一种基于液液分离的吸收式制冷循环系统

本技术涉及制冷循环系统，特别涉及一种基于液液分离的吸收式制冷循环系统。

背景技术：

1、吸收式制冷系统是以热能为驱动的循环系统，能利用工业生产中的大量余热、废热和太阳能等低品位热能，提高能源的利用率。

2、申请人通过㶲分析获知吸收式制冷循环中㶲损失的主要步骤在于混合相工质的分离，因此，降低吸收式制冷循环系统中混合工质分离步骤的能量损失是提高吸收式制冷系统效率的主要措施。

3、近些年，智能聚合物的研究不断增多。这些智能聚合物材料可以响应其所处环境的微小变化，如温度、ph、紫外线照射、离子强度或电场，进行构象重排，增加或降低它们的整体疏水性。其中，温度响应聚合物是智能聚合物种类中研究较多的聚合物。与固体在溶液中溶解度随温度的常见变化规律不同(有例外)，温度响应聚合物在水中的溶解度常随着温度的升高而降低。以热敏聚合物(温度响应聚合物的一种)为例，其下临界溶液温度(lcst)是热敏聚合物的相变温度，即聚合物溶液温度图上的最低相分离温度。当温度升高到下临界溶液温度(lcst)以上时，热敏聚合物由可溶于水变为不溶于水，实现两相分离；当温度降低到下临界溶液温度(lcst)以下时，热敏聚合物与水相溶。

4、申请人对混合相是否与智能聚合物具有相似性质进行了研究，发现部分混合相在上临界溶液温度(ucst)下呈现出一种可混性间隙，在上临界溶液温度(ucst)以上，混合相是完全互溶的；在上临界溶液温度(ucst)以下，两相分离。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种利用温度分离性质的基于液液分离的吸收式制冷循环系统。

2、第一方面，一种基于液液分离的吸收式制冷循环系统，包括：离心萃取机，用于将第一相、第二相通过混合传质过程以及离心分离过程实现密度不同的轻相与重相的分离；第一溶液泵，用于泵送系统工质，为循环提供动力；第二溶液泵，用于低压溶液增压，使节流阀前溶液保持高压状态；节流阀，用于降低流体压力和温度；蒸发器，向外提供冷量，流出蒸发器的流体进入吸收室；第一换热器，相应的将流经第一换热器的流体加热或冷却到所需温度，流出第一换热器的流体进入吸收室；第二换热器，相应的将流经第二换热器的流体冷却或加热到所需温度，实现第一相与第二相的分离；吸收室，吸收剂在吸收室内吸收制冷剂形成混合相，流出吸收室的混合相进入第二换热器进行热交换；在基于液液分离的吸收式制冷循环系统中，轻相、重相其一为吸收剂，另一为制冷剂；第一换热器与第二换热器对流经流体的温度控制方向相反。这样，通过第一换热器的热量控制使吸收剂与制冷剂可以在吸收室内混合形成混合相，并且通过第二换热器对流体温度的控制，实现第一相与第二相的分离，使整个系统可以对外通过蒸发器提供冷量，并且，由于第一相与第二相的分离是通过简单的温度控制实现，可以有效降低能量损失，从而提高吸收式制冷循环系统的效率。

3、进一步，包括四通阀，四通阀换向可改变轻相、重相的流路；根据四通阀的控制位置，第一换热器相应的将流经第一换热器的流体加热或冷却到所需定温度；根据四通阀的控制位置，第二换热器相应的将流经第二换热器的流体冷却或加热到所需温度，实现第一相与第二相的分离。这样，通过四通阀的设置，可以改变轻相、重相流路，实现对不同密度的吸收剂、制冷剂流路进行匹配。

4、进一步，四通阀至少包括第一状态、第二状态；四通阀换向可以使四通阀在第一状态与第二状态之间切换；四通阀处于第一状态时，轻相作为吸收剂经四通阀、第一溶液泵与第一换热器连接，重相作为制冷剂经四通阀、节流阀与蒸发器连接；四通阀处于第二状态时，轻相作为制冷剂经四通阀、节流阀与蒸发器连接，重相作为吸收剂经四通阀、第一溶液泵与第一换热器连接。

5、进一步，系统工质包括热敏聚合物、水，热敏聚合物在温度低于下临界溶液温度(lcst)时与水相溶，高于下临界溶液温度(lcst)时与水分离，第一换热器起到冷却吸收剂进而降低吸收器中热敏聚合物与水的混合温度的作用，第二换热器起到加热热敏聚合物与水的混合相达到热敏聚合物与水分离的作用。

6、进一步，系统工质包括部分相溶的两种流体，温度达到上临界溶液温度(ucst)时两种流体相溶，低于上临界溶液温度(ucst)时两种流体分离，则第一换热器起到加热吸收剂进而提高吸收器中两种流体的混合温度的作用，第二换热器起到冷却两种流体混合相使两种流体分离的作用。

7、进一步，所述吸收剂通过第一换热器后进入吸收器喷淋，吸收在蒸发器中吸收热量后形成的制冷剂，在吸收器中实现吸收剂和制冷剂的混合。这样，可以提高吸收剂与制冷剂的混合效果。

8、进一步，流出第二换热器的流体通过第一阀或第二阀进入离心萃取机，第一阀、第二阀保持开度相同使流经第一阀的流量与流经第二阀的流量相同。

9、进一步，第二溶液泵设置于第二换热器与吸收室之间。

技术特征：

1.一种基于液液分离的吸收式制冷循环系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于液液分离的吸收式制冷循环系统，其特征在于，包括四通阀，四通阀换向可改变轻相、重相的流路；根据四通阀的控制位置，第一换热器相应的将流经第一换热器的流体加热或冷却到所需温度；根据四通阀的控制位置，第二换热器相应的将流经第二换热器的流体冷却或加热到所需温度，实现第一相与第二相的分离。

3.根据权利要求2所述的基于液液分离的吸收式制冷循环系统，其特征在于，四通阀至少包括第一状态、第二状态；四通阀换向可以使四通阀在第一状态与第二状态之间切换；四通阀处于第一状态时，轻相作为吸收剂经四通阀、第一溶液泵与第一换热器连接，重相作为制冷剂经四通阀、节流阀与蒸发器连接；四通阀处于第二状态时，轻相作为制冷剂经四通阀、节流阀与蒸发器连接，重相作为吸收剂经四通阀、第一溶液泵与第一换热器连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于液液分离的吸收式制冷循环系统，其特征在于，系统工质包括热敏聚合物、水，热敏聚合物在温度低于下临界溶液温度(lcst)时与水相溶，高于下临界溶液温度(lcst)时与水分离，第一换热器起到冷却吸收剂进而降低吸收器中热敏聚合物与水的混合温度的作用，第二换热器起到加热热敏聚合物与水的混合相达到热敏聚合物与水分离的作用。

5.根据权利要求1-3任一项所述的基于液液分离的吸收式制冷循环系统，其特征在于，系统工质包括部分相溶的两种流体，温度达到上临界溶液温度(ucst)时两种流体相溶，低于上临界溶液温度(ucst)时两种流体分离，则第一换热器起到加热吸收剂进而提高吸收器中两种流体的混合温度的作用，第二换热器起到冷却两种流体混合相使两种流体分离的作用。

6.根据权利要求1-3任一项所述的基于液液分离的吸收式制冷循环系统，其特征在于，所述吸收剂通过第一换热器后进入吸收器喷淋，吸收在蒸发器中吸收热量后形成的制冷剂，在吸收器中实现吸收剂和制冷剂的混合。

7.根据权利要求6所述的基于液液分离的吸收式制冷循环系统，其特征在于，流出第二换热器的流体通过第一阀或第二阀进入离心萃取机，第一阀、第二阀保持开度相同使流经第一阀的流量与流经第二阀的流量相同。

8.根据权利要求7所述的基于液液分离的吸收式制冷循环系统，其特征在于，第二溶液泵设置于第二换热器与吸收室之间。

技术总结
一种基于液液分离的吸收式制冷循环系统，通过第一换热器的热量控制使吸收剂与制冷剂可以在吸收室内混合形成混合相，并且通过第二换热器对流体温度的控制，实现第一相与第二相的分离，使整个系统可以对外通过蒸发器提供冷量，并且，由于第一相与第二相的分离是通过简单的温度控制实现，可以有效降低能量损失，从而提高吸收式制冷循环系统的效率。

技术研发人员：徐象国,杜芳婧,陈颖
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：20230517
技术公布日：2024/1/15