CN1172139C - 吸收式致冷机 - Google Patents

Abstract

一种具有顺序相连的三级或四级换热器的吸收式致冷机，由于部分高浓度吸收液体直接回流到吸收器，使预定比例的高浓度吸收液体馈送到高温换热器。

Description

吸收式致冷机

技术领域

本发明涉及吸收式致冷机；更具体地说，本发明涉及一种具有多重吸收作用和具有较高效率的吸收式致冷机，致冷机中包含有相互连接的三级或四级换热器。吸收式致冷机包括冷水型和热水型两种形式。

背景技术

目前，在产业界中占主流地位的是单重或双重吸收作用的吸收式致冷机，即，具有一级或两级通过增加吸收液体的温度/压力，而使冷却剂蒸发的换热器。

在换热器中通过外源加热和浓化吸收液体时，所产生的作为换热器吸收液体热源的冷却剂蒸气内压较低，一般对其可加以利用，在无须外源加热的情况下，可对内压较低换热器中的吸收液体进行加热和浓化。在利用差压进行加热和浓化时，热效率随着换热器级数的增加而提高。更具体地说，如果每个换热器的热效率η为65％，加热的热量为A，那么在具有一个换热器的情况下，冷却剂的流体量则为a×η＝0.65A。

在具有两级换热器的情况下，冷却剂的流体量为(A×η)+(A×η×η)＝(A×η)×(1+η)＝1.07A。也就是说，具有两级换热器获得的冷却剂流体量为只有一级换热器时流体量的1.07/0.65倍，即约为3/2；换句话说，获得同样的冷却剂流体量仅需0.65/1.07的加热热量，即约为原需热量的2/3倍。

同样理由，增加换热器的级数会进一步减少所需的加热热量，从而可节省能源。为进一步提高致冷能力和效率，提出了具有三级换热器的各种具有三重吸收作用的吸收式致冷机并实现了产业化(参见日本专利公布NO.2000-171123和日本专利3040475)。

图7表明日本专利公布NO.2000-171123中所提出的三重吸收作用致冷机。所述吸收式致冷机100包括吸收器101、低温换热器102、中温换热器103、高温换热器104、冷凝器105、发生器106、热交换器107-109、液体泵110和冷却剂泵111；其中所述高温换热器104包括压力传感器112，在高温换热器104的出口配置了液位传感器113和113’，从而可使转数控制器120响应压力传感器112的输出信号设定液体泵110的基本转数，并可根据液位传感器113的输出信号对所设定的基本转数进行修正。

然而，在如上所述的现行吸收式致冷机100中，仅仅根据检测到的高温换热器104的内压值来设定液体泵110的基本转数和根据液位传感器113的输出信号对设定基本转数进行修正，由于液位经常上下波动，使其难于达到稳定的工作状态。此外，由于所有换热器都由一个液体泵110来供给吸收液体，所以对各个换热器不能都实现最佳液体供给，这是另一个问题。

同时，增加换热器的数量会带来结构复杂、成本提高的问题。此外，即使换热器的数量增加，所需热量并非按比例减少，节能比例可能反而会降低。因此，需要综合考虑成本和效率之间的平衡，选择最佳的换热器级数。

然而，目前的现有技术还不能准确确定多重吸收式致冷机中最佳的换热器级数和吸收液体的最佳循环率。

发明内容

正是针对现有技术中的上述问题而进行了本项发明。本发明的一个目的就是提供一种结构简单、具有最佳换热器级数、效率较高的多重吸收逆循环吸收式致冷机，即使在负载波动的情况下，本发明致冷机也能稳定工作并实现预期的致冷功能。

作为对上述问题深入研究的结果，本发明发现利用简单技术可实现稳定运行的换热器级数是三级或四级，同时发现了在这种换热器级数下的吸收液体最佳循环的比例。在此基础上进行了本项发明。

具体地说，本发明一方面涉及具有三级换热作用的吸收式致冷机，本发明的另一方面还涉及具有四级换热作用的吸收式致冷机。

更具体地说，本发明第一方面的第一实施例提供了一种包括顺序相连的低温换热器、中温换热器和高温换热器等三级换热器的吸收式致冷机，所述致冷机还包括：一个将在吸收器中吸收了冷却剂而得到的稀释吸收液体馈送到低温换热器的稀释液体泵；一个将中等浓度吸收液体馈送给中温换热器的中等浓度液体泵，所述中等浓度吸收液体是所述稀释吸收液体经低温换热器加热和浓化而得到的；一个将高浓度吸收液体馈送给高温换热器的高浓度液体泵，所述高浓度吸收液体是所述中等浓度吸收液体经所述中温换热器加热和浓化而得到的；一个将部分中等浓度吸收液体直接送回到所述吸收器的中等浓度吸收液体旁路管道，从而仅使预定比例的在所述低温换热器中得到的中等浓度吸收液体被所述中等浓度液体泵馈送到所述中温换热器；一个将部分高浓度吸收液体直接送回到所述吸收器的高浓度吸收液体旁路管道，从而仅使预定比例的在所述中温换热器中得到的高浓度吸收液体被所述高浓度液体泵馈送到所述高温换热器。

在本发明第一方面的第二实施例中，提供了一种包括顺序相连的低温换热器、中温换热器和高温换热器等三级换热器的吸收式致冷机，包括：用于检测负荷的负荷检测装置；向所述高温换热器进行供热的热源装置；在所述负荷检测装置对负荷进行检测的基础上，对所述供热热源向所述高温换热器供热热量进行控制的供热控制装置；一个将稀释吸收液体馈送给所述低温换热器的稀释液体泵，所述稀释液体是通过吸收器等装置使吸收液体吸收了冷却剂而生成的；一个将中等浓度吸收液体馈送到所述中温换热器的中等浓度液体泵，所述中等浓度吸收液体是所述稀释吸收液体经所述低温换热器加热和浓化而生成的；一个将高浓度吸收液体馈送到所述高温换热器的高浓度液体泵，所述高浓度吸收液体是所述中等浓度吸收液体经所述中温换热器加热和浓化而生成的；一个将部分中等浓度吸收液体直接送回到所述吸收器的中等浓度吸收液体旁路管道，从而仅使预定比例的在所述低温换热器中得到的中等浓度吸收液体被所述中等浓度液体泵馈送到所述中温换热器；一个将部分高浓度吸收液体直接送回到所述吸收器的高浓度吸收液体旁路管道，从而仅使预定比例的在所述中温换热器中得到的高浓度吸收液体被所述高浓度液体泵馈送到所述高温换热器；控制所述稀释液体泵、中等浓度液体泵和高浓度液体泵转数的转数控制装置，其控制作用仅使预定比例的在所述低温换热器中得到的中等浓度吸收液体和在所述中温换热器中得到的高浓度吸收液体得以泵送，同时仅使预定比例的在所述吸收器中吸收了冷却剂的稀释吸收液体馈送到所述低温换热器。

在本发明吸收式致冷机第一方面的实施例中，初始额定循环量的比例选择最好使所述中等浓度液体泵向所述中温换热器泵送的中等浓度吸收液体的预定比例在所述低温换热器馈送量的50-98％之间，使所述高浓度液体泵向所述高温换热器泵送的高浓度吸收液体比例在所述中温换热器馈送量的50-98％之间，使所述高浓度液体泵的额定泵送量在所述稀释液体泵泵送量的30-90％之间。

在本发明第一方面的第二实施例中，所述吸收式致冷机最好包括：用于检测在所述高温换热器中汽化的冷却剂蒸汽温度的冷却剂蒸汽温度检测装置和可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述蒸汽温度检测装置检测的冷却剂蒸汽温度高于预定的温度值时使所述高浓度液体泵的转数提高；在所述蒸汽温度检测装置检测的冷却剂蒸汽温度低于预定的温度值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数降低。

同样，在本发明第一方面的第二实施例中，所述吸收式致冷机最好包括：用于检测在所述高温换热器中汽化的冷却剂蒸汽压力的冷却剂蒸汽压力检测装置和可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述压力检测装置检测的冷却剂蒸汽压力高于预定的压力值时，使所述高浓度液体泵的转数提高；在所述蒸汽压力检测装置检测的冷却剂蒸汽压力低于预定的压力值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数降低。

此外，在本发明第一方面的第二实施例中，所述吸收式致冷机最好包括：用于检测冷却剂蒸汽对所述中温换热器加热之后的冷却剂排气温度的冷却剂排气温度检测装置，所述冷却剂蒸汽由所述高温换热器馈送给中温换热器并作为加热和浓化中等浓度吸收液体的热源；可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述冷却剂排气温度检测装置检测的冷却剂排气温度高于预定的温度值时使所述高浓度液体泵的转数提高。在这一实施例中，所述控制作用最好在所述冷却剂排气温度检测装置检测到的冷却剂排气低于预定的温度值时能使所述高浓度液体泵的转数降低。

同时，在本发明第一方面的第二实施例中，所述吸收式致冷机最好还包括：用于检测高温换热器中吸收液体液位的液位检测装置和可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述液位检测装置检测到的高温换热器吸收液体液位高于预定的上限值时使所述高浓度液体泵的转数降低；在所述液位检测装置检测的吸收液体液位低于预定的下限值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数提高。在这一实施例的吸收式致冷机中，最好进一步包括报警和紧急停机装置，该装置在所述液位检测装置检测到的高温换热器中吸收液体液位低于预定的安全值时发出报警信号，并停止供热装置的供热。所述吸收式致冷机中转数控制装置响应所述液位检测装置的检测结果调节所述高浓度液体泵的转数，所述高浓度液体泵的转数可在预定的转数范围内步进式改变，也可连续地变化。所述转数控制装置响应所述蒸汽温度检测装置、蒸汽压力检测装置、排气温度检测装置和液位检测装置中的至少一个检测装置的检测信号，并对所述高浓度液体泵的转数进行调节，同时对所述稀释液体泵和中等浓度液体泵中的至少一个液体泵进行控制。在调节所述高浓度液体泵转数的同时可对所述稀释液体泵和中等浓度液体泵中的一个或两个泵的转数进行调控，液体泵的组合调控方式可从预先设定的组合表中适当选择。

本发明第二方面提供了一种包括顺序相连的低温换热器、中温换热器、第二中温换热器和高温换热器等四级换热器的吸收式致冷机，包括：用于检测负荷的负荷检测装置；向所述高温换热器进行供热的热源装置；在所述负荷检测装置对负荷进行检测的基础上，对所述供热热源向所述高温换热器供应的热量进行控制的供热控制装置；一个将稀释吸收液体馈送给所述低温换热器的稀释液体泵，所述稀释液体是通过吸收器等装置使吸收液体吸收了冷却剂而形成的；一个将中等浓度吸收液体馈送到所述中温换热器的中等浓度液体泵，所述中等浓度吸收液体是所述稀释吸收液体经所述低温换热器加热和浓化而生成的；一个将第二中等浓度吸收液体馈送到所述第二中温换热器的第二中等浓度液体泵，所述第二中等浓度吸收液体是所述中等浓度吸收液体经所述中温换热器加热和浓化而形成的；一个将高浓度吸收液体馈送到所述高温换热器的高浓度液体泵，所述高浓度吸收液体是所述第二中等浓度吸收液体经所述第二中温换热器加热和浓化而形成的；一个将部分中等浓度吸收液体直接送回到所述吸收器的中等浓度吸收液体旁路管道，从而仅使预定比例的在所述低温换热器中得到的中等浓度吸收液体被所述中等浓度液体泵馈送到所述中温换热器；一个将部分第二中等浓度吸收液体直接送回所述吸收器的第二中等浓度吸收液体旁路管道，从而仅使预定比例的在所述中温换热器中得到的第二中等浓度吸收液体被所述第二中等浓度液体泵馈送到所述第二中温换热器；一个将部分高浓度吸收液体直接送回到所述吸收器的高浓度吸收液体旁路管道，从而仅使预定比例的在所述第二中温换热器中得到的高浓度吸收液体被所述高浓度液体泵馈送到所述高温换热器；控制所述稀释液体泵、中等浓度液体泵、第二中等浓度液体泵和高浓度液体泵转数的转数控制装置，其控制作用是仅使预定比例的在所述低温换热器中得到的中等浓度吸收液体馈送到所述中温换热器、仅使预定比例的在所述中温换热器中得到的第二中等浓度吸收液体馈送到所述第二中温换热器、仅使预定比例的在所述第二中温换热器中得到的高浓度吸收液体馈送到所述高温换热器、以及仅使预定比例的在吸收器中因吸收冷却剂而形成的稀释吸收液体馈送到所述低温换热器。

在本发明第二方面的吸收式致冷机中，初始额定循环量的比例选择最好使所述中等浓度液体泵向所述中温换热器泵送的中等浓度吸收液体的预定比例在所述低温换热器馈送量的50-98％之间，使所述第二中等浓度液体泵向所述第二中温换热器泵送的第二中等浓度吸收液体的预定比例在所述中温换热器馈送量的50-98％之间，使所述高浓度液体泵向所述高温换热器泵送的高浓度吸收液体比例在所述第二中温换热器馈送量的50-98％之间，使所述高浓度液体泵的额定泵送量在所述稀释液体泵泵送量的30-90％之间。

同时，在本发明第二方面的吸收式致冷机中，最好包括：用于检测在所述高温换热器中汽化的冷却剂蒸汽温度的冷却剂蒸汽温度检测装置和可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述蒸汽温度检测装置检测的冷却剂蒸汽温度高于预定的温度值时使所述高浓度液体泵的转数提高，在所述蒸汽温度检测装置检测的冷却剂蒸汽温度低于预定的温度值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数降低。

还有，在本发明第二方面的吸收式致冷机中，最好包括：用于检测在所述高温换热器中汽化的冷却剂蒸汽压力的冷却剂蒸汽压力检测装置和可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述压力检测装置检测的冷却剂蒸汽压力高于预定的压力值时使所述高浓度液体泵的转数提高；在所述蒸汽压力检测装置检测的冷却剂蒸汽压力低于预定的压力值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数降低。

此外，在本发明第二方面的吸收式致冷机中，最好包括：用于检测冷却剂蒸汽对所述第二中温换热器加热之后的冷却剂排气温度的冷却剂排气温度检测装置，所述冷却剂蒸汽由所述高温换热器馈送给第二中温换热器并作为加热和浓化第二中等浓度吸收液体的热源；用于检测冷却剂蒸汽对所述中温换热器加热之后的冷却剂排气温度的第二冷却剂排气温度检测装置，所述冷却剂蒸汽由所述第二中温换热器馈送到所述中温换热器并作为加热和浓化中等浓度吸收液体的热源；可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述冷却剂排气温度检测装置或第二冷却剂排气装置检测到的冷却剂排气温度中至少有一个高于预定的温度值时，使所述高浓度液体泵的转数提高。

在上述吸收式致冷机中，当所述冷却剂排气温度检测装置和第二冷却剂排气检测装置检测到的冷却剂排气温度中至少有一个低于预定的温度值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数降低。或者，所述吸收式致冷机包括用于检测高温换热器中吸收液体液位的液位检测装置和可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述液位检测装置检测到的高温换热器吸收液体液位高于预定的上限值时使所述高浓度液体泵的转数降低；在所述液位检测装置检测的吸收液体液位低于预定的下限值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数提高。此外，所述吸收式致冷机最好进一步包括报警和紧急停机装置，该装置在所述液位检测装置检测到的高温换热器中吸收液体液位低于预定的安全值时发出报警信号，并停止供热装置的供热。还有，所述转数控制装置在响应所述液位检测装置的检测结果调节所述高浓度液体泵的转数时，所述高浓度液体泵的转数可在预定的转数范围内步进式改变，也可连续地变化。在上述吸收式致冷机中，其中所述转数控制装置可响应所述蒸汽温度检测装置、蒸汽压力检测装置、排气温度检测装置、第二排气温度检测装置和液位检测装置中的至少一个检测装置的检测信号对所述高浓度液体泵的转数进行调节，同时对所述稀释液体泵、中等浓度液体泵和第二中等浓度液体泵中的至少一个液体泵进行控制。转数控制装置在调节所述高浓度液体泵转数的同时可对所述稀释液体泵、中等浓度液体泵和第二中等浓度液体泵中的一个、两个、或三个泵的转数进行调控，液体泵的组合调控方式可从预先设定的组合表中适当选择。

在本发明第二方面的吸收式致冷机中，可至少包括一种热交换器：低温热交换器、中温热交换器、第二中温热交换器或高温热交换器。所述低温热交换器对稀释液体泵泵送的稀释液体进行加热并将同等数量的液体馈送给低温换热器，所述中温热交换器对中等浓度液体泵泵送的中等浓度吸收液体进行加热并将同等数量的液体馈送给中温换热器，所述第二中温热交换器对第二中等浓度液体泵泵送的第二中等浓度的吸收液体进行加热并将同等数量的液体馈送给第二中温换热器，所述高温热交换器对高浓度液体泵泵送的高浓度吸收液体进行加热并将同等数量的液体馈送给高温换热器。

此外，在本发明第二方面的吸收式致冷机中，可包括：将所述高温换热器汽化的冷却剂蒸汽作为热源馈送给所述中温换热器的第二高温蒸汽回流管道；配置在所述第二高温蒸汽回流管道中的蒸汽管道转换阀门；其中所述高温换热器汽化的冷却剂蒸汽被作为热源馈送给所述第二中温换热器和所述中温换热器。这种吸收式致冷机可能还包括使所述第二中温换热器和所述中温换热器彼此沟通的冷却剂排气旁路管道，和配置在所述排气旁路管道中的排气管道转换阀门。其中所述蒸汽或排气管道转换阀门是一种安全阀，所述阀门在承受压力超过预定的安全值时开通。

在本发明第二方面的吸收式致冷机中，其中所述排气管道转换阀门的开闭受到控制，当高温换热器内温度超过预定的安全值时，阀门受控开通。

此外，在本发明第二方面的吸收式致冷机中，最好只有所述第二中温换热器或者只有所述第二中温换热器和所述中温换热器为压力容器。

在本发明吸收式致冷机中，所述高温换热器可能包含可将汽化的冷却剂蒸汽同吸收液体分离开来的气-液分离器；或者其中所述高温换热器同锅炉制成一体。

在本发明吸收式致冷机中，采用水作为冷却剂，所述吸收液体的主要成分为溴化锂。

具有上述结构的本发明吸收式致冷机，通过调节各液体泵的转数可使吸收液体在各个换热器中实现最佳循环量，从而提高了致冷机的运行效率，即使在负荷有较大波动的情况下，致冷机也可稳定工作并提供预期的致冷能力。

附图概述

图1为按本发明第一实施例的吸收式致冷机的原理图。

图2为按本发明第二实施例的吸收式致冷机主要部件的原理图。

图3为按本发明第三实施例的吸收式致冷机的原理图。

图4为按本发明第四实施例的吸收式致冷机主要部件的原理图。

图5为按本发明第五实施例的吸收式致冷机的原理图。

图6为按本发明第六实施例的吸收式致冷机的原理图。

图7为现有技术吸收式致冷机的原理图。

以下将参阅附图并结合实施例对本发明进行详细描述。

具体实施方式

实施例1：

图1为按本发明第一实施例的吸收式致冷机原理图。图中吸收式致冷机A为一具有三重吸收作用的逆循环吸收式致冷机，包括：吸收器1，它可使主要成分为溴化锂的吸收液吸收水等冷却剂；低温换热器2，它对所述吸收器1中由于吸收冷却剂而浓度减低的稀释吸收液体进行加热，并由稀释吸收液体中蒸发掉部分冷却剂，从而由稀释吸收液体的浓化得到中等浓度的吸收液体；中温换热器3，它对由低温换热器2得到的中等浓度的吸收液体进行加热，并进一步使部分冷却剂汽化，使吸收液体进一步浓化，从而获得高浓度的吸收液体；高温换热器4，它对中温换热器3得到的高浓度吸收液体进行加热，并进一步使部分冷却剂汽化，使吸收液体更进一步浓化，从而得到超高浓度的吸收液体。高温换热器4包括一个汽-液分离器(图中未画出)，用于将汽化的冷却剂从超高浓度的吸收液体中分离出来。这里的汽-液分离器一般可选用通常热交换器中使用的用于将水蒸气与水分离开来的汽-液分离装置。在吸收液体中包含有少量的酒精，以利加速换热过程。

本实施例吸收式致冷机A中包括一个供热装置5，它作为热源由致冷机A外对高温换热器4中的高浓度吸收液进行加热。在高温换热器4中产生的冷却剂蒸汽携带有来自热源装置5的加热热量，可用做热源来加热和浓化中温换热器3的中等浓度的吸收液体。对中温换热器3进行加热之后的冷却剂蒸汽(以下称之为“冷却剂排气”)和在中温换热器3中汽化的冷却剂蒸汽可用做热源来加热和浓化低温换热器2中的稀释吸收液体。

对低温换热器2进行加热之后的冷却剂排气和在低温换热器2中汽化的冷却剂蒸汽被送至冷凝器6，并在冷凝器6中被冷却水冷却，然后以液体形态送至发生器7，作为冷却剂。冷却剂喷射进入发生器7，吸收冷却水等冷却物的蒸发热而被汽化，它在另一方面又作为冷却物而使冷却水冷却。为加速换热过程而添加到吸收液体中的酒精在冷凝器6中同冷却剂一起冷凝并被送至发生器7的冷却剂池(图中未画出)，经冷却剂池中溢流堰进行分离后回送到吸收器1。

吸收式致冷机A还包括将稀释吸收液体由吸收器1传送到低温换热器2的稀释液泵11、将中等浓度吸收液体由低温换热器2传送到中温换热器3的中等浓度液体泵12、将高浓度吸收液体由中温换热器3传送到高温换热器4的高浓液体泵13、使未在发生器7中汽化的冷却剂循环流动的冷却剂泵14、和一个可响应吸收式致冷机A的工作条件(冷水的初始温度)及负载变化(冷水的温度变化)而对液体泵11、12和13传送的吸收液体流量和供热装置5的供热热量进行控制的控制器20。

供热装置5在控制器20的控制下将燃气发动机或燃气透平等外部装置产生的废热或者蒸汽锅炉的燃烧热馈送给高温换热器4。

在有些情况下，高温换热器4和供热装置5可包含在锅炉的整体结构之中。

此外，吸收式致冷机A还包括一个用于检测高温换热器4产生的冷却剂蒸汽温度的蒸汽温度传感器31、一个用于检测对中温换热器3进行加热后冷却剂排气温度的排气温度传感器32、一个用于检测在发生器7中冷却的冷水等冷却物温度的冷水温度传感器(负荷检测手段)33、一个用于检测高温换热器中吸收液体液位的液体液位传感器34，这些传感器31、32、33、34的检测信号馈送给控制器20。在安装蒸汽温度传感器31之处还可配置蒸汽压力传感器。

下面将具体描述吸收式致冷机A中吸收液体的循环过程。

吸收液体在吸收器1中吸收冷却剂蒸汽后成为具有预定浓度(例如54-56WT％)的稀释液体，由稀释液体泵11通过稀释液体馈送管41传送到低温换热器2。稀释液体在低温换热器2中得到加热和浓化，变成有预定浓度(例如55-57WT％)的中等浓度吸收液体。这种中等浓度吸收液体中的预定部分(例如50-98％)由中等浓度液体泵12通过中等浓度吸收液体管42传送到中温换热器3。中等浓度吸收液体中的其余部分进入回流管44，所述回流管44通过中等浓度液体泵12和低温换热器2之间的中等浓度液体旁路管道43将吸收液体送回吸收器1。

送至中温换热器3的中等浓度吸收液体在中温换热器3中得到加热和浓化，成为具有预定浓度(例如57-59WT％)的高浓度吸收液体。这种高浓度吸收液体中的预定部分(例如50-98％)由高浓度液体泵13通过高浓度吸收液体管45传送到高温换热器4。高浓度吸收液体中的其余部分进入回流管44，所述回流管44通过高浓度液体泵13和中温换热器3之间的高浓度液体旁路管道45将吸收液体送回吸收器1。

送至高温换热器4的高浓度吸收液体在高温换热器4中得到加热和浓化，成为具有预定浓度(例如60-62WT％)的超高浓度吸收液体。这种超高浓度吸收液体通过回流管44回到吸收器1。在超高浓度液体通过回流管44回到吸收器1的过程中，由于在下游同来自高浓度液体旁路管道46的由中温换热器3排出的高浓度吸收液体的汇流作用，其浓度降低到预定的程度(例如59-61WT％)，在更下游，由于同来自中等浓度液体旁路管道43中由低温换热器2排出的中等浓度吸收液体的汇流作用，其浓度进一步降低到预定程度(例如58.5-60.5WT％)，然后液体进入吸收器1。

冷却剂的循环过程描述如下。

在高温换热器4由高浓度吸收液体中汽化的冷却剂蒸汽，作为热源通过高温蒸汽回流管47传送给中温换热器3。在中温换热器3由中等浓度吸收液体中汽化的冷却剂蒸汽，作为热源通过中温蒸汽回流管48传送到低温换热器2。在中温换热器3中加热之后的冷却剂蒸汽排气通过第一冷却剂排气管道49进入中温蒸汽回流管48。

在低温换热器2由稀释吸收液体中汽化的冷却剂蒸汽通过低温蒸汽回流管50被送至冷凝器6。在低温换热器2中进行加热之后的冷却剂排气通过第二冷却剂排气管道51进入低温蒸汽回流管50。

传送到冷凝器6的冷却剂蒸汽被冷却水冷却而成为液体，通过管道52传送到发生器7。传送到发生器7中的冷却剂在发生器7中汽化，通过蒸汽管道53送回吸收器1，并被吸收到吸收液体之中。

蒸汽温度传感器31配置在高温蒸汽回流管道47中高温换热器4的出口附近，排气温度传感器32配置在第一冷却剂排气管道49中的中温换热器3的出口附近，冷水温度传感器33配置在为发生器7馈送冷水的冷水管道54中发生器7的出口附近。

下面将描述控制器20的控制机理。

在实施例1中，对吸收液体馈送量的控制是通过调节稀释液体泵11、中等浓度液体泵12和高浓度液体泵13的转数来实现的。更具体地说，就是控制稀释液体泵11由吸收器1泵送到低温换热器2的稀释吸收液体的流量、控制中等浓度液体泵12由低温换热器2泵送到中温换热器3的中等浓度吸收液体的流量、和控制高浓度液体泵13由中温换热器3泵送到高温换热器4的高浓度吸收液体的流量。虽然在附图中没有画出，控制器20中包括有对转数进行控制的装置，以便控制各个液体泵11、12和13的转数。

也就是说，在吸收式致冷机A中，可对流过馈送管道41、42和45中的吸收液体流量进行调节和控制，通过调整液体泵11、12和13的出口管径到适当程度，可使馈送液体的流量在额定工况下达到预先规定的流量值。在负荷变动需要对吸收液体的循环量进行重新调节时，可通过改变液体泵11、12和13的转数来调节吸收液体的馈送量。采用这种控制方式的理由如下：如果液体泵11、12和13的转数不变而采用在馈送管道41、42和45中安装控制阀门的方法，不能达到对液体流量的精确控制，因为在具有三级换热器的结构下，液体泵11、12和13在馈送吸收液体到换热器2、3和4时需要较高的泵送压力。换句话说，吸收式致冷机A具有三级换热器结构，包括顺序相连的低温、中温和高温换热器2、3和4，因此在吸收器1和高温换热器4之间存在很大的压差，导致液体泵11、12和13也都具有较大的压头落差。采用传统单级或双级结构致冷机中的控制阀门方式，已不能达到对流量的适当控制。因此在本实施例中，通过采用调节液体泵11、12、和13转数的方式来实现对液体流量的适当控制。

在负荷稳定的情况下，供热装置5馈送的热量也是恒定的，不会有任何问题。然而当负荷有所变化时，就需要对供热装置5馈送的热量进行相应的调节。这将导致高温换热器4的温度和压力产生很大变化，引起吸收液体流量的不平衡或高温换热器4中液体液位的较大变化，从而难于实现连续稳定运转。在这种情况下，采用传统的单级或双级结构致冷机中的阀门控制方式更加不能实现对液体流量的适当控制，采用通过控制液体泵11、12和13转数的方式来控制流量就更为重要。

以下将详细描述通过控制器20来控制液体泵11、12和13转数的方法。

在负荷有所变化时，即冷水温度传感器33检测的冷水温度发生变化，控制器20可对供热装置5馈送的热量进行调节，通过馈送热量的控制装置(图中未画出)对负荷的变动进行补偿。也就是说，当负荷增加时增大馈送的热量，当负荷减少时减小馈送的热量。

在对供热装置5馈送的热量进行如上调节时，高温换热器4中的温度和压力产生相应的变化，导致高温换热器4中汽化的冷却剂蒸汽的温度和压力产生变化。蒸汽温度传感器31和排气温度传感器32对冷却剂蒸汽温度的变化进行检测，检测结果被送入控制器20。控制器20响应冷却剂蒸汽温度的变化对高浓度液体泵13的转数进行如下控制。

例如，在负荷增加时，导致供热装置5馈送的热量增加，使高温换热器4的压力和温度以及在高温换热器4中汽化的冷却剂蒸汽的压力和温度也增加。在这种情况下，控制器20使高浓度液体泵13的转数提高，从而增大吸收液体的流量，以减少高温换热器4的内压。

同上述的情况相反，在负荷减小导致供热装置5馈送的热量减少时，高温换热器4的压力和温度以及高温换热器4中汽化的冷却剂蒸汽的压力和温度也相应减小。在这种情况下，控制器20使高浓度液体泵13的转数减少，从而减小吸收液体的流量，以增大高温换热器4的内压。结果，在吸收式致冷机A连续运转的适当温度和压力范围内，可以实现连续的稳定运转。

控制器20还可响应液位传感器34检测到的液位信号来调节高浓度液体泵13的转数，从而将高温换热器4中的吸收液体液位控制在预定的范围之内。当液位传感器34检测到预定的高限液位时，控制器20的控制作用使得高浓度液体泵13的转数降低，减少吸收液体的流量，从而使液位降低；在另外的情况下，当液位传感器34检测到预定的下限液位时，控制器20的控制作用使得高浓度液体泵13的转数增加，增大吸收液体的流量，从而使液位提高。

在高温换热器4的吸收液体液位低于某一保证致冷机A可靠运转的预定值时，控制器20的控制作用可使报警装置(图中未画出)发出报警信号，并停止供热装置5的供热。

在响应液位传感器34的检测信号控制高浓度液体泵13的转数时，控制器20可进行步进式的控制，即使高浓度液体泵13的转数步进式增加或减少，根据工况和供热装置5馈送的热量在预定的转数范围内进行切换，例如对泵的控制频率可在60HZ、57HZ、48HZ和45HZ之间转换；也可响应负荷和供热装置5的供热情况使转数连续改变。

在响应蒸汽温度传感器31、排气温度传感器32和液位传感器34的检测信号对高浓度液体泵13的转数进行控制时，可由表1所示组合中选择适当的组合来对液体泵11和12进行控制。

表1

	稀释液体泵	中浓度液体泵	高浓度液体泵
				组合1	转数控制	转数控制	转数控制
组合2	转数控制	恒定	转数控制
				组合3	恒定	恒定	转数控制

在这种情况下，控制作用可调节液体泵11、12和13泵送吸收液体的流量，增加吸收式致冷机A的工作效率，可使液体泵11、12、和13保持适当转数，防止液体泵出现压头不足或或吸收液体馈送缺乏的问题。

在本发明实施例1的吸收式致冷机A中，控制器20在负荷变动时可适当调节供热装置5提供的热量，可对稀释液体泵11、中等浓度液体泵12和高浓度液体泵13的转数进行控制，抑制了因供热热量变化而引起的吸收液体馈送量的变化，从而即使在负荷有很大波动的情况下，所述三级效应吸收式致冷机也可实现连续和稳定的具有预期温度的冷水供给。

在高温换热器4中配置了液体液位传感器34，用于监测换热器中的吸收液体的数量是否保持在预定的范围之内，一旦超出了预定的范围，即对高浓度液体泵13的转数进行调整，使得换热器4中吸收液体数量回复到预定范围。这使得可在额定工况的基础上，适时调节由中温换热器3馈送到高温换热器4的吸收液体流量与通过高浓度液体旁路管道46传送到回流管44的吸收液体流量两者之间的比例关系。具体的说，就是这种三级结构的吸收式致冷机可响应负荷的变化适当调节馈送给高温换热器4的热量，同时通过检测高温换热器4中的液位及冷却剂蒸汽温度和控制高浓度液体泵13的转数来实施对冷水温度的稳定控制，从而抑制因供热热量变化引起的液位波动。

当由于高浓度液体泵13失效等一些原因而使吸收液体馈送量降低并且液位传感器34检测到的高温换热器4中的液位降低到低于预定的警戒值时，警报装置发出报警信号并同时中断加热，吸收式致冷机停止工作，以确保安全。这样，可防止因继续运转而引起的一些问题，如产生过热或造成高温换热器4的损坏等。替代这种基于液位传感器34检测结果的安全停机控制手段，也可以在高温换热器4中配置检测因吸收液体减少引起过热的吸收液体温度传感器，并根据其检测结果采用类似的安全停机控制手段，以防止出现液体缺失的空转状态。

在逆循环过程中，吸收液体由吸收器1顺序通过低温换热器2和中温换热器3馈送到高温换热器4。此外，全部吸收液体中有预定比例(例如30-90％)的吸收液体直接由低温换热器2或中温换热器3通过旁路管道43或46回送到吸收器1。因此，不必要专门配备分离器将作为换热加速剂的酒精成分由馈送给高温换热器4的吸收液体中分离出来(参见日本专利公开书NO.3040475中图7)，有利于降低吸收式致冷机的制造成本。

此外，由于对一部分吸收液体如上所述进行旁路分流，中等浓度液体泵12和高浓度液体泵13的规格尺寸可以减小，从而可减少能量消费和传送过程中的热损失。

实施例2：

图2表明本发明第二实施例中的吸收式致冷机。实施例2中的吸收式致冷机A2对实施例1中的吸收式致冷机A的热交换系统进行了改进，其余部分的结构与前者相同。

具体地说，吸收式致冷机A2包括：一个高温热交换器55，用于在通过回流管44由高温换热器4向吸收器1回送的超高浓度吸收液体和通过高浓度液体馈送管道45馈送到高温换热器4的高浓度吸收液体之间进行热交换；一个中温热交换器56，用于在以下两个方面的液体之间进行热交换，一方面是进行上述热交换后的超高浓度吸收液体与通过高浓度吸收液体旁路管道46进入管道44中的高浓度吸收液体的混合液体，另一方面是通过中等浓度吸收液体馈送管道42馈送给中温换热器3的高浓度吸收液体；以及一个低温热交换器57，用于在以下两个方面的液体之间进行热交换，一方面是进行上述热交换后的混合吸收液体与通过中等浓度吸收液体旁路管道43进入管道44的中等浓度吸收液体的混合液，另一方面是通过稀释吸收液体馈送管道41馈送给低温换热器2的稀释吸收液体。

实施例2中的吸收式致冷机A2可使吸收液体换热器更有效地利用供热装置5提供的热量，上述结构具有节省能源的作用。

实施例3：

图3表明本发明第三实施例中吸收式致冷机的原理结构。第三实施例中的吸收式致冷机A3也是在实施例1中吸收式致冷机A的基础上进行了改进，在由中温换热器3向高温换热器4馈送吸收液体的路径中增加了第二个中温换热器8，可称之为具有四级换热效应的吸收式致冷机。

也就是说，在实施例1中吸收式致冷机A的基础上，吸收式致冷机A3的结构中增加配置了第二中温换热器8，它利用高温换热器4汽化的冷却剂蒸汽对经过中温换热器3加热和浓化后的吸收液体(以下称之为第二中等浓度吸收液体)进行再一次的加热和浓化，与此相应增加配置了第二中等浓度液体泵15，用于将第二中等浓度吸收液体由中温换热器3泵送到第二中温换热器8。经第二中温换热器8加热和浓化的吸收液体由高浓度液体泵13泵送给高温换热器4。

吸收式致冷机A3配备有第二排气温度传感器35，用于检测第二中温换热器8加热后的冷却剂排气温度，第二排气温度传感器35的检测信号与蒸汽温度传感器31、排气温度传感器32、冷水温度传感器33和液位传感器34的检测信号一起馈送至吸收式致冷机A3的控制器20A。与实施例1中的情况类似，也可用蒸汽压力传感器取代蒸汽温度传感器31。

吸收式致冷机A3中吸收液体的循环如下。

吸收液体在吸收器1中吸收冷却剂蒸汽后成为具有预定浓度(例如54-56WT％)的稀释液体，由稀释液体泵11通过稀释液体馈送管41传送到低温换热器2。稀释液体在低温换热器2中得到加热和浓化，变成有预定浓度(例如55-57WT％)的中等浓度吸收液体。这种中等浓度吸收液体中的预定部分(例如50-98％)由中等浓度液体泵12通过中等浓度吸收液体管42传送到中温换热器3。另一方面，中等浓度吸收液体中的其余部分进入回流管44，所述回流管44通过中等浓度液体泵12和低温换热器2之间的中等浓度液体旁路管道43将吸收液体送回吸收器1。

送至中温换热器3的中等浓度吸收液体在中温换热器3中得到加热和浓化，成为具有预定浓度(例如56-58WT％)的第二中等浓度吸收液体。第二中等浓度吸收液体中的预定部分(例如50-98％)由第二中等浓度液体泵15通过第二中等浓度吸收液体管道58馈送到第二中温换热器8。另一方面，第二中等浓度吸收液体中的其余部分进入回流管44，所述回流管44通过第二中等浓度液体泵15和中温换热器3之间的第二中等浓度液体馈送管道58的第二中等浓度吸收液体旁路管道61将吸收液体送回吸收器1。

送至第二中温换热器8的第二中等浓度吸收液体在第二中温换热器8中得到加热和浓化，成为具有预定浓度(例如57-60WT％)的预定浓度的吸收液体。由浓度液体泵13将浓化的吸收液体中的预定浓度(例如50-98％)经浓度液体馈送管道45馈送高温换热器4。其余部分送到回流管44，由回流管经在将浓度液体泵13和第二中温换热器8之间的分支的浓度液体供送管形成的浓度液体旁路管46送回吸收器1。

送至高温换热器4的高浓度吸收液体在高温换热器4中得到加热和浓化，成为具有预定浓度(例如59-63WT％)的超高浓度吸收液体。这种超高浓度吸收液体通过回流管44回到吸收器1。在超高浓度液体通过回流管44回到吸收器1中的过程中，由于在下游同来自高浓度液体旁路管道46的由第二中温换热器8排出的高浓度吸收液体的汇流作用，其浓度降低到预定的程度(例如59-62WT％)；在更下游，由于同来自第二中等浓度液体旁路管道61中由中温换热器3排出的第二中等浓度吸收液体的汇流作用，其浓度进一步降低到预定程度(例如58-62WT％)；在此之后的更下游，由于同来自中等浓度吸收液体旁路管道43的由低温换热器2排出的中等浓度吸收液体的汇流作用，其浓度进一步降低到预定的程度(例如58-61WT％)，最后液体进入吸收器1。

在高温换热器4中由高浓度吸收液体中产生的汽化的冷却剂蒸汽，作为热源通过高温蒸汽回流管47传送给第二中温换热器8。在第二中温换热器8中由第二中等浓度吸收液体中汽化的冷却剂蒸汽，作为热源通过第二中温蒸汽回流管60传送到中温换热器3。在第二中温换热器8中加热之后的冷却剂蒸汽排气通过第三冷却剂排气管道59进入第二中温蒸汽回流管60。

下面将描述控制器20A的控制机理。

控制器20A通过调节稀释液体泵11、中等浓度液体泵12、第二中等浓度液体泵15和高浓度液体泵13的转数来控制吸收液体的馈送量。更具体地说，就是控制器20A控制稀释液体泵11由吸收器1泵送到低温换热器2的稀释吸收液体的流量、控制中等浓度液体泵12由低温换热器2泵送到中温换热器3的中等浓度吸收液体的流量、控制第二中等浓度液体泵15由中温换热器3泵送到第二中温换热器8的第二中等浓度吸收液体的流量、和控制高浓度液体泵13由第二中温换热器8泵送到高温换热器4的高浓度吸收液体的流量。虽然在附图中没有画出，控制器20A中包括有对转数进行控制的装置，以便控制各个液体泵11、12、15和13的转数。

也就是说，第三实施例出于同第一实施例一样的理由，在液体泵11、12、15、和13的出口处配置了有适当尺寸的出口管径(图中未画出)，以便对流过馈送管道41、42、58和45中的吸收液体流量进行调节和控制，使馈送液体的流量在额定工况下达到预先规定的流量值。在由于负荷变动等原因需要对吸收液体的循环量进行重新调节时，可通过改变液体泵11、12、15和13的转数来调节吸收液体的馈送量。

如同在实施例1中的情况类似，即使在响应负荷变化对供热装置5馈送的热量进行相应调节、并导致高温换热器4温度和压力产生很大变化的情况下，通过调节和控制液体泵11、12、15和13的转数也能对吸收液体流量进行适当控制，从而可抑制吸收液体流量的不平衡或吸收液体在高温换热器4中的液位波动，保证连续和稳定的运行。

以下将详细描述控制器20A控制液体泵11、12、15和13转数的过程。

在负荷有所变化时，即冷水温度传感器33检测的冷水温度发生变化，控制器20A可对供热装置5馈送的热量进行调节，通过馈送热量的控制装置(图中未画出)对负荷的变动进行补偿。也就是说，当负荷增加时增大馈送的热量，当负荷减少时减小馈送的热量。

在对供热装置5馈送的热量进行如上调节时，高温换热器4中的温度和压力产生相应的变化，导致高温换热器4中汽化的冷却剂蒸汽的温度和压力产生变化。蒸汽温度传感器31、排气温度传感器32和第二排气温度传感器35对冷却剂蒸汽温度的变化进行检测，检测结果被送入控制器20A。控制器20A响应冷却剂蒸汽温度的变化对高浓度液体泵13的转数进行如下控制。

例如，在负荷增加时，导致供热装置5馈送的热量增加，使高温换热器4的压力和温度以及在高温换热器4中汽化的冷却剂蒸汽的压力和温度也增加。在这种情况下，控制器20A使高浓度液体泵13的转数提高，从而增大吸收液体的流量，以减少高温换热器4的内压，保证运行安全。

同上述的情况相反，在负荷减小导致供热装置5馈送的热量减少时，高温换热器4的压力和温度以及高温换热器4中汽化的冷却剂蒸汽的压力和温度也相应减小。在这种情况下，控制器20A使高浓度液体泵13的转数减少，从而减小吸收液体的流量，以增大高温换热器4的内压。结果，在吸收式致冷机A3连续运转的适当温度和压力范围内，可以实现连续的稳定运转。

控制器20A还可响应液位传感器34检测到的液位信号来调节高浓度液体泵13的转数，从而将高温换热器4中的吸收液体液位控制在预定的范围之内。当液位传感器34检测到预定的高限液位时，控制器20A的控制作用使得高浓度液体泵13的转数降低，减少吸收液体的流量，从而使液位降低；在另外的情况下，当液位传感器34检测到预定的下限液位时，控制器20A的控制作用使得高浓度液体泵13的转数增加，增大吸收液体的流量，从而使液位提高。

在高温换热器4的吸收液体液位低于某一保证致冷机A3可靠运转的预定值时，报警装置(图中未画出)发出报警信号，同时控制作用使供热装置5停止供热。

在响应液位传感器34的检测信号控制高浓度液体泵13的转数时，可采用步进式的控制方式，即使高浓度液体泵13的转数在预定数值范围步进式增加或减少，例如对泵的控制频率可在60HZ、57HZ、48HZ和45HZ之间转换；也可响应负荷、工作环境和供热装置5供热情况的变化使转数连续改变。

在响应蒸汽温度传感器31、排气温度传感器32、第二排气温度传感器35和液位传感器34的检测信号对高浓度液体泵13的转数进行控制时，可由下面所示表2中选择适当的组合来对液体泵11、15和12进行控制。

表2

	稀释液体泵	中等浓度液体泵	第二中等浓度泵	高浓度液体泵
					组合1	转数控制	转数控制	转数控制	转数控制
组合2	转数控制	转数控制	恒定	转数控制
					组合3	转数控制	恒定	恒定	转数控制
组合4	恒定	恒定	恒定	转数控制

在这种情况下，控制作用可调节液体泵11、12、15和13泵供送吸收液体的流量，增加吸收式致冷机A3工作的效率，可使液体泵11、12、15和13保持适当转数，防止液体泵出现压头不足或吸收液体供给缺乏的问题。

如上所述，在本发明实施例3中的吸收式致冷机A3中，控制器20A在负荷变动时可适当调节供热装置5提供的热量，可对稀释液体泵11、中等浓度液体泵12、第二中等浓度液体泵15和高浓度液体泵13的转数进行控制，抑制了因供热热量变化而引起的吸收液体在换热器中的馈送量变化，从而即使在负荷有很大波动的情况下，所述四级效应吸收式致冷机也可实现连续和稳定的具有预期温度的冷水供给。

在高温换热器4中配置了液体液位传感器34，用于监测换热器中的吸收液体的数量是否保持在预定的范围之内，一旦超出了预定的范围，即对高浓度液体泵13的转数进行调整，使得换热器4中吸收液体数量回复到预定范围。这使得可在额定工况的基础上，适时调节由第二中温换热器8馈送到高温换热器4的吸收液体流量与通过高浓度液体旁路管道46传送到回流管44的吸收液体流量两者之间的比例关系。更具体的说，就是可响应负荷的变化而调节高温换热器4的热量。此外，对高温换热器4中的液位及冷却剂蒸汽温度进行检测，对高浓度液体泵13的转数进行了控制，从而可抑制如上所述因供热热量变化引起的液位波动，保证了对所述四级换热效应吸收式致冷机冷水温度的稳定控制。

当由于高浓度液体泵13失效等一些原因而使吸收液体馈送量降低并且液位传感器34检测到的高温换热器4中的液位降低到低于预定的警戒值时，警报装置发出报警信号并同时中断加热，吸收式致冷机A3停止工作，以确保安全。这样，可防止因继续运转而引起的一些问题，如产生过热对高温换热器4造成损坏等。替代这种基于液位传感器34检测结果的安全停机控制手段，也可以在高温换热器4中配置检测因吸收液体减少引起过热的吸收液体温度传感器，并根据其检测结果采用类似的安全停机控制手段，以防止出现液体缺失的空转状态。

在称为逆循环的过程中，吸收液体由吸收器1顺序通过低温换热器2、中温换热器3和第二中温换热器8馈送到高温换热器4。此外，全部吸收液体中有预定比例(例如30-90％)的吸收液体直接由低温换热器2、中温换热器3或第二中温换热器8通过旁路管道43、61或46回送到吸收器1。因此，不必要专门配备分离器将作为换热加速剂的酒精成分由馈送给高温换热器4的吸收液体中分离出来(参见日本专利公开书NO.3040475中图7)，有利于降低吸收式致冷机的制造成本。

由于对一部分吸收液体如上所述进行旁路分流，中等浓度液体泵12、第二中等浓度液体泵15和高浓度液体泵13的规格尺寸可以减小，从而可减少能量消费和传送过程中的热损失。

实施例4：

图4表明本发明第四实施例中吸收式致冷机的原理结构。第四实施例中的吸收式致冷机A4是在实施例3中吸收式致冷机A3的基础上改进了热交换系统，其他部分结构与实施例3中的致冷机相同。

实施例4中的吸收式致冷机A4包括：一个高温热交换器55，用于在通过回流管44由高温换热器4向吸收器1回送的超高浓度吸收液体和通过高浓度液体馈送管道45馈送到高温换热器4的高浓度吸收液体之间进行热交换；一个第二中温热交换器62，用于在以下两个方面的液体之间进行热交换，一方面是进行上述热交换后的超高浓度吸收液体与通过高浓度吸收液体旁路管道46进入管道44中的高浓度吸收液体的混合液体，另一方面是通过第二中等浓度吸收液体馈送管道58馈送给第二中温换热器8的高浓度吸收液体；一个中温热交换器56，用于在以下两个方面的液体之间进行热交换，一方面是进行上述热交换后的混合吸收液体与通过第二中等浓度吸收液体旁路管道61进入管道44中的第二中等浓度吸收液体的混合液体，另一方面是通过中等浓度吸收液体馈送管道42馈送给中温换热器3的中等浓度吸收液体；以及一个低温热交换器57，用于在以下两个方面的液体之间进行热交换，一方面是进行上述热交换后的混合吸收液体与通过中等浓度吸收液体旁路管道43进入管道44的中等浓度吸收液体的混合液，另一方面是通过稀释吸收液体馈送管道41馈送给低温换热器2的稀释吸收液体。

实施例4中的吸收式致冷机A4可使吸收液体换热器更有效地利用供热装置5提供的热量，上述结构具有节省能源的作用。

实施例5：

图5表明本发明第五实施例中的吸收式致冷机的原理结构。本实施例中吸收式致冷机A5在实施例3吸收式致冷机A3的基础上进行了改进：高温换热器4汽化的冷却剂蒸汽被用做第二中温换热器8的热源以防止高温换热器4的内压过高，此外它还被用做内压比第二中温换热器8低的中温换热器3的加热热源。

更具体地说，本实施例的吸收式致冷机A5在实施例3中吸收式致冷机A3的基础上增加配置了以下部件：第二高温蒸汽回流管道63，它作为高温蒸汽回流管道47的旁路可使冷却剂蒸汽由高温换热器4流回中温换热器3；在所述第二蒸汽回流管道63中配置了蒸汽管道转换阀门37和第二冷却剂蒸汽温度传感器36。蒸汽管道转换阀门37通常是关闭的，当出现可能危及高温换热器4的超高压力时，该阀门自动打开以释放高压，起着安全阀的作用。

第二冷却剂蒸汽温度传感器36的检测信号同传感器31、32、33、34和35的检测信号一起馈送到控制器20B。控制器20B响应各传感器31、32、33、34、35和36的检测结果控制液体泵11、12、15和13的转数及馈送的热量。

吸收式致冷机A5的其它部件与吸收式致冷机A3的相应部件相同，在此不再赘述。

如上所述，具有四级换热作用的吸收式致冷机与三级换热作用的吸收式致冷机相比运行效率更高；但在负荷很大时，四级作用致冷机的高温换热器4将会承受很大的压力，有可能造成高温换热器4的损坏。为防止出现这种问题，在实施例5中，当高温换热器4的压力过高时，高温换热器4由高浓度吸收液体中汽化的冷却剂蒸汽被送至第二中温换热器8和中温换热器3并作为它们的热源，这样就可避免高温换热器4承受过高的高压。

在实施例5中的吸收式致冷机A5中，当负荷超过预定压力时，高温换热器4汽化的冷却剂蒸汽流入高温蒸汽回流管47和第二高温蒸汽回流管63，从而可减少高温换热器4的压力；另一方面，当压力小于预定压力时，蒸汽仅流入高温蒸汽回流管47。这样，本发明实施例5提供了一种高效运行的四级换热效应吸收式致冷机。

在本发明实施例5的吸收式致冷机A5中，高温换热器4中压力不会超过预定范围，在全年工作中可保持最佳运行条件。

用于转换冷却剂蒸汽流径的管道转换装置可使蒸汽流入经过选择的管道，它配置在高温蒸汽回流管47和第二高温蒸汽回流管63的交汇处，由控制器20B进行控制。例如，当负荷较低时，可使冷却剂蒸汽仅流入高温蒸汽回流管47，保持吸收式致冷机的高效运行；另一方面在负荷较高时，可使冷却剂蒸汽仅流入第二高温蒸汽回流管63，使得吸收液体不在第二中温换热器8中进行加热，使得致冷机以三级换热效应的方式工作。

实施例6：

图6表明本发明第六实施例中吸收式致冷机的原理结构。实施例6中吸收式致冷机A6在实施例5中致冷机A5的基础上进行了改进：配置了冷却剂排气旁路管道66，用于沟通第三冷却剂排气管道59和第一冷却剂排气管道49，以保持第二中温换热器8和中温换热器3的内压一致。

更具体地说，吸收式致冷机A6在实施例5中致冷机A5的基础上增加配置了冷却剂旁路管道66，它作为第三冷却剂排气管道59的旁路可将在第二中温换热器8中加热之后的冷却剂蒸汽馈送到第一冷却剂排气管道49，同时在所述的冷却剂排气旁路管道66中配置了一个排气管道转换阀门38。

控制器20C响应传感器31、32、33、34、35和36的检测信号，控制所述排气管道转换阀门38的开合及液体泵11、12、15和13的转数和馈送的热量。

吸收式致冷机A6其余部分与吸收式致冷机A5相应部分的结构相同，在此不再赘述。

具有上述结构的吸收式致冷机A6的运行情况描述如下。

在高温换热器4的压力超过预定的压力值时，蒸汽管道转换阀门37开通，使以前仅通过高温蒸汽回流管47馈送给第二中温换热器8的冷却剂蒸汽现在也通过第二蒸汽回流管63馈送给具有较低压力的中温换热器3，从而使得高温换热器4的内压降低。在第二高温蒸汽回流管63中的蒸汽温度由第二蒸汽温度传感器36进行检测，如果检测到的蒸汽温度高于预定的温度值，控制器20C发出指令，开通蒸汽管道转换阀门37。由于蒸汽转换阀门37的开通，冷却剂排气由第三冷却剂排气管道59通过冷却剂排气旁路管道66进入第一冷却剂排气管道49，从而使第二中温换热器8和中温换热器3的内压保持一致。

如上所述，在实施例6的吸收式致冷机A6中，当高温换热器4中压力较高时，高温换热器4汽化的冷却剂蒸汽同时进入第二中温换热器8和中温换热器3，两个换热器的冷却剂排气管道彼此沟通，使得高温换热器4中的压力降低，并使第二中温换热器8和中温换热器3的内压一致，从而保证了运行的稳定。

以上通过实施例对本发明进行了详细描述，但本发明决不仅仅局限于所述实施例，可对其进行各种修改和变形。例如，上面已经描述了通过检测高温换热器汽化的冷却剂蒸汽温度来控制液体泵的转数，但对液体泵转数的控制也可在检测冷却剂蒸汽压力的基础上进行。

如上所述，可用一个一体性的锅炉来取代高温换热器和供热装置。

此外，在实施例3中，第二中温换热器或第二中温换热器和中温换热器可以是能够承受预定压力的压力容器，这可以增强对提高压力的耐受力和改善安全性。

此外，可采用自动阀门以取代实施例5和6中的蒸汽管道转换阀门37，由控制器20B或20C对其开闭进行控制。实施例6中的排气管道转换阀门38也可由一般称为安全阀的部件代替，它在所施压力达到预定压力值时可自动开通。

如上所述，按本发明的吸收式致冷机采用了具有三级或四级换热器的三级或四级换热效应，与传统的采用一级或两级换热的吸收式致冷机相比，可显著改善致冷性能。

按本发明的吸收式致冷机，由于降低了吸收液体在高温侧换热器的循环比例，而在提高运行效率方面具有明显优势。

在本发明的一些最佳实施例中，根据负荷及运行条件的变化，在对高温换热器液体数量、温度和压力进行检测的基础上，实施了对液体泵转数的调节，对高温换热器的加热热量和吸收液体的循环流量进行了控制，因此，即使在负荷变动的情况下，本发明也具有稳定控制高温换热器液体数量和持续保证预期致冷效果的优点。

在本发明吸收式致冷机的一个最佳实施例中，本发明具有检测高温换热器压力和温度以及降低四级换热效应吸收式致冷机压力的优点，而一般吸收式致冷机存在高温换热器中温度和压力不断升高到较高水平的问题。

Claims (39)

1、一种包括顺序相连的低温换热器、中温换热器和高温换热器具有三级换热器的吸收式致冷机，包括：

一个将稀释吸收液体馈送给所述低温换热器的稀释液体泵，所述稀释液体是通过吸收器使吸收液体吸收了冷却剂而生成的；

一个将中等浓度吸收液体馈送到所述中温换热器的中等浓度液体泵，所述中等浓度吸收液体是所述稀释吸收液体经所述低温换热器加热和浓化而生成的；

一个将高浓度吸收液体馈送到所述高温换热器的高浓度液体泵，所述高浓度吸收液体是所述中等浓度吸收液体经所述中温换热器加热和浓化而生成的；

一个将部分中等浓度吸收液体直接送回到所述吸收器的中等浓度吸收液体旁路管道，从而仅使预定比例的在所述低温换热器中得到的中等浓度吸收液体被所述中等浓度液体泵馈送到所述中温换热器；

一个将部分高浓度吸收液体直接送回到所述吸收器的高浓度吸收液体旁路管道，从而仅使预定比例的在所述中温换热器中得到的高浓度吸收液体被所述高浓度液体泵馈送到所述高温换热器。

2、一种包括顺序相连的低温换热器、中温换热器和高温换热器具有三级换热器的吸收式致冷机，包括：

用于检测负荷的负荷检测装置；

向所述高温换热器进行供热的热源装置；

在所述负荷检测装置对负荷进行检测的基础上，对所述供热热源向所述高温换热器供热热量进行控制的供热控制装置；

一个将稀释吸收液体馈送给所述低温换热器的稀释液体泵，所述稀释液体是通过吸收器使吸收液体吸收了冷却剂而生成的；

一个将中等浓度吸收液体馈送到所述中温换热器的中等浓度液体泵，所述中等浓度吸收液体是所述稀释吸收液体经所述低温换热器加热和浓化而生成的；

一个将高浓度吸收液体馈送到所述高温换热器的高浓度液体泵，所述高浓度吸收液体是所述中等浓度吸收液体经所述中温换热器加热和浓化而生成的；

一个将部分中等浓度吸收液体直接送回到所述吸收器的中等浓度吸收液体旁路管道，从而仅使预定比例的在所述低温换热器中得到的中等浓度吸收液体被所述中等浓度液体泵馈送到所述中温换热器；

一个将部分高浓度吸收液体直接送回到所述吸收器的高浓度吸收液体旁路管道，从而仅使预定比例的在所述中温换热器中得到的高浓度吸收液体被所述高浓度液体泵馈送到所述高温换热器；

控制所述稀释液体泵、中等浓度液体泵和高浓度液体泵转数的转数控制装置，其控制作用仅使预定比例的在所述低温换热器中得到的中等浓度吸收液体和在所述中温换热器中得到的高浓度吸收液体得以泵送，同时仅使预定比例的在所述吸收器中吸收了冷却剂的稀释吸收液体馈送到所述低温换热器。

3、如权利要求1或2所述吸收式致冷机，其中所述初始额定循环量的比例选择使所述中等浓度液体泵向所述中温换热器泵送的中等浓度吸收液体比例在所述低温换热器馈送量的50-98％之间。

4、如权利要求1或2所述吸收式致冷机，其中所述初始额定循环量的比例选择使所述高浓度液体泵向所述高温换热器泵送的高浓度吸收液体比例在所述中温换热器馈送量的50-98％之间。

5、如权利要求1或2所述吸收式致冷机，其中所述初始额定循环量的比例选择使所述高浓度液体泵的额定泵送量在所述稀释液体泵泵送量的30-90％之间。

6、如权利要求2所述吸收式致冷机，包括：用于检测在所述高温换热器中汽化的冷却剂蒸汽温度的冷却剂蒸汽温度检测装置；可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述蒸汽温度检测装置检测的冷却剂蒸汽温度高于预定的温度值时使所述高浓度液体泵的转数提高；在所述蒸汽温度检测装置检测的冷却剂蒸汽温度低于预定的温度值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数降低。

7、如权利要求2所述吸收式致冷机，包括：用于检测在所述高温换热器中汽化的冷却剂蒸汽压力的冷却剂蒸汽压力检测装置；可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述压力检测装置检测的冷却剂蒸汽压力高于预定的压力值时使所述高浓度液体泵的转数提高；在所述蒸汽压力检测装置检测的冷却剂蒸汽压力低于预定的压力值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数降低。

8、如权利要求2所述吸收式致冷机，包括：用于检测冷却剂蒸汽对所述中温换热器加热之后的冷却剂排气温度的冷却剂排气温度检测装置，所述冷却剂蒸汽由所述高温换热器馈送给中温换热器并作为加热和浓化中等浓度吸收液体的热源；可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述冷却剂排气温度检测装置检测的冷却剂排气温度高于预定的温度值时使所述高浓度液体泵的转数提高。

9、如权利要求8所述吸收式致冷机，其中在所述冷却剂排气温度检测装置检测到的冷却剂排气低于预定的温度值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数降低。

10、如权利要求2-9所述任何一种吸收式致冷机，其中所述吸收式致冷机包括：用于检测高温换热器中吸收液体液位的液位检测装置和可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述液位检测装置检测到的高温换热器吸收液体液位高于预定的上限值时使所述高浓度液体泵的转数降低；在所述液位检测装置检测的吸收液体液位低于预定的下限值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数提高。

11、如权利要求10所述吸收式致冷机，进一步包括报警和紧急停机装置，该装置在所述液位检测装置检测到的高温换热器中吸收液体液位低于预定的安全值时发出报警信号，并停止供热装置的供热。

12、如权利要求10所述吸收式致冷机，其中所述转数控制装置响应所述液位检测装置的检测结果调节所述高浓度液体泵的转数，所述高浓度液体泵的转数在预定的转数范围内步进式改变。

13、如权利要求10所述吸收式致冷机，其中所述转数控制装置响应所述液位检测装置的检测结果调节所述高浓度液体泵的转数，所述高浓度液体泵的转数可连续变化。

14、如权利要求10所述吸收式致冷机，其中所述转数控制装置响应所述蒸汽温度检测装置、蒸汽压力检测装置、排气温度检测装置和液位检测装置中的至少一个检测装置的检测信号对所述高浓度液体泵的转数进行调节，同时对所述稀释液体泵和中等浓度液体泵中的至少一个液体泵进行控制。

15、如权利要求14所述吸收式致冷机，其中所述转数控制装置在调节所述高浓度液体泵转数的同时可对所述稀释液体泵和中等浓度液体泵中的一个或两个泵的转数进行调控，液体泵的组合调控方式可从预先设定的组合表中适当选择。

16、一种包括顺序相连的低温换热器、中温换热器、第二中温换热器和高温换热器具有四级换热器的吸收式致冷机，包括：

用于检测负荷的负荷检测装置；

向所述高温换热器进行供热的热源装置；

在所述负荷检测装置对负荷进行检测的基础上，对所述供热热源向所述高温换热器供热热量进行控制的供热控制装置；

一个将稀释吸收液体馈送给所述低温换热器的稀释液体泵，所述稀释液体是通过吸收器使吸收液体吸收了冷却剂而生成的；

一个将中等浓度吸收液体馈送到所述中温换热器的中等浓度液体泵，所述中等浓度吸收液体是所述稀释吸收液体经所述低温换热器加热和浓化而生成的；

一个将第二中等浓度吸收液体馈送到所述第二中温换热器的第二中等浓度液体泵，所述第二中等浓度吸收液体是所述中等浓度吸收液体经所述中温换热器加热和浓化而生成的；

一个将高浓度吸收液体馈送到所述高温换热器的高浓度液体泵，所述高浓度吸收液体是所述第二中等浓度吸收液体经所述第二中温换热器加热和浓化而生成的；

一个将部分中等浓度吸收液体直接送回到所述吸收器的中等浓度吸收液体旁路管道，从而仅使预定比例的在所述低温换热器中得到的中等浓度吸收液体被所述中等浓度液体泵馈送到所述中温换热器；

一个将部分第二中等浓度吸收液体直接送回所述吸收器的第二中等浓度吸收液体旁路管道，从而仅使预定比例的在所述中温换热器中得到的第二中等浓度吸收液体被所述第二中等浓度液体泵馈送到所述第二中温换热器；

一个将部分高浓度吸收液体直接送回到所述吸收器的高浓度吸收液体旁路管道，从而仅使预定比例的在所述第二中温换热器中得到的高浓度吸收液体被所述高浓度液体泵馈送到所述高温换热器；

控制所述稀释液体泵、中等浓度液体泵、第二中等浓度液体泵和高浓度液体泵转数的转数控制装置，其控制作用仅使预定比例的在所述低温换热器中得到的中等浓度吸收液体馈送到所述中温换热器、仅使预定比例的在所述中温换热器中得到的第二中等浓度吸收液体馈送到所述第二中温换热器、仅使预定比例的在所述第二中温换热器中得到的高浓度吸收液体馈送到所述高温换热器、以及仅使预定比例的在吸收器中因吸收冷却剂而生成的稀释吸收液体馈送到所述低温换热器。

17、如权利要求16所述吸收式致冷机，其中所述初始额定循环量的比例选择使所述中等浓度液体泵向所述中温换热器泵送的中等浓度吸收液体比例在所述低温换热器馈送量的50-98％之间。

18、如权利要求16所述吸收式致冷机，其中所述初始额定循环量的比例选择使所述第二中等浓度液体泵向所述第二中温换热器泵送的第二中等浓度吸收液体比例在所述中温换热器馈送量的50-98％之间。

19、如权利要求16所述吸收式致冷机，其中所述初始额定循环量的比例选择使所述高浓度液体泵向所述高温换热器泵送的高浓度吸收液体比例在所述第二中温换热器馈送量的50-98％之间。

20、如权利要求16所述吸收式致冷机，其中所述初始额定循环量的比例选择使所述高浓度液体泵的额定泵送量在所述稀释液体泵泵送量的30-90％之间。

21、如权利要求16所述吸收式致冷机，其中所述吸收式致冷机包括：用于检测在所述高温换热器中汽化的冷却剂蒸汽温度的冷却剂蒸汽温度检测装置；可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述蒸汽温度检测装置检测的冷却剂蒸汽温度高于预定的温度值时使所述高浓度液体泵的转数提高；在所述蒸汽温度检测装置检测的冷却剂蒸汽温度低于预定的温度值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数降低。

22、如权利要求16所述吸收式致冷机，包括：用于检测在所述高温换热器中汽化的冷却剂蒸汽压力的冷却剂蒸汽压力检测装置；可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述压力检测装置检测的冷却剂蒸汽压力高于预定的压力值时使所述高浓度液体泵的转数提高；在所述蒸汽压力检测装置检测的冷却剂蒸汽压力低于预定的压力值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数降低。

23、如权利要求16所述吸收式致冷机，包括：

用于检测冷却剂蒸汽对所述第二中温换热器加热之后的冷却剂排气温度的冷却剂排气温度检测装置，所述冷却剂蒸汽由所述高温换热器馈送给第二中温换热器并作为加热和浓化第二中等浓度吸收液体的热源；

用于检测冷却剂蒸汽对所述中温换热器加热之后的冷却剂排气温度的第二冷却剂排气温度检测装置，所述冷却剂蒸汽由所述第二中温换热器馈送到所述中温换热器并作为加热和浓化中等浓度吸收液体的热源；

可实现控制作用的转数控制装置，其中所述控制作用在所述冷却剂排气温度检测装置或第二冷却剂排气装置检测到的冷却剂排气温度中至少有一个高于预定的温度值时，使所述高浓度液体泵的转数提高。

24、如权利要求23所述吸收式致冷机，其中在所述冷却剂排气温度检测装置和第二冷却剂排气检测装置检测到的冷却剂排气温度中至少有一个低于预定的温度值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数降低。

25、如权利要求16-24所述任何一种吸收式致冷机，其中所述吸收式致冷机包括用于检测高温换热器中吸收液体液位的液位检测装置和可实现控制作用的转数控制装置，所述控制作用在所述液位检测装置检测到的高温换热器吸收液体液位高于预定的上限值时使所述高浓度液体泵的转数降低；在所述液位检测装置检测的吸收液体液位低于预定的下限值时，所述控制作用使所述高浓度液体泵的转数提高。

26、如权利要求25所述吸收式致冷机，进一步包括报警和紧急停机装置，该装置在所述液位检测装置检测到的高温换热器中吸收液体液位低于预定的安全值时发出报警信号，并停止供热装置的供热。

27、如权利要求25所述吸收式致冷机，其中所述转数控制装置响应所述液位检测装置的检测结果调节所述高浓度液体泵的转数，所述高浓度液体泵的转数在预定的转数范围内步进式改变。

28、如权利要求25所述吸收式致冷机，其中所述转数控制装置响应所述液位检测装置的检测结果调节所述高浓度液体泵的转数，所述高浓度液体泵的转数可连续变化。

29、如权利要求25所述吸收式致冷机，其中所述转数控制装置响应所述蒸汽温度检测装置、蒸汽压力检测装置、排气温度检测装置、第二排气温度检测装置和液位检测装置中的至少一个检测装置的检测信号对所述高浓度液体泵的转数进行调节，同时对所述稀释液体泵、中等浓度液体泵和第二中等浓度液体泵中的至少一个液体泵进行控制。

30、如权利要求29所述吸收式致冷机，其中所述转数控制装置在调节所述高浓度液体泵转数的同时可对所述稀释液体泵、中等浓度液体泵和第二中等浓度液体泵中的一个、两个、或三个泵的转数进行调控，液体泵的组合调控方式可从预先设定的组合表中适当选择。

31、如权利要求16所述吸收式致冷机，其中所述吸收式致冷机至少包括一种热交换器：低温热交换器、中温热交换器、第二中温热交换器或高温热交换器。所述低温热交换器对稀释液体泵泵送的稀释液体进行加热并将同等数量的液体馈送给低温换热器，所述中温热交换器对中等浓度液体泵泵送的中等浓度吸收液体进行加热并将同等数量的液体馈送给中温换热器，所述第二中温热交换器对第二中等浓度液体泵泵送的第二中等浓度的吸收液体进行加热并将同等数量的液体馈送给第二中温换热器，所述高温热交换器对高浓度液体泵泵送的高浓度吸收液体进行加热并将同等数量的液体馈送给高温换热器。

32、如权利要求16所述吸收式致冷机，其中包括：将所述高温换热器汽化的冷却剂蒸汽作为热源馈送给所述中温换热器的第二高温蒸汽回流管道；配置在所述第二高温蒸汽回流管道中的蒸汽管道转换阀门；其中所述高温换热器汽化的冷却剂蒸汽被作为热源馈送给所述第二中温换热器和所述中温换热器。

33、如权利要求32所述吸收式致冷机，其中包括：使所述第二中温换热器和所述中温换热器彼此沟通的冷却剂排气旁路管道，和配置在所述排气旁路管道中的排气管道转换阀门。

34、如权利要求31或32所述吸收式致冷机，其中所述蒸汽或排气管道转换阀门是一种安全阀，所述阀门在压力超过预定的安全值时开通。

35、如权利要求33所述吸收式致冷机，其中所述排气管道转换阀门的开闭受到控制，当高温换热器内温度超过预定的安全值时，阀门受控开通。

36、如权利要求16-24，26-33，35中任一权利要求所述的吸收式致冷机，其中只有所述第二中温换热器或者只有所述第二中温换热器和中温换热器为压力容器。

37、如权利要求1-2，6-9，11-24，26-33，35中任一权利要求所述的吸收式致冷机，其中所述高温换热器具有可将汽化的冷却剂蒸汽同吸收液体分离开来的气-液分离器。

38、如权利要求1-2，6-9，11-24，26-33，35中任一权利要求所述的吸收式致冷机，其中所述高温换热器同锅炉制成一体。

39、如权利要求1-2，6-9，11-24，26-33，35中任一权利要求所述的吸收式致冷机，其中所述冷却剂是水，所述吸收液体中包含溴化锂。

Images