CN117178154A - 吸收式制冷机用吸收器单元、热交换单元以及吸收式制冷机 - Google Patents

吸收式制冷机用吸收器单元、热交换单元以及吸收式制冷机 Download PDF

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CN117178154A CN202280029047.3A CN202280029047A CN117178154A CN 117178154 A CN117178154 A CN 117178154A CN 202280029047 A CN202280029047 A CN 202280029047A CN 117178154 A CN117178154 A CN 117178154A
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Abstract

吸收器单元(1a)具备第一吸收器(13a)和第二吸收器(13b)。第一吸收器(13a)具备第一导热管组(11a)和第一滴下器(12a)。第二吸收器(13b)具备第二导热管组(11b)和第二滴下器(12b)。第一导热管组(11a)具有第一端部(11m)，第二导热管组(11b)具有第二端部(11n)。在第一端部(11m)以及第二端部(11n)中，最短距离(D1)大于最短距离(D2)。最短距离(D1)是第一端部(11m)中相邻的特定的一对导热管(10)的外表面彼此在重力方向上的最短距离。最短距离(D2)是第二端部(11n)中成为与特定的一对导热管(10)相对应的层的一对导热管(10)的外表面彼此在重力方向上的最短距离。

Description

吸收式制冷机用吸收器单元、热交换单元以及吸收式制冷机
技术领域
本发明涉及吸收式制冷机用吸收器单元、热交换单元以及吸收式制冷机。
背景技术
以往，已知有吸收式制冷机。例如，专利文献1中记载有吸收式热泵装置。该吸收式热泵装置具有蒸发器、吸收器、冷凝器、高温再生器以及低温再生器。蒸发器以及吸收器构成为蒸发器以及吸收器分别设置为两层的两层蒸发吸收结构。蒸发器由间壁分割为第一蒸发器(高层侧蒸发器)和第二蒸发器(低层侧蒸发器)。
吸收器由间壁分割为第一吸收器(高层侧吸收器)和第二吸收器(低层侧吸收器)。在该间壁设置有收集经第二吸收器流下的溶液并将其向第一吸收器散布的溶液散布装置。第一蒸发器和第一吸收器经由分离器而连通以供制冷剂蒸气流动，第二蒸发器和第二吸收器也经由分离器连通以供制冷剂蒸气流动。
在高温再生器以及低温再生器中浓缩的浓溶液被从设置于第二吸收器的上部的溶液散布装置散布，并在经第二吸收器流下的期间吸收在第二蒸发器中蒸发的制冷剂蒸气。利用该吸收热量来加热在吸收器内流动的温水。吸收制冷剂蒸气而浓度变稀的溶液被设置于间壁的溶液散布装置收集并被向第一吸收器散布。该散布的溶液在经第一吸收器流下的期间吸收在第一蒸发器中蒸发的制冷剂蒸气，并利用其吸收热量来加热在吸收器内流动的温水。另外，吸收制冷剂蒸气而浓度进一步变稀的稀溶液被暂时贮存于第一吸收器的下部，然后被送至高温再生器以及低温再生器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-202589号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明提供具备多个吸收器并且从抑制导热管未被吸收液润湿的状态的观点来看有利的吸收式制冷机用吸收器单元。
用于解决课题的方案
本发明中的吸收式制冷机用吸收器单元具备：
第一吸收器，其具备：包括以多层以及多列配置的多个导热管的第一导热管组、以及朝向所述第一导热管组滴下吸收液的第一滴下器，所述第一吸收器使被所述第一滴下器滴下的所述吸收液吸收向所述第一导热管组的列方向的一端供给的气相制冷剂；以及
第二吸收器，其具备：包括以多层以及多列配置的多个导热管的第二导热管组、以及朝向所述第二导热管组滴下吸收液的第二滴下器，所述第二吸收器使被所述第二滴下器滴下的所述吸收液吸收向所述第二导热管组的列方向的一端供给的气相制冷剂，
被所述第一滴下器滴下且经所述第一导热管组流下的所述吸收液在被供给到所述第二吸收器后被所述第二滴下器滴下，
被所述第二滴下器滴下且经所述第二导热管组流下的所述吸收液被向所述第二吸收器的外部排出，
所述第一导热管组具有第一端部，所述第一端部包括在所述第一导热管组的列方向的所述一端成为所述多层的所述导热管，
所述第二导热管组具有第二端部，所述第二端部包括在所述第二导热管组的列方向的所述一端成为所述多层的所述导热管，
在所述第一端部中相邻的特定的一对所述导热管的外表面彼此在重力方向上的最短距离大于在所述第二端部中成为与所述特定的一对所述导热管相对应的层的一对所述导热管的外表面彼此在重力方向上的最短距离。
发明效果
根据本发明的吸收式制冷机用吸收器单元，特定的一对导热管的外表面彼此在重力方向上的最短距离较大，因此通过特定的一对导热管的外表面彼此之间的气相制冷剂的流速不易变快。因此，在吸收液经第一导热管组流下时，气相制冷剂不易将吸收液吹飞，从而能够抑制第一导热管组的导热管未被吸收液润湿的状态。
附图说明
图1是示出实施方式1的热交换单元的图。
图2是示出实施方式2的吸收式制冷机的图。
具体实施方式
(作为本发明的基础的见解)
在发明人们想到本发明之时，已知有具有蒸发器以及吸收器分别设置为两层而成的两层蒸发吸收结构的吸收式制冷机。认为根据这样的吸收式制冷机，由于浓缩后的吸收液的浓度与浓度因气相制冷剂的吸收而降低了的吸收液的浓度之差变大，因此能够降低吸收液的循环量。认为其结果是，在吸收器中热交换的效率容易升高，吸收式制冷机容易发挥较高的COP。
另一方面，在吸收式制冷机的技术领域中，由于收纳吸收器等热交换器的壳体的尺寸的限制，低压侧吸收器以及高压侧吸收器中的导热管组的导热管的配置通常被设计为相同。在这样的状况下，发明人们得到了如下构思：利用浓缩后的吸收液的浓度与浓度因气相制冷剂的吸收而降低了的吸收液的浓度之差较大这一情况来提高来自吸收器的热量输出的密度从而使吸收器单元小型化。本发明人们在欲实现该构思时发现存在如下课题：吸收液在低压侧吸收器的导热管组流下时会被气相制冷剂吹飞，从而容易产生导热管未被吸收液润湿的状态。当在吸收器中产生导热管未被吸收液润湿的状态时，吸收器的热交换的效率显著降低。
对构成为浓缩后的吸收液被供给至低压侧吸收器而浓度因气相制冷剂的吸收降低了的吸收液被从高压侧吸收器排出的吸收器单元进行了考虑。在该吸收器单元中，低压侧吸收器中的对数平均温度差(LMTD)大于高压侧吸收器中的LMTD。各LMTD由经导热管组流下的吸收液的温度以及在导热管组中的导热管的内部流动的热介质的温度决定。当低压侧吸收器中的对数平均温度差(LMTD)大于高压侧吸收器中的LMTD时，低压侧吸收器的导热管组中的导热管的周围的吸收液所吸收的气相制冷剂的量容易增多。因此，在低压侧吸收器中的导热管的周围，气相制冷剂的质量流量容易增大。此外，低压侧吸收器中的压力低于高压侧吸收器中的压力，因此在低压侧吸收器中被吸收液吸收的气相制冷剂的密度低于在高压侧吸收器中被吸收液吸收的气相制冷剂的密度。因此，在低压侧吸收器中的特定的导热管的周围，气相制冷剂的体积流量容易增大。其结果是，在低压吸收器的导热管组中流动的气相制冷剂的流速变快，在低压侧吸收器中，吸收液在经导热管组流下时容易被气相制冷剂吹飞，从而会产生上述课题。本发明人们为了解决该课题而构成了本发明的主题。
因此，本发明提供具备多个吸收器并且从抑制导热管未被吸收液润湿的状态的观点来看有利的吸收式制冷机用吸收器单元。
以下，参照附图对实施方式详细地进行说明。但是，有时会省略必要以上的详细说明。例如，有时省略已经公知的事项的详细说明、或对于实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明不必要地冗长，并为了使本领域技术人员的理解容易。需要说明的是，附图以及以下的说明是为了使本领域技术人员充分理解本发明而提供的，并不意在通过这些来限定技术方案所记载的主题。
(实施方式1)
以下，使用图1对实施方式1进行说明。在所附的附图中，Z轴负方向为重力方向。X轴、Y轴以及Z轴相互正交。
[1-1.结构]
如图1所示，吸收式制冷机用吸收器单元1a具备第一吸收器13a和第二吸收器13b。第一吸收器13a以及第二吸收器13b分别例如是管壳式热交换器。第一吸收器13a具备第一导热管组11a和第一滴下器12a。第一导热管组11a包括以多层以及多列配置的导热管10。第一滴下器12a朝向第一导热管组11a滴下吸收液。第一吸收器13a使被第一滴下器12a滴下的吸收液吸收向第一导热管组11a的列方向的一端供给的气相制冷剂。第二吸收器13b具备第二导热管组11b和第二滴下器12b。第二导热管组11b包括以多层以及多列配置的导热管10。第二滴下器12b朝向第二导热管组11b滴下吸收液。第二吸收器13b使被第二滴下器12b滴下的吸收液吸收向第二导热管组11b的列方向的一端供给的气相制冷剂。被第一滴下器12a滴下且经第一导热管组11a流下的吸收液在被供给到第二吸收器13b后，被第二滴下器12b滴下。被第二滴下器12b滴下且经第二导热管组11b流下的吸收液向第二吸收器13b的外部排出。
第一导热管组11a具有第一端部11m。第一端部11m包括在第一导热管组11a的列方向的一端成为多层的导热管10。第二导热管组11b具有第二端部11n。第二端部11n包括在第二导热管组11b的列方向的一端形成为多层的导热管10。如图1所示，在第一端部11m以及第二端部11n中，最短距离D1大于最短距离D2。最短距离D1是第一端部11m中相邻的特定的一对导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离。最短距离D2是第二端部11n中形成与特定的一对导热管10相对应的层的一对导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离。对应的层表示处于距最上层的层数相等的关系的层。
只要最短距离D1大于最短距离D2，则最短距离D1相对于最短距离D2的比并不限定于特定的值。该比例如为1.5～2.5，也可以是1.5～2.0。
吸收器单元1a中的第一吸收器13a以及第二吸收器13b的配置并不限定于特定的方案。如图1所示，例如，以重力方向为基准，第一吸收器13a被配置于吸收器单元1a的上层，第二吸收器13b被配置于吸收器单元1a的下层。
对于具有最短距离D1的特定的一对导热管10在第一端部11m的位置而言，只要特定的一对导热管10在第一端部11m相邻则并不限定于特定的位置。如图1所示，例如，具有最短距离D1的特定的一对导热管10包括比第一端部11m的层数基准的中心靠上方配置的导热管10。例如，在第一端部11m的层数为2n或2n+1的情况下，具有最短距离D1的特定的一对导热管10的至少一方包括从第一端部11m的最上层到第n个的导热管10中的任一个。n是1以上的整数。
如图1所示，具有最短距离D1的特定的一对导热管10例如包括第一端部11m中的最上层的导热管10。
只要最短距离D1大于最短距离D2，则在第一端部11m以及第二端部11n各自中，相邻的导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离并不限定于特定的值。如图1所示，例如，在第一端部11m，多个导热管10在重力方向上等间隔地配置。此外，在第二端部11n中，多个导热管在重力方向上等间隔地配置。第一端部11m中相邻的导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离大于第二端部11n中相邻的导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离。在第一端部11m，多个导热管10在重力方向上也可以以不同的间隔配置，在第二端部11n中，多个导热管10在重力方向上也可以以不同的间隔配置。在本说明书中，导热管10彼此的间隔是指导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离。
只要最短距离D1大于最短距离D2，则在第一导热管组11a以及第二导热管组11b各自中，相邻的导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离并不限定于特定的值。如图1所示，例如，在第一导热管组11a中，多个导热管10在重力方向上等间隔地配置。此外，在第二导热管组11b中，多个导热管10在重力方向上等间隔地配置。第一导热管组11a的同一列中相邻的导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离大于第二导热管组的同一列中相邻的导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离。
在第一导热管组11a以及第二导热管组11b中，导热管10例如相互平行地配置，并在重力方向上呈多层。在第一导热管组11a以及第二导热管组11b中，导热管10例如以在与导热管10的长边方向垂直的平面(ZY平面)中呈正方格子、长方形格子或平行四边形格子的方式配置。导热管10例如是铜或不锈钢制的管。在导热管10的内表面或外表面也可以形成有槽。在第一导热管组11a以及第二导热管组11b各自中，各导热管10的尺寸以及形状可以相同。第一导热管组11a以及第二导热管组11b也可以分别包括尺寸或形状不同的多种导热管10。
对于第一滴下器12a以及第二滴下器12b各自而言，只要能够滴下吸收液则并不限定于特定的结构。第一滴下器12a以及第二滴下器12b分别例如能够通过焊接对不锈钢制的薄板进行冲压加工而得到的部件而制作。
如图1所示，例如，能够提供具备吸收器单元1a和蒸发器单元2的热交换单元5a。蒸发器单元2具备第一蒸发器23a和第二蒸发器23b。第一蒸发器23a生成向第一吸收器13a供给的气相制冷剂。第二蒸发器23b生成向第二吸收器13b供给的气相制冷剂。
第一蒸发器23a通过液相制冷剂与热介质的热交换而生成气相制冷剂。此外，第二蒸发器23b通过液相制冷剂与热介质的热交换而生成气相制冷剂。向第二蒸发器23b供给的热介质的温度在热交换单元5a的稳定运转下比从第一蒸发器23a排出的热介质的温度高。
蒸发器单元2中的第一蒸发器23a以及第二蒸发器23b的配置并不限定于特定的方案。如图1所示，例如，以重力方向为基准，第一蒸发器23a配置于蒸发器单元2的上层，第二蒸发器23b配置于蒸发器单元2的下层。
在热交换单元5a的内部填充有制冷剂以及吸收液。制冷剂例如是氢氟烃(HFC)等氟利昂系制冷剂或水以及氨等自然制冷剂。另外，吸收液例如是溴化锂水溶液或离子流体。
如图1所示，热交换单元5a例如具备壳体30。壳体30具有隔热性以及耐压性。在壳体30的内部贮存有液相制冷剂以及吸收液。此外，壳体30的内部的气相制冷剂相对于大气压的空气等外部气体隔离。
第一蒸发器23a以及第二蒸发器23b分别例如是管壳式热交换器。例如，在使用水等常温(20℃±15℃)下的饱和蒸气压为负压的制冷剂的情况下，在满液式的管壳式热交换器中，液相制冷剂的水位头对蒸发压力的影响容易变大。因此，在使用水等制冷剂的情况下，第一蒸发器23a以及第二蒸发器23b分别为喷雾式或散布式的管壳式热交换器是有利的。
如图1所示，第一蒸发器23a例如具备第三导热管组21a和第三滴下器22a。第二蒸发器23b例如具备第四导热管组21b和第四滴下器22b。第三导热管组21a以及第四导热管组21b分别包括以多层以及多列配置的导热管20。在第三导热管组21a以及第四导热管组21b各自中，导热管20例如相互平行地配置，并在重力方向上呈多层。在第三导热管组21a以及第四导热管组21b各自中，导热管20例如以在与导热管20的长边方向垂直的平面(ZY平面)中呈正方格子、长方形格子或平行四边形格子的方式配置。导热管20例如是铜或不锈钢制的管。在导热管20的内表面或外表面也可以形成有槽。
第三滴下器22a朝向第三导热管组21a滴下液相制冷剂。第四滴下器22b朝向第四导热管组21b滴下液相制冷剂。对于第三滴下器22a以及第四滴下器22b各自而言，只要能够滴下液相制冷剂则并不限定于特定的结构。第三滴下器22a以及第四滴下器22b分别例如能够通过焊接对不锈钢制的薄板进行冲压加工而得到的部件而制作。
如图1所示，热交换单元5a还具备第一供给路16、排出路17以及泵18。第一供给路16是向吸收器单元1a供给吸收液的路径。第一供给路16例如由具有隔热性以及耐压性的管构成。
排出路17是从吸收器单元1a排出吸收液的路径。排出路17例如由具有隔热性以及耐压性的管构成。
泵18例如配置于排出路17。泵18例如是速度型的屏蔽泵。通过泵18的工作，贮存于吸收器单元1a的吸收液被压送并通过排出路17。
如图1所示，热交换单元5a还具备第二供给路26、循环路27以及泵28。第二供给路26是向蒸发器单元2的内部供给液相制冷剂的路径。第二供给路26例如与第二蒸发器23b连接。第二供给路26例如由具有隔热性以及耐压性的管构成。
循环路27例如与第二蒸发器23b连接。循环路27例如由具有隔热性以及耐压性的管构成。
泵28对贮存于第二蒸发器23b的液相制冷剂进行压送而使其通过循环路27。泵28例如是速度型的屏蔽泵。如图1所示，泵28例如配置于循环路27。通过泵28的工作，贮存于第二蒸发器23b的液相制冷剂通过循环路27，并被引导至第一蒸发器23a的第三滴下器22a。
如图1所示，热交换单元5a例如还具备第一分离器31、第二分离器32、第一蒸气流路33以及第二蒸气流路34。第一蒸气流路33是将在第一蒸发器23a中产生的气相制冷剂向第一吸收器13a引导的路径。第一蒸气流路33使第一蒸发器23a的内部与第一吸收器13a的内部连通。第二蒸气流路34是将在第二蒸发器23b中产生的气相制冷剂向第二吸收器13b引导的路径。第二蒸气流路34使第二蒸发器23b的内部与第二吸收器13b的内部连通。第一蒸气流路33以及第二蒸气流路34由铁钢等金属材料形成为具有隔热性以及耐压性。
第一分离器31以及第二分离器32分别是气液分离器，抑制蒸发器单元2中的液相制冷剂的液滴被气相制冷剂的流动拖曳而被搬运至吸收器单元1a的情况。第一分离器31配置于第一蒸气流路33。第二分离器32配置于第二蒸气流路34。第一分离器31以及第二分离器32分别例如能够通过焊接对不锈钢制的薄板进行冲压加工而得到的部件而制作。
[1-2.动作]
对于以上那样构成的热交换单元5a，以下基于图1对其动作、作用进行说明。
热交换单元5a在夜间等特定的期间被放置了的情况下，热交换单元5a的内部的温度以大致室温相等且均匀，其内部的压力也变得均匀。例如，在室温为25℃的情况下，热交换单元5a的内部也以25℃变得均匀。在使用热交换单元5a时，在第三导热管组21a以及第四导热管组21b的导热管20的内部流动有从热交换单元5a的外部吸收了热量的水等热介质。该热介质例如以12℃流入第四导热管组21b，并在通过第四导热管组21b后，流入第三导热管组21a。另一方面，在吸收器单元1a中的第一导热管组11a以及第二导热管组11b的导热管10的内部流动有向热交换单元5a的外部散热了的水等热介质。该热介质例如以32℃流入第二导热管组11b。
当开始使用热交换单元5a时，最初，贮存于第二蒸发器23b的液相制冷剂被吸入泵28，液相制冷剂通过循环路27并被供给至第三滴下器22a。由此，液相制冷剂从第三滴下器22a朝向第三导热管组21a滴下。朝向第三导热管组21a滴下的液相制冷剂在导热管20的外表面形成液膜并流下。在液相制冷剂经导热管20的外表面流下的期间，液相制冷剂从在导热管20中流动的水等热介质吸收热量而蒸发，从而产生气相制冷剂。没有蒸发净的液相制冷剂被向第四滴下器22b供给。被供给到第四滴下器22b的液相制冷剂从第四滴下器22b朝向第四导热管组21b滴下。朝向第四导热管组21b滴下的液相制冷剂在导热管20的外表面形成液膜并流下。在液相制冷剂经导热管20的外表面流下的期间，液相制冷剂从在导热管20中流动的水等热介质吸收热量而蒸发，从而产生气相制冷剂。没有蒸发净的液相制冷剂被贮存于壳体30的下部。
接着，吸收液通过第一供给路16而被向吸收器单元1a供给。被供给到吸收器单元1a的吸收液的温度以及溶质的浓度例如分别为50℃以及63质量％左右。被供给到吸收器单元1a的吸收液贮存于第一滴下器12a，并朝向第一导热管组11a滴下。滴下的吸收液在经第一导热管组11a中的导热管10的外表面流下的期间吸收在第一蒸发器23a中产生的气相制冷剂。由此，溶质的浓度降低了的吸收液被贮存于第二滴下器12b。贮存于第二滴下器12b的吸收液的温度以及溶质的浓度例如分别为44℃以及59质量％左右。贮存于第二滴下器12b的吸收液朝向第二导热管组11b滴下。滴下的吸收液在经第二导热管组11b中的导热管的外表面流下的期间吸收在第二蒸发器23b中产生的气相制冷剂。由此，溶质的浓度进一步降低了的吸收液被贮存于壳体30的下部。贮存于壳体30的下部的吸收液借助于泵18的工作而通过排出路17并向吸收器单元1a的外部排出。排出的吸收液的温度以及溶质的浓度例如分别为37℃以及55质量％左右。
当吸收液经第一导热管组11a或第二导热管组11b的导热管的外表面流下时，在第一蒸发器23a或第二蒸发器23b中产生的气相制冷剂被吸收液吸收。吸收液吸收气相制冷剂欲使吸收液的温度上升，但同时，吸收液借助在第一导热管组11a或第二导热管组11b的导热管10的内部流动的热介质而冷却。因此，连续地发生由过冷却状态的吸收液进行的气相制冷剂的吸收，热交换单元5a的内部的压力降低。由此，经第三导热管组21a以及第四导热管组21b的导热管20的外表面流下的液相制冷剂蒸发。液相制冷剂的蒸发欲使液相制冷剂的温度降低，但同时，液相制冷剂被在第三导热管组21a以及第四导热管组21b的导热管20的内部流动的热介质加热。由此，连续地发生液相制冷剂的蒸发，热交换单元5a的内部的压力被保持在规定的范围，热交换单元5a的内部的状态成为稳定状态。
在稳定状态下，在第四导热管组21b中，热介质的温度从12℃降低至9.75℃左右。此外，在第三导热管组21a中，热介质的温度从9.75℃左右降低至7℃左右。其结果是，在稳定状态下，贮存于第二蒸发器23b的液相制冷剂的温度为7.6℃左右，第二蒸发器23b中的气相制冷剂的压力为7.6℃左右的液相制冷剂的饱和蒸气压即1044Pa左右。因此，第二蒸发器23b中的气相制冷剂的密度为0.00806kg/m3左右。另一方面，在稳定状态下，贮存于第一蒸发器23a的液相制冷剂的温度为6.1℃左右，第一蒸发器23a中的气相制冷剂的压力为6.1℃左右的液相制冷剂的饱和蒸气压即942Pa左右。因此，第一蒸发器23a中的气相制冷剂的密度为0.00731kg/m3左右。
在稳定状态下，在第二导热管组11b的导热管10的内部流动的热介质的温度从32℃上升至34.25℃。此外，在第一导热管组11a的导热管10的内部流动的热介质的温度从34.25℃上升至36.5℃。在稳定状态下，贮存于第一滴下器12a并朝向第一导热管组11a滴下的吸收液的温度为50℃。另一方面，在稳定状态下，借助在第一导热管组11a的导热管10的内部流动的热介质而冷却后贮存于第二滴下器12b并朝向第二导热管组11b滴下的吸收液的温度为44℃。朝向第二导热管组11b滴下后借助在第一导热管组11b的导热管10的内部流动的热介质而冷却并贮存于壳体30的下部的吸收液的温度为37℃。因此，与第二吸收器13b中的吸收液与热介质的热交换相关的LMTD为7.1K左右。另一方面，与第一吸收器13a中的吸收液与热介质的热交换相关的LMTD为11.5K左右。
向在第一导热管组11a或第二导热管组11b的导热管10的内部流动的热介质散热的散热量QA通过QA＝qm·ΔH＝K·A·LMTD求出。在此，qm是在蒸发器中生成并被吸收器吸收的气相制冷剂的质量流量[kg/s]，ΔH是第一吸收器13a或第二吸收器13b中的气相制冷剂以及吸收液的焓(enthalpy)变化量。此外，K是第一导热管组11a或第二导热管组11b的热传递率[W/(m2·K)]，A是第一导热管组11a或第二导热管组11b中的导热管10的外表面的面积[m2]。
第一吸收器13a或第二吸收器13b中的气相制冷剂以及吸收液的焓变化量ΔH表示为ΔH＝HR+{Hs1·W2/(W1-W2)}-Hs2·W1/(W1-W2)。在此，HR是气相制冷剂的焓[kJ]，Hs1是由于气相制冷剂的吸收而被稀释前的高浓度的吸收液的焓[kJ]。Hs2是由于气相制冷剂的吸收而被稀释后的低浓度的吸收液的焓[kJ]。W1是高浓度的吸收液的溶质的质量浓度[％]，W2是低浓度的吸收液的质量浓度[％]。
在蒸发器中生成并被第一吸收器13a或第二吸收器13b吸收的气相制冷剂的质量流量qm由qm＝qv·ρ＝u·NR·s·L·ρ表示。在此，qv是气相制冷剂的体积流量[m3/s]，ρ是气相制冷剂的密度[kg/m3]，u是气相制冷剂通过导热管10彼此之间的速度[m/s]。此外，NR是第一导热管组11a或第二导热管组11b中的导热管10的层数，L是导热管10的长度[m]，s是在重力方向上相邻的一对导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离[m]。第一导热管组11a或第二导热管组11b中的导热管10的面积A[m2]例如能够表示为A＝π·d·L·NR·NC。在此，d是导热管10的外径[m]，NC是导热管10的列数。
根据上述式子，能够导出u＝K·LMTD·π·d·NC/(ΔH·ρ·s)这样的关系式。在该关系式中，π是常数，并且假定在第一导热管组11a以及第二导热管组11b中，热传递率K[W/(m2·K)]相等且导热管10的外径d[m]相等。此外，假定第一导热管组11a以及第二导热管组11b中的导热管10的列数相等。从壳体尺寸的限制的观点考虑，设想在两层蒸发吸收结构中，将低压侧吸收器以及高压侧吸收器的导热管组中的导热管的列数设计为相等。可以假定稳定状态下的第一吸收器13a以及第二吸收器13b中的焓变化量ΔH大致相同。在该情况下，第一导热管组11a中的导热管10彼此之间的气相制冷剂的流速uL以及第二导热管组11b中的导热管10彼此之间的气相制冷剂的流速uH具有如下关系：uL/uH＝(LMTDL·pH·sH)/(LMTDH·ρL·sL)。在该关系式中，后缀L表示是与第一吸收器13a相关的值，后缀H表示是与第二吸收器13b相关的值。在稳定状态下，在假设最短距离sL与最短距离sH相同的情况下，第一导热管组11a中的导热管10彼此之间的气相制冷剂的流速uL为第二导热管组11b中的导热管10彼此之间的气相制冷剂的流速uH的1.78倍左右。
[1-3.效果等]
如上所述，在本实施方式中，吸收式制冷机用吸收器单元1a具备第一吸收器13a和第二吸收器13b。第一吸收器13a具备第一导热管组11a和第一滴下器12a。第一导热管组11a包括以多层以及多列配置的导热管10。第一滴下器12a朝向第一导热管组11a滴下吸收液。第一吸收器13a使被第一滴下器12a滴下的吸收液吸收向第一导热管组11a的列方向的一端供给的气相制冷剂。第二吸收器13b具备第二导热管组11b和第二滴下器12b。第二导热管组11b包括以多层以及多列配置的导热管10。第二滴下器12b朝向第二导热管组11b滴下吸收液。第二吸收器13b使被第二滴下器12b滴下的吸收液吸收向第二导热管组11b的列方向的一端供给的气相制冷剂。被第一滴下器12a滴下且经第一导热管组11a流下的吸收液在被供给到第二吸收器13b后，被第二滴下器12b滴下。被第二滴下器12b滴下且经第二导热管组11b流下的吸收液向第二吸收器13b的外部排出。
第一导热管组11a具有第一端部11m。第一端部11m包括在第一导热管组11a的列方向的一端形成为多层的导热管10。第二导热管组11b具有第二端部11n。第二端部11n包括在第二导热管组11b的列方向的一端形成为多层的导热管10。在第一端部11m以及第二端部11n中，最短距离D1大于最短距离D2。最短距离D1是第一端部11m中相邻的特定的一对导热管10的外表面彼此的重力方向上的最短距离。最短距离D2是在第二端部11n中构成与特定的一对导热管10相对应的层的一对导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离。
由此，第一端部11m中相邻的特定的一对导热管10彼此之间的气相制冷剂的流速不易变快。例如，将最短距离D1调整为最短距离D2的1.78倍。在该情况下，能够使具有最短距离D1的特定的一对导热管10彼此之间的气相制冷剂的流速与第二端部11n中构成与特定的一对导热管10相对应的层的一对导热管10彼此之间的气相制冷剂的流速大致相同。因此，容易抑制吸收液被具有最短距离D1的特定的一对导热管10之间的气相制冷剂吹飞从而导热管10未被吸收液润湿的状态。气相制冷剂在第一导热管组11a中首先通过第一端部11m中的导热管10彼此之间。因此，第一端部11m中的特定的一对导热管10的最短距离D1大于最短距离D2这一情况从抑制导热管10未被吸收液润湿的状态的观点来看是有效的。
如本实施方式所示，第一吸收器13a也可以面向第一分离器31。此外，第一端部11m也可以是在第一导热管组11a中最接近第一分离器31的列。气相制冷剂通过第一分离器31并被引导至第一吸收器13a。在第一导热管组11a中最接近第一分离器31的列即第一端部11m存在具有最短距离D1的特定的一对导热管10这一情况从抑制导热管10未被吸收液润湿的状态的观点来看是有效的。
如本实施方式所示，具有最短距离D1的特定的一对导热管10可以包括配置于比第一端部11m的层数基准的中心靠上方的位置的导热管10。由此，配置于比第一端部11m的层数基准的中心靠上方的位置的导热管10成为未被吸收液润湿的状态，从而能够抑制该导热管10的下方的导热管10也成为未被吸收液润湿的状态的情况。这是因为，在第一导热管组11a中，吸收液从上方的导热管10朝向下方的导热管10流下。
如本实施方式所示，具有最短距离D1的特定的一对导热管10可以包括第一端部11m中的最上层的导热管10。由此，第一端部11m的最上层的导热管10不易成为未被吸收液润湿的状态，从而也能够抑制该导热管10的下方的导热管10成为未被吸收液润湿的状态的情况。
如本实施方式所示，也可以是，在第一端部11m中，多个导热管10在重力方向上等间隔地配置，并且在第二端部11n中，多个导热管在重力方向上等间隔地配置。此外，也可以是，第一端部11m中相邻的导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离大于第二端部11n中相邻的导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离。由此，对于第一端部11m整体，相邻的导热管10彼此之间的气相制冷剂的流速不易变快，从而容易抑制导热管10未被吸收液润湿的状态。
如本实施方式所示，也可以是，在第一导热管组11a中，多个导热管10在重力方向上等间隔地配置，在第二导热管组11b中，多个导热管10在重力方向上等间隔地配置。此外，也可以是，第一导热管组11a的同一列中相邻的导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离大于第二导热管组11b的同一列中相邻的导热管10的外表面彼此在重力方向上的最短距离。
如本实施方式所示，也可以提供具备吸收器单元1a、第一蒸发器23a以及第二蒸发器23b的热交换单元5a。在该情况下，可以是，第一蒸发器23a生成向第一吸收器13a供给的气相制冷剂。此外，可以是，第二蒸发器23b生成向第二吸收器13b供给的气相制冷剂。由此，具备热交换单元5a的吸收式制冷机容易发挥较高的COP。
如本实施方式所示，第一蒸发器23a可以通过液相制冷剂与热介质的热交换生成气相制冷剂，第二蒸发器23b可以通过液相制冷剂与热介质的热交换生成气相制冷剂。此外，向第二蒸发器23b供给的热介质的温度可以高于从第一蒸发器23a排出的热介质的温度。在该情况下，向第一吸收器13a供给的气相制冷剂的密度容易变得比向第二吸收器13b供给的气相制冷剂的密度低。但是，由于最短距离D1大于最短距离D2，因此容易抑制在第一导热管组11a中导热管10成为未被吸收液润湿的状态的情况。
(实施方式2)
以下，使用图2对实施方式2进行说明。
[2-1.结构]
如图2所示，吸收式制冷机100例如具备热交换单元5a。吸收式制冷机100例如还具备再生器80以及冷凝器90。吸收式制冷机100例如为单效循环的吸收式制冷机。吸收式制冷机100也可以是双效循环或三效循环的吸收式制冷机。在使用气体燃烧器作为再生器80的热源时，吸收式制冷机100可以是气体式冷机。
[2-2.动作]
对于以上那样构成的吸收式制冷机100，以下对其动作、作用进行说明。贮存于吸收器单元1a的吸收液通过排出路17被引导至再生器80。在再生器80中，通过加热来提高吸收液的溶质的浓度。溶质的浓度被提高了的吸收液通过第一供给路16被引导至吸收器单元1a。另一方面，利用再生器80中的吸收液的加热而产生气相制冷剂。该气相制冷剂被引导至冷凝器90，在冷凝器90中被冷却而冷凝，从而生成液相制冷剂。液相制冷剂例如在被减压后，通过第二供给路26被引导至蒸发器单元2。
[2-3.效果]
如上所述，在本实施方式中，吸收式制冷机100具备热交换单元5a。由此，能够抑制热交换单元5a的吸收器单元1a中导热管10未被吸收液润湿的状态，从而吸收器单元1a中的热交换性能容易被维持得较高。因此，吸收式制冷机100容易发挥较高的节能性，吸收式制冷机100的性能系数(COP)容易升高。
如上所述，作为在本申请中公开的技术的例示，对实施方式1以及2进行了说明。但是，本发明中的技术并不限定于此，也能够应用于进行了变更、置换、附加、省略等的实施方式。
工业实用性
本发明能够应用于适合大厦的中央空调机以及工艺冷却用的冷机等的吸收式制冷机。

Claims (8)

1.一种吸收式制冷机用吸收器单元，具备：
第一吸收器，其具备：包括以多层以及多列配置的多个导热管的第一导热管组、以及朝向所述第一导热管组滴下吸收液的第一滴下器，所述第一吸收器使被所述第一滴下器滴下的所述吸收液吸收向所述第一导热管组的列方向的一端供给的气相制冷剂；以及
第二吸收器，其具备：包括以多层以及多列配置的多个导热管的第二导热管组、以及朝向所述第二导热管组滴下吸收液的第二滴下器，所述第二吸收器使被所述第二滴下器滴下的所述吸收液吸收向所述第二导热管组的列方向的一端供给的气相制冷剂，
被所述第一滴下器滴下且经所述第一导热管组流下的所述吸收液在被供给到所述第二吸收器后被所述第二滴下器滴下，
被所述第二滴下器滴下且经所述第二导热管组流下的所述吸收液被向所述第二吸收器的外部排出，
所述第一导热管组具有第一端部，所述第一端部包括在所述第一导热管组的列方向的所述一端成为所述多层的所述导热管，
所述第二导热管组具有第二端部，所述第二端部包括在所述第二导热管组的列方向的所述一端成为所述多层的所述导热管，
在所述第一端部中相邻的特定的一对所述导热管的外表面彼此在重力方向上的最短距离大于在所述第二端部中成为与所述特定的一对所述导热管相对应的层的一对所述导热管的外表面彼此在重力方向上的最短距离。
2.根据权利要求1所述的吸收式制冷机用吸收器单元，其中，
所述特定的一对所述导热管包括比所述第一端部的层数基准的中心靠上方配置的所述导热管。
3.根据权利要求1或2所述的吸收式制冷机用吸收器单元，其中，
所述特定的一对所述导热管包括所述第一端部中的最上层的所述导热管。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的吸收式制冷机用吸收器单元，其中，
在所述第一端部中，多个所述导热管在重力方向上等间隔地配置，
在所述第二端部中，多个所述导热管在重力方向上等间隔地配置，
在所述第一端部中相邻的所述导热管的外表面彼此在重力方向上的最短距离大于在所述第二端部中相邻的所述导热管的外表面彼此在重力方向上的最短距离。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的吸收式制冷机用吸收器单元，其中，
在第一导热管组中，多个所述导热管在重力方向上等间隔地配置，
在第二导热管组中，多个所述导热管在重力方向上等间隔地配置，
在所述第一导热管组的同一列中相邻的所述导热管的外表面彼此在重力方向上的最短距离大于在所述第二导热管组的同一列中相邻的所述导热管的外表面彼此在重力方向上的最短距离。
6.一种热交换单元，具备：
权利要求1～5中任一项所述的吸收式制冷机用吸收器单元；
第一蒸发器，其生成向所述第一吸收器供给的所述气相制冷剂；以及
第二蒸发器，其生成向所述第二吸收器供给的所述气相制冷剂。
7.根据权利要求6所述的热交换单元，其中，
所述第一蒸发器通过液相制冷剂与热介质的热交换而生成所述气相制冷剂，
所述第二蒸发器通过液相制冷剂与热介质的热交换而生成所述气相制冷剂，
向所述第二蒸发器供给的所述热介质的温度高于从所述第一蒸发器排出的所述热介质的温度。
8.一种吸收式制冷机，其具备权利要求6或7所述的热交换单元。
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