[发明专利]一种包含引射器的蒸气压缩制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸气压缩制冷系统，特别是一种包含引射器的蒸气压缩制冷系统，该系统采用引射器作为主节流元件的蒸气压缩循环，可用于蒸气压缩式制冷、热泵装置中。

背景技术

在蒸气压缩循环中，制冷剂被压缩机压缩后，被压缩机排放到冷凝器中，向高温热源释放热量并冷凝，再经过节流元件(如毛细管、膨胀阀)时被节流，制冷剂压力和温度均降低，然后进入蒸发器，从低温热源吸收热量并蒸发，最后重新进入压缩机被压缩，完成一个完整循环。

1966年，美国的C.A.Cemper申请了专利号为US 3277660的专利，提出了引射制冷基本循环理论(见图1)的一种采用引射器来节流的蒸气压缩循环装置。其结构为：引射器位于冷凝器后，引射器后是气液分离器，气液分离器中的制冷剂液体进入蒸发器，然后进入引射器吸入口，气液分离器中的制冷剂气体，被压缩机压缩后进入冷凝器冷凝。由于当时的引射器和系统的研究均有不足，实际装置效果不理想。随着引射器和制冷系统的研究水平不断提高，引射基本循环被制冷研究领域重新重视，目前国内外均有开展引射基本循环的理论与实验研究。

现有技术中，日本电装(DENSO)株式会社近年来申请了系列引射制冷改型循环的专利，例如中国专利ZL200510007893.3中(见图2)，采用多个蒸发器，冷凝器下游分支1连接引射器，引射器下游设置第一蒸发器，第二蒸发器进、出口分别连接冷凝器下游分支2中的节流元件出口和引射器吸入口。

目前已有的引射循环专利，均为引射改型循环，专利方案中系统均设置多个蒸发器，各蒸发器的蒸发压力和温度不同，有利于需要多温区应用场合的使用，例如在汽车空调上使用，满足了车室内不同区域对温度的不同要求。目前没有公开资料说明这类改型循环的技术指标。

很多已有的理论研究表明，引射基本循环具有比常规的蒸气压缩制冷系统高20％以上的效率。同时，邓建强等在文献《Particular characteristics oftranscritical CO₂ refrigeration cycle with an ejector》，Applied ThermalEngineering.2007，27(2-3)：p381-388.从理论上分析得到：引射器性能、工况、系统运行性能有着强烈的耦合，在合适的工况下，引射基本循环有着优良的性能，而空调使用环境随着季节、昼夜、气候变化有很大的改变，在某些工况下系统性能会降的很低，甚至会由于引射器性能不再匹配系统运行工况，使引射基本循环不再稳定运行。

由于引射器结构简单，一般包括吸入室、喷嘴、混合段、扩压段四部分，若无特别设计的调节装置，一般为静止设备，稳定运行工况范围比较窄，自我调节能力有限。也有一些引射器设计构想，如电装株式会社申请的中国专利(ZL 03136281.8)，因为考虑喷嘴、扩压段需要适应在比较宽的介质流量范围内保持比较高的性能，而设计了喷嘴、扩压管通道截面可调机构，其具体引射器性能还未见报道，但这种可调机构明显带来成本增加和结构复杂化。

发明内容

本发明的目的是提供一种包含引射器的蒸气压缩制冷系统，系统采用引射器作为主节流元件，从工程热力学的观点，是从引射基本循环与常规蒸气压缩循环两者混合而来的一种混合循环：即在合适的工况下，采用引射基本循环运行，以利用该循环的高能效比，在其它工况下，使用常规蒸气压缩循环运行，提供正常的运行性能以及化霜运行。如此，避开了引射器因稳定运行工况范围窄所带来的一系列应用问题。

为了实现上述任务，本发明采取的技术解决方案如下：

一种包含引射器的蒸气压缩制冷系统，包括压缩机、气液分离器、散热器，引射器和蒸发器，其特征在于，压缩机的出口端连接散热器，压缩机的入口端连接气液分离器，气液分离器通过一个阀门连接引射器的扩压段，阀门连接控制器；散热器通过管路与引射器的喷嘴连通，并且通过管路连接第一节流元件，第一节流元件通过管路与蒸发器连通，第一节流元件还通过管路与第二节流元件和与第二节流元件并联的第二单向阀连接至引射器吸入室，蒸发器通过管路上连接的第三节流元件、与第三节流元件并联的第三单向阀与气液分离器的液体端连通，气液分离器的气体端通过管路与压缩机相连。

本发明通过制冷系统的控制器预先设定的温度标准值，对室外的温度传感器传来的室外温度数据进行判断比较，当室外温度低于设定的标准值时，打开制冷系统进行引射循环的相关通路，实现引射循环的高效运行，当室外温度低于设定的标准值时，关闭制冷系统进行引射循环的相关通路，实现制冷系统的蒸气压缩运行。