單雙效吸收式制冷機及其操作控制方法
2023-05-15 11:39:36 1
專利名稱：單雙效吸收式制冷機及其操作控制方法
技術領域：
本發明涉及單雙效吸收式制冷機(包括吸收式水冷卻器和加熱器)。
背景技術：
例如，這種類型的吸收式制冷機包括公知的單雙效吸收式制冷機100X，其構造如圖5所示。它包括氣體燃燒器4以便輻射燃燒熱。設置高溫再生器5以便利用從氣體燃燒器4輻射的燃燒熱作為熱源，從而加熱吸收液體以分別蒸發製冷劑。還設置雙效再生器的低溫再生器6以便利用由高溫再生器5供應的製冷劑蒸汽作為熱源，從而加熱吸收液體以分別蒸發製冷劑。使雙效冷凝器的冷凝器7與低溫再生器6並置以冷凝由低溫再生器6供應的製冷劑蒸汽。單效再生器的低熱源再生器9利用諸如大約80℃的相對低溫的溫排水作為熱源，從而加熱吸收液體以分別蒸發製冷劑。所述相對低溫的溫排水是由熱電聯產系統等經低熱源供應管28提供的。使單效冷凝器的冷凝器10與低熱源再生器9並置以冷凝由低熱源再生器9供應的製冷劑蒸汽。設置蒸發器1以便蒸發由冷凝器7和10供應的製冷劑液體。設置吸收器2以便將從蒸發器1蒸發的製冷劑蒸汽吸收到由低溫再生器6供應的高濃度吸收液體中。另外還設置低濃度吸收液體泵P1、中等濃度吸收液體泵P3、製冷劑泵P5等等(例如，參見專利文件1JP-A06-341729，圖1)。
在圖中，參考標記12表示低溫熱交換器；13表示高溫熱交換器；26表示用於通過循環熱負荷(未示出)中的冷熱或溫熱來進行空氣調節的鹽水管；27表示製冷水管；28A表示從低熱源供應管28分支的支路管；以及28B表示設置在低熱源供應管28中的三通閥。
在單雙效吸收式制冷機100X中，即使當用作熱源的溫排水沒有供應給低熱源再生器9時，也可以通過低濃度吸收液體泵P1向低熱源再生器9供應來自吸收器2的低濃度吸收液體，所述低熱源再生器9與供應有冷卻水的冷凝器10並置，並且在內部被保持在低溫。流入低熱源再生器9的低濃度吸收液體的溫度高於低熱源再生器9的飽和溫度。相應地，自動噴射使溫度更低並且引起熱損失的問題。
當不在低熱源再生器9中通過低濃度吸收液體泵P1來循環來自吸收器2的低濃度吸收液體時，用作熱源的溫排水可以洩露到低熱源再生器9中。在這種情況下，洩露的溫排水可以加熱低熱源再生器9中的吸收液體，並且過度冷凝吸收液體而使其結晶，這是一個問題。
因此，需要防止從吸收器流入到低熱源再生器中的溫排水的自動噴射，並且需要當在低熱源再生器過度加熱和冷凝時防止吸收液體的結晶。其方案是個問題。
發明內容
為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種單雙效吸收式制冷機，其包括容納蒸發器和吸收器的蒸發器/吸收器缸；容納低溫再生器和冷凝器的低溫再生器/冷凝器缸；容納使用諸如溫排水的熱源的低熱源再生器和冷凝器的低熱源再生器/冷凝器缸；高溫再生器；低溫熱交換器；高溫熱交換器；低濃度吸收液體泵；以及中等濃度吸收液體泵，這些部分全部互相用管道聯接。
該單雙效吸收式制冷機的特徵在於在吸收管的低熱源再生器一側設置第二低濃度吸收液體泵，所述吸收管通過低濃度吸收液體泵和低溫熱交換器將吸收器連接到低熱源再生器，其中在吸收液體管中使第二低濃度吸收液體泵的上遊側與中等濃度吸收液體泵的上遊側相通，所述吸收液體管通過中等濃度吸收液體泵將低熱源再生器連接到高溫再生器，並且構造低熱源再生器以形成滴液膜結構，在該結構中，熱源流體流進導熱管的內部，並且吸收液體滴到該管的外側。
可以選擇，該單雙效吸收式制冷機的特徵在於經過低熱源再生器/冷凝器缸的冷凝器的內部用管道聯接的冷卻流體路徑包括繞過冷凝器內部的支路；用於增強支路中流徑阻力的阻力增強裝置；以及用於選擇冷卻流體路徑中的冷卻流體是流入到冷凝器的內部中還是流入到支路中的流徑選擇裝置。
在本發明第一、第二和第四方面，當低熱源再生器的內部處於更低的溫度時，從吸收器流出的低濃度吸收液體繞過低熱源再生器直接流入高溫再生器。因此，可以在低熱源再生器中防止低濃度吸收液體的自動噴射，從而在常規機器中防止了發生熱損失的問題。
另外，將滴液膜結構應用在低熱源再生器中以防止低熱源再生器中的導熱管侵入到吸收液體中。當第二低濃度吸收液體泵停止工作時，可以從熱電聯產系統等向低熱源再生器中的導熱管供應溫排水等。即使在這種情況下，也可以防止諸如這樣的麻煩，即在低熱源再生器中過度加熱和冷凝吸收液體並且使其結晶。
在本發明的第二方面，當不從熱電聯產系統等向低熱源再生器供應某一溫度的熱源流體時，可以防止製冷水流入到與低熱源再生器並置的冷凝器的內部。因此，可以防止低熱源再生器中的內部溫度極度降低。即使從吸收器流出的低濃度吸收液體流入到低熱源再生器中，這也可以有效防止低濃度吸收液體自動噴射到低熱源再生器中。這樣，在本發明的第二方面，也可以在常規機器中防止熱損失問題的發生。
另外，幾乎與繞過冷凝器內部的支路中的流徑阻力一起，設置經過低熱源再生器/冷凝器缸的冷凝器的內部用管道聯接的冷卻流體路徑。相應地，在流經低熱源再生器/冷凝器缸的冷凝器的冷卻流體與繞過其的冷卻流體之間不存在流量的差異。因此，即使轉換冷卻流體的流徑，在蒸發器/吸收器缸與低溫再生器/冷凝器缸之間的冷卻流體的冷卻效果也不存在差異，並且由此可以抑制製冷性能的波動。
圖1是示出第一實施例的單雙效吸收式制冷機結構的說明圖；圖2是示出第二低濃度吸收液體泵的控制實例的說明圖；圖3是示出第二低濃度吸收液體泵的另一控制實例的說明圖；圖4是示出第二實施例的單雙效吸收式制冷機結構的說明圖；以及圖5是示出現有技術的說明圖。
具體實施例方式
單雙效吸收式制冷機包括容納蒸發器和吸收器的蒸發器/吸收器缸；容納低溫再生器和冷凝器的低溫再生器/冷凝器缸；容納使用諸如溫排水的熱源的低熱源再生器和冷凝器的低熱源再生器/冷凝器缸；高溫再生器；低溫熱交換器；高溫熱交換器；低濃度吸收液體泵；以及中等濃度吸收液體泵，這些部分全部互相用管道聯接。在單雙效吸收式制冷機中，在吸收液體管的低熱源再生器一側設置第二低濃度吸收液體泵，所述吸收液體管通過低濃度吸收液體泵和低溫熱交換器將吸收器連接到低熱源再生器，其中在吸收管中使第二低濃度吸收液體泵的上遊側與中等濃度吸收液體泵的上遊側相通，所述吸收管通過中等濃度吸收液體泵將低熱源再生器連接到高溫再生器，並且構造低熱源再生器以形成滴液膜結構，在該結構中，熱源流體流進導熱管的內部，並且吸收液體滴到該管的外部。另外，根據流入低熱源再生器或從低熱源再生器中流出的熱源的溫度以及流入蒸發器或從蒸發器中流出的鹽水的溫度來控制第二低濃度吸收液體泵的運行和停止。此外，根據流入蒸發器或從蒸發器中流出的鹽水的溫度來控制第二低濃度吸收液體泵的轉速。
以下根據
本發明的第一實施例，在這些附圖中，為了方便理解，以相同的參考標記表示具有與圖5所示的部分相同功能的部分。
圖1是示出第一實施例的說明圖。在圖1中作為例子的單雙效吸收式制冷機100包括容納蒸發器1和吸收器2的蒸發器/吸收器缸3；裝配有氣體燃燒器4的高溫再生器5；低溫再生器6；與低溫再生器6並置的冷凝器7；容納低溫再生器6和冷凝器7的低溫再生器/冷凝器缸8；使用諸如溫排水的熱源的低熱源再生器9；與低熱源再生器9並置的冷凝器10；容納低熱源再生器9和冷凝器10的低熱源再生器/冷凝器缸11；低溫熱交換器12；高溫熱交換器13；製冷劑排熱收集器14；鹽水(諸如水)從其流過的鹽水管26；冷卻水管27；低熱源供應管28；第一低濃度吸收液體泵P1；第二低濃度吸收液體泵P2；中等濃度吸收液體泵P3；高濃度吸收液體泵P4；以及製冷劑泵P5，用管道聯接上述部件，如圖所示。參考標記C表示用於單雙效吸收式制冷機100的控制器。
在本發明第一實施例的單雙效吸收式制冷機100中，將形成在吸收器2較低部分的低濃度吸收液體池經過低濃度吸收液體管15連接到低熱源再生器9的氣相部分。相對於低濃度吸收液體管15來說將第一低濃度吸收液體泵P1設置在上遊，而將第二低濃度吸收液體泵P2設置在下遊。
第一低濃度吸收液體泵P1在低濃度吸收液體管15的排放側或下遊側經過設置在吸收器2上部的溶液冷卻吸收器2A延伸。然後使其分為低溫熱交換器12設置在其間的低濃度吸收液體管15A以及製冷劑排熱收集器14設置在其間的低濃度吸收液體管15B。此後，將它們合併並連接到第二低濃度吸收液體泵P2的入口側或上遊側。將第二低濃度吸收液體泵P2的下遊側連接到位於低熱源再生器9上部的噴霧器9A。
將第二低濃度吸收液體泵P2的上遊側經過支路管17連接到中等濃度吸收液體管16中的中等濃度吸收液體泵P3的上遊側。中等濃度吸收液體管16將形成在低熱源再生器9下部的中等濃度吸收液體池連接到高溫再生器5的氣相部分。
經過高濃度吸收液體泵P4和低溫熱交換器12用管道連接高濃度吸收液體管18，該高濃度吸收液體管18將低溫再生器6中的吸收液體池連接到溶液冷卻吸收器2A的氣相部分。將高濃度吸收液體泵P4的上遊側經過支路管19連接到低溫熱交換器12的下遊側。
通過製冷劑排放管20向製冷劑排熱收集器14供應製冷劑排液，當低溫再生器6加熱和冷凝吸收液體時，將所述製冷劑排液引入到冷凝器7中。
在低熱源再生器/冷凝器缸11的低熱源再生器9中，使連接到低熱源供應管28的導熱管9B處在噴霧器9A的下面。將中等濃度吸收液體管16連接到低熱源再生器9的底部。這樣構成所述滴液膜結構。
因此，在利用例如來自由低熱源供應管28供應的溫排水的熱量的點滴處理過程中，加熱通過低濃度吸收液體泵P1、P2由吸收器2輸送的吸收液體，以及從噴霧器9A向上述導熱管9B噴射的吸收液體。然後，將在分別蒸發冷卻劑之後冷凝和匯聚在底部的吸收液體經過中等濃度吸收液體管16輸送到高溫再生器5。
例如，通過倒相馬達(未示出)驅動設置在低濃度吸收液體管15中的第二低濃度吸收液體泵P2。根據在溫度傳感器S1處檢測到的溫排水出口溫度T1通過控制器C來控制該第二低濃度吸收液體泵P2，如圖2(A)所示，其中所述溫度傳感器S1設置在低熱源供應管28中的低熱源再生器9的出口處。
例如，如果在溫度傳感器S1處檢測到的溫排水出口溫度T1低於70℃的溫度設置，則第二低濃度吸收液體泵P2停止運行。如果在停止運行時所述溫排水出口溫度T1上升並高於75℃的溫度設置，則控制器C控制第二低濃度吸收液體泵P2以便激活它。
還可以如圖2(B)所示那樣通過控制器C來控制第二低濃度吸收液體泵P2的激活和停止。在這種情況下，在處於蒸發器1出口處的鹽水管26中設置溫度傳感器S2以檢測鹽水出口溫度T2。如果在溫度傳感器S2處檢測到的鹽水出口溫度T2低於溫度設置SP(例如7℃)2℃或更多，則第二低濃度吸收液體泵P2停止運行。如果在停止運行時所述鹽水出口溫度T2上升並高於溫度設置SP減1.5℃，則控制第二低濃度吸收液體泵P2以便激活它。
可以通過控制器C來控制第二低濃度吸收液體泵P2，如圖3所示。如果在溫度傳感器S2處檢測到的鹽水出口溫度T2低於溫度設置SP 1℃或更多，則將提供給第二低濃度吸收液體泵P2的驅動電源的頻率減到最小。如果鹽水出口溫度T2高於溫度設置SP 1℃或更多，則使提供給第二低濃度吸收液體泵P2的驅動電源的頻率達到最大。如果溫度傳感器S2指示中間溫度，則利用與溫度成比例的頻率來控制第二低濃度吸收液體泵P2的轉速。
當溫度傳感器S1、S2其中之一檢測到確定使第二低濃度吸收液體泵P2停止運行的溫度時，控制器C就控制第二低濃度吸收液體泵P2停止運行，而不管另外一個溫度傳感器檢測到的溫度。
因此，在本發明第一實施例的單雙效吸收式制冷機100中，例如，大約80℃的溫排水總是從熱電聯產(cogeneration)系統等系統經過低熱源供應管28流入到低熱源再生器/冷凝器缸11的低熱源再生器9中。相反地，當在熱電聯產系統激活或停止的情況下經過低熱源供應管28流入到低熱源再生器9中的溫排水處於較低的溫度時，或者當沒有溫排水流入並且在溫度傳感器S1處檢測到的溫排水的溫度下降到70℃的溫度設置以下時，第二低濃度吸收液體泵P2停止運行。
因此，當從吸收器2流出進入到低濃度吸收液體管15中的低濃度吸收液體，與低溫熱交換器12中的高濃度吸收液體進行熱交換時，一部分低濃度吸收液體溫度升高。當剩餘的部分與製冷劑排熱收集器14中的製冷劑排液進行熱交換時，該剩餘部分的溫度升高，並且繞過低熱源再生器9直接流入到高溫再生器5中。相應地，在低熱源再生器9中沒有發生自動噴射。這有效地防止了諸如在如圖5所示的單雙效吸收式制冷機100X中所造成的熱損失。另外，防止經低熱源供應管28在熱電聯產系統等系統中循環的溫排水的溫度過度下降。
另外，低熱源再生器9中的導熱管9B沒有在結構上侵入到吸收液體中。當第二低濃度吸收液體泵P2停止運行時，可以從熱電聯產系統等系統經低熱源供應管28嚮導熱管9B供應用作熱源的溫排水等。即使在這種情況下，當在低熱源再生器9對吸收液體進行加熱和冷凝時，也可以防止不利的吸收液體的結晶。
在本發明第一實施例的單雙效吸收式制冷機100中，根據在溫度傳感器S2處檢測到的鹽水出口溫度T2，通過控制器C來控制第二低濃度吸收液體泵P2的轉速。這樣，可以提供穩定的加熱和冷卻。
在本發明第一實施例的單雙效吸收式制冷機100中，利用第二低濃度吸收液體泵P2的激活和停止控制以便選擇來自吸收器2的低濃度吸收液體是否被輸送到低熱源再生器9。相應地，必須設置第二低濃度吸收液體泵P2和支路管17。相反地，可以省略設置在常規單雙效吸收式制冷機100X中的低熱源供應管28中的支路管28A和昂貴的三通閥28B以減小成本。
構造本發明第一實施例的單雙效吸收式制冷機100使其允許由氣體燃燒器4產生的燃燒排放氣體經第一和第二廢熱收集器23、24排放。第一廢熱收集器23利用流入到高溫再生器5中的中等濃度吸收液體來收集儲存在燃燒排放氣體中的廢熱。第二廢熱收集器24利用供應給氣體燃燒器4的燃燒空氣來收集儲存在燃燒排放氣體中的廢熱。進一步構造該單雙效吸收式制冷機100，使得升高流入到高溫再生器5中的中等濃度吸收液體的溫度和供應給氣體燃燒器4的燃燒空氣的溫度以抑制在氣體燃燒器4中燃燒的燃料的消耗。
參考圖4說明本發明的第二實施例。
本發明第二實施例的單雙效吸收式制冷機100A顯示在圖4中。省略了設置在本發明第一實施例的單雙效吸收式制冷機100中的第二低濃度吸收液體泵P2和支路管17，而改為在冷卻水管27中設置支路管27A和三通閥27B。流入冷卻水管27的冷卻水可以流入與低熱源再生器/冷凝器11中的低熱源再生器9並置的冷凝器10中，或者繞過冷凝器10。
支路管27A設置有開口27C以增強支路管27A的流徑阻力，其幾乎與經冷凝器10延伸的流徑的阻力相似。
因此，在本發明第二實施例的單雙效吸收式制冷機100A中，當沒有某一溫度的溫排水流入到低熱源再生器9中時，三通閥27B的工作也允許冷卻水繞過冷凝器10。因此，與冷凝器10並置的低熱源再生器9中的溫度不可以大大地降低。低濃度吸收液體可以在從吸收器2流出到低濃度吸收液體管15之後溫度上升並且流入到低熱源再生器9中，然後在低溫熱交換器12和製冷劑排熱收集器14中進行熱交換。即使在這種情況下，也可以防止低濃度吸收液體在低熱源再生器9中的自動噴射，防止諸如在常規單雙效吸收式制冷機100X中所造成的熱損失。
另外，支路管27A設置有開口27C以使支路管27A的流徑阻力幾乎與經冷凝器10延伸的流徑的阻力相等。相應地，當冷卻水流經冷凝器10時以及當其流經支路管27A時，在流量上不存在差異。因此，即使轉換冷卻水的流徑，冷卻水的冷卻效果也不會在蒸發器/吸收器缸3和低溫再生器/冷凝器缸8中產生變動，並且可以取得穩定的製冷性能。
本發明不限於上述實施例，而是在不脫離附加的權利要求書的範圍和精神的情況下，可以進行各種修改和實施。
例如，不總是需要設置在吸收器2中的溶液冷卻吸收器2A。可以構造冷卻水管27以便使冷卻水分支從而流入吸收器2和冷凝器6、10中。
在可能的設置中，可以將溫度傳感器S1設置在低熱源再生器9的入口處的低熱源供應管28中。利用溫度傳感器S1來檢測經低熱源供應管28流入到低熱源再生器9中的溫排水的溫度。控制器C根據所檢測到的溫度來控制第二低濃度吸收液體泵P2的激活和停止。
在另一種可能的設置中，可以將溫度傳感器S2設置在蒸發器1的入口處的鹽水管26中。利用溫度傳感器S2來檢測流入到蒸發器1中的鹽水的溫度。控制器C根據所檢測到的溫度來控制第二低濃度吸收液體泵P2的激活/停止以及其轉速。
權利要求
1.一種單雙效吸收式制冷機，包括容納蒸發器和吸收器的蒸發器/吸收器缸；容納低溫再生器和冷凝器的低溫再生器/冷凝器缸；容納使用諸如溫排水的熱源的低熱源再生器和冷凝器的低熱源再生器/冷凝器缸；高溫再生器；低溫熱交換器；高溫熱交換器；低濃度吸收液體泵；以及中等濃度吸收液體泵，這些部分全部互相用管道聯接。所述單雙效吸收式制冷機的特徵在於在通過所述低濃度吸收液體泵和所述低溫熱交換器將所述吸收器連接到所述低熱源再生器的一吸收管的所述低熱源再生器一側，設置第二低濃度吸收液體泵，其中在通過所述中等濃度吸收液體泵將所述低熱源再生器連接到所述高溫再生器的一吸收液體管中，使所述第二低濃度吸收液體泵的上遊側與所述中等濃度吸收液體泵的上遊側相通，並且構造所述低熱源再生器以形成滴液膜結構，在該結構中，熱源流體流進導熱管的內部，並且吸收液體滴到該管的外部。
2.一種單雙效吸收式制冷機，包括容納蒸發器和吸收器的蒸發器/吸收器缸；容納低溫再生器和冷凝器的低溫再生器/冷凝器缸；容納使用諸如溫排水的熱源的低熱源再生器和冷凝器的低熱源再生器/冷凝器缸；高溫再生器；低溫熱交換器；高溫熱交換器；低濃度吸收液體泵；以及中等濃度吸收液體泵，這些部分全部互相用管道聯接。所述單雙效吸收式制冷機的特徵在於經過所述低熱源再生器/冷凝器缸的所述冷凝器的內部用管道聯接的冷卻流體路徑，包括繞過所述冷凝器內部的支路；用於增強所述支路中的流徑阻力的阻力增強裝置；以及用於選擇所述冷卻流體路徑中的冷卻流體是流入到所述冷凝器的內部中還是流入到所述支路中的流徑選擇裝置。
3.一種根據權利要求1所述的單雙效吸收式制冷機的操作控制方法，其中根據流入所述低熱源再生器或從所述低熱源再生器中流出的熱源的溫度以及流入所述蒸發器或從所述蒸發器中流出的鹽水的溫度，來控制所述第二低濃度吸收液體泵的運行和停止。
4.一種根據權利要求1所述的單雙效吸收式制冷機的操作控制方法，其中根據流入所述蒸發器或從所述蒸發器中流出的鹽水的溫度來控制所述第二低濃度吸收液體泵的轉速。
全文摘要
在低濃度吸收液體管(15)中靠近低熱源再生器(9)設置第二低濃度吸收液體泵(P2)，該液體管(15)經第一低濃度吸收液體泵(P1)將吸收器(2)連接到低熱源再生器(9)。在中等濃度吸收液體管(16)中通過支路管(7)將第二低濃度吸收液體泵(P2)的上遊側連接到中等濃度吸收液體泵(P3)的上遊側，該液體管(16)經中等濃度吸收液體泵(P3)將低熱源再生器(9)連接到高溫再生器(5)。在低熱源再生器(9)中，在底部將其連接到中等濃度吸收液體管(16)，將導熱管(9B)設置在噴霧器(9A)的下面。根據流入或流出低熱源再生器(9)的熱源的溫度以及流入或流出所述蒸發器(1)的鹽水的溫度來控制第二低濃度吸收液體泵(P2)的激活和停止。根據鹽水的溫度來控制第二低濃度吸收液體泵(P2)的轉速。
文檔編號F25B49/04GK1743764SQ20051009945
公開日2006年3月8日 申請日期2005年8月30日 優先權日2004年8月30日
發明者石野裕嗣, 圓城寺慶太, 岡雅博, 上壟伸一, 星野俊之, 伊良皆數恭 申請人:三洋電機株式會社