专利名称：机械式喷射吸热制冷方法
技术领域：
本发明涉及的是一种非传统的卡诺循环—蒸汽压缩式制冷法——机械式喷射吸热制冷方法，属于制冷技术领域。。
背景技术：
现有的空调器的制冷方法，采用氟利昂制冷剂，其沸点在摄氏零下几十度，在室温常压下呈气态，为了达到液体蒸发吸热制冷的效果，必须采用压缩机先将气态的制冷剂压缩成液态。液化过程要产生液化热，称放热过程。则液→气是吸热气→液是放热。属于蒸汽压缩式制冷法，采用卡诺循环，能效比提高受限制，耗电量大，成本高，对环境有污染、使用寿命短，售后尚有繁重的安装服务。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的缺陷，提出一种机械式喷射吸热制冷方法，它具有耗电量小、无污染、无压缩机、无室外机、成本低、使用寿命长等特点。本发明的技术解决方案制冷剂是低沸的碳氢合化物的液体，通过高压液泵，高压高速打入喷射器产生雾化蒸发气，并在其混压室内形成真空，抽气，降低贮液罐内的压力，致使制冷液的沸点下降至零下，产生蒸发气吸入喷射器中的混压室内，完成第一次蒸发吸热制冷工艺，使贮液罐内的制冷液温度下降，再用抽气抽液循环泵将蒸发罐内制冷液的雾化，蒸发气和凝结的液体一起抽出，在高速的离心力作用下进行第二次雾化蒸发吸热制冷工艺，把深冷的液体与雾化气一并输入热交换器内，由离心风机把室内热空气吸入热交换器上进行热交换，转为冷气排出。在热交换中经技术处理所增大的冷液流速是现有空调器回液流速成的1倍(1.5m/s)，热交换后的回液温度控制在0℃～5℃回入贮液罐内，蒸发气吸入了空气中的释入热量，从液、气分离器中分离出来，经单向电磁阀进入充气管，在贮液罐内作为动能打气作功转化为内能，自动消除液化热，达到机内的热平衡，经过循环约5分钟制冷液温度下降到-18℃，而且是一个恒值，供应给热交换器交换，确保离心风机，吸入28℃～32℃热空气，转换成为5℃～25℃的冷气排出。本发明的优点(1)、制冷循环系统，是密闭循环，可制冷、制热。制冷剂其沸点20℃左右，机械式喷射蒸发，藉蒸发气吸热制冷，彻底根治了氟利昂污染的危害。(2)、制冷剂是低沸的液体，室温常压下呈液态，无需液化装置，省掉压缩机。(3)、制冷时，在热交换上作了技术处理，增加了回液回气的速度1倍(1.5m/s)，产生“负效应”，从-18℃(恒值)交换至0℃～5℃，室内空气释放的热量转入到冷液和雾化蒸发气中，这少量的液化热，又采用动能作功转为内能方法，通入充气管中在贮液内打气产生蒸发气，在机内自动完成热平衡，创造独特消除液化热的新方法，省去室外机向室外排放热量，减少邻里纠纷。(4)、抛弃卡诺循环、省去压缩机，节能显著，绿色空调的能效比Ne可提高到大于10～15；(现有空调Ne＝2.8～3.2)，可以说在世界上绝对领先地位。(5)、机械式喷射吸热制冷过程是物理变化，制冷剂CH-101的质永远不变，由于这种制冷剂不溶于水，可延长使用寿命。(6)、无售后繁重的安装服务，并消除了室外机数年后支架腐锈断裂下堕的隐患，使用方便。
附图1是本发明的实施例结构示意图。
附图2是机械式喷射蒸发曲线示意图。
附图3是机械式喷射蒸发制冷循环图。
图中的1是贮液罐、2是充气管、3是蒸发罐、4是喷射器、5是液气分离器、6是抽气抽液循环泵、7是单向控制阀、8是高压液泵、9是过滤器、10是热交换器、11是离心风机、12是T1～T8电子温度表、13是S1～S4截止控制阀，S5是单向电磁阀(常闭通电开通)、14是P1、P2压力表，P3是真空表。
具体实施例方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术解决方案及工作过程制冷循环启动高压液泵8，把贮液罐1的制冷剂液体抽出，经过滤器9高压输入喷射器4，喷射形成真空抽气现象，将贮液罐1内的压力下降，相应地降底了蒸发温度(沸点与压力成正比)，产生大量蒸气被抽吸到喷射器4的混压部分与喷咀的高压高速液流混合，促使扩压部分内的制冷液形成雾化蒸发气，产生吸热制冷效果，完成第一次蒸发吸热制冷工艺，接着由抽气抽液循环泵6将蒸发罐3内气和液抽出，在泵的叶轮高速旋转下(7000转/分)产生离心力，又形成第二次雾化蒸发气，比喷射雾化更多，吸热效果更大，把雾化的蒸发气和部分凝结的冷液一起输入热交换器10进口端，藉一侧的离心风机11把室内的热空气吸入进行热交换，本发明独特处在于采用两个技术措施，(一)控制热交换吸热量(被交换掉的制冷量)，把回液管、气流速提高1倍(1.5m/s)，则抽气抽液循环泵6供应的制冷液的液温度是一个恒温-18℃(这是制冷剂CH-101的制冷特性曲线得知经3～5分钟循环后，可达到恒定的-18℃的冷液，而该制冷剂的凝固点温度在-170℃以上)，用回液速度表控制热交换器10交换到回液回气温度从-18℃至0℃～5℃，达到“负效应”，取走深冷部分的制冷量，(二)处理液化热，因室内热空气释放热转移到冷液中去，变为蒸发气，采用了(一)的技术措施回气回液温度较低(0℃～5℃)有利条件下，应用动能作功转化为内能的方法，将回液回气管下接液气分离器5，液体返回到贮液罐1气分离出来，通过单向电磁阀S5接通充气管2，向贮液罐1内的制冷剂液体打气，增加了分子的动能，从初速度至末速度(Vo→Vt)，又产生蒸发气，蒸发气要吸取周围的潜化热，产生制冷，回气中的热量，动能作功变为内能消失了，回液中的低热量被打气产生的蒸发吸收了，所以本发明的奥妙在于将气→液的相变过程产生的液化热在贮液罐1内自动平衡解决了，既不要压缩机的液化方法，又不要室外机排入液化热，抛弃卡诺循环，开创新的绿色制冷循环，密闭循环达15分钟，可使室温从28℃～36℃下降到15℃～25℃，使人感到舒适。
制热循环采用电加热方法在贮液罐1内增装1根1kw的陶瓷加热管、制造蒸汽(60℃～80℃)用继电器电子恒温控制器进行控制温度，用热蒸汽交换制热即可。
对照图2，CH-101制冷剂选用烯烃戊烷(C5H10)为主原料加入化学试剂甲酸甲脂、乙酰胺和阻燃剂、抗静电剂混合1”三元混合工质CH-101的共沸点18℃～20℃。
2”蒸发气化率85％～98％(烷烃戊烷C5H1285％，烯烃戊烷C5H1098％)
3”制冷量52kcal/kg。
4”密度液态r＝0.8g/cm3，气态r＝2.6kg/m35”蒸发气比容V＝0.385m3/kg6”比热容C＝0.54kcal/kg℃7”自燃温度309℃8”凝固温度-135.6℃9”闪点闭杯-40℃、开杯-30℃10”戊烷在空气中爆炸极限上限8V％，下限1.4V％；CH-101的蒸发气只有爆燃现象，加了阻燃剂后爆燃消失，十分安全。
11”空气中毒浓度无毒，人身十分安全。
12”蒸发气压力0.04～0.05MPa13”蒸发气温度-15℃～-18℃，冷液温-18℃～20℃14”酸碱度PH＝7～8曲线特性(1)0-1min液温成斜率剧烈下降，(2)0-5min液温成曲线缓慢，(3)0-5min后液温下降成恒温下降保持直线不变，(4)蒸发气的温度略高-5℃，蒸发气为-13℃，液温-18℃。
对照图3，图中的T1、T2是温度起始点至终止点(1’- 2’)。液体喷射动能转化表示焓降。(机械功转化为热量)，由高压液泵(9)机械轴功(Ws)输入转换而成的。吸热量Q1为Q1＝h1-h2中点至终点(2’-3’)。室内热空气在热交换器上进行热交换、它的热量转移到冷液中吸热量Q2为Q2＝h1-(h2+h3)式中的h1、h2、h3表示焓终点至初始点(3’-1’)。是液化过程(放热过程)应用动能(C)转换工质的内能(U)12(C22-C12)=h1-h2=u1-u2]]>一旦能量转移过程完成，传热或作功也就结束，热量和功就转化为工质的能量(内能U)。
权利要求
1.机械式喷射吸热制冷方法，其特征是通过高压液管道泵(8)将制冷液转换为高压高速打入喷射器(4)产生雾化蒸发气并在喷射器(4)中的混压室内产生真空和吸气现象，将贮液罐(1)内的压力下降，致使制冷液的沸点下降至零下，贮液罐(1)内的制冷剂液体蒸发吸热制冷，这股蒸发气被吸入喷射器(4)中的混压室内和高速液体混合射向扩压部分形成喷雾产生雾化蒸发气喷入蒸发罐(3)内，完成第一次蒸发吸热制冷；再经抽气液循环泵(6)进行第二次雾化产生蒸发吸热制冷，解决气→相变产生液化热问题，(A)采用负效应提高回液气流速V＝1.5m/s控制被交换掉的制冷量，使回液回气温度t2＝0℃～5℃；(B)采用动能作功转化为内能，用充气管(2)在贮液罐(1)底部打气使液体分子的动能，从初速度Vo至末速度Vt又产生蒸发气，吸取周围的潜化热，产生制冷，所以空调室内的热量转入制冷液与通过热交换器(10)所产生的雾化气中的热量在贮液罐(1)内自动平衡消失。
全文摘要
本发明涉及的是机械式喷射吸热制冷方法，其方法是通过高压液管道泵将制冷液转换为高压高速打入喷射器产生雾化蒸发气并在喷射器中的混压室内产生真空和吸气现象，将贮液罐内的压力下降，致使制冷液的沸点下降至零下，贮液罐内的制冷剂液体蒸发吸热制冷，这股蒸发气被吸入喷射器中的混压室内和高速液体混合射向扩压部分形成喷雾产生雾化蒸发气喷入蒸发罐内，完成第一次蒸发吸热制冷；再经抽气液循环泵进行第二次雾化产生蒸发吸热制冷，采用负效应提高回液气流速和采用动能作功转化为内能措施解决气→相变产生液化热问题。优点具有耗电量小、无污染、无压缩机、无室外机、成本低、使用寿命长等特点。
文档编号F25B9/08GK1529105SQ200310106078
公开日2004年9月15日 申请日期2003年10月17日 优先权日2003年10月17日
发明者江德明 申请人:江德明