ITTO970622A1

ITTO970622A1 - Apparecchio condizionatore d'aria del tipo ed assorbimento avente rige neratori a tubi alettati del liquido di assorbimento.

Info

Publication number: ITTO970622A1
Application number: IT97TO000622A
Authority: IT
Inventors: Katsusuke Ishiguro; Takehiro Sato; Akira Maruyama
Original assignee: Paloma Ind Limited
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 1999-01-11
Also published as: CN1172235A; JPH1026437A; US5794456A; ES2153249A1; CN1155780C; KR980010256A; ES2153249B1; KR100243523B1; IT1293437B1; TW347072U

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Apparecchio condizionatore d'aria del tipo ad assorbimento avente rigeneratori a tubi alettati del liquido di assorbimento",

TESTO DELLA DESCRIZIONE

CAMPO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione è relativa ad un apparecchio condizionatore d'aria del tipo ad assorbimento che è in grado di effettuare sia operazioni di raffreddamento sia operazioni di riscaldamento.

SFONDO DELL'INVENZIONE

In un apparecchio condizionatore d'aria del tipo ad assorbimento convenzionale, si utilizza un mezzo di assorbimento per ridurre la pressione interna in una camera in modo tale che il refrigerante liquido evapori. In tale apparecchio, si utilizza spesso un sistema a due stadi, nel quale il calore viene liberato e riciclato quando il vapore di refrigerante condensa. La Fig. 3 illustra, in termini schematici, il progetto di un apparecchio condizionatore d'aria del tipo ad assorbimento a due stadi convenzionale che utilizza acqua come refrigerante e bromuro di litio come mezzo di assorbimento. Questo apparecchio condizionatore d'aria del tipo ad assorbimento comprende un rigeneratore ad alta temperatura 10, un separatore di fase 11 del rigeneratore ad alta temperatura (da qui in avanti talvolta chiamato "separatore ad alta temperatura") , un rigeneratore a bassa temperatura 20, un condensatore 30, una camera di evaporazione 40, ed una camera di assorbimento 50. Il rigeneratore ad alta temperatura 10 ed il rigeneratore a bassa temperatura 20 comprendono entrambi una caldaia del tipo ad immagazzinaggio di liquido. Un bruciatore 1 riscalda una prima soluzione (a bassa concentrazione) di acqua e bromuro di litio in una caldaia 10a. Il separatore ad alta temperatura 11 separa il liquido a bassa concentrazione riscaldato nel rigeneratore ad alta temperatura 10 in vapore acqueo o vapore di refrigerante ed un secondo liquido di assorbimento, che ha una concentrazione di acqua inferiore ed una concentrazione del mezzo di assorbimento superiore rispetto al primo liquido di assorbimento, e che sarà chiamato talvolta liquido di assorbimento a "media concentrazione".

Nel separatore a bassa temperatura 20, il vapore acqueo o vapore di refrigerante scorre attraverso un tubo 20b e riscalda nuovamente il liquido di assorbimento a media concentrazione all'interno della caldaia 20a. Il rigeneratore a bassa temperatura 20 separa il liquido a media concentrazione nuovamente riscaldato in vapore acqueo o vapore di refrigerante ed un terzo liquido di assorbimento che ha una concentrazione di acqua inferiore ed una concentrazione del mezzo di assorbimento superiore al secondo liquido di assorbimento. Il terzo liquido di assorbimento sarà chiamato talvolta "liquido di assorbimento ad alta concentrazione" .

Il condensatore 30 raffredda e liquefà il vapore acqueo o vapore di refrigerante prodotto nel rigeneratore a bassa temperatura 20. L'acqua o il refrigerante liquido dal condensatore 30 evapora in una camera di evaporazione 40. Il vapore acqueo o il vapore di refrigerante prodotto nella camera di evaporazione 40 è assorbito in un liquido di assorbimento ad alta concentrazione in una camera di assorbimento 50

Una pompa di circolazione 52, uno scambiatore di calore a bassa temperatura 53 ed uno scambiatore di calore ad alta temperatura 54 sono posizionati lungo un passaggio 51 di circolazione del liquido tra la camera di assorbimento 50 ed il rigeneratore ad alta temperatura 10. La pompa di circolazione 52 fa circolare il liquido di assorbimento a bassa concentrazione formatosi nella camera di assorbimento 50 verso il rigeneratore ad alta temperatura 10. Il liquido di assorbimento ad alta concentrazione formatosi nel rigeneratore a bassa temperatura 20 trasferisce calore al liquido di assorbimento a bassa concentrazione nello scambiatore di calore a bassa temperatura 53. Il liquido di assorbimento a media concentrazione formatosi nel separatore ad alta temperatura 11 trasferisce calore al liquido a bassa concentrazione nello scambiatore di calore ad alta temperatura 54. Una valvola di riduzione di pressione 13 è posizionata in un passaggio 12 di circolazione del liquido tra lo scambiatore di calore ad alta temperatura 54 ed il rigeneratore a bassa temperatura 20.

Il vapore acqueo o vapore di refrigerante scorre in modo selettivo dal separatore ad alta temperatura 11 alla camera di evaporazione 40 attraverso una linea di bypass 14, a seconda dello stato di una valvola a tre vie 15 prevista su un lato a monte della linea di bypass 14. La valvola a tre vie di bypass 15 passa da uno stato ad un altro quando l'apparecchio condizionatore d'aria si sposta tra un modo operativo di raffreddamento ed un modo operativo di riscaldamento.

Sono previsti tubi 41 per l'acqua nella camera di evaporazione 40. L'acqua utilizzata come mezzo di controllo della temperatura per un'unità per una stanza (non illustrata) scorre attraverso i tubi 41 per l'acqua. L'unità per una stanza effettua operazioni di raffreddamento e riscaldamento a seconda se l'acqua che circola nei tubi 41 raffrredda o riscalda l'aria che viene fatta circolare attraverso l'unità per una stanza.

Un ventilatore 60 raffredda il condensatore 30 e la camera di assorbimento 50. Le alette 30a sul condensatore 30 e le alette 50a sulla camera di assorbimento 50 migliorano l'efficienza della funzione di raffreddamento dell'aria fornita dal ventilatore 60.

Il funzionamento dell'apparecchio condizionatore d'aria del tipo ad assorbimento di Fig. 3 è il seguente.

Durante un'operazione di raffreddamento, la valvola a tre vie di bypass 15 si trova in uno stato tale da far sì che il vapore acqueo o vapore di refrigerante generato nel separatore ad alta temperatura 11 scorra verso il rigeneratore a bassa temperatura 20 come indicato dalla freccia a. Contemporaneamente, il ventilatore 60 funziona in modo da generare il raffreddamento dell'aria del condensatore 30 e della camera di assorbimento 50. Il bruciatore 1 riscalda un liquido ad alta concentrazione nel rigeneratore ad alta temperatura 10 (caldaia 10a), e si forma vapore acqueo o vapore di refrigerante. Il liquido a bassa concentrazione si separa in vapore acqueo o vapore di refrigerante ed un liquido di assorbimento a media concentrazione nel separatore ad alta temperatura 11. Il liquido a media concentrazione trasferisce 11 proprio calore ad un liquido a bassa concentrazione quando passa attraverso lo scambiatore di calore ad alta temperatura 54, e quindi il liquido a media concentrazione scorre nel rigeneratore a bassa temperatura 20. Il liquido a media concentrazione viene nuovamente riscaldato nel rigeneratore a bassa temperatura 20 dal vapore prodotto nel separatore ad alta temperatura 11, ed il liquido a inedia concentrazione pertanto si separa in vapore acqueo o vapore di refrigerante ed un liquido di assorbimento ad alta concentrazione. Il liquido ad alta concentrazione trasferisce il proprio calore al liquido di assorbimento a bassa concentrazione quando il liquido ad alta concentrazione passa attraverso lo scambiatore di calore a bassa temperatura 53, e il liquido ad alta concentrazione viene quindi fatto sgocciolare nella camera di assorbimento 50.

D'altra parte, il vapore acqueo o vapore di refrigerante viene raffreddato e liquefatto nel condensatore 30, e l'acqua o il refrigerante liquido risultante scorre nella camera di evaporazione 40. L'acqua o il refrigerante liquido che entra nella camera di evaporazione 40 evapora poiché la pressione dell'aria o del vapore nella camera di evaporazione 40 è bassa. L'evaporazione dell'acqua o del refrigerante liquido nella camera di evaporazione toglie calore dall'acqua che scorre attraverso i tubi 41 per l'acqua. La temperatura dell'acqua che scorre attraverso i tubi 41 per l'acqua diminuisce come risultato. Il vapore acqueo o vapore di refrigerante dalla camera di evaporazione 40 scorre nella camera di assorbimento 50, dove il vapore acqueo o vapore di refrigerante viene assorbito in un liquido di assorbimento ad alta concentrazione. Il calore liberato quando si assorbe il vapore acqueo o vapore di refrigerante nel liquido ad alta concentrazione viene condotto dalla camera di assorbimento 50 dalle alette 50a e passa nell'aria che viene fatta circolare dal ventilatore 60.

Dopo aver assorbito vapore acqueo o vapore di refrigerante, il liquido ad alta concentrazione diventa un liquido a bassa concentrazione. Il liquido a bassa concentrazione risultante viene fatto circolare dalla pompa di circolazione 52 attraverso lo scambiatore di calore a bassa temperatura 53 e lo scambiatore di calore ad alta temperatura 54 in modo da scorrere nel rigeneratore ad alta temperatura 10. Il liquido a bassa concentrazione riceve calore sia nello scambiatore di calore a bassa temperatura 53 sia nello scambiatore di calore ad alta temperatura 54, e viene inoltre riscaldato nel rigeneratore ad alta temperatura 10.

Il funzionamento dell'apparecchio di Fig. 3 quando si trova in un modo di riscaldamento è il seguente. La valvola a tre vie di bypass 15 è disposta in modo che il vapore scorra direttamente nella camera di evaporazione 40 tramite la linea di bypass 14. In aggiunta, il ventilatore 60 viene disattivato durante il modo di riscaldamento dell'apparecchio. Il vapore acqueo o vapore di refrigerante condensa nella camera 40 ed il calore liberato tramite condensazione e/o il calore latente nel vapore acqueo o vapore di refrigerante viene trasferito per riscaldare l'acqua che scorre attraverso i tubi 41 per l'acqua. L'acqua riscaldata scorre quindi dai tubi 41 per l'acqua all'unità per una stanza. Dopo che il vapore acqueo o vapore di refrigerante viene raffreddato e liquefatto nella camera 40, l'acqua o il refrigerante liquido scorre nella camera di assorbimento 50 per mescolarsi con un liquido di assorbimento ad alta concentrazione.

Gli apparecchi condizionatori d'aria convenzionali del tipo sopra descritto sono generalmente piuttosto pesanti e contengono inoltre un volume piuttosto grande di mezzo di assorbimento. Il peso dell'apparecchio convenzionale rende difficile trasportare ed installare l'apparecchio, ed il grande volume di liquido di assorbimento fa sì che l'apparecchio si riscaldi lentamente dopo essere stato acceso, cosicché il funzionamento effettivo dell'apparecchio viene ritardato per un periodo di tempo considerevole dopo l'accensione dell'apparecchio stesso.

SCOPI ED OGGETTO DELL'INVENZIONE

.Uno scopo dell'invenzione è quello di prevedere un apparecchio condizionatore d'aria del tipo ad assorbimento che possa essere acceso e quindi diventi pronto per l'uso dopo un periodo di riscaldamento relativamente breve.

Secondo un aspetto dell'invenzione, è previsto un apparecchio condizionatore d'aria del tipo ad assorbimento per effettuare sia operazioni di raffreddamento sia operazioni di riscaldamento, comprendente un primo rigeneratore per riscaldare un primo liquido di assorbimento che è una soluzione di un refrigerante liquido ed un mezzo di assorbimento, il primo rigeneratore comprendendo un primo scambiatore di calore del tipo a tubi alettati avente un primo tubo alettato, in cui il primo liquido di assorbimento viene riscaldato mentre scorre attraverso il primo tubo alettato, il primo rigeneratore separando il primo liquido di assorbimento in un vapore di refrigerante ed un secondo liquido di assorbimento che ha una concentrazione del refrigerante liquido inferiore ed una concentrazione del mezzo di assorbimento superiore rispetto al primo liquido di assorbimento; ed un secondo rigeneratore, che funziona ad una temperatura inferiore al primo rigeneratore, per riscaldare il secondo liquido di assorbimento utilizzando il vapore di refrigerante prodotto nel primo rigeneratore, il secondo rigeneratore comprendendo un secondo scambiatore di calore del tipo a tubi alettati, avente un secondo tubo alettato in cui il secondo liquido di assorbimento viene riscaldato mentre scorre attraverso il secondo tubo alettato, il secondo rigeneratore separando il secondo liquido di assorbimento in un vapore di refrigerante ed un terzo liquido di assorbimento che ha una concentrazione del refrigerante liquido inferiore ed una concentrazione del mezzo di assorbimento superiore rispetto al secondo liquido di assorbimento.

Riconcentrando il liquido di assorbimento nel primo e nel secondo rigeneratore comprendenti ciascuno una rispettiva struttura di scambiatore di calore a tubi alettati, il peso globale dell'apparecchio condizionatore d'aria si riduce. In aggiunta, gli scambiatori di calore a tubi alettati nel primo e nel secondo rigeneratore previsti secondo l'invenzione richiedono un volume inferiore di liquido di assorbimento a confronto con le strutture di caldaia degli apparecchi precedenti cosicché è previsto un volume totale inferiore di liquido di assorbimento nell'apparecchio condizionatore d'aria secondo l'invenzione, e l'apparecchio può essere pertanto riscaldato in un tempo inferiore rispetto all'apparecchio convenzionale.

DESCRIZIONE DELLE FIGURE

La Fig. 1 è una rappresentazione schematica di un apparecchio condizionatore d'aria del tipo ad assorbimento previsto secondo l'invenzione.

La Fig. 2 illustra schematicamente certi dettagli di un'unità combinata di evaporazione-assorbimento che è parte dell'apparecchio di Fig. 1.

La Fig. 3 è una rappresentazione schematica di un apparecchio condizionatore d'aria convenzionale. DESCRIZIONE DI FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE

Verrà ora descritta una forma di attuazione dell'invenzione con riferimento alla Fig. 1. La configurazione generale dell'apparecchio illustrato in Fig. 1 è simile a quella dell'apparecchio condizionatore d'aria convenzionale di Fig. 3. Tuttavia, le differenze principali comprendono le seguenti .

L'apparecchio di Fig. 1 comprende un rigeneratore ad alta temperatura 10' (primo rigeneratore) ed un rigeneratore a bassa temperatura 20' (secondo rigeneratore) , ciascuno dei quali utilizza uno scambiatore di calore del tipo a tubi alettati piuttosto· che le caldaie del tipo ad immagazzinaggio di liquido impiegate nell'apparecchio convenzionale di Fig. 3. Inoltre, la camera di evaporazione 40 e la camera di assorbimento 50 dell'apparecchio convenzionale sono sostituite nell'apparecchio di Fig. 1 da un'unità combinata indicata in generale dal numero di riferimento 45. Inoltre, la linea di bypass 14 e la valvola a tre vie di bypass 15 dell'apparecchio convenzionale, che consentono al calore del refrigerante di raggiungere la camera di evaporazione direttamente, non sono comprese nell'apparecchio di Fig. 1. Altri componenti dell'apparecchio di Fig. 1, che sono identici a quelli dell'apparecchio convenzionale di Fig. 3, sono indicati dagli stessi numeri di riferimento di Fig. 3, e le spiegazioni di questi componenti saranno omesse.

Con riferimento, quindi, alla Fig. 1, il rigeneratore ad alta temperatura 10' comprende un bruciatore 1, uno scambiatore di calore 10b del tipo a tubi alettati, una linea di alimentazione di gas 2, una valvola elettromagnetica del gas 3, un regolatore 4 del flusso di gas, ed un ventilatore 5 del bruciatore. Il bruciatore 1 utilizza gas come combustibile e riscalda un liquido di assorbimento a bassa concentrazione (preferibilmente una soluzione di acqua e bromuro di litio) che scorre attraverso il tubo alettato dello scambiatore di calore 10b. La linea di alimentazione di gas 2 fornisce gas al bruciatore 1. La valvola elettromagnetica del gas 3 apre e chiude in modo selettivo la linea di alimentazione di gas 2. Il regolatore 4 del flusso di gas controlla il volume di gas . che scorre attraverso la linea di alimentazione di gas 2. Il ventilatore 5 del bruciatore fornisce l'aria richiesta per il funzionamento del bruciatore 1.

Il tubo alettato 10b è costruito infilando un tubo attraverso una pluralità di alette ugualmente distanziate. L'uscita dello scambiatore di calore 10b del tipo a tubi alettati è connessa ad un separatore ad alta temperatura 11', che separa il liquido a bassa concentrazione riscaldato in vapore acqueo o vapore di refrigerante ed un liquido di assorbimento a media concentrazione, che ha una concentrazione di acqua inferiore ed una concentrazione del- mezzo di assorbimento (bromuro di litio) superiore rispetto al liquido a bassa concentrazione .

Il liquido di assorbimento a media concentrazione prodotto nel separatore il' viene raffreddato in uno scambiatore di calore ad alta temperatura 54, e quindi scorre verso uno scambiatore di calore 2Oc del tipo a tubi alettati che è parte del rigeneratore a bassa temperatura 20'. Il vapore acqueo o vapore di refrigerante prodotto nel separatore ad alta temperatura 11' scorre verso il rigeneratore a bassa temperatura 20', dove il vapore acqueo o vapore di refrigerante scorre sulle superi ici esterne del tubo alettato 2Oc per riscaldare di nuovo il liquido a media concentrazione che scorre attraverso il tubo alettato 20c. L'uscita dello scambiatore di calore 20c del tipo a tubi alettati è connessa ad un separatore di fase 23 del rigeneratore a bassa temperatura (talvolta chiamato "separatore a bassa temperatura") che separa il liquido di assorbimento a media concentrazione nuovamente riscaldato in vapore acqueo o vapore di refrigerante ed un liquido di assorbimento ad alta concentrazione che ha una concentrazione di acqua inferiore ed una concentrazione del mezzo di assorbimento superiore rispetto al liquido a media concentrazione. (I liquidi di assorbimento a bassa, media ed alta concentrazione verranno talvolta chiamati, rispettivamente, primo, secondo e terzo liquido di assorbimento .)

Come indicato in Fig. 2, la camera combinata di evaporazione-assorbimento 4 5 è formata come struttura a doppi tubi concentrici comprendente un tubo interno 41' per l'acqua ed un tubo esterno 70. L'evaporazione e l'assorbimento hanno luogo nello spazio 71 formato tra la superficie esterna del tubo 41' per l'acqua e la superficie interna del tubo esterno 70. Le alette 70a sono previste sulla superficie esterna del tubo esterno 70. L'aria soffiata da un ventilatore 60' scorre sulle alette 70a in modo da raffreddare il tubo esterno 70.

Una prima valvola a tre vie 73 è prevista sulla linea 72 per l'acqua o il refrigerante liquido che connette il condensatore 30 allo spazio di evaporazione-assorbimento 71 previsto tra il tubo 41' per l'acqua ed il tubo esterno 70. Quando la prima valvola a tre vie 73 viene commutata in modo da permettere il flusso di liquido come indicato dalla freccia c, l'acqua o il refrigerante liquido gocciola in giù in un vassoio di ricezione circolare 76 previsto sulla superficie esterna del tubo 41' per l'acqua nello spazio di evaporazioneassorbimento 71. L'acqua o il refrigerante liquido scorre lungo la superficie esterna del tubo 41' per l'acqua da fori 76a previsti sul fondo del vassoio di ricezione 76.

Quando la prima valvola a tre vie 73 viene commutata per permettere il flusso di liquido come indicato dalla freccia d, l'acqua o il refrigerante liquido gocciola in giù in un vassoio di ricezione circolare 77 previsto sulla superficie interna del tubo esterno 70, e l'acqua o refrigerante scorre lungo la superficie interna del tubo esterno 70 da fori 77a previsti sul fondo del vassoio di ricezione 77.

Inoltre, una seconda valvola a tre vie 75 è prevista in una \linea·*74 tramite la quale il liquido di assorbimento ad alta concentrazione viene fornito dal rigeneratore a bassa temperatura 20' tramite lo scambiatore di calore a bassa temperatura 53. Quando la valvola a tre vie 75 viene commutata per permettere il flusso di fluido come indicato dalla freccia e, il liquido di assorbimento ad alta concentrazione gocciola in giù sulla superficie interna del tubo esterno 70 nello spazio di evaporazione-assorbimento 71. Quando la seconda valvola a tre vie 75 viene commutata per permettere il flusso di fluido come indicato dalla freccia f, il liquido di assorbimento ad alta concentrazione gocciola in giù sulla superficie esterna del tubo 41' per l'acqua.

Verrà ora descritto il funzionamento dell'apparecchio di Fig. 1.

Quando si accende l'interruttore di alimentazione {non illustrato) , la pompa di circolazione 52 comincia a funzionare. Il ventilatore 5 del bruciatore per il rigeneratore ad alta temperatura comincia a ruotare per spurgare in anticipo il rigeneratore. Quindi la valvola elettromagnetica del gas 3 si apre ed il regolatore 4 del flusso di gas permette il flusso di un certo volume di gas nel bruciatore 1. Un dispositivo di accensione del gas (non illustrato) genera ripetutamente scintille fino a quando il bruciatore 1 si accende. Dopo aver realizzato l'accensione del bruciatore, un sensore di fiamma (non illustrato) conferma che si è verificata l'accensione del bruciatore. Quando l'accensione .viene confermata, un sensore di temperatura (non illustrato) misura la temperatura dell'acqua all'uscita dei tubi 41' per l'acqua.

La fiamma prodotta dal bruciatore 1 è controllata regolando il flusso di gas attraverso il regolatore 4 del flusso di gas. Il regolatore 4 del flusso di gas è controllato secondo la temperatura misurata dell'uscita dell'acqua dai tubi 41' ed una temperatura dell'acqua obiettivo che è definita da una disposizione di temperatura ambiente sull'unità per una stanza (non illustrata). La velocità alla quale il ventilatore 5 ruota è controllata secondo le variazioni del flusso di gas attraverso il regolatore 4 del flusso di gas, cosicché il rapporto tra il flusso d'aria ed il flusso di gas rimane costante. La prima valvola a tre vie 73 viene commutata per permettere il flusso di fluido come indicato dalla freccia c e la seconda valvola a tre vie 75 viene commutata per permettere il flusso di fluido come indicato dalla freccia e. Il ventilatore 60' soffia aria nella direzione indicata dalla freccia g cosicché l'aria scorre dall'unità di evaporazione-assorbimento 45 al condensatore 30. Il flusso d'aria fornito dal ventilatore 60' raffredda l'unità di evaporazioneassorbimento 45 ed il condensatoe 30.

Il vapore acqueo o vapore di refrigerante si genera quando il liquido a bassa concentrazione che scorre attraverso lo scambiatore di calore 10b del tipo a tubi alettati del rigeneratore ad alta temperatura 10' viene riscaldato dalla fiamma fornita dal bruciatore 1. Il separatore ad alta temperatura 11' separa il liquido a bassa concentrazione in vapore acqueo o vapore di refrigerante e liquido di assorbimento a media concentrazione. Il liquido a media concentrazione viene raffreddato quando scorre attraverso lo scambiatore di calore ad alta temperatura 54. Quindi il liquido a media concentrazione raffreddato raggiunge il rigeneratore a bassa temperatura 20*. Quando il liquido a media concentrazione scorre attraverso lo scambiatore di calore 20c del tipo a tubi alettati del rigeneratore a bassa temperatura 20', il liquido a media concentrazione viene riscaldato di nuovo dal vapore acqueo o vapore di refrigerante prodotto nel separatore ad alta temperatura 11*. Il separatore a bassa temperatura 23 separa il liquido a media concentrazione nuovamente riscaldato in vapore acqueo o vapore di refrigerante e liquido di assorbimento ad alta concentrazione. Il liquido ad alta concentrazione viene raffreddato quando scorre attraverso lo scambiatore di calore a bassa temperatura 53. Il liquido ad alta concentrazione raffreddato viene fatto gocciolare sulla superficie interna dei tubi esterni 70. Il vapore acqueo o vapore di refrigerante viene raffreddato e condensato nel condensatore 30 per diventare acqua o refrigerante liquido. L'acqua o refrigerante liquido viene fatto gocciolare sulla superficie esterna dei tubi 41' per l'acqua negli spazi di evaporazione-assorbimento 71. L'acqua o refrigerante liquido fatto gocciolare evapora poiché la pressione negli spazi di evaporazioneassorbimento 71 è bassa. L'evaporazione dell'acqua o del refrigerante toglie calore dall'acqua che circola nei tubi 41' per l'acqua e raffredda l'acqua nei tubi 41'. L'unità per una stanza (non illustrata) effettua un'operazione di raffreddamento utilizzando l'acqua raffreddata in circolazione nei tubi 41' per l'acqua. L'acqua o il refrigerante liquido evaporato negli spazi di evaporazione-assorbimento 71 è assorbito immediatamente dal liquido di assorbimento ad alta concentrazione che scorre in giù dalla superficie interna dei tubi esterni 70. L'assorbimento dell 'acqua o del vapore di refrigerante da parte del liquido ad alta concentrazione libera calore, che viene tolto dal flusso d'aria generato dal ventilatore 60'. Dopo aver assorbito l'acqua o il vapore di refrigerante, il liquido ad alta concentrazione viene diluito per diventare un liquido a bassa concentrazione. La pompa di circolazione fa circolare il liquido a bassa concentrazione dall'unità di evaporazioneassorbimento 45 allo scambiatore di calore a bassa temperatura 53, quindi allo scambiatore di calore ad alta temperatura 54, ed infine nuovamente al rigeneratore ad alta temperatura 10'. Il liquido a bassa concentrazione viene riscaldato successivamente quando passa attraverso lo scambiatore di calore a bassa temperatura 53, lo scambiatore di calore ad alta temperatura 54 ed il rigeneratore ad alta temperatura 101.

Verrà ora descritto il funzionamento dell'apparecchio di Fig. 1 in un modo di riscaldamento.

Per un'operazione di riscaldamento, si commutano la prima e la seconda valvola a tre vie 73 e 75 in modo da permettere il flusso di fluido come indicato rispettivamente dalle frecce d ed f. Il ventilatore 60' funziona in modo da fornire un flusso d'aria nella direzione indicata dalle frecce h, cioè nella direzione opposta prevista durante le operazioni di raffreddamento. Di conseguenza, l'aria scorre dal condensatore 30 all'unità di evaporazione-assorbimento 45. L'acqua o il refrigerante liquido dal condensatore 30 viene fatto gocciolare sulla superficie interna del tubo esterno 70 negli spazi di evaporazione-assorbimento 71 dell'unità 45, e l'acqua o il refrigerante liquido evapora poiché la pressione nelle camere di evaporazione-assorbimento è bassa. L'evaporazione dell'acqua o del refrigerante liquido toglie calore dai tubi esterni 70, raffreddando in tal modo i tubi. Si impedisce che i tubi esterni 70 si raffreddino eccessivamente poiché il calore generato dal condensatore 30 viene trasferito ai tubi esterni 70 dal flusso d'aria generato dal ventilatore 60'. L'acqua o il vapore di refrigerante viene immediatamente assorbito dal liquido di assorbimento ad alta concentrazione che scorre sulle superfici esterne dei tubi 41' per l'acqua. L'assorbimento dell'acqua o del vapore di refrigerante da parte del liquido ad alta concentrazione genera calore che riscalda l'acqua che circola nei tubi 41' per l'acqua. L'unità per una stanza effettua un'operazione di riscaldamento utilizzando l'acqua calda che circola nei tubi 41' per l'acqua.

Verranno discussi qui di seguito i vantaggi dell'apparecchio condizionatore d'aria previsto secondo l'invenzione, alcuni dei quali sono stati citati in precedenza.

Poiché l'apparecchio condizionatore d'aria della presente invenzione utilizza scambiatori di calore del tipo a tubi alettati nei rigeneratori ad alta e bassa temperatura invece della struttura convenzionale del tipo a caldaia, l'apparecchio previsto secondo l'invenzione richiede una quantità inferiore della soluzione refrigerante liquido -mezzo di assorbimento rispetto all'apparecchio convenzionale. Pertanto, la soluzione del mezzo di assorbimento può essere riscaldata più rapidamente che nell'apparecchio convenzionale, e l'apparecchio della presente invenzione comincia a funzionare più rapidamente. Inoltre, si riduce il peso globale dell 'apparecchio.

Inoltre, gli scambiatori di calore del tipo a tubi alettati impiegati nei rigeneratori 10' e 20· permettono un riscaldamento più efficiente del liquido di assorbimento rispetto a quanto avviene negli apparecchi convenzionali. In aggiunta, sia i separatori ad alta temperatura 11' sia quelli a bassa temperatura 23 possono essere formati in modo da avere strutture identiche cosicché si può ridurre il costo di produzione dell'apparecchio. Inoltre, i rispettivi scambiatori di calore 10b e 2Oc del tipo a tubi ad alette possono avere strutture identiche, permettendo una riduzione del costo anche per questi componenti.

Le funzioni di evaporazione ed assorbimento del refrigerante sono combinate in una singola unità, formata dai doppi tubi realizzati dai tubi 41' per l'acqua e dai tubi esterni 70, il che semplifica la struttura globale dell'apparecchio, consentendo di ridurre il costo di produzione e facendo sì che l'apparecchio sia relativamente piccolo e di peso leggero. Inoltre, il vapore di refrigerante viene assorbito in modo efficiente dal liquido di assorbimento ad alta concentrazione poiché l'evaporazione e l'assorbimento hanno luogo tramite superfici che sono poste una di fronte all'altra negli spazi di evaporazione-assorbimento 71.

Ancor di più, i tubi 41' per l'acqua sono riscaldati o raffreddati alla superficie dei tubi con efficienza favorevole, ed il flusso d'aria generato dal ventilatore 60' trasferisce il calore generato nel condensatore 30 ai tubi esterni 70 per impedire che i tubi esterni 70 si raffreddino eccessivamente .

Inoltre, le alette 70a previste sui tubi esterni 70 permettono ai tubi esterni 70 di essere raffreddati ad aria con una struttura che è semplice a confronto con le tubazioni di raffreddamento ad acqua richieste se fosse necessario il raffreddamento ad acqua dei tubi esterni. Di conseguenza, l'installazione e la manutenzione dell'apparecchio dell'invenzione sono più semplici a confronto con gli apparecchi convenzionali.

Anche se la forma di attuazione preferita sopra descritta combina le camere di evaporazione e di assorbimento in una singola unità, si contempla anche di prevedere un apparecchio secondo l'invenzione con camere di evaporazione ed assorbimento separate.

Inoltre, anche se la forma di attuazione preferita sopra descritta controlla la temperatura dell'aria fornita dall'unità per una stanza attraverso il controllo del regolatore 4 del flusso dell'aria per regolare la fiamma nel rigeneratore ad alta temperatura 10' , si prevede di impiegare anche altre tecniche per controllare la temperatura ambiente. Per esempio, la temperatura può essere controllata regolando la velocità di circolazione del liquido di assorbimento fornito dalla pompa di circolazione 52, oppure regolando la velocità di flusso dell'acqua attraverso i tubi 41* per l'acqua. Inoltre, si può ottenere il controllo della temperatura azionando il bruciatore 1 in modo intermittente. In questo caso, il bruciatore 1 si accende quando la temperatura ambiente si trova al di sotto del valore di temperatura obiettivo, e si spegne quando la temperatura ambiente si trova alla o al di sopra del valore di temperatura obiettivo. Si possono introdurre varie modifiche alle forme di attuazione ed alle pratiche precedenti senza discostarsi dall'invenzione. Le forme di attuazione e le pratiche particolarmente preferite sono pertanto intese in senso illustrativo e non limitativo. Il vero spirito ed il campo di protezione dell'invenzione sono evidenziati nelle seguenti rivenaicazioni,

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio condizionatore d'aria del tipo ad assorbimento , 1'apparecchio comprendendo: un primo rigeneratore per riscaldare un primo liquido di assorbimento che è una soluzione di un refrigerante liquido ed un mezzo di assorbimento, detto primo rigeneratore comprendendo un primo scambiatore di calore del tipo a tubi alettati avente un primo tubo alettato in cui il primo liquido di assorbimento viene riscaldato mentre scorre attraverso il primo tubo alettato, detto primo rigeneratore separando detto primo liquido di assorbimento in un vapore di refrigerante ed un secondo liquido di assorbimento che ha una concentrazione del refrigerante liquido inferiore ed una concentrazione del mezzo di assorbimento superiore rispetto a detto primo liquido di assorbimento; ed un secondo rigeneratore, che funziona ad una temperatura inferiore a detto primo rigeneratore, per riscaldare detto secondo liquido di assorbimento utilizzando detto vapore di refrigerante prodotto in detto primo rigeneratore, detto secondo rigeneratore comprendendo un secondo scambiatore di calore del tipo a tubi alettati avente un secondo tubo aIettato in cui il secondo liquido di assorbimento viene riscaldato mentre scorre attraverso il secondo tubo alettato, detto secondo rigeneratore separando detto secondo liquido di assorbimento in un vapore di refrigerante ed un terzo liquido di assorbimento che ha una concentrazione del refrigerante liquido inferiore ed una concentrazione del mezzo di assorbimento superiore rispetto a detto secondo liquido di assorbimento.
2. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, in cui detto primo rigeneratore comprende un bruciatore a gas per riscaldare detto primo liquido di assorbimento che scorre attraverso detto primo tubo alettato.
3. Apparecchio secondo la rivendicazione 2, in cui detto vapore di refrigerante prodotto da detto primo rigeneratore scorre su superfici esterne di detto secondo tubo alettato per riscaldare detto secondo liquido di assorbimento che scorre attraverso detto secondo tubo alettato.
4. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, in cui detto refrigerante liquido è acqua e detto mezzo di assorbimento è bromuro di litio.
5. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, in cui detto primo tubo alettato ha una struttura che è sostanzialmente identica alla struttura di detto secondo tubo alettato.
6. Apparecchio secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre: un primo separatore associato a detto primo rigeneratore per ricevere il primo liquido di assorbimento riscaldato da detto primo tubo alettato e per inviare in uscita vapore di refrigerante e detto secondo liquido di assorbimento da rispettive uscite; ed un secondo separatore associato a detto secondo rigeneratore per ricevere il secondo liquido di assorbimento riscaldato da detto secondo tubo alettato e per inviare in uscita vapore di refrigerante e detto terzo liquido di assorbimento da rispettive uscite; detto primo separatore avendo una struttura che è sostanzialmente identica alla struttura di detto secondo separatore.
7. Procedimento per far funzionare un condizionatore d'aria comprendente le fasi di: prevedere un primo liquido di assorbimento che è una soluzione di un refrigerante liquido ed un mezzo di assorbimento; riscaldare in primo luogo detto primo liquido di assorbimento quando detto primo liquido di assorbimento scorre attraverso un primo tubo alettato, per separare detto primo liquido di assorbimento in un vapore di refrigerante ed un secondo liquido di assorbimento che ha una concentrazione del refrigerante liquido inferiore ed una concentrazione del mezzo di assorbimento superiore rispetto a detto primo liquido di assorbimento; e riscaldare in secondo luogo detto secondo liquido di assorbimento quando detto secondo liquido di assorbimento scorre attraverso un secondo tubo alettato, per separare detto secondo liquido di assorbimento in un vapore di refrigerante ed un terzo liquido di assorbimento che ha una concentrazione del refrigerante liquido inferiore ed una concentrazione del mezzo di assorbimento superiore rispetto a detto secondo liquido di assorbimento, detta seconda fase di riscaldamento facendo uso di detto vapore di refrigerante prodotto da detto primo liquido di assorbimento.
8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, in cui detta prima fase di riscaldamento comprende la bruciatura di gas per riscaldare detto primo tubo alettato
9. Procedimento secondo la rivendicazione 8, in cui detta seconda fase di riscaldamento comprende la fase di consentire a detto vapore di refrigerante prodotto da detto primo liquido di assorbimento di scorrere sulle superfici esterne di detto secondo tubo alettato.
10. Procedimento secondo la rivendicazione 7, in cui detto refrigerante liquido è acqua e detto mezzo di assorbimento è bromuro di litio.