采用氣液分離器的低品位熱能驅動的噴射-壓縮制冷系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及制冷技術領域，尤其是一種噴射-壓縮制冷系統。
【背景技術】
[0002]人類文明的不斷發展，為人們創造了美好的生活，但同時也不斷消耗了大量能源，并向環境排放了大量廢物。隨著人類對自然的索取不斷增加，大自然的警告也日益嚴重。因此，人們在享有現代技術帶來的便利與舒適的同時還要求對能源的消耗和環境的污染減到最少。節能減排技術已經成為當今世界的關注的焦點。
[0003]制冷技術是能源消耗的重要領域，應用于建筑、化工、能源、醫療等等各個方面，排放大量二氧化碳。因此節能的制冷技術是當今的研宄熱點。噴射制冷循環作為一種熱驅動制冷技術，可以利用工業生活中排出的低品位熱，產生有用的低溫冷能，變廢為寶，節省電能消耗。上述廢熱由于其溫度低，很難得到利用，若直接排入環境中還可能造成熱污染。而通過噴射制冷這類熱驅動技術加以利用是很好的辦法。另外，太陽能熱、地熱能等低品位熱源也可以進行類似的利用。當然噴射制冷也尤其缺點，即效率往往較低且受熱源溫度影響較大。與之相反的是機械壓縮制冷系統，具有相對較高的效率與穩定性，但是需要消耗大量的寶貴電能，無法滿足節能減排的需要。

【發明內容】

[0004]為了克服已有噴射制冷系統效率較低、不穩定、不能利用更低溫度以及壓縮制冷系統能耗較大的不足，本發明提供一種效率較高、能耗較小、可以利用更低溫度的熱源、節能效能良好的采用氣液分離器的低品位熱能驅動的噴射-壓縮制冷系統。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種采用氣液分離器的低品位熱能驅動的噴射-壓縮制冷系統，包括壓縮機、預熱器、冷凝器、蒸發器和噴射器，所述蒸發器的出口與所述噴射器的引射流體進口連接，所述壓縮機的出口與所述預熱器的第一進口連接，所述預熱器的第一出口與冷凝器的進口連接，所述噴射-壓縮制冷系統還包括第一節流裝置、第二節流裝置、第一氣液分離器、第二氣液分離器和用于利用低品位熱源將液態制冷劑轉換成高溫高壓的蒸氣的發生器，所述冷凝器的出口經過第一節流裝置與所述第一氣液分離器的進口連接，所述第一氣液分離器的液相出口通過第二節流裝置與蒸發器的進口連接，所述第一氣液分離器的氣相出口與壓縮機的進口連接，所述噴射器的出口與所述第二氣液分離器的進口連接，所述第二氣液分離器的氣相出口與壓縮機的進口連接，所述第二氣液分離器的液相出口通過泵與所述預熱器的第二進口連接，所述預熱器的第二出口與發生器的進口連接，所述發生器的出口與所述噴射器的工作流體進口連接。
[0007]進一步，所述第一節流裝置和第二節流裝置為節流閥、膨脹閥或毛細管。
[0008]所述預熱器是管殼式換熱器、板式換熱器或套管換熱器。并且各換熱器內流體的布置可以采用逆流、順流等；采用的工質可以是鹵代烴，烷烴，二氧化碳，氨等等；給發生器加熱的低品位熱源，可以是余熱，廢熱，太陽能熱，地熱等。
[0009]本發明的技術構思為:本發明將噴射與壓縮循環通過氣液分離器巧妙地耦合到一起，組成一種采用汽液分離器的低品位熱能驅動的噴射-壓縮制冷系統，較好發揮兩者各自的優點，起到節約能源的效果。系統采用兩級節流，冷凝后的制冷劑先經過一級節流后進入氣液分離器，在分離器中飽和氣相直接被吸入壓縮機壓縮，而飽和液相此時具有更多的單位制冷量，經過下一級節流達到蒸發溫度后最終提供更多的制冷量。該低壓的制冷劑被噴射器吸入、增壓達到中間壓力后再被壓縮機吸入。這樣實際上由噴射器加上泵與發生器的熱驅動部分完成低壓級的驅動，而壓縮機則僅需承擔高壓級的驅動，可以有效減少對電能的消耗，同時還可降低壓縮機排氣溫度，延長其壽命。此外，由于被噴射器吸入的制冷劑只是一級節流后的液相部分，因此相比常規的噴射-壓縮制冷系統，本發明減少了噴射器的工作負荷，減少了對低品位熱能的消耗，同時還可以縮小噴射器，發生器以及泵的尺寸，節省初投資。此外本發明還利用了壓縮機排氣的熱量對被泵加壓后的液態制冷劑進行預熱，進一步利用了低品位熱能，體現了節能的理念。
[0010]本發明的有益效果主要表現在:比現有的噴射制冷系統和壓縮制冷系統單獨運行時，有更高的效率，大幅減少能量消耗，且可以利用更低溫度的熱源，提高系統的節能效能。
【附圖說明】
[0011]圖1是采用氣液分離器的低品位熱能驅動的噴射-壓縮制冷系統的示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發明作進一步描述。
[0013]參照圖1，一種采用氣液分離器的低品位熱能驅動的噴射-壓縮制冷系統，包括壓縮機1、預熱器2、冷凝器3、蒸發器7和噴射器10，所述蒸發器7的出口與所述噴射器10的引射流體進口連接，所述壓縮機I的出口與所述預熱器2的第一進口連接，所述預熱器2的第一出口與冷凝器3的進口連接，所述噴射-壓縮制冷系統還包括第一節流裝置4、第二節流裝置6、第一氣液分離器5、第二氣液分離器11和用于利用低品位熱源將液態制冷劑轉換成高溫高壓的蒸氣的發生器9，所述冷凝器3的出口經過第一節流裝置4與所述第一氣液分離器5的進口連接，所述第一氣液分離器5的液相出口通過第二節流裝置6與蒸發器7的進口連接，所述第一氣液分離器5的氣相出口與壓縮機I的進口連接，所述噴射器10的出口與所述第二氣液分離器11的進口連接，所述第二氣液分離器11的氣相出口與壓縮機I的進口連接，所述第二氣液分離器11的液相出口通過泵8與所述預熱器2的第二進口連接，所述預熱器2的第二出口與發生器9的進口連接，所述發生器9的出口與所述噴射器10的工作流體進口連接。
[0014]本實施例中，第一節流裝置4和第二節流裝置6可以是各種節流閥、膨脹閥、毛細管；預熱器2可以是各種管殼式換熱器、板式換熱器、套管換熱器等；采用的工質可以是各類鹵代烴，烷烴，烯烴，二氧化碳，氨等等；給發生器加熱的低品位熱源，可以是余熱，廢熱，太陽能熱，地熱等。
[0015]本實施例的工作過程為:從壓縮機I流出的高溫高壓制冷劑進入預熱器2的第一進口后被初步冷卻，然后又進入冷凝器3冷凝放熱變為液態，液態制冷劑從冷凝器3出口流出后經過第一節流裝置4變為具有中間壓力的汽液兩相制冷劑，并進入第一氣液分離器5。具有中間壓力的氣相制冷劑從第一氣液分離器5氣相出口流出進入壓縮機1，具有中間壓力的液相制冷劑從第一氣液分離器5的液相出口流出經過第二節流裝置6進一步降壓后達到蒸發壓力，并進入蒸發器7蒸發吸熱，而后從蒸發器7出口進入噴射器10的引射流體入口。從噴射器10的出口流出的制冷劑進入第二氣液分離器11，其中氣相制冷劑從第二氣液分尚器11的氣相出口流出被壓縮機吸入，而液相制冷劑從第二氣液分尚器11的液相出口流出經過泵8加壓后又經過預熱器2預熱，再由發生器9加熱變為蒸汽，然后進入噴射器10的工作流體入口完成循環。
【主權項】
1.一種采用氣液分離器的低品位熱能驅動的噴射-壓縮制冷系統，包括壓縮機、預熱器、冷凝器、蒸發器和噴射器，所述蒸發器的出口與所述噴射器的引射流體進口連接，所述壓縮機的出口與所述預熱器的第一進口連接，所述預熱器的第一出口與冷凝器的進口連接，其特征在于:所述噴射-壓縮制冷系統還包括第一節流裝置、第二節流裝置、第一氣液分離器、第二氣液分離器和用于利用低品位熱源將液態制冷劑轉換成高溫高壓的蒸氣的發生器，所述冷凝器的出口經過第一節流裝置與所述第一氣液分離器的進口連接，所述第一氣液分離器的液相出口通過第二節流裝置與蒸發器的進口連接，所述第一氣液分離器的氣相出口與壓縮機的進口連接，所述噴射器的出口與所述第二氣液分離器的進口連接，所述第二氣液分離器的氣相出口與壓縮機的進口連接，所述第二氣液分離器的液相出口通過泵與所述預熱器的第二進口連接，所述預熱器的第二出口與發生器的進口連接，所述發生器的出口與所述噴射器的工作流體進口連接。2.如權利要求1所述的采用氣液分離器的低品位熱能驅動的噴射-壓縮制冷系統，其特征在于:所述第一節流裝置和第二節流裝置為節流閥、膨脹閥或毛細管。3.如權利要求1或2所述的采用氣液分離器的低品位熱能驅動的噴射-壓縮制冷系統，其特征在于:所述預熱器是管殼式換熱器、板式換熱器或套管換熱器。
【專利摘要】一種采用氣液分離器的低品位熱能驅動的噴射-壓縮制冷系統，蒸發器的出口與噴射器的引射流體進口連接，壓縮機的出口與預熱器的第一進口連接，預熱器的第一出口與冷凝器的進口連接，冷凝器的出口經過第一節流裝置與第一氣液分離器的進口連接，第一氣液分離器的液相出口通過第二節流裝置與蒸發器的進口連接，第一氣液分離器的氣相出口與壓縮機的進口連接，噴射器的出口與第二氣液分離器的進口連接，第二氣液分離器的氣相出口與壓縮機的進口連接，其液相出口通過泵與預熱器的第二進口連接，預熱器的第二出口與發生器的進口連接，發生器的出口與噴射器的工作流體進口連接。本發明效率較高、能耗較小、可以利用更低溫度的熱源、節能效能良好。
【IPC分類】F25B27/02, F25B43/00, F25B25/00
【公開號】CN104913542
【申請號】CN201510292599
【發明人】徐英杰, 蔣寧
【申請人】浙江工業大學
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月29日