[發明專利]冷凝器預減壓水工質制冷制熱系統

無效

• 申請號: 201010101264.8
• 申請日: 2010-01-27
• 公開（公告）號: CN101788210A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 陳穗
• 申請（專利權）人: 陳穗
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本發明涉及一種以水為熱力循環工質的、蒸發壓縮式的、負壓下(相對標準環境壓力)冷凝的制冷制熱系統。

技術背景：現有的蒸發壓縮式熱力循環系統，使用氨、氟利昂、混合工質、等作為熱力循環工質，經節流、蒸發并再壓縮后，在高壓下冷凝，完成熱力循環。現有的吸收式制冷系統，如溴化鋰吸收式制冷系統，在“發生”過程后產生的純水，在低壓下蒸發，產生制冷效應后，由濃溴化鋰溶液對其進行“吸收”，而完成制冷熱力循環。

發明內容：本發明是要提供一種使用水為工質的、新的熱力循環系統。純水在低壓下蒸發后，經壓縮機壓縮至中間壓力，此時的壓力低于標準環境的壓力，但高于標準環境溫度下水的飽和壓力，此壓縮后的過熱蒸汽進入經過預減壓的冷凝器，在此中間負壓力下對壓縮后的過熱蒸汽用環境水對其冷凝，從而完成一個熱力循環。

本發明的任務是以如下方式完成的：環境狀態的水經節流減壓至低壓，如0.012巴(絕對)，水在此壓力下的飽和溫度為10℃。水在此壓力和溫度下蒸發，并與載冷劑經換熱器換熱產生制冷效應；蒸發后產生的低壓蒸汽經壓縮機壓縮至中間負壓力(相對于標準環境壓力)，如0.073巴(絕對)，水在此壓力下的飽和溫度為40℃。在經過預減壓的冷凝器中用環境溫度的冷卻水(如32℃)在此中間壓力下對壓縮后的過熱蒸汽進行冷凝。

冷凝熱交換可以使狀態2的過熱蒸汽直接與冷卻水接觸，并冷凝進冷卻水中。冷卻后的水經重力加壓后排至環境，如圖1。冷凝器出口處的管道在豎直方向的高度H應大于14米，使冷凝器中的水能克服大氣壓差排入環境，從而完成一個開放的循環。冷凝熱交換也可以通過換熱器進行，從而制冷工質的熱力循環是封閉的循環，如圖2。

本發明涉及的系統的熱力循環工質為水；本系統的運行壓力全程為負壓或環境壓力；本系統的理論計算制冷系數比現有的蒸發壓縮式制冷系統的制冷系數更高。因此本系統可以成為一種零污染的、無爆炸環境的、節能的熱力循環系統。

附圖說明：

圖1為本發明的開式制冷循環系統圖。

圖2為本發明的封閉制冷循環系統圖。

圖3為本發明的封閉制熱循環系統圖。

圖4為本發明的Lg?P-i圖。

狀態點參數為：

點1：t₁＝10℃

?????p₁＝0.01227bar

?????i₁″＝2519.40KJ/kg

?????v₁″＝106.419m³/kg

?????s₁″＝8.9009KJ/kg·K

點2：t₂＝199.2℃

?????p₂＝0.07375bar

?????i₂＝2896.18KJ/kg

?????v₂＝21.78m³/kg

?????s₂＝8.9009KJ/kg·K

點3：t₃＝35℃

?????p₃＝0.07375bar

?????i₃＝146.7KJ/kg

點4：t₄＝32℃

?????i₄＝143.66KJ/kg

具體實施方式：本系統的工作過程為，先啟動壓縮機2，使密閉冷凝器內的壓力預減壓到中間壓力p₂＝0.07375bar(絕對)，再啟動壓縮機1。壓縮機1使蒸發器內的壓力降到p₁＝0.01227bar(絕對)并保持此壓力。環境狀態的水經節流筏等焓節流，進入蒸發器，在p₁壓力下蒸發吸熱產生制冷效應。蒸發器出口處狀態1的飽和水蒸汽經壓縮機1壓縮至狀態2，在此中間壓力p₂下的過熱蒸汽進入冷凝器。此中間壓力p₂下水的飽和溫度為40℃。狀態2的過熱蒸汽在冷凝器中與32℃環境狀態的噴淋水接觸換熱并冷凝，如狀態3。進而完成一個水工質制冷的熱力循環。

在此系統的工作過程中，壓縮機2并不總需要開動。在理想狀態下，壓縮機2僅需在系統啟動時開動，以后系統即能自行維持冷凝器中的中間壓力。在實際運行中，壓縮機2需間歇開動，將滯留在冷凝器中的不凝性氣體排出。

熱力計算：