[发明专利]超声速制冷循环系统

说明书

技术领域

本发明专利是一种制冷循环装置涉及利用气体在超声速流动条件下的近似等熵膨胀制冷特性。

背景技术

目前的各类制冷系统中，节流部件多采用膨胀机或J-T阀实现节流降温，存在节流损失大、制冷效率低等问题。在相同的压力损失下，超声速喷管因其内部发生近似等熵膨胀流动可以实现更高的温降，产生更大的换热温差，可以大大提高蒸发器的换热效率。

超声速流动条件下的气体近似等熵膨胀制冷特性是一种涉及气体压能、内能、动能相互转换的制冷技术，比目前常用的温降设备J-T阀、膨胀机的效率高很多。该技术的关键部件是超声速喷管(拉法尔喷管)，其工作原理为：随着气体在喷管中的膨胀，气流发生近似等熵膨胀过程，气流速度逐渐增加，与此同时气体温度和压力急剧下降可以实现降低的气流温度(最低可达-80℃～-120℃)。在此过程中，可以利用气体产生的超低温实现与外界的热量交换。

这是一种全新的制冷技术，制冷剂可以获得更低的温度，换热温差大，制冷效率高，可用于大型冷库、天然气液化等制冷量需求较大的场合。

发明内容

技术方案：压缩机，入口汇管，超声速喷管，冷凝器，低温出口，高温出口，蒸发器，循环管道，高温入口，低温入口，储液罐，传热管，肋片。

所述入口汇管与上游的压缩机出口相连；所述入口汇管与超声速喷管相连；所述冷凝器与超声速喷管相连；所述低温出口与高温出口通过冷凝器相连；所述冷凝器与蒸发器相连；所述循环管道安装在蒸发器内，气体在蒸发器内通过循环管道将热量传递到外界；所述高温出口与低温入口通过蒸发器相连；所述储液罐与蒸发器和压缩机通过管道连接。

超声速制冷是一种新型的制冷技术，制冷效率高，实际工程应用广泛。

附图说明

图1：超声速制冷循环系统结构示意图；

1-压缩机，2-入口汇管，3-超声速喷管，4-冷凝器，5-低温出口，6-高温出口，7-蒸发器，8-循环管道，9-高温入口，10-低温入口，11-储液罐，12-传热管，13-肋片。

具体实施方式

现结合附图对作本发明进一步描述：

图1为本发明专利装置结构示意图包括1-压缩机，2-入口汇管，3-超声速喷管，4-冷凝器，5-低温出口，6-高温出口，7-蒸发器，8-循环管道，9-高温入口，10-低温入口，11-储液罐，12-传热管，13-肋片。

本实施方案提供的超声速制冷循环系统进行制冷循环的具体步骤为：

将具备一定压力的制冷剂(空气或氮气)连续不断地流入入口汇管2，然后分流进入多个超声速喷管3，制冷剂在喷管中发生近似等熵膨胀，气流速度不断增加，气流温度不断降低，在喷管出口处温度降为最低(最低可达-80℃～-120℃)，随后低温制冷剂进入蒸发器7，与通过高温入口9流进蒸发器7的物质通过传热管12和肋片13实现热交换。经过以上步骤，低温制冷剂吸收大量热量升温并离开蒸发器7，进入冷凝器4与通过低温入口10流进冷凝器4的物质通过传热管和肋片实现热交换，最终通过高温出口6流出冷凝器4，通过管道进入储液罐11。传热管由传热效果极佳的合金制作而成。传热管上的肋片增大了导热面积提高导热效率。

本实施方式只是对本专利的示例性说明并限定它的保护范围本领域技术人员还可以对其局部进行改变只要没有超出本专利的精神实质都在本专利的保护范围内。