CN109425144A - 吸收式热交换系统 - Google Patents

Abstract

一种吸收式热交换系统，使温度升高的被加热流体的出口温度高于温度降低的加热源流体的入口温度。吸收式热交换系统具备：吸收部，利用在吸收液吸收制冷剂蒸汽时释放出的吸收热，使第一被加热流体的温度升高；冷凝部，利用在制冷剂蒸汽成为制冷剂液时释放出的冷凝热，使被加热流体的温度升高；蒸发部，从加热源流体夺取制冷剂液蒸发而成为制冷剂蒸汽时所需的蒸发潜热；以及再生部，从加热源流体夺取对稀溶液进行加热从而成为浓溶液所需的热，通过吸收液与制冷剂的吸收式热泵循环，吸收部的内部压力以及温度比再生部高，将由向蒸发部以及再生部导入前的加热源流体分流的一部分的加热源流体作为第一被加热流体而导入至吸收部。

Description

吸收式热交换系统

技术领域

本发明涉及吸收式热交换系统，特别是涉及以使温度升高的流体的出口温度高于温度降低的流体的入口温度的方式，使两个流体间进行热交换的吸收式热交换系统。

背景技术

热交换器被广泛用作在高温的流体与低温的流体之间交换热的装置。在两个流体之间直接进行热交换的热交换器中，无法将低温的流体的出口温度形成为比高温的流体的入口温度高的温度(例如，参照专利文献1。)。

专利文献1：日本专利第5498809号公报(参照图11等)

作为热交换器的用途之一，可举出回收废热。废热是未使用而被丢弃的热，因此，若能够将回收废热而使温度升高的流体的出口温度形成为比被夺取包含废热的热而导致温度降低的流体的入口温度高的温度，则应用的范围变得广泛。

发明内容

本发明鉴于上述课题，目的在于，提供一种能够使温度升高的被加热流体的出口温度高于温度降低的加热源流体的入口温度的吸收式热交换系统。

为了实现上述目的，本发明的第一方式所涉及的吸收式热交换系统例如如图1所示，具备：吸收部10，其利用在吸收液Sa吸收制冷剂的蒸汽Ve而成为浓度降低的稀溶液Sw时释放出的吸收热，使第一被加热流体RP的温度升高；冷凝部40，其利用在制冷剂的蒸汽Vg冷凝而成为制冷剂液Vf时释放出的冷凝热，使第二被加热流体GP的温度升高；蒸发部20，其从冷凝部40导入制冷剂液Vf，并从加热源流体RS夺取为使导入的制冷剂液Vf蒸发而成为供给至吸收部10的制冷剂的蒸汽Ve时所需的蒸发潜热，由此使加热源流体RS的温度降低；以及再生部30，其从吸收部10导入稀溶液Sw，并从加热源流体RS夺取为了加热导入的稀溶液Sw而使制冷剂Vg从稀溶液Sw脱离从而成为浓度升高的浓溶液Sa所需的热，由此使加热源流体RS的温度降低，上述吸收式热交换系统构成为：通过吸收液Sa、Sw与制冷剂Ve、Vf、Vg的吸收式热泵循环，吸收部10与再生部30相比，内部的压力以及温度较高，蒸发部20与冷凝部40相比，内部的压力以及温度较高，上述吸收式热交换系统构成为：将由向蒸发部20以及再生部30导入前的加热源流体RA分流的一部分的加热源流体作为第一被加热流体RP而导入至吸收部10。

根据上述结构，将由向蒸发部以及再生部导入前的加热源流体分流的一部分的加热源流体作为第一被加热流体而导入至吸收部，从而能够使从吸收部流出的第一被加热流体的温度高于向蒸发部以及再生部导入前的加热源流体的温度。

另外，本发明的第二方式所涉及的吸收式热交换系统例如参照图1所示，在上述本发明的第一方式所涉及的吸收式热交换系统1的基础上，以使从吸收部10流出的第一被加热流体RP的温度成为规定的温度的方式，设定流入至蒸发部20以及再生部30的加热源流体RS的流量、与作为第一被加热流体RP而流入至吸收部10的加热源流体RP的流量之比。

根据这样的结构，能够对从吸收部流出的第一被加热流体的温度进行调节。

另外，本发明的第三方式所涉及的吸收式热交换系统例如如图1所示，在上述本发明的第一方式或者第二方式所涉及的吸收式热交换系统1的基础上，从冷凝部40流出的第二被加热流体GP与从蒸发部20以及再生部30的至少一方流出的加热源流体RS混合。

根据这样的结构，能够实现流入至吸收式热交换系统的加热源流体的流量与从吸收式热交换系统流出的加热源流体的流量的平衡。

另外，本发明的第四方式所涉及的吸收式热交换系统例如如图2所示，在上述本发明的第一方式～第三方式的任一方式所涉及的吸收式热交换系统2的基础上，上述吸收式热交换系统具备部分被加热流体旁通流路48，该部分被加热流体旁通流路48使由从冷凝部40流出的第二被加热流体GP分流的一部分的第二被加热流体GPd与向吸收部10导入前的第一被加热流体RP合流。

根据这样的结构，能够使系统结构简单。

另外，本发明的第五方式所涉及的吸收式热交换系统例如参照图2所示，在上述本发明的第四方式所涉及的吸收式热交换系统2的基础上，以使从吸收部10流出的第一被加热流体RP的温度成为规定的温度的方式，设定从冷凝部40流出的第二被加热流体GP的与从蒸发部20以及再生部30的至少一方流出的加热源流体RS混合的流量、同从冷凝部40流出的第二被加热流体GP的在部分被加热流体旁通流路48流动的流量之比。

根据这样的结构，能够对从吸收部流出的第一被加热流体的温度以及流量的平衡进行调节。

另外，本发明的第六方式所涉及的吸收式热交换系统例如如图3所示，在上述本发明的第一方式～第五方式的任一方式所涉及的吸收式热交换系统3的基础上，上述吸收式热交换系统具备制冷剂热交换器99，该制冷剂热交换器99使从冷凝部40输送至蒸发部20的制冷剂液Vf、与从蒸发部20以及再生部30的至少一方流出的加热源流体RS之间进行热交换。

根据这样的结构，能够降低从吸收式热交换系统流出的加热源流体的温度，能够使吸收式热交换系统中从加热源流体回收的热量增加。

根据本发明，将由向蒸发部以及再生部导入前的加热源流体分流的一部分的加热源流体作为第一被加热流体而导入至吸收部，从而能够使从吸收部流出的第一被加热流体的温度高于向蒸发部以及再生部导入前的加热源流体的温度。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的吸收式热交换系统的示意性系统图。

图2是本发明的第二实施方式所涉及的吸收式热交换系统的示意性系统图。

图3是本发明的第三实施方式所涉及的吸收式热交换系统的示意性系统图。

图4是本发明的第一实施方式的变形例所涉及的吸收式热交换系统的示意性系统图。

附图标记说明：

1、1A、2、3…吸收式热交换系统；10…吸收器；20…蒸发器；30…再生器；40…冷凝器；48…低温热源旁通管；99…制冷剂热交换器；GP…低温热源流体；RP…升温对象流体；RS…驱动热源流体；Sa…浓溶液；Sw…稀溶液；Ve…蒸发器制冷剂蒸汽；Vf…制冷剂液；Vg…再生器制冷剂蒸汽。

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，对各图中相互相同或相当的部件标注相同或者类似的附图标记，并省略重复的说明。

首先，参照图1对本发明的第一实施方式所涉及的吸收式热交换系统1进行说明。图1是吸收式热交换系统1的示意性系统图。吸收式热交换系统1为如下系统：利用吸收液与制冷剂的吸收式热泵循环，以使朝向热利用设备HCF而从吸收式热交换系统1流出的升温对象流体RP的温度比作为驱动热源而流入至吸收式热交换系统1的驱动热源流体RS的温度高的方式进行热移动。这里，升温对象流体RP是吸收式热交换系统1中成为使温度升高的对象的流体，相当于第一被加热流体。驱动热源流体RS是吸收式热交换系统1中温度降低的流体，相当于加热源流体。吸收式热交换系统1具备构成进行吸收液S(Sa、Sw)与制冷剂V(Ve、Vg、Vf)的吸收式热泵循环的主要设备的吸收器10、蒸发器20、再生器30、以及冷凝器40。吸收器10、蒸发器20、再生器30、冷凝器40分别相当于吸收部、蒸发部、再生部、冷凝部。

在本说明书中，关于吸收液，为了容易进行热泵循环上的区别，根据性状、热泵循环上的位置而将吸收液称为“稀溶液Sw”、“浓溶液Sa”等，但在与性状等无关时则进行统称而称为“吸收液S”。同样，关于制冷剂，为了容易进行热泵循环上的区别，根据性状、热泵循环上的位置而将制冷剂称为“蒸发器制冷剂蒸汽Ve”、“再生器制冷剂蒸汽Vg”、“制冷剂液Vf”等，但在与性状等无关时则进行统称而称为“制冷剂V”。在本实施方式中，使用LiBr水溶液作为吸收液S(吸收剂与制冷剂V的混合物)，使用水(H₂O)作为制冷剂V。

吸收器10在内部具有：导热管12，其构成升温对象流体RP的流路；和浓溶液供给装置13，其将浓溶液Sa供给至导热管12的表面。导热管12在一端连接有升温流体导入管51，在另一端连接有升温流体流出管19。升温流体导入管51是构成将升温对象流体RP引导至导热管12的流路的管。在升温流体导入管51设置有升温流体阀51v，该升温流体阀51v对在内部流动的升温对象流体RP的流量进行调节。升温流体流出管19是构成供被吸收器10加热的升温对象流体RP流动的流路的管。吸收器10将浓溶液Sa从浓溶液供给装置13供给至导热管12的表面，并在浓溶液Sa吸收蒸发器制冷剂蒸汽Ve而成为稀溶液Sw时产生吸收热。在导热管12流动的升温对象流体RP接受该吸收热而使升温对象流体RP被加热。

蒸发器20在蒸发器罐体21的内部具有构成驱动热源流体RS的流路的热源管22。蒸发器20在蒸发器罐体21的内部不具有喷洒制冷剂液Vf的喷嘴。因此，热源管22装配为浸泡在存积于蒸发器罐体21内的制冷剂液Vf(满液式蒸发器)。在热源管22的一端连接有驱动热源导入管52。驱动热源导入管52是构成将驱动热源流体RS引导至热源管22的流路的管。在驱动热源导入管52设置有驱动热源阀52v，该驱动热源阀52v对在内部流动的驱动热源流体RS的流量进行调节。驱动热源导入管52的另一端与升温流体导入管51的另一端共同连接于热源流体流入管55。热源流体流入管55是构成供合流热源流体RA流动的流路的管。在热源流体流入管55流动的合流热源流体RA分流而流入至升温流体导入管51和驱动热源导入管52。换句话说，升温对象流体RP是合流热源流体RA中的流入至升温流体导入管51的部分，驱动热源流体RS是合流热源流体RA中的流入至驱动热源导入管52的部分。蒸发器20利用在热源管22内流动的驱动热源流体RS的热使热源管22周边的制冷剂液Vf蒸发，从而产生蒸发器制冷剂蒸汽Ve。在蒸发器罐体21连接有制冷剂液管45，该制冷剂液管45向蒸发器罐体21内供给制冷剂液Vf。

吸收器10与蒸发器20相互连通。通过将吸收器10与蒸发器20连通，能够将在蒸发器20产生的蒸发器制冷剂蒸汽Ve供给至吸收器10。

再生器30具有：热源管32，其使对稀溶液Sw进行加热的驱动热源流体RS在内部流动；和稀溶液供给装置33，其将稀溶液Sw供给至热源管32的表面。在热源管32内流动的驱动热源流体RS是在蒸发器20的热源管22内流动后的驱动热源流体RS。蒸发器20的热源管22与再生器30的热源管32被供驱动热源流体RS流动的驱动热源连通管25连接。在再生器30的热源管32的与连接有驱动热源连通管25的端部相反的一侧的端部，连接有驱动热源流出管39。驱动热源流出管39是构成将驱动热源流体RS向再生器30外引导的流路的管。再生器30通过使从稀溶液供给装置33供给的稀溶液Sw被驱动热源流体RS加热，而使制冷剂V从稀溶液Sw蒸发进而生成浓度升高的浓溶液Sa。从稀溶液Sw蒸发的制冷剂V作为再生器制冷剂蒸汽Vg而移动至冷凝器40。

冷凝器40在冷凝器罐体41的内部具有供低温热源流体GP流动的导热管42。在导热管42的一端连接有低温热源导入管57，该低温热源导入管57构成将低温热源流体GP引导至导热管42的流路。在导热管42的另一端连接有低温热源流出管49的一端，该低温热源流出管49构成供从冷凝器40流出的低温热源流体GP流动的流路。低温热源流出管49的另一端与驱动热源流出管39的另一端共同连接于热源流体流出管59。热源流体流出管59是构成供合流热源流体RA流动的流路的管，该合流热源流体RA将在驱动热源流出管39流动的驱动热源流体RS与在低温热源流出管49流动的低温热源流体GP合流。冷凝器40导入由再生器30产生的再生器制冷剂蒸汽Vg，通过使其冷凝而产生在成为制冷剂液Vf时释放出的冷凝热，由在导热管42内流动的低温热源流体GP接受该冷凝热，而使得低温热源流体GP被加热。低温热源流体GP相当于第二被加热流体。以使再生器30与冷凝器40相互连通的方式，将再生器30的罐体与冷凝器罐体41一体形成。通过再生器30与冷凝器40连通，能够将由再生器30产生的再生器制冷剂蒸汽Vg供给至冷凝器40。

再生器30的存积有浓溶液Sa的部分与吸收器10的浓溶液供给装置13被供浓溶液Sa流动的浓溶液管35连接。在浓溶液管35装配有对浓溶液Sa进行加压输送的溶液泵35p。吸收器10的存积有稀溶液Sw的部分与稀溶液供给装置33被供稀溶液Sw流动的稀溶液管36连接。在浓溶液管35以及稀溶液管36装配有使浓溶液Sa与稀溶液Sw之间进行热交换的溶液热交换器38。冷凝器40的存积有制冷剂液Vf的部分与蒸发器罐体21被供制冷剂液Vf流动的制冷剂液管45连接。在制冷剂液管45装配有对制冷剂液Vf进行加压输送的制冷剂泵46。

对于吸收式热交换系统1而言，在稳态运行中，吸收器10的内部的压力以及温度高于再生器30的内部的压力以及温度，蒸发器20的内部的压力以及温度高于冷凝器40的内部的压力以及温度。吸收式热交换系统1的吸收器10、蒸发器20、再生器30、冷凝器40成为第二种吸收式热泵的结构。

在本实施方式中，热源流体流入管55以及热源流体流出管59连接于热源设备HSF。热源设备HSF例如是将来自炼铁厂、发电站等的废热回收的设备。在本实施方式中，热源设备HSF利用废热对从热源流体流出管59引进的合流热源流体RA进行加热使温度升高，并将其供给至热源流体流入管55。在本实施方式中，升温流体流出管19以及低温热源导入管57连接于热利用设备HCF。热利用设备HCF例如将导入的热用于供暖用，或用作其他吸收制冷机、吸收式热泵等的热源设备的热源。在本实施方式中，热利用设备HCF利用从升温流体流出管19导入的升温对象流体RP所保有的热，并将从升温对象流体RP夺取热而导致温度降低的流体作为低温热源流体GP流出至低温热源导入管57。

继续参照图1，对吸收式热交换系统1的作用进行说明。首先，对制冷剂侧的吸收式热泵循环进行说明。在冷凝器40中，接受在再生器30蒸发形成的再生器制冷剂蒸汽Vg，通过在导热管42流动的低温热源流体GP将再生器制冷剂蒸汽Vg冷却而冷凝，从而成为制冷剂液Vf。此时，低温热源流体GP的温度由于再生器制冷剂蒸汽Vg冷凝时释放出的冷凝热而升高。冷凝后的制冷剂液Vf被制冷剂泵46送至蒸发器罐体21。被送至蒸发器罐体21的制冷剂液Vf被在热源管22内流动的驱动热源流体RS加热，从而蒸发成为蒸发器制冷剂蒸汽Ve。此时，驱动热源流体RS被制冷剂液Vf夺取热而导致温度降低。在蒸发器20产生的蒸发器制冷剂蒸汽Ve向与蒸发器20连通的吸收器10移动。

接下来，对溶液侧的吸收式热泵循环进行说明。在吸收器10中，从浓溶液供给装置13供给浓溶液Sa，该供给的浓溶液Sa对从蒸发器20移动来的蒸发器制冷剂蒸汽Ve进行吸收。吸收了蒸发器制冷剂蒸汽Ve的浓溶液Sa的浓度降低而成为稀溶液Sw。在吸收器10中，在浓溶液Sa吸收蒸发器制冷剂蒸汽Ve时产生吸收热。在导热管12流动的升温对象流体RP被该吸收热加热，使得升温对象流体RP的温度升高。在导热管12流动的升温对象流体RP原本与导入至蒸发器20的热源管22的驱动热源流体RS的原流体同为合流热源流体RA。因此，在升温流体流出管19流动的升温对象流体RP的温度比流入至蒸发器20以及再生器30的驱动热源流体RS的温度高被吸收器10加热的量。在吸收器10吸收了蒸发器制冷剂蒸汽Ve的浓溶液Sa的浓度降低而成为稀溶液Sw，并存积于吸收器10的下部。存积的稀溶液Sw由于吸收器10与再生器30的内压之差而朝向再生器30在稀溶液管36流动，在溶液热交换器38与浓溶液Sa进行热交换而使得温度降低，并到达再生器30。

被送至再生器30的稀溶液Sw被从稀溶液供给装置33供给，并被在热源管32流动的驱动热源流体RS加热，使得供给的稀溶液Sw中的制冷剂蒸发而成为浓溶液Sa，并存积于再生器30的下部。此时，驱动热源流体RS被稀溶液Sw夺取热而导致温度降低。在热源管32流动的驱动热源流体RS是通过了蒸发器20的热源管22的流体。从稀溶液Sw蒸发的制冷剂V作为再生器制冷剂蒸汽Vg向冷凝器40移动。存积于再生器30的下部的浓溶液Sa被溶液泵35p经由浓溶液管35而加压输送至吸收器10的浓溶液供给装置13。在浓溶液管35流动的浓溶液Sa通过溶液热交换器38与稀溶液Sw进行热交换，在温度升高之后流入至吸收器10，并被从浓溶液供给装置13供给，以下，反复进行同样的循环。

列举具体例子，对吸收液S以及制冷剂V进行上述那样的吸收式热泵循环的过程中的被加热流体以及加热源流体的温度的变化进行说明。对于从热源设备HSF流出而在热源流体流入管55流动的95℃的合流热源流体RA而言，分流后的升温对象流体RP以及驱动热源流体RS分别为95℃。对于在驱动热源导入管52流动的95℃的驱动热源流体RS而言，当在蒸发器20的热源管22流动时，被制冷剂液Vf夺取热，在到达驱动热源连通管25后，温度降低至88℃。其后，对于在驱动热源连通管25流动的驱动热源流体RS而言，当在再生器30的热源管32流动时，被稀溶液Sw夺取热，在到达驱动热源流出管39后，温度降低至80℃。

另一方面，对于在升温流体导入管51流动的升温对象流体RP而言，当在吸收器10的导热管12流动时，得到浓溶液Sa吸收蒸发器制冷剂蒸汽Ve而产生的吸收热，在到达升温流体流出管19后，温度升高至100℃。在升温流体流出管19流动的100℃的升温对象流体RP流入至热利用设备HCF，且热被利用而导致温度降低。被热利用设备HCF利用热而导致温度降低的流体作为30℃的低温热源流体GP流出至低温热源导入管57。对于在低温热源导入管57流动的30℃的低温热源流体GP而言，当在冷凝器40的导热管42流动时，得到再生器制冷剂蒸汽Vg冷凝而成为制冷剂液Vf时释放出的冷凝热，在到达低温热源流出管49后，温度升高至40℃。

在低温热源流出管49流动的40℃的低温热源流体GP与在驱动热源流出管39流动的80℃的驱动热源流体RS混合，成为60℃的合流热源流体RA并在热源流体流出管59流动。在本实施方式中，通过将低温热源流出管49的低温热源流体GP与驱动热源流出管39的驱动热源流体RS混合，来实现出入吸收式热交换系统1的被加热流体以及热源流体的流量平衡。在热源流体流出管59流动的60℃的合流热源流体RA流入至热源设备HSF回收废热而使温度升高。通过热利用设备HCF而使温度升高的合流热源流体RA以95℃流出至热源流体流入管55，以下，反复进行上述的流程。

在吸收式热交换系统1中，以使上述那样的温度关系成立、从吸收器10流出的升温对象流体RP的温度成为规定的温度(适于热利用设备HCF的利用的温度，在本实施方式中为100℃)的方式，决定在升温流体导入管51流动的升温对象流体RP的流量与在驱动热源导入管52流动的驱动热源流体RS的流量之比。在本实施方式中，将升温对象流体RP与驱动热源流体RS的流量比大体设为1：1。此外，相对地，若升温对象流体RP的流量减少，则升温对象流体RP的温度变高，若升温对象流体RP的流量增多，则升温对象流体RP的温度变低。这里，在升温流体导入管51流动的升温对象流体RP与在驱动热源导入管52流动的驱动热源流体RS的流量比可以预先设定在设置于控制装置(未图示)的存储装置(未图示)，也可以构成为能够利用设置于控制装置的输入装置(未图示)随时进行设定。在本实施方式中，通过对升温流体阀51v以及驱动热源阀52v的开度进行调节，来进行升温对象流体RP与驱动热源流体RS的流量比的调节。升温流体阀51v以及驱动热源阀52v的开度的调节典型而言，基于设定于上述的控制装置的流量比、并根据来自控制装置的信号而自动进行，但也可以不利用控制装置、而以手动的方式调节开度。此外，也可以代替升温流体阀51v以及驱动热源阀52v，而在升温流体导入管51、驱动热源导入管52、热源流体流入管55的连接部设置三通阀。

概观至此所说明的、相对于吸收式热交换系统1出入的、加热源流体(合流热源流体RA)与被加热流体(升温对象流体RP、低温热源流体GP)的流动，在吸收式热交换系统1中，从热源设备HSF流出并以95℃流入至吸收式热交换系统1的合流热源流体RA以60℃从吸收式热交换系统1流出并流入至热源设备HSF，从热利用设备HCF流出并以30℃流入至吸收式热交换系统1的低温热源流体GP以100℃从吸收式热交换系统1作为升温对象流体RP流出并流入至热利用设备HCF。对此，若将相对于热源设备HSF流入流出的合流热源流体RA视为加热源流体、将相对于热利用设备HCF流入流出的升温对象流体RP以及低温热源流体GP视为被加热流体，则吸收式热交换系统1能够视作使加热源流体与被加热流体之间进行热交换作用的系统，并能够视作被加热流体在从加热源流体夺取由流入的被加热流体的温度加热至比加热源流体的温度高的温度为止的热量之后流出的热交换系统。从吸收式热交换系统1流出的被加热流体(升温对象流体RP)的温度越高，被加热流体相对于吸收式热交换系统1的出入口温度差越大于加热源流体的出入口温度差，能够减少被加热流体(升温对象流体RP)的流量。并且，在将从吸收式热交换系统1流出并流入至热源设备HSF的合流热源流体RA的流量、与从热源设备HSF流出并流入至吸收式热交换系统1的合流热源流体RA的流量设为相等，又将从吸收式热交换系统1流出并流入至热利用设备HCF的升温对象流体RP的流量、与从热利用设备HCF流出并流入至吸收式热交换系统1的低温热源流体GP的流量设为相等的情况下，能够视作加热源流体以及被加热流体这两流体作为在吸收式热交换系统1内被划分的独立的系统而相对于吸收式热交换系统1流入流出，将吸收式热交换系统1视为热交换器则变得更加清楚。如本实施方式所示，优选以如下方式构成：从吸收式热交换系统1流出的合流热源流体RA在热源设备HSF内通过而被加热之后，返回至吸收式热交换系统1，从吸收式热交换系统1流出的升温对象流体RP在热利用设备HCF通过使得热被消耗之后，作为低温热源流体GP返回至吸收式热交换系统1。

此外，假设，在不使相对于热利用设备HCF流入流出的流体(被加热流体)相对于相对于热源设备HSF流入流出的流体(加热源流体)分流以及合流、而形成为以使在冷凝器40的导热管42流动的低温热源流体GP流动至吸收器10的导热管12的方式独立的系统的情况下，需要使在冷凝器40的导热管42流动的低温热源流体GP在流入至吸收器10的导热管12之前，与从蒸发器20以及再生器30流出的驱动热源流体RS或者流入至蒸发器20以及再生器30之前的驱动热源流体RS进行热交换，从而需要加热、升温的热交换器。与此相对地，如本实施方式那样，若使相对于热利用设备HCF流入流出的流体(被加热流体)相对于相对于热源设备HSF流入流出的流体(加热源流体)分流以及合流，则无需在上述假定的情况下设置的热交换器，能够简化系统结构。由于无需在上述假定的情况下设置的热交换器，能够避免由来自热交换器的散热损失与热交换温度效率小于1导致的被加热流体的温度降低，从而能够消除由热交换器导致的热效率的降低。并且，也能够省去热交换器的设置空间、用于使流体出入热交换器的配管、以及热交换器的维护检查作业。并且，在本实施方式所涉及的吸收式热交换系统1中，能够从热利用设备HCF导入温度比流出至热源设备HSF的流体(加热源流体)低的流体(被加热流体)，将温度比从热源设备HSF导入的流体(加热源流体)高的流体(被加热流体)流出至热利用设备HCF，从而能够实现热的有效利用，并且能够放大被加热流体相对于吸收式热交换系统1的出入口温度差、减少被加热流体的流量。

如以上说明的那样，根据本实施方式所涉及的吸收式热交换系统1，能够以使流出的升温对象流体RP的温度高于导入的驱动热源流体RS的温度的方式对升温对象流体RP进行加热，能够将利用价值比驱动热源流体RS高的升温对象流体RP供给至外部。另外，将被吸收器10加热的升温对象流体RP从合流热源流体RA分流，并且使被冷凝器40加热的低温热源流体GP与通过了蒸发器20以及再生器30的驱动热源流体RS合流，由此，能够不使驱动热源流体RS与低温热源流体GP进行热交换、即不设置大型的热交换器而简化装置结构，能够供给(流出)温度比较高的升温对象流体RP。另外，与相对于吸收式热交换系统1流入流出的驱动热源流体RS的出入口温度差相比，能够增大相对于吸收式热交换系统1流入的低温热源流体GP的温度与流出的升温对象流体RP的温度之差，能够与温度差较大的情况相应地减少供给至热利用设备HCF的升温对象流体RP的流量，从而能够减少输送动力。

接下来，参照图2对本发明的第二实施方式所涉及的吸收式热交换系统2进行说明。图2是吸收式热交换系统2的示意性系统图。吸收式热交换系统2与吸收式热交换系统1(参照图1)主要在以下方面不同。吸收式热交换系统2设置有将低温热源流出管49与升温流体导入管51连通的低温热源旁通管48。低温热源旁通管48是使从冷凝器40流出而在低温热源流出管49流动的低温热源流体GP的一部分与流入至吸收器10之前的在升温流体导入管51流动的升温对象流体RP合流的管，相当于部分被加热流体旁通流路。以下，为了便于说明，存在将在低温热源旁通管48流动的低温热源流体GP特别用附图标记GPd来表示，从而与在低温热源流出管49流动的低温热源流体GP进行区别的情况。在低温热源旁通管48设置有低温热源旁通阀48v，该低温热源旁通阀48v对在内部流动的低温热源流体GPd的流量进行调节。另一方面，在比与低温热源旁通管48的连接部靠下游侧的低温热源流出管49，设置有对在内部流动的低温热源流体GP的流量进行调节的低温热源阀49v。此外，也可以代替低温热源旁通阀48v以及低温热源阀49v，而在低温热源流出管49与低温热源旁通管48的连接部设置三通阀。吸收式热交换系统2的上述以外的结构与吸收式热交换系统1(参照图1)相同。

如上述那样构成的吸收式热交换系统2除了吸收式热交换系统1(参照图1)的作用之外，还对低温热源旁通阀48v以及低温热源阀49v的开度进行调节，并使被冷凝器40加热的低温热源流体GP的一部分GPd与流入至吸收器10之前的升温对象流体RP混合。低温热源旁通阀48v以及低温热源阀49v的开度的调节典型而言，与吸收式热交换系统1同样地基于设定于控制装置(未图示)的流量比、并根据来自控制装置的信号而自动进行，但也可以不利用控制装置、而以手动的方式调节开度。通过调节混合至升温对象流体RP的低温热源流体GPd的流量，能够对在升温流体流出管19流动的升温对象流体RP的温度以及/或者流量进行调节。在本实施方式中，以使从吸收器10流出的升温对象流体RP的温度成为规定的温度以及/或者流量的方式，决定在低温热源旁通管48流动的低温热源流体GPd的流量与在低温热源流出管49朝向热源流体流出管59流动的低温热源流体GP的流量之比。此外，相对地，若在低温热源旁通管48流动的低温热源流体GPd的流量增多，则在升温流体流出管19流动的升温对象流体RP的温度下降且流量增加，若在低温热源旁通管48流动的低温热源流体GPd的流量减少，则在升温流体流出管19流动的升温对象流体RP的温度升高且流量减少。当在低温热源旁通管48流动的低温热源流体GPd的流量增多时，如上述那样，在升温流体流出管19流动的升温对象流体RP的温度下降，但流量增加，因此，能够使在升温流体流出管19流动的升温对象流体RP所保有的热量增大。

接下来，参照图3对本发明的第三实施方式所涉及的吸收式热交换系统3进行说明。图3是吸收式热交换系统3的示意性系统图。吸收式热交换系统3与吸收式热交换系统2(参照图2)主要在以下方面不同。吸收式热交换系统3除了吸收式热交换系统2(参照图2)的结构之外，还具备制冷剂热交换器99。制冷剂热交换器99是使从冷凝器40朝向蒸发器20的制冷剂液Vf、与包含从再生器30流出的驱动热源流体RS的流体之间进行热交换的设备。在本实施方式中，使与低温热源流体GP合流之前的驱动热源流体RS与制冷剂液Vf进行热交换，但也可以使合流热源流体RA与制冷剂液Vf进行热交换。制冷剂热交换器99装配于比制冷剂泵46靠下游侧的制冷剂液管45以及驱动热源流出管39。对于制冷剂热交换器99而言，使用有壳管型、板型的热交换器。吸收式热交换系统3的上述以外的结构与吸收式热交换系统2(参照图2)相同。

如上述那样构成的吸收式热交换系统3除了吸收式热交换系统2(参照图2)的作用之外，还使从冷凝器40朝向蒸发器20的制冷剂液Vf与从再生器30流出的驱动热源流体RS之间进行热交换，使得制冷剂液Vf的温度升高，驱动热源流体RS的温度降低。从制冷剂热交换器99流出的制冷剂液Vf的温度升高并流入至蒸发器20，从而能够抑制在蒸发器20中进行蒸发所需要的热量。另一方面，从制冷剂热交换器99流出的驱动热源流体RS在温度降低并与低温热源流体GP混合之后，从吸收式热交换系统3流出，从而能够增加吸收式热交换系统3中的驱动热源流体RS的回收热量。此外，虽然省略图示，但制冷剂热交换器99也能够应用于吸收式热交换系统1(参照图1)。

在以上的说明中，从热源流体流入管55流入至驱动热源导入管52的驱动热源流体RS在蒸发器20的热源管22流动之后在再生器30的热源管32流动，即从蒸发器20直列地流向再生器30，但如图4的第一实施方式的变形例所涉及的吸收式热交换系统1A所示，可以将驱动热源导入管52连接至再生器30的热源管32，并且将驱动热源流出管39连接至蒸发器20的热源管22，从而从再生器30的热源管32直列地流向蒸发器20的热源管22，虽然省略图示，但也可以在蒸发器20的热源管22以及再生器30的热源管32中并列流动。若驱动热源流体RS从再生器30直列地流向蒸发器20，则存在吸收式热交换系统1的COP提高的优点。若如图1所示，驱动热源流体RS从蒸发器20直列地流向再生器30，则抑制吸收液S的浓度过度地升高，使得吸收液S难以结晶。另外，若驱动热源流体RS在蒸发器20以及再生器30中并列流动，则能够实现COP的提高并且抑制吸收液S的浓度的升高。如以上那样，即使在流入至驱动热源导入管52的驱动热源流体RS最初流入至蒸发器20的热源管22或者再生器30的热源管32的任一个的情况下，流入至升温流体导入管51的升温对象流体RP也会导入至吸收器10的导热管12。此外，驱动热源流体RS从再生器30的热源管32直列地流向蒸发器20的热源管22、或者并列地流过蒸发器20的热源管22以及再生器30的热源管32，也能够应用于吸收式热交换系统2(参照图2)以及吸收式热交换系统3(参照图3)。

在以上的说明中，使在冷凝器40流出的低温热源流体GP与在蒸发器20以及再生器30流出的驱动热源流体RS合流，但也可以将在冷凝器40的导热管42内流动的流体作为独立的系统，并将低温热源导入管57与驱动热源流出管39以及热源流体流出管59连接从而使从热利用设备HCF流出的流体与驱动热源流体RS合流。

在以上的说明中，加热源流体(合流热源流体RA、驱动热源流体RS)与被加热流体(升温对象流体RP、低温热源流体GP)进行分流以及合流，所以为同种流体。对于所应用的流体而言，除了热水之外，也可以是热媒用液体、化学液体。特别是，若采用沸点比水高的热媒用液体、化学液体，则无需对流体作用较高的压力以便抑制流体的沸腾，从而能够应用至较高的温度领域。

在以上的说明中，蒸发器20为满液式，但也可以是流下液膜式。在将蒸发器设为流下液膜式的情况下，在蒸发器罐体21内的上部设置供给制冷剂液Vf的制冷剂液供给装置，在为满液式的情况下，将与蒸发器罐体21连接的制冷剂液管45的端部连接至制冷剂液供给装置即可。另外，也可以设置将蒸发器罐体21的下部的制冷剂液Vf供给至制冷剂液供给装置的配管以及泵。

在以上的说明中，对进行吸收式热泵循环的吸收器10、蒸发器20、再生器30、冷凝器40以单级构成的例子进行了说明，但它们也可以以多级构成。例如，在将吸收式热泵循环设为二级升温型的情况下，将吸收器10以及蒸发器20分为高温侧的高温吸收器(以下，为了便于说明，对附图标记“10”添加“H”进行表示。)以及高温蒸发器(以下，为了便于说明，对附图标记“20”添加“H”进行表示。)、与低温侧的低温吸收器(以下，为了便于说明，对附图标记“10”添加“L”进行表示。)以及低温蒸发器(以下，为了便于说明，对附图标记“20”添加“L”进行表示。)即可。高温吸收器10H与低温吸收器10L相比，内压较高，高温蒸发器20H与低温蒸发器20L相比，内压较高。高温吸收器10H与高温蒸发器20H典型而言，以能够使高温蒸发器20H的制冷剂V的蒸汽移动至高温吸收器10H的方式在上部连通。低温吸收器10L与低温蒸发器20L典型而言，以能够使低温蒸发器20L的制冷剂V的蒸汽移动至低温吸收器10L的方式在上部连通。从合流热源流体RA分流出的升温对象流体RP未流入至低温吸收器10L而流入至高温吸收器10H，从而被高温吸收器10H加热。从合流热源流体RA分流出的驱动热源流体RS未被导入至高温蒸发器20H而被导入至低温蒸发器20L。低温吸收器10L利用吸收液S吸收从低温蒸发器20L移动来的制冷剂V的蒸汽时的吸收热，对高温蒸发器20H内的制冷剂液Vf进行加热从而使高温蒸发器20H内产生制冷剂V的蒸汽，产生的高温蒸发器20H内的制冷剂V的蒸汽移动至高温吸收器10H，并利用被高温吸收器10H内的吸收液S吸收时的吸收热对升温对象流体RP进行加热。

Claims (7)

1.一种吸收式热交换系统，其中，具备：

吸收部，其利用在吸收液吸收制冷剂的蒸汽而成为浓度降低的稀溶液时释放出的吸收热，使第一被加热流体的温度升高；

冷凝部，其利用在制冷剂的蒸汽冷凝而成为制冷剂液时释放出的冷凝热，使第二被加热流体的温度升高；

蒸发部，其从所述冷凝部导入所述制冷剂液，并从加热源流体夺取为使导入的所述制冷剂液蒸发而成为供给至所述吸收部的所述制冷剂的蒸汽时所需的蒸发潜热，由此使所述加热源流体的温度降低；以及

再生部，其从所述吸收部导入所述稀溶液，并从加热源流体夺取为了加热导入的所述稀溶液而使制冷剂从所述稀溶液脱离从而成为浓度升高的浓溶液所需的热，由此使所述加热源流体的温度降低，

通过所述吸收液与所述制冷剂的吸收式热泵循环，所述吸收部与所述再生部相比，内部的压力以及温度较高，所述蒸发部与所述冷凝部相比，内部的压力以及温度较高，

将由向所述蒸发部以及所述再生部导入前的所述加热源流体分流的一部分的所述加热源流体作为所述第一被加热流体而导入至所述吸收部。

2.根据权利要求1所述的吸收式热交换系统，其中，

以使从所述吸收部流出的所述第一被加热流体的温度成为规定的温度的方式，设定流入至所述蒸发部以及所述再生部的所述加热源流体的流量、与作为所述第一被加热流体而流入至所述吸收部的所述加热源流体的流量之比。

3.根据权利要求1所述的吸收式热交换系统，其中，

从所述冷凝部流出的所述第二被加热流体与从所述蒸发部以及所述再生部的至少一方流出的所述加热源流体混合。

4.根据权利要求2所述的吸收式热交换系统，其中，

从所述冷凝部流出的所述第二被加热流体与从所述蒸发部以及所述再生部的至少一方流出的所述加热源流体混合。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的吸收式热交换系统，其中，

所述吸收式热交换系统具备部分被加热流体旁通流路，所述部分被加热流体旁通流路使由从所述冷凝部流出的所述第二被加热流体分流的一部分的所述第二被加热流体与向所述吸收部导入前的所述第一被加热流体合流。

6.根据权利要求5所述的吸收式热交换系统，其中，

以使从所述吸收部流出的所述第一被加热流体的温度成为规定的温度的方式，设定从所述冷凝部流出的所述第二被加热流体的与从所述蒸发部以及所述再生部的至少一方流出的所述加热源流体混合的流量、同从所述冷凝部流出的所述第二被加热流体的在所述部分被加热流体旁通流路流动的流量之比。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的吸收式热交换系统，其中，

所述吸收式热交换系统具备制冷剂热交换器，所述制冷剂热交换器使从所述冷凝部输送至所述蒸发部的所述制冷剂液、与从所述蒸发部以及所述再生部的至少一方流出的所述加热源流体之间进行热交换。