CN113803904B - 一种利用热能的制冷系统、方法及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请公开的利用热能的制冷系统、方法及存储介质，其中，利用热能的制冷系统，包括热交换器，热交换器一次侧连通第一泵体和集热器；热交换器的二次侧连通第一引射喷嘴的入口，第一引射喷嘴的出口连接冷凝器的入口，冷凝器的出口连通第一选择阀，第一选择阀的一个接口连通第二泵体，第二泵体连通热交换器，第一选择阀的另一个接口连通第二引射喷嘴的入口，第二引射喷嘴的出口连通气液分离器，气液分离器的液体出口经膨胀阀连通蒸发器，气液分离器的气体出口连通压缩机，蒸发器的出口连通第二引射喷嘴的引射口，压缩机经第一电动阀连通第一引射喷嘴的引射口压缩机经第二电动阀连通冷凝器。本申请能够有效利用太阳能或废热等热能进行制冷。

Description

一种利用热能的制冷系统、方法及存储介质
技术领域
本发明涉及制冷装置领域，尤其涉及一种利用热能的制冷系统、方法及存储介质。
背景技术
喷射制冷系统具有结构简单、安装方便、工作稳定、维护费用低等特点，利用热能作为能源驱动的喷射制冷系统在制冷领域具有广阔的应用前景。
喷射制冷系统独立供冷时，只有在热源供能稳定的情况下，喷射制冷系统才能平稳正常地运行。通过热交换装置将汽车、生活生产废热或者太阳能热量进行收集而应用于喷射制冷系统中，可以很好的节约能量，然而生活生产废热、汽车废热和太阳能热量一个特点是不稳定，对于制冷系统而言，所利用的热量变化会导致制冷效果的不稳定，使制冷系统的制冷具有不稳定性和间歇性的特点，所以为了满足冷负荷的需要、保证供冷效果，授权号为CN102072541B的发明专利公开了一种“蓄冷型太阳能喷射-压缩复合制冷机组”，喷射制冷系统与压缩制冷系统之间通过中间换热器相连，并且在压缩系统的循环管路中设置蓄冷装置和相对应的控制阀门；机组根据空调负荷的需要和太阳辐射的具体情况，在太阳能喷射-压缩，即喷射压缩复叠，复合蓄冷运行模式与单独压缩蓄冷工作模式之间进行切换。然而，该申请采用多级换热的方式造成换热效率低，太阳能热利用率低，制冷效率低。
发明内容
为解决上述的问题本申请提供一种利用热能的制冷系统、方法及存储介质。
第一方面，一种利用热能的制冷系统，包括热交换器，所述热交换器一次侧连通第一泵体和集热器；
所述热交换器的二次侧连通第一引射喷嘴的入口，所述第一引射喷嘴的出口经三通接头连接冷凝器的入口，所述第一引射喷嘴的引射口经第一电动阀连通压缩机，所述压缩机经第二电动阀和三通接头连接所述冷凝器的入口；
所述冷凝器的出口连通第一选择阀，所述第一选择阀的一个接口连通第二泵体，所述第二泵体连通所述热交换器的二次侧，所述第一选择阀的另一个接口连通第二引射喷嘴的入口，所述第二引射喷嘴的出口连通气液分离器，所述气液分离器的液体出口经膨胀阀连通蒸发器的入口，所述气液分离器的气体出口连通所述压缩机，所述蒸发器的出口连通第二引射喷嘴的引射口。
更进一步地，所述热交换器的一次侧、第一泵体以及集热器内填充导热介质；所述热交换器的二次侧、第一引射喷嘴、冷凝器、第二引射喷嘴、气液分离器、蒸发器以及压缩机内设置制冷介质。
更进一步地，所述第一引射喷嘴和第二引射喷嘴包括收敛管，收敛管的喉部连通混合管，所述收敛管处连通引射口，混合管连通扩张管。
更进一步地，所述第一选择阀内设置由冷凝器指向第二泵体的单向阀体c和由冷凝器指向第二引射喷嘴的单向阀体d。
更进一步地，所述气液分离器的气体出口通过单向阀连通所述压缩机，所述单向阀设置由气液分离器指向压缩机的单向阀芯。
更进一步地，所述蒸发器的出口通过第二选择阀连通所述压缩机和所述第二引射喷嘴的引射口，所述第二选择阀设置由蒸发器指向压缩机的单向阀芯a和由蒸发器指向第二引射喷嘴的单向阀芯b。
更进一步地，所述第一泵体、所述第二泵体和所述压缩机电性连接驱动模块，所述驱动模块电性连接控制器，所述控制器电性连接第一电动阀、第二电动阀、第一选择阀、单向阀以及第二选择阀，所述控制器电性连接测量制冷系统作用环境温度的温度传感器，所述控制器电性连接触发模块，所述触发模块检测热源是否供能。
第二方面，本申请提供一种利用热能的制冷系统的控制方法，包括
检测热源是否供能，
在热源供能时，控制器控制第一电动阀开启、第二电动阀关闭，所述控制器控制所述第一选择阀的单向阀体c和单向阀体d开启，所述控制器通过驱动模块控制第一泵体、第二泵体和压缩机运行，
在热源不供能时，所述控制器控制第一电动阀关闭、第二电动阀开启，所述控制器控制所述第一选择阀的单向阀体c关闭、单向阀体d开启，所述控制器通过驱动模块控制第一泵体和第二泵体关闭、通过驱动模块控制所述压缩机运行。
更进一步地，在热源供能时，所述控制器控制第二选择阀的单向阀芯a关闭、控制第二选择阀的单向阀芯b开启；在热源不供能时，所述控制器控制第二选择阀的单向阀芯a开启，控制第二选择阀的单向阀芯b关闭。
第三方面，本申请提供一种存储介质，所述存储介质存储至少一条指令，读取并执行所述指令实现所述的利用热能的制冷系统的控制方法。
本申请提供的利用热能的制冷系统、方法及存储介质具体有以下有益效果：
本申请利用集热器从太阳能、汽车废热或者生活生产废热的吸收热量，热量通过导热介质经热交换器交换给二次侧的制冷介质，使得制冷介质汽化，气态的制冷介质流经第一引射喷嘴一方面产生引射效应，从第一引射喷嘴的引射口持续抽制冷介质，另一方面在第一引射喷嘴的扩张管处绝热膨胀，内能温度降低，使制冷介质容易经冷凝器冷凝。经第二引射喷嘴向气液分离器提供制冷介质，在气液分离器，气态和液态的制冷介质分离，液态的制冷介质经膨胀阀到蒸发器蒸发带走热量，蒸发器的气态制冷介质因第二引射喷嘴的负压抽离，从而实现热源供热时的制冷循环。在太阳能、汽车肺热或者生活生产废热未产生时，由压缩机直接将制冷介质压缩，再经过冷凝器冷凝，液态的制冷介质经蒸发器蒸发而吸热产生制冷效果，从而实现热源不供热时的制冷循环。本申请既能够充分利用废热进行制冷，降低能耗，又能够在废热不稳定时利用压缩机压缩制冷介质制冷，保证各种条件下制冷的稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种利用热能的制冷系统的结构图；
图2是本发明实施例提供的另一种利用热能的制冷系统的结构图；
图3是本发明实施例提供的图1所示利用热能制冷系统的控制流程图；
图4是本发明实施例提供的图1所示利用热能制冷系统的控制流程图。
图中标号及含义如下：
1、热能采集模块，11、热交换器，12、第一泵体，13、集热器，2、第一引射喷嘴、3、冷凝器，4、压缩机，41、第一电动阀，42、第二电动阀，5、第一选择阀，6、第二泵体，7、第二引射喷嘴，8、气液分离器，81、单向阀，9、膨胀阀，10、蒸发器，101、第二选择阀。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明进行说明。
实施例1
参阅图1所示，本发明提供一种利用热能的制冷系统，包括：热能采集模块1，所述热能采集模块1包括热交换器11，所述热交换器11一次侧连通第一泵体12，所述第一泵体12连通集热器13，所述集热器13连通所述热交换器11的一次侧；所述热交换器11的一次侧、第一泵体以及集热器13内填充导热介质。所述热交换器11的一次侧、第一泵体12和所述集热器13形成导热介质的循环组合，由所述第一泵体12驱动导热介质循环。具体实施过程中，在利用太阳能时，所述集热器13采用太能能集热器，在利用汽车尾气废热或者工厂时，所述集热器13采用管式热交换器或者翅片式热交换器。
所述热交换器11的二次侧连通第一引射喷嘴2的入口，所述第一引射喷嘴2的出口经三通接头连接冷凝器3的入口，具体实施过程中，参阅图2所示，所述第一引射喷嘴2包括收敛管，收敛管的喉部连通混合管，所述混合管处连通设置引射口，混合管继而连通扩张管。第一引射喷嘴2的收敛管为第一引射喷嘴2的入口，第一引射喷嘴2的扩张管为第一引射喷嘴的出口。所述第一引射喷嘴2的引射口经第一电动阀41连通压缩机4，所述压缩机4经第二电动阀42和所述三通接头连接所述冷凝器3的入口。
所述冷凝器3的出口连通第一选择阀5，所述第一选择阀5的一个接口连通第二泵体6，所述第二泵体6连通所述热交换器11的二次侧。所述第一选择阀5的另一个接口连通第二引射喷嘴7的入口，具体的，所述第一选择阀5内设置由冷凝器指向第二泵体的单向阀体c和由冷凝器指向第二引射喷嘴的单向阀体d。所述第二引射喷嘴7的出口连通气液分离器8，所述气液分离器8的液体出口经膨胀阀9连通蒸发器10的入口，所述气液分离器8的气体出口连通所述压缩机4，所述蒸发器10的出口连通第二引射喷嘴7的引射口。具体实施过程中，所述第二引射喷嘴7包括收敛管，收敛管的喉部连通混合管，所述收敛管处连通引射口，混合管连通扩张管，第二引射喷嘴7的收敛管为第二引射喷嘴7的入口，第二引射喷嘴7的扩张口为第二引射喷嘴7的出口。
具体的，所述热交换器11的二次侧、第一引射喷嘴2、冷凝器3、第二引射喷嘴7、气液分离器8、蒸发器10以及压缩机4内设置制冷介质。
具体实施过程中，所述气液分离器8的气体出口通过单向阀81连通所述压缩机4，所述单向阀81设置由气液分离器指向压缩机的单向阀芯。
所述第一泵体12、所述第二泵体6和所述压缩机4电性连接驱动模块，所述驱动模块电性连接控制器，所述控制器经所述驱动模块控制所述第一泵体12、第二泵体6和压缩机4的运行。
所述第一选择阀5、第一电动阀41、第二电动阀42和单向阀81电性连接所述控制器，由所述控制器控制所述第一选择阀5、第一电动阀41、第二电动阀42和单向阀81的开启闭合。
所述控制器电性连接测量制冷系统作用环境温度的温度传感器。
所述控制器电性连接触发模块，所述触发模块检测热源是否供能，具体实施过程中，所述触发模块包括热敏电阻，所述热敏电阻一端接地，另一端经分压电阻接电源，所述热敏电阻和分压电阻之间电性连接于比较器的一个输入端，所述比较器的另一输入端输入可调的参考电压，所述热敏电阻设置于所述集热器13处，所述通过触发模块测量集热器13处温度超过设定温度(由参考电压决定)时认为热源供热。
实施例2
参阅图2所示，实施例2与实施例1区别在于所述蒸发器10的出口通过第二选择阀101连通所述压缩机4和所述第二引射喷嘴14的引射口，所述第二选择阀101设置由蒸发器指向压缩机的单向阀芯a和由蒸发器指向第二引射喷嘴的单向阀芯b。
所述控制器电性连接第二选择阀101。
实施例3
参阅图3所示，在应用于实施例1结构时，利用热能的制冷系统的控制方法，包括：
所述控制器通过触发模块检测热源是否供能。
在热源供能时，所述控制器控制第一电动阀开启、第二电动阀关闭，所述控制器控制所述第一选择阀5的单向阀体c和单向阀体d开启，所述控制器通过驱动模块控制第一泵体、第二泵体和压缩机运行。
在热源不供能时，所述控制器控制第一电动阀关闭、第二电动阀开启，所述控制器控制所述第一选择阀5的单向阀体c关闭、单向阀体d开启，所述控制器通过驱动模块控制第一泵体和第二泵体关闭、通过驱动模块控制所述压缩机运行。
实施例4
参阅图4所示，在应用于实施例2结构时，利用热能的制冷系统的控制方法，包括：
所述控制器通过触发模块检测热源是否供能。
在热源供能时，所述控制器控制第一电动阀开启、第二电动阀关闭，所述控制器控制所述第一选择阀5的单向阀体c和单向阀体d开启，所述控制器通过驱动模块控制第一泵体、第二泵体和压缩机运行，所述控制器控制第二选择阀的单向阀芯a关闭、控制第二选择阀的单向阀芯b开启。
在热源不供能时，所述控制器控制第一电动阀关闭、第二电动阀开启，所述控制器控制所述第一选择阀5的单向阀体c关闭、单向阀体d开启，所述控制器通过驱动模块控制第一泵体和第二泵体关闭、通过驱动模块控制所述压缩机运行，所述控制器控制第二选择阀的单向阀芯a开启，控制第二选择阀的单向阀芯b关闭。
实施例5
本申请实施例提供一种存储介质，所述存储介质存储至少一条指令，读取并执行所述指令实现如所述的利用热能的制冷系统的控制方法。
本申请利用集热器从太阳能、汽车废热或者生活生产废热的吸收热量，热量通过导热介质经热交换器交换给二次侧的制冷介质，使得制冷介质汽化，气态的制冷介质流经第一引射喷嘴一方面产生引射效应，从第一引射喷嘴的引射口持续抽制冷介质，另一方面在第一引射喷嘴的扩张管处绝热膨胀，内能温度降低，使制冷介质容易经冷凝器冷凝。经第二引射喷嘴向气液分离器提供制冷介质，在气液分离器，气态和液态的制冷介质分离，液态的制冷介质经膨胀阀到蒸发器蒸发带走热量，蒸发器的气态制冷介质因第二引射喷嘴的负压抽离，从而实现热源供热时的制冷循环。在太阳能、汽车肺热或者生活生产废热未产生时，由压缩机直接将制冷介质压缩，再经过冷凝器冷凝，液态的制冷介质经蒸发器蒸发而吸热产生制冷效果，从而实现热源不供热时的制冷循环。本申请既能够充分利用废热进行制冷，降低能耗，又能够在废热不稳定时利用压缩机压缩制冷介质制冷，保证各种条件下制冷的稳定。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明区域的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和区域。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的区域之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种利用热能的制冷系统，其特征在于，包括热交换器（11），所述热交换器（11）一次侧连通第一泵体（12）和集热器（13）；
所述热交换器（11）的二次侧连通第一引射喷嘴（2）的入口，所述第一引射喷嘴（2）的出口经三通接头连接冷凝器（3）的入口，所述第一引射喷嘴（2）的引射口经第一电动阀（41）连通压缩机（4），所述压缩机（4）经第二电动阀（42）和三通接头连接所述冷凝器（3）的入口；
所述冷凝器（3）的出口连通第一选择阀（5），所述第一选择阀（5）的一个接口连通第二泵体（6），所述第二泵体（6）连通所述热交换器（11）的二次侧，所述第一选择阀（5）的另一个接口连通第二引射喷嘴（7）的入口，所述第二引射喷嘴（7）的出口连通气液分离器（8），所述气液分离器（8）的液体出口经膨胀阀（9）连通蒸发器（10）的入口，所述气液分离器（8）的气体出口连通所述压缩机（4），所述蒸发器（10）的出口通过第二选择阀（101）连通所述压缩机（4）和所述第二引射喷嘴（7）的引射口，所述第二选择阀（101）设置由蒸发器指向压缩机的单向阀芯a和由蒸发器指向第二引射喷嘴的单向阀芯b。
2.根据权利要求1所述的利用热能的制冷系统，其特征在于，所述热交换器（11）的一次侧、第一泵体以及集热器（13）内填充导热介质；所述热交换器（11）的二次侧、第一引射喷嘴（2）、冷凝器（3）、第二引射喷嘴（7）、气液分离器（8）、蒸发器（10）以及压缩机（4）内设置制冷介质。
3.根据权利要求1所述的利用热能的制冷系统，其特征在于，所述第一引射喷嘴（2）和第二引射喷嘴（7）包括收敛管，收敛管的喉部连通混合管，所述收敛管处连通引射口，混合管连通扩张管。
4.根据权利要求1所述的利用热能的制冷系统，其特征在于，所述第一选择阀（5）内设置由冷凝器指向第二泵体的单向阀体c和由冷凝器指向第二引射喷嘴的单向阀体d。
5.根据权利要求1所述的利用热能的制冷系统，其特征在于，所述气液分离器（8）的气体出口通过单向阀（81）连通所述压缩机（4），所述单向阀（81）设置由气液分离器指向压缩机的单向阀芯。
6.根据权利要求1-5任一所述的利用热能的制冷系统，其特征在于，所述第一泵体（12）、所述第二泵体（6）和所述压缩机（4）电性连接驱动模块，所述驱动模块电性连接控制器，所述控制器电性连接第一电动阀（41）、第二电动阀（42）、第一选择阀（5）、单向阀（81）以及第二选择阀（101），所述控制器电性连接测量制冷系统作用环境温度的温度传感器，所述控制器电性连接触发模块，所述触发模块检测热源是否供能。
7.一种利用热能的制冷系统的控制方法，应用于权利要求1-6任一所述的利用热能的制冷系统，其特征在于，包括：
检测热源是否供能，
在热源供能时，控制器控制利用热能的制冷系统的第一电动阀开启、第二电动阀关闭，所述控制器控制利用热能的制冷系统的第一选择阀的单向阀体c和单向阀体d开启，所述控制器控制第二选择阀的单向阀芯a关闭、控制第二选择阀的单向阀芯b开启；所述控制器通过驱动模块控制利用热能的制冷系统的第一泵体、第二泵体和压缩机运行；
在热源不供能时，所述控制器控制利用热能的制冷系统的第一电动阀关闭、第二电动阀开启，所述控制器控制利用热能的制冷系统的第一选择阀的单向阀体c关闭、单向阀体d开启，所述控制器控制第二选择阀的单向阀芯a开启，控制第二选择阀的单向阀芯b关闭；所述控制器通过驱动模块控制利用热能的制冷系统的第一泵体和第二泵体关闭、通过驱动模块控制所述压缩机运行。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储至少一条指令，控制器读取并执行所述指令实现如权利要求7所述的利用热能的制冷系统的控制方法。
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