專利名稱：機械式噴射吸熱制冷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種非傳統(tǒng)的卡諾循環(huán)—蒸汽壓縮式制冷法——機械式噴射吸熱制冷方法，屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域。。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的空調(diào)器的制冷方法，采用氟利昂制冷劑，其沸點在攝氏零下幾十度，在室溫常壓下呈氣態(tài)，為了達到液體蒸發(fā)吸熱制冷的效果，必須采用壓縮機先將氣態(tài)的制冷劑壓縮成液態(tài)。液化過程要產(chǎn)生液化熱，稱放熱過程。則液→氣是吸熱氣→液是放熱。屬于蒸汽壓縮式制冷法，采用卡諾循環(huán)，能效比提高受限制，耗電量大，成本高，對環(huán)境有污染、使用壽命短，售后尚有繁重的安裝服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述存在的缺陷，提出一種機械式噴射吸熱制冷方法，它具有耗電量小、無污染、無壓縮機、無室外機、成本低、使用壽命長等特點。本發(fā)明的技術(shù)解決方案制冷劑是低沸的碳氫合化物的液體，通過高壓液泵，高壓高速打入噴射器產(chǎn)生霧化蒸發(fā)氣，并在其混壓室內(nèi)形成真空，抽氣，降低貯液罐內(nèi)的壓力，致使制冷液的沸點下降至零下，產(chǎn)生蒸發(fā)氣吸入噴射器中的混壓室內(nèi)，完成第一次蒸發(fā)吸熱制冷工藝，使貯液罐內(nèi)的制冷液溫度下降，再用抽氣抽液循環(huán)泵將蒸發(fā)罐內(nèi)制冷液的霧化，蒸發(fā)氣和凝結(jié)的液體一起抽出，在高速的離心力作用下進行第二次霧化蒸發(fā)吸熱制冷工藝，把深冷的液體與霧化氣一并輸入熱交換器內(nèi)，由離心風(fēng)機把室內(nèi)熱空氣吸入熱交換器上進行熱交換，轉(zhuǎn)為冷氣排出。在熱交換中經(jīng)技術(shù)處理所增大的冷液流速是現(xiàn)有空調(diào)器回液流速成的1倍(1.5m/s)，熱交換后的回液溫度控制在0℃～5℃回入貯液罐內(nèi)，蒸發(fā)氣吸入了空氣中的釋入熱量，從液、氣分離器中分離出來，經(jīng)單向電磁閥進入充氣管，在貯液罐內(nèi)作為動能打氣作功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，自動消除液化熱，達到機內(nèi)的熱平衡，經(jīng)過循環(huán)約5分鐘制冷液溫度下降到-18℃，而且是一個恒值，供應(yīng)給熱交換器交換，確保離心風(fēng)機，吸入28℃～32℃熱空氣，轉(zhuǎn)換成為5℃～25℃的冷氣排出。本發(fā)明的優(yōu)點(1)、制冷循環(huán)系統(tǒng)，是密閉循環(huán)，可制冷、制熱。制冷劑其沸點20℃左右，機械式噴射蒸發(fā)，藉蒸發(fā)氣吸熱制冷，徹底根治了氟利昂污染的危害。(2)、制冷劑是低沸的液體，室溫常壓下呈液態(tài)，無需液化裝置，省掉壓縮機。(3)、制冷時，在熱交換上作了技術(shù)處理，增加了回液回氣的速度1倍(1.5m/s)，產(chǎn)生“負效應(yīng)”，從-18℃(恒值)交換至0℃～5℃，室內(nèi)空氣釋放的熱量轉(zhuǎn)入到冷液和霧化蒸發(fā)氣中，這少量的液化熱，又采用動能作功轉(zhuǎn)為內(nèi)能方法，通入充氣管中在貯液內(nèi)打氣產(chǎn)生蒸發(fā)氣，在機內(nèi)自動完成熱平衡，創(chuàng)造獨特消除液化熱的新方法，省去室外機向室外排放熱量，減少鄰里糾紛。(4)、拋棄卡諾循環(huán)、省去壓縮機，節(jié)能顯著，綠色空調(diào)的能效比Ne可提高到大于10～15；(現(xiàn)有空調(diào)Ne＝2.8～3.2)，可以說在世界上絕對領(lǐng)先地位。(5)、機械式噴射吸熱制冷過程是物理變化，制冷劑CH-101的質(zhì)永遠不變，由于這種制冷劑不溶于水，可延長使用壽命。(6)、無售后繁重的安裝服務(wù)，并消除了室外機數(shù)年后支架腐銹斷裂下墮的隱患，使用方便。


附圖1是本發(fā)明的實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是機械式噴射蒸發(fā)曲線示意圖。
附圖3是機械式噴射蒸發(fā)制冷循環(huán)圖。
圖中的1是貯液罐、2是充氣管、3是蒸發(fā)罐、4是噴射器、5是液氣分離器、6是抽氣抽液循環(huán)泵、7是單向控制閥、8是高壓液泵、9是過濾器、10是熱交換器、11是離心風(fēng)機、12是T1～T8電子溫度表、13是S1～S4截止控制閥，S5是單向電磁閥(常閉通電開通)、14是P1、P2壓力表，P3是真空表。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖進一步描述本發(fā)明的技術(shù)解決方案及工作過程制冷循環(huán)啟動高壓液泵8，把貯液罐1的制冷劑液體抽出，經(jīng)過濾器9高壓輸入噴射器4，噴射形成真空抽氣現(xiàn)象，將貯液罐1內(nèi)的壓力下降，相應(yīng)地降底了蒸發(fā)溫度(沸點與壓力成正比)，產(chǎn)生大量蒸氣被抽吸到噴射器4的混壓部分與噴咀的高壓高速液流混合，促使擴壓部分內(nèi)的制冷液形成霧化蒸發(fā)氣，產(chǎn)生吸熱制冷效果，完成第一次蒸發(fā)吸熱制冷工藝，接著由抽氣抽液循環(huán)泵6將蒸發(fā)罐3內(nèi)氣和液抽出，在泵的葉輪高速旋轉(zhuǎn)下(7000轉(zhuǎn)/分)產(chǎn)生離心力，又形成第二次霧化蒸發(fā)氣，比噴射霧化更多，吸熱效果更大，把霧化的蒸發(fā)氣和部分凝結(jié)的冷液一起輸入熱交換器10進口端，藉一側(cè)的離心風(fēng)機11把室內(nèi)的熱空氣吸入進行熱交換，本發(fā)明獨特處在于采用兩個技術(shù)措施，(一)控制熱交換吸熱量(被交換掉的制冷量)，把回液管、氣流速提高1倍(1.5m/s)，則抽氣抽液循環(huán)泵6供應(yīng)的制冷液的液溫度是一個恒溫-18℃(這是制冷劑CH-101的制冷特性曲線得知經(jīng)3～5分鐘循環(huán)后，可達到恒定的-18℃的冷液，而該制冷劑的凝固點溫度在-170℃以上)，用回液速度表控制熱交換器10交換到回液回氣溫度從-18℃至0℃～5℃，達到“負效應(yīng)”，取走深冷部分的制冷量，(二)處理液化熱，因室內(nèi)熱空氣釋放熱轉(zhuǎn)移到冷液中去，變?yōu)檎舭l(fā)氣，采用了(一)的技術(shù)措施回氣回液溫度較低(0℃～5℃)有利條件下，應(yīng)用動能作功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的方法，將回液回氣管下接液氣分離器5，液體返回到貯液罐1氣分離出來，通過單向電磁閥S5接通充氣管2，向貯液罐1內(nèi)的制冷劑液體打氣，增加了分子的動能，從初速度至末速度(Vo→Vt)，又產(chǎn)生蒸發(fā)氣，蒸發(fā)氣要吸取周圍的潛化熱，產(chǎn)生制冷，回氣中的熱量，動能作功變?yōu)閮?nèi)能消失了，回液中的低熱量被打氣產(chǎn)生的蒸發(fā)吸收了，所以本發(fā)明的奧妙在于將氣→液的相變過程產(chǎn)生的液化熱在貯液罐1內(nèi)自動平衡解決了，既不要壓縮機的液化方法，又不要室外機排入液化熱，拋棄卡諾循環(huán)，開創(chuàng)新的綠色制冷循環(huán)，密閉循環(huán)達15分鐘，可使室溫從28℃～36℃下降到15℃～25℃，使人感到舒適。
制熱循環(huán)采用電加熱方法在貯液罐1內(nèi)增裝1根1kw的陶瓷加熱管、制造蒸汽(60℃～80℃)用繼電器電子恒溫控制器進行控制溫度，用熱蒸汽交換制熱即可。
對照圖2，CH-101制冷劑選用烯烴戊烷(C5H10)為主原料加入化學(xué)試劑甲酸甲脂、乙酰胺和阻燃劑、抗靜電劑混合1”三元混合工質(zhì)CH-101的共沸點18℃～20℃。
2”蒸發(fā)氣化率85％～98％(烷烴戊烷C5H1285％，烯烴戊烷C5H1098％)
3”制冷量52kcal/kg。
4”密度液態(tài)r＝0.8g/cm3，氣態(tài)r＝2.6kg/m35”蒸發(fā)氣比容V＝0.385m3/kg6”比熱容C＝0.54kcal/kg℃7”自燃溫度309℃8”凝固溫度-135.6℃9”閃點閉杯-40℃、開杯-30℃10”戊烷在空氣中爆炸極限上限8V％，下限1.4V％；CH-101的蒸發(fā)氣只有爆燃現(xiàn)象，加了阻燃劑后爆燃消失，十分安全。
11”空氣中毒濃度無毒，人身十分安全。
12”蒸發(fā)氣壓力0.04～0.05MPa13”蒸發(fā)氣溫度-15℃～-18℃，冷液溫-18℃～20℃14”酸堿度PH＝7～8曲線特性(1)0-1min液溫成斜率劇烈下降，(2)0-5min液溫成曲線緩慢，(3)0-5min后液溫下降成恒溫下降保持直線不變，(4)蒸發(fā)氣的溫度略高-5℃，蒸發(fā)氣為-13℃，液溫-18℃。
對照圖3，圖中的T1、T2是溫度起始點至終止點(1’- 2’)。液體噴射動能轉(zhuǎn)化表示焓降。(機械功轉(zhuǎn)化為熱量)，由高壓液泵(9)機械軸功(Ws)輸入轉(zhuǎn)換而成的。吸熱量Q1為Q1＝h1-h2中點至終點(2’-3’)。室內(nèi)熱空氣在熱交換器上進行熱交換、它的熱量轉(zhuǎn)移到冷液中吸熱量Q2為Q2＝h1-(h2+h3)式中的h1、h2、h3表示焓終點至初始點(3’-1’)。是液化過程(放熱過程)應(yīng)用動能(C)轉(zhuǎn)換工質(zhì)的內(nèi)能(U)12(C22-C12)=h1-h2=u1-u2]]>一旦能量轉(zhuǎn)移過程完成，傳熱或作功也就結(jié)束，熱量和功就轉(zhuǎn)化為工質(zhì)的能量(內(nèi)能U)。
權(quán)利要求
1.機械式噴射吸熱制冷方法，其特征是通過高壓液管道泵(8)將制冷液轉(zhuǎn)換為高壓高速打入噴射器(4)產(chǎn)生霧化蒸發(fā)氣并在噴射器(4)中的混壓室內(nèi)產(chǎn)生真空和吸氣現(xiàn)象，將貯液罐(1)內(nèi)的壓力下降，致使制冷液的沸點下降至零下，貯液罐(1)內(nèi)的制冷劑液體蒸發(fā)吸熱制冷，這股蒸發(fā)氣被吸入噴射器(4)中的混壓室內(nèi)和高速液體混合射向擴壓部分形成噴霧產(chǎn)生霧化蒸發(fā)氣噴入蒸發(fā)罐(3)內(nèi)，完成第一次蒸發(fā)吸熱制冷；再經(jīng)抽氣液循環(huán)泵(6)進行第二次霧化產(chǎn)生蒸發(fā)吸熱制冷，解決氣→相變產(chǎn)生液化熱問題，(A)采用負效應(yīng)提高回液氣流速V＝1.5m/s控制被交換掉的制冷量，使回液回氣溫度t2＝0℃～5℃；(B)采用動能作功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，用充氣管(2)在貯液罐(1)底部打氣使液體分子的動能，從初速度Vo至末速度Vt又產(chǎn)生蒸發(fā)氣，吸取周圍的潛化熱，產(chǎn)生制冷，所以空調(diào)室內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)入制冷液與通過熱交換器(10)所產(chǎn)生的霧化氣中的熱量在貯液罐(1)內(nèi)自動平衡消失。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是機械式噴射吸熱制冷方法，其方法是通過高壓液管道泵將制冷液轉(zhuǎn)換為高壓高速打入噴射器產(chǎn)生霧化蒸發(fā)氣并在噴射器中的混壓室內(nèi)產(chǎn)生真空和吸氣現(xiàn)象，將貯液罐內(nèi)的壓力下降，致使制冷液的沸點下降至零下，貯液罐內(nèi)的制冷劑液體蒸發(fā)吸熱制冷，這股蒸發(fā)氣被吸入噴射器中的混壓室內(nèi)和高速液體混合射向擴壓部分形成噴霧產(chǎn)生霧化蒸發(fā)氣噴入蒸發(fā)罐內(nèi)，完成第一次蒸發(fā)吸熱制冷；再經(jīng)抽氣液循環(huán)泵進行第二次霧化產(chǎn)生蒸發(fā)吸熱制冷，采用負效應(yīng)提高回液氣流速和采用動能作功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能措施解決氣→相變產(chǎn)生液化熱問題。優(yōu)點具有耗電量小、無污染、無壓縮機、無室外機、成本低、使用壽命長等特點。
文檔編號F25B9/08GK1529105SQ200310106078
公開日2004年9月15日 申請日期2003年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月17日
發(fā)明者江德明 申請人:江德明