一種用於雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯合增效製冷循環系統的製作方法
2023-04-26 08:45:16
一種用於雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯合增效製冷循環系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯合增效製冷循環系統，其特徵是，其組成包括：壓縮機、排氣回熱器、冷凝器、吸氣回熱器、第一毛細管、第二毛細管、冷藏室蒸發器、第一噴射器、第二噴射器、冷凍室蒸發器和氣液分離器。本發明能充分回收和利用節流過程中的膨脹功和有用能，顯著提升和改善雙溫電冰箱製冷循環系統的效率和性能。
【專利說明】—種用於雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯合增效製冷循環系統
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬於電冰箱製冷【技術領域】，具體涉及一種用於雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯合增效製冷循環系統。
【背景技術】
[0002]當前家電市場正在發生著深刻變革，節能化、智能化、個性化產品成為產業發展的主流趨勢。其中，電冰箱節能技術正是家電領域節能與環保的重要主題。經過近年的研究和發展，冰箱的節能技術也有了長足的發展，包括在保溫材料、門封、壓縮機、冷凝器、製冷循環系統、控制系統等多方面的節能方法與技術。
[0003]目前，家用冷藏冷凍冰箱主要採用的是傳統的蒸氣壓縮式製冷循環系統，包括壓縮機、冷凝器、乾燥過濾器、毛細管、冷藏室和冷凍室兩個蒸發器。製冷系統工作時，通過毛細管對製冷劑節流作用，經兩蒸發器的製冷劑蒸發製冷作用，實現了冷藏室和冷凍室各自的溫度要求。
[0004]然而，毛細管節流過程具有較大的不可逆損失，使得製冷循環系統效率相對較低。雖然國內外已有研究者提出了將噴射器引入蒸氣壓縮製冷循環，構成壓縮/噴射式混合製冷循環並應用於冷藏冷凍雙溫電冰箱。在這些壓縮/噴射式混合製冷循環方案中，主要包括有雙溫冰箱冷藏室和冷凍室蒸發器串聯和並聯的壓縮/噴射式混合製冷循環及其它類似方式。然而，在這些循環方式中，採用的是單個噴射器來實現回收節流過程的部分膨脹功，因而在改善系統性能方面能力有限。另外，在傳統的蒸氣壓縮式製冷循環系統中，雖然還採用了壓縮機吸氣回熱來改善製冷循環系統的性能，但是仍然有大部分有用能未得到充分利用。
【發明內容】
[0005]本發明為解決上述現有技術存在的不足之處，提供一種經濟、有效、可行的用於雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯合增效的製冷循環系統，能充分回收和利用節流過程中的膨脹功和有用能，顯著提升和改善雙溫電冰箱製冷循環系統的效率和性能。
[0006]為達到上述目的，本發明所採用的技術方案是:
[0007]本發明一種用於雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯合增效的製冷循環系統的特點是，其組成包括:壓縮機、排氣回熱器、冷凝器、吸氣回熱器、第一毛細管、第二毛細管、冷藏室蒸發器、第一噴射器、第二噴射器、冷凍室蒸發器和氣液分離器；
[0008]所述壓縮機的出口、排氣回熱器的熱流體通道、冷凝器、吸氣回熱器的熱流體通道入口依次串聯設置；所述吸氣回熱器的熱流體通道出口分為兩路；
[0009]一路經第一毛細管後與所述冷藏室蒸發器的入口相連，所冷藏室蒸發器的出口經所述排氣回熱器的冷流體通道後與第一噴射器的噴嘴入口相連；
[0010]另一路直接與所述第二噴射器的噴嘴入口相連；所述第二噴射器的出口與第一噴射器的被引射製冷劑入口相連；
[0011]所述第一噴射器的出口與氣液分離器的入口相連；所述氣液分離器的出口分為飽和氣態製冷劑出口以及飽和液態製冷劑出口；
[0012]所述飽和氣態製冷劑出口經所述吸氣回熱器的冷流體通道後與壓縮機的入口相連；
[0013]所述飽和液態製冷劑出口經過第二毛細管後與冷凍室蒸發器的入口相連，所述冷凍室蒸發器的出口與所述第二噴射器的被引射製冷劑入口相連接。
[0014]本發明用於雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯合增效的製冷循環系統的特點也在於:
[0015]所述冷凍室蒸發器出口的低溫低壓氣態製冷劑在第二噴射器中被來自吸氣回熱器的熱流體通道出口的高壓過冷液態製冷劑引射，在第二噴射器中混合增壓成為氣液兩相製冷劑後引出；
[0016]所述第二噴射器出口的氣液兩相製冷劑在第一噴射器中被來自排氣回熱器的冷流體通道出口的過熱氣態製冷劑引射，在第一噴射器中混合增壓成為氣液兩相製冷劑後進入氣液分離器。
[0017]所述壓縮機出口的高溫高壓過熱氣態製冷劑由排氣回熱器的熱流體通道入口進入排氣回熱器，在排氣回熱器內放熱降溫後由排氣回熱器的熱流體通道出口引出並進入冷凝器；
[0018]冷藏室蒸發器出口的飽和氣態製冷劑由排氣回熱器的冷流體通道入口進入排氣回熱器，在排氣回熱器內吸熱升溫後由排氣回熱器的冷流體通道出口引出並進入第一噴射器的噴嘴入口。
[0019]冷凝器出口的高壓飽和液態製冷劑由吸氣回熱器的熱流體通道入口進入吸氣回熱器，在吸氣回熱器內放熱降溫後由吸氣回熱器的熱流體通道出口引出；氣液分離器的飽和氣態製冷劑出口的飽和氣態製冷劑由吸氣回熱器的冷流體通道入口進入吸氣回熱器，在吸氣回熱器內吸熱升溫後由吸氣回熱器的冷流體通道出口引出並進入壓縮機。
[0020]與常規的噴射器增效循環系統相比，本發明的有益效果體現在:
[0021]1、本發明利用合理布置的雙噴射器充分回收製冷系統中兩路製冷劑節流過程的膨脹功，顯著提升壓縮機吸氣壓力從而降低循環中壓縮機的功率消耗並提高壓縮機的輸氣量；並利用壓縮機排氣回熱方式回收壓縮機排出的高溫製冷劑過熱蒸氣的有用能，進一步提高噴射器的升壓效果和循環系統的製冷效率；同時還能夠實現冷藏室和冷凍室蒸發器維持在不同的蒸發溫度同時製冷，從而有效地改善了雙溫電冰箱製冷循環系統的性能。
[0022]2、本發明有效克服了毛細管節流過程的不可逆損失，充分利用製冷劑的節流過程中的可利用的膨脹功，通過在傳統的蒸氣壓縮式製冷系統中採用附加的噴射器回收節流過程的部分膨脹功，使製冷系統的製冷性能得到提高，從而實現節能減排。
[0023]3、本發明充分挖掘了雙溫冰箱製冷系統中製冷劑節流過程的膨脹功的巨大回收潛力，利用雙噴射器及其合理的布置，加大膨脹功的回收，進一步使製冷循環系統的製冷效率得到提高。
[0024]4、本發明採用壓縮機排氣回熱並與雙噴射器結合，進一步使製冷循環系統的製冷性能得到顯著提高，在傳統的蒸氣壓縮式製冷循環系統中，壓縮機排出的製冷劑過熱蒸氣因其溫度較高仍具有可以利用的有用能，特別是在較高的環境溫度工況下，因此，通過雙噴射與雙回熱聯合增效方式，最大限度地利用蒸氣壓縮式製冷循環系統中的可用能，達到更好的節能效果，對冷藏冷凍雙溫電冰箱產品節能技術的發展有著積極的推動作用。
[0025]5、本發明能有效提高雙溫電冰箱製冷循環系統性能，推進家用電冰箱產品節能技術的發展，提高電冰箱節能與環保水平，促進我國冰箱產品在全球冰箱行業節能【技術領域】的領先地位，並提升冰箱產品在國際市場上的競爭力，進而產生巨大的經濟效益和積極的社會效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明製冷循環系統示意圖；
[0027]圖2為本發明排氣回熱器示意圖；
[0028]圖3為本發明吸氣回熱器示意圖；
[0029]圖4為本發明製冷循環系統工作過程的壓-焓圖(p_h圖)；
[0030]圖中標號:105第一毛細管；111第二毛細管；107第一噴射器；108第二噴射器；110氣液分離器；112排氣回熱器的熱流體通道入口 ；113排氣回熱器的熱流體通道出口 ；114排氣回熱器的冷流體通道入口 ；115排氣回熱器的冷流體通道出口 ；116吸氣回熱器的熱流體通道入口 ；117吸氣回熱器的熱流體通道出口 ；118吸氣回熱器的冷流體通道入口 ；119吸氣回熱器的冷流體通道出口。
【具體實施方式】
[0031]如圖1所示，一種用於雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯合增效的製冷循環系統的組成包括:壓縮機、排氣回熱器、冷凝器、吸氣回熱器、第一毛細管105、第二毛細管111、冷藏室蒸發器、第一噴射器107、第二噴射器108、冷凍室蒸發器和氣液分離器110 ；
[0032]壓縮機的出口、排氣回熱器的熱流體通道、冷凝器、吸氣回熱器的熱流體通道入口依次串聯設置；吸氣回熱器的熱流體通道出口分為兩路；
[0033]一路經第一毛細管105後與冷藏室蒸發器的入口相連，所冷藏室蒸發器的出口經排氣回熱器的冷流體通道後與第一噴射器107的噴嘴入口相連；
[0034]另一路直接與第二噴射器108的噴嘴入口相連；第二噴射器108的出口與第一噴射器107的被引射製冷劑入口相連；
[0035]第一噴射器107的出口與氣液分離器110的入口相連；氣液分離器110的出口分為飽和氣態製冷劑出口以及飽和液態製冷劑出口 ；
[0036]飽和氣態製冷劑出口經吸氣回熱器的冷流體通道後與壓縮機的入口相連；
[0037]飽和液態製冷劑出口經過第二毛細管111後與冷凍室蒸發器的入口相連，冷凍室蒸發器的出口與第二噴射器108的被引射製冷劑入口相連接。
[0038]冷凍室蒸發器出口的低溫低壓飽和氣態製冷劑在第二噴射器108中被來自吸氣回熱器的熱流體通道出口 117的高壓過冷液態製冷劑引射，在第二噴射器108中混合增壓成為氣液兩相製冷劑後引出。第二噴射器108中來自吸氣回熱器的熱流體通道出口 117的高壓過冷氣態製冷劑壓力大於從冷凍室蒸發器出來的飽和氣態製冷劑的壓力。
[0039]第二噴射器108出口的氣液兩相製冷劑在第一噴射器107中被來自排氣回熱器的冷流體通道出口 115的過熱氣態製冷劑引射，在第一噴射器107中混合增壓成為氣液兩相製冷劑後進入氣液分離器110。第一噴射器107中來自排氣回熱器的冷流體通道出口 115的過熱氣態製冷劑壓力大於從第二噴射器108出來的氣液兩相製冷劑的壓力。
[0040]如圖2所示，本發明排氣回熱器為套管式換熱器，壓縮機出口的高溫高壓過熱氣態製冷劑由排氣回熱器的熱流體通道入口 112進入排氣回熱器，在排氣回熱器內放熱降溫後由排氣回熱器的熱流體通道出口 113引出並進入冷凝器；
[0041]冷藏室蒸發器出口的飽和氣態製冷劑由排氣回熱器的冷流體通道入口 114進入排氣回熱器，在排氣回熱器內吸熱升溫後由排氣回熱器的冷流體通道出口 115引出並進入第一噴射器107的噴嘴入口。
[0042]如圖3所示，本發明吸氣回熱器為套管式換熱器，冷凝器出口的高壓飽和液態製冷劑由吸氣回熱器的熱流體通道入口 116進入吸氣回熱器，在吸氣回熱器內放熱降溫後由吸氣回熱器的熱流體通道出口 117引出；氣液分離器110的飽和氣態製冷劑出口的飽和氣態製冷劑由吸氣回熱器的冷流體通道入口 118進入吸氣回熱器，在吸氣回熱器內吸熱升溫後由吸氣回熱器的冷流體通道出口 119引出並進入壓縮機。
[0043]如圖4所示，本發明製冷循環系統整體工作過程為:氣液分離器110中分離出的飽和氣態製冷劑由吸氣回熱器的冷流體通道入口 118進入吸氣回熱器中吸熱升溫(圖中11-1過程)成為過熱氣態製冷劑，過熱氣態製冷劑進入壓縮機後被壓縮升壓升溫成為過熱氣態製冷劑，(圖中1-2過程)，壓縮機出口的高溫高壓過熱氣態製冷劑由排氣回熱器的熱流體通道入口 112進入排氣回熱器中放熱降溫(圖中2-3過程)後進入冷凝器，在冷凝器中進一步放出熱量成為高壓飽和液態製冷劑(圖中3-4過程)；高壓飽和液態製冷劑由吸氣回熱器的熱流體通道入口 116進入吸氣回熱器中放熱降溫成為高壓過冷液態製冷劑(圖中4-5過程)後分為兩路，一路高壓過冷液態製冷劑作為第二噴射器108的引射製冷劑直接進入第二噴射器108的噴嘴中將自身的靜壓能轉化為動能的同時變為高速低壓製冷劑(圖中5-5'過程)，第二噴射器108噴嘴出口高速低壓製冷劑引射冷凍室蒸發器出口的低溫低壓飽和氣態製冷劑，並在第二噴射器108的混合室中混合後(圖中5' (13)-14'過程)，經第二噴射器108的擴壓器增壓(圖中14' -14過程)成為氣液兩相製冷劑並由第二噴射器108出口引出；另一路高壓過冷液態製冷劑進入第一毛細管105進行節流實現降壓降溫(圖中5-6過程)後進入冷藏室蒸發器，在冷藏室蒸發器中吸熱蒸發實現製冷目的(圖中6-7過程)，冷藏室蒸發器出口的飽和氣態製冷劑由排氣回熱器的冷流體通道入口 114進入排氣回熱器中吸熱升溫(圖中7-8過程)成為過熱氣態製冷劑，該過熱氣態製冷劑作為第一噴射器107的引射製冷劑進入第一噴射器107的噴嘴中將自身的靜壓能轉化為動能的同時變為高速低壓製冷劑(圖中8-8'過程)，第一噴射器107噴嘴出口的高速低壓製冷劑引射第二噴射器108出口的氣液兩相製冷劑，並在第一噴射器107的混合室中混合(圖中8' (14)-9'過程)後經第一噴射器107的擴壓器增壓(圖中9' -9過程)成為氣液兩相製冷劑並由第一噴射器107出口引出；第一噴射器107出口的氣液兩相製冷劑進入氣液分離器110進行氣液分離(圖中9-10(11)過程)，其中氣液分離器110分離出的飽和氣態製冷劑由吸氣回熱器的冷流體通道入口 118進入吸氣回熱器，在吸氣回熱器內吸熱升溫(圖中11-1過程)成為過熱氣態製冷劑後由吸氣回熱器的冷流體通道出口 119引出並進入壓縮機，氣液分離器110分離出的飽和液態製冷劑通過第二毛細管111降壓降溫後(圖中10-12過程)後進入冷凍室蒸發器吸熱蒸發實現製冷目的(圖中12-13過程)，冷凍室蒸發器109出口的低溫低壓飽和氣態製冷劑作為被引射製冷劑進入第二噴射器108，以上完成整個循環過程。
[0044]本發明的整個系統循環工作過程中存在有五個不同的工作壓力，依次是冷凝器的冷凝壓力、冷藏室蒸發器的蒸發壓力、壓縮機的吸氣壓力、第二噴射器108的出口壓力和冷凍室蒸發器的蒸發壓力。其中冷凝器的冷凝壓力、冷藏室蒸發器的蒸發壓力和冷凍室蒸發器的蒸發壓力是由循環系統的工作工況所決定，這又取決於製冷溫度要求和空氣環境溫度；壓縮機的吸氣壓力是由第一噴射器107的工作特性、循環中的質量守恆、動量守恆和能量守恆關系所決定；第二噴射器108的出口壓力是由第二噴射器108的工作特性、循環中的質量守恆、動量守恆和能量守恆關系所決定。
【權利要求】
1.一種用於雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯合增效的製冷循環系統，其特徵是，其組成包括:壓縮機、排氣回熱器、冷凝器、吸氣回熱器、第一毛細管(105)、第二毛細管(111)、冷藏室蒸發器、第一噴射器(107)、第二噴射器(108)、冷凍室蒸發器和氣液分離器(110)； 所述壓縮機的出口、排氣回熱器的熱流體通道、冷凝器、吸氣回熱器的熱流體通道入口依次串聯設置；所述吸氣回熱器的熱流體通道出口分為兩路； 一路經第一毛細管(105)後與所述冷藏室蒸發器的入口相連，所冷藏室蒸發器的出口經所述排氣回熱器的冷流體通道後與第一噴射器(107)的噴嘴入口相連； 另一路直接與所述第二噴射器(108)的噴嘴入口相連；所述第二噴射器(108)的出口與第一噴射器(107)的被引射製冷劑入口相連； 所述第一噴射器(107)的出口與氣液分離器(110)的入口相連；所述氣液分離器(110)的出口分為飽和氣態製冷劑出口以及飽和液態製冷劑出口 ； 所述飽和氣態製冷劑出口經所述吸氣回熱器的冷流體通道後與壓縮機的入口相連； 所述飽和液態製冷劑出口經過第二毛細管(111)後與冷凍室蒸發器的入口相連，所述冷凍室蒸發器的出口與所述第二噴射器(108)的被引射製冷劑入口相連接。
2.根據權利要求1所述的用於雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯合增效的製冷循環系統，其特徵是:所述冷凍室蒸發器出口的低溫低壓氣態製冷劑在第二噴射器(108)中被來自吸氣回熱器的熱流體通道出口的高壓過冷液態製冷劑引射，在第二噴射器(108)中混合增壓成為氣液兩相製冷劑後引出； 所述第二噴射器(108)出口的氣液兩相製冷劑在第一噴射器(107)中被來自排氣回熱器的冷流體通道出口的過熱氣態製冷劑引射，在第一噴射器(107)中混合增壓成為氣液兩相製冷劑後進入氣液分離器(110)。
3.根據權利要求1所述的用於雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯合增效的製冷循環系統，其特徵是:所述壓縮機出口的高溫高壓過熱氣態製冷劑由排氣回熱器的熱流體通道入口進入排氣回熱器，在排氣回熱器內放熱降溫後由排氣回熱器的熱流體通道出口引出並進入冷凝器； 冷藏室蒸發器出口的飽和氣態製冷劑由排氣回熱器的冷流體通道入口進入排氣回熱器，在排氣回熱器內吸熱升溫後由排氣回熱器的冷流體通道出口引出並進入第一噴射器(107)的噴嘴入口。
4.根據權利要求1所述的用於雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯合增效的製冷循環系統，其特徵是:冷凝器出口的高壓飽和液態製冷劑由吸氣回熱器的熱流體通道入口進入吸氣回熱器，在吸氣回熱器內放熱降溫後由吸氣回熱器的熱流體通道出口引出；氣液分離器(110)的飽和氣態製冷劑出口的飽和氣態製冷劑由吸氣回熱器的冷流體通道入口進入吸氣回熱器，在吸氣回熱器內吸熱升溫後由吸氣回熱器的冷流體通道出口引出並進入壓縮機。
【文檔編號】F25D17/04GK103808101SQ201410040517
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月27日 優先權日:2014年1月27日
【發明者】白連社, 魚劍琳, 魏邦福, 王驍, 陳開松, 周夢柳 申請人:合肥美菱股份有限公司