CN113899095B - 一种带喷射器增效的准二级压缩式循环*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,为自复叠压缩制冷循环***,包括压缩机,压缩机与冷凝器连接,冷凝器与第一气液分离器连接,第一气液分离器的一个液体出口与第一喷射器连接,第一喷射器通过第一回热器的过热侧与压缩机的补气口连接,第一气液分离器的另一个液体出口依次通过第一回热器的过冷侧和降压降温元件与蒸发冷凝器的蒸发侧进口连接,蒸发侧的出口与第一喷射器的二次流进口连接,第一气液分离器的气体出口通过第二回热器、蒸发冷凝器的冷凝侧、第二气液分离器和第三回热器与蒸发器连接,蒸发器通过第三回热器、第二喷射器和第二回热器与压缩机吸气口连接,本发明的***适应变工况能力强,且节流损失小。
Description
技术领域
本发明涉及蒸汽压缩制冷和热泵技术领域,具体涉及一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术,而不必然地构成现有技术。
目前的压缩式循环***包括压缩制冷循环***和压缩热泵循环***等。
针对压缩制冷循环***,随着工业的发展和技术的进步,生物医疗、食品工业、冷链物流等诸多领域对低温制冷技术提出了新的要求,尤其是对-40℃以下温度区域的需求愈加强烈。目前,实现上述低温区域制冷的方式主要包括:单工质多级压缩制冷、混合工质两级复叠制冷、混合工质自复叠制冷等。
自复叠制冷***是一种利用非共沸混合工质作为制冷剂,使用一台压缩机实现单/多级分凝,从而获得较低蒸发温度的***。因其体积小、制冷温区宽,在普冷和深冷领域有着广阔的应用前景。但常规的自复叠***存在变工况能力差,蒸发温度较低时候节流损失严重,吸气比容下降,输气量减小,压缩机压比增大等诸多问题,难以满足工业的要求。
现有技术中,公开号为CN110762875A的中国专利公开了一种大温差变组分浓度自复叠热泵机组,将补气增焓技术与自复叠制冷技术结合在一起,降低了压缩机的压比和排气温度。但是发明人发现,在低温工况下制冷剂节流损失严重,能量利用率低,压缩机前后温差过大,补气混合后高沸点制冷剂容易液化,造成压缩机液击,且***适应变工况运行的能力差。
针对压缩热泵循环***,蒸汽压缩式空气源热泵技术作为一种节能、环保、安全可靠的制热技术越来越多地被应用于商用建筑和住宅的供热中,如热泵空调、热能热水器。随着人们生活水平的提高,冬季供暖日益成为秋冬季节民生问题的焦点,目前传统的蒸汽压缩空气源热泵在较低的室外环境工作时,压缩机吸气比容增大、输气量减小,并且压缩机压比增大,排气温度过高,压缩机严重偏离设计工况,这对***的节能性、安全性等都产生很大的影响。
为了使热泵***在低温的室外环境中能够高效、安全、稳定的运行,人们提出了很多改进的方案和解决的办法。目前应用较多的是采用补气增焓的循环***,又称准二级压缩循环***。采用补气增焓技术的空气源热泵的压缩机通过中间压力吸气孔吸入一部分中间压力气体,与经过部分压缩的冷媒混合后再压缩,使单台压缩机实现两级压缩的过程,因此采用准二级压缩技术的空气源热泵可以适应比普通空气源热泵更低的室外环境温度。但是随着蒸发温度的降低,节流的不可逆损失增大,而且过多的闪发气体进入蒸发器,导致换热器有效利用面积下降,换热器尺寸增大。
专利CN110274403A公开了一种喷射器增效的准二级压缩循环***,提高了压缩机的吸入口压力,降低了压缩机的功耗,但是发明人发现,此种***在变工况、变负荷运行时仅靠节流阀的调整很难在变工况运行时找到合适的补气点。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足,提供了一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,能够保证在低温工况下运行的节能性和稳定性,同时***具有一定的变工况能力,能够在工况变化时找到合适的补气点。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案
第一方面,本发明的实施例提供了一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,为自复叠压缩制冷循环***,包括压缩机,压缩机与冷凝器连接,冷凝器与第一气液分离器连接,第一气液分离器的一个液体出口与第一喷射器的一次流进口连接,第一喷射器的出口通过第一回热器的过热侧与压缩机的补气口连接,第一气液分离器的另一个液体出口依次通过第一回热器的过冷侧和第一降压降温元件与蒸发冷凝器的蒸发侧进口连接,蒸发侧的出口与第一喷射器的二次流进口连接。
可选的,所述第一回热器的过热侧进口与第一喷射器的出口之间设有截止阀。
可选的,所述蒸发冷凝器的冷凝侧进口通过第二回热器的过冷侧与第一气液分离器的气体出口连接,蒸发冷凝器的冷凝侧出口与第二气液分离器连接,第二气液分离器的液体出口与蒸发器连接,蒸发器的出口与压缩机进口连接。
进一步的,所述第二气液分离器的进口与蒸发冷凝器的冷凝侧出口之间设有第二降压降温元件。
可选的,所述第二气液分离器的液体出口依次通过第三回热器的过冷侧及第三降压降温元件与蒸发器的进口连接,蒸发器的出口通过第三回热器的过热侧与第二喷射器的二次流进口连接,第二喷射器的出口通过第二回热器的过热侧与压缩机的进口连接。
进一步的,所述第三回热器的过冷侧出口与蒸发器的进口之间第三降压降温元件采用节流阀。
可选的,所述第二气液分离器的气体出口与第二喷射器的一次流入口连接。
可选的,所述第二气液分离器的气体出口与第三喷射器的二次流进口连接,第三喷射器的出口与第二喷射器的一次流进口连接,第三喷射器的一次流进口与第三气液分离器的气体出口连接,第三气液分离器的入口与第一喷射器的出口连接,第三气液分离器的液体出口与第一回热器的过热侧进口连接。
进一步的,所述第三气液分离器的入口、气体出口和液体出口处均安装有截止阀。
第二方面,本发明的实施例提供了一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,为压缩热泵循环***,包括压缩机,所述压缩机与冷凝器连接,冷凝器的出口分别与喷射器Ⅰ的一次流进口及降压降温元件Ⅰ的进口连接,喷射器Ⅰ的出口通过气液分离器Ⅰ与压缩机的补气口连接,所述降压降温元件Ⅰ的出口与气液分离器Ⅱ连接,气液分离器Ⅱ的气体出口与喷射器Ⅰ的二次流进口连接。
可选的,所述气液分离器Ⅱ的液体出口与喷射器Ⅱ的二次流进口连接,气液分离器Ⅰ的液体出口与喷射器Ⅱ的一次流进口连接,喷射器Ⅱ的出口依次通过回热器Ⅰ的过冷侧和降压降温元件Ⅱ与蒸发器的进口连接,蒸发器的出口通过回热器Ⅰ的过热侧与压缩机的吸气口连接。
可选的,还包括回热器Ⅱ,冷凝器的出口通过回热器Ⅱ的过冷侧与回热器Ⅰ的过冷侧连接,喷射器Ⅰ的出口通过回热器Ⅱ的过热侧与气液分离器Ⅰ连接。
可选的,所述回热器Ⅰ的过冷侧出口通过降压降温元件Ⅲ与气液分离器Ⅲ连接,气液分离器Ⅲ的气体出口与气液分离器Ⅱ连接,气液分离器Ⅲ的液体出口与蒸发器进口连接。
本发明的有益效果:
1.本发明的压缩制冷循环***,具有第一喷射器,第一喷射器与第一回热器及蒸发冷凝器配合,能够实现对压缩机补气口的补气,可以保证***在低温工况下运行的节能性和稳定性,同时设置第一喷射器,能够通过第一喷射器的结构调整在工况变化时找到合适的补气点,使得***具有一定的变工况运行能力。
2.本发明的压缩制冷循环***,通过设置第一回热器、第二回热器和第三回热器,提高了***对能量的利用率,压缩机吸气通过第二回热器过热可以有效的减小压缩机前后的温度梯度,防止补气的时候发生液击,延长使用寿命。
3.本发明的压缩制冷循环***,通过设置第二喷射器,能够回收膨胀功,降低节流损失,提高压缩机吸气口压力,降低吸气比容,增大输气量,使压缩机在低温工况下依然能够稳定工作,提高***的能效。
4.本发明的压缩制冷循环***,设置有第三喷射器和第三气液分离器,当蒸发温度过低时,第二喷射器虽然可以回收膨胀功,但是压缩机吸气口的压力依然很低,从而导致吸气比容增大,输气量下降,利用第三喷射器,将高压高沸点的制冷剂蒸汽补入压缩机的吸气口,可以增大吸气口的压力,降低压缩机的压比,使得压缩机能够在更低的温度下稳定运行,提高***的能效。
5.本发明的压缩热泵循环***,具有喷射器Ⅰ、气液分离器Ⅰ和气液分离器Ⅱ,能够对压缩机的补气口进行补气,实现了补气增焓,可以保证***在低温工况下运行的节能性和稳定性,同时通过喷射器Ⅰ结构上的调节,可以在工况变化时找到合适的补气点,使***具有一定的变工况运行能力。
6.本发明的压缩热泵循环***,具有喷射器Ⅰ和喷射器Ⅱ,最大限度回收膨胀功,减小节流损失。
7.本发明的压缩热泵循环***,通过回热器Ⅰ、回热器Ⅱ的设置,可以有效降低进入蒸发器低温制冷剂的干度,提高的单位制冷量,提高了蒸发器面积的利用率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例1在-40℃到-70℃工况下运行的原理示意图;
图2为本发明实施例1在-40℃到-70℃工况下运行的压焓图;
图3为本发明实施例1在-70℃以下工况下运行的原理示意图;
图4为本发明实施例1在-70℃以下工况下运行的压焓图;
图5为本发明实施例2在第一工作模式下运行的原理示意图;
图6为本发明实施例2在第一工作模式下运行的压焓图;
图7为本发明实施例2在第二工作模式下运行的原理示意图;
图8为本发明实施例2在第二工作模式下运行的压焓图;
其中,101.压缩机,102.冷凝器,103.第一气液分离器,104.第一喷射器,105.第三气液分离器,106.第一回热器,107.蒸发冷凝器,108.第二节流阀,109.第二气液分离器,110.第三回热器,111.第三节流阀,112.蒸发器,113.第二回热器,114.第三喷射器,115.第二喷射器,116-1.第三截止阀,116-2.第四截止阀,116-3.第二截止阀,116-4.第一截止阀,117.第一节流阀,118.喷射器Ⅰ,119.第四节流阀,120.回热器Ⅱ,121.气液分离器Ⅰ,122.喷射器Ⅱ,123.气液分离器Ⅱ,124.回热器Ⅰ,125.第五节流阀,126.第六节流阀,127.气液分离器Ⅲ。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,为带喷射器增效的自复叠准二级压缩制冷循环***,如图1所示,包括压缩机101,冷凝器102,蒸发器112、蒸发冷凝器107、三个气液分离器、三个喷射器及三个回热器。
本实施例中,回热器采用现有设备即可,具有过热侧和过冷侧,待加热的工质从过热侧进口流入,从过热侧出口流出,待冷却的工质从过冷侧进口流入,从过冷侧出口流出。
回热器中的过热侧是指工质从过热侧的进口流入回热器,在过热侧出口流出回热器,在回热器内部发生热交换,工质的温度升高。
回热器中的过冷侧是指工质从过冷侧的进口流入过冷侧,然后从过冷侧的出口流出,工质在回热器内发生热交换,温度降低。
蒸发冷凝器112采用现有设备即可,具有蒸发侧和冷凝侧,蒸发侧指将流入的工质从液态或者两相态工质受热变为气态的一侧,冷凝侧是指流入的工质放热从气态变为液态的一侧。
气液分离器采用现有设备即可,能够对流入的工质进行气液分离。
所述喷射器采用现有喷射器即可,能够将流入的工质的压力转换为工质的流动动能。
所述压缩机101的出气口通过管路与冷凝器102的进口连接,冷凝器102的出口通过管路与第一气液分离器103的进口连接。
所述第一气液分离器具有一个进口、一个气体出口和两个液体出口。
所述第一气液分离器103的其中一个液体出口与第一喷射器104的一次流进口通过管路连接,第一喷射器104的出口通过管路与第一回热器106的过热侧进口连接,第一回热器106的过热侧的出口通过补气管路与压缩机101的补气口连接。
其中,第一喷射器104的出口管路与第一回热器106的过热侧进口之间的管路上安装有第一截止阀116-4,第一截止阀116-4用于控制管路的导通和关闭。
所述第一气液分离器103的另一个液体出口与第一回热器106的过冷侧的进口连接,第一回热器106的过冷侧出口与蒸发冷凝器107蒸发侧的进口通过管路连接,且第一回热器106过冷侧出口与蒸发冷凝器107蒸发侧进口之间的管路上安装有第一降压降温元件,第一降压降温元件采用第一节流阀117,能够使得管路内部流动的流体压力和温度下降。从而使得蒸发冷凝器107将液体蒸发后产生的气体温度低于第一回热器106过冷侧中液体的温度。
所述蒸发冷凝器107的蒸发侧出口通过管路与第一喷射器104的二次流进口连接。
本实施例中,如图2所示,从压缩机101出口流出的混合制冷剂在冷凝器102内定压放热(1-2),高沸点的制冷剂被冷凝为液体(状态点4),低沸点的制冷剂维持过热蒸汽的状态(状态点3)。两种制冷剂在第一气液分离器103中分离。
富含高沸点的制冷剂液体分为两支路,一路经过第一喷射器104将压力能转化为动能(状态点4-4’)从而引射来自蒸发冷凝器107的气体(状态点9)。另一路经过第一回热器106增大工质的过冷度(状态点4-23),随后经过第一节流阀117节流降压降温后(状态点23-8)进入蒸发冷凝器107的蒸发侧吸收热量(状态点8-9)。从第一喷射器104出口流出的工质经过第一回热器106过热侧吸收热量变为过热蒸汽(状态点5-24),进入压缩机101补气口,实现了补气增焓,保证***在低温工况下运行的节能性和稳定性。
本实施例中,所述第一喷射器104的结构能够进行调节,采用现有的能够调节结构的第一喷射器即可,第一喷射器104结构能够调节进而实现喷嘴距和喉部面积等参数的调节,从而可以在工况变化时找到合适的补气点,使***具有一定的变工况运行能力。
所述第一气液分离器103的气体出口通过管路与第二回热器113的过冷侧的进口连接,所述第二回热器113的过冷侧的出口通过管路与蒸发冷凝器107的冷凝侧的进口连接,蒸发冷凝器107的冷凝侧的出口通过管路与第二气液分离器109的入口连接,且蒸发冷凝器107的冷凝侧出口与第二气液分离器109的入口之间的管路上安装有第二降压降温元件,所述第二降压降温元件采用第二节流阀108。
第一气液分离器103流出的气体经过第二回热器113过冷侧进行降温后,进一步进入蒸发器冷凝器107的冷凝侧进行冷凝,放热变为对应压力下的饱和液体。
所述第二气液分离器109具有一个入口、一个液体出口和一个气体出口,第二气液分离器109的液体出口与第三回热器110的过冷侧的进口连接,第三回热器110的过冷侧的出口通过管路与蒸发器112的进口连接,而且,所述第三回热器110的过冷侧出口与蒸发器112的进口之间的管路上安装有第三降压降温元件,所述第三降压降温元件采用第三节流阀111。所述蒸发器112的出口通过管路与第三回热器110的过热侧的进口连接,第三回热器110的过热侧的出口通过管路与第二喷射器115的二次流进口连接。
第三节流阀111能够降低进入蒸发器112液体的压力和温度,使得蒸发器112蒸发得到的进入第三回热器110过热侧的气体温度低于第三回热器110过冷侧内部液体的温度。
第二喷射器115的出口与第二回热器113的过热侧进口连接,第二回热器113的过热侧出口与压缩机101的吸气口连接,第二回热器113过热侧内的气体与第二回热器113内过冷侧的由第一气液分离器103排出的气体进行热交换,吸收热量后进入压缩机,可以有效的减小压缩机101前后的温度梯度,防止补气的时候发生液击,延长使用寿命。
第三节流阀111使得进入蒸发器112的液体压力和温度降低,进而蒸发器112蒸发产生的气体的温度低于第三回热器110过冷侧内液体的温度。
所述第二气液分离器109的气体出口通过管路与第三喷射器114的二次流进口连接,第三喷射器114的出口与第二喷射器115的一次流进口连接。
第一气液分离器103气体出口排出的富含低沸点工质的过热蒸汽(状态点3)经过第二回热器113过冷侧放出热量(状态点3-10)然后进入蒸发冷凝器107放热变为对应压力下的饱和液体(状态点10-11),随后经过第二节流阀108节流降压降温(状态点11-12)进入第二气液分离器109中。节流后的闪蒸气体(状态点14)进入通过第三喷射器114进入第二喷射器115中将压力能转化为动能(14-14’)从而引射来自蒸发器112的制冷剂蒸汽(19)。此时,第三喷射器114仅起到一个气体流通通道的作用,节流后的饱和液态制冷剂(状态点13)先经过第三回热器110过冷侧(状态点13-16),然后在第三节流阀111的节流降压降温作用下(状态点16-17)进入蒸发器112吸收热量(状态点17-18),随后经过第三回热器110的过热侧继续吸收热量(状态点18-19),最后进入第二喷射器115中被引射。工质从第二喷射器115出口经过第二回热器113过热侧吸热(状态点21-22)进入压缩机101的吸气口,并压缩到中间压力(状态点22-22’)与补气口进入的补气工质混合并继续压缩(状态点1’-1),进而完成一个循环。
本实施例中,通过设置第二喷射器115,能够回收膨胀功,降低节流损失,提高压缩机101吸气口压力,降低吸气比容,增大输气量,使压缩机101在低温工况下依然能够稳定工作,提高***的能效,并且通过设置三个回热器,提高了***对能量的利用率,压缩机101吸气通过第二回热器113过热可以有效的减小压缩机101前后的温度梯度,防止补气的时候发生液击,延长使用寿命。
上述实施方式主要应用于工况在-40℃~-70℃之间的低温区域,当工况在-70℃以下时,第二喷射器虽然可以回收膨胀功,但是压缩机吸气口的压力依然很低,从而导致吸气比容增大,输气量下降。
因此,如图3所示,本实施例的压缩制冷循环***还包括第三气液分离器105,所述第三气液分离器105包括一个入口,一个气体出口和一个液体出口,入口处安装有第二截止阀116-3,气体出口处安装有第三截止阀116-1,液体出口处安装有第四截止阀116-2。
所述第三气液分离器105的入口与第一喷射器104的出口连接。
所述第三气液分离器105的液体出口与第一回热器106的过热侧进口连接,且连接位置设置在第一截止阀116-4与第一回热器106过热侧进口之间的位置。
所述第三气液分离器105的气体出口与第三喷射器114的一次流入口连接。
当应用于-40℃-70℃的工况时,第二截止阀116-3、第三截止阀116-1及第四截止阀116-2关闭,此时第三气液分离器105不起作用,第三喷射器114仅起到工质流通通道的作用。
当应用于-70℃以下工况时,
如图4所示,第一喷射器103出口的两相流体(状态点5)进入第三气液分离器105中被分离为饱和制冷剂蒸汽(状态点7)和饱和制冷剂液体(状态点6)。饱和制冷剂液体(状态点6)在第一回热器106的过热侧中吸热,变为该压力下的过热蒸汽(状态点6-24),随后进入压缩机101的补气口。饱和制冷剂蒸汽(状态点7)进入第三喷射器中将压力能转化为动能(状态点7-7’),从而引射来自第二气液分离器109的饱和低沸点工质蒸汽(状态点14)。第三喷射器114出口流体(状态点20)进入第二喷射器115中将压力能转化为动能(状态点20-20”),从而引射来自第三回热器110过热侧的过热气体(状态点19)。工质从第二喷射器114出口经过第二回热器113过热侧吸热(状态点21-22)进入压缩机101的吸气口。并压缩到中间压力(状态点22-22’)与补气口进入的补气工质混合并继续进行压缩(状态点1’-1),进而完成一个循环,其他过程与-40℃~-70℃的工况时的工作原理相同,这里不在进行赘述。
实施例2
本实施例提供了一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,为带喷射器增效的准二级压缩热泵循环***。
如图5-图6所示,包括压缩机101,所述压缩机101的出口通过管路与冷凝器102的进口连接,冷凝器102的出口分为两路,其中一路通过管路与喷射器Ⅰ118的一次流进口连接,另一路通过管路与降压降温元件Ⅰ的进口连接,本实施例中,所述降压降温元件Ⅰ采用第四节流阀119。
所述喷射器Ⅰ118的出口与回热器Ⅱ120的过热侧进口连接,回热器Ⅱ120的过热侧出口与气液分离器Ⅰ121的进口连接,气液分离器Ⅰ121的气体出口通过管路与压缩机101的补气口连接,气液分离器Ⅰ121的液体出口与喷射器Ⅱ122的一次流进口连接。
所述第四节流阀119的出口与气液分离器Ⅱ123的进口连接,气液分离器Ⅱ123的液体出口通过管路与喷射器Ⅱ122的二次流进口连接,气液分离器Ⅱ123的气体出口通过管路与喷射器Ⅰ118的二次流进口连接。
所述喷射器Ⅱ122的出口通过管路与回热器Ⅰ124的过冷侧进口连接,所述回热器Ⅰ124的过冷侧进口还与回热器Ⅱ120的过冷侧出口连接,回热器Ⅱ120的过冷侧进口与冷凝器102的出口连接。
所述回热器Ⅰ124的过冷侧出口与降压降温元件Ⅱ的进口连接,本实施例中,所述降压降温元件Ⅱ采用第五节流阀125,第五节流阀125的出口与蒸发器112的进口连接,蒸发器112的出口与回热器Ⅰ124的过热侧进口连接,回热器Ⅰ124的过热侧出口与压缩机101的吸气口连接。
所述回热器Ⅰ124的过冷侧出口还与降压降温元件Ⅲ的进口连接,本实施例中,所述六降压降温元件Ⅲ采用第六节流阀126,第六节流阀126的出口与气液分离器Ⅲ127的入口连接,气液分离器Ⅲ127的气体出口通过管路与气液分离器Ⅱ123连接,气液分离器Ⅲ127的液体出口与蒸发器112的进口连接。
本实施例的压缩热泵循环***的第一工作模式中,第六节流阀126关闭,第四节流阀119和第五节流阀125打开,回热器Ⅱ120只起到管路作用,其工作原理为:
从压缩机101出口流出的过热蒸汽在冷凝器102中冷凝放热(状态点13-1)从而冷凝为冷凝压力下的过冷液体。其中一路过冷液体一路经过喷射器Ⅰ118将压力能转化为动能(状态点1-1’),从而引射来自气液分离器Ⅱ123的饱和蒸汽(状态点3)。另一路经过第四节流阀119节流降压(状态点1-2)进入气液分离器Ⅱ123分离为饱和蒸汽(状态点3)和饱和液体(状态点4)。从喷射器Ⅰ118出口(状态点5)流出的制冷剂进入气液分离器Ⅰ121中分离为相应压力下的饱和蒸汽(状态点6)和饱和液体(状态点7)。气液分离器Ⅰ121的饱和蒸汽(状态点6)进入压缩机101补气口,气液分离器Ⅰ121的饱和液体(状态点7)进入经过喷射器Ⅱ122将压力能转化为动能(状态点7-7’)从而引射来自气液分离器Ⅱ123的饱和液体(状态点4)。喷射器Ⅱ122出口经过回热器Ⅰ124过冷侧增大过冷度(状态点8-9),液体工质温度降低,然后经过第五节流阀125节流降压(状态点9-10)进入蒸发器112,在蒸发器112中吸收冷量(状态点10-11),随后经过回热器Ⅰ124过热侧(状态点11-12)增大其过热度,气体工质温度升高。然后进入压缩机101的吸气口,并压缩到中间压力(状态点12-12’)与补气工质(状态点6)混合(状态点13’),随后继续压缩(状态点13),进而完成一个循环。
如图7-图8所示,本实施例的第二工作模式中,第六节流阀126打开,第四节流阀119和第五节流阀125关闭,气液分离器Ⅰ121和气液分离器Ⅱ123仅起到管路作用,其具体工作原理为:
从压缩机101出口流出的过热蒸汽在冷凝器102中冷凝放热(4-1)从而冷凝为冷凝压力下的过冷液体。冷凝压力下的过冷液体一路经过喷射器Ⅰ118将压力能转化为动能(状态点1-1’),从而引射来自气气液分离器Ⅲ127的饱和蒸汽(状态点3)。喷射器Ⅰ118出口(状态点5)工质经过回热器Ⅱ120过热侧(状态点5-6)增大过热度进入压缩机101补气口。冷凝器102排出的过冷液体另一路经过回热器Ⅱ120过冷侧增大其过冷度(状态点1-2),随后又经过回热器Ⅰ124过冷侧继续增大其过冷度(2-7),液体温度降低,然后经过第六节流阀126节流降压(状态点7-8)进入气液分离器Ⅲ127分离为相应压力下的饱和蒸汽(状态点3)和饱和液体(状态点9)。饱和液体(状态点9)进入蒸发器112,在蒸发器112中吸收冷量(状态点9-10),随后经过回热器Ⅰ124过热侧(状态点10-11)增大其过热度。然后进入压缩机101的吸气口,并压缩到中间压力(状态点11-11’)与补气工质(状态点6)混合(状态点4’),随后继续压缩(状态点4),进而完成一个循环。
本实施例中,所述喷射器Ⅰ118的结构能够进行调节,采用现有的能够调节结构的喷射器Ⅰ即可,喷射器Ⅰ结构能够调节进而实现喷嘴距和喉部面积等参数的调节,从而可以在工况变化时找到合适的补气点,使***具有一定的变工况运行能力,并且通过喷射器Ⅰ和喷射器Ⅱ的设置,最大限度回收膨胀功,减少了节流损失。
同时,进入蒸发器112前的液体通过回热器Ⅰ124的过冷处理,可以有效降低进入蒸发器112低温制冷剂的干度,提高的单位制冷量,提高了蒸发器112面积的利用率。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,为自复叠压缩制冷循环***,包括压缩机,压缩机与冷凝器连接,其特征在于,冷凝器与第一气液分离器连接,第一气液分离器的一个液体出口与第一喷射器的一次流进口连接,第一喷射器的出口通过第一回热器的过热侧与压缩机的补气口连接,第一气液分离器的另一个液体出口依次通过第一回热器的过冷侧和第一降压降温元件与蒸发冷凝器的蒸发侧进口连接,蒸发侧的出口与第一喷射器的二次流进口连接。
2.如权利要求1所述的一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,其特征在于,所述第一回热器的过热侧进口与第一喷射器的出口之间设有截止阀。
3.如权利要求1所述的一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,其特征在于,所述蒸发冷凝器的冷凝侧进口通过第二回热器的过冷侧与第一气液分离器的气体出口连接,蒸发冷凝器的冷凝侧出口与第二气液分离器连接,第二气液分离器的液体出口与蒸发器连接,蒸发器的出口与压缩机进口连接;
进一步的,所述第二气液分离器的进口与蒸发冷凝器的冷凝侧出口之间设有第二降压降温元件。
4.如权利要求3所述的一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,其特征在于,所述第二气液分离器的液体出口依次通过第三回热器的过冷侧及第三降压降温元件与蒸发器的进口连接,蒸发器的出口通过第三回热器的过热侧与第二喷射器的二次流进口连接,第二喷射器的出口通过第二回热器的过热侧与压缩机的进口连接;
进一步的,所述第三回热器的过冷侧出口与蒸发器的进口之间第三降压降温元件采用节流阀。
5.如权利要求3所述的一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,其特征在于,所述第二气液分离器的气体出口与第二喷射器的一次流入口连接。
6.如权利要求3所述的一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,其特征在于,所述第二气液分离器的气体出口与第三喷射器的二次流进口连接,第三喷射器的出口与第二喷射器的一次流进口连接,第三喷射器的一次流进口与第三气液分离器的气体出口连接,第三气液分离器的入口与第一喷射器的出口连接,第三气液分离器的液体出口与第一回热器的过热侧进口连接;
进一步的,所述第三气液分离器的入口、气体出口和液体出口处均安装有截止阀。
7.一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,为压缩热泵循环***,包括压缩机,所述压缩机与冷凝器连接,其特征在于,冷凝器的出口分别与喷射器Ⅰ的一次流进口及降压降温元件Ⅰ的进口连接,喷射器Ⅰ的出口通过气液分离器Ⅰ与压缩机的补气口连接,所述降压降温元件Ⅰ的出口与气液分离器Ⅱ连接,气液分离器Ⅱ的气体出口与喷射器Ⅰ的二次流进口连接;
所述气液分离器Ⅱ的液体出口与喷射器Ⅱ的二次流进口连接,气液分离器Ⅰ的液体出口与喷射器Ⅱ的一次流进口连接,喷射器Ⅱ的出口依次通过回热器Ⅰ的过冷侧和降压降温元件Ⅱ与蒸发器的进口连接,蒸发器的出口通过回热器Ⅰ的过热侧与压缩机的吸气口连接。
8.如权利要求7所述的一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,其特征在于,还包括回热器Ⅱ,冷凝器的出口通过回热器Ⅱ的过冷侧与回热器Ⅰ的过冷侧连接,喷射器Ⅰ的出口通过回热器Ⅱ的过热侧与气液分离器Ⅰ连接。
9.如权利要求8所述的一种带喷射器增效的准二级压缩式循环***,其特征在于,所述回热器Ⅰ的过冷侧出口通过降压降温元件Ⅲ与气液分离器Ⅲ连接,气液分离器Ⅲ的气体出口与气液分离器Ⅱ连接,气液分离器Ⅲ的液体出口与蒸发器进口连接。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110319612A (zh) * | 2019-06-29 | 2019-10-11 | 西安交通大学 | 喷射器增效的二氧化碳双级制冷循环***及其工作方法 |
CN110345690A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-18 | 西安交通大学 | 用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环***及工作方法 |
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---|---|---|---|---|
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CN110345690A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-18 | 西安交通大学 | 用于双温电冰箱的双喷射器增效制冷循环***及工作方法 |
CN212253224U (zh) * | 2020-05-06 | 2020-12-29 | 青岛理工大学 | 经济器喷射补气热泵*** |
CN112524831A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-19 | 西安交通大学 | 利用混合制冷剂的闪蒸分离喷射制冷循环***及工作方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
优化控制R744多喷射器双温超市制冷***;陈威等;《化工学报》;20200807;第71卷(第07期);3266-3277 * |
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