專利名稱：噴射制冷與蒸汽壓縮制冷聯(lián)合循環(huán)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴射制冷與蒸汽壓縮制冷聯(lián)合循環(huán)的裝置及方法，屬于制冷與低 溫技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當前，對于蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的發(fā)展已經(jīng)到了相當成熟的地步，噴射式制冷或 熱泵也因為其獨特的優(yōu)勢，在不同的行業(yè)有不同的應(yīng)用，兩者結(jié)合使用來提高制冷循環(huán)的 能效比在生產(chǎn)生活中也有一定應(yīng)用，但利用壓縮機排氣熱量來驅(qū)動噴射制冷循環(huán)產(chǎn)生冷 量，從而用于壓縮式制冷循環(huán)中制冷劑過冷還沒有。在蒸汽壓縮式制冷循環(huán)中，使制冷劑從冷凝器出口到進入節(jié)流閥或者膨脹閥之 前，如果有一定的過冷度，那么對于整個系統(tǒng)的運行是有利的，可以增加單位制冷量，提高 系統(tǒng)的能效比，目前普遍使用的回熱循環(huán)是將蒸發(fā)器出口的低溫、低壓制冷劑氣體和冷凝 器出口的高溫、高壓制冷劑液體換熱，從而取得一定的過冷度，但是這樣的方法會使得制冷 劑氣體帶有較多的過熱度，使壓縮機的吸氣溫度較高，從而造成壓縮機單位功變大，單位冷 凝量變大，輸氣量減小，制冷系數(shù)降低，這對于整個系統(tǒng)的運行又是不利的，同時，若使用其 他的過冷方法，需要冷卻介質(zhì)，而環(huán)境溫度決定不能將過冷溫度降低到低于環(huán)境溫度。對于壓縮機出口的帶有很大過熱度的高溫、高壓制冷劑氣體，需要在冷凝器中冷 卻到飽和狀態(tài)后再冷凝，這樣冷凝器面積利用率不高，壓縮機排氣高溫的氣體熱量也沒有 合理利用，全部釋放到了環(huán)境或冷卻介質(zhì)中，直接冷凝造成了此段高位能源的浪費，現(xiàn)有的 裝置和技術(shù)沒有涉及消除此段過熱來提高換熱器效率以及利用此過熱度增加壓縮式制冷 循環(huán)制冷劑過冷的方法。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種噴射制冷與蒸汽壓縮制冷聯(lián)合循環(huán)裝置及方 法，提高制冷系統(tǒng)的運行效率，解決現(xiàn)有的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)中為了使制冷劑有一定的 過冷度而采用的回熱循環(huán)帶來的壓縮機單位功變大，單位冷凝量變大，輸氣量減小，制冷系 數(shù)降低等問題，結(jié)構(gòu)簡單，可以利用制冷劑冷凝前的過熱來實現(xiàn)冷凝后的過冷，避免冷熱抵 消造成能源浪費，提高系統(tǒng)的能效比。技術(shù)方案噴射制冷與蒸汽壓縮制冷聯(lián)合循環(huán)裝置是建立在蒸汽壓縮式制冷循環(huán) 以及噴射制冷利用高品位能源引射低品位能源從而提高能源利用率的性能基礎(chǔ)上的。本發(fā)明的一種噴射制冷和蒸汽壓縮制冷聯(lián)合循環(huán)節(jié)能制冷裝置，在蒸汽壓縮制冷 循環(huán)側(cè)，壓縮機排氣口與發(fā)生器的制冷劑入口相連接，發(fā)生器的制冷劑出口與第一冷凝器 入口相連接，第一冷凝器的出口與過冷器的制冷劑入口相連接，過冷器的制冷劑出口通過 節(jié)流閥與蒸發(fā)器的制冷劑入口連接，蒸發(fā)器出口再與壓縮機吸氣口連通；在噴射制冷循環(huán)側(cè)，噴射器一端與發(fā)生器出口的循環(huán)管路連通，另一端與過冷器 氣體出口相連，噴射器出口與冷凝器入口相連，第二冷凝器出口分為兩路，一路通過泵與發(fā)生器的入口連通形成主流路，另一路通過節(jié)流閥與過冷器的入口相連，過冷器出口與噴射 器氣體引射入口相連形成分流路。所述的噴射制冷和蒸汽壓縮制冷聯(lián)合循環(huán)節(jié)能制冷裝置的聯(lián)合循環(huán)節(jié)能制冷方 法，其特征是利用壓縮機出口高溫、高壓制冷劑過熱度，加熱汽化噴射制冷循環(huán)中經(jīng)過發(fā) 生器的高壓制冷劑液體，汽化后的高壓制冷劑引射從過冷器出來的低溫、低壓制冷劑氣體， 擴壓后冷凝，一部分經(jīng)過泵加壓后繼續(xù)進入發(fā)生器吸收過熱，另一部分經(jīng)過節(jié)流后進入過 冷器對蒸汽壓縮制冷循環(huán)中冷凝后的制冷劑進行過冷，增加蒸汽壓縮制冷循環(huán)中制冷劑過 冷度。本發(fā)明采用的噴射制冷和蒸汽壓縮制冷聯(lián)合循環(huán)，可以充分利用壓縮機出口高 溫、高壓制冷劑氣體的過熱來使得噴射式制冷循環(huán)中產(chǎn)生制冷量，并且用此冷量來冷卻蒸 汽壓縮式循環(huán)的制冷劑液體，提高制冷系數(shù)，具有明顯的節(jié)能效果。有益效果本發(fā)明的效果顯著，包括如下幾個方面(1)在蒸汽壓縮制冷循環(huán)中加入一個噴射制冷循環(huán)，利用兩個循環(huán)各自的特點和 優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)簡單。(2)壓縮機出口的高溫、高壓制冷劑氣體在冷凝前的過熱度可以被充分利用，降低 了冷凝器的冷凝量，既避免了直接將壓縮機高溫、高壓制冷劑氣體的熱量直接排放給環(huán)境， 不能得到充分利用，又提高了冷凝換熱器的面積利用率。(3)通過噴射制冷循環(huán)，可以使冷凝后的制冷劑液體進一步過冷，這樣可以降低節(jié) 流后制冷劑的干度，提高單位制冷量，從而提高系統(tǒng)效率。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖，其中包括如下裝置蒸發(fā)器1 ；壓縮機2 ；冷凝器3、8 ； 第一節(jié)流閥4、第二節(jié)流閥10 ；發(fā)生器5 ；過冷器6 ；泵7 ；噴射器9。
具體實施例方式本發(fā)明采用的是噴射制冷和蒸汽壓縮制冷聯(lián)合循環(huán)的新型節(jié)能制冷循環(huán)。在圖1 中，蒸汽壓縮制冷循環(huán)側(cè)，壓縮機2排氣口與發(fā)生器5入口相連，發(fā)生器5出口與冷凝器3 入口相連，冷凝器3出口與過冷器6入口相連，過冷器6出口與節(jié)流閥4入口相連，節(jié)流閥 4出口與蒸發(fā)器1入口連通，蒸發(fā)器1出口再與壓縮機2吸氣口連通。在噴射制冷循環(huán)側(cè)， 噴射器9 一端與發(fā)生器5出口的循環(huán)管路聯(lián)通，另一端與過冷器6氣體出口相連，噴射器9 出口與冷凝器8入口相連，冷凝器8出口分為兩路，一路與泵7入口連通，泵7再與發(fā)生器 入口連通形成主流路，另一路與節(jié)流閥10入口相連，節(jié)流閥10出口與過冷器6入口相連， 過冷器6出口與噴射器9的引射氣體入口相連形成分流路。整體上，蒸汽壓縮制冷循環(huán)與 噴射制冷循環(huán)是通過發(fā)生器5和過冷器6連接起來的。在蒸汽壓縮式制冷循環(huán)這一側(cè)，壓縮機出口的高溫、高壓制冷劑氣體在進入冷凝器冷凝前先經(jīng)過一個發(fā)生器，與噴射制冷循環(huán)中同樣經(jīng)過發(fā)生器的制冷劑進行換熱，溫度 降低到冷凝溫度，壓力降低到冷凝溫度下的飽和壓力，再經(jīng)過冷凝器冷凝，變成高溫、高壓 并帶一定過冷度的液體，然后進入過冷器，與進入過冷器的噴射制冷循環(huán)中的制冷劑進行換熱，使得高溫、高壓的制冷劑液體在進入節(jié)流閥之前的過冷度進一步增加，經(jīng)過過冷的制 冷劑節(jié)流后干度較小，制冷量增加，在蒸發(fā)器里蒸發(fā)換熱后再進入壓縮機壓縮，從而形成壓 縮式制冷循環(huán)側(cè)的制冷劑循環(huán)。在噴射制冷循環(huán)這一側(cè)，制冷劑的主流方向，制冷劑在發(fā)生器中與蒸汽壓縮制冷 循環(huán)中壓縮機出口的高溫、高壓制冷劑換熱，吸收蒸汽壓縮制冷循環(huán)中制冷劑的過熱，汽化 后的高溫、高壓制冷劑進入噴射器，引射過冷器出口的低溫、低壓制冷劑氣體，混合擴壓后 進入冷凝器冷凝，冷凝完的制冷劑液體分為兩路，主流路的制冷劑液體經(jīng)過泵的再次加壓 后進入發(fā)生器換熱，分流路的制冷劑液體經(jīng)過節(jié)流后進入過冷器與蒸汽壓縮制冷循環(huán)的制 冷劑換熱后被引射到噴射器中與高溫、高壓制冷劑氣體混合形成噴射式制冷循環(huán)側(cè)的制冷 劑循環(huán)。噴射制冷與蒸汽壓縮式制冷聯(lián)合循環(huán)中，由于對于壓縮機出口的制冷劑的過熱度 的充分利用，可以有效避免冷熱相抵的能源浪費，降低冷凝器的冷凝負荷，增加換熱器的有 效面積，并且可以利用過熱來取得過冷，可以增加系統(tǒng)的制冷量，提高蒸汽壓縮制冷循環(huán)的 能效比，這對于系統(tǒng)的運行十分有利，可以起到明顯的節(jié)能效果。
權(quán)利要求
一種噴射制冷和蒸汽壓縮制冷聯(lián)合循環(huán)節(jié)能制冷裝置，其特征是在蒸汽壓縮制冷循環(huán)側(cè)，壓縮機(2)排氣口與發(fā)生器(5)的制冷劑入口相連接，發(fā)生器(5)的制冷劑出口與第一冷凝器(3)入口相連接，第一冷凝器(3)的出口與過冷器(6)的制冷劑入口相連接，過冷器(6)的制冷劑出口通過節(jié)流閥(4)與蒸發(fā)器(1)的制冷劑入口連接，蒸發(fā)器(1)出口再與壓縮機(2)吸氣口連通；在噴射制冷循環(huán)側(cè)，噴射器(9)一端與發(fā)生器(5)出口的循環(huán)管路連通，另一端與過冷器(6)氣體出口相連，噴射器(9)出口與冷凝器(8)入口相連，第二冷凝器(8)出口分為兩路，一路通過泵(7)與發(fā)生器(5)的高壓發(fā)生工質(zhì)入口連通形成主流路，另一路通過節(jié)流閥(10)與過冷器(6)的低壓制冷工質(zhì)入口相連，過冷器(6)出口與噴射器(9)氣體引射入口相連形成分流路。
2.一種如權(quán)利要求1所述的噴射制冷和蒸汽壓縮制冷聯(lián)合循環(huán)節(jié)能制冷裝置的聯(lián)合 循環(huán)節(jié)能制冷方法，其特征是利用壓縮機(2)出口高溫、高壓制冷劑過熱度，加熱汽化噴 射制冷循環(huán)中經(jīng)過發(fā)生器(5)的高壓制冷劑液體，汽化后的高壓制冷劑引射從過冷器(6) 出來的低溫、低壓制冷劑氣體，擴壓后冷凝，一部分經(jīng)過泵(7)加壓后繼續(xù)進入發(fā)生器(5) 吸收過熱，另一部分經(jīng)過節(jié)流后進入過冷器(6)對蒸汽壓縮制冷循環(huán)中冷凝后的制冷劑進 行過冷，增加蒸汽壓縮制冷循環(huán)中制冷劑過冷度。
全文摘要
一種噴射制冷和蒸汽壓縮制冷聯(lián)合循環(huán)節(jié)能制冷裝置及方法是為了提高制冷系統(tǒng)的運行效率，解決現(xiàn)有的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)中為了使制冷劑有一定的過冷度而采用的回熱循環(huán)帶來的壓縮機單位功變大，單位冷凝量變大，輸氣量減小，制冷系數(shù)降低等問題，在蒸汽壓縮制冷循環(huán)側(cè)，壓縮機(2)排氣口與發(fā)生器(5)的制冷劑入口相連接，發(fā)生器(5)的制冷劑出口與第一冷凝器(3)入口相連接，第一冷凝器(3)的出口與過冷器(6)的制冷劑入口相連接，過冷器(6)的制冷劑出口通過節(jié)流閥(4)與蒸發(fā)器(1)的制冷劑入口連接，蒸發(fā)器(1)出口再與壓縮機(2)吸氣口連通；它是將蒸汽壓縮制冷循環(huán)中與噴射制冷循環(huán)復(fù)合，通過一個發(fā)生器和一個過冷器將兩個制冷系統(tǒng)相連。
文檔編號F25B25/00GK101825372SQ20101014711
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者宋江, 張小松, 李舒宏 申請人:東南大學