CN105841388B - 一种综合利用废热的盐溶液制冷机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种综合利用废热的盐溶液制冷机，具体而言，是一种利用废热烘干复原所用冷冻盐水制冷液的制冷机。依据卡诺循环原理，气体经过散热系统前后，温差越大则制冷效率越高，冰‑盐溶液，尤其是按m氯化钙∶m冰以93∶200比例混合的溶液，由依数性原理可降温至‑50℃以下。因此设计本发明：一种综合利用废热的盐溶液制冷机。其包括：制冷池，内部分为两个空腔，其中一个为制冰机池，另一个为浸没池；制冰机，为制冰机池内的制冷设备；冷却管网，导入被制冷的流体，实现其净化、降温、导出的过程；制冷液管网，包括开放的引流冷冻盐水的管道网络及泵和引流相变制冷剂的管道网络及泵；滴淋区、烘干区，竖直方向互为镶嵌，来提高制冷效率。

Description

一种综合利用废热的盐溶液制冷机

技术领域

本发明涉及一种利用冷冻盐水辅助制冷的制冷机，具体而言，是一种在继承压缩气体相变致冷等已有技术的基础上，运用盐溶液依数性原理大幅降低通入制冷机的流体的温度，并综合利用废热烘干复原所用冷冻盐水制冷液的制冷机。

背景技术

由姆潘巴效应，增大温差可以加快热传递速率。用压缩气体散热、膨胀制冷的制冷机可视为卡诺热机，根据卡诺循环原理，气体经过散热系统前后，温差越大则制冷效率越高。

在制冷机中，增大温差的一个途径就是尽可能降低制冷温度下限，保证被制冷物质充分散热；另一个途径就是尽可能将内能释放，升高散热器的温度。显然，从节能环保的角度，前者是更理想的。本成果就设计了一种降低制冷温度，同时减少废热的装置。

当前获取低温的一些制冷技术，如液态气体致冷、钆轮-磁场致冷、激光冷却法等，这些技术获取的超低温环境多应用于超导材料研究、生物医药的场合，民间需求较局限，推广不易。化学反应致冷不是材料昂贵，就是介质不稳定，保存不便。成本较低且技术成熟度高的压缩气体相变致冷，目前应用最广泛，却难以克服废热的问题。而依据盐溶液依数性降温的方法，材料可以循环利用，降温快，且具有节能环保、成本相对较低的优势。实验室中常以冰-盐溶液，尤其是按m氯化钙：m冰以93∶200比例(氯化钙质量分数约31.7％)混合的溶液，由依数性原理可降温至-50℃以下。因此设计一种在继承压缩气体相变致冷等已有技术的基础上，运用盐溶液依数性原理大幅降低通入制冷机的流体的温度，并综合利用废热的盐溶液制冷机，来提高制冷效率。

发明内容

本发明目的在于提供一种在继承压缩气体相变致冷等已有技术的基础上，运用盐溶液依数性原理大幅降低通入制冷机的流体的温度，并综合利用废热的盐溶液制冷机，来提高制冷效率。

为实现上述目的，设计一种综合利用废热的盐溶液制冷机，其基本组成包括：

制冷池，所述制冷池内部分为两个空腔，其中一个为制冰机池，另一个为浸没池，制冰机池与浸没池两池内均有冷却管网；

制冰机，所述制冰机为制冰机池内的制冷设备；

冷却管网，所述冷却管网用其中定向流动的流体，包括气体和液体，来实现对外界的降温，当被冷却的流体为空气时，流动力来自总进气口的进气扇与空气出口的总动力冷气泵，导入被制冷的流体，实现其净化、降温、导出的过程；冷却管网其中定向流动的流体，包括气体和液体，来实现对外界的降温，当被冷却的流体为空气时，流动力来自总进气口的进气扇与空气出口的总动力冷气泵，导入被制冷的流体，实现其净化、降温、导出的过程；

制冷液管网，所述制冷液管网包括开放的引流冷冻盐水的管道网络及泵和引流相变制冷剂的管道网络及泵；所述冷却管网、制冷液管网制造所用合金含有害组分锡、汞、铅的总和不得超过0.039％；

滴淋区，所述滴淋区包括为滴淋管、不平坦斜面、漏液槽、过滤器，起到预热稀制冷液的作用；

烘干区，所述烘干区包括扁平形容器、浓度检测器、风扇、废热热源、过滤器，利用制冰机或其他废热源的废热加热、烘干从滴淋区流出的氯化钙溶液至质量分数31.7％～44.6％的浓度，竖直方向与滴淋区互为镶嵌。

配套地，为上述制冷机的冷却管网、制冷液管网设计一种应用于防止低温下结冰胀裂的双层管，其特征在于：所述制冷液管网包括双层管，所述双层管采用钝化的铝镁锑合金制造，外层通流出制冷机的稀制冷液，内层外壁具有散热片，通流入制冷机的浓制冷液，即外层与内层流体的运动方向应互为相反方向。

优选地，所述制冷池的外壳分为三层，中间夹层为沸石层，沸石层的上部有细管与池上部空腔相连，细管内有干燥剂；内壁由铝合金制成，铝合金厚度均一，不小于0.94mm，不大于6.55mm，内表面有纹理或铭牌标识处，起伏不超过0.40mm。

优选地，所述盐溶液制冷机的制冰机池包括外壳、注水管、盛冰容器、制冷设备；为防止结冰胀裂制冷池及注水管，注水管采用内壁附高密度聚乙烯层的锑合金制造；制冰机池内底面和盛冰容器下底面外表面具有多圈等距周期分布的3-5圈螺纹，以便盛冰容器螺旋拧紧固定于制冰机池内底面。

优选地，盛冰容器采用中密度或高密度聚乙烯塑料制成，横截面为六角星形，整体形状为上底面敞口的凹棱台形，下底面内切圆直径不小于20mm，不大于100mm，上底面外接圆直径与下底面外接圆直径的比值不小于1.12，不大于1.83，高与下底面外接圆直径的比值不小于0.64，不大于2.89，下底面外接圆直径与盛冰容器厚度的比值为80～120；盛冰容器所盛水总体积与浸没池容积的比值不超过1300∶2387。

优选地，制冰机池置于浸没池之上，盛装有制冷液时不可倒置，两池外壳平时两池隔开，用浸没池冷却空气，制冰机池单独制冰；浸没池制冷不足时，两池间的温控阀门将打开，阀门可用比例满足热缩冷胀的锑合金制造。

优选地，浸没池包括外壳、制冷铝箱、流体散热铝箱、制冷液管，所述外壳同权利要求3所述的制冷池外壳；所述制冷铝箱和流体散热铝箱镀搪瓷，平时浸没于浓度不高于m氯化钙∶m水＝111∶134(约44.6％)的氯化钙浓溶液，使得与冰混合时不会额外放热。

优选地，滴淋区与烘干区共同位于外部具有风扇和内部具有滴淋管、表面不平坦斜面、烘干区的箱式容器的组成部分；其中表面不平坦斜面的倾角不大于17°，其材料为空心的铝壳，外表镀搪瓷或不超过0.6mm厚的聚四氟乙烯；所滴淋的溶液为来自制冷池或手动、自动加入的盐溶液。

优选地，烘干区工作时先检验滴淋后的制冷液是否过浓或过稀，若氯化钙质量分数低于31.7％，则由风扇通入直接连接其它废热(如夏季炽热地表)气流进入烘干区；若氯化钙质量分数高于44.6％，则由扁平形容器暂存稀制冷液，停止烘干，与水或稀制冷液混合并满足浓度要求后重新进入制冷机循环。

优选地，所述综合利用废热的盐溶液制冷机的封装与连接，至少应包括两个箱形模块；其中滴淋区、烘干区必须位于同一个箱形模块；引流相变制冷剂的管道网络及泵，应该在引流冷冻盐水的管道网络流入滴淋区、烘干区所属的箱形模块的位置被引流冷冻盐水的管道包覆嵌套，对稀冷冻盐水进行预热，同时实现相变制冷液的冷却。

上述特征为关于本发明组合特征内容的描述，以下发明内容为本发明的实施思路及优化依据。

制冷池壳外层隔热，顶部具有分层结构，在正常工作过程中封闭，维修时可以打开顶盖，顶盖分层结构与外壳相同。在民用实施例中可以整体取出。制冷池分为两个，其中一个为制冰机池，另一个为浸没池，两池内均有冷却空气管网。平时两池隔开，用浸没池冷却空气，制冰机池单独制冰。浸没池制冷不足时，两池间的阀门将打开。

制冰机是在需要-10℃以下低温时开启的，可用依据压缩气体相变吸(放)热原理的设备(即传统的以压缩二氧化硫、氨、R134a等作制冷剂的设备)，为制冰机池降温，放在制冷池内的空腔中。为防止结冰胀裂制冷池，盛冰容器形状采用多个横截面为六角星形的凹棱台，其原因在于六角星形的凹棱台结冰过程中分散张应力，不会破裂；浸没池内的制冷铝箱镀搪瓷，平时浸没于浓度不高于m氯化钙∶m水＝111∶134(约44.6％)的氯化钙浓溶液时可以减少腐蚀，溶液的特定浓度使得与冰混合时不会额外放热。

因为浊沸石等沸石材料具有变温吸附性，所以优选地，制冷池壳中间夹层为沸石层，沸石层的上部有细管与池上部空腔相连，细管内有干燥剂，保证沸石能从池内吸热，并吸附氨等有害组分，净化制冷液。

因为铝合金表面的细小突起可形成凝结核导致结冰不均，所以优选地，内层由铝合金制成，合金厚度(不计内部纹理)均一，不小于0.94mm，不大于6.55mm，内表面有纹理标识处，起伏不宜超过0.40mm。

因为水结冰时会膨胀，体积变为原来的约1.1倍，所以优选地，为防止结冰胀裂制冷池，盛冰容器形状采用多个横截面为六角星形的凹棱台，其材料为聚酯。在考虑其它设备体积的同时，盛冰容器所盛水总量不超过浸没池内液体质量的1300∶2387(约为54.5％)，其原因在于防止冰的体积过大而不利于溶液的混合，或脱离容器撞击损坏设备。

优选地，为减少腐蚀，浸没池内的制冷铝箱镀搪瓷，或高密度聚乙烯，因为高密度聚乙烯的脆化温度约-70℃，低于本发明的最低制冷温度。平时浸没于浓度不高于m氯化钙∶m水＝111∶134(约44.6％)这一数据相当于六水合氯化钙晶体中氯化钙的比例，浓度高于该值的过饱和溶液析出晶体，与冰混合时会额外放热。所以确定浓度上限。

制冰机池和浸没池间的阀门开闭可由温控开关控制，或由热缩冷胀的锑合金制成。之所以要求热缩冷胀，是因为浓溶液自浸没池涌入的方向自下而上。考虑到一定温度范围内，锑合金具有热缩冷胀的特殊属性，且我国是世界上锑储量最大的国家，且在搪瓷层或高密度聚乙烯包覆时，低温下不易腐蚀，因此采用锑合金制造，当合金含锡、汞、铅等有害组分时，长期处于低温、浓的盐溶液浸没状态，容易疲劳、变脆而损坏，因此所用合金含锡、汞、铅等有害组分的总和不得超过0.039％，否则可能在低温下变脆。

滴淋区内放置制冷机的镀搪瓷散热铝箱，将稀制冷液滴淋至铝箱，利用制冷机废热加热、烘干制冷液。据实验室观察，氯化钙固体直接吸水形成的粘稠浓溶液，会吸附空气中的颗粒物，故应将浓度复原的溶液先澄清再过滤。

滴淋后的制冷液由浓度检测器检验是否过浓或过稀，若氯化钙质量分数低于31.7％，则通入直接连接其它废热气流(如夏季炽热地表)的烘干区；若氯化钙质量分数高于44.6％，则与水或稀制冷液混合后重新进入制冷机循环。这一比例是依据依数性制冷时，温度最低的浓度和防过饱和的浓度上限确定的。

从上述关于本发明的描述、实践内容可知，本发明提供的一种综合利用废热的盐溶液制冷机与现有技术相比，其有益效果在于：这种制冷机不但可以可满足在较大空间内保持低温的需求，如冷库制冷以及超级计算机房等高温工作环境的降温等，而且综合利用废热使制冷用盐溶液蒸发复原，实现了其循环。这将在冷冻品保存仓库、航运、冷链物流、超级计算机行业有用武之地。建设室内滑雪场，冬季运动主题的场馆建设常受季节的局限。运用该成果创造低温室内环境，则大大方便了室内滑雪场建设。

本成果另可应用于深部矿井降温。由地质学知识可知，埋深较大的矿床或地温梯度异常区的矿床，其矿井下温度过高将不适宜作业。利用本成果向矿井下灌入冷气形成对流，则可以方便矿山生产。由于矿井地热能量巨大，本实施例除将滴淋区、烘干区作为利用废热的途径，亦可考虑接入供热管网，还可考虑在胶东金矿等滨海深部矿集区与盐场联产。类似地，金属冶炼车间产生大量废热，当在该场所实施时，部分实施例的滴淋区、烘干区亦可考虑接入供热管网，还可考虑在滨海与盐场联产。

此外，深海天然气钻井平台的天然气液化设施需要降温，可采用这一设备。吸收废热的浓盐溶液因密度大于海洋表层水，会自发下沉，且其成分氯化钙是钻井液常用的成分之一，故可考虑导入深海，辅助开采天然气水合物的钻井液给料。

特别地，当建筑的高度高于118.3m时，同实用新型专利“热能收集与雪库联合制冷系统”(专利号：2011203080103，专利权人：杨溢，与本成果作者相同)组合，则不但可以显著进行高层建筑制冷的节能，而且有利于缓解城市热岛效应，甚至以电能形式回收一部分能量。

附图说明

附图是本发明涉及中央空调、冷库、深部矿井降温设备、天然气冷凝设备、滨海盐场联产的实施例的示意图。

附图标记：1：制冷池；2：制冰机池；3：浸没池；4：冷却管网；5：制冷液管网；6：制冰机；7：盛冰容器；8：阀门；9：滴淋区；10：烘干区；11：注水管；12：外壳；13：风扇；14：滴淋管；15：表面不平坦斜面。

具体实施方式

为了令本发明的目的、特征、优点更加明显易懂，下面结合附图中涉及的具体实施方式，对本发明的实施例进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在未进行创造性劳动前提下获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种综合利用废热的盐溶液制冷机，其基本组成包括：

1：制冷池，所述1：制冷池内部分为两个空腔，其中一个为2：制冰机池，另一个为3：浸没池，2：制冰机池与3：浸没池两池内均有冷却空气管网；6：制冰机，所述6：制冰机为2：制冰机池内的制冷设备；4：冷却管网，导入被制冷的流体，实现其净化、降温、导出的过程；5：制冷液管网，所述5：制冷液管网包括开放的引流冷冻盐水的管道网络及泵和引流相变制冷剂的管道网络及泵；9：滴淋区，所述9：滴淋区包括为14：滴淋管、不平坦斜面、漏液槽、过滤器，起到预热稀制冷液的作用；10：烘干区，所述10：烘干区包括扁平形容器、浓度检测器、13：风扇、废热热源、过滤器，利用6：制冰机或其他废热源的废热加热、烘干从9：滴淋区流出的氯化钙溶液至质量分数31.7％～44.6％的浓度，竖直方向与9：滴淋区互为镶嵌。所述4：冷却管网、5：制冷液管网制造所用合金含有害组分锡、汞、铅的总和不得超过0.039％。

配套地，为上述制冷机设计一种应用于防止低温下结冰胀裂的双层管，其特征在于：所述双层管采用钝化的铝镁锑合金制造，外层通流出制冷机的稀制冷液，内层外壁具有散热片，通流入制冷机的浓制冷液，即外层与内层流体的运动方向应互为相反方向。

优选地，所述1：制冷池的12：外壳分为三层，中间夹层为沸石层，沸石层的上部有细管：1：制冷池上部空腔相连，细管内有干燥剂；内壁由铝合金制成，铝合金厚度均一，不小于0.94mm，不大于6.55mm，内表面有纹理或铭牌标识处，起伏不超过0.40mm。

优选地，所述盐溶液制冷机的2：制冰机池包括12：外壳、11：注水管、7：盛冰容器、制冷设备；为防止结冰胀裂1：制冷池及11：注水管，11：注水管采用内壁附高密度聚乙烯层的锑合金制造；2：制冰机池内底面和7：盛冰容器下底面外表面具有多圈等距周期分布的3-5圈螺纹，以便7：盛冰容器螺旋拧紧固定于2：制冰机池内底面。

优选地，7：盛冰容器采用中密度或高密度聚乙烯塑料制成，横截面为六角星形，整体形状为上底面敞口的凹棱台形，下底面内切圆直径不小于20mm，不大于100mm，上底面外接圆直径与下底面外接圆直径的比值不小于1.12，不大于1.83，高与下底面外接圆直径的比值不小于0.64，不大于2.89，下底面外接圆直径与7：盛冰容器厚度的比值为80～120；7：盛冰容器所盛水总体积与3：浸没池容积的比值不超过1300∶2387。

优选地，2：制冰机池置于3：浸没池之上，盛装有制冷液时不可倒置，两池12：外壳平时两池隔开，用3：浸没池冷却空气，2：制冰机池单独制冰；3：浸没池制冷不足时，两池间的温控8：阀门将打开，8：阀门可用比例满足热缩冷胀的锑合金制造。

优选地，3：浸没池包括12：外壳、制冷铝箱、流体散热铝箱、制冷液管，所述12：外壳同1：制冷池12：外壳；所述制冷铝箱和流体散热铝箱镀搪瓷，平时浸没于浓度不高于m氯化钙∶m水＝111∶134(约44.6％)的氯化钙浓溶液，使得与冰混合时不会额外放热；所述制冷液管可采用钝化的铝镁锑合金制造的双层管，外层通流出制冷机的稀制冷液，内层外壁具有散热片，为5：制冷液管网的一部分。

优选地，9：滴淋区与10：烘干区共同位于外部具有13：风扇和内部具有14：滴淋管、15：表面不平坦斜面、10：烘干区的箱式容器的组成部分；其中15：表面不平坦斜面的倾角不大于17°，其材料为空心的铝壳，外表镀搪瓷或不超过0.6mm厚的聚四氟乙烯；14：滴淋管所滴淋的溶液为来自1：制冷池或手动、自动加入的盐溶液。

优选地，10：烘干区工作时先检验滴淋后的制冷液是否过浓或过稀，若氯化钙质量分数低于31.7％，则由13：风扇通入直接连接其它废热(如夏季炽热地表)气流进入10：烘干区；若氯化钙质量分数高于44.6％，则由扁平形容器暂存稀制冷液，停止烘干，与水或稀制冷液混合并满足浓度要求后重新进入制冷机循环。

优选地，所述综合利用废热的盐溶液制冷机的封装与连接，至少应包括两个箱形模块；其中9：滴淋区、10：烘干区必须位于同一个箱形模块；引流相变制冷剂的管道网络及泵，应该在引流冷冻盐水的管道网络流入9：滴淋区、10：烘干区所属的箱形模块的位置被引流冷冻盐水的管道包覆嵌套，对稀冷冻盐水进行预热，同时实现相变制冷液的冷却。

上述特征为关于本发明组合特征内容的描述，以下发明内容为本发明的实施思路及优化依据。

1：制冷池壳外层隔热，顶部具有分层结构，在正常工作过程中封闭，维修时可以打开顶盖，顶盖分层结构与12：外壳相同。在民用实施例中可以整体取出。1：制冷池分为两个，其中一个为2：制冰机池，另一个为3：浸没池，两池内均有冷却空气管网。平时两池隔开，用3：浸没池冷却空气，2：制冰机池单独制冰。3：浸没池制冷不足时，两池间的8：阀门将打开。

6：制冰机是在需要-10℃以下低温时开启的，可用依据压缩气体相变吸(放)热原理的设备(即传统的以压缩二氧化硫、氨、R134a等作制冷剂的设备)，为2：制冰机池降温，放在1：制冷池内的空腔中。为防止结冰胀裂1：制冷池，7：盛冰容器形状采用多个横截面为六角星形的凹棱台，其原因在于六角星形的凹棱台结冰过程中分散张应力，不会破裂；3：浸没池内的制冷铝箱镀搪瓷，平时浸没于浓度不高于m氯化钙∶m水＝111∶134(约44.6％)的氯化钙浓溶液时可以减少腐蚀，溶液的特定浓度使得与冰混合时不会额外放热。

因为浊沸石等沸石材料具有变温吸附性，所以优选地，1：制冷池壳中间夹层为沸石层，沸石层的上部有细管与池上部空腔相连，细管内有干燥剂，保证沸石能从池内吸热，并吸附氨等有害组分，净化制冷液。

因为铝合金表面的细小突起可形成凝结核导致结冰不均，所以优选地，内层由铝合金制成，合金厚度(不计内部纹理)均一，不小于0.94mm，不大于6.55mm，内表面有纹理标识处，起伏不宜超过0.40mm。

因为水结冰时会膨胀，体积变为原来的约1.1倍，所以优选地，为防止结冰胀裂1：制冷池，7：盛冰容器形状采用多个横截面为六角星形的凹棱台，其材料为聚酯。在考虑其它设备体积的同时，7：盛冰容器所盛水总量不超过3：浸没池内液体质量的1300∶2387(约为54.5％)，其原因在于防止冰的体积过大而不利于溶液的混合，或脱离容器撞击损坏设备。

优选地，为减少腐蚀，3：浸没池内的制冷铝箱镀搪瓷，或高密度聚乙烯，因为高密度聚乙烯的脆化温度约-70℃，低于本发明的最低制冷温度。平时浸没于浓度不高于m氯化钙∶m水＝111∶134(约44.6％)这一数据相当于六水合氯化钙晶体中氯化钙的比例，浓度高于该值的过饱和溶液析出晶体，与冰混合时会额外放热。所以确定浓度上限。

2：制冰机池和3：浸没池间的8：阀门开闭可由温控开关控制，或由热缩冷胀的锑合金制成。之所以要求热缩冷胀，是因为浓溶液自3：浸没池涌入的方向自下而上。考虑到一定温度范围内，锑合金具有热缩冷胀的特殊属性，且我国是世界上锑储量最大的国家，且在搪瓷层或高密度聚乙烯包覆时，低温下不易腐蚀，故采用之因此采用锑合金制造，当合金含锡、汞、铅等有害组分时，长期处于低温、浓的盐溶液浸没状态，容易疲劳、变脆而损坏，因此所用合金含锡、汞、铅等有害组分的总和不得超过0.039％，否则可能在低温下变脆。

9：滴淋区内放置制冷机的镀搪瓷散热铝箱，或将制冷机的散热铝箱镶嵌于15：不平坦斜面内。之所以将稀制冷液滴淋至铝箱，是因为利用制冷机废热加热、烘干制冷液。据实验室观察，氯化钙固体直接吸水形成的粘稠浓溶液，会吸附空气中的颗粒物，故应将浓度复原的溶液先澄清再过滤。

滴淋后的制冷液由浓度检测器检验是否过浓或过稀，若氯化钙质量分数低于31.7％，则通入直接连接其它废热气流(如夏季炽热地表)的10：烘干区；若氯化钙质量分数高于44.6％，则与水或稀制冷液混合后重新经5：制冷液管网进入制冷机循环。这一比例是依据依数性制冷时，温度最低的浓度和防过饱和的浓度上限确定的。

本成果另可应用于深部矿井降温。由地质学知识可知，埋深较大的矿床或地温梯度异常区的矿床，其矿井下温度过高将不适宜作业。利用本成果的4：冷却管网向矿井下灌入冷气形成对流，则可以方便矿山生产。由于矿井地热能量巨大，本实施例除将9：滴淋区、10：烘干区烘干盐溶液蒸发吸热作为利用废热的途径，亦可考虑在胶东金矿等滨海深部矿集区与盐场联产，即使用该制冷机的4：冷却管网为矿井降温，使用5：制冷液管网、9：滴淋区、10：烘干区吸收的矿井废热预热、蒸发浓缩海水，实现矿井地热综合利用。类似地，滨海金属冶炼车间产生大量废热，当在该场所实施时，部分实施例的9：滴淋区、10：烘干区亦可考虑接入供热管网，还可考虑在滨海与盐场联产。

此外，深海天然气钻井平台的天然气液化设施需要降温，可采用这一设备同时起到降温和钻井液给料的作用。吸收废热的浓盐溶液因密度大于海洋表层水，会自发下沉，且其成分氯化钙是钻井液常用的成分之一，故可考虑在此情况将5：制冷液管网导入深海，辅助开采天然气水合物的钻井液给料。

特别地，当建筑的高度高于118.3m时，同实用新型专利“热能收集与雪库联合制冷系统”(专利号：2011203080103，专利权人：杨溢，与本成果发明人相同)组合，其组合方式可将4：冷却管网接入建筑的中央空调系统，并将建筑外墙、地面敷设开放环形管道接入9：滴淋区和10：烘干区，以将建筑周围的热气用于烘干复原制冷液，则不但可以显著进行高层建筑制冷的节能，而且有利于缓解城市热岛效应，甚至以电能形式回收一部分能量。

从上述关于本发明的描述、实践内容可知，本发明提供的一种综合利用废热的盐溶液制冷机与现有技术相比，其有益效果在于：这种制冷机的制冷温度低，综合利用废热，不但可以可满足在较大空间内保持低温的需求，如冷库制冷以及超级计算机房等高温工作环境的降温等，而且综合利用废热使制冷用盐溶液蒸发复原，实现了其循环。这将在冷冻品保存仓库、航运、冷链物流、超级计算机行业有用武之地。建设室内滑雪场，冬季运动主题的场馆建设常受季节的局限。运用该成果创造低温室内环境，则大大方便了室内滑雪场建设。

上述方案，仅为本申请较佳的部分实施方式的描述，但是本申请的保护范围不仅限于此，任何熟悉该技术的人能在本申请描述的范围内轻易实现的变化或替换，或仅实施了权利要求书中所述范围的一部分技术要领，而不改变权利要求涉及基本原理的实施例，都应涵盖在本申请的保护范围之内，即本申请保护范围应以权利要求保护范围为准。

Claims (10)

1.一种综合利用废热的盐溶液制冷机，其特征在于，其基本组成包括：

制冷池，所述制冷池内部分为两个空腔，其中一个为制冰机池，制冰机池包括外壳、注水管、盛冰容器、制冷设备，另一个为浸没池，制冰机池与浸没池两池内均有冷却空气管网；

制冰机，所述制冰机为制冰机池内的制冷设备；

冷却管网，所述冷却管网其中定向流动的流体，包括气体和液体，来实现对外界的降温，当被冷却的流体为空气时，流动力来自总进气口的进气扇与空气出口的总动力冷气泵，导入被制冷的流体，实现其净化、降温、导出的过程；

制冷液管网，所述制冷液管网包括开放的引流冷冻盐水的管道网络及泵和引流相变制冷剂的管道网络及泵；所述冷却管网、制冷液管网制造所用合金含有害组分锡、汞、铅的总和不得超过0.039％；

滴淋区，所述滴淋区包括为滴淋管、不平坦斜面、漏液槽、过滤器，起到预热稀制冷液的作用；

烘干区，所述烘干区包括扁平形容器、浓度检测器、风扇、废热热源、过滤器，利用制冰机或其他废热源的废热加热、烘干从滴淋区流出的氯化钙溶液至质量分数31.7％～44.6％的浓度，竖直方向与滴淋区互为镶嵌。

2.如权利要求1所述的一种综合利用废热的盐溶液制冷机，其特征在于：

所述制冷液管网包括双层管，所述双层管采用钝化的铝镁锑合金制造，双层管外层通流出制冷机的稀制冷液，内层外壁具有散热片，通流入制冷机的浓制冷液，即外层与内层流体的运动方向应互为相反方向。

3.如权利要求2所述的一种综合利用废热的盐溶液制冷机，其中制冷池特征在于：所述制冷池的外壳分为三层，中间夹层为沸石层，沸石层的上部有细管与池上部空腔相连，细管内有干燥剂；内壁由铝合金制成，铝合金厚度均一，不小于0.94mm，不大于6.55mm，内表面有纹理或铭牌标识处，起伏不超过0.40mm。

4.如权利要求1所述的一种综合利用废热的盐溶液制冷机，其中制冰机池特征在于：为防止结冰胀裂制冷池及注水管，注水管采用内壁附高密度聚乙烯层的锑合金制造；制冰机池内底面和盛冰容器下底面外表面具有多圈等距周期分布的3-5圈螺纹，以便盛冰容器螺旋拧紧固定于制冰机池内底面。

5.如权利要求1或4所述的一种综合利用废热的盐溶液制冷机的制冰机池，其中盛冰容器特征在于：盛冰容器采用中密度或高密度聚乙烯塑料制成，横截面为六角星形，整体形状为上底面敞口的凹棱台形，下底面内切圆直径不小于20mm，不大于100mm，上底面外接圆直径与下底面外接圆直径的比值不小于1.12，不大于1.83，高与下底面外接圆直径的比值不小于0.64，不大于2.89，下底面外接圆直径与盛冰容器厚度的比值为80～120；盛冰容器所盛水总体积与浸没池容积的比值不超过1300∶2387。

6.如权利要求1所述的一种综合利用废热的盐溶液制冷机，其中制冰机池与浸没池组合特征在于：制冰机池置于浸没池之上，盛装有制冷液时不可倒置，两池外壳平时两池隔开，用浸没池冷却空气，制冰机池单独制冰；浸没池制冷不足时，两池间的温控阀门将打开，阀门可用比例满足热缩冷胀的锑合金制造。

7.如权利要求3所述的一种综合利用废热的盐溶液制冷机，其中浸没池特征在于：

所述浸没池包括外壳、制冷铝箱、流体散热铝箱、制冷液管，所述外壳同所述制冷池外壳；所述制冷铝箱和流体散热铝箱镀搪瓷，平时浸没于浓度不高于m氯化钙∶m水＝111∶134(约44.6％)的氯化钙浓溶液，使得与冰混合时不会额外放热；所述制冷液管可采用所述的双层管。

8.如权利要求1所述的一种综合利用废热的盐溶液制冷机，其中滴淋区特征在于：

所述滴淋区与烘干区共同位于外部具有风扇和内部具有滴淋管、表面不平坦斜面、烘干区的箱式容器的组成部分；其中表面不平坦斜面的倾角不大于17°，其材料为空心的铝壳，外表镀搪瓷或不超过0.6mm厚的聚四氟乙烯；所滴淋的溶液为来自制冷池或手动、自动加入的盐溶液。

9.如权利要求1所述的一种综合利用废热的盐溶液制冷机，其中烘干区特征在于：

所述烘干区工作时先检验滴淋后的制冷液是否过浓或过稀，若氯化钙质量分数低于31.7％，则由风扇通入直接连接其它废热(如夏季炽热地表)气流进入烘干区；若氯化钙质量分数高于44.6％，则由扁平形容器暂存稀制冷液，停止烘干，与水或稀制冷液混合并满足浓度要求后重新进入制冷机循环。

10.如权利要求1所述的一种综合利用废热的盐溶液制冷机，其特征在于：

所述综合利用废热的盐溶液制冷机的封装与连接，至少应包括两个箱形模块；其中滴淋区、烘干区必须位于同一个箱形模块；引流相变制冷剂的管道网络及泵，应该在引流冷冻盐水的管道网络流入滴淋区、烘干区所属的箱形模块的位置被引流冷冻盐水的管道包覆嵌套，对稀冷冻盐水进行预热，同时实现相变制冷液的冷却。