一种无泵喷射式制冷系统和制冷方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无泵喷射式制冷系统和制冷方法，其解决了现有技术中的喷射式制冷系统的制冷效率低、动力设备循环泵的造价昂贵的问题，包括第一发生器、气体喷射器、冷凝器、蒸发器、第二发生器和气液引射器，其中，第一发生器的出口与气体喷射器的引射蒸汽入口连接，气体喷射器的出口与冷凝器的入口连接，冷凝器的出口分为两个支路，一个支路通过蒸发器与气体喷射器的蒸汽入口连接；另一支路与气液引射器的液体入口连接；气液引射器的出口分为两个支路，一个支路与第一发生器的入口连接，另一个支路与第二发生器的入口连接，第二发生器的出口与气液引射器的蒸汽入口连接。

【技术实现步骤摘要】
一种无泵喷射式制冷系统和制冷方法
本专利技术属于能源技术和制冷
，具体涉及一种无泵喷射式制冷系统和制冷方法。
技术介绍
随着环境和能源问题越来越突出，常规能源紧缺引发了国内外学者对新能源及其利用技术的探索。太阳能、废热等低品位热源因在某些喷射式制冷系统如太阳能喷射式、低品位废热喷射式制冷系统及其热泵系统中的利用受到人们广泛关注。其中，喷射式制冷系统凭借其结构简单、使用寿命长、系统稳定性高等优点，在近10年受到制冷界的青睐，但由于其制冷效率较低，无法广泛推广应用。如，太阳能喷射式制冷系统的制冷效率较低，需要通过增加增压喷射系统的方式改善喷射系统的性能，以提高制冷效率。但是增压喷射系统的增加，无疑提高了制冷系统的成本。而且，现有的喷射式制冷系统中都需要使用循环泵将制冷剂液体增压，所需的循环泵作为唯一的运动部件，需要的压头高、体积大，造价昂贵，大大限制了喷射式制冷系统的应用。综上所述，现有技术中的喷射式制冷系统的制冷效率低、动力设备循环泵的造价昂贵的问题，尚缺乏有效的解决方案。
技术实现思路
专利技术人为了解决喷射式制冷系统中循环泵的造价较高的问题，尝试将循环泵替换为气液引射器，在发生器内，循环制冷剂吸收热量变为高温高压的蒸汽，其中一部分高压蒸汽通过气体喷射器，在喷嘴的出口处形成较低的压力，从而将经过冷凝器冷凝，再经蒸发器蒸发得到的低压蒸汽引射入气体喷射器中，两股流体混合为一股压力较高的流体后排入冷凝器中冷凝为液体，一部分液体经过上述蒸发器蒸发，另一部分液体被来自发生器的剩余的高压蒸汽引射进入替换后的气液喷射器中，两股流体充分混合为一股流体后，被重新送回发生器中循环。经过试验发现，将循环泵替换为气液引射器虽然降低了制冷系统的制造成本，但是，当发生器处于不同的低品位热源时，制冷系统的制冷效率不同，而且经常会出现制冷系统难以运行的问题。专利技术人进行了深入研究，发现，该制冷系统中采用一个发生器，即该发生器的蒸汽出口分别与气体喷射器和气液引射器的入口连通，也就是气体喷射器和气液引射器的高压蒸汽入口处，高压蒸汽的温度和压力是一样的，而气体喷射器引射的是具有较低温度的蒸汽，气液引射器引射的是具有较高温度的液体，而且蒸汽和液体的压力也不同。所以，相同温度和压力的高压蒸汽引射不同温度、不同压力以及不同相态的制冷剂时，在不同工况下，容易导致气液引射器运行不稳定，乃至失效。而且，制冷系统无法根据不同的工况进行自主调节，难以提高制冷效率和运行的稳定性。专利技术人针对上述技术问题，又进行了研发，得到了本申请的技术方案。本专利技术的目的是提供一种无泵喷射式制冷系统和制冷方法。该制冷系统以另一热源驱动的气液喷射器代替了传统的循环泵，减少了系统的运动部件，从而使系统变为被动式系统，减少了系统中电能的消耗，提高了制冷效率，更加充分地利用了低品位能源，降低了系统造价，提高了系统的经济性。为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：一种无泵喷射式制冷系统，包括第一发生器、气体喷射器、冷凝器、蒸发器、第二发生器和气液引射器，其中，第一发生器的出口与气体喷射器的引射蒸汽入口连接，气体喷射器的出口与冷凝器的入口连接，冷凝器的出口分为两个支路，一个支路通过蒸发器与气体喷射器的蒸汽入口连接；另一支路与气液引射器的液体入口连接；气液引射器的出口分为两个支路，一个支路与第一发生器的入口连接，另一个支路与第二发生器的入口连接，第二发生器的出口与气液引射器的蒸汽入口连接。该制冷系统中，将传统的喷射式制冷系统中的循环泵替换为气液引射器，并针对气液引射器单独设置第二发生器，使独立控制气体喷射器和气液引射器的入口高温高压蒸汽的压力和温度成为可能。两个发生器的蒸汽出口的温度和压力不相同，可以根据工况及时控制调整第二发生器出口的蒸汽温度、压力和流量，使得气液引射器能稳定运行，并且气液引射器入口处的蒸汽具有足够的温度、压力和流量，可以提供足够的动力，进而提高了制冷系统整体的制冷效率。进一步的，气液引射器与第二发生器连接的支路上，气液引射器与第二发生器之间设置有止回阀。止回阀可以防止这一支路中的流体回流到喷射器中，保证了气液引射器的稳定运行。进一步的，气液引射器与第一发生器和第二发生器之间的管路上均设置有压力调节阀。压力调节阀可以调整两个管路中的压力，使得制冷系统能够稳定工作。更进一步的，所述压力调节阀设置于止回阀和第二发生器之间。流经止回阀的流体即为进入第二发生器中的流体，只有对止回阀下游的管路进行压力调节，才能真正体现对第二发生器所在管路的压力调节。进一步的，冷凝器与蒸发器之间的管路上设置有节流阀。节流阀可以通过改变节流截面或节流长度以控制管路流体的流量，可以对流体进行节流降温。利用上述无泵喷射式制冷系统进行的制冷方法，包括如下步骤：第一发生器中的制冷剂吸热变为过热蒸汽，进入气体喷射器中引射来自蒸发器的制冷剂蒸汽，将其增压后共同进入冷凝器，在冷凝器中冷凝为液体；从冷凝器中流出的液体一部分进入所述蒸发器加热，另一部分进入气液引射器，被来自第二发生器的过热蒸汽引射后增压，经过增压后的混合流体(液态)一部分返回第一发生器中循环，另一部分进入第二发生器中，经加热后成为用于引射液体的过热蒸汽。本专利技术的有益效果为：该制冷系统中，将传统的喷射式制冷系统中的循环泵替换为气液引射器，并针对气液引射器单独设置第二发生器，使独立控制气体喷射器和气液引射器的入口高温高压蒸汽的压力和温度成为可能。两个发生器的蒸汽出口的温度和压力不相同，可以根据工况及时控制调整第二发生器出口的蒸汽温度、压力和流量，使得气液引射器能稳定运行，并且气液引射器入口处的蒸汽具有足够的温度、压力和流量，可以提供足够的动力，进而提高了制冷系统整体的制冷效率。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。其中，1、第一发生器；2、气体喷射器；3、冷凝器；4、节流阀；5、蒸发器；6、气液引射器；7、第二发生器；8、第一压力调节阀；9、止回阀；10、第二压力调节阀。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。止回阀，又称单向阀或逆止阀，其作用是防止管路中的介质倒流。压力调节阀，亦称自力式平衡阀、流量控制阀、流量控制器、动态平衡阀、流量平衡阀等，是一种直观简便的流量调节控制装置。节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。如图1所示，一种无泵喷射式制冷系统，包括第一发生器1、气体喷射器2、冷凝器3、蒸发器5、第二发生器7和气液引射器6，其中，第一发生器1的出口与气体喷射器2的引射蒸汽入口连接，气体喷射器2的出口与冷凝器3的入口连接，冷凝器3的出口分为两个支路，一个支路通过节流阀4、蒸发器5与气体喷射器2的蒸汽入口连接；另一支路与气液引射器6的液体入口连接；气液引射器6的出口分为两个支路，一个支路与第一发生器1的入口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无泵喷射式制冷系统，其特征在于：包括第一发生器、气体喷射器、冷凝器、蒸发器、第二发生器和气液引射器，其中，第一发生器的出口与气体喷射器的引射蒸汽入口连接，气体喷射器的出口与冷凝器的入口连接，冷凝器的出口分为两个支路，一个支路通过蒸发器与气体喷射器的蒸汽入口连接；另一支路与气液引射器的液体入口连接；气液引射器的出口分为两个支路，一个支路与第一发生器的入口连接，另一个支路与第二发生器的入口连接，第二发生器的出口与气液引射器的蒸汽入口连接。

【技术特征摘要】
1.一种无泵喷射式制冷系统，其特征在于：包括第一发生器、气体喷射器、冷凝器、蒸发器、第二发生器和气液引射器，其中，第一发生器的出口与气体喷射器的引射蒸汽入口连接，气体喷射器的出口与冷凝器的入口连接，冷凝器的出口分为两个支路，一个支路通过蒸发器与气体喷射器的蒸汽入口连接；另一支路与气液引射器的液体入口连接；气液引射器的出口分为两个支路，一个支路与第一发生器的入口连接，另一个支路与第二发生器的入口连接，第二发生器的出口与气液引射器的蒸汽入口连接。2.根据权利要求1所述的无泵喷射式制冷系统，其特征在于：气液引射器与第二发生器连接的支路上，气液引射器与第二发生器之间设置有止回阀。3.根据权利要求1所述的无泵喷射式制冷系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵红霞，韩吉田，于泽庭，赖艳华，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37