[發明專利]一種能量回收氣液兩相循環冷卻系統

在審

• 申請號: 202010127310.5
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111336717A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 司喬瑞;廖敏泉;王彪彪;袁建平;袁壽其
• 申請（專利權）人: 江蘇大學;江蘇大學鎮江流體工程裝備技術研究院
• 主分類號: F25B25/00
• 分類號: F25B25/00;F25B49/02;F01K27/00;F01K25/10;F01D15/10;F01D15/08
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1.一種能量回收氣液兩相循環冷卻系統，其特征在于，包括第一壓縮機(1)、氣體流量控制器(2)、氣液混合器(3)、霧化泵(4)、冷卻區(5)、管翅式換熱器(7)、膨脹機(8)、第二壓縮機(9)、發電機(10)、氣液分離器(12)、空氣泵(13)和液體輸送泵(14),第一壓縮機(1)出口通過氣體流量控制器(2)和氣液混合器(3)的進氣管相連，氣液混合器(3)通過氣液混合管路與霧化泵(4)的進口相連，霧化泵(4)的出口通過氣液混合管路與冷卻區(5)的進口相連，冷卻區(5)的出口通過氣汽混合管路與管翅式換熱器(7)的進口相連，管翅式換熱器(7)的工質出口與膨脹機(8)的進口相連，管翅式換熱器(7)的工質進口與膨脹機(8)的出口相連，膨脹機(8)的出口管道與膨脹機(8)同軸安裝有第二壓縮機(9)，膨脹機(8)與發電機(10)同軸相連，管翅式換熱器(7)的出口通過管路與氣液分離器(12)進口相連，氣液分離器(12)出口分為氣體出口和液體出口，氣體出口與空氣泵(13)進口相連，液體出口通過液體管路與液體輸送泵(14)進口相連，液體輸送泵(14)出口通過液體管路與氣液混合器(3)的液體進口相連。

2.根據權利要求1所述的一種能量回收氣液兩相循環冷卻系統，其特征在于，所述發電機(10)與蓄電池(11)電路連接。

3.根據權利要求1所述的一種能量回收氣液兩相循環冷卻系統，其特征在于，所述冷卻區(5)處設置有溫度傳感器(6)，所述溫度傳感器(6)與控制器(15)的輸入端連接，所述控制器(15)的輸出端分別與氣體流量控制器(2)、霧化泵(4)和液體輸送泵(14)相連。

4.根據權利要求1所述的一種能量回收氣液兩相循環冷卻系統，其特征在于，所述氣液混合器(3)上對稱設置有若干根進氣管(16)，每根所述進氣管(16)沿流體流動方向與氣液混合器(3)的軸心線在同一平面，且與軸心線的夾角為70°，每根所述進氣管(16)伸入到氣液混合器(3)內部的長度為氣液混合器(3)內部管徑的1/5。

5.根據權利要求1所述的一種能量回收氣液兩相循環冷卻系統，其特征在于，所述霧化泵(4)的葉輪為碟片式葉輪(17)，碟片式葉輪(17)的內部有六個碟片，每片碟片的表面為凹凸不平的的魚鱗狀，碟片式葉輪(17)的出口無葉區表面設有微孔。

6.根據權利要求1所述的一種能量回收氣液兩相循環冷卻系統，其特征在于，所述冷卻區(5)內部上方設有兩塊隔板(18)，所述冷卻區(5)內部下方三塊隔板(18)，且所述冷卻區(5)的進出口都在冷卻區的下方，冷卻水為去離子水，可直接與冷卻區部件直接接觸。

7.根據權利要求1所述的一種能量回收氣液兩相循環冷卻系統，其特征在于，所述管翅式換熱器(7)內部為U型換熱管(19)，并且U型換熱管(19)外表面設置有不連續的肋片(20)，肋片(20)通過U型換熱管(19)中心線呈180°布置，U型換熱管(19)內部的工質為氟利昂。

8.根據權利要求3所述的一種能量回收氣液兩相循環冷卻系統，其特征在于，根據冷卻需求，將溫度傳感器(6)采集的數據傳遞給控制器(15)來計算氣液比，氣液體積比為控制器(15)再分別發送指令給氣體流量控制器(2)和液體輸送泵(14)，通過調節液體輸送泵(14)的轉速和氣體流量控制器(2)來改變含氣率，氣液混合物的流量為氣液混合物的流量通過控制器(15)發送指令給霧化泵(4)改變轉速獲得。；其中，A為冷卻區的散熱面積,V_l為液體體積，V_g為氣體體積，ρ_g為氣體密度，ρ_l為液體密度，n₁為液體輸送泵額定轉速，n₂為需要改變的液體輸送泵轉速，C為氣液混合物的比熱。