[發明專利]無補償吸收式制冷循環方法

在審

• 申請號: 202110068354.X
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN113154717A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 張學文
• 申請（專利權）人: 張學文
• 主分類號: F25B15/06
• 分類號: F25B15/06;F25B41/20
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 何碧珩

本發明提供一種無補償吸收式制冷循環方法，該方法在蒸發吸熱和吸收放熱后，對循環工質進行約束式分離，從而實現無補償的制冷循環。本發明突破了吸收式制冷循環必須要有熱量補償的傳統理念，在約束式分離的過程中防止了制冷劑的汽化，從而節省了氣液轉換的能量，將分離后的制冷劑繼續用于蒸發吸收循環，整個循環的其他過程無需熱量補償，即能夠實現無補償條件下的自循環。

技術領域

本發明涉及熱力學領域，尤其涉及一種在無補償方式下進行吸收式制冷循環的方法。

背景技術

用以將熱量從低溫熱源轉移到高溫熱源的循環，就低溫熱源而言稱之為制冷循環，因熱力學第二定律所限，低溫物體向高溫物體轉移熱量必須有外加能量補償，比如蒸汽壓縮式制冷循環，對于吸收式制冷循環，當前普遍的共識是用熱能進行補償而現實循環。

在吸收式制冷過程中，采用溶液作為循環工質，循環的關鍵過程在于溶液與溶劑的分離過程，為完成一個循環，分離出的溶劑單質(水)需要呈液態，而吸收器和冷凝器的冷卻環境相同，即可理解為分離前的溶液溫度和分離出的溶劑單質的溫度相同，同溫度下溶劑單質的飽和壓力相對溶液飽和壓力較高，所以需要對溶液升壓后進行分離，才能使分離出來的水液化，進而因為升壓的作用，導致溶液的飽和溫度升高，這就是吸收式制冷系統需要高溫熱源對溶液進行加熱分離的原因。

但值得注意的是，吸收式制冷在吸收器中的過程是相對高溫的溶液吸收低溫蒸汽并向相對高溫的冷卻水放熱，也就是說在吸收這一過程已經完成了低溫向高溫的傳熱，那么把外界提供給高壓發生器的熱能定義為一種外加補償是有待商榷的。也就是說，在傳統的吸收式制冷過程中，是存在可以節省(或回收)能源的環節的，但現有相關技術并未能夠開發此環節或并未能夠將此環節充分利用起來。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術中存在的問題，提供一種無補償吸收式制冷循環方法，該方法在蒸發吸熱和吸收放熱后，對循環工質進行約束式分離，分離出飽和狀態下溶劑單質，從而實現無補償的制冷循環。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

無補償吸收式制冷循環方法(以制冷劑為溶劑的溶液作為循環工質為例，如溴化鋰水溶液)，并包括以下步驟：

(1)吸收器吸收來自蒸發器的蒸汽a；

(2)吸收后的蒸汽a液化為溶液b，同時向環境放熱；

(3)吸收完成后的溶液b進入約束式分離裝置，通過約束式分離裝置分離出飽和狀態的制冷劑c和溶液2；

(4)通過約束式分離裝置分離出的飽和狀態的制冷劑c通過節流閥1回到蒸發器繼續步驟(1)形成循環；

(5)通過約束式分離裝置分離出的溶液2通過節流閥2降壓形成溶液3進入吸收器繼續步驟(2)形成循環，持續形成溶液1；

(6)蒸汽a繼續步驟(2)形成循環，并持續向外輸熱量Q。

進一步地，吸收器吸收蒸汽a后形成的溶液b為一定壓力P₁下的飽和溶液，蒸發器形成的蒸汽a被吸收器吸收后，在吸收器內形成一定壓力P₁下的飽和溶液，為約束分離做準備。

進一步地，所述溶液2的濃度高于溶液b，溶液4的濃度高于溶液1的濃度，溶液4的濃度低于溶液3。

進一步地，溶液2到溶液3的濃度不變，但溶液3的壓力低于溶液2。

在本發明中，約束式分離裝置對于整個循環的可行性起到了很重要的作用，因此，為了便于本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，以下對約束式分離裝置進行介紹和描述。