专利名称：利用太阳能驱动的水蒸汽喷射制冷系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及制冷技术领域，更具体的说，是涉及一种利用太阳能驱动的水蒸 汽喷射的制冷系统。
背景技术：
现代科学和技术的发展在为人类带来巨大利益的同时，也极大地破坏了环境和自 然资源，能源和环境是现代社会赖以生存和发展的基础，环境污染问题、能源紧张问题和食 品安全问题越来越引起世界各国人民的关注，保护生态环境，节约自然资源，与自然和谐发 展，使制冷行业面临严峻挑战，采用新的制冷设备与技术工艺，对于提高制冷装置的效率、 节约能源、保护环境、实现行业的可持续性发展具有重要的意义。目前，蒸气压缩制冷系统采用压缩机作为动力，使用氯氟烃类人工合成物质作为 制冷工质，压缩机在运行过程中需要消耗电能，而电能需要消耗大量的煤炭资源，煤炭资源 的消耗不仅加重了能源严重不足的压力，而且，由于煤难以高效、洁净地利用，使用过程中 已对人类的生存环境带来严重的污染。氯氟烃类人工合成制冷工质引起的臭氧层破坏及产 生的温室效应，已成为日益严峻的全球环境问题，因此，开发洁净可再生能源，寻找高效、绿 色环保制冷工质已成为当前国际社会共同关注的问题。
实用新型内容本实用新型是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种利用太阳能驱动的水蒸 汽喷射制冷系统，以达到节约能源、方便控制、安全可靠、制冷效率高、节能环保的目的。本实用新型通过下述技术方案实现一种利用太阳能驱动的水蒸汽喷射制冷系统，其特征在于，包括制冷循环和冷冻 水循环，所述制冷循环由太阳能集热器、辅助蒸汽锅炉、制冷水泵、喷射器、冷凝器、节流阀、 蒸发器组成，所述冷冻水循环由冷冻水泵和冷冻水箱组成，所述喷射器包括互相连通的混 合室和扩压器，所述混合室内安装有喷嘴；所述太阳能集热器的水蒸汽出口通过第六截止 阀与所述喷射器中喷嘴的进口连接，所述太阳能集热器的热水出口通过第四截止阀与辅助 蒸汽锅炉的热水进口连接，所述辅助蒸汽锅炉的水蒸汽出口通过第七截止阀与所述喷嘴的 进口连接，所述扩压器的出口与冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口分别与制冷水泵的 进口和所述节流阀的进口连接，所述制冷水泵的一路通过第五截止阀与所述辅助蒸汽锅炉 的进水口连接，所述制冷水泵的另一路通过第三截止阀与所述太阳能集热器的制冷水进口 连接，所述节流阀的出口与所述蒸发器的制冷水进口连接，所述蒸发器的蒸汽出口与所述 混合室的低压蒸汽进口连接，所述蒸发器的冷冻水出口与所述冷冻水箱的冷冻水进口连 接，所述蒸发器的冷冻水进口与所述冷冻水箱的冷冻水出口连接，所述冷冻水箱的补水口 通过第二截止阀与补水管连接。所述冷冻水箱的供水出口通过第一截止阀与供水接管连接。所述太阳能集热器采用聚焦型高效集热器，所述太阳能集热器的水蒸汽出口和热
3水出口分别设置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器分别与计算机 连接，在计算机上显示水蒸汽出口的蒸汽温度和压力、热水出口的热水温度和压力。所述辅助蒸汽锅炉上设置有温度传感器、压力传感器和水位显示传感器，所述温 度传感器、压力传感器和水位传感器分别与计算机连接，在计算机上显示辅助锅炉的蒸汽 温度、蒸汽压力和水位。所述冷冻水箱上连接有水温显示器、水位显示器，所述冷冻水箱外侧设置有隔热
保温层。本实用新型具有下述技术效果1、本实用新型的制冷系统是以太阳能作动力，同时使用锅炉作为辅助能源，水为 制冷工质，形成的高温高压水蒸汽，抽吸蒸发器中形成的低压水蒸汽，吸收未汽化水的潜 热，使蒸发器中的水温降低，制取冷冻水，制冷效率高，系统不直接消耗机械能，使太阳能集 热器成为蒸汽喷射式制冷系统的热源，节约了大量的能源，有利于环保。而且，设备结构简 单，无转动部件，没有磨损，不用润滑油，设备运行安全可靠，使用寿命长，一次投资低，运行 费用低，操作简便，维修工作量小，管理人员和管理费用都比较少，设备可安装在用户楼顶 节约用地，基建投资少，制取冷冻水的温度范围较宽(+0°c +20°C)，供冷气自然舒适。2、本实用新型的制冷系统用水作为制冷工质，没有污染，符合国家环保标准。在 提供工艺冷却冷源的同时，还可为办公、会议、礼堂、控制室等场所提供空调冷源；应用于冶 金、焦化、石油化工、化纤、制药电子、轻工等行业生产工艺所需冷水；石化炼厂放空火炬可 燃气体冷凝回收液态烃；企业、宾馆、商厦、会展中心等中央空调；化工、医药、食品等行业 的浓缩结晶与干燥等，是真正的高效、节能、环保、经济、长寿命、免维护、制冷水设备最理想 的更新换代产品。
图1为本实用新型利用太阳能驱动的水蒸汽喷射制冷系统的示意图；图2为喷射器的示意图；图3为蒸发器的示意图；图4为冷冻水箱的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型详细说明。本实用新型太阳能水蒸汽喷射制冷系统的示意图如图1-图4所示，包括制冷循环 和冷冻水循环，所述制冷循环由太阳能集热器12、辅助蒸汽锅炉1、制冷水泵2、喷射器3、冷 凝器4、节流阀5、蒸发器6组成，所述冷冻水循环由冷冻水泵7和冷冻水箱8组成。所述喷 射器包括互相连通的混合室19和扩压器18，所述混合室19内安装有喷嘴17。所述太阳能 集热器12的水蒸汽出口通过第六截止阀15与喷射器3中喷嘴17的进口 20连接，所述太阳 能集热器的热水出口通过第四截止阀13与辅助蒸汽锅炉1的热水进口连接，辅助蒸汽锅炉 1的水蒸汽出口通过第七截止阀16与所述喷嘴的进口 20连接，所述扩压器18的出口 21与 冷凝器4的进口连接，所述冷凝器4的出口分别与制冷水泵2的进口和所述节流阀5的进 口连接，所述制冷水泵2的一路通过第五截止阀14与所述辅助蒸汽锅炉1的进水口连接，所述制冷水泵2的另一路通过第三截止阀11与所述太阳能集热器12的制冷水进口连接。 所述节流阀5的出口与所述蒸发器6的制冷水进口 25连接，所述蒸发器的蒸汽出口 24与 所述混合室19的低压蒸汽进口连接，所述蒸发器的冷冻水出口 23与所述冷冻水箱8的冷 冻水进口 28连接，所述蒸发器的冷冻水进口 26与所述冷冻水箱的冷冻水出口 29连接，所 述冷冻水箱的补水口 27通过第二截止阀10与补水管连接。为了实现低温水的供应，所述冷冻水箱的供水出口 30通过第一截止阀9与供水接
管连接。本实施例中的太阳能集热器采用聚焦型高效集热器，为了方便控制，所述太阳能 集热器的水蒸汽出口和热水出口分别设置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和 压力传感器分别与计算机连接，在计算机上显示水蒸汽出口的蒸汽温度和压力、热水出口 的热水温度和压力。所述辅助蒸汽锅炉上设置有温度传感器、压力传感器和水位显示传感 器，所述温度传感器、压力传感器和水位传感器分别与计算机连接，在计算机上显示辅助锅 炉的蒸汽温度、蒸汽压力和水位。为了防止冷冻水箱8内的冷冻水与外界的热交换，在冷冻水箱8的外部包覆有隔
热保温层。本实用新型的制冷系统有三种运行模式如在晴朗的、阳光充足、室外温度较高的天气，太阳能集热器12的水蒸汽出口温 度、压力能够满足要求时，则打开第六截止阀15、第三截止阀11，关闭第四截止阀13、第五 截止阀14和第七截止阀16，制冷水吸收太阳能热量后形成的高温高压蒸汽通过喷射器3的 喷嘴17膨胀并以高速流动，在喷嘴17的出口处造成很低的压力，因流出速度高、压力低，吸 引蒸发器6内生成的低压水蒸汽，进入喷射器3的混合室19。由于蒸发器6中的水汽化时 吸收蒸发器中的未汽化的水中的潜热，因而使未汽化的水温度降低，这部分低温水在蒸发 器中与冷冻水进行热量交换，放出热量后温度降低的冷冻水通过冷冻水出口进入冷冻水箱 中，便可通过供水出口进入供水接管用于空气调节或其它生产工艺过程的冷源。混合室19 中喷嘴喷出的水蒸汽与从蒸发器吸引来的水蒸汽一起进入扩压器18，在扩压器18中流速 降低、压力升高后到冷凝器4，被外部冷却介质冷却变为液态水，液态水再由冷凝器4引出， 分两路一路经过节流阀5降压后送回蒸发器6，继续蒸发制冷；另一路用制冷水泵2提高 压力后通过第三截止阀11，进入太阳能集热器12，吸收热量至高温高压蒸汽状态，如此周 而复始，太阳能集热器12成为水蒸汽喷射式制冷系统的热源。如在阴雨的天气，室外温度不高，太阳能集热器12的水出口温度、压力不能完全 满足要求，则打开第三截止阀11、第四截止阀13和第七截止阀16，关闭第五截止阀14、第六 截止阀15。制冷水在太阳能集热器12中吸收热量温度升高后，通过第四截止阀13进入辅 助蒸汽锅炉1被进一步加热，形成的高温高压蒸汽通过第七截止阀16流入喷射器3的喷嘴 17膨胀并以高速流动，在喷嘴17的出口处造成很低的压力，因流出速度高、压力低，吸引蒸 发器6内生成的低压水蒸汽，进入喷射器3的混合室19，由于蒸发器6中的水汽化时吸收蒸 发器中的未汽化的水中的潜热，因而使未汽化的水温度降低，这部分低温水在蒸发器中与 冷冻水进行热量交换，放出热量后温度降低的冷冻水通过冷冻水出口进入冷冻水箱中，便 可通过供水出口进入供水接管用于空气调节或其它生产工艺过程的冷源。混合室19中喷 嘴喷出的水蒸汽与从蒸发器吸引来的水蒸汽一起进入扩压器18，在扩压器18中流速降低、压力升高后到冷凝器4，被外部冷却介质冷却变为液态水，液态水再由冷凝器4引出，分两 路一路经过节流阀5降压后送回蒸发器6，继续蒸发制冷；另一路用制冷水泵2提高压力 后通过第三截止阀11进入太阳能集热器12，吸收热量后经过第四截止阀13进入辅助蒸汽 锅炉1加热至高温高压蒸汽状态，如此周而复始，太阳能集热器12成为水蒸汽喷射式制冷 系统的主要热源，辅助蒸汽锅炉1为辅助热源。如在阴冷的天气，太阳能集热器12的水蒸汽出口温度、压力完全不能满足要求， 为保证冷源，则打开第五截止阀14和第七截止阀16，关闭第三截止阀11、第四截止阀13和 第六截止阀15。制冷水在辅助蒸汽锅炉1中吸收热量温度升高后，形成的高温高压蒸汽通 过第七截止阀16流入喷射器3的喷嘴17膨胀并以高速流动，在喷嘴17的出口处造成很低 的压力，因流出速度高、压力低，吸引蒸发器6内生成的低压水蒸汽，进入喷射器3的混合室 19，由于蒸发器6中的水汽化时吸收蒸发器中的未汽化的水中的潜热，因而使未汽化的水 温度降低，这部分低温水在蒸发器中与冷冻水进行热量交换，放出热量后温度降低的冷冻 水通过冷冻水出口进入冷冻水箱中，便可通过供水出口进入供水接管用于空气调节或其它 生产工艺过程的冷源。混合室19中喷嘴喷出的水蒸汽与从蒸发器吸引来的水蒸汽一起进 入扩压器18，在扩压器18中流速降低、压力升高后到冷凝器4，被外部冷却介质冷却变为液 态水，液态水再由冷凝器4引出，分两路一路经过节流阀5降压后送回蒸发器6，继续蒸发 制冷；另一路用制冷水泵2提高压力后通过第五截止阀14，进入辅助蒸汽锅炉1加热至高 温高压蒸汽状态，如此周而复始，辅助蒸汽锅炉1成为水蒸汽喷射式制冷系统的主要热源。利用本实用新型的太阳能水蒸汽喷射制冷系统可以作为商业、工业、医疗和化工 等提供工艺冷却的冷源。
权利要求一种利用太阳能驱动的水蒸汽喷射制冷系统，其特征在于，包括制冷循环和冷冻水循环，所述制冷循环由太阳能集热器、辅助蒸汽锅炉、制冷水泵、喷射器、冷凝器、节流阀、蒸发器组成，所述冷冻水循环由冷冻水泵和冷冻水箱组成，所述喷射器包括互相连通的混合室和扩压器，所述混合室内安装有喷嘴；所述太阳能集热器的水蒸汽出口通过第六截止阀与所述喷射器中喷嘴的进口连接，所述太阳能集热器的热水出口通过第四截止阀与辅助蒸汽锅炉的热水进口连接，所述辅助蒸汽锅炉的水蒸汽出口通过第七截止阀与所述喷嘴的进口连接，所述扩压器的出口与冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口分别与制冷水泵的进口和所述节流阀的进口连接，所述制冷水泵的一路通过第五截止阀与所述辅助蒸汽锅炉的进水口连接，所述制冷水泵的另一路通过第三截止阀与所述太阳能集热器的制冷水进口连接，所述节流阀的出口与所述蒸发器的制冷水进口连接，所述蒸发器的蒸汽出口与所述混合室的低压蒸汽进口连接，所述蒸发器的冷冻水出口与所述冷冻水箱的冷冻水进口连接，所述蒸发器的冷冻水进口与所述冷冻水箱的冷冻水出口连接，所述冷冻水箱的补水口通过第二截止阀与补水管连接。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能驱动的水蒸汽喷射制冷系统，其特征在于，所述 冷冻水箱的供水出口通过第一截止阀与供水接管连接。
3.根据权利要求1所述的利用太阳能驱动的水蒸汽喷射制冷系统，其特征在于，所述 太阳能集热器采用聚焦型高效集热器，所述太阳能集热器的水蒸汽出口和热水出口分别设 置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器分别与计算机连接。
4.根据权利要求1所述的利用太阳能驱动的水蒸汽喷射制冷系统，其特征在于，所述 辅助蒸汽锅炉上设置有温度传感器、压力传感器和水位显示传感器，所述温度传感器、压力 传感器和水位传感器分别与计算机连接。
5.根据权利要求1所述的利用太阳能驱动的水蒸汽喷射制冷系统，其特征在于，所述 冷冻水箱上连接有水温显示器、水位显示器，所述冷冻水箱外侧设置有隔热保温层。
专利摘要本实用新型公开了一种利用太阳能驱动的水蒸汽喷射制冷系统，旨在提供一种节约能源、制冷效率高、节能环保的系统。太阳能集热器的水蒸汽出口通过第六截止阀与喷嘴的进口连接，太阳能集热器的热水出口通过第四截止阀与辅助蒸汽锅炉热水进口连接，辅助蒸汽锅炉的水蒸汽出口通过第七截止阀与喷嘴的进口连接，扩压器的出口与冷凝器的进口连接，冷凝器的出口与制冷水泵和节流阀连接，制冷水泵一路通过第五截止阀与辅助蒸汽锅炉进水口连接，另一路通过第三截止阀与太阳能集热器的制冷水进口连接，节流阀的出口与蒸发器的制冷水进口连接，蒸发器的蒸汽出口与混合室的低压蒸汽进口连接。该系统以太阳能作动力，水为制冷工质，操作简便，安全可靠。
文档编号F25B9/08GK201666689SQ201020169588
公开日2010年12月8日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者刘胜春, 宁静红, 李慧宇 申请人:天津商业大学