CN101226017B - 吸收式冷热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种通过在吸收液和冷媒之间进行高效率的热交换而能够得到节省燃料的效果的吸收式冷热水器。该吸收式冷热水器具有：废气热交换器，其设置在从吸收器向高温再生器延伸的稀溶液管的中途；排气管，其从上述高温再生器延伸并经过上述废气热交换器，其中，在上述废气热交换器中，沿着上述排气管流动的废气和沿着上述稀溶液管流动的稀溶液进行热交换。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸收式冷热水器，更加具体而言，涉及一种附加热交换器而在吸收液和冷媒之间进行高效率的热交换，从而能够得到节省燃料的效果的吸收式冷热水器。
背景技术
图1是现有技术的吸收式冷热水器的概念图。
如图1所示，吸收式冷热水器1是一种将LPG（Liquefied Petroleum Gas：液化石油气）、LNG（Liquefied Natural Gas：液化天然气）等气体作为热源来运行由吸收液冷媒构成的冷气循环的装置。吸收式冷热水器1与将电能作为能源的冷热水器不同，而直接利用热能，因此具有各种各样的优点，例如，能够解决夏天过度的用电负载问题，而且能够将废热（waste heat）利用于热融合系统等。
这种吸收式冷热水器具有构成吸收式冷热水器的蒸发及吸收主体30，该蒸发及吸收主体30具有蒸发器31以及吸收器32。此外，在高温再生器10中内置有燃烧器（burner）11。
在从上述吸收器32向上述高温再生器10延伸的稀溶液管83上，依次配设有吸收液泵72、低温热交换器40以及高温热交换器50。此外，再生及凝缩主体20具有低温再生器23和凝缩器21。
进而，从上述高温再生器10向低温再生器23延伸的管是冷媒蒸气管81，从上述凝缩器21向上述蒸发器31延伸的管是冷媒液流下管82，向上述吸收器32流入的管是冷却水管86。
当具有这种结构的吸收式冷热水器运行时，若在上述高温再生器10的燃烧器11中的燃料气体（LPG、LNG）燃烧，则从上述吸收器32流入的溴化锂（lithium bromide）水溶液（包括液体界面活性剂）等稀溶液被加热而沸腾，从而能够使冷媒蒸气从稀溶液分离。通过这样的加热，稀溶液浓缩成 更高浓度的中间溶液。另一方面，冷媒蒸气沿着冷媒蒸气管81移动，并流入到上述低温再生器23中。另外，从上述高温再生器10进入到低温再生器23中的中间溶液，在低温再生器23中再次被加热。在上述凝缩器21中，从上述低温再生器23流入的冷媒蒸气被凝缩成为冷媒液，并移动到上述蒸发器31。
在上述蒸发器31中，冷媒泵71工作而散布冷媒液。另外，在上述蒸发器31中被气化的冷媒蒸气流入上述吸收器32中，并被所散布的吸收液吸收。另一方面，在上述高温再生器10中冷媒蒸气分离而浓度上升的中间溶液，经由中间溶液管84、高温热交换器50流向上述低温再生器23。
上述中间溶液被加热器25加热，在该加热器25的内部流动着从上述高温再生器10流入的冷媒蒸气。而且，由于冷媒蒸气从上述中间溶液分离，所以吸收液的浓度进一步上升。在上述低温再生器23中被加热的高浓度溶液流入到高浓度溶液管85，并经由上述低温热交换器40流向上述吸收器32，然后在吸收器散布装置35滴落到上述冷却水管86。
进而，吸收液吸收通过上述蒸发器31所进入的冷媒蒸气而浓度下降。浓度下降的吸收液借助上述吸收液泵72的驱动力，在低温热交换器40以及高温热交换器50中被预热之后流入到高温再生器10中。在附图中，未说明的附图标记13是向燃烧器供给燃料的燃料箱，附图标记15是向燃烧器供给燃烧空气的送风装置。
发明内容
本发明是为了提高上述现有技术的吸收式冷热水器的热效率而提出的，其目的在于，提供一种通过附加热交换器而合理地构成吸收液以及冷媒的移动路径，能够节省吸收式冷热水器的燃料消耗量的吸收式冷热水器。
为了实现上述目的，本发明实施方式的吸收式冷热水器具有：高温再生器，其将稀溶液加热分离为冷媒蒸气和中间溶液；低温再生器，其从上述高温再生器接收上述冷媒蒸气以及中间溶液，并使它们相互进行热交换，从而使上述中间溶液成为高浓度溶液；凝缩器，其对在上述低温再生器中进行过热交换的冷媒蒸气进行凝缩；蒸发器，其使在上述凝缩器中凝缩的冷媒气化；吸收器，其使在上述蒸发器中气化的冷媒蒸气被上述低温再生器中所得到的 高浓度溶液吸收而成为稀溶液，并将该稀溶液输送到上述高温再生器。在此，上述吸收式冷热水器的特征在于，具有：废气热交换器，其设置在从吸收器向高温再生器延伸的稀溶液管的中途；排气管，其从上述高温再生器延伸并经过上述废气热交换器，其中，在上述废气热交换器中，沿着上述排气管流动的废气和沿着上述稀溶液管流动的稀溶液相互进行热交换。
另外，本发明实施方式的吸收式冷热水器的特征在于，具有：溶液冷却吸收器，其使在低温再生器中加热浓缩的高浓度溶液和从吸收器排出的稀溶液相互进行热交换；第二高浓度溶液管，其使从上述低温再生器排出的高浓度溶液的一部分分离而导向上述溶液冷却吸收器；第一高浓度溶液管，其使从上述低温再生器排出的高浓度溶液的剩余一部分分离，并经由低温热交换器之后合流到上述第二高浓度溶液管，然后导向上述溶液冷却吸收器；支管，其使从上述吸收器排出的稀溶液经由上述溶液冷却吸收器而向高温再生器流动，其中，在上述溶液冷却吸收器中，沿着上述支管流动的稀溶液和沿着上述第二高浓度溶液管流动的高浓度溶液相互进行热交换。
进而，本发明实施方式的吸收式冷热水器的特征在于，具有：冷媒冷凝热交换器，其使在低温再生器中凝缩的冷媒液和从吸收器排出的稀溶液进行热交换；延伸管，其从上述低温再生器经由上述冷媒冷凝热交换器向凝缩器延伸；稀溶液管，其从上述吸收器经由上述冷媒冷凝热交换器向高温再生器延伸，其中，在上述冷媒冷凝热交换器中，沿着上述延伸管流动的凝缩的冷媒液和沿着上述稀溶液管流动的稀溶液相互进行热交换。
另外，本发明实施方式的吸收式冷热水器具有：高温再生器，其将稀溶液加热分离为冷媒蒸气和中间溶液；低温再生器，其从上述高温再生器接收上述冷媒蒸气以及中间溶液，并使它们相互进行热交换，从而使上述中间溶液成为高浓度溶液；凝缩器，其对在上述低温再生器中进行过热交换的冷媒蒸气进行凝缩；蒸发器，其使在上述凝缩器中凝缩的冷媒气化；吸收器，其使在上述蒸发器中气化的冷媒蒸气被上述低温再生器中所得到的高浓度溶液吸收而成为稀溶液，并将该稀溶液输送到上述高温再生器；冷媒冷凝热交换器，其使在上述低温再生器中进行过热交换的冷媒蒸气和从上述吸收器排出的稀溶液相互进行热交换；溶液冷却吸收器，其使在上述低温再生器中加热浓缩的高浓度溶液和从上述吸收器排出的稀溶液相互进行热交换；上述吸 收器的稀溶液的一部分分离后经过上述溶液冷却吸收器，然后与经过了上述冷媒冷凝热交换器的剩余一部分稀溶液合流。
此外，本发明实施方式的吸收式冷热水器，具有：高温再生器，其将稀溶液加热分离为冷媒蒸气和中间溶液，低温再生器，其从上述高温再生器接收上述冷媒蒸气以及中间溶液，并使它们相互进行热交换，从而使上述中间溶液成为高浓度溶液，凝缩器，其对在上述低温再生器中进行过热交换的冷媒蒸气进行凝缩；蒸发器，其使在上述凝缩器中凝缩的冷媒气化，吸收器，其使在上述蒸发器中气化的冷媒蒸气被上述低温再生器中所得到的高浓度溶液吸收而成为稀溶液，并将该稀溶液输送到上述高温再生器，冷媒冷凝热交换器，其使在上述低温再生器中进行过热交换的冷媒蒸气和从上述吸收器排出的稀溶液相互进行热交换，溶液冷却吸收器，其使在上述低温再生器中加热浓缩的高浓度溶液和从上述吸收器排出的稀溶液相互进行热交换；上述吸收器的稀溶液的一部分分离后经过上述溶液冷却吸收器，然后与经过了上述冷媒冷凝热交换器的剩余一部分稀溶液合流；上述吸收式冷热水器还具有：第二高浓度溶液管，其使从上述低温再生器排出的高浓度溶液的一部分分离并导向上述溶液冷却吸收器，第一高浓度溶液管，其使从上述低温再生器排出的高浓度溶液的剩余一部分分离，并经由低温热交换器之后合流到上述第二高浓度溶液管，然后导向上述溶液冷却吸收器，支管，其使从上述吸收器排出的稀溶液经由上述溶液冷却吸收器后再经由上述低温热交换器而向高温再生器流动；其中，在上述溶液冷却吸收器中，沿着上述支管流动的稀溶液和沿着上述第二高浓度溶液管流动的高浓度溶液相互进行热交换，在上述低温热交换器中，沿着上述第一高浓度溶液管流动的高浓度溶液和沿着上述支管流动的稀溶液相互进行热交换。
此外，本发明实施方式的吸收式冷热水器，具有：高温再生器，其将稀溶液加热分离为冷媒蒸气和中间溶液，低温再生器，其从上述高温再生器接收上述冷媒蒸气以及中间溶液，并使它们相互进行热交换，从而使上述中间溶液成为高浓度溶液，凝缩器，其对在上述低温再生器中进行过热交换的冷媒蒸气进行凝缩；蒸发器，其使在上述凝缩器中凝缩的冷媒气化，吸收器，其使在上述蒸发器中气化的冷媒蒸气被上述低温再生器中所得到的高浓度 溶液吸收而成为稀溶液，并将该稀溶液输送到上述高温再生器，冷媒冷凝热交换器，其使在上述低温再生器中进行过热交换的冷媒蒸气和从上述吸收器排出的稀溶液相互进行热交换，溶液冷却吸收器，其使在上述低温再生器中加热浓缩的高浓度溶液和从上述吸收器排出的稀溶液相互进行热交换；上述吸收器的稀溶液的一部分分离后经过上述溶液冷却吸收器，然后与经过了上述冷媒冷凝热交换器的剩余一部分稀溶液合流；上述吸收式冷热水器还具有：第二高浓度溶液管，其使从上述低温再生器排出的高浓度溶液的一部分分离并导向上述溶液冷却吸收器，第一高浓度溶液管，其使从上述低温再生器排出的高浓度溶液的剩余一部分分离，并经由低温热交换器之后合流到上述第二高浓度溶液管，然后导向上述溶液冷却吸收器，稀溶液管，其从上述吸收器依次经由上述冷媒冷凝热交换器及废气热交换器而向上述高温再生器延伸，支管，其从位于上述吸收器和上述冷媒冷凝热交换器之间的上述稀溶液管分离出，该支管使从上述吸收器排出的稀溶液的一部分经由上述溶液冷却吸收器后并再经由上述低温热交换器，并且，通过了上述低温热交换器的该支管中的稀溶液与通过了上述冷媒冷凝热交换器的上述稀溶液管中的稀溶液合流而向高温再生器流动；其中，废气热交换器，其使从上述吸收器向上述高温再生器流动的稀溶液和来自上述高温再生器的废气相互进行热交换，在上述溶液冷却吸收器中，沿着上述支管流动的稀溶液和沿着上述第二高浓度溶液管流动的高浓度溶液相互进行热交换，在上述低温热交换器中，沿着上述第一高浓度溶液管流动的高浓度溶液和沿着上述支管流动的稀溶液相互进行热交换。
本发明实施方式的吸收式冷热水器通过冷媒冷凝热交换器，使从吸收器流出的一部分稀溶液和在低温再生器中凝缩的冷媒液进行热交换，通过溶液冷却吸收器，使从吸收器流出的剩余一部分稀溶液和在低温再生器中被加热的高浓度溶液进行热交换，而且，通过废气热交换器，使从高温再生器排出的废气和稀溶液进行热交换，从而与具有COP 1.0的性能的双效吸收式冷热水器相比，能够节省约20%以上的燃料费。
附图说明
图1是现有技术的吸收式冷热水器的概念图。
图2是本发明的一个实施方式的吸收式冷热水器的概念图。
附图标记的说明
10高温再生器
21凝缩器
31蒸发器
32吸收器
40低温热交换器
50高温热交换器
100吸收式冷热水器
110冷媒冷凝热交换器
111延伸管
120溶液冷却吸收器
121第一高浓度溶液管
123第二高浓度溶液管
125支管
130废气热交换器
131排气管
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的吸收式冷热水器的最佳实施方式进行详细叙述。
图2是本发明的一个实施方式的吸收式冷热水器的概念图。
如图2所示，吸收式冷热水器100具有：废气热交换器130，其用于回收高温再生器10的燃烧所产生的废气热；冷媒冷凝热交换器110，其在低温再生器23中对中间溶液进行再生之后，回收所残留的凝缩冷媒的显热（Sensible Heat）；溶液冷却吸收器120，其利用从吸收器32的出口流出的稀溶液，回收高浓度溶液的热量。
在下面，详细说明具有这种结构的吸收式冷热水器。
如图2所示，从高温再生器10进入低温再生器23中的中间溶液，在低 温再生器23中将冷媒蒸气凝缩为冷媒液。该所凝缩的冷媒液沿着延伸管111流入凝缩器21中，该延伸管111从低温再生器23经由冷媒冷凝热交换器110而延伸至凝缩器21。
另外，从吸收器32向上述高温再生器10延伸的稀溶液管83经由冷媒冷凝热交换器110以及高温热交换器50连接至高温再生器10。因此，在冷媒冷凝热交换器110中，从低温再生器23流出的所凝缩的冷媒液和从吸收器32流出的一部分稀溶液相互进行热交换。
另一方面，在低温再生器23中所加热的高浓度溶液的一部分，沿着直接连接于溶液冷却吸收器120的第二高浓度溶液管123流入溶液冷却吸收器120中，而剩余的一部分高浓度溶液沿着第一高浓度溶液管121经由低温热交换器40流入溶液冷却吸收器120中。
另外，从位于吸收器32和冷媒冷凝热交换器110之间的稀溶液管83分离出支管125，该支管125经过溶液冷却吸收器120向低温热交换器40延伸，并经由高温热交换器50延伸至高温再生器10。在此，在沿着支管125流动的一部分稀溶液经由低温热交换器40流入到高温热交换器50的过程中，与沿着稀溶液管83经过了冷媒冷凝热交换器110的剩余一部分稀溶液合流并流向高温热交换器50。
另一方面，在高温再生器10安装有燃烧器11，通过使燃料燃烧来加热稀溶液，从而从稀溶液分离出冷媒蒸气。由此，稀溶液浓缩成高浓度的中间溶液。
在该过程中，在燃烧器11中，在燃料燃烧的同时，产生高温的废气。另一方面，排气管131从上述燃烧器11经过废气热交换器130而位于大气中。因此，上述废气在沿着排气管131流动的同时，与沿着稀溶液管83流动的稀溶液进行热交换，该稀溶液管83经过废气热交换器130。
针对上述吸收式冷热水器，叙述三种用于提高热效率的例子。
第一例的吸收式冷热水器具有：溶液冷却吸收器，其使在低温再生器加热浓缩的高浓度溶液和从吸收器排出的稀溶液相互进行热交换；第二高浓度溶液管，其使从上述低温再生器排出的高浓度溶液的一部分分离而导向上述溶液冷却吸收器；第一高浓度溶液管，其使从上述低温再生器排出的高浓度溶液的剩余一部分分离，并经由低温热交换器之后合流到上述第二高浓度溶 液管，然后导向上述溶液冷却吸收器；支管，其使从上述吸收器排出的稀溶液经由上述溶液冷却吸收器而向高温再生器流动，其中，在上述溶液冷却吸收器中，沿着上述支管流动的稀溶液和沿着上述第二高浓度溶液管流动的高浓度溶液进行热交换。
第二例的吸收式冷热水器具有：废气热交换器，其设置在从吸收器向高温再生器延伸的稀溶液管的中途；排气管，其从上述高温再生器延伸并经过上述废气热交换器，其中，在上述废气热交换器中，沿着上述排气管流动的废气和沿着上述稀溶液管流动的稀溶液进行热交换。
第三例的吸收式冷热水器具有：冷媒冷凝热交换器，其使在低温再生器中凝缩的冷媒液和从吸收器排出的稀溶液进行热交换；延伸管，其从上述低温再生器经由上述冷媒冷凝热交换器而向凝缩器延伸；稀溶液管，其从上述吸收器经由上述冷媒冷凝热交换器而向高温再生器延伸，其中，在上述冷媒冷凝热交换器中，沿着上述延伸管流动的所凝缩的冷媒液和沿着上述稀溶液管流动的稀溶液进行热交换。
为了提高热效率，在本发明实施方式的吸收式冷热水器中可以分别独立地设置上述3种例子，也可以设置这些例子的组合。
以上，基于附图，说明了本发明实施方式的吸收式冷热水器的技术思想，但这只可视为本发明的最佳实施方式的举例说明，而不可视为对本发明的限定。
Claims (3)
1.一种吸收式冷热水器，其特征在于，
上述吸收式冷热水器具有：
高温再生器，其将稀溶液加热分离为冷媒蒸气和中间溶液，
低温再生器，其从上述高温再生器接收上述冷媒蒸气以及中间溶液，并使它们相互进行热交换，从而使上述中间溶液成为高浓度溶液，
凝缩器，其对在上述低温再生器中进行过热交换的冷媒蒸气进行凝缩；
蒸发器，其使在上述凝缩器中凝缩的冷媒气化，
吸收器，其使在上述蒸发器中气化的冷媒蒸气被上述低温再生器中所得到的高浓度溶液吸收而成为稀溶液，并将该稀溶液输送到上述高温再生器，
冷媒冷凝热交换器，其使在上述低温再生器中进行过热交换的冷媒蒸气和从上述吸收器排出的稀溶液相互进行热交换，
溶液冷却吸收器，其使在上述低温再生器中加热浓缩的高浓度溶液和从上述吸收器排出的稀溶液相互进行热交换；
上述吸收器的稀溶液的一部分分离后经过上述溶液冷却吸收器，然后与经过了上述冷媒冷凝热交换器的剩余一部分稀溶液合流；
上述吸收式冷热水器还具有：
第二高浓度溶液管，其使从上述低温再生器排出的高浓度溶液的一部分分离并导向上述溶液冷却吸收器，
第一高浓度溶液管，其使从上述低温再生器排出的高浓度溶液的剩余一部分分离，并经由低温热交换器之后合流到上述第二高浓度溶液管，然后导向上述溶液冷却吸收器，
稀溶液管，其从上述吸收器依次经由上述冷媒冷凝热交换器及废气热交换器而向上述高温再生器延伸，
支管，其从位于上述吸收器和上述冷媒冷凝热交换器之间的上述稀溶液管分离出，该支管使从上述吸收器排出的稀溶液的一部分经由上述溶液冷却吸收器并再经由上述低温热交换器，并且，通过了上述低温热交换器的该支管中的稀溶液与通过了上述冷媒冷凝热交换器的上述稀溶液管中的稀溶液合流；
其中，
废气热交换器，其使从上述吸收器向上述高温再生器流动的稀溶液和来自上述高温再生器的废气相互进行热交换，
在上述溶液冷却吸收器中，沿着上述支管流动的稀溶液和沿着上述第二高浓度溶液管流动的高浓度溶液相互进行热交换，
在上述低温热交换器中，沿着上述第一高浓度溶液管流动的高浓度溶液和沿着上述支管流动的稀溶液相互进行热交换。
2.如权利要求1所述的吸收式冷热水器，其特征在于，具有：
延伸管，其从上述低温再生器经由上述冷媒冷凝热交换器向凝缩器延伸；其中，
在上述冷媒冷凝热交换器中，沿着上述延伸管流动的进行过热交换的冷媒蒸气和沿着上述稀溶液管流动的稀溶液相互进行热交换。
3.如权利要求1或2所述的吸收式冷热水器，其特征在于，具有：
排气管，其从上述高温再生器延伸，其中，
在上述废气热交换器中，沿着上述排气管流动的废气和沿着上述稀溶液管流动的稀溶液相互进行热交换。
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