一種吸收系統的控制方法
2023-09-17 02:43:45 4
專利名稱：一種吸收系統的控制方法
技術領域：
本發明涉及一種吸收系統的控制方法，特別涉及將熱源流體(例如高溫高壓水蒸汽)送入用於在吸收系統中的蒸發-分離製冷劑再生器中時控制熱量輸入的方法。
在一個靠管路將再生器、冷凝器、蒸發器和吸收器互相連接起來形成製冷循環的吸收系統中，執行所謂的慢開啟控制，這種慢開啟控制使與再生器相連的熱源流體輸入管上的控制閥如圖6所示慢慢地開啟並大約持續10分鐘，因此在使用高溫高壓水蒸汽作為再生器的熱源時，起動時水蒸汽不過量地進入冷卻容器。
然而，在起動時採用傳統控制方法的情況下，因為存在由控制閥特性產生的調節幅度變化範圍和由固定幅度而產生的起始操作延遲，所以系統在起始時有損耗。而且，還存在一個問題，即在控制閥完全打開後，由於系統溫度和溶液溫度較低，過量的水蒸汽進入設備側的鍋爐而影響鍋爐，這一點是要解決的問題。
為了解決已有技術的上述問題，本發明提出了控制用管路將再生器、冷凝器、蒸發器和吸收器互相連接起來形成一個製冷循環吸收系統的一種方法；該方法包括以一個執行慢開啟的控制步驟、通過該步驟系統以一個預定的速度開啟與再生器相連的熱源流體輸送管上的控制閥，以便在起始時限制熱輸入量；其中，初始時迅速地打開控制閥並達到一個預定的開度，然後再以一個預定的速度打開控制閥。
並且，為了解決上述問題，本發明還提出了具有用管路將再生器、冷凝器、蒸發器和吸收器互相連接起來形成一個製冷循環吸收系統的一種方法；該方法包括一個執行慢開啟的控制步驟，通過該步驟系統以一個預定的速度開啟與再生器相連的熱源流體輸送管上的控制閥，以便在起始時限制熱輸入量；其中，將控制並固定在一個開度上，該開度使熱源流體的流動不超過起始時將閥送入再生器的正常狀態流量的100％，然後繼續打開控制閥，以便不降低熱源流體的流量。
並且，為了解決上述問題，本發明還提出了具有用管路將再生器、冷凝器、蒸發器和吸收器互相連接起來形成一個製冷循環吸收系統的一種方法；該方法包括一個執行慢開啟的控制步驟，通過該步驟系統以一個預定的速度開啟與再生器相連的熱源流體輸送管上的控制閥，以便在起始時限制熱輸入量；其中，起始時將控制閥迅速地打開並達到一個預定的值，維持該預定的開度直到再生器的溫度達到一個預定值，在再生器溫度超過此預定值後，以一個預定的速度繼續開啟控制閥。此外，可以根據再生器的溫度設定所述的預定速度。
而且，本發明還提出了控制如前所述吸收系統的一種方法，其中，當冷卻水的溫度下降時，可以根據進入吸收器和冷凝器的冷卻水的溫度減小控制閥的開啟速度。
此外，本發明還提出了控制如前所述吸收器系統的一種方法，其中，可以根據從由蒸發器冷卻的並由此蒸發器抽出的熱工作流體溫度得出的開度和從再生器溫度得出的開度中間較小的一個開度來控制與再生器相連的熱源流體輸送管上的控制閥。
根據如上所述的發明，因為在熱源流體輸送管上設置了控制閥使該閥迅速地打開到一個預定的開度，然後再以一個預定的速度繼續開啟；因此，在起始時沒有損耗， 在迅速輸送熱源流體的同時防止了過衝量的產生，並且能夠避免熱源流體過量流動。
而且，因為設置了控制閥，使該閥固定到一個恰當的開度上，因此，在此開度下的熱源流體的流動不超過起始時將其送入再生器的額定流量的100％，並且緩慢開啟，從而避免了熱源流體流量的降低。當再生器的溫度較低時，熱源流體不過量地流入再生器，且即使再生器溫度升高時也可避免由於降低待送入再生器的熱源體流量的所引起的任何問題。
並且，因為設置控制閥，使該閥迅速打開到一個預定的開度，維持此開度直到再生器的溫度達到一個預定值，在再生器的溫度超過此預定值後，以一個預定的速度繼續開啟該閥，或者根據再生器的溫度以一個預定的速度繼續開啟該閥；因此，起始時沒有損耗，在迅速地輸送熱源流體的同時防止了過衝量的產生，並且避免了過量地供應熱源流體。
並且，儘管在待送入吸收器和冷凝器的冷卻水的溫度下降時，冷凝器中製冷劑的冷凝仍被加速，並由此加速了再生器中製冷劑的蒸發-分離，而且易於使製冷劑蒸發，因為設置了控制閥，所以能夠更準確地控制閥的開度，以便於在冷卻水溫度下降時減小開啟速度。
此外，因為在和再生器相連的熱源流體輸送管上設置了控制閥，因此可以根據從由蒸發器冷卻的並由此蒸發器抽出的熱工作流體溫度得出的開度和再生器溫度得出的開度中的較小的一個開度來控制該閥門，這樣在減小熱源流體消耗的同時，能夠使冷卻水以一個預定的溫度流出蒸發器，並且這是有益的。
圖1是表示本發明控制熱源流體控制閥的方法的圖表；圖2是表示本發明另一種控制熱源流體控制閥的方法的圖表；圖3是表示本發明又一種控制熱源流體控制閥的方法的圖表；圖4是表示設定一個相關係數k的方法的圖表；圖5是表示本發明的一個實施例的結構圖；圖6是已有技術的圖表。
下面將參照附圖更詳細地描述本發明的實施例。
圖5是用水作製冷劑和溴化鋰(LiBr)溶液作吸收劑(溶液)的一種吸收系統的示意流程圖。在圖5中，標號1指示一個高溫再生器，並且一個輸送熱源流體(如高溫高壓水蒸汽)的熱源流體輸送管2穿過上述再生器的內部，在該再生器中，通過加熱稀釋的溶液產生製冷劑蒸氣以便將溶液冷凝成一種中間溶液。標號3指示一個用製冷劑蒸氣加熱中間溶液使中間溶液轉化為冷凝溶液的低溫再生器，標號4指示一個用來冷卻和冷凝來自低溫再生器的製冷劑蒸氣的冷凝器，標號5指示一個通過製冷劑分配器6來噴灑和滴落製冷劑使製冷劑蒸發的蒸發器，標號7指示使從低溫再生器3送入其內的冷凝溶液吸收從蒸發器送入其內以保持其內部壓力較低的製冷劑的一個吸收器，標號8指示一個低溫換熱器，而標號9指示一個高溫換熱器。上述這些裝置由中間溶液管10、冷凝溶液管11、帶有一個吸收劑泵12的稀釋溶液管13、製冷劑回流管14、製冷劑15和帶有一個製冷劑泵16的製冷劑循環管17連接起來形成一個製冷劑和吸收劑的主要循環過程。此外，如圖5所示，一個熱回收系統18也通過一些管路與之連接起來，在這個系統中，由於製冷劑例如冷水的蒸發潛熱使熱的工作流體冷卻，該工作流體可以靠穿過位於蒸發器5中的傳熱管20的壁的一個冷水管21周期地被送入作為冷凍負荷的一個預定的室內熱交換器(未示出)中。除此之外，標號22指示一個穿過吸收器7和冷凝器4內部的冷卻水管。上述結構都已公開，為已知的技術。
標號30指示用在具有上述結構的吸收系統中的一個控制器。該控制器具有執行慢開啟控制的功能和容積控制的功能；慢開啟控制功能是當高溫再生器1的溫度還未充分升高時，根據由位於高溫再生器1上的溫度傳感器31測定的系統啟動時的溶液溫度T1，以慢開啟的方式將一個控制閥36慢慢地打開；而容積控制是通過控制位於溶液流體輸送管2上的控制閥36的開度來控制送入高溫再生器1中的高溫高壓水蒸汽的流量，這樣由位於蒸發器5出口冷卻水管21上的溫度傳感器32測定的蒸發器5出口的溫度T2可保持在一個預定值，如7℃。相對於慢開啟控制，容積控制優先進行。
具體地說，在一個存儲器(未示出)中存儲了啟動吸收系統時控制閥36的開度與系統啟動後經過的時間之間的關係，該關係如圖1中的實線所示，並且靠控制器30向電機37適當地輸出預定的一些步驟來控制控制閥36開度，這樣控制閥36隨著時間的延續慢慢開啟。
因此，在打開開關(未示出)時，通過由控制器30控制的電機37來控制閥36的開度，首先使開度迅速地增加到20％，然後，開度以50％/分的開啟速度增加控制閥36的開度使其達到70％。接下來，當閥的開度超過70％時，控制閥36以7％/分的開啟速度慢慢地繼續開啟直到開度為100％。這樣，如圖1中的虛線所示，高溫高壓水蒸汽被迅速地送入高溫再生器1，但是，不產生由過衝量引起的將水蒸汽過量地送入再生器中而出現的任何問題。
此外，如上所述，由於控制器30相對慢開啟控制來說優先進行容積控制，所以，在慢開啟控制期間，當溫度傳感器32測定的冷水溫度T2降低到預定值(在這種情況下為7℃)時，對控制閥36的開度進行控制，使即使控制閥36的開度未達到100％時也將由溫度傳感器32測出的冷水溫度T2保持在預定值。
而且，即使通過控制閥的高溫高壓水蒸氣的狀態不發生變化，當溫度傳感器31測定的高溫再生器1的溫度較低時，排向高溫再生器1中的溶液的熱量仍然增加，並且，在控制閥36下遊側的壓力下降範圍加大。所以，送入高溫再生器1的高溫高壓水蒸氣的流率增加了。因此，高溫高壓水蒸氣的流率也必然會減小。
如果這裡有幾個控制閥36，即使閥的開度被設定在某一值(如70％)，當高溫再生器1的溶液溫度T1小於130℃時，而當溶液溫度T1達到130℃或高於130℃時，隨著溫度的上升流量趨於減小。
如圖2所示，可以對具有上述流量特性的控制閥36進行控制，這樣當溫度傳感器31測定的高溫再生器1的溶液溫度T1小於130℃時，通過把控制閥36的開度固定到70％，使在迅速地向再生器1提供水蒸氣的同時不使超過額定值的高溫高壓蒸氣進入高溫再生器1中，而在溫度T1為130℃或更高時，根據溶液溫度T1來增加提供給電機37步驟的數量，並且如圖2所示緩慢開啟控制閥36。
此外，如圖3所示，設置控制器30以便在起動開關接通時用控制器30控制電機37來迅速增加控制閥36的開度，以50％/分的開啟速度打開閥門直到控制閥36的開度達到70％，然後，將閥門的開度固定在70％直到由溫度傳感器31測定的高溫再生器1的溶液溫度T1達到一個預定的溫度，例如130℃，最後以70％/分的開啟速度緩慢地將開度增加到100％。
這樣，同時還需靠控制控制閥36的開度來防止過衝量，並且，即使在如圖3中虛線所示的水蒸汽迅速增加時，也能使高溫高壓水蒸汽不過量地進入高溫再生器1。
況且，設置如圖3所示的控制器30來把控制閥的開度從70％增加到100％，以便能夠在控制器30的控制下不以一個恆定的速度，而是根據溫度傳感器31測定的溶液溫度T1來增加開度。
正是靠上述方法控制控制閥36的開度，才防止了過衝量，並使系統即使在水蒸氣迅速增加時，高溫高壓水蒸氣也不會過量地進入高溫再生器1中。
此外，當通過冷卻水管22並進入吸收器7和冷凝器4的冷卻水的溫度下降時，冷凝器4中製冷劑的冷凝被加速，並由此加速了高溫再生器1中製冷劑的蒸發-分離。所以，必須減小位於熱源流體輸送管2上的控制閥36的開度。然而，當冷卻水的溫度上升時，不加速高溫再生器1中製冷劑的蒸發分離。所以，必須增加控制閥36的開度。
因此，也可以設置控制器30以便於通過設定相關係數k來控制控制閥36的開度，例如，如圖4中的實線所示，根據位於冷卻水管22的吸收器出口的溫度傳感器33測定的冷卻水溫度T3，同時還根據利用從每個預定時間(如一分鐘)內由溫度傳感器33測定的冷卻水溫度T3而得出的相關係數k來進行修正。
例如，對於如圖1中實線所示的方式來控制控制閥36開度的控制器30，當由溫度傳感器33測定的冷卻水溫度T3為28℃，從圖4中得出的相關係數k是0.8。所以，靠設置控制器30能完成更精確的控制，因此，用值0.8乘以開度來控制控制閥36，即圖4中單點線所示的開度。
這樣，在控制控制閥36的開度時考慮冷卻水溫度T3，能夠更準確地進行控制。
對於正常運行條件下的容積控制，應控制位於熱源流體輸送管2上的控制閥36的開度，以便於將由溫度傳感器32測定的蒸發器出口處的冷卻水的溫度T2保持在一個預定值(如7℃)，也可以設置控制器30，以便於根據從由溫度傳感器32測定的冷卻水溫度T2而得出的控制閥36的開度和從由溫度傳感器31測定的溶液溫度T1而得出的控制閥36的開度之中較小的一個開度來控制控制閥36的開度。
通過如上所述設置控制器30，可以在減小高溫高壓水蒸氣消耗的同時，將冷卻水以一個預定溫度周期地通過冷卻水管20送給一個冷凍負荷(未示出)。
本發明不只限於上述實施例。只在不脫離權利要求所限定的範圍，可作出各種變化。
例如，當設定如圖4中虛線所示的相關係數k時，設置控制器30以便於使控制閥36的開度控制在用相關係數k去除開度得到的開度(例如，在冷卻水溫度T3為28℃時，以1.25去除開度)。這樣，相關的運算方法取決於相關係數k的設置方法。因此，可以設置控制器30，以便於根據相關係數k設置方法加/減運算來進行修正。
如上所述，根據本發明設置位於熱源流體輸送管上的控制閥，以便使該閥迅速地開啟達到一個預定的開度，然後再以一個預定的低速慢慢開啟。因此，起始時沒有損耗，在迅速送入熱源流體時可防止過衝量的產生，並避免了過量地供應熱源流體。
此外，由於設置了控制閥並使該閥固定在一個恰當的開度上，此時熱源流體流量不超出起始時送入再生器的熱源流體流量額定值的100％，並且緩慢地開啟以避免熱源流體流量的減小，即使當再生器的溫度較低時，熱源流體也不過量地進入再生器，並且即使當再生器的溫度升高時，也可避免減小待送入再生器中的熱源流體流量出現的任何問題。
此外，由於設置了控制閥且使該閥能迅速地開啟到一個預定的開度，並維持這個開度直到再生器的溫度達到一個預定值，當再生器的溫度超過該預定值時後，以一個預定的速度開啟閥門，或者根據再生器的溫度以預定速度開啟閥門，因此，起始時沒有損耗，在迅速輸送熱源流體的同時防止了過衝量的產生，並避免了過量地供應熱源流體。
而且，雖然在送入吸收器和冷凝器的冷卻水溫度下降時，冷凝器中製冷劑的冷凝被加速，並由此加速了再生器中製冷劑的蒸發-分離，並且製冷劑很容易蒸發，但也可以通過設置閥以便於在冷卻水溫度下降時減小該閥開度的方法，更準確地控制控制閥的開度。
而且，由於設置了與再生器相連的熱源流體輸送管的控制閥，以便根據從由蒸發器冷卻並從此蒸發器抽出的熱工作流體的溫度得出的開度和從再生器溫度得出的開度中間較小的一個開度來控該閥，因而，可以在減小熱源流體消耗的同時以一個預定的溫度從蒸發器中取出冷水，並且這是很有益處的。
權利要求
1.一種控制具有將再生器、冷凝器、蒸發器和吸收器用管路互相連接起來形成一個製冷循環的吸收系統並且在起始時控制熱量輸入的方法，該方法包括在起始時以一個預定的速度進行將與所述再生器相連的熱源流體輸送管上的控制閥打開的緩慢開啟的控制以便於限制熱量輸入的步驟；其中，所述的控制閥迅速地開啟到一個預定的開度，然後所述的控制閥以所述的預定速度繼續保持開啟。
2.一種控制具有將再生器、冷凝器、蒸發器和吸收器用管路互相連接起來形成一個製冷循環的吸收系統並且在起始時控制熱量輸入的方法，該方法包括在起動時以一個預定的速度進行將與所述再生器相連的熱源流體輸送管上的控制閥打開的緩慢開啟的控制以便於限制熱量輸入的步驟；其中，先將所述的控制閥固定在一個開度上，在此開度下，所述熱源流體的流量不超過起始時將其送入所述再生器的正常狀態下的額定流量的100％，然後所述控制閥繼續保持開啟，以使所述熱源流體流量不降低。
3.一種控制具有將再生器、冷凝器、蒸發器和吸收器用管路互相連接起來形成一個製冷循環的吸收系統並且在起始時控制熱輸入量的方法，該方法包括在起始時以一個預定的速度進行將與所述再生器相連的熱源流體輸送管上的控制閥打開的緩慢開啟的控制以便於限制熱量輸入的步驟；其中，起始時所述控制閥迅速開啟到一個預定的開度，維持此開度直到所述再生器的溫度達到一個預定的值，接著在所述再生器的溫度超過此預定值後，以所述的預定速度繼續保持開啟所述的控制閥。
4.一種控制如權利要求3的吸收系統的方法，其中，所述的預定速度是根據所述再生的溫度設定的。
5.一種控制如權利要求1至4中任意一個吸收系統的方法，其中，隨著冷卻水溫度的下降，根據進入所術吸收器和所述冷凝器的所述冷卻水的溫度來減小所述控制閥的預定速度。
6.一種控制具有將再生器、冷凝器、蒸發器和吸收器用管路互相連接起來形成一個製冷循環的吸收系統並在除去起動時間的正常操作中控制熱量輸入的方法，該方法包括通過打開或關閉與所述再生器相連的熱源流體輸送管上的控制閥來控制熱量輸入的步驟；其中，根據從由所述蒸發器冷卻並從此蒸發器抽出的熱工作流體溫度得出的開度和從所述再生器溫度得出的開度中間的較小的一個開度來控制與所述再生器相連的熱源流體輸送管上的所述控制閥。
全文摘要
提供一種控制吸收系統的方法，包括在起始時以一個預定的速度執行開啟與再生器相連的熱源流體輸送管上的控制閥的慢開啟控制步驟和熱量輸入的控制步驟；其中，起始時所述的控制閥迅速地打開到一個預定的開度，然後使所述的控制閥以所述的預定速度繼續保持開啟。通過利用運行起始時熱源體控制閥的操作延遲，使起始時沒有損耗，並防止向吸收系統中過量地供給熱源流體，即使在閥門全部打開後，該吸收系統本身仍然有作用於設備側鍋爐的低溫。
文檔編號F25B49/04GK1150641SQ9611228
公開日1997年5月28日 申請日期1996年6月27日 優先權日1995年6月27日
發明者星野俊之, 大能正之, 榎原吾郎, 石河豪夫, 池森雅彥 申請人:三洋電機株式會社