用于执行工质的交替的蒸发和冷凝过程的换热器和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于执行工质的交替的蒸发和冷凝过程的换热器和方法。所述换热器具有冷凝部(01)、冷凝物存储部(02)和蒸发部(03)，用于工质的冷凝、冷凝物存储和蒸发，所述冷凝部、冷凝物存储部和蒸发部彼此分开。所述冷凝部和冷凝物存储部构造成用于，在冷凝过程中，在冷凝部中冷凝蒸汽状态的工质，并且将冷凝物从冷凝部输送到冷凝物存储部。所述冷凝物存储部和蒸发部构造成用于，在蒸发过程中，将冷凝物从冷凝物存储部输送到蒸发部，并且在蒸发部中蒸发冷凝物。中蒸发冷凝物。中蒸发冷凝物。

【技术实现步骤摘要】
用于执行工质的交替的蒸发和冷凝过程的换热器和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于执行工质的交替的蒸发和冷凝过程的换热器以及一种用于执行工质的交替的蒸发和冷凝过程的方法，特别是在具有固定量工质的封闭式吸附制冷或热泵系统中。

技术介绍

[0002]吸附式制冷机和热泵在实践中是众所周知的。它们是不连续的机器，其中，吸附器交替地经受来自蒸发器的低压(吸附)和去往冷凝器的高压(解吸)，以及经受连接到热源的高温传热流体和连接到散热器的低温传热流体。通常可以使用两个或更多吸附器来提供连续制冷。为了获得较高的制冷能力，可以使用大量的吸附器。
[0003]在已知的吸附式制冷机中，吸附器和用于蒸发和冷凝的第二换热器(相变器)可以位于同一真空容器内。如果低压制冷剂例如水被用于制冷循环，那么这种设计的优点是对于吸附器和相变器之间的蒸汽流具有大的流动直径以及真空系统的简单设计。
[0004]根据另一种设计，换热器可以依次执行制冷剂冷凝、冷凝物存储和将存储的冷凝物再蒸发的功能。专利文献CN103492820A提供一种解决方案，该解决方案通过以如下方式设计换热器表面来实现这种设计，即冷凝的制冷剂以薄液膜的形式留在换热器表面上，在那里它稍后将被蒸发。本申请的专利技术人发现这种设计可能具有以下待改进的缺陷：
[0005]a)为了保持低的液膜厚度，需要大的换热器表面，因此提高换热器的热质量，这不利于吸附式制冷机的热性能系数(COP)。
[0006]b)为了良好的水分布，需要亲水表面，但这很难实现，特别是当铜制翅片用作换热器表面时。当水用作制冷剂时，需要使用铜代替铝作为翅片材料，以避免由于腐蚀而形成氢气。
[0007]c)随着在换热器表面上的制冷剂加载的提高，不能保证制冷剂停留在其被冷凝的位置。这对于作为制冷剂的水尤其关键，因为水具有高表面张力。如果水膜不能保持在表面上，可能会形成水滴，水滴可能会在蒸发过程中从表面吹出。这减少蒸发的制冷剂的量，从而降低系统的容量。在最坏情况下，可能会在真空容器的底部形成水池，该水池只能通过停止机器并让水被吸附材料重新吸附来去除。由于真空容器必须隔热，如果容器底部没有被有效加热，这可能会在可观的时间段内中断吸附式制冷机的运行。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是，提供一种用于执行工质的交替的蒸发和冷凝过程的换热器以及一种用于在换热器中执行工质的交替的蒸发和冷凝过程的方法，特别是在具有固定量工质的封闭式吸附制冷或热泵系统中，其中，上述缺陷之中的至少一个可以被至少部分地克服。
[0009]本专利技术的第一方面提供一种用于执行工质的交替的蒸发和冷凝过程的换热器，所述换热器具有冷凝部、冷凝物存储部和蒸发部，用于工质的冷凝、冷凝物存储和蒸发，所述冷凝部、冷凝物存储部和蒸发部彼此分开；
[0010]所述冷凝部和冷凝物存储部构造成用于，在冷凝过程中，在冷凝部中冷凝蒸汽状态的工质，并将冷凝物从冷凝部输送到冷凝物存储部；并且
[0011]所述冷凝物存储部和蒸发部构造成用于，在蒸发过程中，将冷凝物从冷凝物存储部输送到蒸发部，并且在蒸发部中蒸发冷凝物。
[0012]在一些实施方式中，所述换热器可以构造成用于具有固定量工质的封闭式吸附制冷或热泵系统，其中，系统工作循环包括冷凝过程和随后的蒸发过程。
[0013]在一些实施方式中，所述冷凝部和冷凝物存储部可以被构造成用于，在冷凝过程中通过重力、毛细力或这两者的组合将冷凝物从冷凝部输送到冷凝物存储部。
[0014]在一些实施方式中，所述冷凝物存储部和蒸发部可以构造成用于，在蒸发过程中通过重力、毛细力或这两者的组合或者通过机械泵送将冷凝物从冷凝物存储部输送到蒸发部。
[0015]在一些实施方式中，各所述部可以是平面的或柱形的，或者是任何其他合适形状的。
[0016]在一些实施方式中，所述换热器可以包括承载传热流体的管道，所述管道具有管壁，所述管壁具有内表面和外表面。
[0017]在一些实施方式中，所述冷凝部、冷凝物存储部和蒸发部可以布置在管道的外表面上。
[0018]在一些实施方式中，所述冷凝部和冷凝物存储部可以在管道的轴向方向上相邻布置，所述蒸发部可以布置在冷凝物存储部的径向外侧。
[0019]在一些实施方式中，所述冷凝部可以具有光滑无结构的表面，所述冷凝物存储部和蒸发部可以具有开放多孔结构。
[0020]在一些实施方式中，所述换热器可以包括基本上竖直延伸的第一和第二管道以及至少一个基本上水平延伸的不平坦的翅片，所述不平坦的翅片机械连接到和热连接到第一和第二管道的外表面，所述不平坦的翅片具有至少一个峰和至少一个谷，所述峰形成冷凝部，所述谷形成冷凝物存储部，并且所述翅片的与存储在谷中的冷凝物池的边界相邻的区域形成蒸发部。
[0021]在一些实施方式中，所述换热器可以包括多个在竖直方向上彼此重叠并且彼此隔开距离的翅片。这些翅片可以相同或基本相同，或者可以彼此不同。
[0022]在一些实施方式中，所述换热器可以包括一个唯一的基本上竖直延伸的中心的管道，并且可以包括至少一个不平坦的翅片，所述不平坦的翅片套在管道上、基本上水平延伸并且热连接到管道的外表面，所述不平坦的翅片具有至少一个峰和至少一个谷，所述峰形成冷凝部，所述谷形成冷凝物存储部，并且所述翅片的与存储在谷中的冷凝物池的边界相邻的区域形成蒸发部。
[0023]在一些实施方式中，所述不平坦的翅片可以具有瓦楞形或波浪形。
[0024]本专利技术的第二方面提供一种用于在换热器中执行工质的交替的蒸发和冷凝过程的方法，尤其是所述方法可以通过根据本专利技术的第一方面的换热器来执行，所述换热器具有冷凝部、冷凝物存储部和蒸发部，用于工质的冷凝、冷凝物存储和蒸发，所述冷凝部、冷凝物存储部和蒸发部彼此分开；
[0025]在冷凝过程中，将蒸汽状态的工质在冷凝部中冷凝，并且将冷凝物从冷凝部输送
到冷凝物存储部；并且
[0026]在蒸发过程中，将冷凝物从冷凝物存储部输送到蒸发部，并且将冷凝物在蒸发部中蒸发。
[0027]上面已提及的技术特征和下面将要提及的技术特征以及可从附图获得的技术特征可以任意地相互组合，只要被组合的各个技术特征不是相互矛盾的。
附图说明
[0028]现在参照示意性附图借助一些具体实施方式来描述本专利技术，其中:
[0029]图1是根据本专利技术实施方式的用于执行工质的交替的蒸发和冷凝过程的换热器在冷凝过程中的示意图。
[0030]图2是图1的换热器在蒸发过程中的示意图。
[0031]图3是按照图1和图2所示工作原理的根据本专利技术实施方式的换热器的纵剖视图。
[0032]图4是按照图1和图2所示工作原理的根据本专利技术另一实施方式的换热器的竖直剖视图。
具体实施方式
[0033]图1是根据本专利技术实施方式的用于执行工质的交替的蒸发和冷凝过程的换热器在冷凝过程中的示意图。图2是图1的换热器在蒸发过程中的示意图。用于执行工质的交替的蒸发和冷凝过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于执行工质的交替的蒸发和冷凝过程的换热器，其特征在于，所述换热器具有冷凝部(01)、冷凝物存储部(02)和蒸发部(03)，用于工质的冷凝、冷凝物存储和蒸发，所述冷凝部、冷凝物存储部和蒸发部彼此分开；所述冷凝部(01)和冷凝物存储部(02)构造成用于，在冷凝过程中，在冷凝部中冷凝蒸汽状态的工质，并且将冷凝物从冷凝部输送到冷凝物存储部；并且所述冷凝物存储部(02)和蒸发部(03)构造成用于，在蒸发过程中，将冷凝物从冷凝物存储部输送到蒸发部，并且在蒸发部中蒸发冷凝物。2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热器构造成用于具有固定量工质的封闭式吸附制冷或热泵系统，其中，系统工作循环包括冷凝过程和随后的蒸发过程。3.根据权利要求1或2所述的换热器，其特征在于，所述冷凝部(01)和冷凝物存储部(02)构造成用于，在冷凝过程中通过重力、毛细力或这两者的组合将冷凝物从冷凝部输送到冷凝物存储部；和/或所述冷凝物存储部(02)和蒸发部(03)构造成用于，在蒸发过程中通过重力、毛细力或这两者的组合或者通过机械泵送将冷凝物从冷凝物存储部输送到蒸发部。4.根据权利要求1至3中任一项所述的换热器，其特征在于，所述换热器包括承载传热流体的管道，所述管道具有管壁，所述管壁具有内表面和外表面(04)。5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述冷凝部(01)、冷凝物存储部(02)和蒸发部(03)布置在管道的外表面上，其中，所述冷凝部和冷凝物存储部在管道的轴向方向上相邻布置，所述蒸发部布置在冷凝物存储部的径向外侧。6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述冷凝部(01)具有光滑无结构的表面，所述冷凝物存储部(02)和蒸发部(03)具有开放多孔结构。7.根据权利要求4所述的换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：苏州淞岚节能技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：