CN104634003B - 优选用于机动车辆的吸附式换热器模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吸附式换热器模块，其包括壳体(2)，在该壳体中设有被工作介质流过的吸附式换热器(4)，在所述吸附式换热器模块中，壳体壁部(13)被设计成换热器结构。在惰性热表面的存在要被减少的吸附式换热器模块中，在所述壳体壁部(13)的外侧和/或内侧上热连接至少一个被冷却介质流过的管结构(7，16，17，18)。

Description

优选用于机动车辆的吸附式换热器模块

技术领域

本发明涉及一种吸附式换热器模块。

现有技术

在吸附式热泵中，解吸的吸附蒸汽在释放热量的条件下被冷凝。每次相变需要换热器结构，该换热器结构提供对于相变过程来说必需的温差。由外部影响所决定而具有低温度水平的结构同样可以使工作介质冷凝。如果这些结构是惰性表面，那么在活性表面上冷凝的工作介质以及其冷凝热的量减小。因此，利用过程的效率降低。

WO 2013/011102 A2描述一种吸附模块设计，在该设计中，一方面，设置在共同壳体中的用于传递吸附和解吸热的管束设置在吸附结构上，并且另一方面，设置在共同壳体中的用于传递冷凝和蒸发热的管束设置在相变结构上。在这里，相变结构用于使工作介质蒸汽冷凝，储存冷凝液以及用于在转变成吸附相之后再次蒸发。所选取的吸附模块的长方体形状要求复杂且昂贵的壳体设计来吸收与周围环境的压差。因此，分别用于排出冷凝热以及用于输入冷凝热的壳体部件的热活化在技术上是很难实现的。

在冷的壳体部件上进行所谓的外部冷凝，由此用于后续利用过程的工作介质的量损失了。由于在移动应用场合的行走运行中的振动存在以下危险：已经冷凝的工作介质被滴完或者抖掉并且因此同样对于后续蒸发过程来说也损失了。因此，设备效率降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸附式换热器模块，该吸附式换热器模块在至少保持吸附式换热器模块的效率的条件下简单地实现了用于排出冷凝热的壳体部件的热活化。

一个实施例涉及一种吸附式换热器模块，其包括壳体，在壳体中设有被传热介质流过的吸附式换热器。在这里，壳体的壳体壁部13被设计成另外的换热器结构，其中，在该壳体壁部的外侧和/或内侧上热连接至少一个被冷却介质流过的外套结构。通过这种设计方案，壳体壁部13的热惰性表面被活化，这使由于具有相应工作介质量损失的在惰性表面上的外部冷凝引起的功率和效率损失达到最小。

为了产生尽可能高的热活性冷凝表面比例，热活化外套结构被设计成优选是螺纹状螺旋管。该螺旋结构以优选彼此紧密设置的多个圈沿着壳体形成，由此增加壳体的热活性表面。

有利地，在本发明的第一实施变型中，管结构被设计成多重螺旋结构。作为多重螺旋结构的管结构可以有利地有良好热接触地包围壳体的一部分。在这里，多重螺旋结构可以近似地分布在壳体的全部表面上，由此将壳体壁部升级成热活性表面。

在一种设计方案中，管结构的管轮廓被设计成有角的或者圆形的和/或多流的或单流的。根据所期望的吸附式换热器模块的功率和压力损失要求，可以相应地设计管结构，以确保吸附式换热器模块在用于相应换热器循环的合理的泵送功率下的高效率。

在一种变型中，管结构被设计成多腔室螺旋扁平管。这种多腔室螺旋扁平管在技术上可以简单地实现并且有助于提高吸附式换热器模块的效率，特别是在多腔室螺旋扁平管近似地覆盖壳体壁部的整个内侧或者外侧的情况下。

在第二实施方式中，壳体外套通过冷却涨圈被热活化，该冷却涨圈包围壳体的一部分，特别是壳体的大部分。根据建议，该冷却涨圈由至少一根扁平管构成，该扁平管至少部分包围特别是呈圆柱形的壳体部件的周边。扁平管端部分别通向用于输入和排出在扁平管中流动的传热介质的分配和集流管。有利地，扁平管的带有分配或者集流管的端部区域被实施为使得借助于夹紧元件能够在壳体与冷却涨圈之间施加力锁合。

在一种实施方式中，管结构由导热塑料或者由金属构成。因此，冷却介质与限定工作介质室的壳体壁部13之间的热交换得到优化。

为了确保管结构在壳体上的可靠安装和热连接，管结构力锁合和/或形状锁合和/或材料锁合地与壳体部分13连接。

有利地，管结构通过热接触和/或固定装置定位在壳体壁部13上。因此，冷却和工作介质之间的热交换得到改善并且可靠地防止热损失。

在一种设计方案中，热接触和/或固定装置被设计成导热粘接剂，以确保持久的机械接触。导热粘接剂是成本低廉的接触和固定装置，该装置可简单地操作并且将管结构有利地固定在壳体上。通过使用导热粘接剂，不仅管结构被固定在壳体上，而且工作和冷却介质之间的热交换同时得到改善。

在一种实施方式中，壳体被设计成近似圆柱形。近似圆柱形的壳体形状简化了螺旋结构形式或者涨圈形式的管结构的装配，由此降低装配过程的费用。

其它有利设计方案由下面的附图描述以及由从属权利要求进行了描述。

附图说明

下面借助于附图基于至少一个实施例对本发明进行详细说明。附图中：

图1示出了根据本发明的吸附式换热器模块的第一实施例，

图2示出了根据本发明的吸附式换热器模块的管结构的另一实施例，

图3示出了根据本发明的吸附式换热器模块的管结构的另一实施例，

图4示出了根据本发明的吸附式换热器模块的管结构的另一实施例，

图5示出了根据本发明的吸附式换热器模块的管结构的另一实施例，

图6以立体图示出了另一实施例的视图，以及

图7示出了根据图6的另一实施例的剖视图。

其中：

1 吸附式换热器模块

2 壳体

3 工作介质室

4 吸附式换热器

5 流体接口

6 流体接口

7 外套结构

71 多腔室扁平管

8 冷凝液收集装置

9 冷凝液排出管道

10 止回阀

11 止回阀

12 吸入管道接口

13 壳体壁部

14 冷凝式传热介质入口

15 冷凝式传热介质出口

16 多重螺旋结构

17 螺旋管

18 螺旋管

19 导热粘接剂

具体实施方式

图1示出了吸附式换热器模块1的第一实施例。该吸附式换热器模块1由壳体2构成，该壳体在其内部形成流体密封的工作介质室3。在工作介质室3内设有吸附式换热器4，该吸附式换热器具有流体接口5，6。通过流体接口5，6形成流体导引系统，该流体导引系统与未详细示出的吸附结构处于热接触。通过流体导引系统的至少一个入口5和至少一个出口6，吸附式换热器4可以被变温的工作介质流过并且使吸附结构热循环。通过由此产生的工作介质的解吸和吸附，引起工作介质室3内的压力变化。

在所说明的吸附式换热器模块1中，它的壳体2被用作冷凝表面，因为该壳体连同稳定结构的管结构一起形成可被流体流过的热活化的壳体外套7。该壳体外套具有第二流体导引系统，该流体导引系统通过流过此处的冷却介质在吸附结构的解吸阶段期间吸收在壳体壁部2上产生的冷凝热，由此在解吸阶段期间将工作介质压力限制到冷凝压力。在壳体外套7中循环的冷却介质通过设置在壳体外套7上部的冷凝式传热介质入口14引入并且通过沿对角线设置壳体外套7的相对侧上形成的冷凝式传热介质出口15排出。

热活化的壳体外套7在工作介质室3内在下端部由冷凝液收集装置8限定。该冷凝液收集装置8优选被设计成用于容纳冷凝液的环形通道，该冷凝液在管结构7的内侧上向下流并且被冷凝液收集装置8收集。通过包括止回阀10的冷凝液排出管道9，冷凝液被从吸附式换热器模块1中向外排出。此外，在壳体2上还设有具有第二止回阀11的用于排出工作介质蒸汽的吸入管道接口12，其中，吸入管道接口12定位在管结构7之外。

由图2示出了热活化壳体外套7的一个优选实施例。该壳体外套由管结构71构成，该管结构被实施为多腔室螺旋扁平管形式，该多腔室螺旋扁平管在外部呈螺纹状下降地包围壳体2。多腔室螺旋扁平管由具有矩形横截面的扁平管构成，其中，冷却介质在扁平管内在多个在扁平管内部形成的通道中流动。

多腔室螺旋扁平管71的各个圈在这里紧密地并排设置，从而壳体2的壳体壁部13的大部分被该多腔室螺旋扁平管覆盖，由此形成热活性壳体表面。管结构71可以通过力锁合，形状锁合或者材料锁合与壳体2连接。

为了更加均匀地对壳体壁部13进行调温，在图3中示出了多重螺旋结构16，该多重螺旋结构紧贴在壳体壁部13的内侧上。在这种情况下也通过多重螺旋结构16的紧密并排设置的各个圈实现壳体2的热活性壳体壁部13，其中，构成多重螺旋结构16的管子具有圆形横截面。

图4示出了管结构的另一实施例，在该管结构中，至少两个被设计成多腔室螺旋扁平管的螺旋管17，18交替地围绕壳体2定位。在第一螺旋管17中冷却介质沿一个方向流动，而在第二螺旋管18中冷却介质沿着相反方向被输送。通流方向在这里通过箭头表示。

图5中示出了管结构7的另一种设计方案。被形式为多腔室螺旋扁平管7的换热涨圈呈螺纹状地包围的圆柱形壳体2通过导热粘接剂19固定在壳体2上。因此在壳体壁部13与多腔室螺旋扁平管7之间形成简单但导热良好的连接。

图6和图7示出了本发明的另一实施方式，在该实施方式中，壳体外套100通过冷却涨圈101被热活化，该冷却涨圈包围壳体或者说壳体外套100的一部分。在这里可看到，冷却涨圈101几乎完全包围壳体外套。

冷却涨圈101具有至少一根扁平管102，其中，在图6中示出了三根扁平管102，这些扁平管沿着壳体外套100的纵向相邻设置。在这里，涨圈101的扁平管102至少部分地包围特别是呈圆柱形的壳体或者壳体部件的周边，从而它们基本上紧贴在壳体100的一部分周边上或者基本上紧贴在壳体100的整个周边上。

扁平管102的扁平管端部103分别通向用于在扁平管102中流动的传热介质的输入和排出的分配管104和集流管105。分配和集流管104，105与壳体的水平面垂直地延伸，使得扁平管并排地分别与分配和集流管连接。在分配管104上且在集流管105上分别设有接管106，以便让流体流入或者流出。

有利地，扁平管102的具有分配或者集流管104，105的端部区域103被实施为使得借助于夹紧元件107能够在壳体100与冷却涨圈101之间施加力锁合。

本发明不局限于所描述的管结构。管结构可以具有不同形式。有利地，管结构由导热塑料或者由金属构成。此外，壳体的形状可以具有不同设计。除了所提到的圆柱形形状之外，棱柱形或者圆锥形设计也是可设想的。

Claims (7)

1.吸附式换热器模块，其包括壳体(100)，在所述壳体中设有被工作介质流过的吸附式换热器(4)，在所述吸附式换热器模块中，壳体壁部(13)被设计成换热器结构，其特征在于，在所述壳体壁部(13)的外侧热连接至少一个被冷却介质流过的外套结构(7)，所述外套结构(7)被设计成管结构，所述管结构被形成为具有至少一根扁平管(102)的冷却涨圈(101)，该冷却涨圈(101)在端部区域(103)分别与分配管(104)和集流管(105)流体连接，其中，扁平管(102)的具有分配管(104)或集流管(105)的该端部区域(103)借助于夹紧元件(107)在壳体(100)与冷却涨圈(101)之间施加力锁合。

2.如权利要求1所述的吸附式换热器模块，其特征在于，所述管结构的管轮廓被设计成有角的、圆形的和/或多流的或者单流的。

3.如权利要求1所述的吸附式换热器模块，其特征在于，所述管结构由导热塑料或者由金属构成。

4.如权利要求1所述的吸附式换热器模块，其特征在于，所述管结构通过力锁合和/或形状锁合和/或材料锁合与所述壳体壁部(13)连接。

5.如权利要求1所述的吸附式换热器模块，其特征在于，所述管结构通过热接触和/或固定装置(19)定位在所述壳体壁部(13)上。

6.如权利要求5所述的吸附式换热器模块，其特征在于，所述热接触和/或固定装置是导热粘接剂。

7.如权利要求1所述的吸附式换热器模块，其特征在于，所述壳体(100)被设计成近似圆柱形。