CN104359246B - 涡流分离液体与喷射器引射的co2双温制冷*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涡流分离液体与喷射器引射的CO2双温制冷***，以提高CO2制冷***的性能的双温制冷***。压缩机的出口与气体冷却器的入口连接，气体冷却器的出口一路与涡流管的涡流室的入口接管连接，另一路与喷射器的入口接管连接，喷射器出口接管与气液分离器的两相流体入口接管连接，气液分离器的液体出口通过所二节流阀与低温蒸发器的入口连接，低温蒸发器的出口与单向阀的入口连接，单向阀的出口与第一节流阀的出口并联后与喷射器的引射接管连接，气液分离器的气体出口与压缩机的入口接管连接，涡流管的液体出口接管与中温蒸发器的入口连接，中温蒸发器的出口接管与涡流管的冷段和热段的出口接管并联后与第一节流阀的入口连接。

Description

涡流分离液体与喷射器引射的CO2双温制冷***
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种利用涡流分离液体制冷与喷射器引射制冷的CO2双温制冷***。
背景技术
在食品冷冻冷藏等制冷***中经常需要中温和低温不同的冷源。目前，双温制冷***主要采用常规制冷剂的单级压缩和双级压缩配组式制冷循环***，***不仅复杂，而且常规制冷剂R22等存在破坏臭氧层和引起温室效应，自然工质氨制冷循环存在泄漏引起的一系列安全隐患问题。CO2具有良好的热力性能，但是CO2跨临界制冷循环的节流降压损失较大，提高CO2制冷***的性能以及开发新型高效CO2制冷循环***可以实现节能和环保。但目前未见有利用涡流管与喷射器组合的CO2双温制冷***的实施例。
发明内容
本发明的目的是针对现有CO2跨临界制冷***存在的技术缺陷，提供一种利用超临界CO2流体涡流膨胀降压、分离出的液体制冷以及喷射器引射制冷以提高CO2制冷***的性能的CO2双温制冷***。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种涡流分离液体与喷射器引射的CO2双温制冷***，包括气体冷却器、中温蒸发器、压缩机、第一节流阀、单向阀、低温蒸发器、第二节流阀、气液分离器、喷射器和涡流管；所述压缩机的出口与所述气体冷却器的入口连接，所述气体冷却器的出口分成两路，一路与所述涡流管的涡流室的入口接管连接，另一路与所述喷射器的主流体喷嘴的入口接管连接，所述喷射器的扩压室的出口接管与所述气液分离器的两相流体入口接管连接，所述气液分离器的液体出口通过所述第二节流阀与所述低温蒸发器的入口连接，所述低温蒸发器的出口与所述单向阀的入口连接，所述单向阀的出口与所述第一节流阀的出口并联后与所述喷射器的引射接管连接，所述气液分离器的气体出口与所述压缩机的入口接管连接，所述涡流管的液体出口接管与所述中温蒸发器的入口连接，所述 中温蒸发器的出口接管与所述涡流管的冷段的出口接管、所述涡流管热段的出口接管并联后与所述第一节流阀的入口连接。
所述涡流管的热段靠近涡流室的侧壁底部设置有饱和液体出口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的CO2双温制冷***利用超临界区、气体冷却器出口的CO2高压气体涡流膨胀降压后分离出的液体制冷，以及喷射器引射气液分离器分离出的液体制冷，充分利用涡流管和喷射器具有膨胀降压、涡流管能量分离、喷射器引射低压流体及扩压的特点，可以有效地改善***的性能。
2、本发明的CO2双温制冷***中采用具有分离液体作用的涡流管和具有喷射引射作用的喷射器代替常规制冷循环中的节流降压元件，结构简单，无运动部件，结构轻巧，成本低，易维护，使用寿命长，保护环境、节约能源。
附图说明
图1所示为本发明的涡流分离液体与喷射器引射的CO2双温制冷***的示意图；
图2所示为涡流管的连接管示意图；
图3所示为喷射器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的涡流分离液体与喷射器引射的CO2双温制冷***示意图如图1-图3所示，包括气体冷却器1、中温蒸发器2、压缩机3、第一节流阀4、单向阀5、低温蒸发器6、第二节流阀7、气液分离器8、喷射器9和涡流管10；所述压缩机3的出口与所述气体冷却器1的入口连接，所述气体冷却器1的出口分成两路，一路与所述涡流管10的涡流室16的入口接管14连接，另一路与所述喷射器9的主流体喷嘴23的入口接管18连接，所述喷射器9的扩压室22的出口接管20与所述气液分离器8的两相流体入口接管连接，所述气液分离器8的液体出口通过所述第二节流阀7与所述低温蒸发器6的入口连接，所述低温蒸发器6的出口与所述单向阀5的入口连接，所述单向阀5的出口与所述第一节流阀4的出口并联后与所述喷射器9的引射接管19连接，所述气液分离器8的气体出 口与所述压缩机3的入口接管连接，所述涡流管10的液体出口接管12与所述中温蒸发器2的入口连接，所述中温蒸发器2的出口接管与所述涡流管10的冷段17的出口接管13、所述涡流管10热段15的出口接管11并联后与所述第一节流阀4的入口连接。
***运行时，从气体冷却器1出来的高温高压CO2气体一路经过涡流管10的涡流室16内延切向分布的喷嘴，膨胀降压为气液两相流体，在涡流室16内高速旋转流动，分离出饱和液体、冷气体和热气体。涡流管的热段15出口处的中心挡板将处于中心区的冷气体改变方向，朝向涡流管的冷段17流动，饱和冷气体由冷气体出口排出与热段15排出的热气体以及中温蒸发器2出口的气体混合进入第一节流阀4。从气体冷却器1出来的高温高压CO2气体的另一路进入喷射器9的主流体喷嘴23喷射降压，引射低温蒸发器6出口与第一节流阀4来的混合气体进入混合室21，经过扩压室22扩压后进入气液分离器8，气液分离器8分离出的液体经第二节流阀7节流降压后进入低温蒸发器6吸收热量，为低温用冷空间提供冷源。涡流管10分离出的饱和液体进入中温蒸发器2吸收热量，为中温用冷空间提供冷源。气液分离器8分离出的气体进入压缩机3经过压缩后进入气体冷却器1。
本发明的CO2双温制冷***利用超临界区、气体冷却器出口的CO2高压气体涡流膨胀降压后分离出的液体制冷，以及喷射器引射气液分离器分离出的液体制冷，充分利用涡流管和喷射器具有膨胀降压、涡流管能量分离、喷射器引射低压流体及扩压的特点，可以有效地改善***的性能。而且，结构简单，无运动部件，结构轻巧，成本低，易维护，使用寿命长，保护环境、节约能源。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种涡流分离液体与喷射器引射的CO2双温制冷***，其特征在于，包括气体冷却器、中温蒸发器、压缩机、第一节流阀、单向阀、低温蒸发器、第二节流阀、气液分离器、喷射器和涡流管；所述压缩机的出口与所述气体冷却器的入口连接，所述气体冷却器的出口分成两路，一路与所述涡流管的涡流室的入口接管连接，另一路与所述喷射器的主流体喷嘴的入口接管连接，所述喷射器的扩压室的出口接管与所述气液分离器的两相流体入口接管连接，所述气液分离器的液体出口通过所述第二节流阀与所述低温蒸发器的入口连接，所述低温蒸发器的出口与所述单向阀的入口连接，所述单向阀的出口与所述第一节流阀的出口并联后与所述喷射器的引射接管连接，所述气液分离器的气体出口与所述压缩机的入口接管连接，所述涡流管的液体出口接管与所述中温蒸发器的入口连接，所述中温蒸发器的出口接管与所述涡流管的冷段的出口接管、所述涡流管热段的出口接管并联后与所述第一节流阀的入口连接；从所述气体冷却器出来的高温高压CO2气体一路经过涡流管的涡流室内延切向分布的喷嘴，膨胀降压为气液两相流体，在涡流室内高速旋转流动，分离出饱和液体、冷气体和热气体；所述涡流管的热段出口处的中心挡板将处于中心区的冷气体改变方向，朝向涡流管的冷段流动，饱和冷气体由冷气体出口排出与热段排出的热气体以及中温蒸发器出口的气体混合进入第一节流阀。
2.根据权利要求1所述的涡流分离液体与喷射器引射的CO2双温制冷***，其特征在于，所述涡流管的热段靠近涡流室的侧壁底部设置有饱和液体出口。
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