CN109114851A - 回热器及制冷循环*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种回热器及制冷循环***，包括：本体，所述本体内开设有换热腔；第一换热管，所述第一换热管至少部分容置于所述换热腔内；第二换热管，所述第二换热管至少部分容置于所述换热腔内；其中，所述第一换热管与所述第二换热管相互贴合，且两者分别通入能够进行热交换的冷媒介质。第一换热管与第二换热管之间贴合，便于热量的传导，如此提高了位于第一换热管内的冷媒介质与位于第二换热管内的冷媒介质的换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种回热器及制冷循环***。
背景技术
由于臭氧层破坏和温室效应的不断恶化，自然工质CO2越来越被人们重视，应用自然工质CO2作为制冷剂是解决环境问题的很好的方案。但是由于CO2的临界温度只有31.2℃，***通常在跨临界条件下运行，运行压力较高，而单级跨临界制冷循环***的效率又很低，因此CO2双级或多级跨临界制冷循环***成为研究的一个重要方向。
由于高压状态CO2气体伴随着较高温度冷凝时需要交换的热量巨大，普通的冷却器效果不理想，而使用大面积的冷却器又受到机组空间的限制而无法实现，同时大面积冷却器意味着成本增加，因此CO2双级或多级跨临界制冷循环***常常采用回热器对CO2进一步冷却以满足要求。但是传统的回热器普遍存在换热效率低的问题。
发明内容
基于此，有必要针对传统回热器存在的换热效率低的问题，提供一种换热效率较高的回热器及制冷循环***。
一种回热器，包括：
本体，所述本体内开设有换热腔；
第一换热管，所述第一换热管至少部分容置于所述换热腔内；
第二换热管，所述第二换热管至少部分容置于所述换热腔内；
其中，所述第一换热管与所述第二换热管相互贴合，且两者分别通入能够进行热交换的冷媒介质。
在其中一个实施例中，所述第一换热管与所述第二换热管均为螺旋管，所述第一换热管的螺旋方向与所述第二换热管的螺旋方向相同且相互贴合设置。
在其中一个实施例中，所述回热器还包括固定管，所述固定管至少部分容置于所述换热腔内，所述第一换热管与所述第二换热管均套装于所述固定管内。
在其中一个实施例中，所述固定管的两端均穿出所述换热腔外，所述第一换热管与所述第二换热管的两端均穿出所述固定管的两端外。
在其中一个实施例中，所述回热器还包括载流剂，所述载流剂充注于所述换热腔内。
在其中一个实施例中，所述本体上开设有连通于所述换热腔与外界之间的第三进口及气体出口。
在其中一个实施例中，沿重力方向所述第三进口的位置低于所述气体出口的位置。
一种制冷循环***，包括压缩冷却机构、蒸发器、第一节流机构及如上述任一项所述的回热器，所述压缩冷却机构的一端与所述第一换热管的第一进口连通，所述第一节流机构的两端分别与所述第一换热管的第一出口及所述蒸发器的一端连通，所述蒸发器的另一端与所述第二换热管的第二进口连通，所述压缩机冷却机构的另一端与所述第二换热管的第二出口连通。
在其中一个实施例中，所述制冷循环***还包括第二节流机构，所述第二节流机构的两端分别与所述压缩冷却机构与所述第一进口连通的一端及所述本体的第三进口连通。
在其中一个实施例中，所述压缩冷却机构包括低压级压缩冷却机构及高压级压缩冷却机构，所述低压级压缩冷却机构的两端分别与所述第二出口及所述高压级冷却机构连通，所述高压级压缩冷却机构未与所述低压级压缩冷却机构连通的一端与所述第一进口连通，所述本体的气体出口与所述高压级冷却机构与所述低压级压缩冷却机构连通的一端连通。
上述回热器及制冷循环***，第一换热管与第二换热管之间贴合，便于热量的传导，如此提高了位于第一换热管内的冷媒介质与位于第二换热管内的冷媒介质的换热效率。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的制冷循环***的原理图；
图2为图1中所提供的回热器的结构图；
图3为图2中所提供的回热器的A-A面的剖视图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参阅图1，本发明一实施例提供一种制冷循环***100，包括压缩冷却机构、蒸发器20、第一节流机构30及回热器40。第一节流机构30的一端与回热器40连通，第一节流机构30的另一端与蒸发器20的一端连通，蒸发器20的另一端与回热器40连通，压缩冷却机构的两端均与回热器40连通。工作时，经过压缩冷却机构形成的高温高压的气体进入回热器40内与从蒸发器20中流出的低温低压气体进行热交换，高温高压气体的温度降低后进入第一节流机构30节流，并从第一节流机构30进入蒸发器20，依次循环。由于回热器40的存在，可以对经过压缩冷却机构形成的高温高压气体进一步降温，以提高制冷循环***100的制冷量。
在一个实施例中，上述制冷循环***100为双级制冷循环***100，也即为压缩冷却机构分为两级，分别为低压级压缩冷却机构与高压级压缩冷却机构，低压级压缩冷却机构连通于回热器40与高压级压缩冷却机构之间，高压级压缩冷却机构连通于低压级压缩冷却机构与回热器40之间。
具体地，低压级压缩冷却机构包括相互连通的低压级压缩机11及低压级气体冷却器12，高压级压缩冷却机构包括相互连通的高压级压缩机13及高压级气体冷却器14。此时从回热器40流出的低温低压CO2气体首先经过低压级压缩机11压缩形成中温中压的气体，而后经过低压级气体冷却器12后进入高压级压缩机13，高压级压缩机13进行二次压缩将中温中压气体压缩为高温高压气体，并经过高压级气体冷却器14后进入回热器40内与从蒸发器20内流出的低温低压气体进行热交换。
可以理解的是，在另一个实施例中，上述制冷循环***100也可以为多级制冷循环***100，也即为压缩冷却机构分为多级(至少三级)。如当压缩冷却机构分为三级时，压缩冷却机构包括低压级压缩冷却机构、中压级压缩冷却机构及高压级压缩冷却机构，低压级压缩冷却机构与连通于回热器40与中压级压缩冷却机构之间，中压级压缩冷却机构连通于低压级压缩冷却机构与高压级压缩冷却机构之间，高压级压缩冷却机构连通于中压级压缩冷却机构与回热器40之间，至于压缩冷却机构的具体工作过程请参照上述双级制冷循环***100，在此不再详细介绍。
参阅图2及图3，在一个实施例中，回热器40包括本体41、第一换热管42及第二换热管43，本体41内开设有换热腔411，第一换热管42与第二换热管43均至少部分容置于换热腔411内，第一换热管42具有与外界连通的第一进口421与第一出口422，第二换热管43具有与外界连通的第二进口431与第二出口432。
第一换热管42的第一进口421与高压级气体冷却器14未与高压级压缩机13连通的一端连通，第一换热管42的第一出口422与第一节流机构30未与蒸发器20连通的一端连通，第二换热管43的第二进口431与蒸发器20未与第一节流机构30连通的一端连通，第二换热管43的第二出口432与低压级压缩机11未与低压级气体冷却器12连通的一端连通。
如此，从高压级气体冷却器14流出的高温高压气体从第一进口421进入第一换热管42内，从蒸发器20流出的低温低压气体从第二进口431进入第二换热管43内，相互之间进行热交换后，热交换后的高温高压气体从第一出口422流向第一节流机构30进行节流后流向蒸发器20，热交换后的低温低压气体从第二出口432流向低压级压缩机11进行压缩。
具体地，第一换热管42与第二换热管43之间贴合，热量传导较快，如此提高了位于第一换热管42内的高温高压气体与位于第二换热管43内的低温低压气体的换热效率。
在一个实施例中，回热器40还包括固定管44，固定管44至少部分容置于换热腔411内，第一换热管42与第二换热管43均套装于固定管44内。由于固定管44的空间较小，将第一换热管42与第二换热管43套装于固定管44内，在较小的空间内，减少了热量的流失，进一步保证了高温高压气体与低温低压气体的换热效率。
在一个实施例中，第一换热管42与第二换热管43均为螺旋管，相应地，固定管44也为螺旋管，第一换热管42的螺旋与第二换热管43的螺旋相互之间交错贴合设置，进一步提高了位于第一换热管42内的高温高压气体与位于第二换热管43内的低温低压气体的换热效率。
在其中一个实施例中，固定管44的两端均穿出本体41外，此时第一换热管42与第二换热管43的两端均穿出固定管44的两端外，以便于第一换热管42与第二换热管43与外部部件的连接。
为了便于对回热器40进行支撑定位，设置回热器40还包括底座45，底座45安装于本体41的底部。
在一个实施例中，回热器40还包括载流剂，载流剂充注于换热腔411内，可有效提高高温高压气体与低温低压气体的换热效率。
返回参阅图1及参阅图3，在其中另一个实施例中，上述制冷循环***100还包括第二节流机构50，本体41上开设有连通于换热腔411的第三进口412，第二节流机构50的一端与高压级气体冷却器14未与高压级压缩机13连通的一端连通，第二节流机构50的另一端与上述第三进口412连通。如此，从高压级气体冷却器14流出的高温高压气体分成两路，一路从第一进口421进入第一换热管42内与低温低压气体进行热交换，另一路经过第二节流机构50节流后形成气液混合物进入换热腔411内对位于第一换热管42内的高温高压气体进一步降温，提高了制冷循环***100的制冷量。
本体41上还开设有气体出口413，气体出口413与高压级压缩机13连通，上述气液混合物换热后形成气体从气体出口413排向高压级压缩机13内，以增加制冷循环***100的循环量，增加能效。
具体地，沿重力方向上述第三进口412的位置较气体出口413的位置低，以便于气液混合物热交换后形成的较轻的气体从气体出口413排出。
在一个实施例中，在上述第三进口412内穿设有连接管46，以便于与第二节流机构50的连通，在上述气体出口413内穿设有连接管46，以便于与高压级压缩机13连通。
具体地，连接管46与本体41一体成型。可以理解地，在另一个实施例中，连接管46与本体41也可以分体设置，在此不作限定。
本发明一实施例还提供一种上述制冷循环***100所包括的回热器40。
本发明实施例提供的回热器40及制冷循环***100，具有以下有益效果：
1、第一换热管42与第二换热管43均为螺旋管并且其螺旋相互交错贴合设置，提高了位于第一换热管42内的高温高压气体与位于第二换热管43内的低温低压气体的换热效率；
2、经过一次节流后的气液混合物对上述高温高压气体形成二次冷却，进一步提高了换热效率；
3、从气体出口413排出的气体进入高压级压缩机13内，增加了制冷循环***100的循环量，增加能效。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种回热器(40)，其特征在于，包括：
本体(41)，所述本体(41)内开设有换热腔(411)；
第一换热管(42)，所述第一换热管(42)至少部分容置于所述换热腔(411)内；
第二换热管(43)，所述第二换热管(43)至少部分容置于所述换热腔(411)内；
其中，所述第一换热管(42)与所述第二换热管(43)相互贴合，且两者分别通入能够进行热交换的冷媒介质。
2.根据权利要求1所述的回热器(40)，其特征在于，所述第一换热管(42)与所述第二换热管(43)均为螺旋管，所述第一换热管(42)的螺旋方向与所述第二换热管(43)的螺旋方向相同且相互贴合设置。
3.根据权利要求1所述的回热器(40)，其特征在于，所述回热器(40)还包括固定管(44)，所述固定管(44)至少部分容置于所述换热腔(411)内，所述第一换热管(42)与所述第二换热管(43)均套装于所述固定管(44)内。
4.根据权利要求3所述的回热器(40)，其特征在于，所述固定管(44)的两端均穿出所述换热腔(411)外，所述第一换热管(42)与所述第二换热管(43)的两端均穿出所述固定管(44)的两端外。
5.根据权利要求1所述的回热器(40)，其特征在于，所述回热器(40)还包括载流剂，所述载流剂充注于所述换热腔(411)内。
6.根据权利要求1所述的回热器(40)，其特征在于，所述本体(41)上开设有连通于所述换热腔(411)与外界之间的第三进口(412)及气体出口(413)。
7.根据权利要求6所述的回热器(40)，其特征在于，沿重力方向所述第三进口(412)的位置低于所述气体出口(413)的位置。
8.一种制冷循环***(100)，其特征在于，包括压缩冷却机构、蒸发器(20)、第一节流机构(30)及如权利要求1-7任一项所述的回热器(40)，所述压缩冷却机构的一端与所述第一换热管(42)的第一进口(421)连通，所述第一节流机构(30)的两端分别与所述第一换热管(42)的第一出口(422)及所述蒸发器(20)的一端连通，所述蒸发器(20)的另一端与所述第二换热管(43)的第二进口(431)连通，所述压缩机冷却机构的另一端与所述第二换热管(43)的第二出口(432)连通。
9.根据权利要求8所述的制冷循环***(100)，其特征在于，所述制冷循环***(100)还包括第二节流机构，所述第二节流机构的两端分别与所述压缩冷却机构与所述第一进口(421)连通的一端及所述本体(43)的第三进口(412)连通。
10.根据权利要求8所述的制冷循环***(100)，其特征在于，所述压缩冷却机构包括低压级压缩冷却机构及高压级压缩冷却机构，所述低压级压缩冷却机构的两端分别与所述第二出口(432)及所述高压级冷却机构连通，所述高压级压缩冷却机构未与所述低压级压缩冷却机构连通的一端与所述第一进口(421)连通，所述本体(43)的气体出口(413)与所述高压级冷却机构与所述低压级压缩冷却机构连通的一端连通。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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