[发明专利]一种多能源驱动制冷系统及制冷方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多能源驱动制冷系统及制冷方法。

背景技术

喷射制冷具有利用低品位低温热源来实现制冷的优点，且系统结构简单、不含运动部件、可靠性高。然而，传统喷射制冷系统采用单一组分制冷剂工质，且受到喷射器压比较小的限制，难以达到在较低制冷温度下制冷工质蒸发压力的要求，故制冷温度较高，使得其实际应用受到很大限制。因此，为了获得较低制冷温度，通常采用复叠制冷循环系统，采用多元非共沸混合工质作为制冷剂，根据非共沸混合工质在气液相平衡状态下气相和液相组分浓度不同的特点，利用气液分离器将高沸点液态工质和低沸点气态工质分离开来，通过高沸点工质蒸发来实现低沸点工质冷凝，只需要一个压缩机便能获得较低制冷温度。

现有的复叠制冷循环系统如申请号为201010510850.8的中国专利公开的一种低品位热能辅助驱动的复合式低温制冷系统，包括喷射制冷部分（即低品位热能辅助部分）和压缩式制冷部分，喷射制冷部分包括依次连接的发生器、喷射器、冷凝器、气液分离器、工质泵和第一回热器等其他相应的回热元件，压缩式制冷部分包括压缩机、用于制冷的蒸发器、串接在蒸发器的工质入口的第二节流部件和由冷凝蒸发器、回热器等回热元件形成的回热装置，压缩机的工质入口与气液分离器的气相工质出口（即出气口）相连。为了获得更好的性能，气液分离器内还设有分凝器（即第四回热器）。工作时，复合式低温制冷系统通过低品位热能所驱动的喷射器实现高沸点工质冷凝成液体以作为低沸点工质冷却介质，喷射器另一作用是增大在压缩机吸气口的低沸点工质吸气压力，降低压缩机压缩比，实现更低制冷温度。由于该循环中高沸点工质的压缩过程是由喷射器来完成的，因此节省压缩机耗功量，喷射器还提高压缩机吸气口低沸点工质的吸气压力，也有助于进一步降低压缩机功耗。但是，由于气液分离器气液分离性能的限制，仍会有较多高沸点工质点进入蒸发器，从而影响制冷系统制冷性能，制冷温度较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现更低的制冷温度的多能源驱动制冷系统，同时，本发明还提供了一种能够实现更低的制冷温度的多能源驱动制冷方法。

本发明中一种多能源驱动制冷系统采用的技术方案是：一种多能源驱动制冷系统，包括喷射制冷部分和压缩式制冷部分，所述喷射制冷部分包括气液分离器，所述压缩式制冷部分包括压缩机、用于制冷的蒸发器和串接在蒸发器的工质入口的节流部件，所述压缩机的工质出口连接有用于通过降低温度使工质转化为气液相混合状态的回热装置，所述回热装置与所述节流部件的工质入口之间设有至少一级气相工质分离冷凝装置，所述气相工质分离冷凝装置包括次级气液分离器和次级回热装置，所述次级气液分离器的工质入口与所述回热装置的热工质通道出口或上级气相工质分离冷凝装置中次级回热装置的热工质通道出口连接，最末一级气相工质分离冷凝装置的次级回热装置的热工质通道出口与所述节流部件的工质入口连接。

所述次级回热装置包括至少一个次级回热元件，所述次级气液分离器的液相工质出口连接有次级节流部件，次级节流部件的工质出口与至少一个次级回热元件的冷工质通道串接。

所述次级回热元件包括冷凝蒸发器，所述冷凝蒸发器的热工质通道串接在所述次级气液分离器的气相工质出口且冷工质通道入口与所述次级节流部件连通；所述次级回热元件还包括设置在次级气液分离器内的分凝器，冷凝蒸发器的冷工质通道出口与所述分凝器的工质入口连通，所述分凝器的工质出口与所述喷射制冷部分中喷射器的引射流体入口连通或经过相应的所述回热装置后与所述引射流体入口连通。

所述回热装置包括压缩机回热器，压缩机回热器的冷工质通道串接在喷射制冷部分的工质泵与发生器之间，压缩机回热器的热工质通道入口与所述压缩机的工质出口连通。设置压缩机回热器能够有效回收利用压缩机排出工质的余热对发生器中的介质进行加热，进一步提升系统能效比，显著提高制冷效率。

所述回热装置还包括串接在所述压缩机回热器与第一级次级气液分离器之间的冷凝器。