CN102679618B - 太阳能驱动的喷射式制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能驱动的喷射式制冷系统，包括第一发生器和第二发生器，第一发生器的工作温度高于第二发生器的工作温度，第一发生器的制冷剂出口与第一喷射器的工作流体进口相连，第一喷射器的出口与冷凝器的制冷剂进口相连，冷凝器的制冷剂出口分为三路，其中一路经节流部件与蒸发器的制冷剂进口相连，蒸发器的制冷剂出口与第二喷射器的引射流体进口相连，另一路经第一工质泵与第一发生器的制冷剂进口相连，第三路经第二工质泵与第二发生器的制冷剂进口相连，第二发生器的制冷剂出口与第二喷射器的工作流体进口相连，第二喷射器的出口与第一喷射器的引射流体进口相连。本发明实现了能源的梯级利用，整个系统的能源利用效率高，节能效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种制冷循环系统，尤其涉及一种太阳能驱动的喷射式制冷系统。
背景技术
能源紧缺已经成为目前全世界必须面对和解决的重大问题。提高现有能源利用效率，开发利用可再生能源，实现可持续发展成为当今时代的一个主题。 合理用能的基本原则是“温度对口、梯级利用”,即在利用能源过程中,要分场合、分阶段利用能量，达到不同品质的能量得到合理利用，从而提高能源利用率，能源的梯级利用是节能的重要措施。传统的单喷射式制冷系统简单、运动部件少、结构紧凑、占用空间小，且具有利用太阳能、地热等可再生能源及工业余热等低品位能源来实现制冷的优点, 能提高能源有效利用程度，维护管理方便，是一种很有前途的制冷方式。
喷射制冷循环系统采用水、氨、HF类、HFC类或HCFC类等作为制冷工质，喷射制冷循环与机械压缩制冷循环最大区别在于以喷射器代替压缩机，通过低温热源加热来自冷凝器液体工质产生高压蒸汽，利用喷射器引射来自蒸发器的低压蒸汽并被压缩成较高压力蒸汽，为气态工质在较高温度下冷凝创造条件，除工质循环泵外无其它运动部件，循环运行维护少，高品位机械能消耗少，尤其是就氟利昂类工质而言，只需要60℃的低温热源就能驱动循环工作，具有利用太阳能、地热、工厂余热、废热等低品位低温能源的独特优势，是一种利用低焓能源来获取制冷效果的较为理想制冷方式，然而，传统喷射制冷循环所能获取的制冷温度较高，通常0℃以上，受喷射器压缩比小的限制，难以达到冷凝器的冷却介质在冷却温度较高时所需冷凝压力要求，故制冷温度较高，而且该系统效率较低，致使经过冷凝器后的制冷剂的温度相对较高，要通过蒸发器获得-10℃的制冷温度几乎是不可能的，从而使得传统喷射制冷机应用受到较大限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种系统压比大、制冷温度低的太阳能驱动的喷射式制冷系统。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种太阳能驱动的喷射式制冷系统，包括第一发生器和第二发生器，第一发生器的工作温度高于第二发生器的工作温度，第一发生器的制冷剂出口与第一喷射器的工作流体进口相连，第一喷射器的出口与冷凝器的制冷剂进口相连，冷凝器的制冷剂出口分为三路，其中一路经节流部件与蒸发器的制冷剂进口相连，蒸发器的制冷剂出口与第二喷射器的引射流体进口相连，另一路经第一工质泵与第一发生器的制冷剂进口相连，第三路经第二工质泵与第二发生器的制冷剂进口相连，第二发生器的制冷剂出口与第二喷射器的工作流体进口相连，第二喷射器的出口与第一喷射器的引射流体进口相连。
所述第一发生器通过其内设置的第一加热管为制冷剂加热，第二发生器通过其内设置的第二加热管为制冷剂加热，第一加热管的热媒出口与第二加热管的热媒进口相连。
所述第一加热管与第二加热管的热媒由太阳能集热器提供，太阳能集热器的出水口通过热媒泵与第一加热管的热媒进口相连，第二加热管的热媒出口与太阳能集热器的进口相连。
本发明的第二发生器产生的蒸汽作为第二喷射器的工作流体引射来自蒸发器的蒸汽，经过第二喷射器增加的流体进入第一喷射器的引射流体进口被来自第一发生器的蒸汽引射入第一发生器，来自第二发生器的蒸汽通过第二喷射器为进入第一喷射器的引射流体进口的蒸汽的增加压力，使得第一喷射出口处的蒸汽压力增高，提高了整个系统的压比，从而可以降低蒸发器的制冷温度，以便得到低于现有技术中的喷射制冷循环系统所能得到的制冷温度。
本发明的第一发生器通过其内设置的第一加热管为制冷剂加热，第二发生器通过其内设置的第二加热管为制冷剂加热，第一加热管的热媒出口与第二加热管的热媒进口相连，由第一加热管中出来的热媒进入第二发生器的继续使用，实现了低品位能源的梯级利用，提高整个系统的能源利用效率，节能效果显著，应用前景广阔。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
一种太阳能驱动的喷射式制冷系统的实施例，在图1中，其第一发生器1的制冷剂出口与第一喷射器2的工作流体进口相连，第一喷射器2的出口与冷凝器3的制冷剂进口相连，冷凝器3的制冷剂出口分为三路，其中一路经节流部件4与蒸发器5的制冷剂进口相连，蒸发器5的制冷剂出口与第二喷射器6的引射流体进口相连，另一路经第一工质泵7与第一发生器1的制冷剂进口相连，第三路经第二工质泵9与第二发生器8的制冷剂进口相连，第二发生器8的制冷剂出口与第二喷射器6的工作流体进口相连，第二喷射器6的出口与第一喷射器2的引射流体进口相连。其中第一发生器1的工作温度高于第二发生器8的工作温度。
第一发生器1内设置有第一加热管10，第一加热管10的两端伸出第一发生器，在使用时，第一发生器1通过第一加热管10为制冷剂加热。
第二发生器8内设置有第一加热管10，第二加热管11的两端伸出第二发生器，在使用时，第二发生器8通过第二加热管11为制冷剂加热。
第一加热管10的热媒出口与第二加热管11的热媒进口相连。
太阳能集热器12的出口通过热媒泵13与第一发生器的热媒进口相连，第二加热管的热媒出口与太阳能集热器的进口相连。
本制冷系统中的第二发生器8产生的中间压力制冷剂蒸汽作为工作蒸汽进入第二喷射器6引射蒸发器5中的低压制冷剂蒸汽，提高了第一喷射器2引射蒸汽的压力，提高了第一喷射器2的喷射系数和系统的压比，在蒸发器5中能获得更低的制冷温度。
上述实施例中的第一发生器与第二发生器均是通过加热管来加热制冷剂的，也可以利用现有技术中的别的加热方式进行加热。
上述实施例中的太阳能集热器与循环泵之间也可设蓄热水箱，以保证在阴天或太阳能不充足时系统可以正常工作。
上述实施例中的第一加热管10和第二加热管11的加热量是由太阳能提供的，也可以由地热能、工业余热或废热提供。
该太阳能驱动的喷射式制冷循环系统的工作原理：
低品位能源太阳能加热的热水通过第一加热管10的热媒进口进入第一发生器1将其中液态制冷剂加热成为高压制冷剂蒸汽后，然后由第一加热管10的热媒出口进入第二加热管11将第二发生器8中液态制冷剂加热成为中间压力制冷剂蒸汽。
第一发生器1中产生的高压制冷剂蒸汽，作为工作蒸汽进入第一喷射器2引射来自第二喷射器6出口的制冷剂蒸汽，经第一喷射器2混合增压作用后的制冷剂蒸汽进入冷凝器3中, 在冷凝器3中气液两相制冷剂被冷凝，冷凝器3出口的液态制冷剂分为三部分，一部分液态制冷剂经第一工质泵7加压后进入第一发生器1被加热气化为第一喷射器2的工作蒸汽，一部分液态制冷剂则经节流部件4节流降压变成低压低温制冷剂进入蒸发器5实现制冷，第三部分液态制冷剂经第二工质泵9加压后进入第二发生器8被加热气化为第二喷射器6的工作蒸汽引射来自蒸发器5的低温低压制冷剂蒸汽，经第二喷射器6混合增压作用的制冷剂蒸汽被来自第一发生器1的高压制冷剂蒸汽引射进入第一喷射器2，至此完成一个循环过程。
下面以R600a制冷剂为例说明上述双喷射式制冷循环系统的工作过程。
低品位能源太阳能由太阳能集热器12将水加热到100℃，100℃热水通过热媒泵13送入第一加热管10，将第一发生器1中液态制冷剂加热成为压力为1.64MPa的高压制冷剂蒸汽后，第一加热管10出口降温成70℃的热水进入第二加热管11，将第二发生器8中液态制冷剂加热成为压力为0.974MPa的中间压力制冷剂蒸汽，第二加热管11出口热水回到太阳能集热器12。
第二发生器8产生的中间压力（0.974MPa）制冷剂蒸汽通过第二喷射器6中喷嘴进行绝热膨胀，形成一股低压高速蒸汽，将蒸发器5中-10℃饱和制冷剂蒸汽（压力为0.108MPa）吸入第二喷射器6的引射口，在第二喷射器6内充分混合增压至0.216MPa后，被第一发生器1产生的高压制冷剂蒸汽（1.64MPa）通过第一喷射器2绝热膨胀形成的低压高速蒸汽吸入第一喷射器2内充分混合增压到0.406MPa后进入冷凝器3，被冷却水进一步冷凝为30℃液态制冷剂，冷凝器3出口液态制冷剂分为三路，一路液态制冷剂经过节流部件4后进入蒸发器5，在蒸发器5中吸热产生制冷效应，一路液态制冷剂在第一工质泵7的引射下进入第一发生器1，第三路液态制冷剂在第二工质泵9的引射下进入第二发生器8。
Claims (3)
1.一种太阳能驱动的喷射式制冷系统，其特征在于：包括第一发生器和第二发生器，第一发生器的工作温度高于第二发生器的工作温度，第一发生器的制冷剂出口与第一喷射器的工作流体进口相连，第一喷射器的出口与冷凝器的制冷剂进口相连，冷凝器的制冷剂出口分为三路，其中一路经节流部件与蒸发器的制冷剂进口相连，蒸发器的制冷剂出口与第二喷射器的引射流体进口相连，另一路经第一工质泵与第一发生器的制冷剂进口相连，第三路经第二工质泵与第二发生器的制冷剂进口相连，第二发生器的制冷剂出口与第二喷射器的工作流体进口相连，第二喷射器的出口与第一喷射器的引射流体进口相连。
2.根据权利要求1所述的太阳能驱动的喷射式制冷系统，其特征在于：所述第一发生器通过其内设置的第一加热管为制冷剂加热，第二发生器通过其内设置的第二加热管为制冷剂加热，第一加热管的热媒出口与第二加热管的热媒进口相连。
3.根据权利要求2所述的太阳能驱动的喷射式制冷系统，其特征在于：所述第一加热管与第二加热管的热媒由太阳能集热器提供，太阳能集热器的热媒出口通过热媒泵与第一加热管的热媒进口相连，第二加热管的热媒出口与太阳能集热器的进口相连。
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