吸收式制冷机微型化方案制造技术

本发明专利技术涉及一种热力驱动，适用于多种二元溶液工质对的吸收式制冷装置。本发明专利技术所提供技术方案，旨在催进热力制冷设备真正进入家庭，缓和电力危机。主要特点在于将蒸发器、吸收器、冷凝器、发生器，布置在一个转动的筒体内，并通过筒体转动完成无泵液体传输、扰动和喷淋传热、连续无泵喷淋布液。在本发明专利技术中制冷量可简单的通过改变筒的转速来实现可调，且在整个使用寿命中不怕晶析，使用操作简单可靠。另外，本发明专利技术在结构上考虑了工业化生产的特点，具备大批量生产的可行性。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以燃烧热、高温排热、太阳能为驱动源，适用多种二元溶液工质对的吸收式制冷装置。随着夏季用电危机的出现，人们开始关注热力驱动的吸收制冷技术。吸收式制冷装置进入家庭的主要技术障碍在于吸收式制冷机的合理微型化技术，及与其相关的工业化生产的可行性和是否适应家庭的使用条件。由日本太阳能学会编写，上海科学技术出版社1982年出版的《太阳能的基础和应用》一书第155页，介绍了无泵式小型溴化锂吸收式制冷机，该机采用热虹吸管提升浓溶液，在水冷却的螺旋盘管外壁降膜吸收，由于无溶液循环装置，使溶液循环量加大，且换热数较小，设备耗材量大；稀溶液通过管道在液柱静压作用下，克服压力差和流动阻力回流到发生器，因此整机只能采用立式结构，且高度受原理限制，不宜进一步减小；设备中有大量管道，存在结晶堵塞的危险，为防止晶析，该机增加了一套浓度调节装置以及部分冷介质返回发生器的装置，这样不但减小了制冷系数，又大大增加了设备的复杂程度。本专利技术的目的在于提供一种体积小，重量轻，运行可靠，操作维护简单，适用于家庭的微型吸收式制冷技术方案。本专利技术所提供的技术方案如下在总体结构上，将蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器布置在一个筒形结构内，并以共同的轴线为中心对称布置，当整机处于工作转动状态时，每一部分具有共同的转动中心，制冷过程所需的传质、传热过程，均在筒体转动过程中完成，液体的传递采用无泵方式，且各部分之间无明显的传质管线，使结构大为简化。在传热方面，本方案中采取与筒体转动密切相关的连续无泵扰动，喷淋方式。根据不同情况分别采用如下方式进行；(1)采用以转动轴线为中心，均匀分布的热管簇来完成热量的传递。(2)采用导热介质的输入、输出管，与转动轴同轴的方式，使导热介质在允许筒体平稳转动的情况下流入流出。(3)采用将热设备的传热面向外延伸，以增大换热面积，实现与外界物质进行直接质壁换热。无论采用哪种传热结构，当筒体转动时，都将引起流体的剧烈扰动，同时筒内壁上的筛网或槽沟结构，将液体提升，喷淋在传热管簇上，使传热系数大为提高，节省了材料，缩小了体积。当冷凝器和吸收器，采用热管结构时，将充分发挥其热导值极大的特点，既可实现空冷运行，又进一步减小了体积。在液体传递方面，本专利技术采用与筒体转动过程密切相关的阀芯切换和环形集液管方式。当液体是从高压侧向低压侧流动时，(例如，冷剂从冷凝器向蒸发器流动)，由于本技术方案中，筒体处于平稳转动状态中，没有与设备本身相对不移动的稳定液位存在，因此采用一个环形集液管结构，来保证在筒体的一个转动同期内，环形集液管内保持液封状态，并为其盲端的节流元件提供一个液囊的作用。也可以采用阀芯切换方式，实现各压力区间的液体传递。将具有一定容积和重量阀芯的滑阀结构沿径向放置在两压力区之间(简称径向滑阀)，当阀芯转动到低位时，汲取溶液，当转动到一定高度时，阀芯受重力作用快速滑动，将容积内的溶液带入另一压力区，实现液体的传递过程，在一个转动周期中，两压力区间靠阀芯保证密封。当需要从低压侧向高压侧传输液体时，也可采用沿切线方向放置的滑阀结构来完成(简称切向滑阀)。当采用径向滑阀来传递液体时，阀体插入空间的长度，将直接影响到液面的高度，使液位平衡得到有效控制。由于每个转动周期中所汲取和传递的液体量为定量，所以当改变转筒转速时，传质速率几乎与转速呈正比，使溶液循环量得到有效调整。由于本技术方案中采用了整体转筒式结构，并采用了与转动过程密切相关的无泵式传质、传热过程，避免了大量的管道连接，使整机结构大为简化，可靠性得到提高。由于传热过程中，剧烈的扰动、喷淋大大提高了设备的传热系数，使体积、重量都得到了有效的减小。由于本技术方案中传质、传热过程都与筒体的转动过程联系密切，使整机制冷量的调节，只需通过改变转速就可实现。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明附图说明图1是吸收式制冷机微型化方案的一种总体结构2是环形集液管的作用原理3径向滑阀进行传质的作用原理4切向滑阀进行传质的作用原理5实施例一的结构原理1所描述的是总体结构方案中的一种，它包括蒸发器1，吸收器6发生器5，冷凝器3。其中，蒸发器2与吸收器2沿轴线前后布置；发生器5与吸收器2呈同心沿径向布置，两者之间设有隔热层10；冷凝器3与冷剂通道9呈同心径向布置；冷凝器3与发生器5是同轴线前后布置。整机在工作时，呈转动状态，(转速10～200转/分)冷剂在蒸发器1内从蒸发器换热界面2上吸收热量，形成蒸汽，通过通道9进入吸收器6，由于吸收过程是放热混合过程，热量通过吸收器换热界面7带出设备；在环形的发生器5内，浓溶液受到加热器8的加热或受到燃烧器11的加热，所产生的冷剂蒸汽进入冷凝器4，并在冷凝器换热界面上冷凝液化。图2所描述的是在转动的筒体1内，压力大于外界压力时，环形集液管2，转动到低位a点时，从开口处汲取液体；当转动到b点时，由于压差的存在节流毛细管3的入口处仍有液柱存在；当转动c点时，液柱仍可维持筒体内外空间的液封；当转动到d点时，输液过程仍可继续。在整个转动周期中，环形集液管为节流毛细管3提供了一个液囊的作用。图3所描述的是在同轴转动的内筒体1和外筒体2之间，设有贯穿内筒体1筒壁的滑阀体3，内含具有一定容积和重量的阀芯4。当筒体1和2转动时，在代位时，阀芯4由于重力作用靠近阀体3的外端，并在液面下汲取液体，此时内外筒1和2之间依靠阀芯4，保持相互隔离；当筒体转动到高位时，由于重力作用，阀芯4向下滑动，将容积内的液体带入内筒1内并释放，完成一次传质过程，在整个过程中，阀芯4始终使内筒1和外筒2保持隔离。滑阀体3插入外筒4的长度l将影响每次的液体汲取量，当外筒内液面下降时，每次的汲取量将随之减少直至为零，这点保证了内外筒间传质的平衡。图4所描述的是在内筒体1和外筒体2间，沿切向放置的滑阀体3，内筒体1的压力P1小于外筒体2的压力P2。当阀体3转动到低位时，在挡板5的辅助下，液体涌入阀芯4；阀芯4随筒体继续转动升高，当重力作用超过了阀芯与阀体间的最大静摩擦力时，阀芯会迅速动作从b端滑到a端，其容积内的液体，便会在重力和离心力作用下排出，进入高压侧，当阀芯4随筒体继续转动越过高位点后，在重力的作用下，空的阀芯4将从a端滑向b端，重新与内筒1建立连通关系。在整个转动周期中，阀芯4将保证不同压力区间的密封。对最佳实施例的具体结构及工作原理的说明及其附图，将有助于对本专利技术的运行机理、结构特点等更为详细、具体的理解。实施例(附图5)在本实施例中，以溴化锂+水为制冷工质对，发生器(1)采用烧烧器(2)直接加热，冷凝器(3)和吸收器(4)采用热管簇(5)来向流动的空气排热，蒸发器(6)采用带翅片的桶形盲管换热器来扩大换热面积，进行与空气的质壁换热。冷剂水从冷凝器(3)向蒸发室(7)传递采用的是环形集液管(8)和毛细管(9)节流流动。稀溶液从吸收器(4)向发生器(1)的传递，采用的是切向滑阀(10)切换方式。浓溶液从发生器(1)向吸收器(4)的传质，是依靠径向滑阀(11)的汲取切换方式。本实施例的工作过程如下稀溶液在带有助片(22)的发生器(1)中被燃烧器(2)的热量加热浓缩，冷剂蒸汽进入冷凝器(3)在其中的传热管簇(5)上冷凝液化，并汇流到冷凝器底部，浓缩后的浓溶液被径向骨阀结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸收式制冷机微型化方案，由蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器及液体传输部分构成；其特征在于将蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器置于一个筒形结构内，成为一个具有共同转动中心的整体，整机在工作时处于一种平稳的转动状态（转速在１０～２００转／分），转动迫使液体受到扰动，并被筒内壁上的筛网或槽沟结构携带提升，并喷淋在传热管上，使传热过程处于剧烈的扰动、喷淋换热状态。依靠筒体的转动，并通过环形集液管（附图２、标记２）、径向滑阀装置（附图３、标记３、４）、切向滑阀装置（附图４、标记３、４）来实现无泵传质过程。依靠筒体转速的变化，实现制冷量调节。整机通过热力驱动完成二元溶液工质对吸收制冷循环。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵大山，
申请(专利权)人：赵大山，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]