采用气液分离器的低品位热能驱动的喷射-压缩制冷系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及制冷技术领域，尤其是一种喷射-压缩制冷系统。
【背景技术】
[0002]人类文明的不断发展，为人们创造了美好的生活，但同时也不断消耗了大量能源，并向环境排放了大量废物。随着人类对自然的索取不断增加，大自然的警告也日益严重。因此，人们在享有现代技术带来的便利与舒适的同时还要求对能源的消耗和环境的污染减到最少。节能减排技术已经成为当今世界的关注的焦点。
[0003]制冷技术是能源消耗的重要领域，应用于建筑、化工、能源、医疗等等各个方面，排放大量二氧化碳。因此节能的制冷技术是当今的研宄热点。喷射制冷循环作为一种热驱动制冷技术，可以利用工业生活中排出的低品位热，产生有用的低温冷能，变废为宝，节省电能消耗。上述废热由于其温度低，很难得到利用，若直接排入环境中还可能造成热污染。而通过喷射制冷这类热驱动技术加以利用是很好的办法。另外，太阳能热、地热能等低品位热源也可以进行类似的利用。当然喷射制冷也尤其缺点，即效率往往较低且受热源温度影响较大。与之相反的是机械压缩制冷系统，具有相对较高的效率与稳定性，但是需要消耗大量的宝贵电能，无法满足节能减排的需要。
【发明内容】
[0004]为了克服已有喷射制冷系统效率较低、不稳定、不能利用更低温度以及压缩制冷系统能耗较大的不足，本发明提供一种效率较高、能耗较小、可以利用更低温度的热源、节能效能良好的采用气液分离器的低品位热能驱动的喷射-压缩制冷系统。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种采用气液分离器的低品位热能驱动的喷射-压缩制冷系统，包括压缩机、预热器、冷凝器、蒸发器和喷射器，所述蒸发器的出口与所述喷射器的引射流体进口连接，所述压缩机的出口与所述预热器的第一进口连接，所述预热器的第一出口与冷凝器的进口连接，所述喷射-压缩制冷系统还包括第一节流装置、第二节流装置、第一气液分离器、第二气液分离器和用于利用低品位热源将液态制冷剂转换成高温高压的蒸气的发生器，所述冷凝器的出口经过第一节流装置与所述第一气液分离器的进口连接，所述第一气液分离器的液相出口通过第二节流装置与蒸发器的进口连接，所述第一气液分离器的气相出口与压缩机的进口连接，所述喷射器的出口与所述第二气液分离器的进口连接，所述第二气液分离器的气相出口与压缩机的进口连接，所述第二气液分离器的液相出口通过泵与所述预热器的第二进口连接，所述预热器的第二出口与发生器的进口连接，所述发生器的出口与所述喷射器的工作流体进口连接。
[0007]进一步，所述第一节流装置和第二节流装置为节流阀、膨胀阀或毛细管。
[0008]所述预热器是管壳式换热器、板式换热器或套管换热器。并且各换热器内流体的布置可以采用逆流、顺流等；采用的工质可以是卤代烃，烷烃，二氧化碳，氨等等；给发生器加热的低品位热源，可以是余热，废热，太阳能热，地热等。
[0009]本发明的技术构思为:本发明将喷射与压缩循环通过气液分离器巧妙地耦合到一起，组成一种采用汽液分离器的低品位热能驱动的喷射-压缩制冷系统，较好发挥两者各自的优点，起到节约能源的效果。系统采用两级节流，冷凝后的制冷剂先经过一级节流后进入气液分离器，在分离器中饱和气相直接被吸入压缩机压缩，而饱和液相此时具有更多的单位制冷量，经过下一级节流达到蒸发温度后最终提供更多的制冷量。该低压的制冷剂被喷射器吸入、增压达到中间压力后再被压缩机吸入。这样实际上由喷射器加上泵与发生器的热驱动部分完成低压级的驱动，而压缩机则仅需承担高压级的驱动，可以有效减少对电能的消耗，同时还可降低压缩机排气温度，延长其寿命。此外，由于被喷射器吸入的制冷剂只是一级节流后的液相部分，因此相比常规的喷射-压缩制冷系统，本发明减少了喷射器的工作负荷，减少了对低品位热能的消耗，同时还可以缩小喷射器，发生器以及泵的尺寸，节省初投资。此外本发明还利用了压缩机排气的热量对被泵加压后的液态制冷剂进行预热，进一步利用了低品位热能，体现了节能的理念。
[0010]本发明的有益效果主要表现在:比现有的喷射制冷系统和压缩制冷系统单独运行时，有更高的效率，大幅减少能量消耗，且可以利用更低温度的热源，提高系统的节能效能。
【附图说明】
[0011]图1是采用气液分离器的低品位热能驱动的喷射-压缩制冷系统的示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0013]参照图1，一种采用气液分离器的低品位热能驱动的喷射-压缩制冷系统，包括压缩机1、预热器2、冷凝器3、蒸发器7和喷射器10，所述蒸发器7的出口与所述喷射器10的引射流体进口连接，所述压缩机I的出口与所述预热器2的第一进口连接，所述预热器2的第一出口与冷凝器3的进口连接，所述喷射-压缩制冷系统还包括第一节流装置4、第二节流装置6、第一气液分离器5、第二气液分离器11和用于利用低品位热源将液态制冷剂转换成高温高压的蒸气的发生器9，所述冷凝器3的出口经过第一节流装置4与所述第一气液分离器5的进口连接，所述第一气液分离器5的液相出口通过第二节流装置6与蒸发器7的进口连接，所述第一气液分离器5的气相出口与压缩机I的进口连接，所述喷射器10的出口与所述第二气液分离器11的进口连接，所述第二气液分离器11的气相出口与压缩机I的进口连接，所述第二气液分离器11的液相出口通过泵8与所述预热器2的第二进口连接，所述预热器2的第二出口与发生器9的进口连接，所述发生器9的出口与所述喷射器10的工作流体进口连接。
[0014]本实施例中，第一节流装置4和第二节流装置6可以是各种节流阀、膨胀阀、毛细管；预热器2可以是各种管壳式换热器、板式换热器、套管换热器等；采用的工质可以是各类卤代烃，烷烃，烯烃，二氧化碳，氨等等；给发生器加热的低品位热源，可以是余热，废热，太阳能热，地热等。
[0015]本实施例的工作过程为:从压缩机I流出的高温高压制冷剂进入预热器2的第一进口后被初步冷却，然后又进入冷凝器3冷凝放热变为液态，液态制冷剂从冷凝器3出口流出后经过第一节流装置4变为具有中间压力的汽液两相制冷剂，并进入第一气液分离器5。具有中间压力的气相制冷剂从第一气液分离器5气相出口流出进入压缩机1，具有中间压力的液相制冷剂从第一气液分离器5的液相出口流出经过第二节流装置6进一步降压后达到蒸发压力，并进入蒸发器7蒸发吸热，而后从蒸发器7出口进入喷射器10的引射流体入口。从喷射器10的出口流出的制冷剂进入第二气液分离器11，其中气相制冷剂从第二气液分尚器11的气相出口流出被压缩机吸入，而液相制冷剂从第二气液分尚器11的液相出口流出经过泵8加压后又经过预热器2预热，再由发生器9加热变为蒸汽，然后进入喷射器10的工作流体入口完成循环。
【主权项】
1.一种采用气液分离器的低品位热能驱动的喷射-压缩制冷系统，包括压缩机、预热器、冷凝器、蒸发器和喷射器，所述蒸发器的出口与所述喷射器的引射流体进口连接，所述压缩机的出口与所述预热器的第一进口连接，所述预热器的第一出口与冷凝器的进口连接，其特征在于:所述喷射-压缩制冷系统还包括第一节流装置、第二节流装置、第一气液分离器、第二气液分离器和用于利用低品位热源将液态制冷剂转换成高温高压的蒸气的发生器，所述冷凝器的出口经过第一节流装置与所述第一气液分离器的进口连接，所述第一气液分离器的液相出口通过第二节流装置与蒸发器的进口连接，所述第一气液分离器的气相出口与压缩机的进口连接，所述喷射器的出口与所述第二气液分离器的进口连接，所述第二气液分离器的气相出口与压缩机的进口连接，所述第二气液分离器的液相出口通过泵与所述预热器的第二进口连接，所述预热器的第二出口与发生器的进口连接，所述发生器的出口与所述喷射器的工作流体进口连接。2.如权利要求1所述的采用气液分离器的低品位热能驱动的喷射-压缩制冷系统，其特征在于:所述第一节流装置和第二节流装置为节流阀、膨胀阀或毛细管。3.如权利要求1或2所述的采用气液分离器的低品位热能驱动的喷射-压缩制冷系统，其特征在于:所述预热器是管壳式换热器、板式换热器或套管换热器。
【专利摘要】一种采用气液分离器的低品位热能驱动的喷射-压缩制冷系统，蒸发器的出口与喷射器的引射流体进口连接，压缩机的出口与预热器的第一进口连接，预热器的第一出口与冷凝器的进口连接，冷凝器的出口经过第一节流装置与第一气液分离器的进口连接，第一气液分离器的液相出口通过第二节流装置与蒸发器的进口连接，第一气液分离器的气相出口与压缩机的进口连接，喷射器的出口与第二气液分离器的进口连接，第二气液分离器的气相出口与压缩机的进口连接，其液相出口通过泵与预热器的第二进口连接，预热器的第二出口与发生器的进口连接，发生器的出口与喷射器的工作流体进口连接。本发明效率较高、能耗较小、可以利用更低温度的热源、节能效能良好。
【IPC分类】F25B27/02, F25B43/00, F25B25/00
【公开号】CN104913542
【申请号】CN201510292599
【发明人】徐英杰, 蒋宁
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月29日