CN100529591C - 单双效吸收式制冷机及其操作控制方法 - Google Patents

单双效吸收式制冷机及其操作控制方法 Download PDF

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Abstract

在低浓度吸收液体管(15)中靠近低热源再生器(9)设置第二低浓度吸收液体泵(P2)，该液体管(15)经第一低浓度吸收液体泵(P1)将吸收器(2)连接到低热源再生器(9)。在中等浓度吸收液体管(16)中通过支路管(7)将第二低浓度吸收液体泵(P2)的上游侧连接到中等浓度吸收液体泵(P3)的上游侧，该液体管(16)经中等浓度吸收液体泵(P3)将低热源再生器(9)连接到高温再生器(5)。在低热源再生器(9)中，在底部将其连接到中等浓度吸收液体管(16)，将导热管(9B)设置在喷雾器(9A)的下面。根据流入或流出低热源再生器(9)的热源的温度以及流入或流出所述蒸发器(1)的盐水的温度来控制第二低浓度吸收液体泵(P2)的激活和停止。根据盐水的温度来控制第二低浓度吸收液体泵(P2)的转速。

Description

单双效吸收式制冷机及其操作控制方法
技术领域
本发明涉及单双效吸收式制冷机(包括吸收式水冷却器和加热器)。
背景技术
例如，这种类型的吸收式制冷机包括公知的单双效吸收式制冷机100X，其构造如图5所示。它包括气体燃烧器4以便辐射燃烧热。设置高温再生器5以便利用从气体燃烧器4辐射的燃烧热作为热源，从而加热吸收液体以分别蒸发制冷剂。还设置双效再生器的低温再生器6以便利用由高温再生器5供应的制冷剂蒸汽作为热源，从而加热吸收液体以分别蒸发制冷剂。使双效冷凝器的冷凝器7与低温再生器6并置以冷凝由低温再生器6供应的制冷剂蒸汽。单效再生器的低热源再生器9利用诸如大约80℃的相对低温的温排水作为热源，从而加热吸收液体以分别蒸发制冷剂。所述相对低温的温排水是由热电联产系统等经低热源供应管28提供的。使单效冷凝器的冷凝器10与低热源再生器9并置以冷凝由低热源再生器9供应的制冷剂蒸汽。设置蒸发器1以便蒸发由冷凝器7和10供应的制冷剂液体。设置吸收器2以便将从蒸发器1蒸发的制冷剂蒸汽吸收到由低温再生器6供应的高浓度吸收液体中。另外还设置低浓度吸收液体泵P1、中等浓度吸收液体泵P3、制冷剂泵P5等等(例如，参见专利文件1：JP-A06-341729，图1)。
在图中，参考标记12表示低温热交换器；13表示高温热交换器；26表示用于通过循环热负荷(未示出)中的冷热或温热来进行空气调节的盐水管；27表示制冷水管；28A表示从低热源供应管28分支的支路管；以及28B表示设置在低热源供应管28中的三通阀。
在单双效吸收式制冷机100X中，即使当用作热源的温排水没有供应给低热源再生器9时，也可以通过低浓度吸收液体泵P1向低热源再生器9供应来自吸收器2的低浓度吸收液体，所述低热源再生器9与供应有冷却水的冷凝器10并置，并且在内部被保持在低温。流入低热源再生器9的低浓度吸收液体的温度高于低热源再生器9的饱和温度。相应地，自动喷射使温度更低并且引起热损失的问题。
当不在低热源再生器9中通过低浓度吸收液体泵P1来循环来自吸收器2的低浓度吸收液体时，用作热源的温排水可以泄露到低热源再生器9中。在这种情况下，泄露的温排水可以加热低热源再生器9中的吸收液体，并且过度冷凝吸收液体而使其结晶，这是一个问题。
因此，需要防止从吸收器流入到低热源再生器中的温排水的自动喷射，并且需要当在低热源再生器过度加热和冷凝时防止吸收液体的结晶。其方案是个问题。
发明内容
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种单双效吸收式制冷机，其包括容纳蒸发器和吸收器的蒸发器/吸收器缸；容纳低温再生器和冷凝器的低温再生器/冷凝器缸；容纳使用诸如温排水的热源的低热源再生器和冷凝器的低热源再生器/冷凝器缸；高温再生器；低温热交换器；高温热交换器；低浓度吸收液体泵；以及中等浓度吸收液体泵，这些部分全部互相用管道联接。
该单双效吸收式制冷机的特征在于：在吸收管的低热源再生器一侧设置第二低浓度吸收液体泵，所述吸收管通过低浓度吸收液体泵和低温热交换器将吸收器连接到低热源再生器，其中在吸收液体管中使第二低浓度吸收液体泵的上游侧与中等浓度吸收液体泵的上游侧相通，所述吸收液体管通过中等浓度吸收液体泵将低热源再生器连接到高温再生器，并且构造低热源再生器以形成滴液膜结构，在该结构中，热源流体流进导热管的内部，并且吸收液体滴到该管的外侧。
可以选择，该单双效吸收式制冷机的特征在于：经过低热源再生器/冷凝器缸的冷凝器的内部用管道联接的冷却流体路径包括绕过冷凝器内部的支路；用于增强支路中流径阻力的阻力增强装置；以及用于选择冷却流体路径中的冷却流体是流入到冷凝器的内部中还是流入到支路中的流径选择装置。
在本发明第一、第二和第四方面，当低热源再生器的内部处于更低的温度时，从吸收器流出的低浓度吸收液体绕过低热源再生器直接流入高温再生器。因此，可以在低热源再生器中防止低浓度吸收液体的自动喷射，从而在常规机器中防止了发生热损失的问题。
另外，将滴液膜结构应用在低热源再生器中以防止低热源再生器中的导热管侵入到吸收液体中。当第二低浓度吸收液体泵停止工作时，可以从热电联产系统等向低热源再生器中的导热管供应温排水等。即使在这种情况下，也可以防止诸如这样的麻烦，即在低热源再生器中过度加热和冷凝吸收液体并且使其结晶。
在本发明的第二方面，当不从热电联产系统等向低热源再生器供应某一温度的热源流体时，可以防止制冷水流入到与低热源再生器并置的冷凝器的内部。因此，可以防止低热源再生器中的内部温度极度降低。即使从吸收器流出的低浓度吸收液体流入到低热源再生器中，这也可以有效防止低浓度吸收液体自动喷射到低热源再生器中。这样，在本发明的第二方面，也可以在常规机器中防止热损失问题的发生。
另外，几乎与绕过冷凝器内部的支路中的流径阻力一起，设置经过低热源再生器/冷凝器缸的冷凝器的内部用管道联接的冷却流体路径。相应地，在流经低热源再生器/冷凝器缸的冷凝器的冷却流体与绕过其的冷却流体之间不存在流量的差异。因此，即使转换冷却流体的流径，在蒸发器/吸收器缸与低温再生器/冷凝器缸之间的冷却流体的冷却效果也不存在差异，并且由此可以抑制制冷性能的波动。
附图说明
图1是示出第一实施例的单双效吸收式制冷机结构的说明图；
图2是示出第二低浓度吸收液体泵的控制实例的说明图；
图3是示出第二低浓度吸收液体泵的另一控制实例的说明图；
图4是示出第二实施例的单双效吸收式制冷机结构的说明图；以及
图5是示出现有技术的说明图。
具体实施方式
单双效吸收式制冷机包括容纳蒸发器和吸收器的蒸发器/吸收器缸；容纳低温再生器和冷凝器的低温再生器/冷凝器缸；容纳使用诸如温排水的热源的低热源再生器和冷凝器的低热源再生器/冷凝器缸；高温再生器；低温热交换器；高温热交换器；低浓度吸收液体泵；以及中等浓度吸收液体泵，这些部分全部互相用管道联接。在单双效吸收式制冷机中，在吸收液体管的低热源再生器一侧设置第二低浓度吸收液体泵，所述吸收液体管通过低浓度吸收液体泵和低温热交换器将吸收器连接到低热源再生器，其中在吸收管中使第二低浓度吸收液体泵的上游侧与中等浓度吸收液体泵的上游侧相通，所述吸收管通过中等浓度吸收液体泵将低热源再生器连接到高温再生器，并且构造低热源再生器以形成滴液膜结构，在该结构中，热源流体流进导热管的内部，并且吸收液体滴到该管的外部。另外，根据流入低热源再生器或从低热源再生器中流出的热源的温度以及流入蒸发器或从蒸发器中流出的盐水的温度来控制第二低浓度吸收液体泵的运行和停止。此外，根据流入蒸发器或从蒸发器中流出的盐水的温度来控制第二低浓度吸收液体泵的转速。
以下根据附图说明本发明的第一实施例，在这些附图中，为了方便理解，以相同的参考标记表示具有与图5所示的部分相同功能的部分。
图1是示出第一实施例的说明图。在图1中作为例子的单双效吸收式制冷机100包括容纳蒸发器1和吸收器2的蒸发器/吸收器缸3；装配有气体燃烧器4的高温再生器5；低温再生器6；与低温再生器6并置的冷凝器7；容纳低温再生器6和冷凝器7的低温再生器/冷凝器缸8；使用诸如温排水的热源的低热源再生器9；与低热源再生器9并置的冷凝器10；容纳低热源再生器9和冷凝器10的低热源再生器/冷凝器缸11；低温热交换器12；高温热交换器13；制冷剂排热收集器14；盐水(诸如水)从其流过的盐水管26；冷却水管27；低热源供应管28；第一低浓度吸收液体泵P1；第二低浓度吸收液体泵P2；中等浓度吸收液体泵P3；高浓度吸收液体泵P4；以及制冷剂泵P5，用管道联接上述部件，如图所示。参考标记C表示用于单双效吸收式制冷机100的控制器。
在本发明第一实施例的单双效吸收式制冷机100中，将形成在吸收器2较低部分的低浓度吸收液体池经过低浓度吸收液体管15连接到低热源再生器9的气相部分。相对于低浓度吸收液体管15来说将第一低浓度吸收液体泵P1设置在上游，而将第二低浓度吸收液体泵P2设置在下游。
第一低浓度吸收液体泵P1在低浓度吸收液体管15的排放侧或下游侧经过设置在吸收器2上部的溶液冷却吸收器2A延伸。然后使其分为低温热交换器12设置在其间的低浓度吸收液体管15A以及制冷剂排热收集器14设置在其间的低浓度吸收液体管15B。此后，将它们合并并连接到第二低浓度吸收液体泵P2的入口侧或上游侧。将第二低浓度吸收液体泵P2的下游侧连接到位于低热源再生器9上部的喷雾器9A。
将第二低浓度吸收液体泵P2的上游侧经过支路管17连接到中等浓度吸收液体管16中的中等浓度吸收液体泵P3的上游侧。中等浓度吸收液体管16将形成在低热源再生器9下部的中等浓度吸收液体池连接到高温再生器5的气相部分。
经过高浓度吸收液体泵P4和低温热交换器12用管道连接高浓度吸收液体管18，该高浓度吸收液体管18将低温再生器6中的吸收液体池连接到溶液冷却吸收器2A的气相部分。将高浓度吸收液体泵P4的上游侧经过支路管19连接到低温热交换器12的下游侧。
通过制冷剂排放管20向制冷剂排热收集器14供应制冷剂排液，当低温再生器6加热和冷凝吸收液体时，将所述制冷剂排液引入到冷凝器7中。
在低热源再生器/冷凝器缸11的低热源再生器9中，使连接到低热源供应管28的导热管9B处在喷雾器9A的下面。将中等浓度吸收液体管16连接到低热源再生器9的底部。这样构成所述滴液膜结构。
因此，在利用例如来自由低热源供应管28供应的温排水的热量的点滴处理过程中，加热通过低浓度吸收液体泵P1、P2由吸收器2输送的吸收液体，以及从喷雾器9A向上述导热管9B喷射的吸收液体。然后，将在分别蒸发冷却剂之后冷凝和汇聚在底部的吸收液体经过中等浓度吸收液体管16输送到高温再生器5。
例如，通过倒相马达(未示出)驱动设置在低浓度吸收液体管15中的第二低浓度吸收液体泵P2。根据在温度传感器S1处检测到的温排水出口温度T1通过控制器C来控制该第二低浓度吸收液体泵P2，如图2(A)所示，其中所述温度传感器S1设置在低热源供应管28中的低热源再生器9的出口处。
例如，如果在温度传感器S1处检测到的温排水出口温度T1低于70℃的温度设置，则第二低浓度吸收液体泵P2停止运行。如果在停止运行时所述温排水出口温度T1上升并高于75℃的温度设置，则控制器C控制第二低浓度吸收液体泵P2以便激活它。
还可以如图2(B)所示那样通过控制器C来控制第二低浓度吸收液体泵P2的激活和停止。在这种情况下，在处于蒸发器1出口处的盐水管26中设置温度传感器S2以检测盐水出口温度T2。如果在温度传感器S2处检测到的盐水出口温度T2低于温度设置SP(例如7℃)2℃或更多，则第二低浓度吸收液体泵P2停止运行。如果在停止运行时所述盐水出口温度T2上升并高于温度设置SP减1.5℃，则控制第二低浓度吸收液体泵P2以便激活它。
可以通过控制器C来控制第二低浓度吸收液体泵P2，如图3所示。如果在温度传感器S2处检测到的盐水出口温度T2低于温度设置SP 1℃或更多，则将提供给第二低浓度吸收液体泵P2的驱动电源的频率减到最小。如果盐水出口温度T2高于温度设置SP 1℃或更多，则使提供给第二低浓度吸收液体泵P2的驱动电源的频率达到最大。如果温度传感器S2指示中间温度，则利用与温度成比例的频率来控制第二低浓度吸收液体泵P2的转速。
当温度传感器S1、S2其中之一检测到确定使第二低浓度吸收液体泵P2停止运行的温度时，控制器C就控制第二低浓度吸收液体泵P2停止运行，而不管另外一个温度传感器检测到的温度。
因此，在本发明第一实施例的单双效吸收式制冷机100中，例如，大约80℃的温排水总是从热电联产(cogeneration)系统等系统经过低热源供应管28流入到低热源再生器/冷凝器缸11的低热源再生器9中。相反地，当在热电联产系统激活或停止的情况下经过低热源供应管28流入到低热源再生器9中的温排水处于较低的温度时，或者当没有温排水流入并且在温度传感器S1处检测到的温排水的温度下降到70℃的温度设置以下时，第二低浓度吸收液体泵P2停止运行。
因此，当从吸收器2流出进入到低浓度吸收液体管15中的低浓度吸收液体，与低温热交换器12中的高浓度吸收液体进行热交换时，一部分低浓度吸收液体温度升高。当剩余的部分与制冷剂排热收集器14中的制冷剂排液进行热交换时，该剩余部分的温度升高，并且绕过低热源再生器9直接流入到高温再生器5中。相应地，在低热源再生器9中没有发生自动喷射。这有效地防止了诸如在如图5所示的单双效吸收式制冷机100X中所造成的热损失。另外，防止经低热源供应管28在热电联产系统等系统中循环的温排水的温度过度下降。
另外，低热源再生器9中的导热管9B没有在结构上侵入到吸收液体中。当第二低浓度吸收液体泵P2停止运行时，可以从热电联产系统等系统经低热源供应管28向导热管9B供应用作热源的温排水等。即使在这种情况下，当在低热源再生器9对吸收液体进行加热和冷凝时，也可以防止不利的吸收液体的结晶。
在本发明第一实施例的单双效吸收式制冷机100中，根据在温度传感器S2处检测到的盐水出口温度T2，通过控制器C来控制第二低浓度吸收液体泵P2的转速。这样，可以提供稳定的加热和冷却。
在本发明第一实施例的单双效吸收式制冷机100中，利用第二低浓度吸收液体泵P2的激活和停止控制以便选择来自吸收器2的低浓度吸收液体是否被输送到低热源再生器9。相应地，必须设置第二低浓度吸收液体泵P2和支路管17。相反地，可以省略设置在常规单双效吸收式制冷机100X中的低热源供应管28中的支路管28A和昂贵的三通阀28B以减小成本。
构造本发明第一实施例的单双效吸收式制冷机100使其允许由气体燃烧器4产生的燃烧排放气体经第一和第二废热收集器23、24排放。第一废热收集器23利用流入到高温再生器5中的中等浓度吸收液体来收集储存在燃烧排放气体中的废热。第二废热收集器24利用供应给气体燃烧器4的燃烧空气来收集储存在燃烧排放气体中的废热。进一步构造该单双效吸收式制冷机100，使得升高流入到高温再生器5中的中等浓度吸收液体的温度和供应给气体燃烧器4的燃烧空气的温度以抑制在气体燃烧器4中燃烧的燃料的消耗。
参考图4说明本发明的第二实施例。
本发明第二实施例的单双效吸收式制冷机100A显示在图4中。省略了设置在本发明第一实施例的单双效吸收式制冷机100中的第二低浓度吸收液体泵P2和支路管17，而改为在冷却水管27中设置支路管27A和三通阀27B。流入冷却水管27的冷却水可以流入与低热源再生器/冷凝器11中的低热源再生器9并置的冷凝器10中，或者绕过冷凝器10。
支路管27A设置有开口27C以增强支路管27A的流径阻力，其几乎与经冷凝器10延伸的流径的阻力相似。
因此，在本发明第二实施例的单双效吸收式制冷机100A中，当没有某一温度的温排水流入到低热源再生器9中时，三通阀27B的工作也允许冷却水绕过冷凝器10。因此，与冷凝器10并置的低热源再生器9中的温度不可以大大地降低。低浓度吸收液体可以在从吸收器2流出到低浓度吸收液体管15之后温度上升并且流入到低热源再生器9中，然后在低温热交换器12和制冷剂排热收集器14中进行热交换。即使在这种情况下，也可以防止低浓度吸收液体在低热源再生器9中的自动喷射，防止诸如在常规单双效吸收式制冷机100X中所造成的热损失。
另外，支路管27A设置有开口27C以使支路管27A的流径阻力几乎与经冷凝器10延伸的流径的阻力相等。相应地，当冷却水流经冷凝器10时以及当其流经支路管27A时，在流量上不存在差异。因此，即使转换冷却水的流径，冷却水的冷却效果也不会在蒸发器/吸收器缸3和低温再生器/冷凝器缸8中产生变动，并且可以取得稳定的制冷性能。
本发明不限于上述实施例，而是在不脱离附加的权利要求书的范围和精神的情况下，可以进行各种修改和实施。
例如，不总是需要设置在吸收器2中的溶液冷却吸收器2A。可以构造冷却水管27以便使冷却水分支从而流入吸收器2和冷凝器6、10中。
在可能的设置中，可以将温度传感器S1设置在低热源再生器9的入口处的低热源供应管28中。利用温度传感器S1来检测经低热源供应管28流入到低热源再生器9中的温排水的温度。控制器C根据所检测到的温度来控制第二低浓度吸收液体泵P2的激活和停止。
在另一种可能的设置中，可以将温度传感器S2设置在蒸发器1的入口处的盐水管26中。利用温度传感器S2来检测流入到蒸发器1中的盐水的温度。控制器C根据所检测到的温度来控制第二低浓度吸收液体泵P2的激活/停止以及其转速。

Claims (4)

1、一种单双效吸收式制冷机，包括容纳蒸发器和吸收器的蒸发器/吸收器缸；容纳低温再生器和冷凝器的低温再生器/冷凝器缸；容纳使用热源的低热源再生器和冷凝器的低热源再生器/冷凝器缸；高温再生器；低温热交换器；高温热交换器；低浓度吸收液体泵；以及中等浓度吸收液体泵，这些部分全部互相用管道联接，
所述单双效吸收式制冷机的特征在于：在通过所述低浓度吸收液体泵和所述低温热交换器将所述吸收器连接到所述低热源再生器的一吸收管的所述低热源再生器一侧，设置第二低浓度吸收液体泵，其中在通过所述中等浓度吸收液体泵将所述低热源再生器连接到所述高温再生器的一吸收液体管中，使所述第二低浓度吸收液体泵的上游侧与所述中等浓度吸收液体泵的上游侧相通，并且构造所述低热源再生器以形成滴液膜结构，在该结构中，热源流体流进导热管的内部，并且吸收液体滴到该管的外部。
2、根据权利要求1所述的单双效吸收式制冷机，其中所述热源为来自外部的排水。
3、一种根据权利要求1所述的单双效吸收式制冷机的操作控制方法，其中根据流入所述低热源再生器或从所述低热源再生器中流出的热源的温度以及流入所述蒸发器或从所述蒸发器中流出的盐水的温度，来控制所述第二低浓度吸收液体泵的运行和停止。
4、一种根据权利要求1所述的单双效吸收式制冷机的操作控制方法，其中根据流入所述蒸发器或从所述蒸发器中流出的盐水的温度来控制所述第二低浓度吸收液体泵的转速。
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