本發(fā)明涉及制冷系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)主要由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹裝置等四大部件組成，這些部件通過管道按一定順序連接成一個封閉的制冷回路。制冷劑在四大部件之間循環(huán)工作，與外界進行能量交換，達到制冷的目的。

傳統(tǒng)的蒸發(fā)制冷系統(tǒng)，在工作過程中節(jié)流裝置會產(chǎn)生膨脹功，并且這些產(chǎn)生的膨脹功無法實現(xiàn)回收，影響了蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的能效。

此外在冷凝過程中，蒸汽經(jīng)常會在冷凝器的壁面上凝結(jié)成冷凝液并鋪展成液膜，而蒸汽冷凝放出熱量必須穿過液膜，但是液膜的導(dǎo)熱性較差，嚴重影響了熱量的傳遞，令冷凝器的冷凝效率非常低下。

如果蒸發(fā)器的進口處為氣液兩相工質(zhì)，將會導(dǎo)致蒸發(fā)器在工作過程中發(fā)生震動，影響蒸發(fā)器的安全使用和壽命。

因此，如何提高蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的工作能效，已經(jīng)成為目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)，通過對其結(jié)構(gòu)進行改進，實現(xiàn)了對部分膨脹功的回收，從而提高了帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的能效，并且也能夠減少凝結(jié)液的形成，提高了冷凝效率，還通過提高蒸發(fā)器運行穩(wěn)定性的方式使得整個系統(tǒng)的工作性能得到提升。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)，包括：

一級制冷管路，所述一級制冷管路上設(shè)置有第一冷凝器并用于導(dǎo)流非共沸工質(zhì)，其一端與壓縮機的出口連通，另一端與第一氣液分離器的進口連通；

二級制冷管路，所述二級制冷管路包括并聯(lián)設(shè)置的第一制冷分管路和第二制冷分管路；所述第一制冷分管路用于導(dǎo)流從所述第一氣液分離器中分離出的氣態(tài)富含低沸點制冷劑，其一端與所述第一氣液分離器的第一出口連通，另一端與第二氣液分離器的進口連通，并且所述第一制冷分管路上設(shè)置有能夠調(diào)節(jié)所述非共沸工質(zhì)組成成分的第一閥門；所述第二制冷分管路上依次設(shè)置有噴射器和第一蒸發(fā)器，并用于導(dǎo)流從所述第一氣液分離器中分離出的液態(tài)富含高沸點制冷劑，所述第二制冷分管路的一端與所述第一氣液分離器的第二出口連通，另一端與所述壓縮機的第一進口連通，并且所述第二制冷分管路上設(shè)置有能夠調(diào)節(jié)所述非共沸工質(zhì)組成成分的第二閥門；

三級制冷管路，所述三級制冷管路包括并聯(lián)設(shè)置的第一制冷支管路和第二制冷支管路；所述第一制冷支管路連通所述第二氣液分離器的第一出口和所述噴射器的引射流體入口，并且所述第一制冷支管路上設(shè)置有能夠調(diào)節(jié)所述非共沸工質(zhì)組成成分的第三閥門；所述第二制冷支管路連通所述第二氣液分離器的第二出口和所述壓縮機的第二進口，并且所述第二制冷支管路上設(shè)置有第二蒸發(fā)器和第四閥門，所述第二蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度與所述第一蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度不同，所述第四閥門能夠調(diào)節(jié)所述非共沸工質(zhì)的組成成分。

優(yōu)選的，上述帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)中，所述第一制冷分管路上設(shè)置有第二冷凝器和膨脹裝置，所述第二冷凝器靠近所述第一氣液分離器設(shè)置，所述膨脹裝置靠近所述第二氣液分離器設(shè)置。

優(yōu)選的，上述帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)中，所述膨脹裝置和所述第二膨脹裝置為節(jié)流閥，電子膨脹閥或毛細管。

優(yōu)選的，上述帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)中，還包括：

設(shè)置在所述第一制冷分管路上，并位于所述第一氣液分離器和所述第二冷凝器之間的第一閥門，所述第一閥門用于調(diào)節(jié)進入所述第一制冷分管路中的所述富含低沸點制冷劑的流量；

設(shè)置在所述第二制冷分管路上，并位于所述第一氣液分離器和所述噴射器之間的第二閥門，所述第二閥門用于調(diào)節(jié)進入所述第二制冷分管路中的所述富含高沸點制冷劑的流量。

優(yōu)選的，上述帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)中，還包括：

設(shè)置在所述第一制冷支管路上，用于調(diào)節(jié)進入所述第一制冷支管路中的所述富含低沸點制冷劑流量的第三閥門；

設(shè)置在所述第二制冷支管路上，用于調(diào)節(jié)進入所述第二制冷支管路中的所述富含低沸點制冷劑流量的第四閥門。

本發(fā)明提供的帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)，其制冷回路包括多級制冷管路，即一級制冷管路、二級制冷管路和三級制冷管路。具體的，一級制冷管路上設(shè)置有第一冷卻器，并且兩端分別與壓縮機的出口和第一氣液分離器的進口連通，主要用于與壓縮機配合對非共沸工質(zhì)進行壓縮、導(dǎo)流和冷凝，冷凝后的非共沸工質(zhì)被導(dǎo)流至第一氣液分離器中；而二級制冷管路則包括兩個并聯(lián)設(shè)置的分管路，即第一制冷分管路和第二制冷分管路，第一制冷分管路一端與第一氣液分離器的第一出口連通，另一端與第二氣液分離器的進口連通，主要用于導(dǎo)流從第一氣液分離器中分離出來的氣態(tài)富含低沸點制冷劑，由于進入到第一制冷分管路中富含低沸點制冷劑為氣態(tài)，所以能夠使得第一制冷分管路中的蒸汽干度得到了提高，減少了冷凝中(氣態(tài)的富含高沸點制冷劑會在第一制冷分管路中進行冷凝)液膜的厚度，使得冷凝換熱的效果和冷凝效率均得到了提高；第二制冷分管路的一端與氣液分離器的第二出口連通，另一端與壓縮機的第一進口連通，用于導(dǎo)流從第一氣液分離器中分離出來的液態(tài)的富含高沸點制冷劑，并且第二制冷分管路上依次設(shè)置有噴射器和第一蒸發(fā)器，使得富含高沸點制冷劑能夠從噴射器的工作流體進口進入噴射器，再進入到第一蒸發(fā)器中，最后進入到壓縮機中；三級制冷管路同樣包括并聯(lián)設(shè)置的第一制冷支管路和第二制冷支管路，第一制冷支管路連通第二氣液分離器的第一出口和噴射器的引射流體入口，第二制冷支管路則連通第二氣液分離器的第二出口和壓縮機的第二進口，并且在第二制冷支管路上還設(shè)置有第二蒸發(fā)器，流經(jīng)第一制冷分管路的富含低沸點制冷劑進入到第二氣液分離器中，實現(xiàn)氣液分離，其中氣體部分進入到第一制冷支管路中，并最終從引射流體入口進入到噴射器中，從而使得富含低沸點制冷劑和富含高沸點制冷劑在噴射器中匯流為非共沸工質(zhì)，當(dāng)富含低沸點制冷劑和富含高沸點制冷劑在噴射器的作用下混合與升壓后，能夠提高壓縮機的吸氣壓力，從而實現(xiàn)部分膨脹功的回收，令蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的能效得到了提升，而設(shè)置第二制冷支路則提高了整個系統(tǒng)的換熱效果，并且通過設(shè)置第二氣液分離器，還使得第二蒸發(fā)器入口的富含低沸點制冷劑為純液態(tài)，有利于第二蒸發(fā)器的穩(wěn)定運行，提高了蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的工作性能。另外，在第一制冷分管路、第二制冷分管路、第一制冷支管路和第二制冷支管路上，還分別設(shè)置有第一閥門、第二閥門、第三閥門和第四閥門，并且通過調(diào)節(jié)各個閥門能夠?qū)崿F(xiàn)進入各個管路中的非共沸工質(zhì)組成成分的調(diào)節(jié)。本發(fā)明提供的帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)，通過多級制冷管路、噴射器與非共沸工質(zhì)的配合，實現(xiàn)了部分膨脹功的回收，提高了帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的能效，同時也能夠降低液膜的厚度，提高了冷凝效率，還通過提高蒸發(fā)器的運行穩(wěn)定性而使得整個系統(tǒng)的工作性能得到顯著提升，系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)各個換熱器的非共沸工質(zhì)組成成分，在各種實際工況下高效運行。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖1中：

101-第一冷凝器，102-壓縮機，103-第一氣液分離器，104-第二氣液分離器，105-噴射器，106-第一蒸發(fā)器，107-第二蒸發(fā)器，108-第二冷凝器，109-膨脹裝置，110-第一閥門，111-第二閥門，112-第三閥門，113-第四閥門，114-一級制冷管路，115-二級制冷管路，116-第一制冷分管路，117-第二制冷分管路，118-三級制冷管路，119-第一制冷支管路，120-第二制冷支管路。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)，通過對其結(jié)構(gòu)進行改進，實現(xiàn)了對部分膨脹功的回收，從而提高了帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的能效，并且也能夠減少冷凝器的壁面液膜厚度，提高了冷凝效率，還通過提高蒸發(fā)器運行穩(wěn)定性的方式使得整個系統(tǒng)的工作性能得到提升。

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)，包括：設(shè)置有第一冷凝器101并且兩端分別與壓縮機102的出口和第一氣液分離器103的進口連通的一級制冷管路114，該一級制冷管路114主要用于導(dǎo)流非共沸工質(zhì)(本實施例中的非共沸工質(zhì)由一種高沸點制冷劑和一種低沸點制冷劑混合而成)；二級制冷管路115，該二級制冷管路115包括并聯(lián)設(shè)置的第一制冷分管路116和第二制冷分管路117，其中的第一制冷分管路116用于導(dǎo)流從第一氣液分離器中分離出來的氣態(tài)的富含低沸點制冷劑，并且第一制冷分管路116的一端與第一氣液分離器103的第一出口連通，另一端與第二氣液分離器104的進口連通，富含低沸點制冷劑流經(jīng)第二冷凝器108時從氣態(tài)冷凝成液態(tài)，第二制冷分管路117上則依次設(shè)置有噴射器105和第一蒸發(fā)器106，第二制冷分管路117主要用于導(dǎo)流從第一氣液分離器中分離出來的液態(tài)的富含高沸點制冷劑，并且第二制冷分管路117的一端與第一氣液分離器103的第二出口連通，另一端與壓縮機102的第一進口連通；三級制冷管路118，該三級制冷管路118包括并聯(lián)設(shè)置的第一制冷支管路119和第二制冷支管路120，第一制冷支管路119連通第二氣液分離器104的第一出口和所述噴射器105的引射流體入口，第二制冷支管路120連通第二氣液分離器104的第二出口和壓縮機102的第二進口，并且第二制冷支管路120上還設(shè)置有第二蒸發(fā)器107，第二蒸發(fā)器107的蒸發(fā)溫度與第一蒸發(fā)器106的蒸發(fā)溫度不同。

上述結(jié)構(gòu)的帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)，非共沸工質(zhì)在第一冷凝器101中冷凝，富含高沸點制冷劑先冷凝成液態(tài)，富含低沸點制冷劑還是氣態(tài)。經(jīng)過第一氣液分離器103后，富含低沸點制冷劑進入第二冷凝器108冷凝，使得進入第二冷凝器108的蒸汽干度得到提高，從而減少了冷凝過程中液膜產(chǎn)生的厚度，冷凝換熱的效果得到了提高。并且，由于噴射器105無運動部件，且當(dāng)富含低沸點制冷劑和富含高沸點制冷劑在噴射器105的作用下混合與升壓后，能夠?qū)崿F(xiàn)部分膨脹功的回收，提高壓縮機102的吸氣壓力，令蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的能效得到了提升，而通過設(shè)置第二氣液分離器104，還使得第二蒸發(fā)器107入口的富含低沸點制冷劑為純液態(tài)，有利于第二蒸發(fā)器107的穩(wěn)定運行，提高了帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的工作性能。

為了進一步優(yōu)化技術(shù)方案，本實施例提供的帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)，第一制冷分管路116上設(shè)置有第二冷凝器108和膨脹裝置109，并且第二冷凝器108靠近第一氣液分離器103設(shè)置，膨脹裝置109靠近第二氣液分離器104設(shè)置，并且第一蒸發(fā)器106與第二蒸發(fā)器107的蒸發(fā)溫度不同，如圖1所示。本申請中，壓縮機102的出口通過制一級制冷管路114與第一冷凝器101的入口相連，第一冷凝器101的出口與第一氣液分離器103側(cè)端的進口相連，氣液分離器的頂端出口(即第一出口)與第二冷凝器108的進口相連，第二冷凝器108的出口與膨脹裝置109的進口相連，膨脹裝置109的出口則與第二氣液分離器104的進口相連，第一制冷支管路119與噴射器105的引射流體進口相連，使得經(jīng)第二氣液分離器104分離出的氣態(tài)富含低沸點制冷劑能夠進入到噴射器105中。從第一氣液分離器103的底部出口(即第二出口)出來的液態(tài)的富含高沸點制冷劑作為工作流體進入噴射器105的工作流體入口，用于引射氣態(tài)的富含低沸點制冷劑，兩種流體在噴射器105的作用下混合與升壓后進入第一蒸發(fā)器106，在第一蒸發(fā)器106中進行蒸發(fā)后，使得全部的非共沸工質(zhì)以氣體狀態(tài)進入壓縮機102的第一進口。而被第二氣液分離器104分離出的液體的富含低沸點制冷劑則進入到第二蒸發(fā)器107中實現(xiàn)蒸發(fā)，之后再通過第二制冷支管路120進入到壓縮機102的第二進口中。此結(jié)構(gòu)形成了一種完整的適用于兩種蒸發(fā)溫度的采用噴射器105增效的循環(huán)系統(tǒng)。

上述結(jié)構(gòu)的帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的具體工作過程為：來自壓縮機102的高壓過熱非共沸工質(zhì)進入第一冷凝器101冷凝，其中富含高沸點制冷劑冷凝成液體，富含低沸點制冷劑還是氣體，隨后進入第一氣液分離器103進行氣液分離。富含低沸點制冷劑從第一氣液分離器103的第一出口離開，進入第二冷凝器108中冷凝成液體，在經(jīng)過膨脹裝置109后進入到第二氣液分離器104中，被第二氣液分離器104分離出的氣體經(jīng)過第二制冷支管路120后作為引射流體進入噴射器105，而分離出的液體則經(jīng)過第一制冷支管路119進入到第二蒸發(fā)器107中吸熱蒸發(fā)成蒸汽，并最終經(jīng)壓縮機102的第二進口回到壓縮機102中。富含高沸點制冷劑從第一氣液分離器103的第二出口流出，在第二制冷分管路117的導(dǎo)流下，作為工作流體進入噴射器105，用以引射富含低沸點制冷劑，兩者經(jīng)過混合和升壓后排出噴射器105，混合得到的非共沸工質(zhì)進入到第一蒸發(fā)器106中吸熱蒸發(fā)成蒸汽，之后從壓縮機102的第一進口進入壓縮機102完成整個循環(huán)。

具體的，膨脹裝置109優(yōu)選為節(jié)流閥、電子膨脹閥或毛細管等。

本實施例還優(yōu)選，在第一制冷分管路116上，位于第一氣液分離器103和第二冷凝器108之間的部位設(shè)置有第一閥門110，通過第一閥門110可以調(diào)節(jié)第一氣液分離器103的氣體出口(即第一氣液分離器103的第一出口)的開度，從而實現(xiàn)對進入第一制冷分管路116中的富含低沸點制冷劑的流量的調(diào)節(jié)；在第二制冷分管路117上，位于第一氣液分離器103和噴射器105之間的部位設(shè)置有第二閥門111，該第二閥門111能夠調(diào)節(jié)第一氣液分離器103的液體出口(即第一氣液分離器103的第二出口)的開度，以實現(xiàn)調(diào)節(jié)進入第二制冷分管路117的富含高沸點制冷劑的流量。在第一制冷支管路119上設(shè)置有第三閥門112，通過第三閥門112能夠調(diào)節(jié)第二氣液分離器104的氣體出口(即第二氣液分離器104的第一出口)的開度，從而調(diào)節(jié)進入第一制冷支管路119中的氣態(tài)富含低沸點制冷劑流量；在第二制冷支管路120上，位于第二氣液分離器104和第二蒸發(fā)器107之間的位置上設(shè)置有第四閥門113，該第四閥門113能夠調(diào)節(jié)第二氣液分離器104的液體出口(即第二氣液分離器104的第二出口)的開度，從而調(diào)節(jié)進入第二制冷支管路120的液態(tài)富含低沸點制冷劑的流量。通過上述各個閥門的設(shè)置與配合，能夠調(diào)節(jié)流經(jīng)各個換熱器的非共沸混合工質(zhì)的組成成分，使得系統(tǒng)在各種實際運行工況中都能高效運行。

本說明書中對各部分結(jié)構(gòu)采用遞進的方式描述，每個部分的結(jié)構(gòu)重點說明的都是與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的不同之處，帶噴射器的雙級蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的整體及部分結(jié)構(gòu)可通過組合上述多個部分的結(jié)構(gòu)而得到。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。