專利名稱：水噴射-噴射推進真空冷水機的制作方法
技術領域：
本發明是以水為工質和載冷劑的真空蒸發式制冷機。屬通過與別的流體直接接觸或利用流體慣性來泵送流體類(F04F)和霧化裝置類(B05B)和屬加熱和制冷的聯合糸統類(F25B)。
背景技術：
7--20℃的冷媒水廣泛的應用於石化、冶金、紡織等部門以及空調系統中，具有廣闊的市場?，F有制取這種冷媒水的設備有溴化鋰制冷機、氨水吸收式制冷機、蒸汽噴射制冷機等。這些制冷機的制冷糸數一般在0.6-0.75之間或者更低，均需要以蒸汽和熱水為熱解動力，其設備復雜，價格較高。溴化鋰制冷機還存在腐蝕情況。
蒸汽噴射制冷機以蒸汽噴射器為壓縮器，使水在高真空下蒸發帶走汽化潛熱而制冷。其優點是水既是工質又是載冷劑，水的汽化潛熱大，無污染；設備結構簡單、造價低、運行可靠。缺點是制冷系數小，需要以蒸汽為動力，冷卻水耗量大。如果能保留蒸汽噴射器以水為工質和載冷劑的優點，但不用生蒸汽，而是用壓力水獲得制冷所需要的高真空，必將減少噴射式真空制冷機的能耗，由此獲得更廣闊的市場及經濟和社會效益。

發明內容
本發明目的就是提供一種以水為工質和載冷劑的抽汽式真空冷水機。眾所周知，水的沸點與溫度有關。一定溫度的水在一定真空度下才產生沸騰蒸發并帶走潛熱。如真空度為1Kpa(絕壓)對應水溫為7℃，真空度為2.3Kpa對應水溫為20℃。常溫水的水噴射器的極限真空度約在4Kpa左右，距1Kpa尚差3Kpa的真空度，如果能在水噴射器和水蒸發器之間串聯一臺壓縮量為3Kpa以上的水汽壓縮器，我們將獲得7℃的冷媒水。由於水汽能被水冷凝，水噴射器具有很強的抽水汽能力和大壓縮比。在保證工作水溫在32℃以下水噴射器抽吸水汽的能耗是很低的。所以采用以水噴射器為主壓縮器產生大壓縮比的真空，采用旋轉射流抽氣器為輔助壓縮器產生工作真空，并兼有蒸發器功能的制冷機將是一種結構簡單，價格低廉，高效環保的新型制冷機。
其技術方案如下
一種水噴射---噴射推進真空冷水機，其特征是此機由抽汽器3、水噴射器6、冷卻塔7串聯成一個糸統，各部分包括有如下組件抽汽器3順次設置并連接的擴散管3.1或圓筒型蒸發室3.5、混合室3.2、排氣管3.3；混合室內設固定於排氣管底部的外旋式噴霧推進抽風裝置3.4，其內設噴頭3.43方向為向下噴，葉片3.42裝設方向為向上抽氣；需要冷卻的冷媒水由抽風裝置進水管3.41通入；制成的冷水由擴散管3.1下方排水口3.11或圓筒型蒸發室3.5下方排水口3.51排出。水噴射器6內設有水室6.2，與水室連通的并向混合室6.4噴射的1個或多個并聯的水噴嘴6.3，混合室外裝設1個或多個并聯的與水噴嘴配合的擴散管6.6，混合室壁開設抽汽管6.5；抽氣管6.5與抽汽器的排氣管3.3連通。水噴射器的出水管與冷卻塔進水管連通，冷卻塔出水管經泵后與水噴射器進水管連通。
一種水噴射---噴射推進真空冷水機，其特征是此冷水機如下組成設抽汽器3B、鹽水噴射器6B、鹽水蒸發濃縮器10、清水噴射器6A、冷卻塔7串聯成一個糸統；增設水冷卻器11，與濃縮器10連通，并同時與冷卻塔進出水管連接，以此水作冷卻介質冷卻濃縮鹽水。
本發明中上述抽汽器3是采用中國專利申請“噴射推進旋轉射流抽氣器”(專利申請號為200410021797.X)的結構，僅取消在混合室壁上開設的抽氣管。
上述水噴射器6可采用中國專利“多擴散管水噴射器”，專利號ZL002599880。
上述冷卻塔7可采用中國專利“專利號為ZL9717721.5或采用專利號ZL01256902.X。
本“水噴射---噴射推進真空冷水機”的技術經濟效果i.以冷水為工質和載冷劑，具有巨大的環保效益，屬綠色環保型制冷機。ii.用冷水真空蒸發方式制冷，而無需蒸汽鍋爐和其他加熱設備，結構簡單、工作可靠、價格低、工質隨處可得。iii.利用用戶回流的冷媒水的熱能作為真空蒸發的熱源，大大提高了制冷系數，同時減少了冷卻水量。iv.采用兩級壓縮，制冷系數極大地提高。利用水蒸汽能溶於水第一級水噴射器獲得96Kpa大壓縮比的預真空，第二級為抽汽器(屬機械壓縮器)獲得約3Kpa的小壓縮比的真空。從所周知，流體壓縮器的壓縮功可以表示為N＝QΔP/η式中Q為被壓縮氣體流量(M3/S)，ΔP為被壓縮氣體壓差(Pa)，η為機械效率，本專利所選取的抽氣器的壓縮量3Kpa。根據外旋式噴霧推進抽風裝置的現有數據，取水泵---噴霧推進旋轉射流抽氣糸統的總效率約η＝72％，由此可以計算出每1KWh電功率，在不同冷媒水溫度下第二級壓縮器的排氣量和制冷糸數，見下表
由上表看出本專利制冷糸數大大高於傳統的制冷機制冷糸數0.6-0.75。歸納其原因為三A.采用合理的壓縮比分配。B.利用水蒸汽能溶于水，減輕了壓縮機負荷。C.取消外加熱能源，利用廢熱進行蒸發。若采用外加熱源，本機對7℃冷媒水制冷糸數約為0.78。v.本專利充分注意到冷卻塔借用自然界能量，制冷效率高，將其置於系統末端排熱，保證本機低能耗運行。(以100T/h冷卻塔溫降5℃，制冷量209×104KJ/h，而水泵功率不足10KW，制冷系數大於58)。vi.減少大氣熱污染。綜上所述，本機以結構新穎，節能環保，結構簡單，價格低，運行成本低，工質來源方便等優點，具有極強的競爭力和廣闊的國內和國際市場。


圖1本水噴射---噴射推進真空冷水機實施例1結構2實施例2結構3實施例3原理圖具體實施例方式實施例1見圖1，水噴射---噴射推進真空冷水機由噴射推進旋轉射流抽氣器3A，多擴散管6A、重力回水二次噴射噴霧通風冷卻塔7串聯成一個真空蒸發器系統。其中抽汽器3為3A，它由收斂---擴散型水射流擴散管3.1、封頭型混合室3.2、圓筒形排氣管3.3三者用螺栓連為一體。混合室內設外旋式噴霧推進抽風裝置3.4(專利號ZL00112630.X)其內噴頭3.43安裝位置為向下噴，上方的葉片3.42安裝為向上抽氣。冷媒水由進水管3.41進入；經冷卻后的冷媒水由出水處3.11通過設置的尾管2和與大氣連通的水箱1向外排出。
水噴射器6為6A，其內設有圓形水室6.2，多個并聯的水噴嘴6.3，混合室6.4外裝設多個并聯的與水噴嘴配合的擴散管6.6。多擴散管6.6下方通過花板6.7接穩壓器6.8、整流管6.9、尾管6.10，最后接排水管6.11。其水汽混合物經排水管6.11直接通入冷卻塔底部積水盤7.3熱水區，再經設置的泵8與冷卻塔進水管7.1連通，冷卻塔7冷卻后的冷水落入積水盤冷水區，再經設置的泵9和管道9.1與水噴射器6A進水管6.1連通。積水盤7.3中設隔離冷、熱水區的隔板7.2。水噴射器混合室壁開設抽氣管6.5通過設置真空閥5和彎管4與抽氣器3的排氣管3.3連通。
水噴射器6作為主壓縮器，產生約96KPa壓縮量，獲得約4Kpa的絕壓。抽汽器3A為輔助壓縮器產生約3Kpa的壓縮，使糸統真空度達約1Kpa絕壓或更高的真空度。抽汽器3A還兼作射流蒸發器。
工作過程從用戶回流升溫的低壓冷媒水從進水管3.41進入抽汽器內抽風裝置3.4開始工作；同時水噴射器6A工作，并通過抽氣管6.5和排氣管3.3向抽汽器抽氣，此時在水噴射器產生的預真空的條件下，形成約1Kpa絕壓的真空度，在此真空度下，抽風裝置3.4內工作的回流冷媒水因過熱而蒸發產生二次蒸汽，再由抽汽器3A壓縮致水噴射器6A。從進水管3.41進入的冷媒水因蒸發帶走汽化潛熱而降溫(每蒸發1％水份，水溫約降6℃，每蒸發1Kg水蒸汽帶走2500KJ的熱量)。蒸發降溫后的冷媒水經擴散管下方排水口3.11、尾管2排入敞開式水箱1送至用戶。水噴射器6A出水排入冷卻塔經冷卻后循環使用。冷卻塔內使水冷卻的熱風由冷卻塔出風口7.4排入大氣，即糸統的蒸發潛熱及兩壓縮器作功產生的熱量，最終由冷卻塔排入大氣。采用冷卻塔散熱的原因是i.與其它形式換熱器相比，冷卻塔制冷糸數高。ii.若采用噴霧推進通風冷卻塔，其冷幅高小，夏天排水溫度僅比大氣濕球溫度高(2-3)℃，以保證水噴射器在低水溫下工作，從而提高壓縮比，降低冷水機能耗。
實施例2見圖2與實施例1相比僅將抽汽器3A變為蒸發抽汽器3B，其不同之處是用圓筒型蒸發室3.5替代擴散管3.1。以便於設備的大型化。整個系統中在抽氣器3B出水處不設置尾管2和水箱1。水噴射器為6B與實施例1中的6A相同。其余結構與實施例1也完全相同。
實施例3見圖3設置抽氣器3B、鹽水噴射器6B、鹽水蒸發濃縮器1、清水噴射器6A、冷卻塔7串聯成一個糸統。采用鹽水為工質的目的是因為鹽水有低的水蒸汽分壓，可獲得更高真空度，即更低的冷媒水溫。因此以鹽水噴射器為主壓縮器。清水噴射器作為鹽水濃縮真空泵，為鹽水噴射器提供預真空。
鹽水蒸發濃縮器10內設通入熱水和低壓蒸汽為熱源的加熱器10.1。以此將因吸收水蒸汽而稀釋的鹽熱水濃縮。增設水冷卻器11，與濃縮器10連通，并同時與冷卻塔進出水管連接，以冷卻塔出水作冷卻介質冷卻熱濃縮鹽水。鹽水噴射器6B和清水噴射器6A均采用多個擴散管的水噴射器6。抽氣器3B用以產生小壓縮比的真空同時兼作真空蒸發器。冷媒水蒸發的解熱動力來自用戶回水的余熱。
工作過程從用戶回流升溫后的低壓冷媒水徑水閥16進入蒸發抽氣器3B使其工作，在鹽水噴射器6B和清水噴射器6A串聯形成的預真空作用下，回流冷媒水蒸發，產生的二次蒸汽由抽氣器3B壓縮至鹽水噴射器6B，并被鹽水冷凝和稀釋。稀鹽水再進入鹽水濃縮器10，被加熱器10.1加熱沸騰蒸發，蒸發產生的二次蒸汽由清水噴射器6A抽出被水射流冷凝，并放出潛熱，使水升溫，其排出的熱水與冷卻器11送出的熱水—同經泵13送入冷卻塔7作為進水，冷卻后冷水經泵12—部分送清水噴射器6A，另一部分送入冷卻器11，以此循環使用。冷卻濃縮器10排出的熱濃縮鹽水經冷卻器11冷卻后再用泵14送至鹽水噴射器6B循環使用。抽汽器3B所制成的冷媒水從下部經泵15送至用戶。
權利要求
1.一種水噴射---噴射推進真空冷水機，其特征是此機由抽汽器(3)、水噴射器(6)、冷卻塔(7)串聯成一個糸統，各部分包括有如下組件抽汽器(3)順次設置并連接的擴散管(3.1)或圓筒型蒸發室(3.5)、混合室(3.2)、排氣管(3.3)；混合室內設固定於排氣管底部的外旋式噴霧推進抽風裝置(3.4)，其內噴頭方向為向下噴，葉片裝設方向為向上抽氣；需要冷卻的冷媒水由抽風裝置進水管(3.41)通入；制成的冷水由擴散管(3.1)下方排水口(3.11)或圓筒型蒸發室(3.5)下方排水口(3.51)排出；水噴射器(6)內設有水室(6.2)，與水室連通的并向混合室(6.4)噴射的1個或多個并聯的水噴嘴(6.3)，混合室外裝設1個或多個并聯的與水噴嘴配合的擴散管(6.6)，混合室壁開設抽氣管(6.5)；抽氣管(6.5)與抽汽器的排氣管(3.3)連通；水噴射器出水管與冷卻塔進水管連通，冷卻塔出水管經泵后與水噴射器進水管連通。
2.按權利要求1所述冷水機，其特征是抽汽器(3)為3A，其內的擴散管(3.1)用收斂--擴散型水射流擴散管；排水口(3.11)處設尾管(2)和與大氣連通的水箱(1)。
3.按權利要求1所述冷水機，其特征是抽汽器(3)為3B，采用圓筒型蒸發室(3.5)，其內設散水板(3.53)和擋水環(3.52)。
4.按權利要求1所述冷水機，其特征是水噴射器抽氣管(6.5)與抽汽器的排氣管(3.3)間設真空閥(5)和彎管(4)將兩者連通。
5.按權利要求1所述冷水機，其特征是抽汽器混合室(3.2)為封頭型。
6.一種水噴射---噴射推進真空冷水機，其特征是此冷水機如下組成設抽汽器3B、鹽水噴射器6B、鹽水蒸發濃縮器(10)、清水噴射器6A、冷卻塔(7)串聯成一個糸統；增設水冷卻器(11)，與濃縮器(10)連通，并同時與冷卻塔進出水管連接，以冷卻塔出水作冷卻介質冷卻濃縮鹽水。
7.按權利要求6所述冷水機，其特征是鹽水蒸發濃縮器(10)內設通入熱水和低壓蒸汽為熱源的加熱器(10.1)。
8.按權利要求6所述冷水機，其特征是鹽水噴射器6B和清水噴射器6A均采用多個擴散管的水噴射器(6)。
全文摘要
本發明水噴射－噴射推進真空冷水機由抽汽器，水噴射器，冷卻塔串接為一個真空蒸發系統。抽汽器內順次設擴散管或圓筒型蒸發室、裝有噴頭下噴，葉片向上抽氣的噴霧推進抽風裝置的混合室，以及與水噴射器抽氣管連通的排氣管。水噴射器的出水經冷卻塔冷卻后循環使用。整機以冷水為工質和載冷劑，以水噴射器為主壓縮器，以抽氣器為輔壓縮器，獲得高真空，使水蒸發得到低溫冷媒水。蒸汽所需解熱動力由用戶回水的廢熱提供，無需外加熱源。對于7℃－20℃冷媒水，工質來源方便，無污染，制冷系數高，不需鍋爐，水耗量少，節能環保，運費低，具有單一電力制冷優點，可取代蒸汽噴射制冷機，溴化鋰制冷機?？蓮V泛地應用於工藝冷卻和空調系統中。
文檔編號F25B9/08GK1560538SQ200410021799
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月13日 優先權日2004年2月13日
發明者魏仕英 申請人:魏仕英