CN101545697A - 吸收式热泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吸收式热泵，即便在供暖运转中产生部分负荷，也可以抑制温水管入口侧的温水的温度上升。该吸收式热泵具有：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并进行液化的冷凝器、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，在通过所述吸收器之后通过所述冷凝器的温水管的、所述吸收器的上游侧，设置温水入口温度传感器，当该温水入口温度传感器检测到规定温度以上时，使流向所述温水管的温水流量减少。在所述吸收器的上游侧设置温水泵，根据来自所述温水入口温度传感器的检测信号，经由控制装置并利用所述温水泵进行流量控制。

Description

吸收式热泵

技术领域

本发明涉及一种吸收式热泵，即便在成为部分负荷的情况下，也可以作为热泵而进行本来的高效运转。

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并进行液化；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的吸收式热泵用于供暖运转时，在通过上述蒸发器内部的传热管内，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，对在通过吸收器内部的温水管内流动的温水(从负荷返回的低温水)进行加热。在该吸收器被加热的温水，在温水管通过上述冷凝器时，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，向负荷供给而成为供暖热源。

在上述吸收式热泵中，在温水管的冷凝器的下游侧，设有检测温水的出口侧温度的温水出口温度传感器，利用该温水出口温度传感器检测向负荷供给的温水的温度，经由流量控制阀控制向再生器供给的驱动热源(为主热源，例如从锅炉排出的水蒸气等)的流量，以使该温水的温度大致一定。

但是，若减少负荷，则由该负荷所消耗的温水的热量减少，即便上述温水出口温度传感器保持一定温度，从负荷排出的温水的温度也表现出增高的倾向。而且，由于从该负荷排出的温水返回到温水管的入口侧，因此，该温水管入口侧的温水温度上升。

温水管入口侧的温水温度的上升，导致在该温水管通过的吸收器的热交换效率降低。这是因为若温度高的温水通过吸收器内的温水管，则在蒸发器蒸发的制冷剂蒸气，难以被在吸收器散布的浓吸收液吸收，故制冷剂蒸气的伴随吸收而产生的散热量减少。

另外，若在吸收器5难以吸收制冷剂蒸气，则伴随这种情况，从通过蒸发器4内的传热管的、作为副热源的热源水吸取的热量减少，不能有效利用该副热源的热量。一旦发生这种事态，则将导致有违想要通过从副热源吸取足够的热量来谋求主热源用锅炉等的节能的、热泵本来的目的。

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的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，即便在供暖运转中产生部分负荷，也可以抑制温水管入口侧的温水的温度上升。

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并进行液化的冷凝器、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，在通过所述吸收器之后通过所述冷凝器的温水管的、所述吸收器的上游侧，设置温水入口温度传感器，当该温水入口温度传感器检测到规定的温度以上时，使流向所述温水管的温水流量减少。

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，在所述吸收器的上游侧设置温水泵，根据来自所述温水入口温度传感器的检测信号，经由控制装置并利用所述温水泵进行流量控制。

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，在所述吸收器的上游侧设置流量控制阀，利用该流量控制阀来控制流向所述温水管的温水流量。

第四方面发明的吸收式热泵，在第一方面～第三发明中任一方面发明的基础上，其特征在于，当所述温水的负荷减少而温水入口温度上升时，使流向所述温水管的温水流量逐渐减少，当所述温水入口温度超过规定值时，进行控制以使所述温水流量成为一定。

根据上述第一方面的发明，在吸收式热泵的供暖运转时，利用温水管入口侧的温水入口温度传感器来检测温水的温度，当检测到规定温度以上时，使温水入口侧的温水流量减少，从而可以抑制温水入口侧的温水的温度上升。由此，即便产生部分负荷，也能够确保作为吸收式热泵的高的热效率。

根据第二方面的发明，由于在所述吸收器的上游侧设置温水泵，根据来自所述温水入口温度传感器的检测信号，经由控制装置并利用所述温水泵进行流量控制，因此，可以适当地调整向温水管供给的温水流量。

根据第三方面的发明，所述温水的流量控制可以替代温水泵的反相式控制(インバ—タ制御)而利用流量控制阀来进行控制。即，在所述吸收器的上游侧设置流量控制阀，利用该流量控制阀可以控制流向温水管的温水流量。

根据第四方面的发明，当温水的负荷减少而温水入口温度上升时，使向温水管供给的温水流量逐渐减少，当温水入口温度超过规定值时，进行控制以使所述温水流量成为一定，因此，可以防止温水流量的急剧变化而保护温水泵，并且可以避免由流量不足而引起的温水泵的异常状态。

附图说明

图1是表示本发明的吸收式热泵的实施方式的主要部分的结构图；

图2是表示本发明的吸收式热泵部分负荷时的温水流量控制进度例的图表。

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  温水入口温度传感器      14  温水出口温度传感器

15  控制装置                16  制冷液供给管

17   制冷液泵            18    制冷液管

19   传热管              20    吸收液供给管

21   热交换器

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实施方式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，它们被收纳于上本体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，它们被收纳于下本体6内且下部被分隔板6a以倾斜状态分隔。

附图标记7是驱动热源(主热源)流通的驱动热源管，以通过上述再生器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，例如可以使用锅炉或发动机等排出的水蒸气或热水等。

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

在该再生器1中从稀吸收液分离出来的制冷剂蒸气流入到邻接的冷凝器2中而被冷却，并冷凝而积存于冷凝器2的底部。在该冷凝器2中，以温水管11通过的方式进行配管，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。进而，在温水管11的、吸收器5的上游侧，设有温水泵12，在该温水泵12和吸收器5之间，设有检测温水管入口侧的温水温度的温水入口温度传感器13，并且，在冷凝器2的下游侧，设有检测温水管出口侧的温水温度的温水出口温度传感器14。

附图标记15是控制装置，其被输入来自上述温水入口温度传感器13的检测信号，从该控制装置15向上述温水泵12输出控制信号并进行流量控制。另外，温水泵12也可通过相位控制等进行泵的频率控制。

积存于上述冷凝器2底部的制冷液利用制冷液供给管16供给到上述蒸发器4，积存于该蒸发器4的底部，并且，利用制冷剂泵17，经由制冷液管18将其供给到在蒸发器4的上部设置的散布器4a并进行散布。在该蒸发器4中，以传热管19通过的方式进行配管，作为副热源例如热源水在该传热管19内流通。

在上述再生器1中，制冷剂蒸气分离而使浓度变浓的吸收液(以下称为浓吸收液)，利用吸收液供给管20供给到吸收器5中，并从设于该吸收器5上部的散布器5a进行散布。在上述吸收液供给管20的中途设有热交换器21，所述稀吸收液管10通过该热交换器21内，从而在高温的浓吸收液和低温的稀吸收液之间进行热交换。由此，浓吸收液被冷却并供给到吸收器5，因此，在从散布器5a被散布时容易吸收来自蒸发器4的制冷剂蒸气，且由于稀吸收液被加热并供给到再生器1，因此，可以减少用于分离制冷剂蒸气的驱动热源。

如上所述构成的本发明的吸收式热泵，在供暖运转时，向驱动热源管7供给作为驱动热源例如从锅炉排出的水蒸气，并且，向上述传热管19供给作为副热源例如热源水。

在该供暖运转时，如前所述，利用供给到驱动热源管7的水蒸气来加热再生器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相邻的冷凝器2内，向在该冷凝器2内的温水管11流动的温水散热，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16供给到蒸发器4，并且，利用制冷液泵17，经由制冷液管18输送到散布器4a并朝传热管19散布。散布的制冷液从在传热管19内流动的热源水吸热而蒸发，成为制冷剂蒸气并流入相邻的吸收器5内。

流入吸收器5内的制冷剂蒸气利用吸收液供给管20从上述再生器1供给到吸收器5，并且，被从散布器5a分散的浓吸收液吸收，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21被加热后返回再生器1中。

这样，制冷剂及吸收液分别经由回路而循环，流过温水管11的温水在通过吸收器5时，与被浓吸收液吸收的制冷剂蒸气进行热交换而被加热，接着，在通过冷凝器2时，与从再生器1供给的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室内机等负荷而作为供暖热源使用。在负荷中进行热交换而温度降低的温水，从该负荷被排出，并且，经由省略图示的循环回路返回到温水管11的入口侧。

若在吸收式热泵的供暖运转时负荷减少，则进行减少驱动热源的供给量的控制，以使温水出口温度不过高，如前所述，由于构成为从负荷排出的温水返回到温水管11的入口侧，因此，入口侧的温水温度上升。这样，若温水入口温度上升，则如前所述，在温水管11通过的吸收器5中的热交换效率降低。即，若温度上升后的温水通过吸收器5内，则在蒸发器4蒸发的制冷剂蒸气难以被在吸收器5分散的浓吸收液吸收，相对于温水管11的制冷剂蒸气的散热量减少。

另外，若在吸收器5中制冷剂蒸气难以被吸收，则在蒸发器4的制冷剂蒸气的产生被阻碍，故从在传热管19内流动的热源水作为蒸发热而吸取的热量减少。为此，通过有效利用副热源来减少供给到再生器1中的作为驱动热源的水蒸气量，由此，不能实现想要节省在锅炉等使用的热能的目的。吸收式热泵是从热源水吸取热量来提高热效率的热泵，这样，如因温水入口温度的上升而导致副热源的热效率降低，则不能谋求节省驱动热源，且不能充分发挥作为热泵的功能。

在本发明中，为了不产生如上所述的事态，防止在负荷减少时温水入口温度的上升。作为其方法，当上述温水入口温度传感器13检测到规定温度以上时，使流向温水管11的温水流量减少。

图2是表示部分负荷时的温水流量控制进度例的图表。此时，其为例如将额定温水入口温度设定为40℃、将温水出口温度设定为80℃的例子，若成为部分负荷且上述温水入口温度传感器13检测到40℃以上时，该检测信号被输入到上述控制装置15中，且控制信号从该控制装置15向上述温水泵12输出。利用来自该控制装置15的控制信号，温水泵12进行流量控制，从而逐渐减少流向温水管11入口的温水流量。

若上述温水入口温度传感器13从该状态检测到60℃以上，则该检测信号被输入到上述控制装置15中，控制信号从该控制装置15输出到上述温水泵12中，从而将流向温水管11入口的温水流量保持为一定。

在此时的控制中，预想的是负荷为25％、温水入口温度为70℃的情况，如上所述，通过减少向温水管11供给的温水流量，可以使温水入口温度下降到60℃。由此可知，可以适当地运转吸收式热泵的负荷条件扩大，并且，可以进行本来的效率高的运转。之所以将温水流量节流为不到50％是为了防止温水流量的急剧变化而保护温水泵12，并且是为了避免由流量不足而引起的温水泵12的异常事态。

这样，在部分负荷时，若减少向温水管11的入口供给的温水流量，则从负荷排出的温水的温度降低，由于该温度下降了的温水返回温水管11的入口侧，因此可以抑制温水管11入口侧的温水温度上升。由此，在吸收式热泵的供暖运转中，即便成为部分负荷的情况，也可以从副热源的热源水充分地吸取热量，并可以进行吸收式热泵本来的效率高的运转。

在上述实施方式中，作为控制温水流量的机构而使用温水泵12，但并不限于此，例如也可以构成为，在吸收器5的上游侧设置流量控制阀(图略)，利用该流量控制阀来控制向温水管11的入口侧供给的温水流量。

工业实用性

本发明在将单重效用的吸收式热泵用于供暖运转时，可以极其有效地适用于供暖运转。

Claims (4)

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并进行液化的冷凝器、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，在通过所述吸收器之后通过所述冷凝器的温水管的、所述吸收器的上游侧，设置温水入口温度传感器，当该温水入口温度传感器检测到规定温度以上时，使流向所述温水管的温水流量减少。

2.如权利要求1所述的吸收式热泵，其特征在于，在所述吸收器的上游侧设置温水泵，根据来自所述温水入口温度传感器的检测信号，经由控制装置并利用所述温水泵进行流量控制。

3.如权利要求1所述的吸收式热泵，其特征在于，在所述吸收器的上游侧设置流量控制阀，利用该流量控制阀来控制流向所述温水管的温水流量。

4.如权利要求1～3中任一项所述的吸收式热泵，其特征在于，当所述温水的负荷减少而温水入口温度上升时，使流向所述温水管的温水流量逐渐减少，当所述温水入口温度超过规定值时，进行控制以使所述温水流量成为一定。

Images