專利名稱：改進的用于固體-蒸汽吸收系統(tǒng)的傳熱裝置和方法
本申請所述的固體-蒸汽吸收系統(tǒng)被用于冷卻和制冷。這些系統(tǒng)小到只有幾瓦冷卻功率的小型裝置，大到產(chǎn)生幾兆瓦冷卻功率的較大型裝置。上述較大型的系統(tǒng)例如用在商業(yè)上的HVAC中，這些較大的裝置通常設(shè)計用來排熱，其放熱措施為將傳熱流體噴射到空氣蛇形管、風(fēng)冷冷凝器、蒸發(fā)冷凝器、冷卻塔，或者將傳熱流體噴射到地下水或地表水中。用于將吸收器的熱量傳遞到這種放熱裝置中的抽吸回路是已知的。但是在較小的系統(tǒng)中，例如，在美國專利5,161,389所述的場合以及在美國專利5,271,339中所述的電子冷卻裝置中，一個用于將吸收器的熱量傳遞到放熱裝置的附加冷卻回路和/或抽吸回路是不實用的。
在上述專利和共同未決申請所述的吸收系統(tǒng)、以及其它固體反應(yīng)物吸收氣態(tài)反應(yīng)物的吸收系統(tǒng)的操作過程中，必須提供適當(dāng)?shù)牟考员惴艧?。在這種系統(tǒng)中，氣態(tài)反應(yīng)物被交替地由吸收劑吸收和釋放，該系統(tǒng)具有兩個熱源，制冷劑的冷凝熱和吸收反應(yīng)器上的吸收熱，在連續(xù)工作過程中，這些熱源必須被排除。最好采用這樣的裝置將熱釋放到大氣中，該裝置沒有或極少消耗電能。例如，在冷凝器的蛇形管的上面采用自然或強制對流，冷凝熱通?？梢员粡囊粋€風(fēng)冷冷凝器中排除。
在固體-蒸汽吸收反應(yīng)系統(tǒng)中使用單一或多個吸收器，交替地吸收和放出制冷劑。在該系統(tǒng)中，必須考慮和滿足一些相互矛盾的傳熱要求。在解吸收階段，可以指望利用所有來自加熱裝置的能量，以便驅(qū)動解吸收反應(yīng)。吸收器可加以絕熱或帶有一個用于將熱量損失降至極小的裝置，因為任何傳向環(huán)境的熱量損失都將降低整個系統(tǒng)的效率并使熱源的尺寸和容量要求增大。另一方面，在吸收階段，必須把熱量從吸收器上有效地排出，并且放出的熱量必須從吸收器傳送到排熱部件上，或者直接從吸收器上散除。由于解吸溫度的升高，使吸收器與環(huán)境的溫差加大，在不希望有熱量損失時卻造成了大量的熱損失，這就使問題更加嚴重。
在本申請人的美國專利5,271,239中披露了一個發(fā)明，它利用解吸反應(yīng)器中的膨脹蒸發(fā)的傳熱流體將液相傳熱流體噴向或驅(qū)向一個吸收反應(yīng)器，以便在放熱反應(yīng)中散除熱量。傳熱流體是一種相變組合物，冷凝的或液相傳熱流體與吸收反應(yīng)器的傳熱表面接觸使其蒸發(fā)，以便幫助冷卻該反應(yīng)器并從其上散除熱量。本發(fā)明涉及系統(tǒng)和方法的改進，該系統(tǒng)和方法利用上述裝置在固體-蒸汽吸收系統(tǒng)中將熱量從吸收反應(yīng)器上散除。本發(fā)明涉及固體-蒸汽吸收系統(tǒng)，它將熱量傳遞到與吸收器分開的散熱部件上。該系統(tǒng)包括這樣的裝置，其中，系統(tǒng)的制冷劑被用作傳熱流體，用于冷卻一臺吸收反應(yīng)器。本發(fā)明的系統(tǒng)包括，一個用于冷卻吸收反應(yīng)器的散熱回路的啟動，該啟動是利用傳熱流體的移動來實現(xiàn)的，而不需要恒溫器或冷卻回路的電磁閥控制。本發(fā)明還公開了用于把熱量從一個熱源傳遞到兩個反應(yīng)器中的任何一個以進行連續(xù)制冷或冷卻的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，用于實現(xiàn)這種改進的系統(tǒng)、設(shè)備、部件和方法將從下述的詳細說明中得到更清楚的了解。


圖1是固體-蒸汽吸收系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)帶有一臺氣泡泵，以輔助溫差環(huán)流冷卻系統(tǒng)將吸收的能量傳遞到冷凝器中；圖2是一個柔性的氣泡泵連接器的放大圖；圖3是一個帶有蒸汽泵的系統(tǒng)，該蒸汽泵包括加熱器和單向閥；圖4是一個固體-蒸汽吸收系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)帶有一臺輔助環(huán)流系統(tǒng)的噴射泵；圖5表示一個吸收系統(tǒng)，其采用一個由壓力關(guān)閉的溫差環(huán)流系統(tǒng)；圖6表示一個吸收系統(tǒng)，其帶有一個由壓力關(guān)閉的溫差環(huán)流系統(tǒng)，該溫差環(huán)流系統(tǒng)使用了由冷卻劑壓力操縱的閥；圖7表示一個吸收系統(tǒng)，其采用一個由壓力關(guān)閉的溫差環(huán)流系統(tǒng)，該溫差環(huán)流系統(tǒng)帶有獨立的回路用于傳熱流體和系統(tǒng)制冷劑的冷凝；圖8表示一個吸收系統(tǒng)，其具有一個由壓力啟動的溫差環(huán)流系統(tǒng)，并采用一個單獨的回流型冷凝器，以傳遞吸收的能量；圖9表示一個吸收系統(tǒng)，其具有一個由壓力啟動的溫差環(huán)流系統(tǒng)，該系統(tǒng)為每個反應(yīng)器設(shè)有單獨的冷凝器回路；圖10表示一個吸收系統(tǒng)，其具有一個由壓力啟動的溫差環(huán)流系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有單獨的傳熱流體和制冷劑冷凝器回路；圖11表示一個兩級恒壓動力分級系統(tǒng)，其兩級上均帶有由壓力啟動的溫差環(huán)流系統(tǒng)；
圖12表示一個兩級恒壓動力分級系統(tǒng)，其帶有由第二級的冷卻劑壓力啟動的第一級溫差環(huán)流系統(tǒng)；圖13表示一個周期性的制冷系統(tǒng)，其具有一個排熱溫差環(huán)流系統(tǒng)，該溫差環(huán)流系統(tǒng)由閥和制冷劑的壓力關(guān)閉；圖14表示一個帶有三個反應(yīng)器的系統(tǒng)，其利用機械泵促使相變冷卻發(fā)生；圖15表示一個單源裝置，用來加熱雙吸收器系統(tǒng)。
上述系統(tǒng)和設(shè)備可以用于任何固體-蒸汽和吸收系統(tǒng)，該吸收系統(tǒng)包括前面申請所述的配位化合物系統(tǒng)，此處引為參考。本發(fā)明的系統(tǒng)還可用于其他固體-氣態(tài)吸收劑，該吸收劑包括金屬氫化物、活性碳、硅膠、沸石、碳酸鹽、氧化物等。本發(fā)明的系統(tǒng)還可以用于吸收任何適當(dāng)?shù)闹评鋭?氣態(tài)反應(yīng)劑，例如氫、甲烷、乙烷、氦HFCs及HCFCs。但是，該系統(tǒng)對上述類型的配位化合物吸收器系統(tǒng)而言是特別適宜的，這種類型的系統(tǒng)用于吸收極性制冷劑，例如氨、水、甲醇、鏈烷醇酰胺、烷基胺、二氧化硫和膦類，將其吸收到固體金屬鹽上。這種配位化合物反應(yīng)器系統(tǒng)在設(shè)計小型緊湊的裝置時特別有用。如申請?zhí)枮?7/931,036、申請日為1992年8月14日的美國專利申請以及申請?zhí)枮?7/975,973、申請日為1992年11月13日的美國專利申請所述，上述裝置以高功率密度工作，并特別使用了上述具有提高的反應(yīng)速度的配位化合物。這種提高的反應(yīng)速度是通過在將極性制冷劑吸收到金屬鹽上期間限制體積的膨脹而實現(xiàn)的。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法最好帶有和使用若干反應(yīng)器，其中含有作為上述極性制冷劑之一種的配位化合物，尤其是氨，它被吸收在金屬鹽上。金屬鹽包括堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、鋅、鎘、錫、鋁的鹵化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、草酸鹽、硫酸鹽或亞硫酸鹽，硼氟酸鈉，或雙金屬氯化物。其中，上述配位反應(yīng)物的體積膨脹至少在開始吸收反應(yīng)時受到限制，以便至少形成部分凝聚或內(nèi)聚的物理的自反應(yīng)產(chǎn)物。與那些未限制體積膨脹而形成的配位化合物相比，這種產(chǎn)品可提高化學(xué)吸收反應(yīng)的速度。其他一些特殊的和優(yōu)先的配位化合物開列在美國專利4,848,994中。特別優(yōu)先的配位化合物是那些列出的并這樣產(chǎn)生的化合物，即，將氨吸收在SrCl2、SrBr2、CaCl2、CaBr2、CaI2、CoCl2、CoBr2、BaCl2、BaBr2、MgCl2、MgBr2、FeCl2、FeBr2、NiCl2、ZnCl2、SnCl2、MnCl2、MnBr2、CrCl2或者它們的混合物上，同時對在吸收反應(yīng)過程中產(chǎn)生的配位化合物的體積膨脹加以限制。這些鹽還可以在開始吸收氨以前與沸石、活性碳、活化礬土或硅膠混合起來。本發(fā)明設(shè)備和系統(tǒng)的反應(yīng)器中所用的上述優(yōu)先的化合物的制備，可以獲得每單位吸收劑的最大功率密度、每臺反應(yīng)器的最大功率密度、以及每單位希望或所需的反應(yīng)器體積的最大功率密度。半循環(huán)時間，即具有改進的反應(yīng)速度的各反應(yīng)的吸收或解吸反應(yīng)時間應(yīng)小于30分鐘，優(yōu)選小于約20分鐘、典型地約在3至15分鐘之間。但是，“吸收”一詞覆蓋了任何這種固體-蒸汽吸收反應(yīng)，不論其用詞為吸收還是吸附。
在圖1至10中示意地表示出基本的固體-蒸汽吸收系統(tǒng)，其帶有兩個吸收器，也稱為反應(yīng)器，其中一個反應(yīng)器正在吸收而另一個則解吸收。吸收反應(yīng)器或用于吸收的吸收器被冷卻至接近環(huán)境溫度，以降低其中的吸收劑的蒸汽壓力。隨著冷卻的吸收劑蒸汽壓力降低至蒸發(fā)器壓力之下，吸收器從該蒸發(fā)器抽出制冷劑蒸汽。從蒸發(fā)器流出的制冷劑為系統(tǒng)提供制冷或冷卻效果。制冷劑從吸收反應(yīng)器流出和流入的流動控制可以是被動式的，例如采用單向閥或背壓控制閥。該流動還可以被主動地控制，例如采用電磁閥或馬達、壓力操作閥。在放熱的吸收反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量被排走，以便將吸收器保持在適當(dāng)?shù)奈諟囟壬?。在吸收反?yīng)器被冷卻以開始吸收的同時，另一吸收器被加熱直至其中的吸收劑蒸汽壓力大于冷凝器壓力。此時，制冷劑開始向冷凝器解吸。給解吸收反應(yīng)器的熱量提供必要的能量，該能量對驅(qū)動吸熱的解吸反應(yīng)和克服系統(tǒng)中熱量損失來說是需要的。在一個吸收半循環(huán)或階段的結(jié)束時，兩個吸收器的角色相互對換。
圖1至14中所示的系統(tǒng)表示出本發(fā)明的排除吸收熱量的設(shè)備和方法，該熱量是吸收過程中在反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的。在所示的各種設(shè)備實施例中，該系統(tǒng)采用一種傳熱流體，該流體處于吸收反應(yīng)器溫度或低于該溫度時，具有從液態(tài)至氣態(tài)的相變。該傳熱流體可以是液態(tài)的或者是液相和氣相的混合物，該流體被引到吸收反應(yīng)器，并在放熱的吸收反應(yīng)過程中暴露在與吸收劑的熱交換中。放熱反應(yīng)釋放的熱量傳遞到傳熱流體中，引起至少部分液相蒸發(fā)并由此排除熱量。上述所示的系統(tǒng)帶有一個溫差環(huán)流傳熱回路，該回路提供或幫助傳熱流體從吸收反應(yīng)器循環(huán)到冷凝器上。這里溫差環(huán)流系統(tǒng)一詞包括任何回路或系統(tǒng)，其中反應(yīng)器的冷卻產(chǎn)生于液態(tài)傳熱流體或制冷劑的相變，它們的冷凝物在重力的作用下返回到系統(tǒng)的液面。該系統(tǒng)可如此設(shè)計，以便用系統(tǒng)制冷劑作為傳熱流體，或者用各種不同的、獨立的組合物。
在所示的各種系統(tǒng)中，吸收器或反應(yīng)器中帶有內(nèi)部和/或外部傳熱表面。該冷凝器可以自然或強制(風(fēng)扇)對流冷卻。不同類型的膨脹裝置，例如毛細管、膨脹閥、小孔或多孔介質(zhì)等，可以用在蒸發(fā)器入口處。單向閥或單路閥可以由主動閥例如電磁閥來代替。用于驅(qū)動解吸反應(yīng)的加熱元件可以安裝在供熱表面上(如圖所示)或放入吸收器中。加熱裝置可以包括電阻線或加熱件；或者還可采用傳熱液體、熱水、蒸汽管或引導(dǎo)熾熱氣體燃燒的煙氣管，熱幅射，或任何其他適當(dāng)?shù)臒醾鲗?dǎo)方法。這里，某些具體的設(shè)備部件顯示在圖中，這只是為了說明本發(fā)明，而不意味著本發(fā)明僅限于所示的實施例，另有說明者除外。
圖1表示一個固體-蒸汽吸收系統(tǒng)，該系統(tǒng)處于上述半循環(huán)中。在該半循環(huán)中反應(yīng)器10解吸而反應(yīng)器20則吸收。如上所述，解吸反應(yīng)器10被加熱元件13供能加熱，提供必要的熱量來驅(qū)動放熱解吸反應(yīng)。吸收反應(yīng)器20的傳熱表面經(jīng)管路40和41與冷凝器連通。在圖示的系統(tǒng)中，用制冷劑作為氣態(tài)反應(yīng)物，其在固體吸收劑上吸收或解吸；該制冷劑還作為傳熱流體，用于冷卻吸收反應(yīng)器。在圖1以及圖3-11所示的設(shè)備中，各種管路中的箭頭表示上述半循環(huán)過程中制冷劑的流向。空心或白心的箭頭表示制冷劑蒸汽的流向、陰影箭頭表示兩相制冷劑的流向，黑箭頭表示液態(tài)制冷劑的流向。上述吸收器下方的管子中充有液態(tài)制冷劑至接近液位99。
隨著反應(yīng)器10中的加熱元件13被供能，吸收劑被加熱，直至其蒸汽壓力大于冷凝器12的壓力。這時，制冷劑蒸汽流從反應(yīng)器10、經(jīng)管道23和單向閥37流向豎管22。豎管22與吸收器20上的傳熱管17接通。流入豎管22中的蒸汽產(chǎn)生“氣升”效應(yīng)，將滯留在該管中的液態(tài)制冷劑推升到傳熱管17的傳熱表面上。于是，引導(dǎo)到反應(yīng)器20中的傳熱流體是一種液態(tài)和蒸汽相的混合物。隨著液態(tài)制冷劑在反應(yīng)器的傳熱表面上全部或部分氣化，將反應(yīng)器20冷卻到接近冷凝器溫度，并開始在吸收劑上吸收制冷劑，由放熱的吸收反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量隨著制冷劑的氣化而被排除，該吸收器則將保持在冷凝器的溫度附近。離開反應(yīng)器20的雙相制冷劑混合物被引導(dǎo)到分離器(通常為管路中的T型接頭)39處，引導(dǎo)制冷劑的蒸汽部分經(jīng)管路41到達冷凝器12，而液態(tài)制冷劑部分則經(jīng)管42返回到吸收器下方的管路中。在冷凝器12上，氣化的制冷劑被冷凝并且經(jīng)過管道21返回到下部管路的液體中。下部管路44中的液態(tài)制冷劑進一步被引導(dǎo)經(jīng)過管道26通過膨脹閥35、輸送至蒸發(fā)器14。從蒸發(fā)器出來的氣態(tài)制冷劑經(jīng)管道24引導(dǎo)進入吸收反應(yīng)器。在吸收反應(yīng)階段，單向閥31和33將制冷劑引導(dǎo)到反應(yīng)器上。上述半循環(huán)完成以后，上述反應(yīng)器的功能對換，反應(yīng)器10中的加熱元件13斷能，而反應(yīng)器12的加熱元件36則供能。隨著反應(yīng)器20中的吸收劑被加熱到足以開始解吸收，氣泡泵18開始啟動以冷卻反應(yīng)器10，此時，反應(yīng)器10開始吸收。上述封閉的回路引導(dǎo)制冷劑進入吸收反應(yīng)器，送到冷凝器上，并經(jīng)氣泡泵返回該反應(yīng)器，這樣該回路就構(gòu)成了一個上述的溫度環(huán)流系統(tǒng)。
氣泡泵，通常又稱為氣升泵，用于給吸收反應(yīng)器提供冷凝的冷卻劑。該氣泡泵可以如上述和圖1所示的那樣由另一反應(yīng)器10解吸的蒸汽來驅(qū)動，或者還可以由一個安裝在該泵的豎管上的加熱件，通常是電加熱件來驅(qū)動。該加熱件必須設(shè)置在豎管或近于豎管的管子或管道上，并位于液面以下。這種設(shè)置在液態(tài)制冷劑管線上的加熱件產(chǎn)生蒸汽，從而減少該豎管內(nèi)的冷卻劑的密度，使其低于系統(tǒng)其他部分處的液體密度。于是，密度降低的冷卻劑和蒸汽向上流動產(chǎn)生一種抽吸作用。采用加熱件來替代啟動氣泡泵的解吸蒸汽的優(yōu)點是，允許反應(yīng)器的冷卻和吸收工作在另一反應(yīng)器被加熱到解吸溫度和壓力之前就開始。該優(yōu)點導(dǎo)致溫升和冷卻總時間縮短，而系統(tǒng)的冷卻功率全面提高。用蒸汽泵也可以獲得同樣的效果，在該蒸汽泵中，一個加熱件在液態(tài)傳熱流體或制冷劑的管道中產(chǎn)生蒸汽，一個單向閥防止向系統(tǒng)液箱的回流，從而強迫冷卻劑流向吸收反應(yīng)器的傳熱表面。使用該單向閥時，加熱元件無需放置在豎管中，方向敏感性顯著降低，并且只需將較小的液頭輸送至該泵。這種實施例表示在圖3中，其具有加熱件47和49，這兩個加熱件沿著從液體儲存器71出來的導(dǎo)管定位在單向閥11和13的下游。
圖1所示的系統(tǒng)可以是對方向敏感的，因為氣泡泵的蒸汽輸送必須浸沒在液態(tài)制冷劑液面之下進行，而氣泡泵出口處通向吸收器的熱交換表面的入口不允許被浸沒。把該氣泡泵連接到圖2所示的一個鉸接或柔性的連接器上，可以大大降低這種方向敏感性。如圖所示，該氣泡泵15沿著管道23和22分別帶有一對柔性或鉸接的連接件19和29，允許連接件下方的被連接管子的下段豎直連接在腔室27中并低于液位99。
圖4表示一個固體-蒸汽吸收系統(tǒng)，其基本上與圖1所示的設(shè)計相同，但是還帶有一個噴射器用于將冷卻液體輸送到吸收反應(yīng)器。在所示的系統(tǒng)中，噴射器51和53，有時被稱為噴嘴，它們將制冷劑蒸汽流的動能轉(zhuǎn)化為壓力頭，泵送液態(tài)制冷劑至反應(yīng)器。該氣泡泵上方的噴射器優(yōu)選包括由于采用了最好具有錐形或球形底部的液腔50或者采用了高圓筒腔，降低了方向敏感性。在高圓筒腔中，噴射器以任何希望的傾斜角浸沒于液體中，進行更強勁的泵送，輸送液體代替兩相混合物給待冷卻的吸收器。一個鉸接的或柔性的下導(dǎo)管還可以用來進一步降低方向敏感性。該下導(dǎo)管在該腔的底部與噴射器連接。
圖5、6和7表示吸收系統(tǒng)，其采用一種相變溫差環(huán)流回路，以冷卻兩個吸收器。解吸的吸收器上的溫差環(huán)流回路在該吸收器內(nèi)部產(chǎn)生的壓力作用下關(guān)閉。迫使所有液態(tài)傳熱流體流出溫差環(huán)流回路即可完成關(guān)閉工作。在圖5和6中，該系統(tǒng)制冷劑也是傳熱流體，而在圖7中，系統(tǒng)采用不同的制冷劑和傳熱流體組合物。
圖5所示的系統(tǒng)是一個壓力關(guān)閉溫差環(huán)流回路，用于給冷凝器傳遞能量。在所示的半循環(huán)中，反應(yīng)器10正在解吸，加熱件13通電；而反應(yīng)器20正在吸收，其加熱件無能量供給。閥63和66受主動控制。閥63關(guān)閉時，反應(yīng)器10的傳熱管16與冷凝器12不連通。熱量產(chǎn)生的壓力迫使液態(tài)制冷劑排出傳熱管，經(jīng)過管路77進入反應(yīng)器20的傳熱管中。關(guān)閉該溫差環(huán)流回路的初始壓力是由反應(yīng)器的加熱件或輔助加熱件提供的。該輔助加熱件設(shè)置在溫差環(huán)流回路中，該回路可以開啟工作足夠長的時間，恰好使回路中的蒸汽壓力增至足夠大，以開始關(guān)閉。但是，一旦解吸開始，解吸的蒸汽壓力保持著回路的關(guān)閉，因此極大地降低了為保持傳熱管中的壓力所需的加熱件能耗。當(dāng)閥66開啟時，制冷劑可以流過反應(yīng)器20到達冷凝器，反應(yīng)器20中液態(tài)制冷劑的蒸發(fā)將該反應(yīng)器20冷卻至吸收溫度，從而開始吸收。然后，制冷劑的蒸發(fā)連續(xù)排除吸收的熱量。于是，打開的閥66在反應(yīng)器20和冷凝器之間啟動一個相變溫差環(huán)流傳熱回路，而關(guān)閉的閥63則在吸收反應(yīng)器10內(nèi)部壓力作用下關(guān)閉吸收反應(yīng)器上的溫差環(huán)流回路。在上述半循環(huán)結(jié)束時，兩個吸收器的角色對換，反應(yīng)器20中的加熱件充電開始解吸，閥66關(guān)閉，而反應(yīng)器10中的加熱件斷電并且閥63開啟。在兩個階段或半循環(huán)中，制冷劑流受閥31、33、62和65的控制，這些閥可以是單向閥、還可以是主動操作的閥。上述主動操縱或啟動的閥63和66可以是電磁閥，依次安排同樣的控制電路，為加熱器通電和斷電。另外，上述主動控制閥可以是由空氣壓力或制冷劑蒸汽壓力驅(qū)動的活塞操縱閥。該蒸汽壓力是在解吸反應(yīng)器中產(chǎn)生的。
壓力關(guān)閉的溫差環(huán)流系統(tǒng)的另一種變化形式如圖6所示。所示系統(tǒng)采用由相連的吸收器中的壓力控制的三通閥72和73。閥72和73是由彈簧操縱的，三通閥在相應(yīng)的吸收器和冷凝器12之間起連接作用。當(dāng)吸收器壓力低于或等于冷凝器壓力時，閥塞79被壓迫關(guān)閉解吸制冷劑輸出管和冷凝器之間的聯(lián)系，同時打開通向冷凝器的吸收器傳熱管路。所示的閥73處于這種狀態(tài)。當(dāng)加熱吸收器進行吸收時，升高的反應(yīng)器壓力向反方向壓迫閥塞，關(guān)閉與冷凝器相連的傳熱管路，并引導(dǎo)解吸的制冷劑壓迫液態(tài)制冷劑從反應(yīng)器傳熱管16經(jīng)管路77流至反應(yīng)器20的傳熱管17。在圖5和6所示的兩個系統(tǒng)中，連接相應(yīng)的反應(yīng)器和冷凝器的致動閥最好是這樣工作的解吸反應(yīng)器中的加熱器一旦被通電，反應(yīng)器與冷凝器間的直接聯(lián)系就被關(guān)閉。這種操作可以保證在閥關(guān)閉并從管路中排出制冷劑之前，反應(yīng)器傳熱管路中的液態(tài)制冷劑不被蒸發(fā)。為此，最好采用能在精確的理想時間關(guān)閉的電動閥。這種定時的目的是減少能量消耗。再看圖5，在反應(yīng)器10中的壓力達到之前，閥63關(guān)閉，在傳熱管16中加熱制冷劑的結(jié)果是使那里的蒸汽壓力增加，在沒有吸收器壓力幫助的情況下把液態(tài)制冷劑從反應(yīng)器傳熱部分排出。
可對圖5和圖6所示裝置做這樣的改進把解吸的制冷劑蒸汽直接送至冷凝器，而不通過反應(yīng)器的傳熱部分。因此，以圖5為例，管路61與其上方的管路59相連或分別通過上游的閥63和66與管路59相連?？梢杂脺囟日{(diào)節(jié)閥來取代單向閥62和65，溫度調(diào)節(jié)閥有一個與反應(yīng)器加熱器連接的傳感器，用于把解吸的制冷劑導(dǎo)向冷凝器12。另外，電磁閥也可用于相同的目的。也可以對圖6中的裝置做類似的改進。
在圖7所示實施例中，壓力關(guān)閉的溫差環(huán)流系統(tǒng)采用獨立的制冷劑和冷卻劑(傳熱流體)、冷凝器及相關(guān)的流體回路。這種系統(tǒng)的冷卻流體和系統(tǒng)制冷劑用的是同一個配方，而且僅需要一個冷凝器，這里減少制冷劑用量是理想的，以便可以采用具有改善了的傳熱性能的傳熱流體，或是可以在該系統(tǒng)的傳熱部件中使用不同的壓力。可用于該系統(tǒng)的傳熱流體例如有水、酒精、輕質(zhì)烴、傳熱油和注冊商標(biāo)為DOWTHERM的相變傳熱介質(zhì)。
如圖7所示，在解吸反應(yīng)過程中，閥60和67關(guān)閉以使相應(yīng)的吸收器停止溫差環(huán)流。在反應(yīng)器解吸的半個循環(huán)中，加熱器13啟動，升高的蒸汽壓力把液態(tài)冷卻劑從反應(yīng)器傳熱管15中排出。閥60和67可以由電力或溫度操縱，或是由壓力啟動。正如上文所述，連接解吸反應(yīng)器與冷卻劑冷凝器12的閥最好在解吸反應(yīng)加熱器通電以前被關(guān)閉，以便減少汽化冷卻劑的熱損失。將電力或溫度操縱的閥用于此目的是理想的?；蛞詾闇夭瞽h(huán)流提供輔助加熱器，其通電時間僅足以使該回路關(guān)閉直至解吸反應(yīng)器加熱的壓力產(chǎn)生足夠的占優(yōu)勢的壓力。在所示系統(tǒng)中，一個獨立的冷凝器55被用于冷凝來自解吸反應(yīng)器的解吸制冷劑蒸汽。被冷凝的制冷劑通過管58和膨脹閥35流向吸收反應(yīng)器，在所示的半個循環(huán)中，汽化的制冷劑經(jīng)管24、閥33、管46流向吸收反應(yīng)器20。同樣地，在上述過程的最后，兩個吸收器的作用相反。還示出了大致的冷卻劑(傳熱流體)填充液位99。
在圖8、9和10中示出了采用壓力啟動溫差循環(huán)的吸收系統(tǒng)，其中，與圖5-7中所示的壓力關(guān)閉的溫差環(huán)流系統(tǒng)相反，由解吸壓力啟動傳熱回路。由壓力啟動的溫差環(huán)流激活吸收器之間的熱傳遞，即一個吸收器激活另一吸收器的排熱。該系統(tǒng)的優(yōu)點之一是，可減少或消除因傳熱停止所引起的定時困難，并消除在傳熱回路關(guān)閉之前因制冷劑蒸發(fā)而引起的加熱器能量損耗。
圖8所示的壓力啟動的溫差環(huán)流系統(tǒng)裝有一個回流冷凝器70，用于冷凝作為冷卻劑或傳熱流體的制冷劑。在所示半個循環(huán)的工作中，反應(yīng)器90由從這里流出經(jīng)過單向閥91和管路96的氣化制冷劑解吸，該制冷劑經(jīng)過儲存器85，并通過管路97進入吸收反應(yīng)器80的傳熱表面。來自解吸反應(yīng)器和解吸制冷劑的壓力迫使液態(tài)制冷劑從儲存器85進入反應(yīng)器80的傳熱表面48，在這里它氣化并冷卻反應(yīng)器以除去吸收的熱量。在冷凝器70上冷凝的制冷劑蒸汽回到反應(yīng)器80進行連續(xù)冷卻。圖中示出了各反應(yīng)器中的加熱部件92和98，并示出了所顯示的半個循環(huán)的液位99。毛細管83或作用相同的膨脹裝置把液態(tài)制冷劑引向蒸發(fā)反應(yīng)器14進行膨脹，并通過管路87引向吸收反應(yīng)器。
可對圖8中所示的單個回流冷凝器做這樣的改變?yōu)槔淠闹评鋭┨峁┆毩⒌幕亓髦罚⑿纬梢粋€溫差環(huán)流。在圖9中給出了這樣的實施例，在所示出的半個循環(huán)中，由反應(yīng)器90解吸制冷劑而反應(yīng)器80吸收。流入吸收反應(yīng)器80的液態(tài)制冷劑被沿著傳熱部分48的傳熱表面?zhèn)鬟f的熱汽化，氣化的制冷劑流向冷凝器95。如圖9所示，可為圖8所示的系統(tǒng)裝上止回閥和一個為蒸發(fā)器14進給的膨脹裝置，以避免兩側(cè)之間的液體流動。
圖10中給出了另一種改變，所示系統(tǒng)采用一種冷卻劑或傳熱流體，而不是用系統(tǒng)的制冷劑。在該實施例中，壓力啟動的溫差環(huán)流系統(tǒng)在儲存器中裝有隔膜，它利用壓力排出液態(tài)冷卻劑而不會混合制冷劑和冷卻劑。在所示的半個循環(huán)中，利用壓力把解吸和制冷劑從解吸反應(yīng)器經(jīng)管路108導(dǎo)入儲存器101，這里，它壓迫隔膜116把液態(tài)冷卻劑從下腔室117中排出，并通過管路114進入吸收反應(yīng)器80。同樣地，氣化的液態(tài)冷卻劑被導(dǎo)向冷卻劑冷凝器95，冷凝的液體又回流到儲存器101，在吸收反應(yīng)器80中被吸收的制冷劑從反應(yīng)器90中經(jīng)管路108分流出去，并經(jīng)過管路115、單向閥107和管路109流至制冷劑冷凝器110?？捎闷渌幕顒咏缑嫜b置取代所示的隔膜。例如，可將膜盒或活塞用在液體、氣體的界面處，用于根據(jù)氣體壓力排出液態(tài)傳熱流體。
采用與冷卻劑相同或不同的系統(tǒng)制冷劑的溫差環(huán)流系統(tǒng)由壓力啟動，也可以由冷卻劑儲存器中的一個小加熱器啟動。因此，可在圖8和9所示系統(tǒng)的儲存器85和86中安排小加熱器89，由它產(chǎn)生壓力并把冷卻劑排入溫差環(huán)流回路中。采用這種加熱器的優(yōu)點是，可在相反的反應(yīng)器解吸壓發(fā)生之前開始冷卻和吸收，結(jié)果縮短了總的冷卻/加熱時間，并提高了凈系統(tǒng)制冷能力。如上文所述，作為圖1所示氣泡泵系統(tǒng)的一種選擇，方案可對加熱器與解吸蒸汽組合以產(chǎn)生定時優(yōu)點，同時減少能量消耗；一旦相反反應(yīng)器中的解吸壓力發(fā)生，加熱器便可以關(guān)閉。
包括溫差環(huán)流回路或管路、用于冷卻吸收反應(yīng)器的排熱裝置，可以與諸如在US-5,079,928和US-5,263,330中公開的多級系統(tǒng)一起使用。在這種分立的恒壓多級系統(tǒng)中，可將溫差環(huán)流傳熱回路設(shè)置在相鄰的較高和較低級反應(yīng)器之間。例如，在一個三級系統(tǒng)中，可以采用三個溫差環(huán)流傳熱回路，一個回路在中級和最高級反應(yīng)器之間，一個回路在中級和最低級反應(yīng)器之間，還有一個回路在最低級反應(yīng)器與冷凝器之間。對較高級的反應(yīng)器來說，較低級的反應(yīng)器起著“散熱器”的作用或傳熱流體冷凝器的作用，而最低級的反應(yīng)器將熱散到冷凝器上。這種溫差環(huán)流回路在回路中使用相變傳熱流體，并可像在上述美國專利申請07/931,036中所公開的那樣裝上復(fù)式傳熱回路。在這種三級或三級以上的多級反應(yīng)器傳熱回路中，最低級的回路可利用系統(tǒng)制冷劑把熱傳至系統(tǒng)冷凝器，或者利用不同的冷卻劑和獨立的冷凝器。除非采用的是低壓制冷劑如水，較高級的反應(yīng)器通常采用不同于系統(tǒng)制冷劑的冷卻劑。
圖11所示為一個兩級分立恒壓的多級系統(tǒng)。看得出，圖中所示系統(tǒng)在設(shè)計上與圖7和8中所示系統(tǒng)相似，裝有在兩級中使用的壓力啟動的溫差環(huán)流回路。在所示系統(tǒng)中，反應(yīng)器110和120是較低級(較冷)的反應(yīng)器，而反應(yīng)器130和140則是較高級(較熱)的反應(yīng)器。還應(yīng)當(dāng)指出的是，較高級反應(yīng)器130和140采用的是一種冷卻劑而不是制冷劑，但較低級反應(yīng)器110和120則是用系統(tǒng)制冷劑作為冷卻劑，用于把熱排至冷凝器121中。正如在美國專利申請07/931,036中所公開的那樣，可把低級的吸收器加到復(fù)式傳熱回路的部分元件中?；蛘?，把傳熱部分148設(shè)計成用于在一個小管143中進行傳熱流體的冷凝，管路143盤繞在盛有排熱流體的較大管路149中，如圖中的反應(yīng)器110和120所示。
圖11所示的系統(tǒng)表示了半個循環(huán)，其中反應(yīng)器120解吸制冷劑而反應(yīng)器140吸收制冷劑。在多級反應(yīng)器110和130中，反應(yīng)器110吸收制冷劑而反應(yīng)器130解吸。解吸反應(yīng)器把制冷劑蒸汽導(dǎo)向儲存器101，擴張隔膜116排出里面的液態(tài)傳熱流體。傳熱流體由點劃線表示。液態(tài)傳熱流體流入吸收反應(yīng)器140，在這里被汽化，以使反應(yīng)器冷卻。氣化的傳熱流體從這里流至較低級的解吸反應(yīng)器120，在反應(yīng)器120較低的溫度條件下被冷凝。在反應(yīng)器120中冷凝的氣化制冷劑流經(jīng)儲存器148并與管路144中液態(tài)的冷凝制冷劑混合。通過激活在傳熱部分148形成的溫差環(huán)流回路把上述混合物導(dǎo)入反應(yīng)器110，進行傳熱冷卻。在所示裝置和系統(tǒng)中，制冷劑蒸發(fā)器125為吸收反應(yīng)器提供氣化制冷劑。應(yīng)當(dāng)理解，盡管這里列舉的是兩級系統(tǒng)的例子，采用任何多級系統(tǒng)都能利用本發(fā)明溫差環(huán)流回路的傳熱優(yōu)勢。
與上述在每級中使用兩個吸收器的情況相反，圖12所示系統(tǒng)是利用各級間的制冷劑壓力的排熱溫差環(huán)流回路的例子。因此，在所示的分立兩級恒壓系統(tǒng)中，隨著吸收的開始，來自第二級反應(yīng)器134的制冷劑蒸汽激活第一級反應(yīng)器124的排熱溫差環(huán)流回路。在連接兩個反應(yīng)器的傳熱管路中的、由陰影示出的傳熱流體131的控制由閥129實施，該閥是外部啟動的，如電磁閥。由熱源127為傳熱流體輸入能量，以驅(qū)動該系統(tǒng)的解吸反應(yīng)。由蒸發(fā)器122、膨脹裝置123和制冷劑冷凝器139組成的系統(tǒng)的冷填充液位用99表示。來自第二級反應(yīng)器134的制冷劑蒸汽激活第一級反應(yīng)器124的排熱溫差環(huán)流，像上述圖11中所示的低級反應(yīng)器一樣，可為其裝上一個用來冷卻反應(yīng)器的傳熱部分。其啟動方式可以如圖中所示的那樣由壓力啟動；或是由流動驅(qū)動，即氣泡泵或噴射泵；或是由機械泵驅(qū)動。表示液態(tài)、氣態(tài)和混合相態(tài)制冷劑的箭頭未示出。
圖13是表示一個周期性制冷系統(tǒng)的實施例，該系統(tǒng)采用單一的反應(yīng)器或吸收器。這種周期性單級系統(tǒng)的特點是，有一個用于冷卻反應(yīng)器的溫差環(huán)流回路，在吸收期間閥151打開，完成排熱的溫差環(huán)流回路，經(jīng)冷凝器153和管路156，再回到反應(yīng)器的傳熱部分160。在吸收過程中，液態(tài)制冷劑在反應(yīng)器的傳熱部分被氣化，閥151打開，溫差環(huán)流回路被啟動。在解吸過程中，通過關(guān)閉閥151和給加熱器158通電而使溫差環(huán)流停止，反應(yīng)器傳熱部分160的蒸汽壓力上升，迫使液態(tài)制冷劑流出傳熱管并完全停止上述溫差環(huán)流，以避免排熱。該系統(tǒng)裝有液態(tài)制冷劑儲存器152，單向閥157和159，蒸發(fā)器154和膨脹裝置155。所述儲存器可包括一個加熱器，它開動后用于排出里面的制冷劑。或者，用一個機械泵或蒸汽泵取代上述儲存器，在加熱器和/或止回閥的輔助下，用于把液體輸入該系統(tǒng)。同樣地，表示不同相態(tài)的制冷劑的箭頭未示出。
正如在這里所述，用于排熱的溫差環(huán)流回路是由泵，如氣泡泵、蒸汽泵、噴射泵啟動的，或是由流體排出啟動。不過，也可將機械泵用于啟動相變溫差環(huán)流回路，通過向傳熱表面提供少量冷凝的冷卻劑劑完成所有上述循環(huán)。采用機械泵可能帶來的結(jié)果是，功率密度提高并具有恰當(dāng)?shù)难h(huán)定時，原因是加熱和冷卻可同時進行，而且與解吸驅(qū)動的泵系統(tǒng)不同，在這里吸收和解吸的時間不必相同。采用機械泵還能增加控制選擇方案。例如，當(dāng)恒溫器顯示不再需要制冷時，泵就可以關(guān)閉，而吸收以很低的速度繼續(xù)以維持載荷溫度不會過度下降。當(dāng)恒溫器要求進一步制冷時，引起泵啟動，而且吸收速度也會加快。在低需求期間，相反吸收器的解吸作用可以進行，而不影響吸收狀態(tài)，從而使該系統(tǒng)發(fā)出下一個制冷指令。另外，可以采用三個或三個以上的吸收器以產(chǎn)生穩(wěn)定的蒸發(fā)器吸收，并減少在停用期間因制冷劑轉(zhuǎn)移引起的循環(huán)損失，或者僅僅是為了備用或提供額外的峰值能力。該系統(tǒng)如圖14所示。泵136為反應(yīng)器142的傳熱部分137提供液態(tài)制冷劑。如圖所示，在進出反應(yīng)器的氣態(tài)制冷劑管路上設(shè)有六個止回閥133。圖中還示出了冷凝器139、蒸發(fā)器132、膨脹閥135和反應(yīng)器加熱器138。通過參看前面的附圖中所示的系統(tǒng)可以了解制冷劑在該系統(tǒng)中的相態(tài)。
在采用多種吸收劑的小型或微型固體蒸汽制冷器、冷藏器和制冷系統(tǒng)中，為了方便和減少體積通常采用電阻加熱裝置。圖15表示另一種裝置設(shè)計，它使用單一的熱源和單一的閥裝配傳熱回路，用于控制并引導(dǎo)加熱的蒸汽或汽態(tài)與液態(tài)傳熱流體混合物流在反應(yīng)循環(huán)中在理想的時間流至吸收器。圖15中所示裝置僅示出了供熱回路，但它可以采用上述任意的吸收劑制冷系統(tǒng)。在所示裝置中，用單一的熱源如燃氣火焰、太陽能集熱器、營火、電力元件等使蒸發(fā)器175中的傳熱流體汽化，由單一的閥171在理想的時間把蒸汽導(dǎo)向吸收器172或174。在吸收器中冷凝蒸汽所產(chǎn)生的熱量通過一個上文所述的復(fù)式管路傳熱系統(tǒng)傳給吸收劑，或是在一個與吸收器傳熱表面的小冷凝管177中冷凝蒸汽。冷凝管177可以如圖中所示是直的并貼在傳熱表面的一側(cè)，它也可以是盤繞的或者與傳熱表面的冷卻通道同軸，其軸向尾部像通常在雙壁熱交換器中那樣與吸收器連接。在所述裝置中，來自蒸發(fā)器175的汽化傳熱流體流向閥171，設(shè)置閥171是為了把蒸汽導(dǎo)向反應(yīng)器174，蒸汽在這里被冷凝，所釋放的熱量驅(qū)動反應(yīng)器關(guān)閉，并像上文所述那樣被冷卻。這種加熱裝置可被用來替代常用在小型或微型化吸收制冷器或制冷系統(tǒng)上的電阻加熱器。
這里所公開的本發(fā)明的系統(tǒng)，好于要求使用電磁和/或溫度調(diào)節(jié)的元件來調(diào)節(jié)和控制冷卻吸收反應(yīng)器的冷卻回路的現(xiàn)有系統(tǒng)。本發(fā)明的系統(tǒng)是采用蒸汽泵、氣泡泵、機械泵或其它的傳熱流體的蒸汽壓力排出裝置來啟動排熱回路。而且，本發(fā)明系統(tǒng)的再一優(yōu)點是，系統(tǒng)的制冷劑被用作溫差環(huán)流冷卻回路的傳熱流體。這里所公開的系統(tǒng)可被用在任何固體蒸汽吸收制冷系統(tǒng)和用途中。本發(fā)明特別適用于小型或微型制冷引掣，例如5-25瓦的制冷量，如個人用冰箱或冷藏箱，只有很少的活動部件且造價相當(dāng)?shù)?。由于采用本發(fā)明的裝置和方法的系統(tǒng)具有上述改進和優(yōu)點，制冷器、冰箱、冷卻器可以通過采用本發(fā)明而具有上述優(yōu)點。當(dāng)具有本發(fā)明的這些特征時，所得到的用具將具有大大改善的能力，包括無噪音、無振動運行，并因為可靠、簡單和低廉的部件而獲益，而且還因為大大減少了現(xiàn)有制冷器、冰箱等上所需的閥、泵和其它耗能部件而獲益。更具體地說，采用了本發(fā)明的部件、方法并具有本發(fā)明優(yōu)點的裝置和用具包括5-50瓦的小制冷量冷藏箱和5-100瓦的小制冷量冰箱，它具有超高溫升?？捎帽景l(fā)明的部件制造制冷量高達300瓦的高比功率密度低瓦數(shù)的制冷用具。這種小型或個人用制冷器在0至8℃制冷，而冰箱在-30至-10℃制冷，這種用具一般為7立方英尺左右。其它的實施例還包括高功率、速凍裝置，如在美國專利US-5,161,389中公開的裝置，或類似的裝置，像制冰淇淋機、制冰塊機和醫(yī)用冰箱等。在設(shè)計上可采用本發(fā)明的有利的部件和方法的其它制冷裝置包括在US-5,271,239中所公開的電子制冷系統(tǒng)。特殊類型的裝置和用具的例子有制冷量達70瓦的消費者奢侈用品，如小型的或便攜的或個人用冰箱、冷藏箱或冷藏箱/冰箱組合裝置，可以安裝在娛樂車輛、船只、汽車或卡車上的冷藏箱、冰箱和組合用具，以及小吧用冷藏箱、冰箱或組合裝置；功率為400瓦左右的廚房用具，如單置或與微波爐組合的速凍冰箱和/或標(biāo)準(zhǔn)的冷藏箱裝置，制冰茶/咖啡器，制冰塊器，制冰淇淋器，冷凍干燥裝置，和飲料或水冷卻器；功率在500瓦左右的顯示和售賣設(shè)備及裝置，如冷卻器、冰箱和制冰器；功率在400瓦左右的耐用優(yōu)良用具，如家用冷藏箱和冰箱及商用冰箱和冷藏箱，具有或不具有速凍功能及除濕器；建筑物的空氣調(diào)節(jié)用具，包括家用分體空調(diào)和熱泵(1-5RT)，輕型商用分體空調(diào)和熱泵(5-20RT)，房間空調(diào)(1/2-3/2RT)及家用除濕器；用于私人汽車、貨車或卡車上，或用于商用車輛如公共汽車、火車、飛行器或娛樂或商用輪船和貨船上的空氣調(diào)節(jié)和冷卻系統(tǒng)包括車輛空調(diào)系統(tǒng)(1-2RT)，車輛儲熱系統(tǒng)(500-1000瓦小時)和車輛座、椅冷卻系統(tǒng)；
200瓦左右的電子冷卻裝置，用于電子和芯片冷卻，及電子系統(tǒng)箱的空氣調(diào)節(jié)；制冷量超過20RT的不同性質(zhì)的設(shè)備和用具，如HVAC制品，醫(yī)用和實驗用品，軍工制品包括戰(zhàn)斗服、飛行服和宇航服，工業(yè)用和商用熱泵、蒸發(fā)器，熱能儲存設(shè)備，燃氣輪機，商用除濕器，航天冷卻和冷藏設(shè)備等。
上列清單并非窮舉，而是列出了一些采用本發(fā)明的裝置和方法的裝置的具體種類的有代表性的實施。上述系統(tǒng)及其它系統(tǒng)都可以采用本發(fā)明的優(yōu)點和部件。
權(quán)利要求書按照條約第19條的修改的、不同的氣態(tài)蒸汽壓力；該方法包括在盛有下一個連續(xù)較高的蒸汽壓力反應(yīng)產(chǎn)物的反應(yīng)器和盛有下一個連續(xù)較低的蒸汽壓力反應(yīng)產(chǎn)物的反應(yīng)器之間導(dǎo)流傳熱流體。
45、一種吸收反應(yīng)系統(tǒng)裝置，包括若干其中盛有用于交替地吸收和解吸制冷劑的固體吸收劑的反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括反應(yīng)器熱交換裝置，用于把傳熱流體引至吸收劑進行熱交換，加熱上述第一和第二反應(yīng)器的裝置，冷凝器裝置，蒸發(fā)器裝置，與上述各反應(yīng)器的熱交換裝置相連的排熱回路，用于在吸收時排熱，所述回路包括一個第一部分，用于把氣化的傳熱流體從吸收反應(yīng)器導(dǎo)向上述冷凝器裝置，以及一個第二部分，用于把冷凝的傳熱流體從冷凝器裝置導(dǎo)回到吸收反應(yīng)器；處于上述排熱回路中的傳熱流體，該流體在吸收反應(yīng)器的吸收溫度下或低于該溫度時會發(fā)生從液態(tài)到氣態(tài)的相變，以及由蒸汽操縱的流體排出裝置，它與上述排熱回路的第二部分及一個或多個氣體壓力管路一起工作，該管路連接解吸反應(yīng)器與上述排熱回路，用來自解吸反應(yīng)器的解吸的氣態(tài)制冷劑或氣化的傳熱流體對該回路加壓，把其中的液相傳熱流體排到吸收反應(yīng)器熱交換裝置中。
46、如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于所述的傳熱流體與制冷劑是相同的化合物。
47、如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于所述流體排出裝置包括一個由氣化的傳熱流體或氣態(tài)制冷劑的壓力驅(qū)動的氣動泵。
48、如權(quán)利要求47所述的裝置，其特征在于所述的氣動泵包括氣泡泵，該泵具有一個內(nèi)盛液態(tài)傳熱流體的大體上垂直的管路，該管路連接上述反應(yīng)器熱交換裝置與上述一個或多個氣體壓力管路，用于引導(dǎo)氣化的傳熱流體或解吸的氣態(tài)制冷劑，沿著上述垂直管路驅(qū)動所述的液態(tài)熱交換流體。
49、如權(quán)利要求46所述的裝置，其特征在于所述流體排出裝置包括一個液態(tài)傳熱流體儲存器，并包括一個或多個用于將液態(tài)制冷劑從所述儲存器抽吸到所述反應(yīng)器的噴射器。
50、如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于所述流體排出裝置包括一個加熱器，它與上述排熱回路的第二部分一起工作，加熱并氣化其中的液態(tài)傳熱流體或制冷劑，以便把液態(tài)傳熱流體或液態(tài)制冷劑驅(qū)向反應(yīng)器的熱交換裝置，對吸收反應(yīng)器進行冷卻。
51、如權(quán)利要求50所述的裝置，其特征在于它包括用于阻止加熱后的液態(tài)傳熱流體或制冷劑沿上述排熱回路的第二部分回流的第一單向閥。
52、如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于它包括用于把解吸的氣態(tài)制冷劑從上述固體吸收劑引導(dǎo)至上述反應(yīng)器熱交換裝置的通路裝置。
53、如權(quán)利要求52所述的裝置，其特征在于它包括一個幫助上述通路裝置和排熱回路的第一部分的選擇性操縱閥，用于在反應(yīng)器解吸期間有選擇地把解吸的氣態(tài)制冷劑引導(dǎo)至上述反應(yīng)器熱交換裝置，并在反應(yīng)器吸收期間有選擇地把氣化的制冷劑從反應(yīng)器引導(dǎo)至冷凝器。
61、如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于上述流體排除裝置包括一個或多個用于盛液態(tài)傳熱流體的儲存器，所述儲存器通過上述排熱回路的第二部分與上述反應(yīng)器連接，其中所述一個或多個氣體壓力回路接納來自解吸反應(yīng)器的解吸的氣態(tài)制冷劑。
62、如權(quán)利要求61所述的裝置，其特征在于上述一個或多個儲存器包括與其相連的加熱器，用于加熱并氣化制冷劑，以便把液態(tài)傳熱流體從所述儲存器排送到上述反應(yīng)器熱交換裝置。
63、如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于上述各反應(yīng)器中盛有不同的固體吸收劑，各固體吸收劑包括反應(yīng)物與其所吸收的氣態(tài)反應(yīng)物的反應(yīng)產(chǎn)物，上述不同反應(yīng)產(chǎn)物具有基本上獨立于氣態(tài)反應(yīng)物濃度的、不同的氣態(tài)反應(yīng)物蒸汽壓力。
64、如權(quán)利要求63所述的裝置，其特征在于它包括三個或三個以上的反應(yīng)器，里面不同的反應(yīng)產(chǎn)物具有上升的氣態(tài)反應(yīng)物蒸汽壓力，并且在低反應(yīng)壓力下有較低蒸汽壓力反應(yīng)產(chǎn)物的吸收溫度，該溫度高于下一個連續(xù)的較高蒸汽壓力反應(yīng)產(chǎn)物在高反應(yīng)壓力下的解吸溫度；還包括在所述反應(yīng)器之間導(dǎo)流傳熱流體的裝置，以便把吸收的熱量從溫度最高的反應(yīng)器排至下一個溫度較低的反應(yīng)器。
65、如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于它包括用于氣化液態(tài)傳熱流體的單一熱源，一個用于有選擇地把氣化的傳熱流體分別引導(dǎo)至上述諸反應(yīng)器的三通閥，以及連接上述單一熱源與三通閥的、用于把氣化的制冷劑由所述熱源引至所述閥的回路。
66、如權(quán)利要求65所述的裝置，其特征在于上述反應(yīng)器包括一個與上述固體吸收劑有傳熱聯(lián)系的傳熱部分，用于冷凝上述氣化的傳熱流體。
67、如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于上述反應(yīng)器含有配位化合物，它是將一種極性氣態(tài)制冷劑吸收在金屬鹽上而形成的，金屬鹽包括堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、鋅、鎘、錫、鋁的鹵化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、草酸鹽、硫酸鹽或亞硫酸鹽，硼氟酸鈉，或雙金屬氯化物，而且是通過至少在開始吸收反應(yīng)期間限制配位化合物的體積膨脹來加快吸收和解吸反應(yīng)速度的方法制成的。
68、如權(quán)利要求67所述的裝置，其特征在于上述極性氣態(tài)制冷劑是氨，上述金屬鹽包括SrCl2、SrBr2、CaCl2、CaBr2、CaI2、CoCl2、CoBr2、BaCl2、BaBr2、MgCl2、MgBr2、FeCl2、FeBr2、NiCl2、ZnCl2、SnCl2、MnCl2、MnBr2、CrCl2或者它們的混合物。
69、、如權(quán)利要求68述的裝置，其特征在于所述傳熱流體包括上述氨制冷劑。
70、如權(quán)利要求62述的裝置，其特征在于上述傳熱流體包括上述制冷劑，其中所述冷凝器將上述排熱回路和上述一個或多個儲存器連接起來，以便向那里輸送冷凝的制冷劑。
71、如權(quán)利要求63或64所述的裝置，其特征在于在較低級、較低溫度的反應(yīng)器中吸收的熱被上述反應(yīng)器熱交換裝置中的冷凝的制冷劑排掉，而在較高級、較高溫度的反應(yīng)器中吸收的熱被上述反應(yīng)器熱交換裝置中的液態(tài)傳熱流體排掉，其中，所述排熱回路包括一個或多個與上述反應(yīng)器熱交換裝置相連的制冷劑管路，使制冷劑從溫度較低的反應(yīng)器熱交換裝置環(huán)流至上述冷凝器、再返回到溫度較低的反應(yīng)器熱交換裝置，以及一個或多個傳熱流體管路，用于在溫度較高的熱交換裝置與溫度較低的反應(yīng)器之間導(dǎo)流傳熱流體。
72、一種吸收系統(tǒng)，包括若干反應(yīng)器，氣態(tài)制冷劑在里面交替地吸附在吸收劑材料上并從吸收劑上解吸；并具有一個共用冷凝器，用于冷凝來自上述所有反應(yīng)器的解吸的氣態(tài)制冷劑；以及用于把冷凝的制冷劑引至上述各反應(yīng)器的冷卻回路，所述制冷劑在吸收期間處于反應(yīng)器的溫度或低于該溫度時發(fā)生從液態(tài)到氣態(tài)的相變，一種在吸收期間冷卻一個吸收反應(yīng)器的方法，包括在吸收期間用一個或多個機械泵將冷凝器中冷凝的制冷劑沿上述冷凝回路抽吸到反應(yīng)器中，并使其與吸收劑材料進行熱交換，在上述一個或多個吸收反應(yīng)器中至少使部分液態(tài)制冷劑蒸發(fā)。
73、一種周期性吸收反應(yīng)系統(tǒng)裝置，包括一個盛有一種固體吸收劑的單反應(yīng)器，吸收劑交替地吸收和解吸制冷劑，所述反應(yīng)器包括反應(yīng)器熱交換部分，用于把液態(tài)制冷劑引導(dǎo)至所述吸收劑進行熱交換，所述制冷劑在反應(yīng)器的吸收溫度或低于該溫度時發(fā)生從液態(tài)到氣態(tài)的相變，加熱上述反應(yīng)器的裝置，一個冷凝器，一個蒸發(fā)器，一個連接上述反應(yīng)器熱交換裝置與冷凝器的第一管路，以及一起工作的選擇性操縱閥，用于在反應(yīng)器吸收期間有選擇地開通所述第一管路，以便把氣化的制冷劑由反應(yīng)器的熱交換部分導(dǎo)引至冷凝器，而在反應(yīng)器解吸期間關(guān)閉上述第一管路，流體排出裝置，用于把液態(tài)制冷劑導(dǎo)引至反應(yīng)器熱交換裝置，和第二管路裝置包括一起工作的單向閥，用于把氣態(tài)制冷劑從蒸發(fā)器導(dǎo)引至上述反應(yīng)器使其吸附在吸收劑上，第三管路裝置和一起工作的單向閥用于把解吸的氣態(tài)制冷劑從該反應(yīng)器引導(dǎo)至冷凝器中，第四管路裝置連接在上述反應(yīng)器和流體排出裝置之間。
74、如權(quán)利要求73所述的裝置，其特征在于上述流體排出裝置包括一個盛有液態(tài)制冷劑的儲存器。
75、如權(quán)利要求74所述的裝置，其特征在于所述流體排出裝置包括一個機械或蒸汽泵。
76、如權(quán)利要求75所述的裝置，其特征在于所述流體排出裝置包括一個蒸汽泵，并包括一個加熱器和裝在其上的單向閥，用于把流體從該裝置中抽出。
權(quán)利要求
1.在一種帶有若干反應(yīng)器的吸收反應(yīng)系統(tǒng)中，含有一種固體吸收劑，氣態(tài)制冷劑在該吸收劑上交替吸收和解吸；該系統(tǒng)具有一個冷卻回路，其與上述每個反應(yīng)器的傳熱部分連通，并用于導(dǎo)引傳熱流體或制冷劑進、出上述反應(yīng)器；一種吸收反應(yīng)器的冷卻方法，包括將液態(tài)傳熱流體或液態(tài)制冷劑引導(dǎo)至吸收反應(yīng)器，與其中的吸收劑進行熱交換，上述液態(tài)傳熱流體或制冷劑在吸收溫度或吸收溫度之下具有從液態(tài)到氣態(tài)的相變，利用上述冷卻回路中氣化的傳熱流體或氣態(tài)制冷劑的壓力，驅(qū)動上述冷卻回路中的液態(tài)傳熱流體或液態(tài)制冷劑至該吸收反應(yīng)器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括加熱上述冷卻回路中的液態(tài)傳熱流體使其蒸發(fā)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于包括沿上述冷卻回路設(shè)置單向閥，防止其中的液態(tài)傳熱介質(zhì)回流。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述冷卻回路包括一個基本豎直的管子，蒸發(fā)的傳熱流體沿該豎管驅(qū)動液態(tài)傳熱流體向上到達吸收反應(yīng)器。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于包括加熱上述基本豎直的管子中的液態(tài)傳熱流體。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述傳熱流體包括上述制冷劑，解吸的氣態(tài)制冷劑被從一個解吸反應(yīng)器引導(dǎo)到上述冷卻回路，以驅(qū)動液態(tài)制冷劑至上述吸收反應(yīng)器。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述液態(tài)傳熱流體或液態(tài)制冷劑在一個吸收反應(yīng)器的傳熱件中被蒸發(fā)，并引導(dǎo)到冷凝器；傳熱流體或制冷劑的冷凝部分被送至上述冷卻回路。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括采用一個噴射泵，以噴射上述冷卻回路中的上述液態(tài)傳熱流體或液態(tài)制冷劑。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于上述噴射泵是由加熱件產(chǎn)生的制冷劑蒸汽和上述解吸氣態(tài)制冷劑聯(lián)合驅(qū)動的。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括采用一個氣泡泵，以輸送冷卻回路中的上述液態(tài)傳熱流體或液態(tài)制冷劑。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于上述的氣泡泵是由加熱件產(chǎn)生的制冷劑蒸汽和上述解吸氣態(tài)制冷劑聯(lián)合驅(qū)動的。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于包括采用一個由蒸汽驅(qū)動的噴射泵，該蒸汽是上述蒸發(fā)的傳熱流體。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于采用一個機械泵，輔助驅(qū)動上述冷卻回路中的液態(tài)傳熱流體或液態(tài)制冷劑。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述反應(yīng)器含有一種配位化合物，它是將一種極性氣態(tài)制冷劑吸收在金屬鹽上而形成的，金屬鹽包括堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、鋅、鎘、錫、鋁的鹵化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、草酸鹽、硫酸鹽或亞硫酸鹽，硼氟酸鈉，或雙金屬氯化物；在一個用于提高氣態(tài)制冷劑和配位化合物之間的化學(xué)吸收反應(yīng)速度的方法中，上述配位化合物的體積膨脹至少在開始吸收反應(yīng)時就受到限制，以形成一個反應(yīng)物團，與那些未限制體積膨脹而形成的配位化合物相比，該反應(yīng)物團可提高化學(xué)吸收反應(yīng)的速度。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于上述極性氣態(tài)制冷劑是氨，上述金屬鹽包括SrCl2、SrBr2、CaCl2、CaBr2、CaI2、CoCl2、CoBr2、BaCl2、BaBr2、MgCl2、MgBr2、FeCl2、FeBr2、NiCl2、ZnCl2、SnCl2、MnCl2、MnBr2、CrCl2或者它們的混合物。
16.如權(quán)利要求1或14所述的方法，其特征在于上述系統(tǒng)包括一個用于冷凝上述制冷劑流體的冷凝器，以及一個或多條管道，用于將冷凝器的制冷劑從上述冷凝器引導(dǎo)至上述冷卻回路；上述方法包括將解吸的氣態(tài)制冷劑從一個反應(yīng)器引導(dǎo)至上述冷凝器，冷凝該制冷劑，并將一部分冷凝的制冷劑送至上述冷卻回路。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于上述系統(tǒng)包括制冷劑蒸發(fā)器；上述方法包括將一部分冷凝的制冷劑從該冷凝器送至上述蒸發(fā)器。
18.如權(quán)利要求1或14所述的方法，其特征在于上述系統(tǒng)包括一個用于冷凝氣態(tài)制冷劑的第一冷凝器，以及一個用于冷凝傳熱流體的第二冷凝器；上述方法包括將冷凝的傳熱流體從上述第二冷凝器引導(dǎo)至上述冷卻回路中，利用氣態(tài)制冷劑對上述冷卻回路加壓，以促使液態(tài)傳熱流體流向一個吸收反應(yīng)器。
19.在一個吸收反應(yīng)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包括一個或多個第一反應(yīng)器，一種制冷劑在其上交替地吸收和解吸；一個或多個第二反應(yīng)器，上述制冷劑在其上交替地解吸和吸收，上述第一和第二反應(yīng)器具有一個傳熱部分，與吸收劑組合物進行熱交換，上述制冷劑在該組合物上吸收或解吸；以及一個冷凝器，用于冷凝蒸發(fā)的傳熱流體；一種吸收反應(yīng)器的冷卻部分，包括提供一個溫差環(huán)流回路，其將每個第一反應(yīng)器的傳熱部分與另一個上述第二反應(yīng)器的傳熱部分連接，提供一種傳熱流體，其在吸收溫度或該溫度以下具有從液態(tài)至氣態(tài)的相變；在吸收反應(yīng)過程中，將液態(tài)傳熱流體引導(dǎo)至一個或多個吸收反應(yīng)器有傳熱部分上；其中，蒸發(fā)的傳熱流體在溫差環(huán)流回路中移動液態(tài)傳熱流體，以便將其中的液態(tài)傳熱流體引導(dǎo)至上述一個或多個吸收反應(yīng)器上。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于上述傳熱流體包括上述制冷劑；上述方法包括引導(dǎo)來自解吸反應(yīng)器的受壓的解吸氣態(tài)制冷劑流過該解吸反應(yīng)器的傳熱部分，而關(guān)閉上述解吸反應(yīng)器中的溫差環(huán)流回路，并用解吸的氣態(tài)制冷劑對來自上述傳熱部分的液態(tài)制冷劑施壓。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于通過加熱上述解吸反應(yīng)器對解吸的氣態(tài)制冷劑施壓，上述反應(yīng)器上帶有第一加熱裝置，用于驅(qū)動上述解吸反應(yīng)。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于包括對上述第一加熱裝置供能，以便從傳熱部分排出液態(tài)制冷劑，然后，在上述溫差環(huán)流回路中產(chǎn)生來自解吸的氣態(tài)制冷劑壓力。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于上述溫差環(huán)流回路包括第一和第二管道，其分別接在上述冷凝器、及第一和第二反應(yīng)器之間，上述第一和第二管道中的每一個都包括一個用于啟閉第一和第二管道的閥；上述方法包括在解吸反應(yīng)時關(guān)閉該連接解吸反應(yīng)器與冷凝器的閥，將解吸的氣態(tài)制冷劑引導(dǎo)通過該解吸反應(yīng)器的傳熱部分，從而對該液態(tài)制冷劑加壓。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于上述閥是由來自解吸反應(yīng)器的制冷劑蒸汽壓力操縱的，用于關(guān)閉上述連接解吸反應(yīng)器和冷凝器的管道。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于上述系統(tǒng)包括第二加熱裝置，用于加熱溫差環(huán)流回路中的制冷劑；上述方法包括為該第二加熱裝置供能，提高蒸汽壓力，以關(guān)閉解吸反應(yīng)器上的溫差環(huán)流回路，直至第一加熱裝置產(chǎn)生足夠的解吸制冷劑蒸汽壓力，以關(guān)閉上述溫差環(huán)流回路。
26.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于通過加熱上述解吸反應(yīng)器對傳熱流體施壓，上述反應(yīng)器上帶有第一加熱裝置，用于驅(qū)動上述解吸反應(yīng)。
27.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于上述溫差環(huán)流流回路包括第一和第二管道，其分別接在上述冷凝器、及第一和第二反應(yīng)器之間，上述第一和第二管道中的每一個都包括一個用于啟閉第一和第二管道的閥；上述方法包括在解吸反應(yīng)時關(guān)閉該連接解吸反應(yīng)器與冷凝器的閥，將上述溫差環(huán)流流回路包括第一和第二管道，其分別接在上述冷凝器、及第一和第二反應(yīng)器之間，上述第一和第二管道中的每一個都包括一個用于啟閉第一和第二管道的閥，上述方法包括在解吸反應(yīng)時關(guān)閉該連接解吸反應(yīng)器與冷凝器的閥，將蒸發(fā)的傳熱流體引導(dǎo)通過該解吸反應(yīng)器的傳熱部分，從而對該蒸發(fā)的傳熱流體加壓。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于上述閥是由來自解吸反應(yīng)器的制冷劑蒸汽壓力操縱的，用于關(guān)閉上述連接解吸反應(yīng)器和冷凝器的管道。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于上述系統(tǒng)包括第二加熱裝置，用于加熱溫差環(huán)流回路中蒸發(fā)的傳熱流體；上述方法包括為該第二加熱裝置供能，提高蒸汽壓力，以關(guān)閉解吸反應(yīng)器上的溫差環(huán)流回路，直至第一加熱裝置產(chǎn)生足夠的蒸汽壓力，以關(guān)閉上述溫差環(huán)流回路。
30.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于上述傳熱流體是制冷劑，上述方法包括啟動該溫差環(huán)流回路，其中包括利用壓縮的制冷劑蒸汽，迫使該溫差環(huán)流回路中的液態(tài)制冷劑流向一個吸收反應(yīng)器。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于包括利用來自解吸反應(yīng)器的解吸的氣態(tài)制冷劑，對上述溫差環(huán)流回路中的液態(tài)制冷劑加壓。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于上述系統(tǒng)包括一個容納液態(tài)制冷劑的儲存器和一個與之相連的加熱件，該儲存器與一條管道及上述溫差環(huán)流回路相通，該管道引導(dǎo)來自反應(yīng)器的解吸的氣態(tài)制冷劑；上述方法包括為上述加熱件供能，加熱件壓縮該儲存器內(nèi)的制冷劑蒸汽，并將液態(tài)制冷劑從儲存器引導(dǎo)至該溫差環(huán)流回路中。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于包括在解吸反應(yīng)器解吸氣態(tài)制冷劑之前，為上述加熱件供能。
34.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于上述系統(tǒng)包括一個容納液態(tài)制冷劑的儲存器和一個與之相連的加熱件；上述方法包括為上述加熱件供能，壓縮該儲存器內(nèi)的制冷劑蒸汽，并將液態(tài)制冷劑從儲存器引導(dǎo)至該溫差環(huán)流回路中。
35.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于上述系統(tǒng)包括一個容納冷凝的制冷劑的儲存器和一個位于溫差環(huán)流回路中的加熱件；上述方法包括為該加熱件供能，以蒸發(fā)液態(tài)制冷劑，從而迫使該溫差環(huán)流回路中的液態(tài)制冷劑流向一個吸收反應(yīng)器。
36.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于上述制冷劑和傳熱流體包括不同的組合物；上述系統(tǒng)包括用于引導(dǎo)制冷劑進、出上述反應(yīng)器的第一管路及用于引導(dǎo)傳熱流體的第二管路；可動的界面裝置與上述第一和第二管路共同工作，響應(yīng)界面裝置上的制冷劑蒸汽壓力，迫使傳熱流體進入溫差環(huán)流回路；上述方法包括用一個解吸反應(yīng)器產(chǎn)生足夠的制冷劑蒸汽壓力，以啟動上述溫差環(huán)流回路。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于上述可動的界面裝置包括一個容納傳熱流體的儲存器和一個與之相連的加熱件；上述方法包括為上述加熱件供能以便壓縮該界面裝置一側(cè)的制冷劑蒸汽，由此移動該界面裝置，以將液態(tài)傳熱流體從該儲存器排入上述溫差環(huán)流回路中。
38.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于上述制冷劑和傳熱流體包括不同的組合物；上述系統(tǒng)包括用于引導(dǎo)制冷劑進、出上述反應(yīng)器的第一管路及用于引導(dǎo)傳熱流體的第二管路；一個儲存器用于容納傳熱流體，并與第一和第二管路共同工作，迫使傳熱流體進入溫差環(huán)流回路；上述方法包括加熱該儲存器，以便將液態(tài)傳熱流體從那里排入溫差環(huán)流回路中。
39.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于上述第一和第二反應(yīng)器含有配位化合物，它是將一種極性氣態(tài)制冷劑吸收在金屬鹽上而形成的，金屬鹽包括堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、鋅、鎘、錫、鋁的鹵化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、草酸鹽、硫酸鹽或亞硫酸鹽，硼氟酸鈉，或雙金屬氯化物；上述方法包括一個處理過程，用于提高極性氣態(tài)制冷劑與配位化合物之間的化學(xué)吸收反應(yīng)速度，該過程包括至少在開始吸收反應(yīng)時限制上述配位化合物的體積膨脹，以便形成一種產(chǎn)物，與那些未限制體積膨脹而形成的配位化合物相比，這種產(chǎn)物可提高化學(xué)吸收反應(yīng)的速度。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于上述極性氣態(tài)制冷劑是氨，上述金屬鹽包括SrCl2、SrBr2、CaCl2、CaBr2、Cal2、CoCl2、CoBr2、BaCl2、BaBr2、MgCl2、MgBr2、FeCl2、FeBr2、NiCl2、ZnCl2、SnCl2、MnCl2、MnBr2、CrCl2或者它們的混合物。
41.在一個吸收反應(yīng)系統(tǒng)的操作中，該系統(tǒng)包括一個或多個反應(yīng)器，一種制冷劑在固體吸收劑上交替地吸收和解吸，該固態(tài)吸收劑包括一種配位化合物，它是將一種極性氣態(tài)制冷劑吸收在金屬鹽上而形成的，金屬鹽包括堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、鋅、鎘、錫、鋁的鹵化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、草酸鹽、硫酸鹽或亞硫酸鹽，硼氟酸鈉，或雙金屬氯化物；其中，該配位化合物由一種方法制成，該方法用于提高極性氣態(tài)制冷劑與配位化合物之間的化學(xué)吸收反應(yīng)速度，該方法包括至少在開始吸收反應(yīng)時限制上述配位化合物的體積膨脹，以便形成一種產(chǎn)物，與那些未限制體積膨脹而形成的配位化合物相比，這種產(chǎn)物可提高化學(xué)吸收反應(yīng)的速度；該系統(tǒng)還具有管路裝置，用以引導(dǎo)傳熱流體從上述的一個或多個反應(yīng)器到一個冷凝器，并從上述冷凝器到上述一個或多個反應(yīng)器；一種來自吸收反應(yīng)器的吸收熱的排除方法，包括提供一種液相傳熱流體，其在上述回路的一個吸收反應(yīng)器的溫度上或低于該溫度時具有從液態(tài)到氣態(tài)的相變；提供蒸汽壓力，將上述管路中的傳熱流體排入上述冷凝器和上述反應(yīng)器之間，由此引導(dǎo)液態(tài)傳熱流體流向上述吸收反應(yīng)器；至少將一部分在上述吸收反應(yīng)器中的液態(tài)傳熱流體蒸發(fā)。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于上述極性氣態(tài)制冷劑是氨，上述金屬鹽包括SrCl2、SrBr2、CaCl2、CaBr2、CaI2、CoCl2、CoBr2、BaCl2、BaBr2、MgCl2、MgBr2、FeCl2、FeBr2、NiCl2、ZnCl2、SnCl2、MnCl2、MnBr2、CrCl2或者它們的混合物。
43.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于系統(tǒng)包括若干反應(yīng)器，各反應(yīng)器中盛有不同的配位化合物；該方法包括至少把來自放熱的吸收反應(yīng)器中的部分熱量傳至吸熱解吸反應(yīng)器中，以驅(qū)動這里的反應(yīng)。
44.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于所述的反應(yīng)系統(tǒng)包括三個或三個以上的反應(yīng)器，各反應(yīng)器中盛有不同的配位化合物，所述各不同的配位化合物具有基本上獨立于氣態(tài)反應(yīng)物濃度的、不同的氣態(tài)蒸汽壓力；該方法包括在盛有下一個連續(xù)較高的蒸汽壓力反應(yīng)產(chǎn)物的反應(yīng)器和盛有下一個連續(xù)較低的蒸汽壓力反應(yīng)產(chǎn)物的反應(yīng)器之間導(dǎo)流傳熱流體。
45.一種吸收反應(yīng)系統(tǒng)裝置，包括若干其中盛有用于交替地吸收和解吸制冷劑的固體吸收劑的反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括反應(yīng)器熱交換裝置，用于把傳熱流體引至吸收劑進行熱交換，加熱上述第一和第二反應(yīng)器的裝置，冷凝器裝置，蒸發(fā)器裝置，與上述各反應(yīng)器的熱交換裝置相連的排熱回路，用于在吸收時排熱，所述回路包括一個第一部分，用于把氣化的傳熱流體從吸收反應(yīng)器導(dǎo)向上述冷凝器，以及一個第二部分，用于把在冷凝器上冷凝的傳熱流體導(dǎo)向吸收反應(yīng)器；處于上述排熱回路中的傳熱流體，該流體在吸收反應(yīng)器的吸收溫度下或低于該溫度時會發(fā)生從液態(tài)到氣態(tài)的相變，以及由蒸汽操縱的流體排出裝置，它輔助上述排熱回路的第二部分把其中的液相傳熱流體排到反應(yīng)器熱交換裝置中，該裝置包括一個或多個連接解吸反應(yīng)器與上述排熱回路的氣體壓力管路，用解吸的氣態(tài)制冷劑或氣化的傳熱流體對該回路加壓。
46.如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于所述的傳熱流體與制冷劑是相同的化合物。
47.如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于所述流體排出裝置包括一個由氣化的傳熱流體或氣態(tài)制冷劑的壓力驅(qū)動的氣動泵。
48.如權(quán)利要求47所述的裝置，其特征在于所述的氣動泵包括氣泡泵，該泵具有一個內(nèi)盛液態(tài)傳熱流體的大體上垂直的管路，該管路連接上述反應(yīng)器熱交換裝置與上述一個或多個氣體壓力管路，用于引導(dǎo)氣化的傳熱流體或解吸的氣態(tài)制冷劑，沿著上述垂直管路驅(qū)動所述的液態(tài)熱交換流體。
49.如權(quán)利要求46所述的裝置，其特征在于所述流體排出裝置包括一個液態(tài)傳熱流體儲存器，并包括一個或多個用于將液態(tài)制冷劑從所述儲存器抽吸到所述反應(yīng)器的噴射器。
50.如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于所述流體排出裝置包括一個加熱器，它幫助上述排熱回路對其中的液態(tài)傳熱流體或制冷劑進行加熱，以便把液態(tài)傳熱流體或制冷劑抽吸到反應(yīng)器的熱交換裝置，對吸收反應(yīng)器進行冷卻。
51.如權(quán)利要求50所述的裝置，其特征在于它包括用于阻止加熱后的液態(tài)傳熱流體或制冷劑沿上述排熱回路的第二部分回流的第一單向閥。
52.如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于它包括用于把解吸的氣態(tài)制冷劑從上述固體吸收劑引導(dǎo)至上述反應(yīng)器熱交換裝置的通路裝置。
53.如權(quán)利要求52所述的裝置，其特征在于它包括一個幫助上述通路裝置和排熱回路的第一部分的選擇性操縱閥，用于在反應(yīng)器解吸期間有選擇地把解吸的氣態(tài)制冷劑引導(dǎo)至上述反應(yīng)器熱交換裝置，并在反應(yīng)器吸收期間有選擇地把氣化的制冷劑從反應(yīng)器引導(dǎo)至冷凝器。
54.如權(quán)利要求52所述的裝置，其特征在于它包括幫助上述排熱回路的第一部分和上述通路裝置的壓力操縱閥，這些閥響應(yīng)解吸制冷劑壓力在反應(yīng)器解吸期間關(guān)閉，從而把解吸的氣態(tài)制冷劑引導(dǎo)至上述反應(yīng)器熱交換裝置，并在反應(yīng)器吸收期間打開，從而把氣化的制冷劑從反應(yīng)器引導(dǎo)至冷凝器。
55.如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于所述冷凝器裝置包括第一和第二冷凝器，第一冷凝器與上述排熱回路連接用于冷凝上述傳熱流體，第二冷凝器與一個氣體壓力回路連接用于冷凝解吸的制冷劑。
56.如權(quán)利要求55所述的裝置，其特征在于它包括幫助上述排熱回路的選擇性操縱的閥裝置，用于在反應(yīng)器吸收期間有選擇地把氣化的傳熱流體從反應(yīng)器引導(dǎo)至上述第一冷凝器，并在反應(yīng)器解吸期間利用來自解吸反應(yīng)器的氣化傳熱流體對所述回路加壓。
57.如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于上述流體排出裝置包括一個活動的界面裝置，其第一側(cè)面響應(yīng)蒸汽壓力以排出第二側(cè)面的液體。
58.如權(quán)利要求57所述的裝置，其特征在于上述流體排出裝置包括一個輔助上述活動的界面裝置的儲存器。
59.如權(quán)利要求58所述的裝置，其特征在于上述儲存器與上述一個或多個氣體壓力管路連接用于接納解吸的氣態(tài)制冷劑，并與上述冷凝器連接用于接納傳熱流體。
60.如權(quán)利要求58所述的裝置，其特征在于上述活動界面裝置包括一個置于上述儲存器中的隔膜。
61.如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于上述流體排除裝置包括一個或多個用于盛液態(tài)傳熱流體的儲存器，所述儲存器通過上述排熱回路的第二部分與上述反應(yīng)器連接，其中所述一個或多個氣體壓力回路接納來自解吸反應(yīng)器的解吸的氣態(tài)制冷劑。
62.如權(quán)利要求61所述的裝置，其特征在于上述一個或多個儲存器包括與其相連的加熱器，用于加熱制冷劑，以便把液態(tài)傳熱流體從所述儲存器排送到上述反應(yīng)器熱交換裝置。
63.如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于上述各反應(yīng)器中盛有不同的固體吸收劑，各固體吸收劑包括反應(yīng)物與其所吸收的氣態(tài)反應(yīng)物的反應(yīng)產(chǎn)物，上述不同反應(yīng)產(chǎn)物具有基本上獨立于氣態(tài)反應(yīng)物濃度的、不同的氣態(tài)反應(yīng)物蒸汽壓力。
64.如權(quán)利要求63所述的裝置，其特征在于它包括三個或三個以上的反應(yīng)器，里面不同的反應(yīng)產(chǎn)物具有上升的氣態(tài)反應(yīng)物蒸汽壓力，并且在低反應(yīng)壓力下有較低蒸汽壓力反應(yīng)產(chǎn)物的吸收溫度，該溫度高于下一個連續(xù)的較高蒸汽壓力反應(yīng)產(chǎn)物在高反應(yīng)壓力下的解吸溫度；還包括在所述反應(yīng)器之間導(dǎo)流傳熱流體的裝置，以便把吸收的熱量從溫度最高的反應(yīng)器排至下一個溫度較低的反應(yīng)器。
65.如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于它包括用于氣化液態(tài)傳熱流體的單一熱源，一個用于有選擇地把氣化的傳熱流體分別引導(dǎo)至上述諸反應(yīng)器的三通閥，以及連接上述單一熱源與三通閥的、用于把氣化的制冷劑由所述熱源引至所述閥的回路。
66.如權(quán)利要求65所述的裝置，其特征在于上述反應(yīng)器包括一個與上述固體吸收劑有傳熱聯(lián)系的傳熱部分，用于冷凝上述氣化的傳熱流體。
67.如權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于上述反應(yīng)器含有配位化合物，它是將一種極性氣態(tài)制冷劑吸收在金屬鹽上而形成的，金屬鹽包括堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、鋅、鎘、錫、鋁的鹵化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、草酸鹽、硫酸鹽或亞硫酸鹽，硼氟酸鈉，或雙金屬氯化物，而且是通過至少在開始吸收反應(yīng)期間限制配位化合物的體積膨脹來加快吸收和解吸反應(yīng)速度的方法制成的。
68.如權(quán)利要求67所述的裝置，其特征在于上述極性氣態(tài)制冷劑是氨，上述金屬鹽包括SrCl2、SrBr2、CaCl2、CaBr2、CaI2、CoCl2、CoBr2、BaCl2、BaBr2、MgCl2、MgBr2、FeCl2、FeBr2、NiCl2、ZnCl2、SnCl2、MnCl2、MnBr2、CrCl2或者它們的混合物。
69.、如權(quán)利要求68述的裝置，其特征在于所述傳熱流體包括上述氨制冷劑。
70.如權(quán)利要求62述的裝置，其特征在于上述傳熱流體包括上述制冷劑，其中所述冷凝器與上述排熱回路和上述一個或多個儲存器連接，以便向那里輸送冷凝的制冷劑。
71.如權(quán)利要求63或64所述的裝置，其特征在于在較低級、較低溫度的反應(yīng)器中吸收的熱被上述反應(yīng)器熱交換裝置中的冷凝的制冷劑排掉，而在較高級、較高溫度的反應(yīng)器中吸收的熱被上述反應(yīng)器熱交換裝置中的液態(tài)傳熱流體排掉，其中，所述排熱回路包括一個或多個與上述反應(yīng)器熱交換裝置相連的制冷劑管路，使制冷劑從溫度較低的反應(yīng)器熱交換裝置環(huán)流至上述冷凝器、再返回到溫度較低的反應(yīng)器熱交換裝置，以及一個或多個傳熱流體管路，用于在溫度較高的熱交換裝置與溫度較低的反應(yīng)器之間導(dǎo)流傳熱流體。
72.一種吸收系統(tǒng)，包括若干反應(yīng)器，氣態(tài)制冷劑在里面交替地吸附在吸收劑材料上并從吸收劑上解吸；并具有一個共用冷凝器，用于冷凝來自上述所有反應(yīng)器的解吸的氣態(tài)制冷劑；以及用于把冷凝的制冷劑引至上述各反應(yīng)器的冷卻回路，所述制冷劑在吸收期間處于反應(yīng)器的溫度或低于該溫度時發(fā)生從液態(tài)到氣態(tài)的相變，一種在吸收期間冷卻一個吸收反應(yīng)器的方法，包括在吸收期間用一個或多個機械泵將冷凝器中冷凝的制冷劑沿上述冷凝回路抽吸到反應(yīng)器中，并使其與吸收劑材料進行熱交換，在上述一個或多個吸收反應(yīng)器中至少使部分液態(tài)制冷劑蒸發(fā)。
73.一種周期性吸收反應(yīng)系統(tǒng)裝置，包括一個盛有一種固體吸收劑的反應(yīng)器，吸收劑交替地吸收和解吸制冷劑，所述反應(yīng)器包括反應(yīng)器熱交換部分，用于把液態(tài)制冷劑引導(dǎo)至所述吸收劑進行熱交換，加熱上述反應(yīng)器的裝置，一個冷凝器，一個蒸發(fā)器，一個連接上述反應(yīng)器熱交換裝置與冷凝器的第一管路，以及安裝在其上面的選擇性操縱閥，用于在反應(yīng)器吸收期間有選擇地開通所述第一管路以便把氣化的制冷劑由反應(yīng)器的熱交換部分導(dǎo)引至冷凝器，而在反應(yīng)器解吸期間關(guān)閉上述第一管路，所述制冷劑在所述反應(yīng)器的吸收溫度或低于該溫度時能發(fā)生從液態(tài)到氣態(tài)的相變，流體排出裝置，用于把液態(tài)制冷劑導(dǎo)引至反應(yīng)器熱交換裝置，和第二管路裝置，用于把氣態(tài)制冷劑導(dǎo)引至上述反應(yīng)器使其吸附在吸收劑上，以及連接上述反應(yīng)器和流體排出裝置的第三回路。
74.如權(quán)利要求73所述的裝置，其特征在于上述流體排出裝置包括一個盛有液態(tài)制冷劑的儲存器。
75.如權(quán)利要求74所述的裝置，其特征在于所述流體排出裝置包括一個機械或蒸汽泵。
76.如權(quán)利要求75所述的裝置，其特征在于所述流體排出裝置包括一個蒸汽泵，并包括一個加熱器和裝在其上的單向閥，用于把流體從該裝置中抽出。
全文摘要
在一吸收反應(yīng)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包括一個或多個第一反應(yīng)器(10)，其中一種制冷劑交替地吸收和解吸；一個或多個第二反應(yīng)器(20)，其中一種制冷劑交替地解吸和吸收；還具有一個冷卻回路(16、60、68、67、56、12、21)，用于引導(dǎo)傳熱流體進出反應(yīng)器(10、20)。一種吸收反應(yīng)器的冷卻方法包括利用氣化的傳熱流體在冷卻回路中驅(qū)動液態(tài)傳熱流體，引導(dǎo)液相傳熱流體到達一個吸收反應(yīng)器與吸收劑進行熱交換，該液相傳熱流體在吸收溫度或該溫度以下時具有從液態(tài)到氣態(tài)的相變，該制冷劑可以采用傳熱流體。本發(fā)明包括執(zhí)行上述方法的裝置。
文檔編號F28D20/00GK1123053SQ94192065
公開日1996年5月22日 申請日期1994年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月11日
發(fā)明者L·D·基羅, U·羅肯費勒 申請人:羅基研究公司