從而有效地提高了系統(tǒng)的制冷系數(shù)。
[0011]本發(fā)明系統(tǒng)中，高溫級(jí)是由蒸汽壓縮與噴射耦合的制冷循環(huán)，高溫級(jí)壓縮機(jī)與低溫級(jí)壓縮機(jī)排氣，同時(shí)加熱氣化三通道發(fā)生器中由增壓栗升壓至發(fā)生壓力下的高溫級(jí)過冷液體制冷劑，產(chǎn)生的氣態(tài)制冷劑用作噴射器的工作蒸汽。低溫級(jí)壓縮機(jī)排氣在進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器冷凝之前先在三通道發(fā)生器中被預(yù)冷，使冷凝蒸發(fā)器的換熱負(fù)荷降低，從而減小了高溫級(jí)制冷劑循環(huán)流量，降低了高溫級(jí)壓縮機(jī)的耗功，提高了系統(tǒng)的C0P。本發(fā)明通過利用高低溫級(jí)壓縮機(jī)排氣顯熱與噴射器的耦合，減少冷凝蒸發(fā)器的負(fù)荷來，從而降低了高溫級(jí)壓縮機(jī)耗功。
有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
該系統(tǒng)利用高低溫級(jí)制冷壓縮機(jī)排出的過熱蒸汽來加熱三通道發(fā)生器中由增壓栗升壓至發(fā)生壓力下的高溫級(jí)過冷液體制冷劑，并使其氣化為發(fā)生壓力下對(duì)應(yīng)的飽和氣體，用作引射高溫級(jí)制冷循環(huán)中節(jié)流產(chǎn)生的閃蒸氣體。避免了高溫級(jí)閃蒸氣進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器使其有限的換熱面積不能得到充分利用的弊端，同時(shí)也避免了閃蒸氣體通過冷凝蒸發(fā)器被高溫級(jí)壓縮機(jī)吸入而增加高溫級(jí)壓縮機(jī)耗功的問題。低溫級(jí)壓縮機(jī)排氣在進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器冷凝之前先在三通道發(fā)生器中被預(yù)冷，使進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器的氣體過熱度有所降低，從而降低了冷凝蒸發(fā)器的換熱負(fù)荷、高溫級(jí)制冷劑循環(huán)流量、高溫級(jí)壓縮機(jī)的耗功，提高了系統(tǒng)的C0P。對(duì)由NH3和CO2構(gòu)成的復(fù)疊式制冷系統(tǒng)進(jìn)行初步估算可得:該系統(tǒng)較傳統(tǒng)復(fù)疊式制冷系統(tǒng)制冷系數(shù)將提高10%左右。
[0012]
【附圖說明】
[0013]圖1是利用與噴射器耦合的復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)流程圖。
[0014]其中有:高溫級(jí)壓縮機(jī)1、三通道發(fā)生器2、冷凝器3、高溫級(jí)節(jié)流閥4、高溫級(jí)氣液分離器5、冷凝蒸發(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、低溫級(jí)壓縮機(jī)13、低溫級(jí)節(jié)流閥14、低溫級(jí)氣液分離器15、蒸發(fā)器16、第一壓力傳感器17、第二壓力傳感器18、第一溫度傳感器19、第二溫度傳感器20、第三溫度傳感