一種利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式的過冷方法及其制冷裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式的過冷方法及其制冷裝置，包括蒸汽壓縮式冷循環(huán)系統(tǒng)和噴射式冷循環(huán)系統(tǒng)。蒸汽壓縮式冷循環(huán)系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝熱回收器、風(fēng)冷冷凝器、風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)過冷器、節(jié)流閥；噴射式過冷循環(huán)系統(tǒng)包括冷凝熱回收器、蒸發(fā)過冷器、噴管、冷凝器、泵和節(jié)流閥；所述噴管包含噴嘴、吸入室和擴(kuò)壓器。本發(fā)明將冷凝熱作為噴射式制冷循環(huán)中發(fā)生器的熱源，并提高噴射式制冷循環(huán)中的蒸發(fā)溫度，并將其產(chǎn)生的高溫冷量用于對傳統(tǒng)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中冷凝器后的液體制冷劑進(jìn)行過冷，解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
【專利說明】
一種利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式的過冷方法及其制冷裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及制冷技術(shù)，具體涉及一種利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式的過冷方法及其制冷
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]目前，冷凝熱主要用于制備生活、生產(chǎn)工藝熱水，這一利用方式需要滿足冷熱需求同時(shí)存在的要求，其應(yīng)用具有一定的局限性。其次，冷凝熱可作為一些由熱能驅(qū)動(dòng)的制冷循環(huán)的驅(qū)動(dòng)熱源，如吸收式制冷循環(huán)、噴射式制冷循環(huán)等，但由于冷凝熱溫度的限制，在獲得滿足營造的室內(nèi)環(huán)境溫度要求下的冷量時(shí)，直接利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷或噴射式制冷系統(tǒng)的制冷系數(shù)及熱利用系數(shù)十分低下。
[0003]利用低品位熱能驅(qū)動(dòng)的噴射式制冷技術(shù)日趨成熟，噴射式制冷可充分利用60?90°(:的廢熱水、太陽能熱能、150°(:以上的排氣廢熱等作為驅(qū)動(dòng)熱源，1?11、1?12、1?123、1?134&等多種制冷劑可作為其工質(zhì)。當(dāng)噴射式制冷系統(tǒng)的發(fā)生溫度或蒸發(fā)溫度提高時(shí)，其系統(tǒng)的制冷系數(shù)將會(huì)提尚。
[0004]傳統(tǒng)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)耗費(fèi)了大量的電能，大量的冷凝熱因沒有有效的利用方法而排放至大氣環(huán)境中。因此，探究冷凝熱的合理利用對提高制冷效率和能源利用率具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式的過冷方法及其制冷裝置，將冷凝熱作為噴射式制冷循環(huán)中發(fā)生器的熱源，并提高噴射式制冷循環(huán)中的蒸發(fā)溫度，并將其產(chǎn)生的高溫冷量用于對傳統(tǒng)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中冷凝器后的液體制冷劑進(jìn)行過冷，解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式的制冷裝置，其特征在于，包括蒸汽壓縮式冷循環(huán)系統(tǒng)和噴射式冷循環(huán)系統(tǒng)。
[0007]進(jìn)一步的，所述蒸汽壓縮式冷循環(huán)系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝熱回收器、風(fēng)冷冷凝器、風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)過冷器、節(jié)流閥；
[0008]所述蒸汽壓縮式冷循環(huán)系統(tǒng)中，蒸發(fā)器右側(cè)出口端與壓縮機(jī)下端吸氣口連接;壓縮機(jī)上端排氣口與冷凝熱回收器右側(cè)輸入端連接;冷凝熱回收器左側(cè)輸出端與風(fēng)冷冷凝器右側(cè)輸入端連接，風(fēng)冷冷凝器左側(cè)輸出端與蒸發(fā)過冷器右側(cè)輸入端連接;蒸發(fā)過冷器的左側(cè)輸出端通過節(jié)流閥與蒸發(fā)器左側(cè)輸入端相連接；
[0009]進(jìn)一步的，所述噴射式過冷循環(huán)系統(tǒng)包括冷凝熱回收器、蒸發(fā)過冷器、噴管、冷凝器、栗和節(jié)流閥；所述噴管包含噴嘴、吸入室和擴(kuò)壓器；
[0010]所述噴射式過冷循環(huán)系統(tǒng)中，冷凝熱回收器右側(cè)輸出端與噴射器中的噴嘴進(jìn)口連接;噴射器中的擴(kuò)張器出口與冷凝器的右側(cè)輸入端連接;冷凝器左側(cè)輸入端通過節(jié)流閥和栗分別與蒸發(fā)過冷器左側(cè)輸入端和冷凝熱回收器左側(cè)輸入端連接;蒸發(fā)過冷器的右側(cè)輸出端與噴射器中的吸入室入口連接。
[0011]進(jìn)一步的，蒸汽壓縮式冷循環(huán)系統(tǒng)和噴射式冷循環(huán)系統(tǒng)包括共用的冷凝熱回收設(shè)備和蒸發(fā)過冷器。
[0012]一種利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式的過冷方法，其特征在于該方法包括以下步驟:
[0013]蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)作為系統(tǒng)輸出要求冷量的主系統(tǒng)，該循環(huán)中的制冷劑通過蒸發(fā)器吸收冷凍水中的熱量而汽化，通過壓縮機(jī)壓縮成為過熱制冷劑蒸汽，通過冷凝熱回收器將熱量傳遞到噴射式過冷循環(huán)中，為噴射式過冷循環(huán)的發(fā)生過程提供熱能，此后制冷劑液體在風(fēng)冷冷凝器中進(jìn)一步冷凝，冷凝后的制冷劑液體流入蒸發(fā)過冷器中，與噴射式過冷循環(huán)中的制冷劑進(jìn)行換熱并過冷，再經(jīng)節(jié)流閥流入蒸發(fā)器中，完成制冷循環(huán)；
[0014]噴射式制冷循環(huán)系統(tǒng)中的制冷劑在冷凝熱回收器中吸收蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)中的冷凝熱，成為高溫高壓的蒸汽進(jìn)入到噴射器中的噴嘴;所述高溫高壓的蒸汽在噴嘴出口造成壓力，將蒸發(fā)過冷器中產(chǎn)生的制冷劑蒸汽吸入到噴射器中的吸入室;所述高溫高壓的蒸汽和所述蒸發(fā)過冷器中產(chǎn)生的制冷劑蒸汽這兩股蒸汽相互混合，形成混合蒸汽后一起進(jìn)入擴(kuò)壓器，在擴(kuò)壓器中升高壓力，升壓后的混合蒸汽進(jìn)入冷凝器中，與外部冷源交換熱量，并冷凝成液體;制冷劑出冷凝器后分為兩路，一路經(jīng)過節(jié)流閥降壓送回蒸發(fā)過冷器中補(bǔ)充蒸發(fā)掉的制冷劑，另一路利用栗升壓送回冷凝熱回收器中，重新被加熱產(chǎn)生制冷劑蒸汽，從而形成噴射式過冷循環(huán)。
[0015]有益效果:本發(fā)明提供的一種利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式的過冷方法及其制冷裝置，具有以下優(yōu)勢:
[0016]1、利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式過冷循環(huán)，并利用噴射式過冷循環(huán)產(chǎn)生的高溫冷量為蒸汽壓縮式循環(huán)中冷凝器后的液體制冷劑過冷，可實(shí)現(xiàn)該制冷裝置中制冷量和系統(tǒng)性能系數(shù)的大幅度提高，具有較大的節(jié)能潛力；
[0017]2、通過提高噴射式過冷循環(huán)的蒸發(fā)溫度(高于蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的蒸發(fā)溫度，低于蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的冷凝溫度)，可提高其循環(huán)的制冷量(即蒸汽壓縮式制冷循環(huán)中的過冷量)及熱能利用系數(shù)，從而提高冷凝熱的利用效率；
[0018]3、該高效制冷裝置將噴射式制冷循環(huán)與傳統(tǒng)蒸汽壓縮式制冷循環(huán)復(fù)合，增加的運(yùn)動(dòng)部件少(只有一個(gè)栗)，運(yùn)行可靠。此外，冷凝熱直接用于提高復(fù)合系統(tǒng)的制冷量及系統(tǒng)性能系數(shù)，與制備熱水等其他用途相比，應(yīng)用更為靈活。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0020]圖中有蒸發(fā)器1、壓縮機(jī)2、冷凝熱回收器3、風(fēng)冷冷凝器4、風(fēng)機(jī)5、蒸發(fā)過冷器6、第一節(jié)流閥7、噴射器8、冷凝器9、栗10、第二節(jié)流閥11、噴嘴a、吸入室b和擴(kuò)壓器c
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0022]如圖1所示為一種利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式的制冷裝置，其特征在于，包括蒸汽壓縮式冷循環(huán)系統(tǒng)和噴射式冷循環(huán)系統(tǒng)。
[0023]所述蒸汽壓縮式冷循環(huán)系統(tǒng)包括蒸發(fā)器1、壓縮機(jī)2、冷凝熱回收器3、風(fēng)冷冷凝器4、風(fēng)機(jī)5、蒸發(fā)過冷器6、節(jié)流閥7;
[0024]所述蒸汽壓縮式冷循環(huán)系統(tǒng)中，蒸發(fā)器I右側(cè)出口端與壓縮機(jī)2下端吸氣口連接；壓縮機(jī)2上端排氣口與冷凝熱回收器3右側(cè)輸入端連接;冷凝熱回收器3左側(cè)輸出端與風(fēng)冷冷凝器4右側(cè)輸入端連接，風(fēng)冷冷凝器左側(cè)輸出端與蒸發(fā)過冷器6右側(cè)輸入端連接;蒸發(fā)過冷器6的左側(cè)輸出端通過節(jié)流閥7與蒸發(fā)器I左側(cè)輸入端相連接；
[0025]蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)作為系統(tǒng)輸出要求冷量的主系統(tǒng)，該循環(huán)中的制冷劑通過蒸發(fā)器吸收冷凍水中的熱量而汽化，通過壓縮機(jī)2壓縮成為過熱制冷劑蒸汽，通過冷凝熱回收器3將熱量傳遞到噴射式過冷循環(huán)中，為噴射式過冷循環(huán)的發(fā)生過程提供熱能，此后制冷劑液體在風(fēng)冷冷凝器4中進(jìn)一步冷凝，冷凝后的制冷劑液體流入蒸發(fā)過冷器6中，與噴射式過冷循環(huán)中的制冷劑進(jìn)行換熱并過冷，再經(jīng)節(jié)流閥7流入蒸發(fā)器I中，完成制冷循環(huán)。
[0026]所述噴射式過冷循環(huán)系統(tǒng)包括冷凝熱回收器3、蒸發(fā)過冷器6、噴管8、冷凝器9、栗10和節(jié)流閥11 ；所述噴管8包含噴嘴a、吸入室b和擴(kuò)壓器c ；
[0027]所述噴射式過冷循環(huán)系統(tǒng)中，冷凝熱回收器3右側(cè)輸出端與噴射器8中的噴嘴a進(jìn)口連接;噴射器8中的擴(kuò)張器c出口與冷凝器9的右側(cè)輸入端連接;冷凝器9左側(cè)輸入端通過節(jié)流閥11和栗10分別與蒸發(fā)過冷器6左側(cè)輸入端和冷凝熱回收器3左側(cè)輸入端連接;蒸發(fā)過冷器6的右側(cè)輸出端與噴射器8中的吸入室b入口連接。
[0028]所述的噴射式過冷循環(huán)系統(tǒng)中所采用的工質(zhì)與蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)中的工質(zhì)不同，其蒸發(fā)溫度高于常規(guī)噴射式制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度，低于蒸汽壓縮式制冷循環(huán)中的冷凝溫度;噴射式過冷循環(huán)中的冷凝器9采用當(dāng)?shù)刈匀焕湓蠢鋮s。具體的，噴射式制冷循環(huán)系統(tǒng)中的制冷劑在冷凝熱回收器3中吸收蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)中的冷凝熱，成為高溫高壓的蒸汽進(jìn)入到噴射器8中的噴嘴a;所述高溫高壓的蒸汽在噴嘴a出口造成很低的壓力，將蒸發(fā)過冷器中產(chǎn)生的制冷劑蒸汽吸入到噴射器8中的吸入室b;所述高溫高壓的蒸汽和所述蒸發(fā)過冷器中產(chǎn)生的制冷劑蒸汽這兩股蒸汽相互混合，形成混合蒸汽后一起進(jìn)入擴(kuò)壓器c，在擴(kuò)壓器c中升高壓力，升壓后的混合蒸汽進(jìn)入冷凝器9中，與外部冷源交換熱量，并冷凝成液體;制冷劑出冷凝器9后分為兩路，一路經(jīng)過節(jié)流閥11降壓送回蒸發(fā)過冷器6中補(bǔ)充蒸發(fā)掉的制冷劑，另一路利用栗10升壓送回冷凝熱回收器中，重新被加熱產(chǎn)生制冷劑蒸汽，從而形成噴射式過冷循環(huán)。
[0029]本發(fā)明利用熱驅(qū)動(dòng)的噴射式來提升蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)的能效。噴射式制冷只是技術(shù)手段，利用蒸汽壓縮式制冷部分才是這個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生冷量的主要模塊。合理利用冷凝熱并驅(qū)動(dòng)噴射式制冷產(chǎn)生高溫冷量，用于蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)過冷，是一種新的過冷方法。噴射式制冷產(chǎn)生的高溫冷量對用戶是沒有意義的(因?yàn)闇囟忍?，比?5C冷水)，但對蒸汽壓縮式制冷冷凝器后的過冷很有意義。
[0030]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式的制冷裝置，其特征在于，包括蒸汽壓縮式冷循環(huán)系統(tǒng)和噴射式冷循環(huán)系統(tǒng)。2.如權(quán)利要求1所述的一種利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式的制冷裝置，其特征在于，所述蒸汽壓縮式冷循環(huán)系統(tǒng)包括蒸發(fā)器(I)、壓縮機(jī)(2)、冷凝熱回收器(3)、風(fēng)冷冷凝器(4)、風(fēng)機(jī)(5)、蒸發(fā)過冷器(6)、節(jié)流閥(7); 所述蒸汽壓縮式冷循環(huán)系統(tǒng)中，蒸發(fā)器(I)右側(cè)出口端與壓縮機(jī)(2)下端吸氣口連接；壓縮機(jī)(2)上端排氣口與冷凝熱回收器(3)右側(cè)輸入端連接;冷凝熱回收器(3)左側(cè)輸出端與風(fēng)冷冷凝器(4)右側(cè)輸入端連接，風(fēng)冷冷凝器左側(cè)輸出端與蒸發(fā)過冷器(6)右側(cè)輸入端連接;蒸發(fā)過冷器(6)的左側(cè)輸出端通過節(jié)流閥(7)與蒸發(fā)器(I)左側(cè)輸入端相連接。3.如權(quán)利要求1所述的一種利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式的制冷裝置，其特征在于，所述噴射式過冷循環(huán)系統(tǒng)包括冷凝熱回收器(3)、蒸發(fā)過冷器(6)、噴管(8)、冷凝器(9)、栗(10)和節(jié)流閥(11);所述噴管(8)包含噴嘴(a)、吸入室(b)和擴(kuò)壓器(c); 所述噴射式過冷循環(huán)系統(tǒng)中，冷凝熱回收器(3)右側(cè)輸出端與噴射器(8)中的噴嘴(a)進(jìn)口連接;噴射器(8)中的擴(kuò)張器(c)出口與冷凝器(9)的右側(cè)輸入端連接;冷凝器(9)左側(cè)輸入端通過節(jié)流閥(11)和栗(10)分別與蒸發(fā)過冷器(6)左側(cè)輸入端和冷凝熱回收器(3)左側(cè)輸入端連接;蒸發(fā)過冷器(6)的右側(cè)輸出端與噴射器(8)中的吸入室(b)入口連接。4.如權(quán)利要求1所述的一種利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式的制冷裝置，其特征在于，所述蒸汽壓縮式冷循環(huán)系統(tǒng)和噴射式冷循環(huán)系統(tǒng)包括共用的冷凝熱回收設(shè)備和蒸發(fā)過冷器。5.—種利用冷凝熱驅(qū)動(dòng)噴射式的過冷方法，其特征在于包括蒸汽壓縮式冷循環(huán)系統(tǒng)和噴射式冷循環(huán)系統(tǒng)，該方法包括以下步驟: 蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)中，蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)作為系統(tǒng)輸出要求冷量的主系統(tǒng)，該循環(huán)中的制冷劑通過蒸發(fā)器吸收冷凍水中的熱量而汽化，通過壓縮機(jī)(2)壓縮成為過熱制冷劑蒸汽，通過冷凝熱回收器(3)將熱量傳遞到噴射式過冷循環(huán)系統(tǒng)中中，為噴射式過冷循環(huán)的發(fā)生過程提供熱能，此后制冷劑液體在風(fēng)冷冷凝器(4)中進(jìn)一步冷凝，冷凝后的制冷劑液體流入蒸發(fā)過冷器(6)中，與噴射式過冷循環(huán)中的制冷劑進(jìn)行換熱并過冷，再經(jīng)節(jié)流閥(7)流入蒸發(fā)器(I)中，完成制冷循環(huán)； 噴射式制冷循環(huán)系統(tǒng)中，制冷劑在冷凝熱回收器(3)中吸收蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)中的冷凝熱，成為高溫高壓的蒸汽進(jìn)入到噴射器(8)中的噴嘴(a);所述高溫高壓的蒸汽在噴嘴(a)出口造成壓力，將蒸發(fā)過冷器中產(chǎn)生的制冷劑蒸汽吸入到噴射器(8)中的吸入室(b);所述高溫高壓的蒸汽和所述蒸發(fā)過冷器中產(chǎn)生的制冷劑蒸汽這兩股蒸汽相互混合，形成混合蒸汽后一起進(jìn)入擴(kuò)壓器(C)，在擴(kuò)壓器(C)中升高壓力，升壓后的混合蒸汽進(jìn)入冷凝器(9)中，與外部冷源交換熱量，并冷凝成液體;制冷劑出冷凝器(9)后分為兩路，一路經(jīng)過節(jié)流閥(11)降壓送回蒸發(fā)過冷器(6)中補(bǔ)充蒸發(fā)掉的制冷劑，另一路利用栗(10)升壓送回冷凝熱回收器中，重新被加熱產(chǎn)生制冷劑蒸汽，完成噴射式過冷循環(huán)。
【文檔編號】F25B1/00GK105910325SQ201610239828
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】殷勇高, 單楠楠, 張小松
【申請人】東南大學(xué)