專利名稱：一種二相流制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于空調(diào)制冷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種二相流制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，制冷循環(huán)技術(shù)主要采用卡諾逆循環(huán)，由制冷劑等溫蒸發(fā)、制冷劑蒸汽定熵壓縮、制冷劑等溫冷凝和制冷劑液體定熵膨脹四個(gè)循環(huán)過(guò)程構(gòu)成。相應(yīng)地，用于調(diào)控環(huán)境溫度的空調(diào)系統(tǒng)主要由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、噴射節(jié)流裝置和冷凝器四個(gè)部件組成，這種空調(diào)系統(tǒng)可以通過(guò)蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑與高溫空氣換熱后等溫蒸發(fā)，壓縮機(jī)壓縮制冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器中等溫冷凝，冷凝過(guò)程中制冷劑攜帶的熱量傳遞給低溫空氣，制冷劑在節(jié)流閥中膨脹完成定熵膨脹后回到蒸發(fā)器中重復(fù)上述循環(huán)。逆卡諾循環(huán)是理想的可逆制冷循環(huán)，它是由兩個(gè)定溫過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成。循環(huán)吋，高、低溫?zé)嵩春愣?，制冷エ質(zhì)在冷凝器和蒸發(fā)器中與熱源間無(wú)傳熱溫差，制冷エ質(zhì)流經(jīng)各個(gè)設(shè)備中不考慮任何損失，因此，逆卡諾循環(huán)是理想制冷循環(huán)，它的制冷系數(shù)是最高的，但工程上無(wú)法實(shí)現(xiàn)。目前的制冷循環(huán)的損失主要由三部分組成(I)壓縮過(guò)程非等熵造成的損失；(2)冷凝器和蒸發(fā)器的傳熱溫差損失；(3)節(jié)流閥的節(jié)流損失。這三種損失中傳熱溫差損失的減小一方面可増大換熱器的換熱系數(shù)，另ー方面可增大換熱面積，這種損失的減小是有限度的。節(jié)流損失使得制冷劑的有用能量白白的浪費(fèi)掉了，采用適當(dāng)?shù)拇胧梢詫?duì)這些能量進(jìn)行回收。還有就是現(xiàn)有的制冷在等熵壓縮過(guò)程中，壓縮機(jī)需要吸入干的低溫低壓飽和蒸汽進(jìn)行壓縮到高溫高壓下的狀態(tài)，需要消耗很多電能，并且高溫高壓飽和蒸汽不如高溫高壓下二相流狀態(tài)散熱效果好，二相流混合狀態(tài)壓縮過(guò)程接近等熵壓縮，因此尋找ー種二相流制冷循環(huán)系統(tǒng)，是最大限度的接近逆卡諾理想制冷循環(huán)的途徑。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，為解決制冷系統(tǒng)中存在的能耗大問(wèn)題，而提供ー種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)施容易、節(jié)能減排的二相流制冷系統(tǒng)，使節(jié)流損失浪費(fèi)掉的有用能量再利用，并且使壓縮機(jī)在絕熱壓縮過(guò)程中盡量接近等熵壓縮，使整個(gè)系統(tǒng)最大限度的接近逆卡諾理想制冷循環(huán)。本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案—種二相流制冷系統(tǒng)，包括冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、噴射節(jié)流裝置、儲(chǔ)液罐、二相分流器、導(dǎo)氣管、導(dǎo)液管和電路控制元件；所述冷凝器和蒸發(fā)器主要是實(shí)現(xiàn)能量輸運(yùn)的裝置；所述儲(chǔ)液罐位于蒸發(fā)器輸出端和壓縮機(jī)輸入端之間，有三個(gè)外接端ロ，分別是ー個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，其功能是實(shí)現(xiàn)循環(huán)工作介質(zhì)的氣液分離與儲(chǔ)存；所述二相分流器是由帶有回流孔的導(dǎo)氣管組成，其位于儲(chǔ)液罐的內(nèi)部，它的輸出端連接于儲(chǔ)液罐的輸出端一，輸入端ロ位于儲(chǔ)液罐內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的上部；所述回流孔位于儲(chǔ)液罐內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的下部；所述蒸發(fā)器輸出端連接于儲(chǔ)液罐的輸入端，其端ロ位于儲(chǔ)液罐內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的上部；所述壓縮機(jī)輸入端經(jīng)儲(chǔ)液罐的輸出端一連接于二相分流器；所述噴射節(jié)流裝置的工作流體入口端連接于冷凝器的輸出端，噴射節(jié)流裝置的引射流體入口端連接于儲(chǔ)液罐的輸出端ニ，且其端ロ位于儲(chǔ)液罐內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的下部，噴射節(jié)流裝置的出口端連接于蒸發(fā)器輸入端，噴射節(jié)流裝置的作用包括兩個(gè)方面，一方面使高溫高壓的制冷エ質(zhì)通過(guò)其節(jié)流成為低溫低壓的制冷エ質(zhì)從而取代了節(jié)流閥，另一方面使從蒸發(fā)器流出的制冷エ質(zhì)在儲(chǔ)液罐內(nèi)進(jìn)行氣液分離后的液態(tài)制冷劑經(jīng)噴射節(jié)流裝置引射送入蒸發(fā)器實(shí)現(xiàn)再循環(huán)；這樣蒸發(fā)器、儲(chǔ)液罐、二相分流器、壓縮機(jī)、冷凝器、噴射節(jié)流裝置通過(guò)相互之間的管道按照上列順序連接起來(lái)，組成了 ー個(gè)二相流制冷系統(tǒng)的回路。以上所述回流孔是ー個(gè)和二相分流器的輸入端成一定比例的孔，最終使壓縮機(jī)吸入一定比例的氣體流量和液體流量，進(jìn)行氣液二相壓縮，最后能夠壓縮成二相飽和蒸汽；所述回流孔以回液態(tài)制冷劑為主，并且也能夠回流部分壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油。以上所述壓縮機(jī)為氣液二相流壓縮機(jī)。以上所述儲(chǔ)液灌連接于蒸發(fā)器輸出端和壓縮機(jī)輸入端之間，包括三個(gè)外連接端ロ，為一外表面設(shè)有隔熱層的耐高壓密封容器，儲(chǔ)液罐的功能是實(shí)現(xiàn)循環(huán)工作介質(zhì)的氣液分離與儲(chǔ)存；儲(chǔ)液罐容積大小應(yīng)與蒸發(fā)器和冷凝器的容積相匹配；儲(chǔ)液罐實(shí)現(xiàn)氣液分離的方式可以選擇簡(jiǎn)單的重力沉降分離，也可以在儲(chǔ)液罐的制冷エ質(zhì)輸入端設(shè)置濾網(wǎng)或擋板，以實(shí)現(xiàn)絲網(wǎng)分離或折流分離。以上所述電路控制部分控制著整個(gè)裝置的電路邏輯運(yùn)算和設(shè)備運(yùn)行開(kāi)關(guān)，根據(jù)需要可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化啟停。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)引用噴射節(jié)流裝置取代節(jié)流閥的設(shè)計(jì)，使得從蒸發(fā)器流出的制冷エ質(zhì)在儲(chǔ)液罐內(nèi)進(jìn)行氣液分離與儲(chǔ)存，使氣態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)，部分液態(tài)制冷劑利用節(jié)流損失浪費(fèi)掉的有用能量經(jīng)噴射節(jié)流裝置引射送入蒸發(fā)器再循環(huán)利用，能夠達(dá)到制冷液的再循環(huán)利用，使蒸發(fā)器內(nèi)部最大限度的充滿液體進(jìn)行蒸發(fā)；通過(guò)二相分流器的増加和設(shè)計(jì)，使壓縮機(jī)吸入一定比例的氣體流量和液體流量，進(jìn)行氣液二相壓縮，能使壓縮機(jī)在絕熱壓縮過(guò)程中盡量接近等熵壓縮，使整個(gè)系統(tǒng)最大限度的接近逆卡諾理想制冷循環(huán)，提高制冷效率，并且此二相流制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)施容易和節(jié)能減排。

圖1為此系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:(I)冷凝器；(2)蒸發(fā)器；(3)儲(chǔ)液罐；(31)儲(chǔ)液罐的輸入端；(32)- (33)儲(chǔ)液罐的輸出端一、ニ；(4)噴射節(jié)流裝置；(41)噴射節(jié)流裝置的工作流體入口端；(42)噴射節(jié)流裝置的弓I射流體入ロ端；(43 )噴射節(jié)流裝置的出口端。(5 )壓縮機(jī)；(6 ) 二相分流器；(61)回流孔；(62) 二相分流器的輸入端。
具體實(shí)施方式
圖1所示ー種二相流制冷系統(tǒng)，包括冷凝器(I)、蒸發(fā)器(2)、儲(chǔ)液罐(3)、儲(chǔ)液罐的輸入端(31)、儲(chǔ)液罐的輸出端一、ニ(32)- (33)、噴射節(jié)流裝置(4)、噴射節(jié)流裝置的工作流體入口端(41)、噴射節(jié)流裝置的弓I射流體入ロ端(42 )、噴射節(jié)流裝置的出口端(43 )、壓縮機(jī)(5)、二相分流器(6)、回流孔(61)、二相分流器的輸入端(62)以及電路控制元件；所述冷凝器(I)和蒸發(fā)器(2 )這兩個(gè)主要是實(shí)現(xiàn)能量輸運(yùn)的裝置；所述儲(chǔ)液罐(3 )位于蒸發(fā)器(2 )輸出端和壓縮機(jī)(5)輸入端之間，有三個(gè)外接端ロ，分別是ー個(gè)輸入端(31)和兩個(gè)輸出端(32) - (33);所述二相分流器(6)是由帶有回流孔(61)的導(dǎo)氣管組成，其位于儲(chǔ)液罐(3)的內(nèi)部，它的輸出端連接于儲(chǔ)液罐(3)的輸出端一(32),輸入端ロ(62)位于儲(chǔ)液罐(3)內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的上部；所述回流孔(61)位于儲(chǔ)液罐(3)內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的下部；所述蒸發(fā)器(2)輸出端連接于儲(chǔ)液罐(3)的輸入端(31)，其端ロ位于儲(chǔ)液罐(3)內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的上部；所述壓縮機(jī)(5)輸入端經(jīng)儲(chǔ)液罐(3)的輸出端一(32)連接于二相分流器(6);所述噴射節(jié)流裝置(4)的工作流體入口端(41)連接于冷凝器(I)的輸出端，噴射節(jié)流裝置(4)的引射流體入口端(42)連接于儲(chǔ)液罐(3)的輸出端ニ(33)，且其端ロ位于儲(chǔ)液罐(3)內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的下部，噴射節(jié)流裝置(4 )的出口端(43 )連接于蒸發(fā)器(2 )輸入端，這樣蒸發(fā)器(2)、儲(chǔ)液罐(3)、二相分流器(6)、壓縮機(jī)(5)、冷凝器(I)、噴射節(jié)流裝置(4)通過(guò)相互之間的管道按照上列順序連接起來(lái)，組成了ー個(gè)二相流制冷系統(tǒng)的回路。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)工作時(shí)，如圖1所示的循環(huán)方向，壓縮機(jī)(5)從儲(chǔ)液灌(3)內(nèi)按照一定比例通過(guò)二相分流器的輸入端(62)抽取大量低壓氣態(tài)制冷エ質(zhì)和通過(guò)回流孔(61)抽取少量低壓液態(tài)制冷エ質(zhì)，壓縮成為高溫高壓的氣液飽和二相蒸汽，氣液飽和二相蒸汽被送入冷凝器(I)中，同時(shí)冷凝器風(fēng)扇吸入的室外空氣流經(jīng)冷凝器(1)，帶走制冷劑放出的熱量，使高壓制冷二相流體凝結(jié)為高壓液體，冷凝形成的高壓液體工作介質(zhì)經(jīng)噴射節(jié)流裝置的エ作流體入口端(41)進(jìn)入噴射節(jié)流裝置(4)，同時(shí)在儲(chǔ)液罐(3)內(nèi)分離出的液態(tài)中間介質(zhì)通過(guò)噴射節(jié)流裝置的弓I射流體入ロ端(42 )進(jìn)入噴射節(jié)流裝置(4 )，此時(shí)工作介質(zhì)流體和弓I射介質(zhì)流體進(jìn)到混合室中，進(jìn)行速度的均衡，經(jīng)噴射節(jié)流裝置的出口端(43)噴入蒸發(fā)器(2)，并在相應(yīng)的低壓下蒸發(fā)，吸取周圍的熱量，同時(shí)蒸發(fā)器風(fēng)扇使空氣不斷進(jìn)入蒸發(fā)器(2)的肋片間進(jìn)行熱交換，并將放熱后變冷的空氣送向室內(nèi)，蒸發(fā)形成的氣體和部分沒(méi)有蒸發(fā)的液體中間介質(zhì)在高速流動(dòng)中相互混合形成氣液二相流體，它們從蒸發(fā)器(2)輸出經(jīng)儲(chǔ)液罐的輸入端(31)流入儲(chǔ)液罐(3)中，氣液二相流中間工作介質(zhì)根據(jù)各自物理性質(zhì)在儲(chǔ)液罐(3)內(nèi)分離，如此循環(huán)往復(fù)，就完成了整個(gè)系統(tǒng)工作時(shí)的熱量傳遞過(guò)程。
權(quán)利要求1.ー種二相流制冷系統(tǒng)，包括冷凝器(I)、蒸發(fā)器(2)、壓縮機(jī)(5)、儲(chǔ)液罐(3)、導(dǎo)氣管、導(dǎo)液管和電路控制元件，其特征在于，還包括ー個(gè)二相分流器(6)和噴射節(jié)流裝置(4);所述冷凝器(I)和蒸發(fā)器(2)主要是實(shí)現(xiàn)能量輸運(yùn)的裝置；所述儲(chǔ)液罐(3)位于蒸發(fā)器(2)輸出端和壓縮機(jī)(5)輸入端之間，有三個(gè)外接端ロ，分別是ー個(gè)輸入端(31)和兩個(gè)輸出端(32 ；33)，其功能是實(shí)現(xiàn)循環(huán)工作介質(zhì)的氣液分離與儲(chǔ)存；所述二相分流器(6)是由帶有回流孔(61)的導(dǎo)氣管組成，其位于儲(chǔ)液罐(3)的內(nèi)部，它的輸出端連接于儲(chǔ)液罐(3)的輸出端一(32)，輸入端ロ(62)位于儲(chǔ)液罐(3)內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的上部；所述回流孔(61)位于儲(chǔ)液罐(3)內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的下部；所述蒸發(fā)器(2)輸出端連接于儲(chǔ)液罐(3)的輸入端(31)，其端ロ位于儲(chǔ)液罐(3)內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的上部；所述壓縮機(jī)(5)輸入端經(jīng)儲(chǔ)液罐(3)的輸出端一(32)連接于二相分流器(6);所述噴射節(jié)流裝置(4)的工作流體入口端(41)連接于冷凝器(I)的輸出端，噴射節(jié)流裝置(4)的引射流體入口端(42)連接于儲(chǔ)液罐(3)的輸出端ニ(33)，且其端ロ位于儲(chǔ)液罐(3)內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的下部，噴射節(jié)流裝置(4)的出口端(43)連接于蒸發(fā)器(2)輸入端，噴射節(jié)流裝置(4)的作用包括兩個(gè)方面，一方面使高溫高壓的制冷エ質(zhì)通過(guò)其節(jié)流成為低溫低壓的制冷エ質(zhì)從而取代了節(jié)流閥，另一方面使從蒸發(fā)器(2)流出的制冷エ質(zhì)在儲(chǔ)液罐(3)內(nèi)進(jìn)行氣液分離后的液態(tài)制冷劑經(jīng)噴射節(jié)流裝置(4)引射送入蒸發(fā)器(2)實(shí)現(xiàn)再循環(huán)；這樣蒸發(fā)器(2)、儲(chǔ)液罐(3)、二相分流器(6)、壓縮機(jī)(5)、冷凝器(I)、噴射節(jié)流裝置(4)通過(guò)相互之間的管道按照上列順序連接起來(lái)，組成了ー個(gè)ニ相流制冷系統(tǒng)的回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種二相流制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述回流孔(61)是ー個(gè)和二相分流器的輸入端(62)成一定比例的孔，最終使壓縮機(jī)(5)吸入一定比例的氣體流量和液體流量，進(jìn)行氣液二相壓縮，最后能夠壓縮成二相飽和蒸汽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種二相流制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機(jī)(5)為氣液ニ相流壓縮機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種二相流制冷系統(tǒng)，主要由冷凝器、蒸發(fā)器、儲(chǔ)液罐、噴射節(jié)流裝置、壓縮機(jī)、二相分流器和電路控制元件構(gòu)成；所述儲(chǔ)液罐位于蒸發(fā)器輸出端和壓縮機(jī)輸入端之間；所述二相分流器是由帶有回流孔的導(dǎo)氣管組成，其位于儲(chǔ)液罐的內(nèi)部，它的輸出端連接于儲(chǔ)液罐的輸出端一，輸入端位于儲(chǔ)液罐內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的上部；所述回流孔位于儲(chǔ)液罐內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的下部；所述噴射節(jié)流裝置的工作流體入口端連接于冷凝器的輸出端，噴射節(jié)流裝置的引射流體入口端連接于儲(chǔ)液罐，其出口端連接于蒸發(fā)器輸入端；這樣，此系統(tǒng)通過(guò)增加二相分流器，使壓縮機(jī)吸入一定比例的氣體流量和液體流量，進(jìn)行氣液二相壓縮，使整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)接近卡諾逆循環(huán)，提高制冷效率。
文檔編號(hào)F24F1/00GK202915475SQ20122057189
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者祝長(zhǎng)宇, 丁式平 申請(qǐng)人:北京德能恒信科技有限公司