專利名稱：一種利用余熱的蒸汽噴射制冷/空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制冷、空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用余熱的蒸汽噴射制冷/空調(diào) 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的汽車空調(diào)制冷大多采用傳統(tǒng)的蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)，以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)壓縮 機(jī)，驅(qū)動(dòng)制冷劑在空調(diào)裝置中流動(dòng)，低壓氣態(tài)制冷劑由壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入冷凝器后成高壓 液態(tài)制冷劑，再經(jīng)節(jié)流閥后進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，完成一個(gè)循環(huán)。其不足之處在于空調(diào)運(yùn)行時(shí)需 要消耗汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的能量，一般情況下開動(dòng)空調(diào)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗將增加8 15%。發(fā)動(dòng)機(jī) 的機(jī)械功是燃料燃燒經(jīng)過膨脹做功而得的，通常這種轉(zhuǎn)化效率是很低的。發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫 度是很高的，汽油機(jī)的排氣溫度一般為400 500°C，柴油機(jī)為300 400°C，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于環(huán)境 溫度，因此，回收汽車廢氣中的有用能對(duì)于能源日益緊張的當(dāng)今社會(huì)來說意義最大，而現(xiàn)有 的汽車空調(diào)系統(tǒng)是沒法對(duì)尾氣中的余熱進(jìn)行回收的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用余熱的蒸汽噴射制冷/空調(diào)系統(tǒng)，以余熱為驅(qū)動(dòng)熱源，以 噴射式制冷為基礎(chǔ)，達(dá)到了節(jié)能減排的效果，從而克服了現(xiàn)有汽車空調(diào)中發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)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(diào)系統(tǒng)，包括余熱回收器、過熱器、第二級(jí)噴射 器、第一級(jí)噴射器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、集液器、冷凝器、泵和回?zé)崞?；其中，余熱回收器的出?和過熱器的入口相連，過熱器的出口與第一級(jí)噴射器的工作流體入口端、第二級(jí)噴射器的 工作流體入口端分別相連，第一級(jí)噴射器的引射流體入口端和蒸發(fā)器的出口連接，第一級(jí) 噴射器的出口和第二級(jí)噴射器的引射流體入口端相連，第二級(jí)噴射器的出口經(jīng)回?zé)崞骱蠛?冷凝器的進(jìn)口相連，冷凝器的出口和集液器的進(jìn)口相連，集液器的出口分別和泵的入口和 節(jié)流閥的入口相連，節(jié)流閥的出口和蒸發(fā)器的入口相連，泵的出口經(jīng)回?zé)崞骱蠛陀酂峄厥?器的入口相連。其中，余熱回收器可利用發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、太陽能、地?zé)崮艿扔酂嶙鳛轵?qū)動(dòng)熱源，提高 了能源有效利用程度。尤其是采用發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱提供驅(qū)動(dòng)熱源時(shí)，該空調(diào)系統(tǒng)可回收發(fā)動(dòng)機(jī) 廢熱，減少對(duì)環(huán)境的排熱、且功耗小，很好地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。其中，余熱回收器內(nèi)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(zhì)。在采用二氧化碳、氨、丙烷、 異丁烷、水等自然工質(zhì)作為制冷劑時(shí)，可避免CFCs和HCFCs制冷劑對(duì)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(shí)，由于水是地球生物構(gòu)成的基本物質(zhì)，去在環(huán)境和 安全性方面毫無問題，水制冷劑對(duì)環(huán)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(duì)減緩地球氣候變暖將會(huì)有所貢獻(xiàn)。另外，水在安全性方面極佳，既不會(huì)發(fā) 生火災(zāi)，也沒有爆炸危險(xiǎn)，尤其是以水為制冷劑的空調(diào)機(jī)組是在真空下運(yùn)轉(zhuǎn)，安全極優(yōu)。
本發(fā)明中，利用余熱加熱余熱回收器內(nèi)的制冷劑，再通過過熱器進(jìn)一步加熱，從過 熱器出來的工作制冷劑氣體通過第一級(jí)噴射器進(jìn)行絕熱膨脹，形成一股低壓高速氣體，將 蒸發(fā)器中的制冷劑蒸氣吸入到噴射器內(nèi)，在第一級(jí)噴射器內(nèi)充分混合增壓后進(jìn)入第二級(jí)噴 射器，被第二級(jí)噴射器進(jìn)一步增壓后進(jìn)入回?zé)崞鳎活A(yù)冷后進(jìn)入冷凝器，被冷卻介質(zhì)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(jīng)過節(jié)流閥后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸 發(fā)器中吸熱產(chǎn)生制冷效應(yīng)，另一部分冷凝液在泵的抽吸下通過回?zé)崞鬟M(jìn)入余熱回收器。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果利用發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、太陽能、地?zé)崮艿茸鳛轵?qū)動(dòng)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(zhì)作為制冷劑，尤其 可利用水作為制冷劑。同時(shí)，利用過熱蒸汽進(jìn)行雙級(jí)噴射制冷，通過過熱器、回?zé)崞鞯葮?gòu)件， 大大降低了系統(tǒng)的耗功，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能，本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)部件少、維護(hù)方便、安全 可靠，減少了對(duì)環(huán)境的排熱，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)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(diào)系統(tǒng)，包括余熱回收器1、過熱器 2、第二級(jí)噴射器3、第一級(jí)噴射器4、蒸發(fā)器5、節(jié)流閥6、集液器7、冷凝器8、泵9和回?zé)崞?10。其中，余熱回收器1的出口和過熱器2的入口相連，過熱器2的出口與第一級(jí)噴射 器4的工作流體入口端、第二級(jí)噴射器3的工作流體入口端分別相連，第一級(jí)噴射器4的引 射流體入口端和蒸發(fā)器5的出口連接，第一級(jí)噴射器4的出口和第二級(jí)噴射器3的引射流 體入口端相連，第二級(jí)噴射器3的出口經(jīng)回?zé)崞?0后和冷凝器8的進(jìn)口相連，冷凝器8的 出口和集液器7的進(jìn)口相連，集液器7的出口分別和泵9的入口和節(jié)流閥6的入口相連，節(jié) 流閥6的出口和蒸發(fā)器5的入口相連，泵9的出口經(jīng)回?zé)崞?0后和余熱回收器1的入口相 連。下面以水作為制冷劑，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣作為驅(qū)動(dòng)熱源為例說明上述的制冷/空調(diào) 系統(tǒng)的工作過程。發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣加熱余熱回收器1內(nèi)的水到170°C，水蒸氣再通過過熱器2進(jìn)一步加 熱為200°C的過熱蒸汽，從過熱器2出來的工作水氣體通過第一級(jí)噴射器4進(jìn)行絕熱膨脹， 形成一股低壓高速氣體，將蒸發(fā)器5中的5°C飽和水蒸氣吸入到噴射器內(nèi)，在第一級(jí)噴射 器4內(nèi)充分混合增壓到3. 94kPa后進(jìn)入第二級(jí)噴射器3，被第二級(jí)噴射器3進(jìn)一步增壓至 15. OlkPa后進(jìn)入回?zé)崞?0，被預(yù)冷后進(jìn)入冷凝器8，被冷卻介質(zhì)空氣進(jìn)一步冷凝為54°C液 體水流入集液器7，集液器7中一部分冷凝液作為制冷劑，經(jīng)過節(jié)流閥6后進(jìn)入蒸發(fā)器5，在 蒸發(fā)器5中吸熱產(chǎn)生制冷效應(yīng)，另一部分水在泵9的抽吸下通過回?zé)崞?0進(jìn)入余熱回收器 1。上述系統(tǒng)利用過熱蒸汽進(jìn)行雙級(jí)噴射制冷，通過過熱器、回?zé)崞鞯葮?gòu)件，大大降低
4了系統(tǒng)的耗功，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能，本系統(tǒng)簡(jiǎn)單、安全可靠，減少了對(duì)環(huán)境的排熱，具有顯著的社 會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種利用余熱的蒸汽噴射制冷/空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于包括余熱回收器(1)、過熱器( 、第二級(jí)噴射器C3)、第一級(jí)噴射器(4)、蒸發(fā)器(5)、節(jié) 流閥(6)、集液器(7)、冷凝器(8)、泵(9)和回?zé)崞?10)；其中，余熱回收器(1)的出口和過熱器(2)的入口相連，過熱器(2)的出口與第一級(jí)噴 射器(4)的工作流體入口端、第二級(jí)噴射器C3)的工作流體入口端分別相連，第一級(jí)噴射器 (4)的引射流體入口端和蒸發(fā)器( 的出口連接，第一級(jí)噴射器(4)的出口和第二級(jí)噴射器 (3)的引射流體入口端相連，第二級(jí)噴射器(3)的出口經(jīng)回?zé)崞?10)后和冷凝器(8)的進(jìn) 口相連，冷凝器⑶的出口和集液器(7)的進(jìn)口相連，集液器(7)的出口分別和泵(9)的入 口和節(jié)流閥(6)的入口相連，節(jié)流閥(6)的出口和蒸發(fā)器(5)的入口相連，泵(9)的出口經(jīng) 回?zé)崞?10)后和余熱回收器(1)的入口相連。
2.如權(quán)利要求1所述的利用余熱的蒸汽噴射制冷/空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的余 熱回收器(1)由發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、太陽能或地?zé)崮芴峁?qū)動(dòng)熱源。
3.如權(quán)利要求1所述的利用余熱的蒸汽噴射制冷/空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的余 熱回收器(1)內(nèi)采用氯氟烴、氫氯氟烴、氫氟烴、二氧化碳、水、氨、丙烷或異丁烷作為制冷 劑。
4.如權(quán)利要求3所述的利用余熱的蒸汽噴射制冷/空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的余 熱回收器(1)內(nèi)采用水作為制冷劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用余熱的蒸汽噴射制冷/空調(diào)系統(tǒng)，包括余熱回收器、過熱器、第二級(jí)噴射器、第一級(jí)噴射器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、集液器、冷凝器、泵和回?zé)崞?；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(jí)噴射器和第二級(jí)噴射器的工作流體入口端分別相連，第一級(jí)噴射器的引射流體入口端和蒸發(fā)器的出口連接，第一級(jí)噴射器的出口和第二級(jí)噴射器的引射流體入口端相連，第二級(jí)噴射器的出口經(jīng)回?zé)崞骱蠛屠淠鞯倪M(jìn)口相連，冷凝器的出口和集液器的進(jìn)口相連，集液器的出口分別與泵和節(jié)流閥的入口相連，節(jié)流閥的出口和蒸發(fā)器的入口相連，泵的出口經(jīng)回?zé)崞骱蠛陀酂峄厥掌鞯娜肟谙噙B。本發(fā)明可回收利用余熱，耗功低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠。
文檔編號(hào)F25B41/00GK102147167SQ20111005109
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者何一堅(jiān), 唐黎明, 塔瓦柴, 陳光明, 陳琪 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)