CN1162668C - 吸收式冷冻机控制方法 - Google Patents

Abstract

一种吸收式冷冻机控制方法，其中在温度传感器22检测出的浓吸收液温度Tr、和根据浓度传感器21检测出的浓吸收液浓度求出的浓吸收液结晶温度Tc的温度差ΔT在规定的温度差以内时，仅将加热量控制阀20开度减少规定量(比如20%)。而由浓度传感器21检测出的浓吸收液浓度超过规定的高浓度(如65%)时，不管前述温度差ΔT如何，都要限制加热量控制阀20的开度、限制供给高温再生器的热量；在浓吸收液浓度低于规定低浓度(如59%)时，不管前述温度差如何，对加热量控制阀20开度不加限制，对供给高温再生器1的热量不加限制。据此，可防止因吸收液结晶而不能运转。

Description

吸收式冷冻机控制方法

技术领域

本发明涉及吸收式冷冻机的控制方法。

背景技术

为提高吸收式冷冻机热效率，必须增加低温热交换器、高温热交换器中的交换热量。但是，如要增加这些热交换器的传热面积、或提高其传热性能来增大交换热量的话，由于从低温热交换器流出的浓吸收液温度大大降低，供给吸收器和冷凝器的冷却水温度急剧降低，随之稀吸收液温度也急剧降低，这时在低温热交换器与其稀吸收液进行热交换的浓吸收液温度也急剧降低，这就增加了浓吸收液流入吸收器前的结晶机率。

因此，在现有的吸收式冷冻机中，比如在日专利特公开3-20671号公报中提出了这样的控制例：当流出低温热交换器的浓吸收液浓度达到规定高浓度时，限制供给高温再生器的热量。

但是，在仅着眼于从低温热交换器流出的浓吸收液浓度的该控制方法中，由于在规定浓度以下时当然供给高温再生器的热量不受限制，如因某种原因浓吸收液温度降低，浓吸收液结晶往往很简单，不能运转。

另外在上述公报中也提出了由浓吸收液的低温热交换器出口温度进行浓度设定的控制例，若由某种原因比如引起热交换器传热性能降低等、流出低温热交换器的浓吸收液温度上升时，即使浓吸收液浓度上升，供给高温再生器的热量也不受限制，将会使吸收液管等金属部分急剧腐蚀(主要是在高温度腐蚀速度加快)等，这也是其弊病。

这里要解决的课题是：为了即使在任何状况下运转都可确实防止吸收液结晶、同时金属部分不会急剧腐蚀，必须提供吸收液浓度超过规定浓度时即行停止运转的吸收式冷冻机。

发明内容

本发明作为用于解决上述现有技术课题的具体手段，其第一构成的控制方法是，在由高温再生器、低温再生器、冷凝器、吸收器、低温热交换器、高温热交换器等配管连接构成的吸收式冷冻机中，求出从低温再生器经低温热交换器流入吸收器的浓吸收液浓度、和流出低温热交换器而流入吸收器的浓吸收液的温度，由前述浓度求出的浓吸收液结晶温度与前述浓吸收液的温度之间的温度差在规定的温度差以内时，限制供给高温再生器的热量。

本发明的一种吸收式冷冻机的控制方法，所述吸收式冷冻机由高温再生器、低温再生器、冷凝器、吸收器、低温热交换器、高温热交换等配管连接构成，求出由低温再生器经低温热交换器流入吸收器中的浓吸收液的浓度，和从低温热交换器流出并流入吸收器的浓吸收液的温度，在由前述浓度求出的浓吸收液的结晶温度与前述浓吸收液的温度之间的温度差达到规定温度差以内时，限制供给高温再生器的热量，其特征在于，在前述热量限制之外，增加设置在从吸收器经低温热交换器至高温再生器吸收液管路上的吸收液泵的转速。

第二构成控制方法时，在前述第一构成控制方法中，基于低温再生器的浓吸收液出口温度与冷凝器的冷媒冷凝温度算出浓吸收液浓度。

第三构成控制方法是，在前述第一或第二构成控制方法中，当浓吸收液浓度超过规定浓度时，不管前述温度差如何，限制供给高温再生器的热量。

第四构成控制方法是，在前述第一或第二构成控制方法中，当浓吸收液浓度在规定浓度以下时，不管前述温度差如何，对供给高温再生器的热量不加限制。

第五构成控制方法是，在前述第一～第四任一构成控制方法中，取代对供给高温再生器热量的限制、或在前述热量限制的基础上，增加设置在从吸收器经低温热交换器至高温再生器吸收液管路上的吸收液泵的转速。

由上述这些方法，即可解决前述现有技术的课题。

附图说明

图1是表示由本发明控制方法控制的吸收式冷冻机的构成的说明图；

图2是表示吸收液浓度与结晶温度的关系的说明图。

具体实施方式

下边借附图详细说明本发明实施例。

图1是比如以水作冷媒、以溴化锂(LiBr)作吸收液的吸收式冷冻机概略构成图。1是比如由城市煤气作燃料的煤气燃烧器2的火力加热吸收液和蒸发分离冷媒所构成的高温再生器，3是低温再生器，4是冷凝器，5是蒸发器，6是吸收器，7是低温热交换器，8是高温热交换器，9～11是吸收液管，12是吸收液泵，13～15是冷媒管，16是冷媒泵，17是冷水管，18是冷却水管，19是连接于煤气燃烧器2的煤气配管，20是加热量控制阀，21是设于吸收液管11的低温热交换器7入口侧、并用以检测从低温再生器3向吸收器6流动的浓吸收液之浓度的浓度传感器，22是设于吸收液管11和低温热交换器7出口侧、并用以检测从低温热交换器7流出的浓吸收液温度的温度传感器，23是基于浓度传感器21、温度传感器22检测出的数据等用来控制加热量控制阀20的开度的控制装置。

在上述构成的吸收式冷冻机中，以煤气燃烧器2燃烧城市煤气、并由高温再生器1将稀吸收液加热使其沸腾，即可得到从稀吸收液蒸发分离出的冷媒蒸气、和分离了冷媒蒸气后吸收液浓度增高了的中间吸收液。

在高温再生器1中生成的高温冷媒蒸气，通过冷媒管13进入低温再生器3，将在高温再生器1中生成并由吸收液管10经高温热交换器8进入低温再生器3的中间吸收液加热并散热冷凝，进入冷凝器4中。

另外，在低温再生器3中被加热从中间吸收液中蒸发分离出来的冷媒进入冷凝器4，和流过冷却水管18内的水进行热交换并冷凝液化，与从冷媒管13冷凝供给的冷媒混合一起，并通过冷媒管14进入蒸发器5。

进入蒸发器5并滞留于冷媒滞留槽的冷媒液，由冷媒泵16散布于连接到冷水管17的传热管17A上面，和通过冷水管17供给的水热交换蒸发，冷却流过传热管17A内部的水。

在蒸发器5蒸发的冷媒进入吸收器6，并被在低温再生器3被加热并蒸发分离了冷媒、吸收液浓度进一步升高的吸收液、即由吸收液管11经低温热交换器7供给、从上方散布的浓吸收液吸收。

而后，在吸收器6内吸收了冷媒而浓度变稀的吸收液，即稀吸收液由吸收液泵12的运转，分别由低温热交换器7·高温热交换器8加热，从吸收液管9被送往高温再生器1。

像上述这样，吸收式冷冻机一运转，在配管于蒸发器5内部的传热管17A内由冷媒的汽化热被冷却的冷水，可通过冷水管17循环供给图中未示出的空调负荷，由于这样，冷气设备等的冷却运转得以进行。

控制装置23具有现已众所周知的功能：为维持冷气设备等的冷却运转稳定进行，比如由传热管17A冷却、从冷却管17供给的冷水要成为规定温度，比如7℃。

另外，在控制装置23的图中未示出的存储部里，要存储下吸收液的浓度、和该浓度的吸收液结晶时的温度之比如像图2所示关系。并在该存储部存储着由温度传感器22检测出的浓吸收液的温度Tr和用浓度传感器21检测出的浓吸收液浓度从前述图2关系求出的其浓吸收液结晶温度Tc的温度差ΔT、即Tr-Tc达到规定温度差(比如3℃)以内时，使加热量控制阀20开度仅减少规定量(比如20％)所用的控制图。

从而，从低温再生器3通过吸收液管11流到吸收器6的浓吸收液的浓度升高，其浓吸收液结晶温度Tc、对温度传感器22检测出的浓吸收液温度Tr接近规定温度差(这里是3℃以内)时，由控制装置23输出的控制信号使加热量控制阀20的开度仅减少规定量(这里是20％)，煤气燃烧器2的火力得以调小。

因此，在高温再生器1、与低温再生器3两再生器中的吸收液的加热浓缩作用受到抑制。即，在高温再生器1中，由于煤气燃烧器2的火力被调小，从稀吸收液蒸发分离的冷媒蒸气量减少，对稀吸收液的浓缩作用减少。另一方面，在低温再生器3中也是，在高温再生器1中生成并从冷媒管13流入的高温冷媒蒸汽量减少，由于加热中间吸收液、蒸发分离冷媒的作用变弱，故对中间吸收液的浓缩作用也减小。

即，由于从低温再生器3流入吸收液管11的浓吸收液浓度迅速降低，由冷却水管18供给吸收器6并冷却了吸收液的冷却水温度在某些因素下急剧下降，浓吸收液与其温度大大降低的稀吸收液在低温热交换器7进行热交换，故即使浓吸收液的温度大为降低，浓吸收液也不会结晶。

在浓度传感器21检测出的浓吸收液的浓度超过规定高浓度(比如65％)时，在温度传感器22检测出的浓吸收液温度Tr、与其浓吸收液结晶温度Tc的温度差大于前述规定温度差(这种情况下为3℃)的情况下，控制装置23将加热量控制阀20的开度仅调小到规定量(比如25％)，在高温再生器1里的煤气燃烧器2对稀吸收液的加热作用被限制。因此，浓度比规定值高的浓吸收液流经吸收液管11，对由铁等金属构成的吸收液管11产生显著腐蚀，这种不良情况应加以避免。

另外，在由浓度传感器21检测出的浓吸收液浓度比规定的低浓度(例如结晶温度Tc为0℃时的59％)还低时，前述温度差ΔT即使比前述规定的温度差(这种情况下为3℃)还小，控制装置23也不会调小加热量控制阀20开度。

因此，由温度传感器22检测出的浓吸收液的温度Tr与前述结晶温度Tc的前述温度差ΔT即使在规定的温度差(这种情况下是3℃)以内，浓吸收液的浓度低到不必担心结晶程度时，由于不需进行所谓仅使加热量控制阀20的开度减少规定量(这种情况下是20％)，高温再生器1的煤气燃烧器2加热稀吸收液、蒸发分离冷媒浓缩稀吸收液的作用也不会减弱。

从低温再生器3通过吸收液管11供给吸收器6的浓吸收液的浓度，可以像上述这样，由设置吸收液管11的适当位置的浓度传感器21直接检测，也可以作为从低温再生器3流出到吸收液管11之后的浓吸收液温度T1下与在冷凝器4内冷凝冷媒时的温度T2的函数，求出例如浓吸收液浓度(％)＝139×(T1+280)/(T2+273)-102.4等的实验式，将其存入控制装置23的存储部内，每次检测出前述温度T1、T2，将其值代入前述实验式演算出来。

在这样由温度求出浓吸收液浓度的方法中，由于检测装置是廉价的温度传感器，故有着可望降低装置成本的优点。

由于本发明并不局限于上述实施例，在不脱开专利权利要求书所记述的宗旨的范围内，可有各种变型实施例。

比如，也可以是：在前述温度差ΔT、即温度传感器22检测出的浓吸收液的温度Tr和其浓吸收液的结晶温度Tc的温度差比前述规定的温度差(这种情况下为3℃)小的情况下，用于将吸收液泵12的转速仅增加至规定量(例如20％)所用的控制图也存入控制装置23的存储部。

如像上述这样构成的控制装置23，浓度传感器21检测出的浓吸收液浓度上升，该浓度的浓吸收液结晶温度Tc与温度传感器22检测出的浓吸收液温度Tr的前述温度差ΔT在规定温度以内，加热量控制阀20的开度调小，煤气燃烧器2加热高温再生器1内的稀吸收液，蒸发分离冷媒、浓缩稀吸收液的作用减弱；同时由于吸收液泵12的转速也增加20％，也从吸收器6多流入高温再生器120％的稀吸收液，从低温再生器3经低温热交换器7供给吸收器6的浓吸收液浓度更迅速降低，由此，即使浓吸收液在低温热交换器7进行热交换温度降低，也难以更进一步结晶化。

另外，控制装置23也可构成为：前述温度差在规定温度差内时等状态下，调小加热量控制阀20的开度、一进行减少向高温再生器1供给热量(包含闭阀、停止燃烧的操作)的限制热量控制、与增加吸收液泵12转速的控制，两者之间仅进行某一方的控制，构成将以上这些存入存储部的图。

作为吸收式冷冻机，可以像上述那样，专门进行冷气设备等的冷却运转；也可以将高温再生器1加热生成的冷媒蒸气和蒸发分离了冷媒蒸汽的吸收液直接供给蒸发器5与吸收器6构成的下壳体那样进行配管连接，冷却水管18内不流冷却水，由煤气燃烧器2进行对稀吸收液加热，通过冷水管17(在热水循环情况下最好叫热水管)将由蒸发器5的传热管17A加热到比如55℃左右的水循环供给负荷，进行暖气设备等的加热运转。

另外，作为以蒸发器5冷却等并供给空调负荷等的流体，除了像上述实施例那样将水等不变相的供给之外，也可像利用潜热的热输送那样，使氟里昂等变相供给。

像以上说明的那样，如依本发明，可确实防止吸收液结晶。另外，由于超过规定浓度的吸收液不会循环，故可抑制对吸收液管等金属部分进行腐蚀。

Claims (3)

1.一种吸收式冷冻机的控制方法，所述吸收式冷冻机由高温再生器、低温再生器、冷凝器、吸收器、低温热交换器、高温热交换等配管连接构成，求出由低温再生器经低温热交换器流入吸收器中的浓吸收液的浓度，和从低温热交换器流出并流入吸收器的浓吸收液的温度，在由前述浓度求出的浓吸收液的结晶温度与前述浓吸收液的温度之间的温度差达到规定温度差以内时，限制供给高温再生器的热量，其特征在于，在前述热量限制之外，增加设置在从吸收器经低温热交换器至高温再生器吸收液管路上的吸收液泵的转速。

2.按权利要求1所记述的吸收式冷冻机控制方法，其特征在于，浓吸收液的浓度，基于低温再生器的浓吸收液出口温度与冷凝器的冷媒的冷凝温度演算出来。

3.按权利要求1或2所记述的吸收式冷冻机控制方法，其特征在于，在浓吸收液浓度超过规定浓度时，不管前述温度差如何，限制供给高温再生器的热量。

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