專(zhuān)利名稱(chēng)：一種兩相流引射制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種兩相流引射制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)采用膨脹設(shè)備實(shí)現(xiàn)節(jié)流。為了回收一部分高壓制冷劑的壓力勢(shì)能，能大幅度提高制冷系統(tǒng)性能系數(shù)(COP)，研究出了使用引射器代替膨脹閥作為膨脹設(shè)備的兩相流引射制冷循環(huán)系統(tǒng)，兩相流引射制冷循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，且無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、可靠性高，因此最容易實(shí)用化。但是，對(duì)于兩相流引射制冷循環(huán)系統(tǒng)，必須滿足引射器出口蒸氣流量與壓縮機(jī)吸氣流量相等這個(gè)條件，系統(tǒng)才能穩(wěn)定工作。通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)存在一個(gè)臨界引射比，此時(shí)，引射器出口的蒸氣全部進(jìn)入壓縮機(jī)，而液體全部進(jìn)入蒸發(fā)器，系統(tǒng)只有達(dá)到臨界引射比的條件下才能穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)際上，隨著引射器結(jié)構(gòu)參數(shù)、工況條件的不同以及環(huán)境因素的改變，實(shí)際引射比極易偏離臨界引射比，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)引射比經(jīng)常會(huì)小于臨界引射比。 試驗(yàn)證明當(dāng)引射比經(jīng)常小于臨界引射比時(shí)，從氣液分離器上部流出直接進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑為氣液混合物，壓縮機(jī)吸氣帶液會(huì)造成吸氣壓力迅速降低，制冷系統(tǒng)因低壓保護(hù)而停機(jī)，系統(tǒng)不能正常工作，而系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行的工況范圍很窄。目前，對(duì)于引射器系統(tǒng)工況偏離導(dǎo)致制冷性能下降甚至系統(tǒng)失效的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外許多研究者提出了相應(yīng)的技術(shù)解決方案，最多的是采用引射器與傳統(tǒng)膨脹閥節(jié)流相結(jié)合的辦法，通過(guò)室外溫度設(shè)定和判別，在兩種模式中切換運(yùn)行。但引射比受多種因素影響，僅靠溫度判別難以達(dá)到理想效果，而且當(dāng)引射器模式切換到普通節(jié)流制冷模式時(shí)，系統(tǒng)也就失去了利用兩相流引射制冷的優(yōu)勢(shì)。日本株式會(huì)社電裝也提出增加節(jié)流閥與熱回收器等解決引射器性能下降的問(wèn)題?？傊?，現(xiàn)有的一些方法系統(tǒng)都較為復(fù)雜，且不易控制。雖然近年來(lái)國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者開(kāi)展了對(duì)氣液兩相流引射制冷的理論和試驗(yàn)研究，但有限的研究工作表明，制冷系統(tǒng)性能的改善還遠(yuǎn)未達(dá)到理論預(yù)測(cè)的水平，系統(tǒng)運(yùn)行也不夠穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種能夠避免壓縮機(jī)吸氣帶液， 同時(shí)能夠保障吸氣壓力，保障制冷系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的兩相流引射制冷系統(tǒng)。本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)—種兩相流引射制冷系統(tǒng)，其特征在于，包括壓縮機(jī)、冷凝器、引射器、主蒸發(fā)器、 氣液分離器、輔助蒸發(fā)器，所述壓縮機(jī)的出口與冷凝器的入口連接，所述冷凝器的出口與引射器的噴嘴端連接，所述引射器的被引射端與所述主蒸發(fā)器的出口連接，所述主蒸發(fā)器的入口與所述氣液分離器的液體出口端連接，所述引射器的出口與所述氣液分離器的入口連接，所述氣液分離器的氣體出口與所述輔助蒸發(fā)器的入口連接，所述輔助蒸發(fā)器的出口與所述壓縮機(jī)的入口連接，所述輔助蒸發(fā)器將所述氣液分離器氣體出口中夾帶的液體全部蒸發(fā)為氣體后送到壓縮機(jī)。
本發(fā)明具有下述技術(shù)效果1、本發(fā)明的兩相流引射制冷系統(tǒng)中安裝有輔助蒸發(fā)器，當(dāng)制冷系統(tǒng)引射比小于臨界引射比時(shí)，能夠?qū)庖悍蛛x器氣體出口中夾帶的液體全部蒸發(fā)為氣體后送到壓縮機(jī)，避免產(chǎn)生壓縮機(jī)吸氣帶液、吸氣壓力迅速降低等現(xiàn)象，保障系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，避免了多系統(tǒng)切換運(yùn)行時(shí)，使用節(jié)流閥使高壓制冷劑的壓力勢(shì)能損失。2、本發(fā)明的兩相流引射制冷系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需人為干預(yù)和控制，操作方便，易于控制。


圖1為本發(fā)明兩相流引射制冷系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明兩相流引射制冷系統(tǒng)的制冷循環(huán)壓焓圖。圖3為未安裝輔助蒸發(fā)器時(shí)吸氣壓力隨時(shí)間的變化曲線圖。圖4為安裝輔助蒸發(fā)器后吸氣壓力隨時(shí)間的變化曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1為本發(fā)明兩相流引射制冷系統(tǒng)的示意圖，包括壓縮機(jī)2、冷凝器1、引射器6、主蒸發(fā)器5、氣液分離器4、輔助蒸發(fā)器3，所述壓縮機(jī)2的出口與冷凝器1的入口連接，所述冷凝器1的出口與引射器6的噴嘴端連接，所述引射器6的被引射端與所述主蒸發(fā)器5的出口連接，所述主蒸發(fā)器5的入口與所述氣液分離器4的液體出口端連接，所述引射器46的出口與所述氣液分離器4的入口連接，所述氣液分離器4的氣體出口與所述輔助蒸發(fā)器3 的入口連接，所述輔助蒸發(fā)器3的出口與所述壓縮機(jī)2的入口連接，所述輔助蒸發(fā)器將所述氣液分離器氣體出口中夾帶的液體全部蒸發(fā)為氣體后送到壓縮機(jī)。由壓縮機(jī)出來(lái)的高溫高壓制冷劑過(guò)熱蒸氣進(jìn)入冷凝器冷凝，經(jīng)冷凝后的高壓引射流體在噴嘴中膨脹加速，制冷劑壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，噴射出的高速氣液兩相流引射來(lái)自所述蒸發(fā)器的低壓制冷劑，混合兩相流后進(jìn)入擴(kuò)壓段，工質(zhì)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，經(jīng)引射器出口送出。引射器出口的兩相流體經(jīng)過(guò)氣液分離器后，氣液混合物由氣液分離器上部氣體出口流出，經(jīng)過(guò)輔助蒸發(fā)器后進(jìn)入壓縮機(jī)，液體則由氣液分離器下部的液體出口流出進(jìn)入主蒸發(fā)器蒸發(fā)。主蒸發(fā)器出口制冷劑蒸氣作為被引射流體進(jìn)入引射器，被引射流卷吸至噴嘴出口。當(dāng)系統(tǒng)工況或環(huán)境溫度發(fā)生變化，實(shí)際引射比小于臨界引射比時(shí)，由氣液分離器上部氣體出口流出的制冷劑是氣液兩相狀態(tài)，下部液體出口流出來(lái)的制冷劑全部為液體， 此時(shí)氣體出口流出的氣液兩相狀態(tài)的制冷劑進(jìn)入輔助蒸發(fā)器中，在輔助蒸發(fā)器的作用下， 氣體中夾帶的液體變成氣態(tài)制冷劑，從而使進(jìn)入壓縮機(jī)中的制冷劑全部為氣態(tài)，避免了氣體夾帶液體的現(xiàn)象，同時(shí)保障了吸氣壓力，使系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，避免了使用節(jié)流閥后高壓制冷劑的壓力勢(shì)能損失。當(dāng)實(shí)際引射比大于或等于臨界引射比時(shí)，由氣液分離器上部氣體出口流出的是制冷劑飽和氣體，從氣液分離器下部液體出口流出的制冷劑為氣液兩相流或全部為液體，輔助蒸發(fā)器不發(fā)揮作用，進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑為氣態(tài)，系統(tǒng)可以高效、 穩(wěn)定運(yùn)行。此時(shí)制冷量由主蒸發(fā)器產(chǎn)生。
圖2為氣液兩相流引射制冷循環(huán)壓焓圖，系統(tǒng)工作過(guò)程如下來(lái)自冷凝器的高壓引射流體(c)在引射器噴嘴中膨脹加速，制冷劑壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，噴射出的高速氣液兩相流⑷弓丨射來(lái)自蒸發(fā)器的低壓制冷劑(j)，混合兩相流進(jìn)入擴(kuò)壓段(k)，工質(zhì)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能；最終，引射器出口(e)的兩相流體經(jīng)過(guò)氣液分離器后，從上部流出的制冷劑為氣液混合物(G)，從下部流出的制冷劑為液體(L)，如果沒(méi)有輔助蒸發(fā)器，氣液混合物(G)將直接進(jìn)入壓縮機(jī)，造成系統(tǒng)停機(jī)。本發(fā)明添加輔助蒸發(fā)器，氣液混合物(G)在輔助蒸發(fā)器中蒸發(fā)，制冷劑變?yōu)闅鈶B(tài)后再進(jìn)入壓縮機(jī)(a)。液體(L)則進(jìn)入主蒸發(fā)器蒸發(fā)，主蒸發(fā)器出口制冷劑蒸氣(f)作為被引射流體進(jìn)入引射器。被引射流被卷吸至噴嘴出口截面處的狀態(tài)為j 點(diǎn)ο圖3為未安裝輔助蒸發(fā)器時(shí)吸氣壓力隨時(shí)間變化的試驗(yàn)曲線圖。由圖可以看出， 對(duì)于一個(gè)未安裝輔助蒸發(fā)器的兩相流引射制冷系統(tǒng)，壓縮機(jī)開(kāi)機(jī)后吸氣壓力迅速降低，僅僅運(yùn)行18秒制冷系統(tǒng)就因?yàn)榈蛪罕Ｗo(hù)而停機(jī)，系統(tǒng)不能正常工作。圖4為改進(jìn)后的兩相流引射制冷系統(tǒng)吸氣壓力隨時(shí)間變化的試驗(yàn)曲線，改進(jìn)方法為在圖3試驗(yàn)系統(tǒng)基礎(chǔ)上安裝輔助蒸發(fā)器，而其他條件不變。由圖可以看出，壓縮機(jī)啟動(dòng)后吸氣壓力逐漸趨于穩(wěn)定，系統(tǒng)可以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
權(quán)利要求
1. 一種兩相流引射制冷系統(tǒng)，其特征在于，包括壓縮機(jī)、冷凝器、引射器、主蒸發(fā)器、氣液分離器、輔助蒸發(fā)器，所述壓縮機(jī)的出口與冷凝器的入口連接，所述冷凝器的出口與引射器的噴嘴端連接，所述引射器的被引射端與所述主蒸發(fā)器的出口連接，所述主蒸發(fā)器的入口與所述氣液分離器的液體出口端連接，所述引射器的出口與所述氣液分離器的入口連接，所述氣液分離器的氣體出口與所述輔助蒸發(fā)器的入口連接，所述輔助蒸發(fā)器的出口與所述壓縮機(jī)的入口連接，所述輔助蒸發(fā)器將所述氣液分離器氣體出口中夾帶的液體全部蒸發(fā)為氣體后送到壓縮機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種兩相流引射制冷系統(tǒng)，旨在提供一種能夠避免壓縮機(jī)吸氣帶液，保障吸氣壓力和制冷系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的兩相流引射制冷系統(tǒng)。壓縮機(jī)的出口與冷凝器的入口連接，冷凝器的出口與引射器的噴嘴端連接，引射器的被引射端與主蒸發(fā)器的出口連接，主蒸發(fā)器的入口與氣液分離器的液體出口端連接，引射器的出口與氣液分離器的入口連接，氣液分離器的氣體出口與輔助蒸發(fā)器的入口連接，輔助蒸發(fā)器的出口與壓縮機(jī)的入口連接。該制冷系統(tǒng)中安裝有輔助蒸發(fā)器，在運(yùn)行工況發(fā)生偏離時(shí)，能夠?qū)怏w中夾帶的液體全部蒸發(fā)為氣體后送到壓縮機(jī)，保障系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需人為干預(yù)和控制。
文檔編號(hào)F25B1/00GK102226595SQ20111014373
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者汪偉華, 王雅靜, 郭憲民 申請(qǐng)人:天津商業(yè)大學(xué)