氣固混合式納米制冷劑充注裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種制冷系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種氣固混合式納米制冷劑充注裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]納米粒子與常規(guī)制冷劑混合可形成納米制冷劑，納米制冷劑的換熱性能相對于常規(guī)制冷劑具有顯著提升。但是制冷系統(tǒng)內(nèi)部壓力遠高于大氣壓，且需與空氣隔絕，這使得納米粒子難以直接添加注入。
[0003]目前納米制冷劑充注方法是先將納米粒子與潤滑油混合并超聲分散，形成“納米油”，再注入制冷系統(tǒng)中。由于納米粒子在潤滑油中的溶解度很低，且制冷系統(tǒng)中的含油量較低(一般為I?5wt% )，故這種充注方式只能夠添加少量納米粒子，而少量納米粒子對能效的提升十分有限。為使制冷系統(tǒng)中有較多納米粒子發(fā)揮提升能效的作用，需有可單次充注較多納米粒子的裝置。
[0004]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻號CN1800752A，公開(公告)日2006.07.12，公開了一種制冷技術(shù)領(lǐng)域的制冷系統(tǒng)納米粒子充注裝置。該裝置在原制冷系統(tǒng)上添加了一個旁通回路，通過將納米粒子與旁通回路中的液相制冷劑混合并超聲振蕩，可實現(xiàn)單次較多納米粒子的直接充注。然而，旁通回路的設(shè)計意味著需對現(xiàn)有制冷系統(tǒng)進行改造，導(dǎo)致該裝置不能直接應(yīng)用于現(xiàn)有制冷系統(tǒng)。此外，納米粒子在添加至旁通回路的過程中會有部分空氣混入制冷系統(tǒng)，這將降低系統(tǒng)能效并可能損壞系統(tǒng)部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出了一種氣固混合式納米制冷劑充注裝置，能夠在現(xiàn)有制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)納米粒子與氣相制冷劑的直接充分混合，無需對現(xiàn)有制冷系統(tǒng)進行任何改造，并可防止制冷系統(tǒng)中混入空氣，影響制冷系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明包括:制冷劑儲罐、帶有氣體交換膜的儲料倉和氣-固混合倉，其中:制冷劑儲罐通過充注入口截止閥分別與儲料倉的進口以及氣-固混合倉的一個進口相連，氣-固混合倉的出口與制冷系統(tǒng)回路相連。
[0008]所述的氣體交換膜將儲料倉分為上下兩層，其中:上層的儲料倉的進口設(shè)有儲料倉入口調(diào)節(jié)閥，出口與真空栗相連并設(shè)有抽真空用截止閥；下層的儲料倉中設(shè)有納米粒子，出口與氣-固混合倉的另一個進口相連并設(shè)有儲料倉出口調(diào)節(jié)閥。
[0009]所述的氣-固混合倉包括:依次相連的氣-固預(yù)混合腔和至少一個氣-固次混合腔。
[0010]所述的制冷系統(tǒng)回路包括:依次串聯(lián)連接形成回路的壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器。
[0011]所述的氣-固混合倉通過吸氣截止閥分別與制冷系統(tǒng)回路中的壓縮機和蒸發(fā)器相連。 技術(shù)效果
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可直接應(yīng)用于現(xiàn)有制冷系統(tǒng)，無需進行任何改造，具有良好的應(yīng)用前景;本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)在納米粒子添加過程中的空氣混入問題;本發(fā)明實現(xiàn)納米粒子與制冷劑直接混合，無需事先與潤滑油混合，因而對納米粒子的充注量沒有限制，可最大限度的提升制冷劑的換熱性能。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明裝置抽真空示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明裝置充注納米制冷劑示意圖；
[0016]圖中:重量監(jiān)測設(shè)備1、制冷劑儲罐2、充注入口截止閥3、主氣流截止閥4、氣-固混合倉5、氣-固預(yù)混合腔5a、氣-固次混合腔5b、電動葉輪6、納米粒子7、儲料倉8、上層儲料倉8a、下層儲料倉8b、氣體交換膜9、儲料倉入口調(diào)節(jié)閥1、儲料倉出口調(diào)節(jié)閥11、抽真空用截止閥12、抽真空壓力表13、真空栗14、吸氣截止閥15、制冷系統(tǒng)回路16、壓縮機16a、冷凝器1613、膨脹閥16(:、蒸發(fā)器16(1。
【具體實施方式】
[0017]下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
實施例1
[0018]如圖1所示，本實施例包括:制冷劑儲罐2、充注入口截止閥3、儲料倉入口調(diào)節(jié)閥
1、儲料倉8、氣體交換膜9、氣-固混合倉5、儲料倉出口調(diào)節(jié)閥11、抽真空用截止閥12和真空栗14，其中:制冷劑儲罐2通過充注入口截止閥3分別與儲料倉8的進口、氣-固混合倉5的一個進口相連，氣-固混合倉5與制冷系統(tǒng)回路16相連；
[0019]所述的氣體交換膜9將儲料倉8分為上下兩層，其中:上層儲料倉8a的進口設(shè)有儲料倉入口調(diào)節(jié)閥10，上層儲料倉8a的出口與真空栗14相連并設(shè)有抽真空用截止閥12;下層儲料倉8b中設(shè)有納米粒子7，下層儲料倉8b的出口與氣-固混合倉5的另一個進口相連并設(shè)有儲料倉出口調(diào)節(jié)閥11，納米粒子7的充注量通過儲料倉出口調(diào)節(jié)閥11的開度調(diào)節(jié)。
[0020]所述的氣-固混合倉5包括:依次相連的氣-固預(yù)混合腔5a和氣-固次混合腔5b;所述的氣-固預(yù)混合腔5a和氣-固次混合腔5b均設(shè)置有電動葉輪6，便于制冷劑與納米粒子7的充分混合。
[0021]所述的充注入口截止閥3與氣-固預(yù)混合腔5a之間還設(shè)有主氣流截止閥4，以調(diào)節(jié)制冷劑充注量。
[0022]所述的制冷系統(tǒng)回路16包括依次串聯(lián)連接形成回路的壓縮機16a、冷凝器16b、膨脹閥16c和蒸發(fā)器16d。
[0023]所述的氣-固混合倉5通過吸氣截止閥15分別與制冷系統(tǒng)回路16中的壓縮機16a、蒸發(fā)器16d相連。
[0024]所述的真空栗14還設(shè)有抽真空壓力表13進行壓力的動態(tài)監(jiān)測。
[0025]所述的制冷劑儲罐2上設(shè)有重量監(jiān)測設(shè)備I以控制制冷劑充注量。
[0026]所述的納米粒子7是指粒徑在2納米至200納米之間的固體材料。
[0027]本裝置在工作時，包括以下步驟:
[0028]S1，關(guān)閉充注入口截止閥3、儲料倉出口調(diào)節(jié)閥11，打開主氣流截止閥4、儲料倉入口調(diào)節(jié)閥10、抽真空用截止閥12和吸氣截止閥15，啟動真空栗14，將本裝置與制冷系統(tǒng)回路抽真空，如圖2所示；系統(tǒng)真空度由真空壓力表13動態(tài)監(jiān)測，當系統(tǒng)壓力達到50Pa時即可認為達到真空，然后依次關(guān)閉抽真空用截止閥12和真空栗14;
[0029]&，先后關(guān)閉吸氣截止閥15和主氣流截止閥4，依次打開儲料倉入口調(diào)節(jié)閥10和充注入口截止閥3，使氣態(tài)制冷劑充滿儲料倉8;
[0030]S3，啟動電動葉輪6和壓縮機16a，依次打開主氣流截止閥4和儲料倉出口調(diào)節(jié)閥U，使下層儲料倉Sb中的納米粒子7在重力作用下落入制冷劑氣流中，并在氣-固混合倉5中充分混合，形成納米制冷劑；打開吸氣截止閥15，納米制冷劑進入制冷系統(tǒng)回路16進行循環(huán)，此時系統(tǒng)狀態(tài)如圖3所示；
[0031 ] S4，在制冷劑量滿足系統(tǒng)要求后，依次關(guān)閉充注入口截止閥3、主氣流截止閥4、儲料倉入口調(diào)節(jié)閥1、儲料倉出口調(diào)節(jié)閥11和吸氣截止閥15，關(guān)閉電動葉輪6，完成納米制冷劑的充注。
[0032]所述的進口和出口均以制冷劑充注方向為準，亦可采用其他參考方向，如抽真空氣體流動方向，則進口和出口做相應(yīng)調(diào)整。
【主權(quán)項】
1.一種氣固混合式納米制冷劑充注裝置，其特征在于，包括:制冷劑儲罐、帶有氣體交換膜的儲料倉和氣-固混合倉，其中:制冷劑儲罐通過充注入口截止閥分別與儲料倉的進口以及氣-固混合倉的一個進口相連，氣-固混合倉的出口與制冷系統(tǒng)回路相連； 所述的氣體交換膜將儲料倉分為上下兩層，其中:上層的儲料倉的進口設(shè)有儲料倉入口調(diào)節(jié)閥，出口與真空栗相連并設(shè)有抽真空用截止閥；下層的儲料倉中設(shè)有納米粒子，出口與氣-固混合倉的另一個進口相連并設(shè)有儲料倉出口調(diào)節(jié)閥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固混合式納米制冷劑充注裝置，其特征是，所述的氣-固混合倉包括:依次相連的氣-固預(yù)混合腔和氣-固次混合腔。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣固混合式納米制冷劑充注裝置，其特征是，所述的氣-固混合倉與充注入口截止閥之間設(shè)有主氣流截止閥。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固混合式納米制冷劑充注裝置，其特征是，所述的制冷劑儲罐上設(shè)有重量監(jiān)測設(shè)備。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣固混合式納米制冷劑充注裝置，其特征是，所述的制冷系統(tǒng)回路包括:依次串聯(lián)連接形成回路的壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器，所述的氣-固混合倉通過吸氣截止閥分別與所述的壓縮機和蒸發(fā)器相連。
【專利摘要】一種制冷系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的氣固混合式納米制冷劑充注裝置，包括：制冷劑儲罐、帶有氣體交換膜的儲料倉和氣-固混合倉，制冷劑儲罐通過充注入口截止閥分別與儲料倉的進口以及氣-固混合倉的一個進口相連，氣-固混合倉的出口與制冷系統(tǒng)回路相連；氣體交換膜將儲料倉分為上下兩層，上層的儲料倉的進口設(shè)有儲料倉入口調(diào)節(jié)閥，出口與真空泵相連并設(shè)有抽真空用截止閥；下層的儲料倉中設(shè)有納米粒子，出口與氣-固混合倉的另一個進口相連并設(shè)有儲料倉出口調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明能夠在現(xiàn)有制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)納米粒子與制冷劑的直接混合，無需對現(xiàn)有制冷系統(tǒng)進行任何改造，同時可防止制冷系統(tǒng)中混入空氣。
【IPC分類】F25B45/00
【公開號】CN105588383
【申請?zhí)枴緾N201610090271
【發(fā)明人】丁國良, 林靈楠
【申請人】上海交通大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2016年2月18日