CN103453686A - 一种具有蒸气喷射制冷的冷液机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有蒸气喷射制冷的冷液机，包括蒸发器与载冷剂箱，所述蒸发器的出口端通过压缩机与冷凝器的入口端连接，所述压缩机与冷凝器的中间设有发生器，所述发生器内部设有主换热管，所述压缩机的出口与主换热管的入口连接，所述主换热管的出口与冷凝器的入口端连接；所述发生器的出口端通过喷射器与水冷冷凝器的入口端连接，所述水冷冷凝器的出口端分别与水水换热器、发生器的入口端连接，所述水水换热器的出口端与所述喷射器的入口端连接。利用压缩机排气热量在发生器内产生动力源，驱动高温水蒸气喷射制冷循环，并在水水换热器中置换出冷量，与压缩机的制冷量叠加，提高了冷液机总效能，实现高效节能。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷液机，具体涉及一种具有蒸气喷射制冷的冷液机。
背景技术
冷液机（或称冷水机）是一种通过蒸汽压缩或吸收式循环制冷剂流过热交换器达到对空气或设备降温的目的。主要是由蒸发器→压缩机→单向阀→冷凝器→干燥过滤器→储液器→电子膨胀阀→蒸发器形成制冷循环系统。即制冷剂在蒸发器内吸收被冷却物的热量并汽化成蒸汽，压缩机不断地将产生的蒸汽从蒸发器中抽出，并进行压缩，经压缩后的高温、高压蒸汽被送到冷凝器后向冷却介质（如水、空气等）放热冷凝成高压液体，在经节流机构降压后进入蒸发器，再次汽化，吸收被冷却物体的热量，如此周而复始地循环实现制冷。
目前中大型冷液机主要利用压缩机制冷循环和载冷剂循环来实现降温目的。这类机组在热区、工业或军事领域使用时，压缩机往往因蒸发温度较高而带来排气过热问题，过热的排气需要占用大量冷凝器面积，从而影响冷液机组的制冷能力和换热效率，并带来增大机组的体积而增加成本与占地的问题。同时，压缩机排气过热还会影响压缩机使用寿命。
发明内容
本发明就是要解决上述不足，提供一种具有蒸气喷射制冷的冷液机，改善工业级或特殊用途的中大型冷液机的运行效能，实现高效、节能。
为了达到上述效果，本发明提供一种具有蒸气喷射制冷的冷液机，包括蒸发器与载冷剂箱，所述蒸发器的出口端通过压缩机与冷凝器的入口端连接，所述压缩机与冷凝器的中间设有发生器，所述发生器内部设有主换热管，所述压缩机的出口与主换热管的入口连接，所述主换热管的出口与冷凝器的入口端连接；所述发生器的出口端通过喷射器与水冷冷凝器的入口端连接，所述水冷冷凝器的出口端分别与水水换热器、发生器的入口端连接，所述水水换热器的出口端与所述喷射器的入口端连接。
为了增加发生器内的温度，所述发生器内设有辅助换热管，所述辅助换热管位于主换热管的上方。辅助换热管是作为主换热管散热的热补偿。
更进一步，所述辅助换热管为电加热管。
进一步，所述水冷冷凝器的出口端通过水膨胀阀与所述水水换热器连接。
所述水冷冷凝器的出口端通过水泵与所述发生器的入口端连接。
优选的，所述水水换热器内部设有用于流通载冷剂的盘管，所述盘管出口与载冷剂箱连通，盘管入口通过调节阀与用于输送载冷剂的主水泵的出口端连接。水水换热器的盘管里走载冷剂，盘管外走喷射循环水，实现载冷剂与喷射循环水的热交换。载冷剂可通过冷液机中增加分支来实现，而换出的冷量，可直接送回载冷剂箱，或用于其它用途。
所述喷射器包括吸气段、混合室与扩压段，所述吸气段内设有喷口，所述喷口小端设有喷嘴；所述吸气段设有两个入口，吸气段经混合室与扩压段连通，所述扩压段的另一端设有出口。
进一步，所述发生器与冷凝器的中间设有单向阀。
为了提高换热效率，使发生器上部更容易产生水蒸气。所述主换热管纵向设置在发生器的底部，其入口在上、出口在下。即压缩机的排气是从主换热管的上入口进入，从下出口流出，经单向阀流入冷凝器中再进行放热。
本发明中的发生器其内部设有主换热管与辅助换热管，辅助换热管在主换热管上方。其中主换热管通过螺旋盘管由上而下，压缩机的排气是从主换热管的上入口进入，从下出口流出。其盘管长度、尺寸依据压缩机的过热和系统换热要求而定；辅助换热管为电加热管直接通电来实现辅助加热蒸汽。其发生器一般为圆筒结构，竖直摆放，为承压部件。
本发明提供一种具有蒸气喷射制冷的冷液机是在普通冷液机基础上，特增设高温水蒸气喷射制冷循环系统。这种高温水蒸气喷射制冷循环系统不直接消耗机械能，除水泵外无转动部件，不用润滑油，运行费用低。高温水蒸气喷射循环系统的主要动力来自冷液机的压缩机排气热，利用压缩机排气热量在发生器内产生动力源，驱动高温水蒸气喷射制冷循环，并在水水换热器中置换出冷量，与压缩机制冷量叠加，形成冷液机总制冷量，从而提高了冷液机总效能。
压缩机将蒸发器产生的蒸汽进行压缩成高温、高压蒸汽，通过发生器内的主换热管进行换热，降低压缩机排气热，从而减少冷凝器的冷凝面积；并同时将发生器内循环水加热成高温高压水蒸气，经其上端口流出，通过喷射器中的喷嘴膨胀并以高速喷出，在喷口处造成很低的压力，吸引水水换热器内低压水蒸气进入吸气段，在混合室混合，再一起进入喷射器扩压段，并在扩压段中流速降低，压力升高后，从其出口进入水冷冷凝器中放出热量凝结成液体水，并分成两路，一路经水膨胀阀节流降压进入水水换热器，另一路经水泵驱动进入发生器，从而完成高温水蒸气喷射制冷循环。在正常运行时，从水水换热器中取出的冷量与喷射循环水吸收热量达到平衡。
为了让高温水蒸气喷射制冷循环正常工作，最重要的是解决热源。当压缩机组工作时，一般压缩机排气温度在80℃～120℃之间。特别在热区运行时，压缩机排气温度一般为90℃以上。所以，就是要将该温度直接导入发生器内，使发生器内的水产生水蒸气，并集聚压力。当热量不足时，可用辅助换热管加热补偿。一般在发生器内部，水蒸气温度可控制在100℃左右，若增加至120℃对性能影响不大，所以在设计流量下，发生器大小需要合理设计，不必过于追求过高的水蒸气温度。水水换热器中喷射循环水的蒸发温度一般控制在5～12℃之间，满足载冷剂与喷射循水间的传热温差。在使用中，随着喷射器的引射率（>0.4）的增加，也可提高机组能效。
所以本发明相比现有技术具有以下有益效果：
1、通过在现有冷液机的基础上增设高温水蒸气喷射制冷循环系统，利用压缩机排气热量在发生器内产生动力源，驱动高温水蒸气喷射制冷循环，并在水水换热器中置换出冷量，与压缩机制冷量叠加，形成冷液机总制冷量，从而提高了冷液机总效能，实现高效节能。
2、充分利用压缩机排气过热，变不利因素为有利因素，在发生器内产生动力源，驱动高温水蒸气喷射制冷循环，即减少冷凝器的面积与占地面积，并提高了冷液机的制冷效果。
3、高温水蒸气喷射循环是利用压缩机排气热量在发生器内产生动力源，不直接消耗机械能，不用润滑油，其运行费用低。
4、由于发生器内的主换热管上方设有电加热器作为辅助换热管，增加发生器内的蒸汽的温度，保证高温水蒸气喷射制冷循环的运行。同时主换热管为纵向设置，其压缩机排汽入口在上，出口在下，可使发生器上部更容易产生水蒸气。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明结构原理示意图。
图2是本发明结构的喷射器结构示意图。
图中：1-蒸发器，2-电子膨胀阀，3-储液器，4-干燥过滤器，5-冷凝器，6-单向阀，7-压缩机，8-水泵，9-发生器，10-喷射器，11-水冷冷凝器，12-水水换热器，13-水膨胀阀，14-载冷剂箱，15-主水泵，16-调节阀；
10-1、10-2入口，10-3出口，10-4扩压段，10-5混合室，10-6吸气段，10-7喷嘴，10-8喷口。
具体实施方式
如图1所示，一种具有蒸气喷射制冷的冷液机，包括蒸发器1与载冷剂箱14，所述蒸发器1的出口端依次通过压缩机7、单向阀6、冷凝器5、干燥过滤器4、储液器3、电子膨胀阀2连接形成制冷剂制冷循环。所述压缩机7与冷凝器5的中间设有发生器9，所述发生器9底部设有纵向设置的主换热管，主换热管的上方设有电加热管作为辅助换热，压缩机7的出口与主换热管的位于上方的入口连接，主换热管的下出口通过单向阀6与冷凝器5的入口端连接；发生器9的出口端通过喷射器10与水冷冷凝器11的入口端连接，所述水冷冷凝器11的出口端通过水膨胀阀13与水水换热器12、水冷冷凝器11的出口端通过水泵8与发生器9的入口端连接，水水换热器12的出口端与喷射器10的入口端连接。
优选的，所述水水换热器12内部设有用于流通载冷剂的盘管，所述盘管出口与载冷剂箱14连通，盘管入口通过调节阀16与用于输送载冷剂的主水泵15的出口端连接。水水换热器12的盘管里走载冷剂，盘管外走喷射循环水，实现载冷剂与喷射循环水的热交换。
如图2所示，喷射器10的吸气段10-6内设有喷口10-8，所述喷口小端设有喷嘴10-7；所述吸气段10-6设有两个入口10-1和10-2，吸气段10-6经混合室10-5与扩压段10-4连通，扩压段10-4的另一端设有出口10-3。
本装置的压缩机制冷循环为制冷剂循环：压缩机7→发生器9→单向阀6→冷凝器5→干燥过滤器4→储液器3→电子膨胀阀2→蒸发器1→压缩机7。同时，高温水蒸气喷射制冷循环：发生器9→喷射器10→水冷冷凝器11，其一路通过水膨胀阀13→水水换热器12→喷射器10，另一路通过水泵8→发生器9。
载冷剂供液循环也不作更多描述，根据需要而定，与本专利相关的是：在载冷剂的主水泵15出口的主管路上设有一个分支，并接入调节阀16，并将调节阀16的出口接至水水换热器12内部的用于流通载冷剂的盘管入口，而水水换热器12的盘管出口载冷剂可接至载冷剂箱14中，或用于其它用途。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施方式，但本发明不限于上述实施方式，对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都属于本发明的构思和所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种具有蒸气喷射制冷的冷液机，包括蒸发器与载冷剂箱，所述蒸发器的出口端通过压缩机与冷凝器的入口端连接，其特征在于：所述压缩机与冷凝器的中间设有发生器，所述发生器内部设有主换热管，所述压缩机的出口与主换热管的入口连接，所述主换热管的出口与冷凝器的入口端连接；所述发生器的出口端通过喷射器与水冷冷凝器的入口端连接，所述水冷冷凝器的出口端分别与水水换热器、发生器的入口端连接，所述水水换热器的出口端与所述喷射器的入口端连接。
2.根据权利要求1所述的具有蒸气喷射制冷的冷液机，其特征在于：所述发生器内设有辅助换热管，所述辅助换热管位于主换热管的上方。
3.根据权利要求1所述的具有蒸气喷射制冷的冷液机，其特征在于：所述水冷冷凝器的出口端通过水膨胀阀与所述水水换热器连接。
4.根据权利要求1所述的具有蒸气喷射制冷的冷液机，其特征在于：所述水冷冷凝器的出口端通过水泵与所述发生器的入口端连接。
5.根据权利要求1所述的具有蒸气喷射制冷的冷液机，其特征在于：所述水水换热器内部设有用于流通载冷剂的盘管，所述盘管出口与载冷剂箱连通，盘管入口通过调节阀与用于输送载冷剂的主水泵的出口端连接。
6.根据权利要求1所述的具有蒸气喷射制冷的冷液机，其特征在于：所述喷射器包括吸气段、混合室与扩压段，所述吸气段内设有喷口，所述喷口小端设有喷嘴；所述吸气段设有两个入口，吸气段经混合室与扩压段连通，所述扩压段的另一端设有出口。
7.根据权利要求1所述的具有蒸气喷射制冷的冷液机，其特征在于：所述发生器与冷凝器的中间设有单向阀。
8.根据权利要求1所述的具有蒸气喷射制冷的冷液机，其特征在于：所述主换热管纵向设置在发生器的底部，其入口在上、出口在下。
9.根据权利要求2所述的具有蒸气喷射制冷的冷液机，其特征在于：所述辅助换热管为电加热管。
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