[實用新型]一種帶渦流管的自復疊系統

有效

• 申請號: 201120199850.0
• 申請日: 2011-06-14
• 公開（公告）號: CN202133173U
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 陳光明;吳孔祥;王勤;王征;李濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F25B9/04
• 分類號: F25B9/04;F25B39/04
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本實用新型屬于低溫制冷技術，尤其涉及一種帶渦流管的自復疊系統。

背景技術

經典復疊制冷循環，隨著復疊級數的增加，系統結構變復雜，效率下降，經濟性變差。自行復疊制冷循環，又稱為自復疊制冷循環或自動復疊制冷循環或內復疊制冷循環，可以根據所要達到的制冷溫度，選擇兩種或兩種以上組分的混合工質，在循環中布置一個或多個氣液分離器對混合工質進行分凝分離，或采用精餾裝置進行分離。

圖1所示為傳統自復疊制冷系統中的一種系統。圖中低壓混合制冷劑蒸汽經過壓縮機1壓縮成高溫高壓的混合制冷劑，然后流到第一冷凝器2中，進行冷卻冷凝，再進入氣液分離器3中進行氣液分離，氣液分離出來的以高沸點工質為主的飽和高壓液體經過第一節流閥9節流到系統低壓。氣液分離出來的以低沸點工質為主的飽和氣體混合物進入冷凝蒸發器10放熱，再依次通過回熱器6、第二節流閥7節流至系統低壓，進入第一蒸發器8進行蒸發吸熱，產生制冷。吸熱過程結束后的低沸點為主的工質從第一蒸發器8流出進入回熱器6，用于回收其剩余的冷量。然后再與前述的通過第一節流閥9節流的低壓高沸點為主的工質匯合進入冷凝蒸發器10吸熱，最后被壓縮機1吸入完成整個循環流程。

上面所述的自復疊系統類型在制取低溫時，系統的性能系數(COP)通常很低，即要在低溫下獲得大的制冷量就必須輸入非常多的機械功，同時為了達到更低的制冷溫度，如在氣體液化循環中，通常需要多級的分離過程，增加了系統的復雜度。

目前對自復疊制冷循環效果改進的方法通常是選用不同的制冷工質、優化工質組成及配比、提高高低沸點組分氣液分離效果等，例如中國專利公開號CN200710164848.8，“精餾型混合工質自復疊氣體液化系統”公開了一種帶有精餾裝置的氣體液化系統，其具有依次連接的壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、精餾裝置、第一換熱器、第二換熱器、第一節流閥、第三換熱器、氣液分離器。該系統利用精餾裝置來代替氣液分離器，用來冷卻分離混合工質氣體，以減少傳統混合工質氣體液化系統中分離級數過多的問題。雖然該系統能夠有效的簡化系統結構，但精餾裝置的設計相對氣液分離器來說較復雜，增加了系統分析的復雜程度。

渦流管具有溫度分離效應，可將氣流分離為冷氣流和熱氣流。但現有技術中用渦流管來增加對外放熱的系統，通常用來獲得高溫，達到熱泵的效果。例如中國專利申請號200710018736.1，“一種帶有渦流管的高溫熱泵系統”公開了一種帶有壓縮機以及與壓縮機的排氣管相連接的渦流管的高溫熱泵系統，雖然該系統利用渦流管提高氣流的溫度，在水的二次加熱后，可以達到更高的溫度。但這種利用壓縮機消耗能量來實現放熱過程本質上不是一種對于現有損失能量的回收利用，而是利用高品位的電能來產生低品位的熱能的方式。

實用新型內容

本實用新型提供一種帶渦流管的自復疊系統，利用渦流管回收普通節流過程的壓力損失，對高壓低沸點為主工質的能量實現有效的利用，用于對環境額外放熱，提高了系統的COP，達到了節能的效果。

一種帶渦流管的自復疊系統，包括壓縮機、第一冷凝器、氣液分離器、第一節流閥、冷凝蒸發器、回熱器、第二節流閥、第一蒸發器、渦流管和第二冷凝器，所述的壓縮機依次串聯所述的第一冷凝器，氣液分離器，所述的氣液分離器的氣體出口與所述的渦流管的進口相連，所述的渦流管的熱端出口連接所述的第二冷凝器的進口，所述的渦流管的冷端出口與所述的第二冷凝器的出口連成一路后，與所述的冷凝蒸發器的熱端流體進口、冷凝蒸發器的熱端流體出口、回熱器的熱端流體進口、回熱器的熱端流體出口、第一節流閥、第一蒸發器、回熱器的冷端流體進口、回熱器的冷端流體出口依次串聯；所述的氣液分離器的液體出口連接所述的第一節流閥，所述的第一節流閥的出口與所述的回熱器的冷端流體出口連成一路后，與所述的冷凝蒸發器的冷端流體進口相連，冷凝蒸發器的冷端流體出口連接所述的壓縮機。