CN101694333B - 一种真空射流制冷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及喷射式制冷的一种结构。一种真空射流制冷装置，系统液态制冷剂从高压罐(1)经流量调节阀(2)和节流阀(3)后进入低压罐(4)，经节流降压后的液态制冷剂并在低压罐(4)内喷淋雾化，雾化的制冷剂在低压环境下部分气化吸取另一部分制冷剂的热量，得到低温液态制冷剂。其中气化后气态制冷剂经气液分离膜(5)过滤后被射流泵(9)引射至高压罐(1)放热冷凝，得到的低温液态制冷剂经循环泵(6)进入热交换器(7)，制冷剂换热温升后再经单向截止阀(8)和射流泵(9)进入高压罐(1)冷凝。装置体积紧凑。除水以外，还可采用其它各种介质作为制冷剂。效率更高。可采用零污染的环保介质作为制冷剂。工作可靠，寿命长，维护简单。可实现无级能量调节。
Description
(一)技术领域
本发明涉及制冷技术，特别是涉及喷射式制冷的一种结构。
(二)背景技术
早在1910年左右，马利斯·莱兰克提出了蒸气喷射式制冷系统。虽然过了近百年，但该技术发展缓慢，体积大、效率低是制约其在市场推广的主要原因。目前存在的喷射制冷装置，其原理都是通过锅炉产生工作水蒸汽，通过射流泵在蒸发器内抽真空使得部分液态水气化吸收另一部分水的热量来获得冷水。被抽吸的气体和水蒸汽在射流泵内混合扩压后再在冷凝器内冷凝液化，冷凝液化后的水分两路送出，一路作为补给水送往蒸发器，另一路再送入锅炉加热循环产生工作蒸汽。这种结构存在冷热重叠，故效率难以提高。另外由于锅炉的存在使得装置体积也较庞大。现有技术蒸汽喷射制冷系统循环图如图3示。
近期也曾出现过其它各种真空射流制冷装置，原理大同小异，但方式各有不同，如“旋转射流喷雾增压式冷水制备方法和冷水机”，利用水压差通过喷射器自身旋转喷头排出并加压内部蒸汽，理论上看似可行，但对工艺要求太高，水蒸发量和真空度难以平衡，实际操作起来很难。
(三)发明内容
本发明的目的是拟提供一种体积小、结构紧凑、制冷效率高的抽真空射流制冷装置，而且操作使用维护方便，系统寿命长。
本发明的目的由以下技术方案予以解决：
一种真空射流制冷装置，其特征在于：系统液态制冷剂从高压罐经流量调节阀和节流阀后进入低压罐，经节流降压后的液态制冷剂并在低压罐内喷淋雾化，雾化的制冷剂在低压环境下部分气化吸取另一部分制冷剂的热量，得到低温液态制冷剂。其中气化后气态制冷剂经气液分离膜过滤后被射流泵引射至高压罐放热冷凝，得到的低温液态制冷剂经循环泵进入热交换器，制冷剂换热温升后再经单向截止阀和射流泵进入高压冷凝罐冷凝。
所述制冷剂可以是洁净水或其它多种溶液。
所述高压罐中设置一套盘管式冷却系统。
本发明涉及一种结构紧凑射流真空制冷循环，该循环系统可采用水及其它多种溶液作为制冷剂，整个循环系统动力源只需要一个循环泵。系统液态制冷剂从高压罐经流量调节阀和节流阀后进去低压罐，经节流降压后的液态制冷剂并在低压罐内喷淋雾化，雾化的制冷剂在低压环境下部分气化吸取另一部分制冷剂的热量，得到低温液态制冷剂。其中气化后气态制冷剂经气液分离膜过滤后被射流泵引射至高压罐放热冷凝，得到的低温液态制冷剂经循环泵进入热交换器，制冷剂换热温升后再经单向截止阀和射流泵进入高压冷凝罐冷凝。在高压罐内冷凝热被冷却水带出系统外。经冷却后的液态制冷剂和液化后的制冷剂混合再进入低压罐内蒸发，完成循环。
本发明是这样实现的，液态制冷剂在射流泵喷嘴中，压力能转变成速度能，使得压力减小，速度增大，在喷嘴周围形成真空度来引射低压罐内的气体。再经过射流泵的扩压段增压后进去高压罐内冷凝，冷凝后的液体经过流量调节阀进入低压罐内雾状喷洒，一部分制冷剂吸热气化，另一部分制冷剂放热得到过冷液态制冷剂，再通过循环泵把得到的冷液态制冷剂送入换热器，热交换后进入高压罐，同时引射低压罐内气化的气体来维持低压罐内的真空度。
本发明的热力循环如图2所示。1-2是液体进入低压罐后部分液体吸收热量气化，1-6是被吸收热量后得到的冷液体，6-7是冷液体经过循环泵加压后进入热交换器，7-8是经过热交换器后液态制冷剂温度有所升高，8-3是经过射流泵喷嘴截流降压加速后的过程，4点是从喷嘴出来的液态制冷剂3和气态制冷剂2的混合点，4-5是气液混合物经过射流泵扩压段的增压过程，5-1是增压后的混合物的冷凝过程。
本发明的优越性及有益效果与常规制冷系统相比，具有以下多项优点：
(a)与常规喷射制冷系统相比
1、使用液体作为工作流体，不需要蒸汽锅炉，使得装置体积更加紧凑。可以应用到空间体积有限的领域，如船舶空调等。
2、本装置是一个封闭式的循环，除了水以外，还可采用其它各种介质作为制冷剂，可以获取零度以下的温度，适用范围广。
3、不存在冷热重叠，效率更高。传统蒸汽喷射制冷装置要先将蒸汽冷凝液化后再次送入蒸汽锅炉加热，使得冷热重叠，消耗更多的能量。
(b)与蒸汽压缩式制冷系统相比
1、该装置可采用水等零污染的环保介质作为制冷剂。
2、系统无大的运动部件，工作更可靠，适用寿命更长，维护更简单。
3、该装置通过流量调节阀可以实现无级能量调节。
(四)附图说明
图1为本发明预真空射流蒸发制冷系统的配置结构示意图；
图2为本发明的热力循环图；
图3为现有技术真空射流蒸发制冷系统的配置结构示意图。
图中，1是高压罐，2是流量调节阀，3是节流阀，4是绝热低压罐，5是气液分离膜，6是循环泵，7是热交换器，8是单向截止阀，9是射流泵，10是盘管式冷却系统，11是蒸发器，12是冷凝器。
(五)具体实施方法
以下结合附图进一步详细说明本发明的结构。
如图所示，一种真空射流制冷装置，系统液态制冷剂从高压罐1经流量调节阀2和节流阀3后进入低压罐4，经节流降压后的液态制冷剂并在低压罐4内喷淋雾化，雾化的制冷剂在低压环境下部分气化吸取另一部分制冷剂的热量，得到低温液态制冷剂。其中气化后气态制冷剂经气液分离膜5过滤后被射流泵9引射至高压罐放热冷凝，得到的低温液态制冷剂经循环泵6进入热交换器7，制冷剂换热温升后再经单向截止阀8和射流泵9进入高压冷凝罐1冷凝。
所述制冷剂可以是洁净水或其它多种溶液。
本发明可采用水及其它多种溶液作为制冷剂，整个循环系统动力源只需要一个循环泵。系统液态制冷剂从高压罐1经流量调节阀2和节流阀3后进去低压罐4，经节流降压后的液态制冷剂并在低压罐4内喷淋雾化，雾化的制冷剂在低压环境下部分气化吸取另一部分制冷剂的热量，得到低温液态制冷剂。其中气化后气态制冷剂经气液分离膜5过滤后被射流泵9引射至高压罐放热冷凝，得到的低温液态制冷剂经循环泵6进入热交换器7，制冷剂换热温升后再经单向截止阀8和射流泵9进入高压冷凝罐1冷凝。在高压罐内冷凝热被冷却水带出系统外。经冷却后的液态制冷剂和液化后的制冷剂混合再进入低压罐内蒸发，完成循环。
Claims (3)
1.一种真空射流制冷装置，其特征在于：液态制冷剂从高压罐(1)经流量调节阀(2)和节流阀(3)后进入低压罐(4)，经节流降压后的液态制冷剂在低压罐(4)内喷淋雾化，雾化的制冷剂在低压环境下部分气化吸取另一部分雾化的制冷剂的热量，得到低温液态制冷剂，其中气化后的气态制冷剂经气液分离膜(5)过滤后被射流泵(9)引射至高压罐(1)放热冷凝，得到的低温液态制冷剂经循环泵(6)进入热交换器(7)，低温液态制冷剂换热温升后再经单向截止阀(8)和射流泵(9)进入高压罐(1)冷凝。
2.根据权利要求1所述真空射流制冷装置，其特征在于所述制冷剂可以采用洁净水。
3.根据权利要求1所述真空射流制冷装置，其特征在于所述高压罐(1)中设置一套盘管式冷却系统(11)。
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