增压闪蒸制冷方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术的增压闪蒸制冷方法和装置，利用常压下汽化点低于常温的液态低沸点工质与具有常温的载冷剂之间的能量转换，提供低温载冷剂供冷量用户使用。利用低品位（ｔ＜２５０℃）热能加热了的高压汽态低沸点工质在背压汽轮机中的绝热膨胀，带动发电机发电对外输出电能。利用冷却介质，将汽态低沸点工质冷凝成液态工质，使循环得以继续。本发明专利技术的方法和装置大大降低用于制冷的能量消耗和大大地提高低品位热能利用率，可在需要冷量与电能的场所使用。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种以低品位(t＜250℃)能热为能源，以低沸点工质为循环制冷作功工质的，用常温较高压力液态低沸点工质闪蒸制冷的方法与装置。目前应用最广泛的制冷方法是蒸气压缩式制冷。其原理如附图说明图1。制冷循环时，低沸点的常温高压液态工质，经节流阀2节流，成为低温低压液态工质，进入蒸发器1与常温载冷剂进行热交换。常温载冷剂放出热量，温度降低，成为低温载冷剂，供冷量用户使用。低温低压液态工质，吸收热量，蒸发汽化，成为常温低压气态工质。该常温低压气态工质进入压缩机3，被压缩成高温高压气态工质，进入冷凝器4与冷却介质进入热交换，放出热量，被冷却成常温高压液态工质，再经节流阀2节流，循环运行制冷。传统的压缩制冷方式，由于其主要的工作过程为将常温低压气态工质用压缩机压缩成高温高压气态工质，也就是说是以机械压缩的方法为基础来维持它的运行的，所以在工作的进程中不但有很高的能量消耗，而且伴有严重的噪声。另外，长时间的工作，制冷工质也会慢慢地损失，制冷效果会减低，需要时时地进行维修和维护。本专利技术的目的在于，对传统的制冷方法进行变革，创建一种对低沸点的液态工质进行增压闪蒸的制冷方法与相应的制冷装置。本专利技术的目的还在于，在本专利技术的增压闪蒸制冷方法及装置的基础上，进行适当的改进，提供一种利用低品位(t＜250℃)热能为热源，以低沸点工质为循环工质的制冷发电方法。本专利技术的目的是通过以下的方法来实现的利用泵增压的技术，对在常压下汽化点低于常温的低温低压液态工质进行增压处理，使液态工质具备一定压力，使其凭借该压力在制冷系统或制冷发电系统中循环运行；利用在常压下汽化点低于常温的低温高压液态工质与常温载冷剂之间的能量转换，常温载冷剂放出热量，温度降低，成为低温载冷剂，供冷量用户使用；在此过程中低温高压液态工质吸收热量，温度升高，变成常温高压液态工质或汽液态混合工质；利用冷却介质冷却汽态工质，使其冷凝成为常温次高压力液态工质；利用闪蒸技术，将具有次高压力的常温汽态工质引入节流装置进行节流，在此过程中，压力骤降，发生闪蒸，产生冷量；供下一循环继续向冷量用户提供冷量。本专利技术的另一目的完成是在上述方法的基础上，在增压进程和闪蒸进程俩主进程的中间，将较高压或高压汽态工质导入背压汽轮机绝热膨胀，带动发电机发电，上述的方法成为一种同时又可制冷又可发电的方法。本专利技术的制冷装置包括了一液态工质贮罐，一低温液态工质输送装置，一换热装置，一射流装置，一冷凝装置和一节流装置。本专利技术的制冷装置在运行时，液态工质贮罐内的低温低压液态工质经低温液态工质输送装置加压以后成为低温高压液态工质，泵入换热装置，与常温载冷剂进行热交换。常温载冷剂放出热量，温度降低成为低温载冷剂，供冷量用户使用，低温高压液态工质吸收热量，温度升高，成为常温高压液态工质或汽液态混合工质。常温高压液态工质作为射流装置的，也就是射流器的动力源，引射从工质贮罐内导出的在后面将要介绍的闪蒸过程中所产生的低温低压汽态工质。从液态工质贮罐中导出的汽态的和从换热装置排出的常温高压液态工质经射流器混合后，成为常温较高压力的汽液态混合工质进入冷凝器。在冷凝器中，常温较高压力的汽液态混合工质与冷凝器中冷却介质进行热交换，常温较高压力的汽液态混合工质放出热量，被冷凝成常温较高压力的液态工质；而冷却介质吸收热量，温度升高，从冷凝器中导出。从冷凝器中出来的常温较高压力的液态工质被导入节流阀，在节流过程中，压力骤降，发生闪蒸，生成新的冷量。常温较高压力的液态工质成为低温低压的液态工质，被送入工质贮罐。供下一个循环继续运行。在本专利技术的制冷方法和装置中，由于没有使用压缩机压缩制冷的过程，在工作过程中能量消耗低，噪声小。较压缩制冷过程可以节电50％。下面结合附图对本专利技术的增压闪蒸制冷方法及装置进行详细的说明。图1为先有技术中的传统的机械压缩式制冷方法的示意图，图2为本专利技术的增压闪蒸制冷装置的实施例，图3为本专利技术的增压闪蒸制冷发电装置的第一实施例。图4为本专利技术的增压闪蒸制冷发电装置的第二实施例。图5为本专利技术的增压闪蒸制冷发电装置的第三实施例。图2为本专利技术的增压闪蒸制冷装置的实施例，本专利技术的制冷装置包括了一液态工质贮罐，一低温液态工质输送装置，一换热装置，一射流装置，一冷凝装置和一节流装置。在图中，标号1表示了一个低温低压液态工质贮罐。液态工质贮罐1的出口与液态工质输送泵2的入口端相接。液态工质输送泵2的出口端与换热器3内腔的入口端相接。输送泵2的功能是将从工质贮罐1出来的低温低压液态工质增压，再将增压后的低温高压液态工质泵入换热器3的内腔。低温高压液态工质在压力下通过换热器3的内腔时，与换热器的外腔流过的常温载冷剂进行热交换。常温载冷剂从换热器3的A端流入换热器的外腔，与内腔中通过的低温高压液态工质进行热量交换。常温载冷剂放出热量，温度降低，成为低温载冷剂，从换热器外腔的B端输出，供冷量用户使用。内腔的低温高压液态工质吸收热量，温度升高，成为常温高压液态工质或汽液态混合工质，从换热器内腔的输出端输入与其相接的射流装置4。射流装置4，也可称为射流器4的出口端与冷凝器5的内腔的输入端相接。射流器4还有一个入口与工质贮罐1的上方出口相联。当常温高压液态工质或汽液态混合工质在高压的驱动下，通过射流装置时，它作为射流器4的动力源，将工质贮罐内贮有的在后面将要介绍的闪蒸过程中所产生的低温低压汽态工质从贮罐中导出。从贮罐中导出的汽态的和从换热装置排出的常温高压液态工质或汽液态混合工质经射流器4混合后，成为常温较高压力的汽液态混合工质进入冷凝器5的内腔的输入端。冷凝器5的内腔的输出端与节流装置，即节流阀6的输入端相连。冷却介质，例如冷却水从冷凝器5的外腔的输入端C输入，与内腔通过的常温较高压力的汽液态混合工质进行热交换，常温较高压力的汽液态混合工质放出热量，被冷凝成常温较高压力的液态工质；而冷却介质吸收热量，温度升高，从冷凝器5外腔的输出端导出。从冷凝器5中出来的常温较高压力的液态工质被导入节流阀6进行节流，在节流过程中，压力骤降，发生闪蒸，生成新的冷量。常温较高压力的液态工质被节流成为低温低压的液态工质，送入工质贮罐1。供下一个循环继续运行。图3为本专利技术的增压闪蒸制冷发电装置的第一实施例。在图中，标号1表示了一个液态工质贮罐。液态工质贮罐1的出口与液态工质输送泵2的入口端相接。输送泵2的出口端与换热器3-1，3-2内腔的入口端相接。低温液态工质经输送泵2被送入换热器3中。换热器3是一个双效换热器。从常温载冷剂入口C导入的常温载冷剂在换热器3-1中与内腔中的低温液态工质进行热交换。常温载冷剂放出热量，温度降低成为低温载冷剂，从换热器外腔的D端输出，供冷量用户使用。从高温热源载热体入口A导入的载热体在换热器3-2中与内腔中的低沸点工质进行热交换，放出热量，温度降低成为常温载热体，从换热器外腔的B端输出。内腔中的低沸点工质吸收载热体的热量，蒸发汽化，变成具有一定温度的高压汽态作功工质。高压汽态作功工质从蒸发器3-2中流出，经射流器4进入背压汽轮机7绝热膨胀，带动发电机8发电，对外输出电能，泛汽从汽轮机7的尾部排出，内能减少，温度降低，成为常温一定压力的饱和汽态工质，进入双效冷凝器5。冷凝器5的内腔的输入端与节流装置，即节流阀6的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增压闪蒸制冷方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：增压：利用泵增压的技术，对在常压下汽化点低于常温的低温低压液态工质进行增压处理，使液态工质具备一定压力，使其凭借该压力在制冷系统中循环运行；制冷：利用在常压下汽化点低于常温的 低温高压液态工质与常温载冷剂之间的能量转换，常温载冷剂放出热量，温度降低，成为低温载冷剂，供冷量用户使用；在此过程中低温高压液态工质吸收热量，温度升高，变成常温高压液态工质或汽液态混合工质；冷却：利用冷却介质冷却汽态工质，使其冷凝成为常 温较高压力液态工质；闪蒸：利用闪蒸技术，将具有较高压力的常温液态工质引入节流装置进行节流，在此过程中，压力骤降，发生闪蒸，产生冷量；供下一循环继续向冷量用户提供冷量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛强，
申请(专利权)人：毛强，张铁峰，毛元章，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]