双喷射式制冷系统 |
|||||||
| 申请号 | CN201410125291.7 | 申请日 | 2014-04-01 | 公开(公告)号 | CN104976811A | 公开(公告)日 | 2015-10-14 |
| 申请人 | 彭光前; | 发明人 | 彭光前; 李苏泷; 李明; 胡昌群; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种双喷射式制冷系统，包括第一气-气喷射器和第二气-气喷射器两个气-气喷射器、 冷凝器 、 蒸发 器 、节流 阀 、 循环 泵 和发生器，第一气-气喷射器依次与冷凝器、 循环泵 、发生器 串联 构成动 力 循环回路1；第二气-气喷射器依次与第一气-气喷射器、冷凝器、 节流阀 、 蒸发器 串联构成制冷循环回路2。本发明所述的双喷射式制冷系统与传统的喷射式制冷系统相比拥有较高的COP值，结构简单，具有很高的经济性，在低品位 能源 的利用方面具有重大意义，另外利用本发明可用于改进各种现有喷射式制冷系统。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种双喷射式制冷系统，包括发生器（1）、第一气-气喷射器（2）、冷凝器（3）、节流元件（6）、循环泵（8）和蒸发器（7），其特征在于：还包括第二气-气喷射器（4）；所述的第一气-气喷射器（2）的工作流体入口与发生器（1）的工质出口连通，引射流体入口与第二气-气喷射器（4）的压缩流体出口连通，喷射出口与冷凝器（3）的工质入口连通；所述的第二气-气喷射器（4）的工作流体入口与发生器（1）的工质出口连通，引射流体入口与蒸发器（7）的工质出口连通，喷射出口与第一气-气喷射器（2）的引射流体入口连通；所述的节流元件（6）的工质入口与冷凝器（3）的工质出口连通，工质出口与蒸发器（7）的工质入口连通；所述的循环泵（8）的工质入口与冷凝器（3）的工质出口连通，工质出口与发生器（1）的工质入口连通。 |
||||||
| 说明书全文 | 双喷射式制冷系统技术领域[0001] 本发明属于制冷技术领域，具体地说是一种双喷射式制冷系统。 背景技术[0002] 在能源供应日益紧张的今天，通过对太阳能、工业余热等低品位能源的利用，进行制冷和空调，不仅可以大幅度降低对电能的消耗、而且可以缓解用电高峰。在多种可利用低品位热能进行制冷的系统中，喷射式制冷系统由于具有结构简单、运动部件少、运行维护成本低等优点，一直受到关注。 [0003] 如图7所示，传统喷射式制冷系统主要由发生器（1）、喷射器（4）、冷凝器（5）、蒸发器（7）、节流阀（6）、循环泵（8）组成。整个制冷系统由两个子循环组成：一个是由工作蒸汽所完成的动力子循环，另一个是由引射工质所完成的制冷子循环。在发生器（1）内，液态制冷剂吸热汽化产生饱和蒸汽，流入喷射器（2），在喷嘴附近产生低压，将蒸发器（7）中产生的制冷剂蒸汽吸入喷射器（4）中，并在混合室中混合，然后经缩放扩压段升压；喷射器（4）出来的混合气体进入冷凝器（5）冷凝；从冷凝器（5）出来的液态制冷剂分为两路，一路通过节流阀（6）节流后进入蒸发器（7）蒸发制冷，另一路则通过循环泵（8）升压后进入发生器（1）中吸热汽化产生饱和蒸汽，从而实现一个完整的制冷循环。在理论循环中，动力子循环所产生的功，正好补偿了制冷子循环所消耗的功。 [0004] 传统的喷射式制冷系统中只有一个气-气喷射器，其COP值较低。为了提高喷射式制冷系统效率，可以从两方面进行改进。其一，将蒸汽喷射式制冷和其它制冷方式进一步的有机结合。利用喷射式制冷系统结构简单、操作方便、可靠性高的优点，将喷射式制冷与压缩式制冷、吸收式制冷等制冷方式相结合，综合利用蒸汽喷射式制冷和其他制冷方法的优点，提高整个制冷系统的效率。其二，对喷射式制冷系统自身进行优化。 [0005] 本发明提出了一种双喷射式制冷系统，大大提高了系统的COP值。 发明内容[0006] 本发明提出了一种双喷射式制冷系统，该制冷系统通过增加一个气-气喷射器，大大提高了制冷系统的COP值，增强了喷射式制冷系统的经济性和稳定性，扩大了喷射式制冷系统的使用范围。 [0007] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种双喷射式制冷系统，包括第一气-气喷射器和第二气-气喷射器两个气-气喷射器、冷凝器、蒸发器、节流阀、循环泵和发生器；所述喷射器由喷嘴、混合室、扩压器组成；所述的第一气-气喷射器的工作流体入口与发生器的工质出口连通，引射流体入口与第二气-气喷射器的压缩流体出口连通，喷射出口与冷凝器的工质入口连通；所述的第二气-气喷射器的工作流体入口与发生器的工质出口连通，引射流体入口与蒸发器的工质出口连通，喷射出口与第一气-气喷射器的引射流体入口连通；所述的节流元件的工质入口与冷凝器的工质出口连通，工质出口与蒸发器的工质入口连通；所述的冷凝器的工质入口与第一气-气喷射器的压缩流体出口连通，工质出口与循环泵的工质入口和节流元件的工质入口连通。 [0008] 本发明的制冷系统包括两个环路，分别是由第一气-气喷射器依次与冷凝器、循环泵、发生器串联构成的回路1；第二气-气喷射器依次与第一气-气喷射器、冷凝器、节流阀、蒸发器串联构成的回路2。本发明的制冷系统的工质的工作流程为：在回路1中，首先，工质在发生器中被外部热源加热后成为高温、高压气体，从发生器出来的高温高压工质气体作为第一气-气喷射器的工作流体引射来自第二气-气喷射器出口的压缩流体，并在第一气-气喷射器内混合、扩压，第一气-气喷射器出口的压缩流体进入冷凝器冷凝，然后冷凝后的第一部分冷凝液通过循环泵升压回流到发生器，回路1完成一次工作循环，进入下一个工作循环；在回路2中，来自发生器的高温高压工质气体引射来自蒸发器的低温、低压工质，并在第二气-气喷射器内混合、扩压，第二气-气喷射器出口的压缩流体被第一气-气喷射器引射，并在第一气-气喷射器内混合、扩压，第一气-气喷射器出口的压缩流体进入冷凝器冷凝，冷凝后的第二部分冷凝液进入节流元件节流降压，节流降压后的工质进入发生器中气化制冷，回路2完成一次工作循环，进入下一个工作循环。 [0009] 所述的节流元件可选用制冷领域常用的节流元件，常用的节流元件为节流阀或毛细管。所述的节流阀可选手动节流阀或自动节流阀。 [0010] 所述的发生器的驱动热源可选择多种热源，例如可采用工业余热、太阳能、地热等热源。另外，本发明的双喷射式制冷系统也可由各种现有喷射式制冷系统改造得到，适用性强。 [0011] 本发明的有益效果在于：本发明所述的双喷射式制冷系统与传统的喷射式制冷系统相比拥有较高的COP值，提高了系统的性能，提高了能源的利用率，具有很高的经济性，同时具有结构简单，成本低廉，使用方便，节约机房空间等优势。附图说明 [0012] 图1为本发明的双喷射式制冷系统的一种实施方式的系统流程图。 [0013] 图2为本发明的双喷射式制冷系统的第二种实施方式的系统流程图。 [0014] 图3为本发明的双喷射式制冷系统的第三种实施方式的系统流程图。 [0015] 图4为本发明的双喷射式制冷系统的第四种实施方式的系统流程图。 [0016] 图5为本发明的双喷射式制冷系统的第五种实施方式的系统流程图。 [0017] 图6为本发明的双喷射式制冷系统的第六种实施方式的系统流程图。 [0018] 图7为传统喷射式制冷装置的系统流程图。 [0019] 图8为蒸发压力PH=1.2KPa时本发明实施例1与传统喷射式制冷系统COP的比值。 [0020] 图中：1、发生器； 2、第一气-气喷射器； 3、第一冷凝器； 4、第二气-气喷射器； 5、第二冷凝器； 6、节流元件； 7、蒸发器； 8、循环泵。 具体实施方式[0021] 以下参照附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。 [0022] 实施例1。 [0023] 如图1所示，一种双喷射式制冷系统，第一气-气喷射器依次与冷凝器、循环泵、发生器串联构成回路1；第二气-气喷射器依次与冷凝器、节流阀、蒸发器串联构成回路2。 [0024] 该实施例中的双喷射式制冷系统中各元件具体连接关系为：第一气-气喷射器2的工作流体入口与发生器1的工质出口连通，引射流体入口与第二气-气喷射器4的压缩流体出口连通，喷射出口与冷凝器3的工质入口连通；第二气-气喷射器4的工作流体入口与发生器1的工质出口连通，引射流体入口与蒸发器7的工质出口连通，喷射出口与第一气-气喷射器2的引射流体入口连通；节流元件6的工质入口与冷凝器3的工质出口连通，工质出口与蒸发器7的工质入口连通；冷凝器3的工质入口与第一气-气喷射器2的压缩流体出口连通，工质出口分别与循环泵8的工质入口和节流元件6的工质入口连通。 [0025] 该实施例中的双喷射式制冷系统中循环工质的工作过程为：本发明的制冷系统包括两个环路，分别是由第一气-气喷射器2依次与冷凝器3、循环泵8、发生器1串联构成的回路1；第二气-气喷射器4依次与第一气-气喷射器2、冷凝器3、节流阀6、蒸发器7串联构成的回路2。发生器1和冷凝器3出口的流体分为两部分。本发明的制冷系统的工质的工作流程为：在回路1中，首先，工质在发生器1中被外部热源加热后成为高温、高压气体，从发生器1出来的第一部分高温高压工质气体作为第一气-气喷射器2的工作流体引射来自第二气-气喷射器4出口的压缩流体，并在第一气-气喷射器2内混合、扩压，第一气-气喷射器2出口的压缩流体进入冷凝器3冷凝，然后冷凝后的第一部分冷凝液通过循环泵升压回流到发生器1，回路1完成一次工作循环，进入下一个工作循环；在回路2中，来自发生器1的第二部分高温高压工质气体引射来自蒸发器7的低温、低压工质，并在第二气-气喷射器4内混合、扩压，第二气-气喷射器4出口的压缩流体被第一气-气喷射器2引射进入冷凝器3冷凝，冷凝后的冷凝液进入节流元件6节流降压，节流降压后的工质进入蒸发器7中气化制冷，回路2完成一次工作循环，进入下一个工作循环。 [0026] 该实施方式中，节流元件6可选择为节流阀或毛细管；发生器1的驱动热源可选择工业余热、太阳能、地热等多种热源；冷凝器3和蒸发器7可选择常见的套管式换热器、板式换热器、套片式换热器或光管沉浸式换热器；循环工质可选择水或各种制冷剂等流体工质。 [0027] 实施例2。 [0028] 如图2所示，一种双喷射式制冷系统，与实施例1中的制冷系统结构的不同之处在于，第一气-气喷射器2出口处的压缩流体有两个去向，发生器1出口处流体只有一个去向。具体连接关系为：第一气-气喷射器2的工作流体入口与发生器1的工质出口连通，引射流体入口与第二气-气喷射器4的压缩流体出口连通，喷射出口分别与冷凝器3的工质入口和第二气-气喷射器4的工作流体入口连通；第二气-气喷射器4的工作流体入口与第一气-气喷射器2的压缩流体出口连通，引射流体入口与蒸发器7的工质出口连通，喷射出口与第一气-气喷射器2的引射流体入口连通；其余连接方式与实施例1相同。 [0029] 该实施例中的双喷射式制冷系统中循环工质的工作过程为：第一气-气喷射器2出口的压缩流体分为两部分。首先，工质在发生器1中被外部热源加热后成为高温、高压气体，从发生器1出来的高温高压工质气体作为第一气-气喷射器2的工作流体引射来自第二气-气喷射器4出口的压缩流体，并在第一气-气喷射器2内混合、扩压，第一气-气喷射器2出口的第一部分压缩流体进入冷凝器3冷凝，第二部分压缩流体引射来自蒸发器7的低温、低压工质，并在第二气-气喷射器4内混合、扩压，第二气-气喷射器4出口的压缩流体被第一气-气喷射器2引射。其余工作过程同实施例1。 [0030] 实施例3。 [0031] 如图3所示，一种双喷射式制冷系统，与实施例1中的制冷系统结构的不同之处在于，第二气-气喷射器4出口处的压缩流体有两个去向，系统中增加了一个冷凝器5，冷凝器3出口处的工质只有一个去向。具体连接关系为：第一气-气喷射器2的工作流体入口与发生器1的工质出口连通，引射流体入口与第二气-气喷射器4的压缩流体出口连通，喷射出口与第一冷凝器3的工质入口连通，第一冷凝器3的工质出口与循环泵8的工质入口连通；第二气-气喷射器4的工作流体入口与发生器1的工质出口连通，引射流体入口与蒸发器7的工质出口连通，喷射出口与第一气-气喷射器2的引射流体入口和第二冷凝器5的工质入口连通，第二冷凝器5的工质出口与节流元件6的工质入口连通；其余连接方式与实施例1相同。 [0032] 该实施例中的双喷射式制冷系统中循环工质的工作过程为：第二气-气喷射器4出口的压缩流体分为两部分。首先，工质在发生器1中被外部热源加热后成为高温、高压气体，从发生器1出来的第一部分高温高压工质气体作为第一气-气喷射器2的工作流体引射来自第二气-气喷射器4出口的第一部分压缩流体，并在第一气-气喷射器2内混合、扩压，第一气-气喷射器2出口的压缩流体进入第一冷凝器3冷凝，冷凝后的冷凝液通过循环泵8升压。从发生器1出来的第二部分高温高压工质气体引射来自蒸发器7的低温、低压工质，并在第二气-气喷射器4内混合、扩压，第二气-气喷射器4出口的第一部分压缩流体被第一气-气喷射器2引射，第二部分压缩流体进入第二冷凝器5冷凝，冷凝后的冷凝液进入节流元件6节流。其余工作过程同实施例1。 [0033] 实施例4。 [0034] 如图4所示，一种双喷射式制冷系统，与实施例1中的制冷系统结构的不同之处在于，第一气-气喷射器2和第二气-气喷射器4出口处的压缩流体均有两个去向，系统中增加了一个冷凝器5，发生器1和冷凝器3出口处的工质只有一个去向。具体连接关系为：第一气-气喷射器2的工作流体入口与发生器1的工质出口连通，引射流体入口与第二气-气喷射器4的压缩流体出口连通，喷射出口分别与第一冷凝器3的工质入口和第二气-气喷射器4的工作流体入口连通，第一冷凝器3的工质出口与循环泵8的工质入口连通；第二气-气喷射器4的工作流体入口与第一气-气喷射器2的喷射出口连通，引射流体入口与蒸发器7的工质出口连通，喷射出口与第一气-气喷射器2的引射流体入口和第二冷凝器5的工质入口连通，第二冷凝器5的工质出口与节流元件6的工质入口连通；其余连接方式与实施例1相同。 [0035] 该实施例中的双喷射式制冷系统中循环工质的工作过程为：第一气-气喷射器2和第二气-气喷射器4出口的压缩流体均分为两部分。首先，工质在发生器1中被外部热源加热后成为高温、高压气体，从发生器1出来的高温高压工质气体作为第一气-气喷射器2的工作流体引射来自第二气-气喷射器4出口的第一部分压缩流体，并在第一气-气喷射器2内混合、扩压，第一气-气喷射器2出口的第一部分压缩流体进入第一冷凝器3冷凝，冷凝后的冷凝液通过循环泵8升压，第二部分压缩流体做为第二气-气喷射器的工作工质引射来自蒸发器7的低温、低压工质，并在第二气-气喷射器4内混合、扩压，第二气-气喷射器4出口的第一部分压缩流体被第一气-气喷射器2引射，第二部分压缩流体进入第二冷凝器5冷凝，冷凝后的冷凝液进入节流元件6节流。其余工作过程同实施例1。 [0036] 实施例5。 [0037] 如图5所示，一种双喷射式制冷系统，与实施例1中的制冷系统结构的不同之处在于，制冷系统中无循环泵，冷凝器3的安装高度高于发生器1。具体连接关系为：冷凝器3的工质出口分别与发生器1和节流元件6连通；其余连接方式与实施例1相同。 [0038] 该实施例中的双喷射式制冷系统中循环工质的工作过程为：通过冷凝器3冷凝的冷凝液分为两部分，第一部分冷凝液通过重力补偿流回发生器1，实现喷射式制冷系统的无泵循环，第二部分冷凝液进入节流元件6。其余工作过程同实施例1。 [0039] 实施例6。 [0040] 如图6所示，一种双喷射式制冷系统，与实施例2中的制冷系统结构的不同之处在于，制冷系统中无循环泵，冷凝器3的安装高度高于发生器1。具体连接关系为：冷凝器3的工质出口分别与发生器1和节流元件6连通；其余连接方式与实施例1相同。 [0041] 该实施例中的双喷射式制冷系统中循环工质的工作过程为：通过冷凝器3冷凝的冷凝液分为两部分，第一部分冷凝液通过重力补偿流回发生器1，实现喷射式制冷系统的无泵循环，第二部分冷凝液进入节流元件6。其余工作过程同实施例1。 [0042] 应用例。 [0043] 以水作为工质，对本发明实施例1所示装置与传统喷射式制冷系统（如图7所示）分别进行了模拟计算，假设系统处于理想工作状态。如图8所示，在蒸发压力PH=1.2KPa的情况下，实施例1中双喷射式制冷系统的性能随压缩比PC/PH的增大而提高，当膨胀比PP/PH=38.6，压缩比PC/PH =7时，实施例1与传统喷射式制冷系统COP的比值n=1.26，系统COP提高了26%，当压缩比PC/PH =9时，实施例1与传统喷射式制冷系统COP的比值n=2.09，系统COP提高了109%，大大提高了喷射式制冷系统的性能，具有较强的经济性。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈