一种喷射制冷系统及制冷设备的制作方法

1.本发明涉及制冷技术领域，特别是一种喷射制冷系统及制冷设备。


背景技术：

2.随着人民生活水平的提高，人们对于家用冰箱的需求越来越高，包括多温区、保鲜、快速冷冻、智能控制等多方面多层次的要求。但是，冰箱的能效仍然是最需要考虑的指标之一，据相关统计，冰箱等小型制冷设备耗电占居民全部耗电量的30％-40％，因此探索冰箱节能技术具有重要意义。
3.双温冰箱可以同时满足冷冻和冷藏的需求，具有广泛的应用前景。目前市场上的双温冰箱多采用双蒸发器并联或串并联的蒸汽压缩制冷循环，而这些制冷循环都采用毛细管作为主要的节流原件，因此会存在较大的节流损失。
4.喷射器具有结构简单、无运动件，工作可靠等优点，将喷射器应用于制冷系统中可以有效回收节流过程中损失的膨胀功，提高压缩机的吸气压力，从而降低压缩机功耗。尤其是在双蒸发器制冷系统中，高低压蒸发器之间存在压力差，喷射器可以布置在循环中的多个位置，以达到回收节流过程尤其是高压蒸发器支路的膨胀功，提高制冷系统性能的目的。然而，采用喷射器的制冷系统中冷冻机油容易积攒在气液分离器的底部，造成压缩机回油困难，而压缩机由于缺少冷冻机油的润滑会造成过热停机甚至损坏。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种喷射制冷系统，以解决现有技术中的不足，它能够在不设置回油管路的情况下也能够实现积存在气液分离器中的压机油的回油，简化结构的同时也能更方便的实现制冷系统的操控。
6.本发明提供了的喷射制冷系统，包括压缩机、冷凝器、串联在冷凝器出口和压缩机进口之间的第一蒸发回路、与所述第一蒸发回路并联设置的第二蒸发回路和回路切换单元，所述回路切换单元用于控制所述第一蒸发回路的导通或关闭且所述回路切换单元用于控制所述第二蒸发回路的导通或关闭；
7.所述第一蒸发回路包括与冷凝器连通的第一节流装置和连接在第一节流装置和压缩机之间的第一蒸发器；
8.所述第二蒸发回路包括喷射器、气液分离器、第二节流装置和与所述第二节流装置连通的第二蒸发器；所述喷射器具有用于与所述冷凝器连通的喷射入口、喷射出口和与所述第二蒸发器连通的引射入口；所述气液分离器具有与所述喷射出口连通的分离器入口、与所述压缩机连通的气相出口和与所述第二节流装置连通的液相出口。
9.进一步的，所述回路切换单元为三通电磁阀并具有进口、第一出口和第二出口；
10.所述冷凝器与所述进口连通，所述第一出口与所述第一节流装置连通，所述第二出口与所述引射入口连通。
11.进一步的，所述回路切换单元还包括设置在第一蒸发回路上的第一电磁阀和设置
在第二蒸发回路上的第二电磁阀。
12.进一步的，所述第二电磁阀设置在冷凝器与所述喷射器之间。
13.进一步的，所述第一电磁阀设置在所述冷凝器与所述第一节流装置之间或者所述第一电磁阀设置在所述第一蒸发器与所述压缩机之间。
14.进一步的，所述冷凝器的出口位置还连接有干燥器。
15.进一步的，所述冷凝器为风冷冷凝器，所述干燥器与所述冷凝器之间还设置有内置冷凝器。
16.进一步的，所述第一蒸发器为冷藏蒸发器，所述第二蒸发器为冷冻蒸发器。
17.一种制冷设备，其特征在于，包括箱体和所述的喷射制冷系统，所述箱体具有第一制冷间室和第二制冷间室，所述第一蒸发器设置在第一制冷间室内，所述第二蒸发器设置在第二制冷间室内。
18.进一步的，所述制冷设备为冰箱。
19.与现有技术相比，本发明实施例公开的方案中将第一蒸发器回路设置成与第二蒸发回路并联并且设置有回路切换单元，使回路切换单元能够控制第一蒸发回路和第二蒸发回路进行单独的运行。当第一蒸发回路单独运行的时候能够通过压缩机的吸气将第二蒸发回路中的制冷剂转移到第一蒸发回路中，制冷剂在第一蒸发回路循环过程中能够回流到压缩机，从而使积蓄在制冷剂内的压机油回流到压缩机。本实施例在不设置回油管路的情况下也能够实现压机油的回油，简化结构的同时也能更方便的实现制冷系统的操控。
附图说明
20.图1是本发明第一种实施例公开的喷射制冷系统的整体结构示意图；
21.图2是本发明第二种实施例公开的喷射制冷系统的整体结构示意图；
22.图3是本发明第三种实施例公开的喷射制冷系统的整体结构示意图；
23.附图标记说明：1-压缩机，2-冷凝器，3-喷射器，31-喷射入口，32-引射入口，33-喷射出口，34-混合室，35-扩压室，36-喷嘴4-第一节流装置，5-第二节流装置，6-第一蒸发器，7-第二蒸发器，8-气液分离器，81-分离器入口，82-气相出口，83-液相出口，9-回路切换单元，91-进口，92-第一出口，93-第二出口，94-第一电磁阀，95-第二电磁阀，10-内置冷凝器，11-干燥器。
具体实施方式
24.下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
25.本发明的实施例：如图1所示，公开了一种喷射制冷系统，包括压缩机1、冷凝器2、串联在冷凝器2的出口与压缩机1的进口之间的第一蒸发回路和与所述第一蒸发回路并联设置的第二蒸发回路。
26.所述第一蒸发回路包括与冷凝器2的出口连通的第一节流装置4和连接在第一节流装置4和压缩机1的进口之间的第一蒸发器6。在本实施例中第一蒸发器6可以为冷藏蒸发器，第一蒸发器6可以设置在制冷设备的冷藏间室内，而第一节流装置4具体为毛细管。冷凝器2、第一节流装置4、第一蒸发器6和压缩机1顺次串联以形成第一循环回路，第一循环回路
为制冷设备的冷藏间室提供冷量。
27.所述第二蒸发回路包括喷射器3、气液分离器8、第二节流装置5和与所述第二节流装置5连通的第二蒸发器7；所述喷射器3具有用于与所述冷凝器2连通的喷射入口31、与所述第二蒸发器7连通的引射入口32和喷射出口33；所述气液分离器8具有与所述喷射出口33连通的分离器入口81、与所述压缩机1连通的气相出口82和与所述第二节流装置5连通的液相出口83。
28.从第二蒸发器7流出的气液两相制冷剂经过喷射器3增压后从喷射器出口33喷出，然后进入到气液分离器8，从气液分离器8气相出口82流出的气相制冷剂回到压缩机1再次循环，而从气液分离器8液相出口83流出的液相制冷剂则经过节流降压进入到第二蒸发器7吸收热量，以对外界进行降温。
29.在本实施例中第二蒸发器7可以为冷冻蒸发器，第二蒸发器7可以设置在制冷设备的冷冻间室内，而第二节流装置5具体为毛细管。
30.所述喷射制冷系统还包括回路切换单元9，所述回路切换单元9用于控制所述第一蒸发回路的导通或关闭且所述回路切换单元用于控制所述第二蒸发回路的导通或关闭。回路切换单元9可以控制第二蒸发回路关闭使从冷凝器2流出的制冷剂全部进入到第一蒸发回路中，当然回路切换单元9也可以控制第一蒸发回路关闭使从冷凝器流出的制冷剂全部进入到第二蒸发回路中。
31.在本实施例中喷射器3的工作原理为当工作流体流经喷射入口31时，气流的静压能或热能转化成动能，工作流体形成高速射流而造成局部真空，以至使其压力低于引射流体的压力，在此压力差的作用下，引射流体由引射入口32被引射进喷射器3的混合室34。由于射流边界层的紊动扩散作用，工作流体与周围被卷吸的引射流体混合进行能量交换，引射流体进入喷射器3的混合室34后在工作蒸汽的作用下加速，两股蒸汽流体在混合室34里逐渐形成单一均匀且压力居中的混合流体。工作流体和引射流体进到混合室34后，进行速度均衡，通常还伴随着压力升高。随后，蒸汽流体进入喷射器3的扩压室35，速度不断减缓，动能不断转化为静压能，混合流体减速增压。
32.在回路切换单元9的作用下，可以将进入到喷射器3的工作流体设置为从冷凝器2流出的高温高压的气体，高温高压的气体从喷射入口31进入，然后经过喷嘴36喷出到混合室34内，在混合室34内与被引射入的引射流体进行混合，引射流体为第二蒸发器7流出的低压气相制冷剂，在由引射入口32被引射至混合室34，在混合室34内与高温高压的工作流体混合形成混合流体，形成的混合流体经扩压室35减速增压成为中压气液两相流制冷剂后从喷射出口33排出，再进入气液分离器8，气液分离器8中分离出的饱和气态制冷剂从气相出口82流出并被吸入压缩机100的入口，而气液分离器8分离出的液相制冷剂从液相出口83流出经过节流装置后实现降温降压最后进入到蒸发器吸收热量。
33.喷射器3的引入实际上能够对蒸发器流出的低压气相制冷剂实现升压，在升压过程中可对节流装置在节流后的部分膨胀功进行回收从而有利于减少压缩机的功耗，可以有效提高压缩式制冷系统性能。喷射器3在喷射制冷系统中能够辅助提高压缩机1的吸气压力，进而降低压缩机1的压缩比，达到降低功耗的目的。
34.经过节流装置流出的制冷剂在降温降压后形成低温低压的气液两相，然后进入到蒸发器进行吸收热量气化，如果热量足够在蒸发器内制冷剂吸收热量能够实现完全的气
化，从而形成低压的气相制冷剂，这样从蒸发器出来的气相制冷剂被吸入压缩机进行新一轮的循环。但是实际工作过程中从蒸发器出来的制冷剂一般呈气液两相共存的状态。因为在蒸发器内并没有充分的实现热量的吸收也就是从蒸发器出来的部分制冷剂的冷量没有完全释放，尤其是当蒸发器需要的冷量少的时候容易造成从蒸发器流出的制冷剂气相含量偏低更加的降低了气相制冷剂的压力，这样会增大压缩机吸入的难度，进而影响压缩机的效率。
35.为了辅助提高压缩机1的吸气压力，进而降低压缩机1的压缩比，本实施例创造性的将蒸发器出来的制冷剂通过引射的方式吸入到喷射器3内并与从喷射器3的喷射入口31流入的工作流体混合，从喷射入口31进入的工作流体为从冷凝器流出的低温高压的制冷剂，工作流体在经过喷射器3的喷嘴36进入到混合室34的时候会节流降压，节流降压后的工作流体与从引射入口32进入到混合室34的制冷剂进行混合，混合后的制冷剂经过扩压室35后减速增压，最后从喷射出口33流出。在这个过程中会对混合后的制冷剂实际上起到升压的作用，进而辅助提高压缩机1的吸气压力，进而降低压缩机1的压缩比。同时，在升压的过程中能够对蒸发器流出的部分制冷剂进行再次气化也能够提升气相制冷剂的气压，有利于降低压缩机1的压缩比。
36.在制冷系统中工作过程中，压缩机1不可避免的出现喷油现象，即少部分冷冻机油将随着压缩机1的排气进入制冷系统的管路中，也就是冷冻机油会随着制冷剂的循环而流动在制冷系统中。在本实施例公开的制冷系统中，在第二蒸发回路中机油随着制冷剂进入喷射器3，然后制冷剂在两相状态下进入气液分离器8，通过撞击和重力的作用实现制冷剂气相和液相的分离，由于气液分离器8较大的体积，处于两相的制冷剂在进入气液分离器8时在撞击力和重力的作用，制冷剂的液相将聚集在气液分离器8的底部，而喷射器3的作用使在气液分离器8的底部形成低压并对底部的液态制冷剂进行卷吸作用；此时溶于制冷剂的机油有小部分会被压缩机1抽走，但是大部分都随着液态制冷剂进入第二蒸发器7，然后被喷射器3的引射入口32所卷吸，然后又一次进入气液分离器8；因此，大部分机油将在喷射器3—气液分离器8—第二蒸发器7—喷射器3之间进行外循环而无法回到压缩机1；而且由于第二蒸发器7的位置基本上位于制冷系统的最低点，机油容易积累在第二蒸发器7底部，日积月累造成第二蒸发器7有效换热面积减小，而压缩机1由于缺少润滑会造成过热停机甚至损坏。
37.如上所述在本实施例中第二蒸发回路采用喷射器3进行提效增压能够有利于减少压缩机的功耗，可以有效提高压缩式制冷系统性能，但是第二蒸发回路中由于液相的制冷剂无法回流到压缩机，因此容易造成第二蒸发回路中气液分离器内积存压缩机喷出的压机油。本实施例公开的方案中将第一蒸发器回路设置成与第二蒸发回路并联并且设置有回路切换单元9，使回路切换单元9能够控制第一蒸发回路和第二蒸发回路进行单独的运行，当第一蒸发回路单独运行的时候能够通过压缩机1的吸气将第二蒸发回路中的制冷剂转移到第一蒸发回路中，制冷剂在第一蒸发回路循环过程中能够回流到压缩机，从而使积蓄在制冷剂内的压机油回流到压缩机。本实施例在不设置回油管路的情况下也能够实现压机油的回油，简化结构的同时也能更方便的实现制冷系统的操控。
38.此外，目前典型的喷射器增效方式采用从冷凝器的出口分流的方式，从冷凝器分流出的制冷剂一部分直接进入到喷射器的喷射入口，另一部分通过一蒸发器后再次进入到
喷射器的引射入口。从冷凝器出口分流会导致进入喷嘴的制冷剂流量变小，这就要求喷嘴的喉部直径较小，从而不利于喷嘴的加工；而且在冷凝器分流后进行引射会降低喷射器的引射能力，从而影响升压效果造成喷射器效率的降低。
39.本技术中通过回路切换单元9的设置可以将从冷凝器2流出的管路直接连通至喷射器3的喷射入口31，由于冷凝器2流出的制冷剂处在高压状态下，不经过分流直接连接入喷射入口31使制冷剂具有较高的流速，可以在喷嘴36较大的情况下依然能够产生较强的引射作用。保证了进入到喷嘴36内的制冷剂的流量足够大，流速足够高，能够避免现有技术中由于进入到喷射入口31的流量较少造成的对喷射器3的喷嘴36的尺寸要求的限制，从而方便的实现喷嘴36的加工，降低喷射器3的生产制造成本。使喷射器3可以获得更高的升压能力，降压压缩机的压比和功耗。
40.具体的，在本实施例中回路切换单元9可以为设置在冷凝器2的出口后的三通电磁阀并具有与所述冷凝器2的出口连通的进口91、第一出口92和第二出口93。所述第一出口92与所述第一节流装置4连通，所述第二出口93与所述喷射器3的喷射入口31连通。三通阀内还设置有阀体，阀体用于控制进口91与第一出口92导通或者与所述第二出口93导通。
41.在进口91与第一出口92连通后，此时进气口91与第二出口93关闭，第二蒸发回路关闭，在压缩机1的不断的抽取作用下在第二蒸发回路中的制冷剂向第一蒸发回路中迁移，迁移后的制冷剂在第一蒸发回路中循环流动。在制冷剂从第二蒸发回路向第一蒸发回路迁移的过程中能够使积蓄在第二循环回路中气液分离器的压机油回流到压缩机。具体的，从压缩机1流出的高温高压的制冷剂气体进入到冷凝器2，经冷凝器2流出的制冷剂进入到第一节流装置4后然后进入到第一蒸发器6以对冷藏间室进行降温制冷。
42.在进口91与第二出口93连通后冷凝器2流出的高压液相制冷剂直接进入到喷射入口31，当高压液相制冷剂流经喷嘴36时，气流的静压能或热能转化成动能，高压液相制冷剂形成高速射流而造成局部真空，以至使其压力低于引射流体的压力，在此压力差的作用下，来自第二蒸发器7的低压的气液混合相由引射入口32被引射进喷射器3的混合室34并与喷嘴36喷出的流体混合以形成单一均匀且压力居中的混合流体。混合流体进入喷射器3的扩压室35实现增压，从气液分离器8的气相出口82流出的制冷剂被压缩机1吸入，而从气液分离器8的液相出口83的液相出口83流出的制冷剂进入到第二节流装置5后进入到第二蒸发器7从而为冷冻间室降温。
43.在另一实施例中气路切换单元9包括设置在第一蒸发回路上的第一电磁阀94和设置在第二蒸发回路上的第二电磁阀95。所述第二电磁阀95设置在冷凝器2与所述喷射器3之间。所述第一电磁阀94设置在所述冷凝器2与所述第一节流装置4之间(如图2所示)或者所述第一电磁阀94设置在所述第一蒸发器6与所述压缩机1之间(如图3所示)。需要说明的是在第二蒸发回路闭合的时候气液分离器8的气相出口82与压缩机1的进气口之间是连通的，从而能够不影响压缩机1对第二蒸发回路中的制冷剂进行抽取。
44.进一步的，所述冷凝器2与所述喷射入口31之间还设置有干燥器11。而为了更好的实现冷凝效果所述冷凝器2为风冷冷凝器，在所述干燥器11与所述冷凝器2之间还设置有内置冷凝器10。
45.本发明的另一实施例还公开了一种制冷设备，包括箱体和所述的喷射制冷系统，所述箱体具有第一制冷间室和第二制冷间室，所述第一蒸发器设置在第一制冷间室内，所
述第二蒸发器设置在第二制冷间室内。
46.具体的，所述制冷设备为冰箱，所述第一制冷间室为冷藏间室，所述第一蒸发器为冷藏蒸发器，所述第二制冷间室为冷冻间室，所述第二蒸发器为冷冻蒸发器。
47.以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。