空冷吸收式機器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種使用水作為冷卻劑和使用溴化鋰水溶液的空冷吸收式制冷機設(shè)計，該制冷機在空調(diào)應(yīng)用中使用并且其能源為熱水。
【背景技術(shù)】
[0002]目前有大量的技術(shù)用于從熱源中產(chǎn)生冷氣；例如，吸收式制冷、吸附式制冷、噴射式制冷、冷氣通過干燥劑、蘭金循環(huán)、斯特林循環(huán)等。這些技術(shù)對減少電能的需求以及取代傳統(tǒng)蒸汽壓縮系統(tǒng)特別有吸引力。這意味著可能得到來自能量的顯著節(jié)省，因為從經(jīng)濟的角度來說，假設(shè)熱能源具有低價格；例如，太陽能或來自工業(yè)過程中的剩余熱。
[0003]吸收式制冷是從熱源中產(chǎn)生冷氣的幾種存在技術(shù)中的一種，并且是應(yīng)用最廣泛中的一種。吸收式制冷機從19世紀就已經(jīng)出現(xiàn)，并且在整個20世紀，多個中/大容量(高于100kW)機器的廠商已經(jīng)在市場上取得自己的優(yōu)勢。所有這些機器使用水(冷卻劑)/溴化鋰水溶液(吸收劑)、或氨(冷卻劑)/氨水(吸收劑)作為工作流體。對于空調(diào)應(yīng)用來說，這些機器使用水作為冷卻劑是足夠的，而對于制冷應(yīng)用來說，這些機器則使用氨作為冷卻劑。
[0004]在那段時間，Yazaki公司一直是個特例。例如參見專利US4014183，“Absorpt1nrefrigerator of natural circulat1n type”，其使用在 7 至 50kW 范圍的低功率模型。所有這些機器使用水和溴化鋰作為工作流體。
[0005]在21世紀的頭十年，低功率吸收式機器擁有強勁的發(fā)展，尤其是使用水/溴化鋰水溶液的那些機器。見專利DE102007062343“Cold product1n method for water lithiumbromide absorpt1n refrigerant plant, involves receiving water vapor by mixingabsorber, and supplying lithium bromide solut1n into cooling part via desorber，，以及 W02009004008 “Absorpt1n refrigerating machine'
[0006]有水/溴化鋰水溶液工作在開式循環(huán)中，作為另外一個特性，該開式循環(huán)具有儲存熱能的能力。作為一個說明性專利，參考W02009102271，“Absorpt1n machine havinga built-1n energy storage tank working according to the matrix method，，。
[0007]上述所有商業(yè)機器都是通過水冷卻的，他們使用水作為冷卻劑以及使用溴化鋰水溶液作為吸收劑，并且對于它們的運行來說需要冷卻塔。
[0008]對于低功率機器來說，配有冷卻塔是有吸引力的，因為這會使系統(tǒng)更便宜。到目前為止，使用水/溴化鋰水溶液的空冷吸收式機器已經(jīng)取得一些發(fā)展，這些沒有一個在商業(yè)上已經(jīng)是可行的。我們要提到專利JP63065257 “Air-cooling typeabsorpt1n water chiller and heater，，、JP2251067 αAbsorpt1n type air-cooledheat pump cooling and heating device，，、JP3091664 ^Air-cooled absorpt1n typeheating and cooling equipment，，、JP3105177 ^Air-cooled absorpt1n type watercooling and heating machine，，、 JP10281581 ^Air-cooling absorpt1n freezerand cold/warm water heater，，、 EP0317048 ^Air-cooled absorpt1n type watercooling and heating generating apparatus，，、EP0216629 “Air-cooled absorpt1ntype water cooling/heating apparatus，，、US4563882 “Air-cooled absorpt1nrefrigerat1n system，，、US4691528 “Air-cooled absorpt1n type water cooling/heating apparatus，，、US4748830 “Air-cooled absorpt1n heating and coolingsystem，，、US4748830 “Air-cooled absorpt1n heating and cooling system，，、US4791790 “Air-cooled absorpt1n-type water cooling and heating apparatus，，、US4872319 “Air-cooled absorpt1n type cooling/heating water generatingapparatus，，、US4841744 “Double-effect air-cooled absorpt1n refrigeratingmachine，，、 US5027616 “Air-cooled absorpt1n type cooling and heating apparatus”以及 ES2159250B1 “Mdquina de absorc1n de dobleefectoenfriadaporaire yalimentadapor el calor de los gases de escape de motorestermicos，，。在所有這些發(fā)展中，除了最后一種情況(專利ES2159250B1)外，循環(huán)結(jié)構(gòu)是使用雙重效應(yīng)中的一種，使用氣體作為能源，所以在這些情況中，發(fā)生器或吸收器適用于此類特性。專利US6109060，標題為 “Air-cooled absorpt1n type refrigerating apparatus，，，涉及一種具有不同部件結(jié)構(gòu)的空冷吸收式機器。
[0009]至于部件，吸收式制冷機由熱交換器陣列、栗浦以及閥組成。在使用水/溴化鋰水溶液的機器情況中，一種相當普通的熱交換器類型是降膜式(film descending type)，由于這并不會涉及在主流體或冷卻劑(水/溴化鋰水溶液)側(cè)面上大的壓力損失。這是一個重要的特性，因為這些機器在低于大氣壓的壓力下工作。在專利JP3091664、JP3105177、JP63065257、JP9014787、JP10030860、JP10281581、JP10300268、US4655053 中，引用了垂直膜吸收器。有另一種吸收器結(jié)構(gòu)，稱為液滴中的絕熱吸收，其出現(xiàn)在專利ES2161119中，“Absorbedor de gotasiguales de flujosparalelos”，這種結(jié)構(gòu)也適合在低于大氣壓的條件下工作。在專利 JP10300273 和 JP10300274 中，“Evaporator unit for air-coolingabsorpt1n type freezing device，，，描述了降膜式蒸發(fā)器。
[0010]另一種適合用于使用水/溴化鋰水溶液的機器的交換器類型為滿液式，其可以用在蒸發(fā)器和/發(fā)生器中。還有一種部件，溶液交換器，其為液體對液體交換器，該溶液交換器可以是板式、殼式以及管式交換器。
[0011]發(fā)明目的
[0012]本發(fā)明的目的是改進直接通過空氣冷卻的吸收式制冷機設(shè)計，該吸收式制冷機使用熱水作為能源、使用單效應(yīng)結(jié)構(gòu)工作。
[0013]本發(fā)明具體涉及其部件-吸收器、發(fā)生器、溶液交換器、冷凝器、蒸發(fā)器、溶液栗、溶液儲槽以及冷卻劑儲槽-的空間設(shè)置、熱交換器的某些設(shè)計細節(jié)以及其分配器的設(shè)計，其對于實現(xiàn)需要它的降膜式熱交換器:吸收器以及發(fā)生器的良好潤濕來說是必不可少的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]作為本發(fā)明主題的吸收式制冷機提出一種單效循環(huán)結(jié)構(gòu)?；镜膯涡昭h(huán)由一個吸收器、一個發(fā)生器、一個溶液交換器、一個蒸發(fā)器、一個冷凝器、一個栗以及兩個膨脹閥組成(見圖1)。
[0015]本發(fā)明所涉及的吸收式制冷機的特征在于具有平行六面體形狀(parallelepipedshape)(見圖2)，所有部件全位于該平行六面體內(nèi)部。設(shè)置所述部件使得該吸收式制冷機為中空的，以在其內(nèi)部允許空氣流通。一風扇位于該機器的上部內(nèi)，該風扇以強制對流的方式驅(qū)使空氣通過翅片管交換器，這些翅片管交換器位于平行六面體的兩橫向側(cè)，使得空氣被吸入內(nèi)部通過該翅片式交換器，向上流經(jīng)中空部分并且通過機器頂部的風扇流出。這些翅片式交換器為吸收器和冷凝器，吸收器和冷凝器分別可分成兩個部分并且正好位于兩邊，建立平行安裝。風扇位于平行六面體上側(cè)，正好在發(fā)生器上方，而發(fā)生器位于溶液交換器和吸收器上方。溶液交換器將處于這樣的高度，即其頂部和吸收器的上部持平。所有的部件都以中空箱體的形狀設(shè)置，箱體內(nèi)部允許空氣以強制對流的方式自由流通，空氣被吸入冷凝器和吸收器內(nèi)部，通過機器頂部的風扇流出。溶液和冷卻劑(coolant)儲槽位于平行六面體底部，而不阻礙空氣通道。
[0016]發(fā)生器位于機器上部內(nèi)、風扇下方以及一個或多個吸收器和溶液交換器上方，以促進從發(fā)生器至吸收器的回流。
[0017]吸收器位于發(fā)生器下方，相對于栗足夠高。
[0018]為了促進從發(fā)生器至吸收器的回流，溶液交換器位于發(fā)生器下方并且在吸收器上部內(nèi)。
[0019]蒸發(fā)器位于底部。
[0020]吸收器為翅片管交換器(見圖3)。在其內(nèi)部，主流體-溴化鋰水溶液-以垂直降液膜(descending liquid film)的形狀循環(huán)吸收水蒸氣。在該工藝中，同時實現(xiàn)熱量和質(zhì)量轉(zhuǎn)移，如在引用中所述:Grossman, G.“Simultaneous heat and mass transfer in filmabsorpt1n under laminar flow”。在管外部，使交換器冷卻的空氣循環(huán)流通。為了確保足夠的液體膜流動，一降膜形成器安裝在管的上部內(nèi)。提出兩種選擇:i)具有螺紋孔和插槽的圓柱體，該圓柱體接合管；i)基于傳送所述溶液通過一非常窄的環(huán)形導管的薄膜形成器(見圖4)。
[0021]冷凝器為翅片管交換器。在其內(nèi)部，主流體-冷凝水-循環(huán)流通。在管外部，冷卻交換器的空氣循環(huán)流通(見圖5)。
[0022]發(fā)生器為水平盤管交換器，其中主流體(溴化鋰水溶液)在管外部循環(huán)流通，第二流體(熱水)在管內(nèi)部循環(huán)流通。安裝金屬網(wǎng)以