一种自复叠涡流管低温制冷机制造技术

自复叠涡流管低温制冷机，包括发生器、冷凝器、涡流管、气液分离器、冷凝蒸发器、过冷器、蒸发器和喷射器，发生器依次与喷射器、冷凝器、气液分离器、涡流管顺序串连；涡流管热端与冷凝蒸发器、过冷器、蒸发器顺序串连；涡流管冷端与过冷器相连；气液分离器的出口分两路，其中一路先与冷凝蒸发器串连后再分别与冷凝蒸发器、过冷器以及蒸发器的出口并连后汇入喷射器；气液分离器出口的另一路与发生器相连；该制冷机节能、降耗、环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制冷机，具体来讲是一种自复叠涡流管低温制冷机。
技术介绍
随着社会经济快速发展，在生物工程、制药、食品加工和化工等生产过程中会释放大量废热余热，余热资源充足，但能量密度低，能量利用率低，造成能源浪费和环境污染。涡流管是一个结构简单，具有能量分离特性的装置。高压流体进入涡流管后，被涡流管中的喷嘴减压增速，然后在涡流室中高速旋转，在热端管中分为温度不同的两个部分，即低温流体与高温流体。高温流体经过热端调节阀的边缘部分流出，低温流体碰撞热端调节阀中心部位后返流，从涡流室中冷孔板中心孔处流出。涡流管制冷可采用水蒸汽、氮气、二氧化碳或者氢氟烃类物质做制冷工质，所以涡流管制冷具有节能环保等特点符合全球可持续发展战略要求。涡流管能量分离现象是由法国冶金工程师Ranque发现，于1932年申请美国专利。1933年，他在法国工程热物理会议上做了有关涡流管装置及其涡旋温度分离效应的报告，由于该报告将流体滞止温度(总温)与静温的概念混淆，受到与会者的普遍质疑，当时涡流管并未引起研究人员的普遍关注。1946年，德国物理学家R.Hilsch从物理结构和工况条件等多方面对涡流管进行研究，证明涡流管确实存在能量分离效应，并提出初步定义制冷效应和制热效应的方法，引起学者们的广泛关注。而随着对涡流管制冷制热机理研究不断深入，涡流管应用进一步深化。1987年，Bruno曾统计涡流管在各种特殊温度控制领域的应用将近10000个。总体上说，涡流管主要用于制冷和分离等方面，但传统涡流管制冷循环存在制冷效率较低等问题。为了有效利用较高温度低品位热源制取高品位的冷冻温度，学者们将自行复叠制冷循环基本原理应用于制冷循环，以期解决传统制冷系统的制冷效率低等缺陷。陈光明提出如图1和图2所示的自复叠吸收制冷系统，初步理论结果表明两个制冷循环均可高效运行，且可获得较低的制冷温度，但自复叠吸收制冷循环中国发生器与蒸发器间的压差较大，导致溶液循环倍率高，溶液泵输送溶液耗电量大。为了解决自复叠吸收制冷循环的能耗和效率问题，在吸收制冷循环中引入喷射器，喷射吸收制冷系统可有效利用低品位低温热源(60℃以上)，且工质循环泵机械功消耗很少。经检索发现，申请公布号为CN102620461A的中国专利公开了一种自复叠喷射式制冷机，但是该文件公开的技术方案并没有考虑对低品位热源的有效利用，并且该制冷循环中耗功较大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种节能、降耗、环保的自复叠涡流管-喷射低温制冷机。本专利技术解决以上技术问题的技术方案：一种自复叠涡流管-喷射低温制冷机，包括发生器、冷凝器、涡流管、气液分离器、冷凝蒸发器、过冷器、蒸发器和喷射器，其中：发生器1的出口依次与喷射器的第一进口、冷凝器的进口、气液分离器的第一进口、涡流管的进口顺序串连；涡流管热端出口与冷凝蒸发器第一进口、过冷器第一进口、蒸发器进口顺序串连；涡流管冷端出口与过冷器第二进口相连；气液分离器的第二出口分两路，其中一路先与冷凝蒸发器第二进口串连后再与过冷器第二出口以及蒸发器出口并连后汇入喷射器第二进口；气液分离器第二出口的另一路与发生器入口相连。本专利将自行复叠制冷循环基本理论用于喷射制冷循环，利用低品位低温热源驱动及工质循环泵较少机械功的消耗便可实现低温冷冻，丰富了喷射制冷循环科学理论，也为有效利用低品位的低温热源、节省高品位能源、拓展喷射制冷循环的应用范围提供了一条全新的思路。本方法进一步限定的技术方案为：进一步的，发生器的出口与喷射器的第一进口相连，喷射器出口与冷凝器的进口相连，冷凝器出口与气液分离器相连，气液分离器第一出口与涡流管进口相连，涡流管热端气体出口与冷凝蒸发器第一进口相连，冷凝蒸发器第一出口与过冷器第一进口相连，过冷器第一出口与蒸发器进口相连，涡流管冷端气体出口与过冷器第二进口相连；气液分离器第二出口分两路，其中一路出口与冷凝蒸发器第二进口相连，冷凝蒸发器第二出口、过冷器第二出口和蒸发器出口并连后汇入喷射器第二进口，气液分离器的另一路出口与发生器入口相连。进一步的，还包括第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀和循环泵；涡流管热端气体出口与第二节流阀进口相连，第二节流阀出口与冷凝蒸发器第一进口相连；过冷器第一出口与第一节流阀进口相连，第一节流阀出口与蒸发器进口相连；气液分离器第二出口其中一路出口与第三节流阀进口相连，第三节流阀出口与冷凝蒸发器第二进口相连；气液分离器的另一路出口与循环泵进口相连，循环泵出口与发生器入口相连。进一步的，该制冷机中填充的工质为非共沸混合工质。非共沸混合工质没有共沸点。在一定温度下蒸发或冷凝时，气相和液相的成分不同，从饱和液体到两相区，一直到全部蒸发完成，其温度一直在不断变化。进一步的，非共沸混合工质为R744-R134a所组成非共沸混合工质或者R23-R134a所组成非共沸混合工质。进一步的，R744和R134a按重量百分比计为35:65。进一步的，R23-R134a按重量百分比计为40:60。本专利技术的有益效果为：(1)结合自复叠制冷原理和喷射制冷原理，在喷射制冷系统中引入沸点相差较大的制冷工质，不仅能实现低品位能源的高效利用，而且丰富了喷射制冷理论。(2)本专利将涡流管应用在闭式喷射制冷系统中，回收利用涡流管冷端低温气体的冷量和热端高温气体的热量，与传统喷射制冷循环相比，节能效果明显。(3)在新循环中引入涡流管，充分回收系统中制冷剂节流过程的膨胀功，减小节流损失，可以有效降低制冷温度、提高循环制冷系数和单位容积制冷量。附图说明图1是自行复叠吸收制冷循环原理图；图2是自行复叠扩散吸收制冷循环原理图；图3是本专利技术的流程结构示意图；图中：发生器1、冷凝器2、涡流管3、气液分离器4、冷凝蒸发器5、过冷器6、蒸发器7、喷射器8、工质泵9、第一节流阀10、第二节流阀11和第三节流阀12。具体实施方式实施例1本实施例提供的自复叠涡流管低温制冷机，如图1所示，包括发生器1、冷凝器2、涡流管3、气液分离器4、冷凝蒸发器5、过冷器6、蒸发器7、喷射器8、循环泵9、第一节流阀10、第二节流阀11和第三节流阀12；其中，发生器1的出口与喷射器8的第一进口相连，喷射器8出口与冷凝器2相连，冷凝器2出口与气液分离器4相连，气液分离器4第一出口与涡流管3进口相连，涡流管3热端气体出口与第二节流阀11进口相连，第二节流阀11出口与冷凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
自复叠涡流管低温制冷机，包括发生器、冷凝器、涡流管、气液分离器、冷凝蒸发器、过冷器、蒸发器和喷射器，其特征在于：发生器的出口依次与喷射器的第一进口、冷凝器的进口、气液分离器的进口、涡流管的进口顺序串连；涡流管热端出口与冷凝蒸发器第一进口、过冷器第一进口、蒸发器进口顺序串连；涡流管冷端出口与过冷器第二进口相连；气液分离器的出口分两路，其中一路先与冷凝蒸发器第二进口串连后再分别与冷凝蒸发器第二出口、过冷器第二出口以及蒸发器出口并连后汇入喷射器第二进口；气液分离器出口的另一路与发生器入口相连。

【技术特征摘要】
1.自复叠涡流管低温制冷机，包括发生器、冷凝器、涡流管、气液分离器、
冷凝蒸发器、过冷器、蒸发器和喷射器，其特征在于：发生器的出口依次与喷射
器的第一进口、冷凝器的进口、气液分离器的进口、涡流管的进口顺序串连；涡
流管热端出口与冷凝蒸发器第一进口、过冷器第一进口、蒸发器进口顺序串连；
涡流管冷端出口与过冷器第二进口相连；气液分离器的出口分两路，其中一路先
与冷凝蒸发器第二进口串连后再分别与冷凝蒸发器第二出口、过冷器第二出口以
及蒸发器出口并连后汇入喷射器第二进口；气液分离器出口的另一路与发生器入
口相连。
2.根据权利要求1所述的自复叠涡流管低温制冷机，其特征在于：发生器的
出口与喷射器的第一进口相连，喷射器出口与冷凝器的进口相连，冷凝器出口与
气液分离器相连，气液分离器第一出口与涡流管进口相连，涡流管热端气体出口
与冷凝蒸发器第一进口相连，冷凝蒸发器第一出口与过冷器第一进口相连，过冷
器第一出口与蒸发器进口相连，涡流管冷端气体出口与过冷器第二进口相连；气
液分离器第二出口分两路，其中一路出口与冷凝蒸发器第二进口相连，冷凝蒸发
器第二出口、过冷器第二出口和蒸发器出口并连后汇入喷射器第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丽娟，朱超群，王征，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15