集成式冷源循环发生器及吸收式制冷装置的制作方法

集成式冷源循环发生器及吸收式制冷装置
【技术领域】
1.本发明涉及制冷空调装备技术领域，尤其涉及一种集成式冷源循环发生器及吸收式制冷装置。


背景技术：

2.随着人们对汽车舒适性要求的提高，汽车空调的制冷性能显得日趋重要。吸收式制冷装置因其直接使用热原理而无需原动力的优势已经受到广泛的关注，吸收式制冷装置主要包括吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器等。发生器吸收汽车动力系统的余热后，发生器中的低沸点液态冷媒受热蒸发为气态冷媒；气态冷媒进入冷凝器中，又被冷却介质冷凝成液态冷媒；液态冷媒进入蒸发器中，吸收汽车乘客舱的热量后又蒸发为气态冷媒；气态冷媒进入吸收器中，吸收器中剩余的液态冷媒吸收气态冷媒。
3.常规的吸收式制冷装置中的吸收器和发生器主要为两个分离设置的部件，且吸收器通过管道与发生器相连，用于吸收器内液态冷媒流向发生器，发生器还通过泵与吸收器相连，用于发生端内液态冷媒回流至吸收器，从而实现吸收器和发生器之间的液态冷媒流动循环。
4.然而，采用上述方式使得吸收式制冷装置的结构较为复杂，占用空间较大，不利于在汽车有限的布置空间内安装吸收式制冷装置。


技术实现要素：

5.本技术为了克服上述缺陷，提供了一种集成式冷源循环发生器及吸收式制冷装置，有利于简化常规的吸收式制冷装置的结构，并减小其占用空间。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种集成式冷源循环发生器，包括上下分离设置的吸收端和发生端，所述吸收端和所述发生端分别用于存储冷媒溶液；
7.所述吸收端的底部设有第一出口和第二进口，所述吸收端的顶部设有第三进口；
8.所述发生端的底部设有第一进口和第二出口，所述发生端的顶部设有第三出口；
9.所述第一出口与所述第一进口通过第一管路相连通，以使所述吸收端内的冷媒溶液沿所述第一管路流向所述发生端；
10.所述第二出口与所述第二进口通过虹吸管路相连通，所述虹吸管路将所述发生端内的冷媒溶液通过热虹吸作用回流至所述吸收端内。
11.在上述方案中，所述集成式冷源循环发生器包括上下分离设置的吸收端和发生端，并且所述吸收端和所述发生端之间通过所述第一管路和所述虹吸管路相连通，从而实现两者之间的冷媒溶液流动循环，即为将常规的吸收式制冷装置中的吸收器和发生器集成为一体，简化了吸收式制冷装置的结构，减小了其占用空间，有利于在汽车有限的布置空间内安装吸收式制冷装置。
12.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述虹吸管路内还设有吸液芯，所述吸液芯将所述发生端内的冷媒溶液通过毛细作用回流至所述吸收端内。
13.在上述方案中，所述吸液芯通过毛细作用可以促进所述发生端内的冷媒溶液回流至所述吸收端内，从而进一步地加速冷媒溶液流动循环。
14.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述集成式冷源循环发生器还包括换热器；
15.所述换热器设置于所述吸收端底部的外侧，且所述换热器的一端与所述第三进口相连通。
16.在上述方案中，冷媒蒸气可以沿所述换热器流向所述吸收端，以使所述吸收端中冷媒溶液吸收冷媒蒸气，该吸收过程为放热过程。因此冷媒蒸气流经所述吸收端的底部时，冷媒蒸气可以吸收该放热过程放出的热量，从而对所述吸收端进行预冷却，进而可以促进该吸收过程持续进行；另外，由于冷媒蒸气吸收了热量，进一步地增加了冷媒蒸气和冷媒溶液之间的温差，进而可以使得该吸收过程加速进行。
17.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述换热器包括换热管和多个换热翅片，所述换热翅片设置于所述换热管的外表面。
18.在上述方案中，所述换热翅片设置于所述换热管的外表面可以增大传热面积，从而增强了所述换热器与所述吸收端之间的换热效率。
19.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述换热翅片为针状翅片、矩形翅片、锯齿翅片或波纹翅片中至少一种。
20.在上述方案中，所述换热翅片的形状为针状、矩形状、锯齿状或波纹状，可以增大所述换热翅片之间的辐射传热，从而进一步地增强了所述换热器与所述吸收端之间的换热效率。
21.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述吸收端的底部还设有第四出口，所述发生端的顶部设有第四进口；
22.所述第四出口与所述第四进口通过第二管路相连通，所述第二管路上还设有关断阀，以调节所述第四出口与所述第四进口之间的通断。
23.在上述方案中，当所述发生端和所述吸收端之间的冷媒溶液流动达到平衡时，通过所述关断阀可以调节所述第四出口与所述第四进口之间的通断，从而可以调节所述发生端和所述吸收端之间的冷媒溶液的浓度差以及气压压力差，进而调节所述吸收式制冷装置的制冷功率。
24.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述第一管路和/或所述第二管路包括重力溢流管和单向阀，以使所述吸收端内的冷媒溶液因重力作用沿所述重力溢流管流向所述发生端。
25.在上述方案中，所述单向阀设置于所述重力溢流管上，使得所述吸收端内的冷媒溶液因重力作用而单向流向所述发生端，从而防止当所述集成式冷源循环发生器倒转时，所述发生端内冷媒溶液沿所述重力溢流管倒流至所述吸收端。
26.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述发生端的底部外侧还设有加热器，所述加热器可对所述发生端内的冷媒溶液进行预加热。
27.在上述方案中，所述加热器可以对所述发生端内的冷媒溶液进行预加热，使得所述发生器内的冷媒溶液在吸收汽车动力系统余热之前即可部分蒸发为冷媒蒸气，预先启动所述集成式冷源循环发生器中的冷媒溶液流动循环，加速所述吸收式制冷装置的制冷速
率，缩减制冷时间，提升制冷效果。
28.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述加热器包括多孔加热膜，所述多孔加热膜通过印刷烧结在所述发生端底部的外壁上。
29.在上述方案中，所述多孔加热膜可以对所述发生端内的冷媒溶液进行均匀加热，由于所述多孔加热膜的尺寸较小，可以满足减小所述集成式冷源循环发生器占用空间的需求。
30.第二方面，本技术实施例提供一种吸收式制冷装置，所述吸收式制冷装置包括集成式冷源循环发生器、冷凝器和蒸发器；所述集成式冷源循环发生器为上述任一项所述的集成式冷源循环发生器；所述冷凝器的进口与所述发生端上的所述第三出口相连通，所述冷凝器的出口与所述蒸发器的进口相连通，所述蒸发器的出口与所述吸收端上的所述第三进口相连通。
31.在上述方案中，所述吸收式制冷装置通过所述集成式冷源循环发生器分别与所述冷凝器和所述蒸发器相连通，所述集成式冷源循环发生器为将常规的吸收式制冷装置中的吸收器和发生器集成为一体，简化了吸收式制冷装置的结构，减小了其占用空间，有利于在汽车有限的布置空间内安装吸收式制冷装置。
32.本技术方案与现有技术相比，至少具有以下技术效果：
33.在本技术实施例所提供的一种集成式冷源循环发生器及吸收式制冷装置，所述集成式冷源循环发生器包括上下分离设置的吸收端和发生端，并且所述吸收端和所述发生端之间通过所述第一管路和所述虹吸管路相连通，从而实现两者之间的冷媒溶液流动循环，相较于现有的吸收式制冷装置而言，所述集成式冷源循环发生器将吸收器和发生器集成为一体，简化了所述吸收式制冷装置的结构，减小了所述吸收式制冷装置占用空间，有利于在汽车有限的布置空间内安装所述吸收式制冷装置。
34.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本技术。
【附图说明】
35.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
36.图1为本技术实施例提供的吸收式制冷装置的模块示意图。
37.图2为本技术实施例提供的集成式冷源循环发生器的结构示意图。
38.图3为本技术实施例提供的吸收式制冷装置的结构示意图。
39.图4为本技术实施例提供的集成式冷源循环发生器中换热器的结构示意图。
40.图5为本技术实施例提供的集成式冷源循环发生器中加热器的结构示意图。
41.附图标记：
42.100、吸收式制冷装置；
43.10、集成式冷源循环发生器；
44.1、吸收端；11、第一出口；12、第二进口；13、第三进口；14、第四出口；2、发生端；21、
第一进口；22、第二出口；23、第三出口；24、第四进口；3、第一管路；4、虹吸管路；5、吸液芯；6、换热器；61、换热管；62、换热翅片；7、第二管路；8、单向阀；9、加热器；91、多孔加热膜；92、保护电阻；93、电池管理系统；
45.20、冷凝器；
46.30、蒸发器；
47.40、动力系统；
48.50、乘客舱；
49.60、气液分离管路。
【具体实施方式】
50.为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
51.应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
52.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。
53.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
54.需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本技术实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
55.请参见图1，本技术实施例提供了一种吸收式制冷装置100，包括集成式冷源循环发生器10、冷凝器20和蒸发器30。冷凝器20连接于集成式冷源循环发生器10和蒸发器30之间，且蒸发器30还与集成式冷源循环发生器10相连接。
56.具体地，集成式冷源循环发生器10内存储有冷媒溶液，集成式冷源循环发生器10与车内动力系统40进行热交换，吸收动力系统40的余热后，冷媒溶液蒸发为冷媒蒸气。冷媒蒸气进入冷凝器20中，冷凝器20将冷媒蒸气冷凝成液态冷媒。液态冷媒继续进入蒸发器30中，蒸发器30与车内乘客舱50进行热交换，吸收乘客舱50的热量后，液态冷媒又蒸发为冷媒蒸气。冷媒蒸气最后回流进入吸收器中，吸收器中剩余的冷媒溶液吸收冷媒蒸气，从而实现集成式冷源循环发生器10中的冷媒溶液流动循环和吸收式制冷装置100的制冷功能。
57.请参见图2和图3，集成式冷源循环发生器10包括上下分离设置的吸收端1和发生端2，吸收端1和发生端2分别用于存储冷媒溶液。
58.吸收端1的底部设有第一出口11和第二进口12，吸收端1的顶部设有第三进口13；发生端2的底部设有第一进口21和第二出口22，发生端2的顶部设有第三出口23。
59.第一出口11与第一进口21通过第一管路3相连通，以使吸收端1内的冷媒溶液沿第
一管路3流向发生端2；第二出口22与第二进口12通过虹吸管路4相连通，虹吸管路4将发生端2内的冷媒溶液通过热虹吸作用回流至吸收端1内，以实现吸收端1和发生端2之间的冷媒溶液流动循环。
60.具体地，吸收端1和发生端2内存储的冷媒溶液是由低沸点制冷剂和高沸点吸收剂组成的制冷剂溶液。冷媒溶液可以水作为制冷剂，例如：水
‑
溴化锂、水
‑
氯化锂、水
‑
碘化锂、水
‑
氯化钙等制冷剂溶液；冷媒溶液也可以氨作为制冷剂，例如：氨
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水、乙胺
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水、甲胺
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水、硫氰酸钠
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氨等制冷剂溶液；冷媒溶液还可以醇作为制冷剂，例如：甲醇
‑
溴化锂、甲醇
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溴化锌、甲醇
‑
溴化锂
‑
溴化锌等制冷剂溶液。
61.当发生端2吸收热量后，发生端2内的制冷剂溶液中的低沸点制冷剂可以蒸发为高温制冷剂蒸气，使得发生端2内形成气液混合物，体积膨胀，密度变小。利用吸收端1和发生端2之间的密度差作为推动力，发生端2内的制冷剂溶液可以沿虹吸管路4上升回流至吸收端1内；吸收端1内的制冷剂溶液可以沿第一管路3流向发生端2，进而实现吸收端1和发生端2之间的冷媒溶液流动循环。
62.集成式冷源循环发生器10将常规的吸收式制冷装置100中的吸收器和发生器集成为一体，简化了吸收式制冷装置100的结构，减小了其占用空间，有利于在汽车有限的布置空间内安装吸收式制冷装置100。
63.进一步地，冷凝器20的进口与发生端2上的第三出口23相连通，冷凝器20的出口与蒸发器30的进口相连通，蒸发器30的出口与吸收端1上的第三进口13相连通。
64.具体地，首先发生端2内蒸发形成的高温制冷剂蒸气自第三出口23排出并流向冷凝器20，然后冷凝器20将高温制冷剂蒸气冷凝成液态制冷剂并流向蒸发器30，接着液态制冷剂吸收乘客舱50的热量后又蒸发为低温制冷剂蒸气，最后低温制冷剂蒸气自第三进口13回流至吸收端1内。
65.进一步地，虹吸管路4内还设有吸液芯5，吸液芯5将发生端2内的冷媒溶液通过毛细作用回流至吸收端1内，从而促进了发生端2内的制冷剂溶液回流至吸收端1，加快了冷媒溶液流动循环。
66.具体地，吸液芯5由亲水性较好的虹吸材料制成，其微表面可以构成比表面积较大的蒸发膜，以促进经吸液芯5吸收的制冷剂溶液与吸收端1进行热交换。
67.进一步地，集成式冷源循环发生器10还包括换热器6；换热器6设置于吸收端1底部的外侧，且换热器6的一端与第三进口13相连通。
68.具体地，蒸发器30内蒸发形成的低温制冷剂蒸气可以沿换热器6流向吸收端1，以使得吸收端1内的制冷剂溶液吸收低温制冷剂蒸气。
69.由于该吸收过程是一个放热过程，所以换热器6设置于吸收端1底部的外侧，可以实现与吸收端1进行热交换，即当蒸发器30内蒸发形成的低温制冷剂蒸气沿换热器6流向吸收端1时，低温制冷剂蒸气可以吸收该吸收过程放出的热量，对吸收端1进行预冷却，以促进该吸收过程的持续进行；同时也增大了进入吸收端1内的制冷剂蒸气与制冷剂溶液之间的温度差，以使得该吸收过程加速进行。
70.请参见图4，换热器6包括换热管61和多个换热翅片62，换热翅片62设置于换热管61的外表面。
71.具体地，换热翅片62设置于换热管61的外表面可以增大传热面积以及换热翅片62
之间的辐射传热，从而增强了换热器6与吸收端1之间的换热效率。
72.换热翅片62可以为针状翅片、矩形翅片、锯齿翅片或波纹翅片中至少一种，即换热管61上设置的换热翅片62的形状可以相同，也可以不完全相同；换热翅片62可以均匀地设置于换热管61上，也可以不均匀地设置于换热管61上。在本实施例中，换热翅片62为均匀地设置于换热管61的外表面上的波纹翅片。
73.进一步地，换热器6靠近虹吸管路4设置，实现换热器6与虹吸管路4之间的热交换。
74.具体地，发生端2内的制冷剂溶液吸收热量后温度较高，经虹吸管路4和/或吸液芯5回流至吸收端1时，换热器6中流动的低温制冷剂蒸气可以吸收该制冷剂溶液的热量并冷却，以保证吸收端1内的制冷剂溶液与制冷剂蒸气之间的温度差。
75.进一步地，吸收端1的底部还设有第四出口14，发生端2的顶部设有第四进口24。第四出口14与第四进口24通过第二管路7相连通，第二管路7上还设有关断阀，以调节第四出口14与第四进口24之间的通断。
76.具体地，当发生端2和吸收端1之间的冷媒溶液流动达到平衡时，通过关断阀可以调节第四出口14与第四进口24之间的通断，从而可以调节发生端2和吸收端1之间的冷媒溶液的浓度差以及气压压力差，进而调节吸收式制冷装置100的制冷功率。例如，通过关断阀控制第四出口14与第四进口24之间相连通，使得吸收端1内的部分冷媒溶液不参与吸收低温制冷剂蒸气的过程，而直接沿第二管路7流向发生端2，调节发生端2和吸收端1之间的冷媒溶液的浓度差，并且使得发生端2内存在更多的冷媒溶液用于蒸发形成更多的高温制冷剂蒸气，以用于冷凝器20冷却后流向蒸发器30与乘客舱50发生热交换，进而提升了制冷功率和制冷效果。
77.进一步地，第一管路3和/或第二管路7包括重力溢流管和单向阀8，以使吸收端1内的冷媒溶液因重力作用沿重力溢流管流向发生端2。
78.具体地，单向阀8设置于重力溢流管上，使得吸收端1内的冷媒溶液因重力作用而单向流向发生端2，防止当集成式冷源循环发生器10倒转时，发生端2内冷媒溶液沿重力溢流管倒流至吸收端1。
79.进一步地，发生端2的底部外侧还设有加热器9，加热器9可对发生端2内的冷媒溶液进行预加热。
80.具体地，加热器9可以对发生端2内的制冷剂溶液进行预加热，使得发生器内的制冷剂溶液在吸收车内动力系统40的余热之前即可部分蒸发为高温制冷剂蒸气，启动集成式冷源循环发生器10中的冷媒溶液流动循环，加速吸收式制冷装置100的制冷速率，缩减制冷时间，提升制冷效果。
81.请参见图5，加热器9包括多孔加热膜91，多孔加热膜91通过印刷烧结在发生端2底部的外壁上。多孔加热膜91可以对发生端2内的制冷剂溶液进行均匀加热，由于多孔加热膜91的尺寸较小，可以满足减小集成式冷源循环发生器10占用空间的需求。
82.具体地，加热器9还包括电池管理系统93和保护电阻92，多孔加热膜91的正负极分别连接电池管理系统93的正负极，且两者之间还连接有保护电阻92，以防止电路启动时冲击电流过大，从而导致多孔加热膜91发生损坏。电池管理系统93可以与车内空调控制器相连，当使用者开启车内空调时，电池管理系统93对多孔加热膜91供电，以对发生端2内的制冷剂溶液进行预加热。
83.进一步地，集成式冷源循环发生器10的外周还设置有隔热保温材料，例如聚四氟乙烯(铁氟龙)等，在此不做限定，以减小外界环境温度对集成式冷源循环发生器10的影响，避免集成式冷源循环发生器10与外界环境进行热交换，从而减小制冷功率的损失。
84.进一步地，吸收式制冷装置100还包括气液分离管路60，气液分离管路60设置于集成式冷源循环发生器10底部的外侧，气液分离管路60的一端与车内动力系统40相连通，以使得动力系统40内的高温热水和/或高温蒸汽沿气液分离管路60流向集成式冷源循环发生器10的底部，此时发生端2与气液分离管路60进行热交换，即发生端2内的制冷剂溶液吸收气液分离管路60中高温热水和/或高温蒸汽的热量，从而蒸发为高温制冷剂蒸汽。当发生端2与气液分离管路60完成热交换后，气液分离管路60还可以用于将高温热水和高温蒸汽分离后流出。
85.使用时，首先启动多孔加热膜91对发生端2内的制冷剂溶液进行预加热，以使得发生端2内的制冷剂溶液部分蒸发为制冷剂蒸汽，开启吸收端1和发生端2之间的冷媒溶液流动循环；接着动力系统40内的高温热水和/或高温蒸汽沿气液分离管路60流向发生端2的底部，以使得发生端2内的制冷剂溶液蒸发为高温制冷剂蒸气；该高温制冷剂蒸气进入冷凝器20后，又被冷凝成液态制冷剂；该液态制冷剂继续流向蒸发器30，蒸发器30与乘客舱50进行热交换，该液态制冷剂吸收热量后又蒸发为低温制冷剂蒸气；该低温制冷剂蒸气沿换热器6进入吸收端1内，换热器6可以与吸收端1进行热交换，以对发生端2进行预冷却和增大发生端2内的制冷剂溶液和制冷剂蒸气之间的温度差，从而促进并加速发生端2内制冷剂溶液吸收制冷剂蒸气；通过调节第二通路的通断，可以调节发生端2和吸收端1之间的冷媒溶液的浓度差以及气压压力差，进而调节吸收式制冷装置100的制冷功率。
86.与现有技术相比，本发明所提供的一种集成式冷源循环发生器10及吸收式制冷装置100，集成式冷源循环发生器10包括上下分离设置的吸收端1和发生端2，并且吸收端1和发生端2之间通过第一管路3和虹吸管路4相连通，从而实现两者之间的冷媒溶液流动循环，相较于现有的吸收式制冷装置100而言，集成式冷源循环发生器10将吸收器和发生器集成为一体，简化了吸收式制冷装置100的结构，减小了吸收式制冷装置100占用空间，有利于在汽车有限的布置空间内安装吸收式制冷装置100。
87.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。