蒸气喷射式制冷

蒸气喷射式制冷班级:506331搜集资料:李富强整理资料:卢潇PPT:王庆宝—蒸气喷射式制冷的需求•当前工业生产和中央空调所使用的制冷机型式是多种多样，一般常用的制冷机由机械制冷剂溴化锂制冷机两大类。但是机械制冷首先是机械制造加工精度要求较高，耗电量较大，其次机械制冷操作管理和维护检修的工作量较大，机器的使用寿命较短，还需要备用机组，操作人员较多。而溴化锂式制冷机除上述弊端外，设备要求严格密封，因而对材料的选用和设备的制作，安装技术要求较高从而加大了制造成本。另外溴化锂水溶液在大气下对金属有强烈的腐蚀性，所以对设备管理的要求也较高，冷却负荷比较大运转费用高，安装建筑面积也较大。•蒸汽喷射制冷机是利用工业生产中产生的余热蒸汽作动力，抽出设备中的气体，并维持系统的真空度，而不直接消耗机械能，来制取冷水，是其显著特点。其次设备结构简单，无转动部件，一次投资低，设备运行可靠性高，使用寿命长，高低压蒸汽均可使用。一般不需要备用设备。运行费用低，蒸汽喷射制冷机操作简便，维修工作量小，管理人员和管理费用都比较少。设备可安装在用户楼顶节约用地，基建投资少，制取冷冻水的温度范围较宽（+5℃～+20℃），用水作为冷冻剂，没有污染，符合国家环保标准，供给冷气自然舒适。•在电厂使用更为经济合理，既能充分利用其余人蒸汽作动力，又能利用辅助设施。因电厂排放出大量的高温高压蒸汽还得用冷凝器把蒸汽冷凝成冷凝水再利用。采用蒸汽喷射制冷机来制冷，用于中央空调既利用了余热蒸汽，同时又把这部分蒸汽冷凝成了冷凝水；其次，冬天还可利用这套系统集中供热，与其他制冷机相比可谓一举多得。—蒸气喷射式制冷的系统组成和关系蒸汽喷射式制冷是以高压水蒸汽为工作动力的循环。蒸汽喷射式制冷循环由正向循环和逆向循环共同组成。在循环中炉、凝水器（冷凝器）、喷射器、凝水泵组成热动力循环（正向循环）；喷射器、冷凝器、节流器、蒸发器组成制冷循环（逆向循环）。正向循环与逆向循环通过喷射器、冷凝器互相联系。—工作系统流程图为蒸汽喷射式制冷机的工作原理。由锅炉供给的压力较高的水蒸汽(称为工作蒸汽)进入主喷射器中，在拉瓦尔喷嘴（见拉瓦尔喷管）中绝热膨胀，利用这一高速汽流不断从蒸发器中抽汽，在其中保持较高的真空，即较低的蒸发压力。从制冷装置（例如空气调节设备）来的冷水，经节流减压后进入蒸发器，其中一部分蒸发并吸收其余水的热量而使之温度降低。降温后的冷水由泵输出，供给冷量之后反复使用。在喷射器中的工作蒸汽连同从蒸发器中抽吸的蒸汽，一起流经扩压管使压力升高到冷凝压力（仍为真空），进入冷凝器中与冷却水直接接触并凝结于冷却水中。冷凝器中的不凝性气体用一两级辅助喷射器抽除，以使冷凝器保持一定的真空度。图中的冷凝器称为混合式冷凝器。蒸汽喷射式制冷机也可使用管壳式冷凝器(见管壳式换热器)，这时进入冷凝器中的水蒸汽通过传热管被冷却并冷凝成水，凝结水即可用冷却水泵注入锅炉中，重复使用。174629810Ts蒸汽喷射制冷T－s图热利用系数2QQ蒸汽喷射制冷T－s图•图3为蒸汽喷射式制冷机理论工作过程的温熵（T-s）图。1-2表示工作蒸汽在喷嘴内部的等熵膨胀过程，状态2的工作蒸汽与状态3的冷剂水蒸气混合后，达到状态4，4-5是混合蒸汽在扩压器中的等熵压缩过程，5-6是冷凝器中的等压冷凝过程。然后冷凝水分为两部分：一部分节流后进入蒸发器制冷，用6-7-3过程线表示；另一部分用泵打入锅炉，产生工作蒸汽，用6-9-1过程线表示（忽略了泵耗功所产生的热量）蒸汽喷射制冷的应用•Eamesi.WAphorntratanas[22]等将蒸汽喷射制•冷和吸收制冷方式相结合,这种混合制冷方式的制•冷效率大约是吸收制冷效率的2倍,而且大大降低•了吸收系统制冷结构的复杂性和安装维修费用,在•利用余热方面开辟了新的道路。•MSokolov[23]将蒸汽喷射器应用于太阳能制冷•系统,针对纯喷射制冷循环系统COP值较低、经•济性较差的缺点,对加强型喷射系统和多级喷射系•统进行了研究,在提高COP方面取得了非常好的•效果。蒸气喷射式制冷机—发展趋势•1）依靠蒸汽喷射器的作用完成制冷循环的制冷机。它由蒸汽喷射器、蒸发器和冷凝器（即凝汽器）等设备组成，依靠蒸汽喷射器（见水蒸汽喷射真空泵）的抽吸作用在蒸发器中保持一定的真空，使水在其中蒸发而制冷。蒸汽喷射式制冷机用水作为制冷剂，蒸发温度在0℃以上，仅可用于空气调节和某些生产工艺过程。蒸汽喷射式制冷机设备庞大，需要高位安装，一般在10米以上，以便冷水泵和冷却水泵吸入处为正压，且需要较高压力（0.5～5兆帕）的工作蒸汽，所以应用日渐减少，有被溴化锂吸收式制冷机取代的趋势。•2）但是今天,随着能源的日益紧张和环境的严重污染,提高能源的利用率和保护环境已经变得越来越重要。蒸汽喷射制冷可以利用废热、太阳能等低温热源,因此人们对利用蒸汽喷射制冷技术的研究又掀起了高潮。笔者针对蒸汽喷射制冷的。—制冷机的改进•1)Yuan2JenChang和Yau2MingChen[18]为了提•高制冷效率,获得较大的喷射系数,采用了新式喷•嘴———花瓣型喷嘴。Ian.W.Eames[19]提出了一•种新的仿真方法———CFD方法,通过该方法可以•更好地分析蒸汽的混合过程,为设计喷射器提供一•个新的思路。•IanW.Eames[20]等对传统喷射制冷效率进行•分析,造成喷射制冷效率低的原因是工作蒸汽和引•射蒸汽混合过程中的窒息现象,它引起了能量的很•大损失。他们提出了一个新的方法—CRMC(con2•stantrateofmomentumchange),采用两级喷射减•小窒息现象,提高了喷射制冷效率。•G.K.Alexis和J.S.Katsanis[21]选用甲醇作•为制冷剂,通过试验测出影响蒸汽喷射制冷的因•素:包括发生器的温度、冷凝器的温度和蒸发器的•温度。实验条件为:发生器温度为117.5～•132.5℃,冷凝器温度42～50℃,蒸发器温度-10•～-5℃,测得制冷系数在0.139～0.467之间变•化,在应用蒸汽喷射制冷实现低温制冷方面取得了•突破。•2)陈华[32]等在分析影响喷射制冷效率的主要因•素的基础上对蒸汽喷射制冷循环加以改进,在喷射•器和冷凝器之间增加一个射流泵,用来引射从喷射•器喷出的混合蒸汽,增加的射流泵可以降低背压,•提高了制冷效率。•张博[33]在PassakornSrisastra和SathaAphorn2•ratana的基础上对蒸汽喷射制冷循环进行改进,提出•了气2液喷射器代替循环泵的双喷射式制冷系统,减•小了制冷系统的体积,取得了很好的效果—学后明确1)工作原理2)工作流程3)工作特点4)主要运用5)发展趋势6)改进运用谢谢学习