一種用于雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯(lián)合增效制冷循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯(lián)合增效制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征是，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(fā)器、第一噴射器、第二噴射器、冷凍室蒸發(fā)器和氣液分離器。本發(fā)明能充分回收和利用節(jié)流過程中的膨脹功和有用能，顯著提升和改善雙溫電冰箱制冷循環(huán)系統(tǒng)的效率和性能。
【專利說明】—種用于雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯(lián)合增效制冷循環(huán)系統(tǒng)
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電冰箱制冷【技術領域】，具體涉及一種用于雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯(lián)合增效制冷循環(huán)系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]當前家電市場正在發(fā)生著深刻變革，節(jié)能化、智能化、個性化產(chǎn)品成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流趨勢。其中，電冰箱節(jié)能技術正是家電領域節(jié)能與環(huán)保的重要主題。經(jīng)過近年的研究和發(fā)展，冰箱的節(jié)能技術也有了長足的發(fā)展，包括在保溫材料、門封、壓縮機、冷凝器、制冷循環(huán)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等多方面的節(jié)能方法與技術。
[0003]目前，家用冷藏冷凍冰箱主要采用的是傳統(tǒng)的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、毛細管、冷藏室和冷凍室兩個蒸發(fā)器。制冷系統(tǒng)工作時，通過毛細管對制冷劑節(jié)流作用，經(jīng)兩蒸發(fā)器的制冷劑蒸發(fā)制冷作用，實現(xiàn)了冷藏室和冷凍室各自的溫度要求。
[0004]然而，毛細管節(jié)流過程具有較大的不可逆損失，使得制冷循環(huán)系統(tǒng)效率相對較低。雖然國內(nèi)外已有研究者提出了將噴射器引入蒸氣壓縮制冷循環(huán)，構成壓縮/噴射式混合制冷循環(huán)并應用于冷藏冷凍雙溫電冰箱。在這些壓縮/噴射式混合制冷循環(huán)方案中，主要包括有雙溫冰箱冷藏室和冷凍室蒸發(fā)器串聯(lián)和并聯(lián)的壓縮/噴射式混合制冷循環(huán)及其它類似方式。然而，在這些循環(huán)方式中，采用的是單個噴射器來實現(xiàn)回收節(jié)流過程的部分膨脹功，因而在改善系統(tǒng)性能方面能力有限。另外，在傳統(tǒng)的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)中，雖然還采用了壓縮機吸氣回熱來改善制冷循環(huán)系統(tǒng)的性能，但是仍然有大部分有用能未得到充分利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術存在的不足之處，提供一種經(jīng)濟、有效、可行的用于雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯(lián)合增效的制冷循環(huán)系統(tǒng)，能充分回收和利用節(jié)流過程中的膨脹功和有用能，顯著提升和改善雙溫電冰箱制冷循環(huán)系統(tǒng)的效率和性能。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:
[0007]本發(fā)明一種用于雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯(lián)合增效的制冷循環(huán)系統(tǒng)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(fā)器、第一噴射器、第二噴射器、冷凍室蒸發(fā)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(lián)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(jīng)第一毛細管后與所述冷藏室蒸發(fā)器的入口相連，所冷藏室蒸發(fā)器的出口經(jīng)所述排氣回熱器的冷流體通道后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制冷劑入口相連；
[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(tài)制冷劑出口以及飽和液態(tài)制冷劑出口；
[0012]所述飽和氣態(tài)制冷劑出口經(jīng)所述吸氣回熱器的冷流體通道后與壓縮機的入口相連；
[0013]所述飽和液態(tài)制冷劑出口經(jīng)過第二毛細管后與冷凍室蒸發(fā)器的入口相連，所述冷凍室蒸發(fā)器的出口與所述第二噴射器的被引射制冷劑入口相連接。
[0014]本發(fā)明用于雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯(lián)合增效的制冷循環(huán)系統(tǒng)的特點也在于:
[0015]所述冷凍室蒸發(fā)器出口的低溫低壓氣態(tài)制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(tài)制冷劑引射，在第二噴射器中混合增壓成為氣液兩相制冷劑后引出；
[0016]所述第二噴射器出口的氣液兩相制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(tài)制冷劑引射，在第一噴射器中混合增壓成為氣液兩相制冷劑后進入氣液分離器。
[0017]所述壓縮機出口的高溫高壓過熱氣態(tài)制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(nèi)放熱降溫后由排氣回熱器的熱流體通道出口引出并進入冷凝器；
[0018]冷藏室蒸發(fā)器出口的飽和氣態(tài)制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(nèi)吸熱升溫后由排氣回熱器的冷流體通道出口引出并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(tài)制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(nèi)放熱降溫后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(tài)制冷劑出口的飽和氣態(tài)制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(nèi)吸熱升溫后由吸氣回熱器的冷流體通道出口引出并進入壓縮機。
[0020]與常規(guī)的噴射器增效循環(huán)系統(tǒng)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0021]1、本發(fā)明利用合理布置的雙噴射器充分回收制冷系統(tǒng)中兩路制冷劑節(jié)流過程的膨脹功，顯著提升壓縮機吸氣壓力從而降低循環(huán)中壓縮機的功率消耗并提高壓縮機的輸氣量；并利用壓縮機排氣回熱方式回收壓縮機排出的高溫制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(huán)系統(tǒng)的制冷效率；同時還能夠實現(xiàn)冷藏室和冷凍室蒸發(fā)器維持在不同的蒸發(fā)溫度同時制冷，從而有效地改善了雙溫電冰箱制冷循環(huán)系統(tǒng)的性能。
[0022]2、本發(fā)明有效克服了毛細管節(jié)流過程的不可逆損失，充分利用制冷劑的節(jié)流過程中的可利用的膨脹功，通過在傳統(tǒng)的蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)中采用附加的噴射器回收節(jié)流過程的部分膨脹功，使制冷系統(tǒng)的制冷性能得到提高，從而實現(xiàn)節(jié)能減排。
[0023]3、本發(fā)明充分挖掘了雙溫冰箱制冷系統(tǒng)中制冷劑節(jié)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，進一步使制冷循環(huán)系統(tǒng)的制冷效率得到提高。
[0024]4、本發(fā)明采用壓縮機排氣回熱并與雙噴射器結合，進一步使制冷循環(huán)系統(tǒng)的制冷性能得到顯著提高，在傳統(tǒng)的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)中，壓縮機排出的制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(huán)境溫度工況下，因此，通過雙噴射與雙回熱聯(lián)合增效方式，最大限度地利用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)中的可用能，達到更好的節(jié)能效果，對冷藏冷凍雙溫電冰箱產(chǎn)品節(jié)能技術的發(fā)展有著積極的推動作用。
[0025]5、本發(fā)明能有效提高雙溫電冰箱制冷循環(huán)系統(tǒng)性能，推進家用電冰箱產(chǎn)品節(jié)能技術的發(fā)展，提高電冰箱節(jié)能與環(huán)保水平，促進我國冰箱產(chǎn)品在全球冰箱行業(yè)節(jié)能【技術領域】的領先地位，并提升冰箱產(chǎn)品在國際市場上的競爭力，進而產(chǎn)生巨大的經(jīng)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(fā)明制冷循環(huán)系統(tǒng)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明排氣回熱器示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明吸氣回熱器示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明制冷循環(huán)系統(tǒng)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，一種用于雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯(lián)合增效的制冷循環(huán)系統(tǒng)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(fā)器、第一噴射器107、第二噴射器108、冷凍室蒸發(fā)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(lián)設置；吸氣回熱器的熱流體通道出口分為兩路；
[0033]一路經(jīng)第一毛細管105后與冷藏室蒸發(fā)器的入口相連，所冷藏室蒸發(fā)器的出口經(jīng)排氣回熱器的冷流體通道后與第一噴射器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的被引射制冷劑入口相連；
[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(tài)制冷劑出口以及飽和液態(tài)制冷劑出口 ；
[0036]飽和氣態(tài)制冷劑出口經(jīng)吸氣回熱器的冷流體通道后與壓縮機的入口相連；
[0037]飽和液態(tài)制冷劑出口經(jīng)過第二毛細管111后與冷凍室蒸發(fā)器的入口相連，冷凍室蒸發(fā)器的出口與第二噴射器108的被引射制冷劑入口相連接。
[0038]冷凍室蒸發(fā)器出口的低溫低壓飽和氣態(tài)制冷劑在第二噴射器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(tài)制冷劑引射，在第二噴射器108中混合增壓成為氣液兩相制冷劑后引出。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(tài)制冷劑壓力大于從冷凍室蒸發(fā)器出來的飽和氣態(tài)制冷劑的壓力。
[0039]第二噴射器108出口的氣液兩相制冷劑在第一噴射器107中被來自排氣回熱器的冷流體通道出口 115的過熱氣態(tài)制冷劑引射，在第一噴射器107中混合增壓成為氣液兩相制冷劑后進入氣液分離器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(tài)制冷劑壓力大于從第二噴射器108出來的氣液兩相制冷劑的壓力。
[0040]如圖2所示，本發(fā)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(tài)制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(nèi)放熱降溫后由排氣回熱器的熱流體通道出口 113引出并進入冷凝器；
[0041]冷藏室蒸發(fā)器出口的飽和氣態(tài)制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(nèi)吸熱升溫后由排氣回熱器的冷流體通道出口 115引出并進入第一噴射器107的噴嘴入口。
[0042]如圖3所示，本發(fā)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(tài)制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(nèi)放熱降溫后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(tài)制冷劑出口的飽和氣態(tài)制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(nèi)吸熱升溫后由吸氣回熱器的冷流體通道出口 119引出并進入壓縮機。
[0043]如圖4所示，本發(fā)明制冷循環(huán)系統(tǒng)整體工作過程為:氣液分離器110中分離出的飽和氣態(tài)制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(tài)制冷劑，過熱氣態(tài)制冷劑進入壓縮機后被壓縮升壓升溫成為過熱氣態(tài)制冷劑，(圖中1-2過程)，壓縮機出口的高溫高壓過熱氣態(tài)制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)后進入冷凝器，在冷凝器中進一步放出熱量成為高壓飽和液態(tài)制冷劑(圖中3-4過程)；高壓飽和液態(tài)制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(tài)制冷劑(圖中4-5過程)后分為兩路，一路高壓過冷液態(tài)制冷劑作為第二噴射器108的引射制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?yōu)楦咚俚蛪褐评鋭?圖中5-5'過程)，第二噴射器108噴嘴出口高速低壓制冷劑引射冷凍室蒸發(fā)器出口的低溫低壓飽和氣態(tài)制冷劑，并在第二噴射器108的混合室中混合后(圖中5' (13)-14'過程)，經(jīng)第二噴射器108的擴壓器增壓(圖中14' -14過程)成為氣液兩相制冷劑并由第二噴射器108出口引出；另一路高壓過冷液態(tài)制冷劑進入第一毛細管105進行節(jié)流實現(xiàn)降壓降溫(圖中5-6過程)后進入冷藏室蒸發(fā)器，在冷藏室蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)實現(xiàn)制冷目的(圖中6-7過程)，冷藏室蒸發(fā)器出口的飽和氣態(tài)制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(tài)制冷劑，該過熱氣態(tài)制冷劑作為第一噴射器107的引射制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?yōu)楦咚俚蛪褐评鋭?圖中8-8'過程)，第一噴射器107噴嘴出口的高速低壓制冷劑引射第二噴射器108出口的氣液兩相制冷劑，并在第一噴射器107的混合室中混合(圖中8' (14)-9'過程)后經(jīng)第一噴射器107的擴壓器增壓(圖中9' -9過程)成為氣液兩相制冷劑并由第一噴射器107出口引出；第一噴射器107出口的氣液兩相制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(tài)制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(nèi)吸熱升溫(圖中11-1過程)成為過熱氣態(tài)制冷劑后由吸氣回熱器的冷流體通道出口 119引出并進入壓縮機，氣液分離器110分離出的飽和液態(tài)制冷劑通過第二毛細管111降壓降溫后(圖中10-12過程)后進入冷凍室蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)實現(xiàn)制冷目的(圖中12-13過程)，冷凍室蒸發(fā)器109出口的低溫低壓飽和氣態(tài)制冷劑作為被引射制冷劑進入第二噴射器108，以上完成整個循環(huán)過程。
[0044]本發(fā)明的整個系統(tǒng)循環(huán)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(fā)器的蒸發(fā)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(fā)器的蒸發(fā)壓力。其中冷凝器的冷凝壓力、冷藏室蒸發(fā)器的蒸發(fā)壓力和冷凍室蒸發(fā)器的蒸發(fā)壓力是由循環(huán)系統(tǒng)的工作工況所決定，這又取決于制冷溫度要求和空氣環(huán)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(huán)中的質量守恒、動量守恒和能量守恒關系所決定；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(huán)中的質量守恒、動量守恒和能量守恒關系所決定。
【權利要求】
1.一種用于雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯(lián)合增效的制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征是，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(fā)器、第一噴射器(107)、第二噴射器(108)、冷凍室蒸發(fā)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(lián)設置；所述吸氣回熱器的熱流體通道出口分為兩路； 一路經(jīng)第一毛細管(105)后與所述冷藏室蒸發(fā)器的入口相連，所冷藏室蒸發(fā)器的出口經(jīng)所述排氣回熱器的冷流體通道后與第一噴射器(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)的被引射制冷劑入口相連； 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(tài)制冷劑出口以及飽和液態(tài)制冷劑出口 ； 所述飽和氣態(tài)制冷劑出口經(jīng)所述吸氣回熱器的冷流體通道后與壓縮機的入口相連； 所述飽和液態(tài)制冷劑出口經(jīng)過第二毛細管(111)后與冷凍室蒸發(fā)器的入口相連，所述冷凍室蒸發(fā)器的出口與所述第二噴射器(108)的被引射制冷劑入口相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯(lián)合增效的制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征是:所述冷凍室蒸發(fā)器出口的低溫低壓氣態(tài)制冷劑在第二噴射器(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(tài)制冷劑引射，在第二噴射器(108)中混合增壓成為氣液兩相制冷劑后引出； 所述第二噴射器(108)出口的氣液兩相制冷劑在第一噴射器(107)中被來自排氣回熱器的冷流體通道出口的過熱氣態(tài)制冷劑引射，在第一噴射器(107)中混合增壓成為氣液兩相制冷劑后進入氣液分離器(110)。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯(lián)合增效的制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征是:所述壓縮機出口的高溫高壓過熱氣態(tài)制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(nèi)放熱降溫后由排氣回熱器的熱流體通道出口引出并進入冷凝器； 冷藏室蒸發(fā)器出口的飽和氣態(tài)制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(nèi)吸熱升溫后由排氣回熱器的冷流體通道出口引出并進入第一噴射器(107)的噴嘴入口。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于雙溫電冰箱的雙噴射與雙回熱聯(lián)合增效的制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征是:冷凝器出口的高壓飽和液態(tài)制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(nèi)放熱降溫后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(tài)制冷劑出口的飽和氣態(tài)制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(nèi)吸熱升溫后由吸氣回熱器的冷流體通道出口引出并進入壓縮機。
【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(yōu)先權日:2014年1月27日
【發(fā)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