CN104990302B - 具有气液分离器且利用低品位热能的喷射‑压缩制冷系统 - Google Patents

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Abstract

一种具有气液分离器且利用低品位热能的喷射‑压缩制冷系统，蒸发器的出口与压缩机的进口连接，压缩机的出口与预热器的第一进口连接，预热器的第一出口、喷射器的出口均与冷凝器的进口连接，冷凝器的出口分为二路，第一路出口经过泵与预热器的第二进口连接，冷凝器的第二路出口经过第一节流装置与气液分离器的进口连接，气液分离器的气相出口与喷射器的引射流体进口连接，气液分离器的液相出口通过第二节流装置与蒸发器的进口连接，预热器的第二出口与发生器的进口连接，发生器的出口与喷射器的工作流体进口连接。本发明效率较高、能耗较小、可以利用更低温度的热源、节能效能良好。

Description

具有气液分离器且利用低品位热能的喷射-压缩制冷系统
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，尤其是一种喷射-压缩制冷系统。
背景技术
随着人类社会的不断进步，人们对节能环保的要求不断提高。制冷技术每年消耗大量能源，在碳排放中占了较大比例。因此发展节能的制冷技术是当今热门的话题。
喷射-压缩耦合的制冷系统能够提升系统效率，减少对电能的消耗。现有的喷射-压缩耦合制冷循环大体有两种形式：第一，利用喷射器回收节流过程中的膨胀功，用高压的工质引射低压工质，提高压缩机吸气压力，最终提高系统效率，该种系统的驱动力全部来自电能或者说机械能；第二，喷射器与发生器和泵一起实现热压缩，代替部分机械压缩做功，以减少对电能的消耗，该种系统的驱动力由热能与电能两部分组成。前者，实际上是对压缩系统进行完善，系统效率提升的空间有限，一般用在高低压差比较大的场合才会有较好的效果，比如CO2制冷系统；而后者，由于通过喷射器把原本当做废物排掉的低品位热能利用起来，对耗电的减少有更佳的效果，当然该种系统的效率还有进一步提高的空间，尤其是当低品位热源温度较低的时候。
发明内容
为了克服已有喷射-压缩耦合的制冷系统的效率较低、能耗较大、不能利用更低温度的热源、节能效能较差的不足，本发明提供一种效率较高、能耗较小、可以利用更低温度的热源、节能效能良好的具有气液分离器且利用低品位热能的喷射-压缩制冷系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种具有气液分离器且利用低品位热能的喷射-压缩制冷系统，包括压缩机、预热器、冷凝器、蒸发器和喷射器，所述蒸发器的出口与所述压缩机的进口连接，所述压缩机的出口与所述预热器的第一进口连接，所述预热器的第一出口、喷射器的出口均与冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口分为二路，第一路出口经过泵与预热器的第二进口连接，所述喷射-压缩制冷系统还包括第一节流装置、第二节流装置、气液分离器和用于利用低品位热源将液态制冷剂转换成高温高压的蒸气的发生器，所述冷凝器的第二路出口经过第一节流装置与所述气液分离器的进口连接，所述气液分离器的气相出口与所述喷射器的引射流体进口连接，所述气液分离器的液相出口通过第二节流装置与蒸发器的进口连接，所述预热器的第二出口与发生器的进口连接，所述发生器的出口与所述喷射器的工作流体进口连接。
进一步，所述第一节流装置和第二节流装置为节流阀、膨胀阀或毛细管。
所述预热器是管壳式换热器、板式换热器或套管换热器。
本发明的技术构思为：采用两级节流，并在一级节流后有一个气液分离器。气液分离器将饱和气体与饱和液体分离开来，使得饱和液体在被二级节流后具有更多的单位制冷量，而饱和气体则无需被进一步节流就被喷射器吸入，不仅减少了节流损失，更是减少了喷射器的出口流体与引射流体的压比，即改善了喷射器的工作环境，提高了喷射器效率，降低了所需热源温度。此外本发明还利用了压缩机排气的热量对被泵加压后的液态制冷剂进行预热，进一步利用了低品位热能，体现了节能的理念。本发明的优势可以归纳为：消耗同样的电能与热能，本发明可以比原喷射系统和压缩系统产生更多的冷量。并且由于优化了喷射器的工作负荷，使得喷射器可以使用更低温度的热源，也就是拓宽了对低品位热能的利用范围，使得系统的节能效用得到了提升。
本发明的有益效果主要表现在：比现有的喷射-压缩系统有更高的效率，大幅减少能量消耗，且可以利用更低温度的热源，提高系统的节能效能。
附图说明
图1是具有气液分离器且利用低品位热能的喷射-压缩制冷系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1，一种具有气液分离器且利用低品位热能的喷射-压缩制冷系统，包括压缩机1、预热器2、冷凝器3、蒸发器7和喷射器10，所述蒸发器7的出口与所述压缩机1的进口连接，所述压缩机1的出口与所述预热器2的第一进口连接，所述预热器2的第一出口、喷射器10的出口均与冷凝器3的进口连接，所述冷凝器3出口分为二路，第一路出口经过泵8与预热器2的第二进口连接，所述喷射-压缩制冷系统还包括第一节流装置4、第二节流装置6、气液分离器5和用于利用低品位热源将液态制冷剂转换成高温高压的蒸气的发生器9，所述冷凝器3的第二路出口经过第一节流装置4与所述气液分离器5的进口连接，所述气液分离器5的气相出口与所述喷射器10的引射流体进口连接，所述气液分离器5的液相出口通过第二节流装置6与蒸发器7的进口连接，所述预热器2的第二出口与发生器9的进口连接，所述发生器9的出口与所述喷射器10的工作流体进口连接。
本实施例中，第一节流装置4和第二节流装置6可以是各种节流阀、膨胀阀、毛细管；预热器2可以是各种管壳式换热器、板式换热器、套管换热器等；并且各换热器内流体的布置可以采用逆流、顺流等；采用的工质可以是各类卤代烃，烷烃，烯烃，二氧化碳，氨等；给发生器加热的低品位热源，可以是余热，废热，太阳能热，地热等。
本实施例的工作过程为：高温高压的制冷剂从压缩机1的出口流出进入预热器2的第一进口在被初步冷却，然后又从预热器2的第一出口流出与来自喷射器10出口的制冷剂混合后进入冷凝器3进口，在冷凝器3中被冷凝后的液态制冷剂从在冷凝器3的出口流出分成两路，第一路出口经过泵8后进入预热器2的第二进口，然后从预热器2的第二出口流出进入发生器9的进口变成高温高压的蒸汽，再从发生器9出口进入喷射器10的工作流体进口，第二路出口经过第一节流装置4后变成具有中间压力的气液两相制冷剂并进入气液分离器5，气液分离器5中气液两相制冷剂分成了饱和液体与饱和气体，饱和气体从气液分离器5的气相出口流出并被吸入喷射器10的引射流体进口，饱和液体从气液分离器5的液相出口流出经过第二节流装置变成低压低温的制冷剂，进入蒸发器7进口蒸发吸热产生制冷量，然后从蒸发器7的出口流出，进入压缩机1的进口完成循环。

Claims (3)

1.一种具有气液分离器且利用低品位热能的喷射-压缩制冷系统，包括压缩机、预热器、冷凝器、蒸发器和喷射器，所述蒸发器的出口与所述压缩机的进口连接，所述压缩机的出口与所述预热器的第一进口连接，所述预热器的第一出口、喷射器的出口均与冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口分为二路，第一路出口经过泵与预热器的第二进口连接，其特征在于：所述喷射-压缩制冷系统还包括第一节流装置、第二节流装置、气液分离器和用于利用低品位热源将液态制冷剂转换成高温高压的蒸气的发生器，所述冷凝器的第二路出口经过第一节流装置与所述气液分离器的进口连接，所述气液分离器的气相出口与所述喷射器的引射流体进口连接，所述气液分离器的液相出口通过第二节流装置与蒸发器的进口连接，所述预热器的第二出口与发生器的进口连接，所述发生器的出口与所述喷射器的工作流体进口连接。
2.如权利要求1所述的具有气液分离器且利用低品位热能的喷射-压缩制冷系统，其特征在于：所述第一节流装置和第二节流装置为节流阀、膨胀阀或毛细管。
3.如权利要求1或2所述的具有气液分离器且利用低品位热能的喷射-压缩制冷系统，其特征在于：所述预热器是管壳式换热器、板式换热器或套管换热器。
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