专利名称：制冷系统纳米粒子充注装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷技术领域的装置，尤其涉及一种将纳米粒子加入到制冷系统中与制冷剂充分混合的制冷系统纳米粒子充注装置。
背景技术：
在制冷剂中加入纳米粒子，形成纳米制冷剂，可以得到比纯制冷剂高得多的导热系数，从而可以改善制冷系统的换热特性，提高系统效率。由于制冷系统本身是一个压力系统，纳米制冷剂并不易直接加入。而且由于纳米粒子易于团聚，为了发挥纳米粒子的作用，将纳米粒子充入到制冷剂中时，还宜进一步采用分散粒子的处理方法。但一旦混合有纳米粒子的制冷剂分散到制冷系统的各个部件后，就不易采用粒子分散技术。
为了解决以上的问题，常用的将纳米粒子加入到制冷系统中的方法是通过润滑油的间接方法先将纳米粒子加入到压缩机所需要用的润滑油中，采用超声波振荡等，使得纳米粒子能均匀地分散到润滑油中，然后再将含有纳米粒子的润滑油加入到压缩机中。该方法虽然可以将纳米粒子加入到制冷系统中去，但由于纳米粒子是溶解于油中，并不清楚需要经过多少时间才有足够的纳米粒子从油中分离出来，并溶到制冷剂中，发挥其改进制冷剂传热效率的作用。
经对现有技术的检索，目前尚未发现任何将纳米粒子直接加入到制冷系统中去的装置的报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种制冷系统纳米粒子充注装置，使其用于提高制冷系统的性能，以克服现有的通过润滑油加入到制冷系统的方法中难以让制冷剂与纳米粒子迅速混合的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括混合器、纳米材料容器、纳米充注口截止阀、混合器进口截止阀、混合器出口截止阀、真空泵、抽真空用截止阀、制冷剂主回路截止阀。纳米材料容器通过纳米充注口截止阀与混合器相连，纳米材料容器、纳米充注口截止阀、混合器这三者在空间上自上而下布置；混合器通过抽真空用截止阀与真空泵相连；混合器进口截止阀、混合器、混合器出口截止阀按制冷剂流动方向排列，并通过管路相连；主回路截止阀、膨胀阀、蒸发器、压缩机、冷凝器依次通过管子相连组成制冷剂主回路；混合器进口截止阀与主回路的管子连接处介于制冷剂主回路截止阀和冷凝器之间，混合器出口截止阀主回路的管子连接处介于制冷剂主回路截止阀和膨胀阀之间。其中，压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀属于原制冷系统中的部件。
本发明使用时，第一步是将混合器抽成真空，并使纳米材料容器中的纳米粒子被真空的混合器吸进去。第二步是将制冷系统中的液体制冷剂引入到混合室，与纳米粒子发生混合，并采用超声波振荡等方法对于混合器进行处理，使里面的纳米粒子均匀分散到制冷剂中。第三步是略微打开纳米充注口截止阀，这样会有一部分制冷剂气体排出，会将在纳米粒子吸入过程中可能吸进去的空气放出来。第四步是将混合器中含有纳米粒子的制冷剂进入制冷系统的循环。第五步是降低混合器的压力，以减少里面的制冷剂量，然后关闭混合器回路，使整个制冷系统按照原来的方式运行。
本发明适用于纳米粒子的充注，纳米粒子具体是指直径在2纳米至200纳米之间的固体材料，包括铜、氧化铜、铝、氧化铝、碳纳米管等。
本发明具有显著的优点和积极效果。本发明设计可以让纳米粒子直接与制冷剂混合，发挥纳米粒子对于制冷剂传热性能的提高作用。并且可以将混合过程集中于一个容器中，这样便于采取使纳米粒子均匀分散的技术。
图1为本发明制冷系统纳米粒子充注装置结构示意图。
图中，1是混合器，2是纳米材料容器，3是纳米充注口截止阀，4是混合器进口截止阀，5是混合器出口截止阀，6是真空泵，7是抽真空用截止阀，8是制冷剂主回路截止阀，9是压缩机，10是冷凝器，11是蒸发器，12是膨胀阀。
图中箭头表示制冷剂流向。
具体实施例方式
如图1所示，本发明包括混合器1、纳米材料容器2、纳米充注口截止阀3、混合器进口截止阀4、混合器出口截止阀5、真空泵6、抽真空用截止阀7、制冷剂主回路截止阀8。其中与充注过程有关的压缩机9、冷凝器10、蒸发器11、膨胀阀12是一般制冷系统中的部件。
纳米材料容器2通过纳米充注口截止阀3与混合器1相连，纳米材料容器2、纳米充注口截止阀3、混合器1这三者在空间上自上而下布置；混合器1通过抽真空用截止阀7与真空泵6相连；混合器进口截止阀4、混合器1、混合器出口截止阀5按制冷剂流动方向排列，并通过管路相连；主回路截止阀8、膨胀阀12、蒸发器11、压缩机9、冷凝器10依次通过管子相连组成制冷剂主回路；混合器进口截止阀4与主回路的管子连接处介于制冷剂主回路截止阀8和冷凝器10之间，混合器出口截止阀5主回路的管子连接处介于制冷剂主回路截止阀8和膨胀阀12之间。
使用本发明的操作步骤如下1)关闭纳米充注口截止阀3、混合器进口截止阀4、混合器出口截止阀5，打开抽真空用截止阀7，启动真空泵6，使得混合器1形成真空。
2)关闭真空用截止阀7，打开纳米充注口截止阀3，使纳米材料容器2的纳米粒子被吸入到混合器1中。
3)关闭纳米充注口截止阀3，并移去纳米材料容器2和真空泵6。
4)待制冷剂主回路中运行到稳定时，打开混合器进口截止阀4，使得液态制冷剂流入到混合器1。待系统再次稳定后，关闭混合器进口截止阀4，采用超声波振荡等方法对于混合器1进行处理，使里面的纳米粒子均匀分散到制冷剂中。
5)略微打开纳米充注口截止阀3，放出一部分气体，然后重新关闭纳米充注口截止阀3。
6)依次打开混合器出口截止阀5、打开混合器进口截止阀4、关闭制冷剂主回路截止阀8，以使混合器1中含有纳米粒子的制冷剂进入制冷系统的循环。
7)略微开启制冷剂主回路截止阀8，略微开启混合器进口截止阀4，以降低混合器1的压力。当混合器1的压力降低后，依次关闭混合器进口截止阀4、关闭混合器出口截止阀5、打开制冷剂主回路截止阀8。
本发明装置适用的纳米粒子是指直径在2纳米至200纳米之间的固体材料，包括铜、氧化铜、铝、氧化铝、碳纳米管等。
权利要求
1.一种制冷系统纳米粒子充注装置，包括混合器(1)、纳米材料容器(2)、纳米充注口截止阀(3)、混合器进口截止阀(4)、混合器出口截止阀(5)、真空泵(6)、抽真空用截止阀(7)、制冷剂主回路截止阀(8)，其特征在于纳米材料容器(2)通过纳米充注口截止阀(3)与混合器(1)相连，纳米材料容器(2)、纳米充注口截止阀(3)、混合器(1)这三者在空间上自上而下布置，混合器(1)通过抽真空用截止阀(7)与真空泵(6)相连，混合器进口截止阀(4)、混合器(1)、混合器出口截止阀(5)按制冷剂流动方向排列，并通过管路相连，主回路截止阀(8)与现有制冷系统中的膨胀阀(12)、蒸发器(11)、压缩机(9)、冷凝器(10)依次通过管子相连组成制冷剂主回路。
2.根据权利要求1所述的制冷系统纳米粒子充注装置，其特征是，混合器进口截止阀(4)与主回路的管子连接处介于制冷剂主回路截止阀(8)和冷凝器(10)之间。
3.根据权利要求1所述的制冷系统纳米粒子充注装置，其特征是，混合器出口截止阀(5)主回路的管子连接处介于制冷剂主回路截止阀(8)和膨胀阀(12)之间。
4.根据权利要求1所述的制冷系统纳米粒子充注装置，其特征是，适用的纳米粒子是指直径在2纳米至200纳米之间的固体材料。
全文摘要
一种制冷技术领域的制冷系统纳米粒子充注装置，包括混合器、纳米材料容器、纳米充注口截止阀、混合器进口截止阀、混合器出口截止阀、真空泵、抽真空用截止阀、制冷剂主回路截止阀。纳米材料容器通过纳米充注口截止阀与混合器相连，纳米材料容器、纳米充注口截止阀、混合器这三者在空间上自上而下布置；混合器通过抽真空用截止阀与真空泵相连；混合器进口截止阀、混合器、混合器出口截止阀按制冷剂流动方向排列，并通过管路相连；主回路截止阀与现有制冷系统中的膨胀阀、蒸发器、压缩机、冷凝器依次通过管子相连组成制冷剂主回路。本发明能发挥纳米粒子对于制冷剂传热性能的提高作用，并且可以将混合过程集中于一个容器中。
文档编号F25B45/00GK1800752SQ200610023228
公开日2006年7月12日 申请日期2006年1月12日 优先权日2006年1月12日
发明者丁国良 申请人:上海交通大学