CN113154717A

CN113154717A - 无补偿吸收式制冷循环方法

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Publication number: CN113154717A
Application number: CN202110068354.XA
Authority: CN
Inventors: 张学文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-11-04
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2021-07-23

Abstract

本发明提供一种无补偿吸收式制冷循环方法，该方法在蒸发吸热和吸收放热后，对循环工质进行约束式分离，从而实现无补偿的制冷循环。本发明突破了吸收式制冷循环必须要有热量补偿的传统理念，在约束式分离的过程中防止了制冷剂的汽化，从而节省了气液转换的能量，将分离后的制冷剂继续用于蒸发吸收循环，整个循环的其他过程无需热量补偿，即能够实现无补偿条件下的自循环。

Description

无补偿吸收式制冷循环方法

技术领域

本发明涉及热力学领域，尤其涉及一种在无补偿方式下进行吸收式制冷循环的方法。

背景技术

用以将热量从低温热源转移到高温热源的循环，就低温热源而言称之为制冷循环，因热力学第二定律所限，低温物体向高温物体转移热量必须有外加能量补偿，比如蒸汽压缩式制冷循环，对于吸收式制冷循环，当前普遍的共识是用热能进行补偿而现实循环。

在吸收式制冷过程中，采用溶液作为循环工质，循环的关键过程在于溶液与溶剂的分离过程，为完成一个循环，分离出的溶剂单质(水)需要呈液态，而吸收器和冷凝器的冷却环境相同，即可理解为分离前的溶液温度和分离出的溶剂单质的温度相同，同温度下溶剂单质的饱和压力相对溶液饱和压力较高，所以需要对溶液升压后进行分离，才能使分离出来的水液化，进而因为升压的作用，导致溶液的饱和温度升高，这就是吸收式制冷系统需要高温热源对溶液进行加热分离的原因。

但值得注意的是，吸收式制冷在吸收器中的过程是相对高温的溶液吸收低温蒸汽并向相对高温的冷却水放热，也就是说在吸收这一过程已经完成了低温向高温的传热，那么把外界提供给高压发生器的热能定义为一种外加补偿是有待商榷的。也就是说，在传统的吸收式制冷过程中，是存在可以节省(或回收)能源的环节的，但现有相关技术并未能够开发此环节或并未能够将此环节充分利用起来。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中存在的问题，提供一种无补偿吸收式制冷循环方法，该方法在蒸发吸热和吸收放热后，对循环工质进行约束式分离，分离出饱和状态下溶剂单质，从而实现无补偿的制冷循环。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

无补偿吸收式制冷循环方法(以制冷剂为溶剂的溶液作为循环工质为例，如溴化锂水溶液)，并包括以下步骤：

(1)吸收器吸收来自蒸发器的蒸汽a；

(2)吸收后的蒸汽a液化为溶液b，同时向环境放热；

(3)吸收完成后的溶液b进入约束式分离装置，通过约束式分离装置分离出饱和状态的制冷剂c和溶液2；

(4)通过约束式分离装置分离出的饱和状态的制冷剂c通过节流阀1回到蒸发器继续步骤(1)形成循环；

(5)通过约束式分离装置分离出的溶液2通过节流阀2降压形成溶液3进入吸收器继续步骤(2)形成循环，持续形成溶液1；

(6)蒸汽a继续步骤(2)形成循环，并持续向外输热量Q。

进一步地，吸收器吸收蒸汽a后形成的溶液b为一定压力P₁下的饱和溶液，蒸发器形成的蒸汽a被吸收器吸收后，在吸收器内形成一定压力P₁下的饱和溶液，为约束分离做准备。

进一步地，所述溶液2的浓度高于溶液b，溶液4的浓度高于溶液1的浓度，溶液4的浓度低于溶液3。

进一步地，溶液2到溶液3的浓度不变，但溶液3的压力低于溶液2。

在本发明中，约束式分离装置对于整个循环的可行性起到了很重要的作用，因此，为了便于本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，以下对约束式分离装置进行介绍和描述。

在本发明中，所述约束式分离装置布置在离心力场下，并能够沿离心力场所产生的离心力方向，对制冷剂分子进行逐级约束的渐进式约束分离，在约束式分离装置中，制冷剂和溶质所形成的溶液能够沿离心力场所产生的离心力方向进行渐进式的约束分离，从而从吸收后的溶液中进一步分离出制冷剂和浓溶液，用于下一次的循环。

进一步地，溶质分子较大，制冷剂分子较小，因此，在约束式分离装置中，溶质分子能够被排除在外，制冷剂分子能够进入到约束式分离装置中，并沿离心力场由内而外逐级被约束，其中，外一级所约束的制冷剂分子的数量会多于内一级的约束数量，被约束的制冷剂分子在离心力场的作用下在渐进式约束分离结构中沿离心力方向迁移直至以较高纯度的形式被排出渐进式约束分离结构，相应地，余下的溶液中溶质的浓度升高。

进一步地，所述约束式分离装置包括能够被固定在所述渐进式约束分离结构中且能够吸附或固定制冷剂分子的材料，如同强吸水性树脂或者具有类似作用的物质，以实现对制冷剂分子的逐级约束。

进一步地，所述约束式分离装置包括柔性多孔材料，所述柔性多孔材料中固定能够吸附或固定制冷剂分子的其他材料。

进一步地，所述约束式分离装置的起始端设置带有刚性支撑的半透膜结构，能够阻挡溶液中的溶质分子但能够允许制冷剂分子通过。

本发明的有益效果是：

(1)本发明突破了吸收式制冷循环必须要有热量补偿的传统理念，在本发明中，热量仅用于供给蒸发器的蒸发过程，在吸收放热后，以饱和溶液的形式对吸收后的溶液进行约束式分离，在约束式分离的过程中防止了制冷剂的汽化，从而节省了气液转换的能量，将分离后的制冷剂继续用于蒸发吸收循环，整个循环的其他过程无需热量补偿，即能够实现无补偿条件下的自循环。

(2)由于无补偿的实现，本发明极大的减少了低温向高温传热的能耗，在制冷过程中能够大幅降低能量消耗，相当于用电风扇的耗电量取得空调器的效果。本发明扩展了制冷循环的适用性，能够更好地利用环境能源和节省资源。

附图说明

图1是传统的吸收式制冷的典型原理图。

图2是现有技术中利用高温热能实现水蒸汽和溶液分离的微观机理图。

图3是约束式分离法实现水蒸汽和溶液分离的微观机理图。

图4是传统的吸收式制冷经过约束分离法后的简化原理图。

图5是“减熵不放热循环”的示功图。

图6是“减熵不放热循环”的示热图。

图7是以磁场模拟理想状态下溶质分子和水分子的分子分离原理图。

图8是以磁场模拟理想状态下吸收式制冷发生器的分子分离原理图。

图9是以磁场模拟理想状态下反渗透法的分子分离原理图。

图10是以磁场模拟理想状态下本发明的分子分离原理图。

图11是离心力场下半透膜分离的示意图。

图12是多孔结构下水分子的分离示意图。

图13是渐进式约束分离示意图。

图14是刚性支撑原理图。

图15是渐进式分离过程中溶液的焓-浓度示意图。

图16是本发明的吸收式制冷循环的工作原理图。

图17是本发明的吸收式制冷循环的lgp-h图。

图18是本发明的溶液在循环过程中的状态变化示意图。

图19是本发明的整体流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明的方案，下面将结合本发明的实施例和附图，对本发明的一些实施方案进行清楚、完整的描述。

由于本发明中存在一些理论性或者原理性的思想或引用，为了使这些思想或引用在本发明的技术方案中的体现和作用更好地被理解和实施，首先对这些思想或引用进行描述和解释，需要说明的是，这些描述和解释的目的是为了方便理解，不应视为对本发明的限定或者认为是本发明的方案或者部分，也不应视为对本发明的限定。

为了便于理解和方便说明，本实施例中以溴化锂溶液为例进行分析，实际上本发明的原理和结构也可以用于其他溶液的循环。

用以将热量从低温热源转移到高温热源的循环，就低温热源而言称之为制冷循环。因热力学第二定律所限，低温物体向高温物体转移热量必须有外加能量补偿，比如蒸汽压缩式制冷循环。对于吸收式制冷循环，当前普遍的共识是用热能进行补偿而现实循环。但值得注意的是，吸收式制冷在吸收器中的过程是相对高温的溶液吸收低温蒸汽并向相对高温的冷却水放热，也就是说在吸收这一过程已经完成了低温向高温的传热，那么把外界提供给高压发生器的热能定义为一种外加补偿是有待商榷的。

再则，现在要设计的是无补偿实现制冷循环，显然是违背现有的基础理论的。为此，先需要对现有理论进行剖析和创新。

一、关于热力学第二定律的论述

热力学第二定律及孤立系统熵增原理自问世一百多年以来，从来不乏质疑者。物理学家麦克斯韦也曾设立“看门妖”来试图寻找减熵机制，即著名的麦克斯韦妖。现在不妨从熵增原理而来的宇宙热寂说来分析一下这问题。

孤立系统熵增原理一直以来被认为适用于整个宇宙的，也就是说整个宇宙最终将失去一切做功能力的势差，而形成热平衡的热死寂。换句话说，宇宙中的一切有做功能力的势差最终成了热能，连温差也没了，一片死寂。那么不妨先想象一下热寂后的景象，所有天体(或大或小，或以粒子态)均匀的分布在宇宙中，彼此没有温差没有速度差。然而万有引力始终是存在的，这个时候因为万有引力的作用，又能把天体重新聚合成若干区块或是更大的天体，继而重新形成速度差温度差等，而这一过程是减熵的。由此分析，孤立系统熵增原理应用于整个宇宙一定是有问题的，继而我们是不是也可以同先人一样质疑一下热力学第二定律和孤立系统熵增原理呢。

反观热力学第二定律和孤立系统熵增原理，可以发现这两者都是以卡诺循环和卡诺定理为基础而得出的结论。而细究卡诺循环可以发现它其实有一个前设条件，就是工质的压缩只能是靠外力来完成的，或者可以理解为工质的压缩不可能由工质内力本身来完成。由一个假设了某种不可能性为前提的循环，而得出的众多理论来反证这种不可能性，那么这种不可能性是一定的。而如前述分析，宇宙热寂后可以通过万有引力这一内力实现自我聚合的，进而也可以预见气态工质可以通过其工质内力而实现自我压缩。

在工程实际中常加以利用的分子间作用有如吸收、吸附等，这里以吸收式制冷为例来分析一下相关过程。为方便理解和数据获取，本文都以二元工质对(也可以是多元的)溴化锂溶液为例。分析溴化锂吸收式制冷系统，从蒸发器而来的低温水蒸汽在吸收器中被溶液吸收并向相对高温的冷却水放热，显然这一过程就已经完成了低温向高温的放热。那么把发生器中溶液与溶剂的分离过程称之为低温向高温放热的补偿过程，显然是不正确的。换言之，违反热力学第二定律的减熵机制本已存在，那么为实现循环而进行的溶液与溶剂分离过程中的能耗一定是不受卡诺定理限制的。为此需要对溶液的吸收/解吸过程进行分析。

因为溶质分子或离子对溶剂分子的吸引力大于溶剂单质分子间的吸引力，这是溴化锂溶液吸收作用的基本原理，属成熟理论，无需过多分析。关键过程在于溶液与溶剂的分离过程。为完成一个循环，分离出的溶剂单质(水)需要呈液态。而吸收器和冷凝器的冷却环境相同，即可理解为分离前的溶液温度和分离出的溶剂单质的温度相同，同温度下溶剂单质的饱和压力相对溶液饱和压力较高，所以需要对溶液升压后进行分离，才能使分离出来的水液化，进而因为升压的作用，导致溶液的饱和温度升高，这就是吸收式制冷系统需要高温热源对溶液进行加热分离的原因，如图1，这是传统溴化锂吸收式制冷的典型模式。

如前所述，溴化锂吸收式制冷系统利用高温热能实现溶液与水的分离，分离出来的水蒸汽呈过热状态，对这一过程的微观机理可以用如图2来描述，溶液表面的水分子受到的作用力有溶质离子的吸引力、汽相压力(汽相分子撞击)和水分子本身热振动对溶质离子排斥力。当溶液处于饱和状态时，排斥力f正好能抗衡离子吸引力和汽相压力的合力F，此时如果水分子受到另外分子a的撞击将被弹射入汽相中，而分子a将从高温热源中得到能量补充。显然高温热源提供的能量可以分为两部分，第一部分是让溶液升温处于饱和状态，第二部分是提供水分子进入汽相的动能。不难理解，第二部分的能量起到的作用是水分子与溶液的分离。当溶液处于饱和状态时，水分子排斥力f能抗衡合力F，如果此时假设有一“机械手”抓住水分子来移动，而“机械手”对水分子的约束范围不影响其热振动的斥力效果，也就是说“机械手”对水分子的移动不影响其原有的受力平衡，那么显然用“机械手”来移动水分子达到分离的效果是无需前述的第二部分耗能的。值得注意的是，图1中位置1处的溶液是吸收完成后的溶液，即是饱和状态，如果在位置1处就用“机械手”来分离水分子，那么前述的第一部分能耗也是可以不需要的，或者可以理解为这一能耗可以由环境提供。“机械手”把分离出来的水分子送入压力为P₂的容器中保证其呈液态，如图3，而这一过程“机械手”把水分子从P₁压力送入P₂压力容器所需要的能量是流动功，也就是说在其流出容器时可以得到回收，这种用“机械手”分离水分子的办法可以称之为约束分离法，使分离出来的水分子直接呈液态。用约束分离法后，图1的循环也就可以简化为如图4。

通过以上分析，工质是可以通过内部粒子间的吸引力实现自我压缩的，完成制冷循环而无需补偿。热力学告诉我们，理想气体定温压缩过程，外力对气体所作的功全部变为热能向外释放，而现在设置的工质内力自我压缩过程，没有得到外界做功，定然无需向外界放热实现定温减熵过程，故而我们可以暂且把工质内力自我压缩的热力循环称为“减熵不放热循环”。需要注意的是，吸收式制冷在吸收过程中的放热应该理解为相变放热，与这里的“减熵不放热”并不冲突，“减熵不放热循环”的热能转换本质可以用示功图如图5，示热图如图6表示。置于热源T₁中的系统，工质从状态a等温膨胀到状态b，从热源吸收热量q，向外输出膨胀功w₀，而从b回到a的过程为内力自我压缩过程，无需外界做功且不向外界放热，所以q和w₀是循环所得的净值，可见这是由2个过程组成的循环，可以不用像卡诺循环一样区分正循环、逆循环，对于热源T₁而言就是制冷循环；对于外界而言就是得到净功w₀的热机循环；如果需要将热量往更高温度的热源T₂放热，那么将机械能w₀转换成q就行，所以对热源T₂而言就是制热循环。

综上所述，可以对热力学第二定律进行重新定义：热能和机械能是可以等值转换的，或者说微观机械能和宏观机械能是统一的。对热力学第二定律的重新定义，并不是否定卡诺循环，卡诺循环和“减熵不放热循环”的区别在于利用热能的方式不同，而孤立系统熵增原理只适用于卡诺循环体系。

二、关于可用于实际可循环的约束式分离法

前述对溶液进行分离时的约束分离法，其中的“机械手”是出于对问题说明的简便而假设的，在实际应用中并不容易实现分子层面的机械抓手，所以有必要设计出可以应用于实际循环的溶液约束分离法。

对分离出来的水分子进行约束的目的是限制其活动空间，使其无法获得对循环没必要的过多的热能，为更加形象地说明问题，可以设计如图7的模型，溶液中离子和水分子的相互吸引力作用可以用磁对铁的吸引做示意，如果是普通磁铁吸合在一起，分开它们肯定需要外力f作用一段距离s后脱离磁块的作用，外力耗能为f×s，而现在铁球代表的是因热而振动的分子，随着温度的升高振幅随之增大，当达到饱和温度时振幅也达到平衡距离，因振动产生的排斥力能抗衡水分子受到的吸引力(合力)，即此时无需耗能就能移动水分子脱离离子的控制。脱离后的水分子，如果在空间上加以约束，在饱和温度下只做热振动，那么就不会继续吸收热能而形成汽相。所以传统吸收式制冷需要的能耗可以用如图8所示的方式，第一部分能耗为热能q，第二部分能耗也是热能q。对海水淡化用的反渗透法能耗可以用如图9所示的方式，因其是在过冷态进行分离的，所以需要有外力如图7一样的做功，即第一部分能耗为f×s，而水分子分离出来后直接受约束成液态，所以没有第二部分能耗。前述约束分离法是在饱和态时进行约束分离的，故其能耗只需要使温度升到饱和温度的第一部分能耗q，如图10所示的方式，需要注意的是10中的饱和温度是有区别于图8的，图10的饱和温度是单一热源循环时的热源温度，也就是可以理解为环境温度，所以这第一部分能耗可以由环境提供，或可以理解为第一部分能耗也是不需要的。

以上分析了约束的目的和能耗情况，实现约束分离法的关键是对分离出来的分子或离子的约束，机械手约束难以实现，那么可以从外加力场来考虑，比如重力场、离心力场、电场、磁场等等，显然从可实现性和通用性方面考虑，离心力场是可以作为优先选择的。

还是以溴化锂溶液为例来设计约束分离法，饱和溶液分离的基本思路是在液面覆盖具有选择性筛虑作用的多孔结构，比如半透膜，然后进行圆周运动，由离心力分离出分子，如图11，溶液的饱和压力P₁，而纯水在同温度下的饱和压力P₂显然是大于P₁的，如果分离出来的水分子直接由离心力压入P₂容器进行约束，在实用范围内也是难以实现的，如图12。为此可以设计出一种具有选择性筛虑作用的多孔结构，并且在空间结构上固定有溶质(或其他吸水性物质)起吸水作用的分子或离子，如同电渗析膜、高吸水性树脂(SAP)等，如图13。

图13的结构整体处于温度为T₁的环境中，以左侧O为圆心以角速度ω转动，左侧为T₁温度下的饱和溶液，压力P₁。右侧为纯水侧，由于离心力的作用使其压力达到T₁温度下的纯水饱和压力P₂。中间部分也由于离心力的作用，压力随半径的增加而升高，当角速度ω稳定后，即每一位置都有相应的压力。由于溶质离子(或其他吸水性离子)被固定在基材上，而水分子能在其中自由移动，所以每一位置在相同温度T₁下因其不同的压力会有不同的饱和浓度，即如图所示每个离子所吸引的水分子数量不同，且每个离子都处在饱和状态。此时左侧溶液分离出来的水分子在离心力的迁移下通过半透基材，首先推离①号水分子并取代之，脱离出来的①号水分子继而推离②号水分子并取代其位置，依次而行，直至水分子到达纯水侧。外界输入的能量给水分子用以迁移，而这部分能量在水分子分离出来后，纯水离开分离装置时可以得到回收。分离前后能量的变化，比如纯水分子间的间距比在溶液时有所增大，这些能量皆由T₁环境提供的热能实现(也即单一热源)。

可见以上设计的溶液分离方法所需的能耗为T₁环境提供的热能，约束方式是由固定离子提供的渐进式的约束，故而可以称之为：离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离法，简称约束式溶液分离法。

如果把这一分离过程在图表上表示出来，可用溴化锂溶液的焓——浓度图示意，如图15。从溶液分离的起始点O开始，分离出来的水分子沿着等温度线T₁上升，直至溴化锂浓度为0，即纯水状态。剩余溶液沿着等温度线T₁下降，直至所需的浓度。

根据前述原理，当在实际实施中溶液以饱和压力P₁进入旋转机构时，由于溶液在半径方向上有一定的厚度，所以在图13中的溶液侧压力将是大于P₁的，为此，在多孔材料靠溶液一侧需要做刚性支撑，使半透基材两侧产生压力差，右侧压力降到P₁，如图14。

三、关于无补偿吸收式制冷循环

如前所述，利用分子(离子)间吸引力的吸收式制冷循环是可以不用功、热补偿的，而实现循环的溶液分离可以用约束式溶液分离法，由此就不难设计出可用于工程实际的无补偿吸收式制冷循环，如图16，此处还是以溴化锂溶液作为循环工质为例，水作为制冷剂参与循环的过程可以在lgp-h图上示意，如图17，过程为a-b-c-d-a。

在此过程中，吸收器吸收来自蒸发器的蒸汽a，由于被吸收后的制冷剂并非纯质，所以在lgp-h图上的液态区以虚线示意循环过程，被吸收后的蒸汽a液化成状态b，同时向环境放热，吸收完成后的溶液进入约束式分离装置，分离出来的制冷剂呈饱和状态c，经节流阀1降压到d，再进入蒸发器吸热汽化成蒸汽a，约束式分离装置在分离过程中由于工艺需要，分离出来的溶液压力会有所升高，所以溶液2在进入吸收器前经过节流阀2降压到3，状态3的溶液进入吸收器吸收来自蒸发器的蒸汽a。

溶液在循环过程中的状态变化，可在溴化锂溶液的焓-浓度图上示意，如图18，在吸收器中完成吸收过程的溶液1是压力P₁下的饱和状态。经过约束式分离后浓度升到高2点，再经过节流阀降压到3点，由于是在过冷状态下的节流，所以2点和3点位置重合，状态3的溶液进入吸收器，由于蒸汽a的液化潜热相对溶液3的比热要大的多，所以溶液3吸收一点点蒸汽后温度迅速升高，由过冷状态升到饱和状态4，溶液4继续吸收蒸汽a，同时向外放热，浓度降低，最后到状态1点。

结合以上这些理论，本发明的无补偿制冷循环方法可以采用如图19所示的步骤：

S1，建立无补偿制冷循环系统。本发明的无补偿制冷循环结构和原理如图16所示，在本发明中构建包括蒸发器、吸收器、吸收器、约束式分离装置和节流阀在内的无补偿制冷循环系统。

S2，蒸发器吸收热能q，使蒸发器中循环工质中的溶剂(制冷剂)形成蒸汽a。

S3，蒸汽a按照循环系统的路径进入吸收器，被溶液4吸收后转变为一定压力P₁下的饱和溶液1(溶液b)，吸收的过程中向环境放热。

S4，溶液b以饱和溶液1的方式按照循环系统路径进入约束式分离装置，通过约束式分离装置分离出饱和状态的制冷剂c和溶液2。

约束式分离装置可以采用柔性多孔材料制成，柔性多孔材料的孔的大小满足能够允许制冷剂分子通过且不能够允许溶液1中的溶质分子通过，这样，当溶液1通入时，就只有制冷剂分子能够进入到柔性多孔材料内，在约束式分离装置中，由于离心力的作用，约束式分离装置的每一处均具有一定的压力，使制冷剂在约束式分离装置的各处均处于饱和状态，此时制冷剂分子处于无束缚的状态，因此，当饱和溶液通入时，柔性多孔材料能够允许无束缚的制冷剂分子进入，但是阻挡了溶质分子，实现初步的分离。当然，在本发明中，主要靠离心力产生的压力使溶液达到饱和状态，实际上，溶液达到饱和状态也需要一定的温度，由于溶液本身处于饱和状态，因此对温度的要求很低，在一些状态下基本上室温就可以实现，因此，在本发明中约束式分离装置所需的热量可以从环境中直接获取，不需要其他能量的补偿，同时也是对环境热量的一种吸取，进一步实现制冷。

在柔性多孔材料中可以设置能够对制冷剂分子进行吸附或者固定的材料或者结构，例如高吸水性树脂材料，在树脂中交联合适的亲水基团，与水分子形成对等的吸附状态，从而约束水分子，实现对无束缚状态的水分子的约束，防止水分子气化，从而避免了水分子由液态向气态转化，实现了水分子在饱和状态的直接分离，从而避免了气化时的能量消耗。并且，柔性多孔材料中沿离心力的方向设置多个层级的约束结构，在沿离心力方向的不同半径位置处(也即不同压力下)分别对制冷剂分子进行约束(吸附)，在最佳状态下，下一层级的约束结构能够约束上一层级无法约束的制冷剂分子，从而形成对制冷剂分子的渐进式约束，直至制冷剂分子聚集形成纯制冷剂液体c被排出，此时分离出的制冷剂液体c中，制冷剂分子也处于饱和状态。相应地，由于制冷剂的减少，分离出的另一部分为吸收剂浓度升高的溶液2。

S5，通过约束式分离装置分离出的饱和状态的制冷剂c通过第一节流阀1后回到蒸发器继续步骤S2形成循环，并持续向外放热Q。

S6，通过约束式分离装置分离出的溶液2通过第二节流阀2降压形成溶液3进入吸收器继续步骤S3形成循环，持续形成溶液1，用于后续的继续分离循环。

Claims

1.无补偿吸收式制冷循环方法，其特征是，所述吸收式制冷循环方法以制冷剂为溶剂的溶液作为循环工质，并包括以下步骤：

(1)吸收器吸收来自蒸发器的蒸汽a；

(2)吸收后的蒸汽a液化为溶液b，同时向环境放热；

(6)溶液蒸汽a继续步骤(2)形成循环，并持续向外输热量Q。

2.根据权利要求1所述的无补偿吸收式制冷循环方法，其特征是，蒸发器中设置循环工质，并能够吸收热量q使循环工质汽化为蒸汽a。

3.根据权利要求1所述的无补偿吸收式制冷循环方法，其特征是，吸收器吸收蒸汽a后形成的溶液b为一定压力P₁下的饱和溶液。

4.根据权利要求1或3所述的无补偿吸收式制冷循环方法，其特征是，所述溶液2的浓度高于溶液b，溶液4的浓度低于溶液3。

5.根据权利要求1所述的无补偿吸收式制冷循环方法，其特征是，溶液2到溶液3的浓度不变，但溶液3的压力低于溶液2。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的无补偿吸收式制冷循环方法，其特征是，所述约束式分离装置布置在离心力场下，并能够沿离心力场所产生的离心力方向，对制冷剂分子进行逐级约束的渐进式约束分离，被约束的制冷剂分子在离心力场的作用下沿离心力方向逐级迁移直至以较高纯度的形式被排出渐进式约束分离结构。

7.根据权利要求6所述的无补偿吸收式制冷循环方法，其特征是，所述约束式分离装置包括能够被固定在所述渐进式约束分离结构中且能够吸附或固定制冷剂分子的材料，例如强吸水性树脂。

8.根据权利要求7所述的无补偿吸收式制冷循环方法，其特征是，所述约束式分离装置包括柔性多孔材料，所述柔性多孔材料中可以固定能够吸附或固定溶质分子的其他材料。

9.根据权利要求5所述的无补偿吸收式制冷循环方法，其特征是，所述约束式分离装置的起始端设置带有刚性支撑的半透膜结构，能够阻挡溶液中的溶质分子但能够允许制冷剂分子通过。