專利名稱：基于二氧化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種回熱器系統(tǒng)，特別涉及一種應用于制冷、空調和熱泵循環(huán)的二氧
化碳跨臨界循環(huán)設備中的平行流式回熱系統(tǒng)。
背景技術：
二氧化碳作為CFCs和HCFCs替代的一種自然工質日益受到各國重視，目前在制 冷、空調和熱泵循環(huán)系統(tǒng)中被廣泛關注。在跨臨界二氧化碳制冷循環(huán)制冷中，如果二氧化碳 在進入節(jié)流閥前具有更大的過冷度，則會提高系統(tǒng)的運行效率，提高系統(tǒng)的性能；如果二氧 化碳在進入壓縮機前具有一定的過熱度，則可以很好的保護壓縮機，而采用回熱系統(tǒng)可以 同時實現(xiàn)進入節(jié)流閥前二氧化碳的過冷和進入壓縮機前的過熱。 傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)中多采用加大蒸發(fā)器尺寸或者采用氣液分離器來實現(xiàn)壓縮機干 壓縮以此保護壓縮機安全運行的目的。采用二氧化碳作為制冷工質的系統(tǒng)，其制冷循環(huán)是 跨臨界循環(huán)，二氧化碳是在氣體冷卻器中進行冷卻，是屬于超臨界的單相冷卻，因而多采用 結構更為緊湊、換熱效率更高的平行流風冷器，而且二氧化碳出口溫度接近于或高于環(huán)境 溫度。若采用傳統(tǒng)的過冷做法不采用回熱器，而是增大氣體冷卻器尺寸使工質過冷，不僅 增大氣體冷卻器結構尺寸、增 加質量和成本，而且二氧化碳出口溫度不可能低于環(huán)境溫度， 達不到預定的效果。二氧化碳本身的高運行壓力(7.4MPa)，適用于孔徑較小的通道式回熱 器。在結構方面，傳統(tǒng)回熱器采用套管或管殼式，尺寸較大，不夠緊湊，生產(chǎn)加工工藝也較為 復雜，難以實現(xiàn)，僅適合運用于傳統(tǒng)工質制冷系統(tǒng)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種能夠增強換熱，減小冷量 損失，增加循環(huán)系統(tǒng)效率，同時結構尺寸小，降低產(chǎn)品成本的二氧化碳冷媒平行流式回熱裝置。 本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn) —種基于二氧化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)，包括高溫進口管、低溫出口管、長微 通道管、左集流管、集流管端蓋、高溫出口管、低溫進口管、右集流管、導熱材料和短微通道 管；左集流管和右集流管被各自隔斷層隔開后形成的二個管道腔，其中近腔為左集流管和 右集流管內側的管道腔；遠腔為左集流管和右集流管外側的管道腔；高溫進口管與左集流 管的近腔連接；低溫出口管與左集流管遠腔連接；高溫出口管與右集流管近腔連接；低溫 進口管與右集流管遠腔連接，平行間隔布置的長微通道管穿過左集流管、右集流管的近腔 和隔斷層上開孔，伸至左集流管和右集流管的遠腔；短微通道管分別在兩端與左集流管和 右集流管的近腔連接；短微通道管和長微通道管平行間隔布置，短微通道管和長微通道管 之間填充導熱材料。 該基于二氧化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)還包括金屬外殼，金屬外殼與左集流 管、右集流管圍成一封閉內腔，短微通道管和長微通道管之間以及短微通道管、長微通道管和金屬外殼之間腔內填充導熱材料。 該基于二氧化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)還包括保溫層，保溫層將整個基于二氧 化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)包裹。 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有如下優(yōu)點和有益效果 (1)本回熱系統(tǒng)較現(xiàn)有技術更適合用于具有高運行壓力的二氧化碳制冷工質；
(2)本回熱系統(tǒng)結構尺寸更加緊湊，容易加工； (3)本回熱系統(tǒng)冷量損失小，有利于縮小制冷系統(tǒng)中氣體冷卻器的體積和利用小 功率壓縮機實現(xiàn)大COP值。


圖1是本發(fā)明基于二氧化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)原理示意圖；
圖2是圖1中A-A剖向視圖；
圖3是圖2中B-B剖切圖。
具體實施例方式
下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的描述，但是本發(fā)明要求保護的范圍并 不局限于具體實施方式
表述的范圍。 如圖1-3所示，一種基于二氧化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)包括高溫進口管1、低 溫出口管2、長微通道管3、左集流管4、集流管端蓋5、高溫出口管6、低溫進口管7、右集流 管8、保溫層9、導熱材料10、短微通道管11和金屬外殼12。左集流管4和右集流管8被各 自隔斷層隔開后形成的二個管道腔，其中近腔為左集流管4和右集流管8內側的管道腔；即 靠近迎風面的管道腔，遠腔為左集流管4和右集流管8外側的管道腔，即遠離迎風面的管道 腔。 高溫進口管1與左集流管4的近腔連接；低溫出口管2與左集流管4遠腔連接；高 溫出口管6與右集流管8近腔連接；低溫進口管7與右集流管8遠腔連接，這里的連接可通 過焊接實現(xiàn)；平行間隔布置的長微通道管3穿過左集流管4、右集流管8的近腔和隔斷層上 開孔，伸至左集流管4和右集流管8的遠腔，可用釬焊將長微通道管3與左集流管4、右集流 管8焊接；短微通道管11分別在兩端與左集流管4和右集流管8的近腔連接；可以用釬焊 將短微通道管3與左集流管4、右集流管8焊接；短微通道管11和長微通道管3平行間隔 布置，短微通道管11和長微通道管3之間填充導熱材料10 ;金屬外殼12與左集流管4、右 集流管8圍成一封閉內腔，短微通道管11和長微通道管3之間以及短微通道管11、長微通 道管3和金屬外殼12之間腔內填充導熱材料10 ;用保溫層9將整個基于二氧化碳冷媒的 平行流式回熱系統(tǒng)包裹。 基于二氧化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)的工作原理是從制冷、空調或熱泵循環(huán) 系統(tǒng)中風冷器出來的高溫高壓二氧化碳工質，由高溫進口管1流進左集流管4的近端部分， 通過左集流管4的近端部分分配給釬焊在左集流管4上的小孔徑短微通道管11組，二氧化 碳工質經(jīng)小孔徑短微通道管11組流至右集流管8的近端部分，在右集流管8的近端部分集 中，再通過高溫出口管6流出本二氧化碳冷媒平行流式回熱系統(tǒng)。高溫高壓二氧化碳工質 在流經(jīng)短微通道管11組時，把部分熱量傳導給短微通道管11組，再由短微通道管11組傳導給導熱材料IO。 從制冷、空調或熱泵循環(huán)系統(tǒng)中蒸發(fā)器出來的低溫低壓二氧化碳工質，由低溫進 口管7流進右集流管8的遠腔，通過右集流管4的遠腔分配給釬焊在右集流管8隔斷層上的 小孔徑長微通道管3組，二氧化碳工質經(jīng)小孔徑長微通道管3組流至左集流管4的近腔，在 左集流管4的遠腔集中，再通過低溫出口管2流出本二氧化碳冷媒平行流式回熱系統(tǒng)。低 溫低壓二氧化碳工質在流經(jīng)長微通道管3組時，吸收由長微通道管3組從導熱材料10上傳 來的熱量。這樣就實現(xiàn)了熱量從高溫高壓二氧化碳工質向低溫低壓二氧化碳工質轉換的目 的，達到了二氧化碳冷媒平行流式回熱的效果。避免了在二氧化碳工質制冷系統(tǒng)中，因不采 用回熱器，而使得氣體冷卻器尺寸、增加質量和成本以及整套制冷系統(tǒng)結構過于龐大；同時 也避免了，因不采用回熱器，而造成整套制冷系統(tǒng)達不到預定的效果。在結構方面，也解決 了傳統(tǒng)回熱器采用套管或管殼式，尺寸較大，不夠緊湊，生產(chǎn)加工工藝復雜，難以實現(xiàn)用于 二氧化碳工質制冷系統(tǒng)，僅適合運用于傳統(tǒng)工質制冷系統(tǒng)的難題。
權利要求
一種基于二氧化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)，包括高溫進口管、低溫出口管、長微通道管、左集流管、集流管端蓋、高溫出口管、低溫進口管、右集流管、導熱材料和短微通道管；其特征在于左集流管和右集流管被各自隔斷層隔開后形成的二個管道腔，其中近腔為左集流管和右集流管內側的管道腔；遠腔為左集流管和右集流管外側的管道腔；高溫進口管與左集流管的近腔連接；低溫出口管與左集流管遠腔連接；高溫出口管與右集流管近腔連接；低溫進口管與右集流管遠腔連接，平行間隔布置的長微通道管穿過左集流管、右集流管的近腔和隔斷層上開孔，伸至左集流管和右集流管的遠腔；短微通道管分別在兩端與左集流管和右集流管的近腔連接；短微通道管和長微通道管平行間隔布置，短微通道管和長微通道管之間填充導熱材料。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于二氧化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)，其特征在于該基于二氧化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)還包括金屬外殼，金屬外殼與左集流管、右集流管圍成一封閉內腔，短微通道管和長微通道管之間以及短微通道管、長微通道管和金屬外殼之間腔內填充導熱材料。
3. 根據(jù)權利要求1所述的基于二氧化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)，其特征在于該基于二氧化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)還包括保溫層，保溫層將整個基于二氧化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)包裹。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于二氧化碳冷媒的平行流式回熱系統(tǒng)。該裝置的左集流管和右集流管被各自隔斷層隔開后形成的二個管道腔，其中近腔為左集流管和右集流管內側的管道腔；遠腔為左集流管和右集流管外側的管道腔；高溫進口管與左集流管的近腔連接；低溫出口管與左集流管遠腔連接；高溫出口管與右集流管近腔連接；低溫進口管與右集流管遠腔連接，平行間隔布置伸至左集流管和右集流管的遠腔；短微通道管分別在兩端與左集流管和右集流管的近腔連接；短微通道管和長微通道管平行間隔布置，短微通道管和長微通道管之間填充導熱材料。該裝置冷量損失小，有利于縮小制冷系統(tǒng)中氣體冷卻器的體積和利用小功率壓縮機實現(xiàn)大COP值。
文檔編號F25B40/00GK101738018SQ20091019349
公開日2010年6月16日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權日2009年10月30日
發(fā)明者何冰強, 梁榮光, 王惜慧 申請人:華南理工大學