CN101545694B - 吸收式热泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吸收式热泵，防止因供暖运转中的部分负载而导致浓吸收液结晶。在穿过蒸发器(4)内的传热管(17)的上游侧设置热源水泵(18)，并且在下游侧设置流量检测机构(19)，进而在蒸发器(4)的底部设置制冷液温度传感器(20)。当热源水的流量减少到设定值以下时，或热源水泵(18)停止时，不立刻停止运转而进行吸收液的稀释运转，从而防止浓吸收液结晶。另外，当热源水有可能冻结时，由制冷液温度传感器(20)计测在蒸发器(4)底部积存的制冷液的温度，当该制冷液的温度超过规定温度时，进行吸收液的稀释运转，当成为规定温度以下时停止运转。

Description

吸收式热泵

技术领域

本发明涉及一种吸收式热泵，可以防止吸收液结晶，并且，可以防止供暖运转时热源水冻结。

背景技术

以往，已知有例如使用水作为制冷剂、使用溴化锂(LiBr)溶液作为吸收液的吸收式热泵。该吸收式热泵作为其主要构成要素而具有：再生器，其对从吸收器返回的稀吸收液进行加热而分离制冷剂蒸气；冷凝器，其对从该再生器送来的制冷剂蒸气进行冷凝而使其液化；蒸发器，其贮留从该冷凝器送来的制冷液，并且从散布器向传热管散布而使其蒸发；上述吸收器，其通过将从再生器送来的浓吸收液从散布器散布而吸收从该蒸发器送来的制冷剂蒸气(例如专利文献1)。

在将如上所述的单重效用吸收式热泵用于供暖运转时，在穿过上述蒸发器内的传热管内，作为副热源而流过热源水，将从上述冷凝器送来且滞留于蒸发器底部的制冷液，利用制冷剂泵送入到设于蒸发器内的上部的散布器并将其散布到传热管，该制冷液在蒸发时从在传热管内流动的热源水吸热，该制冷剂蒸气在吸收器中被散布的浓吸收液吸收时，对在穿过吸收器内的温水管内流动的温水(温水)(从负载返回的低温水)进行加热。在该吸收器被加热后的温水，在温水管穿过上述冷凝器时，与从再生器送来的制冷剂蒸气进行热交换而进一步被加热后，向负载供给而成为供暖用热源。

上述情况下，在上述蒸发器的出口侧传热管设有流量检测机构，利用该流量检测机构监视热源水的流量。若热源水的流量减少并达到设定值以下，则从流量检测机构向控制装置输入信号，并从该控制装置向在吸收器的入口侧传热管设置的温水泵输出信号，该温水泵停止，并且立刻停止供暖运转。

但是，若立刻停止供暖运转，则因将贮留于吸收器的稀吸收液返回到再生器的吸收液泵停止，故在连结再生器和吸收器的循环路径内，吸收液不流动，导致浓吸收液在从再生器朝向吸收器的管路内或中途的热交换器内滞留。在如上所述的状态下，若停止时间拖长，则浓吸收液变冷，有时产生结晶。

若产生如上所述的浓吸收液的结晶，之后在重新开始运转时，浓吸收液的流动被阻碍，不能立刻进行正常运转。因此，在重新开始运转之前，必须利用加热器等对从再生器通向吸收器的管路进行加热来溶解晶体，不得不进行麻烦的作业。特别是，当在设于再生器和吸收器的中途位置的热交换器内结晶时，由加热进行的溶解作业非常困难。

专利文献1：(日本)特开平8-233391号公报

发明内容

本发明是为了消除上述现有吸收式热泵的不良情况而作出的，其目的在于提供一种吸收式热泵，在供暖运转时，防止热源水的流量降低时浓吸收液结晶。

作为用于实现上述目的的手段，第一方面发明的吸收式热泵，其特征在于，具有：对从吸收器返回的稀吸收液进行加热而分离制冷剂蒸气的再生器、对从该再生器送来的制冷剂蒸气进行冷凝而使其液化的冷凝器、使从该冷凝器送来的制冷液蒸发的蒸发器、将从该蒸发器送来的制冷剂蒸气吸收的所述吸收器，在供暖运转时，在穿过所述蒸发器的传热管内流动的热源水的流量减少到设定值以下时，或在所述蒸发器的上游侧的传热管上设置的热源水泵停止时，不立刻使运转停止而进行吸收液的稀释运转。

第二方面发明的吸收式热泵，在第一方面发明的基础上，其特征在于，在所述蒸发器的下游侧的传热管上设置流量检测机构，经由该流量检测机构调整在传热管内流动的热源水的流量，并且，当所述热源水的流量减小到设定值以下时，将该检测信号输入到控制装置。

第三方面发明的吸收式热泵，在第一方面发明的基础上，其特征在于，当所述热源水有可能冻结时，计测在所述蒸发器底部积存的制冷液的温度，当该制冷液的温度超过规定温度时，进行吸收液的稀释运转，当成为规定温度以下时停止运转。

第四方面发明的吸收式热泵，在第三方面发明的基础上，其特征在于，在所述蒸发器的底部设置温度传感器，利用该温度传感器，检测在该蒸发器底部积存的制冷液的温度，并且，将该检测信号输入到控制装置。

根据上述第一方面的发明，在吸收式热泵的供暖运转时，热源水的流量降低到设定值以下，或使在蒸发器的上游侧的传热管上设置的热源水泵停止时，不立刻停止运转而进行吸收液的稀释运转，故不会出现浓吸收液积存于从再生器通向吸收器的管路内而被放置不管的情况。因此，可以抑制浓吸收液的结晶，在重新开始运转时，浓吸收液的流动不会被阻碍，可以立刻进行正常运转。另外，在重新开始运转之前，不需要以往那样加热管道来溶解浓吸收液的晶体的麻烦的作业。

根据第二方面的发明，通过在所述蒸发器的下游侧的传热管上设置流量检测机构，当热源水的流量减小到设定值以下时，将该检测信号输入到控制装置，从而可以从该控制装置切实地输出稀释运转信号。

根据第三方面的发明，当所述热源水有可能冻结时，计测在所述蒸发器底部积存的制冷液的温度，当该制冷液的温度超过规定温度时，进行吸收液的稀释运转，从而可以防止浓吸收液结晶。另外，当制冷液的温度成为规定温度以下时，停止运转，从而可以极力抑制蒸发器内的传热管中的热源水冻结。

根据第四方面的发明，在所述蒸发器的底部设置温度传感器，利用该温度传感器，检测在该蒸发器底部积存的制冷液的温度，从而可以进行监视，以使热源水不冻结。另外，通过将该温度传感器的检测信号输入到控制装置，当制冷液的温度成为规定温度以下时，可以输出运转停止信号。

附图说明

图1是本发明的吸收式热泵进行供暖运转时的概略结构图；

图2是本发明的吸收式热泵进行供暖运转时在产生异常时的流程图；

图3同样地是在产生异常时的时序图。

附图标记说明

1再生器            2冷凝器

4蒸发器            5吸收器

7驱动热源管        8流量控制阀

9吸收液泵          10稀吸收液管

11温水管                12温水泵

13温水出口温度传感器    14制冷液供给管

15制冷液泵              16制冷液管

17传热管                18热源水泵

19流量检测机构          20制冷液温度传感器

21吸收液供给管          22热交换器

23控制装置

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的吸收式热泵的实施方式。

图1是表示本发明的吸收式热泵的主要部分的结构图。在图1中，附图标记1是再生器，附图标记2是冷凝器，它们被收纳于上机体3内且下部被分隔板3a分隔。附图标记4是蒸发器，附图标记5是吸收器，它们被收纳于下机体6内且下部被分隔板6a呈倾斜状态地分隔。

附图标记7是驱动热源(主热源)流动的驱动热源管，以穿过上述再生器1内的方式进行配管，在该再生器1的上游侧设有流量控制阀8。作为驱动热源，可以使用水蒸气或热水(熱水)等，例如从锅炉或发动机等供给源进行供给。

在再生器1中，利用通过上述驱动热源管7的驱动热源，将经由吸收液泵9及稀吸收液管10从上述吸收器5供给的低浓度的吸收液(以下称为稀吸收液)加热并分离制冷剂蒸气。

在该再生器1中从稀吸收液分离的制冷剂蒸气流入到邻接的冷凝器2中而被冷却，成为制冷液而积存于冷凝器2的底部。在该冷凝器2中，以温水管11穿过的方式进行配管，该温水管11在穿过上述吸收器5内部之后穿过冷凝器2内部。进而，在温水管11的、吸收器5的上游侧，设有温水泵12，在冷凝器2的下游侧，设有温水出口温度传感器13。基于该温水出口温度传感器13的温度检测，控制上述流量控制阀8的打开或关闭，以调整供给到再生器1的驱动热源。

积存在上述冷凝器2底部的制冷液，通过制冷液供给管14流下并被供给到上述蒸发器4内，积存在蒸发器4底部，并且利用制冷液泵15，经由制冷液管16供给到在蒸发器4上部设置的散布器4a并进行散布。在该蒸发器4中，以流动有热源水(副热源)的传热管17穿过该蒸发器4的方式进行配管，在该传热管17的、蒸发器4的上游侧设有热源水泵18，在蒸发器4的下游侧设有流量检测机构19。作为该流量检测机构19，例如可以使用浮动开关。另外，在蒸发器4底部的外侧设有制冷液温度传感器20。

在上述再生器1中，制冷剂蒸气分离而浓度变浓的吸收液(以下称为浓吸收液)，利用吸收液供给管21流下而供给到吸收器5中，并从设于吸收器5上部的散布器5a散布。在该吸收液供给管21的中途设有热交换器22，通过使上述稀吸收液管10穿过该热交换器22内，从而使高温的浓吸收液和低温的稀吸收液进行热交换。

附图标记23是控制装置，其与上述流量检测机构19及制冷液温度传感器20连接，并且与上述热源水泵18、制冷液泵15、吸收液泵9、温水泵12及流量控制阀8连接。而且，流量控制阀8与上述温水出口温度传感器13连接。

如上所述构成的本发明的吸收式热泵，通过将驱动热源供给到驱动热源管7，并且将副热源供给到上述传热管17，从而可以进行供暖运转。作为副热源，例如可以使用从地下抽取的热源水。

在进行供暖运转时，例如将水蒸气供给到上述驱动热源管7来加热再生器1内的稀吸收液，并将制冷剂蒸气分离。在再生器1被分离的制冷剂蒸气流入冷凝器2内，向在该冷凝器2内的温水管11中流动的温水散热并冷凝，成为制冷液而积存于冷凝器2的底部。

积存于冷凝器2底部的制冷液，利用上述制冷液供给管14供给到蒸发器4，并且，利用制冷液泵15，经由制冷液管16输送到散布器4a并朝传热管17散布。该散布的制冷液从在蒸发器4内的传热管17中流动的热源水吸热而蒸发，成为制冷剂蒸气并流入吸收器5内。

流入吸收器5内的制冷剂蒸气利用吸收液供给管21从上述再生器1供给到吸收器5，并且，被从散布器5a散布的浓吸收液吸收，成为稀吸收液而积存于吸收器5的底部。接着，积存于吸收器5底部的稀吸收液利用上述吸收液泵9流过稀吸收液管10，在上述热交换器22被加热后供给到再生器1中。

这样，制冷剂及吸收液分别循环，流过温水管11的温水在通过吸收器5时，与制冷剂蒸气进行热交换而被加热，接着，在通过冷凝器2时，与制冷剂蒸气进行热交换而再次被加热，被供给到省略图示的负载而作为供暖用热源使用。在负载中散热而温度降低的温水，经由管路(省略图示)返回到温水管11的入口侧，并利用上述温水泵12供给到温水管11中。

供给到上述传热管17的热源水的流量减少，在热源水的流量检测机构19检测到设定值以下的流量，或者热源水泵18停止时，不立刻停止运转而进行稀释运转。

该稀释运转通过如下操作而进行，即关闭上述流量控制阀而停止向再生器1供给水蒸气，为了将稀吸收液从吸收器5返回到再生器1，使吸收液泵9运转，为了将制冷剂蒸气从蒸发器4向吸收器5供给，使制冷液泵15运转，且为了将温水向负载供给，使温水泵12运转。

根据该稀释运转，由于稀吸收液从吸收器5被供给到再生器1中，故再生器1内的吸收液的浓度变稀，另外，由于水蒸气不从驱动热源管7供给到再生器1，故在再生器1中制冷剂蒸气几乎不分离。

在再生器1中浓度变稀的吸收液经由吸收液供给管21供给到吸收器5。以往，在产生异常时，由于立刻停止运转，故浓吸收液不从再生器1流动到吸收器5而滞留于吸收液供给管21内或热交换器22内，在该状态下，若停止时间拖长，则浓吸收液变冷而结晶。在本发明的情况下，如上所述，由于不立刻停止运转而继续进行稀释运转，故可以防止以往那样的吸收液的结晶。另外，以往，在重新开始运转之前，需要由加热器等进行加热而使晶体溶解的作业，但在本发明的情况下，由于不产生吸收液的结晶，故不需要上述那样的溶解作业。

在本发明中，为了防止热源水的冻结，当积存于蒸发器4底部的制冷液的温度超过规定温度时，进行吸收液的稀释运转，当成为规定温度以下时，停止运转。

如图2所示，在步骤S1，若热源水的流量降低或在热源水泵18产生联锁异常(インタ一ロツク具常)，则在步骤S2，从控制装置23输出稀释运转开始的信号。接着，在步骤S3，关闭流量控制阀8，在步骤S4，当制冷液温度为7℃以上时，在步骤S5～S7，分别使温水泵12、吸收液泵9、制冷液泵15运转而进行稀释运转。

接着，在步骤S8判断稀释是否结束，在未结束时(NO)，回到步骤S4反复进行稀释运转。稀释是否结束例如可以通过计时器来判断。

在步骤S4，当制冷液温度为7℃以下时，进入步骤S9～S11，分别停止温水泵12、吸收液泵9及制冷液泵15而停止运转。由此，在制冷液的温度超过规定温度时，通过进行吸收液的稀释运转，可以防止浓吸收液结晶。另外，在制冷液的温度成为规定温度以下时，通过使运转停止，可以极力抑制蒸发器4内的传热管17中的热源水冻结。图3是表示其时序图的图。

工业实用性

本发明在吸收式热泵进行供暖运转时，作为因部分负载而导致吸收液结晶的结晶防止机构，可以有效适用。

Claims (3)

1.一种吸收式热泵，其特征在于，具有：对从吸收器返回的稀吸收液进行加热而分离制冷剂蒸气的再生器、对从该再生器送来的制冷剂蒸气进行冷凝而使其液化的冷凝器、使从该冷凝器送来的制冷液蒸发的蒸发器、将从该蒸发器送来的制冷剂蒸气吸收的所述吸收器，

在供暖运转时，在穿过所述蒸发器的传热管内流动的热源水的流量减少到设定值以下时，或在所述蒸发器的上游侧的传热管上设置的热源水泵停止时，不立刻使运转停止而进行吸收液的稀释运转；

当所述热源水有可能冻结时，计测在所述蒸发器底部积存的制冷液的温度，当该制冷液的温度超过规定温度时，进行吸收液的稀释运转，当成为规定温度以下时停止运转。

2.如权利要求1所述的吸收式热泵，其特征在于，在所述蒸发器的下游侧的传热管上设置流量检测机构，经由该流量检测机构调整在传热管内流动的热源水的流量，并且，当所述热源水的流量减小到设定值以下时，将该检测信号输入到控制装置。

3.如权利要求1所述的吸收式热泵，其特征在于，在所述蒸发器的底部设置温度传感器，利用该温度传感器，检测在该蒸发器底部积存的制冷液的温度，并且，将该检测信号输入到控制装置。

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