无泵喷射式制冷机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无泵喷射式制冷机，包括：发生器、第一喷射器、冷凝器、节流元件、蒸发器、三通阀、第一储液罐和第一单向阀，第一喷射器依次与冷凝器、节流元件、蒸发器串联构成回路；三通阀依次与第一储液罐、单向阀、发生器串联构成回路；发生器与第一喷射器之间设有连通的管路；冷凝器与三通阀之间设有连通的管路。本实用新型专利技术突破传统思路的束缚，利用三通阀的切换实现了从低压的冷凝器向高压的发生器输送流体，取代了传统循环中的循环泵，提出一种无泵喷射式制冷机，另外利用本实用新型专利技术可用于改进各种现有喷射式制冷机。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于制冷
，尤其是涉及一种无泵喷射式制冷机。
技术介绍
喷射式制冷技术是一种热能驱动的制冷技术，靠液体汽化来制冷，与压缩式制冷技术相比其主要优点是只需要消耗很少的机械能，能够直接利用热能作为驱动能源，具有设备结构简单、体积小、成本低、运行可靠、使用寿命长等优点。如图6所示，喷射式制冷循环系统一般包括发生器13、蒸发器18、冷凝器15、循环泵16、节流元件17和喷射器14。传统喷射式制冷循环系统的制冷温度较高，循环系统的 性能系数低，很难满足高品位制冷的需求。为解决该技术问题，授权公告号CN100434834C的专利文献公开了一种蒸气喷射式制冷循环系统，包括发生器、蒸发器、冷凝器、循环泵、节流阀、主喷射器和辅助喷射器，发生器产生高压制冷剂工作蒸气，由主喷射器去引射从蒸发器出来的低压制冷剂蒸气，循环泵输出高压制冷剂液体，通过辅助喷射器引射从主喷射器出来的低压制冷剂蒸气，从它的一个扩压器出口出来的制冷剂液体回到发生器中，从另一出口出来的制冷剂气液混合物进入冷凝器凝结，产生的制冷剂液体分两路，一路由循环泵增压后送入辅助喷射器，另一路通过节流阀降压后进入蒸发器，制冷剂在蒸发器中蒸发吸热实现制冷。上述制冷循环系统解决了如何提高循环系统的性能系数的技术问题。但是，上述装置很难应用于低品位低温热源的回收。为解决上述技术问题，授权公告号为CN101464070B的专利文献也公开了一种喷射式低温制冷机，其发生器高压出口分别与低沸点工质气体喷射器的一个入口和高沸点工质气体喷射器的一个入口连接；低沸点喷射器出口经第一回热器、第二冷凝器、第二回热器及第一节流阀连入精馏部件入口 ；精馏部件高沸点工质出口的一路连入液体喷射器入口，液体喷射器出口经工质泵及第一回热器连入发生器入口，另一路经第二节流阀连入高沸点喷射器另一个入口，高沸点喷射器出口支路经第一冷凝器连入液体喷射器另一入口 ；精馏部件低沸点工质出口经第三节流阀连入蒸发器入口，蒸发器出口支路经第二回热器连入低沸点喷射器另一个入口。上述装置能够有效利用低品位低温热源，实现喷射式制冷机的小型风冷化，运行稳定，节能效果好。但是上述制冷循环系统中需要利用泵从低压的冷凝器向高压的发生器输送液体。泵是传统喷射式制冷系统中唯一的运动部件，需要消耗机械功或电能。同时由于泵这个唯一的运动部件的引入，导致喷射式制冷系统的可靠性大大降低，约束了喷射式制冷系统的适用范围，同时增加了设备的初投资。如何取代的喷射式制冷系统中的泵，使其完全利用热驱动，受到学者们的广泛关注。V. M. Nguyen等人提出利用冷凝器与发生器的高度差产生的工质的静压力由冷凝器向发生器供液的喷射式制冷机，该设备存在设备体积庞大的缺点。S. B. Riffat等人提出利用毛细现象向发生器供液的热管型喷射式制冷机，该设备存在可达到发生压力低的缺点。JacekKasperski提出利用系统旋转产生的向心力向发生器供液的制冷系统，该设备由于旋转本身需要大量的机械功，可行性较差。
技术实现思路
本技术提出了一种无泵喷射式制冷机，该制冷机仅利用一个三通阀的切换就可以实现从低压的冷凝器向高压的发生器的流体输送，避免使用输送装置泵，降低了制冷剂的运行成本，使得该制冷剂具有很强的实用价值。—种无泵喷射式制冷机，包括发生器、第一喷射器、冷凝器、节流元件、蒸发器、三通阀、第一储液罐和第一单向阀；所述的三通阀包括端口 I、端口 II和端口 III三个端口 ；其中，冷凝器设置的高度高于第一储液罐设置的高度，第一储液罐设置的高度高于发生器设置的高度；所述的第一喷射器的工作流体入口与发生器的工质出口连通，引射流体入口 与蒸发器的工质出口连通，喷射出口与冷凝器的工质入口连通；所述的节流元件的工质入口与冷凝器的工质出口连通，工质出口与蒸发器的工质入口连通；所述三通阀的端口 I与冷凝器的工质出口连通，端口 II与第一储液罐的工质入口连通，端口 III与发生器的工质出口连通；所述第一储液罐的工质出口与第一单向阀的工质入口连通，第一单向阀的工质出口与发生器的工质入口连通。本技术的冷却制冷机内的工质的工作流程为首先工质在发生器中被外部热源加热后成为高压气体，发生器出口的工质气体作为工作流体进入第一喷射器，蒸发器中的工质被引射升压后达到冷凝压力并进入冷凝器放热成为液体；冷凝器出口的工质液体分为两股，其中一股经过节流元件后进入蒸发器蒸发吸热获得制冷量，另一股与三通阀相连；当第一储液罐内的液位低于设定值时，三通阀切换到位置1，此时三通阀内端口 I与端口 II之间的管路连通，冷凝器与第一储液罐连通，发生器与第一储液罐不通，冷凝器中的液体由于重力作用进入第一储液罐；当第一储液罐内的液位高于设定值时，三通阀切换到位置2，此时三通阀内端口 III与端口 II之间的管路连通，发生器与第一储液罐相通，冷凝器与第一储液罐不通，发生器中的工质气体通过三通阀进入第一储液罐，使第一储液罐内达到与发生器相同的高压，第一储液罐中液体由于重力作用通过第一单向阀进入发生器；当第一储液罐内的液位再次低于设定值时，三通阀回到位置1，冷凝器中的液体由于重力作用进入第一储液罐，同时第一储液罐中的高温高压气体进入冷凝器冷凝成低压液体，然后再流回到第一储液罐中，系统完成一次工作过程，进入下一个工作循环。上述制冷机中，冷凝器与三通阀以及三通阀与第一储液罐之间的管路要足够粗，从而保证管道中向上走的气体与向下走的液体不会出现阻塞现象。利用三通阀的切换，实现了由低压的冷凝器向高压的发生器输送工质，避免了使用液泵等机械件。为进一步减小第一储液罐中高压气体对冷凝压力的影响，同时减少流入蒸发器的流量的波动，使系统能更平稳地运行，作为优选的技术方案，所述的冷凝器的工质出口与三通阀的端口 I之间的管路上设置第二储液罐，其中第二储液罐的工质入口与冷凝器的工质出口连通，第二储液罐的工质出口与三通阀的端口 I连通；所述的第二储液罐设置的高度高于第一储液罐的高度，以便实现第二储液罐中的液体在重力作用下流入到第一储液罐中。当三通阀在位置I时，第二储液罐减少了第一储液罐中高压气体对冷凝压力的影响；当三通阀在位置2时，第二储液罐减少了流入蒸发器的流量的波动，使系统能更平稳地运行。为保证冷凝器中冷凝的液体平稳的流入到第一储液器中，另一种优选的技术方案为所述的冷凝器的工质出口通过一管路与第一储液罐工质出口连通，所述管路上设有第二单向阀。此时，当第一储液罐内的液位低于设定值时，三通阀切换到位置1，三通阀内端口I与端口 II之间的管路连通，冷凝器与第一储液罐连通，发生器与第一储液罐不通，第一储液罐中的高温高压气体通过三通阀进入冷凝器冷凝成为低压液体，冷凝器中的液体通过第二单向阀可以更顺畅地流入第一储液罐中，且由于发生器中的压强较大，所以避免冷凝器冷凝的液体通过第一单向阀进入到发生器中。为进一步减小冷凝器中冷凝液流入蒸发器的流量的波动，使系统能更平稳地运行，进 一步优选的技术方案为所述的冷凝器的工质出口与第二单向阀工质入口之间的管路上设有第三储液罐，第三储液罐设置的高度高于第一储液罐设置的高度。为进一步提高本技术的制冷机系统内的压缩比，一种的优选的方案为所述的第一喷射器的喷射出口与冷凝器的工质入口之间的管路上设有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无泵喷射式制冷机，包括发生器(1)、第一喷射器(2)、冷凝器(3)、节流元件(4)和蒸发器(5)，其特征在于，还包括三通阀(6)、第一储液罐(7)和第一单向阀(8)；所述的三通阀(6)包括端口I、端口II和端口III三个端口；所述的冷凝器(3)设置的高度高于第一储液罐(7)设置的高度；所述的第一储液罐(7)设置的高度高于发生器(1)设置的高度；所述的第一喷射器(2)的工作流体入口与发生器(1)的工质出口连通，引射流体入口与蒸发器(5)的工质出口连通，喷射出口与冷凝器(3)的工质入口连通；所述的节流元件(4)的工质入口与冷凝器(3)的工质出口连通，工质出口与蒸发器(5)的工质入口连通；所述三通阀(6)的端口I与冷凝器(3)的工质出口连通，端口II与第一储液罐(7)的工质入口连通，端口III与发生器(1)的工质出口连通；所述第一储液罐(7)的工质出口与第一单向阀(8)的工质入口连通，第一单向阀(8)的工质出口与发生器(1)的工质入口连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光明，陈少杰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：