一种用于双温电冰箱的双喷射与双回热联合增效制冷循环系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于双温电冰箱的双喷射与双回热联合增效制冷循环系统，其特征是，其组成包括：压缩机、排气回热器、冷凝器、吸气回热器、第一毛细管、第二毛细管、冷藏室蒸发器、第一喷射器、第二喷射器、冷冻室蒸发器和气液分离器。本发明能充分回收和利用节流过程中的膨胀功和有用能，显著提升和改善双温电冰箱制冷循环系统的效率和性能。
【专利说明】—种用于双温电冰箱的双喷射与双回热联合增效制冷循环系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于电冰箱制冷【技术领域】，具体涉及一种用于双温电冰箱的双喷射与双回热联合增效制冷循环系统。
【背景技术】
[0002]当前家电市场正在发生着深刻变革，节能化、智能化、个性化产品成为产业发展的主流趋势。其中，电冰箱节能技术正是家电领域节能与环保的重要主题。经过近年的研究和发展，冰箱的节能技术也有了长足的发展，包括在保温材料、门封、压缩机、冷凝器、制冷循环系统、控制系统等多方面的节能方法与技术。
[0003]目前，家用冷藏冷冻冰箱主要采用的是传统的蒸气压缩式制冷循环系统，包括压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、冷藏室和冷冻室两个蒸发器。制冷系统工作时，通过毛细管对制冷剂节流作用，经两蒸发器的制冷剂蒸发制冷作用，实现了冷藏室和冷冻室各自的温度要求。
[0004]然而，毛细管节流过程具有较大的不可逆损失，使得制冷循环系统效率相对较低。虽然国内外已有研究者提出了将喷射器引入蒸气压缩制冷循环，构成压缩/喷射式混合制冷循环并应用于冷藏冷冻双温电冰箱。在这些压缩/喷射式混合制冷循环方案中，主要包括有双温冰箱冷藏室和冷冻室蒸发器串联和并联的压缩/喷射式混合制冷循环及其它类似方式。然而，在这些循环方式中，采用的是单个喷射器来实现回收节流过程的部分膨胀功，因而在改善系统性能方面能力有限。另外，在传统的蒸气压缩式制冷循环系统中，虽然还采用了压缩机吸气回热来改善制冷循环系统的性能，但是仍然有大部分有用能未得到充分利用。
【发明内容】
[0005]本发明为解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种经济、有效、可行的用于双温电冰箱的双喷射与双回热联合增效的制冷循环系统，能充分回收和利用节流过程中的膨胀功和有用能，显著提升和改善双温电冰箱制冷循环系统的效率和性能。
[0006]为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0007]本发明一种用于双温电冰箱的双喷射与双回热联合增效的制冷循环系统的特点是，其组成包括:压缩机、排气回热器、冷凝器、吸气回热器、第一毛细管、第二毛细管、冷藏室蒸发器、第一喷射器、第二喷射器、冷冻室蒸发器和气液分离器；
[0008]所述压缩机的出口、排气回热器的热流体通道、冷凝器、吸气回热器的热流体通道入口依次串联设置；所述吸气回热器的热流体通道出口分为两路；
[0009]一路经第一毛细管后与所述冷藏室蒸发器的入口相连，所冷藏室蒸发器的出口经所述排气回热器的冷流体通道后与第一喷射器的喷嘴入口相连；
[0010]另一路直接与所述第二喷射器的喷嘴入口相连；所述第二喷射器的出口与第一喷射器的被引射制冷剂入口相连；
[0011]所述第一喷射器的出口与气液分离器的入口相连；所述气液分离器的出口分为饱和气态制冷剂出口以及饱和液态制冷剂出口；
[0012]所述饱和气态制冷剂出口经所述吸气回热器的冷流体通道后与压缩机的入口相连；
[0013]所述饱和液态制冷剂出口经过第二毛细管后与冷冻室蒸发器的入口相连，所述冷冻室蒸发器的出口与所述第二喷射器的被引射制冷剂入口相连接。
[0014]本发明用于双温电冰箱的双喷射与双回热联合增效的制冷循环系统的特点也在于:
[0015]所述冷冻室蒸发器出口的低温低压气态制冷剂在第二喷射器中被来自吸气回热器的热流体通道出口的高压过冷液态制冷剂引射，在第二喷射器中混合增压成为气液两相制冷剂后引出；
[0016]所述第二喷射器出口的气液两相制冷剂在第一喷射器中被来自排气回热器的冷流体通道出口的过热气态制冷剂引射，在第一喷射器中混合增压成为气液两相制冷剂后进入气液分离器。
[0017]所述压缩机出口的高温高压过热气态制冷剂由排气回热器的热流体通道入口进入排气回热器，在排气回热器内放热降温后由排气回热器的热流体通道出口引出并进入冷凝器；
[0018]冷藏室蒸发器出口的饱和气态制冷剂由排气回热器的冷流体通道入口进入排气回热器，在排气回热器内吸热升温后由排气回热器的冷流体通道出口引出并进入第一喷射器的喷嘴入口。
[0019]冷凝器出口的高压饱和液态制冷剂由吸气回热器的热流体通道入口进入吸气回热器，在吸气回热器内放热降温后由吸气回热器的热流体通道出口引出；气液分离器的饱和气态制冷剂出口的饱和气态制冷剂由吸气回热器的冷流体通道入口进入吸气回热器，在吸气回热器内吸热升温后由吸气回热器的冷流体通道出口引出并进入压缩机。
[0020]与常规的喷射器增效循环系统相比，本发明的有益效果体现在:
[0021]1、本发明利用合理布置的双喷射器充分回收制冷系统中两路制冷剂节流过程的膨胀功，显著提升压缩机吸气压力从而降低循环中压缩机的功率消耗并提高压缩机的输气量；并利用压缩机排气回热方式回收压缩机排出的高温制冷剂过热蒸气的有用能，进一步提高喷射器的升压效果和循环系统的制冷效率；同时还能够实现冷藏室和冷冻室蒸发器维持在不同的蒸发温度同时制冷，从而有效地改善了双温电冰箱制冷循环系统的性能。
[0022]2、本发明有效克服了毛细管节流过程的不可逆损失，充分利用制冷剂的节流过程中的可利用的膨胀功，通过在传统的蒸气压缩式制冷系统中采用附加的喷射器回收节流过程的部分膨胀功，使制冷系统的制冷性能得到提高，从而实现节能减排。
[0023]3、本发明充分挖掘了双温冰箱制冷系统中制冷剂节流过程的膨胀功的巨大回收潜力，利用双喷射器及其合理的布置，加大膨胀功的回收，进一步使制冷循环系统的制冷效率得到提高。
[0024]4、本发明采用压缩机排气回热并与双喷射器结合，进一步使制冷循环系统的制冷性能得到显著提高，在传统的蒸气压缩式制冷循环系统中，压缩机排出的制冷剂过热蒸气因其温度较高仍具有可以利用的有用能，特别是在较高的环境温度工况下，因此，通过双喷射与双回热联合增效方式，最大限度地利用蒸气压缩式制冷循环系统中的可用能，达到更好的节能效果，对冷藏冷冻双温电冰箱产品节能技术的发展有着积极的推动作用。
[0025]5、本发明能有效提高双温电冰箱制冷循环系统性能，推进家用电冰箱产品节能技术的发展，提高电冰箱节能与环保水平，促进我国冰箱产品在全球冰箱行业节能【技术领域】的领先地位，并提升冰箱产品在国际市场上的竞争力，进而产生巨大的经济效益和积极的社会效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明制冷循环系统示意图；
[0027]图2为本发明排气回热器示意图；
[0028]图3为本发明吸气回热器示意图；
[0029]图4为本发明制冷循环系统工作过程的压-焓图(p_h图)；
[0030]图中标号:105第一毛细管；111第二毛细管；107第一喷射器；108第二喷射器；110气液分离器；112排气回热器的热流体通道入口 ；113排气回热器的热流体通道出口 ；114排气回热器的冷流体通道入口 ；115排气回热器的冷流体通道出口 ；116吸气回热器的热流体通道入口 ；117吸气回热器的热流体通道出口 ；118吸气回热器的冷流体通道入口 ；119吸气回热器的冷流体通道出口。
【具体实施方式】
[0031]如图1所示，一种用于双温电冰箱的双喷射与双回热联合增效的制冷循环系统的组成包括:压缩机、排气回热器、冷凝器、吸气回热器、第一毛细管105、第二毛细管111、冷藏室蒸发器、第一喷射器107、第二喷射器108、冷冻室蒸发器和气液分离器110 ；
[0032]压缩机的出口、排气回热器的热流体通道、冷凝器、吸气回热器的热流体通道入口依次串联设置；吸气回热器的热流体通道出口分为两路；
[0033]一路经第一毛细管105后与冷藏室蒸发器的入口相连，所冷藏室蒸发器的出口经排气回热器的冷流体通道后与第一喷射器107的喷嘴入口相连；
[0034]另一路直接与第二喷射器108的喷嘴入口相连；第二喷射器108的出口与第一喷射器107的被引射制冷剂入口相连；
[0035]第一喷射器107的出口与气液分离器110的入口相连；气液分离器110的出口分为饱和气态制冷剂出口以及饱和液态制冷剂出口 ；
[0036]饱和气态制冷剂出口经吸气回热器的冷流体通道后与压缩机的入口相连；
[0037]饱和液态制冷剂出口经过第二毛细管111后与冷冻室蒸发器的入口相连，冷冻室蒸发器的出口与第二喷射器108的被引射制冷剂入口相连接。
[0038]冷冻室蒸发器出口的低温低压饱和气态制冷剂在第二喷射器108中被来自吸气回热器的热流体通道出口 117的高压过冷液态制冷剂引射，在第二喷射器108中混合增压成为气液两相制冷剂后引出。第二喷射器108中来自吸气回热器的热流体通道出口 117的高压过冷气态制冷剂压力大于从冷冻室蒸发器出来的饱和气态制冷剂的压力。
[0039]第二喷射器108出口的气液两相制冷剂在第一喷射器107中被来自排气回热器的冷流体通道出口 115的过热气态制冷剂引射，在第一喷射器107中混合增压成为气液两相制冷剂后进入气液分离器110。第一喷射器107中来自排气回热器的冷流体通道出口 115的过热气态制冷剂压力大于从第二喷射器108出来的气液两相制冷剂的压力。
[0040]如图2所示，本发明排气回热器为套管式换热器，压缩机出口的高温高压过热气态制冷剂由排气回热器的热流体通道入口 112进入排气回热器，在排气回热器内放热降温后由排气回热器的热流体通道出口 113引出并进入冷凝器；
[0041]冷藏室蒸发器出口的饱和气态制冷剂由排气回热器的冷流体通道入口 114进入排气回热器，在排气回热器内吸热升温后由排气回热器的冷流体通道出口 115引出并进入第一喷射器107的喷嘴入口。
[0042]如图3所示，本发明吸气回热器为套管式换热器，冷凝器出口的高压饱和液态制冷剂由吸气回热器的热流体通道入口 116进入吸气回热器，在吸气回热器内放热降温后由吸气回热器的热流体通道出口 117引出；气液分离器110的饱和气态制冷剂出口的饱和气态制冷剂由吸气回热器的冷流体通道入口 118进入吸气回热器，在吸气回热器内吸热升温后由吸气回热器的冷流体通道出口 119引出并进入压缩机。
[0043]如图4所示，本发明制冷循环系统整体工作过程为:气液分离器110中分离出的饱和气态制冷剂由吸气回热器的冷流体通道入口 118进入吸气回热器中吸热升温(图中11-1过程)成为过热气态制冷剂，过热气态制冷剂进入压缩机后被压缩升压升温成为过热气态制冷剂，(图中1-2过程)，压缩机出口的高温高压过热气态制冷剂由排气回热器的热流体通道入口 112进入排气回热器中放热降温(图中2-3过程)后进入冷凝器，在冷凝器中进一步放出热量成为高压饱和液态制冷剂(图中3-4过程)；高压饱和液态制冷剂由吸气回热器的热流体通道入口 116进入吸气回热器中放热降温成为高压过冷液态制冷剂(图中4-5过程)后分为两路，一路高压过冷液态制冷剂作为第二喷射器108的引射制冷剂直接进入第二喷射器108的喷嘴中将自身的静压能转化为动能的同时变为高速低压制冷剂(图中5-5'过程)，第二喷射器108喷嘴出口高速低压制冷剂引射冷冻室蒸发器出口的低温低压饱和气态制冷剂，并在第二喷射器108的混合室中混合后(图中5' (13)-14'过程)，经第二喷射器108的扩压器增压(图中14' -14过程)成为气液两相制冷剂并由第二喷射器108出口引出；另一路高压过冷液态制冷剂进入第一毛细管105进行节流实现降压降温(图中5-6过程)后进入冷藏室蒸发器，在冷藏室蒸发器中吸热蒸发实现制冷目的(图中6-7过程)，冷藏室蒸发器出口的饱和气态制冷剂由排气回热器的冷流体通道入口 114进入排气回热器中吸热升温(图中7-8过程)成为过热气态制冷剂，该过热气态制冷剂作为第一喷射器107的引射制冷剂进入第一喷射器107的喷嘴中将自身的静压能转化为动能的同时变为高速低压制冷剂(图中8-8'过程)，第一喷射器107喷嘴出口的高速低压制冷剂引射第二喷射器108出口的气液两相制冷剂，并在第一喷射器107的混合室中混合(图中8' (14)-9'过程)后经第一喷射器107的扩压器增压(图中9' -9过程)成为气液两相制冷剂并由第一喷射器107出口引出；第一喷射器107出口的气液两相制冷剂进入气液分离器110进行气液分离(图中9-10(11)过程)，其中气液分离器110分离出的饱和气态制冷剂由吸气回热器的冷流体通道入口 118进入吸气回热器，在吸气回热器内吸热升温(图中11-1过程)成为过热气态制冷剂后由吸气回热器的冷流体通道出口 119引出并进入压缩机，气液分离器110分离出的饱和液态制冷剂通过第二毛细管111降压降温后(图中10-12过程)后进入冷冻室蒸发器吸热蒸发实现制冷目的(图中12-13过程)，冷冻室蒸发器109出口的低温低压饱和气态制冷剂作为被引射制冷剂进入第二喷射器108，以上完成整个循环过程。
[0044]本发明的整个系统循环工作过程中存在有五个不同的工作压力，依次是冷凝器的冷凝压力、冷藏室蒸发器的蒸发压力、压缩机的吸气压力、第二喷射器108的出口压力和冷冻室蒸发器的蒸发压力。其中冷凝器的冷凝压力、冷藏室蒸发器的蒸发压力和冷冻室蒸发器的蒸发压力是由循环系统的工作工况所决定，这又取决于制冷温度要求和空气环境温度；压缩机的吸气压力是由第一喷射器107的工作特性、循环中的质量守恒、动量守恒和能量守恒关系所决定；第二喷射器108的出口压力是由第二喷射器108的工作特性、循环中的质量守恒、动量守恒和能量守恒关系所决定。
【权利要求】
1.一种用于双温电冰箱的双喷射与双回热联合增效的制冷循环系统，其特征是，其组成包括:压缩机、排气回热器、冷凝器、吸气回热器、第一毛细管(105)、第二毛细管(111)、冷藏室蒸发器、第一喷射器(107)、第二喷射器(108)、冷冻室蒸发器和气液分离器(110)； 所述压缩机的出口、排气回热器的热流体通道、冷凝器、吸气回热器的热流体通道入口依次串联设置；所述吸气回热器的热流体通道出口分为两路； 一路经第一毛细管(105)后与所述冷藏室蒸发器的入口相连，所冷藏室蒸发器的出口经所述排气回热器的冷流体通道后与第一喷射器(107)的喷嘴入口相连； 另一路直接与所述第二喷射器(108)的喷嘴入口相连；所述第二喷射器(108)的出口与第一喷射器(107)的被引射制冷剂入口相连； 所述第一喷射器(107)的出口与气液分离器(110)的入口相连；所述气液分离器(110)的出口分为饱和气态制冷剂出口以及饱和液态制冷剂出口 ； 所述饱和气态制冷剂出口经所述吸气回热器的冷流体通道后与压缩机的入口相连； 所述饱和液态制冷剂出口经过第二毛细管(111)后与冷冻室蒸发器的入口相连，所述冷冻室蒸发器的出口与所述第二喷射器(108)的被引射制冷剂入口相连接。
2.根据权利要求1所述的用于双温电冰箱的双喷射与双回热联合增效的制冷循环系统，其特征是:所述冷冻室蒸发器出口的低温低压气态制冷剂在第二喷射器(108)中被来自吸气回热器的热流体通道出口的高压过冷液态制冷剂引射，在第二喷射器(108)中混合增压成为气液两相制冷剂后引出； 所述第二喷射器(108)出口的气液两相制冷剂在第一喷射器(107)中被来自排气回热器的冷流体通道出口的过热气态制冷剂引射，在第一喷射器(107)中混合增压成为气液两相制冷剂后进入气液分离器(110)。
3.根据权利要求1所述的用于双温电冰箱的双喷射与双回热联合增效的制冷循环系统，其特征是:所述压缩机出口的高温高压过热气态制冷剂由排气回热器的热流体通道入口进入排气回热器，在排气回热器内放热降温后由排气回热器的热流体通道出口引出并进入冷凝器； 冷藏室蒸发器出口的饱和气态制冷剂由排气回热器的冷流体通道入口进入排气回热器，在排气回热器内吸热升温后由排气回热器的冷流体通道出口引出并进入第一喷射器(107)的喷嘴入口。
4.根据权利要求1所述的用于双温电冰箱的双喷射与双回热联合增效的制冷循环系统，其特征是:冷凝器出口的高压饱和液态制冷剂由吸气回热器的热流体通道入口进入吸气回热器，在吸气回热器内放热降温后由吸气回热器的热流体通道出口引出；气液分离器(110)的饱和气态制冷剂出口的饱和气态制冷剂由吸气回热器的冷流体通道入口进入吸气回热器，在吸气回热器内吸热升温后由吸气回热器的冷流体通道出口引出并进入压缩机。
【文档编号】F25D17/04GK103808101SQ201410040517
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】白连社, 鱼剑琳, 魏邦福, 王骁, 陈开松, 周梦柳 申请人:合肥美菱股份有限公司