專利名稱：太陽能驅(qū)動(dòng)的噴射式制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷循環(huán)系統(tǒng)，尤其涉及一種太陽能驅(qū)動(dòng)的噴射式制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
能源緊缺已經(jīng)成為目前全世界必須面對(duì)和解決的重大問題。提高現(xiàn)有能源利用效率，開發(fā)利用可再生能源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展成為當(dāng)今時(shí)代的一個(gè)主題。合理用能的基本原則是“溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”，即在利用能源過程中，要分場(chǎng)合、分階段利用能量，達(dá)到不同品質(zhì)的能量得到合理利用，從而提高能源利用率，能源的梯級(jí)利用是節(jié)能的重要措施。傳統(tǒng)的單噴射式制冷系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)部件少、結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小，且具有利用太陽能、地?zé)岬瓤稍偕茉醇肮I(yè)余熱等低品位能源來實(shí)現(xiàn)制冷的優(yōu)點(diǎn)，能提高能源有效利用程度，維護(hù)管理方便，是一種很有前途的制冷方式。 噴射制冷循環(huán)系統(tǒng)采用水、氨、HF類、HFC類或HCFC類等作為制冷工質(zhì)，噴射制冷循環(huán)與機(jī)械壓縮制冷循環(huán)最大區(qū)別在于以噴射器代替壓縮機(jī)，通過低溫?zé)嵩醇訜醽碜岳淠饕后w工質(zhì)產(chǎn)生高壓蒸汽，利用噴射器引射來自蒸發(fā)器的低壓蒸汽并被壓縮成較高壓力蒸汽，為氣態(tài)工質(zhì)在較高溫度下冷凝創(chuàng)造條件，除工質(zhì)循環(huán)泵外無其它運(yùn)動(dòng)部件，循環(huán)運(yùn)行維護(hù)少，高品位機(jī)械能消耗少，尤其是就氟利昂類工質(zhì)而言，只需要60°C的低溫?zé)嵩淳湍茯?qū)動(dòng)循環(huán)工作，具有利用太陽能、地?zé)?、工廠余熱、廢熱等低品位低溫能源的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是一種利用低焓能源來獲取制冷效果的較為理想制冷方式，然而，傳統(tǒng)噴射制冷循環(huán)所能獲取的制冷溫度較高，通常0°C以上，受噴射器壓縮比小的限制，難以達(dá)到冷凝器的冷卻介質(zhì)在冷卻溫度較高時(shí)所需冷凝壓力要求，故制冷溫度較高，而且該系統(tǒng)效率較低，致使經(jīng)過冷凝器后的制冷劑的溫度相對(duì)較高，要通過蒸發(fā)器獲得-io°c的制冷溫度幾乎是不可能的，從而使得傳統(tǒng)噴射制冷機(jī)應(yīng)用受到較大限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種系統(tǒng)壓比大、制冷溫度低的太陽能驅(qū)動(dòng)的噴射式制冷系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種太陽能驅(qū)動(dòng)的噴射式制冷系統(tǒng)，包括第一發(fā)生器和第二發(fā)生器，第一發(fā)生器的工作溫度高于第二發(fā)生器的工作溫度，第一發(fā)生器的制冷劑出口與第一噴射器的工作流體進(jìn)口相連，第一噴射器的出口與冷凝器的制冷劑進(jìn)口相連，冷凝器的制冷劑出口分為三路，其中一路經(jīng)節(jié)流部件與蒸發(fā)器的制冷劑進(jìn)口相連，蒸發(fā)器的制冷劑出口與第二噴射器的引射流體進(jìn)口相連，另一路經(jīng)第一工質(zhì)泵與第一發(fā)生器的制冷劑進(jìn)口相連，第三路經(jīng)第二工質(zhì)泵與第二發(fā)生器的制冷劑進(jìn)口相連，第二發(fā)生器的制冷劑出口與第二噴射器的工作流體進(jìn)口相連，第二噴射器的出口與第一噴射器的引射流體進(jìn)口相連。所述第一發(fā)生器通過其內(nèi)設(shè)置的第一加熱管為制冷劑加熱，第二發(fā)生器通過其內(nèi)設(shè)置的第二加熱管為制冷劑加熱，第一加熱管的熱媒出口與第二加熱管的熱媒進(jìn)口相連。所述第一加熱管與第二加熱管的熱媒由太陽能集熱器提供，太陽能集熱器的出水口通過熱媒泵與第一加熱管的熱媒進(jìn)口相連，第二加熱管的熱媒出口與太陽能集熱器的進(jìn)口相連。本發(fā)明的第二發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽作為第二噴射器的工作流體引射來自蒸發(fā)器的蒸汽，經(jīng)過第二噴射器增加的流體進(jìn)入第一噴射器的引射流體進(jìn)口被來自第一發(fā)生器的蒸汽引射入第一發(fā)生器，來自第二發(fā)生器的蒸汽通過第二噴射器為進(jìn)入第一噴射器的引射流體進(jìn)口的蒸汽的增加壓力，使得第一噴射出口處的蒸汽壓力增高，提高了整個(gè)系統(tǒng)的壓比，從而可以降低蒸發(fā)器的制冷溫度，以便得到低于現(xiàn)有技術(shù)中的噴射制冷循環(huán)系統(tǒng)所能得到的制冷溫度。本發(fā)明的第一發(fā)生器通過其內(nèi)設(shè)置的第一加熱管為制冷劑加熱，第二發(fā)生器通過其內(nèi)設(shè)置的第二加熱管為制冷劑加熱，第一加熱管的熱媒出口與第二加熱管的熱媒進(jìn)口相連，由第一加熱管中出來的熱媒進(jìn)入第二發(fā)生器的繼續(xù)使用，實(shí)現(xiàn)了低品位能源的梯級(jí)利用，提高整個(gè)系統(tǒng)的能源利用效率，節(jié)能效果顯著，應(yīng)用前景廣闊。



圖I是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式一種太陽能驅(qū)動(dòng)的噴射式制冷系統(tǒng)的實(shí)施例，在圖I中，其第一發(fā)生器I的制冷劑出口與第一噴射器2的工作流體進(jìn)口相連，第一噴射器2的出口與冷凝器3的制冷劑進(jìn)口相連，冷凝器3的制冷劑出口分為三路，其中一路經(jīng)節(jié)流部件4與蒸發(fā)器5的制冷劑進(jìn)口相連，蒸發(fā)器5的制冷劑出口與第二噴射器6的引射流體進(jìn)口相連，另一路經(jīng)第一工質(zhì)泵7與第一發(fā)生器I的制冷劑進(jìn)口相連，第三路經(jīng)第二工質(zhì)泵9與第二發(fā)生器8的制冷劑進(jìn)口相連，第二發(fā)生器8的制冷劑出口與第二噴射器6的工作流體進(jìn)口相連，第二噴射器6的出口與第一噴射器2的引射流體進(jìn)口相連。其中第一發(fā)生器I的工作溫度高于第二發(fā)生器8的工作溫度。第一發(fā)生器I內(nèi)設(shè)置有第一加熱管10，第一加熱管10的兩端伸出第一發(fā)生器，在使用時(shí)，第一發(fā)生器I通過第一加熱管10為制冷劑加熱。第二發(fā)生器8內(nèi)設(shè)置有第一加熱管10，第二加熱管11的兩端伸出第二發(fā)生器，在使用時(shí)，第二發(fā)生器8通過第二加熱管11為制冷劑加熱。第一加熱管10的熱媒出口與第二加熱管11的熱媒進(jìn)口相連。太陽能集熱器12的出口通過熱媒泵13與第一發(fā)生器的熱媒進(jìn)口相連，第二加熱管的熱媒出口與太陽能集熱器的進(jìn)口相連。本制冷系統(tǒng)中的第二發(fā)生器8產(chǎn)生的中間壓力制冷劑蒸汽作為工作蒸汽進(jìn)入第二噴射器6引射蒸發(fā)器5中的低壓制冷劑蒸汽，提高了第一噴射器2引射蒸汽的壓力，提高了第一噴射器2的噴射系數(shù)和系統(tǒng)的壓比，在蒸發(fā)器5中能獲得更低的制冷溫度。上述實(shí)施例中的第一發(fā)生器與第二發(fā)生器均是通過加熱管來加熱制冷劑的，也可以利用現(xiàn)有技術(shù)中的別的加熱方式進(jìn)行加熱。上述實(shí)施例中的太陽能集熱器與循環(huán)泵之間也可設(shè)蓄熱水箱，以保證在陰天或太陽能不充足時(shí)系統(tǒng)可以正常工作。
上述實(shí)施例中的第一加熱管10和第二加熱管11的加熱量是由太陽能提供的，也可以由地?zé)崮?、工業(yè)余熱或廢熱提供。該太陽能驅(qū)動(dòng)的噴射式制冷循環(huán)系統(tǒng)的工作原理
低品位能源太陽能加熱的熱水通過第一加熱管10的熱媒進(jìn)口進(jìn)入第一發(fā)生器I將其中液態(tài)制冷劑加熱成為高壓制冷劑蒸汽后，然后由第一加熱管10的熱媒出口進(jìn)入第二加熱管11將第二發(fā)生器8中液態(tài)制冷劑加熱成為中間壓力制冷劑蒸汽。第一發(fā)生器I中產(chǎn)生的高壓制冷劑蒸汽，作為工作蒸汽進(jìn)入第一噴射器2引射來自第二噴射器6出口的制冷劑蒸汽，經(jīng)第一噴射器2混合增壓作用后的制冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器3中，在冷凝器3中氣液兩相制冷劑被冷凝，冷凝器3出口的液態(tài)制冷劑分為三部分，一部分液態(tài)制冷劑經(jīng)第一工質(zhì)泵7加壓后進(jìn)入第一發(fā)生器I被加熱氣化為第一噴射器2的工作蒸汽，一部分液態(tài)制冷劑則經(jīng)節(jié)流部件4節(jié)流降壓變成低壓低溫制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器5實(shí)現(xiàn)制冷，第三部分液態(tài)制冷劑經(jīng)第二工質(zhì)泵9加壓后進(jìn)入第二發(fā)生器8被加熱氣化為第 二噴射器6的工作蒸汽引射來自蒸發(fā)器5的低溫低壓制冷劑蒸汽，經(jīng)第二噴射器6混合增壓作用的制冷劑蒸汽被來自第一發(fā)生器I的高壓制冷劑蒸汽引射進(jìn)入第一噴射器2，至此完成一個(gè)循環(huán)過程。下面以R600a制冷劑為例說明上述雙噴射式制冷循環(huán)系統(tǒng)的工作過程。低品位能源太陽能由太陽能集熱器12將水加熱到100°C，100°C熱水通過熱媒泵13送入第一加熱管10，將第一發(fā)生器I中液態(tài)制冷劑加熱成為壓力為I. 64MPa的高壓制冷劑蒸汽后，第一加熱管10出口降溫成70°C的熱水進(jìn)入第二加熱管11，將第二發(fā)生器8中液態(tài)制冷劑加熱成為壓力為O. 974MPa的中間壓力制冷劑蒸汽，第二加熱管11出口熱水回到太陽能集熱器12。第二發(fā)生器8產(chǎn)生的中間壓力(O. 974MPa)制冷劑蒸汽通過第二噴射器6中噴嘴進(jìn)行絕熱膨脹，形成一股低壓高速蒸汽，將蒸發(fā)器5中-10°C飽和制冷劑蒸汽(壓力為
O.108MPa)吸入第二噴射器6的引射口，在第二噴射器6內(nèi)充分混合增壓至O. 216MPa后，被第一發(fā)生器I產(chǎn)生的高壓制冷劑蒸汽(I. 64MPa)通過第一噴射器2絕熱膨脹形成的低壓高速蒸汽吸入第一噴射器2內(nèi)充分混合增壓到O. 406MPa后進(jìn)入冷凝器3，被冷卻水進(jìn)一步冷凝為30°C液態(tài)制冷劑，冷凝器3出口液態(tài)制冷劑分為三路，一路液態(tài)制冷劑經(jīng)過節(jié)流部件4后進(jìn)入蒸發(fā)器5，在蒸發(fā)器5中吸熱產(chǎn)生制冷效應(yīng)，一路液態(tài)制冷劑在第一工質(zhì)泵7的引射下進(jìn)入第一發(fā)生器I，第三路液態(tài)制冷劑在第二工質(zhì)泵9的引射下進(jìn)入第二發(fā)生器8。
權(quán)利要求
1.一種太陽能驅(qū)動(dòng)的噴射式制冷系統(tǒng)，其特征在于包括第一發(fā)生器和第二發(fā)生器，第一發(fā)生器的工作溫度高于第二發(fā)生器的工作溫度，第一發(fā)生器的制冷劑出口與第一噴射器的工作流體進(jìn)ロ相連，第一噴射器的出口與冷凝器的制冷劑進(jìn)ロ相連，冷凝器的制冷劑出口分為三路，其中一路經(jīng)節(jié)流部件與蒸發(fā)器的制冷劑進(jìn)ロ相連，蒸發(fā)器的制冷劑出口與第二噴射器的引射流體進(jìn)ロ相連，另一路經(jīng)第一エ質(zhì)泵與第一發(fā)生器的制冷劑進(jìn)ロ相連，第三路經(jīng)第二エ質(zhì)泵與第二發(fā)生器的制冷劑進(jìn)ロ相連，第二發(fā)生器的制冷劑出口與第二噴射器的工作流體進(jìn)ロ相連，第二噴射器的出ロ與第一噴射器的引射流體進(jìn)ロ相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的噴射式制冷系統(tǒng)，其特征在于所述第一發(fā)生器通過其內(nèi)設(shè)置的第一加熱管為制冷劑加熱，第二發(fā)生器通過其內(nèi)設(shè)置的第二加熱管為制冷劑加熱，第一加熱管的熱媒出口與第二加熱管的熱媒進(jìn)ロ相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的噴射式制冷系統(tǒng)，其特征在于所述第一加熱管與第二加熱管的熱媒由太陽能集熱器提供，太陽能集熱器的熱媒出口通過熱媒泵與第一加熱管的熱媒進(jìn)ロ相連，第二加熱管的熱媒出口與太陽能集熱器的進(jìn)ロ相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能驅(qū)動(dòng)的噴射式制冷系統(tǒng)，包括第一發(fā)生器和第二發(fā)生器，第一發(fā)生器的工作溫度高于第二發(fā)生器的工作溫度，第一發(fā)生器的制冷劑出口與第一噴射器的工作流體進(jìn)口相連，第一噴射器的出口與冷凝器的制冷劑進(jìn)口相連，冷凝器的制冷劑出口分為三路，其中一路經(jīng)節(jié)流部件與蒸發(fā)器的制冷劑進(jìn)口相連，蒸發(fā)器的制冷劑出口與第二噴射器的引射流體進(jìn)口相連，另一路經(jīng)第一工質(zhì)泵與第一發(fā)生器的制冷劑進(jìn)口相連，第三路經(jīng)第二工質(zhì)泵與第二發(fā)生器的制冷劑進(jìn)口相連，第二發(fā)生器的制冷劑出口與第二噴射器的工作流體進(jìn)口相連，第二噴射器的出口與第一噴射器的引射流體進(jìn)口相連。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了能源的梯級(jí)利用，整個(gè)系統(tǒng)的能源利用效率高，節(jié)能效果好。
文檔編號(hào)F25B9/08GK102679618SQ201110359498
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者崔曉龍, 張敏慧, 梁坤峰, 王林, 王雨, 談瑩瑩, 閆曉娜, 馬愛華 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)