超重力制冷裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及動(dòng)力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種超重力制冷裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前所采用的電制冷循環(huán)的基本過程如下：1、氣體壓縮機(jī)將低壓制冷劑蒸汽壓縮 到高壓；2、高壓制冷劑蒸汽在冷凝器中放出熱量后變成高壓液體制冷劑；3、高壓液體制冷 劑再冷后通過節(jié)流閥降壓到低壓，成為低溫低壓制冷劑液體（或汽液混合物）；4、低溫低壓 制冷劑液體（或汽液混合物）在蒸發(fā)器中吸收熱量后變成低溫低壓制冷劑蒸汽，然后再進(jìn) 入氣體壓縮機(jī)，如此往復(fù)。
[0003] 在電制冷循環(huán)系統(tǒng)中，氣體壓縮機(jī)是一個(gè)重要的部件，其技術(shù)要求高，需要良好的 潤(rùn)滑及冷卻條件，不適合在蒸發(fā)溫度和冷凝溫度差較小的情況下工作。而液體栗作為一種 壓縮機(jī)械相比氣體壓縮機(jī)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能上往往具有更大優(yōu)勢(shì)。
[0004] 這樣，有必要對(duì)現(xiàn)有的電制冷循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，以液體栗代替氣體壓縮機(jī)來提 高技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和可行性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的超重力制冷裝置及方法。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種超重力制冷裝置；包括超重力旋轉(zhuǎn)裝置 和制冷裝置；所述超重力旋轉(zhuǎn)裝置包括轉(zhuǎn)軸；所述制冷裝置包括設(shè)置于轉(zhuǎn)軸上的蒸發(fā)器、 冷凝器、液體工質(zhì)栗、節(jié)流閥；所述蒸發(fā)器的蒸發(fā)管道一端與冷凝器的冷凝管道一端相連 接；所述冷凝器的冷凝管道另外一端與液體工質(zhì)栗的液體進(jìn)口相連接；所述液體工質(zhì)栗的 液體出口通過節(jié)流閥與蒸發(fā)器的蒸發(fā)管道另外一端相連接。
[0007] 作為本發(fā)明所述的超重力制冷裝置的改進(jìn)：所述蒸發(fā)器和節(jié)流閥布置在轉(zhuǎn)軸的軸 心位置，冷凝器、液體工質(zhì)栗布置在轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)半徑上。
[0008] 作為本發(fā)明所述的超重力制冷裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有底座；所述 蒸發(fā)器、冷凝器、液體工質(zhì)栗、節(jié)流閥均設(shè)置在底座上。
[0009] 作為本發(fā)明所述的超重力制冷裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：蒸發(fā)器與冷凝器的連接管道可 設(shè)置一根或多根。
[0010] 作為本發(fā)明所述的超重力制冷裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述蒸發(fā)器和冷凝器之間的連 接管道為多根，該連接管道繞轉(zhuǎn)軸的軸心對(duì)稱布置。
[0011] 作為本發(fā)明所述的超重力制冷裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述蒸發(fā)器、冷凝器、液體工質(zhì) 栗、節(jié)流閥及其連接管道內(nèi)部所采用的工質(zhì)為單組分有機(jī)工質(zhì)，其臨界點(diǎn)靠近低品位熱源 溫度范圍。
[0012]超重力制冷方法，包括超重力制冷裝置；轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)蒸發(fā)器、冷凝器、液體工質(zhì)栗、節(jié) 流閥以一定角速度旋轉(zhuǎn)；從蒸發(fā)器流出的低壓氣體在離心力和壓差的共同作用下流動(dòng)到冷 凝器的冷凝管道時(shí)被增壓到高壓，溫度上升，高壓氣體在冷凝器中向外部高溫冷源放熱后， 變成高溫高壓液體；所述高溫高壓液體進(jìn)入液體工質(zhì)栗，被加壓到超高壓成為超高壓液體， 同時(shí)溫度升高；所述超高壓液體在離心力和壓差的共同作用下流動(dòng)到節(jié)流閥進(jìn)口時(shí)重新變 成高壓液體；高壓液體進(jìn)入節(jié)流閥，壓力降低后，溫度也降低，變成低溫低壓的氣液混合物 進(jìn)入蒸發(fā)器的蒸發(fā)管道，吸收外部低溫?zé)嵩吹臒崃亢?，變成飽和的低壓氣體；低壓氣體從蒸 發(fā)器的蒸發(fā)管道流出后在離心力和壓差的共同作用下流向冷凝器的冷凝管道，并按照以上 所述步驟循環(huán)。
[0013] 作為本發(fā)明所述的超重力制冷方法的改進(jìn)：當(dāng)外部熱源溫度提高或外部冷源溫度 降低時(shí)，提高轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速保持合理的傳熱溫差，減小不可逆損失；當(dāng)外部熱源溫度降低或外 部冷源溫度提高時(shí)，降低轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速保持合理的傳熱溫差，減小不可逆損失。
[0014] 作為本發(fā)明所述的超重力制冷方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述冷凝器/蒸發(fā)器所采用的 外部冷/熱源可為空氣、蒸汽、液體。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有電制冷系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0016] 1)利用液體工質(zhì)栗代替氣體壓縮機(jī)來驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制冷循環(huán)過程。
[0017] 2)特別適合于蒸發(fā)溫度與冷凝溫度相差不大的場(chǎng)合。
[0018] 3)系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單。
[0019] 4)調(diào)節(jié)方便可靠，可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來適應(yīng)外部熱源或外部冷源的溫度變化。
【附圖說明】
[0020] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021] 圖1是本發(fā)明的主要結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例1、圖1給出了一種超重力制冷裝置及方法。
[0023] 超重力制冷裝置包括超重力旋轉(zhuǎn)裝置和制冷裝置；超重力旋轉(zhuǎn)裝置包括轉(zhuǎn)軸2以 及設(shè)置在轉(zhuǎn)軸2上的底座1 ;通過轉(zhuǎn)軸2進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，可以帶動(dòng)底座1進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程 中，可以使底座1上形成離心力。而以上所述的制冷裝置包括蒸發(fā)器3、冷凝器8、液體工質(zhì) 栗6、節(jié)流閥4,蒸發(fā)器3、冷凝器8、液體工質(zhì)栗6、節(jié)流閥4均通過底座1形成固定；其中蒸 發(fā)器3和節(jié)流閥4 (本實(shí)施例中，如圖所示，為上到下的順序）布置在轉(zhuǎn)軸2的軸心位置，冷 凝器8、液體工質(zhì)栗6布置在轉(zhuǎn)軸2的回轉(zhuǎn)半徑上。通過底座1的固定作用，使得底座1繞 轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，可以保持蒸發(fā)器3、冷凝器8、液體工質(zhì)栗6、節(jié)流閥4的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)， 兼顧動(dòng)平衡。而蒸發(fā)器3的蒸發(fā)管道一端與冷凝器8的冷凝管道一端相連接；冷凝器8的 冷凝管道另外一端與液體工質(zhì)栗6的液體進(jìn)口相連接；液體工質(zhì)栗6的液體出口通過節(jié)流 閥4與蒸發(fā)器3的蒸發(fā)管道另外一端相連接。
[0024] 而蒸發(fā)器3與冷凝器8的連接管道可以通過一根或多根來實(shí)現(xiàn)，其一根的情況下， 只需要將該連接管道設(shè)置在轉(zhuǎn)軸2上，如果是多根的情況下，則需要將其繞轉(zhuǎn)軸2的軸心對(duì) 稱布置。
[0025] 以上所述的蒸發(fā)器3、冷凝器8、液體工質(zhì)栗6、節(jié)流閥4及其連接管道內(nèi)部所采 用的工質(zhì)為單組分有機(jī)工質(zhì)（如R134a)，其臨界點(diǎn)靠近低品位熱源溫度范圍（如40°C~ 1〇〇°c)。具有較小的汽液密度差和較小的汽化潛熱。
[0026] 該超重力制冷裝置使用方法（超重力制冷方法）如下：
[0027] 轉(zhuǎn)軸2帶動(dòng)蒸發(fā)器3、冷凝器8、液體工質(zhì)栗6、節(jié)流閥4以一定角速度旋轉(zhuǎn)（該角 速度通過外部環(huán)境確定）；
[0028] 從蒸發(fā)器3流出的低壓氣體在離心力和壓差的共同作