專利名稱：一種用于單效太陽能吸收式制冷系統的雙室渦旋發生器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于單效太陽能吸收式制冷系統的雙室渦旋發生 器，屬于制冷技術領域。
背景技術：
吸收式制冷因其可利用低溫位的熱源，近年來在太陽能利用領域取得了 突破性的進展。太陽能空調是以太陽能作為制冷能源的空調，利用太陽能制 冷可以有兩條途徑， 一是利用光伏技術產生電力，以電力推動常規的壓縮式
制冷機制冷；二是進行光-熱轉換，用熱作為能源制冷。前者系統比較簡單， 但以目前光電轉換的成本價格計算，其造價為后者的3-4倍；后者除了供冷之 外，還可結合供熱利用，因此目前的太陽能空調系統通常以第二種為主。
目前太陽能空調主要是吸收式制冷空調，吸收式制冷技術主要有溴化鋰 (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 的沸點相差1165"C，溶液沸騰時產生的蒸汽都是水的成分，而不會有溴化鋰 的成分，系統中不需要進行精餾就可得到純冷劑蒸汽，因此在太陽能吸收式 空調系統中，國際上一般都采用溴化鋰吸收式制冷機。我國"九五"期間通過兩 個項目的示范，驗證了太陽能空調是可以實施的，然而卻忽略了一個重要的 問題一建立太陽能空調系統的經濟性和太陽能空調的運行經濟性。當時工作 主要基于采用現有太陽能熱水器和吸收式制冷機，由于采用低溫熱水驅動， 吸收式空調只能在單效工況下運行，使得實際制冷效率(COP)較雙效COP 低50%，即在太陽能不足或雨天的情況下，需要釆用燃油等輔助能源，但其 系統的COP也被限制在0.6 0.7以下。
太陽能吸收式制冷機發生器的現有技術中，溴化鋰溶液通過徑向入口進 入到發生器中，高溫燃氣或熱水通入加熱盤管中，加熱管外的溴化鋰溶液， 在一定的壓力和溫度下，產生冷凝蒸氣。為提高發生器的傳熱性能，研究人員提出了采用渦流發生器、降膜發生器來強化發生器內的傳熱方式。此類發
生器是通過在發生器內加入一定的翅片或采用螺旋槽管強化發生器中的傳
熱。采用強化管強化發生器內流體的傳熱，不能有效地利用溴化鋰溶液壓力
和溫度的關系，提高溶液的可利用溫差，降低驅動熱源溫度，發揮溴化鋰吸收
式制冷系統的利用低品位熱源的優勢。同時增加了發生器加工制造的復雜性
和初期投資費用。
實用新型內容
本實用新型的目的在于提供一種用于單效太陽能吸收式制冷機的雙室渦 旋發生器，本發生器利用流體的旋轉運動，強化發生器中的傳熱，解決現有 單效太陽能吸收式制冷系統制冷效率低的缺點，本發生器能有效利用太陽能 等低溫位熱源來驅動。
為了實現上述目的，本實用新型采用了如下技術方案。本實用新型包括 有高壓發生室、低壓發生室、連接法蘭、濃溶液出口、固定管和漸縮噴嘴。 其中高壓發生室和低壓發生室通過連接法蘭連通。在高壓發生室上設置有 冷凝蒸氣出口，在低壓發生室的底部設置有濃溶液出口，漸縮噴嘴通過固定 管沿與低壓發生室壁面相切的方向與低壓發生室相連通。低壓發生室中產生 的冷凝蒸氣通過高低壓發生室的連接口進入到高壓發生室，通過冷凝蒸氣出 口流出，低壓發生室中產生的溴化鋰濃溶液通過濃溶液出口流出發生器。
本實用新型中的雙室渦旋發生器由高壓發生室和低壓發生室組成，LiBr 稀溶液通過與低壓發生室相切的漸縮噴嘴進入到低壓發生室后，產生旋轉運 動。利用能量的相互轉化，降低低壓發生室中的蒸發壓力，從而降低LiBr溶 液的蒸發溫度，有效提高溶液的可利用溫差。低壓發生室中產生的冷凝蒸汽 通過高低壓發生室的連接口進入到高壓發生室，恢復到冷凝壓力，從高壓發 生器的二個徑向冷凝蒸氣出口流出。
本實用新型的優點雙室渦旋發生器的漸縮噴嘴采用切向入口的方式進 入到低壓發生室。利用流體的旋轉運動，有效地降低發生器內溶液的蒸發壓力和蒸發溫度，提高熱源的可利用溫差，增加冷凝蒸氣量，在高壓發生室內 進行冷凝壓力的恢復。因此可利用太陽能、地熱及廢熱能等低品位熱源，保 證了裝置的環保性和節能性。同時雙室渦旋發生器中無加熱盤管，與外界不 存在熱量交換，整個發生器處于與外界絕熱的狀態。
圖1本實用新型中的渦旋發生器結構主視圖
圖2本實用新型中的渦旋發生器結構俯視圖 圖3本實用新型中漸縮噴嘴結構圖 圖4本實用新型中漸縮噴嘴7a段的主視圖 圖5本實用新型中漸縮噴嘴7a段的俯視圖 圖6本實用新型中漸縮噴嘴7b段的主視圖 圖7本實用新型中漸縮噴嘴7b段的俯視圖 圖8本實用新型中漸縮噴嘴7c段的主視圖 圖9本實用新型中漸縮噴嘴7c段的俯視圖 圖10本實用新型實施的制冷循環結構圖
圖中1、高壓發生室；2、低壓發生室；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 渦旋發生器；10、冷凝器；11、節流閥；12、蒸發器；13、吸收器；14、溶 液泵；15、冷卻塔；16、冷凍水箱；17、太陽能集熱器。
具體實施方式
下面結合圖1 圖IO對本實用新型作進一步說明。
如圖l、圖2、圖3所示，本實施例由高壓發生室l、低壓發生室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。其中低壓發生室2由圓錐體和圓柱體組成。漸縮噴嘴7通過固定 管5與低壓發生室2相連接，漸縮噴嘴7與低壓發生室2的壁面相切，以保 證溶液切向進入到低壓發生室中。高壓發生室與低壓發生室通過法蘭4連接。結合圖3來說明漸縮噴嘴7的結構
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，其結構分別如圖4 9所示。 固定管5為一圓筒形的結構，沿與低壓發生室2的管壁切向固定，漸縮噴嘴7 固定在固定管5的內部，使漸縮噴嘴7內的溶液沿切向進入低壓發生室2。
本實施例的工作原理被外界熱源加熱的溶液，通過漸縮噴嘴7后，進 入到雙室渦旋發生器的低壓發生室2。溶液通過漸縮噴嘴7后，其速度增大， 勢能減小，流體高速進入到發生器中。由于采用切向入口，溶液進入發生器
后，在發生器中產生強烈的旋轉運動。根據旋流理論可知Aa.ocv,2，(其中v,
表示溶液的入口速度， 。表示溶液進入到發生器內的壓降。)當稀溶液以一
定的速度和壓力通過漸縮噴嘴時，速度^增大，A/7。增大，進入到發生器中的
溶液壓力減小，即低壓發生室的蒸發壓力減小。根據溴化鋰溶液蒸發溫度與 蒸發壓力成正比的關系可知，低壓發生室中的蒸發溫度降低。當溶液被外界 熱源加熱到一定的溫度進入到低壓發生室內時，隨著低壓發生室中蒸發溫度 的降低，渦旋發生器中溶液的可利用溫差增大，產生的用于制冷循環的水蒸 氣量比傳統發生器中水蒸氣量增多。低壓冷凝蒸氣通過高低壓發生室的連接
口進入到高壓發生室2，恢復到冷凝壓力，從冷凝蒸氣出口管3流出。被濃縮 的溴化鋰溶液則通過濃溶液出口 6流出。
下面結合圖10來說明本實用新型在單效太陽能吸收式制冷系統中的循環
工作模式
如圖10所示，本系統包括有太陽能集熱器17、熱交換器8、本實施例中 的雙室渦旋發生器9、冷凝器IO、蒸發器12、吸收器13、冷凍水箱16、冷卻 塔15、溶液泵14、節流閥11。太陽能集熱器17熱水出口 17-1通過加壓水泵 與溶液熱交換8的熱端進口 8-1連接，熱交換器8的熱端出口 8-2與太陽能集 熱器17的進口 17-2連接。熱交換器8的冷端出口 8-4與雙室渦旋發生器9的 入口 9-1連接。發生器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通過節流閥11與蒸發器12的冷劑液體入口 12-1連接。發生器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用來為冷凝器和吸收器提供冷卻水。冷凍水箱 16用來為蒸發器提供冷凍水。
結合圖IO來說明本實施例的制冷工作循環流程。從吸收器13中出來的 稀溶液13-2通過溶液泵14升壓后，進入到溶液熱交換器8的進口8-3，與太 陽能集熱器17中的熱水換熱后，通過雙室渦旋發生器9的入口 9-1進入到發 生器中。在低壓發生器中產生的冷凝蒸氣進入到高壓發生器進行壓力恢復。 恢復到冷凝壓力的冷劑蒸氣通過發生器出口 9-2與冷凝器10的進口 10-1進入 到冷凝器中，被來自冷卻塔15的冷卻水冷卻，從出口端10-2流入節流閥11 中。冷劑水通過節流閥節流后通過蒸發器12的入口 12-1進入到蒸發器，吸收 來自冷凍水箱16的熱量，變成冷劑蒸氣，被從發生器9出口9-3出來進入到 吸收器13的濃溶液吸收后，變成稀溶液，進入到溶液泵14中，完成吸收式 制冷循環流程。
本發生器采用漸縮噴嘴作為溶液的入口，通過固定管保證噴嘴與低壓發生 室的壁面相切。其結構簡單，無運動部件，造價低，同時且有高效性、節能 性和環保性。
權利要求1、單效太陽能吸收式制冷機雙室渦旋發生器，其特征在于包括有高壓發生室(1)、低壓發生室(2)、連接法蘭(4)、濃溶液出口(6)、固定管(5)和漸縮噴嘴(7)；其中高壓發生室(1)和低壓發生室(2)通過連接法蘭(4)連通；在高壓發生室(1)上設置有冷凝蒸氣出口(3)，在低壓發生室(2)的底部設置有濃溶液出口(6)，漸縮噴嘴(7)通過固定管(5)沿與低壓發生室(2)壁面相切的方向與低壓發生室2相連通。
專利摘要本實用新型涉及一種用于單效太陽能吸收式制冷系統的雙室渦旋發生器，屬于制冷技術領域。雙室渦旋發生器包括有低壓發生室和高壓發生室。流體被外界熱源加熱到一定溫度后，通過與低壓發生室相切的噴嘴進入到發生器中，產生旋流運動，有效降低發生器內溶液的蒸發壓力和蒸發溫度，提高熱源的可利用溫差，增加用于制冷循環的冷凝蒸氣量。本實用新型的優點在于結構簡單，無運動部件，造價低，同時且有高效性、節能性和環保性，可有效利用低溫位能源(如太陽能、地熱、潮汐能等)作為發生器的驅動熱源。
文檔編號F25B35/00GK201225789SQ20082010848
公開日2009年4月22日 申請日期2008年6月6日 優先權日2008年6月6日
發明者堅 俞, 艷 王, 馬重芳 申請人:北京工業大學