本發(fā)明涉及溴化鋰吸收式制冷機生產(chǎn)領域，特別涉及到能夠作為制冷矩陣獨立單元的小型吸收式制冷機及其內(nèi)部的淺槽式換熱機構。

背景技術：

吸收式制冷機具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，易于使用太陽能和工業(yè)余熱廢熱等新型能源，得到了不斷的發(fā)展。小型化、家庭化將會是其付諸工業(yè)應用領域后的又一趨勢。

溴化鋰吸收式制冷機是以純水為冷媒，即依靠純水在高真空環(huán)境下蒸發(fā)吸熱實現(xiàn)制冷功能的。吸熱蒸發(fā)后的冷媒蒸汽被溴化鋰溶液吸收、搬運、加熱再生、冷凝，重新變回液態(tài)后，再次吸熱蒸發(fā)，源源不斷的進行制冷循環(huán)。

一方面，完成上述循環(huán)的過程中，伴隨著多次熱量交換或轉移，因而，吸收式制冷機中具有各種換熱器。最常見的換熱器的換熱結構為管殼式，設有多層換熱管，為了使吸收式制冷機有效工作，必須可靠、均勻地將溶液噴灑到換熱管表面上。

實現(xiàn)噴灑溶液功能的器件即是溶液分配器。在傳統(tǒng)的吸收式制冷機中，由于換熱管徑一般比較粗，溶液分配器架設在管殼式換熱器的上部，溶液均勻地噴灑到最頂一排的換熱管外表面，此后，溶液依靠重力的作用，依次流過下設各排管道的外表面。為了減少干斑現(xiàn)象以提高換熱效率，要求溶液分配均勻、準確，從而使溶液分配器結構復雜、生產(chǎn)成本高且難以小型化。

另一方面，受純水的物理化學性質所限，蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度一般設定在5℃左右。相應的，蒸發(fā)器內(nèi)腔的飽和壓力保持在872Pa左右。與大氣壓力(101KPa)相比，制冷機處在高真空環(huán)境下，對氣密性要求很高。為了保證高真空下的氣密性，傳統(tǒng)的大型工業(yè)型吸收式制冷機多數(shù)采用厚重的鋼板或者鑄件作為制冷機的殼體，配以管徑相對較粗的銅管作為換熱管，形成常用的管殼式換熱器結構。因此，工業(yè)型吸收式制冷機的特點是體積大，重量重，而且易于被溴化鋰溶液腐蝕并產(chǎn)生不凝氣體。

在小型化、家庭化的過程中，一個棘手的問題是：隨著制冷功率的降低，所需要的冷媒的循環(huán)量以及溴化鋰溶液的循環(huán)量也隨之降低，相應地出現(xiàn)換 熱管外表面不能被冷媒或者溴化鋰溶液充分濕潤而出現(xiàn)“干斑”的不利現(xiàn)象。

為了避免出現(xiàn)干斑，傳統(tǒng)的吸收式制冷機一般需要加大循環(huán)泵的流量，把遠遠多于實際循環(huán)量的液體，不斷地從再生器或者吸收器底部的積液池中噴淋到頂部的換熱管上。

無謂的增加循環(huán)泵的流量，增加了寄生能量消耗和運行成本。也有悖于吸收式制冷機向小型化、家庭化發(fā)展的趨勢。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決以上技術問題，目的之一，在于為吸收式制冷單元提供一種熱交換效率高的換熱機構。所述換熱機構，是包括淺槽式換熱器和溶液分配器在內(nèi)的吸收式制冷單元淺槽式換熱機構，用于發(fā)生器和吸收器等制冷單元部件。所謂吸收式制冷單元，指的是具有完整制冷功能的小型溴化鋰吸收式制冷機，可以單獨使用，也具備組合擴展成大規(guī)模制冷矩陣的能力。

具體技術方案如下：

一種吸收式制冷單元淺槽式換熱機構，包括：

淺槽式換熱器，由若干排呈上下層排列的導流槽和換熱管組成；

溶液分配器，設置在所述淺槽式換熱器上部；

所述溶液分配器是封閉型長方體，內(nèi)部為腔體，下部為溶液噴灑面，向下方的淺槽式換熱器上端面噴灑溶液。

進一步的，所述導流槽是長方形的淺槽，與所述的換熱管交錯層疊設置；所述換熱管設置在所述導流槽上部，且所述換熱管的排列面與槽底面平行。

進一步的，溴化鋰溶液在所述換熱管外部流動，水在所述換熱管內(nèi)部流通；

溴化鋰溶液與所述換熱管接觸時，與換熱管內(nèi)部的水發(fā)生熱交換；

所述導流槽使得溴化鋰溶液的流動路徑構成“之”字型，用于延長溴化鋰溶液與換熱管的熱交換時間并產(chǎn)生紊流。

進一步的，在所述導流槽的一側邊緣設有斜坡式隔液板，用于截留液滴，只允許氣體通過。

進一步的，在所述導流槽的的上下兩面，設有與所述導流槽邊緣呈一定夾角的支撐條，所述支撐條用于支撐上下管道，并改變導流槽內(nèi)溴化鋰溶液 的流動方向，產(chǎn)生紊流。

進一步的，所述支撐條與導流槽邊緣的夾角為45°至135°。

進一步的，所述淺槽式換熱器采用浸潤式換熱方式，在所述導流槽的底部，分布有若干排泄流孔，使溴化鋰溶液流向下層導流槽，并保持溴化鋰溶液浸沒換熱管。

進一步的，相鄰兩層導流槽上的泄流孔在豎直方向上相互錯開排列。

進一步的，在所述溶液分配器內(nèi)部及噴灑面外側設置與溶液分配器邊緣呈一定夾角的支撐條，所述支撐條用于支撐溶液分配器內(nèi)部腔體及下部換熱管，以承受真空所產(chǎn)生的壓力。

進一步的，相鄰兩排支撐條與所述溶液分配器邊緣的夾角方向相反。

進一步的，所述溶液噴灑面尺寸與淺槽式換熱器上端面相同；

在所述溶液分配器的溶液噴灑面設置若干泄流孔，將溶液均勻的分散到下部的換熱管表面，使得溶液從上至下逐層流經(jīng)每排換熱管時與換熱管內(nèi)部的熱交換液發(fā)生熱交換。

進一步的，所述泄流孔為長方形孔洞。

進一步的，所述泄流孔橫向設置在溶液分配器噴灑面，位于相鄰支撐條之間。

進一步的，淺槽式換熱機構的所述溶液分配器及各排所述導流槽，全部由工程塑料制成；換熱管采用不銹鋼材料制成。

本發(fā)明的目的之二，在于提供一種吸收式制冷單元，包括權前文所述的吸收式制冷單元淺槽式換熱機構。

本發(fā)明的目的之三，在于提供一種吸收式制冷矩陣，包括多個吸收式制冷單元；

所述吸收式制冷單元包括前文所述的吸收式制冷單元淺槽式換熱機構。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明使溶液充分浸潤換熱管，有效消除干斑現(xiàn)象，并減少溶液的飛濺現(xiàn)象；使溶液沿加長的“之”字型路徑流動，既增加與換熱管的接觸換熱時間又產(chǎn)生紊流，有利于提高換熱效率；簡化溶液分配器結構，實現(xiàn)換熱器和 溶液分配器體積的減小，有利于采用該換熱機構的吸收式制冷單元小型化。

附圖說明

圖1是本發(fā)明吸收式制冷單元淺槽式換熱機構的橫截面部分結構視圖；

圖2是本發(fā)明吸收式制冷單元淺槽式換熱機構拆除了部分器件后的裝配立體圖；

圖3是拆除了部分器件后吸收式制冷單元淺槽式換熱機構裝配爆炸圖；

圖4為本發(fā)明吸收式制冷單元淺槽式換熱機構換熱管的排列結構示意圖。

其中圖中部分標記如下：

溶液分配器101；

換熱管102；

首排導流槽103；

第二排導流槽104；

隔液板105；

冷凝器/吸收器106；

溶液分配器101的底部207；

支撐條208；

泄流孔209；

首排導流槽103的低部210；

換熱管504、506、508。

具體實施方式

附圖構成本說明書的一部分；下面將參考附圖對本發(fā)明的各種具體實施方式進行描述。應能理解的是，為了方便說明，本發(fā)明使用了表示方向的術語，諸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等來描述本發(fā)明的各種示例結構部分和元件，但這些方向術語僅僅是依據(jù)附圖中所顯示的示例方位來確定的。由于本發(fā)明所公開的實施例可以按照不同的方向設置，所以這些表示方向的術語只是作為說明而不應視作為限制。在可能的情況下，本發(fā)明中使用的相同或者相類似的附圖標記，指的是相同的部件。

圖1是本發(fā)明吸收式制冷單元淺槽式換熱機構的橫截面部分結構視圖。

吸收式制冷單元淺槽式換熱機構同時適用于制冷單元的再生器和吸收器。再生器的作用是使用內(nèi)部流通有熱水的換熱管(圖1中的102)對溴化鋰稀溶液進行加熱，使稀溶液中的水分子不斷汽化，水蒸氣進入冷凝器冷凝成冷媒水；而吸收器的作用是使用內(nèi)部流通有冷卻水的換熱管(圖1中的102)對溴化鋰濃溶液進行冷卻，使?jié)馊芤旱谋砻嬲魵鈮毫ο陆?，從而使溶液不斷地吸收蒸發(fā)器中流來的冷媒蒸氣。本發(fā)明的吸收式制冷單元淺槽式換熱機構既適用加熱稀溶液，又適用于冷卻濃溶液。兩種應用下的換熱結構完全相同。下文以再生器為例進行描述。

圖1示出了吸收式制冷單元淺槽式換熱機構橫截面的部分結構視圖，圖中再生器100包括：溶液分配器101、換熱管102(見圖4)、首排導流槽103、第二排導流槽104和隔液板105。

事實上，再生器100是由多根換熱管在水平和垂直兩個方向密集排列所組成的管殼式換熱結構，我們沿垂直方向從上到下把這些換熱管分層。圖1中僅呈現(xiàn)了3層換熱管的布置，下面若干層結構與之相同，故未示出。換熱管102內(nèi)部流通有熱水，用于對換熱管外流過的稀溶液進行加熱。

每層換熱管之間設置導流槽103、104，導流槽103、104不僅起到導流的作用，還用于支撐安置在其上面的換熱管，稀溶液從導流槽中流過時與換熱管接觸，流程越長，換熱接觸的時間越長，熱交換的效果越好。

在頂層導流槽103之上設有溶液分配器101，溶液分配器101的結構與導流槽103、104相似，其上沒有安置換熱管，設有若干泄流孔209(參見圖2)，泄流孔209可以將溶液分配器101上流過的稀溶液分配到下方的頂層導流槽103上的換熱管表面。

在再生器100一側為冷凝器106，稀溶液中的水分在再生器100中不斷被蒸發(fā)形成水蒸氣，水蒸氣需要進入冷凝器106中放熱凝結，但水蒸氣中的水滴不能進入冷凝器106，故而在靠近冷凝器106的一側端邊緣設有斜坡式隔液板105，用于截留稀溶液蒸發(fā)出的冷媒蒸氣中夾帶的液滴，只允許冷媒蒸氣前往冷凝器106。

圖2是本發(fā)明吸收式制冷單元淺槽式換熱機構拆除了部分器件(包括部 分換熱管102和溶液分配器101后的裝配立體圖。

圖2中可以直觀的看到首排導流槽103，在導流槽103的槽底兩面均交替設有與導流槽103邊緣呈45°至135°夾角的若干排支撐條208，所述支撐條208用于支撐換熱管以承受真空亞力，并且使得在導流槽103內(nèi)流動的稀溶液改變流動方向，產(chǎn)生紊流。

導流槽103底部還設有若干泄流孔209，泄流孔209用于將稀溶液均勻地分配到下方的換熱管102上；從圖2中可以看出，泄流孔209為長方形，與支撐條208交替設置，稀溶液經(jīng)每排支撐條208干擾后從泄流孔209中流入下層導流槽。導流槽103底部的支撐條208和泄流孔209共同作用，使得在導流槽103內(nèi)流動的稀溶液能夠均勻浸潤換熱管并使溶液產(chǎn)生紊流，提高了換熱效率。

圖3是拆除了部分器件(包括換熱管)后吸收式制冷單元淺槽式換熱機構裝配爆炸圖。

圖3中第一層為溶液分配器101，第二層為首層導流槽103，第三層為下層導流槽104，以三層導流結構為例描述稀溶液經(jīng)溶液分配器101和導流槽103導流后的流動路線。

相鄰兩層導流槽(圖中為103、104)上的泄流孔，以及溶液分配器101上的泄流孔209在豎直方向相互錯開，以避免上層泄流孔滴下的稀溶液未及與換熱管充分換熱就直接通過下層泄流孔滴到更下層；同時泄流孔209與支撐條的配合使得稀溶液在重力作用下的流動構成“之”字型流程，如圖中箭頭A的流動路徑所示，用于延長稀溶液與換熱管的熱交換時間。這種結構迫使溶液在導流槽103、104中不斷改向，局部的紊流強化了溶液與換熱管之間的對流傳熱系數(shù)。

這種淺槽式換熱機構，能夠保證溶液始終浸沒換熱管，與換熱管進行浸沒式換熱。毋須依靠溶液泵的多次泵送來保證溶液與換熱管的接觸。這種僅需要一次性泵送的淺槽式換熱機構，可節(jié)省溶液泵寄生能耗。

圖4為本發(fā)明吸收式制冷單元淺槽式換熱機構換熱管的排列結構示意圖；

圖4所示為兩排換熱管的橫截面結構示意圖，在同一層，相鄰的換熱管 504和506的圓心距離D為4mm；在上下層，相鄰的換熱管506和508的圓心距離為7mm。換熱管都采用相同的3mm管徑，這種極細的換熱管加上用緊湊的排列結構在單位體積上取得極高的傳熱面積，提高了熱交器的效率。

再生器100中的溶液分配器，導流槽均以防腐蝕性能強、易于成型的工程塑料制成，有效的減輕了制冷單元的重量。換熱管采用不銹鋼材料制成，提高了耐腐蝕性并有效保證了氣密性。

盡管參考附圖中出示的具體實施方式將對本發(fā)明進行描述，但是應當理解，在不背離本發(fā)明教導的精神、范圍和背景下，本發(fā)明的吸收式制冷單元淺槽式換熱機構及使用該換熱機構的制冷單元和制冷矩陣可以有許多變化形式。本領域技術內(nèi)普通技術人員還將意識到有不同的方式來改變本發(fā)明所公開的實施例中的參數(shù)、尺寸，但這均落入本發(fā)明和權利要求的精神和范圍內(nèi)。