CN1737472A - 跨临界二氧化碳制冷系统节流短管 - Google Patents

跨临界二氧化碳制冷系统节流短管 Download PDF

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Abstract

一种跨临界二氧化碳制冷系统节流短管，属于制冷技术领域。本发明包括：阀体、高压气体进口、进口过滤网、高压腔、气缸、活塞上止点、活塞、密封圈、调节螺栓、弹簧、主节流短管、辅助节流短管、低压腔、出口过滤网、低压液体出口，高压腔的一端与高压气体进口相连，在高压气体进口的后面设有进口过滤网，气缸与高压腔的另一端相连接，在气缸中依次设有活塞、弹簧、调节螺栓和密封圈，活塞上止点设在气缸的顶端，两个相互平行的主节流短管和辅助节流短管垂直设在阀体中，主节流短管的入口与高压腔直接相连通。本发明采用一种机械式的带有内部旁通功能的节流短管作为节流元件，其流量可以根据节流短管进口高压的变化实现自动调节。

Description

跨临界二氧化碳制冷系统节流短管
技术领域
本发明涉及的是一种制冷技术领域的构件，具体地说，是一种跨临界二氧化碳制冷系统节流短管。
背景技术
目前，对二氧化碳作为替代制冷剂的研究范围几乎涉及了制冷空调的所有领域。由于汽车空调本身具有颠簸剧烈，运行工况恶劣的特点，制冷剂泄漏严重，因而成为以二氧化碳为替代制冷剂的应用首选。如Lorentzen和Pettersen所述，典型的跨临界二氧化碳汽车空调系统主要由压缩机、气冷器、节流元件、蒸发器、低压贮液器、中间换热器组成。同时，在跨临界二氧化碳制冷循环中存在一个最优压力，此时系统的性能系数(COP)最大。当高压侧压力低于优化压力时，制冷能力迅速下降，而耗功基本维持不变，甚至会有所增加，从而导致系统性能的明显下降。在汽车空调系统中，环境空气温度、蒸发温度和压缩机转速都有大的变化，再加上在高温工况下对制冷能力最大化和能耗最小的要求，所有这些都导致了对系统压力进行控制的要求。就目前所建立的二氧化碳汽车空调原型系统而言，采用外控式的变排量压缩机和电子膨胀阀的组合方式，可以满足系统在怠速和行驶时的降温性能。但是，由于变排量压缩机和电子膨胀阀的制造成本都相当高，从而使得整个二氧化碳汽车空调系统的成本较现在普遍使用的以R134a为制冷剂的汽车空调系统的成本高得多。工业界正在寻求一种折衷的办法，使得二氧化碳汽车空调系统的性能既能满足使用上的要求，而成本又不至于较R134a系统升高太多。一种可行的做法就是在二氧化碳汽车空调系统中采用类似于节流短管的节流元件。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号为CN 1580672A，公开日为2005年2月16日，专利名称为：跨临界二氧化碳制冷系统全机械式节流控制机构，该专利自述为：“主要包括节流阀、气液分离器、混合器、热力膨胀阀、高压控制阀，其中高压控制阀包括：高压控制阀调节流路、高压控制阀主流路、进气控制活塞、进气控制弹簧、调节螺栓、调节杆控制活塞、调节杆控制弹簧、调节杆。热力膨胀阀的开度受控于蒸发器出口的制冷剂过热度，通过开度的调节，达到调节蒸发压力和控制制冷剂过热度的作用；高压侧压力的控制是通过高压控制阀控制进入膨胀阀进口的制冷剂气体含量来实现。”其不足之处是：由于该节流机构实际上由三个阀件部分组成，故结构复杂；特别是高压控制阀的结构庞大，制造成本相对较高，可靠性不高，并且只适用于采用定排量压缩机的二氧化碳制冷系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种跨临界二氧化碳制冷系统节流短管，使其采用一种机械式的带有内部旁通功能的节流短管作为节流元件，其流量可以根据节流短管进口高压的变化实现自动调节。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：阀体、高压气体进口、进口过滤网、高压腔、气缸、活塞上止点、活塞、密封圈、调节螺栓、弹簧、主节流短管、辅助节流短管、低压腔、出口过滤网、低压液体出口，高压腔的一端与高压气体进口相连，在高压气体进口的后面设有进口过滤网，气缸与高压腔的另一端相连接，在气缸中依次设有活塞、弹簧、调节螺栓和密封圈，活塞上止点设在气缸的顶端，两个相互平行的主节流短管和辅助节流短管垂直设在阀体中，主节流短管的入口与高压腔直接相连通，辅助节流短管的入口设在气缸的缸壁上，主节流短管和辅助节流短管的入口分别设在活塞上止点的左右两侧，主节流短管与辅助节流短管的出口均与低压腔的一端相连接，低压液体出口与低压腔的另一端相连接，在低压液体出口之前设有出口过滤网，活塞的一侧与活塞上止点配合，活塞的另一侧始终固定在弹簧的一端，弹簧的另一端限定在调节螺栓上，调节螺栓与气缸的底端壁面之间采用螺纹连接，在调节螺栓上开槽设有密封圈。
所述的活塞上止点为环形结构。
所述的主节流短管和辅助节流短管均是圆形管道。
所述的活塞，其厚度大于辅助节流短管的流通直径。
由于初始弹簧预紧力P1的作用，活塞的初始位置为右端面(即不与弹簧相连的一侧)与活塞上止点的左侧表面相接触。此时，辅助节流短管的入口被活塞封闭，不与高压腔相连通。也就是说，在活塞尚未发生移动之前，高压腔中的高温高压气体将只能通过主节流短管进行降压节流。弹簧的初始预紧力P1的大小可以通过调节螺栓进行调整：顺时针旋转调节螺栓，弹簧的压缩变形量增大，则弹簧的初始预紧力变大；反之，逆时针旋转调节螺栓，弹簧的压缩变形量减小，则弹簧的初始预紧力变小。同时，为了避免活塞在沿气缸壁面的移动过程中出现卡死辅助节流短管入口的现象，活塞的厚度应保证比辅助节流短管的流通直径要大。
在使用本发明作为节流元件的跨临界二氧化碳汽车空调系统中，假设系统中的压缩机为定排量压缩机。当系统刚开始启动时，由于压差尚未完全建立，此时压缩机中的排气压力和温度逐渐升高，而吸气压力和温度逐渐降低。由压缩机排出的高温、高压气体经高压换热器进行放热后，进入本发明的高压气体进口，流经进口过滤网进行气体杂质过滤后流入高压腔。此时高压制冷剂是单独通过主节流短管，还是同时通过主节流短管和辅助节流短管进行降压节流作用，将取决于弹簧的初始预紧力的大小。一般来说，弹簧的初始预紧力应调整为在系统的大部分运行工况下，主节流短管的制冷剂流量能够满足要求，而不必使制冷剂流过辅助节流短管。即主节流短管的流通横截面积应与系统在使用电子膨胀阀作为节流元件时的通用流通面积相当，即在大部分运行工况下，主节流短管的制冷剂流通能力都能够满足系统运行在最优压力工况下。
由于在系统启动之初，高压腔中的压力P小于弹簧的初始预紧力P1，活塞不发生移动，高温高压气体只能通过主节流短管进行降压节流作用，变成气液两相流，经出口过滤网雾化后流出低压液体出口，进入蒸发器的进口端；随着压缩机出口的排气压力和温度的逐步升高，为避免系统出现频繁停/开机现象，压缩机的排气压力保护开关和排气温度保护开关不应在启动过程中发生动作，此时应增大节流短管的流通面积使制冷剂流量加大以降低压缩机的排气压力和温度。此时，由于高压腔中的高压气体压力P升高到足以克服弹簧的预紧力P1，则活塞向左移动，打开辅助节流短管的部分入口通道，则高压腔中的制冷剂会同时流过主节流短管和辅助节流短管进行节流降压作用，此时的制冷剂流量将比制冷剂单独通过主节流短管要大。如果系统中的高压不再升高，而是维持在恒定水平，则活塞不再继续向左运动，辅助节流短管的入口打开流通横截面积将保持不变；如果系统的高压继续上升，则活塞将会继续向左运动，在这一过程中，辅助节流短管的入口流通横截面积将从零逐渐增到最大，以起到增大制冷剂流量，降低系统高压的作用。当辅助节流短管的入口横截面积完全打开后，活塞的进一步向左移动将不能再使流过主节流短管和辅助节流短管的制冷剂流量增大。随着系统的继续运行，系统中的高压将从最高峰值慢慢降到一个恒定的水平，则活塞的受力将会比启动初始的峰值要低，活塞将在弹簧力的作用下关小辅助节流短管的入口流通面积，从而使系统的吸排气压力维持在一定的水平。当系统停机时，压缩机的排气压力逐渐降低，活塞的位置将逐渐恢复到初始位置，使得辅助节流短管的入口仍旧保持关闭状态。
本发明可以用在使用定排量压缩机或变排量压缩机的二氧化碳汽车空调系统中，使得系统的总体成本降低，而系统的性能又基本上可以满足。本发明中的节流短管具有结构简单、尺寸紧凑、成本低廉的特点。
附图说明
图1为本发明结构示意图
具体实施方式
如图1所示，本发明包括：阀体1、高压气体进口2、进口过滤网3、高压腔4、气缸5、活塞上止点6、活塞7、密封圈8、调节螺栓9、弹簧10、主节流短管11、辅助节流短管12、低压腔13、出口过滤网14、低压液体出口15，高压腔4的一端与高压气体进口2相连，在高压气体进口2的后面设有进口过滤网3，气缸5与高压腔4的另一端相连接，在气缸5中依次设有活塞7、弹簧10、调节螺栓9和密封圈8，活塞上止点6设在气缸5的顶端，两个相互平行的主节流短管11和辅助节流短管12垂直设在阀体1中，主节流短管11的入口与高压腔4直接相连通，辅助节流短管12的入口设在气缸5的缸壁上，主节流短管11和辅助节流短管12的入口分别设在活塞上止点6的左右两侧，主节流短管11与辅助节流短管12的出口均与低压腔13的一端相连接，低压液体出口15与低压腔13的另一端相连接，在低压液体出口15之前设有出口过滤网14，活塞7的一侧与活塞上止点6配合，活塞7的另一侧始终固定在弹簧10的一端，弹簧10的另一端限定在调节螺栓9上，调节螺栓9与气缸5的底端壁面之间采用螺纹连接，在调节螺栓9上开槽设有密封圈8。
所述的活塞上止点6为环形结构。
所述的主节流短管11和辅助节流短管12均是圆形管道。
所述的活塞7，其厚度大于辅助节流短管12的流通直径。

Claims (5)

1.一种跨临界二氧化碳制冷系统节流短管，包括：阀体(1)、高压气体进口(2)、活塞(7)、调节螺栓(9)、弹簧(10)、低压液体出口(15)，其特征在于，还包括：进口过滤网(3)、高压腔(4)、气缸(5)、活塞上止点(6)、密封圈(8)、主节流短管(11)、辅助节流短管(12)、低压腔(13)、出口过滤网(14)，高压腔(4)的一端与高压气体进口(2)相连，在高压气体进口(2)的后面设有进口过滤网(3)，气缸(5)与高压腔(4)的另一端相连接，在气缸(5)中依次设有活塞(7)、弹簧(10)、调节螺栓(9)和密封圈(8)，活塞上止点(6)设在气缸(5)的顶端，两个相互平行的主节流短管(11)和辅助节流短管(12)垂直设在阀体(1)中，主节流短管(11)的入口与高压腔(4)直接相连通，辅助节流短管(12)的入口设在气缸(5)的缸壁上，主节流短管(11)和辅助节流短管(12)的入口分别设在活塞上止点(6)的左右两侧，主节流短管(11)与辅助节流短管(12)的出口均与低压腔(13)的一端相连接，低压液体出口(15)与低压腔(13)的另一端相连接，在低压液体出口(15)之前设有出口过滤网(14)，活塞(7)的一侧与活塞上止点(6)配合，活塞(7)的另一侧始终固定在弹簧(10)的一端，弹簧(10)的另一端限定在调节螺栓(9)上，调节螺栓(9)与气缸(5)的底端壁面之间采用螺纹连接，在调节螺栓(9)上开槽设有密封圈(8)。
2.根据权利要求1所述的跨临界二氧化碳制冷系统节流短管，其特征是，所述的活塞上止点(6)为环形结构。
3.根据权利要求1所述的跨临界二氧化碳制冷系统节流短管，其特征是，所述的主节流短管(11)是圆形管道。
4.根据权利要求1所述的跨临界二氧化碳制冷系统节流短管，其特征是，所述的辅助节流短管(12)是圆形管道。
5.根据权利要求1所述的跨临界二氧化碳制冷系统节流短管，其特征是，所述的活塞(7)，其厚度大于辅助节流短管(12)的流通直径。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100381738C (zh) * 2006-05-25 2008-04-16 上海交通大学 二氧化碳防冻防堵安全阀
CN101846201A (zh) * 2010-05-21 2010-09-29 重庆长安汽车股份有限公司 二氧化碳汽车空调系统膨胀阀
CN101275795B (zh) * 2008-03-03 2010-12-22 海信科龙电器股份有限公司 一种复合节流管

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100665299B1 (ko) 2004-06-10 2007-01-04 서울반도체 주식회사 발광물질
US8308980B2 (en) 2004-06-10 2012-11-13 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting device
KR101055772B1 (ko) 2005-12-15 2011-08-11 서울반도체 주식회사 발광장치
KR100875443B1 (ko) 2006-03-31 2008-12-23 서울반도체 주식회사 발광 장치
KR101258227B1 (ko) 2006-08-29 2013-04-25 서울반도체 주식회사 발광 소자
CN101784636B (zh) 2007-08-22 2013-06-12 首尔半导体株式会社 非化学计量四方铜碱土硅酸盐磷光体及其制备方法
KR101055769B1 (ko) 2007-08-28 2011-08-11 서울반도체 주식회사 비화학양론적 정방정계 알칼리 토류 실리케이트 형광체를채택한 발광 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02263071A (ja) * 1988-12-09 1990-10-25 Bernard Zimmern 熱膨張弁装置の使用方法及び蒸発器と流量制御手段との組立体
EP0607953B1 (de) * 1993-01-21 1997-07-23 Ernst Flitsch GmbH & Co. Expansionsventil für Kältemittel
CN100570245C (zh) * 2004-05-20 2009-12-16 上海交通大学 跨临界二氧化碳制冷系统全机械式节流控制机构

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100381738C (zh) * 2006-05-25 2008-04-16 上海交通大学 二氧化碳防冻防堵安全阀
CN101275795B (zh) * 2008-03-03 2010-12-22 海信科龙电器股份有限公司 一种复合节流管
CN101846201A (zh) * 2010-05-21 2010-09-29 重庆长安汽车股份有限公司 二氧化碳汽车空调系统膨胀阀

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