一種蒸氣壓縮制冷用帶噴射器的冷凝器單元的制作方法
【專利摘要】一種蒸氣壓縮制冷用帶噴射器的冷凝器單元，包括和壓縮機(jī)出口連接的噴射器進(jìn)氣管，噴射器進(jìn)氣管的出口與噴射器的工作流體入口連接，壓縮機(jī)出口的過熱制冷工質(zhì)作為噴射器的工作流體，噴射器的出口連接冷凝器的入口，制冷工質(zhì)進(jìn)入冷凝器冷凝放熱，冷凝器的出口的制冷工質(zhì)分兩路，一路制冷工質(zhì)經(jīng)液體回流管作為被引射流體進(jìn)入噴射器，與工作流體混合后進(jìn)入冷凝器；另一路制冷工質(zhì)經(jīng)冷凝器出流管進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)流裝置；本發(fā)明通過在壓縮機(jī)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制冷工質(zhì)的整體換熱系數(shù)，從而改善了冷凝器的整體換熱效率，增加了循環(huán)系統(tǒng)的性能。
【專利說明】一種蒸氣壓縮制冷用帶噴射器的冷凝器單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于制冷與空調(diào)器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種應(yīng)用于蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)的帶有噴射器的冷凝器單元。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著時(shí)代的發(fā)展，使用蒸氣壓縮制冷循環(huán)的空調(diào)器、冰箱等制冷設(shè)備在人們生活中的使用量和需求日益增長(zhǎng)，并且其耗電量在整個(gè)家庭的總耗電量中占據(jù)了不容忽視的比重。因此面對(duì)日漸嚴(yán)峻的節(jié)能環(huán)保形勢(shì)，制冷與空調(diào)器技術(shù)需要不斷地朝著更加高效節(jié)能和環(huán)保的方向發(fā)展。這樣不僅能夠提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還可以帶來積極的環(huán)境效益。
[0003]目前，在基本的蒸氣壓縮制冷的應(yīng)用中，提高其循環(huán)系統(tǒng)性能的主要方法是提高壓縮機(jī)性能或者改善換熱器的換熱性能。作為系統(tǒng)的重要組成部分，冷凝器換熱性能的改善自然可以提高制冷循環(huán)系統(tǒng)的性能。在常規(guī)的基本循環(huán)系統(tǒng)中，通常是壓縮機(jī)出口的過熱制冷工質(zhì)氣體直接進(jìn)入冷凝器，在冷凝器中進(jìn)行換熱交換后被冷卻為液體。在常規(guī)的冷凝器中，制冷工質(zhì)的放熱過程包括了由過熱氣體冷卻到飽和氣體狀態(tài)的過熱段，飽和氣體狀態(tài)繼續(xù)凝結(jié)放熱的氣液兩相段以及飽和液體的進(jìn)一步放熱的過冷段。在氣液兩相段，由于放熱過程為相變放熱，其相變對(duì)流換熱系數(shù)大。然而，在過熱段制冷工質(zhì)為單相氣體放熱過程，其對(duì)流換熱系數(shù)遠(yuǎn)低于相變對(duì)流換熱系數(shù)，這會(huì)導(dǎo)致冷凝器的整體換熱效率低。因此，如果能夠使得壓縮機(jī)出口的制冷工質(zhì)先被冷卻到飽和氣體狀態(tài)，再進(jìn)入冷凝器，則制冷工質(zhì)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(huì)使得凝器的整體換熱效率提聞，從而制冷系統(tǒng)的性能可以得到提聞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)的帶有噴射器的冷凝器單元，飽和氣體狀態(tài)的制冷工質(zhì)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，而沒有了過熱制冷工質(zhì)氣體單相對(duì)流換熱過程；由于相變換熱的換熱系數(shù)遠(yuǎn)大于單相氣體對(duì)流換熱系數(shù)，由此通過在壓縮機(jī)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制冷工質(zhì)的整體換熱系數(shù)，從而改善了冷凝器的整體換熱效率，增加了循環(huán)系統(tǒng)的性能。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種蒸氣壓縮制冷用帶噴射器的冷凝器單元，包括和壓縮機(jī)出口連接的噴射器進(jìn)氣管101，噴射器進(jìn)氣管101的出口與噴射器102的工作流體入口連接，壓縮機(jī)出口的過熱制冷工質(zhì)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，制冷工質(zhì)進(jìn)入冷凝器103冷凝放熱，冷凝器103的出口的制冷工質(zhì)分兩路，一路制冷工質(zhì)經(jīng)液體回流管104作為被引射流體進(jìn)入噴射器102，與工作流體混合后進(jìn)入冷凝器103 ;另一路制冷工質(zhì)經(jīng)冷凝器出流管105進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)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制冷工質(zhì)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(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，通過其調(diào)節(jié)，使得進(jìn)人噴射器102中的工作流體與被引射流體的流量匹配，進(jìn)而使得噴射器102出口進(jìn)入冷凝器103的制冷工質(zhì)處于飽和氣體狀態(tài)。
[0009]所述冷凝器103分流出的回流液體經(jīng)回流管104時(shí)因流動(dòng)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(jī)高壓排氣作為工作流體來弓I射該回流液體。
[0010]相比于常規(guī)蒸氣壓縮制冷循環(huán)中的冷凝器，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1、通過噴射器以壓縮機(jī)出口的過熱蒸氣為工作流體來引射冷凝器出口分出經(jīng)液體回流管返回的部分過冷或飽和制冷工質(zhì)液體，通過適當(dāng)?shù)牧髁科ヅ涫沟脙烧咴趪娚淦鲀?nèi)混合與換熱后在噴射器出口得到飽和氣體狀態(tài)的制冷工質(zhì)流體。因此冷凝器中制冷工質(zhì)的換熱只有飽和段的相變換熱以及過冷段的液體對(duì)流換熱，換熱系數(shù)比有過熱段的常規(guī)蒸氣壓縮制冷循環(huán)中的冷凝器換熱系數(shù)高，從而改善了冷凝器的整體換熱效率，從而改善了制冷系統(tǒng)的循環(huán)性能。
[0012]2、本發(fā)明中噴射器的主要作用是混合壓縮機(jī)出口的過熱制冷工質(zhì)與冷凝器出口的回流過冷或飽和制冷工質(zhì)，并克服制冷劑經(jīng)過冷凝器及回流管的流動(dòng)阻力將回流液體引射。由于制冷劑流動(dòng)阻力較小，因此制冷循環(huán)壓縮機(jī)的出口壓力不需要較大的提高，因此壓縮機(jī)耗功增加不顯著。

【專利附圖】

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

【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚簡(jiǎn)明，以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明是一種蒸氣壓縮制冷用帶噴射器的冷凝器單元，包括和壓縮機(jī)出口連接的噴射器進(jìn)氣管101，噴射器進(jìn)氣管101的出口與噴射器102的工作流體入口連接，壓縮機(jī)出口的過熱制冷工質(zhì)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，制冷工質(zhì)進(jìn)入冷凝器103冷凝放熱，冷凝器103出口的制冷工質(zhì)分兩路，一路制冷工質(zhì)經(jīng)液體回流管104作為被引射流體進(jìn)入噴射器102，與工作流體混合后進(jìn)入冷凝器103 ;另一路制冷工質(zhì)經(jīng)冷凝器出流管105進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)流裝置。
[0017]如圖2所示，為本發(fā)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(jìn)氣管101內(nèi)的制冷工質(zhì)為壓縮機(jī)出口處的過熱氣態(tài)制冷工質(zhì)(圖中I點(diǎn))，作為噴射器102的工作流體進(jìn)入噴射器102的噴嘴，在噴嘴中膨脹降壓(圖中^點(diǎn))。冷凝器103出口的過冷或飽和狀態(tài)制冷工質(zhì)(圖中3點(diǎn))分兩路，一路制冷工質(zhì)經(jīng)液體回流管104后回流到噴射器被引射流體入口(圖中Y點(diǎn))，作為噴射器102的被引射流體進(jìn)入噴射器102吸入室膨脹降壓(圖中3 "點(diǎn))；工作流體與被引射流體在噴射器混合室中混合(圖中2 '點(diǎn))，隨后進(jìn)入擴(kuò)壓室，壓力升高，到達(dá)噴射器出口。通過適當(dāng)?shù)牧髁科ヅ?，使得噴射?02出口的制冷工質(zhì)為飽和氣體狀態(tài)(圖中2點(diǎn))，進(jìn)入冷凝器103換熱冷凝到過冷或飽和狀態(tài)(圖中3點(diǎn))，由此完成了冷凝器單元的制冷循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種蒸氣壓縮制冷用帶噴射器的冷凝器單元，其特征在于:包括和壓縮機(jī)出口連接的噴射器進(jìn)氣管(101)，噴射器進(jìn)氣管(101)的出口與噴射器(102)的工作流體入口連接，壓縮機(jī)出口的過熱制冷工質(zhì)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，制冷工質(zhì)進(jìn)入冷凝器(103)冷凝放熱，冷凝器(103)出口的制冷工質(zhì)分兩路，一路制冷工質(zhì)經(jīng)液體回流管(104)作為被引射流體進(jìn)入噴射器(102)，與工作流體混合后進(jìn)入冷凝器(103);另一路制冷工質(zhì)經(jīng)冷凝器出流管(105)進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)流裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸氣壓縮制冷用帶噴射器的冷凝器單元，其特征在于:通過液體回流管(104)將冷凝器(103)出口的部分過冷或飽和制冷工質(zhì)回流到噴射器(102)，作為噴射器(102)的被引射流體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蒸氣壓縮制冷用帶噴射器的冷凝器單元，其特征在于:所述液體回流管(104)上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，通過其調(diào)節(jié)，使得進(jìn)人噴射器(102)中的工作流體與被引射流體的流量匹配，進(jìn)而使得噴射器(102)出口進(jìn)入冷凝器(103)的制冷工質(zhì)處于飽和氣體狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】F25B9/08GK104344592SQ201410624100
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】魚劍琳, 劉小琴, 晏剛, 陳佳恒 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)