CN1153022C - 气冷式吸收型空气调节装置 - Google Patents

Abstract

一种可进行加热和冷却工作并可在加热工作期间防止结冰的气冷式吸收型空气调节装置。来自冷凝器的液体冷却剂滴落在蒸发-吸收室中的外管的内表面上并且由于在低压下蒸发而可带走蒸发热。因而使外管冷却。通过风扇把冷凝器处产生的热量吹向外管可防止外管过冷。蒸发的冷却剂被在水管的外表面上的高浓度液体所吸收，由高浓度液体产生的吸收热加热水管中流动的水。室内装置通过使用水管中流动的热或冷水完成加热或冷却工作。

Description

气冷式吸收型空气调节装置

本发明一般来说涉及一种用于加热和冷却的方法、装置和系统，更详细地说，本发明涉及一种用于完成加热和冷却工作的气冷式吸收型空气调节装置。

气冷式吸收型空气调节装置的常规技术可以用日本专利(平)6-21743作为例子。该项技术的装置中安装有使用成为室内空气调节器的冷却剂的冷/热水的循环通道的一部分形成的第一冷热水热交换器，一根以一定距离围绕着循环通道的外圆周的外管，一个用来对该第一冷/热水热交换器的外表面进行喷射的第一喷射机构，以及一个用来对外管的内表面进行喷射的第二喷射机构。在冷却工作期间，冷却剂蒸气从低温再生器流至冷凝器并且被冷凝成液体冷却剂。然后该液体冷却剂通过第一喷射机构喷射在第一冷/热水热交换器的外表面上，并且通过第二喷射机构把由低温再生器分离出来的高浓度液体喷射到外管的内表面上。该液体冷却剂的蒸发使在第一冷/热水热交换器中的水冷却。该冷却剂蒸气由喷射在外管的内表面上的高浓度液体所吸收。在高浓度液体吸收蒸发的冷却剂时所产生的吸收热由在外管的外表面上的气流带走。

此外，在加热工作期间，在利用高温再生器被加热后由相分离器分离的冷却剂蒸气同流过热水装置中的第二冷/热水交换器的冷/热水进行热量交换。该第二冷/热水热交换器是使用一部分冷/热水循环通道而形成的。该液化的冷却剂通过第二喷射机构喷射在外管的内表面上。在被高温再生器加热后由一个相分离器分离的高浓度液体通过第一喷射机构喷射到第一冷/热水热交换器的外表面上。液体冷却剂吸收来自外管的外表面上空气的热量并且当它被喷射到第一冷/热水热交换器的外表面上时发生蒸发，然后由较高浓度的液体所吸收。此时所释放的吸收热使该冷/热水加热。

然而，由于加热工作是在外部空气温度较低(例如在冬季)的条件下进行的，这样这种结构就会另人担心，即由于液体冷却剂的蒸发将使外表面过冷，以及在加热工作期间该冷却剂可能结冰。在现有技术中为防止这种结冰提出了一种结构，其中对液体冷却剂的温度进行测量，并且当该温度低于某个值时，通过导入低浓度液体来防止温度进一步降低。但是这种结构是十分复杂的并且是十分昂贵的。此外，在该结构中使用只在加热模式中工作的一个温水装置来对该冷却剂蒸气进行冷凝，而不是采用低温再生器和冷凝器。因而这种结构又产生了一个问题，即由于该温水装置和必须提供的旁路而使该结构变得更加复杂。

因此，本发明的目的在于提供一种气冷式吸收型空气调节装置，该装置可以解决上述问题，可以使用一个简单结构来完成冷却和加热工作，并且还可以在加热工作期间防止结冰。

可以解决上述问题的气冷式吸收型空气调节装置包括一个可加热吸收液体并可把该液体分离成一种较高浓度的吸收液体和从所述吸收液体中分解出来的冷却剂蒸气的再生器；一个具有外翅片用来把来自所述再生器的该冷却剂蒸气冷凝成液体冷却剂的冷凝器；一个用来通过在循环管中循环的热介质来调节空气温度的空气调节器；以及围绕所述循环管的外圆周同心地形成的具有外翅片的外管。该冷却工作是通过把来自该冷凝器的液体冷却剂喷射到在该循环管与该外管之间的室中的该循环管的外表面上同时把来自所述再生器的吸收液体喷射到所述外管的内表面上从而使在该循环管中循环的热介质冷却的方法来完成。该加热工作是通过把来自该冷凝器的液体冷却剂喷射到该外管的内表面上以及把来自该再生器的吸收液体喷射到在该室中的该循环管的外表面从而使在循环管中循环的热介质加热的方法来完成。

在冷却工作期间，风扇沿着从外管向冷凝器的方向吹出空气，而在加热工作期间，风扇沿着从冷凝器向外管的方向吹出空气。

解决了上述问题的本发明的气冷式吸收型空气调节装置还可以包括一个由该风扇和所述冷凝器与外管的翅片组件所共用的外壳，并且该装置设计成在冷却和加热工作期间在每个方向上的气流都基本上流过所述冷凝器和所述外管上的翅片。

在冷却工作期间，本发明的气冷式吸收型空气调节装置把来自冷凝器的液体冷却剂喷射到循环管的外表面上，并且把来自再生器的较高浓度的吸收液体喷射到在循环管与外管之间形成的室中的外管的内表面上。液体冷却剂在循环管的外表面上蒸发。此时，液体冷却剂从周围区域吸收蒸发热并且使循环管冷却。因此，经过循环管循环的热介质就被冷却并使却冷却空气从空气调节器中流出。当冷却剂蒸气在冷凝器中冷凝时产生的冷凝热和当吸收液体吸收在外管的内表面上的冷却剂蒸气时产生的吸收热都由风扇吹出的沿着从外管向冷凝器方向的空气所带走。使空气从外管向冷凝器流动的原因在于外管比冷凝器更需要冷却。

另一方面，在加热工作期间，来自冷凝器的液体冷却剂喷射在外管的内表面上，而来自再生器的吸收液体喷射在在循环管与外管之间形成的室中的循环管的外表面上。液体冷却剂在外管的内表面上蒸发，而冷却剂蒸气由循环管的外表面上的吸收液体所吸收。因而产生了吸收热，该吸收热使循环管加热而这又加热了流过循环管循环的热介质。因此，暖空气将从空气调节器中流出。外管由于液体冷却剂从外管的内表面上蒸发并且从周围区域吸收蒸发热而被冷却。由于加热工作通常发生在外部的空气温度比较低的条件下(例如在冬季)，这样就担心，如果风扇仍然像冷却工作时的情况一样沿着从外管向冷凝器的方向吹出空气的话，外管将会过冷并且结冰。通过在加热工作期间使空气从冷凝器向外管流动，空气首先在流过冷凝器时受到加热，然后再流向外管。因此，空气可加热外管，从而可防止结冰。

本发明的气冷式吸收型空气调节装置还可以设计成使冷凝器和外管的翅片组件和风扇处于同一个外壳内。而且，在风扇的加热和冷却工作期间，正向和反向气流都流过冷凝器和外管的翅片。因此，不管空气沿什么方向流动，冷凝器和外管的翅片组件都将受到冷却或加热。

图1示出了本发明的气冷式吸收型空气调节装置的设计草图；以及

图2示出了同心管的设计草图。

附图中示出了本发明的一个最佳实施例以及与本公开文件有关的其他信息。

为了说明本发明及其效能，下面说明该气冷式吸收型空气调节装置的一个实例。图1示出了本发明的气冷式吸收型空气调节装置的草图。该气冷式吸收型空气调节装置包括一个由燃烧器1加热的高温再生器10，一种在翅片管型热交换器10a内部流动的低浓度溴化锂水溶液(下文中根据溴化锂的浓度，分别称为低浓度液体，中浓度液体和高浓度液体)，一个把由高温再生器10加热的低浓度液体分离成蒸气和中浓度液体的高温再生相分离器11(下文中称为高温分离器)，一个通过使用来自该高温分离器的蒸汽对在翅片型热交换器20a中流动的中浓度液体重新加热的低温再生器20，一个把由低温再生器20加热的中浓度液体分离成蒸汽和高浓度液体的低温再生相分离器21(此后称为低温分离器)，以及一个使来自该低温分离器21的蒸汽或冷却剂蒸气冷却并液化的冷凝器30。此外，该装置还安装有使用来冷却或加热一个室内装置(图中未示出)的空气的水进行循环的水管2。该室内装置，在其空气温度通过在水管2中循环的水的温度受到调节以后使空气循环，从而完成冷却或加热工作。在一部分水管2中形成有几条平行的通道。同心的外管40设置在水管2的各个平行通道的外部。一个独立的蒸发吸收室42在每个水管2与外管40之间形成。设置有风扇50以用来把空气引向冷凝器30和外管40。翅片31和41设置在冷凝器30和外管40上，以提高其冷却效率。此外，冷凝器30的翅片组件、外管40的翅片组件以及风扇50排成一排安装在外壳51内。在朝向冷凝器30和风扇50的外壳51的侧壁上提供有通气孔51a和51b。

冷凝器30和外管40对于外壳51是不透气的。当风扇50沿箭头g所示方向吹出空气时，外部空气从通气孔51b导入外壳51中，经过翅片41和31，通过通气孔51a排出到外部。与此相反，当该风扇沿箭头h的方向吹出空气时，外部空气从通气孔51a导入，经过翅片31和41，通过通气孔51b排出到外部。

循环泵44设置在从蒸发一吸收室42至高温再生器10之间的液体循环通道43上，用来实现该低浓度液体至高温再生器10的循环。低温热交换器45完成与从低温分离器21流出的高浓度液体之间的热交换，高温热交换器46完成与从高温分离器11流出的中浓度液体之间的热交换。

如图2所示，第一3通阀62设置在从冷凝器30至蒸发-吸收室42之间的水通道61上。通过把第一3通阀62切换到如箭头C所示的流动方向，水就向下滴落于设置在蒸发-吸收室42中水管2的外表面上的一个环形储水盘65中。该水从设置在该储水盘65上的孔65a中流出沿水管2的外表面流动。此外，通过把第一3通阀62切换到箭头d一侧，水就向下滴落于设置在外管40的内表面上的一个环形储水盘66中并且从设置在储水盘66上的孔66a中流出沿外管40的内表面流动。同样，第二3通阀64设置在从低温分离器21经过低温热交换器45供出的高浓度液体的通道63上。通过把该3通阀64切换到箭头e的流动方向，该高浓度液体就向下滴落在蒸发-吸收室42中的外管40的内表面上。通过把该第二3通阀切换到箭头f一侧，该高浓度液体就滴落在水管2的外表面上。此外，电磁阀67a、67b、67c和67d都设置在通向图2中最左边的蒸发-吸收室42的水和液体通道上。

下面说明该气冷式吸收型空气调节装置的工作情况。在冷却工作期间，把第一3通阀62切换到箭头C一侧，而把第二3通阀切换到箭头e一侧。风扇50把空气沿箭头g的方向从外管40吹向冷凝器30，使外管和冷凝器受到冷却。当蒸汽通过燃烧器1的加热从在高温再生器10的翅片管型热交换器10a内流动的低浓度液体中产生时，该高温分离器使蒸汽或冷却剂蒸气和中浓度液体分离。在利用高温热交换器46降低了中浓度液体的温度以后，该液体就流入低温再生器20，随后当该中浓度液体流过翅片管型热交换器20a时，就由来自高温分离器11的蒸汽重新加热。然后，该中浓度液体通过低温分离器21被分离成蒸汽或冷却剂蒸气和高浓度液体。在通过低温热交换器45降低了该高浓度液体的温度以后，该高浓度液体就滴落在外管40的内表面上。该蒸汽或冷却剂蒸气在冷凝器30中受到冷却并且冷凝成液体冷却剂而滴落在蒸发-吸收室42中的水管2的外表面上。该滴落的水由于低压而蒸发并且通过带走蒸发热而使在水管2中流动的水冷却。通过使用在水管2中循环的该冷却水，该室内装置则可进行冷却工作。该蒸汽或冷却剂蒸气立即由高浓度液体吸收。此时，在外管40的内表面上的高浓度液体释放出吸收热。然而该热量由从风扇50吹出的空气所带走。该高浓度液体在吸收了蒸发的冷却剂以后就变成了低浓度液体，然后泵44使该液体循环到低温热交换器45和高温热交换器46中，并在此处提高了其温度。以后该液体再在高温再生器10中选一步受到加热。

下面说明加热工作。在加热工作期间，把第一3通阀62切换到箭头d一侧，把第二3通阀64切换到箭头f一侧。风扇50沿着与冷却工作的方向相反的方向运转，空气沿箭头h的方向从冷凝器30吹向外管40。来自冷凝器30的液体冷却剂滴落在蒸发-吸收室42内的外管40的内表面上并在此处由于低压而蒸发，同时从外管取走与蒸发热相当的热量。因而外管40就被冷却。然而，由于风扇50使由来自冷凝器30的热量产生的暖空气流到外管40上，可使外管40不致发生过冷。该水蒸汽或蒸发的冷却剂立即由在水管2的外表面上的高浓度液体吸收。此时，由该高浓度液体产生的吸收热将使在水管2中流动的水升温。该室内装置通过使用在水管2中循环的该温水便可完成加热工作。

在小容量运行期间，来自高温再生器10中的燃烧器1的热量减少，因而产生的蒸汽或冷却剂蒸气也较少。所以滴入蒸发-吸收室42中的水也减少并且滴入每个蒸发-吸收室42中的水量也不均匀。可能有一个或几个蒸发-吸收室42中没有水滴落。在这种情况下，该高浓度液体在没有稀释的情况下被冷却。这样将产生一个高浓度液体发生结晶的问题。因此在这种情况下，在小容量运行期间，电磁阀67a、67b、67c和67d将被关闭。通过把向其提供以水和液体的蒸发-吸收室42的数量减少，则可使供给每个工作室的水增加，因而可阻止该高浓度液体的结晶。

如上所述，通过使用该实例的气冷式吸收型空气调节装置，外管40首先通过使来自风扇50的空气沿着从该外管至冷凝器30的方向流动而冷却。而且，在加热工作期间，由于空气沿从冷凝器30向外管40的方向流动的结果，使冷凝器30处产生的热量经过外管40，从而可防止外管40过冷和结冰。由于这种设计提供了冷凝器30和外管40在外壳51内的气密密封和风扇使空气流过每组翅片31和41，因而通过通气孔51a导入的外部空气必定沿着从冷凝器30的翅片31向外管40的翅片41的方向流动，所以即使在风扇50的空气流动方向被切换到加热工作状态时，效率仍然是很高的。该装置通过具有一种只是风扇50的转动方向予以改变的结构，可以减少成本。通过具有一种蒸发和吸收都可以在水管2与外管40之间形成的蒸发-吸收室中完成的结构，则可使其结构简单并且使该装置小而轻，同时其成本可以降低。通过在蒸发-吸收室42内互相面对的表面上完成蒸发和吸收，该冷却剂蒸气可以高效率地吸收在该高浓度液体中。

此外，水管2在其表面上被冷却或加热，因而效率很高。通过提供分开的多个蒸发-吸收室42，每个室的容积可以减少因此为承受低压所必须的壁厚也可以减小。通过改变所使用的蒸发-吸收室42的数量(这取决于容量大小)，可以避免液体的结晶。通过在高温再生器10和低温再生器20上提供翅片管型热交换器10a和20a，则与蒸发器型结构相比较，在该装置内必需的溴化锂液体的数量可以减少。因此，运转的起动时间可以减少，装置的重量也可以减轻。通过使用翅片管型热交换器，则可提高液体加热效率。通过对高温再生器10和低温再生器20的翅片管型热交器10a和20a或者高温分离器11和低温分离器21分别使用同样的结构，则可以使生产成本降低。

在所示的实例中，使用了双效吸收循环，但是也可以使用单效吸收循环。再生器也可以具有液体储存型蒸发器结构。同心管的形状不必限于圆筒形。例如，该同心管可以使用具有多边形截面的不同尺寸的同心管来形成。

在该所示实例的小容量运行期间，所使用的蒸发-吸收室42的数量减少1个。但是，根据所需容量情况，该数量可以一次减少1个以上并且也可以通过多个步骤来减少。该室的数量也可以保持为常数而不考虑容量的大小。此外，冷却剂和吸收剂不限于水和溴化锂。

如上面所详述的那样，通过使用本发明的气冷式吸收型空气调节装置，在冷却工作期间通过使风扇将空气沿着从外管至冷凝器的方向流动来首先冷却外管。在加热工作期间，通过使空气沿着从冷凝器向外管的方向流动，使得通过冷凝器而增加了其温度的空气流过该外管，从而可防止在外管上结冰。而且，由于该结构十分简单，只有自风扇流出的空气的流动方向需要改变，因而可以降低成本。

而且，通过使用本发明的气冷式吸收型空气调节装置，该装置应作成使得来自风扇的空气差不多完全流过冷凝器和外管的翅片。此外，该冷凝器和外管的冷却和加热效率很高并且与来自风扇的空气流动方向无关。

应当指出，本发明的实例中的上述内容仅仅是对代表本发明应用的许多可能的具体实施例的说明。本发明不受该实例的限制。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以以根据此文中公开的本发明的原理，而对本发明方便地作出各种变更。

Claims (2)

1.一种完成冷却工作或加热工作的气冷式吸收型空气调节装置，包括：

一个加热吸收液体并且把该液体分离成较高浓度的吸收液体和冷却剂蒸气的再生器；

一个具有外翅片用来把来自所述再生器的该冷却剂蒸气冷凝成液体冷却剂的冷凝器；

一个用来通过在循环管中循环的热介质来调节空气温度的空气调节器；

围绕所述循环管的外圆周同心地形成的具有外翅片的外管，用来在所述循环管与所述外管之间形成室；

一个用来把空气吹向所述冷凝器和所述外管的风扇；

用来完成冷却工作的装置，该冷却工作通过把来自所述冷凝器的液体冷却剂喷射到在所述循环管与所述外管之间形成的所述室中的所述循环管的外表面上以及把来自所述再生器的吸收液体喷射到所述外管的内表面上从而使在该循环管中循环的热介质冷却的方法来完成；

用来完成加热工作的装置，该加热工作通过把来自所述冷凝器的液体冷却剂喷射到所述外管的内表面上以及把来自所述再生器的吸收液体喷射到在所述室中的所述循环管的外表面上从而使在所述循环管中循环的热介质加热的方法来完成；

其中，在冷却工作期间所述风扇沿着从所述外管向所述冷凝器的方向吹出空气，在加热工作期间所述风扇沿着从所述冷凝器向所述外管的方向吹出空气。

2.如权利要求1所述的气冷式吸收型空气调节装置，其特征在于：

所述冷凝器具有外翅片；

所述外管具有外翅片；

所述冷凝器和外管的所述外翅片和所述风扇被容纳在同一个外壳内；以及

借此，所述风扇在该加热和冷却工作期间沿两个方向的空气流都流过所述冷凝器和所述外管的该些翅片。

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