技术领域
[0001] 本
发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种三级喷射式制冷系统。
背景技术
[0002] 喷射式制冷是由
热能驱动的一种制冷技术，可以充分利用工业余热、
太阳能热和其他低品位热源。其消耗的机械能很少，设备简单，运行可靠，成本低廉。其工作介质可以为二
氧化
碳、
水、碳氢化合物等绿色环保天然物质。
[0003] 但是其存在的缺点是喷射器压缩比较小，制冷
温度较高；且其运行受到背压的影响，引射比较小。
[0004]
申请号201210116545.X
专利提出了“一种自复叠喷射式制冷机”，其采用混合工质和两个喷射器来实现较大压比的目的，但是结构复杂，目的是获得较低的制冷温度；申请号201210166460.2提出了“一种气液喷射器增效的双喷射式制冷装置”，但该方法利用气液喷射器代替膨胀
阀的动作，回收在节流过程中所浪费的部分膨胀功。
[0005] 申请号201310497335.4，专利名称：“一种带中间换热部件的喷射式制冷机”，其通过采用经济器或者
过冷器等中间换热部件，使经济器或者过冷器中的气相工质直接进入第二喷射器，而不需通过第一喷射器的再次压缩，从而减少第一喷射器的负荷，以此提高系统在较高冷凝温度下的制冷系数。但是采用经济器或过冷器仍然使得系统复杂。且其两级喷射器均为
气体喷射器，对引射比的影响较小，对喷射器运行工况的改善有限。
发明内容
[0006] 为解决
现有技术存在的不足，本发明公开了一种三级喷射式制冷系统，利用冷凝后的液体通过二级喷射器对一级喷射器
增压升温后的气体进行冷却降温，同时增加压
力，两者混合后的
气液两相流体再一起被吸入到三级喷射器中。一方面改善了三级喷射器运行状况；另一方面可提高引射比，减小三级喷射器体积及三级喷射器所需
工作流体量；同时由于部分流体直接从二级喷射器后的中间压力压缩到冷凝压力，节省了一级喷射器所需工作流体量。两方面综合作用的结果是减少了发生器所需热量，提高了能效。
[0007] 为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
[0008] 一种三级喷射式制冷系统，包括
冷凝器，冷凝器输出端分三路，一路与第二级喷射器相连，另一路与
泵相连，第三路依次与
节流阀、
蒸发器及第一级喷射器相连，泵与第一发生器相连，所述第一发生器的输出分两路，一路与第一级喷射器相连，另一路与第三级喷射器相 连，所述第一级喷射器及第三级喷射器均与第二级喷射器相连。
[0009] 所述第三级喷射器为气液两相喷射器。
[0010] 所述第二级喷射器的出口处设置温度
传感器Tb和
压力传感器Pb，第二级喷射器由
电机驱动，冷凝器入口处设置压力传感器Pc，第一发生器上设置压力传感器Pg，温度传感器Tb、压力传感器Pb、电机、压力传感器Pc、压力传感器Pg及泵均与
控制器相连。
[0011] 所述控制器接收来自第二级喷射器的出口b处的气体的温度传感器Tb和压力传感器Pb的
信号，并判断是否在设定范围内，是否为气液两相，如果不在设定范围内，则根据需要通过控制电机增大或减小第二级喷射器b处的进液量，确保第二级喷射器的出口b处为气液两相且温度和压力在设定范围内。
[0012] 所述控制器接收第一发生器处压力传感器Pg和冷凝器处压力传感器Pc的压力信号，并比较两者的大小，控制器调整泵的转速，从而调节自第一发生器g处进入第一发生器的液体量，进而改变第一发生器压力Pg，第一发生器压力的改变就会改变自第一级喷射器e和第三级喷射器a处分别进入第一级喷射器和第三级喷射器的工作流体的流量，确保喷射器能够正常工作。
[0013] 从冷凝器出口引出一支管路连接到第二级喷射器，冷凝液体经过该第二级喷射器抽吸来自第一级喷射器增压后的气体，经第二级喷射器之后，冷凝液体压力降低，同时对第一级喷射器出口的气体进行增压和冷却，两者混合后形成的气液两相流体再被第三级喷射器抽吸，来自第一发生器的工作气体对该气液两相流进行增压，同时自身温度和压力也降低，两者混合后自第三级喷射器的出口c处流出进入到冷凝器中。
[0014] 自第二级喷射器出口的液体抽吸来自第一级喷射器出口的气体，两者混合后达到第三级喷射器的b处，在这里被自第三级喷射器a处进入的来自第一发生器的气体抽吸，两者在第三级喷射器内混合后自c出去。
[0015] 本发明的有益效果：
[0016] 本发明具有节能效果，第二级喷射器利用冷凝液体的压力对气体进行增压，相当于回收了部分功，且节省了所需第一发生器的工作流体量；同时能有效降低第三级喷射器出口
过热度，改善第三级喷射器工作状况；而且本发明的第三级喷射器为气液两相喷射器，其二次流为气液两相流，比以往所采用的气体喷射器的引射比大为增加；同时本系统相当于三级压缩，比二级压缩实现的压比增加。这三个因素的综合作用可使得系统COP增加10％左右。相比较以往采用过冷器或经济器进行中间冷却的形式，采用喷射器结构简单，体积较小，相比过冷器或经济器等体积可减小50％，使得空间布置更加紧凑，且成本可降低10％。过冷器或经济 器管路系统复杂，可靠性差，而采用喷射器仅有三个管路，系统可靠性提高。
附图说明
[0017] 图1本发明的三级喷射式制冷系统结构
框图；
[0018] 图2本发明的用于有高低温两个热源的场合一个实施实例框图；
[0019] 图中，1-第一发生器；2-第一级喷射器；3-第三级喷射器；4-冷凝器；5-第二级喷射器；6-
蒸发器；7-节流阀；8-泵，9-控制器，10-第二发生器。具体实施方式：
[0020] 下面结合附图对本发明进行详细说明：
[0021] 本发明旨在解决已有双级喷射式制冷系统存在的引射比小，能效低，压比小，喷射器中间二次流进口温度高，二级喷射器体积大等问题，以提高压缩比、引射比和系统能效。
[0022] 如图1所示，一种三级喷射式制冷系统，包括冷凝器4，冷凝器4输出端分三路，一路与第二级喷射器5相连，另一路与泵8相连，第三路依次与节流阀7、蒸发器6及第一级喷射器2相连，所述第一发生器1的输出分两路，一路与第一级喷射器2相连，另一路与第三级喷射器3相连，所述第一级喷射器2及第二级喷射器5均与第三级喷射器3相连。
[0023] 其中，第三级喷射器3为气液两相喷射器，相对于气相喷射器，能够显著增加喷射比。
[0024] 工作原理：本发明从冷凝器4出口引出一支管路连接到第二级喷射器5，冷凝液体经过第二级喷射器5抽吸来自第一级喷射器2增压后的气体。经第二级喷射器5之后，冷凝液体压力降低，同时对第一级喷射器2出口的气体进行增压和冷却，两者混合后形成的气液两相流体再被第三级喷射器3抽吸，来自第一发生器1的工作气体对该气液两相流进行增压，同时自身温度和压力也降低，两者混合后自第三级喷射器3的出口c处流出进入到冷凝器4中。采用第二级喷射器5的有效作用是：可以利用部分冷凝液体的压力，对经第一级喷射器2之后的气体进一步压缩，增加压力，回收功；同时降低经第一级喷射器2之后的气体的温度，形成气液两相流，从而可以增加第三级喷射器3的引射比，减少第三级喷射器3所需工作流体量，减小其体积，改善第三级喷射器3的运行条件，提高整个系统的能效；同时使得整个系统的压比比传统两级喷射器压比增加，可实现大压比，能够获得更低的制冷温度。
[0025] 针对该专利，提出一种控
制模式，确保第一级喷射器2、第三级喷射器3、第二级喷射器5均能够正常工作，适应变化的工况，已有研究表明，喷射器的运行受到背压的限制，其
临界压力要小于背压，否则引射比将迅速降低，喷射器失常。为了保证喷射器能够正常工作，系统能够在变工况下工作，本发明还提出一种控制模式，即第二级喷射器5的一次流进口d处带有可调节流量的装置，并由电机驱动，可以改变从d点进入的液体的流量，其
驱动电机 由控制器9控制，该控制器接收来自第二级喷射器5的出口b处的气体的温度传感器Tb和压力传感器Pb的信号，并根据控制程序判断是否在设定范围内，是否为气液两相，如果不在设定范围内，则根据需要适当增大或减小b处的进液量，确保第二级喷射器5的出口b处为气液两相且温度和压力在设定范围内。在第一发生器上设置压力传感器Pg，在冷凝器入口处设置压力传感器Pc，两者均与控制器9相连接，泵8为可以改变转速的变频泵，也由控制器9控制。控制器9接收Pg和Pc的信号，并比较两者的大小，根据需要调整泵8的转速，从而调节自g处进入第一发生器1的液体量，进而改变第一发生器压力Pg。第一发生器压力的改变就会改变自e和a处分别进入第一级喷射器2和第三级喷射器3的工作流体的流量，确保喷射器能够正常工作。如此控制，整个系统能够适应变工况运行，且喷射器均能正常工作。
[0026] 如图2所示，该实例为一种三级喷射式制冷系统，包括冷凝器4，冷凝器4输出端分四路，一路与第二级喷射器5相连，另一路与泵8a相连，第三路依次与节流阀7、蒸发器6及第一级喷射器2相连，第四路与泵8b相连。所述第一发生器1的输出与第一级喷射器2相连，所述第二发生器10与第三级喷射器3相连，所述第一级喷射器2及第二级喷射器5均与第三级喷射器3相连。其中，第三级喷射器3为气液两相喷射器，相对于气相喷射器，能够显著增加喷射比。
[0027] 第一发生器1由低温热源供给热量，第二发生器10由高温热源供给热量。冷凝器4的一个分支管路通过泵8a与第一发生器1相连，冷凝器4的又一个分支管路通过泵8b与第二发生器10相连。第一发生器1由低温热源供热，所产生的工作流体压力低于第二发生器10所产生的工作流体压力，该工作流体通过第一级喷射器2抽吸来自蒸发器6的气体，对其增压后作为第二级喷射器5的工作流体，抽吸来自冷凝器4的液体，对其增压混合后成为气液两相流体，该两相流体再被来自第二发生器10的高压工作流体通过第三级喷射器抽吸，增压后自第三级喷射器3的c出口流出进入冷凝器4。采用第二级喷射器5的有效作用是：可以利用部分冷凝液体的压力，对经第一级喷射器2之后的气体进一步压缩，增加压力，回收功；同时降低经第一级喷射器2之后的气体的温度，形成气液两相流，从而可以增加第三级喷射器3的引射比，减少第三级喷射器3所需工作流体量，减小其体积，改善第三级喷射器3的运行条件，提高整个系统的能效；同时使得整个系统的压比比传统两级喷射器压比增加，可实现大压比，能够获得更低的制冷温度。
[0028] 针对该实例，提出一种控制模式，即第二级喷射器5的一次流进口d处带有可调节流量的装置，并由电机驱动，可以改变从d点进入的液体的流量，其驱动电机由控制器9控制，该控制器接收来自第二级喷射器5的出口b处的气体的温度传感器Tb和压力传感器Pb的信号，并根据控制程序判断是否在设定范围内，是否为气液两相，如果不在设定范围内，则根 据需要适当增大或减小b处的进液量，确保第二级喷射器5的出口b处为气液两相且温度和压力在设定范围内。在第一发生器1和第二发生器10上分别设置压力传感器Pg和Pg1，在冷凝器入口处设置压力传感器Pc，两者均与控制器9相连接，泵8a和8b为可以改变转速的变频泵，也由控制器9控制。控制器9接收Pg、Pg1和Pc的信号，并比较三者的大小，根据需要调整泵8a和8b的转速，从而调节自g和g1处分别进入第一发生器1和第二第一发生器10的液体量，进而改变第一发生器及第二发生器压力Pg和Pg1。发生器压力的改变就会改变自e和a处分别进入第一级喷射器2和第三级喷射器3的工作流体的流量，确保喷射器能够正常工作。如此控制，整个系统能够适应变工况运行，且喷射器均能正常工作。
[0029] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的
基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种
修改或
变形仍在本发明的保护范围以内。
