一种基于微孔喷射式蒸发器的新型毛细节流制冷系统

本发明涉及毛细节流制冷系统，具体涉及一种基于微孔喷射式蒸发器的新型毛细节流制冷系统。

背景技术：

能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的资源，是人类赖以生存的资源也是社会经济发展的动力。随着经济快速的发展，煤炭、石油、天然气及其衍生物等化石燃料的大量使用导致资源日益枯竭，环境问题日益严重。我国作为能源生产和消耗的大国，保持经济、能源的可持续发展是长期面临的重大战略问题，《能源发展“十三五”规划》明确提出能源发展的目标，规划提出：“十三五”时期非化石能源消费比重提高到15％以上，天然气消费比重力争达到10％，煤炭消费比重降低到58％以下。同时国家为了进一步提高节能减排成效，推行节能和可再生能源的税收优惠政策。

制冷技术与环境问题息息相关，在制冷领域中常规毛细节流制冷系统的使用占主导地位。但传统的毛细节流压缩制冷系统依然存在许多问题，如系统能耗高，制冷效率低等。因此发明一种基于微孔喷射式蒸发器的新型毛细节流制冷系统具有重大的意义。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种新型毛细节流制冷系统，可以通过微孔喷射式换热，降低了能耗，减少了制冷剂的充注量，提高了换热效率。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是

一种基于微孔喷射式蒸发器的新型毛细节流制冷系统，包括手动调节阀、电磁阀、压力传感器、压缩机、冷凝器、高压储液罐、空气干燥器、质量流量计、毛细管、中间分液器、分液器、多个并列设置的微孔喷射式套管蒸发器。这些设备依次连接组成了新型毛细节流制冷系统。

所述毛细管节流管路处设置旁通管路，通过旁通管路上的旁通阀来决定毛细管一次节流的节流程度。

所述的每个微孔喷射式套管蒸发器包括内层管、外层管。内层管的一端封闭，另一端开口与分液器连接以接收来自分液器的液态制冷剂，并且内层管的表面分布若干微孔，用于使液态制冷剂喷射至外层管的内壁表面与外界换热。外层管靠近分液器的一端密封、另一端开口用于排出气态制冷剂。所述外层管的管径为内层管的3-5倍。微孔的孔径及布置方式根据套管蒸发器的管径来具体设置。

与现有技术相比，该制冷系统其有益的效果是

液态制冷剂经过蒸发器的内层管的小孔节流喷射至外层管的管壁上，形成层膜换热，换热效率高。

该制冷系统的制冷剂充灌量比常规毛细节流制冷系统的制冷剂充灌量少。

低温低压液态制冷剂在蒸发器内换热后即刻变为气态制冷剂，相比液态的制冷剂流动阻力减小，减少系统能耗。

附图说明

图1是基于微孔喷射式蒸发器的新型毛细节流制冷系统的结构原理示意图。

图2是微孔喷射式套管蒸发器的结构原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，一种基于微孔喷射式蒸发器的新型毛细节流制冷系统包括：手动调节阀(1)、电磁阀(2)、压力传感器(3)、压缩机(4)、冷凝器(5)、高压储液罐(6)、空气干燥器(7)、质量流量计(8)、毛细管(9)、旁通阀(10)、中间分液器(11)、分液器(12)、多个并列设置的微孔喷射式套管蒸发器(13)。多个并列设置的微孔喷射式套管式蒸发器(13)中每个微孔喷射式套管式蒸发器包括内层管(15)和外层管(16)，内层管(15)一端封闭，另一端开口与分液器(12)的出口相连接，其表面有孔径大小相等的微孔(14)，外层管(16)的直径约为内层管(15)的三到五倍，套在内层管(15)的外端，外层管(16)靠近分液器(12)的一端用环形封板密封，环形封板与内层管(15)的开口端的外壁密封焊接，另一端为作为制冷剂输出端与手动调节阀(1)连接，手动调节阀(1)与电磁阀(2)、压力传感器(3)、压缩机(4)进气管相连。

所述压缩机(4)的排气管连接冷凝器(5)，所述的冷凝器(5)的排液管与高压储液罐(6)的进液口相连，所述的高压储液罐(6)的出液口与电磁阀(2)一端连接，所述的电磁阀(2)的另一端与干燥过滤器(7)相连，干燥过滤器(7)、质量流量计(8)、手动调节阀(1)、毛细管(9)、中间分液器(11)和分液器(12)依次连接。其中所述毛细管(9)节流管路处设置旁通管路，通过旁通管路上的旁通阀(10)来决定毛细管一次节流的节流程度。所述中间分液器(11)用于气液分离，使流进内层管(15)的制冷剂全是液态，达到满液的效果。

所述中间分液器(11)的出液口与分液器(12)的进液口相连，所述的分液器(12)的出液口与套管式蒸发器(13)的内层管(15)的开口端相连，所述微孔喷射式套管蒸发器(13)的外层管(16)的集气口与手动调节阀(1)、电磁阀(2)、压力传感器(3)、压缩机(4)进气管连接，构成一个回路。

其中，所述制冷剂都是本领域内常见的制冷剂。所述的微孔的孔径及布置方式根据套管蒸发器(13)的管径来具体设置，以喷射出的制冷剂能均匀地形成在外层管(16)的内壁的整个表面，形成一层液态膜状的制冷剂为原则。

制冷系统运行时，压缩机(4)排出的高温高压的气态制冷剂流经冷凝器(5)变成高压低温的液态制冷剂。液态制冷剂经冷凝器(5)后流入到高压储液罐(6)中，由高压储液罐(6)流出冷凝后的高压液态制冷剂，流过电磁阀(2)进入干燥过滤器(7)吸收液态制冷剂中可能存在的水分，之后液态制冷剂流经质量流量计(8)、手动调节阀(1)后流过毛细管(9)，被毛细管(9)节流成低温低压的液态制冷剂，在节流过程中会出现闪发气体，所以节流后的液态制冷剂进入中间分液器(11)用于气液分离，从中间分液器(11)出来的液态制冷剂进入分液器(12)，由分液器(12)均匀地分配至各路微孔喷射式套管蒸发器(13)的内层管(15)中，制冷剂通过内层管(15)的微孔(14)喷射至外层管(16)的内壁表面，形成一层液态膜状的制冷剂，能够与外界快速换热并充分利用外层管(16)壁面积，换热效率显著提高。

换热后变成气态的制冷剂经外层管(16)与内层管(15)之间通道汇集流到出口集气口，出气口与手动调节阀(1)相连，以防出现液态制冷剂，造成液体回流现象。气态制冷剂流过手动调节阀(1)、电磁阀(2)和压力传感器(3)，最后通过压缩机(4)的回气管回到压缩机(4)。

由于在微孔喷射式套管蒸发器(13)中制冷剂即刻由液态变为气态，并以气态的形式流经蒸发器回到压缩机(4)，相对液态的制冷剂减小了回气阻力，减少了系统能耗。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的。

技术特征：

1.一种基于微孔喷射式蒸发器的新型毛细节流制冷系统，其特征在于，包括手动调节阀(1)、电磁阀(2)、压力传感器(3)、压缩机(4)、冷凝器(5)、高压储液罐(6)、干燥过滤器(7)、质量流量计(8)、毛细管(9)、旁通阀(10)、中间分液器(11)、分液器(12)、多个并列设置的微孔喷射式套管蒸发器(13)，所述压缩机(4)的排气管连接冷凝器(5)，所述的冷凝器(5)的排液管与高压储液罐(6)的进液口相连，所述的高压储液罐(6)的出液口与电磁阀(2)一端连接，所述的电磁阀(2)的另一端与干燥过滤器(7)相连，所述干燥过滤器(7)、质量流量计(8)、手动调节阀(1)、毛细管(9)、中间分液器(11)依次连接，所述毛细管(9)节流管路上设置有旁通管路，通过旁通管路上的旁通阀(10)决定毛细管(9)一次节流的节流程度，所述中间分液器(11)的出液口与分液器(12)的进液口相连，所述的分液器(12)的出液口与套管蒸发器(13)的内层管(15)的开口端相连，所述微孔喷射式套管蒸发器(13)的外层管(16)的集气口与手动调节阀(1)、电磁阀(2)、压力传感器(3)、压缩机(4)进气管连接，构成一个回路。

2.根据权利要求1所述的一种基于微孔喷射式蒸发器的新型毛细节流制冷系统，其特征在于，其中每个所述微孔喷射式套管蒸发器(13)包括内层管(15)、外层管(16)，所述内层管(15)的一端封闭、另一端开口与分液器(12)连接以接收来自分液器(12)的液态制冷剂，并且内层管(15)的表面分布若干微孔(14)，用于使液态制冷剂喷射至外层管(16)的内壁表面与外界换热，所述外层管(16)靠近分液器(12)的一端密封、另一端开口用于排出气态制冷剂。

技术总结
本发明公开了基于微孔喷射式蒸发器的新型毛细节流制冷系统，包括手动调节阀(1)、电磁阀(2)、压力传感器(3)、压缩机(4)、冷凝器(5)、高压储液罐(6)、空气干燥器(7)、质量流量计(8)、毛细管(9)、旁通阀(10)、中间分液器(11)、分液器(12)、多个并列设置的微孔喷射式套管蒸发器(13)。其中每个所述微孔喷射式套管蒸发器（13）包括内层管（15）、外层管（16）。内层管（15）的一端封闭，另一端开口与分液器（12）连接以接收来自分液器（12）的液态制冷剂，并且内层管（15）的表面分布若干微孔（14），用于使液态制冷剂喷射至外层管（16）的内壁表面与外界换热。外层管（16）靠近分液器（12）的一端密封、另一端开口用于排出气态制冷剂。本发明换热效率高，制冷剂充注量小，制冷剂在换热时由液态变为气态流经蒸发器（13）回到压缩机（4），减小了回气阻力，降低了系统能耗。

技术研发人员：乔治·埃尔·阿赫卡尔;刘泳杉;赵松松;王齐;毕丽森;韩馨仪
受保护的技术使用者：天津商业大学;韩馨仪
技术研发日：2020.10.20
技术公布日：2021.06.25