[發明專利]一種利用余熱的蒸汽噴射制冷/空調系統

無效

• 申請號: 201110051097.5
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN102147167A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 陳琪;陳光明;塔瓦柴;唐黎明;何一堅
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F25B27/00
• 分類號: F25B27/00;F25B19/02;F25B41/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 馬士林

技術領域

本發明屬于制冷、空調技術領域，具體涉及一種利用余熱的蒸汽噴射制冷/空調系統。

背景技術

現有的汽車空調制冷大多采用傳統的蒸汽壓縮制冷系統，以汽車發動機帶動壓縮機，驅動制冷劑在空調裝置中流動，低壓氣態制冷劑由壓縮機壓縮后進入冷凝器后成高壓液態制冷劑，再經節流閥后進入蒸發器蒸發，完成一個循環。其不足之處在于空調運行時需要消耗汽車發動機的能量，一般情況下開動空調時，發動機的油耗將增加8～15％。發動機的機械功是燃料燃燒經過膨脹做功而得的，通常這種轉化效率是很低的。發動機的排氣溫度是很高的，汽油機的排氣溫度一般為400～500℃，柴油機為300～400℃，遠遠高于環境溫度，因此，回收汽車廢氣中的有用能對于能源日益緊張的當今社會來說意義最大，而現有的汽車空調系統是沒法對尾氣中的余熱進行回收的。

發明內容

本發明提供了一種利用余熱的蒸汽噴射制冷/空調系統，以余熱為驅動熱源，以噴射式制冷為基礎，達到了節能減排的效果，從而克服了現有汽車空調中發動機負荷大、排熱污染大以及耗電量大的缺陷。

一種利用余熱的蒸汽噴射制冷/空調系統，包括余熱回收器、過熱器、第二級噴射器、第一級噴射器、蒸發器、節流閥、集液器、冷凝器、泵和回熱器；其中，余熱回收器的出口和過熱器的入口相連，過熱器的出口與第一級噴射器的工作流體入口端、第二級噴射器的工作流體入口端分別相連，第一級噴射器的引射流體入口端和蒸發器的出口連接，第一級噴射器的出口和第二級噴射器的引射流體入口端相連，第二級噴射器的出口經回熱器后和冷凝器的進口相連，冷凝器的出口和集液器的進口相連，集液器的出口分別和泵的入口和節流閥的入口相連，節流閥的出口和蒸發器的入口相連，泵的出口經回熱器后和余熱回收器的入口相連。

其中，余熱回收器可利用發動機廢熱、太陽能、地熱能等余熱作為驅動熱源，提高了能源有效利用程度。尤其是采用發動機廢熱提供驅動熱源時，該空調系統可回收發動機廢熱，減少對環境的排熱、且功耗小，很好地實現了節能減排。

其中，余熱回收器內的制冷劑可以為氯氟烴(CFCs)、氫氯氟烴(HCFCs)或氫氟烴(HFCs)，也可以為二氧化碳、水、氨、丙烷或異丁烷等自然工質。在采用二氧化碳、氨、丙烷、異丁烷、水等自然工質作為制冷劑時，可避免CFCs和HCFCs制冷劑對臭氧層的破壞，并減緩氣候變暖，尤其是在利用水作為制冷劑時，由于水是地球生物構成的基本物質，去在環境和安全性方面毫無問題，水制冷劑對環境友好-ODP和GWP值均為0。以水為制冷劑意味著減少CO₂排放量，對減緩地球氣候變暖將會有所貢獻。另外，水在安全性方面極佳，既不會發生火災，也沒有爆炸危險，尤其是以水為制冷劑的空調機組是在真空下運轉，安全極優。

本發明中，利用余熱加熱余熱回收器內的制冷劑，再通過過熱器進一步加熱，從過熱器出來的工作制冷劑氣體通過第一級噴射器進行絕熱膨脹，形成一股低壓高速氣體，將蒸發器中的制冷劑蒸氣吸入到噴射器內，在第一級噴射器內充分混合增壓后進入第二級噴射器，被第二級噴射器進一步增壓后進入回熱器，被預冷后進入冷凝器，被冷卻介質空氣冷凝為液體流入集液器。集液器中一部分冷凝液作為制冷劑，經過節流閥后進入蒸發器，在蒸發器中吸熱產生制冷效應，另一部分冷凝液在泵的抽吸下通過回熱器進入余熱回收器。

相對于現有技術，本發明具有以下有益的技術效果：

利用發動機廢熱、太陽能、地熱能等作為驅動熱源，采用氯氟烴(CFCs)、氫氯氟烴(HCFCs)、氫氟烴(HFCs)，或者二氧化碳、水、氨、丙烷、異丁烷等自然工質作為制冷劑，尤其可利用水作為制冷劑。同時，利用過熱蒸汽進行雙級噴射制冷，通過過熱器、回熱器等構件，大大降低了系統的耗功，從而實現節能，本發明系統結構簡單、運動部件少、維護方便、安全可靠，減少了對環境的排熱，具有顯著的社會效益和經濟效益。

附圖說明

圖1是本發明系統的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施作進一步的描述。

如圖1所示，一種利用余熱的蒸汽噴射制冷/空調系統，包括余熱回收器1、過熱器2、第二級噴射器3、第一級噴射器4、蒸發器5、節流閥6、集液器7、冷凝器8、泵9和回熱器10。