CN108224833A - 喷射器制冷系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种喷射器制冷系统，其包括：通过管路连接的压缩机、排热热交换器、喷射器、分离器、第一节流元件以及吸热热交换器，所述喷射器具有连接至所述排热热交换器的主流入口，其还具有次流入口及喷射器出口；所述分离器具有连接至所述喷射器出口的分离器入口、连接至所述第一节流元件的分离器液体出口和连接至所述压缩机的进气口的分离器气体出口；其中连接所述吸热热交换器及所述喷射器的次流入口的第一流路、连接所述吸热热交换器及所述压缩机的进气口的第二流路的导通和关闭可控制。在此种布置下，对于当前系统而言，一方面，控制逻辑更为简便可靠；另一方面，简化了节流元件的选型并提高其工作可靠性。

Description

喷射器制冷系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及喷射器制冷系统领域，更具体而言，其涉及一种喷射器制冷系统及其控制方法。
背景技术
目前，在供热、通风及空气调节领域或制冷领域，已开始逐渐使用喷射器（ejector）作为一种新的制冷方式。喷射器制冷的优势主要体现于，其在具有较高环境温度的区域能够有更节能更环保的工作表现。因此，喷射器制冷系统通常具有至少两种模式，即基准模式与喷射器模式，其在高温工况下应用喷射器模式，而在一般或较低环境温度的工况下则应用基准模式。
前述喷射器制冷系统可能面临两类问题。其一，当在喷射器模式与基准模式之间进行模式切换时，两种模式在节流元件两侧产生的压差具有较大的变化。作为一个示例，在喷射器模式下，第一节流元件的两侧压差可能为0.5bar-1bar，而在基准模式下，第一节流元件的两侧压差可能为15-20bar。目前难以选择一种第一节流元件的型号，使其能够同时跨越两个相差如此遥远的压差区间来工作。其二，在这种常规的喷射器制冷系统中，为实现在不同工作模式下对喷射器的通断，需要在系统中采用多个电磁阀或三通阀来实现对流路通断或者切换的控制，这将带来极其复杂的控制逻辑，因而也降低了整个系统的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便于切换工作模式的喷射器制冷系统。
本发明的目的还在于提供一种便于切换工作模式的用于喷射器制冷系统的控制方法。
为实现本发明的目的，根据本发明的一个方面，提供一种喷射器制冷系统，其包括：通过管路连接的压缩机、排热热交换器、喷射器、分离器、第一节流元件以及吸热热交换器，所述喷射器具有连接至所述排热热交换器的主流入口，其还具有次流入口及喷射器出口；所述分离器具有连接至所述喷射器出口的分离器入口、连接至所述第一节流元件的分离器液体出口和连接至所述压缩机的进气口的分离器气体出口；其中连接所述吸热热交换器及所述喷射器的次流入口的第一流路、连接所述吸热热交换器及所述压缩机的进气口的第二流路的导通和关闭可控制。
根据本发明的再一个方面，还提供一种用于喷射器制冷系统的控制方法，该系统包括通过管路连接的压缩机、排热热交换器、喷射器、分离器、第一节流元件以及吸热热交换器，连接所述吸热热交换器及所述喷射器的第一流路、连接所述吸热热交换器及所述压缩机的第二流路；该方法包括：喷射器模式，导通第一流路，断开第二流路；此时，由吸热热交换器至喷射器次流入口的通路导通，而吸热热交换器连接至压缩机吸气口的通路断开；和/或基准模式，导通第二流路，断开第一流路；此时，吸热热交换器连接至压缩机吸气口的通路导通，而由吸热热交换器至喷射器次流入口的通路断开。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的喷射器制冷系统在喷射器模式下的工作状态示意图。
图2是本发明的一个实施例的喷射器制冷系统在基准模式下的工作状态示意图。
具体实施方式
参见图1及图2，其示出了喷射器制冷系统的一个实施例。其中，两幅图分别示出了同一系统在不同工作模式下的各流路通断控制情况。下文将首先参照附图来了解该喷射器制冷系统的构造。
如图所示，该喷射器制冷系统包括了各常规制冷部件，也即通过管路顺次连接的压缩机100、排热热交换器200、第一节流元件300以及吸热热交换器400。此外，其还包括起到喷射制冷作用的喷射器500，其具有连接至排热热交换器200的主流入口510、次流入口520及喷射器出口530；以及起到气液分离作用分离器600，其具有连接至喷射器出口530的分离器入口610、连接至第一节流元件300的分离器液体出口620和连接至压缩机10的进气口110的分离器气体出口630。为促进喷射器制冷系统在不同工作模式下的切换，该实施例还包括能够切换的第一流路及第二流路；其中第一流路连接吸热热交换器400及喷射器500的次流入口520，第二流路连接吸热热交换器400及压缩机100的进气口110。在此种布置下，一方面，对于当前系统而言，完成工作模式切换仅需要择一地导通第一流路或第二流路，该控制逻辑更为简便可靠；另一方面，当从喷射器模式切换至基准模式时，当前系统的喷射器的次流入口被断开，而主流入口及出口照常导通，这将使得喷射器在此可被用作第一节流元件上游的另一节流元件，进而使整个系统处于二级节流的状态。因此，第一节流元件在基准模式下原本需要承载的压差有一部分由喷射器所承载，因此其两侧压差相应地减小，这将确保第一节流元件在两种工作模式之间不存在过大的压差跨度，简化其选型并提高其工作可靠性。
为实现对于前述实施例中的第一流路及第二流路的通断控制，可采用多种零部件及方式。例如，可以通过三通阀来择一导通两条流路之一；又如，可以通过单独的开关阀来控制每条流路的通断；再如，还可以通过联动的阀门来协同控制两条流路的通断等等。如下将列举若干示例以助于理解。
作为一个示例，该喷射器制冷系统包括三通阀800，其分别连接吸热热交换器400的出口、喷射器500的次流入口520以及压缩机100的进气口110；其中，该喷射器制冷系统能够通过控制三通阀800的切换来择一导通第一流路或第二流路。例如，在喷射器模式下，三通阀800导通第一流路，吸热热交换器400连接至喷射器500的次流入口520。抑或，在基准模式下，三通阀800导通第二流路，吸热热交换器400连接至压缩机100的进气口110。此时，仅需控制一个三通阀的切换来实现整套系统的工作模式切换，控制原理及控制逻辑设置极其简单，系统可靠性非常高。
作为另一个示例，该喷射器制冷系统还包括设置在第一流路上的第一电磁阀；以及设置在第二流路上的第二电磁阀；其中，喷射器制冷系统能够通过控制第一电磁阀及第二电磁阀的通断来择一导通第一流路或第二流路。例如，在喷射器模式下，第一电磁阀导通且第二电磁阀断开，第一流路导通。抑或，在基准模式下，第一电磁阀断开且第二电磁阀导通，第二流路导通。此时，仅需控制两个电池阀的通断来实现整套系统的工作模式切换，控制原理及控制逻辑设置相对简单，且对流路通断的控制稳定性高。
此外，为对前述实施例做出进一步地改善，还可增设其他部件或对现有部件的布置进行优化。
作为一个实施例，该喷射器制冷系统还包括设置在分离器气体出口630与压缩机100的进气口110之间的第二节流元件900，以此来确保经由分离器600流出的制冷剂气体与经由第二流路流出的制冷剂气体具有相平衡的压差。更具体而言，分离器气体出口630经由第二流路连接压缩机100的吸气口；其中，第二节流元件900设置在分离器气体出口630与第二流路之间。
作为另一个实施例，喷射器500为具有可调节主流入口510流通面积的喷射器500。如此该喷射器能够用作具有一定流量调节范围的节流元件。
此外，该系统还可包括回热热交换器700，其用于提供排热热交换器200与喷射器500之间的流路及第二流路之间的热交换，以提高能量利用率。
为配合前述实施例中的制冷系统及具有相同性质的喷射器制冷系统的使用，在此还提供一种用于喷射器制冷系统的控制方法。
该控制方法包括：喷射器模式，导通第一流路，断开第二流路；此时，由吸热热交换器400至喷射器500次流入口520的通路导通，而吸热热交换器400连接至压缩机100吸气口的通路断开。此时，喷射循环得以正常工作。其中，应当知道的是，尽管吸热热交换器400连接至压缩机100吸气口的通路已断开，其仍然可以依次经由喷射器500、分离器600而连接至压缩机100的吸气口。以及基准模式，导通第二流路，断开第一流路；此时，吸热热交换器400连接至压缩机100吸气口的通路导通，而由吸热热交换器400至喷射器500次流入口520的通路断开。此时，喷射器500作为系统回路中一个节流元件而存在，为其下游的第一节流元件分担了部分工作压差。
更具体而言，在喷射器模式下，制冷剂依次流经压缩机100、排热热交换器200、喷射器500主流入口510、喷射器出口530、分离器入口610；此后，由分离器气体出口630流出的制冷剂经由第二节流元件900节流后流回压缩机100中；由分离器液体出口620流出的制冷剂经由第一节流元件300节流后、流过吸热热交换器400，并经由第一流路流至喷射器500次流入口520。而在基准模式下，制冷剂依次流经压缩机100、排热热交换器200、喷射器500主流入口510、喷射器出口530、分离器入口610；此后，由分离器气体出口630流出的制冷剂经由第二节流元件900节流后流回压缩机100中；由分离器液体出口620流出的制冷剂经由第一节流元件300节流后、流过吸热热交换器400，并经由第二流路流回至压缩机100中。
具体而言，为实现在第一流路及第二流路的通断控制，可采用多种方式。例如，通过三通阀来择一导通两条流路之一；又如，通过单独的开关阀来控制每条流路的通断；再如，通过联动的阀门来协同控制两条流路的通断等等。如下将列举若干示例以助于理解。作为一个示例，可以通过设置在第一流路及第二流路交汇点的三通阀800的换向来同时控制第一流路及第二流路的通断。作为另一个示例，可以通过分别设置在第一流路上的第一电磁阀及设置在第二流路上的第二电磁阀来控制第一流路及第二流路的通断。
如下将结合前述附图及描述的喷射器制冷系统及控制方法来说明该系统的工作过程，其中图1及图2中存在的标示“X”表明对应的流路处于非断开状态；此外，图中存在的箭头标示则表明在该种工作模式下制冷剂的流向。
参见图1，在喷射器模式下，经由压缩机100压缩后的高压气相制冷剂流入排热热交换器200进行冷凝，冷凝后的高压液相制冷剂经由主流入口510流入喷射器500，并与来自次流入口520的低压气相制冷剂混合而成中压气液两相制冷剂，随后其经由喷射器出口530喷射至分离器600中进行气液分离。在分离器600中，一方面，液相制冷剂经由液体出口620流至第一节流元件300进行节流，并进入吸热热交换器400进行蒸发；随后，低压气相制冷剂经由第一流路通过次流入口520流入喷射器500中，并与来自主流入口510的制冷剂混合而成中压气液两相制冷剂；另一方面，气相制冷剂经由分离器600的气体出口630流至第二节流元件900进行节流后，与第二流路中的制冷剂交汇并共同流回至压缩机100中，完成整个喷射制冷循环。
参见图2，在基准模式下，经由压缩机100压缩后的高压气相制冷剂流入排热热交换器200进行冷凝，冷凝后的高压液相制冷剂经由主流入口510流入喷射器500，在喷射器500中进行第一次节流，随后其经由喷射器出口530喷射至分离器600。在分离器600中，一方面，液相制冷剂经由液体出口620流至第一节流元件300进行节流，并进入吸热热交换器400进行蒸发；随后，低压气相制冷剂经由第二流路流经回热热交换器700来与排热热交换器200下游的高压液相制冷剂进行回热交换，并最终流回至压缩机100中；另一方面，气相制冷剂经由分离器600的气体出口630流至第二节流元件900进行节流后，与第二流路中的制冷剂交汇并共同流回至压缩机100中，完成整个基准制冷循环。
以上例子主要说明了本发明的喷射器制冷系统及其控制方法。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (16)

1.一种喷射器制冷系统，其特征在于，包括：
通过管路连接的压缩机、排热热交换器、喷射器、分离器、第一节流元件以及吸热热交换器，
所述喷射器具有连接至所述排热热交换器的主流入口，其还具有次流入口及喷射器出口；
所述分离器具有连接至所述喷射器出口的分离器入口、连接至所述第一节流元件的分离器液体出口和连接至所述压缩机的进气口的分离器气体出口；
其中连接所述吸热热交换器及所述喷射器的次流入口的第一流路、连接所述吸热热交换器及所述压缩机的进气口的第二流路的导通和关闭可控制。
2.根据权利要求1所述的喷射器制冷系统，其特征在于，还包括三通阀，其分别连接所述吸热热交换器的出口、所述喷射器的次流入口以及所述压缩机的进气口；其中，通过所述三通阀的切换来择一地导通所述第一流路或所述第二流路。
3.根据权利要求2所述的喷射器制冷系统，其特征在于，在喷射器模式下，所述三通阀导通第一流路，所述吸热热交换器连接至所述喷射器的次流入口。
4.根据权利要求2所述的喷射器制冷系统，其特征在于，在基准模式下，所述三通阀导通第二流路，所述吸热热交换器连接至所述压缩机的进气口。
5.根据权利要求1所述的喷射器制冷系统，其特征在于，还包括设置在第一流路上的第一电磁阀；以及设置在第二流路上的第二电磁阀；其中，能够通过所述第一电磁阀及第二电磁阀的通断来择一地导通所述第一流路或所述第二流路。
6.根据权利要求5所述的喷射器制冷系统，其特征在于，在喷射器模式下，所述第一电磁阀导通且所述第二电磁阀断开，所述第一流路导通。
7.根据权利要求5所述的喷射器制冷系统，其特征在于，在基准模式下，所述第一电磁阀断开且所述第二电磁阀导通，所述第二流路导通。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的喷射器制冷系统，其特征在于，还包括设置在所述分离器气体出口与所述压缩机的进气口之间的第二节流元件。
9.根据权利要求8所述的喷射器制冷系统，其特征在于，所述分离器气体出口经由所述第二流路连接所述压缩机的吸气口；其中，所述第二节流元件设置在所述分离器气体出口与所述第二流路之间。
10.根据权利要求1至7任意一项所述的喷射器制冷系统，其特征在于，所述喷射器为具有可调节主流入口流通面积的喷射器。
11.根据权利要求1至7任意一项所述的喷射器制冷系统，其特征在于，还包括回热热交换器，其用于提供所述排热热交换器和所述喷射器之间的流路与所述第二流路之间的热交换。
12.一种用于喷射器制冷系统的控制方法，该系统包括通过管路连接的压缩机、排热热交换器、喷射器、分离器、第一节流元件以及吸热热交换器，连接所述吸热热交换器及所述喷射器的第一流路、连接所述吸热热交换器及所述压缩机的第二流路；其特征在于，包括：
在喷射器模式下，导通所述第一流路，断开所述第二流路，使得吸热热交换器至喷射器次流入口的通路导通，而吸热热交换器连接至压缩机吸气口的通路断开；和/或
在基准模式下，导通所述第二流路，断开所述第一流路，使得吸热热交换器连接至压缩机吸气口的通路导通，而由吸热热交换器至喷射器次流入口的通路断开。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于：通过设置在第一流路及第二流路交汇点的三通阀来同时控制第一流路及第二流路的通断。
14.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于：通过分别设置在第一流路上的第一电磁阀及设置在第二流路上的第二电磁阀来控制第一流路及第二流路的通断。
15.根据权利要求12至14任意一项所述的控制方法，其特征在于：在喷射器模式下，制冷剂依次流经压缩机、排热热交换器、喷射器主流入口、喷射器出口、分离器入口；此后，由分离器气体出口流出的制冷剂经由第二节流元件节流后流回压缩机中；由分离器液体出口流出的制冷剂经由第一节流元件节流后、流过吸热热交换器，并经由第一流路流至喷射器次流入口。
16.根据权利要求12至14任意一项所述的控制方法，其特征在于：在基准模式下，制冷剂依次流经压缩机、排热热交换器、喷射器主流入口、喷射器出口、分离器入口；此后，由分离器气体出口流出的制冷剂经由第二节流元件节流后流回压缩机中；由分离器液体出口流出的制冷剂经由第一节流元件节流后、流过吸热热交换器，并经由第二流路流回至压缩机中。
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