[发明专利]三效吸收式热交换器

说明书

本发明一般来讲涉及的是用于将热载的热传递给散热装置的吸收式热交换装置，特别是多环路的吸收式热交换装置。

吸收制冷、冷却、热泵和有关使用混合制冷剂和一级制冷环路的装置均是众所周知的。制冷环路包括发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器。在这样的装置中可以用多种混合制冷系统。氨/水系统和溴化锂/水系统是两个例子。

把外部能源的热量加到发生器中的混合制冷剂中。发生器加热该混合液体制冷剂，达到足以从易蒸发组分中蒸馏出蒸汽或制冷剂相（例如，在氨/水制冷剂的情况下为氨蒸汽，在溴化锂/水系统的情况下为水蒸汽）的程度，同时把不易蒸发的组分或制冷剂相留下来。不易蒸发的制冷剂组分或比混合制冷剂更易冷凝（例如当水蒸汽从含水的溴化锂溶液中蒸馏出时），或者比初始的制冷剂更易于稀释（例如在从水溶液中排出氨时）。把留下的不易蒸发的制冷剂组分送到吸收器中。

冷凝器收集来自发生器的制冷剂蒸汽相并将其冷凝到液态（也称作冷凝液）。由蒸汽冷凝而释放出的热排到冷却塔、冷却水、其他别的外部散热器或制冷装置的其他级中。

通过与热载的直接或间接接触使冷凝了的液体制冷剂蒸发，蒸发器吸取热载（即合成气体、制冷容器、冷却水或其他能使系统得到冷却的流体或物体）的热。然后蒸发器又使易蒸发的制冷剂组分重新蒸发。

吸收器将离开蒸发器的制冷剂蒸汽组分从与离开发生器的不易蒸发的制冷剂组分接触。当蒸汽相被吸收变成不易蒸发的制冷剂相时接触过程就产生热量。将该热量排到冷却塔、冷却水或制冷装置的其他级中，也可以排到其他散热器中。在吸收器中重新生成初始混合制冷剂，然后该制冷剂再回到发生器中完成制冷循环。

三效（triple-effect）制冷装置有上述类型的两个独立的，但又相互影响的制冷回路（有时分别称作高温环路和低温环路;高环路和低环路或第一环路和第二环路）。第一和第二环路相互连接，这样可使热量从第一环路的吸收器和冷凝器传给第二环路的发生器。第一环路和第二环路均吸收热载的热量。第二环路将该环路的吸收器和冷凝器的热排放到外部散热器中。

在一个三效装置的方案中，第一环路冷凝器是一个设置在第二环路发生器的容器中的管式热交换器。在同一装置中，把来自一个容器中的第一环路吸收器中的热间接地传到另一容器中的第二环路发生器中。间接热交换由轮流地在第一环路吸收器内的第一热交换器中和低温发生器容器内的第二热交换器中流动的热交换流体完成。第一环路吸收器和第二环路发生器采用独立的热交换器产生许多不利效果，并使成本提高，结构复杂，而且产生装置的废热。

一种已知的发生器采用的热源是蒸汽，该发生器有一个每端均封闭的外部容器和是一些垂直管的内部容器，这些垂直管通过该外部容器。从制冷剂环路以外的热源输送给外部容器的热量以蒸汽形式加热管子。然后加热管子内的制冷剂。管内的制冷剂沸腾，蒸汽和被携带的液体向上传递并从管子的上端排出。

在已知的吸收器中，不易蒸发的制冷剂组分在吸收了离开蒸发器的制冷剂蒸汽以后，就从基本为水平设置的热交换器盘管的一根盘管落到下一根盘管上。热交换器除去吸收过程产生的热，再将热排放给散热器，例如冷却水。

因此，本发明的一个目的在于提供工作部件少于以前的系统的多环路吸收式制冷装置。

本发明的另一个目的是提供一种比以前的装置更有效的吸收式制冷装置。

本发明还有一个目的是提供一种成本低、重量轻、占地少而且比以前的装置产生的废热少的吸收式制冷装置。

本发明的再一个目的是降低或消除多环路吸收式制冷装置中从一个区域到另一个区域的热传输，单级制冷循环固有的热传输除外。

本发明的再一个目的是把低制冷环路的发生器和高制冷环路的吸收器组合在一个外容器中。

本领域的普通技术人员将从本文的描述中可以很容易地发现本发明的其他目的。

本发明的一个方面就是提供一种从热载吸热的吸收式热交换装置。该装置包括两个相互连接的第一和第二热交换环路。第一环路包括在工作过程中彼此相联的一个第一发生器、一个第一冷凝器、一个第一蒸发器和一个第一吸收器。第二环路包括在工作过程中彼此相联的一个第二发生器、一个第二冷凝器、一个第二蒸发器和一个第二吸收器。

第一吸收器与第二发生器的一部份呈直接热交换关系。“直接热交换关系”指的是仅用一个单一传导介质将第一吸收器和第二发生器的一部份分开。

本发明的相关方面是为具有至少两个相互联系的制冷环路的那种吸收式热交换制冷装置提供两部份的第二环路发生器。第一热交换环路的冷凝器和吸收器与新的第二级发生器一样在相同的容器中，它们为第二级发生器的运行直接提供所需要的热。