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1、权 利 要 求 书1、一种无循环泵式蒸气增压喷射制冷系统的控制方法，所述蒸气增压喷射制冷系统中至少包括有一套用于气化制冷剂的发生器以及与发生器相连用于中转回收冷凝剂的储液罐，系统运行包括制冷阶段和增压阶段；所述增压阶段包括依次进行的加压，回液和冷却三个子过程；其特征在于，系统运行时根据制冷阶段的发生温度和冷凝温度预设初始增压比，所述初始增压比为加压子过程开始时，储液罐中制冷剂气体与制冷剂液体的体积比；根据所述预设初始增压比计算并控制制冷阶段的时长，使储液罐在加压子过程开始时具有预设的初始增压比。 2、如权利要求1所述的无循环泵式蒸气增压喷射制冷系统的控制方法，其特征在于：根据如下公式确定初始增
2、压比：vsiiL(hbg-hsiiL)=1+vsig(hbg-hsig)+11+vsiLhbg-hsiL (33)式中：为初始增压比；为加压子过程开始时即冷凝温度下的制冷剂的饱和气体比体积；为加压子过程开始时即冷凝温度下的制冷剂的饱和液体比体积；为发生器向冷凝器输出的饱和气体制冷剂的焓；、分别为加压子过程开始时即冷凝温度下的储液罐中饱和气体制冷剂和饱和液体制冷剂的焓值；为加压子过程结束时即发生温度下的储液罐中饱和气体制冷剂的体积；为加压子过程结束时即发生温度下的储液罐中饱和气体制冷剂的焓值。3、如权利要求2所述的无循环泵式蒸气增压喷射制冷系统的控制方法，其特征在于：根据如下公式由初始增压比计算
3、制冷阶段的时长：1+vsig+11+vsiL=Qc1t1Vw(heg-heL)+vg3 (35)为制冷量；为喷射器的引射比；为储液罐体积；为制冷阶段的时间长度；为回液子过程中，即发生温度下，发生器需要向储液罐提供的高温高压蒸气的比体积；、分别是处于蒸发温度时饱和气态制冷剂、饱和液态制冷剂的焓值。4、如权利要求13任一项所述的无循环泵式蒸气增压喷射制冷系统的控制方法，其特征在于：通过位于发生器与喷射器之间的切换阀、及位于冷凝器与储液罐之间的切换阀的开启或关闭状态来控制制冷阶段的时长。1说 明 书一种无循环泵式蒸气增压喷射制冷系统的控制方法技术领域本发明属于制冷技术领域，尤其是涉及一种蒸气增压喷射
4、制冷系统的操作优化方法。背景技术喷射器能够利用高压流体提升低压流体的压力。喷射制冷系统利用喷射器取代传统制冷系统中的机械压缩机，如图1所示，其中1为发生器，2为蒸发器，3为冷凝器，4为喷射器，5为液体泵，6为节流阀。喷射制冷系统利用低品位热能驱动，有利于缓减能源和环境压力。从冷凝器3出来的一部分液体用作制冷，另一部分液体弥补发生器1产生高温高压所减少的液体。但在冷凝液进入发生器1之前，需经过加压才能顺利进入发生器1。常规喷射制冷系统利用液体循环泵给冷凝液加压以将其输送进发生器1。在常规喷射制冷系统，液体循环泵是唯一的耗电部件，取消其可使得该系统更为理想地应用于电能限制场合。同时，液体循环泵易出
5、故障和维修不便的问题使得系统不稳定性上升。所以有了无泵式喷射制冷系统。蒸气增压喷射制冷系统利用发生器的高温高压蒸气平衡储液罐中的冷凝液以实现冷凝液增压目的，从而取消了液体循环泵，如图2所示，其中标号7、8、9、10、11和12均表示切换阀，13为喷射器，14为蒸发器，15为节流阀，16为冷凝器，17为储液罐，18为冷却水套管，19为发生器。蒸气增压喷射制冷系统一个运行周期，可分为制冷阶段和增压阶段。在开机前，图中所有的切换阀都处于关闭状态。打开切换阀7、切换阀8和切换阀12，开始制冷阶段。高温高压流体通过切换阀7从发生器19进入喷射器13作为工作流体将从蒸发器14中出来的低温低压流体引射进喷射
6、器13，在喷射器13中两者混合平衡能量，以中温中压的混合流体从喷射器13出口出来，进入冷凝器16。混合流体在冷凝器16中放热冷凝后，一部分经节流阀节流降压在蒸发器14中蒸发提供冷量，另一部分存储在储液罐17中。待储液罐17中冷凝液液位达到一定程度或者发生器19需要的液体不足时，关闭切换阀7和切换阀8，系统结束制冷阶段。加压阶段由加压，回液和冷却三个子过程构成。打开切换阀10，系统进入加压子过程。发生器19产生的高温高压液体进入储液罐17，将储液罐17中的冷凝液升温升压；直至储液罐17中的冷凝液的温度和压强与发生器19中的相同时，打开切换阀11，此时系统由加压阶段的加压子过程进入回液子过程。当储
7、液罐17的布置位置高于发生器19时，储液罐17中的高温高压液体在重力作用下进入发生器19，发生器19中的高温高压蒸气继续进入储液罐17以平衡发生器19和储液罐17的压力；当储液罐17的布置位置不高于发生器19时，在来自发生器19的高温高压蒸气推动下，储液罐17中的高温高压液体进入发生器19。当储液罐17中无液体剩余时，关闭切换阀10和切换阀11，结束回液子过程；打开切换阀9，关闭切换阀12，开始冷却子程序。直至储液罐17的压力降至满足冷凝器冷凝液进入要求（冷凝器向储液罐输液结束后，储液罐的中制冷剂处于温度为冷凝温度的气液两相状态），关闭切换阀9，蒸气增压喷射制冷系统的一个工作周期完成。该工作周
8、期切换阀的动作，如表格1所示。表1.蒸气增压喷射器制冷系统（单储液罐）一个周期内切换阀动作制冷阶段加压阶段 加压子过程回液子过程冷却子过程时长切换阀7切换阀8切换阀9切换阀10切换阀11切换阀12注:标记“”和“”分别表示状态“开”和“关”。发明内容本发明提供一种蒸压喷射制冷循环系统的流程优化方法以及控制方法，本发明在现有的蒸气增压装置的基础实现上，仅需要调整制冷阶段的时间长度，即可达到优化系统性能的目的。一种无循环泵式蒸气增压喷射制冷系统的控制方法，所述蒸气增压喷射制冷系统中至少包括有一套用于气化制冷剂的发生器以及与发生器相连用于中转回收冷凝剂的储液罐，系统运行包括制冷阶段和增压阶段；所述增
9、压阶段包括依次进行的加压，回液和冷却三个子过程；系统运行时根据制冷阶段的发生温度和冷凝温度预设初始增压比，所述初始增压比为加压子过程开始时，储液罐中制冷剂气体与制冷剂液体的体积比；根据所述预设初始增压比计算并控制制冷阶段的时长，使储液罐在加压子过程开始时具有预设的初始增压比即最佳初始增压比。 初始增压比定义为加压子过程刚开始时，储液罐中制冷剂气体与制冷剂液体的体积比。在蒸气增压喷射制冷系统中，在其他参数不变时，存在最佳初始增压比，以使得系统性能COP（制冷能效比）最大，且储液罐在冷却子过程冷却水量最小。预设初始增压比即最佳初始增压比由发生温度、冷凝温度和制冷剂种类决定。具体可以根据如下公式确定
10、初始增压比：vsiiL(hbg-hsiiL)=1+vsig(hbg-hsig)+11+vsiLhbg-hsiL (33)式中：为初始增压比；为加压子过程开始时制冷剂的饱和气体比体积；为加压子过程开始时制冷剂的饱和液体比体积；为发生器向储液罐输出的饱和气体制冷剂的焓；、分别为加压子过程开始时即冷凝温度下的储液罐中饱和气体制冷剂和饱和液体制冷剂的焓值；为加压子过程结束时即发生温度下的储液罐中饱和气体制冷剂的体积；为加压子过程结束时即发生温度下的储液罐中饱和气体制冷剂的焓值。而调整引射比、发生温度、冷凝温度、蒸发温度、储液罐体积、制冷量、制冷剂种类和制冷阶段时长可以改变初始增压比。在蒸气增压喷射制冷
11、系统的应用中，发生温度、冷凝温度、蒸发温度、制冷量、储液罐体积和制冷剂种类按照一定的要求确定；引射比由喷射器尺寸、发生温度、冷凝温度和蒸发温度确定，可以通过实验测得或者通过模拟得到。所以，最初始增压比可以仅通过调整制冷阶段的时间长度实现；制冷阶段的时间长度的调整可以通过控制位于发生器和喷射器之间的切换阀、及位于冷凝器与储液罐之间的切换阀（两切换阀开关状态相同，开关操作同步）实现。 根据如下公式由初始增压比计算制冷阶段的时长：1+vsig+11+vsiL=Qc1t1Vw(heg-heL)+vg3 (35)为制冷量；为喷射器的引射比；为储液罐体积；为制冷阶段的时间长度；为回液子过程中，即发生温度下
12、，发生器需要向储液罐提供的高温高压蒸气的比体积；、分别是处于蒸发温度时饱和气态制冷剂、饱和液态制冷剂的焓值。结合到本发明应用的无循环泵式蒸气增压喷射制冷系统，可以通过位于发生器与喷射器之间的切换阀7、及位于冷凝器与储液罐之间的切换阀8（两切换阀开关状态相同，开关操作同步）的开启或关闭状态来控制制冷阶段的时长。低温低压的储液罐在加压子过程中，冷凝液的密度随着温度和压强（在气液两相平衡状态时，温度和压强一一对应）的升高而变小，如图3所示，为常用制冷剂R134a、R142b、R123和R717的饱和气态（用下标“g”表示）和饱和液态（用下标“L”表示）的密度随着温度的变化（数据来自软件Enginee
13、ring Equation Solver）。在加压子过程结束时，原先的冷凝液体积膨胀。而从发生器传递给储液罐用来加压的高温高压蒸气经过热平衡过程也冷却成液体。所以加压子过程结束后，储液罐中的液态制冷剂体积增加。如果初始增压比过小，即初始增压时，储液罐中冷凝液体积过大，则加压子过程结束时，甚至在增压过程中，冷凝液因体积增加过渡而溢出储液罐，扰乱发生器的正常工作，从而使得整个制冷系统无法正常运行。如果初始增压比过大，即初始增压时，储液罐中冷凝液体积过小，意味着储液罐体积相对增大，则在回液子过程结束时，储液罐中剩余的高温高压蒸气越多。这部分高温高压蒸气不但无法被利用，而且需要消耗冷却水。所以，当初始
14、增压比过大时，被浪费的热量和冷却水量增大，系统性能下降。为了使得系统稳定运行且同时具备最佳性能（最大COP和最少冷却水量），所以初始增压比不宜不大，亦不宜过小。当取得一个的初始增压比，使得增压过程结束时，储液罐中原先的低温低压的冷凝液正好充满整个储液罐，没有空隙，也就没有多余的体积来浪费热量，这样的预设初始增压比即为最佳初始增压比。本发明主要算法原理如下：在增压阶段加压子过程刚开始时，储液罐中气体的体积为,液体的体积为,则初始增压气液比的数学表达式为：在增压阶段加压子过程中，发生器为了将储液罐中的冷凝液增压到回液要求，需向储液罐中输入气体质量为。则根据质量守恒定律，在加压子过程结束时，即在回液
15、子过程开始时，储液罐中的冷凝液的质量为，其中为加压子过程开始始时的储液罐中的冷凝液的质量，包括气体质量和液体质量，即，其中，其中、为加压子过程开始时制冷剂的饱和气体比体积和饱和液体比体积，由制冷剂种类、所处的状态（饱和气体或者饱和液态）和温度决定。所以，其中T表示温度，表示加压子过程开始时储液罐的温度。X表示干度，“X=1”表示饱和气体，“X=0”表示饱和液体。加压子过程刚开始，储液罐的温度和冷凝器的温度相同，即，制冷剂气体所占体积和液体所占体积之和即为整个储液罐体积V，则加压子过程结束时（相当于回液子过程开始时）储液罐中的质量包括气体质量和液体质量,即，其中，表示加压子过程结束时储液罐的温度。此时储液罐的温度和发生器的温度相同，即，= （15）整个加压子过程，能量守恒，则, (16)其中为发生器向储液罐输出的饱和气体制冷剂的焓，、分别为加压子过程开始时储液罐中饱和气体制冷剂和饱和液体制冷剂的焓值，、分别为加压子过程结束时储液罐中饱和气体制冷剂和饱和
