專利名稱：一種用于單效太陽(yáng)能吸收式制冷系統(tǒng)的雙室渦旋發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于單效太陽(yáng)能吸收式制冷系統(tǒng)的雙室渦旋發(fā)生 器，屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
吸收式制冷因其可利用低溫位的熱源，近年來(lái)在太陽(yáng)能利用領(lǐng)域取得了 突破性的進(jìn)展。太陽(yáng)能空調(diào)是以太陽(yáng)能作為制冷能源的空調(diào)，利用太陽(yáng)能制 冷可以有兩條途徑， 一是利用光伏技術(shù)產(chǎn)生電力，以電力推動(dòng)常規(guī)的壓縮式
制冷機(jī)制冷；二是進(jìn)行光-熱轉(zhuǎn)換，用熱作為能源制冷。前者系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單， 但以目前光電轉(zhuǎn)換的成本價(jià)格計(jì)算，其造價(jià)為后者的3-4倍；后者除了供冷之 外，還可結(jié)合供熱利用，因此目前的太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)通常以第二種為主。
目前太陽(yáng)能空調(diào)主要是吸收式制冷空調(diào)，吸收式制冷技術(shù)主要有溴化鋰 (LiBr)吸收式制冷和氨水(NH3-H20)吸收式制冷二種。由于溴化鋰和水 的沸點(diǎn)相差1165"C，溶液沸騰時(shí)產(chǎn)生的蒸汽都是水的成分，而不會(huì)有溴化鋰 的成分，系統(tǒng)中不需要進(jìn)行精餾就可得到純冷劑蒸汽，因此在太陽(yáng)能吸收式 空調(diào)系統(tǒng)中，國(guó)際上一般都采用溴化鋰吸收式制冷機(jī)。我國(guó)"九五"期間通過(guò)兩 個(gè)項(xiàng)目的示范，驗(yàn)證了太陽(yáng)能空調(diào)是可以實(shí)施的，然而卻忽略了一個(gè)重要的 問(wèn)題一建立太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和太陽(yáng)能空調(diào)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)時(shí)工作 主要基于采用現(xiàn)有太陽(yáng)能熱水器和吸收式制冷機(jī)，由于采用低溫?zé)崴?qū)動(dòng)， 吸收式空調(diào)只能在單效工況下運(yùn)行，使得實(shí)際制冷效率(COP)較雙效COP 低50%，即在太陽(yáng)能不足或雨天的情況下，需要釆用燃油等輔助能源，但其 系統(tǒng)的COP也被限制在0.6 0.7以下。
太陽(yáng)能吸收式制冷機(jī)發(fā)生器的現(xiàn)有技術(shù)中，溴化鋰溶液通過(guò)徑向入口進(jìn) 入到發(fā)生器中，高溫燃?xì)饣驘崴ㄈ爰訜岜P管中，加熱管外的溴化鋰溶液， 在一定的壓力和溫度下，產(chǎn)生冷凝蒸氣。為提高發(fā)生器的傳熱性能，研究人員提出了采用渦流發(fā)生器、降膜發(fā)生器來(lái)強(qiáng)化發(fā)生器內(nèi)的傳熱方式。此類發(fā)
生器是通過(guò)在發(fā)生器內(nèi)加入一定的翅片或采用螺旋槽管強(qiáng)化發(fā)生器中的傳
熱。采用強(qiáng)化管強(qiáng)化發(fā)生器內(nèi)流體的傳熱，不能有效地利用溴化鋰溶液壓力
和溫度的關(guān)系，提高溶液的可利用溫差，降低驅(qū)動(dòng)熱源溫度，發(fā)揮溴化鋰吸收
式制冷系統(tǒng)的利用低品位熱源的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)增加了發(fā)生器加工制造的復(fù)雜性
和初期投資費(fèi)用。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于單效太陽(yáng)能吸收式制冷機(jī)的雙室渦 旋發(fā)生器，本發(fā)生器利用流體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)化發(fā)生器中的傳熱，解決現(xiàn)有 單效太陽(yáng)能吸收式制冷系統(tǒng)制冷效率低的缺點(diǎn)，本發(fā)生器能有效利用太陽(yáng)能 等低溫位熱源來(lái)驅(qū)動(dòng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案。本實(shí)用新型包括 有高壓發(fā)生室、低壓發(fā)生室、連接法蘭、濃溶液出口、固定管和漸縮噴嘴。 其中高壓發(fā)生室和低壓發(fā)生室通過(guò)連接法蘭連通。在高壓發(fā)生室上設(shè)置有 冷凝蒸氣出口，在低壓發(fā)生室的底部設(shè)置有濃溶液出口，漸縮噴嘴通過(guò)固定 管沿與低壓發(fā)生室壁面相切的方向與低壓發(fā)生室相連通。低壓發(fā)生室中產(chǎn)生 的冷凝蒸氣通過(guò)高低壓發(fā)生室的連接口進(jìn)入到高壓發(fā)生室，通過(guò)冷凝蒸氣出 口流出，低壓發(fā)生室中產(chǎn)生的溴化鋰濃溶液通過(guò)濃溶液出口流出發(fā)生器。
本實(shí)用新型中的雙室渦旋發(fā)生器由高壓發(fā)生室和低壓發(fā)生室組成，LiBr 稀溶液通過(guò)與低壓發(fā)生室相切的漸縮噴嘴進(jìn)入到低壓發(fā)生室后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)。利用能量的相互轉(zhuǎn)化，降低低壓發(fā)生室中的蒸發(fā)壓力，從而降低LiBr溶 液的蒸發(fā)溫度，有效提高溶液的可利用溫差。低壓發(fā)生室中產(chǎn)生的冷凝蒸汽 通過(guò)高低壓發(fā)生室的連接口進(jìn)入到高壓發(fā)生室，恢復(fù)到冷凝壓力，從高壓發(fā) 生器的二個(gè)徑向冷凝蒸氣出口流出。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)雙室渦旋發(fā)生器的漸縮噴嘴采用切向入口的方式進(jìn) 入到低壓發(fā)生室。利用流體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，有效地降低發(fā)生器內(nèi)溶液的蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度，提高熱源的可利用溫差，增加冷凝蒸氣量，在高壓發(fā)生室內(nèi) 進(jìn)行冷凝壓力的恢復(fù)。因此可利用太陽(yáng)能、地?zé)峒皬U熱能等低品位熱源，保 證了裝置的環(huán)保性和節(jié)能性。同時(shí)雙室渦旋發(fā)生器中無(wú)加熱盤管，與外界不 存在熱量交換，整個(gè)發(fā)生器處于與外界絕熱的狀態(tài)。

圖1本實(shí)用新型中的渦旋發(fā)生器結(jié)構(gòu)主視圖
圖2本實(shí)用新型中的渦旋發(fā)生器結(jié)構(gòu)俯視圖 圖3本實(shí)用新型中漸縮噴嘴結(jié)構(gòu)圖 圖4本實(shí)用新型中漸縮噴嘴7a段的主視圖 圖5本實(shí)用新型中漸縮噴嘴7a段的俯視圖 圖6本實(shí)用新型中漸縮噴嘴7b段的主視圖 圖7本實(shí)用新型中漸縮噴嘴7b段的俯視圖 圖8本實(shí)用新型中漸縮噴嘴7c段的主視圖 圖9本實(shí)用新型中漸縮噴嘴7c段的俯視圖 圖10本實(shí)用新型實(shí)施的制冷循環(huán)結(jié)構(gòu)圖
圖中1、高壓發(fā)生室；2、低壓發(fā)生室；3、冷凝蒸氣出口管；4、連接 法蘭；5、固定管；6、濃溶液出口管；7、漸縮噴嘴；8、熱交換器；9、雙室 渦旋發(fā)生器；10、冷凝器；11、節(jié)流閥；12、蒸發(fā)器；13、吸收器；14、溶 液泵；15、冷卻塔；16、冷凍水箱；17、太陽(yáng)能集熱器。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1 圖IO對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖l、圖2、圖3所示，本實(shí)施例由高壓發(fā)生室l、低壓發(fā)生室2、漸 縮噴嘴7、高低壓室連接法蘭4、濃溶液出口管6、冷凝蒸氣出口管3和固定 管5組成。其中低壓發(fā)生室2由圓錐體和圓柱體組成。漸縮噴嘴7通過(guò)固定 管5與低壓發(fā)生室2相連接，漸縮噴嘴7與低壓發(fā)生室2的壁面相切，以保 證溶液切向進(jìn)入到低壓發(fā)生室中。高壓發(fā)生室與低壓發(fā)生室通過(guò)法蘭4連接。結(jié)合圖3來(lái)說(shuō)明漸縮噴嘴7的結(jié)構(gòu)
如圖3所示，漸縮噴嘴7由三部分組成分別為噴嘴小尺寸段7a、噴嘴 漸縮段7b和噴嘴大尺寸段7c，三部分同軸安裝，其結(jié)構(gòu)分別如圖4 9所示。 固定管5為一圓筒形的結(jié)構(gòu)，沿與低壓發(fā)生室2的管壁切向固定，漸縮噴嘴7 固定在固定管5的內(nèi)部，使?jié)u縮噴嘴7內(nèi)的溶液沿切向進(jìn)入低壓發(fā)生室2。
本實(shí)施例的工作原理被外界熱源加熱的溶液，通過(guò)漸縮噴嘴7后，進(jìn) 入到雙室渦旋發(fā)生器的低壓發(fā)生室2。溶液通過(guò)漸縮噴嘴7后，其速度增大， 勢(shì)能減小，流體高速進(jìn)入到發(fā)生器中。由于采用切向入口，溶液進(jìn)入發(fā)生器
后，在發(fā)生器中產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)旋流理論可知Aa.ocv,2，(其中v,
表示溶液的入口速度， 。表示溶液進(jìn)入到發(fā)生器內(nèi)的壓降。)當(dāng)稀溶液以一
定的速度和壓力通過(guò)漸縮噴嘴時(shí)，速度^增大，A/7。增大，進(jìn)入到發(fā)生器中的
溶液壓力減小，即低壓發(fā)生室的蒸發(fā)壓力減小。根據(jù)溴化鋰溶液蒸發(fā)溫度與 蒸發(fā)壓力成正比的關(guān)系可知，低壓發(fā)生室中的蒸發(fā)溫度降低。當(dāng)溶液被外界 熱源加熱到一定的溫度進(jìn)入到低壓發(fā)生室內(nèi)時(shí)，隨著低壓發(fā)生室中蒸發(fā)溫度 的降低，渦旋發(fā)生器中溶液的可利用溫差增大，產(chǎn)生的用于制冷循環(huán)的水蒸 氣量比傳統(tǒng)發(fā)生器中水蒸氣量增多。低壓冷凝蒸氣通過(guò)高低壓發(fā)生室的連接
口進(jìn)入到高壓發(fā)生室2，恢復(fù)到冷凝壓力，從冷凝蒸氣出口管3流出。被濃縮 的溴化鋰溶液則通過(guò)濃溶液出口 6流出。
下面結(jié)合圖10來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型在單效太陽(yáng)能吸收式制冷系統(tǒng)中的循環(huán)
工作模式
如圖10所示，本系統(tǒng)包括有太陽(yáng)能集熱器17、熱交換器8、本實(shí)施例中 的雙室渦旋發(fā)生器9、冷凝器IO、蒸發(fā)器12、吸收器13、冷凍水箱16、冷卻 塔15、溶液泵14、節(jié)流閥11。太陽(yáng)能集熱器17熱水出口 17-1通過(guò)加壓水泵 與溶液熱交換8的熱端進(jìn)口 8-1連接，熱交換器8的熱端出口 8-2與太陽(yáng)能集 熱器17的進(jìn)口 17-2連接。熱交換器8的冷端出口 8-4與雙室渦旋發(fā)生器9的 入口 9-1連接。發(fā)生器9的冷凝蒸氣出口 9-2與冷凝器10的入口端10-1連接。冷凝器10的制冷劑液體出口 10-2通過(guò)節(jié)流閥11與蒸發(fā)器12的冷劑液體入口 12-1連接。發(fā)生器9的濃溶液出口 9-3與吸收器13的濃溶液入口 13-1連接。 吸收器13的稀溶液出口 13-2與溶液泵14連接。溶液泵14的出口與熱交換器 8的入口8-3連接。冷卻塔15用來(lái)為冷凝器和吸收器提供冷卻水。冷凍水箱 16用來(lái)為蒸發(fā)器提供冷凍水。
結(jié)合圖IO來(lái)說(shuō)明本實(shí)施例的制冷工作循環(huán)流程。從吸收器13中出來(lái)的 稀溶液13-2通過(guò)溶液泵14升壓后，進(jìn)入到溶液熱交換器8的進(jìn)口8-3，與太 陽(yáng)能集熱器17中的熱水換熱后，通過(guò)雙室渦旋發(fā)生器9的入口 9-1進(jìn)入到發(fā) 生器中。在低壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷凝蒸氣進(jìn)入到高壓發(fā)生器進(jìn)行壓力恢復(fù)。 恢復(fù)到冷凝壓力的冷劑蒸氣通過(guò)發(fā)生器出口 9-2與冷凝器10的進(jìn)口 10-1進(jìn)入 到冷凝器中，被來(lái)自冷卻塔15的冷卻水冷卻，從出口端10-2流入節(jié)流閥11 中。冷劑水通過(guò)節(jié)流閥節(jié)流后通過(guò)蒸發(fā)器12的入口 12-1進(jìn)入到蒸發(fā)器，吸收 來(lái)自冷凍水箱16的熱量，變成冷劑蒸氣，被從發(fā)生器9出口9-3出來(lái)進(jìn)入到 吸收器13的濃溶液吸收后，變成稀溶液，進(jìn)入到溶液泵14中，完成吸收式 制冷循環(huán)流程。
本發(fā)生器采用漸縮噴嘴作為溶液的入口，通過(guò)固定管保證噴嘴與低壓發(fā)生 室的壁面相切。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，造價(jià)低，同時(shí)且有高效性、節(jié)能 性和環(huán)保性。
權(quán)利要求1、單效太陽(yáng)能吸收式制冷機(jī)雙室渦旋發(fā)生器，其特征在于包括有高壓發(fā)生室(1)、低壓發(fā)生室(2)、連接法蘭(4)、濃溶液出口(6)、固定管(5)和漸縮噴嘴(7)；其中高壓發(fā)生室(1)和低壓發(fā)生室(2)通過(guò)連接法蘭(4)連通；在高壓發(fā)生室(1)上設(shè)置有冷凝蒸氣出口(3)，在低壓發(fā)生室(2)的底部設(shè)置有濃溶液出口(6)，漸縮噴嘴(7)通過(guò)固定管(5)沿與低壓發(fā)生室(2)壁面相切的方向與低壓發(fā)生室2相連通。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于單效太陽(yáng)能吸收式制冷系統(tǒng)的雙室渦旋發(fā)生器，屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域。雙室渦旋發(fā)生器包括有低壓發(fā)生室和高壓發(fā)生室。流體被外界熱源加熱到一定溫度后，通過(guò)與低壓發(fā)生室相切的噴嘴進(jìn)入到發(fā)生器中，產(chǎn)生旋流運(yùn)動(dòng)，有效降低發(fā)生器內(nèi)溶液的蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度，提高熱源的可利用溫差，增加用于制冷循環(huán)的冷凝蒸氣量。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，造價(jià)低，同時(shí)且有高效性、節(jié)能性和環(huán)保性，可有效利用低溫位能源(如太陽(yáng)能、地?zé)?、潮汐能?作為發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)熱源。
文檔編號(hào)F25B35/00GK201225789SQ20082010848
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者堅(jiān) 俞, 艷 王, 馬重芳 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)