专利名称：浓度自适应型扩散-吸收式制冷机的制作方法
技术领域：
本发明属于制冷设备制造技术领域，具体涉及一种浓度自适应型扩散-吸收式制 冷机。
背景技术：
扩散-吸收式制冷循环是由瑞典斯德哥尔摩皇家工学院学习的Platen和Mimters 提出的，后来瑞典的伊莱克斯Electrolux和美国Servel实现了该技术的市场化，主要 以小型冰箱为主。中国1987年由轻工业部主持对相关产品的开发，并制定了相关标准 (SG2(8)3-(8)2b)，并成立了数个厂家对其进行生产。该制冷循环的主要特点是系统中无 任何运动部件、可以多能源驱动、制冷剂对环境无破环、运行时无噪音等，但效能远低于常 规的压缩制冷，成为制约其发展的主要原因。提高扩散-吸收式制冷机的效率，是其推广的 关键。在扩散-吸收制冷机中，溶液浓度是影响制冷机效率与性能的一个重要参数。浓 度其主要受冷凝温度、发生温度、吸收温度和蒸发温度影响。其中发生温度主要取决于热源 温度、蒸发温度取决于制冷空间内的温度需求，对于扩散-吸收式制冷机而言，其热源一般 恒定且制冷温度需求波动亦不太大，所以可认为两者基本恒定。而冷凝温度和吸收温度主 要取决于冷源温度，对于扩散_吸收式制冷机目前一般应用于小制冷场合，其冷却方式一 般属于自然对流式冷却，其冷源主要是周围空气；与水冷式的大型的氨水吸收式制冷或溴 化锂吸收式制冷相比，其温度波动较大。冷源温度波动会直接导致其冷凝温度和吸收温度 的变化，进而影响其最适宜浓度的变化。目前，市场上的扩散_吸收式制冷机均属于恒定浓 度运行，这也是导致其效率较低的一个原因。另外，与大型吸收式系统相比其应用于小型制 冷设备，这也决定了其控制成本不宜过高；用电气设备进行调节的方式是不合适的。目前市 场上，尚未见到能够根据运行工况自动调节浓度的、造价较低的扩散-吸收式制冷机。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种浓度自适应型扩散_吸收式制 冷机。本发明所提供的浓度自适应型扩散_吸收式制冷机包括管路依次连接的储液器 9、溶液换热器1、热虹吸泵2、发生器3、精馏器4、冷凝器5、蒸发器6、气体换热器7和吸收 器8 ；在发生器3与储液器9之间经溶液换热器1、吸收器8设有回流管路，发生器3、储液 器9、溶液换热器1及吸收器8四者之间构成循环通路；在蒸发器6、气体换热器7和吸收器 8三者之间设有回流管路，蒸发器6、气体换热器7和吸收器8之间构成循环通路；所述冷凝 器5到气体换热器7的管路与溶液换热器1到吸收器8的管路之间设有浓度调节器10 ；所 述浓度调节器10的上端通过管路与冷凝器5到气体换热器7的管路连通，浓度调节器10 的下端与所述溶液换热器1到吸收器8的管路相连通。所述浓度调节器10由外筒11、形变元件12、传动机构13、活塞构成14 ；活塞14安置在外筒11之中，能够上下滑动；所述传动机构13为放大杠杆，传动机构13的一端连接活 塞14，传动机构13的另一端连接形变元件12，所述传动机构13固定在外筒11的侧壁上； 所述形变元件12的上端通过螺纹与外筒11链接，形变元件12的下端通过铰链与传动机构 13相连。所述形变元件为波纹管，上端通过螺纹固定在外筒上部。对于扩散_吸收式制冷来说，一个特定的环境温度对应着一个最优的溶液循环 浓度，一般来说温度较高时，最优的溶液浓度较低；温度较低时最优的溶液浓度较高；且扩 散_吸收式制冷靠热虹吸泵2维持溶液循环，而热虹吸泵2对浸没深度有较高要求，溶液循 环总量的增加或者减少都会直接影响热虹吸泵2的浸没深度，进而影响其提升性能。所以 对系统浓度调节时，溶液的整体循环量不可改变。 本发明的浓度自适应型扩散_吸收式制冷机工作原理如下浓度调节器10上端连 接着冷凝器5到气体换热器7的管路，而该段管路中为从冷凝器5冷凝的液氨，则浓度调节 器10上部充满液氨；浓度调节器10下端连接于溶液换热器1到吸收器8的管路，该段管路 为从发生器3回流的稀氨水，所以浓度调节器10下部为稀氨水。当环境温度升高时，扩散_吸收式制冷机系统溶液浓度降低会利于系统的运行。 本发明的浓度自适应型扩散-吸收式制冷机则是利用环境温度升高时，冷凝温度会相应升 高，系统运行的总压力会随之增高，此时浓度调节器10中的形变元件12会因受到的压力会 增大而发生压缩性形变，该形变经传动机构13放大、变向后转递给活塞14，拖动活塞14下 移。活塞14下移时，浓度调节器10下部空间会减小，下部的稀氨水排出并进入系统循环 中；而同时浓度调节器10上部空间会增大，有等体积的液氨从系统中脱离出来进入浓度调 节器10上部空间。由于浓度调节器10并不参与制冷循环，对于循环系统而言，由于作为制 冷剂的液氨循环量减少而作为吸收剂的稀氨水循环量增加，实现了调低浓度的目的。反之当环境温度降低时扩散-吸收式制冷机系统适当提高时溶液浓度利于其效 率提高，浓度调节器10则执行与上述过程相反的动作，来调高系统溶液浓度。从而保证系 统可以根据环境工况的变化自动调节器溶液浓度使之在较适宜浓度下进行。本发明的浓度调节器上部空间内有氨液、下部为稀氨水，调节时一方的增加量总 与另一方的减少量体积相当，从而保证了进出系统的工质体积相等，系统总体的溶液循环 量不会发生改变。本发明的有益效果1在不改变系统溶液总量的前提下实现了系统溶液浓度的自我调节，提高了运行效率。2采用的调节器无电气元件、无需外在能源供应，所以其造价低、稳定性强、结构相 对简单。3制冷机保证了传统扩散_吸收式制冷机的主体，只是对其部分部件做了改进，可 以对现有的制冷机进行部分改进到达目的，可推广性强。4制冷系统采用的制冷剂为自然工质，对臭氧层无不良影响、无温室效应，利于环 境的保护。
图1是本发明的浓度自适应型扩散-吸收式制冷机结构示意图。
图2是本发明的浓度自适应型扩散_吸收式制冷机浓度调节器结构示意图。图3是本发明的浓度自适应型扩散_吸收式制冷机浓度调节器在环境温度降低时 部件运行示意图。
图4是本发明的浓度自适应型扩散_吸收式制冷机浓度调节器在环境温度升高时 部件运行示意图。其中1 溶液换热器，2 热虹吸泵，3 发生器，4 精馏器，5 冷凝器，6 蒸发器，7 : 气体换热器，8 吸收器，9 储液器，10 浓度调节器，11 外筒，12 形变元件，13 传动机构， 14 活塞。
具体实施例方式如图1所示，本发明的浓度自适应型扩散_吸收式制冷机由管路依次连接的储液 器9、溶液换热器1、热虹吸泵2、发生器3、精馏器4、冷凝器5、蒸发器6、气体换热器7、吸收 器8组成；在发生器3与储液器9之间经溶液换热器1、吸收器8设有回流管路，进而发生 器3、储液器9、溶液换热器1、吸收器8之间构成循环通路；蒸发器6、气体换热器7、吸收器 8之间设有回流管路连接，从而构成循环通路；冷凝器5到气体换热器7的管路与溶液换热 器1到吸收器8的回流管路之间设有浓度调节器10 ；所述浓度调节器10的上端通过管路 与冷凝器5到气体换热器7的管路连通，下端与溶液换热器1到吸收器8的管路相连通；所 述浓度调节器10由外筒11、形变元件12、传动机构13、活塞14构成；所述活塞14安置在 外筒11之中，可上下滑动；所述传动机构13为放大杠杆，其一端连接活塞14，另一端连接 形变元件12，所述传动机构13固定在外筒11的侧壁上；形变元件12上端可通过螺纹与外 筒11链接，下端可通过铰链与传动机构13相连，所述形变元件12为波纹管。初始灌装时，本发明的浓度自适应型扩散_吸收式制冷机的浓度可以根据每年平 均运行环境工况参数主要指环境温度确定，并确定此时运行压力；初始时浓度调节器10的 外筒11容积和活塞14的位置确定可根据活塞14上行极限时，对应年最低环境温度工况 下最佳浓度，活塞14下行极限时，对应年最高环境温度工况下最佳浓度。当环境温度变化时，其运行压力会有相应的变化，同时作用于其下端的压力会产 生变化，形变元件12会产生压缩或伸展性的形变，其形变通过传动机构13放大、变向后传 递给活塞14进而带动活塞运动，传动机构13可为一放大杠杆，支点固定在外筒11的侧壁 上，可通过铰链连接形变元件12和活塞14，其杠杆放大系数应根据形变元件12的形变特性 和活塞14的运行轨迹特性确定，活塞14的运行轨迹特定应系统随工况变化是最优浓度变 化特性确定。如当环境温度升高时系统运行的压力会随之增高，此时浓度调节器10中的形 变元件12受到的压力会增大而发生压缩性形变，该形变经传动机构13放大、变向后转递给 活塞14，活塞14下移。浓度调节器10的活塞14上部为液氨、下部为稀氨水，活塞14下移 时，会将浓度调节器10下部的稀氨水排出使之进入系统，而同时有等体积的液氨从系统中 脱离出来进入浓度调节器10上部。对于系统而言，由于作为制冷剂的液氨循环量减少而作 为吸收剂的稀氨水循环量增加，其循环浓度下降，使之趋向与该环境工况下最适宜浓度。反 之当环境温度降低时，系统运行的压力降低，作用在形变元件12下端的压力会减小而发生 延伸性形变，该形变经传动机构放大、变向后转递给活塞14，活塞14上移，会将浓度调节器 10上部的液氨排出使之进入系统，而同时有等体积的稀氨水从系统中脱离出来进入浓度调节器10下部，系统中制冷剂氨增加，溶液浓度提高。实现了系统可以根据环境温度的变化 自动调节溶液浓度使之适应环境温度的变化。 本发明可以广泛应用于环境温度波动较大的扩散-吸收制冷场合，如燃油或者燃气式冰箱、小型吸收式冰箱等。
权利要求
一种浓度自适应型扩散-吸收式制冷机，包括管路依次连接的储液器(9)、溶液换热器((1))、热虹吸泵(2)、发生器(3)、精馏器(4)、冷凝器(5)、蒸发器(6)、气体换热器(7)、吸收器(8)；在发生器(3)与储液器(9)之间经溶液换热器((1))、吸收器(8)设有回流管路，发生器(3)、储液器(9)、溶液换热器(1)和吸收器(8)四者之间构成循环通路；在蒸发器(6)、气体换热器(7)和吸收器(8)三者之间设有回流管路连接，蒸发器(6)、气体换热器(7)和吸收器(8)构成循环通路；其特征在于冷凝器(5)到气体换热器(7)的管路与溶液换热器(1)到吸收器(8)的回流管路之间设有浓度调节器(10)；所述浓度调节器(10)的上端通过管路与冷凝器(5)到气体换热器(7)的管路连通，浓度调节器(10)的下端与溶液换热器(1)到吸收器(8)的管路相连通；所述浓度调节器(10)由外筒(11)、形变元件(12)、传动机构(13)以及活塞(14)构成；所述活塞(14)安置在外筒(11)之中；所述传动机构(13)为放大杠杆，传动机构(13)的一端连接活塞(14)，传动机构(13)的另一端连接形变元件(12)，所述传动机构(13)固定在外筒(11)的侧壁上；所述形变元件(12)的上端通过螺纹与外筒(11)链接，形变元件(12)的下端通过铰链与传动机构(13)相连。
2.根据权利要求1所述的制冷机，其特征在于所述形变元件(12)为波纹管。
全文摘要
本发明公开了一种浓度自适应型扩散-吸收式制冷机，旨在提供一种浓度可以随运行工况变化而进行自我适应调节的扩散-吸收式制冷机。它包括由管路依次连接的溶液换热器、热虹吸泵、发生器、精馏器、冷凝器、蒸发器、气体换热器、吸收器、储液器、浓调节器，浓度调节器充满稀氨水和液氨，两者之间被活塞隔开，当环境温度变化时，活塞位置发生改变使两者比例发生改变，从而达到调节系统浓度的目的，使得得制冷剂浓度可以根据环境仅在自我调节，提高了效率，降低了能耗。本发明可以广泛应用于环境温度波动较大的扩散-吸收制冷场合。
文档编号F25B15/04GK101839583SQ20101015177
公开日2010年9月22日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者李智虎, 赵玉艳, 陈 光 申请人:安徽工业大学