[实用新型]一种带涡流管的自复叠系统

说明书

技术领域

本实用新型属于低温制冷技术，尤其涉及一种带涡流管的自复叠系统。

背景技术

经典复叠制冷循环，随着复叠级数的增加，系统结构变复杂，效率下降，经济性变差。自行复叠制冷循环，又称为自复叠制冷循环或自动复叠制冷循环或内复叠制冷循环，可以根据所要达到的制冷温度，选择两种或两种以上组分的混合工质，在循环中布置一个或多个气液分离器对混合工质进行分凝分离，或采用精馏装置进行分离。

图1所示为传统自复叠制冷系统中的一种系统。图中低压混合制冷剂蒸汽经过压缩机1压缩成高温高压的混合制冷剂，然后流到第一冷凝器2中，进行冷却冷凝，再进入气液分离器3中进行气液分离，气液分离出来的以高沸点工质为主的饱和高压液体经过第一节流阀9节流到系统低压。气液分离出来的以低沸点工质为主的饱和气体混合物进入冷凝蒸发器10放热，再依次通过回热器6、第二节流阀7节流至系统低压，进入第一蒸发器8进行蒸发吸热，产生制冷。吸热过程结束后的低沸点为主的工质从第一蒸发器8流出进入回热器6，用于回收其剩余的冷量。然后再与前述的通过第一节流阀9节流的低压高沸点为主的工质汇合进入冷凝蒸发器10吸热，最后被压缩机1吸入完成整个循环流程。

上面所述的自复叠系统类型在制取低温时，系统的性能系数(COP)通常很低，即要在低温下获得大的制冷量就必须输入非常多的机械功，同时为了达到更低的制冷温度，如在气体液化循环中，通常需要多级的分离过程，增加了系统的复杂度。

目前对自复叠制冷循环效果改进的方法通常是选用不同的制冷工质、优化工质组成及配比、提高高低沸点组分气液分离效果等，例如中国专利公开号CN200710164848.8，“精馏型混合工质自复叠气体液化系统”公开了一种带有精馏装置的气体液化系统，其具有依次连接的压缩机、冷凝器、干燥过滤器、精馏装置、第一换热器、第二换热器、第一节流阀、第三换热器、气液分离器。该系统利用精馏装置来代替气液分离器，用来冷却分离混合工质气体，以减少传统混合工质气体液化系统中分离级数过多的问题。虽然该系统能够有效的简化系统结构，但精馏装置的设计相对气液分离器来说较复杂，增加了系统分析的复杂程度。

涡流管具有温度分离效应，可将气流分离为冷气流和热气流。但现有技术中用涡流管来增加对外放热的系统，通常用来获得高温，达到热泵的效果。例如中国专利申请号200710018736.1，“一种带有涡流管的高温热泵系统”公开了一种带有压缩机以及与压缩机的排气管相连接的涡流管的高温热泵系统，虽然该系统利用涡流管提高气流的温度，在水的二次加热后，可以达到更高的温度。但这种利用压缩机消耗能量来实现放热过程本质上不是一种对于现有损失能量的回收利用，而是利用高品位的电能来产生低品位的热能的方式。

实用新型内容

本实用新型提供一种带涡流管的自复叠系统，利用涡流管回收普通节流过程的压力损失，对高压低沸点为主工质的能量实现有效的利用，用于对环境额外放热，提高了系统的COP，达到了节能的效果。

一种带涡流管的自复叠系统，包括压缩机、第一冷凝器、气液分离器、第一节流阀、冷凝蒸发器、回热器、第二节流阀、第一蒸发器、涡流管和第二冷凝器，所述的压缩机依次串联所述的第一冷凝器，气液分离器，所述的气液分离器的气体出口与所述的涡流管的进口相连，所述的涡流管的热端出口连接所述的第二冷凝器的进口，所述的涡流管的冷端出口与所述的第二冷凝器的出口连成一路后，与所述的冷凝蒸发器的热端流体进口、冷凝蒸发器的热端流体出口、回热器的热端流体进口、回热器的热端流体出口、第一节流阀、第一蒸发器、回热器的冷端流体进口、回热器的冷端流体出口依次串联；所述的气液分离器的液体出口连接所述的第一节流阀，所述的第一节流阀的出口与所述的回热器的冷端流体出口连成一路后，与所述的冷凝蒸发器的冷端流体进口相连，冷凝蒸发器的冷端流体出口连接所述的压缩机。