CN101730825A - 用于控制吸收式冷却器中的温度的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

用于控制能够在吸收式冷却器中用于进行加热的热水源的温度的方法和系统包括用于控制离开吸收式冷却器中的低阶段发生器的液体制冷剂的量的第一阀，以便控制构造成用于产生蒸汽的高阶段发生器中的压力。第二阀控制离开吸收式冷却器中的热交换器的液体制冷剂的量，以便控制热交换器的加热能力。控制器根据热水源、液体制冷剂和吸收剂溶液中的至少一个的温度来控制第一阀和第二阀的操作。

Description

用于控制吸收式冷却器中的温度的方法和系统
背景技术
本公开涉及吸收式冷却器系统。更具体地，本公开涉及用于控制能够在同时进行加热和冷却的吸收式冷却器中用于进行加热的热水源的出口温度的方法和系统。
同时进行加热和冷却的吸收式冷却器可构造成用于分别使用热水源和冷冻水源对建筑物供热和供冷。吸收式冷却器可包括热交换器，该热交换器构造成用于接收热水且从而使热水的温度升高到设定点温度。热交换器使用由吸收式冷却器的发生器产生的蒸汽来将热传递到通过热交换器的热水源。
外部的环境空气温度可能会影响吸收式冷却器内部的操作条件。更具体地，低的环境空气温度可能会降低发生器内部的压力，这会影响由发生器产生的蒸汽的温度。在一些情况下，低的环境空气温度可能会影响热交换器使热水温度升高到设定点温度的能力。
需要这样一种系统和方法，即该系统和方法能够操作吸收式冷却器，从而使得冷却器能够控制热水源的温度，而不受外部的环境空气温度的影响。
发明内容
本公开涉及一种用于控制具有吸收器、高阶段发生器、低阶段发生器、热交换器、冷凝器和蒸发器的同时进行加热和冷却的吸收式冷却器的方法和系统。该系统包括用于将蒸汽形式的制冷剂从高阶段发生器输送到低阶段发生器的第一流通道，以及用于将蒸汽形式的制冷剂从高阶段发生器输送到热交换器的第二流通道。第一阀构造成用于控制从低阶段发生器流到蒸发器的液体形式的制冷剂的量。第二阀构造成用于控制从热交换器流回到高阶段发生器的液体形式的制冷剂的量。系统还包括用于根据热水源、液体形式的制冷剂和吸收剂溶液中的至少一个的温度来控制第一阀和第二阀的操作的控制器。
附图说明
图1是同时进行加热和冷却的吸收式冷却器的示例性实施例的示意图，其包括高阶段发生器、低阶段发生器，以及构造成用于使流过热交换器的热水源的温度升高的热交换器。
图2是包括用于调节来自热交换器的冷凝物的流量的控制阀的图1的热交换器的示意图。
图3是包括低阶段发生器、冷凝器和冷却水环路的图1的冷却器的一部分的示意图。
图4是用于控制图1的吸收式冷却器的操作的控制系统的示意图。
具体实施方式
图1是包括蒸发器12、吸收器14、高阶段发生器16、低阶段发生器18、冷凝器20、高温溶液热交换器22、低温溶液热交换器24以及辅助性热交换器26的吸收式冷却器系统10的示意图。在图1的示例性实施例中，冷却器系统10是具有同时进行加热和冷却的能力的双效吸收式冷却器，且因而可使用系统10来对建筑物供热和供冷。认识到用于控制冷却器系统10中的热水源的温度的本文所述的方法和系统还可应用于具有同时进行加热和冷却的能力的任何类型的吸收式冷却器，包括但不限于，单效或三效吸收式冷却器。
冷却器系统10构造成通过使通过蒸发器12的冷冻水源28的温度降低来对建筑物供冷。系统10能够通过使通过辅助性热交换器26的热水源30的温度升高来同时对建筑物供热。由于通常与吸收式冷却器一起使用，系统10还包括用于使来自冷却塔的水流过吸收器14和冷凝器20的冷却水环路32，从而使用冷却水来进行散热。
如本领域所知，吸收式冷却器系统，例如系统10，构造成使用诸如溴化锂的吸收剂溶液和诸如水的制冷剂来提供冷却和/或加热效果。尽管描述了使用溴化锂和水的冷却器系统10，但是认识到其它组合(例如，水作为吸收剂，而氨作为制冷剂)可在系统10中备选地使用。
蒸发器12构造成接收来自冷凝器20的成液体形式的制冷剂(即水)，且将水贮存在蒸发器贮槽34中。通过使用制冷剂泵36，蒸发器12将来自贮槽34的水泵送到位于蒸发器12的顶部处的喷射器38，或者泵送到蒸发器12中的滴水器系统。由于冷冻水28流过蒸发器12内的管，所以来自喷射器38的水被蒸发，且冷冻水28的温度降低。如图所示，系统10是闭环系统，且保持在真空中，从而使得来自喷射器38的水在较低的温度沸腾。现在成蒸发形式的制冷剂(水)通过消除器40行进到吸收器14，在吸收器14点处，水被通过吸收器14的顶部处的喷射器42喷射的浓缩的溴化锂溶液吸收。然后使用溶液泵44将稀释的溴化锂溶液输送到高阶段发生器16。将溴化锂溶液传送到低阶段发生器18的高温溶液热交换器22和将溴化锂溶液从低阶段发生器18传送出来的低温溶液热交换器24使流到发生器16的稀释的溴化锂溶液的温度升高，从而提高发生器16的效率。
将排气供应到高阶段发生器16，以使来自溴化锂溶液的水沸腾，从而产生蒸汽。在图1的示例性实施例中，从微型涡轮机或另一种类型的原动机来供应排气。系统10的益处是，它使用来自建筑物中使用的另一个构件的废热。认识到可用其它类型的热源来对发生器16供应热能。例如，在备选实施例中，发生器16可为直接加热型、蒸汽加热型或热水驱动型。然后可将由发生器16产生的蒸汽引导到低阶段发生器18和辅助性热交换器26。此外，来自发生器16的蒸汽还可驻留在溢流管线46中。
来自高阶段发生器16的蒸汽流到低阶段发生器18的管程。来自高阶段发生器16的溴化锂溶液流过热交换器22，然后流到低阶段发生器18的壳程。然后，由于从发生器18的管程中的蒸汽传递的热，发生器18中的溴化锂溶液沸腾掉另外的蒸汽。然后发生器18的壳程中的另外的蒸汽通过位于发生器18和冷凝器20之间的消除器48行进到冷凝器20。在冷凝器20中，冷却水32流过冷凝器20的管程。当来自发生器18的蒸汽进入冷凝器20的壳程时，蒸汽冷凝，且冷凝物再循环回到蒸发器12。
发生器18的管程中的蒸汽冷凝，且冷凝物与来自冷凝器20的冷凝物一起再循环回到蒸发器12。再次处于高浓度的来自发生器18的溴化锂流过热交换器24，且再循环回到吸收器14。当在吸收器14中喷射浓缩的溴化锂时，重复该循环，从而吸收来自蒸发器12的水。
因为图1的示例性实施例中的系统10是同时进行加热和冷却的吸收式冷却器，所以系统10还包括可用于进行加热的辅助性热交换器26。来自高阶段发生器16的蒸汽行进到辅助性热交换器26的壳程，蒸汽在这里冷凝，从而将热传递到流过热交换器26的管程的热水源30。在蒸汽冷凝之后，液体冷凝物再循环回到发生器16，在发生器16中，液体冷凝物可由发生器16中的溴化锂溶液再吸收。
在图1所示的实施例中，冷却器系统10包括连接在高阶段发生器16和吸收器14之间的溢流管线46。结合蒸汽阱50使用的溢流管线46可用于使在某些操作条件下可能会积聚的、发生器16中的过量的吸收剂溶液再循环回到吸收器14。同样如图1所示，系统10包括用于监测蒸发器贮槽34中的制冷剂的水平的液位传感器52，以控制制冷剂泵36的操作。认识到在冷却器系统10中不要求使用溢流管线46、蒸汽阱50和传感器52，但是它们可用于改进系统10的操作，尤其是在低的冷却或加热负载的情况下。
如图1所示，系统10包括用于控制系统10的操作的三个主阀-分流阀70(又称为CV1)、热交换器控制阀72(又称为CV2)，以及低阶段发生器控制阀(又称为CV3)。阀70(CV1)构造成基于系统10的加热和/或冷却需求来调节供应到高阶段发生器16的排气的量。阀72(CV2)构造成根据加热需求来调节再循环回到发生器16的、热交换器26中的液体冷凝物的量。阀74(CV3)构造成基于加热和/或冷却需求和高阶段发生器16内部的情况来调节再循环回到蒸发器12的、低阶段发生器18中的液体冷凝物的量。系统10还包括构造成与热交换器26并联的旁路环路80，以及阀82，该两者将在下面进行更详细的描述。认识到旁路环路80和阀82在冷却器系统10中不是必需的，但是它们可用于改进系统10的操作，尤其是在缺少加热需求的情况下。认识到未在图1中具体示出或未在本文具体描述的另外的阀包括在系统10中。
图2是图1的热交换器26的示意图。热交换器26用于使经由热交换器入口84和热交换器出口90而通过热交换器26的热水30的温度升高。在一个实施例中，热交换器26可为壳型和管型热交换器，在这种情况下，通过入口84进入的热水30a被引导通过热交换器26内的多个管86。来自发生器16的蒸汽通过管线88进入热交换器26的壳程。这样，来自蒸汽的热传递到热水30，且蒸汽在管86的外侧上冷凝，形成液体冷凝物。大体来说，当来自发生器16的蒸汽进入热交换器26的壳程且热水30通过管程时，出口90处的热水30b的出口温度THE OUT大于入口84处的热水30a的入口温度THE IN。
阀72(CV2)构造成调节可传递到热水30的热的量。如果CV2是打开的，则液体冷凝物(曾经是来自发生器16的蒸汽)会被引导流出热交换器26且通过管线92回到发生器16。相反，如果CV2是关闭的，则液体冷凝物会在热交换器26内集聚。热交换器26的加热能力是热交换器26内的冷凝物的量的函数。当冷凝物在热交换器26内积聚时，进入热交换器26的蒸汽会减少；结果，传递到热水30的热减少。如果CV2保持关闭一段时间，则冷凝物最终可能会占据热交换器26内的所有空间，从而使得热交换器26不能对热水30进行任何供热。总的来说，热交换器26的加热能力部分地是CV2的位置或状态的函数。
CV2基于热水30的设定点温度THE SET PT，通过控制热交换器26内的冷凝物的量来控制热水30b的出口温度THE OUT。例如，在加热需求期间，设定点温度THE SET PT可等于175°F。因此，按需要来定位和调整CV2，从而使得THE OUT保持基本上等于175°F。因为系统10是同时进行加热和冷却的吸收式冷却器，所以系统10可在存在冷却需求但却没有加热需求的一些情况下运行。(这包括其中对系统10的加热和冷却需求频繁波动的那些情况。)在那些条件下，热水30可继续泵送通过热交换器26，尽管建筑物未要求任何加热。
热水出口的设定点温度THE SET PT调整成反映加热需求的变化。当没有加热需求时，系统10的控制器112(在下面参看图4描述)可降低THE SET PT且调节分流阀70(CV1)，以对发生器16供应较少的热。较少的热导致产生较少的蒸汽和对热水30传递较少的热。控制器还可关闭CV2，以便通过在热交换器26内积聚液体冷凝物来降低热交换器26的加热能力。不管这些调节如何，当泵继续使热水30循环而通过热交换器26时，来自泵的剩余能量以及摩擦热可能会使出口温度THE OUT升高到设定点温度THE SET PT以上。如果该热水能量未被建筑物加热负载消耗，则出口温度THE OUT最终可能会达到不合需要地高的温度。
当出口温度THE OUT上升到预定水平以上时，可使用旁路环路80来使热从热水30中排出(即传递)。旁路环路80构造成与热交换器26并联，且旁路环路80包括第一流通道96、第二流通道98和排热散热器(未示出)。如图2所示，第一流通道96连接到热交换器26的入口84上，而第二流通道98连接到出口90上，从而使得热水30的至少一部分可流过旁路环路80。旁路环路80的排热散热器设计成位于冷却水环路32的管线内部(见图1)。当水30流过排热散热器时，来自水30的热传递到循环通过冷却水环路32的冷却水。阀82(见图1)位于第一流通道96内，且阀82构造成调节通过旁路环路80的热水30的流量。在备选实施例中，不是使用排热散热器，而是可使用其它装置或方法来从热水30中传递或排出热。例如，可直接对冷却塔进行排热，或使用不包括在系统10的实施例中的另外的热交换器来进行排热。
旁路环路80可在系统10没有加热需求且出口温度THE OUT上升到不希望的值的那些情况中使用。相反，冷却器系统10的操作还包括建筑物具有加热需求且系统10可能难以将出口温度THE OUT保持在设定点THE SET PT处的那些情况。如上所述，阀72(CV2)可用于通过控制流出热交换器26的冷凝物的流量来控制由系统10提供的加热的量。然而，在一些情况下，即使阀72完全打开，出口90处的出口温度THE OUT也可能小于设定点温度THE SETPT。这意味着来自高阶段发生器16的蒸汽没有将足够的热传递到热水30来使水30的温度升高到设定点温度THE SET PT。这通常可能发生在当外部的环境空气温度低时。如下面参看图3和4描述的，可使用阀74(CV3)来调整高阶段发生器16内部的条件(即压力)，从而使得出口温度THE OUT能够达到设定点温度THE SET PT，而不受外部的环境空气温度的影响。
图3是包括低阶段发生器18、冷凝器20和冷却水环路32的一部分的、图1的冷却器系统10的一部分的示意图。如上所述，冷却水环路32构造成包含来自冷却塔的冷却水。冷却水环路32通过吸收器14(见图1)，然后通过冷凝器20。然后冷却水再循环回到冷却塔。同样如以上参看图1所述，低阶段发生器18构造成接收来自高阶段发生器16的蒸汽(经由管线122)，该蒸汽流到低阶段发生器18的管程。来自高阶段发生器16的溴化锂溶液流过管线124到达低阶段发生器18的壳程。当热从蒸汽(管程)传递到溴化锂溶液(壳程)时，蒸汽经历相变，变成液体冷凝物，且溴化锂溶液沸腾掉另外的蒸汽，然后其行进通过消除器48到达冷凝器20。然后浓缩的溴化锂溶液通过管线126再循环回到吸收器14。发生器18的管程中的液体冷凝物(制冷剂)通过连接到阀74(CV3)上的管线128离开发生器18。液体冷凝物最终通过管线130流回到蒸发器12。
来自发生器18的壳程的蒸汽通过冷凝器20。当冷却水环路32中的冷却水通过冷凝器20时，热从蒸汽传递到冷却水，从而使得冷凝器20中的蒸汽形成液体冷凝物。此第二液体冷凝物与来自发生器18的冷凝物一起通过管线130再循环回到蒸发器12。
在正常或典型的操作条件下，在冷却水环路32的入口(见图1)处的冷却水的温度可能大约为85°F，而在冷却水环路32的出口(冷凝器20的出口)处的温度可能大约为95°F。因为冷却塔暴露于环境空气，所以冷却水的入口温度直接受外部的环境空气温度的影响。较低的冷却水温度会影响冷凝器20内的冷凝过程。特别地，冷凝器20内部的内压直接与冷却水的温度相关。当冷却水处于较低的温度时，会导致冷凝器20内部的较低的压力。(注意，冷却器系统10处于真空中，且系统10内的所有构件处于低压。本文所描述的任何压差都是相对的。)
冷凝器20内部的较低的压力导致诸如高阶段发生器16和低阶段发生器18的冷却器系统10的其它构件内的较低的压力。如果冷却器系统10仅有冷却需求，则系统10内部的较低的压力条件可能不成为问题。然而，高阶段发生器16内部的较低的压力使来自溴化锂溶液的蒸汽在较低的温度沸腾。然后较低温度的蒸汽从高阶段发生器16行进到热交换器26(见图1)。由于蒸汽的温度较低，所以蒸汽将较少的热传递到通过热交换器26的热水30。在此情况下，出口温度THE OUT可能不能够达到设定点温度THE SET PT(例如175°F)。
可使用位于低阶段发生器18的出口处的控制阀74(见图3)来控制高阶段发生器16内部的压力。这样，控制阀74可间接地控制热水30的出口温度THE OUT。当控制阀74(CV3)完全打开时，来自发生器18的管程的冷凝物能够自由地流过管线128，且最后通过管线130回到蒸发器12。在此情况下，高阶段发生器16和冷凝器20之间的压力实质上没有变化。如以上所提到的，当冷凝器20中的压力低时，发生器16中的压力也低。相反，当控制阀74(CV3)至少部分地关闭时，通过管线128的冷凝物的流量被部分地关闭的阀74产生的孔口限制。结果是在阀74的上游位置和阀74的下游位置之间产生压差。更具体地，关闭阀74导致使高阶段发生器16内部的压力升高的背压。发生器16中的较高的压力使在发生器16内部沸腾的蒸汽的温度升高，且因此有利于将更多的热从蒸汽传递到热交换器26中的热水30。
如下面参看图4所阐述的，控制器112控制阀74的位置，以使热水30的出口温度THE OUT保持基本上等于设定点温度THE SET PT。控制器112可基于系统10内的各种参数来控制阀74，如下面所阐述。例如，控制器112的输入参数是在低阶段发生器18的出口处的液体冷凝物(制冷剂)的温度TG2 OUT。位于阀74的上游、管线128中或周围的至少一个温度传感器可用于测量TG2 OUT。
图4是用于控制冷却器系统10的操作的控制系统110的示意图。系统110包括控制器112，控制器112的输入114和输出116。认识到控制系统110包括出于清楚的目的不包括在图4中的另外的输入和输出。
输入114包括冷却需求118、加热需求120、THE OUT、THE SET PT、TABS OUT、TG2 OUT，以及TG2 SET PT。因为冷却器系统10构造成用于同时进行加热和冷却，所以系统10可能同时有冷却需求和加热需求。在其它时间，系统10可在冷却需求或加热需求下操作。此外，系统10可能会经历冷却和/或加热需求中的频繁的波动。基于冷却需求118和加热需求120，控制器112控制对发生器16供热(即排气)的阀70(CV1)的位置。只要总需求(加热加上冷却)不超过最大值，就不需要控制器112指定加热优先或冷却优先。然而，如果总需求大于最大值，则控制器12可至少部分地根据系统10是否具有加热优先或冷却优先来操作。在任何一种情况下，当总需求在最大值处或在最大值以上时，控制阀70(CV1)完全打开，且控制器112调整阀72和74，以提供所需的加热和/或冷却。
因为阀72(CV2)构造成调节离开热交换器26的冷凝物的流量，所以阀72控制热交换器26将热传递到通过热交换器26的热水30的能力。部分地根据出口90处的热水30b的温度THE OUT来控制阀72(CV2)的位置。温度THE OUT与热水的设定点温度THE SET PT(例如通常可设定在175°F处)进行比较。因此，如图4所示，THE OUT和THE SET PT两者都是控制器112的输入。
如上面所述，旁路环路80构造成如果在热交换器26的出口90处的热水30的温度THE OUT太高，就将来自热交换器26的热水30的至少一部分改变方向到排热散热器。如上所述，控制器112基于设定点温度THE SET PT来调整CV2，以控制温度THE OUT。因此，通常不使用排热散热器，直到温度THE OUT在预定值以上，此预定值大于设定点温度THE SET PT。阀82控制流到散热器的热水30的流量，且由控制器112控制。当THE OUT上升到预定值以上时，控制器112打开阀82，从而使得水30能够流过旁路环路80。预定值等于设定点温度THE SET PT和余量值的和。例如，如果THE SET PT等于175°F且余量值等于10度，则如果THE OUT大于185°F则控制器112打开阀82。然后当THE OUT降低到小于或等于预定值时，阀82可被关闭。控制系统110包括位于热交换器26的出口90附近的至少一个温度传感器，以测量THE OUT。
输入114还包括TG2 OUT和TABS OUT，如上面所提到的，TG2 OUT是离开发生器18的管程的液体冷凝物(制冷剂)的温度，而TABS OUT是离开吸收器14的吸收剂溶液(即溴化锂)的温度。TG2 OUT和TABS OUT可与THE OUT一起由控制器112监测，以确定阀74(CV3)的位置。如以上所述，阀72(CV2)用于控制热水30的出口温度THE OUT，且从而控制由热交换器26提供的加热的量。然而，在一些情况下(例如，低的外部环境空气温度)，即使阀72(CV2)完全打开(即最大程度地提高热交换器26的加热能力)，热水30的出口温度THE OUT仍可能小于设定点温度THE SET PT。在该情况下，可基于TG2 OUT、TABS OUT以及THE OUT来调整阀74(CV3)，以使出口温度THE OUT升高，且使之更接近THE SET PT。如下面进一步描述的，输入114还可包括离开低阶段发生器18的液体冷凝物的设定点温度(称为TG2 SET PT)。控制器112根据控制器112的输入114来计算冷凝物设定点温度TG2 SET PT，且因此TG2 SET PT取决于系统10内的条件而变化。可使用下面描述的算法来确定设定点温度TG2 SET PT。控制系统110包括吸收器14的出口处的至少一个温度传感器，以测量吸收剂溶液的温度TABS OUT，且控制系统110包括发生器18的出口处的至少一个传感器，以测量蒸汽冷凝物的温度TG2 OUT。
控制器112包括确定何时和如何调整阀74(CV3)的控制算法。控制器112的输入114包括在低阶段发生器18的出口处的蒸汽冷凝物的设定点温度TG2 SET PT和在发生器18的出口处的蒸汽冷凝物的实际温度TG2 OUT。控制器112控制阀74的位置，从而使得TG2 OUT基本上等于TG2 SET PT(假设了公差范围)。基于TG2 SET PT和TG2 OUT之间的差异来打开和关闭(以增量的方式)阀74。如果TG2 OUT大于TG2 SET PT，则控制器112开始打开阀74，直到TG2 OUT降低到TG2 SET PT为止。另一方面，如果TG2 OUT小于TG2 SET PT，则控制器112开始关闭阀74，直到TG2 OUT上升到TG2 SET PT为止。
在优选实施例中，控制算法包括三个方程式，以计算离开低阶段发生器18的冷凝物(液体制冷剂)的设定点温度TG2 SET PT。如以下方程式1和2所示，设定点温度TG2 SET PT是离开吸收器14的溴化锂溶液的温度(TABS OUT)、离开热交换器26的水30的实际出口温度(THE  OUT)以及表示成十进制值的阀72的阀位置反馈百分比(称为VFCV2)的函数。
方程式1：如果(TABS OUT+G2因子A)＜(THE OUT+G2因子B)，则TG2 SETPT＝(THE OUT+G2因子B)
方程式2：如果(TABS OUT+G2因子A)≥(THE OUT+G2因子B)，则TG2 SET PT＝(THE OUT+G2因子B)+((1.0-VFCV2)×((TABS OUT+G2因子A)-(THE OUT+G2因子B)))
方程式3：如果TG2 SET PT＞211，则TG2 SET PT＝211
在方程式1和2中，G2因子A是范围介于80和120之间的常数值，G2因子B是范围介于2和30之间的常数值。
如以上所提到的，如果TG2 OUT大于TG2 SET PT，则以增量的方式打开阀74(CV3)，直到TG2 OUT等于TG2 SET PT。如果TG2 OUT小于TG2 SET PT，则以增量的方式关闭阀74(CV3)，直到TG2 OUT等于TG2 SET PT。
以上描述了使用溴化锂作为吸收剂的溶液和水作为制冷剂的冷却器系统10。如以上所提到的，还可在系统10中使用诸如氨和水的其它组合。在那些实施例中，本文所述的控制方法还可用于通过控制阀74来控制热水30的出口温度THE OUT。认识到方程式1-3可取决于吸收剂溶液和制冷剂而变化。例如，在使用氨和水的系统中，G2因子A和G2因子B的范围可与以上提供的范围不同。
在图1-3所示的示例性实施例中，阀72和74是波纹管型阀。认识到可在系统10中使用其它类型的阀来调节流体流量。在优选实施例中，控制器112包括比例积分微分(PID)函数和限幅器，用于控制阀72和74的位置和动作速率。
热水30的设定点温度THE SET PT可由用户部分地基于建筑物条件和加热需求来确定。因此，用户可将热水设定点THE SET PT输入到控制系统110中，并按需要或按要求改变THE SET PT。相反，离开低阶段发生器18的冷凝物的设定点温度TG2 SET PT由控制器112基于诸如TABS OUT和THE OUT的其它输入114来计算。因此，冷凝物的设定点温度TG2 SET PT可能会基于冷却器系统10中的条件而频繁地波动。然后控制系统110使用TG2 OUT和TG2 SET PT之间的比较来调节阀74，以便使出口温度THE OUT保持为基本上等于热水30的设定点温度THE SET PT。
在图1-3所示的和上面描述的实施例中，冷却器系统10是双效吸收式冷却器。认识到本控制方法可在诸如单效或三效吸收式冷却器的其它类型的吸收式冷却器中使用。本文描述的控制方法可用于通过监测和控制在与上面针对冷却器系统10所显示和描述的类似的位置中的吸收式冷却器内部的压力和/或温度，来控制那些其它系统中的热水温度。
尽管已经结合优选实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员将认识到在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可在形式和细节上对本发明进行改变。

Claims (30)

1.一种用于操作能够同时进行加热和冷却且具有吸收器、高阶段发生器、低阶段发生器、热交换器、冷凝器和蒸发器的吸收式冷却器的控制系统，所述控制系统包括：
用于将蒸汽形式的制冷剂从所述高阶段发生器输送到所述低阶段发生器的第一流通道；
用于将蒸汽形式的制冷剂从所述高阶段发生器输送到所述热交换器的第二流通道；
用于控制从所述低阶段发生器流到所述蒸发器的液体形式的制冷剂的量的第一阀；
用于控制从所述热交换器流到所述高阶段发生器的液体形式的制冷剂的量的第二阀；以及
用于控制所述第一阀和所述第二阀的操作的控制器。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第二阀构造成控制通过所述热交换器的热水的出口温度。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一阀构造成控制所述高阶段发生器中的压力的量。
4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，根据通过所述热交换器的热水的出口温度和热水设定点温度来控制所述第二阀。
5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，根据离开所述低阶段发生器的液体形式的所述制冷剂的温度和制冷剂设定点温度来控制所述第一阀。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述控制器根据离开所述吸收器的吸收剂溶液的温度、离开所述热交换器的热水的温度以及所述第二阀的位置中的至少一个来计算所述制冷剂设定点温度。
7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：
用于监测通过所述热交换器的热水的出口温度的第一传感器。
8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：
用于监测离开所述吸收器的吸收剂溶液的温度的第二传感器。
9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：
用于监测离开所述低阶段发生器的液体形式的所述制冷剂的温度的第三传感器。
10.一种用于控制能够同时进行加热和冷却的吸收式冷却器中的热水源的温度的系统，所述系统包括：
吸收器，所述吸收器构造成包含吸收剂溶液且接收蒸汽形式的制冷剂，从而使得所述吸收剂溶液吸收所述制冷剂，以形成稀释的吸收剂溶液；
高阶段发生器，所述高阶段发生器构造成接收所述稀释的吸收剂溶液和热源，从而使包含在所述稀释的吸收剂溶液中的所述制冷剂被蒸发；
热交换器，所述热交换器用于供热，且所述热交换器构造成接收来自所述高阶段发生器的蒸汽形式的所述制冷剂且使热水通过所述热交换器，从而使得所述制冷剂冷凝，以形成第一冷凝物，从而使所述热水的温度升高；
低阶段发生器，所述低阶段发生器构造成接收来自所述高阶段发生器的蒸汽形式的所述制冷剂并形成第二冷凝物；
至少一个传感器，用于测量离开所述吸收器的所述吸收剂溶液、离开所述热交换器的所述热水以及所述第二冷凝物中的至少一个的温度；以及
用于根据至少一个测量到的温度来控制所述高阶段发生器中的压力的量的装置。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述装置是用于调节从所述低阶段发生器流出的所述第二冷凝物的流量的阀。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
用于根据离开所述低阶段发生器的所述第二冷凝物的温度和冷凝物设定点之间的差异来控制所述阀的操作的控制器。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述冷凝物设定点由所述控制器根据离开所述吸收器的所述吸收剂溶液的温度和在所述热交换器的出口处的所述热水的温度中的至少一个来计算。
14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
用于调节从所述热交换器流回到所述高阶段发生器的所述第一冷凝物的流量的第二阀。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述冷凝物设定点由所述控制器根据所述第二阀的位置来计算。
16.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述至少一个传感器包括用于测量离开所述热交换器的所述热水的温度的传感器。
17.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述至少一个传感器包括用于测量离开所述吸收器的所述吸收剂溶液的温度的传感器。
18.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述至少一个传感器包括用于测量离开所述低阶段发生器的所述第二冷凝物的温度的传感器。
19.一种操作具有蒸发器、吸收器、高阶段发生器、低阶段发生器、热交换器和冷凝器的同时进行加热和冷却的吸收式冷却器的方法，所述方法包括：
在所述高阶段发生器中从吸收剂溶液蒸发制冷剂；
将蒸汽形式的所述制冷剂输送到所述热交换器；
将蒸汽形式的所述制冷剂输送到所述低阶段发生器；
使热水流过所述热交换器，使得所述热交换器中的所述制冷剂冷凝，从而使流过所述热交换器的所述热水的温度升高；
改变从所述热交换器流到所述高阶段发生器的液体形式的所述制冷剂的流量；以及
改变从所述低阶段发生器流出的液体形式的所述制冷剂的流量。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，改变从所述热交换器流出的所述制冷剂的流量由控制器根据离开所述热交换器的所述热水的设定点温度来执行。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述控制器改变位于所述热交换器和所述高阶段发生器之间的阀的位置。
22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，改变从所述低阶段发生器流出的所述制冷剂的流量使所述高阶段发生器中的压力的量改变。
23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，改变从所述低阶段发生器流出的所述制冷剂的流量由控制器根据离开所述低阶段发生器的所述液体制冷剂的温度、离开所述热交换器的所述热水的温度、离开所述吸收器的吸收剂溶液的温度以及调整从所述热交换器流出的所述制冷剂的流量的第一阀的位置中的至少一个来执行。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述控制器改变位于所述低阶段发生器和所述蒸发器之间的第二阀的位置。
25.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
检测离开所述低阶段发生器的所述液体制冷剂、离开所述热交换器的所述热水源和离开所述吸收器的吸收剂溶液中的至少一个的温度。
26.一种用于控制构造成能够同时进行加热和冷却且具有蒸发器、吸收器、高阶段发生器、低阶段发生器、冷凝器和热交换器的吸收式冷却器中的热水温度的方法，所述方法包括：
监测离开所述吸收器且构造成流到所述高阶段发生器的吸收剂溶液的温度；
监测通过所述热交换器的热水的出口温度；
监测离开所述低阶段发生器的第一冷凝物的温度；以及
根据离开所述吸收器的所述吸收剂溶液的所述温度、离开所述热交换器的所述热水的所述温度、离开所述低阶段发生器的所述第一冷凝物的所述温度以及所述第一冷凝物的设定点温度中的至少一个来调节从所述低阶段发生器流出的所述第一冷凝物的流量。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，调节从所述低阶段发生器流出的所述第一冷凝物的流量包括改变位于将所述低阶段发生器连接到所述冷凝器上的管线之间的阀的位置。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述阀的所述位置由控制器控制。
29.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述第一冷凝物的所述设定点温度由控制器计算。
30.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据离开所述热交换器的所述热水的所述温度和所述热水的设定点温度来调节从所述热交换器流回到所述高阶段发生器的第二冷凝物的流量。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105627652A (zh) * 2016-01-14 2016-06-01 山东奇威特太阳能科技有限公司 燃气热泵工质浓度控制方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101806517B (zh) * 2010-02-26 2011-12-28 清华大学 一种以高温烟气和热水为驱动热源的地温能供热制冷机组
US9250002B2 (en) 2011-02-28 2016-02-02 Carrier Corporation System and method for controlling an absorption chiller configured to simultaneously produce cooling and heating
JP5646385B2 (ja) * 2011-03-30 2014-12-24 三洋電機株式会社 吸収式冷凍機
CN105423592B (zh) * 2015-12-23 2018-02-02 双良节能系统股份有限公司 双工况直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组
CN113669956B (zh) * 2021-08-02 2023-01-20 北京工业大学 可调节发生器及其控制方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3285099B2 (ja) * 1992-11-04 2002-05-27 大阪瓦斯株式会社 吸収式冷凍機
JP3128501B2 (ja) * 1996-02-07 2001-01-29 リンナイ株式会社 吸収式空調装置
JP4721783B2 (ja) * 2005-06-24 2011-07-13 三洋電機株式会社 吸収冷温水機の運転制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105627652A (zh) * 2016-01-14 2016-06-01 山东奇威特太阳能科技有限公司 燃气热泵工质浓度控制方法

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