冷链车余热增效无机械泵压缩-喷射制冷循环系统及方法技术方案

本发明专利技术属于制冷循环技术领域，并具体公开了冷链车余热增效无机械泵压缩‑喷射制冷循环系统及方法，包括蒸气压缩制冷循环模块和无机械泵喷射制冷循环模块，蒸气压缩制冷循环模块包括压缩机、冷凝器、节流器和蒸发器，用以完成蒸气压缩制冷循环；无机械泵喷射制冷循环模块包括发生器、喷射器和增压喷射器，用以完成无机械泵喷射制冷循环。本发明专利技术在冷链车常规的蒸气压缩制冷循环的基础上，设置以发动机尾气余热为能源的无机械泵喷射制冷循环，其能源完全来源于尾气的余热，不需要任何其他外来能源的供应，从而可以极大地提高系统的制冷能力而不损耗燃油等能源，提高冷链车的能源利用效率和续航能力。

Cooling chain vehicle waste heat synergism without mechanical pump compression ejector refrigeration cycle system and method

The invention belongs to the technical field of refrigeration cycle, and specifically discloses a mechanical pump compression ejection refrigeration cycle system and a method for enhancing the residual heat efficiency of cold chain trucks, including a steam compression refrigeration cycle module and a mechanical pump-free ejection refrigeration cycle module, and a steam compression refrigeration cycle module including a compressor, a condenser, a throttle and an evaporator. The mechanical pump ejector refrigeration cycle module includes a generator, an ejector and a booster ejector to complete the mechanical pump ejector refrigeration cycle. On the basis of the conventional steam compression refrigeration cycle of the cold chain truck, the invention provides a non-mechanical pump injection refrigeration cycle with engine exhaust heat as the energy source. The energy source of the refrigeration cycle is completely derived from the exhaust heat of the exhaust gas and does not need any other external energy supply, thereby greatly improving the refrigeration capacity of the system without wasting fuel. And other energy sources to improve the energy efficiency and endurance of cold chain cars.

【技术实现步骤摘要】
冷链车余热增效无机械泵压缩-喷射制冷循环系统及方法
本专利技术属于制冷循环
，更具体地，涉及一种冷链车余热增效无机械泵压缩-喷射制冷循环系统及方法。
技术介绍
在现代物流业中，为了满足高端物流行业的服务需求，冷链运输系统着力于实现所运输的产品从生产基地到销售客户之间的全流程冷冻保鲜运输服务，而冷链运输技术的关键核心技术是车载冷冻冷藏系统，同时车载冷冻冷藏系统的关键核心技术是制冷技术。在现行的冷链车载制冷系统中，通常采用的是常规的蒸气压缩制冷循环，而冷链车载冷冻冷藏系统则分为两种类型，分别是独立式的由发电机提供电能直接驱动的蒸气压缩制冷系统，另一种是非独立式的由发动机轴功率驱动的蒸气压缩制冷系统。两者虽然形式不同，但制冷系统耗能的直接来源是作为高品位能源的电能或者机械能，电能来自于冷链车的发电机，机械能来源于发动机轴功率的消耗，即两者均是通过消耗冷链车的燃油来供能，这就导致冷链车的制冷系统不可避免的要与冷链车的发动机竞争燃油，从而导致其续航能力下降，降低冷链车整体的运输效率。在冷链车的正常行驶过程中，发动机排放的尾气携带有大量的可利用的热量，称之为余热，该发动机尾气携带的热能相当于燃油提供的总能量的50％左右，而这部分余热所携带的低品位的热能大多未经过充分利用便直接被排放到大气中，导致能量利用效率的下降。如果冷链车载冷冻冷藏系统能够最大化的利用这部分尾气中所携带的余热，一方面可以有效减少冷链车整体的燃油消耗，另一方面可以提高车载冷冻冷藏系统的续航能力和制冷能力，大幅度地提高能源使用效率。因此，需研究设计一种制冷循环系统，以充分利用尾气余热，提高能源利用率，冷冻冷藏系统的续航能力和制冷能力。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种冷链车余热增效无机械泵压缩-喷射制冷循环系统及方法，其直接利用低品位的能源-发动机尾气的余热作为能量来源，利用增效压缩的原理为制冷剂循环提供动力，减少冷链车在长途运输过程中制冷系统供应给压缩机的电能或机械能损耗，并且以增压喷射器替代制冷剂泵等运动部件，进一步减少能量损耗，使得冷链车整体燃油消耗大大下降，极大地提高其续航能力，增大车载冷冻冷藏系统制冷量的同时节约系统运行成本，提高系统整体能量利用效率，适用于冷链车载冷冻冷藏系统中。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提出了一种冷链车余热增效无机械泵压缩-喷射制冷循环系统，其包括蒸气压缩制冷循环模块和无机械泵喷射制冷循环模块，其中：所述蒸气压缩制冷循环模块包括压缩机、冷凝器、节流器和蒸发器，制冷剂首先经压缩机压缩，然后经冷凝器冷凝成制冷剂液体，制冷剂液体经节流器节流降压后进入蒸发器吸热蒸发变成制冷剂蒸气，该制冷剂蒸气返回至压缩机中以完成蒸气压缩制冷循环；所述无机械泵喷射制冷循环模块包括发生器、喷射器和增压喷射器，其中制冷剂在发生器中被冷链车发动机尾气余热加热变为制冷剂蒸气，该制冷剂蒸气分为两路，其中一路制冷剂蒸气经单向阀流动至喷射器作为动力蒸气引射来自蒸发器出口的制冷剂蒸气，并与之混合后送入冷凝器中冷凝获得制冷剂液体，该制冷剂液体一部分经节流器节流降压后送入蒸发器中吸热蒸发，另一部分经电磁阀Ⅱ被增压喷射器吸入；另一路制冷剂蒸气经电磁阀Ⅲ流动至增压喷射器入口，作为动力蒸气引射来自冷凝器出口的部分制冷剂液体，并与之混合后形成制冷剂湿蒸气，该制冷剂湿蒸气在增压喷射器的作用下克服流动阻力回流至发生器中以完成无机械泵蒸气喷射制冷循环。作为进一步优选的，蒸发器的出口与喷射器入口之间设置有电磁阀Ⅰ。作为进一步优选的，该制冷循环系统具有三种工作模式，包括蒸气压缩制冷循环模式、无机械泵蒸气喷射制冷循环模式以及蒸气压缩和无机械泵蒸气喷射复合制冷循环模式。作为进一步优选的，制冷循环系统能够自由切换三种工作模式，当打开压缩机，并关闭电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ时，制冷循环系统实现蒸气压缩制冷循环模式；当关闭压缩机，并打开电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ时，制冷循环系统实现无机械泵蒸气喷射制冷循环模式；当压缩机、电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ均打开时，制冷循环系统实现蒸气压缩和无机械泵蒸气喷射复合制冷循环模式。作为进一步优选的，蒸发器出口的制冷剂蒸气的温度及压力低于压缩机出口的制冷剂蒸气的温度及压力。作为进一步优选的，增压喷射器用于对制冷剂湿蒸气进行增压喷射，增压大小由克服的流动阻力确定。按照本专利技术的另一方面，提供了一种冷链车余热增效无机械泵压缩-喷射制冷循环方法，其中制冷剂经压缩机压缩后冷凝成制冷剂液体，制冷剂液体经节流降压后在蒸发器中吸热蒸发变成制冷剂蒸气，制冷剂蒸气返回至压缩机中以完成蒸气压缩制冷循环；制冷剂在发生器中被冷链车发动机尾气余热加热变为制冷剂蒸气，该制冷剂蒸气分为两路，其中一路制冷剂蒸气与来自蒸发器出口的制冷剂蒸气进行混合，然后冷凝成制冷剂液体，该制冷剂液体一部分送入蒸发器中进行吸热蒸发，另一部分送入增压喷射器中，并与另一路制冷剂蒸气混合形成制冷剂湿蒸气，该混合液体回流至发生器中以完成无机械泵蒸气喷射制冷循环。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1.本专利技术在冷链车常规的蒸气压缩制冷循环的基础上，设置以发动机尾气余热为能源的无机械泵喷射制冷循环，其能源完全来源于尾气的余热，不需要任何其他外来能源的供应，从而可以极大地提高系统的制冷能力而不损耗燃油等能源，提高冷链车的能源利用效率和续航能力。2.本专利技术的制冷循环中由于蒸气喷射循环的引入以及增压喷射器的应用，在减少运动部件的同时，进一步减少电能或者机械能的损耗，大大减少在冷链车正常行驶过程中的燃油消耗，并几乎实现行驶过程中制冷系统无运动部件和耗能部件的运转，极大提高冷链车的续航能力和系统稳定性，降低冷链车运输途中的整体能耗，提高能源利用效率，提其冷链车载冷冻冷藏制冷系统的运行效率3.本专利技术以增压喷射器的引流混合作用，使制冷剂加压，减少动力损失和能量消耗，进一步提高能量的利用率和系统的稳定性；4.本专利技术的制冷循环系统以在三种工作模式下自由切换，以满足不同工况要求下的制冷负荷需求，并一定程度上由于压缩机工作负荷的减少降低装配成本。5.本专利技术的制冷循环系统可以由电能或者发动机轴直接驱动，也可以在冷链车正常行驶过程中，由发动机尾气余热直接驱动以作为冷量补偿，也可以在冷链车停车时两者联合驱动以制取较大冷量，实现三种不同的工作模式，系统结构简洁，易于调控。附图说明图1是本专利技术实施例提供的冷链车余热增效无机械泵压缩-喷射制冷循环系统的结构示意图；图2是增压喷射器的流动原理图。图中，1.压缩机；2.电磁阀Ⅰ；3.蒸发器；4.节流器；5.冷凝器；6.电磁阀Ⅱ；7.增压喷射器；8.电磁阀Ⅲ；9.排气管；10.发生器；11.喷射器；12.单向阀。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。现有的冷链车载冷冻冷藏系统大多只采用由电能或者机械能驱动的单级蒸气压缩制冷循环，而电能和机械能都属于高品位的能源，最终都来源于冷链车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷链车余热增效无机械泵压缩‑喷射制冷循环系统，其特征在于，包括蒸气压缩制冷循环模块和无机械泵喷射制冷循环模块，其中：所述蒸气压缩制冷循环模块包括压缩机(1)、冷凝器(5)、节流器(4)和蒸发器(3)，制冷剂首先经压缩机(1)压缩，然后经冷凝器(5)冷凝成制冷剂液体，制冷剂液体经节流器(4)节流降压后进入蒸发器(3)吸热蒸发变成制冷剂蒸气，该制冷剂蒸气返回至压缩机(1)中以完成蒸气压缩制冷循环；所述无机械泵喷射制冷循环模块包括发生器(10)、喷射器(11)和增压喷射器(7)，其中制冷剂在发生器(10)中被冷链车发动机尾气余热加热变为制冷剂蒸气，该制冷剂蒸气分为两路，其中一路制冷剂蒸气经单向阀(12)流动至喷射器(11)作为动力蒸气引射来自蒸发器(3)出口的制冷剂蒸气，并与之混合后送入冷凝器(5)中冷凝获得制冷剂液体，该制冷剂液体一部分经节流器(4)节流降压后送入蒸发器(3)中吸热蒸发，另一部分经电磁阀Ⅱ(6)被增压喷射器(7)吸入；另一路制冷剂蒸气经电磁阀Ⅲ(8)流动至增压喷射器(7)入口，作为动力蒸气引射来自冷凝器(5)出口的部分制冷剂液体，并与之混合后形成制冷剂湿蒸气，该制冷剂湿蒸气在增压喷射器的作用下克服流动阻力回流至发生器中以完成无机械泵蒸气喷射制冷循环。...

【技术特征摘要】
1.一种冷链车余热增效无机械泵压缩-喷射制冷循环系统，其特征在于，包括蒸气压缩制冷循环模块和无机械泵喷射制冷循环模块，其中：所述蒸气压缩制冷循环模块包括压缩机(1)、冷凝器(5)、节流器(4)和蒸发器(3)，制冷剂首先经压缩机(1)压缩，然后经冷凝器(5)冷凝成制冷剂液体，制冷剂液体经节流器(4)节流降压后进入蒸发器(3)吸热蒸发变成制冷剂蒸气，该制冷剂蒸气返回至压缩机(1)中以完成蒸气压缩制冷循环；所述无机械泵喷射制冷循环模块包括发生器(10)、喷射器(11)和增压喷射器(7)，其中制冷剂在发生器(10)中被冷链车发动机尾气余热加热变为制冷剂蒸气，该制冷剂蒸气分为两路，其中一路制冷剂蒸气经单向阀(12)流动至喷射器(11)作为动力蒸气引射来自蒸发器(3)出口的制冷剂蒸气，并与之混合后送入冷凝器(5)中冷凝获得制冷剂液体，该制冷剂液体一部分经节流器(4)节流降压后送入蒸发器(3)中吸热蒸发，另一部分经电磁阀Ⅱ(6)被增压喷射器(7)吸入；另一路制冷剂蒸气经电磁阀Ⅲ(8)流动至增压喷射器(7)入口，作为动力蒸气引射来自冷凝器(5)出口的部分制冷剂液体，并与之混合后形成制冷剂湿蒸气，该制冷剂湿蒸气在增压喷射器的作用下克服流动阻力回流至发生器中以完成无机械泵蒸气喷射制冷循环。2.如权利要求1所述的冷链车余热增效无机械泵压缩-喷射制冷循环系统，其特征在于，蒸发器(3)的出口与喷射器(11)入口之间设置有电磁阀Ⅰ(2)。3.如权利要求1所述的冷链车余热增效无机械泵压缩-喷射制冷循环系统，其特征在于，该制冷循环系统具有三种工作模式，包括蒸气压缩制冷循环模式、无机械泵蒸气喷射制冷循环模式以及蒸气压缩和无机械泵蒸气...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡德华，邓佳驹，何国庚，梁翛，周赛，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42