专利名称：水喷射-喷射推进真空冷水机的制作方法
技术领域：
本发明是以水为工质和载冷剂的真空蒸发式制冷机。属通过与别的流体直接接触或利用流体惯性来泵送流体类(F04F)和雾化装置类(B05B)和属加热和制冷的联合糸统类(F25B)。
背景技术：
7--20℃的冷媒水广泛的应用於石化、冶金、纺织等部门以及空调系统中，具有广阔的市场。现有制取这种冷媒水的设备有溴化锂制冷机、氨水吸收式制冷机、蒸汽喷射制冷机等。这些制冷机的制冷糸数一般在0.6-0.75之间或者更低，均需要以蒸汽和热水为热解动力，其设备复杂，价格较高。溴化锂制冷机还存在腐蚀情况。
蒸汽喷射制冷机以蒸汽喷射器为压缩器，使水在高真空下蒸发带走汽化潜热而制冷。其优点是水既是工质又是载冷剂，水的汽化潜热大，无污染；设备结构简单、造价低、运行可靠。缺点是制冷系数小，需要以蒸汽为动力，冷却水耗量大。如果能保留蒸汽喷射器以水为工质和载冷剂的优点，但不用生蒸汽，而是用压力水获得制冷所需要的高真空，必将减少喷射式真空制冷机的能耗，由此获得更广阔的市场及经济和社会效益。
发明内容
本发明目的就是提供一种以水为工质和载冷剂的抽汽式真空冷水机。众所周知，水的沸点与温度有关。一定温度的水在一定真空度下才产生沸腾蒸发并带走潜热。如真空度为1Kpa(绝压)对应水温为7℃，真空度为2.3Kpa对应水温为20℃。常温水的水喷射器的极限真空度约在4Kpa左右，距1Kpa尚差3Kpa的真空度，如果能在水喷射器和水蒸发器之间串联一台压缩量为3Kpa以上的水汽压缩器，我们将获得7℃的冷媒水。由於水汽能被水冷凝，水喷射器具有很强的抽水汽能力和大压缩比。在保证工作水温在32℃以下水喷射器抽吸水汽的能耗是很低的。所以采用以水喷射器为主压缩器产生大压缩比的真空，采用旋转射流抽气器为辅助压缩器产生工作真空，并兼有蒸发器功能的制冷机将是一种结构简单，价格低廉，高效环保的新型制冷机。
其技术方案如下
一种水喷射---喷射推进真空冷水机，其特征是此机由抽汽器3、水喷射器6、冷却塔7串联成一个糸统，各部分包括有如下组件抽汽器3顺次设置并连接的扩散管3.1或圆筒型蒸发室3.5、混合室3.2、排气管3.3；混合室内设固定於排气管底部的外旋式喷雾推进抽风装置3.4，其内设喷头3.43方向为向下喷，叶片3.42装设方向为向上抽气；需要冷却的冷媒水由抽风装置进水管3.41通入；制成的冷水由扩散管3.1下方排水口3.11或圆筒型蒸发室3.5下方排水口3.51排出。水喷射器6内设有水室6.2，与水室连通的并向混合室6.4喷射的1个或多个并联的水喷嘴6.3，混合室外装设1个或多个并联的与水喷嘴配合的扩散管6.6，混合室壁开设抽汽管6.5；抽气管6.5与抽汽器的排气管3.3连通。水喷射器的出水管与冷却塔进水管连通，冷却塔出水管经泵后与水喷射器进水管连通。
一种水喷射---喷射推进真空冷水机，其特征是此冷水机如下组成设抽汽器3B、盐水喷射器6B、盐水蒸发浓缩器10、清水喷射器6A、冷却塔7串联成一个糸统；增设水冷却器11，与浓缩器10连通，并同时与冷却塔进出水管连接，以此水作冷却介质冷却浓缩盐水。
本发明中上述抽汽器3是采用中国专利申请“喷射推进旋转射流抽气器”(专利申请号为200410021797.X)的结构，仅取消在混合室壁上开设的抽气管。
上述水喷射器6可采用中国专利“多扩散管水喷射器”，专利号ZL002599880。
上述冷却塔7可采用中国专利“专利号为ZL9717721.5或采用专利号ZL01256902.X。
本“水喷射---喷射推进真空冷水机”的技术经济效果i.以冷水为工质和载冷剂，具有巨大的环保效益，属绿色环保型制冷机。ii.用冷水真空蒸发方式制冷，而无需蒸汽锅炉和其他加热设备，结构简单、工作可靠、价格低、工质随处可得。iii.利用用户回流的冷媒水的热能作为真空蒸发的热源，大大提高了制冷系数，同时减少了冷却水量。iv.采用两级压缩，制冷系数极大地提高。利用水蒸汽能溶於水第一级水喷射器获得96Kpa大压缩比的预真空，第二级为抽汽器(属机械压缩器)获得约3Kpa的小压缩比的真空。从所周知，流体压缩器的压缩功可以表示为N＝QΔP/η式中Q为被压缩气体流量(M3/S)，ΔP为被压缩气体压差(Pa)，η为机械效率，本专利所选取的抽气器的压缩量3Kpa。根据外旋式喷雾推进抽风装置的现有数据，取水泵---喷雾推进旋转射流抽气糸统的总效率约η＝72％，由此可以计算出每1KWh电功率，在不同冷媒水温度下第二级压缩器的排气量和制冷糸数，见下表
由上表看出本专利制冷糸数大大高於传统的制冷机制冷糸数0.6-0.75。归纳其原因为三A.采用合理的压缩比分配。B.利用水蒸汽能溶于水，减轻了压缩机负荷。C.取消外加热能源，利用废热进行蒸发。若采用外加热源，本机对7℃冷媒水制冷糸数约为0.78。v.本专利充分注意到冷却塔借用自然界能量，制冷效率高，将其置於系统末端排热，保证本机低能耗运行。(以100T/h冷却塔温降5℃，制冷量209×104KJ/h，而水泵功率不足10KW，制冷系数大於58)。vi.减少大气热污染。综上所述，本机以结构新颖，节能环保，结构简单，价格低，运行成本低，工质来源方便等优点，具有极强的竞争力和广阔的国内和国际市场。
图1本水喷射---喷射推进真空冷水机实施例1结构2实施例2结构3实施例3原理图具体实施例方式实施例1见图1，水喷射---喷射推进真空冷水机由喷射推进旋转射流抽气器3A，多扩散管6A、重力回水二次喷射喷雾通风冷却塔7串联成一个真空蒸发器系统。其中抽汽器3为3A，它由收敛---扩散型水射流扩散管3.1、封头型混合室3.2、圆筒形排气管3.3三者用螺栓连为一体。混合室内设外旋式喷雾推进抽风装置3.4(专利号ZL00112630.X)其内喷头3.43安装位置为向下喷，上方的叶片3.42安装为向上抽气。冷媒水由进水管3.41进入；经冷却后的冷媒水由出水处3.11通过设置的尾管2和与大气连通的水箱1向外排出。
水喷射器6为6A，其内设有圆形水室6.2，多个并联的水喷嘴6.3，混合室6.4外装设多个并联的与水喷嘴配合的扩散管6.6。多扩散管6.6下方通过花板6.7接稳压器6.8、整流管6.9、尾管6.10，最后接排水管6.11。其水汽混合物经排水管6.11直接通入冷却塔底部积水盘7.3热水区，再经设置的泵8与冷却塔进水管7.1连通，冷却塔7冷却后的冷水落入积水盘冷水区，再经设置的泵9和管道9.1与水喷射器6A进水管6.1连通。积水盘7.3中设隔离冷、热水区的隔板7.2。水喷射器混合室壁开设抽气管6.5通过设置真空阀5和弯管4与抽气器3的排气管3.3连通。
水喷射器6作为主压缩器，产生约96KPa压缩量，获得约4Kpa的绝压。抽汽器3A为辅助压缩器产生约3Kpa的压缩，使糸统真空度达约1Kpa绝压或更高的真空度。抽汽器3A还兼作射流蒸发器。
工作过程从用户回流升温的低压冷媒水从进水管3.41进入抽汽器内抽风装置3.4开始工作；同时水喷射器6A工作，并通过抽气管6.5和排气管3.3向抽汽器抽气，此时在水喷射器产生的预真空的条件下，形成约1Kpa绝压的真空度，在此真空度下，抽风装置3.4内工作的回流冷媒水因过热而蒸发产生二次蒸汽，再由抽汽器3A压缩致水喷射器6A。从进水管3.41进入的冷媒水因蒸发带走汽化潜热而降温(每蒸发1％水份，水温约降6℃，每蒸发1Kg水蒸汽带走2500KJ的热量)。蒸发降温后的冷媒水经扩散管下方排水口3.11、尾管2排入敞开式水箱1送至用户。水喷射器6A出水排入冷却塔经冷却后循环使用。冷却塔内使水冷却的热风由冷却塔出风口7.4排入大气，即糸统的蒸发潜热及两压缩器作功产生的热量，最终由冷却塔排入大气。采用冷却塔散热的原因是i.与其它形式换热器相比，冷却塔制冷糸数高。ii.若采用喷雾推进通风冷却塔，其冷幅高小，夏天排水温度仅比大气湿球温度高(2-3)℃，以保证水喷射器在低水温下工作，从而提高压缩比，降低冷水机能耗。
实施例2见图2与实施例1相比仅将抽汽器3A变为蒸发抽汽器3B，其不同之处是用圆筒型蒸发室3.5替代扩散管3.1。以便於设备的大型化。整个系统中在抽气器3B出水处不设置尾管2和水箱1。水喷射器为6B与实施例1中的6A相同。其余结构与实施例1也完全相同。
实施例3见图3设置抽气器3B、盐水喷射器6B、盐水蒸发浓缩器1、清水喷射器6A、冷却塔7串联成一个糸统。采用盐水为工质的目的是因为盐水有低的水蒸汽分压，可获得更高真空度，即更低的冷媒水温。因此以盐水喷射器为主压缩器。清水喷射器作为盐水浓缩真空泵，为盐水喷射器提供预真空。
盐水蒸发浓缩器10内设通入热水和低压蒸汽为热源的加热器10.1。以此将因吸收水蒸汽而稀释的盐热水浓缩。增设水冷却器11，与浓缩器10连通，并同时与冷却塔进出水管连接，以冷却塔出水作冷却介质冷却热浓缩盐水。盐水喷射器6B和清水喷射器6A均采用多个扩散管的水喷射器6。抽气器3B用以产生小压缩比的真空同时兼作真空蒸发器。冷媒水蒸发的解热动力来自用户回水的余热。
工作过程从用户回流升温后的低压冷媒水径水阀16进入蒸发抽气器3B使其工作，在盐水喷射器6B和清水喷射器6A串联形成的预真空作用下，回流冷媒水蒸发，产生的二次蒸汽由抽气器3B压缩至盐水喷射器6B，并被盐水冷凝和稀释。稀盐水再进入盐水浓缩器10，被加热器10.1加热沸腾蒸发，蒸发产生的二次蒸汽由清水喷射器6A抽出被水射流冷凝，并放出潜热，使水升温，其排出的热水与冷却器11送出的热水—同经泵13送入冷却塔7作为进水，冷却后冷水经泵12—部分送清水喷射器6A，另一部分送入冷却器11，以此循环使用。冷却浓缩器10排出的热浓缩盐水经冷却器11冷却后再用泵14送至盐水喷射器6B循环使用。抽汽器3B所制成的冷媒水从下部经泵15送至用户。
权利要求
1.一种水喷射---喷射推进真空冷水机，其特征是此机由抽汽器(3)、水喷射器(6)、冷却塔(7)串联成一个糸统，各部分包括有如下组件抽汽器(3)顺次设置并连接的扩散管(3.1)或圆筒型蒸发室(3.5)、混合室(3.2)、排气管(3.3)；混合室内设固定於排气管底部的外旋式喷雾推进抽风装置(3.4)，其内喷头方向为向下喷，叶片装设方向为向上抽气；需要冷却的冷媒水由抽风装置进水管(3.41)通入；制成的冷水由扩散管(3.1)下方排水口(3.11)或圆筒型蒸发室(3.5)下方排水口(3.51)排出；水喷射器(6)内设有水室(6.2)，与水室连通的并向混合室(6.4)喷射的1个或多个并联的水喷嘴(6.3)，混合室外装设1个或多个并联的与水喷嘴配合的扩散管(6.6)，混合室壁开设抽气管(6.5)；抽气管(6.5)与抽汽器的排气管(3.3)连通；水喷射器出水管与冷却塔进水管连通，冷却塔出水管经泵后与水喷射器进水管连通。
2.按权利要求1所述冷水机，其特征是抽汽器(3)为3A，其内的扩散管(3.1)用收敛--扩散型水射流扩散管；排水口(3.11)处设尾管(2)和与大气连通的水箱(1)。
3.按权利要求1所述冷水机，其特征是抽汽器(3)为3B，采用圆筒型蒸发室(3.5)，其内设散水板(3.53)和挡水环(3.52)。
4.按权利要求1所述冷水机，其特征是水喷射器抽气管(6.5)与抽汽器的排气管(3.3)间设真空阀(5)和弯管(4)将两者连通。
5.按权利要求1所述冷水机，其特征是抽汽器混合室(3.2)为封头型。
6.一种水喷射---喷射推进真空冷水机，其特征是此冷水机如下组成设抽汽器3B、盐水喷射器6B、盐水蒸发浓缩器(10)、清水喷射器6A、冷却塔(7)串联成一个糸统；增设水冷却器(11)，与浓缩器(10)连通，并同时与冷却塔进出水管连接，以冷却塔出水作冷却介质冷却浓缩盐水。
7.按权利要求6所述冷水机，其特征是盐水蒸发浓缩器(10)内设通入热水和低压蒸汽为热源的加热器(10.1)。
8.按权利要求6所述冷水机，其特征是盐水喷射器6B和清水喷射器6A均采用多个扩散管的水喷射器(6)。
全文摘要
本发明水喷射－喷射推进真空冷水机由抽汽器，水喷射器，冷却塔串接为一个真空蒸发系统。抽汽器内顺次设扩散管或圆筒型蒸发室、装有喷头下喷，叶片向上抽气的喷雾推进抽风装置的混合室，以及与水喷射器抽气管连通的排气管。水喷射器的出水经冷却塔冷却后循环使用。整机以冷水为工质和载冷剂，以水喷射器为主压缩器，以抽气器为辅压缩器，获得高真空，使水蒸发得到低温冷媒水。蒸汽所需解热动力由用户回水的废热提供，无需外加热源。对于7℃－20℃冷媒水，工质来源方便，无污染，制冷系数高，不需锅炉，水耗量少，节能环保，运费低，具有单一电力制冷优点，可取代蒸汽喷射制冷机，溴化锂制冷机。可广泛地应用於工艺冷却和空调系统中。
文档编号F25B9/08GK1560538SQ200410021799
公开日2005年1月5日 申请日期2004年2月13日 优先权日2004年2月13日
发明者魏仕英 申请人:魏仕英