[發明專利]冷鏈車余熱增效無機械泵壓縮-噴射制冷循環系統及方法

在審

• 申請號: 201810485831.0
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108662807A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 蔡德華;鄧佳駒;何國庚;梁翛;周賽
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F25B25/00
• 分類號: F25B25/00;F25B27/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

本發明屬于制冷循環技術領域，并具體公開了冷鏈車余熱增效無機械泵壓縮?噴射制冷循環系統及方法，包括蒸氣壓縮制冷循環模塊和無機械泵噴射制冷循環模塊，蒸氣壓縮制冷循環模塊包括壓縮機、冷凝器、節流器和蒸發器，用以完成蒸氣壓縮制冷循環；無機械泵噴射制冷循環模塊包括發生器、噴射器和增壓噴射器，用以完成無機械泵噴射制冷循環。本發明在冷鏈車常規的蒸氣壓縮制冷循環的基礎上，設置以發動機尾氣余熱為能源的無機械泵噴射制冷循環，其能源完全來源于尾氣的余熱，不需要任何其他外來能源的供應，從而可以極大地提高系統的制冷能力而不損耗燃油等能源，提高冷鏈車的能源利用效率和續航能力。

技術領域

本發明屬于制冷循環技術領域，更具體地，涉及一種冷鏈車余熱增效無機械泵壓縮-噴射制冷循環系統及方法。

背景技術

在現代物流業中，為了滿足高端物流行業的服務需求，冷鏈運輸系統著力于實現所運輸的產品從生產基地到銷售客戶之間的全流程冷凍保鮮運輸服務，而冷鏈運輸技術的關鍵核心技術是車載冷凍冷藏系統，同時車載冷凍冷藏系統的關鍵核心技術是制冷技術。在現行的冷鏈車載制冷系統中，通常采用的是常規的蒸氣壓縮制冷循環，而冷鏈車載冷凍冷藏系統則分為兩種類型，分別是獨立式的由發電機提供電能直接驅動的蒸氣壓縮制冷系統，另一種是非獨立式的由發動機軸功率驅動的蒸氣壓縮制冷系統。兩者雖然形式不同，但制冷系統耗能的直接來源是作為高品位能源的電能或者機械能，電能來自于冷鏈車的發電機，機械能來源于發動機軸功率的消耗，即兩者均是通過消耗冷鏈車的燃油來供能，這就導致冷鏈車的制冷系統不可避免的要與冷鏈車的發動機競爭燃油，從而導致其續航能力下降，降低冷鏈車整體的運輸效率。

在冷鏈車的正常行駛過程中，發動機排放的尾氣攜帶有大量的可利用的熱量，稱之為余熱，該發動機尾氣攜帶的熱能相當于燃油提供的總能量的50％左右，而這部分余熱所攜帶的低品位的熱能大多未經過充分利用便直接被排放到大氣中，導致能量利用效率的下降。如果冷鏈車載冷凍冷藏系統能夠最大化的利用這部分尾氣中所攜帶的余熱，一方面可以有效減少冷鏈車整體的燃油消耗，另一方面可以提高車載冷凍冷藏系統的續航能力和制冷能力，大幅度地提高能源使用效率。因此，需研究設計一種制冷循環系統，以充分利用尾氣余熱，提高能源利用率，冷凍冷藏系統的續航能力和制冷能力。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種冷鏈車余熱增效無機械泵壓縮-噴射制冷循環系統及方法，其直接利用低品位的能源-發動機尾氣的余熱作為能量來源，利用增效壓縮的原理為制冷劑循環提供動力，減少冷鏈車在長途運輸過程中制冷系統供應給壓縮機的電能或機械能損耗，并且以增壓噴射器替代制冷劑泵等運動部件，進一步減少能量損耗，使得冷鏈車整體燃油消耗大大下降，極大地提高其續航能力，增大車載冷凍冷藏系統制冷量的同時節約系統運行成本，提高系統整體能量利用效率，適用于冷鏈車載冷凍冷藏系統中。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提出了一種冷鏈車余熱增效無機械泵壓縮-噴射制冷循環系統，其包括蒸氣壓縮制冷循環模塊和無機械泵噴射制冷循環模塊，其中：

所述蒸氣壓縮制冷循環模塊包括壓縮機、冷凝器、節流器和蒸發器，制冷劑首先經壓縮機壓縮，然后經冷凝器冷凝成制冷劑液體，制冷劑液體經節流器節流降壓后進入蒸發器吸熱蒸發變成制冷劑蒸氣，該制冷劑蒸氣返回至壓縮機中以完成蒸氣壓縮制冷循環；

所述無機械泵噴射制冷循環模塊包括發生器、噴射器和增壓噴射器，其中制冷劑在發生器中被冷鏈車發動機尾氣余熱加熱變為制冷劑蒸氣，該制冷劑蒸氣分為兩路，其中一路制冷劑蒸氣經單向閥流動至噴射器作為動力蒸氣引射來自蒸發器出口的制冷劑蒸氣，并與之混合后送入冷凝器中冷凝獲得制冷劑液體，該制冷劑液體一部分經節流器節流降壓后送入蒸發器中吸熱蒸發，另一部分經電磁閥Ⅱ被增壓噴射器吸入；另一路制冷劑蒸氣經電磁閥Ⅲ流動至增壓噴射器入口，作為動力蒸氣引射來自冷凝器出口的部分制冷劑液體，并與之混合后形成制冷劑濕蒸氣，該制冷劑濕蒸氣在增壓噴射器的作用下克服流動阻力回流至發生器中以完成無機械泵蒸氣噴射制冷循環。