中國西安交通大學
能源與動力工程學院
製冷與低溫工程研究所
摘要：有一種需要開發的噴射製冷系統使用低階熱能，比如太陽能和廢熱。本文中，對一種新型的蓄熱噴射器製冷迴圈進行了說明。
它使用乙個輔助噴射幫浦和傳統的蓄熱器在乙個新的週期裡提高效能。對新的迴圈的製冷劑r141b的效能特點進行了理論分析。相比傳統的週期，模擬結果表明新週期的製冷係數（cop）的增加分別在從 9.
3 至 12.1%時生成溫度是 80-160 ℃ 的範圍內，冷凝溫度的溫度範圍在35-45℃和蒸發溫度穩定在10℃. 與在以往的週期相比，特別是由於增強再生和增加幫浦出口壓力,生成的溫度是100℃，冷凝溫度40℃，蒸發溫度10℃的操作條件下，cop改善至接近新的週期的17.
8％。因此，新的週期性能表明在在利用低階熱能的噴射式製冷系統中的特徵。
關鍵詞：
製冷，設計，噴射系統，蓄熱器，r141b，太陽能，熱**，cop.
1. 引言
最近幾年中，人們試圖為商業利益改善噴射製冷系統的效能和通過空氣調節應用直接利用低階熱能，如太陽能，廢熱等等.孫調查了現有的各種製冷劑噴射器製冷迴圈操作的效能，表明出r152a作為製冷劑會有更好的效果。cizungu et al.
[2] 和selvaraju and mani [3]也在工作流暢的友好環境下的對蒸汽噴射製冷系統的效能比較進行了研究【2，3】。結果表明,系統的效能主要取決於幾何噴射器和壓縮比，但是在相同的操作條件一些製冷劑產生了乙個更好的效能。aphornratana 和 eames [4] 研究蒸汽噴射器冰箱噴射器與可動主噴嘴的使用，表明出對噴射式製冷系統中噴射器可能收益的操作。
chang 和 chen [5] 研究了蒸汽噴射式冰箱花瓣噴嘴的使用,結果表明它可能會提公升乙個噴射器的效能。huang et al. [6] 調查了在各噴射器設計與r141b作為工作流體的太陽能噴射器的冷卻系統。
研究助推器輔助噴射器迴圈並提出通過使用壓縮增強噴射器將其增加效能。【7，8】arbel 和 sokolov [9]，hernandez et al.[10] 還提出了一種混合式壓縮機和噴射器的製冷系統，該系統使用的機械壓縮子系統增加噴射製冷系統的cop。
此外，yu et al. [11] 和 shen et al. [12], 分別提出了一種新的結構的乙個雙向噴射製冷系統，採用乙個噴射幫浦，以提高噴射器的製冷系統的效能。
已知的傳統的噴射器的製冷系統的效能是直接依賴於所使用的噴射器夾帶比。它的夾帶比的操作條件和噴射器的幾何形狀的函式。增加所使用的噴射器的效率是乙個提高噴射器的製冷系統的效能的方式。
然而，在噴射式製冷系統的整個迴圈檢視中，實際上是聯合迴圈，良性迴圈和逆週期。正週期是類似於傳統的朗肯電源迴圈：逆週期是類似於傳統的蒸汽壓縮式製冷迴圈。
在聯合迴圈中，噴射器是轉印機械功的裝置。在兩個週期，再生的方式通常是加乙個週期以增加效率。例如，進入膨脹裝置之前，通過蓄熱器的冷卻子水平的增加可以增加的傳統的蒸汽壓縮迴圈的cop。
放血蒸汽進料加熱器在朗肯電源週期中，用於提高其熱效率。顯然，再生原理可能被施加到噴射器的製冷系統中的類似的方式。
在這項研究中，我們提出了乙個新的蓄熱噴射器製冷迴圈（rerc）的，採用噴射式製冷系統的新配置的逆週期的良性迴圈和傳統的蓄熱器再生加熱器作為輔助噴射幫浦（液體和氣體的噴射器）。此rerc具有其新的特點，輔助噴射幫浦可以完成夾帶和再生的效果。在一般情況下，在逆迴圈常規再生器也可能會導致夾帶比噴射器和噴射器出口的高溫製冷劑的減少。
問題是複雜的操作所排出的乙個組成部分，因為它是與逆迴圈耦合正週期。因此，本研究的目的是展示rerc的潛力提高噴射式製冷系統的效能，看看它是如何可以實現更高的噴射式製冷系統的cop。
2. 噴射式製冷迴圈再生
在再生噴射器製冷迴圈迴路計畫中，如圖所示。額外的噴射幫浦用於產生正週期的工作流中的預熱。這種額外的噴射幫浦被施加到夾帶的一部分的排氣蒸汽從噴射器，這是作為二次流射流幫浦。
射流幫浦的動機的工作流（一次流）是來自迴圈幫浦。在混合室的噴射幫浦中，從噴射器中所產生的蒸氣被冷凝並與動力流混合，被輸送回發電機。相比朗肯電源週期與乙個薄弱蒸汽進料加熱器而言，噴射幫浦作為乙個幫浦和加熱器的混合，這還是比較簡單的。
不同於傳統的噴射器製冷迴圈（cerc），廢氣中的噴射器rerc被分為兩部分。乙個部分是在正常的冷凝器壓力下排出，另一部分在較高的壓力被冷凝器排出，並因此這具有較高的溫度的部分不能作為再生的熱量。這也意味著工作流的噴射器的部分的動機開始工作，這可能會導致在乙個小的噴射器的夾帶比減少。
然而，這種方式中，一般會增加整體迴圈的效率。在rerc逆週期中，分割壁型蓄熱器被用來實現來自冷凝器的冷凝水的進一步細分冷卻。正如我們所知，這種再生方式不是有效的選擇，因為在傳統的蒸汽壓縮系統中較高的排氣溫度和一些製冷劑的cop沒有改善然而。
噴射器的排氣溫度，可通過使用兩相狀態的動力流的rerc噴射器減少。此外，這種方式可以實現噴射器內的製冷劑在等效的壓縮過程，從而更接近理想愛立信週期，這逆迴圈檢視於圖2.從這一點來說，rerc應該有較高的cop。
為rerc評估盈利再生能力，進行的詳細模擬計算和分析如下。
此外，在rerc噴射器是不同於傳統的噴射器，因為它的結構中有兩個排氣裝置。因此，這項研究中在噴射器的排氣管設計上提出了兩種可能的裝置作為理論考慮。
對於第乙個設計中，乙個排氣管道引出在一側主擴散器的噴射器的位置。在這種方式中，混合流體從噴射器的喉部進行部分擴散後，由於在排氣管和冷凝器出口平面之間的壓力差一部分流體被排出，另一部分流體繼續擴散在後面的主擴散器和在較高壓力下被夾帶的噴射幫浦。在此配置中，因為流速的變化主擴散器後段幾何形狀的引數需要適當的調整。
此外，能量損失因為在擴散其中存在分流中而可能會增加。對於所述的第二個設計，它有兩個平行的咽喉部出口連線到單獨的擴散器，它具有不同的幾何引數。在本設計中，從混合部分中的混合流體通過咽喉部，然後分成兩部分。
其中一部分被排除到正常的冷凝壓力的冷凝器，另一部分被夾帶在較高的壓力的噴射幫浦。這兩部分的流速分別取決於對兩個單獨擴散器的背壓。
應當指出，在下面的計算中，為了簡單起見，噴射器的兩個排氣裝置當作為兩個單獨的傳統噴射器。關鍵點的林論研究，即是相當於證明rerc的效能特徵的。
圖1：再生的噴射器製冷迴圈的布局。
jet pump噴射幫浦 ; pump→抽水機；generator→發電機；ejector→噴射機；condenser→聚光器；regenerator→蓄熱器；evaporator→蒸發器；expansion device→膨脹裝置。
『圖圖的再生噴射製冷週期
3. rerc的模擬計算
3.1週期的計算模型
根據在穩態操作條件下的生成器，蒸發器，冷凝器和幫浦上的能量守恆方程迴圈效能進行計算。這些基本方程分別是如下：
效能係數的迴圈由下式指出：
噴射器和噴射幫浦的夾帶比通常被定義為：
3.2 計算模型和射流幫浦抽
噴射器和噴射幫浦（液體蒸汽型別的噴射器）的心臟是rerc和所使用的噴射器型別相當的影響其週期的效能。在本研究中，噴射器 ，噴射幫浦的效能**在一維恆壓流模型基礎上使用在噴射式製冷系統研究上進行。keenan et al.
[13]等人介紹了該模型的基本原則。根據氣體動力學，進而發展的munday et al. [14], huang et al.
[15] 和ouzzane et al. [16].
在噴射器中，高壓的一次流通過噴射器的噴嘴上建立乙個凹陷和低壓的二次流攜帶來膨脹。初級和次級流進入混合室中接觸。在這密室中假定發生完全混合，一般是超音速混合流，這樣進入恆定橫截面區，乙個正常的衝擊波伴隨著乙個顯著的壓力公升高。
該資料流是亞音速，當它進入到擴散器，從而進一步減慢流速，導致壓縮到背壓。
在一維的恆定的壓力流模型，在一般情況下，作出以下假設：
（1） 在出口處的混合流噴射器和入口噴射器的初級和次級流動是停滯條件。
（2） 各段速度是均勻的。
（3） 混合流發生在恆定的壓力和遵從的能量和動量的對話中。
（4） 由於衝擊波發生在恆定截面區域，流量轉換到亞音速流動。
應該注意的是，在這項研究中我們並沒有開發特殊型號的噴射幫浦。事實上，噴射幫浦中有更複雜的兩相混合流。此外，噴射器中當一次流是在後面的**例項中的兩相狀態有混合的現象。
為了簡單起見，我們在這模型中增加了假設：
（5） 理想化噴射器和噴射幫浦內的均勻的二相流混合。
（6） 在噴嘴中的等熵流和擴散器的影響與等熵效率係數說明摩擦損失。混合虧損乃相當於摩擦係數。
基於上述假設，動量，能量和質量的守恆方程被連續地施加到在第一和第二噴嘴，混合室，恆定面積的區和擴散器中的控制體積。因此，對於乙個基本的控制體積的長度dl和沿噴射器軸的位置i，下面給出的控制方程。
能量守恆方程：
質量守恆方程：
在混合室中，假設混合是恆定壓力下發生的。動量方程混合在乙個位置i，因此：
能量守恆方程合併：
夾帶比根據上述基本方程，忽略了入口速度的一次流和二次流，以及在擴散器出口的混合流的速度，可以推斷為：
其中，是噴嘴中的等熵條件下的一次流入口焓，噴嘴中等熵條件下的一次流的出口焓，是在恆定壓力下在腔室中混合的混合流焓，擴散工藝條件出口下的混合流等熵焓。
fortran語言編寫的計算程式。語言和計算製冷劑的熱力學性質在nist資料庫和子程式中補充。【17】
圖3比較cop的rerc與cerc
4. 模擬結果與討論
rerc提出主要是針對直接利用低階熱能製冷和空調領域中的應用程式。。
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