[发明专利]内置超临界二氧化碳大温差混合器及控制调节方法

权利要求书

1.一种内置超临界二氧化碳大温差混合器，其特征在于，包括依次连接的热管线、渐扩管、混合管和渐缩管，热管线接入超临界二氧化碳管线，所述热管线和所述渐扩管之间设置有热调阀，所述混合管外侧连接有冷管线，所述混合管内部设置有螺旋管，穿过所述混合管的冷管线与所述螺旋管连接，所述冷管线上设置有冷调阀，所述冷管线通过法兰与所述混合管连接；所述螺旋管为三段周期螺旋，且管壁沿程开有若干小孔，小孔尺寸在不同螺旋段内呈三段分布，包括第I段、第II段、第III段，从所述第I段到所述第III段，小孔尺寸逐渐增大，且数量逐渐增加。

2.根据权利要求1所述的内置超临界二氧化碳大温差混合器，其特征在于，所述混合管内部的流通面积与热管线内部的流通面积相当。

3.根据权利要求2所述的内置超临界二氧化碳大温差混合器，其特征在于，所述法兰内设置有用于密封的填料。

4.根据权利要求3所述的内置超临界二氧化碳大温差混合器，其特征在于，所述螺旋管采用高线膨胀系数不锈钢材料，线膨胀系数不低于14×10^-6℃^-1。

5.一种如权利要求1-4之一所述混合器的内置超临界二氧化碳的控制调节方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤S01：通过温度控制器，对混合管出口流体的温度值进行设定；

步骤S02：利用流体压力计，对混合管出口的流体压力进行测量，利用温度传感器对混合管出口的流体温度进行测量，通过测量的温度值和压力值，计算获得混合管出口流体焓；

与此同时，利用热电偶分别测量热管线的流体温度和冷管线的流体温度，经计算分别获得热管线流体焓和冷管线流体焓；

设热管线的流量和温度分别是m_i1和T_i1，冷管线的流量和温度分别是m_i2和T_i2，混合管出口的流量、温度和压力分别是m₀、T₀和P₀，根据二氧化碳的物性方法，可以得到热管线、冷管线和混合管出口的流体焓分别是h_i1、h_i2和h₀，

h_i1＝h(p₀,T_i1)；

h_i2＝h(p₀,T_i2)；

h_o＝h(p₀,T_o)；

步骤S03：根据热管线、冷管线和混合管出口的流体焓，计算冷热管的流量比例，可以得到热管线和冷管线的流量比例是：

步骤S04：根据冷热管流量比例，利用阀门开度曲线，并结合阀门进出口压降，进而计算出冷热管阀门开度。