用于氨-水吸收系统的相变传热耦合装置制造方法及图纸

一种用于运行氨－水吸收式制冷系统或制热和／或制冷系统以便向室内空间提供冷量的改进方法，该系统包括：热交换组件（３５、３５’、７５），其具有在待供冷和／或待供热的室内空间的外部的第一热交换器（２４、２４’、３９）和以传热关系暴露于室内空间的内部的使用除了氨之外的相变制冷剂的第二热交换器（２６），该方法包括将比满足在该热交换器中用于使相变制冷剂气化本身的热负荷传递所需的制冷剂多的该液态相变制冷剂从制冷剂冷凝的热交换器泵送到制冷剂气化的热交换器。本发明专利技术包括用于实施该方法的设备。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的背景众所周知，吸收式的制冷和制热系统，特别是以氨作为制冷剂且水作为吸收剂的空调装置与热泵相对于常规的蒸气压缩空调与热泵系统以及常规的炉供热系统的替代方案是较高效的且节约成本的。采用天然气燃烧驱动的氨-水吸收系统相对于常规的利用昂贵的电力驱动的系统显著地节省了成本。例如在发表于1988年的Modahl等人的“商用吸收式热泵试验台评估”和在美国专利RE.36684和5367884中描述的高效发生器吸收器热交换循环(GAX)设备是在氨-水吸收系统中的进一步改进。但是，这些氨制冷剂系统需要使用一个循环传热耦合装置或其它热交换组件，以将热量或冷量输送给生活空间，这是因为氨被禁止用于室内直接膨胀蒸发器或室内冷凝器。ASHRAE(美国采暖、制冷与空调工程师学会)将氨归类于B2安全组制冷剂，而UL((美国)保险商实验所)将其列为II组气体。此外，地区或国家的法令法规禁止在暴露于有人从事活动的室内或封闭空间的设备中使用氨，除非氨的量较小。除氨-水吸收系统外，使用了对于用在被调节空间内被限制和禁止的其它工作流体的制热或制冷系统也必须具有隔离的传热组件，以向负荷传送热量与冷量。用于耦合氨-水吸收系统和其它制热制冷系统的传热组件包括泵送的显热回路与相变回路。泵送的显热回路通常采用水-乙二醇溶液、盐水、或油作为传热流体。(水基)循环回路换热系统通常与整体的氨-水吸收系统一起使用。相变系统与泵送系统各有其缺点。通常用于将来自氨-水系统的热量或冷量传送到被调节空间的循环传热耦合装置使用了一个泵送回路，该回路含有水和作为传热流体的乙二醇或丙二醇的溶液。利用水基传热耦合回路具有很多缺点。泵送水基传热流体所需的电力显著增加了运行费用。为现有建筑改装氨-水吸收空调设备很困难且价格昂贵，需要更换成通常为相变传热设计的而不是为液体传热设计和尺寸不适于液体传热的室内盘管和管路。当水基液体在室外系统与被调节空间之间进行换热时，该水基液体的温度渐变迫使热力循环在升高的温升下运行，由此降低了系统效率。此外，为液体传热设计的热交换器通常比使用相变流体的热交换器大。现有技术的相变组件包括热虹吸管与热管，两者中循环的制冷剂都不比承载相变本身产生的热负荷所需的制冷剂多。过量供应(过量泵送)是指使比热负荷所需的制冷剂更多的制冷剂在相变系统循环的过程。过量供应通常用于工业和某些商用制冷系统的蒸发器回路中，在该回路中液体制冷剂在压缩机入口处返回到的独立的容器中，但是不用于不与压缩机直接连通的分离的传热组件中。过量泵送在减少所需的传热面积、减小输送功率、以及缓解或消除部件对相对高程的限制的方面具有显著优点。热管和热虹吸管都依靠重力和取向来驱动循环，并且部件的位置很重要。专利技术总述本专利技术涉及一种改进的传热耦合装置，其设计成，以显著地减少用于氨-水吸收系统的循环耦合装置的缺点，并减少了现有技术的相变耦合装置的缺点。本专利技术的方法与设备使用了一种相变制冷剂，该制冷剂对于氨-水吸收系统与被调节的室内或占据空间之间的传热不受禁止并且其应用大致不受限制。本专利技术包括特定的液态相变制冷剂的过量泵送，即，向传热耦合装置的热交换器泵送的液态相变制冷剂大于由相变本身获得的热交换负荷转移所需的制冷剂。利用过量泵送的泵驱动的相变回路是显热回路与纯粹的相变回路的结合体，并且保持了二者的优点，同时避免了其各自的缺点。特殊的设备部件和本专利技术方法的实施例将在后面详细阐述。附图简述附图说明图1是氨-水吸收制冷系统的示意图，其示出了依据本专利技术的与被调节的空间联接的相变传热耦合装置；图2示意性地示出了使用联接到被加热空间的相变耦合装置的单热式氨-水吸收设备；图3示意性地示出了使用相变耦合装置的单热式GAX(发生器吸收器热交换)氨-水吸收设备；图4是依据本专利技术运行在制冷模式的匹配了相变传热耦合装置的氨-水吸收式热泵系统流程图5示意性地示出了具有本专利技术的相变耦合装置的氨-水GAX制冷机；图6是包括带有制冷剂冷凝器旁通的相变组件的氨-水GAX吸收制冷/制热机的示意图；图7是包括相变组件并利用重力使制冷剂回到发生器的另一种GAX制冷/制热设备的示意图；和图8示出了在依据本专利技术的相变传热组件中的过量泵送液态相变制冷剂的优点的图表。优选实施形式的详述图1是装有依据本专利技术的与被调节的空间联接的相变传热耦合装置的氨-水吸收式制冷机的示意图。该氨-水吸收式制冷机的部件包括吸收器组件10和发生器组件11。吸收器组件包括吸收器热交换器部段13和风冷式吸收器12。发生器组件包括发生器热交换器18和带有回流盘管17的精馏器部段16。风冷式冷凝器盘管28使从发生器接受的氨蒸气冷凝，并且冷凝液经一过冷器23引入热交换器24，在热交换器24中冷凝液蒸发。泵21将氨水溶液从吸收器泵送到发生器。在相变传热耦合装置35中，液态相变制冷剂被制冷剂泵19泵送到室内盘管26。来自热交换器24的液态相变制冷剂在室内盘管26中蒸发，同时其从负荷中吸收热量并冷却在热方面暴露于该盘管的空间。流出室内盘管26的气相制冷剂被引入热交换器24，在该热交换器中不含氨的制冷剂通过与正在气化的氨热接触而被冷凝，该正在气化的氨作为来自冷凝器28和过冷器2 3的液体而输送给热交换器24。图2示意性地示出了装有本专利技术的相变耦合装置的单热式氨-水吸收设备，其用于向待加热的空间提供热量。所示的发生器组件与图1所述相似或大致相同。吸收器组件包括吸收器热交换器13和热交换器24，该热交换器24将吸收热排给液态相变流体。吸收器组件还包括风冷盘管式氨蒸发器27。氨-水吸收流体被溶液泵21沿箭头所示方向泵送。相变传热耦合装置35’包括相变制冷剂热交换器24’。热交换器24通过与来自吸收器热交换器13中的氨-水吸收溶液进行传热而使液体相变制冷剂气化。相变制冷剂随后从热交换器24被引入热交换器24’，以便与来自发生器组件的精馏器部段16的正在冷凝的氨蒸气热接触而进一步加热和气化。相变制冷剂在室内盘管26中冷凝，以便向待加热的空间供暖。在许多情况下，热交换器24与24’的顺序可以相反，以使相变流体先流经24’再流经24。热交换器24和24’也可并联布置，以使一部分相变流体流经24，而其余流经24’。图3示出了带有与被加热空间联接的相变传热耦合装置的GAX(发生器吸收器热交换)单热式设备。氨-水吸收式系统包括吸收器，该吸收器包括吸收器热交换器13、GAX热交换器53和热交换器24。发生器组件11与前述大致相同，并包括在精馏器部段16与发生器热交换器之间的绝热部段15和锅炉部段18。GAX部件的运行是本领域中众所周知的，并在如前述的Modahl等人的出版物和美国专利No.5367884中进行了描述，其包括将来自吸收器热交换器的浓氨吸收流体(液态)分流成一部分进入GAX吸收器，而另一部分进入发生器筒体的较冷部段中。在吸收器热交换器之前对浓的吸收流体进行分流是常规的，其中一部分直接进入发生器，而另一部分流经吸收器热交换器并且随后引入GAX吸收器，从该GAX吸收器进入发生器筒体的较热部段。相变传热耦合组件35’的部件和运行如图2所示。图3示出了通过采用浓氨溶液作为传热流体实现发生器-吸收器热交换(GAX)的装置。在吸收器热交换器13与GAX热交换器53中，对于吸收器来说热量传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运行氨－水吸收式制冷系统或制热和／或制冷系统的方法，以便向室内空间提供冷量和热量，所述系统包括：热交换组件（３５、３５’、７５），其具有在待供冷和／或待供热的室内空间的外部的第一热交换器（２４、２４’、３９）；以传热关系暴露于所 述室内空间的内部的第二热交换器（２６）；与所述第一和第二热交换器在流动上连通的并且具有除了氨之外的相变制冷剂的管道；以及用于在第一和第二热交换器之间泵送所述液态的相变制冷剂的泵，该方法的特征在于，将比满足在所述热交换器中用于使所述相变制 冷剂气化本身的热负荷传递所需的制冷剂多的该液态相变制冷剂从在其中发生制冷剂冷凝的该热交换器泵送到在其中发生制冷剂气化的热交换器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：LD基罗尔，P萨基相，U罗肯费勒，
申请(专利权)人：罗基研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]