專利名稱：一種帶噴射器的小型節流低溫制冷機循環系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于制冷與低溫技術領域，涉及一種制冷循環系統，特別涉及一 種帶噴射器的小型節流低溫制冷機循環系統，該循環系統由于采用了噴射 器，能提高壓縮機的吸氣壓力，減小壓縮機的壓比，提高壓縮機的輸氣量; 從而降低壓縮機的單位功率消耗、提高系統的制冷量，改善循環系統性能。 可以應用于低溫制冷機、醫用低溫冷凍器械和電子設備的冷卻中。
背景技術：
小型節流低溫制冷機廣泛應用于空間制冷、電子器件冷卻和醫用低溫冷 凍器械等領域。它具有系統結構簡單、緊湊并能快速降溫等特點；同時還可 以使用純質制冷劑或混合物制冷劑作為工作介質，實現較寬溫區的低溫制冷 作用。特別是近年來隨著混合物制冷劑的應用以及在系統中采用單級油潤滑 壓縮機技術的發展，更顯現出它的應用特點。因此，在低溫制冷領域它具有 比較大的實用價值；人們對它的應用與研究也始終在不斷的發展。在節流式制冷循環中，隨著制冷蒸發溫度的降低，壓縮機的吸氣壓力下 降，壓比將升高，壓縮機的吸氣比容也增大，從而使得制冷循環系統的制冷 性能系數和制冷量會顯著降低。這導致了小型節流低溫制冷機在更低溫區應 用的局限。因此，改善節流式制冷循環系統性能系數和提高制冷量也就成為 這一技術領域中重要的研究發展方向。常規小型節流低溫制冷機循環系統主 要由壓縮機、冷卻器、回熱器、節流閥和蒸發器組成。小型節流低溫制冷機 循環系統的性能在很大程度上取決于壓縮機的排氣壓力、吸氣壓力和吸氣比 容。在確定的蒸發溫度下(即制冷溫度要求)，當環境溫度一定時，提高排 氣壓力可以提高循環系統的性能；但壓縮機的壓比也越高，這會降低壓縮機
的效率、增加系統的不可逆損失；同時提高壓縮機的排氣壓力也會受到采用 單級油潤滑壓縮機技術的可靠性限制。因此，在常規節流式制冷循環中單純 靠提高壓縮機的排氣壓力，是不能有效地提高循環系統性能的。發明內容針對上述現有技術中存在的缺陷或不足，為了提高壓縮機的吸氣壓力， 降低壓比，提高系統性能，本發明的目的在于提出一種新的利用噴射器實現 提高系統性能的小型節流低溫制冷機循環系統。噴射器作為一種機械增壓設備以結構簡單、無運動部件和成本低等特 點，在蒸氣噴射制冷領域和其它相關制冷領域獲得了廣泛的應用。本發明將 噴射器應用在小型節流低溫制冷機循環系統中，通過引入附加的噴射器，一 方面利用噴射器增加了一種循環的膨脹方式(除節流閥膨脹方式外)，這類 似于大型氣體液化循環方式中帶膨脹機的克勞特液化循環；另一方面，利用 噴射器的增壓作用，能夠提高壓縮機的吸氣壓力，降低壓比，降低壓縮機的 吸氣比容；相應地可以降低壓縮機的單位功率消耗和提高壓縮機的輸氣量， 從增加了系統的制冷量，改善了系統性能系數。實現上述發明目的的技術解決方案是 一種帶噴射器的小型節流低溫制 冷機循環系統，包括管路上連接的壓縮機、冷卻器、第一回熱器、第二回熱 器、節流閥、蒸發器，其特征在于，所述的第二回熱器和蒸發器之間還設有 一噴射器。所述壓縮機的出口與冷卻器入口相連，冷卻器的出口與第一回熱器的入 口相連；第一回熱器的高壓氣體出口分兩路， 一路高壓氣體直接與第二回熱 器入口相連；第二回熱器的出口與節流閥連接；節流閥出口與蒸發器的入口 相連。另一路高壓氣體作為引射氣體直接進入噴射器，引射從蒸發器來的氣 體進入噴射器；噴射器的出口與第二回熱器的低壓入口相連接。第二回熱器 的低壓出口與第一回熱器的低壓入口相連；第一回熱器的低壓出口與壓縮機
的入口相連接。本發明的帶噴射器的小型節流低溫制冷機循環系統結構相對簡單，所增加的噴射器仍屬于常規的氣一氣型噴射器種類，具有膨脹與增壓的作用；相 比于常規型的小型節流低溫制冷機循環系統，制造成本增加不多，并能有效 提高系統的循環性能，從未來的應用上面看，具有明顯的優勢。
圖1是本發明帶噴射器的小型節流低溫制冷機循環系統示意圖，也是本 發明的一個具體實施例。下面結合附圖和給出的具體實施例，對本發明作進一步的說明。
具體實施方式
如圖l所示，本發明的帶噴射器的小型節流低溫制冷機循環系統，包括管路上連接的壓縮機、冷卻器、回熱器i、回熱器n、節流閥、蒸發器，回熱器II和蒸發器之間還設有一噴射器；所述壓縮機的出口與冷卻器入口相 連，冷卻器的出口與回熱器I的入口相連；回熱器I高壓氣體出口分兩路， 其中一路高壓氣體直接與回熱器II入口相連；回熱器II的出口與節流閥連 接；節流閥出口與蒸發器的入口相連。回熱器I的另一路高壓氣體作為引射 氣體直接進入噴射器，引射從蒸發器來的氣體進入噴射器；噴射器的出口與回熱器n的低壓入口相連接。回熱器n的低壓出口與回熱器I的低壓入口相連；回熱器I的低壓出口與壓縮機的入口相連接。通過以上連接，構成完 整的小型節流低溫制冷機循環系統。其工作過程是低壓工質氣體(如氮氣，混合物制冷劑)(在l點處) 進入壓縮機，被增壓后排入冷卻器；高壓工質氣體在冷卻器中被環境介質冷 卻降溫后(在2點處)，進入回熱器I，被返流氣體進一步冷卻；從回熱器 I中出來的較低溫度的高壓工質氣體(在3點處) 一部分進入回熱器II再 被返流氣體冷卻降溫后(在4點處)，通過節流閥降壓降溫后變成汽-液兩
相流體(在5點處)，然后進入蒸發器蒸發吸收熱量實現制冷目的；從回熱 器I中出來的另一部分高壓工質氣體進入噴射器的引射氣體入口 (在3'點 處)，引射從蒸發器來的低壓工質氣體(在6點處)；被引射氣體與引射氣 體在噴射器中混合并經擴壓后變成較高壓力的氣體進入回熱器II (在7點處)，回收熱量升溫后進入回熱器I (在8點處)；再回收熱量升溫后進入進入壓縮機(在l點處)，實現整個循環工作過程。整個循環工作過程中存在有三個不同的工作壓力，依次是壓縮機排氣壓力、壓縮機吸氣壓力和蒸發壓力；其中排氣壓力和蒸發壓力是由循環系統的 工作工況所決定，這又取決于制冷要求和壓縮機工作條件；噴射器入口引射 氣體壓力即是壓縮機排氣壓力，而噴射器出口氣體壓力(即壓縮機吸氣壓力) 可以作為選擇調節參數，是由噴射器的工作特性以及循環中的質量守恒和能 量守恒關系所確定的。相比于常規小型節流低溫制冷機循環系統，在同樣的循環工況條件下， 在本發明實施例的制冷循環中，因噴射器的膨脹與增壓作用，提高了壓縮機 的吸氣壓力，降低了壓比，降低了壓縮機的吸氣比容；相應地降低了壓縮機 的單位功率消耗和提高了壓縮機的輸氣量，從增加了系統的制冷量，改善了 系統性能系數。另一方面，由于增加噴射器后，回熱器II低壓側的氣體流 量增大，而高壓測的氣體流量相對減少，因而使得回熱器II兩側的換熱水 當量更為匹配，由此改善了回熱過程，減少了回熱過程的不可逆損失。所以， 整個循環系統的性能顯著提高了。從以上分析可以看出，新型節流低溫制冷 機循環系統在改善節流式低溫制冷系統性能方面具有明顯的優勢。
權利要求
1.一種帶噴射器的小型節流低溫制冷機循環系統，包括管路上連接的壓縮機、冷卻器、第一回熱器、第二回熱器、節流閥、蒸發器，其特征在于，所述的第二回熱器和蒸發器之間還設有一噴射器。
2. 如權利要求1所述的帶噴射器的小型節流低溫制冷機循環系統，其 特征在于，所述壓縮機的出口與冷卻器入口相連，冷卻器的出口與第一回熱 器的入口相連；第一回熱器的高壓氣體出口分兩路， 一路高壓氣體直接與第 二回熱器入口相連；第二回熱器的出口與節流閥連接；節流閥出口與蒸發器 的入口相連；另一路高壓氣體作為引射氣體直接進入噴射器，引射從蒸發器 來的氣體進入噴射器；噴射器的出口與第二回熱器的低壓入口相連接；第二 回熱器的低壓出口與第一回熱器的低壓入口相連，第一回熱器的低壓出口與 壓縮機的入口相連接。
全文摘要
本發明公開了一種帶噴射器的小型節流低溫制冷機循環系統，包括管路上連接的壓縮機、冷卻器、兩個回熱器、節流閥，所述的第二回熱器和蒸發器之間還設有一噴射器。本發明利用噴射器的膨脹與增壓作用，能夠提高壓縮機的吸氣壓力，降低壓比，降低壓縮機的吸氣比容；相應地可以降低壓縮機的單位功率消耗和提高壓縮機的輸氣量，增加系統的制冷量，提高系統性能系數。另一方面，通過采用噴射器使得回熱器兩側的換熱水當量更為匹配，由此改善了回熱過程，減少了回熱過程的不可逆損失。因此，帶噴射器的小型節流低溫制冷機循環系統在改善節流式制冷系統性能方面具有明顯的優勢。
文檔編號F25B9/08GK101158517SQ20071001896
公開日2008年4月9日 申請日期2007年10月30日 優先權日2007年10月30日
發明者魚劍琳 申請人:西安交通大學