一种基于热流逸效应的气体制冷系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于热流逸效应的气体制冷系统，其包括制冷剂输入管、主努森压缩机组、制冷剂输出管、冷却器、节流机构、真空罐、载冷剂换热管、辅努森压缩机组、热腔换热器及冷腔换热器，每组主努森压缩机组包括基台体及若干个努森压缩机，努森压缩机包括冷腔、热腔、多孔隔层以及连接通道。本发明专利技术的努森压缩机的热腔通过热腔换热器利用工业余(废)热维持在较高的温度，以使制冷剂借助热流逸效应从冷腔流动到热腔，从而使制冷剂得到升压并在系统内循环流动，载冷剂吸收冷量后输送给需冷场所使用，其能够节约高品位能量，且制冷剂采用对人体及环境无危害的气体。

A refrigeration system based on the effect of gas heat flow

The invention discloses a refrigeration system based on the effect of heat due to gas, comprises a refrigerant inlet pipe, Knudsen compressor, refrigerant output pipe, cooler, throttle mechanism, vacuum tank, coolant heat pipe, auxiliary Knudsen compressor, thermal cavity heat exchanger and the cold heat exchanger, each group of Lord Knudsen the compression unit comprises a base body and a plurality of Knudsen Knudsen compressor compressor, including cold chamber, hot chamber, porous layer and connecting channel. Thermal cavity Knudsen compressor of the present invention through the heat exchanger cavity using industrial residual (waste) heat to maintain at a high temperature, so that the refrigerant by means of thermal transpiration in from cold to hot cavity cavity flow, so the refrigerant circulating in the system and gets a boost in refrigerant absorption cooling capacity after transport to be awkward use the high grade, can save energy, and the refrigerant gas has no harm to human body and environment.

【技术实现步骤摘要】
一种基于热流逸效应的气体制冷系统
本专利技术涉及制冷
，特别涉及一种基于热流逸效应的气体制冷系统。
技术介绍
随着社会、经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，能源与环境问题日益凸显。我国已是世界最大的能源消费国和CO2排放国，其中工业能耗能源所占比例最大，主要集中在电力、石油天然气、化工、轻工、建材和冶金等行业。这些行业的生产过程往往伴随大量余(废)热排放，其中至少有一半未得到合理利用，造成能源浪费和环境污染；如能合理利用这些余(废)热资源，可有效提高能源利用率，为我国节能减排目标的实现提供有力支撑。工业生产环节有很多地方需要冷量，如一些工艺流程或设备的降温冷却、以及适宜生产环境的营造等。目前主要采用两类方案解决冷量需求问题，一是使用能效较高的蒸气压缩式制冷系统；二是充分利用余(废)热，使用吸收式或吸附式制冷系统。这两类方案均各自存在一些问题。蒸气压缩式制冷需消耗高品位的电能或机械能，且其广泛使用的HCFCs和HFCs类制冷剂因消耗臭氧层或产生温室效应等环境问题已处于淘汰进程之中。吸收式制冷通常以氨—水或水—溴化锂溶液为工质对，氨具有毒性且易燃易爆，若泄漏会造成环境污染和引发安全事故；溴化锂也有一定毒性且具腐蚀性，也会污染环境，如操作不当还容易结晶，影响制冷效果。吸附式制冷系统一般是间歇运行，若设计成连续运行则需增加吸附床，使系统结构和操作程序变得复杂。可见，研发既能有效利用余(废)热驱动，又可避免现有蒸气压缩式、吸收式、吸附式制冷缺点的新型制冷技术具有重要意义。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于热流逸效应的气体制冷系统，从而克服现有的制冷系统或结构复杂、或需要消耗高品位能量以及使用的工质不环保等缺点。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于热流逸效应的气体制冷系统，其中，包括：制冷剂输入管；至少一组主努森压缩机组，每组所述主努森压缩机组包括：基台体，其设置有一主进口以及一主出口；所述主进口与所述制冷剂输入管连接；以及若干个努森压缩机，每个该努森压缩机包括冷腔、热腔、多孔隔层以及连接通道，所述冷腔与所述热腔之间通过所述多孔隔层分隔，所述多孔隔层上的孔的孔径不大于气体制冷剂的分子平均自由程，所述连接通道的进口与所述热腔的出口连接；若干个该努森压缩机依序串联地设置于所述基台体内，第一个所述努森压缩机的冷腔的进口与所述主进口连接，后一个所述努森压缩机的冷腔的进口与前一个所述努森压缩机的所述连接通道的出口连接，最后一个所述努森压缩机的所述连接通道的出口与所述主出口连接；制冷剂输出管，每组所述主努森压缩机组的基台体的主出口与该制冷剂输出管连接；冷却器，其热流通道的进口与所述制冷剂输出管连接；节流机构，其进口与所述冷却器的热流通道的出口连接；真空罐，其设置有第一罐进口、第二罐进口以及罐出口，所述第一罐进口通过一真空阀与所述节流机构的出口连接；载冷剂换热管，其设置于所述真空罐内，该载冷剂换热管的一端与一载冷剂输入管连接，且该载冷剂换热管的另一端与一载冷剂输出管连接；辅努森压缩机组，其结构与所述主努森压缩机组的结构相同，该辅努森压缩机组的基台体的主出口与所述第二罐进口连接；热腔换热器，每组所述主努森压缩机组内的所有的努森压缩机的热腔内各设置有一个该热腔换热器；所述辅努森压缩机组内的所有的努森压缩机的热腔内也各设置有一个该热腔换热器；所有的该热腔换热器的进口均与一载热介质进口管连接；所有的所述热腔换热器的出口均与一载热介质出口管连接；以及冷腔换热器，每组所述主努森压缩机组内的所有的所述努森压缩机的所述冷腔内各设置有一个该冷腔换热器；所有的所述冷腔换热器的进口均与一冷却介质进口管连接，所述冷却介质进口管和所述制冷剂输入管通过一个三通阀共同与所述真空罐的所述罐出口连接；所有的所述冷腔换热器的出口均与一冷却介质出口管连接，且所述冷却介质出口管与所述辅努森压缩机组的基台体的主进口连接。优选地，上述技术方案中，所述多孔隔层为多孔薄膜。优选地，上述技术方案中，所述节流机构为节流阀或膨胀机。优选地，上述技术方案中，所述热腔换热器和所述冷腔换热器均为翅片管式换热器。优选地，上述技术方案中，每组所述主努森压缩机组的基台体设置有一上腔和一下腔，每组所述主努森压缩机组的所有的努森压缩机设置于所述上腔内；所述下腔设置有一下腔进口和一下腔出口，所述下腔通过一折流板分隔成一个流入通道和一个流出通道，所述下腔进口与所述流入通道连通，所述下腔出口与所述流出通道连通；所述下腔进口与所述冷却介质进口管连接，所述下腔出口与所述冷却介质出口管连接；每个所述冷腔换热器的进口通过一进气孔与所述流入通道连通，且每个所述冷腔换热器的出口通过一出气孔与所述流出通道连通。优选地，上述技术方案中，所述节流机构与所述冷却器之间设置有一个制冷剂换热器，所述制冷剂换热器的热流通道的进口与所述冷却器的热流通道的出口连接，所述节流机构的进口与所述制冷剂换热器的热流通道的出口连接；所述制冷剂换热器的冷流通道的进口与所述真空罐的所述罐出口连接，且所述冷却介质进口管和所述制冷剂输入管通过所述三通阀共同与所述制冷剂换热器的冷流通道的出口连接。优选地，上述技术方案中，所述载冷剂输入管通过一载冷剂换热器与所述载冷剂换热管连接，所述载冷剂换热器的热流通道的进口与所述载冷剂输入管连接，且所述载冷剂换热器的热流通道的出口与所述载冷剂换热管的一端连接；所述载冷剂换热器的冷流通道的进口与所述节流机构的出口连接，所述第一罐进口通过所述真空阀与所述载冷剂换热器的冷流通道的出口连接。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术的努森压缩机的热腔通过热腔换热器来利用工业余(废)热维持在较高的温度，以使气体制冷剂在努森压缩机组内得到升压从而在系统内实现自动循环流动，其可以直接与工业生产过程相结合，以充分利用工业上产生的余(废)热，不需要消耗太多的高品位的电能或机械能。载冷剂在载冷剂换热器和真空罐内吸收气体制冷剂释放的冷量后便可输送给需冷场所使用，从而能够部分替代常规制冷机组为工艺流程和营造适宜生产环境等提供所需的冷量。2、本专利技术的努森压缩机为模块化设计，且构造简单，可根据实际需要对努森压缩机进行串、并联组合。3、本专利技术的结构简单，整个系统无运动部件，不需要润滑油，运行可靠，且整个系统的制冷效率较高，其制冷量可以根据实际需要进行调整。4、本专利技术的制冷剂可采用天然环保且化学性质稳定的气体，对人体及环境无危害。附图说明图1是根据本专利技术基于热流逸效应的气体制冷系统的结构示意图。图2是根据本专利技术的主努森压缩机组的结构示意图。图3是根据本专利技术的基台体的结构示意图。图4是根据本专利技术的基台体的下腔的结构示意图。图5是根据本专利技术的多排努森压缩机串联设置于基台体内的结构示意图。图6是根据本专利技术的翅片管式换热器的结构示意图。主要附图标记说明：1-制冷剂输入管，2-主努森压缩机组，3-制冷剂输出管，4-冷却器，5-节流机构，6-载冷剂换热器，7-载冷剂输入管，8-真空罐，9-第一罐进口，10-第二罐进口，11-罐出口，12-真空阀，13-载冷剂换热管，14-载冷剂输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于热流逸效应的气体制冷系统，其特征在于，包括：制冷剂输入管；至少一组主努森压缩机组，每组所述主努森压缩机组包括：基台体，其设置有一主进口以及一主出口；所述主进口与所述制冷剂输入管连接；以及若干个努森压缩机，每个该努森压缩机包括冷腔、热腔、多孔隔层以及连接通道，所述冷腔与所述热腔之间通过所述多孔隔层分隔，所述多孔隔层上的孔的孔径不大于气体制冷剂的分子平均自由程，所述连接通道的进口与所述热腔的出口连接；若干个该努森压缩机依序串联地设置于所述基台体内，第一个所述努森压缩机的冷腔的进口与所述主进口连接，后一个所述努森压缩机的冷腔的进口与前一个所述努森压缩机的所述连接通道的出口连接，最后一个所述努森压缩机的所述连接通道的出口与所述主出口连接；制冷剂输出管，每组所述主努森压缩机组的基台体的主出口与该制冷剂输出管连接；冷却器，其热流通道的进口与所述制冷剂输出管连接；节流机构，其进口与所述冷却器的热流通道的出口连接；真空罐，其设置有第一罐进口、第二罐进口以及罐出口，所述第一罐进口通过一真空阀与所述节流机构的出口连接；载冷剂换热管，其设置于所述真空罐内，该载冷剂换热管的一端与一载冷剂输入管连接，且该载冷剂换热管的另一端与一载冷剂输出管连接；辅努森压缩机组，其结构与所述主努森压缩机组的结构相同，该辅努森压缩机组的基台体的主出口与所述第二罐进口连接；热腔换热器，每组所述主努森压缩机组内的所有的努森压缩机的热腔内各设置有一个该热腔换热器；所述辅努森压缩机组内的所有的努森压缩机的热腔内也各设置有一个该热腔换热器；所有的该热腔换热器的进口均与一载热介质进口管连接；所有的所述热腔换热器的出口均与一载热介质出口管连接；以及冷腔换热器，每组所述主努森压缩机组内的所有的所述努森压缩机的所述冷腔内各设置有一个该冷腔换热器；所有的所述冷腔换热器的进口均与一冷却介质进口管连接，所述冷却介质进口管和所述制冷剂输入管通过一个三通阀共同与所述真空罐的所述罐出口连接；所有的所述冷腔换热器的出口均与一冷却介质出口管连接，且所述冷却介质出口管与所述辅努森压缩机组的基台体的主进口连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于热流逸效应的气体制冷系统，其特征在于，包括：制冷剂输入管；至少一组主努森压缩机组，每组所述主努森压缩机组包括：基台体，其设置有一主进口以及一主出口；所述主进口与所述制冷剂输入管连接；以及若干个努森压缩机，每个该努森压缩机包括冷腔、热腔、多孔隔层以及连接通道，所述冷腔与所述热腔之间通过所述多孔隔层分隔，所述多孔隔层上的孔的孔径不大于气体制冷剂的分子平均自由程，所述连接通道的进口与所述热腔的出口连接；若干个该努森压缩机依序串联地设置于所述基台体内，第一个所述努森压缩机的冷腔的进口与所述主进口连接，后一个所述努森压缩机的冷腔的进口与前一个所述努森压缩机的所述连接通道的出口连接，最后一个所述努森压缩机的所述连接通道的出口与所述主出口连接；制冷剂输出管，每组所述主努森压缩机组的基台体的主出口与该制冷剂输出管连接；冷却器，其热流通道的进口与所述制冷剂输出管连接；节流机构，其进口与所述冷却器的热流通道的出口连接；真空罐，其设置有第一罐进口、第二罐进口以及罐出口，所述第一罐进口通过一真空阀与所述节流机构的出口连接；载冷剂换热管，其设置于所述真空罐内，该载冷剂换热管的一端与一载冷剂输入管连接，且该载冷剂换热管的另一端与一载冷剂输出管连接；辅努森压缩机组，其结构与所述主努森压缩机组的结构相同，该辅努森压缩机组的基台体的主出口与所述第二罐进口连接；热腔换热器，每组所述主努森压缩机组内的所有的努森压缩机的热腔内各设置有一个该热腔换热器；所述辅努森压缩机组内的所有的努森压缩机的热腔内也各设置有一个该热腔换热器；所有的该热腔换热器的进口均与一载热介质进口管连接；所有的所述热腔换热器的出口均与一载热介质出口管连接；以及冷腔换热器，每组所述主努森压缩机组内的所有的所述努森压缩机的所述冷腔内各设置有一个该冷腔换热器；所有的所述冷腔换热器的进口均与一冷却介质进口管连接，所述冷却介质进口管和所述制冷剂输入管通过一个三通阀共同与所述真空罐的所述罐出口连接；所有的所述冷腔换热器的出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢苇，王博韬，王南，谢超许，徐昆，许浩，刘进阳，王祥，何鸣阳，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45