采用過冷器的低品位熱能驅(qū)動的噴射-壓縮制冷系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷技術領域，尤其是一種噴射-壓縮制冷系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著人類文明的不斷發(fā)展，人與自然的和諧相處已經(jīng)得到了越來越多的關注。人們在享有現(xiàn)代技術帶來的便利與舒適的同時還要求盡可能減少對能源的消耗和對環(huán)境的污染。因此節(jié)能減排已經(jīng)成為當今世界的焦點之一。
[0003]制冷技術每年消耗大量能源，排放大量二氧化碳，發(fā)展節(jié)能的制冷技術是當今的研宄熱點之一。全球在工業(yè)和生活過程中排放出大量的低品位余熱和廢熱，一方面由于其溫度低，很難得到利用，另一方面直接排入環(huán)境中還可能造成熱污染。此外，還有太陽能熱、地熱能低品位熱源也有類似難以高效利用的特點。噴射制冷循環(huán)是一種熱驅(qū)動制冷技術，可以利用上述低品位熱產(chǎn)生有用的低溫冷能，變廢為寶。然而噴射制冷的效率往往較低且受熱源溫度影響。與此相反的是機械壓縮制冷系統(tǒng)，具有較高的效率與穩(wěn)定性，但是需要消耗大量的寶貴電能，無法滿足節(jié)能減排的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服已有噴射制冷系統(tǒng)效率較低、不穩(wěn)定、不能利用更低溫度以及壓縮制冷系統(tǒng)能耗較大的不足，本發(fā)明提供一種效率較高、能耗較小、可以利用更低溫度的熱源、節(jié)能效能良好的采用過冷器的低品位熱能驅(qū)動的噴射-壓縮制冷系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種采用過冷器的低品位熱能驅(qū)動的噴射-壓縮制冷系統(tǒng)，包括壓縮機、預熱器、冷凝器、蒸發(fā)器和噴射器，所述蒸發(fā)器的出口與所述噴射器的引射流體進口連接，所述壓縮機的出口與所述預熱器的第一進口連接，所述預熱器的第一出口與冷凝器的進口連接，所述噴射-壓縮制冷系統(tǒng)還包括第一節(jié)流裝置、第二節(jié)流裝置、過冷器、氣液分離器和用于利用低品位熱源將液態(tài)制冷劑轉換成高溫高壓的蒸氣的發(fā)生器，所述冷凝器的出口經(jīng)過第一節(jié)流裝置與所述過冷器的第一進口連接，所述過冷器的第一出口與壓縮機的進口連接，所述冷凝器的出口同時與所述過冷器的第二進口連接，所述過冷器的第二出口通過第二節(jié)流裝置與所述蒸發(fā)器的進口連接；所述噴射器的出口與所述氣液分離器的進口連接，所述氣液分離器的氣相出口與壓縮機的進口連接，所述氣液分離器的液相出口通過泵與所述預熱器的第二進口連接，所述預熱器的第二出口與發(fā)生器的進口連接，所述發(fā)生器的出口與所述噴射器的工作流體進口連接。
[0007]進一步，所述第一節(jié)流裝置和第二節(jié)流裝置為節(jié)流閥、膨脹閥或毛細管。
[0008]所述預熱器是管殼式換熱器、板式換熱器或套管換熱器等。
[0009]所述過冷器是管殼式換熱器、板式換熱器、噴淋式換熱器、沉浸式換熱器或套管換熱器等。并且各換熱器內(nèi)流體的布置可以采用逆流、順流等；采用的工質(zhì)可以是鹵代烴，烷烴，二氧化碳，氨等等；給發(fā)生器加熱的低品位熱源，可以是余熱，廢熱，太陽能熱，地熱等。
[0010]本發(fā)明的技術構思為:本發(fā)明將噴射與壓縮循環(huán)結合過冷器巧妙地耦合到一起，形成一種采用過冷器的低品位熱能驅(qū)動的噴射-壓縮制冷系統(tǒng)，發(fā)揮兩者各自的優(yōu)勢，且利用巧妙的設計進一步提升系統(tǒng)的綜合能效。冷凝后的制冷劑分為兩路，其中一路經(jīng)過節(jié)流裝置達到中間壓力，經(jīng)過過冷器后直接被壓縮機吸入，另一路先經(jīng)過過冷器后被節(jié)流到蒸發(fā)壓力，然后由噴射器增壓達到中間壓力后再被壓縮機吸入，這樣由壓縮機吸入的制冷劑均具有中間壓力，大大減少了壓縮機的耗功，同時還可降低壓縮機排氣溫度，延長其壽命。被節(jié)流到中間壓力的制冷劑產(chǎn)生的溫度較高的制冷量在過冷器中過冷另一路制冷劑，當被過冷的制冷劑被節(jié)流到蒸發(fā)壓力時其實這部分溫度較高的制冷量也達到了蒸發(fā)溫度。也就是實現(xiàn)了能量品位的提升，提高了系統(tǒng)的整體效率。另外，由于被噴射器吸入的制冷劑只是冷凝器中流出的制冷劑的一部分，因此相比傳統(tǒng)的噴射-壓縮制冷系統(tǒng)，本發(fā)明減少了噴射器的工作負荷，減少了對低品位熱能的消耗，同時還使得噴射器，發(fā)生器以及泵的尺寸減小，節(jié)省初投資。本發(fā)明還將壓縮機排氣的熱量用于余熱被泵加壓后的液態(tài)制冷劑，進一步利用了低品位熱能。
[0011]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:比現(xiàn)有的噴射制冷系統(tǒng)和壓縮制冷系統(tǒng)單獨運行時，有更高的效率，大幅減少能量消耗，且可以利用更低溫度的熱源，提高系統(tǒng)的節(jié)能效能。
【附圖說明】
[0012]圖1是采用過冷器的低品位熱能驅(qū)動的噴射-壓縮制冷系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[0014]參照圖1，一種采用過冷器的低品位熱能驅(qū)動的噴射-壓縮制冷系統(tǒng)，包括壓縮機1、預熱器2、冷凝器3、蒸發(fā)器7和噴射器10，所述蒸發(fā)器7的出口與所述噴射器10的引射流體進口連接，所述壓縮機I的出口與所述預熱器2的第一進口連接，所述預熱器2的第一出口與冷凝器3的進口連接，所述噴射-壓縮制冷系統(tǒng)還包括第一節(jié)流裝置4、第二節(jié)流裝置6、過冷器5、氣液分離器11和用于利用低品位熱源將液態(tài)制冷劑轉換成高溫高壓的蒸氣的發(fā)生器9，所述冷凝器3的出口經(jīng)過第一節(jié)流裝置4與所述過冷器5的第一進口連接，所述過冷器5的第一出口與壓縮機I的進口連接，所述冷凝器3的出口同時與所述過冷器5的第二進口連接，所述過冷器5的第二出口通過第二節(jié)流裝置6與所述蒸發(fā)器7的進口連接；所述噴射器10的出口與所述氣液分離器11的進口連接，所述氣液分離器11的氣相出口與壓縮機I的進口連接，所述氣液分離器11的液相出口通過泵8與所述預熱器2的第二進口連接，所述預熱器2的第二出口與發(fā)生器9的進口連接，所述發(fā)生器9的出口與所述噴射器10的工作流體進口連接。
[0015]本實施例中，第一節(jié)流裝置4和第二節(jié)流裝置6可以是各種節(jié)流閥、膨脹閥、毛細管；預熱器2可以是各種管翅式換熱器、板式換熱器、套管換熱器等；過冷器5可以是各種管翅式換熱器、板式換熱器、噴淋式換熱器、沉浸式換熱器、套管換熱器等；采用的工質(zhì)可以是各類鹵代烴，烷烴，烯烴，二氧化碳，氨等等；給發(fā)生器加熱的低品位熱源，可以是余熱，廢熱，太陽能熱，地熱等。
[0016]本實施例的工作過程為:從壓縮機I流出的高溫高壓制冷劑進入預熱器2的第一進口后被初步冷卻，然后又進入冷凝器3冷凝放熱變?yōu)橐簯B(tài)，液態(tài)制冷劑從冷凝器3出口流出后分為兩路，第一路經(jīng)過第一節(jié)流裝置4變?yōu)榫哂兄虚g壓力的汽液兩相制冷劑，并進入過冷器5的第一進口蒸發(fā)吸熱，然后又被壓縮機I吸入。冷凝器3出口的另一路制冷劑進入過冷器5的第二進口后被過冷，然后又經(jīng)過第二節(jié)流裝置6降壓后達到蒸發(fā)壓力，并進入蒸發(fā)器7蒸發(fā)吸熱，而后從蒸發(fā)器7出口進入噴射器10的引射流體入口。從噴射器10的出口流出的制冷劑進入氣液分離器11，其中氣相制冷劑從氣液分離器11的氣相出口流出被壓縮機吸入，而液相制冷劑從氣液分離器11的液相出口流出經(jīng)過泵8加壓后又經(jīng)過預熱器2預熱，再由發(fā)生器9加熱變?yōu)檎羝?，然后進入噴射器10的工作流體入口完成循環(huán)。
【主權項】
1.一種采用過冷器的低品位熱能驅(qū)動的噴射-壓縮制冷系統(tǒng)，包括壓縮機、預熱器、冷凝器、蒸發(fā)器和噴射器，所述蒸發(fā)器的出口與所述噴射器的引射流體進口連接，所述壓縮機的出口與所述預熱器的第一進口連接，所述預熱器的第一出口與冷凝器的進口連接，其特征在于:所述噴射-壓縮制冷系統(tǒng)還包括第一節(jié)流裝置、第二節(jié)流裝置、過冷器、氣液分離器和用于利用低品位熱源將液態(tài)制冷劑轉換成高溫高壓的蒸氣的發(fā)生器，所述冷凝器的出口經(jīng)過第一節(jié)流裝置與所述過冷器的第一進口連接，所述過冷器的第一出口與壓縮機的進口連接，所述冷凝器的出口同時與所述過冷器的第二進口連接，所述過冷器的第二出口通過第二節(jié)流裝置與所述蒸發(fā)器的進口連接；所述噴射器的出口與所述氣液分離器的進口連接，所述氣液分離器的氣相出口與壓縮機的進口連接，所述氣液分離器的液相出口通過泵與所述預熱器的第二進口連接，所述預熱器的第二出口與發(fā)生器的進口連接，所述發(fā)生器的出口與所述噴射器的工作流體進口連接。2.如權利要求1所述的采用過冷器的低品位熱能驅(qū)動的噴射-壓縮制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述第一節(jié)流裝置和第二節(jié)流裝置為節(jié)流閥、膨脹閥或毛細管。3.如權利要求1或2所述的采用過冷器的低品位熱能驅(qū)動的噴射-壓縮制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述預熱器是管殼式換熱器、板式換熱器套管換熱器。4.如權利要求1或2所述的采用過冷器的低品位熱能驅(qū)動的噴射-壓縮制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述過冷器是管殼式換熱器、板式換熱器、噴淋式換熱器、沉浸式換熱器或套管換熱器。
【專利摘要】一種采用過冷器的低品位熱能驅(qū)動的噴射-壓縮制冷系統(tǒng)，蒸發(fā)器的出口與噴射器的引射流體進口連接，壓縮機的出口與預熱器的第一進口連接，預熱器的第一出口與冷凝器的進口連接，冷凝器的出口經(jīng)過第一節(jié)流裝置與過冷器的第一進口連接，過冷器的第一出口與壓縮機的進口連接，冷凝器的出口與過冷器的第二進口連接，過冷器的第二出口通過第二節(jié)流裝置與蒸發(fā)器的進口連接；噴射器的出口與氣液分離器的進口連接，氣液分離器的氣相出口與壓縮機的進口連接，其液相出口通過泵與預熱器的第二進口連接，預熱器的第二出口與發(fā)生器的進口連接，發(fā)生器的出口與噴射器的工作流體進口連接。本發(fā)明效率較高、能耗較小、可以利用更低溫度的熱源、節(jié)能效能良好。
【IPC分類】F25B41/06, F25B25/00, F25B27/02
【公開號】CN104930752
【申請?zhí)枴緾N201510289338
【發(fā)明人】徐英杰, 蔣寧
【申請人】浙江工業(yè)大學
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月29日