CN110612421A - 热交换设备 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种热交换设备，其中具有抗压性和气密性的壁能够共享并且能够实现热辐射或者热吸收的量和集热量的同时增加。提供一种热交换设备，具有：蓄热器(9)，其通过加热吸收液和从吸收液蒸发制冷剂而生成蒸汽制冷剂；冷凝器，其通过冷却和液化由蒸汽制冷剂而生成液体制冷剂；蒸发器，其通过蒸发液体制冷剂而生成蒸汽制冷剂并且通过蒸发热的方式冷却目标；以及吸收器，其使蒸发器生成的蒸汽制冷剂吸收在吸收液中，其中热交换设备的特征在于具有：板状结构(1b)，其具有预定的厚度并且其中第一面和第二面分别布置于前侧和后侧；以及第一盖部件(5)，其布置为与第一面隔开以覆盖第一面并且在第一面设定第一空间，并且热交换设备特征在于：第一空间用作从第一盖部件散热的冷凝器或者吸收器中的至少一者且循环制冷剂和吸收剂。

Description

热交换设备

技术领域

本发明涉及一种以紧凑方式构造的热交换设备。

背景技术

在现有技术中，已知将太阳光能转换为热能的集热器(例如，见PTL1)。此外，已知从热源获得制冷剂并且通过制冷剂的蒸发热冷却循环水等的吸收式制冷机(例如，见PTL2)。用于吸收蒸发的制冷剂的吸收剂在吸收式制冷机中循环。在吸收蒸发的制冷剂的过程中以及在使通过沸腾从吸收剂再生和分离的制冷剂冷凝的过程中产生热。溴化锂水溶液、氨气和水等通常用作制冷剂和吸收剂的组合。溴化锂型比氨气型效率高很多。然而，通常需要在容器内部保持约1/10至1/100atm的真空的状态下进行操作。

此外，现有技术已经提出了使用集热器采集的太阳热加热吸收式制冷机的吸收剂的技术。作为此类技术实际已经应用了例如以下装置：其中，集热器安装于建筑物的屋顶，吸收式制冷机安装在底层或者地下室的机房中，并且集热器和吸收式制冷机通过热介质管道互相连接。

引用列表

专利文献

PTL1：JP-A-2012-127574

PTL 2：JP-A-2010-14328

发明内容

发明的问题

然而，在上述设备中，由于集热器和吸收式制冷机安装在不同位置中，所以需要单独设置具有抵抗大气压力的抗压性和维持真空状态的气密性的壁。因此，导致整个设备的重量增加和成本增加。此外，由于需要排出制冷剂的吸收过程和冷凝过程中产生的热，所以通常使用引入冷却水的水冷型。此外，需要将冷却效果传递至起居空间，引入第二制冷剂，并且吸收式制冷机和起居空间使用第二制冷剂管道互相连接。这些事实也是导致重量增加和成本增加的因素。

为了解决上述问题已经做出本发明，并且本发明的方面提供一种热交换设备，其能够共享具有抗压性和气密性的壁并且能够同时实现放热量和吸热量的增加以及集热量的增加。

解决问题的方法

为了解决上述问题，本发明具有下列构造。

(1)一种热交换设备，包括：蓄热器，该蓄热器利用所获得的外部能量加热吸收剂，并且通过从所述吸收剂蒸发制冷剂而生成蒸汽制冷剂；冷凝器，该冷凝器通过冷却和液化由所述蓄热器生成的所述蒸汽制冷剂而生成液体制冷剂；蒸发器，该蒸发器通过蒸发由所述冷凝器生成的所述蒸汽制冷剂而生成蒸汽制冷剂，并且利用蒸发热来冷却目标；吸收器，该吸收器将由所述蒸发器生成的所述液体制冷剂吸收至所述吸收剂中；板状结构，该板状结构具有二维地延伸并且分别地布置在所述板状结构的前侧和后侧的第一表面和第二表面，并且所述板状结构具有预定的厚度；以及第一盖部件，该第一盖部件布置为与所述第一表面隔开以覆盖所述第一表面，并且在所述第一表面与所述第一盖部件之间设定第一空间，其中所述第一空间用作从所述第一盖部件散热的所述冷凝器和所述吸收器中的至少一者，并且使所述制冷剂和所述吸收剂循环。

(2)根据(1)的热交换设备，进一步包括第二盖部件，该第二盖部件布置为与所述第二表面隔开以覆盖所述第二表面，并且在所述第二表面与所述第二盖部件之间设定第二空间，其中所述第二空间用作所述蒸发器，并且所述蒸发器从所述第二盖部件吸热。

(3)根据(1)或者(2)的热交换设备，其中将所述第一空间分割为上部空间和位于所述上部空间下方的下部空间的分割壁设置于所述第一盖部件和所述第一表面中的至少一者上，所述上部空间和所述下部空间中的一者用作所述冷凝器，所述上部空间和所述下部空间中的另一者用作所述吸收器，并且所述制冷剂和所述吸收剂在不使用外部动力的情况下循环。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的热交换设备，其中所述板状结构具有蜂窝结构或者晶格结构，使得所述板状结构具有在一个方向延伸并且布置在所述第一表面和所述第二表面之间的多个中空空间。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的热交换设备，进一步包括集热器，该集热器基于所获得的太阳能加热所述吸收剂，其中所述集热器布置在所述板状结构内部，并且所述第一表面及所述第一盖部件与所述第二表面及所述第二盖部件之中的至少一方具有透光性。

(6)根据(1)至(4)中任一项所述的热交换设备，进一步包括集热器，该集热器基于所获得的外部能量而加热热介质，并且通过所述热介质和所述吸收剂之间的热交换加热所述吸收剂；以及换向阀，该换向阀在第一流动通道和第二流动通道之间切换所述热介质的流动通道，其中当所述热介质的流动通道被切换至所述第一流动通道时，所述热介质通过所述热介质和所述吸收剂之间的热交换加热所述吸收剂，并且当所述热介质的流动通道被切换至所述第二流动通道时，所述热介质被引导至设置于所述第二表面侧、所述第二盖部件侧或者外部的散热单元，而不与所述吸收剂进行热交换。

(7)根据(5)或者(6)的热交换设备，其中压差阻断器设置在所述吸收器、所述冷凝器、所述蒸发器、所述蓄热器以及连接所述吸收器、所述冷凝器、所述蒸发器和所述蓄热器的管之中的一者与所述板状结构内部之间。

(8)根据(6)的热交换设备，进一步包括温度传感器，该温度传感器检测所述第二盖部件附近的温度，其中在由所述温度传感器检测到的温度等于或者大于预定的温度时，换向阀将所述热介质的流动通道自动地切换至所述第一流动通道，并且在由所述温度传感器检测到的温度小于预定的温度时，换向阀将所述热介质的流动通道自动地切换至所述第二流动通道。

(9)根据(2)至(8)中任一项所述的热交换设备，其中超亲水薄膜形成在第一内表面和第二内表面中的至少一者上，所述第一内表面为面对所述第一盖部件上的第一空间的表面，并且所述第二内表面为面对所述第二盖部件上的所述第二空间的表面。

(10)根据(2)至(9)中任一项所述的热交换设备，进一步包括阻气层，该阻气层将所述板状结构、所述第一盖部件、所述第二盖部件和所述蓄热器覆盖为气密状态以将其内部维持为真空状态。

发明效果

根据本发明，提供一种热交换设备，其能够共享具有抗压性和气密性的壁并且能够同时实现放热量和吸热量的增加，以及集热量的增加。

附图说明

图1是示出本发明的热交换设备中使用的挤出成型材料的示图。

图2是示出本发明的热交换设备中使用的壳体的室外侧的示图。

图3是示出本发明的热交换设备中使用的壳体的室内侧的示图。

图4示出热交换设备中使用的壳体的组装状态的示图。

图5是示出本发明的热交换设备中使用的壳体的装配之后的状态的示图。

图6是示出本发明的热交换设备中使用的透明热交换器组件的组装状态的示图。

图7是示出本发明的热交换设备中使用的透明热交换器组件的装配之后的状态的示图。

图8是示出外框装接至本发明的热交换设备中使用的透明热交换器组件的状态的示图。

图9是示出外框装接至本发明的热交换设备中使用的透明热交换器组件之后的状态的示图。

图10是示出本发明的热交换设备的热介质流动的示图。

图11是示出本发明的热交换设备的吸收剂流动的示图。

图12是示出本发明的热交换设备的水的流动的示图。

图13是本发明的热交换设备的第一截面图。

图14是本发明的热交换设备的第二截面图。

图15是用于示出本发明的热交换设备的真空封装过程的示图。

图16是示出本发明的热交换设备的第二实施例的第一示图。

图17是示出本发明的热交换设备的第二实施例的第二示图。

图18是示出本发明的热交换设备的第三实施例的第一示图。

图19是示出本发明的热交换设备的第三实施例的第二示图。

图20是示出本发明的热交换设备的第四实施例的组件的组装状态的示图。

图21是示出本发明的热交换设备的第四实施例的组件装配之后的状态的示图。

图22是示出本发明的热交换设备的第四实施例的透明真空包装材料的示图。

图23是示出本发明的热交换设备的第四实施例的真空组件的组装状态的示图。

图24是示出本发明的热交换设备的第四实施例的真空组件组装之后的状态的示图。

图25是示出外框装接至本发明的热交换设备的第四实施例的真空组件的状态的示图。

图26是示出本发明的热交换设备的第四实施例的组件的示图。

图27是示出小孔被本发明的热交换设备的第四实施例的透明真空包装材料封闭的状态的示图。

参考标记列表

1:挤出成型材料

4:集热器

5:室外壁

6:室内壁

7:透明热交换器组件

8:吸收剂热交换器

9:蓄热器

10:水蒸汽流动通道

11:水流通道

12:自立式温控阀门

14:组件

21:真空组件

23a和23b：压差阻断器

24:小孔

具体实施方式

下面将参考附图描述实施本发明的实施例。

实施例1

图1的参考标记1是蜂窝状的挤出成型材料，其中具有被垂直挤出壁分隔的多个室，该垂直挤出壁由作为构成本发明的壳体的材料的透明塑料材料制成。优选的是透明塑料材料是具有高耐水性、对溴化锂水溶液高耐性、高耐水蒸气性、低吸水率、低导热性、高日光透射比、100℃以上的连续使用温度和高阻气性的材料。基材树脂的示例包括聚碳酸脂、饱和聚酯树脂、AS树脂、环烯聚合物、聚砜、氟树脂等。这样的蜂窝状的空透明挤出成型制品的示例包括Takiron Co.,Ltd.制造的Lumecapo(注册商标)。

这样的挤出成型材料经历如图2和3所示的诸如切口和钻孔的加工以制造壳体1a。图2是示出壳体1a的室外侧的示图。室外表面的上侧约三分之一的区域设置有凹口1c和凹口1d，该凹口1c是用于形成冷凝器所需的水蒸气(制冷剂)的横向通道，凹口1d用于形成水蒸气流动通道所需的横向分隔壁。室外表面的下侧约三分之二的区域是用于形成吸收器所需的横向水蒸气通道，并且设置有凹口1f和凹口1e，凹口1f用于安装后文将描述的百叶窗型引导板，凹口1e用于形成横向路径，该横向路径用作将浓缩吸收剂滴入吸收器内的集管。图3是示出壳体1a的室内侧的示图。整个室内表面形成蒸发器，并且设置有用于形成横向路径凹口1g和用作横向水蒸气通道的凹口1h，凹口1g用作为此目的所需的用于滴水的集管。凹口1h的一部分还与热介质散热路径6c配合(见图6)。

此外，在该壳体1a中，如图4所示，用于引导吸收剂向下流动到吸收器内的引导板2插入到凹口1f中。此外，用于装接管的接头3装接至壳体1a，所述管用于水和吸收剂的流入和流出。虽然接头3结合或者热熔接至壳体1a，但引导板2仅需插入到壳体1a中。引导板2由与挤出成型材料1相同材料的透明塑料材料制成。图5示出进行了这些处理的状态的壳体1b。

图6中的参考标记4示出由挤出的铝材料制成的集热器。集热器4设置有管部4a和集热鳍4b，管部4a用作集热器4的中央部中的热介质的流动通道，集热鳍4b接收日光并且将热传递至管部4a中的热介质。集热器4的外表面经历日光选择性吸收膜处理。多个集热器4插入并安装至壳体1b的中央部。其上端连接至上部热介质集管4c，并且其下端连接至下部热介质集管4d。壳体1b内部保持真空状态，如稍后描述。

室外壁5结合或者热熔接至壳体1b的室外侧。室外壁5由与挤出成型材料1基本相同的透明塑料材料横向挤出成型而制造。然而，优选的是室外壁5具有高导热性。可以考虑使用具有稍微改变的材料成分和高导热性等级的饱和的聚酯树脂、聚碳酸脂等。室外壁设备内表面5b利用光催化剂而经历超亲水膜处理，使得冷凝器中流动的水和向下流入吸收器的吸收剂在室外壁5上充分润湿并散布，并且传热。例如，已知T0T0 Co.,Ltd.的Hydrotect(注册商标)为这样的超亲水膜处理，并且也使用Takiron Co.,Ltd.的透明聚碳酸脂采光材料。

室外壁5的室外壁设备外表面5a接触外部空气。然而，特别需要高阻气性以维持本发明的整体系统的真空。因此，薄玻璃膜贴附至室外壁设备外表面5a。例如，已知日本电气硝子株式会社的称为Lamion(注册商标)的产品用于结合这样的玻璃膜和聚碳酸脂。此外，可以通过使用具有肋的玻璃板增加室外壁设备外表面5a的表面积，以提高向大气的散热，并且室外壁设备外表面5a的玻璃的外表面可以经历超亲水膜处理以提高防污性能。

室外壁设备内表面5b设置有用于形成冷凝器的水蒸气流动通道所需的横向分隔壁5c，并且横向分隔壁5c与壳体1b的凹口1d配合。此外，相似地，存在形成横向路径的横向分隔壁5d，该横向路径用作滴落吸收剂的吸收剂的集管，并且横向分隔壁5d配合、焊接或者结合至凹口1e。这些横向分隔壁5c和5d通过横向挤出成型而与室外壁5一体地成形。

通过横向挤出成型制造的室内壁6热熔接至壳体1b的室内侧。虽然室内壁6由基本相同的透明塑料材料制成以与挤出成型材料1热熔接或者结合，室内壁6不是必须透明的。与室外壁5相似，优选的是室内壁6也通过横向挤出成型制造并且具有高导热性。考虑使用材料成分稍微改变的高的温度传导等级的饱和聚酯树脂和聚碳酸脂。

室内壁设备内表面6b经历超亲水膜处理，使得向下流入蒸发器的水充分散布并且有效地进行传热。由于室内壁6的室内壁设备外表面6a也与屋内的外部空气接触，所以需要特别高的阻气性以维持本发明的整体系统的真空状态。因此，薄玻璃膜也贴附至室内壁设备外表面6a。室内壁设备外表面6a可以由具有肋的玻璃制成，以增加从房间的吸热性，并且因此可以增加其表面积。室内壁设备内表面6b设置有热介质散热路径6c，其用作在房间加热运行时热介质通过的流动通道，并且热介质散热路径6c配合、焊接或者结合至凹口1h。

图7示出以这样的方式完成的透明热交换器组件7。透明热交换器组件7整体为透明的，并且具有虽然没有示出但是其中内部集热器4能够被看到的结构。虽然在透明热交换器组件7的端表面上存在多个流动通道开口部，但是由于装接了具有阻气性的玻璃，所以室外壁设备外表面5a和室内壁设备外表面6a具有高气密性，使得能够保持真空状态。此外，内壳体1b具有分隔为多个小室的蜂窝状，并且因此能够充分抵抗施加于室外壁设备外表面5a和室内壁设备外表面6a的大气压力。

如图7所示，透明热交换器组件7组装有下列部件，以完成构成热交换设备的吸收式空调组件。蓄热器9不必须为透明的，而是基于使用由与壳体1a相同的塑料材料制成的柱形挤出成型材料的压力容器。两个分隔壁9a存在于蓄热器9内部，并且存在穿过分隔壁9a的热交换管9b和浓缩吸收剂管9c。热交换管9b要求高导热性，以在两个分隔壁9a分隔的空间内有效地接收热介质的热量，并且将热传递至在管中流动的吸收剂，并且考虑使用诸如矾土和碳化硅这样的陶瓷管材。浓缩吸收剂管9c不需要热交换并且可以是塑料材料。

吸收剂热交换器8在具有双管结构的逆流热交换器中包括内缸筒8a和外缸筒8b。内缸筒8a的被外缸筒8b覆盖的部分需要具有高导热性，并且直部可以由诸如矾土和碳化硅这样的陶瓷管材制成。内缸筒8a的未被外缸筒8b覆盖的上升部不需要热交换，并且与外缸筒8b一起由塑料管或者软管制成。水蒸气流动通道10将蓄热器9中排出的水蒸气引向冷凝器，并且由塑料管或者软管制成。类似地，水流动通道11也由塑料管或者软管制成。自立式温控阀门12是换向阀，其根据检测室内温度的温度探头12a中暴露于室温的油的温度膨胀程度而自动地操作，并且用于切热交换介质的流动通道。

在组装这些部件后，整个透明热交换器组件7的端部被外框13a、13d、13c和13b覆盖，如图8所示，使得完成如图9所示的组件14。温度探头12a安装在组件14外部。外框13a、13b、13c和13d不直接接触吸收剂，并且因此不需要耐化学性。然而，外框13a、13b、13c和13d需要高阻气性以维持内部的真空状态，并且可以通过铝挤出成型而制造。在该组件14中，仅有由具有高阻气性的玻璃制成的室外壁设备外表面5a、室内壁设备外表面6a以及由具有高阻气性的铝制成的外框13a、13b、13c和13d与外部空气接触。平坦部是透明的并且能看见内部集热器4。内壳体1b抵抗1atm的外部压力。内部蓄热器9和冷凝器在约1/10atm的真空下运行，蒸发器和吸收器在约1/100atm的真空下运行，并且集热器4保持较低的真空水平。因此，整体实现高隔热性能。

虽然组件14中存在具有各种真空度的部件，但其间的压力差最多在1/10atm以下，使得内部部件仅需具有足以抵抗这样轻微的压力差的强度。当外部空气由于一些损坏等而进入组件14并且破坏真空状态时，为了防止内部部件由于暴露于高压力差而损坏，压差阻断器设置在构成作为热交换设备的吸收式制冷机的部件与容纳集热器4的内部空间之间。当发生超过1/10atm的压力差时，压力平衡阀打开以平衡压力。此外，下面将详细描述压差阻断器。

热介质的流动如图10所示。在本实施例的热交换设备中，太阳能用作外部能量。虽然约一半的太阳能是波长在可见光范围内的光，但是日光穿过透明室外壁5而到达安装在透明壳体1b中的集热器4，并且加热集热器4中的热介质。由于集热器4经历选择性日光吸收处理，所以日光吸收率为约90％以上，使得能够有效地集热。作为由于集热导致的温度增加的结果，集热器4放射红外线。然而，由于应用了日光选择性吸收处理，所以红外线的放射率低至约10％，使得几乎不通过热辐射而损失热能。此外，由于集热器4安装在真空状态下，所以几乎不通过传热而损失热能。

以这样的方式加热的热介质通过自然对流而在集热器4的管部4a中上升，引入上部热介质集管4c，并且引导至自立式温控阀门12。当室温相对高时，由于温度探头12a中的油的温度膨胀，自立式温控阀门12运行为将热介质引导至蓄热器9。热介质流入蓄热器9的由两个分隔壁9a分隔的空间中，并且加热穿过热交换管9b在该热交换管内部上升的吸收剂。在损失热能的同时，热介质自身通过自然对流向下流动至蓄热器9的由两个分隔壁9a分隔的空间中，被引入到下部热介质集管4d，并且被引导至集热器4。当室温相对低时，由于温度探头12a中的油的温度收缩，自立式温控阀门12运行为将热介质引导至室内壁6。

热介质在释放热量的同时向下流动至设置在室内壁6上的热介质散热路径6c，流入到下部热介质集管4d，并且被再次引导至集热器4。虽然热介质在约大气压力下装入热介质流动通道，但优选的是热介质常为液态，并且在从外部温度至100℃以上的操作温度范围内具有低的热膨胀性。考虑使用添加了防冻剂的水或者油。

当室温适中时，少量的热介质通过自立式温控阀门12的作用而流动至蓄热器9和热介质散热路径6c两者。结果，加热和冷却的效果互相抵消。此外，虽然未示出，但自立式温控阀门12具有温度操纵盘，其能够调节用于将热介质分配至蓄热器9和热介质散热路径6c的温度设定。这样的自立式温控阀门12广泛地用于控制热水散热机组的加热器和锅炉。

吸收剂的流动如图11所示。作为热交换设备的吸收式制冷机可以是氨-水系统或者水-溴化锂系统。然而，在本发明中，由于采用了水-溴化锂系统，所以吸收剂是溴化锂水溶液。作为示例，溴化锂水溶液具有约58.5％的浓度并且填充在蓄热器9的最低空间9d和热交换管9b的下部中。

蓄热器的下部空间9d压力为约1/100atm。当由上分隔壁9a分隔的空间被从集热器4流入的热介质加热时，热交换管9b中的吸收剂被加热。当温度超过约87℃时，吸收剂中的水沸腾。然后，产生水蒸气(制冷剂)的泡沫，并且由于气泡上升效果，水蒸气的泡沫与水蒸气一起在热交换管9b内部上升。

水蒸气和浓度由于水含量减少而增加的浓缩吸收剂从热交换管9b的上端射出。作为示例，浓缩吸收剂为约96℃，并且其浓度为约62.5％。与从热交换管9b输出的水蒸气分离并且失去空气上升效果的浓缩吸收剂流动并落入到浓缩吸收剂管9c，并且流入到作为逆流热交换器的吸收剂热交换器8的内缸筒8a中。内缸筒8a的出口升高并连接至吸收器的形成在室外壁5和壳体1b的从下侧起约2/3的部分中的上端。

当热交换管9b中的沸腾继续进行并且热交换管9b的上端处的空间的压力逐渐增加时，内缸筒8a的上升部中的浓缩吸收剂的液位逐渐上升。当热交换管9b的上端的空间中的压力达到约1/10atm时，内缸筒8a中的浓缩吸收剂从内缸筒8a流入到吸收器中。因为由于吸收剂流入到吸收器之前在液体中的压力导致了压力损失，所以吸收器中的压力为约1/100atm。吸收器中的浓缩吸收剂被润湿并在经过超亲水膜处理的室外壁5的室外壁设备内表面5b上散布，吸收了吸收器中的水蒸气，并且在释放所吸收的热的同时通过室外壁5向下流动至外部空气。

这样，温度和浓度减小的吸收剂被引导至吸收剂热交换器8的外缸筒8b与内缸筒8a之间的环状流动通道，并且在利用内缸筒中的浓缩吸收剂的热交换预加热的同时再次流入到蓄热器的下部空间9d中。在图11中，低浓度吸收剂示意地表示为实线，并且浓缩吸收剂示意地表示为虚线。

水和水蒸气的流动如图12所示。水蒸气的流动示意地表示为虚线，并且作为液体的水的流动示意地表示为实线。在形成于室外壁5和壳体1b的从下侧起约2/3的部分中的吸收器内部的吸收剂中溶解和吸收的水作为吸收剂的一部分被引导至吸收剂热交换器8的外缸筒8b和内缸筒8a之间的环状的流动通道，在利用内缸筒中的浓缩吸收剂的热交换预加热的同时流入到蓄热器的下部空间9d中，并且填充空间。

当由上分隔壁9a分隔的空间由从集热器4流入的热介质加热时，热交换管9b中的吸收剂被加热。当温度超过约87℃时，吸收剂中的水沸腾。然后，产生水蒸气的泡沫，并且由于气泡上升效果，水蒸气的泡沫升高，同时热交换管9b内部的吸收剂被向上推。当吸收剂从热交换管9b的上端射出时，水蒸气与由于水含量减少而浓度增加的浓缩吸收剂互相分离。

水蒸气穿过水蒸气流动通道10，被引导至形成于室外壁5和壳体1b的从上侧起约1/3部分处的冷凝器的上部，并且在通过室外壁5散热的同时冷凝。水滴附着于经过超亲水膜处理的室外壁5的室外壁设备内表面5b并润湿且在其上散布，在进一步液化的同时向下流入到冷凝器，并且流入到水流动通道11。当蓄热器9中的沸腾继续进行并且热交换管9b的上端处的空间的压力逐渐增加时，水流动通道11中水的液位逐渐上升。当热交换管9b的上端的空间中的压力达到约1/10atm时，水流动通道11中的水从内缸筒8a流入到形成有室内壁6和壳体1b的蒸发器。

因为由于水流入到蒸发器之前在液体中的压力导致了压力损失，所以蒸发器中的压力为约1/100atm。由于水的蒸汽压力在该环境中为约5℃，所以水在润湿经过超亲水膜处理的室内壁设备内表面6b，在室内壁设备内表面6b上散布并向下流到室内壁设备内表面6b的同时蒸发，并且水通过室内壁6从室内空气吸收蒸发热而展现冷却效果。

产生的蒸汽穿过凹口1h，从凹口1f通过外框13b形成的空间而吸入吸收器，吸收和溶解在向下流入吸收器的吸收剂中，变为吸收剂的一部分，穿过吸收剂热交换器8，并且向蓄热器9行进。

在本实施例的热交换设备中，诸如电机和泵这样的外部动力不用于热介质、作为制冷剂的水蒸气和吸收剂的循环。当然，外部动力可以用于热介质的循环，并且可以进一步用于制冷剂和吸收剂的循环。

图13示出热交换设备的冷却操作期间组件14的蒸发器50和吸收器30的中央部的截面。安装吸收器30中的引导板2以在该引导板2和室外壁设备内表面5b之间保持狭窄间隙。向下流入吸收器30的吸收剂被引导板2引导以与室外壁设备内表面5b接触，通过施加于室外壁设备内表面5b的超亲水膜处理而润湿室外壁设备内表面5b且在室外壁设备内表面5b上散布，并且在向室外壁5传热和从室外壁设备外表面5a向外部空气释放热量的同时向下流动。

已经描述的压差阻断器可以安装在例如吸收器30和作为集热器空间的平板型结构的内部之间。压差阻断器的安装实例如图13和14示意地示出。压差阻断器23a设定为在吸收器30侧的压力比集热器空间的压力高1/100atm以上时导通，并且设定为在压差变为1/100atm时关闭。当空气压力由于大气侵入包括吸收器30等的吸收式制冷机系统而异常地上升时，气体从吸收器30向集热器空间逃逸并且用于平衡压力。虽然图13和14示出压差阻断器23a和23b安装在吸收器30与作为集热器空间的板型结构的内部之间，但是压差阻断器23a和23b可以安装于冷凝器(见图15)、蒸发器50、蓄热器9以及连接它们的管中任一项与板型结构的内部之间。

虽然图13示出组件14垂直地安装的情形，但是组件14可以如图14所示地倾斜安装。即使在这样的情形下，引导板2也以吸收剂能够被引导为与室外壁设备内表面5b接触的角度安装。同时，即使在组件14倾斜地安装的图14的情况下，向下流入到蒸发器50的水也能够在没有引导板2的情况下沿着室内壁设备内表面6b向下流动。

当空气压力由于大气侵入集热器空间等而异常地上升时，压差阻断器23b使气体从集热器空间向吸收式制冷机系统中逃逸并且用于平衡压力。由此，真空组件内部的吸收剂热交换器8、蓄热器9、水蒸气流动通道10、水流动通道11等不暴露于大气压力或者接近大气压力的压差，使得设计能够简化并且成本能够减小。

此外，根据压差阻断器23a，仅通过将包括集热器4的整体插入到透明真空包装材料20(见图22)中并且在抽空至1/1000atm的腔室内应用焊接和密封透明真空包装材料20的开口部的真空组件机，包括吸收器的吸收式制冷机系统的内部能够在1/100atm下密封。在一个过程中，在适当地设定吸收式制冷机系统的真空度和集热器空间的真空度的同时，完成真空包装。在此情况下，将在下面详细描述真空包装过程。

图15(a)示意地示出进行真空包装的真空包装机的腔室100内部的状态。如图7所示地组装的透明热交换器组件7输入至透明真空包装材料20并且放置在真空包装机的腔室100内部。当透明真空包装材料20的一侧开口，并且真空包装机的腔室100内部通过真空包装机的真空泵而压力逐渐减小时，透明真空包装材料20的内部的压力也逐渐减小。

包括集热器4的板型结构的内部与透明真空包装材料20连通，并且集热器4附近的压力也减小。然而，集热器4的管部4a中热介质的流动通道为封闭空间，并且保持大约大气压力。虽然在包括冷凝器40、吸收器30、蓄热器9和蒸发器50、连接这些部件的管等的吸收式制冷设备中，部件互相连通并且具有分开的封闭空间，但包含集热器4的空间与透明真空包装材料20内部的额外空间60通过压差阻断器23a和23b连通。当腔室100中的压力开始减小并且压力下落至99/100atm以下时，压差阻断器23a打开，吸收式制冷设备中的空气流入到腔室100中，并且吸收式制冷设备中的压力开始减小。然而，当压差为约1/100atm以下时，压差阻断器23a再次关闭，并且吸收式制冷设备中的空气流出停止。这样，在腔室100中的抽真空过程期间，在吸收式制冷设备中的空气压力比室腔100中的空气压力高约1/100atm的状态下，吸收式制冷设备中的空气压力随着腔室100中空气压力而减压。在腔室中的压力减压至1/1000atm的阶段，吸收式制冷设备中的空气压力变为1/100atm，并且压差阻断器23a关闭。在此状态下，透明真空包装材料20的开口部20a被热熔接。由此，通过将吸收式制冷设备的内部设定为1/100atm并且将储放集热器4的空间，即，透明真空包装材料20中的额外空间60设定为1/1000atm，完成真空包装过程。

当不使用压差阻断器23a和23b时，如图27所示，小孔24设置在吸收器的与透明真空包装材料20接触的表面上。在腔室100的内部抽真空至1/100atm的阶段，小孔24通过在该小孔24周围将加热器按压于透明真空包装材料20并且热熔接该透明真空包装材料20而封闭。其后，即使当腔室100的内部进一步被抽真空至1/1000atm，并且透明真空包装材料20的开口部20a焊接和密封时，能够获得相同的效果。在此情况下，将在下面详细描述真空包装过程。

图15(b)示意地示出真空包装机的室内部的状态。即使在该实例中，在包括冷凝器40、吸收器30、蓄热器9、蒸发器50、连接这些部件的管等的吸收式制冷设备中，部件互相连通而且具有分开的封闭空间。然而，如上所述，小孔24设置在吸收器30的与透明真空包装材料20接触的部分，并且与储放集热器4的空间，即，透明真空包装材料20内部的额外空间60连通。当腔室100的内部开始减压，吸收式制冷设备中的空气也流动出至腔室中，并且同时进行吸收式制冷设备中的减压。当腔室100中的压力变为1/100atm时，通过在小孔24周围用加热器挤压透明真空包装材料20并且热熔接该透明真空包装材料20而封闭小孔24。由此，吸收式制冷设备的内部在1/100atm下密封并且其后不减压。此外，腔室100中的压力减小，并且当压力变为1/1000atm时，热熔接透明真空包装材料20的开口部20a。由此，通过将吸收式制冷设备的内部设定为1/100atm并且将储放集热器4的空间，即，透明真空包装材料20中的额外空间60设定为1/1000atm，完成真空包装过程。

实施例2

图16示出根据本发明的第二实施例的热交换设备。在本实施例中，本发明的组件15具有与第一实施例的组件14相同的外观，但是不包括集热器4。单独地安装和连接已经广泛地用作集热器4的真空玻璃管型水热集热器。即，在根据本实施例的热交换设备中，水热集热器的火炉或者加热器的能量用作外部能量。在本实施例中，本发明的组件15的冷凝器和吸收器不需要是透明的。此外，如图17所示，安装不带有内置集热器4的组件15和商用集热器4以互搭。冷凝器和吸收器的热能够从组件15和集热器4之间的间隙以及构成集热器4的真空玻璃管的间隙逸散。

可以通过如图18所示的广泛地使用的燃气热水器16进行向不包括集热器4的组件15供给热水。即使在此情况下，组件15的冷凝器和吸收器也不需要是透明的，但是在除了组件15的外框13a等的部件透明时，能够用于建筑物的采光部。

实施例3

图19示出根据本发明的第三实施例的热交换设备。在本实施例中，本发明的组件17具有与第一实施例的组件14相同的外观，但是不具有加热功能并且不包括自立式温控阀门12等。蒸发器具有热介质散热路径6c。然而，此处代替来自集热器4的热介质而将冷水(盐水)引入蒸发器。盐水能够吸取至外部，并且能够引导至要求外部冷却效果的设备等。

在图19的实例中，示出了例如以下情形：东屋的房顶构造有主组件17，并且冰箱18安装在主组件中，但是冰箱利用来自组件17的盐水运行并且用作非电力冰箱。此外，当这样的组件17稍后安装于现有房屋中时，在难以安装为墙壁材料或者房顶材料本身时，能够使用该组件17。在培育特定寒冷地区品种的渔产品的养殖场中，为了降低水温，盐水管可以浸入水中并在水中使用。

实施例4

将描述根据本发明的第四实施例的具有阻气层的热交换设备。如所述的，在本发明的热交换设备中，为了维持整体系统的真空状态，要求特别高的阻气性。因此，阻气层对高阻气性是有效的。通过广泛用于肉类等的真空包装技术形成阻气层。首先，在组装如图8所示的外框13a至13d之前，在如图7所示地组装的透明热交换器组件7上进行真空包装。然后，如图19所示，用于覆盖尖锐的角部的盖19a至19d装接至如图7所示地组装的透明热交换器组件7以不刺穿真空包装。图21示出盖19a至19d装接之后的状态。

图22示出透明真空包装材料20。透明真空包装材料20是具有高阻气性的透明塑料薄膜的层压材料，并且除了上边的三个边已经热熔接。透明真空包装材料20内部成为阻气层25。如图21所示的组件插入到透明真空包装材料20中并且通过应用真空包装机而抽空，并且包装的上边熔接，使得完成如图23所示的真空组件21。

此外，如图23和24所示，在真空组件21夹置在保护易被刺穿的透明真空包装材料20的透明硬塑料片22a和22b之间后，装接外框13a至13d，如图25所示，使得完成如图26所示的组件14。室外侧的透明硬塑料片22a具有额外附加的紫外线吸收剂，以保护具有低耐候性的透明真空包装材料20。室内侧的透明硬塑料片22b不是必须透明。

实施例5

将描述根据本发明第五实施例的热交换器。在上述实施例1至3中任一项中，已经描述用于冷却的吸收式制冷设备的实例。然而，吸收式制冷设备也能够用于加热。

即，在实施例1和2中，已经描述通过透明热交换器组件7冷却室内的实施例，透明热交换器组件7从室内壁6(第二盖部件)吸热作为输入蓄热器9的热能，并且从室外壁5(第一盖部件)散热。然而，相反地，室内壁6安装于室外并且室外壁5安装于室内，使得透明热交换器组件7能够用于加热室内。在此情况下，室外侧的室内壁6从室外吸热，并且室内侧的室外壁5在室内散热。此外，当作为第一实施例的透明热交换器组件7包括集热器4时，集热器4的室外侧的室内壁6必须具有透光性。

在实施例3中，已经描述了冷水(盐水)被引入至设置在室内壁6的蒸发器中的流动通道，并且盐水被引导至外部的蓄热库并且用于冰箱的实例。然而，相似地，热水能够被引入至在室内侧安装的外壁5的冷凝器和吸收器中所设置的流动通道中，并且热水能够被引导至外部的蓄热库并且用于加热保温库。

Claims (10)

1.一种热交换设备，包括：

蓄热器，该蓄热器利用所获得的外部能量加热吸收剂，并且通过从所述吸收剂蒸发制冷剂而生成蒸汽制冷剂；

冷凝器，该冷凝器通过冷却和液化由所述蓄热器生成的所述蒸汽制冷剂而生成液体制冷剂；

蒸发器，该蒸发器通过蒸发由所述冷凝器生成的所述蒸汽制冷剂而生成蒸汽制冷剂，并且利用蒸发热来冷却目标；

吸收器，该吸收器将由所述蒸发器生成的所述液体制冷剂吸收至所述吸收剂中；

板状结构，该板状结构具有二维地延伸并且分别地布置在所述板状结构的前侧和后侧的第一表面和第二表面，并且所述板状结构具有预定的厚度；以及

第一盖部件，该第一盖部件布置为与所述第一表面隔开以覆盖所述第一表面，并且在所述第一表面与所述第一盖部件之间设定第一空间，其中

所述第一空间用作从所述第一盖部件散热的所述冷凝器和所述吸收器中的至少一者，并且使所述制冷剂和所述吸收剂循环。

2.根据权利要求1所述的热交换设备，进一步包括：

第二盖部件，该第二盖部件被布置为与所述第二表面隔开以覆盖所述第二表面，并且在所述第二表面与所述第二盖部件之间设定第二空间，其中

所述第二空间用作所述蒸发器，并且所述蒸发器从所述第二盖部件吸热。

3.根据权利要求1或2所述的热交换设备，其中，

将所述第一空间分割为上部空间和位于所述上部空间下方的下部空间的分割壁设置于所述第一盖部件和所述第一表面中的至少一者上，所述上部空间和所述下部空间中的一者用作所述冷凝器，所述上部空间和所述下部空间中的另一者用作所述吸收器，并且所述制冷剂和所述吸收剂在不使用外部动力的情况下循环。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的热交换设备，其中，

所述板状结构具有蜂窝结构或者晶格结构，使得所述板状结构具有在一个方向延伸并且布置在所述第一表面和所述第二表面之间的多个中空空间。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的热交换设备，进一步包括：

集热器，该集热器基于所获得的太阳能加热所述吸收剂，其中，

所述集热器布置在所述板状结构的内部，并且

所述第一表面及所述第一盖部件和所述第二表面及所述第二盖部件之中的至少一方具有透光性。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的热交换设备，进一步包括：

集热器，该集热器基于所获得的外部能量而加热热介质，并且通过所述热介质和所述吸收剂之间的热交换来加热所述吸收剂；以及

换向阀，该换向阀在第一流动通道和第二流动通道之间切换所述热介质的流动通道，其中，

当所述热介质的流动通道被切换至所述第一流动通道时，所述热介质通过所述热介质与所述吸收剂之间的热交换来加热所述吸收剂，并且

当所述热介质的流动通道被切换至所述第二流动通道时，所述热介质被引导至设置于所述第二表面侧、所述第二盖部件侧或者外部的散热单元，而不与所述吸收剂进行热交换。

7.根据权利要求5或6所述的热交换设备，其中，

压差阻断器设置在所述吸收器、所述冷凝器、所述蒸发器、所述蓄热器以及连接所述吸收器、所述冷凝器、所述蒸发器和所述蓄热器的管之中的一者与所述板状结构的内部之间。

8.根据权利要求6所述的热交换设备，进一步包括：

温度传感器，该温度传感器检测所述第二盖部件附近的温度，其中，

在由所述温度传感器检测到的温度等于或者大于预定的温度时，所述换向阀将所述热介质的流动通道自动地切换至所述第一流动通道，并且

在由所述温度传感器检测到的温度小于预定的温度时，所述换向阀将所述热介质的流动通道自动地切换至所述第二流动通道。

9.根据权利要求2至8中的任一项所述的热交换设备，其中，

超亲水薄膜形成在第一内表面和第二内表面中的至少一者上，所述第一内表面为面对所述第一盖部件上的第一空间的表面，并且所述第二内表面为面对所述第二盖部件上的所述第二空间的表面。

10.根据权利要求2至9中的任一项所述的热交换设备，进一步包括：

阻气层，该阻气层将所述板状结构、所述第一盖部件、所述第二盖部件和所述蓄热器覆盖为气密状态，以将其内部维持为真空状态。