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膨胀功自回收制冷装置及方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2015-12-31
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2016-06-08
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2017-11-17
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2035-12-31
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201511026052.7 申请日 2015-12-31
公开/公告号 CN105571200B 公开/公告日 2017-11-17
授权日 2017-11-17 预估到期日 2035-12-31
申请年 2015年 公开/公告年 2017年
缴费截止日
分类号 F25B27/00 主分类号 F25B27/00
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 4
权利要求数量 5 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 6 专利申请国编码 CN
专利事件 转让 事务标签 公开、实质审查、授权、权利转移
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 浙江理工大学 当前专利权人 浙江麦知网络科技有限公司
发明人 王厉 第一发明人 王厉
地址 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街5号 邮编 310018
申请人数量 1 发明人数量 1
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
杭州中成专利事务所有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
金祺
摘要
本发明公开了一种膨胀功自回收制冷装置,包括超重力产生装置、以及内置工质的制冷装置;所述超重力产生装置为设置在转轴(2)上的底座(1);所述制冷装置为依次相互连接的蒸发器(3)、冷凝器(5)、压缩机(4);所述底座(1)上设置蒸发器(3)、冷凝器(5)、压缩机(4)。
  • 摘要附图
    膨胀功自回收制冷装置及方法
  • 说明书附图:图1
    膨胀功自回收制冷装置及方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-01-14 专利权的转移 登记生效日: 2021.12.31 专利权人由浙江理工大学变更为浙江麦知网络科技有限公司 地址由310018 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街5号变更为314500 浙江省嘉兴市桐乡市桐乡经济开发区发展大道133号3幢503室
2 2017-11-17 授权
3 2016-06-08 实质审查的生效 IPC(主分类): F25B 27/00 专利申请号: 201511026052.7 申请日: 2015.12.31
4 2016-05-11 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.膨胀功自回收制冷方法,其特征是:所利用的膨胀功自回收制冷装置包括超重力产生装置以及内置工质的制冷装置;所述超重力产生装置为设置在转轴(2)上的底座(1);
所述制冷装置为依次相互连接的蒸发器(3)、冷凝器(5)、压缩机(4);
所述底座(1)上设置蒸发器(3)、冷凝器(5)、压缩机(4);
所述蒸发器(3)的蒸发管道连接压缩机(4),所述压缩机(4)连接冷凝器(5)的冷凝管道;所述压缩机(4)和冷凝器(5)的冷凝管道之间通过管道Ⅱ相连接,所述冷凝器(5)的冷凝管道和蒸发器(3)的蒸发管道之间通过管道Ⅲ相连接;
所述膨胀功自回收制冷方法为:
转轴(2)带动底座(1)以一定角速度旋转;
所述底座(1)带动蒸发器(3)、冷凝器(5)、压缩机(4)以一定角速度旋转;
所述蒸发器(3)流出低压气体进入压缩机(4),被压缩机(4)增压到中压,温度升高,然后在离心力和压差的共同作用下在管道Ⅱ中绝热流动到冷凝器(5)的冷凝管道时被进一步增压到高压,惯性势能降低,同时温度进一步上升,高压气体在冷凝器(5)中向外部高温冷源放热后,变成高温高压液体;
高温高压液体在离心力和压差的共同作用下在管道Ⅲ中绝热流动到蒸发器(3)的蒸发管道进口时,温度降低到低温,惯性势能增加,压力降低到低压,变成气液混合物;
低温低压的气液混合物进入蒸发器(3)的蒸发管道,吸收外部低温热源的热量后,变成饱和的低压气体;
低压气体从蒸发器(3)的蒸发管道流出后进入压缩机(4),如此循环。

2.根据权利要求1所述的膨胀功自回收制冷方法,其特征是:当外部高温冷源温度提高或外部低温热源温度降低时,只需提高转速即可保持合理的降压程度,反之亦然。

3.根据权利要求2所述的膨胀功自回收制冷方法,其特征是:所述冷凝器(5)/蒸发器(3)所对应的外部高温冷源/外部低温热源为空气、蒸汽或者液体。

4.根据权利要求1~3任一所述的膨胀功自回收制冷方法,其特征是:
所述蒸发器(3)和压缩机(4)在转轴(2)的轴心位置;
所述冷凝器(5)在转轴(2)的回转半径上。

5.根据权利要求4所述的膨胀功自回收制冷方法,其特征是:所述工质为制冷工质。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及动力设备技术领域,具体是一种膨胀功自回收制冷装置及方法。

背景技术

[0002] 当前所采用的电制冷循环的基本过程如下:1、气体压缩机将低压制冷剂蒸汽压缩到高压;2、高压制冷剂蒸汽在冷凝器中放出热量后变成高压液体制冷剂;3、高压液体制冷剂再冷后通过膨胀阀降压到低压,成为低温低压制冷剂液体(或汽液混合物);4、低温低压制冷剂液体(或汽液混合物)在蒸发器中吸收热量后变成低温低压制冷剂蒸汽,然后再进入气体压缩机,如此往复。
[0003] 其中膨胀阀是一个不可逆损失很大的部件,它不仅没有利用降压过程中的膨胀功,还减少了蒸发器的有效制冷量,而且随着蒸发/冷凝温度差的增加,其负面作用越为明显。若用膨胀机来代替节流阀,虽然具有节能的效果,但又会使得系统复杂,环节增加,技术经济价值降低。
[0004] 这样,有必要对现有的电制冷循环系统进行改进,采取一种简单有效的方式来替代现有系统中的膨胀阀,提高系统的技术经济价值。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单的膨胀功自回收制冷装置及方法。
[0006] 为了解决上述技术问题,本发明提供一种膨胀功自回收制冷装置,包括超重力产生装置、以及内置工质的制冷装置;所述超重力产生装置为设置在转轴上的底座;所述制冷装置为依次相互连接的蒸发器、冷凝器、压缩机;所述底座上设置蒸发器、冷凝器、压缩机。
[0007] 作为本发明所述的膨胀功自回收制冷装置的改进:所述蒸发器的蒸发管道连接压缩机;所述压缩机连接冷凝器的冷凝管道。
[0008] 作为本发明所述的膨胀功自回收制冷装置的进一步改进:所述蒸发器和压缩机在转轴的轴心位置;所述冷凝器在转轴的回转半径上。
[0009] 作为本发明所述的膨胀功自回收制冷装置的进一步改进:所述压缩机和冷凝器的冷凝管道之间通过管道Ⅱ相连接;所述冷凝器的冷凝管道和蒸发器的蒸发管道之间通过管道Ⅲ相连接。
[0010] 作为本发明所述的膨胀功自回收制冷装置的进一步改进:所述工质为制冷工质。
[0011] 膨胀功自回收制冷方法:转轴带动底座以一定角速度旋转;所述底座带动蒸发器、冷凝器、压缩机以一定角速度旋转;所述蒸发器流出低压气体进入压缩机,被压缩机增压到中压,温度升高,然后在离心力和压差的共同作用下在管道Ⅱ中绝热流动到冷凝器的冷凝管道时被进一步增压到高压,惯性势能降低,同时温度进一步上升,高压气体在冷凝器中向外部高温冷源放热后,变成高温高压液体;高温高压液体在离心力和压差的共同作用下在管道Ⅲ中绝热流动到蒸发器的蒸发管道进口时,温度降低到低温,惯性势能增加,压力降低到低压,变成气液混合物;低温低压的气液混合物进入蒸发器的蒸发管道,吸收外部低温热源的热量后,变成饱和的低压气体;低压气体从蒸发器的蒸发管道流出后进入压缩机,如此循环。
[0012] 作为对本发明所述的膨胀功自回收制冷方法的改进:当外部高温冷源温度提高或外部低温热源温度降低时,只需提高转速即可保持合理的降压程度,反之亦然。
[0013] 作为对本发明所述的膨胀功自回收制冷方法的进一步改进:所述冷凝器/蒸发器所对应的外部高温冷源/外部低温热源为空气、蒸汽或者液体。
[0014] 本发明与现有电制冷系统相比,具有以下优点:
[0015] 1)不需要膨胀阀。
[0016] 2)能自行回收膨胀功。
[0017] 3)调节方便可靠,可通过调节转速来调节膨胀阀的降压程度。

实施方案

[0020] 实施例1、图1给出了一种膨胀功自回收制冷装置及方法,主要通过设置相关的离心装置实现,通过离心提供一种势场。
[0021] 该膨胀功自回收制冷装置包括超重力产生装置、以及内置工质的制冷装置;超重力产生装置为设置在转轴2上的底座1;制冷装置为依次相互连接的蒸发器3、冷凝器5、压缩机4;具体的为蒸发器3的蒸发管道和压缩机4之间相连接(或者通过其他管道Ⅰ相互连接,此处由于蒸发器3的蒸发管道和压缩机4之间并不需要额外的离心力产生,因而可以直接连接或者通过短的管道Ⅰ进行连接);压缩机4和冷凝器5的冷凝管道之间通过管道Ⅱ相连接(根据实际使用过程,由于压缩机4和冷凝器5的冷凝管道之间需要离心力,所以根据实际情况,设置相应长度的管道Ⅱ,使得工质在管道Ⅱ内流动时在离心势场作用下增加到一定压力);冷凝器5的冷凝管道和蒸发器3的蒸发管道之间通过管道Ⅲ相连接(根据实际使用过程,由于冷凝器5的冷凝管道和蒸发器3之间需要离心力,所以根据实际情况,设置相应长度的管道Ⅱ,使得工质在管道Ⅱ内流动时在离心势场作用下减压到一定压力)。该蒸发器3、冷凝器
5、压缩机4、管道Ⅱ和管道Ⅲ均设置在底座1上,通过机械固定的方式进行固定,其蒸发器3和压缩机4在转轴2的轴心位置(如果设置了管道Ⅰ,则只需要将管道Ⅰ固定与蒸发器3和压缩机4之间),冷凝器5在转轴2的回转半径上。而以上所述的工质为制冷工质。
[0022] 本发明中,通过转轴2带动底座1的旋转形成离心力,再通过该离心力使得在一定长度的管道(管道Ⅰ、管道Ⅱ或管道Ⅲ)中流动的工质受到影响,形成本发明中需要的使用环境。
[0023] 其具体的实施方法如下:
[0024] 1、转轴2带动底座1以一定角速度旋转(该角速度根据现场情况进行相应设置);
[0025] 2、底座1带动蒸发器3、冷凝器5、压缩机4以一定角速度旋转;
[0026] 3、蒸发器3流出低压气体进入压缩机4,被压缩机4增压到中压,温度升高,然后在离心力和压差的共同作用下在管道Ⅱ中绝热流动到冷凝器5的冷凝管道时被进一步增压到高压,惯性势能降低,同时温度进一步上升,高压气体在冷凝器5中向外部高温冷源放热后,变成高温高压液体;
[0027] 4、高温高压液体在离心力和压差的共同作用下在管道Ⅲ中绝热流动到蒸发器3的蒸发管道进口时,温度降低到低温,惯性势能增加,压力降低到低压,变成具有一定干度的气液混合物;
[0028] 低温低压的气液混合物进入蒸发器3的蒸发管道,吸收外部低温热源的热量后,变成饱和或过饱和的低压气体;
[0029] 低压气体从蒸发器3的蒸发管道流出后进入压缩机4,如此循环。
[0030] 5、当外部高温冷源温度提高或外部低温热源温度降低时,只需提高转速即可保持合理的降压程度,反之亦然。
[0031] 在使用过程中,冷凝器5/蒸发器3所对应的外部高温冷源/外部低温热源可为空气、蒸汽或者液体多种形式。
[0032] 实施实例1的计算参数见表1(针对1kg工质R134a)。设计条件为:工质为R134a,冷凝温度40℃,蒸发温度0℃,回转直径为1m。实施实例1计算得到的系统COP(定义为蒸发器吸热量和压缩机理论功耗之比)为6.81,此时的转速为1788转/分,蒸发器吸热量为146.7kJ/kg,冷凝器排热量为168.2kJ/kg,蒸发器进口的制冷剂干度为0.262,传递的惯性势能为4.38kJ/kg。相比现有的采用膨胀阀的制冷系统(见表1,其COP为5.49),实施实例1的COP提升了24%,由此可见,本发明借助惯性势能的参与对膨胀功进行了回收利用,避免了膨胀阀的绝热降压损失,提高了系统COP,且系统简单,有效实现了本发明的初衷。
[0033] 以上实施实例中,可综合考虑具体的使用条件与要求、技术经济性能等因素合理确定系统的设计参数,以兼顾系统的适用性和经济性。
[0034] 表1实施实例1的热力计算结果(针对1kg工质R134a)
[0035]项目 实施实例1 现有系统 单位
做功工质 R134a R134a -----
回转直径 1.0 ----- m
蒸发器蒸发温度 0 0 ℃
蒸发器蒸发压强 0.29 0.29 Mpa
压缩机出口温度 36.3 44.5 ℃
压缩机出口压强 0.822 1.013 Mpa
传递的惯性势能 4.38 ----- kJ/kg
冷凝器进口气体温度 44.5 44.5 ℃
冷凝器压强 1.013 1.013 Mpa
冷凝温度 40 40 ℃
压缩机理论功耗 21.53 25.91 kJ/kg
蒸发器进口制冷剂干度 0.262 0.284 -----
转速 1788 ----- 转/分
蒸发器吸热量 146.7 142.3 kJ/kg
冷凝器排热量 168.2 168.2 kJ/kg
系统COP 6.81 5.49 -----
[0036] 最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。

附图说明

[0018] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
[0019] 图1是本发明的主要结构示意图。
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