[發明專利]一種采用納米流體過冷增效的單級蒸氣壓縮式循環系統

在審

• 申請號: 201911037252.0
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110762871A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 邢美波;王瑞祥
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學
• 主分類號: F25B1/00
• 分類號: F25B1/00;F25B40/02;F25B41/06;F25B30/02
• 代理公司: 11255 北京市商泰律師事務所
• 代理人: 劉源

本發明提供了一種采用納米流體過冷增效的單級蒸氣壓縮式循環系統，通過設置相互并聯交替運行的主制冷循環和過冷器循環，利用循環系統間歇運行的特點使過冷器中的納米流體儲存冷量，在主制冷循環啟動運行時將儲存的冷量與冷凝器出口制冷劑進行熱量交換，使之達到一定過冷度，即實現了對主循環回路制冷劑的機械過冷作用；本發明提供的系統是一種經濟、有效、可行的改善方案，能有效提高單級蒸氣壓縮式循環系統性能，促進蒸氣壓縮式制冷與熱泵裝置的節能技術發展。

技術領域

本發明涉及制冷與熱泵技術領域，尤其涉及一種采用納米流體過冷增效的單級蒸氣壓縮式循環系統。

背景技術

蒸氣壓縮式制冷(熱泵)循環被廣泛應用于冰箱，空調及熱泵系統中。它具有系統結構簡單、緊湊并能快速制冷或制熱等特點。特別是近年來隨著能源需求迅速增長，環境氣候問題日益突出以及低碳經濟的發展，對蒸氣壓縮式制冷(熱泵)技術在節能、環保等方面提出更高的要求。但在實際應用中，由于現有循環系統中仍存在較大的熱力學損失，從而造成制冷(熱泵)系統的性能還偏低，因此，幾十年來，學者就如何提高蒸汽壓縮循環制冷(熱泵)性能的相關技術進行不斷的研究。其中利用機械過冷來提高制冷(熱泵)系統性能被認為是一種行之有效的方法。許多研究表明，機械過冷確實可以提高制冷與熱泵裝置的性能。

目前，在單級蒸氣壓縮式循環系統實現機械過冷的主要方式是采用一個附加的蒸氣壓縮式循環系統，利用該附加系統的制冷作用實現對主系統中來自冷凝器的制冷劑液體進一步過冷。然而，這種方式一方面需要增加輔助壓縮機及其它輔助部件，造成了系統的復雜性，另一方面也會顯著增加制造成本。

發明內容

本發明的實施例提供了一種采用納米流體過冷增效的單級蒸氣壓縮式循環系統，用于解決如何提高現有單級蒸氣壓縮式制冷循環系統的制冷與制熱性能的技術問題。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。

一種采用納米流體過冷增效的單級蒸氣壓縮式循環系統，包括相互交替運行的主制冷循環和過冷器循環；

主制冷循環包括：順次管道連接的冷凝器、納米流體過冷器、蒸發器、壓縮機，納米流體過冷器通過設置第一入口端、第一出口端分別與冷凝器的出口、蒸發器的入口相連；

過冷器循環包括：納米流體過冷器還通過設置第二入口端、第二出口端分別與冷凝器的出口、壓縮機的入口相連。

優選地，冷凝器與納米流體過冷器之間具有三通閥門，三通閥門的入口與冷凝器的出口相連，三通閥門的兩個出口分別與第一入口端、第二入口端相連。

優選地，三通閥門與納米流體過冷器的第二入口端之間具有第一節流機構。

優選地，第一節流機構為膨脹閥或毛細管。

優選地，納米流體過冷器的第一出口端與蒸發器之間具有第二節流機構。

優選地，第二節流機構為膨脹閥或毛細管。

優選地，納米流體過冷器內的納米流體為如下任意一種：金屬納米流體、金屬氧化物納米流體、碳納米流體。

由上述本發明的實施例提供的技術方案可以看出，本發明提供的一種采用納米流體過冷增效的單級蒸氣壓縮式循環系統，通過設置相互并聯交替運行的主制冷循環和過冷器循環，利用循環系統間歇運行的特點使過冷器中的納米流體儲存冷量，在主制冷循環啟動運行時將儲存的冷量與冷凝器出口制冷劑進行熱量交換，使之達到一定過冷度，即實現了對主循環回路制冷劑的機械過冷作用；本發明提供的系統是一種經濟、有效、可行的改善方案，能有效提高單級蒸氣壓縮式循環系統性能，促進蒸氣壓縮式制冷與熱泵裝置的節能技術發展。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明