[实用新型]一种适用于空气液化的喷射器式分级制冷循环系统

说明书

本实用新型公开一种适用于空气液化的喷射器式分级制冷循环系统，主要包括压缩机、冷凝器、回热换热器、膨胀阀、三通控制阀、视液器、中温蒸发器、低温蒸发器和喷射器等。压缩机出口与冷凝器入口相连，冷凝器出口通过回热换热器与喷射器输出进行换热，而后通过第一级膨胀阀，之后通过三通控制阀分为两股，一股通过中温蒸发器后进入喷射器的高压入口，另一股经过第二级膨胀阀、视液器后通过低温蒸发器，之后回到喷射器的低压引射入口，喷射器的出口通过回热换热器后回到压缩机，利用喷射器的引射作用，回收减压中的压力能驱动第二级制冷循环，实现空气的两级冷却。

技术领域

本实用新型涉及新型储能和制冷技术应用领域，更具体地说，涉及一种适用于空气液化的喷射器式分级制冷循环系统。

背景技术

近年来，随着传统能源危机的日渐凸显和降低碳排放呼声的不断增强，新能源储能概念得到了迅速发展，利用新的工质、技术原理或设备对能源进行高效转化、储存和使用，其中的一个重要应用方向包括液化空气储能，需要通过制冷循环提供低温环境，将空气进行深冷液化。

传统的制冷循环主要包括压缩、冷凝、节流、蒸发等基本流程，一般实现的温度不需过低时，通过一级循环即可满足工作要求，但需要构建极低的温度环境、对气体进行深冷液化时，难以通过单级制冷循环实现，一种设计思路是采用分级制冷方法，对被冷却物质使用多阶制冷循环进行降温，在降低冷却难度的同时可以进一步提升制冷效率。传统制冷方案常用的节流阀中节流能量损失较大，大型气体液化系统中常用膨胀机代替，其制冷效率更高，更适用于大规模集中式储能，但设备体积庞大、结构复杂，存在一定的局限性。对于分布式储能的中小规模液化工作需求，需要考虑如何提升分级制冷的工作效果，改进能效特性，采用小型、高效的设备来降低能量损失。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种适用于空气液化的喷射器式分级制冷循环系统，目的是适应中小规模分布式液化储能的需求，其具体技术方案如下：

一种适用于空气液化的喷射器式分级制冷循环系统，由压缩机、冷凝器、回热换热器、第一级膨胀阀、三通控制阀、第二级膨胀阀、视液器、中温蒸发器、低温蒸发器和喷射器构成，组成第一级制冷循环和第二级制冷循环，通过中温蒸发器和低温蒸发器依次对空气进行冷却；

第一级制冷循环由压缩机、冷凝器、回热换热器、第一级膨胀阀、三通控制阀、中温蒸发器和喷射器依次相连构成，压缩机的出口与冷凝器的入口相连，冷凝器的出口与回热换热器的热端入口相连，回热换热器的冷端入口与喷射器的中压出口相连，冷端和热端工质在回热换热器内换热，回热换热器的热端出口与第一级膨胀阀的入口相连，回热换热器的冷端出口与压缩机的入口相连，第一级膨胀阀的出口与三通控制阀的入口相连，三通控制阀的左侧出口与中温蒸发器的冷端入口相连，中温蒸发器的冷端出口与喷射器的高压入口相连；

第二级制冷循环由三通控制阀、第二级膨胀阀、视液器、低温蒸发器和喷射器构成，三通控制阀的右侧出口与第二级膨胀阀的入口相连，第二级膨胀阀的出口与视液器入口相连，视液器的出口与低温蒸发器的冷端入口相连，低温蒸发器的冷端出口与喷射器的低压入口相连。

相比于传统的制冷系统，本实用新型使用喷射器和膨胀阀结合实现不同温区的制冷，利用喷射器对制冷剂中的压力能进行回收，同时简化了设备结构，提高了制冷温度的控制灵活性，对系统能耗水平具有优化作用。

优选地，喷射器有一个高压入口、一个低压入口和一个中压出口共三个接口，高压入口进入的流体将低压入口处的流体引射后混合，一同从中压出口流出。