CN1128968C - 双效型吸收式制冷机 - Google Patents
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Abstract
双效型吸收式制冷机(其中，高温发生器GH产生的制冷剂蒸汽作为低温发生器GL的热源)包括一个用于检测高温发生器GH出口处液位的液位检测换热器XC，它不需任何活动部件以及气密和/或液密密封部分，从而可从长期可靠地检测液位。液位检测换热器XC包括随连接高温发生器GH溶液出口部分和高温换热器XH的溶液管道中的液位而变化的有效传热面积。
Description
本发明涉及一种双效型吸收式制冷机，特别涉及一种可检测高温发生器出口部分液位的双效型吸收式压缩机。
通常，吸收液在高温发生器中浓缩，再流入低温发生器或吸收器。然而，由于高温发生器中的压力远远高于低温发生器和吸收器中的压力，不能采用管线中的液封维持此高压。传统上，检测高温发生器出口部分的液位，调节流入高温发生器或流出高温发生器的液量，从而保持高温发生器出口部分的液位在一定范围内(例如，参见JP-B2-58-23541；Japanese Patent Publication No.23541/83)。
附图6表示出传统的用于检测液位的浮子式液动循环管路。一系列流动循环(不带附图6中自低温换热器到低温发生器的稀溶液管路28)，支路流动循环(带附图6中的稀溶液管路28)，双效循环都可用于这种液动循环管路。
在这种浮子形式中，浮子F用于检测液位，产生与浮子F位置成比例的信号，从而按照信号调节流入高温发生器GH的液体或稀溶液的量(通过使用调节阀34或控制溶液泵SP的转速)或者调节流出高温发生器GH的液体(浓溶液)的量(通过使用调节阀(未示出))。
在这种情况下，就产生了关于浮子的大尺寸和腐蚀问题。而且，随时间推移，浮子的移动能力变差。由于制冷剂和吸收剂是以密封的方式封在吸收式制冷机中，所以当需要修理浮子时，就必须拆卸制冷机，这是非常麻烦的。
另一方面，关于采用电极检测液位的型式，根据电极间是否有液体存在而将电极接通或断开，不需任何活动部件。然而，在此情况下，绝缘部分(为封闭电极)的耐高温性能不可靠。而且，既然液位由开/关控制决定，就难以实现连续控制。
本发明的目的是提供一种可根据检测温度来检测高温发生器的液位的双效型吸收式制冷机，它可以解决上述传统缺陷并且不需要任何活动部件或气密和/或液密密封部分，从而可以长期可靠地检测液位。
为解决上述问题，根据本发明提供了一种双效型吸收式制冷机，它由吸收器、低温发生器、高温发生器、冷凝器、蒸发器、低温换热器、高温换热器、溶液泵和溶液管线组成。该双效型吸收式制冷机还包括一个液位检测换热器，它的有效传热面积随着连接高温发生器和高温换热器的浓溶液管道中的浓溶液液位而变化。该检测换热器的加热流体由上述管道中的浓溶液组成，受热流体由上述管道中的稀溶液组成。第一个温度传感器检测加热和受热流体之一在上述检测换热器入口和出口处的温度。第二个温度传感器检测另一种加热或受热液体的温度。计算工具根据上述第一和第二个温度传感器测出的温度和检测换热器的常数进行计算，产生上述管道中浓溶液液位的信息指令。
在上述吸收式制冷机中，优选细管在上述浓溶液管中延伸，少量该稀溶液自位于溶液泵出口和高温换热器出口之间的溶液流道上的管经上述细管流入高温发生器，上述第一温度传感器分别设置在细管的入口和出口处。
此外，优选检测换热器包括连接高温换热器和高温发生器的稀溶液管道，和包括伸于稀溶液管中的细管的浓溶液管道，少量浓溶液自高温再生器经细管流入高温换热器，第一温度传感器设置在细管的入口和出口处。
本发明还提供了一种检测双效型吸收式制冷机中高温发生器出口部分液位的方法。在该种制冷机中，高温发生器产生的制冷剂蒸汽作为低温发生器的热源。
该方法包括，提供液位检测换热器(它的有效传热面积随连接高温发生器溶液出口部分和高温换热器的浓溶液管道中的浓溶液液位而变化)，该检测换热器的设置应使两种换热流体中的一种的流量远远大于另一种的流量，从而使一种流体在该检测换热器中有大的温差，而另一种流体的温度仅有微小变化。该方法包括按一种状态操作该检测换热器的步骤，其中，上述一种流体是浓溶液，它自高温发生器经检测换热器流入高温换热器而上述另一种流体是稀溶液，它来自位于溶液泵出口和高温换热器出口之间的路径部分经检测换热器流到高温发生器，或按另一种状态操作，其中，上述一种流体是稀溶液，它从高温换热器经检测换热器流入高温发生器，而上述另一种流体是浓溶液的一部分，它自高温发生器经检测换热器流入高温换热器。该方法进一步包括产生流经检测换热器的上述一种流体的温度的信号指令，产生流经检测换热器的上述另一种流体的温差的信号指令，以对上述一种流体的温度和另一种流体的温差的信号指令以及检测换热器常数的计算结果为依据，检测出液位。
根据本发明，考虑到液体和蒸汽通过细管的传热量差别很大，提供了一种有效传热面积随液位变化的液位检测换热器，从而通过检测流入和流出液位检测换热器的浓或稀溶液的温度差检测出高温发生器出口部分的液位。
高温发生器出口部分的液位就是这样检测的。并且，根据检测出的液位，通过调节流入或流出高温发生器的液流量将高温发生器出口部分的液位控制在预定范围，从而根据负荷的变化实现有效操作。
附图1是根据本发明的双效型吸收式制冷机的液动循环管路。
附图2是放大图示出附图1中一部分的实例。
附图3是与附图2类似，是图2示出部分的一个变型
图4与图2类似，示出了图2部分的另一个变型。
较5是放大图示出图1部分的另一个实施。
附图6是传统的双效型吸收式制冷机的液动循环管路。
现在参考附图更为具体地解释本发明的实施方案。然而，应该指出，本发明不必局限于这些实施方案。
附图1表示出根据本发明的一个实施方案的双效型吸收式制冷机的液压循环管路。图1中，液压循环管路由吸收器A，低温发生器GL，高温发生器GH，冷凝器C，蒸发器E，低温换热器XL，高温换热器XH，溶液泵SP，制冷剂泵RP，接于任何制冷负荷的冷水管1，冷却水管2，3，热源管4，温度传感器5，出口调节器6，制冷剂水管10-13，稀溶液管21，22，22′，23，28，浓溶液管24-27，计算机30，阀门32组成。
如附图2～5(都是放大图)所示，液位检测换热器XC与管23或26一起设置在高温发生器GH和高温换热器XH之间。
在附图2中，液位检测换热器XC接于浓溶液管26上并有一个内细管29，细管29连接来自稀溶液管22的支路22′和管23。另外，还提供了用于检测细管29入口和出口处稀溶液温度的温度传感器T1，T2，用于检测换热器XC温度的温度传感器T。
在图3中，液位检测换热器XC连到浓溶液管26上并有一个内细管29，少量稀溶液从管23经检测换热器流到高温发生器GH。温度传感器布置在细管29的进出口处以测量细管29的进出口稀溶液温度T1，T2并布置用来测量换热器XC的温度T的温度传感器。
图4与图2和3类似但示出了图2所示部分的另一个变型。在图4中，液位检测换热器XC连到浓溶液管26上并有一个内细管29。少量稀溶液从高温换热器XC的溶液流道上的管经检测换热器XC流到高温发生器GH中。在细管29的进出口处布置温度传感器以测量细管29的进出口处稀溶液温度T1，T2，和在检测换热器XC出口处安装温度传感器以检测浓溶液的温度T。
附图5与附图2类似，但在附图5中，液位检测换热器连接在稀溶液管23上。稀溶液管23连接高温换热器和高温发生器GH。细管29′和26′形成浓溶液管26的支路。
根据本发明，设备如附图2所示，从流过置于浓溶液管26中的细管29的稀溶液温度的升高可得到有关高温发生器出口部分浓溶液管26中的液位的信号。根据这个信号，调节溶液泵SP的转速以控制流入发生器的液量，从而控制液位。
作为替换方法，可根据上述信号调节溶液泵的控制阀以控制流入发生器的液量，从而控制液位，或者将控制阀设置在高温浓溶液管上以控制从高温发生器流出的液量，从而控制液位。
附图2给出一个实施例，其中，管中液位的检测是基于浓溶液和稀溶液的有效传热面积随液位和流经细管的稀溶液的温度变化而变化。也就是说，在没有浓溶液的区域，细管中的稀溶液被蒸汽所包围。在此情况下，由于来自蒸汽的热量比来自浓溶液的热量小得多，可以认为在不存在浓溶液的区域传热不会进行。
关于在传热部分的流速，由于浓溶液的流速远远大于支流稀溶液的流速G，可以认为浓溶液的温度T不变。因此，可得到传热量δQ(表示为温度T和稀溶液的平均温度Tm＝(T1+T2)/2的差值)，即
δQ＝Uπdl(T-Tm)
其中，U是传热系数，d是细管直径，L是有效传热长度。
另一方面，当支路稀溶液的温度从入口温度T1变为出口温度T2时，热量差值如下：δQ＝GC(T2-T1)其中，G是支路稀溶液的流速，C是稀溶液的比热。
根据上述方程，可用如下方程表示有效传热长度L：
L＝(GC/Uπd)×(T2-T1)/(T-Tm)
＝K(T2-T1)/(T-Tm)
当以入口温度T1代替平均温度Tm时，可得到换热器的温度效率。
近似地，L＝kφ，且当有效传热面积通过整个管长时，L值与有效传热长度L0＝kφ0的比值，即L/L0＝φ/φ0可作为代表液位的信号。
附图5给出一个实施例，其中，根据流过置于稀溶液管23′中的细管29′的浓溶液的温度变化来检测液位。
在此情况下，从高温发生器GH分流出的浓溶液被引入细管29′，而后，支流浓溶液又流回浓溶液管26。浓溶液和稀溶液的有效传热面积随液位而变化，从而改变传热量。也就是说，在没有浓溶液的区域，细管中的蒸汽被稀溶液所包围。在此情况下，由于为自蒸汽的热量比来自浓溶液的热量小得多，可以认为，在不存在浓溶液的区域，传热不会进行。
关于在传热部分的流速，由于稀溶液的流速远远大于支流浓溶液的流速G，可以认为稀溶液的温度T不变。因此，可得到传热量δQ(表示为温度T和浓溶液的平均温度Tm＝(T1+T2)/2差值)，即
δQ＝UπdL(Tm-T)其中，U是传热系数，d是细管直径，L是有效传热长度。
另一方面，当支路浓溶液的温度从入口温度T1变为出口温度T2时，热量差值如下：
δQ＝GC(T1-T2)
根据上面方程，可用如下方程表示有效传热长度L，
L＝(GC/Uπd)×(T1-T2)/(Tm-T)
＝K(T1-T2)/(Tm-T)
当以入口温度T1代替平均温度Tm时，可得到换热器的温度效率。
近似地，L＝kφ，且当有效传热面积通过整个管长时，L值与有效传热长度L0＝kφ0的比值，即L/L0＝φ/φ0可作为代表液位的信号。
如前所述，根据本发明，由于从温度变化可检测高温发生器出口部分的液位，就没必要提供任何活动部件或气密和/或液密密封部分，从而可以长期可靠地检测液位。
Claims (5)
1.一种双效型吸收式制冷机，包括吸收器(A)，低温发生器(GL)，高温发生器(GH)，冷凝器(C)，蒸发器(E)，低温换热器(XL)，高温换热器(XH)，溶液泵(SP)，其特征在于：
该制冷机还包括：
液位检测换热器(XC)，它的有效传热面积随着连接上述高温发生器(GH)和高温换热器(XH)的浓溶液管(26)中的浓溶液液位而变化，该有效传热面积将热量从由上述管(26)中的浓溶液组成的加热流体传到由稀溶液组成的受热流体；
用于检测在检测换热器(XC)入口和出口处受热流体相应温度的第一温度传感器(T1，T2)；
用于检测加热流体的第二温度传感器(T)；和
根据上述第一和第二温度传感器(T1，T2，T)检测出的温度以及检测换热器(XC)的常数进行计算以产生管(26)中浓溶液液位的信号指令的计算工具(30)，其中，细管(29)置于浓溶液管(26)中，少量稀溶液从位于所述溶液泵(SP)出口和所述高温换热器(XH)出口之间的溶液流道上的管流出并经细管(29)流入高温发生器(GH)，第一温度传感器(T1，T2)分别设置于细管(29)的入口和出口处。
2.一种双效型吸收式制冷机，包括吸收器(A)，低温发生器(GL)，高温发生器(GH)，冷凝器(C)，蒸发器(E)，低温换热器(XL)，高温换热器(XH)，溶液泵(SP)，其特征在于：
该制冷机还包括：
液位检测换热器(XC)，它的有效传热面积随着连接上述高温发生器(GH)和高温换热器(XH)的浓溶液管(29′)中的浓溶液液位而变化，该有效传热面积将热量从由上述管(29′)中的浓溶液组成的加热流体传到由稀溶液组成的受热流体；
用于检测在检测换热器(XC)入口和出口处加热流体相应温度的第一温度传感器(T1，T2)；
用于检测受热流体的第二温度传感器(T)；
根据上述第一和第二温度传感器(T1，T2，T)检测出的温度以及检测换热器(XC)的常数进行计算以产生管(29′)中浓溶液液位的信号指令的计算工具(30)。其中，检测换热器(XC)包括连接高温换热器(XH)和高温发生器(GH)的稀溶液管(23′)，和所述浓溶液管包括置于稀溶液管(23′)中的细管(29′)，少量浓溶液自高温发生器(GH)经细管(29′)流入高温换热器(XH)，第一温度传感器分别设置于细管(29′)的入口和出口处。
3.检测双效型吸收式制冷机中高温发生器(GH)出口部分溶液液位的方法，这种制冷机中，高温发生器(GH)产生的制冷剂蒸汽作为低温发生器(GL)的热源，该检测方法包括如下步骤；
提供一个液位检测换热器(XC)，它的有效传热面积随连接高温发生器(GH)溶液出口部分和高温换热器(XH)的浓溶液管(26，29′)中的浓溶液液位而变化，该检测换热器(XC)的设置应使两种换热流体中的一种的流量远远小于另一种流体，因而使一种流体在检测换热器(XC)中有大的温差(T2-T1)而另一种流体的温度(T)仅有微小变化，
操作检测换热器(XC)以在所述的两种换热流体之间传热，
产生流经检测换热器(XC)的上述一种流体的温差(T2-T1)的信号指令，
产生流经检测换热器(XC)的上述另一种流体的温度(T)的信号指令，
以一种流体的温差(T2-T1)和上述另一种流体的温度(T)的信号指令以及检测换热器(XC)常数的计算结果为依据，检测出液位。
4.权利要求3的方法，其中，一种流体是稀溶液，它来自位于溶液泵(SP)出口和所述高温换热器(XH)之间的溶液流道上的管经检测换热器(XC)流到高温发生器(GH)，而另一种流体是浓溶液，它自高温发生器(GH)经检测换热器(XC)流入高温换热器(XH)。
5.权利要求3的方法，其中，一种流体是浓溶液的一部分，它自高温发生器(GH)经检测换热器(XC)流入高温换热器(XH)，而另一种流体是稀溶液，它从高温换热器(XH)经检测换热器(XC)流入高温发生器(GH)。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |