吸收式制冷单元内置式溶液热交换器的制作方法

本发明涉及溴化锂吸收式制冷机生产领域，特别涉及到能够作为制冷矩阵独立单元的小型吸收式制冷机及其内部的内置式溶液热交换器。

背景技术：

吸收式制冷机具有节能、环保等优点，易于使用太阳能和工业余热废热等新型能源，得到了不断的发展。小型化、家庭化将会是其付诸工业应用领域后的又一趋势。

溴化锂吸收式制冷机最先用于工业领域，制冷功率大、体积大、重量重，采用金属材料加工而成。在从工业领域向小型化的家用领域转化的过程中，其结构、材料和加工方法基本上沿袭下来，仍然是采用金属材料制造，机身材料一般采用碳素钢，换热管道一般采用铜管材料。相应地，溶液热交换器也多由与机身相同的钢材制作壳体，用铜管制作换热管束。这种复杂、沉重的机体设计已经不能满足吸收式制冷机往家庭化、小型化方向的发展。

随着新能源、新材料、新工艺的出现和大量应用，传统的以金属材料为主体的吸收式制冷机开始逐渐被新材料所替代。市场需要更廉价、更轻便、安装扩容更灵活、模块化的吸收式制冷机，其各个部件尽量与机身一体，结构简单，体积紧凑，且运作高效。

技术实现要素：

本发明为了解决以上技术问题，目的之一，在于为吸收式制冷单元提供一种溶液热交换器；所述溶液热交换器是吸收式制冷单元内置式溶液热交换器。所谓吸收式制冷单元，指的是具有完整制冷功能的小型溴化锂吸收式制冷机，可以单独使用，也具备组合扩展成大规模制冷矩阵的能力；所谓内置式溶液热交换器，指的是集成在吸收式制冷单元的机身壳体内，为吸收式制冷单元内的低温稀溶液与高温浓溶液提供流动的通道及进行热交换的设备。

具体技术方案如下：

一种吸收式制冷单元内置式溶液热交换器，设置在吸收式制冷单元内，用于将吸收式制冷单元内的低温稀溶液与高温浓溶液进行热交换；

所述溶液热交换器包括换热壁板与溶液热交换器的壳体，所述换热壁板与壳体共同构成浓溶液与稀溶液通道；

当所述低温稀溶液与高温浓溶液通过不同的通道与所述换热壁板接触时，由所述换热壁板进行热交换。

进一步的，所述溶液通道为相互隔开的低温稀溶液通道和高温浓溶液通道。

进一步的，所述低温稀溶液通道设有供所述低温稀溶液流入的入口和流出的出口；

所述高温浓溶液通道设有供所述高温浓溶液流入的入口和流出的出口。

进一步的，所述换热壁板为多块形状和规格一致的薄板，以均匀的间隔设置在所述吸收式制冷单元机身内腔。

进一步的，所述换热壁板为不锈钢板，该壁板上分布有冲压形成的织纹状凸条。

进一步的，所述换热壁板为矩形，在边沿垫有垫圈，以达到密封的目的，并和所述换热壁板共同形成溶液通道。

进一步的，所述低温稀溶液通道的入口和出口分别设置在所吸收式制冷单元内置式溶液热交换器的左下角和右上角；

所述高温浓溶液通道的入口和出口分别设置在所述吸收式制冷单元内置式溶液热交换器的左上角和右下角。

进一步的，所述垫圈在所述吸收式制冷单元内置式溶液热交换器的一个对角线上两个端口处设置有圆形封口，阻断溶液流经该端口，同时接通另一对角线的两个端口；

相邻两个通道内的垫圈上圆形封口的设置位置相反，以形成两个沿着对角线流动的、相互隔开的冷、热流体通道。

进一步的，所述吸收式制冷单元内置式溶液热交换器的壳体由工程塑料制成；换热壁板采用不锈钢材料制成。

本发明的目的之二，在于提供一种吸收式制冷单元，其设有如前文所述的吸收式制冷单元内置式溶液热交换器。

本发明的目的之三，在于提供一种吸收式制冷矩阵，包括若干个吸收式 制冷单元；

所述吸收式制冷单元设有如前文所述的吸收式制冷单元内置式溶液热交换器。

本发明的有益效果在于：

本发明小型溴化锂吸收式制冷单元的溶液热交换器结构更紧凑、内嵌在机身侧壁、成为机身壳体的一部分，使机身壳体外部保持平整，起到增加机身强度的作用，且不会影响制冷单元的相互组合，使制冷单元可扩展成制冷功率倍增的大型吸收式制冷矩阵。

附图说明

图1是本发明吸收式制冷单元外部结构及溶液热交换器在吸收式制冷单元的安装位置示意图；

图2A是本发明的溶液热交换器的溶液流道结构示意图；

图2B是本发明的溶液热交换器内部结构示意图；

图2C是图2B中沿C-C线的剖面结构示意图

图3A、3B是本发明的垫圈结构示意图。

其中，部分标记如下：

水流接口105

稀溶液流入端口201；

浓溶液流出端口202；

溶液泵203；

浓溶液前往吸收器壳程的通道204；

溶液热交换器205；

浓溶液的入口206；

吸收器溶液分配器入口的连接口207；

稀溶液的出口208；

稀溶液前往再生器的通道209；

发生器溶液分配器的入口的连接口210

稀溶液通道212；

浓溶液通道214；

换热壁板220；

凸条222；

垫圈300；

圆形封口304、308。

具体实施方式

附图构成本说明书的一部分；下面将参考附图对本发明的各种具体实施方式进行描述。应能理解的是，为了方便说明，本发明使用了表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等来描述本发明的各种示例结构部分和元件，但这些方向术语仅仅是依据附图中所显示的示例方位来确定的。由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。在可能的情况下，本发明中使用的相同或者相类似的附图标记，指的是相同的部件。

图1是本发明吸收式制冷单元外部结构及内置式溶液热交换器在吸收式制冷单元的安装位置示意图。

如图1所示为溴化锂吸收式制冷单元100，其为长方体结构，内部设有再生器、蒸发器、吸收器、冷凝器等热交换部件(图中未示出)。溴化锂吸收式制冷单元以溴化锂溶液+纯水为工质对，其中纯水为冷媒水，溴化锂溶液为吸收液；纯水在蒸发器中蒸发吸热实现制冷功能。冷媒水吸热蒸发后变为冷媒蒸气。在吸收器中，冷媒蒸气被溴化锂溶液吸收变成溶液的一部分，随着溴化锂溶液一起被泵送到再生器。在再生器中，冷媒水随溶液一起加热再生，冷媒水从溶液中蒸发重新变成气态。接着，在冷凝器中冷媒蒸气被冷凝变成液态。重新变成液态的冷媒水回到蒸发器再次吸热蒸发。经过冷媒水从液态—气态—液态的相变吸热，源源不断的进行制冷循环。其中冷水、热水和冷却水在蒸发器、再生器、吸收器和冷凝器各热交换器管程流动以进行热交换。因而，制冷单元100表面设有多个与外界(热源、冷负荷等)相互连通的冷水、热水和冷却水出入接口105；外界通过这些接口105向制冷单元供应再生器所需要的热水，蒸发器所需要的冷水，以及吸收器和冷凝器所需要的冷却 水。

在上述制冷流程中，由于溴化锂稀溶液在吸收器中已被冷却水冷却，温度较低，同时，从发生器流出的浓溶液温度较高，为了节省加热稀溶液的热量以及冷却浓溶液的冷量，提高整个装置的热效率，在系统中增加了一个溶液热交换器，即图1中吸收式制冷单元侧面矩形区域120所示的装置，溶液热交换器让发生器流出的高温浓溶液与吸收器流出的低温稀溶液进行热交换，即可提高稀溶液进入发生器的温度也可降低浓溶液进入吸收器的温度。

图1中，溶液热交换器205设置在吸收式制冷单元侧面内部，外部与吸收式制冷单元连为一体。矩形区域所示的为溶液交换器120的换热壁板220的外侧(里侧见图2B)；溶液交换器120内部结构见图2A。

图2A是本发明的溶液热交换器及溶液通道结构示意图。

溶液热交换器205为一矩形偏平的箱体结构，其内部用多块换热壁板(见图2B中的220)以均匀的间隔排列，形成多个溶液通道，即相互隔开的稀溶液通道212和浓溶液通道214。稀溶液通道212和浓溶液通道214与换热壁板220配合形成密闭的换热空间，低温的稀溶液和高温的浓溶液同时与换热壁板220接触，换热壁板220即成为低温的稀溶液和高温的浓溶液热交换的媒介。溶液热交换器205的四个角上还分别设有溶液通道的出入口，分别是：左上角的浓溶液入口206、左下角的稀溶液入口201、右上角的稀溶液出口208和右下角的浓溶液出口202。

从溶液泵203出来的稀溶液从左下角的入口201进入，经过溶液热交换器205内的稀溶液通道212，送到右上角的出口208，再经过通道209、连接口210通往发生器。

与此同时，从发生器返回的浓溶液从入口206进入溶液热交换器205，经过溶液热交换器205内的浓溶液通道214，流动到出口202，再经过通道204、连接口207通往吸收器。

图2B是本发明的溶液热交换器本体的内部结构示意图；图2C是图2B中沿C-C线的剖面结构示意图

如图2B、2C所示，换热壁板220为形状与溶液热交换器205相同的矩形， 其为不锈钢板经冷压工艺冲压而成，在内表面上冲压形成有若干密集的纵横相间的凸条222，用于支撑换热壁板以承受真空压力，并使流过凸条的流体产生紊流以提高传热系数。

图3A、3B是本发明的溶液热交换器205的垫圈结构示意图；

在图2C所示的溶液热交换器205，多层换热壁板220及垫圈300组合形成多个密闭的流体换热通道。

如图3A、3B所示，垫圈300为在对角线上设有两个圆形封口的矩形304和308，相邻两个通道内的圆形封口的位置恰好相反；譬如在前一个通道的圆形封口304位置为左上角和右下角，则与之相邻的另一个通道的圆形封口308的位置为右上角和左下角。圆形封口304阻断左上角和右下角的两个端口，同时接通左下角与右上角的两个端口；与之相反，圆形封口308接通左上角与右下角的两个端口，同时阻断左下角与右上角的两个端口。如此布置，溶液热交换器205内形成冷、热流体相互隔开的多个通道，由多层换热壁板220组成换热面，增加了换热面积。

溶液热交换器中冷流体(稀溶液)的流动通道212为从左下角201向右上角208流动的矩形的对角线通道，由于图3中的垫圈300上的圆形封口304的阻断，冷流体不会流到左上角或者右下角的端口。

热交换器中热流体(浓溶液)的流动通道214为从左上角206向右下角202流动的矩形的对角线通道，由于图3中的垫圈300上的圆形封口308的阻断，冷流体不会流到左下角或者右上角的端口。

此外，本发明的溶液热交换器205的本体选用工程塑料；换热壁板220选用耐腐蚀性较好的不锈钢板。溶液热交换器205的厚度很薄，可以暗嵌于吸收式制冷单元的机身侧壁，成为机身的一部分，在完成换热功能的同时，在截面形状上也可起到减轻机身重量、加强机身强度的作用。

尽管参考附图中出示的具体实施方式将对本发明进行描述，但是应当理解，在不背离本发明教导的精神、范围和背景下，本发明的吸收式制冷单元内置式溶液热交换器及使用所述溶液热交换器的吸收式制冷单元和制冷矩阵 可以有许多变化形式。本领域技术内普通技术人员还将意识到有不同的方式来改变本发明所公开的实施例中的参数、尺寸，但这均落入本发明和权利要求的精神和范围内。