專利名稱：具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溴化鋰吸收式制冷裝置，特別是涉及一種具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置。
背景技術(shù)：
吸收式制冷機(jī)組具有無(wú)環(huán)境公害、使用能源種類多等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為綠色環(huán)保制冷空調(diào)設(shè)備。并且，吸收式制冷機(jī)采用熱能作為驅(qū)動(dòng)力，消耗電力較少，對(duì)于平衡電網(wǎng)峰谷有一定的貢獻(xiàn)。同時(shí)，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)物質(zhì)生活水平的提高，空調(diào)已成為現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，溴化鋰吸收式制冷機(jī)屬于環(huán)保型制冷裝置，國(guó)內(nèi)外在近二十年來(lái)發(fā)展十分迅速，成為大型公共建筑中央空調(diào)的主選設(shè)備之一。 吸收器是吸收式制冷系統(tǒng)中最大的部件，換熱面積占機(jī)組總換熱面積的40%左右，其性能直接制約制冷機(jī)組的整體結(jié)構(gòu)和性能，是吸收式制冷系統(tǒng)中最重要的部件之一。然而在吸收過(guò)程中，由于傳熱傳質(zhì)同時(shí)存在，使得吸收過(guò)程及其復(fù)雜。目前人們對(duì)吸收過(guò)程機(jī)理提出了種種理論，其中較廣泛地為人們所接受的是1924年Whiteman-Lewis提出的雙膜理論。由于在吸收過(guò)程中水蒸氣要先后通過(guò)氣膜和液膜才能被溴化鋰濃溶液吸收，故而吸收過(guò)程中的氣膜和液膜就成為了傳熱傳質(zhì)的阻力。因此，通過(guò)降低氣膜和液膜的厚度來(lái)增加傳熱傳質(zhì)效果，可以提高吸收器的吸收效率，提高制冷效果。但是，目前還沒(méi)有成熟的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種通過(guò)外部機(jī)械能引入吸收器中，使得吸收器中的換熱管產(chǎn)生微振動(dòng)，破壞了氣膜和液膜的形成條件，從而降低氣膜和液膜的厚度，增加傳熱傳質(zhì)系數(shù)效果，提高吸收效率的溴化鋰吸收式制冷裝置。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是一種具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置，包括冷凝器、發(fā)生器、蒸發(fā)器、吸收器、溶液熱交換器，其特征在于，所述吸收器上連接有能夠使吸收器的換熱管產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)械振動(dòng)裝置。所述機(jī)械振動(dòng)裝置包括安裝于吸收器頂部的電機(jī)、凸輪和與凸輪配合的從動(dòng)件，所述電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與凸輪連接，所述與凸輪配合的從動(dòng)件與所述吸收器的換熱管連接，通過(guò)凸輪帶動(dòng)從動(dòng)件使吸收器的換熱管產(chǎn)生振動(dòng)。所述電機(jī)為屏蔽變頻電機(jī)，所述與凸輪配合的從動(dòng)件為與所述吸收器的換熱管固定連接的傳動(dòng)桿，所述凸輪為能夠產(chǎn)生橫向和縱向振動(dòng)的橫縱雙向振動(dòng)凸輪，所述吸收器殼體上安裝有與所述吸收器換熱管連接的測(cè)振儀，所述測(cè)振儀與所述屏蔽變頻電機(jī)連接。所述機(jī)械振動(dòng)裝置包括電磁裝置、杠桿、支桿，所述電磁裝置與所述杠桿一端之間產(chǎn)生磁吸作用，所述杠桿與所述支桿鉸接，所述杠桿以所述支桿為支點(diǎn)，所述杠桿一端與所述吸收器的換熱管固定連接，所述杠桿與所述電磁裝置之間安裝有復(fù)位彈簧。
所述吸收器的殼體上安裝有與所述吸收器換熱管連接的測(cè)振儀，所述測(cè)振儀通過(guò)振動(dòng)控制器與所述電磁裝置連接。所述吸收器的換熱管與冷卻水系統(tǒng)連接用接管采用螺旋柔性連接管。所述吸收器換熱管的下端與支撐減震彈簧連接，所述支撐減震彈簧的另一端與連接于所述吸收器殼體上的支撐板連接。在蒸發(fā)器與冷媒水系統(tǒng)、吸收器與冷卻水系統(tǒng)連接的進(jìn)出口處分別設(shè)有流量計(jì)、壓力傳感器和熱電偶；在冷凝器與冷卻水系統(tǒng)連接的進(jìn)出口處分別設(shè)有流量計(jì)和熱電偶；在吸收器的溴化鋰濃溶液進(jìn)口端設(shè)置有流量計(jì)和壓力傳感器；引入所述發(fā)生器的熱源進(jìn)出口和溶液熱交換器的進(jìn)出口處分別設(shè)置有熱電偶；所述冷凝器、發(fā)生器、蒸發(fā)器和吸收器中 分別設(shè)置有壓力傳感器；上述各處的流量計(jì)、壓力傳感器和熱電偶分別與系統(tǒng)控制器連接，對(duì)整個(gè)裝置實(shí)現(xiàn)測(cè)量和控制。
所述吸收器殼體上設(shè)置有可視化觀察窗。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是I、本發(fā)明的制冷裝置中的吸收器上連接有機(jī)械振動(dòng)裝置，能夠使吸收器的換熱管產(chǎn)生微振動(dòng)，破壞了氣膜和液膜的形成條件，從而降低氣膜和液膜膜的厚度，增加了傳熱傳質(zhì)效果，吸收效率有較大幅度提聞，從而提聞了制冷效果。2、本發(fā)明的制冷裝置中的機(jī)械振動(dòng)裝置由電機(jī)、凸輪、從動(dòng)件組成，通過(guò)凸輪帶動(dòng)從動(dòng)件使吸收器的換熱管產(chǎn)生振動(dòng)，或者采用由電磁裝置和杠桿組成的機(jī)械振動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。3、本發(fā)明的制冷裝置中采用屏蔽變頻電機(jī)和可調(diào)換凸輪，使得熱交換管的振幅和頻率都可以調(diào)節(jié)，滿足了不同的工況的使用要求。4、本發(fā)明的制冷裝置中可通過(guò)可視化觀察窗觀測(cè)吸收過(guò)程，使用方便。


圖I所示為本發(fā)明具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置凸輪振動(dòng)實(shí)施例的示意圖；圖2所示為電磁裝置與杠桿組成的機(jī)械振動(dòng)裝置的實(shí)施例的示意圖。圖中1.混液箱，2.吸收器，3.電機(jī)，4.從動(dòng)件，5.凸輪，6.測(cè)振儀，7.溶液熱交換器，8.發(fā)生器，9.真空泵，10.真空控制器，11.真空表，12.冷凝器，13.真空表，14.真空泵，15.真空控制器，16.蒸發(fā)器，17.水泵，18.壓力傳感器，19.流量計(jì)，20.熱電偶，21.螺旋柔性連接管，22.支撐板，23.支撐減震彈簧，24.屏蔽泵，25.復(fù)位彈簧，26.支桿，27.杠桿，28.電磁裝置。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置是在現(xiàn)有的溴化鋰吸收式制冷裝置的基礎(chǔ)上增加了機(jī)械振動(dòng)裝置，機(jī)械振動(dòng)裝置可以采用多種結(jié)構(gòu)形式。實(shí)施例I凸輪振動(dòng)的實(shí)施例的示意圖如圖I所示。包括冷凝器12、發(fā)生器8、蒸發(fā)器16、吸收器2、溶液熱交換器7、混液箱1，所述發(fā)生器的溴化鋰稀溶液內(nèi)安裝有外部加熱的熱源，所述發(fā)生器8的濃溶液出口與所述溶液熱交換器7的濃溶液進(jìn)口連接，所述發(fā)生器的稀溶液進(jìn)口與所述溶液熱交換器的稀溶液出口連接，所述溶液熱交換器7的稀溶液進(jìn)口通過(guò)屏蔽泵24與所述吸收器底部的稀溶液出口連接，所述溶液熱交換器7的濃溶液出口與混液箱I的濃溶液進(jìn)口連接，所述混液箱的濃溶液出口與吸收器的噴淋裝置的進(jìn)液口連接，所述混液箱的稀溶液進(jìn)口與所述屏蔽泵的溶液出口連接。冷凝器下端的冷凝水出口通過(guò)管道與蒸發(fā)器上的噴淋裝置連接。所述冷凝器和吸收器分別與冷卻水系統(tǒng)連接，所述蒸發(fā)器與冷媒水系統(tǒng)連接。發(fā)生器中的溴化鋰稀溶液通過(guò)外部熱源的加熱，其中的水分蒸發(fā)成為濃溶液。濃溶液通過(guò)溶液熱交換器7與稀溶液進(jìn)行熱交換后進(jìn)入混液箱1，吸收器底部的溴化鋰稀溶液由屏蔽泵24對(duì)其進(jìn)行增壓后進(jìn)入混液箱1，稀溶液與濃溶液混合后進(jìn)入吸收器。進(jìn)入吸收器的溴化鋰濃溶液通過(guò)噴淋裝置噴淋在吸收器換熱管表面，并在換熱管表面形成薄膜。吸收器的換熱管表面的溴化鋰濃溶液吸收從蒸發(fā)器中蒸發(fā)出來(lái)的水蒸氣后成為稀溶液，聚集在吸收器底部，而后通過(guò)屏蔽泵24對(duì)其增壓，并通過(guò)溶液熱交換器與濃溶液進(jìn)行熱交換后進(jìn)入發(fā)生器，從而形成循環(huán)。發(fā)生器中的溴化鋰稀溶液加熱后會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣，水蒸氣進(jìn)入冷凝器與冷卻水進(jìn)行熱交換，冷凝成液態(tài)水。冷凝水進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行噴淋，噴淋后形 成的水霧覆蓋在蒸發(fā)器換熱管表面，并在其表面蒸發(fā)，將冷媒水中的熱量吸收。噴淋下來(lái)的水聚集在蒸發(fā)器底部，通過(guò)水泵17再次增壓后重新進(jìn)行噴淋，使液態(tài)水在蒸發(fā)器中往復(fù)循環(huán)。在蒸發(fā)器中蒸發(fā)形成的水蒸氣被吸收器中的溴化鋰濃溶液吸收，吸收水蒸氣后的溴化鋰溶液進(jìn)入發(fā)生器再次將水分蒸發(fā)出去，蒸發(fā)出來(lái)的水蒸氣再次進(jìn)入冷凝器冷凝，從而形成循環(huán)。在冷凝器頂端設(shè)置真空泵9、真空控制器10、真空表11，真空表11通過(guò)真空控制器10與真空泵9連接，通過(guò)真空表11測(cè)量冷凝器罐體內(nèi)的真空度，當(dāng)真空度超過(guò)設(shè)定真空度時(shí)，真空控制器10開(kāi)啟真空泵9，對(duì)冷凝器罐體內(nèi)進(jìn)行抽真空。在蒸發(fā)器頂端設(shè)置真空泵14、真空控制器15、真空表13，真空表13通過(guò)真空控制器15與真空泵14連接，通過(guò)真空表13測(cè)量蒸發(fā)器罐體內(nèi)的真空度，當(dāng)真空度超過(guò)設(shè)定真空度時(shí)，真空控制器15開(kāi)啟真空泵14，對(duì)蒸發(fā)器罐體內(nèi)進(jìn)行抽真空。為了提高傳熱傳質(zhì)效率，本發(fā)明在吸收器上安裝有能夠使吸收器的換熱管產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)械振動(dòng)裝置。通過(guò)機(jī)械振動(dòng)裝置使吸收器的換熱管產(chǎn)生微振動(dòng)，降低氣膜和液膜的厚度，從而提聞傳熱傳質(zhì)效率。本實(shí)施例中的機(jī)械振動(dòng)裝置包括包括安裝于吸收器頂部的電機(jī)3、凸輪5和與凸輪配合的從動(dòng)件4,所述電機(jī)3通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與凸輪5連接,所述與凸輪配合的從動(dòng)件4與所述吸收器的換熱管連接，通過(guò)凸輪5帶動(dòng)從動(dòng)件4使吸收器的換熱管產(chǎn)生振動(dòng)。凸輪種類可分為使熱交換管產(chǎn)生縱向振動(dòng)、橫向振動(dòng)和橫縱雙向振動(dòng)的三種類型，本實(shí)施例中的凸輪為能夠產(chǎn)生橫向和縱向振動(dòng)的橫縱雙向振動(dòng)凸輪。為了便于控制吸收器換熱管的振動(dòng)，所述電機(jī)3為屏蔽變頻電機(jī)，所述與凸輪配合的從動(dòng)件為與所述吸收器的換熱管固定連接的傳動(dòng)桿。所述吸收器殼體上安裝有與所述吸收器換熱管連接的測(cè)振儀6，所述測(cè)振儀6與所述屏蔽變頻電機(jī)3連接，測(cè)振儀測(cè)出的結(jié)果傳遞給屏蔽變頻電機(jī)，控制屏蔽變頻電機(jī)的頻率，以控制換熱管的振動(dòng)頻率。同時(shí)，通過(guò)替換不同尺寸的凸輪可以調(diào)節(jié)振幅。為了便于觀察吸收器內(nèi)的情況，所述吸收器殼體上設(shè)置有可視化觀察窗。所述吸收器2的換熱管與冷卻水系統(tǒng)連接用接管采用螺旋柔性連接管21。所述吸收器換熱管的下端與支撐減震彈簧23連接，所述支撐減震彈簧23的另一端與連接于所述吸收器殼體上的支撐板22連接。支撐減震彈簧23在起到減震作用的同時(shí)還有一定的支撐作用。在蒸發(fā)器與冷媒水系統(tǒng)、吸收器與冷卻水系統(tǒng)連接的進(jìn)出口處分別設(shè)有流量計(jì)19、壓力傳感器18和熱電偶20。在冷凝器與冷卻水系統(tǒng)連接的進(jìn)出口處分別設(shè)有流量計(jì)和熱電偶。在吸收器的溴化鋰濃溶液進(jìn)口端設(shè)置有流量計(jì)和壓力傳感器；引入所述發(fā)生器的熱源進(jìn)出口和溶液熱交換器的進(jìn)出口處分別設(shè)置有熱電偶。熱電偶采用鎧式熱電偶。所述冷凝器、發(fā)生器、蒸發(fā)器和吸收器中分別設(shè)置有壓力傳感器。上述各處的流量計(jì)、壓力傳感器和熱電偶分別與系統(tǒng)控制器連接，對(duì)整個(gè)裝置實(shí)現(xiàn)測(cè)量和控制，設(shè)置這些儀表和傳感器分別與系統(tǒng)控制器相連使得對(duì)整個(gè)裝置的控制和測(cè)量更精確。
實(shí)施例2由電磁裝置與杠桿組成的機(jī)械振動(dòng)裝置的實(shí)施例的示意圖如圖2所示，所述機(jī)械振動(dòng)裝置包括電磁裝置28、杠桿27、支桿26，所述電磁裝置28與所述杠桿27 —端之間產(chǎn)生磁吸作用，所述杠桿27與所述支桿26鉸接，所述杠桿以所述支桿為支點(diǎn)，所述杠桿27 —端與所述吸收器2的換熱管固定連接，所述杠桿與所述電磁裝置之間安裝有復(fù)位彈簧25。通過(guò)控制電磁裝置的開(kāi)啟，使電磁裝置28對(duì)杠桿27產(chǎn)生吸引，進(jìn)而使吸收器的換熱管發(fā)生振動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，所述吸收器2的殼體上安裝有與所述吸收器換熱管連接的測(cè)振儀6，所述測(cè)振儀6通過(guò)振動(dòng)控制器與所述電磁裝置28連接。測(cè)振儀測(cè)出的結(jié)果傳遞給振動(dòng)控制器，振動(dòng)控制器控制電磁裝置的開(kāi)關(guān)頻率，以控制換熱管的振動(dòng)頻率。通過(guò)改變支桿26的位置，可以改變振幅。本發(fā)明的裝置除了采用實(shí)施例I和實(shí)施例2的兩種實(shí)現(xiàn)振動(dòng)方式外，也可以采用其他方式實(shí)現(xiàn)吸收器換熱管的微振動(dòng)，通過(guò)振動(dòng)破壞氣膜和液膜的產(chǎn)生條件，從而降低氣膜和液膜的厚度，提高傳熱傳質(zhì)效果。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置，包括冷凝器、發(fā)生器、蒸發(fā)器、吸收器、溶液熱交換器，其特征在于，所述吸收器上連接有能夠使吸收器的換熱管產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)械振動(dòng)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置，其特征在于，所述機(jī)械振動(dòng)裝置包括安裝于吸收器頂部的電機(jī)、凸輪和與凸輪配合的從動(dòng)件，所述電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與凸輪連接，所述與凸輪配合的從動(dòng)件與所述吸收器的換熱管連接，通過(guò)凸輪帶動(dòng)從動(dòng)件使吸收器的換熱管產(chǎn)生振動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置，其特征在于，所述電機(jī)為屏蔽變頻電機(jī)，所述與凸輪配合的從動(dòng)件為與所述吸收器的換熱管固定連接的傳動(dòng)桿，所述凸輪為能夠產(chǎn)生橫向和縱向振動(dòng)的橫縱雙向振動(dòng)凸輪，所述吸收器殼體上安裝有與所述吸收器換熱管連接的測(cè)振儀，所述測(cè)振儀與所述屏蔽變頻電機(jī)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置，其特征在于，所述機(jī)械振動(dòng)裝置包括電磁裝置、杠桿、支桿，所述電磁裝置與所述杠桿一端之間產(chǎn)生磁吸作用，所述杠桿與所述支桿鉸接，所述杠桿以所述支桿為支點(diǎn)，所述杠桿一端與所述吸收器的換熱管固定連接，所述杠桿與所述電磁裝置之間安裝有復(fù)位彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置，其特征在于，所述吸收器的殼體上安裝有與所述吸收器換熱管連接的測(cè)振儀，所述測(cè)振儀通過(guò)振動(dòng)控制器與所述電磁裝置連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置，其特征在于，所述吸收器的換熱管與冷卻水系統(tǒng)連接用接管采用螺旋柔性連接管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置，其特征在于，所述吸收器換熱管的下端與支撐減震彈簧連接，所述支撐減震彈簧的另一端與連接于所述吸收器殼體上的支撐板連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置，其特征在于，在蒸發(fā)器與冷媒水系統(tǒng)、吸收器與冷卻水系統(tǒng)連接的進(jìn)出口處分別設(shè)有流量計(jì)、壓力傳感器和熱電偶；在冷凝器與冷卻水系統(tǒng)連接的進(jìn)出口處分別設(shè)有流量計(jì)和熱電偶；在吸收器的溴化鋰濃溶液進(jìn)口端設(shè)置有流量計(jì)和壓力傳感器；引入所述發(fā)生器的熱源進(jìn)出口和溶液熱交換器的進(jìn)出口處分別設(shè)置有熱電偶；所述冷凝器、發(fā)生器、蒸發(fā)器和吸收器中分別設(shè)置有壓力傳感器；上述各處的流量計(jì)、壓力傳感器和熱電偶分別與系統(tǒng)控制器連接，對(duì)整個(gè)裝置實(shí)現(xiàn)測(cè)量和控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置，其特征在于，所述吸收器殼體上設(shè)置有可視化觀察窗。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有機(jī)械振動(dòng)輔助傳熱傳質(zhì)功能的溴化鋰吸收式制冷裝置，而提供一種通過(guò)外部機(jī)械能引入吸收器中，使得吸收器中的換熱管產(chǎn)生微振，從而降低膜的厚度，增加傳熱傳質(zhì)系數(shù)效果，提高吸收效率的制冷裝置。吸收器上連接有能夠使吸收器的換熱管產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)械振動(dòng)裝置。該機(jī)械振動(dòng)裝置包括安裝于吸收器頂部的電機(jī)、凸輪和與凸輪配合的從動(dòng)件，從動(dòng)件與吸收器的換熱管連接，電機(jī)通過(guò)凸輪帶動(dòng)從動(dòng)件使吸收器的換熱管產(chǎn)生振動(dòng)，能夠降低膜的厚度，增加了傳熱傳質(zhì)效果，吸收效率有較大幅度提高，提高了制冷效果。采用屏蔽變頻電機(jī)和可調(diào)換凸輪，可以調(diào)節(jié)熱交換管的振幅和頻率，從而滿足不同工況的使用要求。
文檔編號(hào)F25B49/04GK102878719SQ201210386979
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者申江, 康博強(qiáng), 孫歡 申請(qǐng)人:天津商業(yè)大學(xué)