[發明專利]旋轉射流噴霧增壓式冷水制備方法和冷水機

無效

• 申請號: 200710048757.8
• 申請日: 2007-03-28
• 公開（公告）號: CN101082454A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 魏仕英
• 申請（專利權）人: 魏仕英
• 主分類號: F25B25/00
• 分類號: F25B25/00
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司
• 代理人: 劉冰心

(一)技術領域：

本發明是以水為工質和載冷劑的真空蒸發噴霧增壓制冷技術。屬制冷設備(F25B)、霧化裝置(B05B)、熱交換設備(F28F)等類。

(二)背景技術：

7--20℃的冷媒水廣泛用於石化、冶金、紡織等部門以及空調系統中，具有廣闊的市場。現有制取這種冷媒水的設備有溴化鋰制冷機、氨水吸收式制冷機、蒸汽噴射制冷機等。這些制冷機的制冷系數一般在0.5—3.0之間或者更低，均需要以蒸汽和熱水為熱解動力，其設備復雜，價格較高。溴化鋰制冷機還存在腐蝕情況。

蒸汽噴射制冷機以蒸汽噴射器為壓縮器，使水在高真空下蒸發帶走汽化潛熱而制冷。其優點是水既是工質又是載冷劑，水的汽化潛熱大，無污染；設備結構簡單、造價低、運行可靠。缺點是制冷系數很小，一般為0.45，且需要以蒸汽為動力，冷卻水耗量大。

如果能保留蒸汽噴射器以水為工質和載冷劑的優點，但不用生蒸汽，而是用壓力水獲得制冷所需要的高真空，必將減少噴射式真空制冷機的能耗，提高制冷系數。中國專利‘水噴射一噴射推進真空冷水機’(專利號200410021799.9)設置了旋轉射流抽氣器，水噴射器、冷卻塔組成的真空蒸發器系統，即是采用壓力水獲得制冷所需要的高真空。水噴射器作為抽氣器的預真空第一級壓縮，旋轉射流抽氣器屬第二級壓縮，是一種用壓力水獲得的全機械壓縮的冷水制備方法和系統，由此使該專利冷水機制冷系數提高達4-7。其它全機械壓縮水冷機，如：活塞式制冷機、螺桿式制冷機、離心式制冷機的制冷系數大約在3-4的范圍。

水是地球上的一種汽化潛熱最大的天然環保的制冷劑。如果能用液態水蒸發制冷，而又毋需鍋爐，并使其進一步實現降低能耗，無疑將是一種理想的制冷機。為尋求更理想的制冷系數，近期受壓汽蒸餾海水淡化法的啟發，重新探討水蒸汽壓縮過程得出：飽和水蒸汽絕熱壓縮過程的終態必為過熱狀態，壓縮消耗的功率只有一小部分用于飽和增壓，約80％的能量消耗于過熱溫升，且壓縮比愈大溫升耗能愈大，如壓縮比達5時，壓縮每噸/小時的耗能達71kw。由此得出結論：傳統的上述水蒸汽的全機械壓縮冷水制備方法不可能獲得再高的制冷系數，必須探討制備冷媒水的新壓縮方法。

(三)發明內容：

本發明提出的旋轉射流噴霧增壓式冷水制備方法和冷水機就是解決現有的水蒸汽的全機械壓縮冷水制備方法的制冷系數的提高受到限制的問題。其技術方案如下：

旋轉射流噴霧增壓式冷水制備方法，其特征是包括下列步驟：

i.將壓力進水1a通入旋轉射流蒸發壓縮器1內，在真空狀態下，在其內同時進行旋轉射流噴霧蒸發降溫和蒸汽的機械壓縮；進水1a蒸發后降溫成為冷水1b引出；蒸汽壓縮后成為過熱蒸汽1c；蒸汽壓縮比β為1.1-1.2；

ii.將溫度為T_1C的過熱蒸汽1c送入噴霧增壓隔離室2內；用溫度T_2a＝60-80℃的高溫水2a向內噴射，并使T_2a大于T_1C，由于高溫水蒸汽閃發二次蒸汽后過熱度下降，飽和蒸汽壓力上升，成為增壓蒸汽2c；同時引出降溫熱水2_b在外補充熱量，恢復其溫度后，通過泵B₂再噴射以循環使用；

iii.將增壓蒸汽2c送入水噴射器3，使其冷凝為冷凝水3b，噴射用的循環水取自于與水噴射器連接的冷卻塔4。

上述高溫水2a噴射速度為V_2a大于過熱蒸汽1c流速V_1C；過熱蒸汽流速V_1C大于增壓蒸汽2c的流速V_2c。上述增壓蒸汽2c的壓力P_2C大于冷凝水3b的飽和蒸汽壓力P_3b。上述冷水1_b溫度達到設定值，則關閉旋轉射流蒸發壓縮器1的預抽真空泵A₁。

為實現上述旋轉射流噴霧增壓式冷水制備方法所需的冷水機，其特征是冷水機包括如下部分：

①旋轉射流蒸發壓縮器1：從下至上設收斂-擴張型蒸發室1.1或圓筒型蒸發室1.5、壓縮室1.2、蒸汽排出室1.3；壓縮室內裝與進水連通的下噴旋轉霧化噴頭1.45和它上方的上抽氣旋轉葉片1.44；噴頭和葉片間開口1.21與外部預抽真空泵A₁連通；蒸發室底部為冷水1_b出口；外部進水管路中裝泵B1和閥門F_1a；出水管路中設閥門F_1b；