CN101672547B - 吸收式冷冻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吸收式冷冻机，特别是二重效应吸收式冷冻机，在运转停止时，在所述冷却水泵单独起动的情况下，能够切实防止蒸发器内低温水的冻结。高温再生器、低温再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器及高温热交换器、低温热交换器通过管路连接，且设置通过吸收器内部后通过冷凝器内部的冷却水管路，设置通过蒸发器内部的负载侧低温水管路，设置自低温再生器向吸收器供给浓吸收液的浓吸收液泵、自吸收器向高温再生器供给稀吸收液的稀吸收液泵、及向该蒸发器的制冷液分布管供给蓄存在蒸发器底部的制冷液的制冷液泵、向所述冷却水管路供给冷却水的冷却水泵，其在运转停止时，在冷却水泵单独起动的情况下，使设于负载侧低温水管路的低温水泵连动运转。

Description

吸收式冷冻机

本申请是三洋电机株式会社于2007年11月7日提交的名称为“吸收式冷冻机”、申请号为200710165857.9的发明专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及吸收式冷冻机，特别是二重效应吸收式冷冻机，在运转停止时，能够使蒸发器内部负载侧的低温水不冻结。 

背景技术

一般的，二重效应吸收式冷冻机其高温再生器、低温再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器及高温热交换器、低温热交换器通过管路连接，且在管路的重要部位通过设置浓吸收液泵、稀吸收液泵、制冷液泵及开关阀等，构成吸收液系统的循环管路和制冷剂系统的循环管路。进而，通过蒸发器的制冷液的蒸发热，将从负载侧返回的低温水冷却，向负载侧供给，从而得到制冷或冷冻作用。而且，不仅是制冷，通过切换管路，还能够供暖。吸收液通常使用溴化锂水溶液，制冷剂使用水。 

在二重效应吸收式冷冻机中，设有通过吸收器内部后通过冷凝器内部的冷却水管路，通过使冷却水流过该冷却水管路，在吸收器的内部冷却自浓吸收液分布管分布的浓吸收液，提高吸收自蒸发器流入吸收器的制冷剂蒸汽的吸收作用，在冷凝器的内部冷却自低温再生器流入冷凝器的制冷剂蒸汽，实现使制冷液冷凝的冷凝作用。 

二重效应吸收式冷冻机，在例如办公大楼的空调装置或商用冷冻机等中使用，由于冷却塔(ク一リングタワ一)设置于露天，在运转停止中，存在由于气温降低，冷却水管内的冷却水冻结的情况。冷却水若发生冻结，则在之后再次运转时，不仅使冷却水的流动恶化或无法流动而引起性能降低，而且有可能引起冷却水管路的裂缝或破裂等情况。 

为了防止这样的情况发生，在使用吸收式冷冻机、构成为可进行制冷运转的空调装置中，在该空调装置停止时，即使气温降低、冷却水在冷却水管内也不冻结的技术，在例如专利文献1中公开。在这种情况下，在易受外界影响、在气温降低时温度也容易降低的冷却水管内的冷却水温度降低、具有冻结的危险的时候，使冷却水泵起动，通过将存在于相对热容量大、不易受外界影响的冷却塔蓄存部的冷却水向冷却水管供给，防止冷却水管内的冷却水冻结。

专利文献1(日本)特开2001-99474 

但是，上述现有技术涉及防止冷却吸收式冷冻机的吸收器和冷凝器的冷却水冻结，并非涉及防止在负载侧和蒸发器之间循环的低温水的冻结。关于防止该低温水的冻结，以往未采取任何方法，仅仅是提醒用户注意而已。仅仅提醒注意，难以切实防止低温水的冻结。 

发明内容

本发明的目的为，特别是二重效应吸收式冷冻机中，在运转停止时，在冷却水泵单独起动的情况下，能够切实防止低温水的冻结。 

作为达成上述目的的装置，第一方面的发明的吸收式冷冻机，其高温再生器、低温再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器及高温热交换器、低温热交换器通过管路连接，且设置有在通过吸收器的内部后通过冷凝器的内部的冷却水管路，设置有通过蒸发器内部的负载侧低温水管路，设置有自低温再生器向吸收器供给浓吸收液的浓吸收液泵、自吸收器向高温再生器供给稀吸收液的稀吸收液泵、及向设于该蒸发器上部的制冷液分布管供给蓄存在蒸发器底部的制冷液的制冷液泵、向所述冷却水管路供给冷却水的冷却水泵，其特征在于，在运转停止时，在所述冷却水泵单独起动的情况下，设于负载侧低温水管路的低温水泵连动运转。 

第二方面的发明的吸收式冷冻机，其高温再生器、低温再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器及高温热交换器、低温热交换器通过管路连接，且设置有在通过吸收器的内部后通过冷凝器的内部的冷却水管路，设置有通过蒸发器的内部的负载侧的低温水管路，设置有自低温再生器向吸收器供给浓吸收液的浓吸收液泵、自吸收器向高温再生器供给稀吸收液的稀吸收液泵、及向设于该蒸发器的上部的制冷液分布管供给蓄存在蒸发器底部的制冷液的制冷液泵、向所述冷却水管路供给冷却水的冷却水泵，其特征在于，设置有制冷液旁通管路，该制冷液旁通管路在所述制冷液泵的下游侧，与利用所述制冷液 泵将蓄存于所述蒸发器的底部的制冷液向设于该蒸发器的上部的制冷液分布管供给的管路连通，并且所述制冷液旁通管路将所述制冷液泵的下游侧和所述吸收器的底部连结，且在该制冷液旁通管路上设有开关阀，在运转停止时，在所述冷却水泵单独起动的情况下，打开开关阀、将蒸发器内的制冷液的一部分由制冷液泵经由制冷液旁通管路向吸收器供给。 

第三方面的发明的吸收式冷冻机，其高温再生器、低温再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器及高温热交换器、低温热交换器通过管路连接，且设置有在通过吸收器的内部后通过冷凝器的内部的冷却水管路，设置有通过蒸发器的内部的负载侧的低温水管路，设置有自低温再生器向吸收器供给浓吸收液的浓吸收液泵、自吸收器向高温再生器供给稀吸收液的稀吸收液泵、及向设于该蒸发器的上部的制冷液分布管供给蓄存在蒸发器底部的制冷液的制冷液泵、向所述冷却水管路供给冷却水的冷却水泵，其特征在于，设置有连结所述冷却水管路的吸收器的上游侧及吸收器的下游侧的冷却水旁通管路，且在该冷却水旁通管路上设有开关阀，在运转停止时，在所述冷却水泵单独起动的情况下，打开开关阀、使冷却水的一部分或者全部向冷却水旁通管路流动。 

根据第一方面的发明，在二重效应吸收式冷冻机中，在运转停止时，在冷却水泵单独起动的情况下，通过使设于负载侧的低温水管路的低温水泵连动运转，使得在蒸发器内低温水不滞留。这样，能够避免由冷却水的影响而引起的蒸发器内部低温水的过度冷却。其结果，能够防止低温水的冻结。 

根据第二方面的发明，在二重效应吸收式冷冻机中，在运转停止时，在冷却水泵单独起动的情况下，通过打开开关阀、将制冷液的一部分由制冷液泵经由制冷液旁通管路向吸收器供给，从而能够使吸收器内的稀吸收液的浓度降低。这样，通过稀吸收液变稀、吸收制冷剂蒸汽的能够下降，而能够使自蒸发器侧的制冷液的自蒸发量减少。其结果，能够抑制由蒸发热引起的低温水的冷却，防止冻结。 

根据第三方面的发明，在二重效应吸收式冷冻机中，在运转停止时，在冷却水泵单独起动的情况下，通过打开开关阀、使冷却水的一部分或者全部向冷却水旁通管路流动，从而能够减少通过吸收器内部的冷却水的流量。这样，能够抑制由于通过吸收器内部的冷却水的影响引起的蒸发器内部低温水的过度冷却。其结果，能够防止低温水的冻结。 

附图说明

图1是表示本发明的吸收式冷冻机的第一实施例的结构图； 

图2是本发明的吸收式冷冻机的第一实施例的流程图； 

图3是表示本发明的吸收式冷冻机的第二实施例的结构图； 

图4是本发明的吸收式冷冻机的第二实施例的流程图； 

图5是表示本发明的吸收式冷冻机的第三实施例的结构图。 

附图标记 

1高温再生器 

2低温再生器 

3冷凝器 

4蒸发器 

5吸收器 

6高温热交换器 

7低温热交换器 

8稀吸收液泵 

9燃烧器 

10浓吸收液泵 

11冷却水管路 

12冷却水泵 

13制冷液泵 

14低温水管路 

15低温水泵 

16、17、18开关阀 

19制冷液旁通管路 

20开关阀 

21冷却水旁通管路 

22开关阀 

具体实施例 

下面，参照附图对本发明的吸收式冷冻机的实施例进行说明。图1是表示本发明的吸收式冷冻机的第一实施例的结构图，高温再生器1、低温再生器2、冷凝器3、蒸发器4、吸收器5及高温热交换器6、低温热交换器7等 通过管路连接，构成吸收液系统的循环路径及制冷剂系统的循环路径。 

实施例1 

在高温再生器1中，收容通过稀吸收液泵8自吸收器5经由管路R1返回的稀吸收液，该稀吸收液经燃烧器9加热，稀吸收液中的制冷液成为蒸汽蒸发、分离。这样，稀吸收液成为中浓吸收液，经由管路R2向低温再生器2供给，中途，在通过高温热交换器6时，通过与流过所述管路R1的稀吸收液间进行热交换而散热，收容于低温再生器2中。另一方面，蒸发的制冷剂蒸汽经由管路R3向冷凝器3供给，在通过低温再生器2内时，通过与收容于该低温再生器2内的中浓吸收液之间进行热交换而散热，成为汽液混合液，进而冷凝而成为制冷液，收容于冷凝器3的底部。 

在低温再生器2中，由所述高温再生器1供给的中浓吸收液，由通过低温再生器2内的制冷剂蒸汽加热，中浓吸收液中的制冷液成为蒸汽蒸发、分离。这样，中浓吸收液成为浓吸收液，由浓吸收液泵10经由管路R4向吸收器5供给，中途，在通过低温热交换器7时，通过与朝向所述高温再生器1而流过管路R1的稀吸收液之间进行热交换而散热，向吸收器5的吸收液分布管5a供给。另一方面，在低温再生器2蒸发的制冷剂蒸汽越过隔板的上部，流入冷凝器3一侧。 

在冷凝器3中，所述自低温再生器2流入的制冷剂蒸汽，由通过冷凝器3内的冷却水而被降温、冷凝，成为制冷液而积存在冷凝器3的底部。冷却水由冷却水泵12经由冷却水管路11通过吸收器5内之后，通过冷凝器3内。 

在蒸发器4中，积存在所述冷凝器3底部的制冷液经由管路R5而被供给，由制冷液泵13经由管路R6向制冷液分布管4a供给。由该制冷液分布管4a分布的制冷液，与由低温水泵15经由低温水管路14通过蒸发器4内部而流动的低温水之间进行热交换，吸热、蒸发。由该蒸发热经由低温水管路14流动的低温水被降温，自蒸发器4向冷冻机等负载(未图示)侧供给。自负载侧温度上升的低温水返回蒸发器4而循环。另一方面，在蒸发器4中蒸发的制冷剂蒸汽通过隔缝部流入吸收器5一侧。 

在吸收器5中，自所述吸收液分布管5a分布的浓吸收液被经由所述冷却水管路11流动的冷却水冷却，由该被冷却的浓吸收液，吸收制冷剂蒸汽。若浓吸收液的浓度高且液温低，则吸收制冷剂蒸汽的能力好。进而，吸收了制冷剂蒸汽的浓吸收液成为稀吸收液而积存在吸收器5的底部。积存于该吸 收器5底部的稀吸收液，由所述稀吸收液泵8经由管路R1返回高温再生器1，但在途中，在通过低温热交换器7时，与自低温再生器2流向吸收器5的中温浓吸收液间进行热交换而被加热，接着，在通过高温热交换器6时，与自高温再生器1流向低温再生器2的高温中浓吸收液间进行热交换而被再次加热后，返回高温再生器1。 

这样，构成高温再生器1→(管路R2)→低温再生器2→(管路R4)→吸收器5→(管路R1)→高温再生器1循环的吸收液系统的循环路径，以及高温再生器1→(管路R3)→冷凝器3→(管路R5)→蒸发器4→(管路R6)→蒸发器4→吸收器5→(管路R1)→高温再生器1循环的制冷剂系统循环路径。 

另外，设于自所述管路R3分支、与吸收器5连接的管路R7上的开关阀16，设于自管路R2分支、与吸收器5连接的管路R8上的开关阀17，以及设于自管路R6分支、与吸收器5的底部连接的管路R9上的开关阀18全部打开，不起动冷却水泵12，不向吸收器5和冷凝器3供给冷却水，给燃烧器9点火，由高温再生器1加热稀吸收液，则由该高温再生器1生成的制冷剂蒸汽从管路R3的中途经由流路阻力小的管路R7向吸收器5供给。进而，向吸收器5供给的制冷剂蒸汽流入蒸发器4一侧，经由低温水管路14、与通过蒸发器4内部的低温水进行热交换而冷凝，由这时的冷凝热加热低温水。通过将该加热的低温水向负载侧供给，能够在供暖模式下运转。另外，在制冷或冷冻模式下运转时，所述开关阀16、17、18全部闭合。另外，开关阀16、17、18全部优选能够通过控制装置(图略)控制的电磁阀。 

在上述供暖模式的运转中，由蒸发器4冷凝的制冷液积存在该蒸发器4的底部，从制冷液泵13、在管路R6中流动的途中、经由流路阻力小的管路R9，向吸收器5供给。进而，由所述高温再生器1生成的中浓吸收液，在管路R2的途中，经由流路阻力小的管路R8，向吸收器5供给，在该吸收器5内，与经由管路R9供给的制冷液混合，成为稀吸收液，由稀吸收液泵8，经由管路R1，返回高温再生器1。 

在本实施例中，在制冷或冷冻模式运转的情况下，防止由于冬季外界气温低、在运转停止中使蒸发器4内部的低温水冻结。优选即使吸收式冷冻机的运转停止，所述冷却水泵12继续运转，使冷却水在省略图示的冷却塔中循环。冷却塔通常设置于露天，特别在办公大楼等的情况下，大多设置于楼 顶上。这样，易受外界气温的影响，若伴随着吸收式冷冻机的运转停止，冷却水的循环也停止，则冷却水管内的冷却水易发生冻结。为了避免这种情况，优选即使在吸收式冷冻机运转停止中，也可通过运转冷却水泵12，使冷却水循环。 

在本实施例中，其特征在于，在吸收式冷冻机运转停止时，所述冷却水泵12单独起动的情况下，连动运转设于负载侧的低温水管路14上的低温水泵15。吸收式冷冻机的运转停止后，运转冷却水泵12，使冷却水在冷却塔循环，该冷却水经由所述冷却水管路11，在通过吸收器5内部时，冷却吸收器5。 

由冷却水将吸收器5内冷却，与该吸收器5一体的蒸发器4内被冷却，若低温水经由所述低温水管路14，蓄存在蒸发器4内，则被过度冷却，会导致冷却水的冻结。该冷却水的冻结，不仅在蒸发器4内的区域部分，还会遍及低温水管路14的大范围的区域，在吸收式冷冻机再次运转时，流动受到阻碍，作为热介质的机能降低。本实施例能够避免这样的情况。 

图2表示本实施例的流程图。在步骤S1中运转信号为关闭(OFF)时，吸收式冷冻机的运转停止。运转信号为打开(ON)时，吸收式冷冻机继续运转。 

吸收式冷冻机的运转信号为OFF时，在步骤S2中，发出冷却水泵互锁信号，该信号为ON的情况下，冷却水泵12单独起动，且负载侧的低温水泵15的起动信号为ON，开始连动运转。进而，在冷却水泵互锁信号为ON期间，低温水泵15继续连动运转。冷却水泵互锁信号为OFF时，冷却水泵12停止起动，且低温水泵15的起动信号也为OFF而停止。 

在本实施例中，吸收式冷冻机的运转停止时，所述冷却水泵12单独起动的情况下，由于使低温水泵15与冷却水泵12连动运转，而能够使低温水管路14的低温水循环。因此，经由低温水管路14，低温水不会滞留在蒸发器4内部，能够避免由冷却水的影响引起的低温水的过度冷却。这样，能够防止运转停止中低温水的冻结。 

实施例2 

图3是表示本发明的第二实施例的结构图。在本实施例中，与所述第一实施例相同结构的部件赋予与上述相同的符号，省略其详细说明。在本实施例中，其特征在于，在由所述制冷液泵13将蓄存于蒸发器4底部的制冷液、 向设于该蒸发器4上部的制冷液分布管4a供给的管路R6中，设置连结制冷液泵13的下游侧与吸收器5底部的制冷液旁通管路19，且在该制冷液旁通管路19上设有开关阀20。在图示的例中，制冷液旁通管路19利用所述管路R9、作为连结该管路R9的所述开关阀18的上游侧和下游侧的旁通管路而形成。另外，开关阀20优选使用电磁阀或自动流量阀等。 

在本实施例中，吸收式冷冻机的运转停止时，所述冷却水泵12单独起动的情况下，打开开关阀20，将蒸发器4内的制冷液的一部分由制冷液泵13经由制冷液旁通管路19向吸收器5供给。此时，管路R9的开关阀18闭合。 

在蒸发器4的底部滞留有制冷液，在运转停止后，在几乎接近真空的蒸发器4内制冷液发生自蒸发。自蒸发的制冷剂蒸汽流入吸收器5一侧，被滞留在吸收器5底部的稀吸收液吸收，通过自蒸发时的蒸发热经由低温水管路14将滞留在蒸发器4内的低温水冷却。若低温水被过度冷却，会在蒸发器4的内部冻结。在本实施例中，能够避免这样的情况。 

图4是本实施例中的流程图。在步骤S1中，运转信号为OFF时，吸收式冷冻机的运转停止。运转信号为ON的情况下，吸收式冷冻机继续运转。 

吸收式冷冻机的运转信号为OFF时，在步骤S2中，发出冷却水泵互锁信号，该信号为ON时，冷却水泵12单独起动，且制冷液泵13起动，开关阀20打开5分钟。之后开关阀20立即关闭，制冷液泵13停止。这样，在开关阀20打开一定时间(例如5分钟)的期间内，由制冷液泵13将积存在蒸发器4内底部的制冷液的一部分、通过管路R6经由流路阻力小的制冷液旁通管路19，向吸收器5的底部内供给。另一方面，冷却水泵互锁信号为OFF时，冷却水泵12停止，且低温水泵15的起动信号也为OFF而停止。 

在本实施例中，在吸收式冷冻机运转停止时，冷却水泵12单独起动的情况下，由于打开开关阀20，将蒸发器4内的制冷液的一部分、由制冷液泵13、经由制冷液旁通管路19、向吸收器5供给所规定的量，因此，吸收器5内的稀吸收液的浓度降低。为此，对在蒸发器4内自蒸发的制冷剂蒸汽的吸收能力降低，能够通过抑制吸收器5内的压力降低而抑制制冷液的自蒸发量。自蒸发的制冷剂蒸汽量减少，则能够抑制蒸发器4内的低温水的过度冷却。因此，能够防止运转停止中低温水的冻结。 

实施例3 

图5是表示本发明的第三实施例的结构图。在本实施例中，与所述第一实施例相同结构的部件赋予与上述相同的符号，省略其详细说明。在本实施例中，其特征在于，设有连结所述冷却水管路11的吸收器5的上游侧与吸收器5的下游侧的冷却水旁通管路21，且在该冷却水旁通管路21上设有开关阀22。 

在本实施例中，吸收式冷冻机运转停止时，所述冷却水泵12单独起动的情况下，打开开关阀22使冷却水的一部分、由冷却水泵12经由流路阻力小的冷却水旁通管路21流动。因此，能够使经由冷却水管路11、通过吸收器5内部的冷却水的流量减少。这样，抑制蒸发器4内部低温水的过度冷却，能够防止低温水的冻结。另外，吸收式冷冻机在通常运转时，开关阀22关闭。 

本发明特别适用于二重效应吸收式冷冻机，在运转停止时，在冷却水泵单独起动的情况下，能够防止蒸发器内部负载侧低温水的冻结。 

Claims (1)

1.一种吸收式冷冻机，其高温再生器、低温再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器及高温热交换器、低温热交换器通过管路连接，且设置有在通过吸收器的内部后通过冷凝器的内部的冷却水管路，设置有通过蒸发器的内部的负载侧的低温水管路，设置有自低温再生器向吸收器供给浓吸收液的浓吸收液泵、自吸收器向高温再生器供给稀吸收液的稀吸收液泵、及向设于该蒸发器的上部的制冷液分布管供给蓄存在蒸发器底部的制冷液的制冷液泵、向所述冷却水管路供给冷却水的冷却水泵，其特征在于，

设置有制冷液旁通管路，该制冷液旁通管路在所述制冷液泵的下游侧，与利用所述制冷液泵将蓄存于所述蒸发器的底部的制冷液向设于该蒸发器的上部的制冷液分布管供给的管路连通，并且所述制冷液旁通管路将所述制冷液泵的下游侧和所述吸收器的底部连结，且在该制冷液旁通管路上设有开关阀，在运转停止时，在所述冷却水泵单独起动的情况下，打开开关阀、将蒸发器内的制冷液的一部分由制冷液泵经由制冷液旁通管路向吸收器供给。

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