CN103175333B - 中央空调联合太阳能喷射制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明专利涉及一种中央空调联合太阳能喷射制冷装置，该装置包括主喷射器、调压喷射器、预热喷射器、蒸发器、冷凝器、压缩机、节流阀、发生器、集热器、调节阀、制冷剂泵等。系统的特征是利用太阳能喷射制冷辅助机械压缩机式制冷以实现节能的目的；两种制冷方式共享蒸发器和冷凝器，有效地节约了系统成本；系统采用调压喷射器调节主喷射器引射流体的压力，从而在太阳能辐射波动时仍使主喷射器工况稳定且高效运行；在发生器与制冷剂泵之间设置预热喷射器，将压缩机出口的较高温度的气态制冷剂加热低温液态制冷剂循环工质，实质是利用中央空调产生的余热进行回收，以此提高系统的能源利用率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能喷射制冷领域，特别涉及一种低成本、高效率的中央空调联合太阳能喷射制冷领域。
背景技术
喷射制冷技术由Blanc和Parsons于1901年提出，但因效率远低于机械压缩式制冷系统，所以一直没能广泛应用。1980年，Wali首次提出了以太阳能为驱动热源的喷射制冷系统，随着全球能源危机的进一步加剧，以太阳能为代表的可再生能源利用越来越受到重视，太阳能喷射制冷因此获得了广泛的研究。
太阳能喷射制冷效率较低，这是其未得到大范围的推广应用的一个重要原因；此外，太阳能喷射制冷只能在白天运行，且受气候影响较大，要想大范围应用太阳能喷射制冷，必须解决这两个问题。经国内外学者大量的研究，复合制冷系统被认为是解决该问题的有效办法。复合制冷方式有太阳能喷射-压缩制冷(太阳能增压喷射制冷)、太阳能喷射-吸附制冷、太阳能喷射-吸收制冷等。
太阳能增压喷射制冷是在蒸发器出口和喷射器之间加设一个小容量压缩机以增大引射流体的压力，进而提高喷射系数，虽然压缩机消耗一定的电能，但喷射系数提高后整个制冷系统的节能效果更好。JorgeI.Hernandez等人对不同发生温度和冷凝温度下、采用R142b和R134a作制冷剂的此类系统进行了研究，结果制冷系数由0.3可提升至接近0.8。
喷射-吸附制冷系统白天通过吸附发生器解吸出来的蒸气作为喷射器的工作蒸气，依靠形成的真空抽吸蒸发器的制冷剂制冷；夜间通过吸附发生器吸附蒸发器中的制冷剂达到制冷目的。该系统的效率高于单一的吸附式或蒸气喷射式制冷循环，如果搭配合理，可以做到昼夜都能制冷。
发明内容
本发明内容在于解决现有技术的不足，提出一种以压缩式制冷为主，以太阳能喷射制冷为辅的全天候制冷系统：中央空调联合太阳能喷射制冷系统，该系统使太阳能得到有效利用，在低成本条件下实现节能的目的。
本发明装置包括主喷射器、调压喷射器、调节阀、压缩机、蒸发器、节流阀、冷凝器、制冷剂泵、预热喷射器、发生器、集热器、水泵等组成的联合制冷系统，与现有技术的区别是：系统加设了调压喷射器、预热喷射器。
主喷射器与调压喷射器的连接方式为：压缩机出口处流体为调压喷射器的工作流体，蒸发器出口处流体为调压喷射器的引射流体，调压喷射器的输出流体作为主喷射器的引射流体。
当太阳辐射波动时，主喷射器的工作流体压力降低，开启调节阀提高调压喷射器出口流体压力，弥补主喷射器工作流体压力的降低。使主喷射器出口流体压力在一定范围内保持稳定，从而保证主喷射器工作在最优状况下，提高了主喷射器的工作效率。
本系统中在制冷剂泵和发生器之间加设预热喷射器，其连接方式是：制冷剂泵中的低温液态制冷剂作为工作流体，压缩机出口处的较高温度的气态制冷剂作为引射流体，预热喷射器的出口与发生器相连。
预热喷射器的主要作用是：将压缩机出口处较高温度的气态制冷剂与来自制冷剂泵的低温液态制冷剂在预热喷射器的混合室内混合并进行能量交换，实质是利用中央空调自身产生的余热来加热喷射制冷中的循环工质，以此提高能源利用率。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
1.中央空调与太阳能喷射制冷并联运行，共享蒸发器和冷凝器，有效降低了系统成本。
2.发生器内压力随着太阳辐射的变化而波动，而蒸发器内温度及压力由中央空调的工作状态决定，两者不能协调控制，致使主喷射器较难工作在最优状态。在主喷射器及蒸发器之间设置一个调压喷射器，以压缩机出口处流体为工作流体，调节主喷射器的引射流体压力，增加主喷射器的可调节性，实现喷射制冷在最优工况下运行。
3.采用中央空调联合太阳能喷射制冷系统可实现全天候运行，有太阳能时则启动喷射制冷辅助压缩制冷实现节能降耗；当光照不足及无光时，中央空调独立工作完成制冷功能。
4.本发明中进入发生器中的制冷剂工质，其加热过程不再全部由太阳能加热完成，在压缩机出口处和发生器之间设置一个预热喷射器，将压缩机产生的高温气体与冷凝器过来的低温液态制冷剂经过该喷射器充分混合后再进入发生器，实质是将中央空调产生的余热进行了回收，使太阳能的循环热效率提升近一倍。
附图说明
图1为中央空调联合太阳能喷射制冷系统原理图；
1-主喷射器2-调压喷射器3-调节阀4-压缩机
5-蒸发器6-节流阀7-冷凝器8-制冷剂泵
9-预热喷射器10-发生器11-集热器12-水泵
具体实施方式
本系统中主喷射器1和调压喷射器2的内部机理为工作流体经拉瓦尔喷嘴后形成超音速气流，引射低压制冷剂蒸气，两股流体进入喷射器的混合室充分混合并伴随着能量交换，而后混合流体进入扩散管，动能持续减小，压力不断提高直至喷射器出口。
本系统的具体实施方式为：
由冷凝器7过来的液态制冷剂经制冷剂泵8加压后作为预热喷射器9的工作流体，压缩机4出口处的较高温度气态制冷剂作为引射流体，两相流体经预热喷射器9混合并伴随能量交换，实质是将中央空调产生的余热予以回收用于加热低温液态制冷剂，使其在进入发生器10之前温度得以提高，节约了太阳能的能量消耗，达到节能的目的。当太阳辐射足够强时，发生器10内较高温度的循环水将液态制冷剂加热蒸发，所产生蒸气作为主喷射器1的工作流体，可直接引射蒸发器5内的低压制冷剂蒸气，此时调节阀3关闭，调压喷射器2只相当于低压气态制冷剂的通道，两股蒸气在主喷射器1内充分混合后进入冷凝器7；若太阳辐射波动时，开启调节阀3调节调压喷射器2的工作流体流量从而改变主喷射器1的引射流体的压力，使主喷射器1工作在最优状况。从主喷射器1出来的制冷剂蒸气进入冷凝器7放热冷凝成液态后继续循环。
Claims (3)
1.一种太阳能喷射式制冷辅助机械压缩式制冷装置，其特征在于，由主喷射器、调压喷射器、调节阀、压缩机、蒸发器、节流阀、冷凝器、制冷剂泵、预热喷射器、发生器、集热器和水泵组成中央空调联合太阳能喷射制冷系统，在主喷射器及蒸发器之间设置一个调压喷射器，压缩机出口处流体为调压喷射器工作流体且由调节阀来调节工作流体流量，蒸发器出口处流体为调压喷射器引射流体，调压喷射器的出口流体为主喷射器的引射流体，在所述的发生器与制冷剂泵之间引入预热喷射器，制冷剂泵出口处的液态流体为预热喷射器的工作流体，压缩机出口处气态流体为预热喷射器的引射流体，预热喷射器出口处流体进入发生器，所述的中央空调联合太阳能喷射制冷系统，各部件之间以管路方式连接，以主喷射器为核心组成的喷射制冷和以压缩机为核心的机械制冷并联运行，共享蒸发器和冷凝器，实现节能的目的。
2.根据权利要求1所述的太阳能喷射式制冷辅助机械压缩式制冷装置，其特征在于，所述的调压喷射器可以改变主喷射器的引射流体压力，以此拓宽主喷射器的工作范围，在太阳辐射波动时保证主喷射器稳定运行。
3.根据权利要求1所述的太阳能喷射式制冷辅助机械压缩式制冷装置，其特征在于，将压缩机出口处的较高温度气态制冷剂与制冷剂泵出口处的低温液态制冷剂在预热喷射器中混合并进行能量交换，利用中央空调产生的余热来加热喷射制冷循环工质。
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