阅读说明：本技术 一种双态热驱动制冷系统 (Two-state thermal drive refrigerating system ) 是由 祝令辉 于 2020-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明属于余热吸收制冷技术领域,具体为一种双态热驱动制冷系统,包括发生器、吸收器、蒸发器和冷凝器,发生器与吸收器之间设有贫溶液管道,贫溶液管道与发生器之间设有双态工质输送机构,其中：双态工质输送机构包括传动部和至少一个细化分散部,细化分散部包括壳体,壳体内腔固定有定子,定子表面均匀开设有剪切槽,定子内设有直径小于定子并可转动的转子,转子上固定有一根贯穿壳体的转子转轴,传动部包括与转子转轴位于吸收器一端固定的传动轴,传动轴的一端固定有位于贫溶液管道内的叶轮。本发明不仅有效解决了现有吸收式制冷系统与富溶液解析产生固态工质无法兼容的问题,而且极大的提升了系统的性能。(The invention belongs to the technical field of waste heat absorption refrigeration, and particularly relates to a two-state heat-driven refrigeration system which comprises a generator, an absorber, an evaporator and a condenser, wherein a lean solution pipeline is arranged between the generator and the absorber, and a two-state working medium conveying mechanism is arranged between the lean solution pipeline and the generator, wherein: binary state working medium conveying mechanism includes transmission portion and at least one refines dispersion portion, refines dispersion portion and includes the casing, and the casing inner chamber is fixed with the stator, and the stator surface has evenly seted up the shear groove, is equipped with the diameter in the stator and is less than stator and rotatable rotor, is fixed with a rotor shaft that runs through the casing on the rotor, and transmission portion includes and is located the fixed transmission shaft of absorber one end with the rotor shaft, and the one end of transmission shaft is fixed with the impeller that is located the poor solution pipeline. The invention not only effectively solves the problem that the existing absorption refrigeration system is incompatible with the solid working medium generated by rich solution analysis, but also greatly improves the performance of the system.)

一种双态热驱动制冷系统

技术领域

本发明属于余热吸收制冷技术领域，具体为一种双态热驱动制冷系统。

背景技术

吸收式制冷是利用某些具有特殊性质的工质对，通过一种物质对另一种物质的吸收和释放，产生物质的状态变化，从而伴随吸热和放热过程。吸收式制冷装置由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、循环泵、节流阀等部件组成，工作介质包括制取冷量的制冷剂和吸收、解吸制冷剂的吸收剂，二者组成工质对，其能够对工业余热进行回收，并该余热作为制冷的热源进行利用，具有较高的工业余热回收利用效率，相对于传统螺杆式制冰机而言，其极大的节约了电力成本以及资源回收利用，因而得到了广泛的使用。

目前，较为常见的余热吸收制冷系统在运行过程中，富溶液与引入的热源进行热交换时，需要防止析出固态工质造成堵塞，而为了避免这一现场的出现，现有技术中较为常见的方式是对引入对发生器的热源温度进行控制，防止工质溶液在发生器内受热过多解析形成固态工质，因此，一般需要设定发生器热源温度的上限，防止热源温度过高导致发生器内工质液解析产生固态工质，而一旦设定发生器的温度上限，就需要采用相关设备时刻对引入发生器的余热热源温度进行监测，并实时将监测获得的数据导入吸收制冷系统自身的电控系统内，使得不仅为构建系统增加了难度，而且限制了热源的回收利用范围，也限制了吸收制冷系统的应用范围，不利于吸收制冷系统的发展，尤其是当热源温度超过上限温度的企业，需要对该部分热源进行回收利用时，需要对较高温度的热源进行预冷，必然会增加系统构建的难度以及成本；

因此，如何有效处理余热吸收制冷系统内析出固态工质，是目前余热吸收制冷系统亟待处理的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种双态热驱动制冷系统，不仅有效解决了现有吸收式制冷系统与工质溶液解析产生固态工质无法兼容的问题，而且极大的提升了系统的性能。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种双态热驱动制冷系统，包括发生器、吸收器、蒸发器和冷凝器，发生器与吸收器之间设有贫溶液管道，贫溶液管道与发生器之间设有双态工质输送机构，其中：

双态工质输送机构包括传动部和至少一个细化分散部，细化分散部包括壳体，壳体内腔固定有定子，定子表面均匀开设有剪切槽，定子内设有直径小于定子并可转动的转子，转子上固定有一根贯穿壳体的转子转轴，壳体通过与转子同轴的进口管与发生器的贫溶液出口连接，传动部包括与转子转轴位于吸收器一端固定的传动轴，传动轴的一端固定有位于贫溶液管道内的叶轮。

优选地，定子、转子、转子转轴和传动轴同轴设置。

优选地，至少一个细化分散部沿进口管的轴向依次分布，相邻两个细化分散部的壳体之间通过导流口连通，导流口的内径小于转子的内径。

优选地，壳体的底部呈倒置的圆锥台状。

优选地，发生器位于吸收器的上方。

优选地，发生器为卧式，发生器的壳程内间隔设置有多个折流板，折流板的一端与壳程之间具有间隙，多个间隙、相邻两个折流板之间的壳程空间形成一个让工质液流动的蛇形通道，折流板位于间隙一端的底部与壳程的底部内壁之间具有缺口，缺口内腔的两端分别位于壳程中线的两侧。

优选地，发生器壳程底部内壁位于贫溶液出口的一端相对于其另一端向下倾斜。

优选的，折流板位于间隙的一端向贫溶液出口的一侧倾斜。

优选的，发生器壳程底部内壁位于贫溶液出口边缘呈向下凹陷的锥形部。

本发明至少具有以下技术效果：

1、通过双态工质输送机构能够同时对固态工质和液态工质进行输送，并能够对固液双态工质进行高速剪切分散，双态工质不会造成发生器或者管道堵塞等现象，使得发生器内即使产生固态工质，吸收制冷系统也可正常运行，相对于现有技术中，只能进行液态工质的输送并为了防止产生固态工质对发生器引入的余热热源稳定进行控制，本方案具有显著的效果。

2、通过富溶液析出固态工质后，导入吸收器内的为贫溶液和固态工质的混合物，而贫溶液与固态工质的混合物相对于现有技术中的单纯的贫溶液而言，对气相制冷剂的吸收效率更好，进而，极大的高了吸收器的工作效率，从而使得整个系统的性能都获得了较大的提升。

3、富溶液在发生器内产生固态工质的过程中，相对于现有技术而言，析出的制冷剂的量更大，使得发生器内产生的气相制冷剂较现有技术增加，从而提高余热吸收制冷系统的制冷效率。

4、通过富溶液在发生器内解析并形成固态工质的过程中，相对于现有技术而言，需要吸收的热量更多，进而使得发生器内富溶液与热源的热交换更多，提高了余热的利用效率。

5、通过富溶液析出固态工质过程中吸收的热量大，相对于现有技术中，为了防止析出固态工质对余热热源的温度上限控制在较低范围内而言，本方案可提升余热热源温度的上限，扩大了余热吸收制冷系统的余热利用范围，具有更强的经济价值和更宽泛的应用价值。

6、通过双态工质输送机构中转子高速转动产生的负压效果，可将发生器内的固态工质与贫溶液混合物有效的抽离发生器，并且不影响气态制冷剂的运动，使得在保障余热吸收制冷系统整体性能稳定的情况下，确保固态工质不会堵塞发生器。

7、通过利用双态工质在发生器与吸收器之间的压差作用下，在流通时驱动叶轮转动，将双态工质流动时的动能转化为转子高速旋转对双态工质进行高速剪切的动力来源，使得双态工质输送机构的运行无需消耗任何外界能源，并且有效回收了流体的动能，具有环保节能、实用性强的优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明余热吸收制冷系统的示意图；

图2为本发明图1中双态工质输送机构的示意图；

图3为本发明双态工质输送机构中细化分散部为一个时的示意图；

图4位图1中A处放大图。

图中，发生器1、吸收器2、蒸发器3、冷凝器4、贫溶液管道5、双态工质输送机构6、壳体61、定子62、转子63、叶轮64、剪切槽65、传动轴66、进口管67、出口管68、转子转轴69、折流板101、缺口102、减压阀7。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

如图1所示，本发明提供了一种双态热驱动制冷系统，包括发生器1、吸收器2、蒸发器3和冷凝器4，发生器1与吸收器2之间设有贫溶液管道5，吸收器2通过富溶液泵和富溶液管道将吸收器2内的富溶液导入到发生器1中与引入的余热热源换热，使得富溶液产生气相制冷剂，贫溶液管道5与发生器1之间设有双态工质输送机构6，其中：

双态工质输送机构6包括传动部和至少一个细化分散部，如图2所示，给出了当细化分散部为一个时的示意图，如图3所示，给出了当细化分散部为三个时的示意图，细化分散部包括壳体61，壳体61的底部呈倒置的圆锥台状，壳体内腔固定有定子62，定子62表面均匀开设有剪切槽65，定子62内设有直径小于定子62并可转动的转子63，转子63上固定有一根贯穿壳体61的转子转轴69，转子63高速旋转时会沿轴向产生负压，将外部物料吸入，物料进入转子63和定子62之间的间隙之后，在离心力作用下被甩出，并经过剪切槽65离开定子62，在此过程中，物料会被高速剪切，被细化分散，物料从定子62内被细化分散并甩出后，会落入到壳体61内被收集，等待排出壳体61，进而，让待处理的物料不断进入进行处理，被处理完的物料及时排除，以此，形成一个稳定持续的物料细化分散过程，壳体61通过与转子63同轴的进口管67与发生器1的贫溶液出口连接，至少一个细化分散部沿进口管67的轴向依次分布，相邻两个细化分散部的壳体61之间通过导流口连通，导流口的内径小于转子63的内径，进口管67的作用是作为物料进入壳体61内被吸入定子62和转子63之间的引入通道，即，将发生器1内富溶液受热产生气相制冷剂之后，形成的贫溶液与固态工质的混合物导入双态工质输送机构6内，壳体61通过出口管68与吸收器2连接，出口管68的作用是将被细化分散的物料及时排出双态工质输送机构6并导入吸收器2，即，将被细化分散均匀的形成浆类的贫溶液与固态工质的混合物导入到吸收器2内，吸收从蒸发器3内引入吸收器2的气相制冷剂，并在吸收器2内重新形成富溶液，贫溶液管道5上设有减压阀7，可控制吸收器2内的压力，传动部包括与转子转轴69位于吸收器2一端固定的传动轴66，传动轴66的一端固定有位于贫溶液管道5内的叶轮64，定子62、转子63、转子转轴69和传动轴66同轴设置，当叶轮64让叶轮64转动时，叶轮64会通过传动轴66带动转子转轴69转动，进而带动转子63转动，使得，在本发明的系统开机运行时，固态工质的析出过程是一个陆续产生的过程，尤其是刚开机时，发生器1内产生的固态工质量较少，因此，引入到贫溶液管道5内的双态工质中，贫溶液量较大，形成流体对叶轮64进行冲击，带动叶轮64转动，而当系统稳定运行之后，双态工质内固态工质量增加，此时，双态工质输送机构能够将固态工资进行细化分散的高剪切过程，让双态工质变成类似浆状的流体，此时，能够将流体的动能转化为转子63转动时的能量来源，双态工质输送机构6的运行无需引入系统外其他能源，当细化分散部超过一个时，多个细化分散部能够依次对双态工质进行高剪切处理，上一级细化分散部对双态工质处理之后，双态工质通过导流口进入下一次细化分散机构中继续被剪切，提高对双态工质细化分散的效果。

本发明的方案在使用过程中：

其一、当发生器1内的富溶液受热，大量的气相制冷剂从其内部分离之后，富溶液变成贫溶液与固态工质混合的双态工质，此时，系统内的双态工质输送机构6在运行过程中，转子63转动产生了一定的负压，有助于发生器1内在制冷剂解析之后形成的固态工质可以跟随形成的贫溶液同时被吸走，使得双态工质被有效的吸入定子62与转子63之间，被高速转动的转子63配合剪切槽65进行高速剪切过程，双态工质被处理成类似浆状的混合物，该混合物由出口管68排出并导入吸收器2内，对吸收器2内由蒸发器3引入的气相制冷剂进行吸收，并在吸收器2内重新形成富溶液，通过富溶液管道和富溶液泵再次导入至发生器1内，形成一个制冷剂的循环使用过程，在整个过程中，通过双态工质输送机构6对固态工质的输送以及处理，使得双态工质可畅通无阻的在系统内循环流通，使得发生器1内的富溶液在受热较大时，即使解析形成固态工质的情况下，整个系统依然可长效、稳定的运行，并实现余热吸收制冷的效果，因此，采用本方案之后，无需再担心发生器1由于引入的余热热源温度过高，富溶液解析形成固态工质造成发生器1以及管道堵塞的现象，有效解决了余热吸收制冷系统中在产生固态工质后形成堵塞，并最终导致系统无法运行的技术难点；

其二、本方案利用富溶液产生固态工质的过程中，析出的气相制冷剂的量更大，以此提高制冷剂的解析效率，提高系统内循环的制冷剂的量，提高制冷效率，并且，可增加制冷量；

其三、在富溶液形成固态工质的过程需要吸收更多的热量，不仅可以提高对余热热源的利用率，还能够允许发生器1引入温度较高的余热热源，相对于现有技术中，为了防止发生器1内产生固态工质，对引入的余热热源温度进行限制，并防止热源温度过高，对超过上限的热源要么进行冷却处理后再送入发生器1，要么排空造成资源浪费，本发明的方案具有明显的优势，可通过扩大发生器1可利用热源的范围，增强余热利用率、节约资源，并且对于一些热源温度较高的企业而言，省去了对热源降温的工艺过程、简化了系统应用时的整体组成以及成本。

其四，本发明的方案由于制冷剂的析出效果比现有技术更好，因此，相对于现有技术而言，在同等制冷剂析出量的情况下，需要由富溶液管道内通过富溶液泵输送的富溶液量更小，可降低循环倍率，因此，可降低富溶液泵的工作负载，避免高负荷长期运行，提高系统整体的稳定性和安全性，也可降低富溶液泵的能耗。

其五、本发明的方案由于在发生器1内富溶液解析效率大大提高并形成固态工质，固态工质与贫溶液混合物经过双态工质输送机构6的处理之后进入吸收器2内，相对于现有技术中贫溶液对气相制冷剂的吸收而言，本方案的的贫溶液与固态工质的混合物对气相制冷剂的吸收效率更强，极大的提高了吸收器2的吸收效率。

如图1所示，发生器1位于吸收器2的上方，如此设置，使得利用液位差，提高固态工质输送的效率。

其中，结合图1和图4，发生器1为卧式，发生器1的壳程内间隔设置有多个折流板101，折流板101的一端与壳程之间具有间隙，多个间隙、相邻两个折流板101之间的壳程空间形成一个让工质液流动的蛇形通道，折流板101位于间隙一端的底部与壳程的底部内壁之间具有缺口102，缺口102内腔的两端分别位于壳程中线的两侧，使得固态工质形成之后，会汇聚到缺口102范围内，此时，发生器1内溶液在流动时，固态工质可更好的跟随溶液流动，方便发生器1内的固态工质更好的及时排出。

进一步的，发生器1壳程底部内壁位于贫溶液出口的一端相对于其另一端向下倾斜，折流板101位于间隙的一端向贫溶液出口的一侧倾斜，如此设置，使得固态工质更加容易向发生器1的贫溶液出口一侧运动，提高固态工质排出发生器1的效率，发生器1壳程底部内壁位于贫溶液出口边缘呈向下凹陷的锥形部，如此设置，使得固态工质在跟随溶液运动至发生器1的贫溶液出口处时，会更快速的经过贫溶液出口，防止贫溶液出口处积累固态工质过多，造成堵塞并影响固态工质的排出效率。

综上，本发明相对于现有技术中采用的一系列手段例如控制余热热源温度上限或利用向贫溶液管道5内导入液态工质冲洗固态工质来防止固态工质堵塞发生器1或贫溶液管道5而言，通过巧妙的构思，结合转子63与定子62配合剪切槽65对固态工质的高速剪切作用以及发生器1的优化设计，使得余热吸收制冷系统不再受到固态工质的影响，并能够通过对固态工质的处理，确保系统能够稳定、有效的运行，在此基础上，获得了提高发生器1制冷剂解析效率、降低富溶液泵能耗以及扩大发生器1余热利用范围等一系列优点。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。