一種液體射流熱泵循環(huán)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種液體射流熱泵循環(huán)結(jié)構(gòu)，包括高壓液體泵、射流凝汽器、冷凝換熱器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、射流凝汽器射流輸入口及射流凝汽器蒸汽入口；所述高壓液體泵輸出端連接射流凝汽器射流輸入口；所述射流凝汽器輸出端連接冷凝換熱器；所述冷凝換熱器輸出端分別連接高壓液體泵和節(jié)流閥；所述節(jié)流閥輸出端連接蒸發(fā)器；所述蒸發(fā)器輸出端連接射流凝汽器蒸汽入口。該循環(huán)結(jié)構(gòu)和壓縮式熱泵系統(tǒng)的主要區(qū)別在于機(jī)械動力處理的對象不同，一個是汽態(tài)冷媒、一個是液態(tài)冷媒。因為液態(tài)物質(zhì)的體積是氣態(tài)物質(zhì)的數(shù)十、數(shù)百分之一，因此對液態(tài)物質(zhì)的動力傳輸較氣態(tài)物質(zhì)加壓傳輸難度較小、效率較高該專利如用于某些場合，可以高效率同時實現(xiàn)冷媒的再循環(huán)和熱回收，如火力發(fā)電工藝、造紙蒸汽利用等環(huán)節(jié)，大幅度提高能源、熱能的利用效率。
【專利說明】一種液體射流熱泵循環(huán)結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及射流熱泵循環(huán)，具體涉及一種液體射流熱泵循環(huán)結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]熱泵(英語:Heat Pump)熱泵是一種利用某種形式的能量驅(qū)動的裝置，使熱量從某種場合或介質(zhì)轉(zhuǎn)移到另外的場合或介質(zhì)中的熱能搬運(yùn)裝置。通常利用該技術(shù)實現(xiàn)不容易被利用的低溫?zé)崮?，轉(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗羞M(jìn)行再利用。熱泵按照其技術(shù)原理區(qū)分有很多種，常見的有壓縮式熱泵、吸收式熱泵、半導(dǎo)體熱泵、熱管熱泵等。熱泵工作通常都需要有驅(qū)動能源。根據(jù)驅(qū)動能量來源劃分，則有熱源驅(qū)動、機(jī)械動力驅(qū)動、電能驅(qū)動幾大類。
[0003]壓縮式熱泵是利用機(jī)械能(如電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等)帶動壓縮機(jī)，強(qiáng)制工作介質(zhì)冷媒(如氟利昂、氨、二氧化碳等)進(jìn)行氣體、液體相變，通過介質(zhì)以不同形式流動，利用相變過程吸熱、放熱實現(xiàn)熱量隨介質(zhì)流動而轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)將低溫?zé)嵩吹臒崃俊澳妗鞭D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗?，實現(xiàn)再利用，驅(qū)動的動能也轉(zhuǎn)化為熱量一并到達(dá)輸出端；
[0004]吸收式熱泵是利用高溫?zé)崮茯?qū)動蒸發(fā)、凝結(jié)循環(huán)過程，利用不同狀態(tài)液體、氣體轉(zhuǎn)移，利用不同壓力下介質(zhì)的沸點不同，實現(xiàn)較高溫度下凝結(jié)釋放熱量、較低溫度下蒸發(fā)吸收熱量，實現(xiàn)將低溫?zé)嵩吹臒崃俊澳妗鞭D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗?，實現(xiàn)再利用，驅(qū)動的熱能也同樣傳遞到輸出端；
[0005]半導(dǎo)體熱泵則是利用一種具有特殊電流、熱流功能的PN結(jié)，實現(xiàn)根據(jù)電流驅(qū)動，實現(xiàn)PN結(jié)一側(cè)的熱量轉(zhuǎn)移到另外一側(cè)的的特殊能力，用電流作為能源驅(qū)動，實現(xiàn)將低溫?zé)嵩吹臒崃俊澳妗鞭D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗?，實現(xiàn)再利用，同時驅(qū)動電能也轉(zhuǎn)化為熱能同時到達(dá)目的端;
[0006]熱管熱泵則是利用真空環(huán)境下工作媒體(冷媒)蒸發(fā)過程吸熱汽化，在另一端遇冷凝結(jié)，通過重力或毛細(xì)作用回流到蒸發(fā)端實現(xiàn)循環(huán)，同時從高溫到低溫傳導(dǎo)大量熱量。這種熱管熱泵雖然實現(xiàn)的還是高溫到低溫傳熱，和自然傳熱不同之處是具有數(shù)十倍甚至數(shù)百倍以上的導(dǎo)熱效率；
[0007]除半導(dǎo)體熱泵之外，其它幾乎所有的熱泵的工作機(jī)理在某種意義上來講都是相同或相似，即通過工作介質(zhì)(冷媒)的搬運(yùn)、流動，實際上實現(xiàn)其所帶熱能的轉(zhuǎn)移和吸收、釋放。它們都要采用某種方式強(qiáng)迫介質(zhì)實現(xiàn)在較低溫度環(huán)境下汽化吸熱，到了較高溫度環(huán)境下被強(qiáng)迫凝結(jié)放熱，實現(xiàn)熱量隨介質(zhì)的轉(zhuǎn)移而轉(zhuǎn)移。
[0008]根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量從高溫?zé)嵩吹降蜏責(zé)嵩炊伎梢詫崿F(xiàn)自然傳導(dǎo)，熱管熱泵可以在不需要能源驅(qū)動的情況下實現(xiàn)高效率的、快速的熱量自然傳導(dǎo)。其它熱泵都是希望通過將低溫?zé)嵩粗械臒嵩矗澳嫦颉卑徇\(yùn)到高溫?zé)嵩粗?，實現(xiàn)熱能的再利用、能量的“放大”利用目的。
[0009]根據(jù)逆卡諾循環(huán)的效率公式:C0P=T2/dT。其中T2是熱泵熱量輸出的目標(biāo)溫度，dT是熱源和目標(biāo)溫度之間的溫差。從公式中可以看出，由于熱源不可能是絕對零度(0K)，因此能效COP理論值一定是大于100%。而且溫差越小，能效比越高；目標(biāo)溫度越高，同樣溫差，能效比越高。顯然，熱泵是一個節(jié)能減排的非常重要的手段，如果應(yīng)用得當(dāng)，可以讓各行業(yè)的用能狀況發(fā)生巨大的變化，為解決人類能源危機(jī)做出巨大的貢獻(xiàn)！目前采用壓縮式、吸收式熱泵的輸出目標(biāo)溫度已經(jīng)可以超過100°C，完全可以應(yīng)用在眾多的高耗能行業(yè)，如食品、藥品、造紙、輪胎、化工等等領(lǐng)域，實現(xiàn)高耗能環(huán)節(jié)的大比例節(jié)能！
[0010]射流凝汽泵是射流真空泵的一種特殊應(yīng)用。射流真空泵是利用液態(tài)流體來傳遞能量和質(zhì)量的獲得真空的裝置，采用有一定壓力的液體(通常是水)通過噴咀噴出。由于噴射水流速特別高，將壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣饶?，通過物質(zhì)分子之間的吸引、撞擊、帶動作用使吸氣區(qū)壓力降低產(chǎn)生真空。被抽吸的氣體，經(jīng)過文氏管收縮段與喉徑充分混合壓縮，進(jìn)行分子擴(kuò)散能量交換，速度均衡。在經(jīng)擴(kuò)張段速度降低壓力增高，從出口噴入蓄水罐(通常是儲水罐)中，如果有不凝性氣體則析出、排放。液體經(jīng)離心泵循環(huán)使用，完成吸氣工藝。射流凝汽泵則通常是用水來抽吸水蒸氣，最后水蒸氣大部分凝結(jié)，幾乎沒有不凝氣排出，實現(xiàn)用射流凝汽的功能。也可以用于其他液體和該液體蒸發(fā)的蒸汽凝結(jié)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本實用新型為利用射流技術(shù)，進(jìn)一步改善熱泵的效率，拓展熱泵應(yīng)用領(lǐng)域，提出一種液體射流熱泵循環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0012]本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種液體射流熱泵循環(huán)結(jié)構(gòu)，包括高壓液體泵、射流凝汽器、冷凝換熱器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、射流凝汽器射流輸入口及射流凝汽器蒸汽入口 ；所述高壓液體泵輸出端連接射流凝汽器射流輸入口 ；所述射流凝汽器輸出端連接冷凝換熱器；所述冷凝換熱器輸出端分別連接高壓液體泵和節(jié)流閥；所述節(jié)流閥輸出端連接蒸發(fā)器；所述蒸發(fā)器輸出端連接射流凝汽器蒸汽入口。
[0013]本實用新型的優(yōu)點:
[0014]該循環(huán)結(jié)構(gòu)和壓縮式熱泵系統(tǒng)的主要區(qū)別在于機(jī)械動力處理的對象不同，一個是汽態(tài)冷媒、一個是液態(tài)冷媒。汽態(tài)物質(zhì)的體積是液態(tài)物質(zhì)的數(shù)十、數(shù)百倍，因此對汽態(tài)物質(zhì)的壓縮較液態(tài)物質(zhì)加壓傳輸難度較大、效率較低。
[0015]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0016]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。
[0018]圖1是本實用新型實施例的一種液體射流熱泵循環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實用新型實施例的一種液體射流熱泵循環(huán)結(jié)構(gòu)的方法流程圖。
[0020]圖中標(biāo)號說明:
[0021]I為高壓液體泵；2為射流凝汽器；3為冷凝換熱器；4為節(jié)流閥；5為蒸發(fā)器；6為射流凝汽器射流輸入口 ；7為射流凝汽器蒸汽吸入口。
[0022]

【具體實施方式】
[0023]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0024]參考圖1，如圖1所示的一種液體射流熱泵循環(huán)結(jié)構(gòu)，包括高壓液體泵1、射流凝汽器2、冷凝換熱器3、節(jié)流閥4、蒸發(fā)器5、射流凝汽器射流輸入口 6及射流凝汽器蒸汽入口 7 ；所述高壓液體泵I輸出端連接射流凝汽器射流輸入口 6 ;所述射流凝汽器2輸出端連接冷凝換熱器3 ;所述冷凝換熱器3輸出端分別連接高壓液體泵I和節(jié)流閥4 ;所述節(jié)流閥4輸出端連接蒸發(fā)器5 ;所述蒸發(fā)器5輸出端連接射流凝汽器蒸汽入口 7。
[0025]液體射流熱泵循環(huán)利用不可壓縮流體的特點，采用液體泵賦予冷媒流體動能，選擇適合的射流凝汽器2結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生真空抽吸作用，并利用該抽吸作用，使得蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒低壓、蒸發(fā)、汽化吸收大量的熱量，抽吸的冷媒汽在喉管、噴口與液態(tài)冷媒混合升壓，混合凝結(jié)，放出大量的凝結(jié)熱，冷媒升溫；進(jìn)入冷凝換熱環(huán)節(jié)后進(jìn)行熱交換，降溫、降壓、完全液化。
[0026]參考圖2，如圖2所示的一種液體射流熱泵循環(huán)結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟:
[0027]SI，采用高壓液體泵I賦予冷媒流體動能，成為射流凝汽器2的射流源，從射流凝汽器射流輸入口 6輸入；
[0028]S2，選擇適合流量、壓力的射流凝汽器2，產(chǎn)生真空抽吸作用，并利用該抽吸作用，使得蒸發(fā)器5內(nèi)的冷媒低壓、蒸發(fā)、汽化吸收大量的熱量；
[0029]S3，蒸發(fā)器內(nèi)因真空抽吸作用，低溫吸熱汽化的冷媒蒸汽通過射流凝汽器蒸汽吸入口 7進(jìn)入，在射流凝汽器2喉管、噴口與液態(tài)冷媒混合升壓，混合凝結(jié)，放出大量的凝結(jié)熱，冷媒升溫；
[0030]S4，進(jìn)入冷凝換熱器3后進(jìn)行熱交換，降溫，實現(xiàn)了熱量從蒸發(fā)器5到冷凝換熱器3的轉(zhuǎn)移；
[0031]S5，冷媒從冷凝換熱器3出口出來后，大部分直接被高壓液體泵I抽吸、加壓進(jìn)入下一個工作循環(huán)；少量冷媒經(jīng)節(jié)流閥4限制，進(jìn)入內(nèi)部低壓的蒸發(fā)器5，通過低壓吸熱、蒸發(fā)、汽化，通過射流凝汽器2抽真空作用吸出，進(jìn)入下一個工作循環(huán)。
[0032]射流熱泵利用機(jī)械能或熱源驅(qū)動得到液態(tài)或氣態(tài)射流產(chǎn)生的“帶動”作用形成對冷媒的抽吸、擠壓作用，在蒸發(fā)、射流凝汽部位形成壓力差，利用不同壓力下介質(zhì)的沸點不同，實現(xiàn)較高溫度、高壓下凝結(jié)釋放熱量、較低溫度、低壓下蒸發(fā)吸收熱量，實現(xiàn)將低溫?zé)嵩吹臒崃俊澳妗鞭D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗校瑢崿F(xiàn)再利用，驅(qū)動的熱能也同樣傳遞到輸出端。
[0033]該循環(huán)結(jié)構(gòu)和壓縮式熱泵系統(tǒng)的主要區(qū)別在于機(jī)械動力處理的對象不同，一個是汽態(tài)冷媒、一個是液態(tài)冷媒。因為液態(tài)物質(zhì)的體積是氣態(tài)物質(zhì)的數(shù)十、數(shù)百分之一，因此對液態(tài)物質(zhì)的動力傳輸較氣態(tài)物質(zhì)加壓傳輸難度較小、效率較高該專利如用于某些場合，可以高效率同時實現(xiàn)冷媒的再循環(huán)和熱回收，如火力發(fā)電工藝、造紙蒸汽利用等環(huán)節(jié)，大幅度提高能源、熱能的利用效率。該專利如用于某些場合，可以高效率同時實現(xiàn)冷媒的再循環(huán)和熱回收，如火力發(fā)電工藝、造紙蒸汽利用等環(huán)節(jié)，大幅度提高能源、熱能的利用效率。
[0034]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種液體射流熱泵循環(huán)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括高壓液體泵(I )、射流凝汽器(2)、冷凝換熱器(3)、節(jié)流閥(4)、蒸發(fā)器(5)、射流凝汽器射流輸入口(6)及射流凝汽器蒸汽入口(7);所述高壓液體泵(I)輸出端連接射流凝汽器射流輸入口(6);所述射流凝汽器(2)輸出端連接冷凝換熱器(3);所述冷凝換熱器(3)輸出端分別連接高壓液體泵(I)和節(jié)流閥(4);所述節(jié)流閥(4)輸出端連接蒸發(fā)器(5);所述蒸發(fā)器(5)輸出端連接射流凝汽器蒸汽入口(7)。
【文檔編號】F25B41/00GK203928512SQ201420315777
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】茍仲武 申請人:茍仲武