CN110131920A - 一种水蒸汽自然的由低温流向高温的输送风道 - Google Patents

Abstract

一种水蒸汽自然的由低温流向高温的输送风道，其特征在于：它包括由遮挡辐射热的百叶挡板、可控加热源组成温度逐次提高的四个温度场。依次设置初加热器温度场、高温加热器温度场、蓄气风道入口温度场、蓄汽风道出口温度场。在所述蒸发器中水蒸汽处于低温饱和状态，由遮挡辐射热的挡板阻挡加热器内的高温度进入。低温水蒸汽逐次进入初加热，高温加热进入蓄汽风道，在风道二端分别装有比较高温温场更高的加热源。同时，出口温度高于进口，风道出口装有定压单向风阀。当出口处水蒸汽压力升高到设定压力，则单向风阀打开，水蒸汽进入冷凝器。由于设定压力低于出口温度场温度的饱和压力，则出口处始终保持不饱和状态。

Description

一种水蒸汽自然的由低温流向高温的输送风道

技术领域

本发明涉及以水作制冷剂的热压缩制冷机技术领域，具体说是涉及一种水蒸汽自然的由低温流向高温的输送风道。

背景技术

制冷机的制冷过程均是利用制冷剂的相变伴随着吸、放热特性来制取冷量。制冷剂在蒸发器中蒸发相变吸收冷媒的热量，再经过压缩冷剂蒸汽升温升压变成高温高压蒸汽，进入到冷凝器，由高温高压蒸汽变成高常温液态冷剂。回到蒸发器中，经节流蒸发完成一个制冷循环。制冷循环过程中，蒸发过程、压缩过程、冷凝过程，冷剂蒸汽的流动动力全部来自压缩机。以水作制冷剂由于冷剂水蒸汽的容量远远大于传统的制冷机。巨大的冷剂水蒸汽不可能采用压缩机加压。以水作制冷剂的溴化锂吸收式制冷机采用分段加压输送冷剂水蒸汽。制冷循环过程冷剂水由水泵泵入到蒸发器，均匀喷洒在换热器上，蒸发成冷剂水蒸汽。冷剂水蒸汽由吸收器高温引入，后被溴化锂溶液吸入到溶液内，由汽态压缩成液态，冷剂蒸汽体积缩小近千倍。由溶液泵加压泵入到发生器，经加温蒸发，成为高温高压蒸汽自发地进入到冷凝器。溴化锂吸收式制冷机制冷过程，冷剂蒸汽的流动是自发的。其中加压输送过程采用了将冷剂水蒸气，用溴化锂溶液吸收成液态体积缩小后再用机械压缩（溶液泵）加压输送。

热压缩制冷循环用水作制冷剂，在蒸发器内产生巨大容量的冷剂水蒸汽从蒸发器到初加热（回热器）高温加热，冷凝器的整个过程无法依靠外界压力。只能依靠自身的动力流动。

发明内容

本发明的目的是要提供一种利用冷剂水蒸汽的物理特性，依靠水蒸汽内部力场的变化，产生动力来完成制冷循环中冷剂蒸汽流动的蒸发器到压缩器再到冷凝器全过程的水蒸汽自然的由低温流向高温的输送风道。

本发明的目的可通过下属技术措施来实现：

本发明的水蒸汽自然的由低温流向高温的输送风道包括由进风端至出风端按照温度场温度逐次提高的方式依次设置在蓄汽风道内的初加热器温度场、高温加热器温度场、蓄汽风道入口温度场、蓄汽风道出口处温度场；在所述初加热器温度场一侧设置有热压循环蒸发器，初加热器温度场通过设置有用于遮挡辐射热的百叶挡板的通道与热压循环蒸发器相连通；所述蓄汽风道出口处温度场的出风口与冷凝器相连通，并且在出风口处设置的定压单向风阀。

本发明中的各温度场温度逐次提高前的温度在同一不饱和度的情况下其引力增加量要大于前二级温度场的引力差。

所述蓄汽风道出口处温度场的设定温度为热压缩循环设定冷凝温度的基础上增加5~8℃。

更具体说，本发明在冷剂水蒸汽的制冷循环过程中设置多个不同温度的温度场；分别为利用冷凝器冷凝水回热的初加温温度场，依靠外界热能的高温加热器温度场，蓄汽风道入口温度场，蓄汽风道出口处温度场共四个温度场。温度场温度由初加温温度场逐次升高，到储汽风道出口区域最高温度。温度为制冷循环设定温度加△t引力场加温。

本发明利用水蒸汽饱和物理特性。水蒸汽在增加温度的场合，水蒸汽分子的能量结构将根据现场温度所固有水蒸汽分子能量结构发生变化。其中水蒸汽分子的一部分内能转移到动能，由于能量结构的变化，水蒸汽的力场也发生变化。分子内能减少引力相应增加，分子的动能增加，压力相应增加。水蒸汽分子在变化过程中，吸引更多的水蒸汽分子进入，一直到达到该温度场水蒸汽分子饱和状态的密度、压力、温度，水蒸汽分子间的力场达到新的平衡，引力消失。

水蒸汽这一物理特性称之为饱和。水蒸汽在任意温度下均有一固定的、特有的饱和点。水蒸汽温度越高，饱和点的各项参数越高。

水蒸汽在温度场中，各项参数还未达到饱和点，称之为不饱和，用与达到饱和参数百分比来度量不饱和程度。

热力工程学以下式表达：

式中为饱和水蒸汽压力Pa，

为现实水蒸汽压力Pa，

为饱和度%

其定义为温度场内水蒸汽实际压力与温度场的温度所对应的饱和压力之比。由上式可知当饱和度为100%时，该温度场水蒸汽分子之间引力达到平衡，即引力为零。水蒸汽不饱和度越大，其引力越大。

由于水蒸汽饱和压力与所在温度场温度有关。温度越高，其饱和压力也越高。因而在不同的温度场，即使同样地不饱和度，高温度场的水蒸汽引力大于低温度场的水蒸汽引力。本发明设置逐步加温的四个温度场，利用水蒸汽上述的物理特性，由水蒸汽的不饱和产生的引力场引力，吸引水蒸汽流动。

本发明的有益效果如下：

水蒸汽特有的饱和特性，即水蒸汽在任一温度场均有一个唯一的固定的饱和点。在自然状态水蒸汽分子保持饱和点的各项热力参数，包括水蒸汽分子压力。当水蒸汽在某一温度场内，其压力低于该温度场的饱和压力，则该温度场即为引力场，可以吸引周围处于饱和状态和饱和程度低于该温度场的水蒸汽分子进入该温度场。同时水蒸汽的物理特性，温度越高，其饱和度的压力也越高。本发明利用上述水蒸汽特有物理特性，设置四个逐次提高温度的温度场，并在最高温度的温度场与冷凝室设置一个可以控制温度场压力的单向风阀，使该温度场的压力与饱和压力相比，低于饱和度，即设定的不饱和度，这样就可以让蒸发器内的低温饱和水蒸汽自发地流经各温度场，进入到冷凝器。

附图说明

图1是本发明的结构原理图。

图中序号：1是初加热器温度场，2是高温加热器温度场，3是蓄汽风道入口温度场，4是蓄汽风道出口处温度场，5是冷凝器，6是热压循环蒸发器，7是定压单向风阀（出口热埧）。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：

如图1所示，本发明的水蒸汽自然的由低温流向高温的输送风道包括由进风端至出风端按照温度场温度逐次提高的方式依次设置在蓄汽风道内的初加热器温度场1、高温加热器温度场2、蓄汽风道入口温度场3、蓄汽风道出口处温度场4；在所述初加热器温度场1一侧设置有热压循环蒸发器6，初加热器温度场1通过设置有用于遮挡辐射热的百叶挡板的通道与热压循环蒸发器6相连通；所述蓄汽风道出口处温度场4的出风口与冷凝器5相连通，并且在出风口处设置的定压单向风阀7。

本发明中的各温度场温度逐次提高前的温度在同一不饱和度的情况下其引力增加量要大于前二级温度场引力差。

所述蓄汽风道出口处温度场4的设定温度为热压缩循环设定冷凝温度的基础上增加5~8℃。

本发明的工作原理如下：

图1中箭头方向为作为冷剂的水蒸汽流动方向，作为冷剂的水蒸汽由蒸发器6流向初加热器1，在初加热器温度场1内加热，作为冷剂的水蒸汽在初加热器温度场1内按温度固定的能量结构变化，部分内能转化成动能，内能减少所产生引力吸引蒸发器6的低温饱和水蒸汽分子进入。此时高温加热器温度场2内的温度高于初加热器温度场1，其温度固定的水分子能量结构，内能更低于初加热温度的分子内能，因而水蒸汽分子的因能量变化，产生的引力大于初加热器温度场1水蒸汽分子引力，因此可以吸引初加热器内的分子到高温加热器温度场2。同样道理蓄汽风道入口温度场3的温度高于高温加热器温度场2；蓄汽风道温度温度场4温度高于蓄汽风道入口温度场3出口温度；作为冷剂的水蒸汽就逐次由引力低的温度场流入温度高的引力高的温度场。

蓄汽风道温度温度场4的温度场的温度是热压缩循环设定冷凝温t+△t，高于冷凝温度△t度（5~8℃）。蓄汽风道温度温度场4设置的定压单向风阀（热埧）7的开启压差，即作为冷剂的水蒸汽设定热压温度、压力与冷凝器饱和温度、压力的压差。如此作为冷剂的水蒸汽虽达到设定的热压温度，但仍没有达到饱和点，蓄汽风道温度温度场4出口始终保持水蒸汽输送全过程的最高引力。作为冷剂的水蒸汽依靠引入缓缓不断地稳定的自发流入冷凝器。

Claims (3)

1.一种水蒸汽自然的由低温流向高温的输送风道，其特征在于：它包括由进风端至出风端按照温度场温度逐次提高的方式依次设置在蓄汽风道内的初加热器温度场、高温加热器温度场、蓄汽风道入口温度场、蓄汽风道出口处温度场；在所述初加热器温度场一侧设置有热压循环蒸发器，初加热器温度场通过设置有用于遮挡辐射热的百叶挡板的通道与热压循环蒸发器相连通；所述蓄汽风道出口处温度场的出风口与冷凝器相连通，并且在出风口处设置的定压单向风阀。

2.根据权利要求1所述的水蒸汽自然的由低温流向高温的输送风道，其特征在于：各温度场温度逐次提高前的温度在同一不饱和度的情况下其引力增加量要大于前二级温度场引力差。

3.根据权利要求1所述的水蒸汽自然的由低温流向高温的输送风道，其特征在于：所述蓄汽风道出口处温度场的设定温度为热压缩循环设定冷凝温度的基础上增加5~8℃。