一種蒸氣壓縮製冷用帶噴射器的冷凝器單元的製作方法

2023-07-10 03:21:31 4

一種蒸氣壓縮製冷用帶噴射器的冷凝器單元的製作方法
【專利摘要】一種蒸氣壓縮製冷用帶噴射器的冷凝器單元，包括和壓縮機出口連接的噴射器進氣管，噴射器進氣管的出口與噴射器的工作流體入口連接，壓縮機出口的過熱製冷工質作為噴射器的工作流體，噴射器的出口連接冷凝器的入口，製冷工質進入冷凝器冷凝放熱，冷凝器的出口的製冷工質分兩路，一路製冷工質經液體回流管作為被引射流體進入噴射器，與工作流體混合後進入冷凝器；另一路製冷工質經冷凝器出流管進入循環系統的節流裝置；本發明通過在壓縮機和冷凝器之間增加噴射器及液體回流管可以提高冷凝器中製冷工質的整體換熱係數，從而改善了冷凝器的整體換熱效率，增加了循環系統的性能。
【專利說明】一種蒸氣壓縮製冷用帶噴射器的冷凝器單元

【技術領域】
[0001]本發明屬於製冷與空調器【技術領域】，具體涉及一種應用於蒸氣壓縮製冷系統的帶有噴射器的冷凝器單元。

【背景技術】
[0002]隨著時代的發展，使用蒸氣壓縮製冷循環的空調器、冰箱等製冷設備在人們生活中的使用量和需求日益增長，並且其耗電量在整個家庭的總耗電量中佔據了不容忽視的比重。因此面對日漸嚴峻的節能環保形勢，製冷與空調器技術需要不斷地朝著更加高效節能和環保的方向發展。這樣不僅能夠提高市場競爭力，產生巨大經濟效益，同時還可以帶來積極的環境效益。
[0003]目前，在基本的蒸氣壓縮製冷的應用中，提高其循環系統性能的主要方法是提高壓縮機性能或者改善換熱器的換熱性能。作為系統的重要組成部分，冷凝器換熱性能的改善自然可以提高製冷循環系統的性能。在常規的基本循環系統中，通常是壓縮機出口的過熱製冷工質氣體直接進入冷凝器，在冷凝器中進行換熱交換後被冷卻為液體。在常規的冷凝器中，製冷工質的放熱過程包括了由過熱氣體冷卻到飽和氣體狀態的過熱段，飽和氣體狀態繼續凝結放熱的氣液兩相段以及飽和液體的進一步放熱的過冷段。在氣液兩相段，由於放熱過程為相變放熱，其相變對流換熱係數大。然而，在過熱段製冷工質為單相氣體放熱過程，其對流換熱係數遠低於相變對流換熱係數，這會導致冷凝器的整體換熱效率低。因此，如果能夠使得壓縮機出口的製冷工質先被冷卻到飽和氣體狀態，再進入冷凝器，則製冷工質在冷凝器中的換熱過程則主要為相變放熱及過冷放熱，這會使得凝器的整體換熱效率提聞，從而製冷系統的性能可以得到提聞。


【發明內容】

[0004]為解決上述現有技術中存在的缺陷和不足，本發明提供一種應用於蒸氣壓縮製冷系統的帶有噴射器的冷凝器單元，飽和氣體狀態的製冷工質在冷凝器中放熱過程主要為有相變的冷凝換熱以及過冷放熱，而沒有了過熱製冷工質氣體單相對流換熱過程；由於相變換熱的換熱係數遠大於單相氣體對流換熱係數，由此通過在壓縮機和冷凝器之間增加噴射器及液體回流管可以提高冷凝器中製冷工質的整體換熱係數，從而改善了冷凝器的整體換熱效率，增加了循環系統的性能。
[0005]為達到上述目的，本發明所採用的技術方案是:
[0006]一種蒸氣壓縮製冷用帶噴射器的冷凝器單元，包括和壓縮機出口連接的噴射器進氣管101，噴射器進氣管101的出口與噴射器102的工作流體入口連接，壓縮機出口的過熱製冷工質作為噴射器102的工作流體，噴射器102的出口連接冷凝器103的入口，製冷工質進入冷凝器103冷凝放熱，冷凝器103的出口的製冷工質分兩路，一路製冷工質經液體回流管104作為被引射流體進入噴射器102，與工作流體混合後進入冷凝器103 ;另一路製冷工質經冷凝器出流管105進入循環系統的節流裝置。
[0007]通過液體回流管104將冷凝器103出口的部分過冷或飽和製冷工質回流到噴射器102，作為噴射器102的被引射流體。
[0008]所述液體回流管104上設置有流量調節閥，通過其調節，使得進人噴射器102中的工作流體與被引射流體的流量匹配，進而使得噴射器102出口進入冷凝器103的製冷工質處於飽和氣體狀態。
[0009]所述冷凝器103分流出的回流液體經回流管104時因流動阻力而造成壓力降低，故在噴射器引射入口形成較低壓力的被引射流體。噴射器102的主要作用是利用壓縮機高壓排氣作為工作流體來弓I射該回流液體。
[0010]相比於常規蒸氣壓縮製冷循環中的冷凝器，本發明具有如下優點:
[0011]1、通過噴射器以壓縮機出口的過熱蒸氣為工作流體來引射冷凝器出口分出經液體回流管返回的部分過冷或飽和製冷工質液體，通過適當的流量匹配使得兩者在噴射器內混合與換熱後在噴射器出口得到飽和氣體狀態的製冷工質流體。因此冷凝器中製冷工質的換熱只有飽和段的相變換熱以及過冷段的液體對流換熱，換熱係數比有過熱段的常規蒸氣壓縮製冷循環中的冷凝器換熱係數高，從而改善了冷凝器的整體換熱效率，從而改善了製冷系統的循環性能。
[0012]2、本發明中噴射器的主要作用是混合壓縮機出口的過熱製冷工質與冷凝器出口的回流過冷或飽和製冷工質，並克服製冷劑經過冷凝器及回流管的流動阻力將回流液體引射。由於製冷劑流動阻力較小，因此製冷循環壓縮機的出口壓力不需要較大的提高，因此壓縮機耗功增加不顯著。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發明蒸氣壓縮製冷循環中帶噴射器冷凝器單元的示意圖。
[0014]圖2是本發明蒸氣壓縮製冷循環中帶噴射器凝器單元的工作過程p_h圖。

【具體實施方式】
[0015]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚簡明，以下結合附圖，對本發明進行進一步詳細說明。
[0016]如圖1所示，本發明是一種蒸氣壓縮製冷用帶噴射器的冷凝器單元，包括和壓縮機出口連接的噴射器進氣管101，噴射器進氣管101的出口與噴射器102的工作流體入口連接，壓縮機出口的過熱製冷工質作為噴射器102的工作流體，噴射器102的出口連接冷凝器103的入口，製冷工質進入冷凝器103冷凝放熱，冷凝器103出口的製冷工質分兩路，一路製冷工質經液體回流管104作為被引射流體進入噴射器102，與工作流體混合後進入冷凝器103 ;另一路製冷工質經冷凝器出流管105進入循環系統的節流裝置。
[0017]如圖2所示，為本發明冷凝器單元工作過程的壓-焓圖(ρ-h圖)。其示意的帶噴射器的冷凝器單元工作過程為:噴射器進氣管101內的製冷工質為壓縮機出口處的過熱氣態製冷工質(圖中I點)，作為噴射器102的工作流體進入噴射器102的噴嘴，在噴嘴中膨脹降壓(圖中^點)。冷凝器103出口的過冷或飽和狀態製冷工質(圖中3點)分兩路，一路製冷工質經液體回流管104後回流到噴射器被引射流體入口(圖中Y點)，作為噴射器102的被引射流體進入噴射器102吸入室膨脹降壓(圖中3 "點)；工作流體與被引射流體在噴射器混合室中混合(圖中2 '點)，隨後進入擴壓室，壓力升高，到達噴射器出口。通過適當的流量匹配，使得噴射器102出口的製冷工質為飽和氣體狀態(圖中2點)，進入冷凝器103換熱冷凝到過冷或飽和狀態(圖中3點)，由此完成了冷凝器單元的製冷循環。
【權利要求】
1.一種蒸氣壓縮製冷用帶噴射器的冷凝器單元，其特徵在於:包括和壓縮機出口連接的噴射器進氣管(101)，噴射器進氣管(101)的出口與噴射器(102)的工作流體入口連接，壓縮機出口的過熱製冷工質作為噴射器(102)的工作流體，噴射器(102)的出口連接冷凝器(103)的入口，製冷工質進入冷凝器(103)冷凝放熱，冷凝器(103)出口的製冷工質分兩路，一路製冷工質經液體回流管(104)作為被引射流體進入噴射器(102)，與工作流體混合後進入冷凝器(103);另一路製冷工質經冷凝器出流管(105)進入循環系統的節流裝置。
2.根據權利要求1所述的一種蒸氣壓縮製冷用帶噴射器的冷凝器單元，其特徵在於:通過液體回流管(104)將冷凝器(103)出口的部分過冷或飽和製冷工質回流到噴射器(102)，作為噴射器(102)的被引射流體。
3.根據權利要求2所述的一種蒸氣壓縮製冷用帶噴射器的冷凝器單元，其特徵在於:所述液體回流管(104)上設置有流量調節閥，通過其調節，使得進人噴射器(102)中的工作流體與被引射流體的流量匹配，進而使得噴射器(102)出口進入冷凝器(103)的製冷工質處於飽和氣體狀態。
【文檔編號】F25B9/08GK104344592SQ201410624100
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月7日 優先權日:2014年11月7日
【發明者】魚劍琳, 劉小琴, 晏剛, 陳佳恆 申請人:西安交通大學