CN102213508B - 液体分配装置以及具有该液体分配装置的吸收式冷热水机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吸收式冷热水机的液体分配装置，具有一级以上的溜槽，所述溜槽配置在传热管的上方，并以能将制冷剂液或吸收液散布到所述传热管的方式形成有多个分配口。在这里，在上述液体分配装置中，将所述溜槽之间的交差区域或所述溜槽与所述传热管之间的交差区域定义为目标区域，并将位于所述目标区域内的特定区域定义为有效区域，该特定区域是与所述目标区域相比向内侧缩小所述分配口的平均直径的一半大小的区域，此时，所述分配口位于所述目标区域内，连接位于所述目标区域内的最外廓处的各分配口得到的面积至少占所述有效区域的50％。在所述吸收式冷热水机的全体溜槽中，满足所述分配口的位置及面积条件的分配口占85％以上。

Description

液体分配装置以及具有该液体分配装置的吸收式冷热水机

技术领域

本发明涉及吸收式冷热水机，更详细地说，涉及向设置在蒸发器以及吸收器等的传热管散布制冷剂液或吸收液的液体分配装置。

背景技术

吸收式冷热水机是利用溴化锂(LiBr)水溶液的蒸气吸收特性来实现制冷、制热的***，为了确保其性能，将***内部保持高真空状态。此外，吸收式冷热水机不同于以电力作为能源来使用的冷热水机，以如LPG、LNG等的燃气作为热源来使用，由此具有解决在夏季耗费过多电力负荷的问题，并充分用于利用了废热的热合并***等种种长处。

图1是表示普通的吸收式冷热水机的概念图。

如图1所示，以往的吸收式冷热水机1具有蒸发及吸收本体30，其以一体方式具有蒸发器31与吸收器32；高温再生器10，其容纳着燃烧器11。在从上述吸收器32延伸到上述高温再生器10的稀溶液配管83中，依次设置着吸收液泵72、低温热交换器40以及高温热交换器50。

另外，以往的吸收式冷热水机1包括再生及冷凝本体20，其以一体方式具有冷凝器21和低温再生器23。

制冷剂蒸气管81从上述高温再生器10延伸到低温再生器23，制冷剂液流下管82从上述冷凝器21延伸到上述蒸发器31。引入到上述吸收器32的管为热水管86，引入到上述冷凝器21的管为冷却水管88。

如上所述结构的吸收式冷热水机1工作时，由上述高温再生器10的燃烧器11燃烧燃气(LPG、LNG)，从而加热从上述吸收器32流过来的如溴化锂水溶液(含有表面活性剂)的稀溶液，并从稀溶液分离出制冷剂蒸气。通过加热稀溶液来使稀溶液浓缩，将其变为浓度较浓的中间溶液。另一方面，制冷剂蒸气沿着制冷剂蒸气管81移动，由此流入到上述低温再生器23。然后，用低温再生器23再次对从上述高温再生器10进入到低温再生器23的中间溶液进行加热。在上述冷凝器21中，从上述低温再生器23流入的制冷剂蒸气冷凝成制冷剂液后向上述蒸发器31移动。

在上述蒸发器31中，制冷剂液因制冷剂泵71的工作而被移送到蒸发器31上部之后，由蒸发器分配装置36散布到作为传热管的冷却水管88。被上述蒸发器31气化的制冷剂蒸气流到上述吸收器32，从而由散布的吸收液所吸收。另一方面，用上述高温再生器10分离制冷剂蒸气，由此浓度上升了的中间溶液经过中间溶液配管84、高温热交换器50流到上述低温再生器23中。

上述中间溶液被加热器25加热，该加热器25的内部流有从上述高温再生器10流入的制冷剂蒸气。然后，通过从上述中间溶液分离制冷剂蒸气，吸收液的浓度进一步上升。被上述低温再生器23加热的浓溶液流入浓溶液配管85，经由上述低温热交换器40流到上述吸收器32，由吸收器分配装置35滴到上述热水管86中。

然后，吸收液吸收经由上述蒸发器31进入的制冷剂蒸气，由此其浓度将变低。用低温热交换器40以及高温热交换器50预热浓度变低了的吸收液后，该吸收液受到上述吸收液泵72的驱动力流入高温再生器10。在附图中示出的附图标记13是向燃烧器供给燃料的燃料罐，附图标记15是向燃烧器供给燃烧空气的送风机。

如上所述的以往的吸收式冷热水机1的分配装置35、36，为了向传热管的上面散布制冷剂液或吸收液，下部具有形成多个孔的溜槽。然而，在以往的吸收式冷热水机1的分配装置35、36中，没有将溜槽孔的位置及大小设计成能够以规定的流量均匀地将制冷剂液或吸收液散布到传热管，会导致降低热传递性能的问题。

另外，在以往的吸收式冷热水机1的分配装置35、36中，会导致由于流入溜槽的制冷剂液或吸收液从溜槽中溢出或飞溅到外部，而降低热传递性能的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于，提供一种具有如下溜槽的吸收式冷热水机的液体分配装置，该溜槽不使流入溜槽的液体溢出，并使液体以规定的流量准确地滴到传热管，由此能够优化传热管和液体之间的热传递性能。

为了达成上述目的，本发明的一种吸收式冷热水机的液体分配装置，具有一级以上的溜槽，所述溜槽配置在传热管的上方，并以能将制冷剂液或吸收液散布到所述传热管的方式形成有多个分配口。在这里，在上述液体分配装置中，将所述溜槽之间的交差区域或所述溜槽与所述传热管之间的交差区域定义为目标区域，并将位于所述目标区域内的特定区域定义为有效区域，该特定区域是与所述目标区域相比向内侧缩小所述分配口的平均直径的一半大小的区域，此时，所述分配口位于所述目标区域内，连接位于所述目标区域内的最外廓处的各分配口得到的面积至少占所述有效区域的50％。并且，在所述吸收式冷热水机的全体溜槽中，满足所述分配口的位置及面积条件的分配口占85％以上。

假设所述溜槽的高度为H(m)，所述分配口的面积为A(m²)，所述溜槽的个数为N，所述吸收式冷热水机的制冷能力为RT(usRT)，那么，满足下述公式：

H>2.8×10^-12×RT²／(A²×N²)。

另外，溜槽具有上部溜槽及与该上部溜槽交差的下部溜槽。此时，假设所述下部溜槽的高度为H2(m)，所述下部溜槽的分配口的面积为A2(m²)，所述吸收式冷热水机的制冷能力为RT(usRT)，所述上部溜槽的分配口的面积为A1(m2)，所述溜槽的个数为N，那么，满足下述公式：

H2>(1+4.8×10^-6×RT／(A1×N))^0.5×1.2×10^-12×RT²/(A2²×N²)。

另外，假设所述分配口的直径为D(mm)，所述溜槽的高度为H(mm)，那么，满足下述公式：

0.9<D<0.45×H。

本发明的吸收式冷热水机的液体分配装置，具有一级以上的溜槽，所述溜槽配置在传热管的上方，并以能将制冷剂液或吸收液散布到所述传热管的方式形成有多个分配口；在上述液体分配装置中，将所述溜槽之间的交差区域或所述溜槽与所述传热管之间的交差区域定义为目标区域，并将位于所述目标区域内的特定区域定义为有效区域，该特定区域是与所述目标区域相比向内侧缩小所述分配口的平均直径的一半大小的区域；所述分配口位于所述目标区域内；连接位于所述目标区域内的最外廓处的各分配口得到的面积至少占所述有效区域的50％；在所述吸收式冷热水机的全体溜槽中，满足所述分配口的位置及面积条件的分配口占85％以上；假设所述分配口的直径为D(mm)，所述溜槽的高度为H(mm)，那么，满足下述公式：0.9<D<0.45×H。

另外，本发明为了达成上述目的，提供包括具有如上所述的结构的液体分配装置的吸收式冷热水机。

在涉及本发明实施方式的吸收式冷热水机的液体分配装置中，最合适地设计分配口的位置与大小以及溜槽的高度，由此不使流入溜槽的液体溢出，并以规定的流量滴到传热管，从而提高传热管的润湿率，随之提高热传递性能。

附图说明

图1是表示普通的吸收式冷热水机的概念图。

图2是本发明实施方式的吸收式冷热水机的液体分配装置的部分立体图。

图3至图5是表示多种多样的分配口的排列的图。

图6A至图6C是表示基于分配口大小的液体流动的图。

图7是表示基于分配口大小的流量变化的图表。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明实施方式的吸收式冷热水机的液体分配装置。

图2是本发明实施方式的吸收式冷热水机的液体分配装置的部分立体图，图3至图5是表示多种多样的分配口的排列的图。

参考图2，本发明实施方式的液体分配装置90具有上部开放的长方形的溜槽91。在溜槽91的底面中隔着间隔形成多个分配口93，所述分配口93用于使液体向在下部排列的传热管92流动。分配口93的形状可以是圆形、多角形等多种多样的形状，但优选圆形。

溜槽91由第1次流入液体的上部溜槽911及以与上部溜槽911交差的方式排列在该上部溜槽911下部的下部溜槽912构成。由此，流入到上部溜槽911的液体流向下部溜槽912，并散布到传热管92。在本发明实施方式中溜槽排列为2级，但本发明并不局限于此，能以多种多样方式将其级数增减。

如本发明实施方式的液体分配装置90应用于吸收式冷热水机的蒸发器，则在溜槽91中流入制冷剂液，如应用于吸收器，则在溜槽91中流入吸收液。本发明实施方式的液体分配装置90不仅仅应用于吸收式冷热水机，而能够应用于分配或散布液体的所有的场合。

如上所述，由于在溜槽91中在规定的区域分布有多个分配口93，液体弄湿传热管92的比率随着该分配口93的位置而发生变化，所以分配口的位置对传热管92的热传递性能产生较大的影响。因此，分配口93必须形成在能够充分地弄湿传热管92的同时将热传递性能保持为最合适的位置。

参考图3至图5，将溜槽911、912之间的交差区域或溜槽91与传热管92之间的交差区域定义为目标区域(S1)时，分配口93位于目标区域(S1)内。此外，将位于目标区域(S1)内的分配口93的平均直径设为D时，可以将比目标区域(S1)小D／2的区域定义为有效区域(S2)。在这里，连接位于目标区域(S1)内的最外廓处的分配口93的区域(S3)至少占有效区域(S2)的50％。

如果满足如上所述的分配口93的位置以及面积条件的分配口93占全体溜槽91的85％以上时，从溜槽91散布的液体能与传热管92充分接触，由此可以确保传热管92的热传递性能。

然后，将液体散布到传热管92的溜槽91，必须将液体仅从分配口93传递到下方，且必须防止所流入的液体溢出。在从溜槽91中溢出液体的情况下，不能向位于溜槽91下方的传热管92或其他溜槽91送给设计流量，由此引起传热管的热传递性能的降低，且溢出的液体将无意地流入到传热管92或其他溜槽91而妨碍液体的流动，由此引起传热管的热传递性能的降低。因此，溜槽91需具有不使所流入的液体溢出的最小高度。

申请人着眼于溜槽91的高度与溜槽91的个数、分配口93的面积以及吸收式冷热水机的制冷能力有相互关系，随推定出如下的溜槽91的最小高度。

假设上述溜槽91的高度为H(m)，上述分配口93的总面积为A(m²)，上述溜槽91的个数为N，吸收式冷热水机的制冷能力为RT(usRT)时，液体分配装置90将满足下述公式1：

[公式1]

H>2.8×10^-12×RT²／(A²×N²)

即，满足上述公式1的液体分配装置90将不使流入的液体溢出而分配到下方。上述公式1能同时应用于上部溜槽911以及下部溜槽912。在这里，溜槽91的个数(N)意味着在各级中的溜槽的个数。例如，如图2所示，在溜槽为2级的情况下，由于上部溜槽911为2个，所以N为2，由于下部溜槽912为8个，所以N为8。

另外，在从上部溜槽911向下部溜槽912流入液体时，如流落到下部溜槽912的液体飞溅到下部溜槽912以外时、如之前说明，液体将无意地流入传热管92而妨碍液体的流动，由此引起传热管的热传递性能的降低。因此，下部溜槽912需具有防止所流落的液体飞溅到外部的最小高度。

假设上述下部溜槽912的高度为H2(m)，上述下部溜槽912的分配口93的面积为A2(m²)，吸收式冷热水机的制冷能力为RT(usRT)，上部溜槽911的分配口93的面积为A1(m²)，上述溜槽91的个数为N时，液体分配装置将满足下述公式2：

[公式2]

H2>(1+4.8×10^-6×RT／(A1×N))^0.5×1.2×10^-12×RT²／(A2²×N²)

即，满足上述公式2的下部溜槽912能防止所流落的液体飞溅到溜槽外部。在这里，溜槽91的个数(N)意味着在各级中的溜槽个数。

然后，溜槽91将液体散布到下面的溜槽91或传热管92时，必须以所希望的流量适度地送出。这与溜槽91的分配口93的大小有关联，从而溜槽91的分配口93的大小必须满足规定的条件。

图6是表示基于分配口大小的液体流动的图，图7是表示基于分配口大小的流量变化的图表。

如图6所示，如分配口93的直径(D)过小，则由于液体以液滴状流出，不仅不能连续流出，而且还由于液滴的生成时间差较大而难以得到所希望的流量(图6A)；如分配口93的直径(D)过大，则由于液体充满整个分配口3而不能流出，在形成有多个分配口93的情况下，不能使每个分配口93均匀地流出液体，由此在一方的分配口93散布到的液体多，产生每个分配口93的液体分布量不均匀的问题(图6B)。因此，有必要恰当地设计分配口93的直径，从而使所有的分配口93均匀地且以规定的流量散布液体(图6C)。

假设溜槽91的高度为H(mm)时，申请人发现分配口93的直径(D、mm)满足下述公式3的情况下，能够使每个分配口93均匀地且以规定的流量送出液体：

[公式3]

0.9<D<0.45×H

如图7所示，如分配口93的直径(D)小于0.9mm，则由于液体的流量(Q)的急减而不能充分地弄湿传热管92，如分配口93的直径(D)大于0.45×Hmm，则由于流量过于增大而传热管上的液体膜的厚度变厚，从而降低传热管的热传递性能。因此，溜槽91的高度(H)满足上述公式3时，能保持传热管92的最高性能。

至此说明了关于本发明的优选的实施方式，但本发明不局限于此，能够在专利申请的范围、发明的详细的说明以及附图的范围内实施种种变形，这也理所当然属于本发明的范围。

Claims (4)

1.一种吸收式冷热水机的液体分配装置，其特征在于，

具有一级以上的溜槽，所述溜槽配置在传热管的上方，并以能将制冷剂液或吸收液散布到所述传热管的方式形成有多个分配口；

在上述液体分配装置中，将所述溜槽之间的交差区域或所述溜槽与所述传热管之间的交差区域定义为目标区域，并将位于所述目标区域内的特定区域定义为有效区域，该特定区域是与所述目标区域相比向内侧缩小所述分配口的平均直径的一半大小的区域；

所述分配口位于所述目标区域内；

连接位于所述目标区域内的最外廓处的各分配口得到的面积至少占所述有效区域的50％；

在所述吸收式冷热水机的全体溜槽中，满足所述分配口的位置及面积条件的分配口占85％以上；

所述分配口的直径为D，其单位为mm，所述溜槽的高度为H，其单位为mm，那么，满足下述公式：

0.9＜D＜0.45×H。

2.根据权利要求1所述的吸收式冷热水机的液体分配装置，其特征在于，所述溜槽的高度为H，其单位为m，所述分配口的面积为A，其单位为m²，所述溜槽的个数为N，所述吸收式冷热水机的制冷能力为RT，其单位为usRT，那么，满足下述公式：

H＞2.8×10^－12×RT²/(A²×N²)。

3.根据权利要求1所述的吸收式冷热水机的液体分配装置，其特征在于，

所述溜槽具有上部溜槽及与该上部溜槽交差的下部溜槽；

所述下部溜槽的高度为H2，其单位为m，所述下部溜槽的分配口的面积为A2，其单位为m²，所述吸收式冷热水机的制冷能力为RT，其单位为usRT，所述上部溜槽的分配口的面积为A1，其单位为m²，所述溜槽的个数为N，那么，满足下述公式：

H2＞(1+4.8×10^－6×RT/(A1×N))^0.5×1.2×10^－12×RT²/(A2²×N²)。

4.一种吸收式冷热水机，其特征在于，具有权利要求1至3中任一项所述的液体分配装置。