[發明專利]一種用于燃氣空氣源吸收式熱泵系統的立式降膜發生器

在審

• 申請號: 202010892856.X
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111998570A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 由世俊;吳璋翔;張歡;王雅然;葉天震;鄭雪晶;鄭萬冬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F25B15/06
• 分類號: F25B15/06;F25B33/00;F28F1/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種用于燃氣空氣源吸收式熱泵系統的立式降膜發生器，包括燃燒機(1)和發生器殼體(5)，所述燃燒機(1)的排放管路豎直的依次穿入所述發生器殼體(5)，所述發生器殼體(5)內的頂部設有布液器(4)，所述布液器(4)設有稀溶液進口(3)和蒸汽出口(2)，所述發生器殼體(5)的側壁中部設有煙氣排放出口(7)，所述發生器殼體(5)內的底部設有溶液槽(8)，所述溶液槽(8)的底部設有濃溶液出口(9)；其特征在于：

自所述布液器(4)至所述溶液槽(8)之間設有多個換熱波紋管(6)，所述換熱波紋管(6)的頂端與所述布液器(4)貫通，所述換熱波紋管(6)的底端與所述溶液槽(8)貫通，所述換熱波紋管(6)底端的位置高于所述溶液槽(8)中濃溶液(14)的液面位置；每個換熱波紋管(6)內同軸的設有錐形筒插件(10)，所述錐形筒插件(10)的頂部位置比所在的所述換熱波紋管(6)的頂部位置高，所述換熱波紋管(6)的管壁與所述錐形筒插件(10)留有縫隙。

2.根據權利要求1所述的立式降膜發生器，其特征在于，所述燃燒機(1)送入預混的空氣和天然氣至發生器殼體(5)中作為驅動熱源向溶液釋放熱量；來自于系統吸收器的稀溶液(12)經溶液泵從稀溶液進口(3)打入布液器(4)，當所述布液器(4)中的稀溶液(12)的液面沒過所述換熱波紋管(6)頂部時，在所述錐形筒插件(10)的導流作用下，稀溶液(12)沿著所述換熱波紋管(6)管壁形成均勻的液膜；在稀溶液(12)向下流動的過程中，吸收來自于所述燃燒機(1)的熱量，稀溶液(12)中的低沸點水蒸發成為蒸汽，蒸汽沿著所述換熱波紋管(6)向上流動，從布液器(4)的蒸汽出口(2)進入冷凝器中；該稀溶液(12)的濃度逐漸升高，到達底部的溶液槽(8)時已為濃溶液(14)，所述濃溶液(14)從溶液槽(8)的濃溶液出口(9)排出，進入吸收器中。

3.根據權利要求1所述的立式降膜發生器，其特征在于，所述換熱波紋管(6)的面積是A；

設，該立式降膜發生器傳熱的整個過程是對流換熱和輻射換熱的復合換熱形式，則定性溫度t_m為：

式(1)中，t_w是換熱波紋管內發生溫度，t_f是燃燒時空氣溫度；根據定性溫度t_m，在《傳熱學》干空氣的熱物理性質表中查得空氣的物性參數，包括運動粘度υ，導熱系數λ，普朗特數Pr，體積膨脹系數α，則格拉曉夫數Gr為：

式(2)中，g為重力加速度，l為換熱波紋管的長度；計算出格拉曉夫數和Gr普朗特數Pr的乘積；按照豎直壁準則式，壁溫為常數，則努希爾特數Nu為：

Nu＝0.1×(Gr·Pr)^1/3 (3)

則對流換熱系數為h_c：

輻射傳熱系數h_r為：

式(5)中，ε為發射率，C_b為輻射系數，則換熱波紋管外復合換熱傳熱系數為：

h＝h_r+h_c (6)

則換熱波紋管的面積A為：

式(7)中，Q為燃氣產生熱量，ΔT為換熱溫差。

4.根據權利要求3所述的立式降膜發生器，其特征在于，根據所述換熱波紋管(6)長度l和面積A，設計該立式降膜發生器中換熱波紋管(6)的個數和直徑。