水和空气混合压缩式制冷系统技术方案

本实用新型专利技术公开了水和空气混合压缩式制冷系统，由压缩机、分离器、气换热器、补水阀、喷淋换热器、喷淋泵、液体马达、水换热器、膨胀机、电机等组成，工质为水和空气，压缩机与膨胀机、电机共轴联接，其进口与喷淋换热器、液体马达连接，其出口与分离器连接，分离器中空气经过气换热器和膨胀机后进入喷淋换热器、水经过水换热器后分别接到液体马达和喷淋换热器的补水阀上，喷淋泵循环水在喷淋换热器中喷淋。水和空气混合压缩更接近等温过程，显著降低其压缩功和排气温度，水和空气同为工质，利用膨胀机等元件回收工作流体的压力能，使系统的能效水平进一步提高。水平进一步提高。水平进一步提高。

【技术实现步骤摘要】
水和空气混合压缩式制冷系统


[0001]本技术主要涉及制冷空调设备的
，特别是一种水和空气混合压缩式制冷系统，属于制冷


技术介绍

[0002]水和空气是最环保、最安全、最健康和最经济的自然工质，理应在低温室效应化的新一轮制冷工质替代中发挥重要作用，但是由于其物性限制，目前它们仅在一些特殊场合得以应用。例如，空气在压缩式制冷循环中为单相换热，其单位制冷量和能效比较低，目前应用场合仅限于飞机空调、空气分离及低温试验等装置中；水沸点较高，在压缩式制冷循环中工作压力远低于大气压力，且压力比很大致使排气温度高且能效比偏低，目前仅在集中空调等领域进行少量的研发及示范应用。
[0003]为解决上述空气压缩式制冷循环和水压缩式制冷循环存在的问题，设计出本技术的技术方案。

技术实现思路

[0004]本技术的目的，是针对上述现有技术中存在的问题，设计出水和空气混合压缩、分别制冷的系统流程，提供一种水和空气优势互补且构造简单、性能显著改善的水和空气混合压缩式制冷系统，既发挥了水和空气制冷的优势，又解决了空气单独制冷时能效比低、水单独制冷时压力比和排温高的问题。在压缩机中空气和水混合后一起压缩，工作压力和压力比均接近空气单独制冷时的水平，而水参与压缩后改善了压缩过程的冷却效果，且水在混合气体中的分压力又接近水压缩式制冷时的水平，因此，混合压缩后既避免了二者单独压缩时的缺点，又使压缩过程得以改善且易于实现；另一方面，混合压缩后，水和空气混合物经冷却散热又分离开来，分别完成了各自的制冷过程，其制冷效果均得以保证。
[0005]为了实现上述的技术目的，本技术的技术方案以下方式实现：一种水和空气混合压缩式制冷系统，该制冷系统由压缩机1、分离器2、气换热器3、补水阀4、喷淋换热器5、喷淋泵6、液体马达7、水换热器8、膨胀机9、电机10等组成，喷淋换热器5内有位于上部的喷淋管51、中部的载冷流体换热盘管52和下部的水池53等，压缩机1与膨胀机9、电机10共轴联接，压缩机1的流体进口与喷淋换热器5上部出口、液体马达7出口连接，压缩机1流体出口接到分离器2上；分离器2上部出口经过气换热器3接到膨胀机9进口，膨胀机9出口接入喷淋换热器5，分离器2下部出口经过水换热器8后分别接到液体马达7进口和补水阀4进口，补水阀4出口接入喷淋换热器5；喷淋泵6进口与喷淋换热器5的水池53连通，喷淋泵6出口接入喷淋换热器5的喷淋管51。
[0006]一种水和空气混合压缩式制冷系统，该制冷系统的工质为水和空气，空气可以用氮气、氩气、氦气、二氧化碳、氧气、氢气等气体替换，水可以用乙醇、醋酸、乙醚等液体替换。
[0007]一种水和空气混合压缩式制冷系统，该制冷系统的压缩机1可以是液环式，也可是旋涡式、涡旋式、涡轮式、螺杆式、滑片式，还可以是罗茨式或其它型式适合气液混输的压缩
机。
[0008]一种水和空气混合压缩式制冷系统，该制冷系统的水和空气可以被压缩机1分开分别吸入、排出，也可以混合在一起被压缩机1吸入、排出。
[0009]一种水和空气混合压缩式制冷系统，该制冷系统的空气回路可以做成开放式，即膨胀机9出口接入用冷空间，喷淋换热器5通过膨胀或节流元件12直接从环境吸入空气。
[0010]一种水和空气混合压缩式制冷系统，该制冷系统的喷淋水回路可以做成开放式，即喷淋换热器5的载冷流体换热盘管52用填料54替换，水池53中水由冷水泵直接送入用冷换热器15，从换热器回来的水接入喷淋管51，补水阀4直接接到自来水路。
[0011]一种水和空气混合压缩式制冷系统，该制冷系统的气换热器3和水换热器8可以合并为水气换热器11，并移至压缩机1和分离器2之间。
[0012]一种水和空气混合压缩式制冷系统，该制冷系统的压缩机1和液体马达7分别用两相喷射器17和升压泵16替换，这时升压泵16出口、喷淋换热器5上部出口分别与两相喷射器17的引射流体口与工作流体口连接，两相喷射器17出口接到分离器2上。
[0013]一种水和空气混合压缩式制冷系统，该制冷系统的喷淋换热器5喷淋管51可以直接接到分离器2出水管，这时喷淋换热器5水池53通过输送泵18接到分离器2上。
[0014]一种水和空气混合压缩式制冷系统，该制冷系统的液体马达和/或膨胀机可以用节流元件或其它流体动力元件替换。
[0015]对于上述的水和空气混合压缩式制冷系统，采用水和空气同时作为工质，完全符合环保、安全、经济、健康等多面的要求，有利于其推广应用。在压缩机中空气和水混合后一起压缩，其工作压力和压力比均接近空气单独制冷时的水平，而水参与压缩后改善了压缩过程的冷却效果，使压缩过程更靠近等温过程，显著降低其压缩功和排气温度；而水在混合压缩过程中的分压力又接近水压缩式制冷时的水平，而又避免其单独制冷时处于负压工作区的压缩过程难以实现、成本高等问题；另一方面，水和空气混合压缩后，其混合物经冷却散热后又分离开来，并分别完成了各自的制冷过程，其制冷效果均得以保证，有效地改善了其制冷性能。同时利用膨胀机和液体马达等元件回收工作流体的压力能，又使系统的能效水平进一步提高。
附图说明
[0016]下面结合附图及具体的实施方式对本技术作进一步说明。
[0017]图1是本技术实施例一的系统图。
[0018]图2是本技术实施例二的系统图。
[0019]图3是本技术实施例三的系统图。
[0020]图4是本技术实施例四的系统图。
[0021]图5是本技术实施例五的系统图。
[0022]图6是本技术实施例六的系统图。
[0023]图7是本技术实施例七的系统图。
[0024]图中：1—压缩机，2—分离器，3—气换热器，4—补水阀，5—喷淋换热器，6—喷淋泵，7—液体马达，8—水换热器，9—膨胀机，10—电机，11—水气换热器，12—膨胀元件，13—节流元件，14—冷水泵，15—用冷换热器，16—升压泵，17—两相喷射器，18—输送泵，
19—换热器A，20—换热器B，51—喷淋管，52—换热盘管52，53—水池，54—填料，55—下喷淋管。
具体实施方式
[0025]以下结合附图和实施例对本技术进行详细说明。
[0026]实施例一
[0027]参考图1，该实施例是压缩机与膨胀机共轴、水和空气封闭循环的水和空气混合压缩式制冷系统。
[0028]该制冷系统由压缩机1、分离器2、气换热器3、补水阀4、喷淋换热器5、喷淋泵6、液体马达7、水换热器8、膨胀机9、电机10等组成，喷淋换热器5壳体内上部有喷淋管51、中部有载冷流体换热盘管52、下部有水池53等，工质为水和空气，压缩机1为液环式。压缩机1与膨胀机9、电机10共轴联接，压缩机1流体进口与喷淋换热器5上部出口、液体马达7出口连接，压缩机1流体出口接到分离器2上；分离器2上部出口经过气换热器3接到膨胀机9进口，膨胀机9出口接入喷淋换热器5，分离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水和空气混合压缩式制冷系统，其特征在于：由压缩机(1)、分离器(2)、气换热器(3)、补水阀(4)、喷淋换热器(5)、喷淋泵(6)、液体马达(7)、水换热器(8)、膨胀机(9)、电机(10)组成；所述喷淋换热器(5)内有位于上部的喷淋管(51)、中部的载冷流体换热盘管(52)和下部的水池(53)，压缩机(1)与膨胀机(9)、电机(10)共轴联接，压缩机(1)的流体进口与喷淋换热器(5)上部出口、液体马达(7)出口连接，压缩机(1)流体出口接到分离器(2)上；分离器(2)上部出口经过气换热器(3)接到膨胀机(9)进口，膨胀机(9)出口接入喷淋换热器(5)，分离器(2)下部出口经过水换热器(8)后分别接到液体马达(7)进口和补水阀(4)进口，补水阀(4)出口接入喷淋换热器(5)；喷淋泵(6)进口与喷淋换热器(5)的水池(53)连通，喷淋泵(6)出口接入喷淋换热器(5)的喷淋管(51)；水和空气被压缩机分开分别吸入、排出，或者混合在一起被压缩机(1)吸入、排出。2.根据权利要求1所述的水和空气混合压缩式制冷系统，其特征在于：压缩机(1)是液环式，或者是旋涡式、涡旋式、涡轮式、螺杆式、滑片式，或者是是罗茨式压缩机。3.根据权利要求1所述的水和空...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国远，荣维来，许树学，李富平，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：