一种喷射制冷系统及其操作方法与流程

本发明涉及制冷技术，具体涉及一种喷射制冷系统及其操作方法。

背景技术：

传统的喷射制冷系统主要由喷射器、发生器、蒸发器、冷凝器和节流装置组成，其中，喷射器是最重要的部件，喷射器主要由喷嘴、吸入区、混合区和扩压区组成。喷射制冷就是利用喷射器将来自发生器的高压的工作流体经喷嘴转变为高速运动的流体，从而在吸入区产生低压；引射流体在蒸发器蒸发吸热后被引入到吸入区，并与工作流体在混合区进行能量交换，然后经扩压区扩压后排出到冷凝器进行降温冷凝；降温冷凝后的工作介质，一部分返回蒸发器，一部分经节流装置进入蒸发器。

喷射制冷技术出现的时间较早，在20世纪30年代曾在大型建筑物的空调制冷系统中得到短期的广泛应用，但由于其效率较低，很快就被效率更高的压缩式制冷系统所取代。近年来，随着能源危机和环境问题的日益突出，节能环保成为全人类的共识，喷射制冷因为可由太阳能、地热和废热等低品位热源进行驱动、运动部件少、系统投资和维护成本低等众多优点，重新成为国内外制冷空调的研究热点。

目前，喷射制冷技术的研究致力于通过仿真和实验研究来提高喷射制冷系统的效率，主要有四个研究热点，一是喷射器的设计优化，二是制冷工质的选择与替代，三是喷射制冷系统循环形式，四是喷射制冷系统的运行控制。

喷射器是整个喷射制冷系统的核心，其内部的混合流动过程十分复杂，涉及超声速流动、激波、湍流混合和两相流动等因素，工作机理尚未十分清晰，使得喷射器的设计优化难度较大。众多学者先后采用了等面积混合、等压混合、等动量变化率以及计算流体力学（CFD）的方法来研究喷射器的设计和工作过程，已经可以设计出在一定工况下效率较为理想的喷射器，但在宽工况范围的平均效率仍然较低。

为了提高喷射制冷系统在变工况条件下的效率，研究人员采取了变几何结构喷射器以及多喷射器的喷射制冷系统。采用变几何结构喷射器的喷射制冷系统，由于变几何机构的喷射器的结构比较复杂，不仅提高了投入成本，而且增加了故障的可能性，给维护管理带来困难。采用多喷射器的喷射制冷系统，多喷射器的采用增加了系统的复杂度，提高了投入成本，喷射器的个数越多，成本就越高，而且当负荷低于单个喷射器所能处理的最大负荷时，系统仍然处于变工况运转状态。

技术实现要素：

为此，本发明提出一种可间歇运行的喷射制冷系统及其操作方法，具体说是通过配置多个储液器，实现喷射制冷系统的间歇运行，从而使喷射制冷系统的工作条件保持基本稳定，避免工况的剧烈变化，提高喷射制冷系统的效率。

具体方案如下：

一种喷射制冷系统，包括发生器、喷射器、冷凝器、第一储液器、第二储液器、第三储液器、第四储液器、循环泵、冷却泵、冷却器、压力调节阀、补液阀、制冷剂和主控装置，

所述的发生器、喷射器、冷凝器、第一储液器依次通过管路串联组成第一循环回路，所述的压力调节阀设置在发生器与喷射器相连的管路上，所述的循环泵设置在第一储液器与发生器相连的管路上，

所述的第二储液器、第三储液器、第四储液器、冷却器依次通过管路串联组成第二循环回路，所述的冷却泵设置在第二储液器与第四储液器相连的管路上，

所述第三储液器分别与第一储液器和喷射器管路连接，所述的补液阀设置在第一储液器与第三储液器相连的管路上，所述的制冷剂充于所述的发生器、喷射器、冷凝器、冷却器、第一储液器、第二储液器、第三储液器、第四储液器第一循环回路和第二循环回路内，所述的主控装置电连接至发生器、冷凝器、循环泵、冷却泵、冷却器、压力调节阀和补液阀。

进一步的，所述的第一储液器内设有分流装置，以使制冷剂分别进入发生器和第三储液器。

进一步的，所述的第二储液器内设有液位限流装置。

进一步的，所述的液位限流装置包括第一液位检测装置和第一流量控制装置，所述第一液位检测装置与第一流量控制装置均电连接至主控装置。

进一步的，所述的第三储液器内设有第二液位检测装置、温度传感器和第二流量控制装置，所述第二液位检测装置、温度传感器和第二流量控制装置均电连接至主控装置。

进一步的，还包括报警装置，所述的报警装置电连接至主控装置。

一种操作上述喷射制冷系统的方法，包括步骤：在所述的第二储液器设定一液位值，第二储液器中的液位到达设定的液位值后进入第三储液器；以及在所述的第三储液器分别设最高液位值、标准液位值和最低液位值，当第三储液器的液位低于最低液位时，喷射制冷系统停止运转，当第三储液器的液位高于最高液位时，喷射制冷系统停止运转，当第三储液器液位位于标准液位和最高液位之间，喷射制冷系统继续运行，同时发出冷却器负荷太大的警报，当储液器液位位于最高液位和最低液位之间，且制冷剂温度达到要求，将第三储液器的制冷剂排出到第四储液器。

本发明通过布置4个储液器，实现喷射制冷系统的间歇运行，使喷射制冷系统的运行工况保持较为稳定，从而保证运行的效率，避免喷射制冷系统在宽工况范围内运行的平均效率低的缺点。

附图说明

图1为本发明喷射制冷系统的示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

结合图1，本实施例的系统由发生器、喷射器、冷凝器、冷却器、储液器a、储液器b、储液器c、储液器d、循环泵、冷却泵、补液阀、压力调节阀、制冷剂（未示出）和主控装置（未示出）组成。

本实施例中，发生器、喷射器、冷凝器、储液器a依次通过管路串联组成第一循环回路，压力调节阀设置在发生器与喷射器相连的管路上，循环泵设置在储液器a与发生器相连的管路上，储液器b、储液器c、储液器d、冷却器依次通过管路串联组成第二循环回路，冷却泵设置在储液器b与储液器d相连的管路上，储液器c分别与储液器a和喷射器管路连接，补液阀设置在储液器a与储液器c相连的管路上，所述的制冷剂充于所述的发生器、喷射器、冷凝器、冷却器、储液器a、储液器b、储液器c、储液器d组成的第一循环回路和第二循环回路内，主控装置电连接至发生器、冷凝器、循环泵、冷却泵、冷却器、压力调节阀和补液阀。储液器a内设有分流装置，以使制冷剂分别进入发生器和储液器c，储液器b内设有液位限流装置，液位限流装置包括第一液位检测装置和第一流量控制装置，第一液位检测装置与第一流量控制装置均电连接至主控装置。所述的储液器c内设有第二流量控制装置、第二液位检测装置和温度传感器，第二流量控制装置、温度传感器和第二液位检测装置均电连接至主控装置。本系统还包括报警装置，报警装置电连接至主控装置。

本实施例的系统在运行之前，首先设定储液器b的液位设定值x、储液器c的最高液位y1、储液器c的标准液位y2和储液器c的最低液位y3，系统运行时，液态制冷剂在发生器由废热源加热后转变为高温高压的蒸汽，经压力调节阀调节到合适的压力后，作为喷射器的工作介质通过喷射器并从储液器c引射制冷剂蒸汽，被引射的制冷剂蒸汽与工作介质混合后离开喷射器进入冷凝器，被冷却水冷凝为液态并进入储液器a，储液器a内的分流器将液体分成两路，一路经循环泵回到发生器，一路通过补液阀向储液器c内喷入雾化的制冷剂，雾化的制冷剂在储液器c内吸热蒸发后被引射到喷射器，并使储液器c内的制冷剂温度下降，储液器c内的温度传感器对制冷剂温度进行检测，当温度下降到设定温度时，将储液器c内的制冷剂从另外一路排入到储液器d，储液器d的制冷剂经冷却器换热后，由冷却泵送入储液器b，储液器b中的液位限流装置在储液器b的制冷剂累积到液位设定值x的时，将储液器b的制冷剂送入储液器c，具体的在本实施例中的液位限流装置包括第一液位检测装置和第一流量控制装置，第一液位检测装置在检测到储液器b的制冷剂累积到液位设定值x时，第一流量控制装置控制储液器b的制冷剂送入储液器c。

储液器c中的第二液位检测装置检测储液器c的液位，当储液器c的液位低于最低液位y3时，主控系统控制喷射制冷系统停止运转；当储液器c的液位高于最高液位y3时，主控系统控制喷射制冷系统停止运转；当储液器液位位于标准液位y2和最高液位y1之间，则喷射制冷系统继续运行，同时通过报警装置发出冷却器负荷太大的警报；当储液器液位位于最高液位y1和最低液位y3之间，并且温度传感器测量储液器c中液体制冷剂的温度达到要求，则通过第二流量控制装置将储液器c的制冷剂排出到储液器d。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。