[發明專利]一種無泵噴射式制冷系統和制冷方法

有效

• 申請號: 201710388673.2
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107062684B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 趙紅霞;韓吉田;于澤庭;賴艷華
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F25B19/02
• 分類號: F25B19/02;F25B41/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發明公開了一種無泵噴射式制冷系統和制冷方法，其解決了現有技術中的噴射式制冷系統的制冷效率低、動力設備循環泵的造價昂貴的問題，包括第一發生器、氣體噴射器、冷凝器、蒸發器、第二發生器和氣液引射器，其中，第一發生器的出口與氣體噴射器的引射蒸汽入口連接，氣體噴射器的出口與冷凝器的入口連接，冷凝器的出口分為兩個支路，一個支路通過蒸發器與氣體噴射器的蒸汽入口連接；另一支路與氣液引射器的液體入口連接；氣液引射器的出口分為兩個支路，一個支路與第一發生器的入口連接，另一個支路與第二發生器的入口連接，第二發生器的出口與氣液引射器的蒸汽入口連接。

技術領域

本發明屬于能源技術和制冷技術領域，具體涉及一種無泵噴射式制冷系統和制冷方法。

背景技術

隨著環境和能源問題越來越突出，常規能源緊缺引發了國內外學者對新能源及其利用技術的探索。太陽能、廢熱等低品位熱源因在某些噴射式制冷系統如太陽能噴射式、低品位廢熱噴射式制冷系統及其熱泵系統中的利用受到人們廣泛關注。其中，噴射式制冷系統憑借其結構簡單、使用壽命長、系統穩定性高等優點，在近10年受到制冷界的青睞，但由于其制冷效率較低，無法廣泛推廣應用。如，太陽能噴射式制冷系統的制冷效率較低，需要通過增加增壓噴射系統的方式改善噴射系統的性能，以提高制冷效率。但是增壓噴射系統的增加，無疑提高了制冷系統的成本。而且，現有的噴射式制冷系統中都需要使用循環泵將制冷劑液體增壓，所需的循環泵作為唯一的運動部件，需要的壓頭高、體積大，造價昂貴，大大限制了噴射式制冷系統的應用。

綜上所述，現有技術中的噴射式制冷系統的制冷效率低、動力設備循環泵的造價昂貴的問題，尚缺乏有效的解決方案。

發明內容

發明人為了解決噴射式制冷系統中循環泵的造價較高的問題，嘗試將循環泵替換為氣液引射器，在發生器內，循環制冷劑吸收熱量變為高溫高壓的蒸汽，其中一部分高壓蒸汽通過氣體噴射器，在噴嘴的出口處形成較低的壓力，從而將經過冷凝器冷凝，再經蒸發器蒸發得到的低壓蒸汽引射入氣體噴射器中，兩股流體混合為一股壓力較高的流體后排入冷凝器中冷凝為液體，一部分液體經過上述蒸發器蒸發，另一部分液體被來自發生器的剩余的高壓蒸汽引射進入替換后的氣液噴射器中，兩股流體充分混合為一股流體后，被重新送回發生器中循環。

經過試驗發現，將循環泵替換為氣液引射器雖然降低了制冷系統的制造成本，但是，當發生器處于不同的低品位熱源時，制冷系統的制冷效率不同，而且經常會出現制冷系統難以運行的問題。發明人進行了深入研究，發現，該制冷系統中采用一個發生器，即該發生器的蒸汽出口分別與氣體噴射器和氣液引射器的入口連通，也就是氣體噴射器和氣液引射器的高壓蒸汽入口處，高壓蒸汽的溫度和壓力是一樣的，而氣體噴射器引射的是具有較低溫度的蒸汽，氣液引射器引射的是具有較高溫度的液體，而且蒸汽和液體的壓力也不同。所以，相同溫度和壓力的高壓蒸汽引射不同溫度、不同壓力以及不同相態的制冷劑時，在不同工況下，容易導致氣液引射器運行不穩定，乃至失效。而且，制冷系統無法根據不同的工況進行自主調節，難以提高制冷效率和運行的穩定性。

發明人針對上述技術問題，又進行了研發，得到了本申請的技術方案。本發明的目的是提供一種無泵噴射式制冷系統和制冷方法。該制冷系統以另一熱源驅動的氣液噴射器代替了傳統的循環泵，減少了系統的運動部件，從而使系統變為被動式系統，減少了系統中電能的消耗，提高了制冷效率，更加充分地利用了低品位能源，降低了系統造價，提高了系統的經濟性。

為了解決以上技術問題，本發明的技術方案為：

一種無泵噴射式制冷系統，包括第一發生器、氣體噴射器、冷凝器、蒸發器、第二發生器和氣液引射器，其中，第一發生器的出口與氣體噴射器的引射蒸汽入口連接，氣體噴射器的出口與冷凝器的入口連接，冷凝器的出口分為兩個支路，一個支路通過蒸發器與氣體噴射器的蒸汽入口連接；另一支路與氣液引射器的液體入口連接；氣液引射器的出口分為兩個支路，一個支路與第一發生器的入口連接，另一個支路與第二發生器的入口連接，第二發生器的出口與氣液引射器的蒸汽入口連接。