带外经济器的喷射节流制冷装置的研究

　　1 引言

　　制冷装置在我们的生活中得到了广泛的应用,它主要用于食物、物品的冷冻冷藏;建筑的空调系统;氢、氧的液化等方面。随着人民生活水平和环保意识的提高,人们对制冷装置的制冷效果和节能效果有了更多的要求。

　　节流装置在制冷主机中直接影响着制冷效率和运行安全。它的运行影响到蒸发器的效率。一般空调中多使用热力膨胀阀和毛细管,这两种膨胀阀的结构简单,使用方便,可以满足一定的要求。经过计算表明,节流过程所造成的损失超过制冷系统总损失的10%,这部分能量若能采用措施回收,可以大幅提高制冷系统的制冷效率。基于节能的考虑,本文现在以喷射器代替节流阀,并配合使用外经济器来达到节能效果。通过与不同制冷循环在不同工况下的对比与研究,最终确定带外经济器的喷射节流制冷循环所适合的制冷工况。

　　喷射器在制冷系统的应用主要源自1990年,A1A1Kornhauser提出将射流泵应用到蒸气压缩式制冷系统中的膨胀装置,回收了制冷剂的膨胀能达到了节能的目的,所以该技术的广泛应用有着巨大的现实意义和深远的历史意义,并引起了国内外许多学者的重视^[1]。

　　例如,在国内,中国科学技术大学苏跃红、葛新石对双温冰箱压缩/喷射制冷循环进行了研究,利用火用分析方法阐明了该系统的节能原理和推出了理想制冷系数,通过实验证明了理论分析的正确性^[2~4]。

　　由于在理论研究方面已经十分成熟,本文的研究重点放在系统的应用与改进方面。简要介绍带经济器喷射节流制冷系统的原理,重点建立了带经济器喷射节流制冷系统的数学模型,并结合实例分析带经济器喷射节流制冷系统的优越性。

　　2 带经济器的制冷装置

　　带经济器的喷射节流制冷装置与之前的制冷装置的主要不同在于:冷凝器中的高压制冷剂液体经喷射器引射蒸发器中的部分制冷剂蒸汽,并将其压缩至汽-液分离器中;汽-液分离器中的制冷剂蒸汽被吸入压缩机的中间吸气口,与此同时汽-液分离器中的制冷剂液体经节流装置进入蒸发器;蒸发器蒸发的制冷剂蒸汽一部分被喷射器引射,另一部分制冷剂蒸汽进入压缩机吸气口。

　　在该装置喷射器回收了高压制冷剂的膨胀能,从而提高系统的效率;被引射的制冷剂蒸汽直接送入了压缩机的中间吸气口也提高了压缩机的效率。节流装置可以采用热力膨胀阀、电子膨胀阀、浮球阀、孔板等形式。制冷系统其余部分与常规系统相同。带经济器的喷射节流制冷系统图如图1、2。

　　各循环过程如下:

　　1-2:从蒸发器蒸发出来的低温低压制冷剂蒸汽在压缩机中压缩至中间压力的压缩过程;