[发明专利]水喷射-压力闪蒸真空冷水机

说明书

(一)技术领域：水喷射-压力闪蒸真空冷水机是以水为工质和制冷剂的水喷射压力闪蒸真空制冷技术，属制冷设备(F25B)。

(二)背景技术：7-25℃的冷媒水是化工生产、制冷与空调设备中广泛使用的冷水。按照国家空调标准的要求，室内干球温度为26℃，相对湿度65％，湿球温度18℃，若能获得18℃的廉价低温冷媒水，便获得了节能环保的健康空调。目前广泛使用的制备冷媒水的设备有：螺杆式压缩机涡轮制冷机和溴化锂冷水机，前者的制冷系数为3.7，后者的制冷系数仅0.8-1.2。若能用水直接廉价制冷，将为制冷与空调技术开辟新的途径。水具有最大的汽化潜热，水因蒸发而降温，水份每蒸发1％水温降6℃。用水蒸发制冷的关键问题是要获得廉价的蒸发真空，并且要廉价地将蒸发出的水蒸汽排出系统，例如：7℃、18℃和25℃水的饱和蒸汽压强分别为1.0KPa、2.1KPa和3.2KPa，比容分别是129m³/kg、65m³/kg和43m³/kg，若要使水蒸汽蒸发，必须获得高于上述值的真空。这样，若用真空泵将水蒸汽抽排至大气中，相应地压缩比分别为100、49和32，显然这是极其耗能的。为了降低压缩比，一种顺理成章的想法是用水喷射真空泵抽水汽，按照现有水喷射真空泵的理轮，其极限真空度等于工作水温所对应的饱和水蒸汽压强，这样若工作水温为32℃，压缩比分别降至4.8、2.3、1.5，绝对压缩量分别为3.8KPa、2.7KPa和1.6KPa，即只需对水蒸汽进行微压缩。

中国专利“水喷射-喷射推进真空冷水机”(ZL200410021799.9)按这一思想设计，结果发现，在高真空状态下要获得这样的压缩量并非易事，而且能耗也不低。若假定压缩过程为等温过程，且取水泵效率为0.65，按气体等温压缩功率公式N＝QΔP/η，当压缩水蒸汽量为1000Kg/h，即制冷量为700kwh时，上述三种状态的功耗分别为209kwh、75kwh、29kwh，此功耗仍不低，也不是本发明追求的能耗指标。针对这一问题，中国专利“旋转射流喷雾增压冷水制备方法及冷水机”(ZL200710048757.8)进行了改进，试图以喷雾增焓增压的方式来降低能耗，但试验中发现难以解决的增压水蒸汽从增压区向蒸发器回流的问题。

(三)发明内容

本发明提供的水喷射-压力闪蒸真空冷水机，就是要解决现有中国专利“水喷射-喷射推进真空冷水机”(ZL200410021799.9)在高真空状态下难以获得水蒸汽的压缩量，且能耗较高，不能满足当今节能减排需求的问题。本发明的目的是，提供一种以水为工质和制冷剂的毋需对水蒸汽压缩的高效节能的真空冷水机。其技术方案如下：

水喷射-压力闪蒸真空冷水机，其特征是：

1)设压力闪蒸蒸发器1、冷负载2和水泵6构成一个封闭的冷媒水循环系统；其中，压力闪蒸蒸发器1有如下结构：在壳体内沿周向均布1支以上水喷头1.5，壳体外表设装有进水管1.3a的环形水室1.3，水喷头进液管与环形水室连通，水泵通过环形水室向水喷头提供压力水；壳体上、下方分别设闪蒸蒸汽出口1.1和冷液出口1.7；2)设旋流喷射真空泵3，有如下结构：泵体内竖直安装水管3.3上方固定下喷喷雾推进抽风装置3.2，此抽风装置3.2外泵体侧壁开进汽管3.8；上部泵体为真空室3.1；泵体中部为扩散锥管3.7，其内的安装水管3.3中部外周固定扩散管整流锥3.4；扩散锥管3.7下端装扩容减压锥3.5，扩容减压锥3.5末端为出水管3.9；安装水管上装连通的总进水管3.6；3)旋流喷射真空泵3出水管3.9插入水箱4内，水箱4排水管4.1外管路4.2上装水泵7，并与冷却塔5进水口5.1连通；冷却塔5的出水口5.2外管路5.3上装水泵8并与旋流喷射真空泵3总进水管3.6连通；由此构成一个冷却水的热力循环系统；4)压力闪蒸蒸发器1蒸汽出口1.1用真空管1A与旋流喷射真空泵3进汽管3.8连通。

上述旋流喷射真空泵3可以用多扩散管水喷射器3A替换。上述冷水机可选如下参数：压力闪蒸蒸发器1的闪蒸压力P₁取300Kpa，蒸发比n取为0.6，闪蒸汽温t₁为40℃，冷却塔工作水温t₅为32℃。

本发明的研制和有益效果：