微胶囊乳液蓄冷的冷液机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微胶囊乳液蓄冷的冷液机，包括有压缩机组、乳液蓄冷箱、内循环泵、蒸发侧换热器、中间换热器、冷却液箱、外循环泵、三通比例调节阀、电磁阀、管路、微胶囊乳液、冷却液和制冷剂，分别形成微胶囊乳液循环系统、冷却液外循环系统和压缩机制冷循环系统。本实用新型专利技术实现了上述三种循环系统相对独立运行，最大程度的减少了上述三种介质间的影响，同时利用相变蓄冷技术和比例调节技术等，实现了产品的小型化、模块化，为蓄冷类冷液机的设计提供了一种高效、环保、可靠的解决方案。

【技术实现步骤摘要】
微胶囊乳液蓄冷的冷液机
本技术涉及冷液机领域，具体是一种具有蓄冷功能的微胶囊乳液蓄冷的冷液机。
技术介绍
具有蓄冷功能的冷液机是近年来发展一个方向，其主要目的是避免集中消耗能源，特别适用于高功率激光、电磁脉冲等武器系统间歇性工作或热负载波动大的场合，以降低对电源的需求；也适用于压缩机制冷系统突然失效或性能下降时作为紧急蓄冷备份使用。当然这类冷液机，往往用电量受限、空间受限，用大容量的蓄冷罐或蓄冷箱无法实现，同时随着蓄冷温度下降，压缩机制冷系统的能效也越来越低。目前，具有蓄冷功能的冷液机通常采用去离子水或乙二醇水溶液作为冷却液，主要蓄冷方案有非相变的液体蓄冷和相变蓄冷等。当采用非相变的液体蓄冷，随着蓄冷温度下降，压缩机的能效越来越差，且所需蓄冷体积大；当采用水－冰的相变蓄冷，不仅随着液温下降，压缩机的能效越来越差，而且伴随结冰厚度增加，导致热阻急剧增加，结冰时间越来越长。另一种方式是采用动态冰蓄冷，但这类设备系统往往比较复杂。随着世界各地研究机构对相变材料的深入研究，相变材料微胶囊MicroPCMs悬乳液出现，而且品种也越来越多，其相变潜热、相变温度、胶囊粒径和浓度等均可依据设计来选用。例如，用某微胶囊乳液相变温度8℃，相变潜热110kJ/kg的冷液机，比冰蓄冷节能30%以上，传热性能也大为提高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种具有效率高、蓄冷量大的微胶囊乳液蓄冷的冷液机，利用微胶囊乳液循环、冷却液外循环和压缩机制冷循环的组合，结合微胶囊乳液的相变蓄冷原理，来提高蒸发侧换热器的蒸发温度，从而提高压缩机组能效，达到隔离、高效、环保、可靠和小型化的目的。本技术的技术方案如下：一种微胶囊乳液蓄冷的冷液机，包括有压缩机组、乳液蓄冷箱、内循环泵、蒸发侧换热器、中间换热器、冷却液箱、外循环泵、三通比例调节阀、电磁阀和负载，其特征在于：从所述乳液蓄冷箱的出口接出管路，依次连接所述的内循环泵、蒸发侧换热器和中间换热器后，接入所述乳液蓄冷箱的入口，形成微胶囊乳液循环系统；从所述冷却液箱的出口接出管路并连接所述的外循环泵后分成二路，其中一路连接所述电磁阀后接入所述冷却液箱，另一路连接所述负载后接入所述三通比例调节阀的入口，所述三通比例调节阀的一个出口接入所述冷却液箱的入口，三通比例调节阀的另一个出口连接所述中间换热器后接入所述冷却液箱的入口，形成冷却液外循环系统；所述的压缩机组与所述蒸发侧换热器通过管路循环连接，形成压缩机制冷循环系统。所述的微胶囊乳液蓄冷的冷液机，其特征在于：所述的微胶囊乳液循环系统中流通有微胶囊乳液，为相变材料微胶囊MicroPCMs悬乳液。所述的微胶囊乳液蓄冷的冷液机，其特征在于：所述的冷却液外循环系统中流通有冷却液，为去离子水或乙二醇水溶液。所述的微胶囊乳液蓄冷的冷液机，其特征在于：所述的压缩机制冷循环系统中流通有制冷剂。本技术的蓄冷分2步，第1步微胶囊乳液循环系统、冷却液外循环系统和压缩机制冷循环系统开启，使冷却液箱内的冷却液温度降至工作温度的下限，冷却液外循环系统停止工作或切换至自循环模式；第2步微胶囊乳液循环系统和压缩机制冷循环系统继续工作，使乳液蓄冷箱内的微胶囊乳液温度继续降至相变温度，完成相变蓄冷后关闭。负载投入工作时，冷却液外循环系统先开启自循环模式，即冷却液从负载流出，经三通比例调节阀全部回冷却液箱。当冷却液箱内的冷却液温度偏高时，三通比例调节阀逐步将冷却液切换至中间换热器，同时微胶囊乳液循环系统开启，微胶囊乳液与冷却液在中间换热器中进行换热（微胶囊乳液和冷却液在中间换热器中是通过一层层隔板进行换热的，中间是物理隔离的，不会发生混合），这样冷却后的冷却液流回冷却液箱。压缩机制冷循环系统依据需要开启或关闭。本技术的有益效果：1、本技术利用微胶囊乳液循环和冷却液外循环独立循环，使两种介质实现物理隔离，避免采用冷、热水箱混合模式，使冷却液运行更安全、简便、可靠。2、微胶囊乳液循环和压缩机制冷循环虽然需要同步协调工作，但本技术实现了上述两种介质的物理隔离，使微胶囊乳液受影响最小化。3、本技术充分利用微胶囊乳液的相变蓄冷技术，可方便选择所需的相变温度和蒸发温度，压缩机组能效得以大幅度提升，从而实现了节能。4、本技术在负载投入工作时，放冷迅速、灵活、可靠。5、本技术的结构可小型化、可模块化，易于实现，可有效解决高能量、热密度、间歇性的散热需求或蓄冷备份。附图说明图1为本技术结构示意图。具体实施方式参见图1，一种微胶囊乳液蓄冷的冷液机，包括有压缩机组1、乳液蓄冷箱2、内循环泵3、蒸发侧换热器4、中间换热器5、冷却液箱6、外循环泵7、三通比例调节阀8、电磁阀9和负载10，从乳液蓄冷箱2的出口接出管路，依次连接内循环泵3、蒸发侧换热器4和中间换热器5后，接入乳液蓄冷箱2的入口，形成微胶囊乳液循环系统；从冷却液箱6的出口接出管路并连接外循环泵7后分成二路，其中一路连接电磁阀9后接入冷却液箱6，另一路连接负载10后接入三通比例调节阀8的入口，三通比例调节阀8的一个出口接入冷却液箱6的入口，三通比例调节阀8的另一个出口连接中间换热器5后接入冷却液箱6的入口，形成冷却液外循环系统；压缩机组1与蒸发侧换热器4通过管路循环连接，形成压缩机制冷循环系统。本技术中，微胶囊乳液循环系统中流通有微胶囊乳液，为相变材料微胶囊MicroPCMs悬乳液，其相变潜热、相变温度、胶囊粒径（1μm～100μm）和浓度（1%～10%）等依据设计来选用。冷却液外循环系统中流通有冷却液，为去离子水或乙二醇水溶液等。压缩机制冷循环系统中流通有制冷剂，压缩机组1将制冷剂送往蒸发侧换热器4进行制冷换热。电磁阀9的作用是为旁通多余冷却液和安全泄压。以下结合附图对本技术作进一步的说明：本技术的蓄冷分2步，第1步微胶囊乳液循环系统、冷却液外循环系统和压缩机制冷循环系统开启，使冷却液箱6内的冷却液温度降至工作温度的下限，冷却液外循环系统停止工作或切换至自循环模式；第2步微胶囊乳液循环系统和压缩机制冷循环系统继续工作，使乳液蓄冷箱2内的微胶囊乳液温度继续降至相变温度，完成相变蓄冷后关闭。负载10投入工作时，冷却液外循环系统先开启自循环模式，即冷却液从负载10流出，经三通比例调节阀8全部回冷却液箱6。当冷却液箱6内的冷却液温度偏高时，三通比例调节阀8逐步将冷却液切换至中间换热器5，同时微胶囊乳液循环系统开启，微胶囊乳液与冷却液在中间换热器中进行换热（微胶囊乳液和冷却液在中间换热器中是通过一层层隔板进行换热的，中间是物理隔离的，不会发生混合），这样冷却后的冷却液流回冷却液箱6。压缩机制冷循环系统依据需要开启或关闭。微胶囊乳液循环系统和冷却液外循环系统之间通过中间换热器5进行冷热的交换，在设计中间换热器5时应注意满足最大换热能力。即最大换热能力应该满足换热后期，即冷却液温度越来越高，三通比例调节阀8将流经负载10的冷却液全部流量切换至中间换热器5，而另一侧微胶囊乳液处于设计温度的上限。由于蒸发侧换热器4和中间换热器5为串联形式，在设计微胶囊乳液的流量时通常以满足蒸发侧换热量为先，然后确认中间换热器微胶囊乳液侧的流量。依据以上温度和流量，最终计算和选型出合适的中间换热器。当然，本技术不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微胶囊乳液蓄冷的冷液机，包括有压缩机组、乳液蓄冷箱、内循环泵、蒸发侧换热器、中间换热器、冷却液箱、外循环泵、三通比例调节阀、电磁阀和负载，其特征在于：从所述乳液蓄冷箱的出口接出管路，依次连接所述的内循环泵、蒸发侧换热器和中间换热器后，接入所述乳液蓄冷箱的入口，形成微胶囊乳液循环系统；从所述冷却液箱的出口接出管路并连接所述的外循环泵后分成二路，其中一路连接所述电磁阀后接入所述冷却液箱，另一路连接所述负载后接入所述三通比例调节阀的入口，所述三通比例调节阀的一个出口接入所述冷却液箱的入口，三通比例调节阀的另一个出口连接所述中间换热器后接入所述冷却液箱的入口，形成冷却液外循环系统；所述的压缩机组与所述蒸发侧换热器通过管路循环连接，形成压缩机制冷循环系统。

【技术特征摘要】
1.一种微胶囊乳液蓄冷的冷液机，包括有压缩机组、乳液蓄冷箱、内循环泵、蒸发侧换热器、中间换热器、冷却液箱、外循环泵、三通比例调节阀、电磁阀和负载，其特征在于：从所述乳液蓄冷箱的出口接出管路，依次连接所述的内循环泵、蒸发侧换热器和中间换热器后，接入所述乳液蓄冷箱的入口，形成微胶囊乳液循环系统；从所述冷却液箱的出口接出管路并连接所述的外循环泵后分成二路，其中一路连接所述电磁阀后接入所述冷却液箱，另一路连接所述负载后接入所述三通比例调节阀的入口，所述三通比例调节阀的一个出口接入所述冷却液箱的入口，三通比例调节阀的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，赵贝，
申请(专利权)人：合肥天鹅制冷科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34