CN214039024U - 一种带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统，包括：第一压缩机、冷却蒸发器、第一回热器、气分储液器、第二蒸发器、喷射器、第一蒸发器依次相连，第一蒸发器还与第一回热器相连，第一气液分离器的一端与第一压缩机相连，另一端与第一回热器相连；第二压缩机、冷凝器、第二回热器、冷却蒸发器依次相连，第二气液分离器的一端与第二压缩机相连，另一端与第二回热器相连，水泵的一端与冷凝器相连，另一端与冷却塔相连；第一蒸发器和第二蒸发器还分别与冷凝器、水泵相连，第一压缩机还与气分储液器相连，喷射器还分别与第一回热器、气分储液器相连。采用本实用新型，可以间接获取系统的局部以及整体的冷热量。

Description

一种带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统

技术领域

本实用新型涉及喷射制冷、复叠蒸汽压缩制冷以及水路热量平衡领域，特别是涉及一种带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统。

背景技术

二氧化碳制冷剂具有其独特的热力学特性和高压特性，二氧化碳制冷实验系统通常比较简单、测量的温度压力点数量比较少，而且在用间接法测量实验数据时候，尤其是在测量系统冷量和热量的时候，大部分只能单独测量，无法实现系统散热量及散冷量的整体测量，更无法实现利用自身的产冷量和产热量互相抵消进行测量。因此，本实用新型发明人提供了一种带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统，可以间接获取系统的局部以及整体的冷热量。

基于此，本实用新型提供了一种带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统，所述系统包括：

第一压缩机、第二压缩机、冷却蒸发器、第一回热器、第二回热器、气分储液器、喷射器、第一蒸发器、第二蒸发器、第一气液分离器、第二气液分离器、冷凝器、水泵、冷却塔；

所述第一压缩机、冷却蒸发器、第一回热器、气分储液器、第二蒸发器、喷射器、第一蒸发器依次相连，所述第一蒸发器还与所述第一回热器相连，所述第一气液分离器的一端与所述第一压缩机相连，另一端与所述第一回热器相连；

所述第二压缩机、冷凝器、第二回热器、冷却蒸发器依次相连，所述第二气液分离器的一端与所述第二压缩机相连，另一端与所述第二回热器相连，所述水泵的一端与所述冷凝器相连，另一端与所述冷却塔相连；

所述第一蒸发器和第二蒸发器还分别与所述冷凝器、水泵相连，所述第一压缩机还与所述气分储液器相连，所述喷射器还分别与所述第一回热器、气分储液器相连。

其中，所述气分储液器与所述第一回热器之间还设置有第一节流阀。

其中，所述第一压缩机与所述气分储液器之间还设置有调节阀。

其中，所述第二回热器与所述冷却蒸发器之间还设置有第二节流阀。

其中，所述水泵与所述冷却塔之间的管道还设置有第一流量计，所述冷凝器与所述第一蒸发器、第二蒸发器相连的管道分别设置有第二流量计、第三流量计。

其中，所述水泵经过第一水阀、第二水阀与所述冷却塔相连，所述水泵经过第一水阀、第三水阀与所述第二蒸发器相连，所述水泵还经过第一水阀、第四水阀与所述第一蒸发器相连。

其中，所述水泵处还设置有补水口。

采用本实用新型，可以通过搭建带喷射器的跨临界二氧化碳复叠系统，来测量系统的整体运行效率，同时增设多个部件前后的压力、温度、流量，来间接获取系统的局部以及整体的冷热量，并将其中复叠系统中的水路通过整合，实现在额外耗功很小的情况下稳定整个系统，既通过将复叠系统中的散热量与散冷量中和，用以平衡系统的散冷量，系统多余的散热量通过增设冷却塔来实现，这种实验系统的搭建不仅可以完成系统的实验监测的目的，同时也能节约实验耗能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统的水路循环示意图；

图3是本实用新型实施例提供的带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统的另一水路循环示意图；

其中，1为第一压缩机、2为冷却蒸发器、3为第一回热器、4为第一节流阀、5为气分储液器、6为调节阀、7为喷射器、8为第一蒸发器、9为第一气液分离器、10第二蒸发器、11为第二压缩机、12为冷凝器13为第二节流阀、14为第二气液分离器、15为水泵、16为第一流量计、17为第一水阀、18为第二水阀、19为第三水阀、20为第四水阀、21为第二流量计、22为第三流量计、23为冷却塔、24为补水口25为第二回热器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型实施例提供的带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统的示意图，所述系统包括

第一压缩机1、第二压缩机11、冷却蒸发器2、第一回热器3、第二回热器25、气分储液器5、喷射器7、第一蒸发器8、第二蒸发器10、第一气液分离器9、第二气液分离器14、冷凝器12、水泵15、冷却塔23；

所述第一压缩机1、冷却蒸发器2、第一回热器3、气分储液器5、第二蒸发器10、喷射器7、第一蒸发器8依次相连，所述第一蒸发器8还与所述第一回热器3相连，所述第一气液分离器9的一端与所述第一压缩机1相连，另一端与所述第一回热器3相连；

所述第二压缩机11、冷凝器12、第二回热器25、冷却蒸发器2依次相连，所述第二气液分离器14的一端与所述第二压缩机11相连，另一端与所述第二回热器25相连，所述水泵15的一端与所述冷凝器12相连，另一端与所述冷却塔23相连；

所述第一蒸发器8和第二蒸发器10还分别与所述冷凝器12、水泵15相连，所述第一压缩机1还与所述气分储液器5相连，所述喷射器7还分别与所述第一回热器3、气分储液器5相连。

所述气分储液器5与所述第一回热器3之间还设置有第一节流阀4。

所述第一压缩机1与所述气分储液器5之间还设置有调节阀6。

所述第二回热器25与所述冷却蒸发器2之间还设置有第二节流阀13。

所述水泵15与所述冷却塔23之间的管道还设置有第一流量计16，所述冷凝器12与所述第一蒸发器8、第二蒸发器10相连的管道分别设置有第二流量计21、第三流量计22。

所述水泵15经过第一水阀17、第二水阀18与所述冷却塔23相连，所述水泵15还经过第一水阀17、第三水阀19与所述第二蒸发器10相连，所述水泵15还经过第一水阀17、第四水阀20与所述第一蒸发器8相连。

所述水泵15处还设置有补水口24。

所述第一流量计、第二流量计、第一至第四水阀均可以与控制器相连，所述控制器可以为PLC控制器。所述第一至第四水阀可以为电磁阀。所述控制器可以根据所述第一流量计、第二流量计采集到的流量数据来控制所述第一至至第四水阀的关闭与开启。

除此之外，所述控制器还可以与所述第一节流阀、第二节流阀相连，所述控制器可以与输入装置相连，所述输入装置可以为触摸显示屏，用于获取用户的控制指令来控制第一至至第四水阀、第一、第二节流阀的开启与关闭。

图2是本实用新型实施例提供的带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统的水路循环示意图，粗实线为水路循环流程，从图2中可以看出，从第一压缩机1排出的高温高压超临界状态的二氧化碳制冷剂进入到冷却蒸发器2中，与从第二节流阀13出来低温低压制冷剂进行换热，自身温度降低，制冷剂继续流经第一回热器3与从第一蒸发器8中流出的低温低压的气态制冷剂换热，使自身温度进一步下降，增加进入喷射器7前或者第一节流阀4前的过冷度，由回热器3到喷射器7这部分制冷剂称为主路制冷剂，由回热器3到第一节流阀4这部分制冷剂成为辅路制冷剂，主路制冷剂进入喷射器7后会产生压降同时伴有温度降低并变为低温低压的气液两相态，低温低压的气液两相态制冷剂流入第一蒸发器8中散冷，辅路制冷剂在第一节流阀4的节流作用下变为低温低压的气液两相态并进入到气分储液器5中，其中的气体部分在流经调节阀6后，进入到第一压缩机1的中间补气口，起到补气增焓的作用，改变调节阀6的开度可以调节该补气口的补气量以及补气的压力，气分储液器5中的液体部分则进入到第二蒸发器10中与水路进行冷量交换，自身温度得到升高，并变为气液两相态，在喷射器7的引射作用下进入喷射器7中间口，并与主路制冷剂汇合一同进入第一蒸发器8中，在低温低压的气液两相制冷剂在第一蒸发器8散冷后变为低温低压的气态，气态制冷剂继续流入第一回热器3中与冷却蒸发器2中出来的制冷剂进行换热，使自身温度得到生高，具有一定的过热度，并进入到第一气液分离器9中，大部分气体部分进入到第一压缩机1的吸气口完成循环，少部分液体部分则保留在气液分离器的底部，防止压缩机吸液造成液击。

从第二压缩机11排出的高温高压制冷剂(该路循环制冷剂并不限于二氧化碳)，经过冷凝器12冷凝之后变为中温的高压制冷剂液态制冷剂，制冷剂流经第二回热器25与来自冷却蒸发器2的低温低压制冷剂换热，自身温度得到进一步下降，同时使从冷却蒸发器2出来的制冷剂的温度升高，制冷剂继续流经第二节流阀13，并变为低温低压的气液两相态，该部分制冷剂流入冷却蒸发器2中与第一压缩机1排出的高温高压的跨临界二氧化碳制冷剂换热，散出冷量，该部分制冷剂继续流入第二回热器25后，制冷剂一般都会具有一定的过热度，制冷剂继续流入第二气液分离器14中，大部分气体部分进入到第一压缩机1的吸气口完成循环，少部分液体部分则保留在气液分离器的底部，防止压缩机吸液造成液击。

从图2中的粗实线可以看出水路循环的流程，从冷凝器12中流出的与第二压缩机11排出的高温高压气态制冷剂换热后的水进入到水泵15的进口，该部分水温度升高，在泵的作用下先后流经第一流量计16和第一水阀17，接下来这部分高温水分为两路，一路在流经第二水阀18后进入到冷却塔23中，在冷却塔中实现蒸发降温，散出多余的那部分热量，另一部分高温水则分别进入第三水阀19和第四水阀20后，分别进入第二蒸发器10和第一蒸发器8中带走二者的冷量，水的温度下降，从第二蒸发器和第一蒸发器中出来的降温后的冷水在分别流经第二流量计21和第三流量计22之后二者汇合进入到冷凝器12中，再次被加热，完成循环。水路循环中补水口24可以为系统补充在冷却塔中蒸发掉的水，第一水阀17、第二水阀18、第三水阀19、第四水阀20分别可以调节各自所在管路的流量，以达到系统的能量平衡。注：如果系统中的第一蒸发器和第二蒸发器中的温度低于0℃，则可以将水路中的水更换为盐溶液，降低凝固点，并将第二水阀18和冷却塔23更换为风冷冷却器26，详情请参见图3，具体流程不在赘述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统，其特征在于，包括：

第一压缩机、第二压缩机、冷却蒸发器、第一回热器、第二回热器、气分储液器、喷射器、第一蒸发器、第二蒸发器、第一气液分离器、第二气液分离器、冷凝器、水泵、冷却塔；

所述第一压缩机、冷却蒸发器、第一回热器、气分储液器、第二蒸发器、喷射器、第一蒸发器依次相连，所述第一蒸发器还与所述第一回热器相连，所述第一气液分离器的一端与所述第一压缩机相连，另一端与所述第一回热器相连；

所述第二压缩机、冷凝器、第二回热器、冷却蒸发器依次相连，所述第二气液分离器的一端与所述第二压缩机相连，另一端与所述第二回热器相连，所述水泵的一端与所述冷凝器相连，另一端与所述冷却塔相连；

所述第一蒸发器和第二蒸发器还分别与所述冷凝器、水泵相连，所述第一压缩机还与所述气分储液器相连，所述喷射器还分别与所述第一回热器、气分储液器相连。

2.如权利要求1所述的带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统，其特征在于，所述气分储液器与所述第一回热器之间还设置有第一节流阀。

3.如权利要求1所述的带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统，其特征在于，所述第一压缩机与所述气分储液器之间还设置有调节阀。

4.如权利要求1所述的带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统，其特征在于，所述第二回热器与所述冷却蒸发器之间还设置有第二节流阀。

5.如权利要求1所述的带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统，其特征在于，所述水泵与所述冷却塔之间的管道还设置有第一流量计，所述冷凝器与所述第一蒸发器、第二蒸发器相连的管道分别设置有第二流量计、第三流量计。

6.如权利要求1所述的带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统，其特征在于，所述水泵经过第一水阀、第二水阀与所述冷却塔相连，所述水泵还经过第一水阀、第三水阀与所述第二蒸发器相连，所述水泵还经过第一水阀、第四水阀与所述第一蒸发器相连。

7.如权利要求1所述的带喷射器的跨临界二氧化碳复叠实验系统，其特征在于，所述水泵处还设置有补水口。

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