CN104501450A - 一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合制冷*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合制冷***，包括冷凝器，冷凝器的输出分三路，一路与泵的输入端相连，另一路与第二节流阀的一端相连，第三路与第一节流阀一端相连，所述泵的输出端与发生器的输入端相连，发生器的输出端通过喷射器与冷凝器的输入端相连，所述第二节流阀的另一端与喷射器的输入端相连，所述第一节流阀另一端依次与蒸发器、压缩机及喷射器相连。本发明从冷凝器后引出一个分支，该分支管路经第二节流阀与压缩机出口管路相连接，冷凝节流后气液两相流体与压缩机压缩后气体混合，对其进行冷却，再被喷射器吸入。该方法可改善喷射器工作状况，增加喷射器引射比。

Description

一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合制冷***
技术领域
本发明涉及一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合制冷***。
背景技术
蒸汽压缩-喷射耦合式制冷循环可以充分利用余热、太阳能、低品位热源等替代部分压缩功，从而节约机械能消耗，提高能源利用效率。
现有的蒸汽压缩-喷射耦合式制冷循环存在效率低，喷射器引射比小等缺点，本文提出一种可以提高***效率，增加喷射器引射比的方法。
申请号：2005101110230，提出了一种“压缩机和尾气余热混合驱动的汽车空调制冷***”，利用汽车尾气余热驱动汽车空调，不足部分由压缩式制冷***补充。在压缩机-喷射耦合***中，压缩机排气直接进入喷射器中，温度较高，比体积较大，会导致喷射器引射比小，所需工作流体量大，导致***性能下降，COP降低。根据已有研究，喷射器工作压力受出口背压即冷凝器压力的限制，对变化工况适应性较差。本申请针对上述问题，提出一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合式制冷***。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合制冷***，该***可改善喷射器工作状况，增加喷射器引射比，节省部分压缩机功耗，提高整个***的COP，且提出一种控制模式，能够使得喷射器适应变工况运行，提高***稳定性。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合制冷***，包括冷凝器，冷凝器的输出分三路，一路与泵的输入端相连，另一路与第二节流阀的一端相连，第三路与第一节流阀一端相连，所述泵的输出端与发生器的输入端相连，发生器的输出端通过喷射器与冷凝器的输入端相连，所述第二节流阀的另一端与喷射器的输入端相连，所述第一节流阀另一端依次与蒸发器、压缩机及喷射器相连。
所述喷射器与第二节流阀的公共端与压缩机之间的管路上还设置有止回阀。
所述喷射器为气液两相喷射器。
所述喷射器出口处设置有温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器分别接入控制器，第二节流阀与控制器相连，第二节流阀为电子膨胀阀。
所述控制器根据温度传感器和压力传感器检测到的温度信号和压力信号与设定值进行比较，然后根据需要发出指令，控制第二节流阀的开度，从而控制喷液量的大小，保持喷射器出口温度和压力为设定值。
所述冷凝器经第二节流阀与压缩机出口管路相连接，冷凝节流后气液两相流体与压缩机压缩后气体混合，混合后仍然为气液两相流，温度比压缩机出口气体温度低，高于节流后温度；该混合后气液两相流被喷射器由b处吸入。在该***中，与传统的蒸汽压缩-喷射耦合***不同，其中喷射器为气液两相喷射器。
工作原理：本发明从冷凝器出口引出一支管路连接到第二节流阀，冷凝液体经过第二节流阀节流后压力和温度均降低，变成气液两相流体，该流体与自压缩机增压后的气体相混合，对气体进行冷却，其自身温度升高，两者混合后仍为气液两相流。该混合后形成的气液两相流体再被喷射器在b处抽吸，来自发生器的工作气体对该气液两相流进行增压，两者混合，同时自身温度和压力也降低，两者混合后自喷射器的出口c处流进冷凝器中。
因冷凝节流后两相流体与压缩后气体相混合会产生两相流，同时对压缩后气体降温。之后该混合后的两相流作为被引射流体由发生器过来的工作流体抽吸入喷射器，进行压缩实现进一步增加压力的目的。气液两相喷射器比气相喷射器引射比大，而且由于部分流体从中间压力直接被工作流体压缩到冷凝压力，降低了压缩机的功耗，提高整个***的能效。
运行控制模式时，喷射器出口c处有温度传感器和压力传感器，分别接入控制器，控制器根据温度信号和压力信号与设定值进行比较，然后根据需要发出指令，控制节流阀的开度，从而控制喷液量的大小，保持喷射器出口温度和压力为设定值。利用该种控制模式可以避免喷射器出现工作失常的状况，且能使得***在接近设计工况下运行，提高***运行稳定性和能效。同时在压缩机出口接有止回阀，以防止***失效时混合后两相流倒流入压缩机，对压缩机造成损害。
本发明的有益效果:
本发明从冷凝器后引出一个分支，该分支管路经第二节流阀与压缩机出口管路相连接，冷凝节流后气液两相流体与压缩机压缩后气体混合，对其进行冷却，再被喷射器吸入增压。由于部分流体从节流后中间压力通过喷射器压缩到冷凝压力，节约了压缩机功耗，因而可以提高***能效。同时由于喷射器吸入的为气液两相流，比体积小，相比较气体喷射器，能够增大喷射器引射比。相比较以往采用过冷器或经济器进行中间冷却的形式，采用节流阀结构简单，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***复杂，可靠性差，而采用节流阀仅有两个管路，***可靠性提高。
本发明控制模式可以避免喷射器出现工作失常的状况，且能使得***在接近设计工况下运行，提高***运行稳定性和能效。同时在压缩机出口接有止回阀，以防止混合后两相流倒流入压缩机，对压缩机造成损害。
本发明能够节省压缩机功耗，提高整个***的能效，***结构简单紧凑。同时本发明提出了一套控制***，可以确保喷射器稳定工作。
附图说明
图1本发明的整体结构连接示意图；
图中，1、压缩机；2、喷射器；3、冷凝器；4、发生器；5、泵；6、节流阀；7、蒸发器；8、节流阀；9、止回阀；10、控制器。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行详细说明：
如图1所示，一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合制冷***，包括冷凝器3，冷凝器3的输出分三路，一路与泵5的输入端相连，另一路与节流阀8的一端相连，第三路与节流阀6一端相连，所述泵5的输出端与发生器4的输入端相连，发生器4的输出端通过喷射器2与冷凝器3的输入端相连，所述节流阀8的另一端与喷射器2的输入端相连，所述节流阀6另一端依次与蒸发器7、压缩机1及喷射器2相连。
本发明提出一种改进型的蒸汽压缩-喷射耦合式制冷***，其主要特点在于从冷凝器3后引出一个分支，该分支管路经节流阀8与压缩机1出口管路相连接，冷凝节流后气液两相流体与压缩机1压缩后气体混合，对其进行冷却，混合后仍为气液两相状态，该混合后气液两相流体再被喷射器2吸入。该方法可改善喷射器2工作状况，增加喷射器2引射比，节省压缩机功耗，提高整个***的COP。
在该***中，与传统的蒸汽压缩-喷射耦合***不同，其中喷射器2为气液两相喷射器，因冷凝节流后两相流体与压缩后气体相混合会产生两相流，同时对压缩后气体降温。之后该混合后的两相流作为被引射流体由发生器4过来的工作流体抽吸入喷射器2，进行压缩实现进一步增加压力的目的。两相流喷射器比以往所采用的气相喷射器引射比大；同时由于部分流体直接从节流后的压力压缩到冷凝压力，节省了压缩机功耗，提高了整个***的能效。
运行控制模式，其中节流阀8为电子膨胀阀，其连接到控制器10，喷射器2出口c处有温度传感器和压力传感器，分别接入控制器，控制器10根据温度信号和压力信号与设定值进行比较，然后根据需要发出指令，控制节流阀8的开度，从而控制喷液量的大小，保持喷射器2出口温度和压力为设定值。利用该种控制模式可以避免喷射器2出现工作失常的状况，且能使得***在接近设计工况下运行，提高***运行稳定性和能效。同时在压缩机1出口接有止回阀9，以防止***失效时混合后两相流倒流入压缩机，对压缩机造成损害。
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。

Claims (7)

1.一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合制冷***，其特征是，包括冷凝器，冷凝器的输出分三路，一路与泵的输入端相连，另一路与第二节流阀的一端相连，第三路与第一节流阀一端相连，所述泵的输出端与发生器的输入端相连，发生器的输出端通过喷射器与冷凝器的输入端相连，所述第二节流阀的另一端与喷射器的输入端相连，所述第一节流阀另一端依次与蒸发器、压缩机及喷射器相连。
2.如权利要求1所述的一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合制冷***，其特征是，所述喷射器与第二节流阀的公共端与压缩机之间的管路上还设置有止回阀。
3.如权利要求1所述的一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合制冷***，其特征是，所述喷射器为气液两相喷射器。
4.如权利要求1所述的一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合制冷***，其特征是，所述喷射器出口处设置有温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器分别接入控制器，第二节流阀与控制器相连。
5.如权利要求1或4所述的一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合制冷***，其特征是，第二节流阀为电子膨胀阀。
6.如权利要求4所述的一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合制冷***，其特征是，所述控制器根据温度传感器和压力传感器检测到的温度信号和压力信号与设定值进行比较，然后根据需要发出指令，控制第二节流阀的开度，从而控制喷液量的大小，保持喷射器出口温度和压力为设定值。
7.如权利要求1所述的一种改进的蒸汽压缩-喷射耦合制冷***，其特征是，所述冷凝器经第二节流阀与压缩机出口管路相连接，冷凝节流后气液两相流体与压缩机压缩后气体混合，对其进行冷却，再被喷射器吸入。
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