阅读说明：本技术 增强热驱动的喷射器循环 (Enhanced thermally driven ejector cycle ) 是由 刘洪胜 F.J.科斯维尔 冯寅山 P.菲尔马 D.C.霍伊萨尔 于 2019-02-02 设计创作，主要内容包括：一种制冷系统,包括限定热回收流体流动路径的热回收系统。所述热回收系统包括具有主要入口和次要入口的喷射器以及第一热交换器,热量在所述第一热交换器内在热回收流体与次要流体之间传递。所述第一换热器位于所述喷射器的所述主要入口的上游。在其内热量从传热流体传递到所述热回收流体的第二换热器位于所述喷射器的所述次要入口的上游。至少一个回收换热器沿着所述热回收流体流动路径被直接定位在所述第一换热器的上游。(A refrigeration system includes a heat recovery system defining a heat recovery fluid flow path. The heat recovery system includes an ejector having a primary inlet and a secondary inlet, and a first heat exchanger within which heat is transferred between a heat recovery fluid and a secondary fluid. The first heat exchanger is located upstream of the primary inlet of the ejector. A second heat exchanger within which heat is transferred from a heat transfer fluid to the heat recovery fluid is located upstream of the secondary inlet of the ejector. At least one recovery heat exchanger is positioned along the heat recovery fluid flow path directly upstream of the first heat exchanger.)

增强热驱动的喷射器循环

背景技术

本公开的实施方案涉及制冷系统，更具体地，涉及具有更高等级热源的应用的热驱动喷射器循环。

制冷和热泵系统可以由电能或热能驱动。这种系统的实例包括基于喷射器的循环，这种循环可以具有比吸收循环更高的性能系数，即效率；然而，需要进一步发展以达到期望的效率。

发明内容

根据实施方案，一种制冷系统包括限定热回收流体流动路径的热回收系统。热回收系统包括具有主要入口和次要入口的喷射器以及第一换热器，在第一换热器内热量在热回收流体与次要流体之间传递。第一换热器位于喷射器的主要入口的上游。在其内热量从传热流体传递到热回收流体的第二换热器位于喷射器的次要入口的上游。至少一个回收换热器沿着热回收流体流动路径直接定位在第一换热器的上游。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，热回收流体是水。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，传热流体是水。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，热回收流体流动路径还包括主要热回收流体回路和次要热回收流体回路，第一换热器和至少一个沿着主要热回收流体回路的热回收交换器被定位。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，第二换热器沿着次要热回收流体回路定位。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，传热流体在次要系统内循环，次要系统在第二换热器处热耦合到热回收系统。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，传热流体是水。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，次要系统是蒸汽压缩系统。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，次要系统流体是制冷剂。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，热回收系统还包括：位于第一换热器上游的泵以及布置在喷射器下游的排热换热器。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，泵出口处的热回收流体从泵被提供给至少一个回收换热器。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，来自热回收流体流动路径的第一部分的热回收流体和来自热回收流体流动路径的第二部分的热回收流体在至少一个回收换热器处热耦合。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，热回收流体流动路径的第一部分被布置在喷射器的出口处，并且热回收流动路径的第二部分被布置在泵的出口处。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，从排热换热器输出的第一部分热回收流体被提供给主要流体回路，并且从排热换热器输出的热回收流体的第二部分被提供给次要流体回路。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，热回收流体的第二部分被提供给喷射器的次要入口。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，至少一个回收换热器包括相对于热回收流体流动路径顺序布置的第一回收换热器和第二回收换热器。

根据另一实施方案，一种操作包括热回收系统的制冷系统的方法包括使热回收流体通过热回收系统的热回收流体流动路径循环。热回收系统包括换热器，用于在热回收流体流动路径内的热回收流体与次要流体之间传递热量。该方法另外包括在换热器上游的位置处将热量传递到热回收流体流动路径内的热回收流体。传递的热量来自制冷系统的另一部分。

除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，在换热器上游的位置处将热量传递到热回收流体流动路径内的热回收流体包括将热回收流体提供给另一个换热器，其中热回收流体的第一部分与热回收流体的第二部分处于热交换关系。

附图说明

以下描述不应被视为以任何方式进行限制。参考附图，相似元件用相似数字编号：

图1是根据实施方案的制冷系统的示意图；

图2是根据实施方案的制冷系统的示意图；

图3是根据实施方案的制冷系统的示意图；

图4是根据实施方案的制冷系统的示意图；

图5是根据实施方案的制冷系统的示意图；

图6是根据实施方案的制冷系统的示意图。

具体实施方式

本文参考附图通过举例而非限制的方式呈现了所公开的设备和方法的一个或多个实施方案的详细描述。

现在参考图1，更详细地示出了根据实施方案的制冷系统30的实例。制冷系统30包括热回收系统32，该热回收系统具有热回收流体流动路径34，热回收流体通过该热回收流体流动路径移动。在实施方案中，热回收流体是水。然而，应该理解的是，任何合适的热回收流体(包括制冷剂)都被认为是在本公开的范围内。

热回收系统32的热回收流体流动路径34包括彼此互连的主要热回收流体回路36和次要热回收流体回路38。主要热回收流体回路36包括具有入口42和出口44的泵40。主要热回收流体回路36另外包括至少一个通过换热器46的第一部分和喷射器48的通道。在实施方案中，换热器46是气体燃烧器或蒸汽发生器。喷射器48在喷嘴52(例如会聚-扩散喷嘴)的入口处具有主要或动力流体入口50，并且在扩散器56的下游端处具有出口54。喷射器48另外包括次要吸入口58。顺序地，在正常操作期间沿着从泵40向下游行进的热回收流体流动路径34的主要热回收流体回路36，在返回泵40之前，热回收流体穿过换热器46、喷射器48的主要入口50、喷射器出口54和另一个换热器60。在所示的非限制性实施方案中，换热器60是具有风扇62的制冷剂-空气换热器，该风扇驱动相应气流A1穿过换热器60。

在所示的非限制性实施方案中，次要热回收流体回路38流体地耦合到换热器60下游的主要热回收流体回路36。如图所示，从换热器60输出的热回收流体的第一部分F1被引导至泵40，并且从换热器60输出的热回收流体的第二部分F2被提供给次要热回收流体回路38。在该次要热回收流体回路38内，在通过喷射器48的次要吸入口58返回到热回收系统32的主要热回收流体回路36之前，热回收流体F2顺序地通过膨胀装置64和另一个换热器66。

在实施方案中，换热器46是发电机换热器，该发电机换热器被配置成将热量从次要流体传递到主要热回收流体回路36内的热回收流体F1。类似地，换热器60是排热换热器。布置在次要热回收流体回路38内，在喷射器48的次要吸入口58上游的换热器66可以用作蒸发器或吸热换热器，使得换热器66内的热回收流体F2吸收来自换热器66处的另一流体的热量。

现在参考图3，在实施方案中，热回收系统32包括布置在喷射器48的次要入口58上游的另一喷射器。第二喷射器68类似地在喷嘴72(即会聚-扩散喷嘴)的入口处具有主要或动力流入口70，并且在扩散器76的下游端具有出口74。喷射器68另外包括次要吸入口78。第二喷射器68在主要热回收回路36与次要热回收流体回路38之间提供接口。如图所示，从换热器46输出的一部分热回收流体被提供给喷射器48的主要入口50，而从换热器46输出的另一部分热回收流体被提供给喷射器68的主要入口70。次要热回收流体回路38连接到第二喷射器68的次要吸入口78。因此，设置在主要入口70和次要入口78处的热回收流体的混合物被输送到喷射器48的次要吸入口58。替代性地或另外，压缩机78被定位在换热器66的下游和喷射器48的次要吸入口58的上游(参见图4-6)。

不管热回收系统32的配置如何，传热流体被提供给换热器66以将热量传递到其中的热回收流体F2。在实施方案中，传热是从任何合适的源提供的暖空气。再次参考图1，换热器66可以直接定位在加热空气的现有流动路径内，或者替代性地，风扇68可以用于使空气(比如气流A2)移动穿过换热器66，如图1所示。

现在参考图2-6，在另一个实施方案中，提供给换热器66的传热流体可以是在换热器66处热耦合到热回收系统32的另一系统90内循环的流体S。传热流体S可以是水、制冷剂或任何其他合适的流体。此外，系统90可以包括在92处示意性地示出的一个或多个附加部件，比如另一个换热器、空气处理单元或风机盘管单元。在系统90的正常操作期间，换热器66是排热换热器，即冷凝器或气体冷却器，并且部件92是吸热换热器，即蒸发器。在所示的非限制性实施方案中，换热器92是制冷剂/水-空气换热器，该换热器具有可操作以驱动气流A3穿过部件92的风扇94。因此，当流过换热器92时被冷却的空气A3被提供给由制冷系统调节的区域。应该理解的是，制冷系统30的配置，特别是本文所示的热回收系统32和系统90仅仅是实例。包括本文未描述的附加部件的热回收系统32或系统90的实施方案也在本公开内。例如，在实施方案中，系统90可以是蒸汽压缩系统，并且可以另外包括压缩机和热膨胀装置(未示出)。

期望提高提供给换热器46的热回收流体的温度，因为它减少了制冷系统30的给定益处所需的回收热量，或者相反，对于给定量的回收热量，它允许增加制冷系统30的益处。现在参考所公开的制冷系统30的实施方案，制冷系统30内的一个或多个部件可以用于增加提供给换热器46的热回收流体的温度。更具体地，在热回收流体流动路径34或具有高于其冷凝温度的温度的系统90的流动路径内的流体的任何部分可以用于增加换热器46上游的热回收流体的温度。

热回收系统32另外包括换热器100，该换热器被配置成加热换热器60上游的热回收流体。如图所示，换热器100可以直接位于换热器46的上游，使得热回收流体不通过换热器100和换热器46之间除了可能的导管之外的任何附加系统部件。在实施方案中，换热器100可以是例如回收流体-回收流体换热器，其中来自热回收流体流动路径的不同部分的热回收流体是换热器100内的第一流体和第二流体。如图所示，换热器100的第一部分位于喷射器出口56的下游和换热器60的上游。结果，从喷射器48输出的热回收流体用作换热器100的第一部分内的第一流体。在这样的实施方案中，热回收流体流动路径34的回路可以被配置成使得被配置成接收第二流体的换热器100的第二部分定位在泵40与换热器46之间。因此，从泵40输出的冷热回收流体被提供给换热器100。在换热器100内，从泵40输出的热回收流体吸收来自从喷射器48输出的热回收流体的热量。然后，从换热器100输出的所得热回收流体被提供给换热器46，以回收给提供给换热器46的次要流体的热量。

替代性地或另外，制冷剂系统30可以包括换热器100’。换热器100’经由流体回路102与在104处示意性地示出的一个或多个低等级热源连接上。换热器100’类似地定位在泵40的下游和换热器46的上游。在热回收系统32另外包括换热器100的实施方案中，换热器100’可以位于换热器100的上游(参见图5)，使得热回收流体被配置成顺序地流过泵、换热器100’、换热器100和换热器46。替代性地，换热器100’可以位于换热器100的下游，如图6所示。在这样的实施方案中，热回收流体被配置成顺序地流过泵、换热器100、换热器100′和换热器46。

包括两个换热器100、100’进一步增加了用于回收换热器46内的流体的热回收流体的温度。另外，尽管在本文中示出并描述了制冷系统30的具体配置和其中的换热器100、100’的相应位置，但是应该理解，换热器可以被布置在制冷系统30内的任何合适的位置。更具体地，换热器100、100’可以位于热回收流体的温度高于外部环境温度和流体的冷凝温度(无论哪个最低)中的至少一个的任何位置。

通过使用在各种外部环境条件的废热和待回收的负载，与现有系统相比，本文所示和所述的制冷系统30具有提高的操作效率。结果，可以减小制冷系统30的各种部件所需的尺寸和/或功率。

术语“约”旨在包括基于提交本申请时可用的设备的与特定量的测量相关联的误差程度。

本文所使用的术语仅是出于描述特定实施方案的目的而并不旨在限制本公开。如本文所用，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”也旨在包括复数形式。还应理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件部件和/或其群组的存在或添加。

虽然已参照一个或多个示例性实施方案描述了本公开，但本领域技术人员应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可进行各种改变并可用等效物替代本公开的元件。此外，在不脱离本公开的基本范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适于本公开的教导。因此，本公开并不旨在限于被设想用于执行本公开的最佳模式而公开的特定实施方案，而是本公开将包括落入权利要求书的范围内的所有实施方案。