CN113375377A

CN113375377A - 利用建筑高度形成增压冷凝制冷循环系统

Info

Publication number: CN113375377A
Application number: CN202110815734.5A
Authority: CN
Inventors: 陈国锋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2021-07-19
Publication date: 2021-09-10

Abstract

本发明涉及制冷技术领域，具体是一种利用高度差的分压冷凝制冷循环系统，包括入液端、基于建筑墙体安装的循环管路、热交换组件以及制冷组件；循环管路包括分压向管路和减压向管路，分压向管路以入液端为始端沿着建筑墙体由水平高处向水平低处铺设，转入至水平向后再与热交换组件的入液端相连接，热交换组件的出液端再连接减压向管路，减压向管路沿着建筑墙体由水平低处向水平高处铺设，并且其末端再与分压向管路的始端相连接，从而形成循环管路。本发明利用高度差形成的液体压强差，利用风道进行冷却。再利用特斯拉阀进行分压及形成压差达到制冷溶液蒸发达到制冷目的，保证制冷效果的同时有效节约能源。

Description

利用建筑高度形成增压冷凝制冷循环系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体是一种利用高度差的分压冷凝制冷循环系统。

背景技术

现有制冷压缩机电机技术按照冷却介质划分包括空气冷却、水冷却、水和空气冷却、水水冷却。这四种冷却方式共同点是电机冷却介质与被冷却压缩机循环流路制冷剂不接触，电机产生的热量通过金属壁面传给冷却介质，从而达到给电机冷却的目的。。

现有技术中的制冷循环系统，主要包括：蒸发器；冷凝器，冷凝器的出口与蒸发器的入口连接；节流元件，节流元件设在冷凝器的出口与蒸发器的入口之间；压缩机；以及再热器，再热器的低温入口与蒸发器的出口连接，再热器的低温出口与压缩机的入口连接；现有技术对于制冷作业的能源消耗是很大，现有城市建筑高层建筑很多，可以设计一种基于高层建筑的利用势能的分压冷凝制冷循环系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用高度差的分压冷凝制冷循环系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用高度差的分压冷凝制冷循环系统，包括入液器件、基于建筑墙体安装的循环管路、热交换组件以及制冷组件；

所述循环管路包括分压向管路和减压向管路，所述分压向管路以入液器件为始端沿着建筑墙体由水平高处向水平低处铺设，转入至水平向后再与热交换组件的入液端相连接，所述热交换组件的出液端再连接减压向管路，所述减压向管路沿着建筑墙体由水平低处向水平高处铺设，并且其末端再与分压向管路的始端相连接，从而形成循环管路；

所述热交换组件于分压向管路和减压向管路之间形成减压空腔，所述制冷组件的冷媒管路穿入至减压空腔内。

作为本发明进一步的方案：所述热交换组件包括热交换桶，以及设置于热交换桶内的热交换腔；所述制冷组件包括制冷循环管，所述制冷循环管与热交换桶之间连接冷媒管，冷媒管内伸入至热交换腔中并且设置有热交换管道，所述制冷循环管外接冷气输送机构。

作为本发明进一步的方案：所述热交换桶处还设置有抽真空泵。

作为本发明进一步的方案：所述分压向管路的外围设置有降温风道，所述降温风道架设于建筑墙体上。

作为本发明进一步的方案：所述降温风道的吹风口设置于水平低处，其出风口设置于水平高处，降温风道由水平低处往水平高处送风。

作为本发明进一步的方案：所述分压向管路和减压向管路上分别设置有若干分压向特斯拉阀和减压向特斯拉阀，分压向特斯拉阀与减压向特斯拉阀分别沿着相应的分压向管路或者减压向管路呈连续布置。

作为本发明进一步的方案：所述分压向管路弯折至水平向与热交换组件的入液端之间连接有减压向特斯拉阀。

作为本发明进一步的方案：所述分压向特斯拉阀和减压向特斯拉阀均包括阀体，所述阀体内设置有封闭腔，所述封闭腔内置有若干斜曲式通道，所述斜曲式通道呈依次连通排布并且形成单向管路，所述斜曲式通道包括弧形管路以及与弧形管路相切的两道线型管路，其一道线型管路与上一道弧形管路相切连通，其另一道线型管路与上一道切向于弧形管路的线型管路向连通。

作为本发明再进一步的方案：所述制冷循环管还外接有换向阀，所述换向阀通过制热转换管再连接制热器，制热器处设置有加热管道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一．本实施例设计利用利用建筑高度形成的空间高度差，利用高度差形成的液体压强差，再转特斯拉阀减压方向形成较低管路压力；制冷溶液由于高压至低压的转换，使溶液的沸点出现变化，远低于常态状况下的汽化点，制冷溶液在汽化的过程中会吸收大量的热能，从而使得减压空腔内的冷媒管路中的冷媒液温度被大幅度的降低，从而快速高效的进行吸热制冷，保证制冷效果的同时有效节约能源。

二．本实施例设计分压向管路和减压向管路上分别配置有相应的分压向特斯拉阀、减压向特斯拉阀；用以辅助分压或者辅助减压，提高高压至低压的压强变换程度；并且能够有效缓冲水流，降低溶液下落时对水管内壁的冲击。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，以示出符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。同时，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

图1为本发明实施例提供的利用高度差的分压冷凝制冷循环系统的整体结构示意图。

图2为本发明实施例提供的热交换组件与制冷组件的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的分压向特斯拉阀的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的减压向特斯拉阀的结构示意图。

图中：11、入液器件；12、分压向管路；13、热交换组件；14、制冷组件；15、减压向管路；16、建筑墙体；17、分压向特斯拉阀；18、减压向特斯拉阀；21、热交换桶；22、热交换腔；23、抽真空泵；24、制冷液循环泵；31、制冷循环管；32、冷气输送机构；33、冷媒管；34、热交换管道；35、冷媒液循环泵；41、降温风道；42、吹风口；43、出风口；52、制热转换管；53、换向阀；54、制热器；55、加热管道；61、阀体；62、封闭腔；63、斜曲式通道；64、弧形管路；65、线型管路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或同种要素。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

在一个实施例中；

请参阅图1，提供了一种利用高度差的分压冷凝制冷循环系统，包括入液器件11、基于建筑墙体16安装的循环管路、热交换组件13以及制冷组件14；

所述循环管路包括分压向管路12和减压向管路15，所述分压向管路12以入液器件11为始端沿着建筑墙体16由水平高处向水平低处铺设，转入至水平向后再与热交换组件13的入液端相连接，所述热交换组件13的出液端再连接减压向管路15，所述减压向管路15沿着建筑墙体16由水平低处向水平高处铺设，并且其末端再与分压向管路12的始端相连接，从而形成循环管路；

所述热交换组件13于分压向管路12和减压向管路15之间形成减压空腔，所述制冷组件14的冷媒管路穿入至减压空腔内。

本实施例中，其热交换组件13以及制冷组件14作为制冷结构，其可以安装室内；入液器件11作为入液端设置于高层建筑的楼顶位置或者水平较高位置；分压向管路12和减压向管路15沿着建筑墙体16排布，形成分压向管路12-热交换组件13-减压向管路15-分压向管路12这样的分压冷凝循环线路。

制冷溶液从入液器件11输入，经过分压向管路12向低处流动，从高处落下时蓄积势能，下落至管道的水平向后再与热交换组件13的入液端相连接，由于高度差存在水柱压力，从而使得流入至热交换组件13的为高压溶液，而热交换组件13内置有减压空腔并且再连接减压向管路15，从而形成压力差，热交换组件13内置压强低于常态大气压；

制冷溶液由于高压至低压的转换，使用溶液的沸点出现变化，远低于常态状况下的汽化点，制冷溶液在汽化的过程中会吸收大量的热能，从而使得减压空腔内的冷媒管路中的冷媒液温度被大幅度的降低，急剧降温后的冷媒液在通过冷媒管路回流至制冷组件14，用于对外接的制冷设备进行制冷作业。

本实施例设计利用利用建筑高度形成的空间高度差，利用高度差形成的液体压强差，配合特斯拉阀18内置的低压环境；基于高压至低压的转换下，制冷溶液状况的变化，快速高效的进行吸热制冷，保证制冷效果的同时有效节约能源。

作为一个示例，图1给出了分压向管路12、减压向管路15以及建筑墙体16的一种机构排布示意，具体的分压向管路12、减压向管路15安装在建筑墙体16的墙体外侧或者墙体内侧，或者通过支撑管道沿着墙体的非承重区域安装，可根据实际的需求设定。

在一个实施例中，

请参阅图1和图2，对于热交换组件13的具体实施结构，本实施例设计如下：

所述热交换组件13包括热交换桶21，以及设置于热交换桶21内的热交换腔22；所述制冷组件14包括制冷循环管31，所述制冷循环管31与热交换桶21之间连接冷媒管33，冷媒管33内伸入至热交换腔22中并且设置有热交换管道34，所述制冷循环管31外接冷气输送机构32。

所述热交换桶21处还设置有抽真空泵23，所述热交换桶21的出液端设置有制冷液循环泵24；所述冷媒管33处设置有冷媒液循环泵35。

其热交换组件13的作业主体为热交换桶21，通过抽真空泵23作抽真空处理，使得热交换腔22内形成低于常态大气压的环境；制冷循环管31、冷媒管33以及热交换管道34形成制冷内循环管路，由于热交换腔22内的高压至低压的转换，其内腔的制冷溶液对热交换管道34该段的冷媒液吸收大量的热能，即冷媒液放出大量的热能，从而温度急剧下降，再回流至冷气输送机构32处进行制冷处理，制冷吸热后再循环流入至热交换腔22内进行放热，从而达到循环制冷的效果。

在本实施例的一种情况中，

其热交换管道34设计为“S”型，多曲线状的弯曲式结构，从而扩大热交换管道34与制冷溶液的接触面积，提供冷媒液放热的效果。

在一个实施例中，

请参阅图1，所述分压向管路12的外围设置有降温风道41，所述降温风道41架设于建筑墙体16上。本实施例还在分压向管路12的由高向低的走势过程中，设置有降温风道41，利用风力系统，对分压向管路12内的制冷溶液，进行降温处理，这样使得制冷溶液的汽化时所需要的热能需求更大，即吸热效果更加明显，从而提高制冷效果。

优选的，所述降温风道41的吹风口42设置于水平低处，其出风口43设置于水平高处，降温风道41由水平低处往水平高处送风；符合气流上浮的整体流向，减少送风吹风的阻力。

在一个实施例中，

请参阅图1和图3、图4，所述分压向管路12和减压向管路15上分别设置有若干分压向特斯拉阀17和减压向特斯拉阀18，分压向特斯拉阀17与减压向特斯拉阀18分别沿着相应的分压向管路12或者减压向管路15呈连续布置。

所述分压向管路12弯折至水平向与热交换组件13的入液端之间连接有减压向特斯拉阀18。

所述分压向特斯拉阀17和减压向特斯拉阀18均包括阀体61，所述阀体61内设置有封闭腔62，所述封闭腔62内置有若干斜曲式通道63，所述斜曲式通道63呈依次连通排布并且形成单向管路，所述斜曲式通道63包括弧形管路64以及与弧形管路64相切的两道线型管路65，其一道线型管路65与上一道弧形管路64相切连通，其另一道线型管路65与上一道切向于弧形管路64的线型管路65向连通。

本实施例中，分压向管路12和减压向管路15上分别设置有特斯拉阀，其特斯拉阀为本实施例设计的辅助分压和辅助减压的设备，对纳米流体在特斯拉阀中正向流动时，大部分流体进入了分叉段中的直通道；而反向流动时，大部分流体进入了分叉段中的弧形通道，并且随着流量、温度和纳米颗粒体积分数的增加，主流量的百分比增加。当纳米流体反向流动时，在弧形通道出口处的射流对压降的影响非常明显；

对于分压向管路12与减压向管路15，本实施例在制冷溶液的输入段对溶液进行分压，而在其回流段对溶液进行降压；从而辅助提高高压到低压转换的压力差。

同时在分压向管路12处设置有多道分压向特斯拉阀17，在辅助分压的同时，对制冷溶液下流的速度进行缓冲，从而降低制冷溶液下落时对水管内壁的冲击，降低水流的重力本身存在的破坏风险。

在一个实施例中，

请参阅图2，实施例设计其制冷循环管31还可有效与制热设备向衔接，所述制冷循环管31还外接有换向阀53，所述换向阀53通过制热转换管52再连接制热器54；

制热器54处设置有加热管道55，换向阀53为三向连通阀体，转换后，使得冷媒管33转换走向避开热交换桶21，与加热管道55向连通，制冷液循环泵24用于供给热水循环；其制热器54可采用电加热或者燃气加热等相关供热方式，达到暖气供应的效果；快速于制冷、制热系统之间转化。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.利用建筑高度形成增压冷凝制冷循环系统，包括入液器件（11）、基于建筑墙体（16）安装的循环管路、热交换组件（13）以及制冷组件（14）；其特征在于，

所述循环管路包括分压向管路（12）和减压向管路（15），所述分压向管路（12）以入液器件（11）为始端沿着建筑墙体（16）由水平高处向水平低处铺设，转入至水平向后再与热交换组件（13）的入液端相连接，所述热交换组件（13）的出液端再连接减压向管路（15），所述减压向管路（15）沿着建筑墙体（16）由水平低处向水平高处铺设，并且其末端再与分压向管路（12）的始端相连接，从而形成循环管路；

所述热交换组件（13）于分压向管路（12）和减压向管路（15）之间形成减压空腔，所述制冷组件（14）的冷媒管路穿入至减压空腔内。

2.根据权利要求1所述的利用高度差的分压冷凝制冷循环系统，其特征在于，所述热交换组件（13）包括热交换桶（21），以及设置于热交换桶（21）内的热交换腔（22）；所述制冷组件（14）包括制冷循环管（31），所述制冷循环管（31）与热交换桶（21）之间连接冷媒管（33），冷媒管（33）内伸入至热交换腔（22）中并且设置有热交换管道（34），所述制冷循环管（31）外接冷气输送机构（32）。

3.根据权利要求2所述的利用高度差的分压冷凝制冷循环系统，其特征在于，所述热交换桶（21）处还设置有抽真空泵（23）。

4.根据权利要求1所述的利用高度差的分压冷凝制冷循环系统，其特征在于，所述分压向管路（12）的外围设置有降温风道（41），所述降温风道（41）架设于建筑墙体（16）上。

5.根据权利要求4所述的利用高度差的分压冷凝制冷循环系统，其特征在于，所述降温风道（41）的吹风口（42）设置于水平低处，其出风口（43）设置于水平高处，降温风道（41）由水平低处往水平高处送风。

6.根据权利要求1所述的利用高度差的分压冷凝制冷循环系统，其特征在于，所述分压向管路（12）和减压向管路（15）上分别设置有若干分压向特斯拉阀（17）和减压向特斯拉阀（18），分压向特斯拉阀（17）与减压向特斯拉阀（18）分别沿着相应的分压向管路（12）或者减压向管路（15）呈连续布置。

7.根据权利要求6所述的利用高度差的分压冷凝制冷循环系统，其特征在于，所述分压向管路（12）弯折至水平向与热交换组件（13）的入液端之间连接有减压向特斯拉阀（18）。

8.根据权利要求6所述的利用高度差的分压冷凝制冷循环系统，其特征在于，所述分压向特斯拉阀（17）和减压向特斯拉阀（18）均包括阀体（61），所述阀体（61）内设置有封闭腔（62），所述封闭腔（62）内置有若干斜曲式通道（63），所述斜曲式通道（63）呈依次连通排布并且形成单向管路，所述斜曲式通道（63）包括弧形管路（64）以及与弧形管路（64）相切的两道线型管路（65），其一道线型管路（65）与上一道弧形管路（64）相切连通，其另一道线型管路（65）与上一道切向于弧形管路（64）的线型管路（65）向连通。

9.根据权利要求1所述的利用高度差的分压冷凝制冷循环系统，其特征在于，所述制冷循环管（31）还外接有换向阀（53），所述换向阀（53）通过制热转换管（52）再连接制热器（54），制热器（54）处设置有加热管道（55）。