專利名稱：一種水噴射－噴射推進(jìn)真空冷水機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是以水為工質(zhì)和載冷劑的真空蒸發(fā)式制冷機(jī)。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(lián)合系統(tǒng)類(F25B)。
背景技術(shù)：
7--20℃的冷媒水廣泛的應(yīng)用于石化、冶金、紡織等部門以及空調(diào)系統(tǒng)中，具有廣闊的市場。現(xiàn)有制取這種冷媒水的設(shè)備有溴化鋰制冷機(jī)氨水吸收式制冷機(jī)、蒸汽噴射制冷機(jī)等。這些制冷機(jī)的制冷系數(shù)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(dòng)力，其設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格較高。溴化鋰制冷機(jī)還存在腐蝕情況。
蒸汽噴射制冷機(jī)以蒸汽噴射器為壓縮器，使水在高真空下蒸發(fā)帶走汽化潛熱而制冷。其優(yōu)點(diǎn)是水既是工質(zhì)又是載冷劑，水的汽化潛熱大，無污染；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、運(yùn)行可靠。缺點(diǎn)是制冷系數(shù)小，需要以蒸汽為動(dòng)力，冷卻水耗量大。如果能保留蒸汽噴射器以水為工質(zhì)和載冷劑的優(yōu)點(diǎn)，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(jī)的能耗，由此獲得更廣闊的市場及經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是提供一種以水為工質(zhì)和載冷劑的抽汽式真空冷水機(jī)。眾所周知，水的沸點(diǎn)溫度與壓強(qiáng)有關(guān)。一定溫度的水在一定真空度下才產(chǎn)生沸騰蒸發(fā)并帶走潛熱。如真空度為1Kpa(絕壓)對(duì)應(yīng)水溫為7℃，真空度為2.3Kpa對(duì)應(yīng)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(fā)器之間串聯(lián)一臺(tái)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，噴射器具有很強(qiáng)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(chǎn)生大壓縮比的真空，采用旋轉(zhuǎn)射流抽氣器為輔助壓縮器產(chǎn)生工作真空，并兼有蒸發(fā)器功能的制冷機(jī)將是一種結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，高效環(huán)保的新型制冷機(jī)。
其技術(shù)方案如下一種水噴射---噴射推進(jìn)真空冷水機(jī)，其特征是此冷水機(jī)如下組成設(shè)抽汽器3B、鹽水噴射器6B、鹽水蒸發(fā)濃縮器10、清水噴射器6A、冷卻塔7串聯(lián)成一個(gè)系統(tǒng)；增設(shè)水冷卻器11，與濃縮器10連通，并同時(shí)與冷卻塔進(jìn)出水管連接，以冷卻塔出水作冷卻介質(zhì)冷卻濃縮鹽水。
抽汽器3B順次設(shè)置并連接圓筒型蒸發(fā)室3.5、混合室3.2、排氣管3.3；混合室3.2內(nèi)設(shè)固定於排氣管底部的外旋式噴霧推進(jìn)抽風(fēng)裝置3.4，其內(nèi)噴頭3.43方向?yàn)橄蛳聡姡~片3.42裝設(shè)方向?yàn)橄蛏铣闅猓恍枰鋮s的冷媒水由抽風(fēng)裝置進(jìn)水管3.41通入；制成的冷水由圓筒型蒸發(fā)室3.5下方排水口3.51排出；鹽水噴射器6B或清水噴射器6A內(nèi)均設(shè)有水室6.2，與水室連通的并向混合室6.4噴射的1個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的水噴嘴6.3，混合室6.4外裝設(shè)1個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的與水噴嘴配合的擴(kuò)散管6.6，混合室6.4壁開設(shè)抽氣管6.5，抽氣管6.5與抽汽器的排氣管3.3連通；鹽水噴射器6B的出水管與鹽水蒸發(fā)濃縮器10進(jìn)水管連通；清水噴射器6A的出水管與冷卻塔7的進(jìn)水管連通；冷卻塔出水管與清水噴射器進(jìn)水管連通，且后者兩水管管道間設(shè)置泵12。
上述鹽水蒸發(fā)濃縮器10內(nèi)可設(shè)通入熱水和低壓蒸汽為熱源的加熱器10.1。上述鹽水噴射器6B和清水噴射器6A均可采用多個(gè)擴(kuò)散管的水噴射器。上述圓筒型蒸發(fā)室3.5內(nèi)可設(shè)散水板3.53和擋水環(huán)3.52。上述鹽水噴射器抽氣管6.5與抽汽器的排氣管3.3之間或鹽水濃縮器10與清水噴射器6A之間可設(shè)真空閥5。上述抽汽器混合室3.2可采用封頭型。
本專利中上述抽汽器3B是采用中國專利申請(qǐng)“噴射推進(jìn)旋轉(zhuǎn)射流抽氣器”(專利申請(qǐng)?zhí)枮?00410021797.X)的結(jié)構(gòu)，僅取消在混合室壁上開設(shè)的抽氣管。
上述鹽水噴射器6A或清水噴射器6B可采用中國專利“多擴(kuò)散管水噴射器”，專利號(hào)ZL002599880。上述冷卻塔7可采用中國專利“專利號(hào)為ZL9717721.5或采用專利號(hào)ZL01256902.X。
本發(fā)明“一種水噴射---噴射推進(jìn)真空冷水機(jī)”的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果如下i.以冷水為工質(zhì)和載冷劑，具有巨大的環(huán)保效益，屬綠色環(huán)保型制冷機(jī)。ii.用冷水真空蒸發(fā)方式制冷，而無需蒸汽鍋爐和其他加熱設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價(jià)格低，工質(zhì)隨處可得。iii.利用用戶回流的冷媒水的熱能作為真空蒸發(fā)的熱源，大大提高了制冷系數(shù)，同時(shí)減少了冷卻水量。iv.采用兩級(jí)壓縮，制冷系數(shù)極大地提高。利用水蒸汽能溶於水第一級(jí)為兩個(gè)水噴射器6B、6A獲得96Kpa大壓縮比的預(yù)真空，第二級(jí)為抽汽器(屬機(jī)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(jī)械效率，本專利所選取的抽氣器的壓縮量3Kpa。根據(jù)外旋式噴霧推進(jìn)抽風(fēng)裝置的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，水泵---噴霧推進(jìn)旋轉(zhuǎn)射流抽氣系統(tǒng)的總效率約n＝72％，由此可以計(jì)算出每1KWh電功率，在不同冷媒水溫度下第二級(jí)壓縮器的排氣量和制冷系數(shù)，見下表
由上表看出本專利制冷系數(shù)大大高於傳統(tǒng)的制冷機(jī)制冷系數(shù)0.6-0.75。歸納其原因?yàn)槿鼳.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(jī)負(fù)荷。C.取消外加熱能源，利用廢熱進(jìn)行蒸發(fā)。若采用外加熱源，本機(jī)對(duì)7℃冷媒水制冷系數(shù)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(tǒng)末端排熱，保證本機(jī)低能耗運(yùn)行。(以100T/h冷卻塔溫降5℃，制冷量209×10KJ/h，而水泵功率不足10KW，制冷系數(shù)大於58)。vi.減少大氣熱污染。綜上所述，本機(jī)以結(jié)構(gòu)新穎，節(jié)能環(huán)保，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低，運(yùn)行成本低，工質(zhì)來源方便等優(yōu)點(diǎn)，有極強(qiáng)的競爭力和廣闊的國內(nèi)和國際市場。


圖1本發(fā)明總體原理2抽汽器3B和鹽水噴射器6B組合結(jié)構(gòu)3清水噴射器6A和冷卻塔7組合結(jié)構(gòu)圖具體實(shí)施例方式實(shí)施例見圖1，一種水噴射---噴射推進(jìn)真空冷水機(jī)內(nèi)設(shè)置抽氣器3B、鹽水噴射器6B、鹽水蒸發(fā)濃縮器10、清水噴射器6A、冷卻塔7串聯(lián)成一個(gè)真空蒸發(fā)器系統(tǒng)。采用鹽水為工質(zhì)的目的是因?yàn)辂}水有低的水蒸汽分壓，可獲得更高真空度，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(yù)真空。
鹽水蒸發(fā)濃縮器10內(nèi)設(shè)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(shè)水冷卻器11，與濃縮器10連通，并同時(shí)與冷卻塔7進(jìn)出水管連接，以冷卻塔出水作冷卻介質(zhì)冷卻熱濃縮鹽水。
見圖2，抽汽器3B為噴射推進(jìn)旋轉(zhuǎn)射流蒸發(fā)抽汽器，由圓筒型蒸發(fā)室3.5、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3.2內(nèi)設(shè)外旋式噴霧推進(jìn)抽風(fēng)裝置3.4(專利號(hào)ZL00112630.X)，其內(nèi)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(jìn)水管3.41進(jìn)入；經(jīng)冷卻后的冷媒水由下方排水口3.51向外排出。圓筒型蒸發(fā)室3.5內(nèi)可設(shè)散水板3.53和擋水環(huán)3.52。上述鹽水噴射器6B的抽氣管6.5與抽汽器的排氣管3.3間可設(shè)真空閥5和彎管4將兩者連通。
鹽水噴射器6B作為主壓縮器，產(chǎn)生約96KPa壓縮量，獲得約4Kpa的絕壓。抽汽器3B為輔助壓縮器產(chǎn)生約3Kpa的壓縮，使系統(tǒng)真空度達(dá)約1Kpa絕壓或更高的真空度。抽氣器3B用以產(chǎn)生小壓縮比的真空同時(shí)兼作真空蒸發(fā)器。冷媒水蒸發(fā)的解熱動(dòng)力來自用戶回水的余熱。
見圖2，見圖3，鹽水噴射器6B或清水噴射器6A采用相同的水噴射器6，其內(nèi)均設(shè)有圓形水室6.2，多個(gè)并聯(lián)的水噴嘴6.3，混合室6.4外裝設(shè)多個(gè)并聯(lián)的與水噴嘴配合的擴(kuò)散管6.6。多擴(kuò)散管6.6下方通過花板6.7接穩(wěn)流器6.8、整流管6.9、尾管6.10，最后接排水管6.11。
見圖2，圖1，鹽水噴射器6B的排水管6.11與鹽水蒸發(fā)濃縮器10的進(jìn)水口10.2連通。見圖3，圖1，清水噴射器6A的排水管6.11，將其熱水直接排入冷卻塔7底部積水盤7.3熱水區(qū)，冷卻塔7冷卻后的冷水落入積水盤冷水區(qū)，再經(jīng)設(shè)置的泵12和管道12.3與清水噴射器6A進(jìn)水管6.1連通。積水盤7.3中設(shè)隔離冷、熱水區(qū)的隔板7.2。清水噴射器混合室6.4壁開設(shè)抽氣管6.5通過排汽口10.3與鹽水蒸發(fā)濃縮器10連通。
工作過程見圖1，從用戶回流升溫后的低壓冷媒水16.1經(jīng)水閥16進(jìn)入蒸發(fā)抽氣器3B使其工作，在鹽水噴射器6B和清水噴射器6A串聯(lián)形成的預(yù)真空作用下，回流冷媒水蒸發(fā)，產(chǎn)生的二次蒸汽3B1由抽氣器3B壓縮至鹽水噴射器6B，并被鹽水冷凝和稀釋。
見圖1圖2，上述低壓冷媒水16.1是從進(jìn)水管3.41進(jìn)入抽汽器3B內(nèi)，使抽風(fēng)裝置3.4開始工作；同時(shí)鹽水噴射器6B工作，并通過抽氣管6.5和排氣管3.3向抽汽器抽氣，此時(shí)在鹽水噴射器產(chǎn)生的預(yù)真空的條件下，形成約1Kpa絕壓的真空度，在此真空度下，抽風(fēng)裝置3.4內(nèi)工作的回流冷媒水因過熱而蒸發(fā)產(chǎn)生二次蒸汽3B1，再由抽汽器3B壓縮致鹽水噴射器6B。從進(jìn)水管3.41進(jìn)入的冷媒水因蒸發(fā)帶走汽化潛熱而降溫(每蒸發(fā)1％水份，水溫約降6℃，每蒸發(fā)1Kg水蒸汽帶走2500KJ的熱量)。蒸發(fā)降溫后的冷媒水15.1經(jīng)圓筒型蒸發(fā)室3.5的出水口3.51送至用戶。由鹽水噴射器6B的排水管6.11排出的稀鹽水6B1通過進(jìn)水口10.2進(jìn)入鹽水濃縮器10，被加熱器10.1加熱沸騰蒸發(fā)，蒸發(fā)產(chǎn)生二次蒸汽10.4。
見圖1圖3，上述二次蒸汽10.4通過清水噴射器6A抽氣管6.5抽出被水射流冷凝，放出潛熱，使水升溫，其排出的熱水6A1送入冷卻塔7作為進(jìn)水，經(jīng)冷卻塔冷卻后循環(huán)使用。熱水6A1經(jīng)冷卻塔冷卻為冷水經(jīng)泵12后一部分冷卻水12.1送入清水噴射器6A，另一部分冷卻水12.2送入冷卻器11，經(jīng)冷卻器11后升溫的熱水11.1經(jīng)泵13再送入冷卻塔7底部積水盤7.3熱水區(qū)，以此循環(huán)使用。冷卻濃縮器10排出的熱濃縮鹽水10.5經(jīng)冷卻器11冷卻后再用泵14將此冷鹽水14.1送至鹽水噴射器6B循環(huán)使用。
冷卻塔內(nèi)使水冷卻的熱風(fēng)由冷卻塔出風(fēng)口7.4排入大氣，即系統(tǒng)的蒸發(fā)潛熱及兩壓縮器作功產(chǎn)生的熱量，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，冷卻塔制冷系數(shù)高。ii若采用噴霧推進(jìn)通風(fēng)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(jī)能耗。
權(quán)利要求
1.一種水噴射---噴射推進(jìn)真空冷水機(jī)，其特征是此冷水機(jī)如下組成設(shè)抽汽器(3B)、鹽水噴射器(6B)、鹽水蒸發(fā)濃縮器(10)、清水噴射器(6A)、冷卻塔(7)串聯(lián)成一個(gè)系統(tǒng)；增設(shè)水冷卻器(11)，與濃縮器(10)連通，并同時(shí)與冷卻塔進(jìn)出水管連接，以冷卻塔出水作冷卻介質(zhì)冷卻濃縮鹽水；抽汽器(3B)順次設(shè)置并連接圓筒型蒸發(fā)室(3.5)、混合室(3.2)、排氣管(3.3)；混合室(3.2)內(nèi)設(shè)固定於排氣管底部的外旋式噴霧推進(jìn)抽風(fēng)裝置(3.4)，其內(nèi)噴頭(3.43)方向?yàn)橄蛳聡姡~片(3.42)裝設(shè)方向?yàn)橄蛏铣闅猓恍枰鋮s的冷媒水由抽風(fēng)裝置進(jìn)水管(3.41)通入；制成的冷水由圓筒型蒸發(fā)室(3.5)下方排水口(3.51)排出；鹽水噴射器(6B)或清水噴射器(6A)內(nèi)均設(shè)有水室(6.2)，與水室連通的并向混合室(6.4)噴射的1個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的水噴嘴(6.3)，混合室(6.4)外裝設(shè)1個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的與水噴嘴配合的擴(kuò)散管(6.6)，混合室(6.4)壁開設(shè)抽氣管(6.5)；抽氣管(6.5)與抽汽器的排氣管(3.3)連通；鹽水噴射器(6B)的出水管與鹽水蒸發(fā)濃縮器(10)進(jìn)水管連通；清水噴射器(6A)的出水管與冷卻塔(7)的進(jìn)水管連通；冷卻塔出水管與清水噴射器進(jìn)水管連通，且后者兩水管管道間設(shè)置泵(12)。
2.按權(quán)利要求1所述冷水機(jī)，其特征是鹽水蒸發(fā)濃縮器(10)內(nèi)設(shè)通入熱水和低壓蒸汽為熱源的加熱器(10.1)。
3 按權(quán)利要求1所述冷水機(jī)，其特征是鹽水噴射器(6B)和清水噴射器(6A)均采用多個(gè)擴(kuò)散管的水噴射器。
4.按權(quán)利要求1所述冷水機(jī)，其特征是圓筒型蒸發(fā)室(3.5)內(nèi)設(shè)散水板(3.53)和擋水環(huán)(3.52)。
5.按權(quán)利要求1所述冷水機(jī)，其特征是鹽水噴射器抽氣管(6.5)與抽汽器的排氣管(3.3)之間或鹽水濃縮器(10)與清水噴射器(6A)之間設(shè)真空閥(5)。
6.按權(quán)利要求1所述冷水機(jī)，其特征是抽汽器混合室(3.2)為封頭型。
全文摘要
一種水噴射－噴射推進(jìn)真空冷水機(jī)，屬真空蒸發(fā)式制冷機(jī)。為解決現(xiàn)有蒸汽噴射和溴化鋰制冷機(jī)制冷系數(shù)低，須以蒸汽和熱水為熱解動(dòng)力，導(dǎo)致設(shè)備復(fù)雜的問題。本發(fā)明由抽汽器、鹽水噴射器、鹽水蒸發(fā)濃縮器、清水噴射器、冷卻塔串聯(lián)成一個(gè)真空蒸發(fā)系統(tǒng)。抽汽器內(nèi)順次設(shè)圓筒型蒸發(fā)室、裝有噴霧推進(jìn)抽風(fēng)裝置的混合室，以及排氣管。鹽水噴射器出水經(jīng)冷卻塔后循環(huán)使用。整機(jī)以冷水為工質(zhì)和載冷劑，以兩個(gè)水噴射器為主壓縮器，以抽氣器為輔壓縮器，獲得高真空，制冷系數(shù)大大提高。蒸汽所需解熱動(dòng)力由用戶回水的廢熱提供，無需外加熱源。對(duì)于7℃－20℃冷媒水，工質(zhì)來源方便，無污染，不需鍋爐，水耗量少，節(jié)能環(huán)保，運(yùn)費(fèi)低。可廣泛地應(yīng)用于工藝?yán)鋮s和空調(diào)系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)F25B19/00GK1696587SQ20051007564
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者魏仕英 申請(qǐng)人:魏仕英