CN106871488A - 吸收式热泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供吸收式热泵,防止在起动时制冷剂的液体混入吸收液的系统。吸收式热泵具备:蒸发器,利用在制冷剂加热流体管的内部流动的热源流体的热对位于外侧的制冷剂的液体进行加热而使其蒸发,从而生成制冷剂的蒸气;制冷剂液供给部,向蒸发器供给制冷剂的液体;以及控制装置,对制冷剂液供给部进行控制,以便在起动时使与制冷剂加热流体管接触的制冷剂的液体的量变化,由此使得从在制冷剂加热流体管流动的热源流体向制冷剂的液体的热传递面积自吸收式热泵的起动开始起与蒸发器的压力或者同蒸发器的压力具有相关性的物理量的变化相应地增加。而且,能够防止在起动时大量的制冷剂的液体蒸发,能够防止制冷剂的液体伴随着制冷剂的蒸气与吸收液混合。

Description

吸收式热泵
技术领域
本发明涉及吸收式热泵,特别涉及防止在起动时制冷剂的液体混入吸收液的系统的吸收式热泵。
背景技术
作为取出温度比驱动热源高的被加热介质的热源机械,存在第二类吸收式热泵。第二类吸收式热泵作为主要结构具备:使制冷剂液蒸发的蒸发器、由吸收液吸收制冷剂蒸气的吸收器、使制冷剂从吸收液脱离的再生器、以及使制冷剂蒸气冷凝的冷凝器。作为第二类吸收式热泵,将利用价值比较低的低温的排温水作为热源介质向再生器以及蒸发器供给,从而获取利用价值高的被加热介质蒸气的吸收式热泵(例如参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开2013-231577号公报(第0026段)
在吸收式热泵的起动时,若从最初使蒸发器中的制冷剂蒸气的产生旺盛,则制冷剂液流入吸收器,吸收液的浓度降低,到达到稳定运转为止的时间变长。
发明内容
本发明鉴于上述课题,其目的在于提供防止在起动时制冷剂的液体混入吸收液的系统的吸收式热泵。
为了实现上述目的,本发明的第1方式所涉及的吸收式热泵例如如图1所示,通过吸收液与制冷剂的吸收式热泵循环汲取所导入的热源流体he、hg的热,在上述吸收式热泵1中,具备:蒸发器60,具有制冷剂加热流体管61,利用在制冷剂加热流体管61的内部流动的热源流体he的热对位于制冷剂加热流体管61的外侧的制冷剂的液体Vf进行加热而使其蒸发,从而生成制冷剂的蒸气Vc;制冷剂液供给部89、87,向蒸发器60供给制冷剂的液体Vf;以及控制装置100,对制冷剂液供给部89、87进行控制,以便在吸收式热泵1的起动时,使与制冷剂加热流体管61接触的制冷剂的液体Vf的量变化,由此使得从在制冷剂加热流体管61流动的热源流体he向制冷剂的液体Vf的热传递面积自吸收式热泵1的起动开始起与蒸发器60的压力或者同蒸发器60的压力具有相关性的物理量的变化相应地增加。
若这样构成,则能够防止在吸收式热泵的起动时大量的制冷剂的液体蒸发,能够防止制冷剂的液体伴随着制冷剂的蒸气与吸收液混合。
另外,对于本发明的第2方式的吸收式热泵而言,例如参照图1所示,在上述本发明的第1方式的吸收式热泵1中,控制装置100对制冷剂液供给部89、87进行控制,以便在蒸发器60的压力或者同蒸发器60的压力具有相关性的物理量达到规定的值之后,将蒸发器60的内部的制冷剂的液体Vf的液位维持在规定的范围。
若这样构成,则由于在蒸发器的压力或者同蒸发器的压力具有相关性的物理量达到规定的值之后,将蒸发器的内部的制冷剂的液体的液位维持在规定的范围,所以能够防止制冷剂的液体伴随着制冷剂的蒸气与吸收液混合。
为了实现上述目的,本发明的第3方式的吸收式热泵例如如图1所示,通过吸收液与制冷剂的吸收式热泵循环汲取所导入的热源流体he、hg的热,在上述吸收式热泵1中,具备:蒸发器60,具有制冷剂加热流体管61,利用在制冷剂加热流体管61的内部流动的热源流体he的热对位于制冷剂加热流体管61的外侧的制冷剂的液体Vf进行加热而使其蒸发,从而生成制冷剂的蒸气Vc;制冷剂液供给部89、87,向蒸发器60供给制冷剂的液体Vf;第1吸收器30,利用吸收液Sb吸收制冷剂的蒸气Vb时产生的吸收热对被加热介质Vf进行加热;以及第2吸收器50,导入第1吸收器30的吸收液Sc,并且导入由蒸发器60生成的制冷剂的蒸气Vc,利用所导入的吸收液Sc吸收制冷剂的蒸气Vc时产生的吸收热对被加热介质Vf进行加热;以及控制装置100,对制冷剂液供给部89、87进行控制,以便在吸收式热泵1的起动时,使与制冷剂加热流体管61接触的制冷剂的液体Vf的量变化,由此使得从在制冷剂加热流体管61流动的热源流体he向制冷剂的液体Vf的热传递面积自吸收式热泵1的起动开始起与第1吸收器30与第2吸收器50的压力差或者同第1吸收器30与第2吸收器50的压力差具有相关性的物理量的变化相应地增加。
若这样构成,则通过在起动时增加蒸发器中的从热源流体向制冷剂的液体的热传递面积,能够防止第2吸收器的内部压力过度上升。
另外,对于本发明的第4方式的吸收式热泵而言,例如参照图1所示,在上述本发明的第3方式的吸收式热泵1中,控制装置100对制冷剂液供给部89、87进行控制,以便在第1吸收器30与第2吸收器50的压力差或者同第1吸收器30与第2吸收器50的压力差具有相关性的物理量达到规定的值之后,将蒸发器60的内部的制冷剂的液体Vf的液位维持在规定的范围。
若这样构成,则由于在第1吸收器与第2吸收器的压力差或者同第1吸收器与第2吸收器的压力差具有相关性的物理量达到规定的值之后,将蒸发器的内部的制冷剂的液体的液位维持在规定的范围,所以能够防止制冷剂的液体伴随着制冷剂的蒸气与吸收液混合。
另外,对于本发明的第5方式的吸收式热泵而言,例如如图1所示,在上述本发明的第3方式或者第4方式的吸收式热泵1中,第2吸收器50构成为,配置于比第1吸收器30低的位置,将第1吸收器30的吸收液Sc借助重力导入。
若这样构成,能够在起动时使第1吸收器的吸收液借助重力流入防止了内部压力过度上升的第2吸收器。
另外,对于本发明的第6方式的吸收式热泵而言,例如如图2所示,在上述本发明的第1方式至第5方式中的任一方式所涉及的吸收式热泵1A中,蒸发器60A构成为,具有收纳制冷剂加热流体管61并且存积制冷剂的液体Vf的蒸发器壳体64,制冷剂加热流体管61的一部分或者全部没入制冷剂的液体Vf,具备液位检测装置69,该液位检测装置69检测蒸发器壳体64内的制冷剂的液体Vf的液位,控制装置100A对制冷剂液供给部89、87(例如参照图1)进行控制,以使得由液位检测装置69检测到的液位从下方朝向上方变化。
若这样构成,则通过利用液位控制使蒸发器壳体内的制冷剂的液体的液位变化,能够使从热源流体向制冷剂的液体的热传递面积变化,能够简便地调节该热传递面积。
另外,对于本发明的第7方式的吸收式热泵而言,例如如图1所示,在上述本发明的第1方式至第5方式中的任一方式所涉及的吸收式热泵1中,蒸发器60构成为,具有收纳制冷剂加热流体管61并且存积制冷剂的液体Vf的蒸发器壳体64,制冷剂加热流体管61的一部分或者全部没入制冷剂的液体Vf,控制装置100对制冷剂液供给部89、87进行控制,以使得制冷剂液供给部89、87向蒸发器60供给的制冷剂的液体Vf的流量从小流量向大流量变化。
若这样构成,则通过利用供给量控制使蒸发器壳体内的制冷剂的液体的液位变化,能够使从热源流体向制冷剂的液体的热传递面积变化,能够简便地调节该热传递面积。
另外,对于本发明的第8方式的吸收式热泵而言,例如如图3所示,在上述本发明的第1方式至第5方式中的任一方式所涉及的吸收式热泵1B中,蒸发器60B具有多个朝向制冷剂加热流体管61喷洒制冷剂的液体Vf的喷洒喷嘴62A、62B、62C,并且具有对分别向多个喷洒喷嘴62A、62B、62C的供给制冷剂的液体Vf的供给的有无进行控制的制冷剂控制阀67A、67B、67C,控制装置100B对制冷剂控制阀67A、67B、67C进行控制以使得喷洒制冷剂的液体Vf的喷洒喷嘴62A、62B、62C的数量增加。
若这样构成,则通过利用喷洒喷嘴数量控制使朝制冷剂加热流体管喷洒的制冷剂的液体的量变化,能够使从热源流体向制冷剂的液体的热传递面积变化,能够简便地调节该热传递面积。
另外,对于本发明的第9方式的吸收式热泵而言,例如如图3所示,在上述本发明的第1方式至第5方式中的任一方式所涉及的吸收式热泵1B中,蒸发器60B具有朝向制冷剂加热流体管61喷洒制冷剂的液体Vf的喷洒喷嘴62A、62B、62C,控制装置100B对制冷剂液供给部89、87(例如参照图1)进行控制,以使得向喷洒喷嘴62A、62B、62C供给的制冷剂的液体Vf的压力增加。
若这样构成,则通过利用喷洒喷嘴压力控制使朝制冷剂加热流体管喷洒的制冷剂的液体的量变化,能够使从热源流体向制冷剂的液体的热传递面积变化,能够简便地调节该热传递面积。
根据本发明,通过在起动时增加蒸发器中的从热源流体向制冷剂的液体的热传递面积,能够防止低温吸收器的内部压力过度上升。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的吸收式热泵的示意性的系统图。
图2是本发明的实施方式的第1变形例所涉及的吸收式热泵具备的低温蒸发器周围的简要结构图。
图3是本发明的实施方式的第2变形例所涉及的吸收式热泵具备的低温蒸发器周围的简要结构图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外,在各图中,对于彼此相同或者相当的部件标注相同或类似的附图标记,并省略重复的说明。
首先参照图1对本发明的实施方式所涉及的吸收式热泵1进行说明。图1是吸收式热泵1的示意性的系统图。吸收式热泵1是三段升温型的吸收式热泵。在本实施方式中,吸收式热泵1是将利用价值比较低的低温(例如80℃~90℃左右)的排温水he、hg作为热源介质导入,能够取出利用价值高的被加热水蒸气Wv(例如,压力超过约0.2MPa(计示压力),优选为0.8MPa(计示压力)左右)的第二类吸收式热泵。吸收式热泵1作为主要构成设备,具备高温吸收器10、高温蒸发器20、中温吸收器30、中温蒸发器40、低温吸收器50、低温蒸发器60、再生器70以及冷凝器80。另外,吸收式热泵1具备控制装置100。
此外,在以下的说明中,关于吸收液(也存在称为“溶液”的情况),为了便于进行热泵循环上的区分,根据性状、热泵循环上的位置而称呼为“高浓度溶液Sa”、“中浓度溶液Sb”、“低浓度溶液Sc”、“稀溶液Sw”等,但在不问性状等时通称为“吸收液S”。同样,关于制冷剂,为了便于进行热泵循环上的区分,根据性状、热泵循环上的位置而称呼为“高温制冷剂蒸气Va”、“中温制冷剂蒸气Vb”、“低温制冷剂蒸气Vc”、“再生器制冷剂蒸气Vg”、“制冷剂液Vf”等,但不问性状等时通称为“制冷剂V”。在本实施方式中,作为吸收液S(吸收剂与制冷剂V的混合物)使用LiBr水溶液,作为制冷剂V使用水(H2O)。另外,构成为从吸收式热泵1向外部供给被加热水蒸气Wv来作为生产物(目的物)。被加热水蒸气Wv是被加热水液Wq蒸发的水蒸气,在不问它们的性状时称为被加热水W。在本实施方式中,作为被加热水W使用水(H2O)。
高温吸收器10具有构成被加热水W的流路的导热管11、以及喷洒高浓度溶液Sa的高浓度溶液喷洒喷嘴12。高浓度溶液喷洒喷嘴12配设于导热管11的上方以使得喷洒的高浓度溶液Sa落到导热管11。高温吸收器10在从高浓度溶液喷洒喷嘴12喷洒高浓度溶液Sa而高浓度溶液Sa吸收高温制冷剂蒸气Va时产生吸收热。构成为在导热管11流动的被加热水W接受该吸收热,将被加热水W加热。在高温吸收器10的下部形成有供中浓度溶液Sb存积的存积部13。中浓度溶液Sb是从高浓度溶液喷洒喷嘴12喷洒的高浓度溶液Sa吸收高温制冷剂蒸气Va而高浓度溶液Sa的浓度降低了的吸收液S。导热管11配设于相比存积部13靠上方的位置以免没入中浓度溶液Sb。这样的话,产生的吸收热能够迅速传递至在导热管11内流动的被加热水W,加快吸收能力的恢复。
高温蒸发器20是向高温吸收器10供给高温制冷剂蒸气Va的构成部件。高温蒸发器20具有收纳制冷剂液Vf以及高温制冷剂蒸气Va的制冷剂气液分离体21、高温制冷剂液供给管22以及高温制冷剂蒸气接纳管24。高温制冷剂液供给管22是构成将制冷剂液Vf引导至中温吸收器30的加热管31的流路的管。高温制冷剂蒸气接纳管24是构成将通过中温吸收器30的加热管31对制冷剂液Vf进行加热而生成的高温制冷剂蒸气Va或者高温制冷剂蒸气Va与制冷剂液Vf的制冷剂气液混相引导至制冷剂气液分离体21的流路的管。在制冷剂气液分离体21内设置有使高温制冷剂蒸气Va中所含有的制冷剂V的液滴碰撞分离的挡板(未图示)。在本实施方式中,将中温吸收器30的加热管31的内表面作为高温蒸发器20的导热面。另外,在制冷剂气液分离体21设置有检测内部的压力的高温压力计28。另外,在高温蒸发器20连接有导入制冷剂液Vf的制冷剂液管82。在与高温蒸发器20连接的制冷剂液管82配设有流量调节阀83。高温制冷剂液供给管22的一端与制冷剂气液分离体21的存积制冷剂液Vf的部分连接,另一端与加热管31的一端连接。高温制冷剂蒸气接纳管24的一端与制冷剂气液分离体21连接,另一端与加热管31的另一端连接。对于高温蒸发器20而言,由于在加热管31的内部制冷剂液Vf变化为蒸气而密度大幅度地减少,所以使加热管31作为气泡泵发挥功能,省略了将制冷剂气液分离体21内的制冷剂液Vf输送至加热管31的泵。此外,也可以将向加热管31输送制冷剂气液分离体21内的制冷剂液Vf的泵(未图示)配设于高温制冷剂液供给管22。
高温蒸发器20与高温吸收器10通过作为高温制冷剂蒸气流路的高温制冷剂蒸气管29连接。高温制冷剂蒸气管29的一方的端部与制冷剂气液分离体21的上部(典型而言为顶部)连接,另一方的端部在相比高浓度溶液喷洒喷嘴12靠上方的位置与高温吸收器壳体14连接。通过这样的结构,能够将由高温蒸发器20生成的高温制冷剂蒸气Va经由高温制冷剂蒸气管29供给至高温吸收器10。另外,高温吸收器10与高温蒸发器20经由高温制冷剂蒸气管29连通,由此成为大体相同的内部压力。
中温吸收器30在本实施方式中相当于第1吸收器,具有构成制冷剂液Vf以及高温制冷剂蒸气Va的流路的加热管31以及中浓度溶液喷洒喷嘴32。如上所述,加热管31在一端连接有高温制冷剂液供给管22,在另一端连接有高温制冷剂蒸气接纳管24。中浓度溶液喷洒喷嘴32在本实施方式中喷洒中浓度溶液Sb。中浓度溶液喷洒喷嘴32配设于加热管31的上方以使得所喷洒的中浓度溶液Sb落到加热管31。在中浓度溶液喷洒喷嘴32连接有供中浓度溶液Sb在内部流动的中浓度溶液管15的一端。中温吸收器30构成为,能够从中浓度溶液喷洒喷嘴32喷洒中浓度溶液Sb,借助中浓度溶液Sb吸收中温制冷剂蒸气Vb时产生的吸收热,对在加热管31流动的制冷剂液Vf生成高温制冷剂蒸气Va进行加热。中温吸收器30构成为通过比高温吸收器10低的压力(露点温度)工作,与高温吸收器10相比,工作温度变低。在中温吸收器30的下部形成有供低浓度溶液Sc存积的存积部33。低浓度溶液Sc是从中浓度溶液喷洒喷嘴32喷洒的中浓度溶液Sb吸收中温制冷剂蒸气Vb而浓度降低了的吸收液S。加热管31配设于相比存积部33靠上方的位置。
中温蒸发器40是向中温吸收器30供给中温制冷剂蒸气Vb的构成部件。中温蒸发器40具有收纳制冷剂液Vf以及中温制冷剂蒸气Vb的制冷剂气液分离体41、中温制冷剂液供给管42以及中温制冷剂蒸气接纳管44。中温制冷剂液供给管42是构成将制冷剂液Vf引导至低温吸收器50的加热管51的流路的管。中温制冷剂蒸气接纳管44是构成将通过低温吸收器50的加热管51对制冷剂液Vf进行加热而生成的中温制冷剂蒸气Vb或者中温制冷剂蒸气Vb与制冷剂液Vf的制冷剂气液混相引导至制冷剂气液分离体41的流路的管。制冷剂气液分离体41构成为与高温蒸发器20的制冷剂气液分离体21相同。在本实施方式中,将低温吸收器50的加热管51的内表面作为中温蒸发器40的导热面。在制冷剂气液分离体41设置有检测内部的压力的中温压力计48。另外,在中温蒸发器40连接有导入制冷剂液Vf的制冷剂液管84。制冷剂液管84从制冷剂液管82分支。在与中温蒸发器40连接的制冷剂液管84配设有流量调节阀85。中温制冷剂液供给管42的一端与制冷剂气液分离体41的供制冷剂液Vf存积的部分连接,另一端与加热管51的一端连接。中温制冷剂蒸气接纳管44的一端与制冷剂气液分离体41连接,另一端与加热管51的另一端连接。对于中温蒸发器40而言,由于在加热管51的内部制冷剂液Vf变化为蒸气而密度大幅度地减少,所以使加热管51作为气泡泵发挥功能,省略了将制冷剂气液分离体41内的制冷剂液Vf输送至加热管51的泵。此外,也可以将向加热管51输送制冷剂气液分离体41内的制冷剂液Vf的泵(未图示)配设于中温制冷剂液供给管42。
中温蒸发器40与中温吸收器30通过作为中温制冷剂蒸气流路的中温制冷剂蒸气管49连接。中温制冷剂蒸气管49的一方的端部与制冷剂气液分离体41的上部(典型而言为顶部)连接,另一方的端部在相比中浓度溶液喷洒喷嘴32靠上方的位置与中温吸收器30的壳体连接。通过这种结构,能够将由中温蒸发器40生成的中温制冷剂蒸气Vb经由中温制冷剂蒸气管49供给至中温吸收器30。另外,中温吸收器30与中温蒸发器40经由中温制冷剂蒸气管49连通,成为大体相同的内部压力。另外,在本实施方式中,中温吸收器30以及中温蒸发器40设置于高温吸收器10以及高温蒸发器20的下方。
低温吸收器50在本实施方式中相当于第2吸收器,在内部具有构成制冷剂液Vf以及中温制冷剂蒸气Vb的流路的加热管51、以及低浓度溶液喷洒喷嘴52。如上所述,加热管51在一端连接有中温制冷剂液供给管42,在另一端连接有中温制冷剂蒸气接纳管44。低浓度溶液喷洒喷嘴52在本实施方式中喷洒低浓度溶液Sc。低浓度溶液喷洒喷嘴52配设于加热管51的上方以使得所喷洒的低浓度溶液Sc落到加热管51。在低浓度溶液喷洒喷嘴52连接有供低浓度溶液Sc在内部流动的低浓度溶液管35的一端。低温吸收器50构成为,从低浓度溶液喷洒喷嘴52喷洒低浓度溶液Sc,借助低浓度溶液Sc吸收低温制冷剂蒸气Vc时产生的吸收热,对在加热管51流动的制冷剂液Vf进行加热而生成中温制冷剂蒸气Vb。低温吸收器50构成为通过比中温吸收器30低的压力(露点温度)工作,与中温吸收器30相比,工作温度变低。在低温吸收器50的下部形成有供稀溶液Sw存积的存积部53。稀溶液Sw是从低浓度溶液喷洒喷嘴52喷洒的吸收液S(在本实施方式中低浓度溶液Sc)吸收低温制冷剂蒸气Vc而浓度降低了的吸收液S。稀溶液Sw与高浓度溶液Sa以及中浓度溶液Sb相比较,包含大量的制冷剂V。加热管51配设于相比存积部53靠上方的位置。
低温蒸发器60相当于蒸发器,在低温蒸发器壳体64的内部具有构成作为蒸发器热源流体的蒸发器热源温水he的流路的热源管61。低温蒸发器60在低温蒸发器壳体64的内部不具有喷洒制冷剂液Vf的喷嘴。因此,热源管61配设为浸渍于在低温蒸发器壳体64内存积的制冷剂液Vf(满液式蒸发器)。在低温蒸发器60连接有供制冷剂液Vf在内部流动的制冷剂液管86的一端。在制冷剂液管86配设有调节导入低温蒸发器60的制冷剂液Vf的流量的流量调节阀87。低温蒸发器60构成为,热源管61周边的制冷剂液Vf通过在热源管61内流动的蒸发器热源温水he的热而蒸发从而产生低温制冷剂蒸气Vc。另外,在低温蒸发器壳体64设置有检测内部的压力的低温压力计68。低温蒸发器60构成为通过比中温蒸发器40低的压力(露点温度)工作,与中温蒸发器40相比,工作温度变低。
低温吸收器50与低温蒸发器60相互连通。构成为通过低温吸收器50与低温蒸发器60连通,能够将由低温蒸发器60产生的低温制冷剂蒸气Vc向低温吸收器50供给。低温吸收器50与低温蒸发器60典型而言在相比低浓度溶液喷洒喷嘴52靠上方的位置连通。另外,低温吸收器50与低温蒸发器60连通,成为大体相同的内部压力。另外,在本实施方式中,低温吸收器50以及低温蒸发器60设置于高温吸收器10、高温蒸发器20、中温吸收器30、中温蒸发器40的下方。
再生器70具有构成作为再生器热源流体的再生器热源温水hg的流路的热源管71、以及喷洒稀溶液Sw的稀溶液喷洒喷嘴72。在再生器70的热源管71流动的再生器热源温水hg也可以是与在低温蒸发器60的热源管61流动的蒸发器热源温水he相同的温水,在该情况下,也可以通过配管(未图示)连接以便在热源管61流动之后在热源管71流动。也可以在各热源管61、71流动有不同的热源介质。稀溶液喷洒喷嘴72配设于热源管71的上方以使得所喷洒的稀溶液Sw落到热源管71。再生器70通过再生器热源温水hg对所喷洒的稀溶液Sw进行加热,从稀溶液Sw蒸发制冷剂V而生成浓度上升了的高浓度溶液Sa。再生器70构成为在下部存积所生成的高浓度溶液Sa。
冷凝器80具有形成冷却介质流路的冷却水管81。在冷却水管81流动作为冷却介质的冷却水c。冷凝器80构成为导入由再生器70产生的制冷剂V的蒸气亦即再生器制冷剂蒸气Vg,通过冷却水c对再生器制冷剂蒸气Vg进行冷却使之冷凝。冷却水管81配设成能够直接冷却再生器制冷剂蒸气Vg,以免再生器制冷剂蒸气Vg浸渍于冷凝的制冷剂液Vf。在冷凝器80连接有将冷凝的制冷剂液Vf朝向高温蒸发器20、中温蒸发器40以及低温蒸发器60输送的制冷剂液管88的一端。构成为制冷剂液管88的另一端与连接于高温蒸发器20的制冷剂液管82以及连接于低温蒸发器60的制冷剂液管86连接,能够将冷凝器80内的制冷剂液Vf分配给高温蒸发器20、中温蒸发器40与低温蒸发器60。此外,与中温吸收器40连接的制冷剂液管84也可以取代从制冷剂液管82分支,转而与制冷剂液管88的另一端连接。在制冷剂液管88配设有用于压送制冷剂液Vf的冷凝制冷剂泵89。在本实施方式中,制冷剂液管88、制冷剂液管86、冷凝制冷剂泵89以及流量调节阀87形成为向作为蒸发器的低温蒸发器60供给制冷剂液Vf的结构,相当于制冷剂液供给部。
再生器70与冷凝器80相互连通。构成为通过再生器70与冷凝器80连通,能够将由再生器70产生的再生器制冷剂蒸气Vg向冷凝器80供给。再生器70与冷凝器80在上部的气相部连通。另外,再生器70与冷凝器80通过连通而成为大体相同的内部压力。另外,在本实施方式中,再生器70以及冷凝器80设置于高温吸收器10、高温蒸发器20、中温吸收器30、中温蒸发器40、低温吸收器50、低温蒸发器60的下方。
再生器70的存积高浓度溶液Sa的部分与高温吸收器10的高浓度溶液喷洒喷嘴12通过高浓度溶液管75连接。在高浓度溶液管75配设有将再生器70内的高浓度溶液Sa向高浓度溶液喷洒喷嘴12压送的高浓度溶液泵76。高温吸收器10的存积部13与中温吸收器30的中浓度溶液喷洒喷嘴32通过中浓度溶液管15连接。中温吸收器30的存积部33与低温吸收器50的低浓度溶液喷洒喷嘴52通过低浓度溶液管35连接。低温吸收器50的存积部53与再生器70的稀溶液喷洒喷嘴72通过稀溶液管55连接。
在中浓度溶液管15以及高浓度溶液管75配设有高温热交换器18。高温热交换器18是在中浓度溶液管15流动的中浓度溶液Sb、与在高浓度溶液管75流动的高浓度溶液Sa之间进行热交换的设备。在低浓度溶液管35以及高浓度溶液管75配设有中温热交换器38。中温热交换器38是在低浓度溶液管35流动的低浓度溶液Sc、与在高浓度溶液管75流动的高浓度溶液Sa之间进行热交换的设备。在稀溶液管55以及高浓度溶液管75配设有低温热交换器58。低温热交换器58是在稀溶液管55流动的稀溶液Sw、与在高浓度溶液管75流动的高浓度溶液Sa之间进行热交换的设备。
吸收式热泵1除上述主要构成设备之外,还具备将在高温吸收器10的导热管11流动而被加热的被加热水W分离成被加热水蒸气Wv与被加热水液Wq的气液分离器90。气液分离器90的下部与高温吸收器10的导热管11的一端通过将被加热水液Wq导向导热管11的被加热水液管92连接。内部成为气相部的气液分离器90的侧面与导热管11的另一端通过将被加热的被加热水W导向气液分离器90的加热后被加热水管94连接。在被加热水液管92连接有将用于补充作为蒸气供给至系统外那么多的被加热水W的作为补给流体的补给水Ws从系统外导入的补给水管95。在补给水管95配设有朝向气液分离器90压送补给水Ws的补给水泵96。另外,将被加热水蒸气Wv向系统外供给的被加热水蒸气供给管99与气液分离器90的上部(典型而言为顶部)连接。气液分离器90也可以导入在导热管11内被加热水液Wq的一部分蒸发而被加热水液Wq与被加热水蒸气Wv混合的混合流体Wm,也可以使将被加热水液Wq保持原样地导入气液分离器90并减压使一部分气化从而成为混合流体Wm的物质气液分离。
控制装置100对吸收式热泵1的工作进行控制。控制装置100构成为,通过信号电缆分别与高浓度溶液泵76、冷凝制冷剂泵89、补给水泵96,并且能够进行各泵76、89、96的启停以及旋转速度的调节。另外,控制装置100构成为,通过信号电缆分别与高温压力计28、中温压力计48、低温压力计68,并且能够将通过各压力计28、48、68检测到的值作为信号而接受。另外,控制装置100构成为,通过信号电缆分别与各流量调节阀83、85、87连接,并且能够控制各流量调节阀83、85、87的开度。控制装置100构成为,通过调节冷凝制冷剂泵89的旋转速度以及/或者流量调节阀87的开度(换言之控制制冷剂液供给部),能够使热源管61接触的制冷剂液Vf的量变化。
继续参照图1对吸收式热泵1的作用进行说明。最初,对稳定运转时的作用进行说明。首先,对制冷剂侧的循环进行说明。在冷凝器80中,接纳由再生器70产生的再生器制冷剂蒸气Vg,通过在冷却水管81流动的冷却水c对再生器制冷剂蒸气Vg进行冷却而使之冷凝,从而形成制冷剂液Vf。将冷凝的制冷剂液Vf通过冷凝制冷剂泵89朝向高温蒸发器20、中温蒸发器40以及低温蒸发器60压送。由冷凝制冷剂泵89压送的制冷剂液Vf在制冷剂液管88流动,被分流到制冷剂液管82与制冷剂液管86。在制冷剂液管82流动的制冷剂液Vf在中途一部分流入制冷剂液管84,剩余保持原样在制冷剂液管82流动而被导入高温制冷剂液供给管22。在制冷剂液管84流动的制冷剂液Vf被导入中温制冷剂液供给管42。在制冷剂液管86流动的制冷剂液Vf被导入低温蒸发器60。
被导入至低温蒸发器60的制冷剂液Vf被在热源管61内流动的蒸发器热源温水he加热而蒸发从而成为低温制冷剂蒸气Vc。由低温蒸发器60产生的低温制冷剂蒸气Vc向与低温蒸发器60连通的低温吸收器50移动。另一方面,被导入至中温制冷剂液供给管42的制冷剂液Vf因气泡泵的作用而流入低温吸收器50的加热管51。流入至加热管51的制冷剂液Vf在低温吸收器50中,被在从低温蒸发器60移动来的低温制冷剂蒸气Vc被低浓度溶液Sc吸收时产生的吸收热加热,借助该加热蒸发而成为中温制冷剂蒸气Vb。在加热管51内产生的中温制冷剂蒸气Vb在中温制冷剂蒸气接纳管44流动,到达制冷剂气液分离体41。流入至制冷剂气液分离体41的中温制冷剂蒸气Vb经由中温制冷剂蒸气管49向与中温蒸发器40连通的中温吸收器30移动。另外,被导入至高温制冷剂液供给管22的制冷剂液Vf因气泡泵的作用而流入中温吸收器30的加热管31。流入至加热管31的制冷剂液Vf在中温吸收器30中,被在从中温蒸发器40移动来的中温制冷剂蒸气Vb被中浓度溶液Sb吸收时产生的吸收热加热,借助该加热蒸发而成为高温制冷剂蒸气Va。在加热管31内产生的高温制冷剂蒸气Va在高温制冷剂蒸气接纳管24流动,到达制冷剂气液分离体21。流入至制冷剂气液分离体21的高温制冷剂蒸气Va经由高温制冷剂蒸气管29向与高温蒸发器20连通的高温吸收器10移动。
接下来,对吸收式热泵1的吸收液侧的循环进行说明。在高温吸收器10中,从高浓度溶液喷洒喷嘴12喷洒高浓度溶液Sa,该喷洒的高浓度溶液Sa吸收从高温蒸发器20移动来的高温制冷剂蒸气Va。吸收高温制冷剂蒸气Va后的高浓度溶液Sa浓度降低而成为中浓度溶液Sb。在高温吸收器10中,在高浓度溶液Sa吸收高温制冷剂蒸气Va时产生吸收热。借助该吸收热,对在导热管11流动的被加热水液Wq进行加热。此处,对用于获取被加热水蒸气Wv的气液分离器90附近的作用进行说明。
补给水Ws从系统外经由补给水管95被导入气液分离器90。补给水Ws通过补给水泵96在补给水管95被压送,被导入被加热水液管92。被导入至被加热水液管92的补给水Ws作为被加热水液Wq与从气液分离器90的下部流来的被加热水液Wq合流,通过气泡泵的作用,流入高温吸收器10的导热管11。流入至导热管11的被加热水液Wq通过高温吸收器10的上述的吸收热而被加热。在导热管11被加热的被加热水液Wq作为一部分蒸发而成为被加热水蒸气Wv的混合流体Wm,或者作为温度上升了的被加热水液Wq,朝向气液分离器90在加热后被加热水管94流动。温度上升了的被加热水液Wq在加热后被加热水管94流动的情况下,当被加热水液Wq被导入气液分离器90时,通过设置于朝气液分离器90的导入部的阀、小孔等减压装置(未图示)被减压,作为一部分蒸发而成为被加热水蒸气Wv的混合流体Wm而被导入气液分离器90。被导入至气液分离器90的混合流体Wm被分离成被加热水液Wq与被加热水蒸气Wv。被分离了的被加热水液Wq存积于气液分离器90的下部,再次被输送至高温吸收器10的导热管11。另一方面,被分离了的被加热水蒸气Wv在被加热水蒸气供给管99流出,供给至蒸气利用场所。在本实施方式中,供给0.8MPa(计示压力)左右的被加热水蒸气Wv。
再次返回到吸收式热泵1的吸收液侧的循环的说明。在高温吸收器10中吸收了高温制冷剂蒸气Va的高浓度溶液Sa浓度降低而成为中浓度溶液Sb,存积于存积部13。存积部13内的中浓度溶液Sb因高温吸收器10的内部压力与中温吸收器30的内部压力之差以及重力,朝向中温吸收器30在中浓度溶液管15流动,在高温热交换器18中与高浓度溶液Sa进行热交换而温度降低之后,到达中浓度溶液喷洒喷嘴32。这样,在本实施方式中,将高温吸收器10内的吸收液S直接(未经由其他吸收器)导入中温吸收器30。
在中温吸收器30中,从中浓度溶液喷洒喷嘴32喷洒中浓度溶液Sb,该喷洒的中浓度溶液Sb吸收从中温蒸发器40移动来的中温制冷剂蒸气Vb。吸收了中温制冷剂蒸气Vb的中浓度溶液Sb浓度降低而成为低浓度溶液Sc,存积于存积部33。在中温吸收器30中,在中浓度溶液Sb吸收中温制冷剂蒸气Vb时产生吸收热。借助该吸收热,如上所述,对在加热管31流动的制冷剂液Vf进行加热。存积部33内的低浓度溶液Sc因中温吸收器30的内部压力与低温吸收器50的内部压力之差以及重力,朝向低温吸收器50在低浓度溶液管35流动,在中温热交换器38中与高浓度溶液Sa进行热交换而温度降低之后,到达低浓度溶液喷洒喷嘴52。这样,在本实施方式中,将高温吸收器10内的吸收液S经由中温吸收器30间接地导入低温吸收器50。
在低温吸收器50中,流入至低浓度溶液喷洒喷嘴52的低浓度溶液Sc朝向加热管51喷洒。所喷洒的低浓度溶液Sc吸收从低温蒸发器60移动来的低温制冷剂蒸气Vc。吸收了低温制冷剂蒸气Vc的低浓度溶液Sc浓度降低而成为稀溶液Sw。在低温吸收器50中,在低浓度溶液Sc吸收低温制冷剂蒸气Vc时产生吸收热。借助该吸收热,如上所述,对在加热管51流动的制冷剂液Vf进行加热而生成中温制冷剂蒸气Vb。低温吸收器50内的稀溶液Sw因低温吸收器50的内部压力与再生器70的内部压力之差以及重力,朝向再生器70在稀溶液管55流动。此时,稀溶液Sw在低温热交换器58中与高浓度溶液Sa进行热交换而温度降低之后,被导入再生器70。这样,在本实施方式中,将高温吸收器10内的吸收液S经由中温吸收器30以及低温吸收器50间接地导入再生器70。
将被输送至再生器70的稀溶液Sw从稀溶液喷洒喷嘴72喷洒。从稀溶液喷洒喷嘴72喷洒的稀溶液Sw被在热源管71流动的再生器热源温水hg(在本实施方式中约80℃左右)加热,所喷洒的稀溶液Sw中的制冷剂蒸发而成为高浓度溶液Sa,存积于再生器70的下部。另一方面,从稀溶液Sw蒸发的制冷剂V作为再生器制冷剂蒸气Vg向冷凝器80移动。存积于再生器70的下部的高浓度溶液Sa通过高浓度溶液泵76经由高浓度溶液管75被压送至高温吸收器10的高浓度溶液喷洒喷嘴12。在高浓度溶液管75流动的高浓度溶液Sa在低温热交换器58中与稀溶液Sw进行热交换而温度上升,在中温热交换器38中与低浓度溶液Sc进行热交换而温度进一步上升,接下来在高温热交换器18中与中浓度溶液Sb进行热交换而温度进一步上升后,流入高温吸收器10,进而从高浓度溶液喷洒喷嘴12喷洒。以下,反复进行相同的循环。
在稳定运转时如上述那样作用的吸收式热泵1,在从停止的状态起动时,开始向低温蒸发器60的蒸发器热源温水he的导入以及向再生器70的再生器热源温水hg的导入。若开始向低温蒸发器60的蒸发器热源温水he的导入,则存积于低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf被加热从而突沸。此时,若低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位过高,则在通过制冷剂液Vf的加热而产生的低温制冷剂蒸气Vc向低温吸收器50移动时,伴随着制冷剂液Vf。若制冷剂液Vf流入低温吸收器50,则低温吸收器50内的吸收液S的浓度降低,到达到稳定运转为止的时间变长。另外,在起动时,若从最初使低温蒸发器60中的低温制冷剂蒸气Vc的产生旺盛,则与低温蒸发器60连通的低温吸收器50的内部压力急剧上升而变得比中温吸收器30的内部压力高,中温吸收器30的吸收液S难以流入低温吸收器50。为了使起动最初的加热缓慢,考虑减少经由蒸发器热源温水he导入低温蒸发器60的热量的情况,但存在难以根据与吸收式热泵1协作的外部装置类(未图示)的工作形态调节蒸发器热源温水he的导入流量的情况。因此,在本实施方式的吸收式热泵1中,为了避免上述那样的不良情况,在起动时进行以下那样的控制。
即,在吸收式热泵1中,在起动时,在向低温蒸发器60导入蒸发器热源温水he之前,使低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位为规定的低液位。此处,规定的低液位是即便蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf被加热而突沸,也能够避免制冷剂液Vf伴随着低温制冷剂蒸气Vc移动至低温吸收器50的液位。而且,在将低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位设为规定的低液位之后,开始向低温蒸发器60导入蒸发器热源温水he。此时,蒸发器热源温水he的流量不用特别进行调节,以额定温度导入额定流量即可。若开始向低温蒸发器60导入蒸发器热源温水he,则控制装置100随时接受由低温压力计68检测到的压力,对冷凝制冷剂泵89的旋转速度或者启停(ON-OFF)以及/或者流量调节阀87的开度进行控制,以便低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位与由低温压力计68检测到的压力上升相应地上升。此时的低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位的上升方式典型而言是单调增加,典型而言制冷剂液Vf的液位相对于由低温压力计68检测到的压力的上升成比例地上升,但也可以为在每次压力以预先规定的幅度上升时制冷剂液Vf的液位以预先规定的幅度阶段状地上升。在这样对低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位进行调节时,冷凝制冷剂泵89以及/或者流量调节阀87典型而言使从冷凝器80向低温蒸发器60输送的制冷剂液Vf的流量从小流量变化为大流量。通过使低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位与低温蒸发器壳体64的内部压力的上升相应地上升,能够增大从蒸发器热源温水he向制冷剂液Vf的热传递面积,能够适当地调节低温蒸发器60以及与其连通的低温吸收器50的内部压力的上升速度。这样,在吸收式热泵1中,在起动时,不用对蒸发器热源温水he的温度以及/或者流量进行调节,通过调节从蒸发器热源温水he向制冷剂液Vf的热传递面积,就能够避免低温蒸发器60以及低温吸收器50的内部压力的急剧上升,能够抑制制冷剂液Vf向低温吸收器50流入,并且能够抑制吸收液S难以流动。此外,在本实施方式中,由于使用温度比较低(例如80℃~90℃左右)的排温水作为蒸发器热源温水he,所以即便存在热源管61未没入制冷剂液Vf而露出的部分,也能够避免热源管61损伤。
而且,在由低温压力计68检测到的、低温蒸发器壳体64内的压力达到规定的值的时刻,结束以低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位与由低温压力计68检测到的压力上升相应地上升的方式进行的起动阶段的控制。此处,“规定的值”是能够初步推定为脱离了比较不稳定的状态的起动阶段的值。吸收式热泵1内的温度以及压力在刚刚起动之后变动较大而处于比较不稳定的状态,但变动缓缓变小而接近稳定。在本实施方式中,将能够视为吸收式热泵1处于比较稳定的状态的低温蒸发器壳体64内的压力预先确定为规定的值。在低温蒸发器壳体64内的压力到达规定的值从而结束起动阶段的控制之后,对冷凝制冷剂泵89的旋转速度以及/或者流量调节阀87的开度进行调节,对朝低温蒸发器60流入的制冷剂液Vf的流量进行控制,以便将低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位维持在规定的范围。此处,“规定的范围”典型而言是在稳定运转时能够允许的低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的变动幅度。此外,也可以不在起动阶段的控制结束后立即转移至将液位维持在规定的范围的控制,而在进行其它方式的液位控制后,转移至将低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位维持在规定的范围的控制。例如,也可以在低温蒸发器壳体64内的压力达到规定的值的时刻,维持在相比稳定状态的液位靠下方的位置,随着时间的流逝使液位缓慢上升而将低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位维持在规定的范围。通过这样,能够更加可靠地避免制冷剂液Vf伴随着低温制冷剂蒸气Vc移动至低温吸收器50。
如以上说明那样,根据本实施方式所涉及的吸收式热泵1,在起动时,使低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位为规定的低液位,开始向低温蒸发器60导入蒸发器热源温水he,对冷凝制冷剂泵89以及/或者流量调节阀87进行控制,以使得低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位与由低温压力计68检测到的压力上升相应地上升,因此能够增大从蒸发器热源温水he向制冷剂液Vf的热传递面积,能够避免低温蒸发器60以及低温吸收器50的内部压力急剧上升而变得比中温吸收器30的内部压力高,能够抑制制冷剂液Vf向低温吸收器50流入,并且能够避免从中温吸收器30向低温吸收器50的低浓度溶液Sc难以流动。
此外,为了减少低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf向低温吸收器50移动的风险,也可以将低温蒸发器60如以下那样构成。
图2是第1变形例所涉及的吸收式热泵1A所具备的低温蒸发器60A周围的简要结构图。在吸收式热泵1A中,与吸收式热泵1(参照图1)的低温蒸发器60(参照图1)对应的低温蒸发器60A在以下方面与低温蒸发器60(参照图1)不同。低温蒸发器60A除低温蒸发器60(参照图1)的结构之外,还设置有作为检测低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位的液位检测装置的液位计69。液位计69构成为通过信号电缆和与吸收式热泵1(参照图1)的控制装置100(参照图1)对应的控制装置100A连接,并且能够将检测到的液位作为信号发送至控制装置100A。控制装置100A构成为能够接受来自液位计69的液位信号,除此之外,都与吸收式热泵1(参照图1)的控制装置100(参照图1)相同。吸收式热泵1A的除上述以外的结构省略图示,但与吸收式热泵1(参照图1)相同。
在如上述那样构成的吸收式热泵1A中,在向低温蒸发器60A导入蒸发器热源温水he之前使低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位为规定的低液位时,使用液位计69设为规定的低液位。规定的低液位被预先设定为能够通过液位计69检测。这样的话,能够使低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位可靠地降低至规定的低液位。然后,开始向低温蒸发器60A导入蒸发器热源温水he,对冷凝制冷剂泵89以及/或者流量调节阀87进行控制以使得低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位与由低温压力计68检测到的压力上升相应地上升,此时,一边通过液位计69确认低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位从下方朝向上方变化一边对冷凝制冷剂泵89以及/或者流量调节阀87进行控制。这样的话,能够更加适当地增加从蒸发器热源温水he向制冷剂液Vf的热传递面积。这样,在吸收式热泵1A中,低温蒸发器60A具有液位计69,因此能够准确地调节低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位,能够减少低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf过度上升而向低温吸收器50移动的风险。而且,与吸收式热泵1(参照图1)的情况相同,在低温蒸发器壳体64内的压力达到规定的值的时刻,结束使低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位与由低温压力计68检测到的压力的上升相应地上升的起动阶段的控制。以下,对冷凝制冷剂泵89的旋转速度以及/或者流量调节阀87的开度进行调节,对朝低温蒸发器60流入的制冷剂液Vf的流量进行控制,以便将低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位维持在规定的范围。此外,在吸收式热泵1A中,也可以在起动阶段的控制结束后进行将低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位维持在规定的范围的控制的期间,进行其它方式的液位控制。
在以上的说明中,低温蒸发器60、60A是满液式,但也可以是喷洒式。
图3是第2变形例所涉及的吸收式热泵1B所具备的低温蒸发器60B周围的简要结构图。在吸收式热泵1B中,与吸收式热泵1(参照图1)的低温蒸发器60(参照图1)对应的低温蒸发器60B在以下方面与低温蒸发器60(参照图1)不同。低温蒸发器60B除低温蒸发器60(参照图1)的结构之外,还在低温蒸发器壳体64的内部具有喷洒制冷剂液Vf的3个制冷剂液喷洒喷嘴62A、62B、62C。各制冷剂液喷洒喷嘴62A、62B、62C沿水平方向排列配设于热源管61的上方,以便所喷洒的制冷剂液Vf落到热源管61,并且以使得从各制冷剂液喷洒喷嘴62A、62B、62C喷洒的制冷剂液Vf尽量不重叠。此外,在本变形例中,设置有3个朝向热源管61喷洒制冷剂液Vf的制冷剂液喷洒喷嘴,但也可以为3个以外的多个。在低温蒸发器壳体64的下部(典型而言为底部)连接有使存积于低温蒸发器壳体64的下部的制冷剂液Vf朝向各制冷剂液喷洒喷嘴62A、62B、62C流动的低温制冷剂液管65的一端。低温制冷剂液管65的另一端分支为与各制冷剂液喷洒喷嘴62A、62B、62C连接的3个制冷剂液枝管65A、65B、65C。在各制冷剂液枝管65A、65B、65C分别配设有能够调节开度的制冷剂控制阀67A、67B、67C。在低温制冷剂液管65配设有压送在内部流动的制冷剂液Vf的低温制冷剂液泵66。各制冷剂控制阀67A、67B、67C构成为分别通过信号电缆和与吸收式热泵1(参照图1)的控制装置100(参照图1)对应的控制装置100B连接,并且能够接受来自控制装置100B的信号调节开度。另外,低温制冷剂液泵66构成为通过信号电缆与控制装置100B连接,并且能够接受来自控制装置100B的信号调节启停以及旋转速度。控制装置100B构成为除上述功能以外都与吸收式热泵1(参照图1)的控制装置100(参照图1)相同。吸收式热泵1B的除上述以外的结构省略图示,但与吸收式热泵1(参照图1)相同。
在如上述那样构成的吸收式热泵1B中,在起动时,若使低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位为规定的低液位,开始向低温蒸发器60导入蒸发器热源温水he,则控制装置100B对各制冷剂控制阀67A、67B、67C的开度进行控制,以使得向热源管61喷洒的制冷剂液Vf的量与由低温压力计68检测到的压力上升相应地增加。典型而言,对各制冷剂控制阀67A、67B、67C的开度进行控制,以使得各制冷剂液喷洒喷嘴62A、62B、62C中的喷洒制冷剂液Vf的喷嘴的数量与由低温压力计68检测到的压力上升相应地增加。这样的话,通过使与热源管61接触的制冷剂液Vf的量阶段状地变化,能够增加从蒸发器热源温水he向制冷剂液Vf的热传递面积。这样,在吸收式热泵1B中,能够简便地调节从蒸发器热源温水he向制冷剂液Vf的热传递面积。而且,在低温蒸发器壳体64内的压力或者低温蒸发器壳体64内的制冷剂V的温度达到规定的值的时刻,结束与由低温压力计68检测到的压力的上升相应地对各制冷剂控制阀67A、67B、67C的开度进行控制的起动阶段的控制。以下,将各制冷剂控制阀67A、67B、67C设为打开状态,对冷凝制冷剂泵89的旋转速度以及/或者流量调节阀87的开度进行调节而对朝低温蒸发器60流入的制冷剂液Vf的流量进行控制,以便将低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位维持在规定的范围。此外,在吸收式热泵1B中,也可以在起动阶段的控制结束后进行将低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位维持在规定的范围的控制的期间,进行其它方式的液位控制。
此外,也可以取代上述的各制冷剂液喷洒喷嘴62A、62B、62C中的喷洒制冷剂液Vf的喷嘴的数量阶段地增加的喷洒喷嘴数控制,或者与喷洒喷嘴数控制一起,改变向各制冷剂液喷洒喷嘴62A、62B、62C供给的制冷剂液Vf的压力,从而成比例地或者阶段状地改变从各制冷剂液喷洒喷嘴62A、62B、62C喷洒的制冷剂液Vf的流量,由此使从蒸发器热源温水he向制冷剂液Vf的热传递面积变化(喷嘴压力控制)。在进行喷嘴压力控制的情况下,也可以不设置多个制冷剂液喷洒喷嘴而设置一个制冷剂液喷洒喷嘴。而且,在低温蒸发器壳体64内的压力或者低温蒸发器壳体64内的制冷剂的温度达到规定的值的时刻,结束进行与由低温压力计68检测到的压力的上升相应地改变向各制冷剂液喷洒喷嘴62A、62B、62C供给的制冷剂液Vf的压力的控制的起动阶段的控制。以下,对冷凝制冷剂泵89的旋转速度以及/或者流量调节阀87的开度进行调节而对朝低温蒸发器60流入的制冷剂液Vf的流量进行控制,以便将低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位维持在规定的范围。此外,在该情况下,也可以在起动阶段的控制结束后进行将低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位维持在规定的范围的控制的期间,进行其它方式的液位控制。
在以上的说明中,对低温蒸发器60(包括上述各变形例)的内部压力进行检测,与检测到的压力相应地使从蒸发器热源温水he向制冷剂液Vf的热传递面积变化,但也可以与同低温蒸发器60的内部压力具有相关性的物理量相应地使从蒸发器热源温水he向制冷剂液Vf的热传递面积变化。作为与低温蒸发器60的内部压力具有相关性的物理量,可举出低温吸收器50的内部压力、低温蒸发器60内的制冷剂V的饱和温度、低温吸收器50的壳体、低温蒸发器壳体64的壁表面温度、应变值、根据吸收液S的温度与浓度或者密度计算出的压力等。或者,也可以取代检测低温蒸发器60的内部压力或者与低温蒸发器60的内部压力具有相关性的物理量,转而与中温吸收器30与低温吸收器50的压力差或者同中温吸收器30与低温吸收器50的压力差具有相关性的物理量的变化相应地使从蒸发器热源温水he向制冷剂液Vf的热传递面积变化。作为同中温吸收器30与低温吸收器50的压力差具有相关性的物理量,可举出中温蒸发器40内的制冷剂V的饱和温度与低温蒸发器60内的制冷剂V的饱和温度的温度差、中温吸收器30的壳体、中温蒸发器40的壁面的表面温度、应变值与低温吸收器50的壳体、低温蒸发器壳体64的壁面的表面温度、应变值之差等。此外,作为起动阶段的控制,与中温吸收器30与低温吸收器50的压力差或者同中温吸收器30与低温吸收器50的压力差具有相关性的物理量的变化相应地使从蒸发器热源温水he向制冷剂液Vf的热传递面积变化的情况也与低温蒸发器60的内部压力或者同低温蒸发器60的内部压力具有相关性的物理量的变化相应地使从蒸发器热源温水he向制冷剂液Vf的热传递面积变化的情况相同,在中温吸收器30与低温吸收器50的压力差或者同中温吸收器30与低温吸收器50的压力差具有相关性的物理量达到规定的值的时刻,结束与中温吸收器30与低温吸收器50的压力差或者同中温吸收器30与低温吸收器50的压力差具有相关性的物理量的变化相应地使从蒸发器热源温水he向制冷剂液Vf的热传递面积变化的控制。以下,对冷凝制冷剂泵89的旋转速度以及/或者流量调节阀87的开度进行调节,对朝低温蒸发器60流入的制冷剂液Vf的流量进行控制,以便将低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位维持在规定的范围。此外,在该情况下,也可以在起动阶段的控制结束后进行将低温蒸发器壳体64内的制冷剂液Vf的液位维持在规定的范围的控制的期间,进行其它方式的液位控制。
在以上的说明中,作为用于使吸收式热泵1的起动最初的加热缓慢的手段,不进行减少经由蒸发器热源温水he导入低温蒸发器60的热量,但存在能够根据与吸收式热泵1协作的外部装置类的工作形态减少导入吸收式热泵1的热量的情况。在该情况下,也可以进行将朝低温蒸发器60导入的蒸发器热源温水he的温度从导入开始到达到稳定运转为止从低温到稳定运转中的规定温度为止逐渐地提高、以及/或者使朝低温蒸发器60导入的蒸发器热源温水he的流量从导入开始到达到稳定运转为止从少量到稳定运转中的规定流量为止逐渐地增加。这样的话,能够进一步缓和低温蒸发器60以及低温吸收器50的内部压力的上升。
在以上的说明中,形成为高温吸收器10以及高温蒸发器20、中温吸收器30以及中温蒸发器40、低温吸收器50以及低温蒸发器60以该顺序从上至下地配置的体积型,但也可以构成为将它们沿水平方向配置。在沿水平方向配置的情况下,在从高温吸收器10向中温吸收器30引导中浓度溶液Sb的配管以及从中温吸收器30向低温吸收器50引导低浓度溶液Sc的配管分别设置泵,并且在无法通过压力差使吸收液S流动时(特别是在起动时)使泵工作即可。另外,高温吸收器10与高温蒸发器20也可以不在相同的高度而在不同的高度配置,同样地,中温吸收器30与中温蒸发器40、以及低温吸收器50与低温蒸发器60也可以不在相同的高度而在不同的高度配置。
在以上的说明中,吸收式热泵1是三段升温型,但也可以是二段升温型、单段升温型。在设为二段升温型的情况下,也可以构成为从三段升温型的吸收式热泵1的结构省略中温吸收器30以及中温蒸发器40周围的结构,将高温蒸发器20的高温制冷剂液供给管22以及高温制冷剂蒸气接纳管24连接于低温吸收器50的加热管51,将中浓度溶液管15与低浓度溶液喷洒喷嘴52连接而将高温吸收器10内的中浓度溶液Sb直接(不经由其它的吸收器)导入低温吸收器50。在该情况下,高温吸收器10相当于第1吸收器。在设为单段升温型的情况下,也可以构成为从上述的二段升温型的吸收式热泵的结构进一步省略高温蒸发器20以及低温吸收器50,将由低温蒸发器60产生的低温制冷剂蒸气Vc导入高温吸收器10内,也可以构成为将中浓度溶液管15与再生器70内的稀溶液喷洒喷嘴72连接而将高温吸收器10内的中浓度溶液Sb直接(不经由其他的吸收器)导入再生器70。
其中,附图标记说明如下:
1、1A、1B:吸收式热泵;10:高温吸收器;20:高温蒸发器;30:中温吸收器;40:中温蒸发器;50:低温吸收器;60:低温蒸发器;61:热源管;62A、62B、62C:喷洒喷嘴;64:蒸发器壳体;67A、67B、67C:制冷剂控制阀;69:液位计;70:再生器;80:冷凝器;87:流量调节阀;89:冷凝制冷剂泵;100、100A、100B:控制装置;he:蒸发器热源温水;hg:再生器热源温水;Sa:高浓度溶液;Sb:中浓度溶液;Sc:低浓度溶液;Va:高温制冷剂蒸气;Vb:中温制冷剂蒸气;Vc:低温制冷剂蒸气;Vf:制冷剂液;Wq:被加热水液。

Claims (9)

1.一种吸收式热泵,通过吸收液与制冷剂的吸收式热泵循环汲取所导入的热源流体的热,其特征在于,具备:
蒸发器,具有制冷剂加热流体管,利用在所述制冷剂加热流体管的内部流动的所述热源流体的热对位于所述制冷剂加热流体管的外侧的所述制冷剂的液体进行加热而使其蒸发,从而生成所述制冷剂的蒸气;
制冷剂液供给部,向所述蒸发器供给所述制冷剂的液体;以及
控制装置,对所述制冷剂液供给部进行控制,以便在所述吸收式热泵的起动时,使与所述制冷剂加热流体管接触的所述制冷剂的液体的量变化,由此使得从在所述制冷剂加热流体管流动的所述热源流体向所述制冷剂的液体的热传递面积自所述吸收式热泵的起动开始起与所述蒸发器的压力或者同所述蒸发器的压力具有相关性的物理量的变化相应地增加。
2.根据权利要求1所述的吸收式热泵,其特征在于,
在所述蒸发器的压力或者同所述蒸发器的压力具有相关性的物理量达到规定的值之后,所述控制装置对所述制冷剂液供给部进行控制,以便将所述蒸发器的内部的所述制冷剂的液体的液位维持在规定的范围。
3.一种吸收式热泵,通过吸收液与制冷剂的吸收式热泵循环汲取所导入的热源流体的热,其特征在于,具备:
蒸发器,具有制冷剂加热流体管,利用在所述制冷剂加热流体管的内部流动的所述热源流体的热对位于所述制冷剂加热流体管的外侧的所述制冷剂的液体进行加热而使其蒸发,从而生成所述制冷剂的蒸气;
制冷剂液供给部,向所述蒸发器供给所述制冷剂的液体;
第1吸收器,利用吸收液吸收制冷剂的蒸气时产生的吸收热对被加热介质进行加热;
第2吸收器,导入所述第1吸收器的所述吸收液,并且导入由所述蒸发器生成的所述制冷剂的蒸气,利用所导入的所述吸收液吸收所述制冷剂的蒸气时产生的吸收热对被加热介质进行加热;以及
控制装置,对所述制冷剂液供给部进行控制,以便在所述吸收式热泵的起动时,使与所述制冷剂加热流体管接触的所述制冷剂的液体的量变化,由此使得从在所述制冷剂加热流体管流动的所述热源流体向所述制冷剂的液体的热传递面积自所述吸收式热泵的起动开始起与所述第1吸收器与所述第2吸收器的压力差或者同所述第1吸收器与所述第2吸收器的压力差具有相关性的物理量的变化相应地增加。
4.根据权利要求3所述的吸收式热泵,其特征在于,
所述控制装置对所述制冷剂液供给部进行控制,以便在所述第1吸收器与所述第2吸收器的压力差或者同所述第1吸收器与所述第2吸收器的压力差具有相关性的物理量达到规定的值之后,将所述蒸发器的内部的所述制冷剂的液体的液位维持在规定的范围。
5.根据权利要求3或4所述的吸收式热泵,其特征在于,
所述第2吸收器构成为,配置于比所述第1吸收器低的位置,将所述第1吸收器的所述吸收液借助重力导入。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的吸收式热泵,其特征在于,
所述蒸发器构成为,具有收纳所述制冷剂加热流体管并且存积所述制冷剂的液体的蒸发器壳体,所述制冷剂加热流体管的一部分或者全部没入所述制冷剂的液体,
所述吸收式热泵具备液位检测装置,该液位检测装置检测所述蒸发器壳体内的所述制冷剂的液体的液位,
所述控制装置对所述制冷剂液供给部进行控制,以使得由所述液位检测装置检测到的液位从下方朝向上方变化。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的吸收式热泵,其特征在于,
所述蒸发器构成为,具有收纳所述制冷剂加热流体管并且存积所述制冷剂的液体的蒸发器壳体,所述制冷剂加热流体管的一部分或者全部没入所述制冷剂的液体,
所述控制装置对所述制冷剂液供给部进行控制,以使得所述制冷剂液供给部向所述蒸发器供给的所述制冷剂的液体的流量从小流量向大流量变化。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的吸收式热泵,其特征在于,
所述蒸发器具有多个朝向所述制冷剂加热流体管喷洒所述制冷剂的液体的喷洒喷嘴,并且具有对分别向多个所述喷洒喷嘴的所述制冷剂的液体的供给的有无进行控制的制冷剂控制阀,
所述控制装置对所述制冷剂控制阀进行控制,以使得喷洒所述制冷剂的液体的所述喷洒喷嘴的数量增加。
9.根据权利要求1~4中任一项所述的吸收式热泵,其特征在于,
所述蒸发器具有朝向所述制冷剂加热流体管喷洒所述制冷剂的液体的喷洒喷嘴,
所述控制装置对所述制冷剂液供给部进行控制,以使得向所述喷洒喷嘴供给的所述制冷剂的液体的压力增加。
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