改进的用于固体-蒸汽吸收系统的传热装置和方法制造方法及图纸

在一种带有若干反应器的吸收反应系统中，含有一种固体吸收剂，气态制冷剂在该吸收剂上交替吸收和解吸；该系统具有一个冷却回路，其与上述每个反应器的传热部分连通，并用于导引传热流体或制冷剂进、出上述反应器；一种吸收反应器的冷却方法，包括：将液态传热流体或液态制冷剂引导至吸收反应器，与其中的吸收剂进行热交换，上述液态传热流体或制冷剂在吸收温度或吸收温度之下具有从液态到气态的相变，利用上述冷却回路中气化的传热流体或气态制冷剂的压力，驱动上述冷却回路中的液态传热流体或液态制冷剂至该吸收反应器。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请所述的固体-蒸汽吸收系统被用于冷却和制冷。这些系统小到只有几瓦冷却功率的小型装置，大到产生几兆瓦冷却功率的较大型装置。上述较大型的系统例如用在商业上的HVAC中，这些较大的装置通常设计用来排热，其放热措施为将传热流体喷射到空气蛇形管、风冷冷凝器、蒸发冷凝器、冷却塔，或者将传热流体喷射到地下水或地表水中。用于将吸收器的热量传递到这种放热装置中的抽吸回路是已知的。但是在较小的系统中，例如，在美国专利5,161,389所述的场合以及在美国专利5,271,339中所述的电子冷却装置中，一个用于将吸收器的热量传递到放热装置的附加冷却回路和/或抽吸回路是不实用的。在上述专利和共同未决申请所述的吸收系统、以及其它固体反应物吸收气态反应物的吸收系统的操作过程中，必须提供适当的部件以便放热。在这种系统中，气态反应物被交替地由吸收剂吸收和释放，该系统具有两个热源，制冷剂的冷凝热和吸收反应器上的吸收热，在连续工作过程中，这些热源必须被排除。最好采用这样的装置将热释放到大气中，该装置没有或极少消耗电能。例如，在冷凝器的蛇形管的上面采用自然或强制对流，冷凝热通常可以被从一个风冷冷凝器中排除。在固体-蒸汽吸收反应系统中使用单一或多个吸收器，交替地吸收和放出制冷剂。在该系统中，必须考虑和满足一些相互矛盾的传热要求。在解吸收阶段，可以指望利用所有来自加热装置的能量，以便驱动解吸收反应。吸收器可加以绝热或带有一个用于将热量损失降至极小的装置，因为任何传向环境的热量损失都将降低整个系统的效率并使热源的尺寸和容量要求增大。另一方面，在吸收阶段，必须把热量从吸收器上有效地排出，并且放出的热量必须从吸收器传送到排热部件上，或者直接从吸收器上散除。由于解吸温度的升高，使吸收器与环境的温差加大，在不希望有热量损失时却造成了大量的热损失，这就使问题更加严重。在本申请人的美国专利5,271,239中披露了一个专利技术，它利用解吸反应器中的膨胀蒸发的传热流体将液相传热流体喷向或驱向一个吸收反应器，以便在放热反应中散除热量。传热流体是一种相变组合物，冷凝的或液相传热流体与吸收反应器的传热表面接触使其蒸发，以便帮助冷却该反应器并从其上散除热量。本专利技术涉及系统和方法的改进，该系统和方法利用上述装置在固体-蒸汽吸收系统中将热量从吸收反应器上散除。本专利技术涉及固体-蒸汽吸收系统，它将热量传递到与吸收器分开的散热部件上。该系统包括这样的装置，其中，系统的制冷剂被用作传热流体，用于冷却一台吸收反应器。本专利技术的系统包括，一个用于冷却吸收反应器的散热回路的启动，该启动是利用传热流体的移动来实现的，而不需要恒温器或冷却回路的电磁阀控制。本专利技术还公开了用于把热量从一个热源传递到两个反应器中的任何一个以进行连续制冷或冷却的设备。根据本专利技术，用于实现这种改进的系统、设备、部件和方法将从下述的详细说明中得到更清楚的了解。附图说明图1是固体-蒸汽吸收系统的示意图，该系统带有一台气泡泵，以辅助温差环流冷却系统将吸收的能量传递到冷凝器中；图2是一个柔性的气泡泵连接器的放大图；图3是一个带有蒸汽泵的系统，该蒸汽泵包括加热器和单向阀；图4是一个固体-蒸汽吸收系统的示意图，该系统带有一台辅助环流系统的喷射泵；图5表示一个吸收系统，其采用一个由压力关闭的温差环流系统；图6表示一个吸收系统，其带有一个由压力关闭的温差环流系统，该温差环流系统使用了由冷却剂压力操纵的阀；图7表示一个吸收系统，其采用一个由压力关闭的温差环流系统，该温差环流系统带有独立的回路用于传热流体和系统制冷剂的冷凝；图8表示一个吸收系统，其具有一个由压力启动的温差环流系统，并采用一个单独的回流型冷凝器，以传递吸收的能量；图9表示一个吸收系统，其具有一个由压力启动的温差环流系统，该系统为每个反应器设有单独的冷凝器回路；图10表示一个吸收系统，其具有一个由压力启动的温差环流系统，该系统具有单独的传热流体和制冷剂冷凝器回路；图11表示一个两级恒压动力分级系统，其两级上均带有由压力启动的温差环流系统；图12表示一个两级恒压动力分级系统，其带有由第二级的冷却剂压力启动的第一级温差环流系统；图13表示一个周期性的制冷系统，其具有一个排热温差环流系统，该温差环流系统由阀和制冷剂的压力关闭；图14表示一个带有三个反应器的系统，其利用机械泵促使相变冷却发生；图15表示一个单源装置，用来加热双吸收器系统。上述系统和设备可以用于任何固体-蒸汽和吸收系统，该吸收系统包括前面申请所述的配位化合物系统，此处引为参考。本专利技术的系统还可用于其他固体-气态吸收剂，该吸收剂包括金属氢化物、活性碳、硅胶、沸石、碳酸盐、氧化物等。本专利技术的系统还可以用于吸收任何适当的制冷剂-气态反应剂，例如氢、甲烷、乙烷、氦HFCs及HCFCs。但是，该系统对上述类型的配位化合物吸收器系统而言是特别适宜的，这种类型的系统用于吸收极性制冷剂，例如氨、水、甲醇、链烷醇酰胺、烷基胺、二氧化硫和膦类，将其吸收到固体金属盐上。这种配位化合物反应器系统在设计小型紧凑的装置时特别有用。如申请号为07/931,036、申请日为1992年8月14日的美国专利申请以及申请号为07/975,973、申请日为1992年11月13日的美国专利申请所述，上述装置以高功率密度工作，并特别使用了上述具有提高的反应速度的配位化合物。这种提高的反应速度是通过在将极性制冷剂吸收到金属盐上期间限制体积的膨胀而实现的。因此，本专利技术的系统和方法最好带有和使用若干反应器，其中含有作为上述极性制冷剂之一种的配位化合物，尤其是氨，它被吸收在金属盐上。金属盐包括碱金属、碱土金属、过渡金属、锌、镉、锡、铝的卤化物、硝酸盐、亚硝酸盐、草酸盐、硫酸盐或亚硫酸盐，硼氟酸钠，或双金属氯化物。其中，上述配位反应物的体积膨胀至少在开始吸收反应时受到限制，以便至少形成部分凝聚或内聚的物理的自反应产物。与那些未限制体积膨胀而形成的配位化合物相比，这种产品可提高化学吸收反应的速度。其他一些特殊的和优先的配位化合物开列在美国专利4,848,994中。特别优先的配位化合物是那些列出的并这样产生的化合物，即，将氨吸收在SrCl2、SrBr2、CaCl2、CaBr2、CaI2、CoCl2、CoBr2、BaCl2、BaBr2、MgCl2、MgBr2、FeCl2、FeBr2、NiCl2、ZnCl2、SnCl2、MnCl2、MnBr2、CrCl2或者它们的混合物上，同时对在吸收反应过程中产生的配位化合物的体积膨胀加以限制。这些盐还可以在开始吸收氨以前与沸石、活性碳、活化矾土或硅胶混合起来。本专利技术设备和系统的反应器中所用的上述优先的化合物的制备，可以获得每单位吸收剂的最大功率密度、每台反应器的最大功率密度、以及每单位希望或所需的反应器体积的最大功率密度。半循环时间，即具有改进的反应速度的各反应的吸收或解吸反应时间应小于30分钟，优选小于约20分钟、典型地约在3至15分钟之间。但是，“吸收”一词覆盖了任何这种固体-蒸汽吸收反应，不论其用词为吸收还是吸附。在图1至10中示意地表示出基本的固体-蒸汽吸收系统，其带有两个吸收器，也称为反应器，其中一个反应器正在吸收而另一个则解吸收。吸收反应器或用于吸收的吸收器被冷却至接近环境温度，以降低其中的吸收剂的蒸汽压力。随着本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：L·D·基罗，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：