具有翅片管吸收液体再生器的吸收式空气调节装置

本发明涉及一种能完成冷却和加热两项工作的吸收式空气调节 装置。

在常规的吸收式空气调节装置中，吸收介质用来减少蒸发室内的 内压，以便液体冷却剂蒸发。在这种装置中，常常使用两级系统，其 中当冷却剂蒸气冷凝时热量被释放和回收。图3示意地示出了一种常 规的两级吸收式空气调节装置的结构，该装置用水作为冷却剂，溴化 锂作为吸收介质。该吸收式空气调节装置包括高温再生器10，高温再 生器相分离器11(下文中有时称做“高温分离器”)，低温再生器 20，冷凝器30，蒸发室40和吸收室50。高温再生器10和低温再生 器20两者都包括一个液体储存式蒸发器。燃烧器1对在蒸发器10a 内的第一(低浓度)溴化锂水溶液进行加热。高温分离器11把在高温 再生器10中加热的低浓度液体分离成蒸汽或冷却剂蒸气和第二吸收 液体，该第二吸收液体比第一吸收液体具有较低浓度的水和较高浓度 的吸收介质，该第二吸收液体有时将称为“中浓度”吸收液体。

在低温再生器20中，蒸汽或冷却剂蒸气通过管20b流动并且对 在蒸发器20a中的中浓度吸收液体重新加热。低温再生器20把重新加 热的中浓度液体分离成蒸汽或冷却剂蒸气和第三吸收液体，该第三吸 收液体比该第二吸收液体具有较低浓度的水和较高浓度的吸收介质。 该第三吸收液体有时将被称为“高浓度吸收液体”。

冷凝器30把在该低温再生器20产生的蒸汽或冷却剂蒸气冷却并 且液化。来自冷凝器30的水或液体冷却剂在蒸发室40中蒸发。在蒸 发室40中产生的水蒸汽或冷却剂蒸气在吸收室50中被吸入高浓度吸 收液体内。

循环泵52、低温热交换器53和高温热交换器54都沿着在吸收 室50与高温再生器10之间的一条液体循环通道51配置。循环泵52 使在吸收室50中形成的低浓度吸收液体向高温再生器10循环。在低 温再生器20中形成的高浓度吸收液体把热量传递给在低温热交换器 53中的低浓度吸收液体。在高温分离器11中形成的中浓度吸收液体 把热量传递给在高温热交换器54中的低浓度吸收液体。减压阀13设 置在高温热交换器54与低温再生器20之间的一条液体循环通道12 上。

蒸汽或冷却剂蒸气可选择地从高温分离器11通过旁通管14流到 蒸发室40中，这取决于设置在旁通管14的上游侧的三通阀15的位 置。当该空气调节装置在冷却工作模式和加热工作模式之间转换时， 可将该旁路三通阀15从一个位置切换到另一个位置。

水管41设置在蒸发室40上。用来作为一个室内装置(未示出) 的温度调节介质的水通过水管41流动。根据在水管41中的循环水是 冷却还是加热通过室内装置循环的空气，该室内装置可分别实现冷却 和加热工作。

风扇60冷却冷凝器30和吸收室50。冷凝器30上的翅片30a和 吸收室50上的翅片50a可改进由风扇60提供的空气冷却功能的效 果。

图3的常规的吸收式空气调节装置工作情况如下。

在冷却工作期间，旁路三通阀15位于这样的一个位置，该位置 可使在高温分离器11产生的蒸汽或冷却剂蒸气沿箭头a所示的方向流 到低温再生器20中。同时，风扇60工作，使冷凝器30和吸收室50 受到空气冷却。燃烧器1加热高温再生器10(蒸发器10a)中的低浓 度液体，从而形成了蒸汽或冷却剂蒸气。该低浓度液体在高温分离器 11中分离成蒸汽或冷却剂蒸气和中浓度吸收液体。该中浓度液体当它 通过高温热交换器54时，把其热量传递给低浓度液体，然后该中浓度 液体就流入低温再生器20中。该中浓度液体在低温再生器20中由在 高温分离器11产生的蒸汽重新加热，从而把该中浓度液体分离成蒸汽 或冷却剂蒸气和高浓度吸收液体。该高浓度液体当它通过低温热交换 器53时，就把其热量传递给该低浓度吸收液体，然后该高浓度液体就 滴入吸收室50中。

另一方面，蒸汽或冷却剂蒸气在冷凝器30中冷却和液化，所产 生的水或液体冷却剂流入蒸发室40中。由于在蒸发室40内的空气或 蒸气压力低，故进入蒸发室40的水或液体冷却剂就发生蒸发。水或液 体冷却剂在蒸发室中的蒸发带走了通过水管41流动的水的热量。结果 使通过水管41流动的水的温度下降。来自蒸发室40的水蒸汽或冷却 剂蒸气流入吸收室50，并在该室中被高浓度吸收液体所吸收。当该水 蒸汽或冷却剂蒸气被吸收到高浓度液体中去时所释放的热量从吸收室 50通过翅片50a传导并且进入由风扇60驱动的循环空气中。

在吸收了水蒸汽或冷却剂蒸气以后，该高浓度液体就变成了低浓 度液体。所产生的低浓度液体由循环泵52通过低温热交换器53和高 温热交换器54流入高温再生器10中进行循环。该低浓度液体在低温 热交换器53和高温热交换器54中都接受了热量，然后在高温再生器 10中进一步加热。

图3的该装置在处于加热模式时的工作情况如下：

将旁路三通阀15调定，使得蒸汽通过旁通管道14直接流入蒸发 室40中。此外，在该装置的加热模式期间，风扇60处于关闭状态。 该蒸汽或冷却剂蒸汽在室40中冷凝，通过冷凝所释放的热量和/或在 该蒸汽或冷却剂蒸气中的潜热转化为对通过水管41流动的水进行加 热。然后该暖水从水管41流到室内装置中。在该蒸汽或冷却剂蒸气在 室40中冷却和液化以后，该水或液体冷却剂流入吸收室50中与高浓 度吸收液体相混合。

上述这类型式的常规的空气调节装置通常比较重并且含有大量 的吸收介质。常规装置的重量使得它难于运输和安装，并且大量的吸 收液体将使装置在接通以后的升温很慢，从而使得装置在接通以后的 实际运行要延迟一段较长的时间。

本发明的目的是提供一种重量轻的吸收式空气调节装置，该装置 接通以后能在一段较短升温时间内变成随时可以使用的状态。

根据本发明的一个方面的内容，提供了一种能完成冷却和加热两 项工作的吸收式空气调节装置，该装置包括一个用来加热第一吸收液 体的第一再生器，该第一吸收液体是一种液体冷却剂和吸收介质的溶 液，该第一再生器包括一个具有第一翅片管的第一翅片管型热交换 器，其中该第一吸收液体在流过该第一翅片管时受到加热，该第一再 生器把第一吸收液体分离成冷却剂蒸气和第二吸收液体，该第二吸收 液体比第一吸收液体具有较低浓度的液体冷却剂和较高浓度的吸收介 质；以及一个通过利用在该第一再生器中产生的冷却剂蒸气来对该第 二吸收液体进行加热的第二再生器，该第二再生器工作在比第一再生 器更低的温度下，该第二再生器包括一个具有第二翅片管的第二翅片 管型热交换器，其中该第二吸收液体在流过第二翅片管时受到加热， 该第二再生器把第二吸收液体分离成冷却剂蒸气和第三吸收液体，该 第三吸收液体比第二吸收液体具有较低浓度的液体冷却剂和较高浓度 的吸收介质。

通过对在各自包括一个相应的翅片管型热交换器结构的第一和 第二再生器中的吸收液体进行再浓缩，该空气调节装置的总重量降低 了。此外，本发明的第一和第二再生器中的翅片管热交换器与现有装 置的蒸发器的结构相比较，只需要比较少量的吸收液体，因此在本发 明的空气调节装置中只供应总量较少的吸收液体，从而使该装置能够 在比常规的装置所需的更短时间内升温。

图1是本发明提供的一种吸收式空气调节装置的示意图；

图2是示出作为图1中的装置的一部分的组合式蒸发-吸收装置 的某些细节的简图；

图3是常规的空气调节装置的示意图。

现在参照图1来对本发明的一个实施例进行说明。示于图1的该 装置的总体配置是与图3的常规的空气调节装置的总体配置相似的。 然而两者的主要区别包括以下方面：

图1的装置包括一个高温再生器10’(第一再生器)和一个低温 再生器20’(第二再生器)，每个再生器都使用了一个翅片管型热交换 器而不是在图3的常规的装置中所使用的液体储存式的蒸发器。而 且，常规装置中的蒸发室40和吸收室50已在图1的装置中总地以标 号45表示的组合装置所代替。此外，在图1的装置中已经不包括可使 冷却剂蒸气直接到达蒸发室的常规的装置中的旁通管14和旁路三通 阀15。图1的装置中的其他与图3的装置中相同的那些零件都用在图 3中相同的标号表示，并且省略了对这些零件的说明。

参看图1，高温再生器10’包括燃烧器1，翅片管型热交换器10b， 供气管道2，电磁进气阀3，气体流量调节器4和燃烧器风扇5。燃 烧器1使用煤气作为燃料并且对通过热交换器10b的翅片管流动的低 浓度吸收液(最好是溴化锂水溶液)进行加热。供气管道2把煤气供 给燃烧器1。电磁进气阀3可选择地打开和关闭供气管道2。气体流 量调节器4调节流过供气管道2中的煤气量。燃烧器风扇5供应燃烧 器1工作所需要的空气。

翅片管10b是通过把一根管子迂回并通过多个等距离隔开的翅片 而构成的。翅片型热交换器10b的出口连接在高温分离器11’上，该分 离器把已被加热的低浓度液体分离成蒸汽(或冷却剂蒸气)和中浓度 吸收液，该吸收液比低浓度液体具有较低浓度的水和较高浓度的吸收 介质(溴化锂)。

在分离器11’中产生的中浓度吸收液在高温热交换器54中冷却， 然后流到作为低温再生器20’的一部分的翅片管型热交换器20c。在高 温分离器11’中产生的蒸汽或冷却剂蒸气流到低温再生器20’中，在该 处蒸汽或冷却剂蒸气在翅片管20c的外表面上流过以对在翅片管20c 中流过的中浓度液体重新加热。翅片型热交换器20c的出口连接在低 温再生器相分离器23(有时称为“低温分离器”)上，该相分离器把 重新加热后的中浓度吸收液分离成蒸汽或冷却剂蒸气和高浓度吸收 液，该吸收液比中浓度液体具有低浓度的水和更高浓度的吸收介质。 (该低浓度、中浓度和高浓度吸收液有时被分别称为第一、第二和第 三吸收液)。

如图2中所示，组合式蒸发-吸收室45制成为包括内部的水管 41’和外管70的同心式双管结构。蒸发和吸收发生在水管41’的外表面 与外管70的内表面之间形成的空间71内。翅片71a设置在外管70的 外表面上。由风扇60’吹出的空气流过翅片70a以冷却外管70。

第一3通阀73设置在水管或液体冷却剂管72上，该管把冷凝器 30与在水管41’与外管70之间形成的蒸发-吸收空间71相连接。当 第一3通阀73被切换成可使液体按箭头C所示方向流动时，水或液 体冷却剂就滴入到设置在蒸发-吸收空间中的水管41’的外表面上的 圆形储水盘76中。该水或液体冷却剂沿着水管41’的外表面从在储水 盘76的下部形成的孔76a中流下。

当第一3通阀73被切换成可使液体沿箭头d所示的方向流动时， 该水或液体冷却剂就向下滴落在设置在外管70的内表面上的圆形储 水盘77中，并且该水或冷却剂沿着外管70的内表面从在储水盘77 的下部形成的孔77a中流下。

此外，第二3通阀75设置在管道74上，高浓度吸收液从低温再 生器20’经低温热交换器53而提供。当该3通阀75被切换成可使流 体沿箭头e所示的方向流动时，该高浓度吸收液就向下滴落在蒸发- 吸收空间71中的外管70的内表面上。当该第二3通阀75被切换成可 使液体沿箭头f所示方向流动时，该高浓度吸收液就向下滴落在水管 41’的外表面上。

下面说明图1的装置在冷却方式下的工作情况。

当电源开关(未示出)接通后，循环泵52开始工作。用于高温 再生器的燃烧器风扇5开始转动以预先吹洗该再生器。然后电磁进气 阀3打开并且气体流量调节器4允许一定的煤气量流入燃烧器1中。 一个煤气点火装置(未示出)重复地产生火花，直到燃烧器1点燃为 止。在完成燃烧器点火后，一个火焰传感器(未示出)用来确认燃烧 器点火是否已经发生。一旦点火得到确认，温度传感器(未示出)就 对在水管41’的出口处的水温进行测量。

由燃烧器1产生的火焰可通过气体流量调节器4调整煤气的流量 来进行控制。气体流量调节器4可根据所测量的管41’的出口处的水温 和一个预定(目标)水温来调节，该预定水温是由在室内装置(未示 出)上调定的室温所限定的。风扇5的转动速度可根据通过气体流量 调节器4的气体流量的变化来调节，使得空气流量与煤气流量之间的 比值保持常数。把第一3通阀73切换成可使流体沿箭头C所示的方 向流动并且把第二3通阀75切换成可使流体沿箭头e所示的方向流 动。风扇60’沿箭头g所示的方向送出空气，使得空气从蒸发-吸收装 置45流到冷凝器30。由风扇60’提供的空气流使蒸发-吸收装置45 和冷凝器30冷却。

当通过高温再生器10’的翅片型热交换器10b流动的低浓度液体 受到燃烧器1的火焰加热时，蒸汽或冷却剂蒸气就产生了。高温分离 器11’把该低浓度液体分离成蒸汽或冷却剂蒸气和中浓度吸收液。该中 浓度液体当它流过高温热交换器54时受到冷却。然后，该冷却了的中 浓度液体到达低温再生器20’。当该中浓度液体经过低温再生器20’的 翅片型热交器20C流动时，该中浓度液体就由高温分离器11’所产生 的蒸汽或冷却剂蒸气重新加热。低温分离器23把该重新加热的中浓度 液体分离成蒸汽或冷却剂蒸气和高浓度吸收液体。该高浓度液体当它 流过低温热交换器53时受到冷却。然后该冷却了的高浓度液体滴落在 外管70的内表面上。该蒸汽或冷却剂蒸气在冷凝器30中受冷却而变 成水或液体冷却剂。该水或液体冷却剂滴落在蒸发-吸收空间71中的 水管41’的外表面上。该滴落水或液体冷却剂由于蒸发-吸收空间71 中的压力低而蒸发。该水或冷却剂的蒸发将从在水管41’中循环的水取 走热量从而使水管41’中的水冷却。室内装置(未示出)通过利用在水 管41’中循环的冷却水而完成致冷工作。在蒸发-吸收空间71中的该 蒸发水或液体冷却剂立即被向下流在外管70的内表面上的高浓度吸 收液所吸收。水或冷却剂蒸气被高浓度液体的吸收将释放热量，该热 量由风扇60’产生的空气流带走。在吸收该水或冷却剂蒸气后，该高浓 度液体就被稀释成低浓度液体。循环泵使该低浓度液体实现从蒸发- 吸收装置45到低温热交换器53，再到高温热交换器54，最后回到高 温再生器10’中的循环。该低浓度液体当它流过低温热交换器53，高 温热交换器54和高温再生器10’时将被连续地加热。

下面说明图1的装置在加热方式下的工作情况。

在加热工作状态下，该第一和第二3通阀73和75应分别切换成 允许流体沿箭头d和f的方向流动。风扇60’运转，以在沿箭头h所示 的方向即冷却工作时所提供的相反方向提供气流。因此，空气从冷凝 器30流到蒸发-吸收装置45。来自冷凝器30的水或液体冷却剂滴落 在装置45的蒸发-吸收空间71中的外管70的内表面上，该水或液体 冷却剂由于在该蒸发-吸收空腔中的压力低而蒸发。水或液体冷却剂 的这种蒸发将从外管70带走热量，由此冷却了该管。由于从冷凝器 30产生的热量将通过风扇60’产生的气流传递到外管70上，从而防止 了外管70的过冷。该水或冷却剂蒸气立即被在水管41’的外表面上流 动的高浓度吸收液所吸收。该水或冷却剂蒸气被高浓度液体的吸收将 产生使水管41’中的循环水升温的热量。室内装置利用在水管41’中的 该暖循环水可以完成取暖工作。

根据本发明提供的该空气调节装置的优点(某些优点上面已经提 及)将在下面进行说明。

由于本发明的空气调节装置在高温和低温再生器中使用翅片管 型热交换器来代替常规的蒸发器结构，因而根据本发明提供的该装置 与常规的装置相比，所需要的液体冷却剂-吸收介质溶液的数量较 少。所以该吸收介质溶液能够以比常规的装置中更快的速度升温，本 发明装置也就能更快地开始工作。此外，该装置的总重量也减少了。

而且，在再生器10’和20’中所使用的翅片管型热交换器与常规装 置相比，可以更有效地加热该吸收液体。此外，该高和低温分离器11’ 和23可以制成具有相同的结构，因而该装置的生产成本可以降低。此 外，相应的翅片管型热交换器10b和20c可以具有相同的结构，从而 也可以使这些部件的成本降低。

把冷却剂汽化和吸收功能结合在由水管41’和外管70组成的双管 所形成的单个装置上，从而简化了该装置的整体结构，降低了生产成 本，并且使该装置的体积更小、重量更轻。此外，冷却剂蒸气也能由 高浓度吸收液体高效率地吸收，因为蒸发和吸收都是通过在蒸发-吸 收空间71中的互相面对的表面进行的。

再者，水管41’被以更高的效率在管子的表面加热或冷却，并且 由风扇60’产生的气流把在冷凝器30产生的热量传递到外管70上，从 而可以防止外管70过冷。

此外，设置在外管70上的翅片70a可使外管70使用一种比所需 要的水冷管道系统(如果外管的水冷是需要的)更简单的结构来进行 气冷。因此，本发明装置的安装与维护比常规装置更简单。

虽然上述最佳实施例把蒸发和吸收室结合成一个装置，但根据本 发明也可以设想提供一种具有分开的蒸发和吸收室的装置。

此外，虽然上述最佳实施例是通过调节气体流量调节器4调整在 高温再生器10’中的火焰的方法来调节由室内装置提供的空气的温度 的，但是也可以设想使用其他技术来调节室内温度。例如，可以通过 调节由循环泵52提供的吸收液的循环速率或者通过调节通过水管41’ 的水的流速来调整温度。而且，温度调节也可以通过间断地操作燃烧 器1来达到。在这种情况下，当室温低于所调定的预定温度时，燃烧 器1就接通，而当室温处于或高于所调定的预定温度时，燃烧器1就 关闭。

在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以对上述实施例和 作法进行各种改变。因此，本发明的具体的最佳实施例和作法是说明 性的，并没有限制的意义。本发明的真实的精神和范围在下面的权利 要求书中规定。