ITTO970777A1 - Apparecchio di condizionamento dell'aria del tipo ad assorbimento raffreddato ad aria con alette di trasferimento termico verticali. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Apparecchio di condizionamento dell'aria del tipo ad assorbimento raffreddato ad aria con alette di trasferimento termico verticali",

TESTO DELLA DESCRIZIONE

CAMPO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione è relativa ad un apparecchio di condizionamento dell'aria del tipo ad assorbimento raffreddato ad aria che è in grado di effettuare operazioni sia di raffreddamento sia di riscaldamento, e comprende una camera di evaporazione-assorbimento combinati che utilizza tubi doppi.

SFONDO DELL'INVENZIONE

Un esempio di un apparecchio di condizionamento dell'aria del tipo ad assorbimento raffreddato ad aria convenzionale è descritto nel brevetto giapponese Hei 6-21743. L'apparecchio descritto in tale brevetto comprende un primo scambiatore di calore ad acqua fredda/calda, un tubo esterno, un primo meccanismo di spruzzo, ed un secondo meccanismo di spruzzo. Il primo scambiatore di calore ad acqua fredda/calda è formato utilizzando una porzione del passaggio di circolazione per l'acqua fredda/calda che diventa il mezzo di controllo della temperatura in un'unità di condizionamento dell'aria ambiente.' Il tubo esterno circonda la circonferenza esterna del passaggio di circolazione ad una certa distanza dalla circonferenza esterna del passaggio di circolazione. Il primo meccanismo di spruzzo spruzza un refrigerante liquido o un liquido ad alta concentrazione sulla superficie esterna del primo scambiatore di calore ad acqua fredda/calda. Il secondo meccanismo di spruzzo spruzza un refrigerante liquido o un liquido ad alta concentrazione sulla superficie interna del tubo esterno. Durante un'operazione di raffreddamento, hanno luogo le seguenti fasi. Il vapore di refrigerante scorre da un rigeneratore a bassa temperatura ad un condensatore, su cui il vapore di refrigerante condensa in un refrigerante liquido. Quindi il refrigerante liquido viene spruzzato sulla superficie esterna del primo scambiatore di calore ad acqua fredda/calda dal primo meccanismo di spruzzo, ed un liquido ad alta concentrazione che si separa sul rigeneratore a bassa temperatura, viene spruzzato sulla superficie interna del tubo interno dal secondo meccanismo di spruzzo. L'evaporazione del refrigerante liquido raffredda l'acqua all’interno del primo scambiatore di calore ad acqua fredda/calda. Il liquido ad alta concentrazione che è spruzzato sulla superficie interna del tubo esterno, assorbe il vapore di refrigerante, generando in tal modo calore. Il calore generato dall’assorbimento del vapore di refrigerante viene tolto dall'aria che scorre sulla superficie esterna del tubo esterno.

Durante un'operazione di riscaldamento, hanno luogo le seguenti fasi. Il vapore di refrigerante, che è separato da un separatore di fase dopo essere stato riscaldato in un rigeneratore ad alta temperatura, scambia calore con l'acqua fredda/calda, che scorre attraverso un secondo scambiatore di calore ad acqua fredda/calda in un riscaldatore. Il secondo scambiatore di calore ad acqua fredda/calda è formato utilizzando una porzione del passaggio di circolazione dell'acqua fredda/calda. Refrigerante liquefatto viene spruzzato sulla superficie interna del tubo esterno del secondo meccanismo di spruzzo. Il liquido ad alta concentrazione che è separato da un separatore di fase dopo essere stato riscaldato dal rigeneratore ad alta temperatura, viene spruzzato sulla superficie esterna del primo scambiatore di calore ad acqua fredda/calda dal primo meccanismo di spruzzo. Il refrigerante liquido assorbe calore dall'aria sulla superficie esterna e sul tubo esterno ed evapora quando viene spruzzato sulla superficie esterna del primo scambiatore di calore ad acqua fredda/calda. Il vapore prodotto dall'evaporazione del refrigerante liquido viene quindi assorbito dal liquido ad alta concentrazione, generando calore che riscalda l'acqua fredda/calda.

Nell'apparecchio di condizionamento dell'aria convenzionale sopra descritto, le alette sono poste in un orientamento orizzontale sul tubo esterno dell'unità di evaporazione-assorbimento. L'acqua dalla condensa o dalla pioggia tende a venire intrappolata tra le alette orizzontali. Per esempio, durante un'operazione di riscaldamento, ha luogo la condensa sulle alette poiché il tubo esterno si raffredda quando il refrigerante liquido sulla superficie interna del tubo esterno evapora. E' probabile che la condensa rimanga tra le alette e in certe condizioni può congelare per formare depositi di ghiaccio. La condensa o i depositi di ghiaccio impediscono all'aria, soffiata da un ventilatore, di trasmettere in modo efficiente calore alle alette. In aggiunta, l'acqua dalla pioggia e dalla condensa tende a corrodere le alette e il tubo esterno, influenzando negativamente l'affidabilità e la durata dell 'apparecchio.

SCOPI ED OGGETTO DELL'INVENZIONE

Uno scopo dell'invenzione è quello di provvedere un apparecchio di condizionamento dell'aria del tipo ad assorbimento che sia più efficiente e durevole di un apparecchio di progetto convenzionale .

Uno scopo più specifico dell'invenzione è quello di provvedere un apparecchio di condizionamento dell'aria in cui la condensa o la pioggia non si accumulino sulle alette di scambio di calore provviste su unità di evaporazioneassorbimento.

Secondo un aspetto dell'invenzione, è previsto un apparecchio di condizionamento dell'aria del tipo ad assorbimento raffreddato ad aria per effettuare operazioni sia di raffreddamento sia di riscaldamento, l'apparecchio comprendendo tubi di circolazione attraverso cui scorre un mezzo termico, il mezzo termico servendo a controllare la temperatura dell'aria ambiente; tubi esterni previsti in modo concentrico e all'esterno di sezioni dei tubi di circolazione per formare camere tra i tubi di circolazione e i tubi esterni, i tubi esterni avendo alette sulle superfici esterne dei tubi esterni, le alette essendo disposte in un orientamento sostanzialmente verticale; e un ventilatore per far circolare l'aria sui tubi esterni; primi meccanismi di spruzzo per distribuire un refrigerante liquido sulle superfici esterne dei tubi di circolazione nelle camere formate tra i tubi di circolazione e i tubi esterni; e secondi meccanismi di spruzzo per distribuire un liquido di assorbimento sulle superfici interne dei tubi esterni delle camere, il liquido dì assorbimento servendo ad assorbire il refrigerante liquido.

Ancora secondo l'invenzione, i primi meccanismi di spruzzo sono preferibilmente posizionati nelle camere al di sopra dei tubi di circolazione che si estendono paralleli ad un asse longitudinale dei tubi di circolazione, e i secondi meccanismi di spruzzo comprendono una coppia di tubi di spruzzo in ciascuna delle camere che si estendono paralleli all'asse longitudinale dei tubi di circolazione, un primo tubo di ogni coppia di tubi di spruzzo essendo disposto al di sopra di un asse centrale del rispettivo tubo di circolazione e su un lato del rispettivo tubo di circolazione, e l'altro tubo della coppia di tubi di spruzzo essendo disposto al di sopra dell'asse centrale del rispettivo tubo di circolazione e su un lato opposto del'rispettivo tubo di circolazione rispetto al primo tubo. Inoltre, preferibilmente, il primo e il secondo tubo di spruzzo di ogni coppia sono disposti vicino a rispettivi lati opposti della superficie interna del rispettivo tubo esterno.

Poiché le alette di scambio di calore previste sui tubi esterni dell'unità di evaporazioneassorbimento 'sono disposti in senso verticale, l'acqua dalla pioggia e dalla condensa viene tolta rapidamente. Pertanto si può sempre effettuare efficacemente il trasferimento di calore alle alette, e si impedisce la corrosione delle alette e dei tubi esterni.

DESCRIZIONE DELLE FIGURE

La Figura 1 è una rappresentazione schematica di un apparecchio di condizionamento dell'aria del tipo ad assorbimento previsto secondo l'invenzione.

La Figura 2 illustra il condensatore e le porzioni a tubo doppio (evaporazione-assorbimento) dell'apparecchio di Figura 2.

La Figura 3 è una vista schematica in sezione trasversale che illustra dettagli del condensatore di Figura 2.

La Figura 4 è una vista isometrica parziale che illustra dettagli delle unità a tubo doppio di Figura 2.

La Figura 5 è una vista in sezione trasversale della soluzione a tubo doppio di Figura 4, effettuata in senso trasversale ad un asse longitudinale del tubo doppio.

La Figura 6 è un’altra vista in sezione trasversale della soluzione a tubo doppio di Figura 4, effettuata lungo l'asse longitudinale del tubo doppio.

La Figura 7 illustra percorsi di flusso di fluido commutabili previsti in relazione all'unità a doppio tubo.

_DESCRIZIONE DELLE FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE Verrà ora descritta, inizialmente con riferimento alla Figura 1, una forma di attuazione di un apparecchio di condizionamento dell'aria del tipo ad assorbimento raffreddato ad aria previsto secondo l'invenzione.

L'apparecchio di condizionamento dell'aria illustrato in Figura 1 comprende un rigeneratore ad alta temperatura 10, un separatore di fase 11 del rigeneratore ad alta temperatura (da qui in avanti chiamato "separatore ad alta temperatura"), un rigeneratore a bassa temperatura 20, un separatore di fase 21 del rigeneratore a bassa temperatura (da qui in avanti chiamato "separatore a bassa temperatura"), un condensatore 30, una sezione a doppio tubo 40 (che opera come unità di evaporazione-assorbimento), ed un ventilatore 50.

Nel rigeneratore ad alta temperatura 10, un bruciatore 1 riscalda una soluzione dì colore acqua di bromuro di litio a bassa concentrazione (da qui in avanti chiamata "liquido a bassa concentrazione"), quando il liquido a bassa concentrazione scorre attraverso uno scambiatore di calore 10a del tipo a tubi ad alette. Il separatore ad alta temperatura 11 separa il liquido a bassa concentrazione riscaldato dal rigeneratore ad alta temperatura 10 in vapore o vapore di refrigerante ed una soluzione di colore acqua di bromuro di litio a media concentrazione (da qui in avanti chiamata "liquido a media concentrazione"). Il rigeneratore a bassa temperatura 20 ri-riscalda il liquido a media concentrazione quando esso scorre all’interno di uno scambiatore di calore 20a del tipo a tubi ad alette utilizzando il vapore o vapore di refrigerante prodotto nel separatore ad alta temperatura 11. Il separatore a bassa temperatura 21 separa il liquido a media concentrazione riscaldato dal rigeneratore a bassa temperatura 20 in vapore o vapore di refrigerante ed una soluzione di colore acqua di bromuro di litio ad alta concentrazione (da qui in avanti chiamata "liquido ad alta concentrazione").

Il condensatore 30 raffredda e liquefa il vapore o vapore di refrigerante prodotto nel separatore a bassa temperatura 21. Il ventilatore 50 dirige l'aria verso il condensatore 30 e la sezione a doppio tubo 40. Inoltre, il condensatore 30, la sezione a doppio tubo 40 e il ventilatore 50 sono contenuti in una custodia 51 nell'ordine indicato in questa frase. La custodia 51 contiene sfiati 51a e 51b posti rispettivamente adiacenti al condensatore 30 e al ventilatore 50.

Come si vede dalla Figura 2, il condensatore 30 e la sezione a doppio tubo 40 sono rispettivamente dotati di alette 31 e 41 poste sulla superficie esterna del condensatore e della sezione a doppio tubo. Le alette sono previste per migliorare l'efficienza con cui il condensatore 30 e la sezione a doppio tubo 40 sono raffreddati dall'aria diretta verso il condensatore e la sezione a doppio tubo dal ventilatore 50. Le alette 31 e 41 sono poste in un orientamento verticale. Le alette sono alloggiate nella custodia 51 in maniera stagna cosicché tutta l'aria diretta dal ventilatore 50 scorre sulle alette.

Quando il ventilatore 50 dirige l'aria nella direzione indicata dalla freccia A in Figura 1, l'aria viene introdotta nella custodia 51 dall'esterno della custodia 51 attraverso gli sfiati 51b. L'aria aspirata nella custodia 51 dal ventilatore 50 passa sulle alette 41.e 31 e quindi esce dalla custodia 51 attraverso gli sfiati 51a.

D'altra parte, quando il ventilatore 50 dirige il flusso di aria nella direzione indicata dalla freccia B, l'aria viene introdotta nella custodia 51 dall'esterno della custodia tramite gli sfiati 51a. In questa situazione, l'aria aspirata nella custodia 51 dal ventilatore 50 passa sopra le alette 31 e 41 ed esce quindi dalla custodia 51 attraverso gli sfiati 51b.

Con riferimento di nuovo alla Figura 2, l'apparecchio previsto secondo l'invenzione comprende un tubo per l'acqua 80. L'acqua che circola attraverso il tubo per l'acqua 80 raffredda o riscalda l'aria in un'unità ambiente, che non è illustrata. L'unità ambiente effettua operazioni di raffreddamento e riscaldamento facendo circolare l'aria che è stata regolata come temperatura dall'acqua che circola nel tubo per l'acqua 80. Il tubo per l'acqua 80 si dirama in una pluralità di tubi <'>paralleli 81, come illustrato in Figura 2, e ì tubi paralleli 81 passano attraverso la sezione a doppio tubo 40 prima di fondersi insieme sul lato opposto della sezione a doppio tubo 40. Il condensatore 30 comprende tubi di condensazione 32 in cui il vapore o vapore di refrigerante viene raffreddato e liquefatto quando passa attraverso i tubi 32. Come si vede dalla Figura 3, i tubi di condensazione 32 si inclinano verso il basso nella direzione di circolazione del vapore/vapore di refrigerante/acqua/refrigerante, cosicché l'acqua e il refrigerante prodotti dalla condensazione scorrono in modo uniforme verso un'uscita del condensatore 30.

Verranno ora descritti i dettagli della sezione a doppio tubo 40 con riferimento alla Figura 4, che illustra una delle unità a doppio tubo 42 che compongono la sezione a doppio tubo 40. In Figura 4 sono illustrate anche le alette 41 associate a ciascuna delle unità a doppio tubo 42. Come si vede dalla Figura 4, ciascuna delle unità a doppio tubo 42 comprende uno dei tubi paralleli 81 sopra citati, così come un corrispondente tubo esterno 43. I tubi esterni 43 sono formati ciascuno in modo concentrico intorno alla circonferenza esterna del corrispondente tubo parallelo 81. Camere di evaporazione-assorbimento 44 sono formate tra i tubi paralleli 81 e i tubi esterni 43. Ciascuna delle camere di evaporazione-assorbimento 44 comprende un primo tubo di spruzzo 71 e due secondi tubi di spruzzo 72. Il primo tubo di spruzzo 71 corre lungo la superficie esterna del tubo parallelo 81, parallelo all'asse longitudinale del tubo parallelo 81 e immediatamente al di sopra del tubo parallelo 81. Anche i due secondi tubi di spruzzo 72 sono disposti in parallelo all'asse longitudinale del tubo parallelo 81 e sono posizionati adiacenti alla superficie interna del tubo esterno 43. Uno dei due tubi di spruzzo 72 si sposta su un lato del tubo 43, e l'altro dei tubi 72 si sposta sul lato opposto del tubo 43. Entrambi i tubi 72 sono posizionati leggermente al di sopra dell'asse centrale del tubo parallelo 81 (come si vede meglio dalla Figura 5).

Il primo tubo dì spruzzo 71 ha fori di spruzzo 71a sulla sua superficie inferiore, e distribuisce acqua oppure il liquido ad alta concentrazione sulla superficie esterna del tubo parallelo 81 tramite i fori di spruzzo 71a. I secondi tubi di spruzzo 72 hanno fori di spruzzo 72a che sono posti di fronte alla superficie interna del tubo esterno 43. I secondi tubi di spruzzo 72 distribuiscono acqua oppure un liquido ad alta concentrazione sulla superficie interna del tubo esterno 43. La superficie interna dei tubi esterni 43 è dotata di una speciale struttura di trattamento superficiale quale scanalature molto fini oppure una maglia. A causa di questa struttura superficiale sulla superficie interna dei tubi 43, l'acqua o il liquido ad alta concentrazione non solo scorre verso il basso sulla superficie interna dei tubi 43, ma si diffonde anche verso l'alto lungo la superficie interna dei tubi esterni 43 a causa della tensione superficiale nell'acqua o nel liquido ad alta concentrazione.

Come illustrato in Figura 6, il primo tubo di spruzzo 71 ha una pluralità di fori di spruzzo 71a distanziati sulla lunghezza dei primi tubi di spruzzo 71 cosicché l'acqua o il liquido ad alta concentrazione si distribuisce lungo l'intera lunghezza della camera di evaporazione-assorbimento 44. Analogamente, i secondi tubi di spruzzo 72 hanno i loro fori 72a distanziati sulla lunghezza dei tubi 72 cosicché l'acqua o il liquido ad alta concentrazione si distribuisce sulla superficie interna del tubo 43 lungo l'intera lunghezza della camera di evaporazione-assorbimento 44. Inoltre, ciascuna delle unità a doppio tubo 42 si inclina verso il basso cosicché il tubo ad alta concentrazione scorre uniformemente dopo essersi accumulato sul fondo della camera di evaporazioneassorbimento 44. Ciò consente un uso efficace dell'area di superficie interna dei tubi esterni 43.

Con riferimento ancora una volta alla Figura 1, una pompa di circolazione 46 è prevista in un passaggio 45 di circolazione del liquido che connette l'uscita delle camere- di evaporazioneassorbimento 44 all'ingresso del generatore ad alta temperatura 10. La pompa di circolazione 46 fa circolare il liquido a bassa concentrazione dalle camere di evaporazione-assorbimento 44 al rigeneratore ad alta temperatura 10. Uno scambiatore di calore a bassa temperatura 47 ed uno scambiatore di calore ad alta temperatura 48 sono inoltre previsti sul passaggio 45 di circolazione del liquido tra le camere di evaporazioneassorbimento 44 e il rigeneratore ad alta temperatura 10. Lo scambiatore di calore a bassa temperatura 47 consente di scambiare calore tra un liquido ad alta concentrazione prodotto nel separatore a bassa temperatura 21 e il liquido a bassa concentrazione che scorre verso il rigeneratore ad alta temperatura 10. Analogamente, lo scambiatore di calore ad alta temperatura 48 consente lo scambio di calore tra il liquido a media concentrazione prodotto dal separatore ad alta temperatura 11 e il liquido a bassa concentrazione che scorre verso il rigeneratore ad alta temperatura 10.

La Figura 7 illustra come un passaggio 61 per l'acqua o il refrigerante lìquido e un passaggio 62 per il liquido ad alta concentrazione sono connessi a ciascuna delle unità a doppio tubo 42 della sezione a doppio tubo 40. Il passaggio 61 per l'acqua o il refrigerante liquido connette l'uscita del condensatore 30 all'ingresso delle camere di evaporazione-assorbimento 44. Il passaggio 62 del liquido ad alta concentrazione connette l'uscita dello scambiatore di calore a bassa temperatura 47 all'ingresso delle camere di evaporazioneassorbimento 44. Dopo essersi rispettivamente diramato in due passaggi, il passaggio 61 per l'acqua o il refrigerante liquido e il passaggio 62 per il liquido ad alta concentrazione sono entrambi connessi alle camere di evaporazione-assorbimento 44 attraverso una prima valvola 63 a tre vie ed una seconda valvola 64 a tre vie. La prima valvola 63 a tre vie è connessa a ingressi dei primi tubi di spruzzo 71 delle unità a doppio tubo 42. Quando la valvola 63 a tre vie si trova in una prima posizione, si consente al liquido di scorrere dal passaggio 61 nella maniera indicata dalla freccia a cosicché i primi tubi di spruzzo 71 distribuiscono l'acqua e il refrigerante liquido sulla superficie esterna dei tubi paralleli 81. Quando la prima valvola 63 a tre vie si trova in una condizione tale da permettere il flusso di fluido come indicato dalla freccia b, i primi tubi di spruzzo 71 distribuiscono il liquido ad alta concentrazione sulla superficie esterna dei tubi paralleli 81.

La seconda valvola 64 a tre vie è connessa agli ingressi dei secondi tubi di spruzzo 72 delle unità a doppio tubo 42. Quando la seconda valvola 64 a tre vie si trova in una posizione tale da permettere il flusso di fluido come indicato dalla freccia c, i secondi tubi di spruzzo 72 distribuiscono il liquido ad alta concentrazione sulla superficie interna dei tubi esterni 43. Quando la seconda valvola 64 a tre vie si trova in una posizione tale da permettere il flusso di fluido come indicato dalla freccia d, i secondi tubi di spruzzo 72 distribuiscono l'acqua e il refrigerante liquido sulla superficie interna dei tubi esterni 43.

Verrà ora spiegato il funzionamento dell'apparecchio di condizionamento dell'aria del tubo ad assorbimento raffreddato ad aria in un modo di raffreddamento. Durante operazioni di raffreddamento, la prima valvola 63 a tre vie è posizionata in modo da permettere il flusso di fluido come indicato dalla freccia a, e la seconda valvola 64 a tre vie è posizionata in modo da permettere il flusso di fluido come indicato dalla freccia c. Il ventilatore 50 (Figura 1) dirige un flusso d'aria nella direzione dalla sezione a doppio tubo 40 al condensatore 30 (come indicato dalla freccia A) per raffreddare la sezione a doppio tubo 40 e il condensatore 30. Il bruciatore 1 riscalda il liquido a bassa concentrazione che scorre attraverso lo scambiatore di calore 10a del tipo a tubi ad alette del rigeneratore ad alta temperatura per generare vapore o vapore di refrigerante. Il separatore ad alta temperatura 11 separa il liquido a bassa concentrazione in vapore o vapore di refrigerante ed un liquido a media concentrazione. Il liquido a media concentrazione scorre nel rigeneratore a bassa temperatura 20 dopo che la sua temperatura si è ridotta sullo scambiatore di calore ad alta temperatura 48: Il liquido a concentrazione medio-alta viene quindi ri-riscaldato dal vapore o dal vapore di refrigerante prodotto nel separatore ad alta temperatura 11 quando il liquido a media concentrazione scorre attraverso lo scambiatore di calore 20a del tipo a tubi ad alette. Il liquido a media concentrazione si separa quindi in vapore o vapore di refrigerante e il liquido ad alta concentrazione nel separatore a bassa temperatura 21. Dopo che la temperatura del liquido ad alta concentrazione si riduce nello scambiatore di calore a bassa temperatura 47, il liquido ad alta concentrazione viene distribuito sulla superficie interna dei tubi esterni 43. Il vapore o vapore di refrigerante viene raffreddato e condensato sul condensatore 30 per formare acqua o refrigerante liquido. L'acqua o il refrigerante liquido viene quindi distribuito sulla superficie esterna dei tubi paralleli 81 nelle camere di evaporazioneassorbimento 44. Poiché la pressione nelle camere di evaporazione-assorbimento è bassa, l'acqua e il refrigerante liquido distribuito evapora per eliminare calore dall'acqua che circola nei tubi paralleli 81, raffreddando in tal modo l'acqua nei tubi 81. L'unità ambiente (non illustrata) effettua una operazione di raffreddamento utilizzando l'acqua raffreddata che circola nel tubo per l'acqua 80.

L'acqua o il refrigerante liquido che evapora nelle camere di evaporazione-assorbimento viene immediatamente assorbito dal liquido ad alta concentrazione, liberando in tal modo calore sulla superficie interna dei tubi esterni 43. Il calore liberato viene tolto dai tubi 43 dall'aria guidata dal ventilatore 50.

Assorbendo l'acqua o il refrigerante liquido evaporato, il liquido ad alta concentrazione diventa un liquido a bassa concentrazione. La pompa di circolazione 46 fa circolare il liquido a bassa concentrazione verso il generatore ad alta temperatura 10 tramite lo scambiatore di calore a bassa temperatura 47 e lo scambiatore di calore ad alta temperatura 48. Il liquido a bassa concentrazione viene successivamente riscaldato quando passa attraverso lo scambiatore di calore a bassa temperatura 47 e lo scambiatore di calore ad alta temperatura 48, sulla strada verso il rigeneratore ad alta temperatura 10.

Verrà ora spiegato il funzionamento dell'apparecchio di condizionamento dell'aria in un modo riscaldamento. Durante operazioni di riscaldamento, la prima valvola 63 a tre vie è posizionata in modo da permettere un .flusso di fluido come indicato dalla freccia b, e la seconda valvola 64 a tre vie è posizionata in modo da permettere il flusso di fluido come indicato dalla freccia d. Il ventilatore 50 opera in direzione opposta a quella dell'operazione di raffreddamento, cosicché l'aria guidata dal ventilatore 50 scorre nella direzione indicata dalla freccia B dal condensatore 30 ai tubi 43.

L'acqua o il refrigerante liquido dal condensatore 30 si distribuisce sulla superficie interna dei tubi 43 nelle camere di evaporazioneassorbimento 44, dove l'acqua o il refrigerante liquido evapora perchè la pressione nelle camere di evaporazione-assorbimento è bassa. Il processo di evaporazione rimuove calore dai tubi esterni 43 cosicché i tubi esterni 43 vengono raffreddati. Si impedisce che i tubi esterni 43 si raffreddino eccessivamente poiché il calore generatore dal condensatore 30 si trasferisce sui tubi 43 tramite il flusso d'aria causato dal ventilatore 50 dell'aria. Quando l'aria calda dal condensatore 30 viene raffreddata sulle alette 41 sui tubi 43, tende a formarsi condensa sulle alette 41. Tuttavia, la condensa viene eliminata rapidamente poiché le alette 41 sono orientate in verticale.

Il vapore d'acqua o il vapore di refrigerante nelle camere di evaporazione-assorbimento 44 viene immediatamente assorbito dal liquido ad alta concentrazione sulla superficie esterna dei tubi paralleli 81. Il processo di assorbimento genera calore che riscalda l'acqua che circola nei tubi paralleli 81. L'unità ambiente effettua un'operazione di riscaldamento utilizzando l'acqua calda che circola nel tubo per l’acqua 80.

L'apparecchio di condizionamento dell'aria del tipo ad assorbimento raffreddato ad aria della presente invenzione ha i seguenti vantaggi. Le alette 31 e 41 sul condensatore 30 e la sezione a doppio tubo 40 sono orientati verticalmente cosicché si impedisce che l'acqua dalla pioggia e dalla condensa si accumuli tra le alette. Di conseguenza, il calore viene sempre trasferito in modo efficace sulle alette e si impedisce la corrosione, il che migliora l'affidabilità dell 'apparecchio.

I primi tubi di spruzzo 71 sono posizionati al di sopra e assai vicino ai tubi paralleli 81 e distribuiscono acqua o liquido ad alta concentrazione per l'intera lunghezza dei tubi paralleli 81. Pertanto, sostanzialmente l'intera superficie esterna dei tubi paralleli 81 viene utilizzata per operazioni di raffreddamento e riscaldamento.

Inoltre, i secondi tubi di spruzzo 72 sono posizionati sull'asse centrale del tubo esterno 43 e su lati opposti della superficie interna del tubo esterno 43, e distribuiscono acqua o liquido ad alta concentrazione per l'intera lunghezza del tubo esterno 43. Di conseguenza, si usa efficacemente per operazioni di raffreddamento e riscaldamento più di metà della superficie interna dei tubi esterni 43. Come risultato, la capacità di condizionamento dell'aria dell'apparecchio è assai elevata .

L'efficienza e la capacità operativa delle camere di evaporazione-assorbimento vengono ulteriormente aumentate dallo speciale trattamento superficiale sulla superficie interna dei tubi esterni 43, che consente all'acqua o al liquido ad alta concentrazione distribuito dai secondi tubi di spruzzo 72 di allargarsi verso l'alto lungo la superficie interna dei tubi esterni 43. In aggiunta, l'inclinazione verso il basso del doppio tubo 42 riduce la quantità di liquido a bassa concentrazione accumulato nelle camere di evaporazione-assorbimento 44 il che tende anch'esso a permettere di utilizzare una notevole proporzione della superficie interna dei tubi esterni 43 per operazioni di raffreddamento e riscaldamento. Così, anche le sezioni della superficie interna dei tubi esterni 43 dove l'acqua o il liquido ad alta concentrazione non si distribuisce contribuiscono al processo di trasferimento di calore per operazioni di raffreddamento e riscaldamento dato che le sezioni dei tubi 43 sono raffreddate o riscaldate dal flusso di aria guidata dal ventilatore 50. Queste caratteristiche delle camere di evaporazioneassorbimento 44 consentono una elevata efficienza.

Durante le operazioni di raffreddamento, si fornisce priorità al raffreddamento dei tubi esterni 43 per il fatto che il ventilatore 50 dirige il flusso d'aria dapprima verso "la sezione doppia 40 e quindi verso il condensatore 30. D'altra parte, durante operazioni di riscaldamento, si impedisce che i tubi esterni 43 si raffreddino eccessivamente e ghiaccino tramite il calore generato sul condensatore 30 e trasferito sui tubi esterni 43 da un flusso d'aria diretto dal ventilatore 50 dal condensatore 30 alla sezione a doppio tubo 40.

Le alette 31 e 41 previste sul condensatore 30 e la sezione a doppio tubo 40 sono alloggiati all'interno della custodia 51 in maniera ermetica cosicché l'aria diretta dal ventilatore 50 scorre sulle alette 31 e 41. Di conseguenza, anche quando il ventilatore varia la direzione del flusso d'aria come richiesto per operazioni di riscaldamento, tutta l'aria esterna introdotta attraverso gli sfiati 51a scorre dalle alette 31 del condensatore 30 alle alette 41 della sezione a doppio tubo 40. Ciò fornisce un'efficienza eccellente nelle operazioni di riscaldamento.

In aggiunta, l'apparecchio presenta un progetto semplice, in cui i costi si riducono tramite la commutazione tra operazioni di riscaldamento e raffreddamento invertendo la direzione di rotazione del ventilatore 50. Anche il progetto delle camere di evaporazione-assorbimento 44 è semplice, per il fatto che le camere sono fermate tra i tubi paralleli 81 e i tubi esterni 43, cosicché la struttura nella sua globalità è di costruzione semplice, e l'intero apparecchio è relativamente piccolo, leggero e poco costoso da produrre .

L'evaporazione dell'acqua o del refrigerante liquido, e l'assorbimento del vapore risultante nel liquido ad alta concentrazione, hanno luogo uniformemente tra superfici contrapposte all'interno delle camere di evaporazioneassorbimento 44. In aggiunta, i tubi paralleli 81 sono raffreddati o riscaldati sostanzialmente sull'intera circonferenza dei tubi. Entrambe queste caratteristiche di progetto comportano un'elevata efficienza operativa. Inoltre, sono previste in modo indipendente camere separate e multiple di evaporazione-assorbimento 44, cosicché si può diminuire il volume di ogni camera, e si riduce lo spessore di parete richiesto per sopportare la bassa pressione all'interno delle camere.

L'apparecchio di condizionamento dell'aria qui descritto utilizza scambiatori di calore del tipo a tubi ad alette nei rigeneratori ad alta e bassa temperatura invece della struttura convenzionale del tipo a caldaia, cosicché l'apparecchio richiede una quantità minore di soluzione di refrigerante liquido-mezzo di assorbimento rispetto ad un apparecchio convenzionale. Pertanto, si può riscaldare la soluzione del mezzo di assorbimento più rapidamente che in un apparecchio convenzionale, e il presente apparecchio comincia a funzionare più rapidamente. Inoltre, il peso globale dell'apparecchio risulta ridotto. Inoltre, gli scambiatori di calore del tipo ad alette forniscono un riscaldamento efficiente dei liquidi.

Entrambi i separatori ad alta e bassa temperatura 10a e 20a nei rigeneratori ad alta e bassa temperatura sono formati in modo da avere strutture identiche cosicché si può ridurre il costo di produzione dell'apparecchio.

Nella forma di attuazione sopra descritta, si utilizza un ciclo di assorbimento a doppio effetto, ma è previsto anche l'utilizzo di un ciclo di assorbimento a singolo effetto. I rigeneratori possono essere formati anche con una struttura a caldaia di immagazzinaggio di liquido.

La forma del tubo doppio concentrico non è limitata a cilindri aventi sezioni trasversali circolari. Per esempio, si possono utilizzare tubi concentrici aventi sezioni trasversali poligonali. In aggiunta, si possono utilizzare altri refrigeranti e mezzi di assorbimento rispetto all'acqua e al bromuro di litio.

Si possono introdurre varie modifiche alle forme di attuazioni precedenti senza discostarsi dall'invenzione. Le forme di attuazione particolarmente preferite sono così previste in senso illustrativo e non limitativo. Il vero spirito e campo di protezione dell'invenzione è evidenziato nelle seguenti rivendicazioni.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. - Apparecchio di condizionamento dell'aria del tipo ad assorbimento raffreddato ad-aria per effettuare operazioni sia di raffreddamento sia di riscaldamento, l'apparecchio comprendendo: tubi di circolazione attraverso cui scorre un mezzo termico, detto mezzo termico per controllare la temperatura dell'aria ambiente; tubi esterni previsti in modo concentrico e al di fuori di sezioni di detti tubi di circolazione per formare camere tra detti tubi di circolazione e detti tubi esterni aventi alette su superfici esterne di detti tubi esterni, dette alette essendo disposte in un orientamento sostanzialmente verticale; un ventilatore per soffiare aria su detti tubi esterni ; primi meccanismi di spruzzo per distribuire un refrigerante liquido su superfici esterne di detti tubi di circolazione nelle camere formate tra detti tubi di circolazione e detti tubi esterni; e secondi meccanismi di spruzzo per distribuire un liquido di assorbimento sulle superfici interne di detti tubi esterni in' dette camere, detto liquido di assorbimento per assorbire detto refrigerante liquido. 2. - Apparecchio di condizionamento dell'aria secondo la rivendicazione 1, in cui: detti primi meccanismi di spruzzo sono posizionati in dette camere al di sopra di detti tubi di circolazione e che si estendono in parallelo ad un asse longitudinale di detti tubi di circolazione'; e detti secondi meccanismi di spruzzo comprendono una coppia di tubi di spruzzo in ciascuna di dette camere che si estendono paralleli a detto asse longitudinale di detti tubi di circolazione, un primo tubo di ogni coppia di tubi di spruzzo disposto al di sopra di un asse centrale del rispettivo tubo di circolazione e su un lato del rispettivo tubo di circolazione e l'altro tubo di ciascuna di dette coppie di tubi di spruzzo disposte al di sopra di detto asse centrale del rispettivo tubo di circolazione e su un lato opposto del rispettivo tubo di circolazione rispetto a detto primo tubo. 3. - Apparecchio di condizionamento dell'aria secondo la rivendicazione 2, in cui detti primo e secondo tubo di spruzzo sono disposti vicino a rispettivi lati opposti della superficie interna del rispettivo tubo esterno. 4. - Apparecchio di condizionamento dell'aria del tipo ad assorbimento raffreddato ad aria per effettuare operazioni sia di raffreddamento, sia di riscaldamento, l'apparecchio comprendendo: tubi di circolazione attraverso cui scorre un mezzo termico, detto mezzo termico per controllare la temperatura dell'aria ambiente; tubi esterni previsti in modo concentrico e al di fuori di sezioni di detti tubi di circolazione per formare camere tra detti tubi di circolazione e detti tubi esterni; un ventilatore per soffiare aria su detti tubi esterni; primi meccanismi di spruzzo per distribuire un refrigerante liquido su superfici esterne di detti tubi di circolazione nelle camere formate tra detti tubi di circolazione e detti tubi esterni; e secondi meccanismi di spruzzo per distribuire un liquido di assorbimento su superfici interne di detti tubi esterni e dette camere, detto liquido di assorbimento per assorbire detto refrigerante liquido; detti primi meccanismi di spruzzo essendo posizionati in dette camere al di sopra di detti tubi di circolazione e che si estendono paralleli ad un asse longitudinale dei tubi di circolazione; e detti secondi meccanismi di spruzzo comprendendo una coppia di tubi di spruzzo in ciascuna di dette camere che si estendono paralleli a detto asse longitudinale dei tubi di circolazione, un primo tubo di ogni coppia di tubi di spruzzo disposto al di sopra di un asse centrale del rispettivo tubo di circolazione e su un lato del rispettivo tubo di circolazione, e l'altro tubo di ciascuna di dette coppie di tubi di spruzzo disposto al di sopra di detto asse centrale del rispettivo tubo di circolazione e su un lato opposto del rispettivo tubo di circolazione rispetto a detto primo tubo. 5. - Apparecchio di condizionamento dell'aria secondo la rivendicazione 4, in cui detti primo e secondo tubo di spruzzo sono disposti vicino a rispettivi lati opposti della superficie interna del rispettivo tubo esterno.