[發明專利]雙級蒸汽噴射制冷系統

無效

• 申請號: 201010161281.0
• 申請日: 2010-04-27
• 公開（公告）號: CN101832680A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 張博;梁家鼎;沈勝強
• 申請（專利權）人: 大連理工大學;中能東訊新能源科技(大連)有限公司
• 主分類號: F25B23/00
• 分類號: F25B23/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 侯明遠

技術領域

本發明屬于能源技術和制冷技術領域，尤其是能夠充分利用太陽能或工廠的生產余熱的雙級蒸汽噴射制冷系統。

背景技術

目前，公知的制冷系統主要有溴化鋰吸收式制冷、空氣制冷、蒸汽壓縮式制冷以及傳統的單級噴射制冷等制冷系統。這些系統在日常生產生活中已經得到廣泛的應用，然而都存在著一定的弊端與不足。溴化鋰吸收式制冷系統可以應用于余熱回收，實現節能目的；但溴化鋰溶液在有空氣存在時對管路存在腐蝕作用，需要定期對系統進行真空維護，并且適時清洗冷卻水和冷凍水管路，以防管路阻塞。空氣制冷在較低溫度下制冷系數較高；但渦輪膨脹機對空氣干燥度要求較高，且渦輪機組的噪音較大。蒸汽壓縮式制冷在高于-50℃的范圍內，單位耗電量的制冷量較大且設備緊湊，占用空間小；但在較低溫度時單位耗電量產生的制冷量較小，且運行和維護費用較高。

在傳統的單級噴射制冷系統中，噴射器起到了驅動蒸發器內壓力降低，進而使制冷劑蒸發的作用，即工作蒸汽經由噴射器中的噴嘴形成高速流體，卷吸并帶走噴嘴旁邊的流體，在噴射器的引射口處形成真空，繼而引射蒸發器中的制冷劑蒸汽與之混合，造成蒸發器的低壓環境。蒸發器中的制冷劑在低壓條件下不斷沸騰蒸發，吸收冷凍水熱量，從而實現制冷效果。而混合后的蒸汽進入冷凝器中放熱，冷凝為液體。液態流體一部分經過節流閥減壓后進人蒸發器；另一部分在進入儲液器后，通過液泵的作用再進入發生器換熱進入下一次循環。

1901年出現了最早的蒸汽噴射制冷系統，由于其具有結構簡單，操作方便，運行可靠等優勢，這種制冷系統在工業領域得到較為廣泛的應用；但是由于這種系統的制冷效率低，體積龐大而逐漸被后來的壓縮制冷機所取代。20世紀80-90年代，許多學者對蒸汽噴射式制冷系統進行了研究，并將其與傳統的壓縮式制冷相比較，指出蒸汽噴射式制冷具有可靠性高，沒有移動部件，安裝維修費用低等優勢，并預測了利用余熱驅動蒸汽噴射制冷的發展前景。21世紀蒸汽噴射制冷的理論研究取得進一步發展，蒸汽噴射制冷系統得到不斷改進。

今天，能源緊缺與環境污染已經成為全世界必須面對和解決的重大問題。節約能源，提高能源利用率，以及保護環境，實現可持續發展成為當今時代的一個主題。傳統的單級蒸汽噴射制冷系統結構緊湊，占用空間小，能夠利用太陽能或工廠的生產余熱等低溫熱源；但制冷系數偏低和經濟性較差的缺陷限制了其進一步推廣和發展。

發明內容

本發明的目的是提供一種雙級蒸汽噴射制冷系統，該系統在傳統的單級蒸汽噴射制冷系統中增設一個噴射器，解決了噴射制冷系統效率偏低的問題。

本發明的技術方案是：蒸汽噴射制冷系統是由熱水制備裝置、第一發生器1、第二發生器2、第三發生器3、蒸發器4、低壓噴射器5、高壓噴射器6、冷凝器7、膨脹閥10、液泵9、冷凍水管路、冷卻水管路、熱水管路、儲液器8等組成。其特征是熱水制備裝置的出口通過管路依次與離心水泵、第二發生器2、第一發生器1、第三發生器3連接，其中第二發生器2的熱水出口與第一發生器1的熱水進口連接，第一發生器1的熱水出口與第三發生器3的熱水進口連接。本發明中制冷劑液體儲存在儲液器8中，啟動液泵9，制冷劑液體流動到電磁閥14后分兩路進入發生器換熱，一路進入第一發生器1、第二發生器2，一路進入第三發生器3。在制冷劑液體進入第一發生器1、第二發生器2和第三發生器3的主管路上依次設有閥門12、單向閥13和電磁閥14。進入第一發生器1的制冷劑液體與流經第一發生器1的熱水逆流換熱，接著進入第二發生器2繼續與熱水逆流換熱，最終產生制冷劑高溫蒸汽。第二發生器2的蒸汽出口通過管路與高壓噴射器6的主蒸汽進口連接。進入第三發生器3的制冷劑液體與流經第三發生器3的熱水逆流換熱制取制冷劑蒸汽。第三發生器3的蒸汽出口通過管路與低壓噴射器5的主蒸汽口連接。此外，儲液器8通過管路與蒸發器4的制冷劑入口連接，從儲液器8開始管路上依次設有閥門12和膨脹閥10。制冷劑液體進入蒸發器4后可與流經蒸發器4的冷凍水進行逆流換熱，實現制冷效果。蒸發器4的制冷劑蒸汽出口與低壓噴射器5的引射口連接。低壓噴射器5的出口端通過管路分別與高壓噴射器6的引射口連接。高壓噴射器6的出口通過管路與冷凝器7的蒸汽入口連接，冷凝器7的制冷劑液體出口通過管路與儲液器8連接。