共烧吸收系统发生器的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]火管用来通过让来自于燃烧器的热气体进行传热来加热穿过浸没在液体中的密封腔的流体。通过热传导将气体热量传递到火管壁中，然后通常将液体加热至其沸点，使其转变为气体。
[0002]—种公知类型的火管具有带散热片的圆柱形腔，散热片被固定到圆柱体的内表面上以增加内表面面积。火管被通过与圆柱体的外表面接触而被加热的流体包围。可燃烧产物(如，来自于天然气或丙烷)离开燃烧器头部，进入火管，最终热气体的一部分通过通道流到散热片外部，一部分通过通道在散热片之间流动。热气体从两侧加热散热片，也加热圆柱体。与圆柱体接触的散热片将其热量传递给圆柱体，圆柱体加热火管周围的流体。圆柱体内的芯塞迫使热气体在散热片附近流动，以达到更高的传热率。这在相对短、直径小的管中提供了较大的热输出。
[0003]火管可使用在连续循环吸收冷却系统中而用于达到蒸发水-氨溶液中的氨的目的。这样的氨基冷却系统通常用于空气调节和制冷。这些系统通常包括发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器，火管是所使用的一种类型的发生器系统。该系统在适于让氨在操作温度下冷凝成液体的足够压力下填充有氨和水。
[0004]在这样的系统中，水-氨溶液被火管加热。这种加热产生氨气气泡和水蒸气，它们然后穿过精馏器。在精馏器中，产生用于发生器回流的冷凝物，同时，几乎纯的氨蒸汽能通过冷凝器，氨蒸汽在冷凝器中被冷却，冷凝成液氨。来自于冷凝器中的液氨流到过冷器中以进行热量回收，然后通过膨胀装置以降低压力。来自于膨胀装置的几乎纯的两相(但大部分为液态)氨进入蒸发器，在蒸发器中，来自于被冷却的传热流体(如，水或盐水)的传热引起氨蒸发。氨的蒸发引起所需的冷却或制冷。接着，氨气混合物流入吸收器中，在吸收器中氨气混合物接触流回到过冷器中、然后从发生器流入吸收器中的低浓度水-氨溶液。在吸收器中，氨从气体混合物中被吸出，进入低浓度水-氨溶液中，产生高浓度水-氨溶液，该高浓度水-氨溶液流到发生器系统中，从而完成操作循环。
【发明内容】
[0005]为了让发生器系统被共烧或增加附加的表面面积以提高效率，充注有流体且包围待被加热的火管的环形空间可被封在另外的圆柱形热交换器中，该另外的圆柱形热交换器从沸腾系统外部提供热量。火管的外表面从内部加热容纳流体的所述环形空间，同时，第二包围式圆柱形热交换器从外部加热所述环形空间。这种对环形空间进行双侧式加热的方式增强了由火管提供的热量，可增加整个系统的加热效率。并且，该系统可让两个不同的加热源用于加热所述发生器。
[0006]在此所述的外部热交换器的实施例可包括细长的圆柱形壳体，该圆柱形壳体具有流体进入端、流体排出端、具有内壁和外壁的环形腔、被固定在内部环形壁外表面上的第一散热组件。该第一散热组件可包括成环状布置的单排细长波状散热片或多排细长波状散热片，每个散热片具有被固定到内部环形壁的外表面上的底面，具有两个从底部散热表面朝上延伸的大致平坦的平侧。每排中的散热片可沿圆柱形壳体的轴线大致平行布置，一排或多于一排的散热片中的散热片可相对于相邻排的散热片中的散热片以一定角度偏置。
[0007]在一些实施例中，散热片的平坦的平侧大致平行，每排散热片中的散热片在散热片高度、长度和宽度方面分别大致相同。在其他实施例中，至少两排中的散热片的宽度和/或长度尺寸不同。第二散热片组件包括复数个细长的杆状散热片，它们沿圆柱形壳体的轴线大致平行布置，每个散热片具有被固定到壳体外表面上的底面，具有两个从底部散热表面向上延伸的大致平坦的平侧。在其他实施例中，这些散热片可成波状，具有平坦的或圆形顶部。在一些实施例中，这些散热片可以是U形。在下文中将描述这些和其他设计变化、以及用于外部热交换器设计的散热片的实施例。
【附图说明】
[0008]图1是使用火管发生器的连续循环吸收冷却系统的一个实施例的系统概况，火管发生器通过流体加热源热交换器(在此描述为太阳能集热器)提高效率。
[0009]图2是火管发生器系统外侧上的热交换器的一个实施例的竖向横截面图。
[0010]图3是火管发生器系统外侧上的热交换器的一个实施例的等轴竖向横截面图。
[0011]图4是火管发生器系统外侧上的热交换器的一个实施例的水平横截面图。
[0012]图5A示出了使用平坦顶部波状散热片的热交换器散热组件的一个实施例。
[0013]图5B示出了使用圆形顶部波状散热片的热交换器散热组件的另一实施例。
[0014]图5C示出了使用平坦杆型散热片的热交换器散热组件的另一实施例。
【具体实施方式】
[0015]—个实施例是发生器，其包括一种第二或补充的热交换器，该第二热交换器可被配置成将热量从外部补充给发生器流体。例如，该第二热交换器可包围或护封发生器流体，并容纳传热介质。通过将该第二热交换器联接到一种热源(如，太阳能板、发动机排气口或其他热源)上，降低了火管所需的能量输入量。在该实施例中，所述补充的热交换器同时起到提高发生器流体温度的主要加热器或第一加热器的作用。
[0016]在一个实施例中，所述补充的热交换器包围所述发生器，被配置成对着发生器外壁提供薄层传热液体或气体。一组散热片可被设置在所述补充的热交换器内部以更高效地将热量从传热介质带到所述发生器内部。在操作中，该传热介质可从一种热能源头(如太阳能加热器)运动到所述补充的热交换器的下端进入口中。这种运动可通过栗、鼓风机、或由传热介质产生的压力来实现。传热介质然后将包围所述发生器外部，朝上移动，经过所述补充的热交换器内的一组散热片，到达上端出口。传热介质能从上端出口循环回到热能源头，或者对于发动机废气而言，被排放到周围环境中。
[0017]应该理解为，传热介质在所述补充的热交换器中的运动是可控制的。因此，在一个实施例中，电控阀或变速栗可用来保证第二热交换器将热量补充到所述发生器中而不会将热量从发生器带走。例如，一种温度探针可确定来自于热能源头的传热介质的温度何时高于火管外部的温度。在这种情况下，一种电控栗可被结合而将所述传热介质栗送到所述补充的热交换器中以将热量补充给所述发生器。该控制系统从而可让该系统可调节，使得合适的热量从热能源头被补充到所述发生器中。在其他实施例中，任何类型的流体移动装置(如，鼓风机、栗或用于在传热介质上产生压力的其他工具)可用于将传热介质移动到所述补充的热交换器中。
[0018]在另一实施例中，所述补充的热交换器可用于通过使比发生器内的流体更冷的传热介质循环而从所述发生器去除掉热量。这将可让该系统将热量从所述发生器移动到该发生器外部的其他装置中。例如，该系统可被设计成通过将热量从所述发生器排出并使传热介质循环到这些目标位置上来加热某些相邻空间、装置或系统。
[0019]图1是连续循环吸收冷却系统100的一个实施例的系统概略图，该系统包括太阳能流体加热器140、温度传感器144、控制器142、栗146、精馏器155、冷凝器170、过冷器175、第一吸收器190、第二吸收器192、蒸发器180、溶液栗165和发生器105。发生器105包括内火管110。内火管110被充注有待被加热的流体的环形腔130包围。在这种连续循环吸收冷却系统100中，能量被提供给火管110以将环形腔130中的流体加热至足够的温度，以让该流体在系统压力下蒸发。
[0020]除了内火管110以外，发生器105还包括外部热交换器120，该外部热交换器也被配置为将热量释放到环形腔130中。该外部热交换器的操作方式是:使流体传热介质(如，传热介质)从流体排出歧管150流出，然后通过栗146将其栗送到太阳能集热器140中以被太阳加热。然后传热介质可流回到热交换器120中的流体进入歧管160中，该外部热交换器120起到包围环形腔130的护套的作用。当被太阳能加热的传热介质温度高于环形腔130中的流体温度时，被太阳能加热的传热介质可补充加热环形腔130，减少了操作火管110以保持环形腔130处于合适目标温度下所需的能量。当被太阳能加热的传热介质温度不高于环形腔130中的流体温度时，例如，在晚上或阴天时，