[实用新型]高效节能扩散吸收式制冷机

说明书

(一)技术领域：

本实用新型涉及一种利用热虹吸原理制冷的扩散吸收式制冷机，可作为冰箱、空调、饮水机、冷风机等多种家用制冷产品的制冷机芯。

(二)背景技术：

由于目前普遍使用的氟里昂加压缩机制冷的产品会对环境造成严重污染，对人类生存的地球产生破坏，国际上早于1987年9月在加拿大通过禁用氟里昂的蒙特利尔协议。鉴于此，不用氟里昂、不用压缩机、无噪音、无电磁辐射、多能源、结构简单可靠、寿命长、安装运输维修方便的扩散吸收式制冷机受到制冷行业的重视，它是替代氟里昂加压缩机制冷产品的重要出路之一。

目前，市场上见到的扩散吸收式制冷机主要用于冰箱产品。国际上生产扩散吸收式冰箱最早最成功和目前产销量最大的厂商为瑞典伊莱克斯公司，现年产销250万台左右，其它如德国、俄国等也曾有过冰箱产品。我国以前宾馆用小冰箱都是从国外进口的，以伊莱克斯产品为主。有关扩散吸收式制冷机的工作原理可以参见《电冰箱》P10-12，许中行编著，化学工业出版社1996年9月第一版。

申请人99年曾提出扩散吸收式制冷的冰热饮水机实用新型专利申请，专利号为99227300.5，其制冷机的结构原理如图1所示，由发生器5、加热器6、精馏器3、冷凝器2、吸收器9、蒸发器13、热交换器14、贮液罐7以及连接它们的气、液管：提升管4、液氨管11、混合气体管8、蒸发内管10组成。它是利用热虹吸原理，将贮液罐中的制冷剂氨经发生器提升、精馏、冷凝后，至蒸发器，经氢气/氦气扩散形成蒸发产生致冷效应，再由吸收器中的水吸收氨气回流到贮液罐，如此循环往复。

图1所示现有扩散吸收式制冷机的发生器均采用三套管式构造，发生器5的外套管与中套管之间为稀溶液，中套管中为浓溶液，提升管4位于中套管顶部。加热方式为热源传递到发生器的外套管壁-外套管内的稀溶液-中套管壁-中套管内的浓溶液，待浓溶液沸腾后被提升管提升。这种构造形式使得传热过程中大部分热能被浪费，不仅造成整机热效率低、能耗大，而且也延缓了制冷工作的起动时间。再者，自提升管4顶端回落的稀溶液流经发生器5的外套管与中套管之间时，又被再次加热，不仅进一步增加能耗，而且使稀溶液温度过高，虽然通过液体热交换器14传递一部分热量给发生器中套管中的浓溶液，但其温度仍然偏高，有时高达60-70度，从而使送到吸收器9顶部的稀溶液温度偏高，造成吸收器内气、液两相之间分压差偏小，大大降低吸收器的吸收效率。因此，现有扩散吸收式制冷机存在着热效率低、能耗大、起动时间长、制冷量小等缺点，热效率不超过40％，起动时间约需30分钟，这也是至今扩散吸收式制冷机仅限于冰箱而不能用于其它制冷产品的主要原因。

另外，图1所示现有技术制冷机的吸收器9均采用圆管盘管构造，内外管壁都是光滑的，存在吸收系数低、吸收面积小、接触时间短、吸收温度高等缺点，也是影响整机效率、能耗、制冷量的重要因素之一。还有，现有制冷机整机的制造材料传统地都采用低碳钢，其热传导系数低，仅为36.7W/(M·K)，传热效率低，并且因比重大而使整机笨重，制造成本高，外观欠佳。

(三)发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有扩散吸收式制冷机热效率低的缺点，提供一种热效率高、能耗小、起动时间快、制冷量大的扩散吸收式制冷机。

本实用新型进一步所要解决的技术问题是：对扩散吸收式制冷机吸收器的结构进行改进，提高其吸收效率，增大其吸收量。

本实用新型更进一步所要解决的技术问题是：选用传热效率高、比重小、耐氨腐蚀并且强度足够的材料作为整机制造材料，替代原来效果不佳的低碳钢材料。

本实用新型解决上述第一个技术问题的技术方案如下：一种高效节能扩散吸收式制冷机，其组成包括贮液罐、加热器、提升管、精馏器、冷凝器、蒸发器、吸收器、液体热交换器、液氨管以及连接它们的气、液管，其特征是：贮液罐分成阶梯式连通的上、下两部分，液体热交换器位于其上部罐体外周，加热器置于其下部罐体内；提升管直接安装在贮液罐下部罐体内加热器上方；在提升管上出口处具有与精馏器连通的气液分离器，提升管上管口伸入该气液分离器内，气液分离器底部与下降稀溶液管上管口连通，下降稀溶液管的下管口与液体热交换器连通。