一种二氧化碳重力热管过冷器的制作方法

文档序号:15043277发布日期:2018-07-27 22:00阅读:257来源:国知局

本发明属于热管领域,具体涉及一种二氧化碳重力热管过冷器。



背景技术:

随着我国经济的快速发展,制冷行业也逐渐成为涉及建筑、食品、交通等领域中不可或缺的一部分,而今能源问题和环境污染成了限制经济发展的重要问题。面对环境保护和节能减排的双重压力,减少氟利昂等gwp较高制冷剂的使用,减少温室气体的排放,以及优化现有制冷系统,减少能源消耗成为了制冷行业发展的方向。在这种形势下,环保型自然工质co2由于其良好的热物性、安全经济等优点又逐渐成为了人们研究和关注的重点。

自然工质co2临界温度低(31.1℃),临界压力高(7.38mpa),在温热带地区,夏季环境温度接近或高于co2临界点,使得制冷系统在跨临界条件下运行,这就使得系统的节流损失大、运行压力高,从而造成了co2系统的效率低于常规的氟系统,限制了co2系统的推广和应用。

在我国co2制冷系统在工业制冷中使用较多,且以复叠制冷系统为主。我国的环境气候多属于温热带气候,夏季的环境温度较高,co2制冷系统在跨临界条件下运行,效率较低,因此提高其系统效率成了为co2系统研究的重点。



技术实现要素:

本发明主要解决的技术问题是提供一种二氧化碳重力热管过冷器,此过冷器运用热管技术,无需耗能,同时还具有在较小的温差下能传递较高热量、稳定可靠等特点。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是:

一种二氧化碳重力热管过冷器,包括重力热管模块,所述重力热管模块的下底面贴合二氧化碳管路,所述重力热管的上侧面布置有翅片,下侧面布置有绝热保温层。

所述的二氧化碳管路采用多孔扁管。

与现有技术相比,本发明具有的优点和积极效果是:

二氧化碳重力热管过冷器运用热管技术,无需耗能即可吸收二氧化碳管路中的热量,且工作稳定可靠性高同时还具有在较小的温差下传递较高的热量等特点。应用于二氧化碳制冷系统,使系统过冷度得到显著提高,从而减少了节流损失,增加了系统的制冷量,提高了系统效率。同时制冷系统采用co2作制冷剂,由于co2出色的热物性以及其gwp为1、odp为0的环保特性,可以在一定程度上减少氟利昂温室气体的排放,缓减温室效应。

附图说明

图1是本发明的二氧化碳重力热管过冷器结构示意图;

图2是本发明的二氧化碳重力热管过冷器应用系统原理图。

图中:1.压缩机;2.气体冷却器;3.多孔扁管;4.二氧化碳重力热管过冷器;5.膨胀阀;6.蒸发器;31.二氧化碳入口;32.二氧化碳出口;41.管壳;42.顶盖;43.冷凝翅片;44.汽态工质;45.液态工质;46.底部导热层;47.绝热保温层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示,一种二氧化碳重力热管过冷器,包括管壳41、顶盖42、冷凝翅片43、汽态工质44、液态工质45、底部导热层46、绝热保温层47;管壳41底部为导热层46,管壳顶部设置顶盖42,管壳上半部外侧面设置冷凝翅片43,管壳下半部外侧面包裹绝热保温层47,管壳内下部为液态工质45,管壳内上部空间为汽态工质44,管壳下底面贴合有二氧化碳管路。

二氧化碳重力热管过冷器的工作原理是:

重力热管底部的液态工质45,被热管底部导热层46下方流经多孔扁管3的二氧化碳流体加热从而蒸发,随后汽态工质44沿着热管上升到重力热管的上部,利用热管侧面的冷凝翅片43与外部冷源进行热量交换,进而冷凝成液体,冷凝液凭借自身重力作用,沿热管内壁流回热管底部,照此循环往复从带走二氧化碳管路中的热量。

其中,重力热管下底部的导热层46贴合二氧化碳管路3,所述二氧化碳管路3具有二氧化碳的入口31和二氧化碳出口32,用于对流经其中的二氧化碳过冷。二氧化碳管路3采用多空扁管,能够更好的与重力热管贴合,同时多孔扁管相比于传统的管片式换热器具有更高的换热效率。

多孔扁管为微通道扁管,其内部轴方向具有多个均匀布置的孔径微小的通道,通道间相互封闭,可以采用铝材质制作而成。

图2为配有本发明提供的重力热管过冷器的二氧化碳制冷循环,将重力热管4安装到气体冷却器2出口至膨胀阀5之间,当经过冷却的二氧化碳气体流经多空扁管时,热管吸收管内的流体的热量并将热量散发到环境中,使得多空扁管出口的二氧化碳流体的温度降低,提高了系统的过冷度。

请参阅图2,为带有重力热管过冷器的二氧化碳跨临界制冷系统,运用重力热管过冷器对气体冷却器出口的二氧化碳流体进行过冷,减少了节流损失,增加了制冷量,提高了系统效率。此系统包括压缩机1、气体冷却器2、多空扁管3、重力热管过冷器4、膨胀阀5、蒸发器6。此系统的工作原理如下:

从蒸发器6出来的co2低温低压制冷工质经压缩机1吸气管路进入压缩机1,经压缩机1等熵压缩为高温高压的气体,随后进入气体冷却器2等压冷却放热,由气体冷却器2出来co2出来的气体进入多空扁管3后经重力热管过冷器4吸收热量完成再冷却,后沿管路进入膨胀阀5等焓节流,节流后的气液两相co2流体进入蒸发器6蒸发吸热,完成循环。

本发明所述的二氧化碳重力热管过冷器,可将气体冷却器出口的co2流体进行过冷,提高了co2跨临界循环的效率,同时也增加了系统的制冷量。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种二氧化碳重力热管过冷器。本发明管壳底部为导热层,管壳顶部设置顶盖,管壳上半部外侧面设置冷凝翅片,管壳下半部外侧面包裹绝热保温层,管壳内下部为液态工质,管壳内上部空间为汽态工质;管壳下底面贴合有二氧化碳管路。本发明无需耗能即可带走二氧化碳管路中的热量,且工作无噪音、稳定可靠同时还具有在较小的温差下传递较高的热量等特点,可以使CO2制冷系统的过冷度显著增加,减少节流损失,提高系统性能。

技术研发人员:申江;赵瑞杰;胡开永
受保护的技术使用者:天津商业大学
技术研发日:2018.03.21
技术公布日:2018.07.27
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