專利名稱：跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)泄壓機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷系統(tǒng)泄壓機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)泄壓機(jī)構(gòu)，用于防止跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)中出現(xiàn)過高壓力，屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域。
在跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)中高壓側(cè)壓力可達(dá)70-150bar，是常用亞臨界制冷裝置的7-10倍，安全保障的重要性更為突出。尤其在系統(tǒng)中高低壓流道發(fā)生堵塞的情況下，系統(tǒng)的高壓側(cè)壓力將急劇升高，危險較大。
已有的用于防止亞臨界循環(huán)制冷系統(tǒng)壓力過高的泄壓技術(shù)是，將一個安全閥與制冷系統(tǒng)高壓側(cè)相連，安全閥的出口為環(huán)境，一旦制冷系統(tǒng)中壓力過高，該閥打開，一部分制冷劑排向環(huán)境，從而減少了制冷系統(tǒng)中的制冷劑，使制冷系統(tǒng)中的壓力降低，而當(dāng)壓力低于一定值時，該閥將自動關(guān)閉，當(dāng)系統(tǒng)中的壓力再次高于設(shè)定值時，該閥再次打開。
由于跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)的特性與常見的亞臨界壓縮式制冷系統(tǒng)有較大的不同，使得上述采用安全閥的泄壓技術(shù)不能完全照搬，原因如下1)二氧化碳是一種可以讓人窒息的氣體，密度大于空氣，易于沉積在下部，為了使其易于擴(kuò)散，必須設(shè)立出口向上的排氣管；2)高壓二氧化碳在流經(jīng)安全閥及排氣管過程中會形成固態(tài)物干冰，這可能導(dǎo)致在閥后及排氣通道中產(chǎn)生堵塞；3)因排氣節(jié)流造成閥體的低溫度，可能造成在安全閥關(guān)閉時，大氣中的水分沿開口向上的排氣管凝結(jié)回流入排氣管，并可能在安全閥后結(jié)冰而使系統(tǒng)再次超壓時安全閥不能動作。
專門針對跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)的泄壓機(jī)構(gòu)，目前尚未有人開發(fā)出來。
本發(fā)明提出的跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)泄壓機(jī)構(gòu)由安全閥、第一橫管、彎管、第二橫管、豎管組成。安全閥進(jìn)口與跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)中氣體冷卻器出口相通，安全閥出口與第一橫管進(jìn)口相連，第一橫管出口與彎管進(jìn)口相連，彎管出口與第二橫管進(jìn)口相連，第二橫管出口與豎管進(jìn)口相連，豎管出口通環(huán)境。第一橫管和第二橫管均與氣體冷卻器與膨脹閥的連接管通過管壁相接觸，彎管彎曲部分向下，豎管出口向上。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于可以在系統(tǒng)中壓力過高時，快速地排出制冷劑，降低系統(tǒng)中的壓力，并具有防止干冰堵塞，以及閥體被冰凍住的功能。
圖中，1為安全閥，2為第一橫管，3為彎管，4為第二橫管，5為豎管，6為氣體冷卻器與膨脹閥連接管，7為膨脹閥，8為蒸發(fā)器，9為壓縮機(jī)，10為氣體冷卻器。
如

圖1所示，本發(fā)明的跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)泄壓機(jī)構(gòu)包括安全閥1、第一橫管2、彎管3、第二橫管4、豎管5，其中第一橫管2、彎管3、第二橫管4、豎管5組成排氣管。安全閥1進(jìn)口與跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)中氣體冷卻器10的出口相通，安全閥1出口與第一橫管2進(jìn)口相連，第一橫管2出口與彎管3進(jìn)口相連，彎管3出口與第二橫管4進(jìn)口相連，第二橫管4出口與豎管5進(jìn)口相連，豎管5出口通環(huán)境。第一橫管2和第二橫管4的管壁均與連接管6的管外壁相接觸，彎管3彎曲部分向下，豎管5出口向上。
當(dāng)制冷系統(tǒng)中壓力過高時，安全閥打開，制冷劑通過安全閥1、第一橫管2、彎管3、第二橫管4、豎管5而排向環(huán)境。產(chǎn)生的干冰較易在彎管的下部積聚，而一旦彎管下部流通面積減小到一定程度時，在彎管兩端將產(chǎn)生很大的壓差，從而將積聚在彎管下端的干冰一次性沖出。采用這種方式，可以避免各個管段中分別積存干冰，而使得排氣不暢。當(dāng)系統(tǒng)中的壓力低于一定值時，安全閥關(guān)閉。由于在排氣過程中節(jié)流產(chǎn)生的降溫，使得安全閥1、第一橫管2、彎管3、第二橫管4、豎管5這幾個部分的溫度在一定時間內(nèi)較低，安全閥關(guān)閥時，環(huán)境中的空氣可能會進(jìn)入管內(nèi)，有些水分將析出甚至結(jié)冰，如果這些水分到達(dá)閥體，在閥體后部結(jié)冰，將影響閥的再次開啟。本發(fā)明的設(shè)計中，將第一橫管2和第二橫管4與連接管6通過管外壁相接觸，使得氣體冷卻器出口的制冷劑的熱量能夠用以加熱這二個管段。由于該加熱作用，環(huán)境的空氣不易進(jìn)入排氣管內(nèi)，即使有少量的空氣進(jìn)來，也不易析出水分，即使析出水分，這些水分順著豎管5倒流回排氣管時，由于有彎管3的設(shè)置，這些水分會在彎管3的底部積聚，而不至于到達(dá)閥體，這樣就可以避免出現(xiàn)閥后結(jié)冰而將閥凍住，而且由于來自連接管6的加熱作用，這些水分將會蒸發(fā)掉。因此當(dāng)需要再次開啟安全閥時，閥體可以正常工作。
閥體1的結(jié)構(gòu)與普通安全閥相似，只是其設(shè)計承壓需要達(dá)到200bar，第一橫管、彎管、第二橫管、豎管均采用銅管。
權(quán)利要求
1.跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)泄壓機(jī)構(gòu)，由安全閥(1)、第一橫管(2)、彎管(3)、第二橫管(4)、豎管(5)組成，其特征在于安全閥(1)進(jìn)口與跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)中氣體冷卻器(10)出口相通，安全閥(1)出口與第一橫管(2)進(jìn)口相連，第一橫管(2)出口與彎管(3)進(jìn)口相連，彎管(3)出口與第二橫管(4)進(jìn)口相連，第二橫管(4)出口與豎管(5)進(jìn)口相連，豎管(5)出口通環(huán)境。
2.如權(quán)利要求1所說的跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)泄壓機(jī)構(gòu)，其特征還在于第一橫管(2)和第二橫管(4)均與氣體冷卻器與膨脹閥的連接管(6)通過管外壁相接觸，彎管(3)彎曲部分向下，豎管(5)出口向上。
全文摘要
跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)泄壓機(jī)構(gòu)，由安全閥、第一橫管、彎管、第二橫管、豎管組成。安全閥進(jìn)口與跨臨界二氧化碳制冷系統(tǒng)中氣體冷卻器出口相通。當(dāng)制冷系統(tǒng)中壓力過高時，安全閥打開，制冷劑通過安全閥、第一橫管、彎管、第二橫管、豎管而排向環(huán)境。當(dāng)制冷系統(tǒng)中壓力低于一定值時，安全閥將自動關(guān)閉。本裝置可以在系統(tǒng)壓力過高時，快速地排出制冷劑，降低系統(tǒng)中的壓力。本機(jī)構(gòu)具有防止干冰堵塞和閥體被冰凍住的功能。
文檔編號F25B41/04GK1472485SQ03117078
公開日2004年2月4日 申請日期2003年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月22日
發(fā)明者丁國良, 張春路 申請人:上海交通大學(xué)