一种喷射制冷循环系统的制作方法

本发明属于低热能再利用的喷射制冷技术领域，具体地涉及一种喷射制冷循环系统。

背景技术：

喷射制冷作为一种利用低品位热能的方法，因近年来能源价格的上涨和对环境的重视而受到越来越多的关注。与其他制冷方式相比，喷射制冷具有以下优点：可以使用汽车、工业和太阳能等的余热或者废热作为驱动能源；可以使用水作为工质, 没有破坏臭氧层等环境污染问题；系统不含运动部件，工作稳定可靠。然而，喷射制冷系统的性能系数相对较低,因而限制了其广泛使用。为了提高喷射制冷系统的性能，关键是提高作为系统心脏的喷射器的性能。

近年来，国内外对喷射器进行了广泛的研究，建立了一些对喷射器性能进行仿真的数学模型。在这些模型中，都是采用一维建模方法，假设喷射器内的速度分布在径向都是均匀的。但是，由于流体黏性的作用，喷射器的内壁上必定存在一个速度边界层，即速度在径向不是均匀的。为了准确地描述喷射器内速度场的分布，Zhu等人提出了一种新型喷射器模型，采用二维指数方程来近似喷射器内的速度分布，考虑了速度边界层的影响。该模型具有高的精度，缺点在于模型较复杂，需要迭代计算。

技术实现要素：

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种喷射制冷循环系统；本发明具有较高的精度,结构简单和便于应用的优点。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种喷射制冷循环系统，包括喷射器、气体发生器、冷凝器、气液分离器、膨胀阀、蒸发器和循环泵；其结构要点是：所述蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器；所述喷射器的输入端连接第二蒸发器的输出端，所述第二蒸发器的输入端连接膨胀阀的一端，所述膨胀阀的另一端分别连接气体发生器的一端和循环泵的输出端， 所述气体发生器的另一端连接喷射器的输入端；所述喷射器的输出端连接第一蒸发器的输入端，所述第一蒸发器的输出端连接冷凝器的一端，冷凝器的另一端连接气液分离器的一端，气液分离器的另一端连接循环泵的输入端。

作为本发明的一种优选方案，所述气体发生器内部设置有2个电加热丝。

作为本发明的另一种优选方案，所述蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器和第二蒸发器均采用1p-360p。

作为本发明的另一种优选方案，所述膨胀阀采用EMERSON膨胀阀TRAE +10H。

本发明的有益效果是。

本发明提供的一种喷射制冷循环系统包括喷射器、气体发生器、冷凝器、气液分离器、膨胀阀、蒸发器和循环泵，本发明的循环过程非常简单，不需要迭代计算，更加简单，对本发明的喷射制冷循环系统进行了实验验证，喷射制冷循环系统能够精确地预测喷射器的性能；采用低沸点的R141B作为工质, 建立了一个喷射制冷循环的实验平台；实验验证结果显示, 新模型预测引射系数的最大误差仅为-6.03 %, 因此可以用于对喷射器的性能进行仿真和预测。

附图说明

图 1是本发明一种喷射制冷循环系统的示意图。

图2 是本发明一种喷射制冷循环系统的具体实验装置结构图。

图中标记：1为第一蒸发器、2为冷凝器、3为气液分离器、4为循环泵、5为膨胀阀、6为喷射器、7为第二蒸发器、8为气体发生器。

具体实施方式

参见附1图所示，为本发明一种喷射制冷循环系统的示意图，图中，包括喷射器6、气体发生器8、冷凝器2、气液分离器3、膨胀阀5、蒸发器和循环泵4；其结构要点是：所述蒸发器包括第一蒸发器1和第二蒸发器7；所述喷射器6的输入端连接第二蒸发器7的输出端，所述第二蒸发器7的输入端连接膨胀阀5的一端，所述膨胀阀5的另一端分别连接气体发生器8的一端和循环泵4的输出端， 所述气体发生器8的另一端连接喷射器6的输入端；所述喷射器6的输出端连接第一蒸发器1的输入端，所述第一蒸发器1的输出端连接冷凝器2的一端，冷凝器2的另一端连接气液分离器3的一端，气液分离器3的另一端连接循环泵4的输入端。

结合附图1和本发明的技术方案阐述工作过程：工质在气体发生器8中吸热气化、增压后达到饱和状态；该高压气体进入喷射器6，经缩放喷嘴后达到超音速高速喷出， 并在喷嘴附近产生一个低压区，从而将蒸发器中的低压闪蒸气体吸入喷射器6；这两股气体在喷射器6中混合、升压后进入冷凝器2，与环境空气进行热交换后放热、凝结；冷凝液分为两股， 一股经膨胀阀降压后进入蒸发器，在那里吸热、气化，实现制冷；另一股则通过循环泵升压后，进入气体发生器8中实现循环。

所述气体发生器8内部设置有2个电加热丝。

所述蒸发器包括第一蒸发器1和第二蒸发器7，所述第一蒸发器1和第二蒸发器7均采用1p-360p。

所述膨胀阀5采用EMERSON膨胀阀TRAE +10H。

如图2 所示，为本发明一种喷射制冷循环系统的具体实验装置结构图；整个实验装置由气体发生器、喷射器、冷凝器、气液分离器、循环泵、预冷器、电子膨胀阀和蒸发器组成, 同时还包括温度、压力与液位传感器组成的测量控制系统；实验工质为氟利R141B，气体发生器内放置2 个电加热丝，功率均为

3kW，用一个电气开关控制。通过压力传感器的读数来自动控制发生器内的工作气体的压力，精度为±2.5 %。高压工作气体经过喷射器时，将蒸发器出口的气体吸入喷射器，两股气体在喷射器内混合后，排入冷凝器；风冷冷凝器的冷却能力为8kW。工质冷凝后经过气液分离器，由循环泵增压，一部分流入气体发生器，另一部分先经预冷器、电子膨胀阀、蒸发器后，再返回预冷器，换热后流向喷射器；喷射器的主要尺寸为:D1=2.8mm；D2=4.8mm；D3=8.0mm。

温度传感器的型号为PT1000；压力传感器的输出信号范围为0～5V；液位传感器为开关式，输出信号为0或1；两个液体流量计，流量计1置于冷凝器之后，流量计2置于发生器的入口，这样引射流的流量就是两个流量计的读数之差；电子膨胀阀的驱动方式为4 相永磁型步进电机直动式，1-2相励磁, 输入电压为直流12 V；整个测量与控制系统在LabVIEW 7.1中完成。

实验过程中，蒸发器内工质的蒸发温度恒定为10℃，并且冷凝压力总是小于临界压力，通过改变电加热器的功率来改变工作气体的压力，系统稳定速度较慢, 大概20min得到一个实验点数据。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。