專利名稱：一種二相流制冷系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于空調制冷技術領域，具體涉及ー種二相流制冷系統。
背景技術：
目前，制冷循環技術主要采用卡諾逆循環，由制冷劑等溫蒸發、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循環過程構成。相應地，用于調控環境溫度的空調系統主要由蒸發器、壓縮機、噴射節流裝置和冷凝器四個部件組成，這種空調系統可以通過蒸發器內的制冷劑與高溫空氣換熱后等溫蒸發，壓縮機壓縮制冷劑蒸汽進入冷凝器中等溫冷凝，冷凝過程中制冷劑攜帶的熱量傳遞給低溫空氣，制冷劑在節流閥中膨脹完成定熵膨脹后回到蒸發器中重復上述循環。逆卡諾循環是理想的可逆制冷循環，它是由兩個定溫過程和兩個絕熱過程組成。循環吋，高、低溫熱源恒定，制冷エ質在冷凝器和蒸發器中與熱源間無傳熱溫差，制冷エ質流經各個設備中不考慮任何損失，因此，逆卡諾循環是理想制冷循環，它的制冷系數是最高的，但工程上無法實現。目前的制冷循環的損失主要由三部分組成(I)壓縮過程非等熵造成的損失；(2)冷凝器和蒸發器的傳熱溫差損失；(3)節流閥的節流損失。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，另ー方面可增大換熱面積，這種損失的減小是有限度的。節流損失使得制冷劑的有用能量白白的浪費掉了，采用適當的措施，可以對這些能量進行回收。還有就是現有的制冷在等熵壓縮過程中，壓縮機需要吸入干的低溫低壓飽和蒸汽進行壓縮到高溫高壓下的狀態，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散熱效果好，二相流混合狀態壓縮過程接近等熵壓縮，因此尋找ー種二相流制冷循環系統，是最大限度的接近逆卡諾理想制冷循環的途徑。
發明內容本實用新型的目的在于克服現有技術存在的缺點，為解決制冷系統中存在的能耗大問題，而提供ー種結構簡單、實施容易、節能減排的二相流制冷系統，使節流損失浪費掉的有用能量再利用，并且使壓縮機在絕熱壓縮過程中盡量接近等熵壓縮，使整個系統最大限度的接近逆卡諾理想制冷循環。本實用新型解決技術問題采用如下技術方案—種二相流制冷系統，包括冷凝器、蒸發器、壓縮機、噴射節流裝置、儲液罐、二相分流器、導氣管、導液管和電路控制元件；所述冷凝器和蒸發器主要是實現能量輸運的裝置；所述儲液罐位于蒸發器輸出端和壓縮機輸入端之間，有三個外接端ロ，分別是ー個輸入端和兩個輸出端，其功能是實現循環工作介質的氣液分離與儲存；所述二相分流器是由帶有回流孔的導氣管組成，其位于儲液罐的內部，它的輸出端連接于儲液罐的輸出端一，輸入端ロ位于儲液罐內液態制冷劑液面的上部；所述回流孔位于儲液罐內液態制冷劑液面的下部；所述蒸發器輸出端連接于儲液罐的輸入端，其端ロ位于儲液罐內液態制冷劑液面的上部；所述壓縮機輸入端經儲液罐的輸出端一連接于二相分流器；所述噴射節流裝置的工作流體入口端連接于冷凝器的輸出端，噴射節流裝置的引射流體入口端連接于儲液罐的輸出端ニ，且其端ロ位于儲液罐內液態制冷劑液面的下部，噴射節流裝置的出口端連接于蒸發器輸入端，噴射節流裝置的作用包括兩個方面，一方面使高溫高壓的制冷エ質通過其節流成為低溫低壓的制冷エ質從而取代了節流閥，另一方面使從蒸發器流出的制冷エ質在儲液罐內進行氣液分離后的液態制冷劑經噴射節流裝置引射送入蒸發器實現再循環；這樣蒸發器、儲液罐、二相分流器、壓縮機、冷凝器、噴射節流裝置通過相互之間的管道按照上列順序連接起來，組成了 ー個二相流制冷系統的回路。以上所述回流孔是ー個和二相分流器的輸入端成一定比例的孔，最終使壓縮機吸入一定比例的氣體流量和液體流量，進行氣液二相壓縮，最后能夠壓縮成二相飽和蒸汽；所述回流孔以回液態制冷劑為主，并且也能夠回流部分壓縮機的潤滑油。以上所述壓縮機為氣液二相流壓縮機。以上所述儲液灌連接于蒸發器輸出端和壓縮機輸入端之間，包括三個外連接端ロ，為一外表面設有隔熱層的耐高壓密封容器，儲液罐的功能是實現循環工作介質的氣液分離與儲存；儲液罐容積大小應與蒸發器和冷凝器的容積相匹配；儲液罐實現氣液分離的方式可以選擇簡單的重力沉降分離，也可以在儲液罐的制冷エ質輸入端設置濾網或擋板，以實現絲網分離或折流分離。以上所述電路控制部分控制著整個裝置的電路邏輯運算和設備運行開關，根據需要可以實現自動化啟停。本實用新型與現有技術相比，通過引用噴射節流裝置取代節流閥的設計，使得從蒸發器流出的制冷エ質在儲液罐內進行氣液分離與儲存，使氣態制冷劑進入壓縮機，部分液態制冷劑利用節流損失浪費掉的有用能量經噴射節流裝置引射送入蒸發器再循環利用，能夠達到制冷液的再循環利用，使蒸發器內部最大限度的充滿液體進行蒸發；通過二相分流器的増加和設計，使壓縮機吸入一定比例的氣體流量和液體流量，進行氣液二相壓縮，能使壓縮機在絕熱壓縮過程中盡量接近等熵壓縮，使整個系統最大限度的接近逆卡諾理想制冷循環，提高制冷效率，并且此二相流制冷系統的結構簡單、實施容易和節能減排。
圖1為此系統的結構示意圖。圖中:(I)冷凝器；(2)蒸發器；(3)儲液罐；(31)儲液罐的輸入端；(32)- (33)儲液罐的輸出端一、ニ；(4)噴射節流裝置；(41)噴射節流裝置的工作流體入口端；(42)噴射節流裝置的弓I射流體入ロ端；(43 )噴射節流裝置的出口端。(5 )壓縮機；(6 ) 二相分流器；(61)回流孔；(62) 二相分流器的輸入端。
具體實施方式
圖1所示ー種二相流制冷系統，包括冷凝器(I)、蒸發器(2)、儲液罐(3)、儲液罐的輸入端(31)、儲液罐的輸出端一、ニ(32)- (33)、噴射節流裝置(4)、噴射節流裝置的工作流體入口端(41)、噴射節流裝置的弓I射流體入ロ端(42 )、噴射節流裝置的出口端(43 )、壓縮機(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)和蒸發器(2 )這兩個主要是實現能量輸運的裝置；所述儲液罐(3 )位于蒸發器(2 )輸出端和壓縮機(5)輸入端之間，有三個外接端ロ，分別是ー個輸入端(31)和兩個輸出端(32) - (33);所述二相分流器(6)是由帶有回流孔(61)的導氣管組成，其位于儲液罐(3)的內部，它的輸出端連接于儲液罐(3)的輸出端一(32),輸入端ロ(62)位于儲液罐(3)內液態制冷劑液面的上部；所述回流孔(61)位于儲液罐(3)內液態制冷劑液面的下部；所述蒸發器(2)輸出端連接于儲液罐(3)的輸入端(31)，其端ロ位于儲液罐(3)內液態制冷劑液面的上部；所述壓縮機(5)輸入端經儲液罐(3)的輸出端一(32)連接于二相分流器(6);所述噴射節流裝置(4)的工作流體入口端(41)連接于冷凝器(I)的輸出端，噴射節流裝置(4)的引射流體入口端(42)連接于儲液罐(3)的輸出端ニ(33)，且其端ロ位于儲液罐(3)內液態制冷劑液面的下部，噴射節流裝置(4 )的出口端(43 )連接于蒸發器(2 )輸入端，這樣蒸發器(2)、儲液罐(3)、二相分流器(6)、壓縮機(5)、冷凝器(I)、噴射節流裝置(4)通過相互之間的管道按照上列順序連接起來，組成了ー個二相流制冷系統的回路。當整個系統工作時，如圖1所示的循環方向，壓縮機(5)從儲液灌(3)內按照一定比例通過二相分流器的輸入端(62)抽取大量低壓氣態制冷エ質和通過回流孔(61)抽取少量低壓液態制冷エ質，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，同時冷凝器風扇吸入的室外空氣流經冷凝器(1)，帶走制冷劑放出的熱量，使高壓制冷二相流體凝結為高壓液體，冷凝形成的高壓液體工作介質經噴射節流裝置的エ作流體入口端(41)進入噴射節流裝置(4)，同時在儲液罐(3)內分離出的液態中間介質通過噴射節流裝置的弓I射流體入ロ端(42 )進入噴射節流裝置(4 )，此時工作介質流體和弓I射介質流體進到混合室中，進行速度的均衡，經噴射節流裝置的出口端(43)噴入蒸發器(2)，并在相應的低壓下蒸發，吸取周圍的熱量，同時蒸發器風扇使空氣不斷進入蒸發器(2)的肋片間進行熱交換，并將放熱后變冷的空氣送向室內，蒸發形成的氣體和部分沒有蒸發的液體中間介質在高速流動中相互混合形成氣液二相流體，它們從蒸發器(2)輸出經儲液罐的輸入端(31)流入儲液罐(3)中，氣液二相流中間工作介質根據各自物理性質在儲液罐(3)內分離，如此循環往復，就完成了整個系統工作時的熱量傳遞過程。
權利要求1.ー種二相流制冷系統，包括冷凝器(I)、蒸發器(2)、壓縮機(5)、儲液罐(3)、導氣管、導液管和電路控制元件，其特征在于，還包括ー個二相分流器(6)和噴射節流裝置(4);所述冷凝器(I)和蒸發器(2)主要是實現能量輸運的裝置；所述儲液罐(3)位于蒸發器(2)輸出端和壓縮機(5)輸入端之間，有三個外接端ロ，分別是ー個輸入端(31)和兩個輸出端(32 ；33)，其功能是實現循環工作介質的氣液分離與儲存；所述二相分流器(6)是由帶有回流孔(61)的導氣管組成，其位于儲液罐(3)的內部，它的輸出端連接于儲液罐(3)的輸出端一(32)，輸入端ロ(62)位于儲液罐(3)內液態制冷劑液面的上部；所述回流孔(61)位于儲液罐(3)內液態制冷劑液面的下部；所述蒸發器(2)輸出端連接于儲液罐(3)的輸入端(31)，其端ロ位于儲液罐(3)內液態制冷劑液面的上部；所述壓縮機(5)輸入端經儲液罐(3)的輸出端一(32)連接于二相分流器(6);所述噴射節流裝置(4)的工作流體入口端(41)連接于冷凝器(I)的輸出端，噴射節流裝置(4)的引射流體入口端(42)連接于儲液罐(3)的輸出端ニ(33)，且其端ロ位于儲液罐(3)內液態制冷劑液面的下部，噴射節流裝置(4)的出口端(43)連接于蒸發器(2)輸入端，噴射節流裝置(4)的作用包括兩個方面，一方面使高溫高壓的制冷エ質通過其節流成為低溫低壓的制冷エ質從而取代了節流閥，另一方面使從蒸發器(2)流出的制冷エ質在儲液罐(3)內進行氣液分離后的液態制冷劑經噴射節流裝置(4)引射送入蒸發器(2)實現再循環；這樣蒸發器(2)、儲液罐(3)、二相分流器(6)、壓縮機(5)、冷凝器(I)、噴射節流裝置(4)通過相互之間的管道按照上列順序連接起來，組成了ー個ニ相流制冷系統的回路。
2.根據權利要求1所述的ー種二相流制冷系統，其特征在于，所述回流孔(61)是ー個和二相分流器的輸入端(62)成一定比例的孔，最終使壓縮機(5)吸入一定比例的氣體流量和液體流量，進行氣液二相壓縮，最后能夠壓縮成二相飽和蒸汽。
3.根據權利要求1所述的ー種二相流制冷系統，其特征在于，所述壓縮機(5)為氣液ニ相流壓縮機。
專利摘要本實用新型公開了一種二相流制冷系統，主要由冷凝器、蒸發器、儲液罐、噴射節流裝置、壓縮機、二相分流器和電路控制元件構成；所述儲液罐位于蒸發器輸出端和壓縮機輸入端之間；所述二相分流器是由帶有回流孔的導氣管組成，其位于儲液罐的內部，它的輸出端連接于儲液罐的輸出端一，輸入端位于儲液罐內液態制冷劑液面的上部；所述回流孔位于儲液罐內液態制冷劑液面的下部；所述噴射節流裝置的工作流體入口端連接于冷凝器的輸出端，噴射節流裝置的引射流體入口端連接于儲液罐，其出口端連接于蒸發器輸入端；這樣，此系統通過增加二相分流器，使壓縮機吸入一定比例的氣體流量和液體流量，進行氣液二相壓縮，使整個系統的循環接近卡諾逆循環，提高制冷效率。
文檔編號F24F1/00GK202915475SQ20122057189
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者祝長宇, 丁式平 申請人:北京德能恒信科技有限公司