专利名称：水喷射-压力闪蒸真空冷水机的制作方法
技术领域：
水喷射-压力闪蒸真空冷水机技术领域：
水喷射-压力闪蒸真空冷水机是以水为工质和制冷剂的水喷射压力闪蒸真空制冷技术，属制冷设备(F25B)。( 二)背景技术7-25°C的冷媒水是化工生产、制冷与空调设备中广泛使用的冷水。按照国家空调标准的要求，室内干球温度为^°C，相对湿度65%，湿球温度18°C，若能获得18°C的廉价低温冷媒水，便获得了节能环保的健康空调。目前广泛使用的制备冷媒水的设备有螺杆式压缩机涡轮制冷机和溴化锂冷水机，前者的制冷系数为3. 7，后者的制冷系数仅0. 8-1. 2。若能用水直接廉价制冷，将为制冷与空调技术开辟新的途径。水具有最大的汽化潜热，水因蒸发而降温，水份每蒸发水温降6°C。用水蒸发制冷的关键问题是要获得廉价的蒸发真空，并且要廉价地将蒸发出的水蒸汽排出系统，例如7°C、18°C和25V 水的饱和蒸汽压强分别为1. OKPa,2. IIffa和3. 2KPa，比容分别是U9m7kg、65m7kg和43m7 kg，若要使水蒸汽蒸发，必须获得高于上述值的真空。这样，若用真空泵将水蒸汽抽排至大气中，相应地压缩比分别为100、49和32，显然这是极其耗能的。为了降低压缩比，一种顺理成章的想法是用水喷射真空泵抽水汽，按照现有水喷射真空泵的理轮，其极限真空度等于工作水温所对应的饱和水蒸汽压强，这样若工作水温为32°C，压缩比分别降至4. 8,2. 3、 1. 5，绝对压缩量分别为3. 8KPa、2. 7KPa和1. 6KPa,即只需对水蒸汽进行微压缩。中国专利“水喷射-喷射推进真空冷水机”(ZL200410021799. 9)按这一思想设计，结果发现，在高真空状态下要获得这样的压缩量并非易事，而且能耗也不低。若假定压缩过程为等温过程，且取水泵效率为0. 65，按气体等温压缩功率公式N = QAP/ η，当压缩水蒸汽量为1000Kg/h，即制冷量为700kwh时，上述三种状态的功耗分别为209kwh、75kwh、 ^kwh，此功耗仍不低，也不是本实用新型追求的能耗指标。针对这一问题，中国专利“旋转射流喷雾增压冷水制备方法及冷水机”(ZL200710048757. 8)进行了改进，试图以喷雾增焓增压的方式来降低能耗，但试验中发现难以解决的增压水蒸汽从增压区向蒸发器回流的问题。
实用新型内容本实用新型提供的水喷射-压力闪蒸真空冷水机，就是要解决现有中国专利“水喷射-喷射推进真空冷水机” (ZL200410021799. 9)在高真空状态下难以获得水蒸汽的压缩量，且能耗较高，不能满足当今节能减排需求的问题。本实用新型的目的是，提供一种以水为工质和制冷剂的毋需对水蒸汽压缩的高效节能的真空冷水机。其技术方案如下水喷射-压力闪蒸真空冷水机，其特征是1)设压力闪蒸蒸发器1、冷负载2和水泵6构成一个封闭的冷媒水循环系统；其中，压力闪蒸蒸发器1有如下结构在壳体内沿周向均布1支以上水喷头1. 5，壳体外表设装有进水管1. 3a的环形水室1. 3，水喷头进液管与环形水室连通，水泵通过环形水室向水喷头提供压力水；壳体上、下方分别设闪蒸蒸汽出口 1. 1和冷液出口 1. 7 ；2)设旋流喷射真空泵3，有如下结构泵体内竖直安装水管3. 3上方固定下喷喷雾推进抽风装置3. 2，此抽风装置3. 2外泵体侧壁开进汽管3. 8 ；上部泵体为真空室3. 1 ；泵体中部为扩散锥管3. 7，其内的安装水管3. 3中部外周固定扩散管整流锥3. 4 ；扩散锥管3. 7下端装扩容减压锥3. 5，扩容减压锥3. 5末端为出水管3. 9 ；安装水管上装连通的总进水管3. 6 ；3)旋流喷射真空泵3 出水管3. 9插入水箱4内，水箱4排水管4. 1外管路4. 2上装水泵7，并与冷却塔5进水口 5. 1连通；冷却塔5的出水口 5. 2外管路5. 3上装水泵8并与旋流喷射真空泵3总进水管 3. 6连通；由此构成一个冷却水的热力循环系统；4)压力闪蒸蒸发器1蒸汽出口 1. 1用真空管IA与旋流喷射真空泵3进汽管3. 8连通。上述旋流喷射真空泵3可以用多扩散管水喷射器3A替换。上述冷水机可选如下参数压力闪蒸蒸发器1的闪蒸压力P1取300Kpa，蒸发比η取为0. 6，闪蒸汽温、为40°C， 冷却塔工作水温t5为32°C。本实用新型的研制和有益效果1)本实用新型目的是提供以水为工质和制冷剂的毋需对水蒸汽压缩的高效节能真空冷水机。解决途径是通过同时提高旋流喷射真空泵或水喷射器的真空度和闪蒸汽的压强。中国专利“多扩散管水喷射器”(ZL00259988.0)的运行实践对突破现行水射流泵的理论界限，进一步提高其真空度提供了技术途径；与本专利同时申请的中国专利申请“喷射增焓回热式蒸发器”提供的压力闪蒸原理为提高本实用新型闪蒸汽温提供了理论依据。水喷射真空泵的抽气机理是水喷射流表面的横向湍动所产生的卷吸作用，水喷射器的极限真空为水温所对应的饱和水蒸汽压强。从物理学的基本原理，物质间的热质传递只能有对流、扩散、传导和辐射。由长期实践得出水喷射流表面的饱和水蒸汽压强与被抽气体之间的压力差是水喷射器抽气的动力，即水喷射器是以压差对流的机理抽气，而水蒸汽压强又取决于水射流的闪蒸蒸发比，蒸发比越大，闪蒸汽压强越低，所以，水喷射器的极限真空度可以高于工作水温对应的极限真空度。表1是对“多扩散管水喷射器”(中国专利ZL00259988. 0) 的实测数据表权利要求1.水喷射-压力闪蒸真空冷水机，其特征是1)设压力闪蒸蒸发器(1)、冷负载( 和水泵(6)构成一个封闭的冷媒水循环系统; 其中，压力闪蒸蒸发器(1)有如下结构在壳体内沿周向均布1支以上水喷头(1.5)，壳体外表设装有进水管(1. 3a)的环形水室(1.幻，环形水室与水喷头进液管(1. 51)连通；壳体上、下方分别设闪蒸蒸汽出口(1.1)和冷液出口(1.7)；2)设旋流喷射真空泵(3)，有如下结构泵体内竖直安装水管(3.3)上方固定下喷喷雾推进抽风装置(3. 2)，此抽风装置(3. 外泵体侧壁开进汽管(3.8)；上部泵体为真空室 (3. 1)；泵体中部为扩散锥管(3. 7)，其内的安装水管中部外周固定扩散管整流锥(3.4)；扩散锥管(3. 7)下端装扩容减压锥(3.幻，扩容减压锥(3. 5)末端为出水管(3. 9)；安装水管上装连通的总进水管(3. 6)；3)旋流喷射真空泵(3)出水管(3.9)插入水箱(4)内，水箱排水管(4. 1)外管路(4. 2) 上装水泵(7)，并与冷却塔(5)进水口(5. 1)连通；冷却塔的出水口(5.2)外管路(5. 3)上装水泵(8)并与旋流喷射真空泵总进水管(3. 6)连通；4)压力闪蒸蒸发器蒸汽出口(1.1)用真空管(IA)与旋流喷射真空泵3进汽管(3. 8) 连通。
2.按权利要求1所述真空冷水机，其特征是所述旋流喷射真空泵(3)用有如下结构的多扩散管水喷射器(3A)替换设有压力水室(3. 2A)、与它连通并向混合室(3.4A)喷射水的多个并联的水喷嘴(3. 3A)、混合室外与水喷嘴配合的多个并联扩散管(3.5A)；下方有稳压管(3.7A)、整流管(3.8A)和圆柱形尾管(3. 9A)，圆柱形尾管插入下方水箱中；混合室壁开抽气管(3. 1A)通过真空管(IA)与压力闪蒸蒸发器1蒸汽出口(1. 1)连通。
3.按权利要求1或2所述真空冷水机，其特征是压力闪蒸蒸发器(1)的闪蒸压力P1取 300Kpa,蒸发比η取为0. 6，闪蒸汽温、为40°C，冷却塔工作水温t5为32°C。
专利摘要水喷射-压力闪蒸真空冷水机，设压力闪蒸蒸发器、冷负载和水泵构成一个封闭的冷媒水循环系统；蒸发器内装水喷头，通过壳体外环形水室将压力水通入水喷头并在壳体内进行喷雾蒸发，获得闪蒸汽和冷水；同时设由旋流喷射真空泵或多扩散管水喷射器、水箱、水泵、冷却塔、水泵构成抽真空的水热力循环系统，且闪蒸汽出口与真空泵连通。本冷水机用真空蒸发、水为工质和制冷剂制冷，用热力闪蒸和旋流喷射提高了水喷射的真空度，用压力闪蒸提高冷媒水的蒸发汽温和汽压，做到直接用水喷射抽吸闪蒸汽，无压缩过程，大大降低制冷能耗。制备7～20℃的循环冷媒水，制冷系数为16.8，是现行螺杆式冷水机4倍以上，溴化锂制冷机10倍以上。可广泛用于制冷、空调和化工工艺等部门。
文档编号F25B9/08GK202018155SQ20112010079
公开日2011年10月26日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者魏仕英 申请人:魏仕英