CN102645052B - 二氧化碳蒸气喷射制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二氧化碳蒸气喷射制冷系统，旨在提供一种初投资少，系统运行费用低，结构简单，可靠性高的制冷系统。气体冷却器的出口分别与第一喷射器的进口接管和第一膨胀阀进口连接，第一喷射器的出口接管通过第一阀门与气体冷却器的入口连接，第一膨胀阀的出口与蒸发器的入口连接，蒸发器的出口分为两路，一路通过第三阀门与第一喷射器的引射入口接管连接，另一路通过第二阀门与工质泵的入口连接；工质泵的出口与气体冷却器的入口连接。该制冷系统采用喷射器取代制冷压缩机，系统的初投资少；只需开启工质泵使气体冷却器和蒸发器间建立压力差，结构简单，运行费用低。系统的可靠性不受制冷压缩机的影响，可靠性高，操作方便，控制简单。

Description

二氧化碳蒸气喷射制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种喷射器取代制冷压缩机的二氧化碳蒸气喷射制冷系统。

背景技术

常规的二氧化碳制冷循环系统中都含有制冷压缩机，从蒸发器出来的低温低压的气体进入制冷压缩机，经制冷压缩机压缩成为高温高压的气体，排向气体冷却器或冷凝器。制冷压缩机的初投资较高，直接造成制冷系统的投资成本加大。同时，制冷压缩机在运行过程中需消耗功，系统的运行成本大。而且，制冷压缩机的可靠性和运行性能直接影响制冷系统的可靠性，系统复杂，控制系统要求高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种初投资少，系统运行费用低，结构简单，可靠性高的二氧化碳蒸气喷射制冷系统。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种二氧化碳蒸气喷射制冷系统，其特征是，包括气体冷却器、第一阀门、第一喷射器、工质泵、第二阀门、蒸发器、第一膨胀阀、第三阀门；所述气体冷却器的出口分别与第一喷射器的进口接管和第一膨胀阀进口连接，所述第一喷射器的出口接管通过第一阀门与所述气体冷却器的入口连接，所述第一膨胀阀的出口与所述蒸发器的入口连接，所述蒸发器的出口分为两路，一路通过第三阀门与第一喷射器的引射入口接管连接，另一路通过第二阀门与所述工质泵的入口连接；所述工质泵的出口与气体冷却器的入口连接。

还包括第二喷射器，所述第二喷射器的入口接管与所述气体冷却器的出口连接，所述第二喷射器的引射接管与所述第三阀门的出口连接，所述第二喷射器的出口接管与所述第一喷射器的引射接管连接。

还包括气液分离器，所述气液分离器的气液两相流体进口通过第二膨胀阀与所述气体冷却器的出口连接，所述气液分离器的气体出口与所述第一喷射器的入口接管连接，所述气体分离器的液体出口通过所述第一膨胀阀与所述蒸发器的入口连接。

还包括自动控制器，所述第一阀门、第二阀门和第三阀门为电磁阀，所述气体冷却器的入口和蒸发器的入口分别安装有第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器、第一阀门、第二阀门、第三阀门和工质泵分别与所述自动控制器连接。

所述气体冷却器的入口和蒸发器的入口分别安装有压力表。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的二氧化碳蒸气喷射制冷系统采用喷射器取代制冷压缩机，减少了制冷压缩机的投资成本，系统的初投资少。

2、本发明的二氧化碳蒸气喷射制冷系统采用喷射器取代制冷压缩机，只需开启工质泵使气体冷却器和蒸发器间建立压力差，随后关闭工质泵即能运行，系统的结构简单，由于不直接消耗机械能，减少了制冷压缩机在运行过程中消耗的功，运行费用低。

3、本发明的二氧化碳蒸气喷射制冷系统采用喷射器取代制冷压缩机，制冷系统的可靠性不再受到制冷压缩机的可靠性和运行性能的影响，可靠性高，操作方便，控制简单。

4、本发明的二氧化碳蒸气喷射制冷系统采用喷射器取代制冷压缩机，节约能源，能够满足环保要求。

5、本发明的二氧化碳蒸气喷射制冷系统采用喷射器取代制冷压缩机，无转动部件，无磨损，无需润滑油，运行可靠，使用寿命长。

附图说明

图1所示为本发明单级喷射的二氧化碳蒸气喷射制冷系统的示意图；

图2所示为本发明双级喷射的二氧化碳蒸气喷射制冷系统的示意图；

图3所示为本发明的二氧化碳蒸气喷射制冷系统第一喷射器的接管图；

图4所示为本发明的二氧化碳蒸气喷射制冷系统第二喷射器的接管图；

图5所示为本发明双级节流的二氧化碳蒸气喷射制冷系统的示意图。

图中：1.气体冷却器，2.第一阀门，3.第一喷射器，4.工质泵，5.第二阀门，6.蒸发器，7.第一膨胀阀，8.第三阀门，9.第二喷射器,10.第一喷射器的混合室，11.第一喷射器的扩压器，12.第一喷射器的出口接管，13.第一喷射器的引射接管，14.第一喷射器的入口接管，15、第一喷射器的喷嘴，16.第二喷射器的扩压器，17.第二喷射器的喷嘴，18.第二喷射器的混合室，19、第二喷射器的出口接管，20.第二喷射器的引射接管，21.第二喷射器的入口接管，22、气液分离器，23.第二膨胀阀。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明的单级喷射的二氧化碳蒸气喷射制冷系统的示意图如图1、图3所示，包括气体冷却器1、第一阀门2、第一喷射器3、工质泵4、第二阀门5、蒸发器6、第一膨胀阀7、第三阀门8。所述气体冷却器1的出口分别与第一喷射器3的进口接管14和第一膨胀阀7的进口连接，所述第一喷射器3的出口接管12通过第一阀门2与所述气体冷却器1的入口连接，所述第一膨胀阀7的出口与所述蒸发器6的入口连接，所述蒸发器6的出口分为两路，一路通过第三阀门8与第一喷射器的引射入口接管13连接，另一路通过第二阀门5与所述工质泵4的入口连接，所述工质泵4的出口与气体冷却器1的入口连接。系统工作时，先关闭第一阀门2和第三阀门8，打开第二阀门5。蒸发器6中的二氧化碳气体在工质泵4的作用下压力升高后进入气体冷却器1，在气体冷却器1和蒸发器6间形成压力差后关闭第二阀门5和工质泵4，打开第一阀门2和第三阀门8。在气体冷却器1中与冷却介质进行热交换温度降低的高压二氧化碳气体分成两路，第一路通过第一喷射器3中的喷嘴15膨胀并以高速流动，在喷嘴出口处造成很低的压力，因流出速度高、压力低，吸引蒸发器6出口的二氧化碳流体进入第一喷射器的混合室10，在第一喷射器的混合室10中，两股二氧化碳流体混合后一起进入第一喷射器的扩压器11，在第一喷射器的扩压器中流速降低、压力升高后进入气体冷却器1。第二路通过第一膨胀阀7节流降压后进入蒸发器6，吸收被冷却空间的热量，为用冷空间提供冷源。

当蒸发温度较低时，为了满足气体冷却器和蒸发器间压力比的要求，提高喷射器的效率，保证喷射器的可靠性，可采用双级喷射，本发明双级喷射的二氧化碳蒸气喷射制冷系统的示意图如图2、图3和图4所示，还包括第二喷射器9，所述第二喷射器9的入口接管21与所述气体冷却器1的出口连接，所述第二喷射器9的引射接管20与所述第三阀门8的出口连接，所述第二喷射器的出口接管19与所述第一喷射器的引射接管13连接。系统工作时，先关闭第一阀门2和第三阀门8，打开第二阀门5。蒸发器6中二氧化碳气体经过工质泵4的作用压力升高后进入气体冷却器1，在气体冷却器1和蒸发器6间形成压力差后关闭第二阀门5和工质泵4，打开第一阀门2和第三阀门8。在气体冷却器1中与冷却介质进行热交换温度降低的高压二氧化碳气体分成三路，第一路通过第一喷射器3中的喷嘴15膨胀并以高速流动，在喷嘴出口处造成很低的压力，因流出速度高、压力低，吸引第二喷射器9出口的二氧化碳流体，进入第一喷射器的混合室10，在第一喷射器的混合室10中两股二氧化碳流体混合后一起进入第一喷射器的扩压器11，在第一喷射器的扩压器中流速降低、压力升高后进入气体冷却器1。第二路通过第二喷射器9中的喷嘴17膨胀并以高速流动，在喷嘴出口处造成很低的压力，因流出速度高、压力低，吸引蒸发器出口的二氧化碳流体，进入第二喷射器的混合室18，在第二喷射器的混合室18中，两股二氧化碳流体混合后一起进入第二喷射器的扩压器16，在第二喷射器的扩压器中流速降低、压力升高后被引射入第一喷射器的混合室10。第三路通过第一膨胀阀7节流降压后进入蒸发器6，吸收被冷却空间的热量，为用冷空间提供冷源。

当蒸发温度较低时，为了满足气体冷却器和蒸发器间压力比的要求，提高喷射器的效率，保证喷射器的可靠性，可采用双级节流，本发明双级节流的二氧化碳蒸气喷射制冷系统的示意图如图3和图5所示，还包括气液分离器22，所述气液分离器22的气液两相流体进口通过第二膨胀阀23与所述气体冷却器1的出口连接，所述气液分离器22的气体出口与所述第一喷射器3的入口接管14连接，所述气体分离器22的液体出口通过所述第一膨胀阀7与所述蒸发器6的入口连接。系统工作时，先关闭第一阀门2和第三阀门8，打开第二阀门5。蒸发器6中的二氧化碳气体在工质泵4的作用下压力升高后进入气体冷却器1，在气体冷却器1和蒸发器6间形成压力差后关闭第二阀门5和工质泵4，打开第一阀门3和第三阀门8。在气体冷却器1中与冷却介质进行热交换温度降低的高压二氧化碳气体经第二膨胀阀23节流降压后气液两相流体进入气液分离器22，在气液分离器22中分离出的气体进入第一喷射器的喷嘴15膨胀并以高速流动，在喷嘴出口处造成很低的压力，因流出速度高、压力低，吸引蒸发器出口的二氧化碳流体，进入第一喷射器的混合室10，在第一喷射器的混合室中，两股二氧化碳流体混合后一起进入第一喷射器的扩压器11，在第一喷射器的扩压器中流速降低、压力升高后进入气体冷却器1。气液分离器22中分离出的液体经过第一膨胀阀7节流降压后进入蒸发器6吸收被冷却空间的热量，为用冷空间提供冷源。设置气液分离器22是为了保证进入第一喷射器3为饱和气体，进入第一膨胀阀7为饱和液体，以保证第一喷射器的引射效果和第一膨胀阀的节流降压效果。

为了实现自动控制，还包括自动控制器，所述第一阀门、第二阀门和第三阀门为电磁阀，所述气体冷却器的入口和蒸发器的入口分别安装有第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器、第一阀门、第二阀门、第三阀门和工质泵分别与所述自动控制器连接。第一压力传感器和第二压力传感器感知气体冷却器和蒸发器入口的压力，当气体冷却器与蒸发器形成压力差后自动关闭第二阀门5和工质泵4，打开第一阀门3和第三阀门8。

为了便于观察系统压力情况，所述气体冷却器1的入口和蒸发器6的入口分别安装有压力表。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种二氧化碳蒸气喷射制冷系统，其特征在于，包括气体冷却器、第一阀门、第一喷射器、工质泵、第二阀门、蒸发器、第一膨胀阀、第三阀门；所述气体冷却器的出口分别与第一喷射器的入口接管和第一膨胀阀入口连接，所述第一喷射器的出口接管通过第一阀门与所述气体冷却器的入口连接，所述第一膨胀阀的出口与所述蒸发器的入口连接，所述蒸发器的出口分为两路，一路通过第三阀门与所述第一喷射器的引射入口接管连接，另一路通过第二阀门与所述工质泵的入口连接；所述工质泵的出口与所述气体冷却器的入口连接。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳蒸气喷射制冷系统，其特征在于，还包括气液分离器，所述气体冷却器的出口通过第二膨胀阀与所述气液分离器的气液两相流体入口连接，所述气液分离器的气体出口与所述第一喷射器的入口接管连接，所述气液分离器的液体出口通过所述第一膨胀阀与所述蒸发器的入口连接。

3.根据权利要求1或2所述的二氧化碳蒸气喷射制冷系统，其特征在于，还包括自动控制器，所述第一阀门、第二阀门和第三阀门为电磁阀，所述气体冷却器的入口和蒸发器的入口分别安装有第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器、第一阀门、第二阀门、第三阀门和工质泵分别与所述自动控制器连接。

4.根据权利要求1或2所述的二氧化碳蒸气喷射制冷系统，其特征在于，所述气体冷却器的入口和蒸发器的入口分别安装有压力表。

5.一种双级喷射的二氧化碳蒸气喷射制冷系统，其特征在于，包括气体冷却器、第一阀门、第一喷射器、工质泵、第二阀门、蒸发器、第一膨胀阀、第三阀门和第二喷射器；所述气体冷却器的出口分别与第一喷射器的入口接管、第一膨胀阀入口和第二喷射器的入口接管连接；所述第一喷射器的出口接管通过所述第一阀门与所述气体冷却器的入口连接，所述第一膨胀阀的出口与所述蒸发器的入口连接，所述蒸发器的出口分为两路，一路通过所述第三阀门与所述第二喷射器的引射入口连接，另一路通过所述第二阀门与所述工质泵入口连接；所述工质泵出口与所述气体冷却器的入口连接；所述第二喷射器的出口接管与所述第一喷射器的引射接管连接。

6.根据权利要求5所述的双级喷射的二氧化碳蒸气喷射制冷系统，其特征在于，还包括气液分离器，所述气体冷却器的出口通过第二膨胀阀与所述气液分离器的气液两相流体入口连接，所述气液分离器的气体出口与所述第一喷射器的入口接管连接，所述气液分离器的液体出口通过所述第一膨胀阀与所述蒸发器的入口连接。

7.据权利要求5所述的双级喷射的二氧化碳蒸气喷射制冷系统，其特征在于，所述气体冷却器的入口和蒸发器的入口分别安装有压力表。