[發明專利]一種工質冷凝過程中的組分調控方法

在審

• 申請號: 202310502850.0
• 申請日: 2023-05-06
• 公開（公告）號: CN116558162A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 石凌峰;孫孝存;周碩;田華;舒歌群
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: F25B49/00
• 分類號: F25B49/00;F25B9/00;F25B39/04;F25B43/00;F25B41/42
• 代理公司: 北京盛廣信合知識產權代理有限公司 16117
• 代理人: 孫儉

本發明公開了一種工質冷凝過程中的組分調控方法，包括：步驟一：使混合工質進入冷凝裝置，混合工質經冷凝裝置兩相區內的氣液分離裝置分離得到氣相工質和液相工質；步驟二：當混合工質組分增加或減少時，由風扇控制系統調控冷凝裝置，使氣液分離裝置入口處液相和氣相比例相對增加或減少，同時，氣液分離裝置自動調節液位高低，本發明解決了現有分液冷凝器氣液分離效率低、組分調控范圍有限的難題，實現不同目標工質組分的高效獲取。

技術領域

本發明屬于混合工質冷凝技術領域，尤其涉及一種工質冷凝過程中的組分調控方法。

背景技術

熱力循環廣泛應用于各種形式的能源轉化過程，如太陽能發電、電動汽車熱泵等領域；提高熱力循環總能效率，是實現節能減排及雙碳目標的重要舉措。采用混合工質替代傳統單質是提高熱力循環總能效率的一種關鍵技術；然而，熱力循環的冷熱源邊界條件隨晝夜、季節的更替呈動態波動的變化特征，固定組分的混合工質通常只能使單一工況點性能最優，無法適應全部工況條件。

為了實現熱力循環工質運行組分的可調，需要采用組分調控技術，混合工質兩相冷凝會出現氣液相平衡現象，分離氣液兩相即可得到組分不同的工質，分液冷凝器借助這一原理實現了工質運行組分的調控，但其調控功能受限，通常只能在有限的范圍內進行組分的調整，且很難精準控制分液冷凝器出口工質的組分。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出了一種工質冷凝過程中的組分調控方法，旨在解決或改善上述技術問題中的至少之一。

為實現上述目的，本發明提供了一種工質冷凝過程中的組分調控方法，包括：

步驟一：使混合工質進入冷凝裝置，混合工質經冷凝裝置兩相區內的氣液分離裝置分離得到氣相工質和液相工質；

步驟二：當混合工質組分增加或減少時，由風扇控制系統調控冷凝裝置，使氣液分離裝置入口處液相和氣相比例相對增加或減少，同時，氣液分離裝置自動調節液位高低。

優選的，所述冷凝裝置包括第一級冷凝器和第二級冷凝器，所述第一級冷凝器的首端處設有混合工質入口，所述第一級冷凝器的尾端和所述第二級冷凝器的首端通過所述氣液分離裝置連通，所述第二級冷凝器的尾端處設有第二出口。

優選的，所述氣液分離裝置內開設有腔體，所述腔體頂部連通有位于同一側的氣液分離裝置入口和氣相出口，所述氣相出口位于所述氣液分離裝置入口下方，所述氣液分離裝置入口與所述第一級冷凝器的尾端連通，所述氣相出口與所述第二級冷凝器的首端連通，所述氣液分離裝置底端設有自動分液裝置。

優選的，所述自動分液裝置內固接內液管，所述內液管與所述腔體連通，所述內液管外壁開設有滑槽，所述滑槽上滑動連接有套設所述內液管的外液管，所述外液管側壁與所述自動分液裝置頂壁之間固接有若干彈簧，所述外液管底壁開設有泄流孔，所述外液管內底面固接有封液錐，所述內液管底壁開設有出液口，所述封液錐與所述出液口可拆卸連接。

優選的，所述自動分液裝置底壁開設有第一出口，所述第一出口與所述出液口連通。

優選的，所述風扇控制系統包括電子控制單元，所述電子控制單元電性連接有第一級風扇和第二級風扇，所述第一級風扇固定安裝在所述第一級冷凝器外部，所述第二級風扇固定安裝在所述第二級冷凝器外部。

優選的，所述氣液分離裝置入口上固定安裝有溫壓傳感器，所述溫壓傳感器與所述電子控制單元電性連接。

優選的，所述氣液分離裝置靠近所述氣相出口的內壁固接有隔液板，所述隔液板位于所述氣相出口的上方。

優選的，所述第一級冷凝器和所述第二級冷凝器內的混合工質所在流道均為蛇形扁平管。

優選的，所述第一級冷凝器和所述第二級冷凝器內的空氣所在流道均為波紋板管，所述波紋板管與所述蛇形扁平管固接。