CN105042741B - 喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统，包括喷射制冷子系统和主动式冷梁子系统，喷射制冷子系统包括发生器(1)、低压喷射器(2)、高压喷射器(3)、冷凝器(4)、水泵(5)、低温侧蒸发器(6)、高温侧蒸发器(7)、低压节流阀(8)和高压节流阀(9)，发生器(1)出口气体分两路进入冷凝器(4)，冷凝器(4)出口制冷剂分别进入发生器(1)、高温侧蒸发器(7)和低温侧蒸发器(6)完成制冷循环。冷梁风侧末端和冷梁水侧末端分别通过低温换热器(10)与低温侧蒸发器(6)、高温换热器(11)与高温侧蒸发器(7)换热。与现有技术相比，本发明发挥冷梁的优点，结构简单，提高喷射制冷蒸发温度，系统整体性能高。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷射制冷装置，尤其是涉及一种喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统。
背景技术
能源短缺与环境污染成为日益严重的问题，节能减排成为人们日益关注的焦点问题。喷射式制冷技术可以通过水及多种环境友好型制冷介质作为工质，通过多种形式的低位热源(太阳能、地热能、工业余热、废气及生物质能等)驱动实现制冷。喷射制冷技术因具有结构简单、寿命长、初投资及低维护费用小等特点，受到国内外众多学者的研究关注。但是目前因为喷射制冷能效较低而没有得到较好的推广与应用，因此喷射制冷技术大多限于实验研究。国内外学者对解决上述问题的主要研究集中在压缩-喷射、吸收-喷射等复合制冷循环，但复合制冷形式结构相对复杂，往往还需要消耗大量电能，投资成本相对较高。冷梁系统作为辐射供冷末端的一种形式，系统所需供回水温度较高，具有节能、舒适等优势，目前得到广泛的推广与应用。
主动式冷梁是一种具有辐射能力的诱导式气水换热末端装置。如图1所示，主动式冷梁末端主要由外壳21、喷嘴22、换热盘管23、混合腔24、导流槽25和孔板26组成，经处理的一次风被送入主动式冷梁后，经喷嘴22高速喷射，高速气流在混合腔24内产生负压，从而诱导室内低速的室内空气通过孔板26，经过换热盘管23进行冷却并与一次风混合后通过两个封闭的导流槽25形成贴附射流，沿着吊顶向室内贴附送风，对于主动式冷梁子系统，目前冷水侧的推荐供冷温度16℃/19℃。同时将水侧供冷量与风侧供冷量之比定义为m，该值可以反映主动式冷梁系统的供冷性能与节能效果，m值越大代表冷梁设备本身承担负荷的比例越大，冷梁系统能效越高，在相同的建筑类型、室内设计条件下，m值主要取决于建筑不同地理位置下的室外气象参数。
公开号为CN 101387457A的中国专利公开了一种多喷射器并联型太阳能喷射制冷装置，该装置包括太阳能热水回路、喷射制冷剂回路和空调水回路，解决了传统喷射制冷系统只有一个喷射器，容易出现工况不稳定、喷射系统效率下降的问题。然而该装置没有解决喷射制冷能效低的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服目前喷射制冷能效较低的缺陷而提供一种制冷能效高、结构简单的喷射制冷与主动式冷梁技术联合应用系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统，其特征在于，包括喷射制冷子系统和主动式冷梁子系统，所述的喷射制冷子系统为主动式冷梁子系统的冷梁风侧末端和冷梁水侧末端提供冷源。
所述的喷射制冷子系统包括发生器、低压喷射器、高压喷射器、冷凝器、水泵、低温侧蒸发器、高温侧蒸发器、低压节流阀和高压节流阀，所述的发生器出口气体分为两路，一路经过高压喷射器降压扩速，引射高温侧蒸发器内部制冷剂蒸发制冷进入冷凝器，另一路经过低压喷射器降压扩速，引射低温侧蒸发器内部制冷剂蒸发制冷进入冷凝器，所述的冷凝器出口制冷剂分三路，第一路经过水泵升压进入发生器重新加热，第二路经过高压节流阀进入高温侧蒸发器，第三路经过低压节流阀进入低温侧蒸发器，高温侧蒸发器与冷梁水侧末端换热，低温侧蒸发器与冷梁风侧末端换热，共同承担冷梁用户端的冷负荷，完成喷射制冷循环。
所述的冷梁风侧末端通过低温换热器与低温侧蒸发器换热，对一次风降温，所述的冷梁水侧末端通过高温换热器与高温侧蒸发器换热，对冷梁水侧末端管道中的水降温。
所述的喷射制冷子系统使用R141b作为制冷剂。
所述的高温侧蒸发器的蒸发压力范围为43～51KPA，蒸发温度范围为10～14℃。
所述的冷梁水侧末端供冷管路中冷水温度范围为16～19℃。
所述的高压喷射器的引射压力范围为43～51KPA，对应蒸发温度范围为10～14℃，所述的低压喷射器的压力范围为35～43KPA，对应蒸发温度范围为5～10℃。
所述的发生器与外部低位热源换热，驱动喷射制冷运行，所述的外部低位热源包括太阳能、地热能、工业余热、废气和生物质能。
所述的高压喷射器和低压喷射器所需要工作气体流量根据工况自动或手动调节。
所述的冷凝器与大气进行换热。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)喷射制冷结合主动式冷梁技术，喷射制冷子系统为主动式冷梁子系统的冷梁风侧末端和冷梁水侧末端提供冷源，发挥主动式冷梁子系统的末端具有高温辐射供冷的优势，提高喷射制冷子系统蒸发温度，实现喷射制冷子系统的整体性能的提高，达到高效供冷。
(2)传统空调复合冷梁供冷系统分别需要设置高温、低温冷水机组及对应高温侧、低温侧换热器，本发明与传统的冷梁供冷技术相比，冷水机组结构简单，简化了空调系统结构。
(3)高压喷射器和低压喷射器的工作气体流量可调节，保证喷射制冷联合冷梁系统在不同工况时高效运行。
(4)主动式冷梁空调回水温度为16～19℃，整个系统能耗低、成本低。
附图说明
图1为主动式冷梁末端供冷结构原理图；
图2为喷射制冷系统原理图；
图3为本发明的系统结构图；
图中标号：1为发生器，2为低压喷射器，3为高压喷射器，4为冷凝器，5为水泵，6为低温侧蒸发器，7为高温侧蒸发器，8为低压节流阀，9为高压节流阀，10为低温换热器，11为高温换热器，12为一次风盘管，21为外壳，22为喷嘴，23为换热盘管，24为混合腔，25为导流槽，26为孔板，32为喷射器，33为蒸发器，36为节流阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，主动式冷梁末端包括冷梁风侧末端和冷梁水侧末端，主要由外壳21、喷嘴22、换热盘管23、混合腔24、导流槽25和孔板26组成，经处理的一次风被送入主动式冷梁后，经喷嘴22高速喷射，高速气流在混合腔24内产生负压，从而诱导室内低速的室内空气通过孔板26，经过属于冷梁水侧末端中的换热盘管23进行冷却，并与属于冷梁风侧末端的一次风混合后，通过两个封闭的导流槽25形成贴附射流，沿着吊顶向室内贴附送风。主动式冷梁空调系统冷媒温度(16℃/19℃)比传统空调系统高(7℃/12℃)。
如图2所示，传统的喷射制冷系统主要包括发生器1、喷射器32、蒸发器33、冷凝器4、水泵5和节流阀36，运行方式如下：
制冷剂为环保型氟利昂制冷剂，发生器1内高压的液态制冷剂经低温热源(太阳能、工业余热等)加热形成高温(70～95℃)高压的制冷剂蒸汽作为工作气体进入喷射器32，工作气体首先进行降压扩速引射蒸发器33内制冷剂蒸发制冷，两股气流混合后在喷射器32内降速扩压，达到环境温度下冷凝压力进入冷凝器4，制冷剂蒸汽在冷凝器4内与大气换热冷凝，冷凝器4的出口分为两路，一路制冷剂经过节流阀36降压进入蒸发器33，另一路制冷剂经水泵5升压进入发生器1完成整个制冷循环。
如图3所示，本实施例的喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统将主动式冷梁末端与改进后的喷射制冷系统结合，包括喷射制冷子系统与主动式冷梁子系统，与传统喷射制冷系统不同的是，本喷射制冷子系统设置两个喷射器和蒸发器，两个蒸发器分别为主动式冷梁子系统的冷梁风侧末端和冷梁水侧末端提供冷源。
喷射制冷子系统：包括发生器1、低压喷射器2、高压喷射器3、冷凝器4、水泵5、低温侧蒸发器6、高温侧蒸发器7、低压节流阀8和高压节流阀9。
喷射制冷子系统选用R141b作为制冷循环工质，其拥有最佳的工作压力,发生压力与冷凝压力均在大气压附近，工程及实验验证表明该工质喷射系数较大。因此，对喷射制系统选取采用R141b作为循环制冷剂。
喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统工作时，首先发生器1与包括太阳能、地热能、工业余热、废气和生物质能等的外部低位热源换热，驱动喷射制冷运行。余热驱动喷射制冷系统结构简单、运行维护成本低。发生器1出口气体分为两路，一路经过高压喷射器3降压扩速，高压喷射器3的引射压力范围为43～51KPA，对应蒸发温度范围为10～14℃，高压喷射器3引射高温侧蒸发器7内部制冷剂蒸发制冷，蒸发后的制冷剂蒸汽进入冷凝器4，高温侧蒸发器7的蒸发压力范围与蒸发温度范围与高压喷射器3相同，制冷剂蒸发时，高温蒸发器7与高温侧换热器11换热，而高温侧换热器11又通过换热盘管23与冷梁水侧末端换热，从而高温蒸发器7为冷梁水侧末端提供冷源；发生器1出口气体另一路经过低压喷射器2降压扩速，低压喷射器2引射低温侧蒸发器6内部制冷剂蒸发，蒸发后的制冷剂蒸汽进入冷凝器4，低压喷射器2的压力范围为35～43KPA，对应蒸发温度范围为5～10℃，制冷剂蒸发时，低压蒸发器6与低温侧换热器10换热，而低温侧换热器10又通过一次风盘管12同冷梁风侧末端换热，从而低温蒸发器6为冷梁风侧末端提供冷源。由此，高温侧蒸发器7与低温侧蒸发器6通过分别与冷梁水侧末端和冷梁风侧末端换热，共同承担冷梁用户端的冷负荷。
高压喷射器3和低压喷射器2对应的喷射压力维持在该制冷剂对应发生温度(75～95℃)下，保证喷射制冷系统较好的制冷性能，同时保证烟气余热的回收量。高压喷射器3和低压喷射器2上分别设有气体流量控制阀门调节喷射器气体流量，低温侧蒸发器6和高温侧蒸发器7的压力分别通过对应的低压节流阀8和高压节流阀9来调节控制。
两路制冷剂蒸汽进入冷凝器4后，冷凝器4与大气进行换热完成冷凝，使制冷剂蒸汽重新凝结。冷凝器4出口的制冷剂分三路，第一路经过水泵5升压进入发生器1重新加热，第二路经过高压节流阀9进入高温侧蒸发器7，第三路经过低压节流阀8进入低温侧蒸发器6，完成喷射制冷循环。
工作过程中，高压喷射器3和低压喷射器2所需要工作气体流量根据工况自动或手动调节，保证喷射制冷联合冷梁系统在不同工况时高效运行。
本实施例中，冷梁水侧供冷侧所需供水温度较高，为16℃/19℃，使得对应喷射制冷蒸发换热侧的蒸发温度提高，从而使制冷剂蒸发压力提高，达到提高喷射制冷系统能效的目的。同时，由于传统空调复合冷梁供冷系统往往分别需要设置高温、低温冷水机组及对应高温侧、低温侧换热器，本发明系统与传统的冷梁供冷技术相比，冷水机组结构简单，简化了空调系统结构。
Claims (9)
1.喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统，其特征在于，包括喷射制冷子系统和主动式冷梁子系统，所述的喷射制冷子系统包括发生器(1)、低压喷射器(2)、高压喷射器(3)、冷凝器(4)、水泵(5)、低温侧蒸发器(6)、高温侧蒸发器(7)、低压节流阀(8)和高压节流阀(9)，所述的发生器(1)出口气体分为两路，一路经过高压喷射器(3)降压扩速，引射高温侧蒸发器(7)内部制冷剂蒸发制冷进入冷凝器(4)，另一路经过低压喷射器(2)降压扩速，引射低温侧蒸发器(6)内部制冷剂蒸发制冷进入冷凝器(4)，所述的冷凝器(4)出口制冷剂分三路，第一路经过水泵(5)升压进入发生器(1)重新加热，第二路经过高压节流阀(9)进入高温侧蒸发器(7)，第三路经过低压节流阀(8)进入低温侧蒸发器(6)，高温侧蒸发器(7)与冷梁水侧末端换热，低温侧蒸发器(6)与冷梁风侧末端换热，共同承担冷梁用户端的冷负荷，完成喷射制冷循环。
2.根据权利要求1所述的喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统，其特征在于，所述的冷梁风侧末端通过低温换热器(10)与低温侧蒸发器(6)换热，对一次风降温，所述的冷梁水侧末端通过高温换热器(11)与高温侧蒸发器(7)换热，对冷梁水侧末端管道中的水降温。
3.根据权利要求1所述的喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统，其特征在于，所述的喷射制冷子系统使用R141b作为制冷剂。
4.根据权利要求1所述的喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统，其特征在于，所述的高温侧蒸发器(7)的蒸发压力范围为43～51KPA，蒸发温度范围为10～14℃。
5.根据权利要求1所述的喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统，其特征在于，所述的冷梁水侧末端供冷管路中冷水温度范围为16～19℃。
6.根据权利要求1所述的喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统，其特征在于，所述的高压喷射器(3)的引射压力范围为43～51KPA，对应蒸发温度范围为10～14℃，所述的低压喷射器(2)的压力范围为35～43KPA，对应蒸发温度范围为5～10℃。
7.根据权利要求1所述的喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统，其特征在于，所述的发生器(1)与外部低位热源换热，驱动喷射制冷运行，所述的外部低位热源包括太阳能、地热能、工业余热、废气和生物质能。
8.根据权利要求1所述的喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统，其特征在于，所述的高压喷射器(3)和低压喷射器(2)所需要工作气体流量根据工况自动或手动调节。
9.根据权利要求1所述的喷射制冷与主动式冷梁联合应用系统，其特征在于，所述的冷凝器(4)与大气进行换热。
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| 主动式冷梁空调系统在某工程中的应用;徐理民;《制冷与空调》;20121231;第12卷(第6期);第2部分：应用中心实验楼空调系统，图1-2 * |
| 蒸汽喷射制冷的现状及发展趋势;李树江;《制冷与空调》;20071231;第7卷(第6期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105042741A (zh) | 2015-11-11 |
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