TW201414972A - 吸附式製冷裝置之蒸發器及其滿液式蒸發單元 - Google Patents

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Jenn-Chyi Chung
Hsu-Cheng Chiang
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Abstract

一種吸附式製冷裝置之蒸發器，其具有：一腔體，其具有一熱交換液體入口與一熱交換液體出口；以及至少一滿液式蒸發單元，其係設於該腔體中，該至少一滿液式蒸發單元係分別耦接該熱交換液體入口與該熱交換液體出口。

Description

吸附式製冷裝置之蒸發器及其滿液式蒸發單元
本揭露係一種吸附式製冷裝置之蒸發器及其滿液式蒸發單元，尤其係指一種冷媒熱交換之裝置與其單元。
廣為知悉的現有的蒸發器約略能夠分為兩種，一種為滿液式蒸發器，另一種為噴淋式蒸發器。
滿液式蒸發器，其具有一腔體與複數個管，該些管係設於腔體中，冷媒係於腔體內部流動，該些管的內部則具有流動的被冷卻流體，如水或鹵水，但該些管係浸於液態冷媒中，所以需要大量的液態冷媒，故增加設備製造成本與環境的負擔。
噴淋式蒸發器，其具有一腔體、一蒸發器管陣與一冷媒淋灑分佈系統，冷媒淋灑分佈系統係設於腔體，蒸發器管陣係設於腔體中，若以水為冷媒的負壓製冷系統為例，液態冷媒於蒸發器內的液柱高度將嚴重影響蒸發溫度，液柱高度將造成液柱底部的壓力增加，飽合溫度亦相對提升，故失去熱交換的效用，而形成浪費。
綜合上述，現有的滿液式蒸發器與噴淋式蒸發器不適合小型化設計，並且冷媒循環泵需消耗電力。
另外，因冷媒液位高度的因素，滿液式蒸發器不適用負壓製冷系統。
再者，噴淋式蒸發器的冷媒淋灑分佈系統與蒸發器管陣需分開製作再組裝，並再行設置冷媒循環泵與循環管路。
於一實施例，本揭露係一種吸附式製冷裝置之蒸發器，其具有：一腔體，其具有一熱交換液體入口與一熱交換液體出口出口；以及至少一滿液式蒸發單元，其係設於該腔體中，該至少一滿液式蒸發單元係分別耦接該熱交換液體入口與該熱交換液體出口。
於一實施例，本揭露係一種滿液式蒸發單元，其具有：一冷媒盤；複數鰭片，其係設於該冷媒盤的一面；以及一熱交換管，其係穿設於該些鰭片中。
以下係藉由特定的具體實施例說明本揭露之實施方式，所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容，輕易地瞭解本揭露。
請配合參考圖1至圖3所示，本揭露係一種吸附式製冷裝置之蒸發器，其具有一腔體1與至少一滿液式蒸發單元2。
腔體1的一側具有一熱交換液體入口10與一熱交換液體出口11，腔體1的頂端具有一氣態冷媒出口12，腔體1中設有一液氣分離擋板13、一熱交換液體入管14、一熱交換液體出管15、一液態冷媒入管16與一液態冷媒分佈管17。
液氣分離擋板13係相鄰於氣態冷媒出口12，並且位於氣態冷媒出口12的下方。
熱交換液體入管14係耦接熱交換液體入口10。
熱交換液體出管15係耦接熱交換液體出口11。
液態冷媒入管16的一端係穿出腔體1的外部，液態冷媒入管16的一端係耦接液態冷媒分佈管17。
請再配合圖1與圖3所示，滿液式蒸發單元2係設於腔體1中，並且位於液態冷媒分佈管17的下方，若滿液式蒸發單元2為複數個，則位於腔體1中之滿液式蒸發單元2係呈堆疊狀。
請配合參考圖4所示，滿液式蒸發單元2具有一冷媒盤20、一熱交換管21與複數鰭片22。
熱交換管21係穿設於鰭片22中，並且呈彎折狀，即熱交換管21的一端係穿入複數鰭片22，並且穿出鰭片22，而且該端係再穿入與穿出至少一次，而使熱交換管21於複數鰭片22中形成至少一近似S型的彎折狀，熱交換管21的一端具有一液體入口210，液體入口210係耦接熱交換液體入管14，熱交換管21的另端具有一液體出口211，液體出口211係耦接熱交換液體出管15，鰭片22係能夠增加滿液式蒸發單元2的熱交換面積，以提升熱交換效果。
熱交換管21係能夠為一具有熱傳增強的矮鰭管(low-fin tube)，熱交換管21與鰭片22係能夠透過焊接、黏接、超音波溶接、雷射加工或粉末冶金方式，而使二者耦接。
冷媒盤20的一面具有一冷媒槽200，熱交換管21與 鰭片22係設於冷媒槽200中。
請再配合參考圖1與圖2所示，欲進行熱交換的液體係由熱交換液體入口10、熱交換液體入管14與液體入口210進入各熱交換管21中。
液態冷媒係由液態冷媒入管16進入液態冷媒分佈管17，再由液態冷媒分佈管17噴灑於滿液式蒸發單元2。
液態冷媒係滴落於最鄰近於液態冷媒分佈管17之冷媒盤20的冷媒槽200中，待冷媒槽200蓄滿液態冷媒後，液態冷媒係沿著冷媒盤20的邊緣滴落至位於下一層之冷媒盤20中，液態冷媒係能夠此一狀態依序滴落至各層的冷媒盤20中。
位於冷媒盤20中之液態冷媒係與位於熱交換管21中之液體進行熱交換，液態冷媒係轉變為氣態冷媒，氣態冷媒係由氣態冷媒出口12離開腔體1，液氣分離擋板13係係阻擋氣態冷媒，以避免氣態冷媒回流接觸液態冷媒而冷凝流回腔體1。
經過熱交換的液體係下降至一特定溫度，並經由液體出口211、熱交換液體出管15與熱交換液體出口11離開腔體1，該經過熱交換的液體亦能夠被視為一冷源或一液態冷媒。
請配合參考圖5所示，本揭露之蒸發器係應用於一吸附式製冷裝置，如圖所示，該吸冷式製冷裝置具有一本揭露之蒸發器3、一第一閥體30、二吸附床熱交換器4、一第二閥體40、一冷凝器5與一第三閥體50。
蒸發器3的熱交換液體出口係耦接第一閥體30。
第一閥體30係分別耦接二吸附床熱交換器4之入液端。
二吸附床熱交換器4之氣體冷媒出端係耦接第二閥體40，第二閥體40係耦接一冷凝器5，第一閥體30與第二閥體40能夠分別為一三通閥。
冷凝器5係耦接一第三閥體50，第三閥體50係進一步耦接蒸發器3之液態冷媒入管，第三閥體50能夠為一真空斷開閥50。
如圖2與圖3所示，來自熱交換液體出口11的經過熱交換的液體能夠被視為一冷源或一液態冷媒。
如圖5所示，若將該液體視為液態冷媒，該液態冷媒係經由第一閥體30的控制，而流入任一吸附床熱交換器4，以進行熱交換，並且該液態冷媒流入吸附床熱交換器4的流量亦被第一閥體30所控制。
因該液態冷媒經過熱交換，故該液態冷媒於吸附床熱交換器4成為氣態冷媒，該氣態冷媒係經過第二閥體40的控制，而流入冷凝器5，該氣態冷媒流入冷凝器5的流量亦被第二閥體40所控制，另外，第二閥體40係能夠控制該液態冷媒係由任一吸附床熱交換器4所流出。
該氣態冷媒於冷凝器5中進行熱交換，以再次成為液態冷媒，該液態冷媒則經由蒸發器3之液態冷媒入管流入蒸發器3中，以與熱交換管中之液體進行熱交換，第三閥體50係避免氣態冷媒流入至蒸發器3中。
如上所述，蒸發器3流出的液體與冷凝器5流出的液態冷媒能夠為同一種類的液體，如水或鹵水。
承上所述，若第一閥體30係分別耦接蒸發器3之氣態冷媒出口與吸附床熱交換器4，則來自蒸發器4之氣態冷媒則可經由吸附床熱交換器4，進行第一次熱交換，再經由冷凝器5之熱交換，以形成液態冷媒。
再承上所述，若第三閥體50係分別耦接蒸發器3之熱交換液體入口與冷凝器4，則來自冷凝器4之液態冷媒係能夠經由蒸發器3再次熱交換，以降低液態冷媒的溫度，該經降溫之液態冷媒係能夠流入吸附床熱交換器4中。
故上述之蒸發器3、第一閥體30、吸附床熱交換器4、第二閥體40、冷凝器5與第三閥體50的耦接方式，其係依實際需求而改變。
綜合上述，液態冷媒係利用重力分佈，即上述之液態冷媒由逐層滴落至各滿液式蒸發單元，所以無須冷媒循環泵浦，故無電力消耗。
吸附式製冷裝置與其滿液式蒸發單元係能夠模組或單元化製造，故能夠降低製造加工的困難度。
因位於負壓製冷系統中的冷媒對於蒸發壓力變化係相當敏感，故利用滿液式蒸發單元之蒸發器係能夠控制冷媒液位高度，而使蒸發器具有有效的熱交換面積。
吸附式製冷裝置與其滿液式蒸發單元係適合於機組冷凍能力小的蒸發器，因能夠免除設置冷媒循環泵浦。
惟以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本揭露，而非用於限定本揭露之可實施範疇，於未脫離本揭露上揭之精神與技術範疇下，任何運用本揭露所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。
1‧‧‧腔體
10‧‧‧熱交換液體入口
11‧‧‧熱交換液體出口
12‧‧‧氣態冷媒出口
13‧‧‧液氣分離擋板
14‧‧‧熱交換液體入管
15‧‧‧熱交換液體出管
16‧‧‧液態冷媒入管
17‧‧‧液態冷媒分佈管
2‧‧‧滿液式蒸發單元
20‧‧‧冷媒盤
200‧‧‧冷媒槽
21‧‧‧熱交換管
210‧‧‧液體入口
211‧‧‧液體出口
22‧‧‧鰭片
3‧‧‧蒸發器
30‧‧‧第一閥體
4‧‧‧吸附床熱交換器
40‧‧‧第二閥體
5‧‧‧冷凝器
50‧‧‧第三閥體
圖1係本揭露之一種吸附式製冷裝置之蒸發器之立體示意圖。
圖2係本揭露之吸附式製冷裝置之蒸發器之示意圖。
圖3係本揭露之吸附式製冷裝置之蒸發器之另一示意圖。
圖4係本揭露之一種滿液式蒸發單元之俯視圖。
圖5係一種應用本揭露之蒸發器的吸附式製冷裝置之示意圖。
1‧‧‧腔體
12‧‧‧氣態冷媒出口
13‧‧‧液氣分離擋板
16‧‧‧液態冷媒入管
17‧‧‧液態冷媒分佈管
2‧‧‧滿液式蒸發單元
20‧‧‧冷媒盤
21‧‧‧熱交換管

Claims (19)

  1. 一種吸附式製冷裝置之蒸發器，其具有：一腔體，其具有一熱交換液體入口與一熱交換液體出口；以及至少一滿液式蒸發單元，其係設於該腔體中，該至少一滿液式蒸發單元係分別耦接該熱交換液體入口與該熱交換液體出口。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之吸附式製冷裝置之蒸發器，其中該滿液式蒸發單元具有一冷媒盤、一熱交換管與複數鰭片，該熱交換管係穿設於該些鰭片中，該熱交換管與該些鰭片係設於該冷媒盤的一面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之吸附式製冷裝置之蒸發器，其中該冷媒盤的一面具有一冷媒槽，該熱交換管與該些鰭片係設於該冷媒槽。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之吸附式製冷裝置之蒸發器，其中該滿液式蒸發單元為複數個，該些滿液式蒸發單元係呈堆疊狀。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之吸附式製冷裝置之蒸發器，其中該腔體進一步具有一氣態冷媒出口與一液氣分離擋板，該液氣分離擋板係設於該腔體中，並且位於該氣態冷媒出口的下方。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之吸附式製冷裝置之蒸發器，其中該腔體進一步具有一液態冷媒入管與一液態冷媒分佈管，該液態冷媒入管與該液態冷媒分佈管係設於該腔體中，該液態冷媒入管的一端係耦接該液態 冷媒分佈管，該液態冷媒入管的另端係穿出該腔體的外部。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之吸附式製冷裝置之蒸發器，其中該熱交換管的一端具有一液體入口，該熱交換管的另端具有一液體出口，該液體入口係耦接該熱交換液體入口，該液體出口係耦接該熱交換液體出口。
  8. 申請專利範圍第2項所述之吸附式製冷裝置，其中該熱交換管係呈彎折狀。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之吸附式製冷裝置之蒸發器，其中該腔體進一步具有一熱交換液體入管與一熱交換液體出管，該熱交換液體入管係分別耦接該液體入口與該熱交換液體入口，該熱交換液體出管係分別耦接該液體出口與該熱交換液體出口。
  10. 如申請專利範圍第2項所述之吸附式製冷裝置之蒸發器，其中該熱交換管為一矮鰭管。
  11. 如申請專利範圍第2項所述之吸附式製冷裝置之蒸發器，其中該熱交換管於該些鰭片中形成至少一近似S型的彎折狀。
  12. 如申請專利範圍第2項所述之吸附式製冷裝置之蒸發器，其中該熱交換管與該些鰭片的耦接方式為一焊接、一黏接、一超音波溶接、一雷射加工或一粉末冶金。
  13. 一種滿液式蒸發單元，其具有：一冷媒盤；複數鰭片，其係設於該冷媒盤的一面；以及 一熱交換管，其係穿設於該些鰭片中。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之滿液式蒸發單元，其中該冷媒盤的一面具有一冷媒槽，該熱交換管與該些鰭片係設於該冷媒槽。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之滿液式蒸發單元，其中該熱交換管的一端具有一液體入口，該熱交換管的另端具有一液體出口。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之滿液式蒸發單元，其中該熱交換管係呈彎折狀。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之滿液式蒸發單元，其中該熱交換管為一矮鰭管。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之滿液式蒸發單元，其中該熱交換管於該些鰭片中形成至少一近似S型的彎折狀。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之滿液式蒸發單元，其中該熱交換管與該些鰭片的耦接方式為一焊接、一黏接、一超音波溶接、一雷射加工或一粉末冶金。
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