专利汇可以提供微型热传递系统或热与质量传递系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且微型单 块 的热或热与 质量 传递系统包括:两个外板(110、111)之间组装的多个 垫片 (102、104),在组合时,垫片形成离散的但一体的热与质量传递系统部件,诸部件组成微型的单块吸收型冷却和/或加热系统,或其它热或热与质量传递系统。垫片一般地包括多个微型槽(702)、空间、 流体 通道,以及在全部系统内所形成的部件之间的用于传递流体的其它特征,其根据需要流入和流出系统,流入和流出加热源、冷却源和 散热 器。一般地,使用两个决然不同的垫片类型并组合在一起成为多个垫片对,以便能够在各垫片对内的微型槽内流动的流体之间实现热 接触 ,各垫片对内的各垫片包括彼此相比稍许不同的微型槽和流体通道结构。,下面是微型热传递系统或热与质量传递系统专利的具体信息内容。
1.一种一体的热与质量传递系统,包括:
在预定区域内至少部分地由热传导材料制成的单块支承结构,所述单块支承结构形成热与质量传递系统的一个实施方式的热交换区域;
多个形成在所述支承结构内的流体空间,用来包含(a)用于一个热与质量传递系统的一个部件内的工作流体,以及(b)至少一个偶联流体,由于所述一个热与质量传递系统操作,该偶联流体用来将热能传入或传出所述支承结构;
一个或多个一体形成的热交换区域形成和被包含在支承结构内,用来实现所述一个热与质量传递系统的一个部件的热传递功能,各个热交换区域包括(a)形成在所述热传导材料内的第一排微型槽,用来连通工作流体的第一流,从与所述一个热与质量传递系统的部件相关连的入口流体空间连通到与所述一个热与质量传递系统的部件相关连的出口流体空间内,以及(b)形成在所述热传导材料内的第二排微型槽,用来连通(a)与所述一个热与质量传递系统的部件相关连的工作流体的第二流,或(b)偶联流体流,从而适合于所述热交换区域的所述一个热传递功能,
所述第一排微型槽和所述第二排微型槽布置成在所述支承结构内彼此热接触,以便在所述第一排微型槽内的所述工作流体的第一流和所述第二排微型槽内的以下任何一个流体流之间传导热量:(a)所述工作流体的第二流,或(b)所述偶联流体流,从而适合于所述热交换区域的所述热传递功能;以及
流体偶联装置,用来偶联通过所述一个热与质量传递系统某一级的热交换区域的偶联流体的热修改流,
由此,所述系统通过偶联流体的热修改流提供加热或冷却功能,从而适合于所述一个热与质量传递系统。
2.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述系统是热泵,且其中,所述流体偶联装置包括:
第一流体偶联装置,用来将加热的偶联流体的第一流偶联到所述系统内,所述加热的偶联流体的第一流通过形成用来接受热能的所述一个热与质量传递系统的初始级的热交换区域;
第二流体偶联装置,用来偶联偶联流体的热修改第二流,所述偶联流体的热修改第二流通过形成所述一个热与质量传递系统的其后级的热交换区域;以及
第三流体偶联装置,用来偶联偶联流体的排热流,所述偶联流体的排热流通过所述一个热与质量传递系统的某一级的热交换区域,
由此,所述系统通过偶联流体的热修改第二流提供加热或冷却功能,从而适合于所述一个热与质量传递系统,并且所述系统通过偶联流体的排热流提供排热功能。
3.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述单块支承结构包括多个堆叠的平面热传导垫片,所述垫片在其内具有形成所述流体空间的开口,并在其表面内具有形成所述多排微型槽的微型凹口。
4.如权利要求3所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述垫片布置成多对第一类型和第二类型的垫片,
其中,第一类型垫片形成微型槽,用来连通所述一个热与质量传递系统的部件的流体空间之间的工作流体和/或偶联流体,
其中,第二类型垫片形成微型槽,用来连通所述一个热与质量传递系统的部件的流体空间之间的工作流体和/或偶联流体,以及
其中,所述垫片对各包括所述垫片的多元件阵列的预定单个元件,所述多元件阵列具有由所述一个热与质量传递系统的输入/输出热性质和流体流动特性确定的尺寸。
5.如权利要求4所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,垫片的多元件阵列的多个元件包括热交换装置,所述热交换装置形成热与质量传递系统的一部分。
6.如权利要求4所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,垫片的多元件阵列的多个元件包括热与质量传递系统部件,所述热与质量传递系统部件形成热与质量传递系统的一部分。
7.如权利要求4所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,垫片的多元件阵列的多个元件包括热交换装置,所述热交换装置形成热与质量传递系统部件的一部分,所述热与质量传递系统部件又形成热与质量传递系统的一部分。
8.如权利要求3所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述一个热与质量传递系统的一个部件包括制冷剂吸收器,所述一体的热与质量传递系统还包括形成在第一垫片上的一排所述微型槽内的多个蒸气入口孔,以确保从邻近的第二垫片内的通道内流出的蒸气流入第一垫片的微型槽内,并与所述第一垫片的微型槽内的吸收剂混合。
9.如权利要求3所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述流体空间之一包括形成在所述支承结构内的流体集管,用来引导工作流体流或偶联流体流流入流体分配通道,从而适合于一个部件,所述流体分配通道引导流体流入一排微型槽内。
10.如权利要求9所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述集管包括形成用来接纳流体的开口的堆叠垫片内的区域、由流体集管内的堆叠垫片形成的流体空间,使所述流体分配通道形成在多对垫片内的一对垫片中的交替的垫片内。
11.如权利要求10所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述流体集管定位在偶联到所述流体分配通道的那排微型槽附近,并大致地垂直于该排微型槽。
12.如权利要求3所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述微型凹口包括形成在一对互补垫片的第一垫片的顶表面内的形状,以将热能和旁边的流体传到所述垫片对的邻近的第二垫片的对应邻近的底表面内,所述垫片对封闭所述凹口以形成所述微型槽。
13.如权利要求3所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述微型凹口是:机加工的狭缝或槽、切割的、光蚀刻的、化学蚀刻的、激光蚀刻的、模制的、冲压的、颗粒冲击的,或其它类似工艺制成的。
14.如权利要求3所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述多个堆叠垫片用物理方法粘结而形成单一的结构。
15.如权利要求14所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述物理粘结选自以下:扩散粘结、胶合、钎焊、焊接、压紧。
16.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述热与质量传递系统包括多个互连的功能性热与质量传递系统部件,它们实现影响所述热与质量传递系统,且其中,所述一个热与质量传递系统的第一部件的出口流体空间直接与所述一个热与质量传递系统的第二部件的入口流体空间偶联。
17.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述一个热与质量传递系统的第一部件和所述一个热与质量传递系统的第二和其后部件之间的功能性流体互连结构,形成和包含在所述单块支承结构内。
18.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述一个热与质量传递系统的一个部件包括多部件的热与质量传递系统组件的单个部件,其中,多个所述单块支承结构通过外部流体偶联连接而形成所述组件。
19.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,热与质量传递系统的一个实施方式包括吸收型热泵。
20.如权利要求19所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述吸收型热泵的工作流体是氨-水混合物。
21.如权利要求19所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述吸收型热泵的工作流体是溴化锂-水混合物。
22.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,通过所述一个热与质量传递系统的一级的偶联流体的热修改流包括通过所述一个热与质量传递系统的最后级的偶联流体流,所述一体的热与质量传递系统还包括排热流体偶联装置,该排热流体偶联装置用来偶联通过热交换区域的排热偶联流体流,所述热交换区域形成所述一个热与质量传递系统的排热部件。
23.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,通过所述一个热与质量传递系统的一级的偶联流体的热修改流包括所述一个热与质量传递系统的中间排热部件。
24.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述多排微型槽基本上在所述热交换区域内平行。
25.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述一个热与质量传递系统的所述热传递功能提供在热与质量传递系统的下列部件的一个或多个内:吸收器、溶液热交换器、解吸器、精馏器、冷凝器、回热制冷剂热交换器、蒸发器。
26.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述系统是由以下构成的组中的热泵:单一效果、双重效果、三重效果、发生器-吸收器-热交换(GAX)循环。
27.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,输入热能由以下一个或多个提供:废热、太阳能,或一次燃料源。
28.如权利要求27所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述废热由以下获得:车辆废气、食品加工、金属加工、干洗机、船舶发动机废气、军舰废气。
29.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述偶联流体包括作为所述系统冷却的热输出的冷却流体介质。
30.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述偶联流体包括作为从所述系统加热的热输出、用于从所述系统传送热能的加热流体介质。
31.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,还包括一个或多个流体泵,用来在部件之间移动工作流体或偶联流体。
32.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述单块支承结构包括一对包括多个端口的盖板,所述端口用来将工作流体和偶联流体引入到所述支承结构内的各种功能性部件内,并将工作流体和偶联流体运输到所述支承结构内的各种功能性部件外,所述盖板支承和容纳平面的粘结垫片的组件,所述垫片形成流体空间、热交换区域、微型槽以及其它部件结构。
33.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述第一排微型槽内的工作流体流是相对于所述第二排微型槽内的流体流方向的逆流。
34.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述第一排微型槽内的工作流体流是相对于所述第二排微型槽内的流体流方向的横流。
35.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述一个热与质量传递系统的一个部件包括吸收型热泵的制冷剂精馏器,所述一体的热与质量传递系统还包括形成在单块支承结构内的多个保持流体的肋,所述肋形成用来含有液体量的托盘并能够使蒸气和液体沿相对方向流动,使流体和蒸气在托盘所含的液体表面上直接质量接触,还与偶联流体或工作流体热接触,使收集在和流出精馏器的回流液体以大致向下方式连接解吸器的溶液流动。
36.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述一个热与质量传递系统是吸收型热泵或多组分的流体处理系统,其包括系统内某些区域内的流体强制对流以及系统其它区域内的流体重力/浮力驱动流动,以在相变过程中,实现要求的液体或蒸气温度、类属浓度和类属浓度梯度,所述一体的热与质量传递系统还包括形成在单块结构内的通道,结合蒸气在所述通道内的逆流布置的向上流动,所述通道确保液体向下流动,由此,实现促进蒸气的沸腾或解吸和/或较高的制冷剂蒸气纯度的状态。
37.一种制造一体的热与质量传递系统的方法,该方法包括如下步骤:
提供单块支承结构,所述支承结构至少部分地由热传导材料加工而成;
在所述支承结构内形成多个流体空间,用来含有:(a)用于一个热与质量传递系统的一个部件内的工作流体,以及(b)由于所述一个热与质量传递系统的操作,至少一个用于将热能传入或传出所述支承结构的偶联流体;
提供一个或多个一体地形成的热交换区域,所述热交换区域被包含在所述支承结构内,用以实现所述一个热与质量传递系统的一个部件的热传递功能,各个热交换区域包括(a)形成在所述热传导材料内的第一排微型槽,用来使来自与所述一个热与质量传递系统的部件相关连的入口流体空间的工作流体的第一流,连通到与所述一个热与质量传递系统的部件相关连的出口流体空间内,以及(b)形成在所述热传导材料内的第二排微型槽,用来连通(a)与所述一个热与质量传递系统的部件相关连的工作流体的第二流,或(b)偶联流体流,从而适用于所述热交换区域的所述一个热交换功能,
所述第一排微型槽和所述第二排微型槽布置成在所述支承结构内彼此热接触,以在所述第一排微型槽内的所述工作流体的第一流和所述第二排微型槽内的以下流体流中的一个之间传导热量:(a)所述工作流体的第二流,或(b)所述偶联流体流,从而适合于所述热交换区域的所述热传递功能;以及
提供流体偶联装置,该流体偶联装置用于偶联通过所述一个热与质量传递系统的一级的热交换区域的偶联流体的热修改流,
由此,如此制成的系统通过所述偶联流体的热修改流提供加热或冷却功能,从而适合于所述一个热与质量传递系统。
38.如权利要求37所述的方法,其特征在于,所述系统是热泵,所述方法还包括如下步骤:
提供第一流体偶联装置,用来将加热的偶联流体的第一流偶联到所述系统内,所述加热的偶联流体的第一流通过形成用来接受热能的所述一个热与质量传递系统的初始级的热交换区域;
提供第二流体偶联装置,用来偶联偶联流体的热修改第二流,所述偶联流体的热修改第二流通过形成所述一个热与质量传递系统的其后级的热交换区域;
提供第三流体偶联装置,用来偶联偶联流体的排热流,所述偶联流体的排热流通过所述一个热与质量传递系统的一级的热交换区域;以及
由此,如此形成的系统通过偶联流体的热修改第二流提供加热或冷却功能,从而适合于所述一个热与质量传递系统,并且所述系统通过偶联流体的排热流提供排热功能。
39.如权利要求37所述的方法,其特征在于,还包括从多个堆叠的平面热传导垫片形成单块支承结构的步骤,所述热传导垫片在其内具有形成所述流体空间的开口,并在其表面内具有在形成所述多排微型槽的微型凹口。
40.如权利要求39所述的方法,其特征在于,还包括将垫片布置成多对第一类型和第二类型的垫片,
其中,第一类型垫片形成微型槽,用来连通所述一个热与质量传递系统的部件的流体空间之间的工作流体和/或偶联流体,
其中,第二类型垫片形成微型槽,用来连通所述一个热与质量传递系统的部件的流体空间之间的工作流体和/或偶联流体,
其中,所述垫片对各包括所述垫片的多元件阵列的预定单个元件,所述多元件阵列具有由所述一个热与质量传递系统的输入/输出热性质和流体流动特性确定的尺寸。
41.如权利要求40所述的方法,其特征在于,所述垫片的多元件阵列的多个元件包括热交换装置,所述热交换装置形成热与质量传递系统的一部分。
42.如权利要求40所述的方法,其特征在于,所述垫片的多元件阵列的多个元件包括热与质量传递系统部件,所述热与质量传递系统部件形成热与质量传递系统的一部分。
43.如权利要求40所述的方法,其特征在于,所述垫片的多元件阵列的多个元件包括热交换装置,所述热交换装置形成热与质量传递系统部件的一部分,所述热与质量传递系统部件又形成热与质量传递系统的一部分。
44.如权利要求39所述的方法,其特征在于,所述一个热与质量传递系统的一个部件包括制冷剂吸收器,所述方法还包括在第一垫片上的一排所述微型槽内提供多个蒸气入口孔的步骤,以便确保蒸气从邻近第二垫片内的通道流出而流入第一垫片的微型槽内,并与第一垫片的微型槽内的吸收剂混合。
45.如权利要求39所述的方法,其特征在于,所述流体空间之一包括形成在支承结构内的流体集管,用来引导工作流体流或偶联流体流流入流体分配通道,从而适合于一个部件,所述流体分配通道引导流体流入一排微型槽内。
46.如权利要求45所述的方法,其特征在于,所述流体集管包括形成用来接受流体的开口的堆叠垫片内的区域,由流体集管内堆叠垫片形成的流体空间,使所述流体分配通道形成在多对垫片的一对垫片中的交替的垫片内。
47.如权利要求46所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:将所述流体集管定位在偶联到所述流体分配通道的那排微型槽附近,并大致地垂直于该排微型槽。
48.如权利要求39所述的方法,其特征在于,还包括在一对互补垫片的第一垫片的顶表面上形成一定形状的微型凹口的步骤,以将热能和旁边的流体传到所述垫片对的邻近的第二垫片的对应和邻近的底表面内,所述垫片对封闭所述凹口以形成所述微型槽。
49.如权利要求39所述的方法,其特征在于,所述微型凹口通过以下方法形成:机加工的狭缝或槽、切割、光蚀刻、化学蚀刻、激光蚀刻、模制、冲压、颗粒冲击,或其它类似工艺。
50.如权利要求39所述的方法,其特征在于,还包括用物理方法粘结多个堆叠垫片而形成单一结构的步骤。
51.如权利要求50所述的方法,其特征在于,所述物理粘结选自以下:扩散粘结、胶合、钎焊、焊接、压紧。
52.如权利要求37所述的方法,其特征在于,所述热与质量传递系统包括多个互连的功能性热与质量传递系统部件,它们实现所述热与质量传递系统,且所述方法还包括将所述一个热与质量传递系统的第一部件的出口流体空间直接与所述一个热与质量传递系统的第二部件的入口流体空间偶联的步骤。
53.如权利要求37所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:将所述一个热与质量传递系统的第一部件和所述一个热与质量传递系统的第二和其后部件之间的功能性流体互连结构形成和包含在所述单块支承结构内。
54.如权利要求37所述的方法,其特征在于,所述一个热与质量传递系统的一个部件包括多部件的热与质量传递系统组件的单个部件,所述方法还包括将多个所述单块支承结构通过外部流体偶联而连接从而形成所述组件的步骤。
55.如权利要求37所述的方法,其特征在于,热与质量传递系统的一个实施方式是吸收型热泵。
56.如权利要求55所述的方法,其特征在于,所述吸收型热泵的工作流体是氨-水混合物。
57.如权利要求55所述的方法,其特征在于,所述吸收型热泵的工作流体是溴化锂-水混合物。
58.如权利要求37所述的方法,其特征在于,通过所述一个热与质量传递系统的一级的偶联流体的热修改流包括通过所述一个热与质量传递系统的最后级的偶联流体流,所述方法还包括偶联通过热交换区域的排热偶联流体流的步骤,所述热交换区域形成所述一个热与质量传递系统的排热部件。
59.如权利要求37所述的方法,其特征在于,通过所述一个热与质量传递系统的一级的偶联流体的热修改流包括所述一个热与质量传递系统的中间排热部件。
60.如权利要求37所述的方法,其特征在于,还包括将所述多排微型槽形成为基本上在所述热交换区域内平行的步骤。
61.如权利要求37所述的方法,其特征在于,所述一个热与质量传递系统的所述热传递功能提供在热与质量传递系统的下列部件的一个或多个内:吸收器、溶液热交换器、解吸器、精馏器、冷凝器、回热制冷剂热交换器、蒸发器。
62.如权利要求37所述的方法,其特征在于,所述系统是以下构成的组中的热泵:单一效果、双重效果、三重效果、发生器-吸收器-热交换(GAX)循环。
63.如权利要求37所述的方法,其特征在于,还包括由以下中的一个或多个提供输入热能的步骤:废热、太阳能,或一次燃料源。
64.如权利要求63所述的方法,其特征在于,所述废热由以下获得:车辆废气、化学过程、食品加工、金属加工、干洗机、船舶发动机废气、军舰废气,以及其它如此的源头。
65.如权利要求37所述的方法,其特征在于,所述偶联流体包括作为所述系统冷却的热输出的冷却流体介质。
66.如权利要求37所述的方法,其特征在于,所述偶联流体包括作为从所述系统加热的热输出的加热流体介质,用于从所述系统传送热能。
67.如权利要求37所述的方法,其特征在于,还包括提供一个或多个流体泵的步骤,用来在部件之间移动工作流体或偶联流体。
68.如权利要求37所述的方法,其特征在于,还包括在一对盖板内安装所述单块支承结构的步骤,所述盖板包括多个端口,所述端口用来将工作流体和偶联流体引入到所述支承结构内的各种功能性部件内,并将工作流体和偶联流体运输到所述支承结构内的各种功能性部件外,所述盖板支承和容纳平面的粘结垫片的组件,所述垫片形成流体空间、热交换区域、微型槽以及其它部件结构。
69.如权利要求37所述的方法,其特征在于,还包括以下布置步骤:使所述第一排微型槽内的工作流体流是相对于所述第二排微型槽内的流体流方向的逆流。
70.如权利要求37所述的方法,其特征在于,所述一个热与质量传递系统的一个部件包括吸收型热泵的制冷剂精馏器,所述方法还包括在单块支承结构内形成多个保持流体的肋的步骤,所述肋提供用来含有液体量的托盘并能够使蒸气和液体沿相对方向流动,使流体和蒸气在托盘所含的液体表面上直接质量接触,还与偶联流体或工作流体热接触,使收集在和流出精馏器的回流液体以大致向下方式连接解吸器的溶液流动。
71.如权利要求37所述的方法,其特征在于,所述一个热与质量传递系统是吸收型热泵或多组分的流体处理系统,其包括系统内某些区域内的流体强制对流以及系统其它区域内的流体重力/浮力驱动流动,以在相变过程中,实现要求的液体或蒸气温度、类属浓度和类属浓度梯度,所述方法还包括在单块结构内提供通道的步骤,结合蒸气在所述通道内的逆流布置的向上流动,所述通道允许液体向下流动,
由此,实现促进蒸气的沸腾或解吸和/或较高的制冷剂蒸气纯度的状态。
72.一种用于热传递系统或热与质量传递系统的一体的单块热交换装置,该热交换装置包括:
在预定区域内至少部分地由热传导材料制成的单块支承结构,所述支承结构形成热传递系统和/或热与质量传递系统部件的热交换区域;
多个形成在所述支承结构内的流体空间,用来含有:(a)用于热或热与质量传递系统的第一部件内的第一工作流体,以及(b)用于热或热与质量传递系统的第二部件内的第二工作流体,所述工作流体用来将热能传入或传出所述支承结构;
形成和包含在所述支承结构内的热交换区域,用以实现热或热与质量传递系统的一些部件的热传递功能,所述热交换区域包括:
(a)形成在所述热传导材料内的第一排微型槽,用来将来自与热或热与质量传递系统的第一部件相连的入口流体空间的第一工作流体的第一流,连通到与热或热与质量传递系统的所述第一部件相连的出口流体空间内,以及
(b)形成在所述热传导材料内的第二排微型槽,用来将来自与热或热与质量传递系统的第二部件相连的入口流体空间的第二工作流体的第二流,连通到与所述热或热与质量传递系统的所述第二部件相连的出口流体空间内,
所述第一排微型槽和所述第二排微型槽布置成在所述支承结构内彼此热接触,以在工作流体的所述第一流和工作流体的所述第二流之间传导热量;
第一流体偶联装置,该第一流体偶联装置用于偶联第一工作流体的第一流,所述第一工作流体的第一流流入和流出与一个热或热与质量传递系统的第一部件相连的流体空间,以及
第二流体偶联装置,该第二流体偶联装置用于偶联第二工作流体的第二流,所述第二工作流体的第二流流入和流出与一个热或热与质量传递系统的第二部件相连的流体空间,以提供第二工作流体的热修改流。
73.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述第一工作流体是用于将热能偶联到装置内的偶联流体,其中,所述第二工作流体是用于将第二工作流体的热修改流偶联到装置外的偶联流体。
74.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述第一工作流体或所述第二工作流体之一是制冷剂。
75.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述单块支承结构包括多个堆叠的平面的热传导垫片,所述垫片在其内具有形成所述流体空间的开口,并在其表面内具有在形成所述多排微型槽的微型凹口。
76.如权利要求75所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述垫片布置成多对第一类型和第二类型的垫片,其中,第一类型垫片形成微型槽,用来连通热或热与质量传递系统的第一部件的流体空间之间的第一工作流体的第一流,其中,第二类型垫片形成微型槽,用来连通热或热与质量传递系统的第二部件的第二工作流体的第二流,且其中,所述垫片对各包括所述垫片的多元件阵列的预定单个元件,所述多元件阵列具有由所述热或热与质量传递系统的输入/输出热性质和流体流动特性确定的尺寸。
77.如权利要求75所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述热或的热与质量传递系统的部件包括制冷剂吸收器,所述一体的单块热交换装置还包括形成在第一垫片上的一排所述微型槽内的多个蒸气入口孔,以确保从邻近的第二垫片内的通道内流出的蒸气流入第一垫片的微型槽内,并与所述第一垫片的微型槽内的吸收剂混合。
78.如权利要求75所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述流体空间之一包括形成在所述支承结构内的流体集管,用来引导工作流体流流入流体分配通道内,所述流体分配通道引导流体流入一排微型槽内。
79.如权利要求78所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述流体集管包括形成用来接纳工作流体的开口的堆叠垫片内的区域、由流体集管内的堆叠垫片形成的流体空间,使所述流体分配通道形成在多对垫片内的一对垫片中的交替的垫片内。
80.如权利要求78所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述流体集管定位在偶联到所述流体分配通道的那排微型槽附近,并大致地垂直于该排微型槽。
81.如权利要求75所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述微型凹口包括形成在一对互补垫片的第一垫片的顶表面内的形状,以将热能和旁边的流体传到所述垫片对的邻近的第二垫片的对应和邻近的底表面内,所述垫片对封闭所述凹口以形成所述微型槽。
82.如权利要求75所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述微型凹口是:机加工的狭缝或槽、切割的、光蚀刻的、化学蚀刻的、激光蚀刻的、模制的、冲压的、颗粒冲击的,或其它类似工艺制成的。
83.如权利要求75所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述多个堆叠垫片用物理方法粘结而形成单一的结构。
84.如权利要求83所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述物理粘结选自以下:扩散粘结、胶合、钎焊、焊接、压紧。
85.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述热或热与质量传递系统包括多个互连的功能性部件,其中,热或热与质量传递系统的第一部件的出口流体空间直接与单块结构内的所述热和/或热与质量传递系统的第二部件的入口流体空间偶联。
86.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,热或热与质量传递系统的第一部件和热或热与质量传递系统的第二和其后部件之间的功能性流体互连结构,形成和包含在所述单块支承结构内。
87.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述热或热与质量传递系统的第一部件包括多部件的热或热与质量传递系统组件的单个部件,其中,多个所述热交换装置通过外部流体偶联而连接以形成所述组件。
88.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述热或热与质量传递系统是吸收型热泵。
89.如权利要求88所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述吸收型热泵的第一工作流体是氨-水混合物。
90.如权利要求88所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述吸收型热泵的第一工作流体是溴化锂-水混合物。
91.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述多排微型槽基本上在所述热交换区域内平行。
92.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述装置在所述热或热与质量传递系统的下列部件的一个或多个内使用:吸收器、溶液热交换器、解吸器、精馏器、冷凝器、回热制冷剂热交换器、蒸发器。
93.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述热或热与质量传递系统是以下构成的组中的热泵:单一效果、双重效果、三重效果、发生器-吸收器-热交换(GAX)循环。
94.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述工作流体之一包括加热的流体介质,用来将热能传递到所述装置内,作为对包括作为部件的该装置的系统的热输入。
95.如权利要求94所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,输入热能由以下中的一个或多个提供:废热、太阳能,或一次燃料源。
96.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述工作流体之一包括冷却的流体介质,用作为对包括作为部件的该装置的系统的冷却的热输出。
97.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述单块支承结构包括一对包括多个端口的盖板,所述端口用来将工作流体引入到所述支承结构内,并将工作流体运输出所述支承结构,所述盖板支承和容纳平面的粘结垫片的组件,所述垫片形成流体空间、热交换区域以及微型槽。
98.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,还包括形成在支承结构内并与支承结构形成一体的热或热与质量传递系统的预定部件的流体空间之间的流体流动连接。
99.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,还包括通过支承结构外的流体管线在所述一个热或热与质量传递系统的预定部件的流体空间之间的流体流动连接。
100.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述第一排微型槽内的工作流体流是相对于所述第二排微型槽内的工作流体流方向的逆流。
101.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述第一排微型槽内的工作流体流是相对于所述第二排微型槽内的工作流体流方向的横流。
102.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述装置包括吸收型热泵的制冷剂精馏器,所述装置还包括形成在单块支承结构内的多个保持流体的肋,所述肋形成用来含有液体量的托盘并能够使蒸气和液体沿相对方向流动,使流体和蒸气在托盘所含的液体表面上直接质量接触,还与偶联流体或工作流体热接触,使收集在和流出精馏器的回流液体以大致向下方式连接解吸器的溶液流动。
103.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述装置包括吸收型热泵或多组分的流体处理系统的部件,该系统包括系统内某些区域内的流体强制对流以及系统其它区域内的流体重力/浮力驱动流动,以在相变过程中,实现要求的液体或蒸气温度、类属浓度和类属浓度梯度,所述一体的单块热交换装置还包括形成在所述单块结构内的通道,结合蒸气在所述通道内的逆流布置的向上流动,所述通道确保液体向下流动,由此,实现促进蒸气的沸腾或解吸和/或较高的制冷剂蒸气纯度的状态。
104.一种用于处理诸如双元、三元、四元或类似多成分流体的多组分流体的系统,该系统包括:
在预定区域内至少部分地由热传导材料制成的单块支承结构,所述支承结构形成流体处理系统的热交换区域;
多个形成在所述支承结构内的流体空间,用来含有:(a)用于在所述系统内处理的多组分流体,以及(b)用于将热能传入和传出所述支承结构以便处理多组分流体的偶联流体;
形成和包含在所述支承结构内的一个或多个一体形成的热交换区域,用以实现流体处理系统的热传递功能,各热交换区域包括:(a)形成在所述热传导材料内的第一排微型槽,用来使来自与流体处理系统的第一部件相关连的入口流体空间的偶联流体的第一流,连通到与流体处理系统的所述第一部件相关连的出口流体空间内,以及(b)形成在所述热传导材料内的第二排微型槽,用来连通所述多组分流体流,
所述第一排微型槽和所述第二排微型槽布置成在所述支承结构内彼此热接触,以在偶联流体的所述第一流和所述多组分流体流之间传导热量;
第一流体偶联装置,该第一流体偶联装置用于偶联通过热交换区域的偶联流体的第一流,该热交换区域形成流体处理系统的预定级,以接受流入系统内的热能;以及第二流体偶联装置,该第二流体偶联装置用于偶联通过热交换区域的多组分流体的热修改流,该热交换区域形成流体处理系统的预定级,
由此,所述系统确保多组分流体流的处理,从而适合于流体处理系统。
105.如权利要求104所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述系统用于实现以下之一中的过程:锅炉、冷凝器、蒸馏器、吸收器、解吸器、蒸发器、回热式热交换器、精馏器。
106.如权利要求104所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述系统用于如下的装置中:分馏装置、流体分离装置、精馏装置,或剥离装置。
107.如权利要求104所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述流体处理系统具有多级。
108.如权利要求104所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述单块支承结构包括多个堆叠的平面的热传导垫片,该垫片在其内具有形成所述流体空间的开口,并在其表面内具有在形成所述多排微型槽的微型凹口。
109.如权利要求108所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述垫片布置成多对第一类型和第二类型的垫片,其中,第一类型垫片形成微型槽,用来连通流体处理系统的部件的入口流体空间和出口流体空间之间的偶联流体,其中,第二类型垫片形成微型槽,用来连通流体处理系统的部件的流体空间之间的多组分流体,且其中,所述垫片对各包括所述垫片的多元件阵列的预定单个元件,所述多元件阵列具有由所述多组分流体处理系统的输入/输出热性质和流体流动特性确定的尺寸。
110.如权利要求108所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述流体处理系统包括吸收器,还包括形成在第一垫片上的一排所述微型槽内的多个蒸气入口孔,以确保从邻近的第二垫片内的通道内流出的蒸气流入第一垫片的微型槽内,并与所述第一垫片的微型槽内的多组分流体混合。
111.如权利要求108所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述流体空间之一包括形成在所述支承结构内的流体集管,用来引导偶联流体流或多组分流体流合适地流入流体分配通道,所述流体分配通道引导流体流入一排微型槽内。
112.如权利要求111所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述流体集管包括形成用来接纳流体的开口的堆叠垫片内的区域、由流体集管内的堆叠垫片形成的流体空间,使所述流体分配通道形成在多对垫片内的一对垫片中的交替的垫片内。
113.如权利要求112所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述流体集管定位在偶联到所述流体分配通道的那排微型槽附近,并大致地垂直于该排微型槽。
114.如权利要求108所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述微型凹口包括形成在一对互补垫片的第一垫片的顶表面内的形状,以将热能和旁边的流体传到所述垫片对的邻近的第二垫片的对应和邻近的底表面内,所述垫片对封闭所述凹口以形成所述微型槽。
115.如权利要求108所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述微型凹口是:机加工的狭缝或槽、切割的、光蚀刻的、化学蚀刻的、激光蚀刻的、模制的、冲压的、颗粒冲击的,或其它类似工艺制成的。
116.如权利要求108所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述多个堆叠垫片用物理方法粘结而形成单一的结构。
117.如权利要求116所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述物理粘结选自以下:扩散粘结、胶合、钎焊、焊接、压紧。
118.如权利要求104所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述系统包括多个互连的功能性部件之一,多个互连的功能性部件实现热与质量传递系统,且其中,热与质量传递系统的第一部件的出口流体空间直接与所述热与质量传递系统的第二部件的入口流体空间偶联。
119.如权利要求118所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述热与质量传递系统的第一部件和热与质量传递系统的第二和其后部件之间的功能性流体互连结构,形成和包含在所述单块支承结构内。
120.如权利要求118所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述热与质量传递系统的部件包括多部件的热与质量传递系统组件的单个部件,其中,多个所述单块支承结构通过外部流体偶联而连接从而形成所述组件。
121.如权利要求104所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述多排微型槽在所述热交换区域内基本上平行。
122.如权利要求104所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述单块支承结构包括一对包括多个端口的盖板,所述端口用来将偶联流体和多组分流体引入到所述支承结构内的各种功能部件内,并将偶联流体和多组分流体运输出所述支承结构内的各种功能性部件外,所述盖板支承和容纳平面的粘结垫片的组件,所述垫片形成流体空间、热交换区域、微型槽以及其它部件结构。
123.如权利要求104所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述第一排微型槽内的偶联流体流是相对于所述第二排微型槽内的多组分流体流方向的逆流。
124.如权利要求104所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述系统的部件包括制冷剂精馏器,所述多组分流体处理系统还包括形成在单块支承结构内的多个保持流体的肋,所述肋形成用来含有液体量的托盘并能够使蒸气和多组分液体沿相对方向流动,使流体和蒸气在托盘所含的液体表面上直接质量接触,还与偶联流体热接触,使收集在和流出精馏器的多组分流体的回流液体以大致向下方式连接解吸器的溶液流动。
125.如权利要求104所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述系统是吸收型热泵的部件,其包括系统内某些区域内的流体强制对流以及系统其它区域内的流体重力/浮力驱动流动,以在相变过程中,实现要求的液体或蒸气温度、类属浓度和类属浓度梯度,所述多组分流体处理系统还包括形成在单块结构内的通道,结合蒸气在所述通道内的逆流布置的向上流动,所述通道确保液体向下流动,
由此,实现促进蒸气的沸腾或解吸和/或较高的制冷剂蒸气纯度的状态。
126.一种热与质量传递系统,该系统包括:
多个离散的单块支承结构,各支承结构在预定区域内至少部分地由热传导材料制成,且形成热与质量传递系统的一个实施方式的一个部件的热交换区域;
多个形成在各所述离散的支承结构内的流体空间,用来含有:(a)用于一个热与质量传递系统的一个部件内的工作流体,以及(b)偶联流体,由于所述一个热与质量传递系统的操作,该偶联流体用于将热能传入和传出所述支承结构;
一个或多个一体形成的热交换区域,它们形成和包含在各所述离散的支承结构内,用以实现所述一个热与质量传递系统的一个部件的热传递功能,各个热交换区域包括:(a)形成在所述热传导材料内的第一排微型槽,用来使来自与一个热与质量传递系统的第一部件相连的入口流体空间的工作流体的第一流,连通到与一个热与质量传递系统的所述第一部件相连的出口流体空间内,以及(b)形成在所述热传导材料内的第二排微型槽,用来连通(a)工作流体的第二流或(b)偶联流体流,从而适合于所述热交换区域的所述一个热传递功能,
所述第一排微型槽和所述第二排微型槽布置成在所述支承结构内彼此热接触,以在工作流体的所述第一流和以下流体流中的任一个之间传导热量:(a)工作流体的所述第二流,或(b)所述偶联流体流,从而适合于所述热交换区域的所述热传递功能;
第一流体偶联装置,该第一流体偶联装置用于偶联偶联流体的第一流,所述偶联流体的第一流通过形成一个热与质量传递系统的预定级的热交换区域,用于接受流入系统内的热能;以及
至少一个第二流体偶联装置,该第二流体偶联装置用于偶联偶联流体的热修改第二流,所述偶联流体的热修改第二流动通过一个热与质量传递系统的所述预定级的所述热交换区域,
由此,各个所述离散的支承结构通过偶联流体的热修改第二流提供加热或冷却功能,从而适于实现一个热与质量传递系统的一级。
127.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,各个所述离散的单块支承结构容纳在上部构造内,该上部构造包含所述多个离散的单块支承结构,所述热与质量传递系统还包括所述单块支承结构的各个之间的流体偶联,用于偶联偶联流体流或工作流体流,从而合适地用于一个热与质量传递系统的一个级。
128.如权利要求127所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述上部结构构造确保所述离散单块支承结构的各个之间的绝热。
129.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,各个所述单块支承结构包括多个堆叠的平面的热传导垫片,所述垫片在其内具有形成所述流体空间的开口,并在其表面内具有形成所述多排微型槽的微型凹口。
130.如权利要求129所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述垫片布置成多对第一类型和第二类型的垫片,其中,第一类型垫片形成微型槽,用来连通一个热与质量传递系统的部件的流体空间之间的工作流体或偶联流体,其中,第二类型垫片形成微型槽,用来连通一个热与质量传递系统的部件的流体空间之间的工作流体或偶联流体,以及其中,所述垫片对各包括所述垫片的多元件阵列的预定单个元件,所述多元件阵列具有由所述一个热与质量传递系统的输入/输出热性质和流体流动特性确定的尺寸。
131.如权利要求129所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述一个热与质量传递系统的一个部件包括制冷剂吸收器,所述热与质量传递系统还包括形成在第一垫片上的一排所述微型槽内的多个蒸气入口孔,以确保从邻近的第二垫片内的通道内流出的蒸气流入第一垫片的微型槽内,并与所述第一垫片的微型槽内吸收剂混合。
132.如权利要求129所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述单块支承结构之一内的流体空间包括形成在所述支承结构内的流体集管,用来引导工作流体流或偶联流体流流入流体分配通道,从而适合于一个部件,所述流体分配通道引导流体流入一排微型槽内。
133.如权利要求132所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述流体集管包括形成用来接纳流体的开口的堆叠垫片内的区域、由流体集管内的堆叠垫片形成的流体空间,使所述流体分配通道形成在多对垫片内的一对垫片中的交替的垫片内。
134.如权利要求133所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述流体集管定位在偶联到所述流体分配通道的那排微型槽附近,并大致地垂直于该排微型槽。
135.如权利要求129所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述微型凹口包括形成在一对互补垫片的第一垫片的顶表面内的形状,以将热能和旁边的流体传到所述垫片对的邻近的第二垫片的对应和邻近的底表面内,所述垫片对封闭所述凹口以形成所述微型槽。
136.如权利要求129所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述微型凹口是:机加工的狭缝或槽、切割的、光蚀刻的、化学蚀刻的、激光蚀刻的、模制的、冲压的、颗粒冲击的,或其它类似工艺制成的。
137.如权利要求129所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述多个堆叠垫片用物理方法粘结而形成单一的结构。
138.如权利要求137所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述物理粘结选自以下:
扩散粘结、胶合、钎焊、焊接、压紧。
139.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,
其中,所述热与质量传递系统包括多个互连的离散的功能性热与质量传递系统部件,它们实现热与质量传递系统,
其中,所述离散的功能部件之一包括单块支承结构之一,以及
其中,所述单块支承结构的出口流体空间与所述一个热与质量传递系统的第二部件的入口流体空间偶联。
140.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述一个热与质量传递系统的第一部件和所述一个热与质量传递系统的第二和其后部件之间的功能性流体互连结构,形成和包含在所述单块支承结构之一内。
141.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述单块支承结构之一包括多部件的热与质量传递系统组件的单个部件,其中,多个所述单块支承结构通过外部流体偶联而连接从而形成所述组件。
142.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,热与质量传递系统的一个实施方式包括吸收型热泵。
143.如权利要求142所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述吸收型热泵的工作流体是氨-水混合物。
144.如权利要求142所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述吸收型热泵的工作流体是溴化锂-水混合物。
145.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,通过一个热与质量传递系统的一级的偶联流体的热修改流包括通过一个热与质量传递系统的最后级的偶联流体流,所述热与质量传递系统还包括排热流体偶联装置,该排热流体偶联装置用来偶联通过热交换区域的排热偶联流体流,所述热交换区域形成所述一个热与质量传递系统的排热部件。
146.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,通过一个热与质量传递系统的一级的偶联流体的热修改流包括所述一个热与质量传递系统的中间排热部件。
147.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述多排微型槽基本上在所述单块支承结构的所述热交换区域内平行。
148.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述一个热与质量传递系统的所述热传递功能提供在热与质量传递系统的下列部件的一个或多个内:吸收器、溶液热交换器、解吸器、精馏器、冷凝器、回热制冷剂热交换器、蒸发器。
149.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述系统是以下中的热泵:单一效果、双重效果、三重效果、发生器-吸收器-热交换(GAX)循环。
150.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,输入热能由以下中的一个或多个提供:废热、太阳能,或一次燃料源。
151.如权利要求150所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述废热由以下获得:车辆废气、化学过程、食品加工、金属加工、干洗机、船舶发动机废气、军舰废气,以及其它如此的源头。
152.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述偶联流体包括作为所述系统冷却的热输出的冷却流体介质。
153.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述偶联流体包括作为从所述系统加热的热输出的加热流体介质,用于从所述系统传送热能。
154.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,还包括一个或多个流体泵,用来在部件之间移动工作流体或偶联流体。
155.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,单块支承结构包括一对盖板,所述盖板包括多个端口,所述端口用来将工作流体和偶联流体引入到所述支承结构内的各种功能性部件内,并将工作流体和偶联流体运输出所述支承结构内的各种功能性部件外,所述盖板支承和容纳平面的粘结垫片的组件,所述垫片形成流体空间、热交换区域、微型槽以及其它部件结构。
156.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,单块支承结构内的所述第一排微型槽内的工作流体流是相对于所述第二排微型槽内的流体流方向的逆流。
157.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,单块支承结构内的所述第一排微型槽内的工作流体流是相对于所述第二排微型槽内的流体流方向的横流。
158.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述一个热与质量传递系统的一个部件包括吸收型热泵的制冷剂精馏器,所述热与质量传递系统还包括在单块支承结构内形成的多个保持流体的肋,所述肋形成用来含有液体量的托盘并能够使蒸气和液体沿相对方向流动,使流体和蒸气在托盘所含的液体表面上直接质量接触,还与偶联流体或工作流体热接触,使收集在和流出精馏器的回流液体以大致向下方式连接解吸器的溶液流动。
159.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,所述一个热与质量传递系统是吸收型热泵或多组分的流体处理系统,其包括系统内某些区域内的流体强制对流以及系统其它区域内的流体重力/浮力驱动流动,以在相变过程中,实现要求的液体或蒸气温度、类属浓度和类属浓度梯度,所述热与质量传递系统还包括在单块结构内形成的通道,结合蒸气在所述通道内的逆流布置的向上流动,所述通道允许液体向下流动,由此,实现促进蒸气的沸腾或解吸和/或较高的制冷剂蒸气纯度的状态。
160.一种用于涉及多组分流体的热传递过程的吸收器,包括:
在预定区域内至少部分地由热传导材料制成的单块支承结构,所述支承结构形成吸收器的热交换区域;
多个形成在所述支承结构内的流体空间,用来含有:(a)多组分流体的液体单相或二相制冷剂-吸收剂组分的稀释量,(b)用于将热能传输到所述支承结构内的偶联流体,以及(c)多组分流体的蒸气相组分;
形成和包含在支承结构内的一个或多个一体形成的热交换区域,用来实现吸收器的热传递功能,各个热交换区域包括:(a)形成在所述热传导材料内的第一排微型槽,用来使来自吸收器的入口流体空间的多组分流体的第一流,连通到出口流体空间吸收器内,以及(b)形成在所述热传导材料内的第二排微型槽,用来将来自入口流体空间的偶联流体流,连通到用于偶联流体的出口流体空间,
所述第一排微型槽和所述第二排微型槽布置成在所述支承结构内彼此热接触,以在所述第一排微型槽内的多组分流体的所述第一流和所述第二排微型槽内的所述偶联流体流之间传导热量;
形成在所述微型槽的所述第一排内的多个蒸气入口孔,以确保从偶联到包含多组分流体的蒸气相组分的流体空间的通道流出的蒸气,流入到所述第一排微型槽内,并与在所述第一排微型槽内流动的多组分流体的液体混合;
第一流体偶联装置,该第一流体偶联装置用于偶联通过所述吸收器的热交换区域的偶联流体流;
第二流体偶联装置,该第二流体偶联装置用于偶联通过所述吸收器的热交换区域的多组分流体流;
第三流体偶联装置,该第三流体偶联装置用于偶联流入与多组分流体的液体流流体地连通的所述通道内的多组分流体的蒸气流,
由此,所述吸收器促进蒸气吸收到多组分流体内。
161.如权利要求160所述的吸收器,其特征在于,所述单块支承结构包括多个堆叠的平面的热传导垫片,该垫片在其内具有形成所述流体空间的开口,并在其表面内具有在形成所述多排微型槽的微型凹口。
162.如权利要求161所述的吸收器,其特征在于,所述垫片布置成多对第一类型和第二类型的垫片,其中,第一类型垫片形成微型槽,用来连通吸收器的流体空间之间的多组分流体,其中,第二类型垫片形成微型槽,用来连通吸收器的流体空间之间的偶联流体,且其中,所述垫片对各包括所述垫片的多元件阵列的预定单个元件,所述多元件阵列具有由所述吸收器的输入/输出热性质和流体流动特性确定的尺寸。
163.如权利要求162所述的吸收器,其特征在于,垫片的多元件阵列的多个元件包括形成吸收器一部分的热交换装置。
164.如权利要求162所述的吸收器,其特征在于,垫片的多元件阵列的多个元件包括形成热与质量传递系统一部分的吸收器部件。
165.如权利要求161所述的吸收器,其特征在于,所述流体空间之一包括形成在所述支承结构内的流体集管,用来引导多组分流体流或偶联流体流合适地流入流体分配通道,所述流体分配通道将流体引入一排微型槽内。
166.如权利要求165所述的吸收器,其特征在于,所述流体集管包括形成用来接纳流体的开口的堆叠垫片内的区域、由流体集管内的堆叠垫片形成的流体空间,使所述流体分配通道形成在多对垫片内的一对垫片中的交替的垫片内。
167.如权利要求166所述的吸收器,其特征在于,所述流体集管定位在偶联到所述流体分配通道的那排微型槽附近,并大致地垂直于该排微型槽。
168.如权利要求161所述的吸收器,其特征在于,所述微型凹口包括形成在一对互补垫片的第一垫片顶表面内的形状,以将热能和旁边的流体传到所述垫片对的邻近的第二垫片的对应和邻近的底表面内,所述垫片对封闭所述凹口以形成所述微型槽。
169.如权利要求161所述的吸收器,其特征在于,所述微型凹口是:机加工的狭缝或槽、切割的、光蚀刻的、化学蚀刻的、激光蚀刻的、模制的、冲压的、颗粒冲击的,或其它类似工艺制成的。
170.如权利要求161所述的吸收器,其特征在于,所述多个堆叠垫片用物理方法粘结而形成单一的结构。
171.如权利要求170所述的吸收器,其特征在于,所述物理粘结选自以下:扩散粘结、胶合、钎焊、焊接、压紧。
172.如权利要求160所述的吸收器,其特征在于,所述吸收器是多个互连的功能性热与质量传递系统部件之一,多个互连的功能性部件实现热与质量传递系统,且其中,吸收器的出口流体空间直接与所述热与质量传递系统的其后部件的入口流体空间偶联。
173.如权利要求160所述的吸收器,其特征在于,所述热与质量传递系统的吸收器和另一部件之间的功能性流体互连结构,形成和包含在所述单块支承结构内。
174.如权利要求160所述的吸收器,其特征在于,所述吸收器包括多部件的热与质量传递系统组件的单个部件,其中,包括热与质量传递系统组件其它部件的多个单块支承结构通过外部流体偶联而连接从而形成所述组件。
175.如权利要求160所述的吸收器,其特征在于,所述吸收器用于吸收型热泵。
176.如权利要求175所述的吸收器,其特征在于,所述吸收型热泵的多组分流体是氨-水混合物。
177.如权利要求175所述的吸收器,其特征在于,所述吸收型热泵的多组分流体是溴化锂-水混合物
178.如权利要求160所述的吸收器,其特征在于,所述多排微型槽基本上在所述热交换区域内平行。
179.如权利要求160所述的吸收器,其特征在于,所述单块支承结构包括一对包括多个端口的盖板,所述端口用来将多组分流体和偶联流体引入到所述支承结构内的区域内,并将多组分流体和偶联流体运输出所述支承结构内的各种功能性区域外,所述盖板支承和容纳平面的粘结垫片的组件,所述垫片形成流体空间、热交换区域、微型槽以及其它部件结构。
180.如权利要求160所述的吸收器,其特征在于,所述第一排微型槽内的多组分流体流是相对于所述第二排微型槽内的偶联流体流方向的逆流。
181.一种在冷却模式中操作的一体的单块单效果吸收循环的热泵,包括:
在预定区域内至少部分地由热传导材料制成的单块支承结构,所述支承结构形成热泵的热交换区域;
在所述单块支承结构内形成的解吸器/精馏器部件,用来接受来自热泵的热源的高温偶联流体,并解吸进入蒸气的制冷剂工作流体;
冷凝器部件,用于接受来自解吸器/精馏器的蒸气,所述冷凝器偶联到排热介质温度的液体循环流体管线,用于从蒸气中移走热量,所述冷凝器将制冷剂蒸气转化为液体制冷剂流;
膨胀阀,用于从冷凝器接受液体制冷剂,并将液体制冷剂流偶联到蒸发器;
形成在单块支承结构内的蒸发器部件,用来将液体制冷剂流蒸发成蒸气,并由此提供蒸发器内的冷却功能;
偶联到蒸发器的低温液体循环偶联流体管线,用来提供来自蒸发器的冷却的偶联流体流;
形成在单块支承结构内的吸收器部件,用来接受来自蒸发器的蒸气制冷剂,并实现将制冷剂蒸气吸收到液体制冷剂流中,所述吸收器提供吸收到解吸器后的液体制冷剂,以便于以后的再加热和再使用;
各个解吸器/精馏器、冷凝器、蒸发器和吸收器部件包括一个或多个一体形成的热交换区域,该热交换区域形成和包含在支承结构内,用来实现各个相应部件的热传递功能,各个热交换区域包括(a)形成在所述热传导材料内的第一排微型槽,用来使来自与相应部件相连的入口流体空间的工作流体的第一流,连通到与相应部件相连的出口流体空间内,以及(b)形成在所述热传导材料内的第二排微型槽,用来连通以下流体流中的任一个:(a)工作流体的第二流,或(b)偶联流体流,合适地从与相应部件相连的入口流体空间到与相应部件相连的出口流体空间内,用于相应部件的一个热传递功能,
所述第一排微型槽和所述第二排微型槽布置成在所述支承结构内彼此热接触,以在所述第一排微型槽内的工作流体的第一流和所述第二排微型槽内的以下任一流体流之间传导热量:(a)工作流体的所述第二流,或(b)所述偶联流体流,从而合适地用于相应部件的所述热传递功能;
由此,由低温液体循环的偶联流体提供冷却功能,用于外部使用。
182.如权利要求181所述的吸收循环的热泵,其特征在于,还包括形成在单块支承结构内的回热制冷剂热交换器,用于从流出冷凝器的制冷剂液体中回收热量并将萃取的热量提供到其它部件。
183.如权利要求181所述的吸收循环的热泵,其特征在于,还包括形成在单块支承结构内的回热溶液热交换器,用于从流出解吸器/精馏器部件的工作流体中回收热量并将萃取的热量提供到其它部件。
184.如权利要求181所述的吸收循环的热泵,其特征在于,还包括:
第一流体偶联装置,用来将加热的偶联流体的第一流偶联到所述系统内,所述加热的偶联流体的第一流通过用来接受热能的解吸器/精馏器的热交换区域;
第二流体偶联装置,用来偶联偶联流体的热修改第二流,所述偶联流体的热修改第二流通过蒸发器的热交换区域;以及
第三流体偶联装置,用来偶联偶联流体的排热流,所述偶联流体的排热流通过冷凝器和/或吸收器的热交换区域,
由此,所述系统通过偶联流体的热修改第二流提供冷却功能,并且通过偶联流体的排热流提供排热或加热功能。
185.如权利要求181所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述单块支承结构包括多个堆叠的平面的热传导垫片,垫片在其内具有形成所述流体空间的开口,并在其表面内具有在形成所述多排微型槽的微型凹口。
186.如权利要求185所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述垫片布置成多对第一类型和第二类型的垫片,其中,第一类型垫片形成微型槽,用来连通热泵部件的流体空间之间的工作流体和/或偶联流体,其中,第二类型垫片形成微型槽,用来连通热泵部件的流体空间之间的工作流体和/或偶联流体,以及其中,所述垫片对各包括所述垫片的多元件阵列的预定单个元件,所述多元件阵列具有由所述热泵的输入/输出热性质和流体流动特性确定的尺寸。
187.如权利要求186所述的吸收循环的热泵,其特征在于,垫片的多元件的阵列的多个元件包括热交换装置,所述热交换装置形成热泵部件的一部分。
188.如权利要求185所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述吸收器的部件包括形成在第一垫片上的一排所述微型槽内的多个蒸气入口孔,以确保从邻近的第二垫片内的通道内流出的蒸气流入第一垫片的微型槽内,并与所述第一垫片的微型槽内吸收剂混合。
189.如权利要求185所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述流体空间之一包括形成在所述支承结构内的流体集管,用来引导工作流体流或偶联流体流流入流体分配通道,从而适合于一个部件,所述流体分配通道引导流体流入一排微型槽内。
190.如权利要求189所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述流体集管包括形成用来接纳流体的开口的堆叠垫片内的区域、由流体集管内的堆叠垫片形成的流体空间,使所述流体分配通道形成在多对垫片内的一对垫片中的交替的垫片内。
191.如权利要求189所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述流体集管定位在偶联到所述流体分配通道的那排微型槽附近,并大致地垂直于该排微型槽。
192.如权利要求185所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述微型凹口包括形成在一对互补垫片的第一垫片的顶表面内的形状,以将热能和旁边的流体传到所述垫片对的邻近的第二垫片的对应和邻近的底表面内,所述垫片对封闭所述凹口以形成所述微型槽。
193.如权利要求185所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述微型凹口是:机加工的狭缝或槽、切割的、光蚀刻的、化学蚀刻的、激光蚀刻的、模制的、冲压的、颗粒冲击的,或其它类似工艺制成的。
194.如权利要求185所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述多个堆叠垫片用物理方法粘结而形成单一的结构。
195.如权利要求194所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述物理粘结选自以下:扩散粘结、胶合、钎焊、焊接、压紧。
196.如权利要求181所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述热泵的一个部件的出口流体空间直接与所述热泵的第二部件的入口流体空间偶联。
197.如权利要求181所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述热泵的第一部件和所述热泵的第二和其后部件之间的功能性流体互连结构,形成和包含在所述单块支承结构内。
198.如权利要求181所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述吸收型热泵的工作流体是氨-水混合物。
199.如权利要求181所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述吸收型热泵的工作流体是溴化锂-水混合物。
200.如权利要求181所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述多排微型槽基本上在所述热交换区域内平行。
201.如权利要求181所述的吸收循环的热泵,其特征在于,输入热能由以下中的一个或多个提供:废热、太阳能,或一次燃料源。
202.如权利要求201所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述废热由以下获得:车辆废气、化学过程、食品加工、金属加工、干洗机、船舶发动机废气、军舰废气,以及其它如此的源头。
203.如权利要求181所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述单块支承结构包括一对包括多个端口的盖板,所述端口用来将工作流体和偶联流体引入到所述支承结构内的各种部件内,并将工作流体和偶联流体运输出所述支承结构内的各种部件外,所述盖板支承和容纳平面的粘结垫片的组件,所述垫片形成流体空间、热交换区域、微型槽以及其它部件结构。
204.如权利要求181所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述第一排微型槽内的工作流体流是相对于所述第二排微型槽内的流体流方向的逆流。
205.如权利要求181所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述制冷剂解吸器/精馏器还包括形成在单块支承结构内的多个保持流体的肋,所述肋形成用来含有液体量的托盘并能够使蒸气和液体沿相对方向流动,使流体和蒸气在托盘所含的液体表面上直接质量接触,还与偶联流体或工作流体热接触,使收集在和流出精馏器的回流液体以大致向下方式连接解吸器的溶液流动。
206.如权利要求181所述的吸收循环的热泵,其特征在于,所述热泵包括热泵内某些区域内的流体强制对流以及热泵其它区域内的流体重力/浮力驱动流动,以在相变过程中,实现要求的液体或蒸气温度、类属浓度和类属浓度梯度,还包括形成在单块结构内的通道,结合蒸气在所述通道内的逆流布置的向上流动,所述通道确保液体向下流动,由此,实现促进蒸气的沸腾或解吸和/或较高的制冷剂蒸气纯度的状态。
207.如权利要求1所述的一体的热与质量传递系统,其特征在于,所述第一排微型槽内的工作流体流是相对于所述第二排微型槽内的流体流方向的平行流或同向流。
208.如权利要求37所述的方法,其特征在于,还包括以下布置步骤:使所述第一排微型槽内的工作流体流是相对于所述第二排微型槽内的流体流方向的平行流或同向流。
209.如权利要求72所述的一体的单块热交换装置,其特征在于,所述第一排微型槽内的工作流体流是相对于所述第二排微型槽内的工作流体流方向的平行流或同向流。
210.如权利要求104所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述第一排微型槽内的偶联流体流是相对于所述第二排微型槽内的多组分流体流方向的横流。
211.如权利要求104所述的多组分流体处理系统,其特征在于,所述第一排微型槽内的偶联流体流是相对于所述第二排微型槽内的多组分流体流方向的平行流或同向流。
212.如权利要求126所述的热与质量传递系统,其特征在于,单块支承结构内的所述第一排微型槽内的工作流体流是相对于所述第二排微型槽内的流体流方向的平行流或同向流。
213.如权利要求181所述的吸收型热泵,其特征在于,所述第一排微型槽内的工作流体流是相对于所述第二排微型槽内的流体流方向的横流。
214.如权利要求181所述的吸收型热泵,其特征在于,所述第一排微型槽内的工作流体流是相对于所述第二排微型槽内的流体流方向的平行流或同向流。
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