气固混合式纳米制冷剂充注装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种制冷系统领域的技术，具体是一种气固混合式纳米制冷剂充注装置。
【背景技术】
[0002]纳米粒子与常规制冷剂混合可形成纳米制冷剂，纳米制冷剂的换热性能相对于常规制冷剂具有显著提升。但是制冷系统内部压力远高于大气压，且需与空气隔绝，这使得纳米粒子难以直接添加注入。
[0003]目前纳米制冷剂充注方法是先将纳米粒子与润滑油混合并超声分散，形成“纳米油”，再注入制冷系统中。由于纳米粒子在润滑油中的溶解度很低，且制冷系统中的含油量较低(一般为I?5wt% )，故这种充注方式只能够添加少量纳米粒子，而少量纳米粒子对能效的提升十分有限。为使制冷系统中有较多纳米粒子发挥提升能效的作用，需有可单次充注较多纳米粒子的装置。
[0004]经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN1800752A，公开(公告)日2006.07.12，公开了一种制冷技术领域的制冷系统纳米粒子充注装置。该装置在原制冷系统上添加了一个旁通回路，通过将纳米粒子与旁通回路中的液相制冷剂混合并超声振荡，可实现单次较多纳米粒子的直接充注。然而，旁通回路的设计意味着需对现有制冷系统进行改造，导致该装置不能直接应用于现有制冷系统。此外，纳米粒子在添加至旁通回路的过程中会有部分空气混入制冷系统，这将降低系统能效并可能损坏系统部件。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种气固混合式纳米制冷剂充注装置，能够在现有制冷系统的基础上实现纳米粒子与气相制冷剂的直接充分混合，无需对现有制冷系统进行任何改造，并可防止制冷系统中混入空气，影响制冷系统的安全稳定运行。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0007]本发明包括:制冷剂储罐、带有气体交换膜的储料仓和气-固混合仓，其中:制冷剂储罐通过充注入口截止阀分别与储料仓的进口以及气-固混合仓的一个进口相连，气-固混合仓的出口与制冷系统回路相连。
[0008]所述的气体交换膜将储料仓分为上下两层，其中:上层的储料仓的进口设有储料仓入口调节阀，出口与真空栗相连并设有抽真空用截止阀；下层的储料仓中设有纳米粒子，出口与气-固混合仓的另一个进口相连并设有储料仓出口调节阀。
[0009]所述的气-固混合仓包括:依次相连的气-固预混合腔和至少一个气-固次混合腔。
[0010]所述的制冷系统回路包括:依次串联连接形成回路的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
[0011]所述的气-固混合仓通过吸气截止阀分别与制冷系统回路中的压缩机和蒸发器相连。 技术效果
[0012]与现有技术相比，本发明可直接应用于现有制冷系统，无需进行任何改造，具有良好的应用前景;本发明克服了现有技术在纳米粒子添加过程中的空气混入问题;本发明实现纳米粒子与制冷剂直接混合，无需事先与润滑油混合，因而对纳米粒子的充注量没有限制，可最大限度的提升制冷剂的换热性能。
【附图说明】
[0013]图1为本发明装置的整体结构示意图；
[0014]图2为本发明装置抽真空示意图；
[0015]图3为本发明装置充注纳米制冷剂示意图；
[0016]图中:重量监测设备1、制冷剂储罐2、充注入口截止阀3、主气流截止阀4、气-固混合仓5、气-固预混合腔5a、气-固次混合腔5b、电动叶轮6、纳米粒子7、储料仓8、上层储料仓8a、下层储料仓8b、气体交换膜9、储料仓入口调节阀1、储料仓出口调节阀11、抽真空用截止阀12、抽真空压力表13、真空栗14、吸气截止阀15、制冷系统回路16、压缩机16a、冷凝器1613、膨胀阀16(:、蒸发器16(1。
【具体实施方式】
[0017]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
[0018]如图1所示，本实施例包括:制冷剂储罐2、充注入口截止阀3、储料仓入口调节阀
1、储料仓8、气体交换膜9、气-固混合仓5、储料仓出口调节阀11、抽真空用截止阀12和真空栗14，其中:制冷剂储罐2通过充注入口截止阀3分别与储料仓8的进口、气-固混合仓5的一个进口相连，气-固混合仓5与制冷系统回路16相连；
[0019]所述的气体交换膜9将储料仓8分为上下两层，其中:上层储料仓8a的进口设有储料仓入口调节阀10，上层储料仓8a的出口与真空栗14相连并设有抽真空用截止阀12;下层储料仓8b中设有纳米粒子7，下层储料仓8b的出口与气-固混合仓5的另一个进口相连并设有储料仓出口调节阀11，纳米粒子7的充注量通过储料仓出口调节阀11的开度调节。
[0020]所述的气-固混合仓5包括:依次相连的气-固预混合腔5a和气-固次混合腔5b;所述的气-固预混合腔5a和气-固次混合腔5b均设置有电动叶轮6，便于制冷剂与纳米粒子7的充分混合。
[0021]所述的充注入口截止阀3与气-固预混合腔5a之间还设有主气流截止阀4，以调节制冷剂充注量。
[0022]所述的制冷系统回路16包括依次串联连接形成回路的压缩机16a、冷凝器16b、膨胀阀16c和蒸发器16d。
[0023]所述的气-固混合仓5通过吸气截止阀15分别与制冷系统回路16中的压缩机16a、蒸发器16d相连。
[0024]所述的真空栗14还设有抽真空压力表13进行压力的动态监测。
[0025]所述的制冷剂储罐2上设有重量监测设备I以控制制冷剂充注量。
[0026]所述的纳米粒子7是指粒径在2纳米至200纳米之间的固体材料。
[0027]本装置在工作时，包括以下步骤:
[0028]S1，关闭充注入口截止阀3、储料仓出口调节阀11，打开主气流截止阀4、储料仓入口调节阀10、抽真空用截止阀12和吸气截止阀15，启动真空栗14，将本装置与制冷系统回路抽真空，如图2所示；系统真空度由真空压力表13动态监测，当系统压力达到50Pa时即可认为达到真空，然后依次关闭抽真空用截止阀12和真空栗14;
[0029]&，先后关闭吸气截止阀15和主气流截止阀4，依次打开储料仓入口调节阀10和充注入口截止阀3，使气态制冷剂充满储料仓8;
[0030]S3，启动电动叶轮6和压缩机16a，依次打开主气流截止阀4和储料仓出口调节阀U，使下层储料仓Sb中的纳米粒子7在重力作用下落入制冷剂气流中，并在气-固混合仓5中充分混合，形成纳米制冷剂；打开吸气截止阀15，纳米制冷剂进入制冷系统回路16进行循环，此时系统状态如图3所示；
[0031 ] S4，在制冷剂量满足系统要求后，依次关闭充注入口截止阀3、主气流截止阀4、储料仓入口调节阀1、储料仓出口调节阀11和吸气截止阀15，关闭电动叶轮6，完成纳米制冷剂的充注。
[0032]所述的进口和出口均以制冷剂充注方向为准，亦可采用其他参考方向，如抽真空气体流动方向，则进口和出口做相应调整。
【主权项】
1.一种气固混合式纳米制冷剂充注装置，其特征在于，包括:制冷剂储罐、带有气体交换膜的储料仓和气-固混合仓，其中:制冷剂储罐通过充注入口截止阀分别与储料仓的进口以及气-固混合仓的一个进口相连，气-固混合仓的出口与制冷系统回路相连； 所述的气体交换膜将储料仓分为上下两层，其中:上层的储料仓的进口设有储料仓入口调节阀，出口与真空栗相连并设有抽真空用截止阀；下层的储料仓中设有纳米粒子，出口与气-固混合仓的另一个进口相连并设有储料仓出口调节阀。2.根据权利要求1所述的气固混合式纳米制冷剂充注装置，其特征是，所述的气-固混合仓包括:依次相连的气-固预混合腔和气-固次混合腔。3.根据权利要求1或2所述的气固混合式纳米制冷剂充注装置，其特征是，所述的气-固混合仓与充注入口截止阀之间设有主气流截止阀。4.根据权利要求1所述的气固混合式纳米制冷剂充注装置，其特征是，所述的制冷剂储罐上设有重量监测设备。5.根据权利要求1或2所述的气固混合式纳米制冷剂充注装置，其特征是，所述的制冷系统回路包括:依次串联连接形成回路的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，所述的气-固混合仓通过吸气截止阀分别与所述的压缩机和蒸发器相连。
【专利摘要】一种制冷系统技术领域的气固混合式纳米制冷剂充注装置，包括：制冷剂储罐、带有气体交换膜的储料仓和气-固混合仓，制冷剂储罐通过充注入口截止阀分别与储料仓的进口以及气-固混合仓的一个进口相连，气-固混合仓的出口与制冷系统回路相连；气体交换膜将储料仓分为上下两层，上层的储料仓的进口设有储料仓入口调节阀，出口与真空泵相连并设有抽真空用截止阀；下层的储料仓中设有纳米粒子，出口与气-固混合仓的另一个进口相连并设有储料仓出口调节阀。本发明能够在现有制冷系统的基础上实现纳米粒子与制冷剂的直接混合，无需对现有制冷系统进行任何改造，同时可防止制冷系统中混入空气。
【IPC分类】F25B45/00
【公开号】CN105588383
【申请号】CN201610090271
【发明人】丁国良, 林灵楠
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年2月18日