CN101694334B - 一种预真空射流蒸发制冷系统 - Google Patents
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本发明涉及喷射式制冷的一种结构。一种预真空射流蒸发制冷系统，高压罐(10)的上方由管路先后经热交换器(8)、循环泵(7)连接至绝热低压罐(4)的底部，射流喷射器(5)的进液管从绝热低压罐(4)的上方浸入液体中，射流喷射器(5)的入口端经流量调节阀(6)接至高压罐(10)的底部，在绝热低压罐(4)的内部上方由气液分离膜隔出一低压气腔(3)，低压气腔(3)由一根管路连接至射流喷射器(5)的引射入口，低压气腔(3)另一根管经高压真空泵(2)接至高压罐(10)的底部，高压罐(10)中设置一套盘管式冷却系统(11)。本系统体积紧凑，采用零污染的环保介质制冷剂，可以获取零度以下的温度，适用范围广、效率高、耗能低、工作可靠、寿命长、维护简单、可以无级能量调节。
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，这种结构中由于锅炉的存在，故只适用于纯净水一种介质，不可能获得零度以下的温度，另外装置体积也较庞大。
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，实际操作起来难度很高。
(三)发明内容
本发明的目的是拟提供一种结构紧凑高效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：
一种预真空射流蒸发制冷系统，其特征在于：高压罐的上方由管路先后经热交换器、循环泵连接至绝热低压罐的底部，射流喷射器的进液管从绝热低压罐的上方浸入液体中，射流喷射器的入口端经流量调节阀接至高压罐的底部，在绝热低压罐的内部上方由气液分离膜隔出一低压气腔，低压气腔由一根管路连接至射流喷射器的引射入口，低压气腔另一根管经高压真空泵接至高压罐的底部，高压罐中设置一套盘管式冷却系统。
进一步，在所述高压罐至热交换器之间，在高压真空泵至高压罐之间分别设置单向阀。
本发明的最大特点是射流泵所做的功并不是用来抽真空，而是截流降温降压并促进低压罐内沸腾蒸发效应加速潜热交换。
本技术方案由以上所述配置形成两个子循环系统，即气体子循环系统和液体子循环系统。
系统利用高压罐与低压罐压差做为动力通过流量调节阀驱动射流泵，并引射低压罐内经气液分离膜分离后的气体再向低压罐喷洒雾状液态气液混合物。通过低压气化潜热交换得到低温液体，再经循环泵经热交换器热交换后回至高压罐，与此同时，低压罐内蒸气经气液分离膜分离后再经真空泵抽至在高压罐放热液化。一部分液化热被回液吸收混合后再循环，另一部分液化热排出系统外。
本发明的热力循环如图2所示。0-1线是高压罐内液体经射流泵喷嘴节流降压进入射流泵接受室，2点是工作液体与低压罐内引射出的气体的气液混合点，2-3线是气液混合体经过射流泵扩压段扩后进入低压罐，3-5线是部分液体吸热气化成饱和蒸汽，5-6线是低压罐内经气液分离后的气体通过真空泵抽至高压罐成高压高温气体，6-7线是高温高压蒸汽放热冷凝成液体。0点是经过热交换后的回液与冷凝液体的混合点，3-8线是部分液体放热成过冷液体，8-9线是过冷液体经过循环泵后压力升高，9-10线是过冷液体在热交换器内换热后温度升高，点10点与点7点混合成0点再次进入射流泵内，如此循环。
本发明的优越性及有益效果是与常规制冷系统相比，具有以下多项优点：
(a)与常规蒸汽喷射制冷系统相比
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，除了盐水溶液以外，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。
(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一种配置结构示意图；
图2为本发明的热力循环图。
图中，1是单向截止阀，2是高压真空泵，3是气液分离膜，4是绝热低压罐，5是射流喷射器，6是流量调节阀，7是循环泵，8是热交换器，9是单向截止阀，10是高压罐，11是冷却系统。
(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。
一种预真空射流蒸发制冷系统，高压罐10的上方由管路先后经热交换器8、循环泵7连接至绝热低压罐4的底部，射流喷射器5的进液管从绝热低压罐4的上方浸入液体中，射流喷射器5的入口端经流量调节阀6接至高压罐10的底部，在绝热低压罐4的内部上方由气液分离膜隔出一低压气腔3，低压气腔3由一根管路连接至射流喷射器5的引射入口，低压气腔3另一根管经高压真空泵2接至高压罐10的底部，高压罐10中设置一套盘管式冷却系统11。
在所述高压罐10至热交换器8之间，在高压真空泵2至高压罐10之间分别设置单向阀1和单向阀9。
如图所示，高温高压的液体经射流泵5降压射流后与从低压罐4内来的气体混合形成气液雾状混合物喷至低压罐4中下部，产生鼓泡沸腾效应加速低压罐4内气化潜热交换，高效获取低温液态制冷剂。低压罐外需包上绝热材料。低温制冷剂再通过循环泵7送至热交换器8进行热交换后回至高压罐10并与冷凝液体混合。与此同时，在低压罐4内气化的蒸汽经气液分离后被高压真空泵2送至高压罐10，经过泵加压后的高压蒸汽在低压罐4内冷凝放热，一部分热量被回液吸收，另一部分热量被排出系统外。液化后的水再次喷向低压罐4，如此完成循环。系统通过调节流量调节阀6的开度控制制冷量。
本系统体积紧凑，采用零污染的环保介质制冷剂，可以获取零度以下的温度，适用范围广、效率高、耗能低、工作可靠、寿命长、维护简单、可以无级能量调节。
Claims (2)
1.一种预真空射流蒸发制冷系统，其特征在于：高压罐(10)的上方由管路先后经热交换器(8)、循环泵(7)连接至绝热低压罐(4)的底部，射流喷射器(5)的进液管从绝热低压罐(4)的上方浸入液体中，射流喷射器(5)的入口端经流量调节阀(6)接至高压罐(10)的底部，在绝热低压罐(4)的内部上方由气液分离膜隔出一低压气腔(3)，低压气腔(3)由一根管路连接至射流喷射器(5)的引射入口，低压气腔(3)另一根管经高压真空泵(2)接至高压罐(10)的底部，高压罐(10)中设置一套盘管式冷却系统(11)。
2.根据权利要求1所述预真空射流蒸发制冷系统，其特征在于在所述高压罐(10)至热交换器(8)之间设置第一单向阀(1)，在高压真空泵(2)至高压罐(10)之间设置第二单向阀(9)。
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