CN207662009U - 吸收式热交换系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的吸收式热交换系统,使低温的被加热流体的出口温度高于高温的加热源流体的入口温度。该吸收式热交换系统构成为具备:冷凝部,其利用制冷剂蒸气的冷凝热而使被加热流体的温度上升;蒸发部,其通过从加热源流体夺取制冷剂液的蒸发潜热而使加热源流体的温度降低;吸收部,其借助吸收液吸收了制冷剂蒸气时释放出的吸收热而使在冷凝部中温度上升后的被加热流体的温度上升;再生部,其通过从加热源流体夺取使制冷剂从稀溶液脱离所需的热而使加热源流体的温度降低;热交换部,其使被加热流体与升温流体之间进行热交换,通过吸收液与制冷剂的吸收热泵循环,使吸收部以及蒸发部内部的压力以及温度变得比再生部以及冷凝部高。
Description
技术领域
本实用新型涉及吸收式热交换系统,特别是涉及以使低温流体的出口温度高于高温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
热交换器作为在高温的流体与低温的流体之间进行热交换的装置而广泛使用。在两个流体之间直接进行热交换的热交换器中,无法使低温的流体的出口温度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:专利第5498809号公报(参照图11等)
作为热交换器的用途之一,可列举出回收废热。废热是不使用而废弃的热,因此若能够使回收废热而使温度上升的低温的流体的出口温度成为比包含废热的高温的流体的入口温度高的温度,则应用的范围变得广泛。
实用新型内容
本实用新型鉴于上述课题,目的在于提供能够使相当于低温的流体的被加热流体的出口温度比相当于高温的流体的加热源流体的入口温度高的吸收式热交换系统。
为了实现上述目的,本实用新型的第一方式的吸收式热交换系统,例如如图1所示,具备:冷凝部40,其利用在制冷剂的蒸气Vg冷凝而成为制冷剂液Vf时释放出的冷凝热而使被加热流体FL的温度上升;蒸发部20,其通过从冷凝部40导入制冷剂液Vf,并从加热源流体FH夺取导入的制冷剂液Vf蒸发而成为制冷剂蒸气Ve时所需的蒸发潜热,使加热源流体FH的温度降低;吸收部10,其从蒸发部20导入制冷剂蒸气Ve,并且导入在冷凝部40中温度上升后的被加热流体FL,并借助吸收液Sa吸收导入的制冷剂蒸气Ve而成为浓度降低的稀溶液Sw时释放出的吸收热,使导入的被加热流体FL的温度上升;再生部30,其通过从吸收部10导入稀溶液Sw,并从加热源流体FH夺取对导入的稀溶液Sw进行加热而使制冷剂Vg从稀溶液Sw脱离而成为浓度上升的浓溶液Sa所需的热,使加热源流体FH的温度降低;以及热交换部80,其使在吸收部10中温度上升前的被加热流体FL、与使在吸收部10中温度上升前的被加热流体FL的温度上升的升温流体FH之间进行热交换;构成为:通过吸收液Sa、Sw与制冷剂Ve、Vf、Vg的吸收热泵循环,使吸收部10的内部的压力以及温度变得比再生部30高,蒸发部20的内部的压力以及温度变得比冷凝部40高。
若这样构成,则能够使从吸收部流出的被加热流体的温度比流入蒸发部的加热源流体的温度高。
另外,本实用新型的第二方式的吸收式热交换系统,例如如图1所示,在上述本实用新型的第一方式的吸收式热交换系统1的基础上构成为:为了对再生部30内的稀溶液Sw加热,而将在蒸发部20中温度降低后的加热源流体FH导入再生部30。
若这样构成,则能够抑制在再生部中吸收液过度地浓缩。
另外,本实用新型的第三方式的吸收式热交换系统,例如如图1所示,在上述本实用新型的第二方式的吸收式热交换系统1的基础上构成为:热交换部80构成为包括第一热交换部81,该第一热交换部81将在再生部30中温度降低后的加热源流体FH作为升温流体而导入。
若这样构成,则能够将加热源流体全部导入蒸发部以及再生部,从而能够使投入至蒸发部以及再生部的热量最大化。
另外,本实用新型的第四方式的吸收式热交换系统,例如如图2所示,在上述本实用新型的第二方式或者第三方式的吸收式热交换系统2的基础上构成为:热交换部80构成为包括第二热交换部82,该第二热交换部82将从被导入蒸发部20前的加热源流体FH分流的一部分的加热源流体FHs作为升温流体而导入。
若这样构成,则能够根据加热源流体的分流比,调节被导入吸收部的被加热流体的温度。
另外,本实用新型的第五方式的吸收式热交换系统,例如参照图2所示,在上述本实用新型的第四方式的吸收式热交换系统2的基础上构成为:以使被导入吸收部10的被加热流体FL的温度成为规定的温度的方式,来设定流入蒸发部20的加热源流体FH的流量与流入第二热交换部82的加热源流体FH的流量之比。
若这样构成,则能够将被导入吸收部的被加热流体的温度设定为规定的温度。
另外,本实用新型的第六方式的吸收式热交换系统,例如参照图1所示,在上述本实用新型的第二方式~第五方式的任一方式的吸收式热交换系统1的基础上构成为:以使被导入冷凝部40的被加热流体FL的温度低于从再生部30流出的加热源流体FH的温度、从吸收部10流出的被加热流体FL的温度高于流入蒸发部20的加热源流体FH的温度的方式,来设定被加热流体FL的流量与加热源流体FH的流量之比。
若这样构成,则经由吸收液与制冷剂的吸收热泵循环,能够使加热源流体保有的热更多地向被加热流体移动。
另外,本实用新型的第七方式的吸收式热交换系统,例如参照图5所示,在上述本实用新型的第一方式的吸收式热交换系统1A的基础上构成为:为了对蒸发部20内的制冷剂液Vf进行加热,而将在再生部30中温度降低后的加热源流体FH导入蒸发部20。
若这样构成,则与将在蒸发部中温度降低后的加热源流体导入再生部的情况相比,能够使被加热流体获得的热量增大。
另外,本实用新型的第八方式的吸收式热交换系统,例如参照图5所示,在上述本实用新型的第七方式的吸收式热交换系统1A的基础上构成为:热交换部80构成为包括第三热交换部81,该第三热交换部81将在蒸发部20中温度降低后的加热源流体FH作为升温流体而导入。
若这样构成,则能够将加热源流体全部导入蒸发部以及再生部,从而能够使投入蒸发部以及再生部的热量最大化。
另外,本实用新型的第九方式的吸收式热交换系统,例如参照图6所示,在上述本实用新型的第七方式或者第八方式的吸收式热交换系统2A的基础上构成为:热交换部80构成为包括第四热交换部82,该第四热交换部82将从被导入再生部30前的加热源流体FH分流的一部分加热源流体FHs作为升温流体而导入。
若这样构成,则能够根据加热源流体的分流比,调节被导入吸收部的被加热流体的温度。
另外,本实用新型的第十方式的吸收式热交换系统,例如参照图6所示,在上述本实用新型的第九方式的吸收式热交换系统2A的基础上构成为:以使被导入吸收部10的被加热流体FL的温度成为规定的温度的方式,来设定流入再生部30的加热源流体FH的流量与流入第四热交换部82的加热源流体FH的流量之比。
若这样构成,则能够将被导入吸收部的被加热流体的温度设定为规定的温度。
另外,本实用新型的第十一方式的吸收式热交换系统,例如参照图5所示,在上述本实用新型的第七方式~第十方式的任一方式的吸收式热交换系统1A的基础上构成为:以使被导入冷凝部40的被加热流体FL的温度低于从蒸发部20流出的加热源流体FH的温度、从吸收部10流出的被加热流体FL的温度高于流入再生部30的加热源流体FH的温度的方式,来设定被加热流体FL的流量与加热源流体FH的流量之比。
若这样构成,则经由吸收液与制冷剂的吸收热泵循环,能够使加热源流体保有的热更多地向被加热流体移动。
另外,本实用新型的第十二方式的吸收式热交换系统,例如参照图9所示,在上述本实用新型的第一方式的吸收式热交换系统1B的基础上构成为:导入蒸发部20的加热源流体FH和导入再生部30的加热源流体FH被并联地导入。
若这样构成,则能够使蒸发部的来自加热源流体的除热量与再生部的来自加热源流体的除热量成为相同程度。此外,使被加热流体获得的热量增大,并且能够抑制在再生部中吸收液过度地浓缩。
另外,本实用新型的第十三方式的吸收式热交换系统,例如参照图10所示,在上述本实用新型的第十二方式的吸收式热交换系统2B的基础上构成为:热交换部80构成为包括第五热交换部82,该第五热交换部82将从导入蒸发部20以及再生部30前的加热源流体FH分流的一部分加热源流体FHs作为升温流体而导入。
若这样构成,则能够根据加热源流体的分流比,调节被导入吸收部的被加热流体的温度。
另外,本实用新型的第十四方式的吸收式热交换系统,例如参照图10所示,在上述本实用新型的第十三方式的吸收式热交换系统2B的基础上构成为:以使被导入吸收部10的被加热流体FL的温度成为规定的温度的方式,来设定流入蒸发部20以及再生部30的加热源流体FH的流量与流入第五热交换部82的加热源流体FHs的流量之比。
若这样构成,能够将导入吸收部的被加热流体的温度设定为规定的温度。
另外,本实用新型的第十五方式的吸收式热交换系统,例如参照图11所示,在上述本实用新型的第十二方式~第十四方式的任一方式的吸收式热交换系统3B的基础上构成为:热交换部80构成为包括第六热交换部81,该第六热交换部81将在再生部30中温度降低后的加热源流体FH以及在蒸发部20中温度降低后的加热源流体FH的至少一方作为升温流体而导入。
若这样构成,则能够有效地利用在蒸发部中夺取热量后的加热源流体以及在再生部中夺取热量后的加热源流体的至少一方所保有的热,能够提高热利用效率。
另外,本实用新型的第十六方式的吸收式热交换系统,例如参照图11所示,在上述本实用新型的第十三方式或者第十四方式的吸收式热交换系统3B的基础上构成为:热交换部80包括第六热交换部81,该第六热交换部81将在再生部30中温度降低后的加热源流体FH以及在蒸发部20中温度降低后的加热源流体FH的至少一方作为升温流体而导入,并且构成为:将在第六热交换部81中温度上升后的被加热流体FL导入第五热交换部82,将在第五热交换部82中温度降低后的加热源流体FHs导入第六热交换部81。
若这样构成,则能够高效地进行被加热流体与加热源流体的热交换。
另外,本实用新型的第十七方式的吸收式热交换系统,例如参照图9所示,在上述本实用新型的第十二方式~第十六方式的任一方式的吸收式热交换系统1B的基础上构成为:以使被导入冷凝部40的被加热流体FL的温度低于从蒸发部20以及再生部30流出的加热源流体FH的温度、从吸收部10流出的被加热流体FL的温度高于流入蒸发部20以及再生部30的加热源流体FH的温度的方式,来设定被加热流体FL的流量与加热源流体FH的流量之比。
若这样构成,则经由吸收液与制冷剂的吸收热泵循环,能够使加热源流体所保有的热更多地向被加热流体移动。
另外,本实用新型的第十八方式的吸收式热交换系统,例如如图4所示,在上述本实用新型的第一方式~第十七方式的任一方式的吸收式热交换系统4的基础上,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与从热交换部80流出的升温流体FH之间进行热交换。
若这样构成,则能够降低从吸收式热交换系统流出的加热源流体的温度,从而能够增加吸收式热交换系统中从加热源流体回收的热量。
根据本实用新型,能够使从吸收部流出的被加热流体的温度高于流入蒸发部的加热源流体的温度。
附图说明
图1是本实用新型的第一实施方式的吸收式热交换系统的示意的系统图。
图2是本实用新型的第二实施方式的吸收式热交换系统的示意的系统图。
图3是本实用新型的第三实施方式的吸收式热交换系统的示意的系统图。
图4是本实用新型的第四实施方式的吸收式热交换系统的示意的系统图。
图5是本实用新型的第一实施方式的第一变形例的吸收式热交换系统的示意的系统图。
图6是本实用新型的第二实施方式的第一变形例的吸收式热交换系统的示意的系统图。
图7是本实用新型的第三实施方式的第一变形例的吸收式热交换系统的示意的系统图。
图8是本实用新型的第四实施方式的第一变形例的吸收式热交换系统的示意的系统图。
图9是本实用新型的第一实施方式的第二变形例的吸收式热交换系统的示意的系统图。
图10是本实用新型的第二实施方式的第二变形例的吸收式热交换系统的示意的系统图。
图11是本实用新型的第三实施方式的第二变形例的吸收式热交换系统的示意的系统图。
图12是本实用新型的第四实施方式的第二变形例的吸收式热交换系统的示意的系统图。
附图标记说明:1...吸收式热交换系统;10...吸收器;20...蒸发器;30...再生器;40...冷凝器;80...热交换部;81...第一热交换部;82...第二热交换部;99...制冷剂热交换器;FH...高温流体;FHs...部分高温流体;FL...低温流体;Sa...浓溶液;Sw...稀溶液;Ve...蒸发器制冷剂蒸气;Vf...制冷剂液;Vg...再生器制冷剂蒸气。
具体实施方式
以下,参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。另外,对各图中相互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对本实用新型的第一实施方式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的示意的系统图。吸收式热交换系统1是利用吸收液与制冷剂的吸收热泵循环,以使低温流体FL的出口温度高于高温流体FH的入口温度的方式进行低温流体FL与高温流体FH的热交换的系统。在此,低温流体FL是在吸收式热交换系统1中成为使温度上升的对象的流体,相当于被加热流体。高温流体FH是在吸收式热交换系统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,还具备第一热交换部81。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而根据性状、热泵循环上的位置而称为“稀溶液Sw”、“浓溶液Sa”等,但在与性状等无关时则进行统称,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而根据性状、热泵循环上的位置而称为“蒸发器制冷剂蒸气Ve”、“再生器制冷剂蒸气Vg”、“制冷剂液Vf”等,但在与性状等无关时则进行统称,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:构成低温流体FL的流路的导热管12、和将浓溶液Sa供给于导热管12的表面的浓溶液供给装置13。吸收器10从浓溶液供给装置13将浓溶液Sa供给于导热管12的表面,在浓溶液Sa吸收蒸发器制冷剂蒸气Ve而成为稀溶液Sw时产生吸收热。构成为在导热管12流动的低温流体FL接受该吸收热而使低温流体FL被加热。
蒸发器20在蒸发器罐体21的内部具有构成高温流体FH的流路的热源管22。蒸发器20在蒸发器罐体21的内部不具有使制冷剂液Vf飞散的喷嘴。因此热源管22配设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)。蒸发器20构成为:热源管22周边的制冷剂液Vf因在热源管22内流动的高温流体FH的热而蒸发,从而产生蒸发器制冷剂蒸气Ve。在蒸发器罐体21连接有向蒸发器罐体21内供给制冷剂液Vf的制冷剂液管45。
吸收器10与蒸发器20相互连通。构成为:通过吸收器10与蒸发器20连通,由此能够将在蒸发器20产生的蒸发器制冷剂蒸气Ve向吸收器10供给。
再生器30具有:使加热稀溶液Sw的高温流体FH在内部流动的热源管32、和将稀溶液Sw供给于热源管32的表面的稀溶液供给装置33。在热源管32内流动的高温流体FH成为在蒸发器20的热源管22内流动后的高温流体FH。蒸发器20的热源管22与再生器30的热源管32通过供高温流体FH流动的高温流体连接管25而连接。在再生器30的热源管32的与连接有高温流体连接管25的端部相反的一侧的端部连接有高温流体排出管39。高温流体排出管39是构成将高温流体FH向系统外引导的流路的管。再生器30构成为:从稀溶液供给装置33供给的稀溶液Sw被高温流体FH加热,由此制冷剂V从稀溶液Sw蒸发而生成浓度上升的浓溶液Sa。构成为:从稀溶液Sw蒸发的制冷剂V作为再生器制冷剂蒸气Vg而移动至冷凝器40。
冷凝器40在冷凝器罐体41的内部具有供低温流体FL流动的导热管42。在导热管42内流动的低温流体FL,之后在吸收器10的导热管12内流动。冷凝器40的导热管42与吸收器10的导热管12通过供低温流体FL流动的低温流体连接管15而连接。冷凝器40构成为:导入由再生器30产生的再生器制冷剂蒸气Vg,使其冷凝而成为制冷剂液Vf时释放出的冷凝热被在导热管42内流动的低温流体FL接受,从而使低温流体FL被加热。为了使再生器30与冷凝器40相互连通,而将再生器30的罐体与冷凝器罐体41一体地形成。构成为:通过再生器30与冷凝器40连通,从而能够将由再生器30产生的再生器制冷剂蒸气Vg向冷凝器40供给。
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利用供浓溶液Sa流动的浓溶液管35而连接。在浓溶液管35配设有对浓溶液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通过供稀溶液Sw流动的稀溶液管36而连接。在浓溶液管35以及稀溶液管36配设有使浓溶液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利用供制冷剂液Vf流动的制冷剂液管45而连接。在制冷剂液管45配设有对制冷剂液Vf进行加压输送的制冷剂泵46。
构成为:第一热交换部81配设于低温流体连接管15以及高温流体排出管39,使在低温流体连接管15流动的低温流体FL与在高温流体排出管39流动的高温流体FH进行热交换。第一热交换部81是热交换部80的一个方式,相当于第一热交换部。第一热交换部81典型而言由壳管式热交换器构成,但也可以是板式热交换器等使两个流体之间进行热交换的设备。
吸收式热交换系统1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。对于吸收式热交换系统1而言,吸收器10、蒸发器20、再生器30、冷凝器40成为第二种吸收热泵的结构。
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,对制冷剂侧的吸收热泵循环进行说明。在冷凝器40中,接受由再生器30蒸发的再生器制冷剂蒸气Vg,通过在导热管42流动的低温流体FL将再生器制冷剂蒸气Vg冷却而冷凝,成为制冷剂液Vf。此时,低温流体FL因再生器制冷剂蒸气Vg冷凝时释放出的冷凝热而温度上升。冷凝的制冷剂液Vf通过制冷剂泵46而输送至蒸发器罐体21。被输送至蒸发器罐体21的制冷剂液Vf通过在热源管22内流动的高温流体FH而被加热,并蒸发而成为蒸发器制冷剂蒸气Ve。此时,高温流体FH被制冷剂液Vf夺取热而温度降低。在蒸发器20产生的蒸发器制冷剂蒸气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热泵循环进行说明。在吸收器10中,从浓溶液供给装置13被供给浓溶液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气Ve进行吸收。吸收蒸发器制冷剂蒸气Ve后的浓溶液Sa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气Ve时产生吸收热。借助该吸收热,在导热管12流动的低温流体FL被加热,低温流体FL的温度上升。在导热管12流动的低温流体FL是通过了冷凝器40的导热管42以及第一热交换部81后的流体。在吸收器10中吸收蒸发器制冷剂蒸气Ve后的浓溶液Sa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中与浓溶液Sa进行热交换而温度降低并到达再生器30。
输送至再生器30的稀溶液Sw从稀溶液供给装置33被供给,借助在热源管32流动的高温流体FH而被加热,所供给的稀溶液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,高温流体FH被稀溶液Sw夺取热而温度降低。在热源管32流动的高温流体FH是通过了蒸发器20的热源管22后的流体。从稀溶液Sw蒸发的制冷剂V作为再生器制冷剂蒸气Vg而向冷凝器40移动。存积于再生器30的下部的浓溶液Sa经由浓溶液管35而被溶液泵35p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进行热交换而温度上升后,流入吸收器10,并从浓溶液供给装置13被供给,以下反复进行同样的循环。
列举具体例,对吸收液S以及制冷剂V进行上述那样的吸收热泵循环的过程中的高温流体FH以及低温流体FL的温度的变化进行说明。以95℃流入到蒸发器20的热源管22的高温流体FH被制冷剂液Vf夺取热而温度降低至90℃。从蒸发器20流出的高温流体FH在高温流体连接管25流动后,以90℃流入再生器30的热源管32。流入至热源管32的高温流体FH被稀溶液Sw夺取热而温度降低至85℃。在再生器30温度降低后的高温流体FH以85℃流出再生器30,并在高温流体排出管39流动而流入第一热交换部81。
另一方面,以32℃流入到冷凝器40的导热管42的低温流体FL,得到在再生器制冷剂蒸气Vg冷凝时释放出的冷凝热而温度上升至57℃。从冷凝器40流出的低温流体FL在低温流体连接管15流动而流入第一热交换部81。在第一热交换部81中,在高温流体排出管39流动的高温流体FH与在低温流体连接管15流动的低温流体FL之间进行热交换,85℃的高温流体FH温度降低至80℃,57℃的低温流体FL温度上升至82℃。温度降低至80℃的高温流体FH继续在高温流体排出管39流动,并从吸收式热交换系统1排出。温度上升至82℃的低温流体FL流入吸收器10的导热管12。流入到导热管12的低温流体FL得到在浓溶液Sa吸收蒸发器制冷剂蒸气Ve时产生的吸收热而温度上升至107℃。在吸收器10温度上升后的低温流体FL,以107℃流出吸收器10并供给至使用场所。
在吸收式热交换系统1中,为了使上述那样的温度关系成立,而决定低温流体FL的流量相对于高温流体FH的流量的比。在本实施方式中,使低温流体FL的流量成为高温流体FH的流量的约1/5。换言之,使低温流体FL与高温流体FH的流量比约为1:5。该流量比可以通过使用根据预先决定的值而采用的尺寸的配管、节流孔等来固定,也可以构成为使用阀等而能够自动或者手动地进行调节。这样,能够使从吸收式热交换系统1流出的低温流体FL的温度(107℃)高于流入至吸收式热交换系统1的高温流体FH的温度(95℃)。在此,吸收式热交换系统1能够看做是使高温流体FH与低温流体FL之间进行热交换的一个热交换器。对于以往的热交换器而言,若使低温的流体的流量小于高温的流体的流量,则能够使低温的流体的出口温度接近高温的流体的入口温度,但无法比高温的流体的入口温度高。这一点在本实施方式的吸收式热交换系统1中,如上述那样,能够使从吸收式热交换系统1流出的低温流体FL的温度高于流入至吸收式热交换系统1的高温流体FH的温度。
如以上说明的那样,根据本实施方式的吸收式热交换系统1,通过经由发挥第二种吸收热泵的功能的吸收器10、蒸发器20、再生器30、冷凝器40的吸收液S与制冷剂V的吸收热泵循环而间接地进行高温流体FH与低温流体FL的热交换,并且在第一热交换部81直接进行高温流体FH与低温流体FL的热交换,从而低温流体FL从高温流体FH夺取热量的基础上,能够使从吸收式热交换系统1流出的低温流体FL的温度高于流入的高温流体FH的温度。另外,在吸收式热交换系统1中,将通过冷凝器40后的低温流体FL导入吸收器10而使低温流体FL的温度上升,因此无需第二种吸收热泵所必需的冷却水,从而无需伴随于此的附带设备(冷却水泵、冷却塔等)。另外,在吸收式热交换系统1中,没有如第二种吸收热泵那样丢弃于冷却水的热量,从而将冷凝器40的冷凝热用于低温流体FL的加热,因此能够使效率(COP)高于第二种吸收热泵(大体两倍左右),与大型的热交换器相同。另外,在吸收式热交换系统1中,流入再生器30的高温流体FH的温度成为降低了相当于在蒸发器20消耗热量的较低的温度,因此抑制在再生器30中的吸收液S的浓度上升,从而能够避免吸收液S过度地浓缩。
接下来参照图2,对本实用新型的第二实施方式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的示意的系统图。吸收式热交换系统2与吸收式热交换系统1(参照图1)的不同点主要在于以下方面。吸收式热交换系统2设置有使将导入蒸发器20前的高温流体FH的一部分进行了分流的部分高温流体FHs、与从再生器30流出的高温流体FH合流的高温流体迂回管29。高温流体迂回管29的一端与将高温流体FH导入热源管22的高温流体导入管24连接。高温流体迂回管29的另一端与高温流体排出管39连接。在本实施方式中,在高温流体排出管39流动的高温流体FH,不经由热交换部80而向系统外排出。另外,吸收式热交换系统2取代第一热交换部81(参照图1)而设置有第二热交换部82。第二热交换部82是使在低温流体连接管15流动的低温流体FL与在高温流体迂回管29流动的部分高温流体FHs之间进行热交换的设备。第二热交换部82配设于低温流体连接管15以及高温流体迂回管29。第二热交换部82是热交换部80的一个方式,相当于第二热交换部。第二热交换部82典型而言由壳管式热交换器构成,但也可以是板式热交换器等使两个流体之间进行热交换的设备。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的作用如下所述。吸收器10、蒸发器20、再生器30、冷凝器40中的吸收液S与制冷剂V的吸收热泵循环,和吸收式热交换系统1(参照图1)同样地作用。朝向蒸发器20而在高温流体导入管24流动的高温流体FH一部分分流,并作为部分高温流体FHs流入高温流体迂回管29,其余的高温流体FH流入热源管22。流入到热源管22的高温流体FH被制冷剂液Vf夺取热而温度降低,并从蒸发器20流出而在高温流体连接管25流动后,流入再生器30的热源管32,在再生器30中被稀溶液Sw夺取热量而温度降低,并流出再生器30。从高温流体导入管24流入到高温流体迂回管29的高温流体FH流入第二热交换部82。另一方面,流入到冷凝器40的导热管42的低温流体FL得到在再生器制冷剂蒸气Vg冷凝时释放出的冷凝热而温度上升,并从冷凝器40流出而流入第二热交换部82。在第二热交换部82中,使在高温流体迂回管29流动的部分高温流体FHs与在低温流体连接管15流动的低温流体FL之间进行热交换,部分高温流体FHs温度降低,且低温流体FL温度上升。第二热交换部82中温度降低的部分高温流体FHs与经由高温流体迂回管29而在高温流体排出管39流动的高温流体FH合流,并从吸收式热交换系统2排出。第二热交换部82中温度上升的低温流体FL流入吸收器10的导热管12,得到在吸收器10中浓溶液Sa吸收蒸发器制冷剂蒸气Ve时产生的吸收热而温度上升并流出吸收器10,被供给于使用场所。如以上说明的那样,根据吸收式热交换系统2,能够与在高温流体导入管24流动的高温流体FH的、流入热源管22的流量与流入高温流体迂回管29的流量的比率对应地对流入吸收器10的导热管12的低温流体FL的温度进行调节,因此能够提高从吸收器10流出的低温流体FL的温度。换言之,能够以使导入吸收器10的导热管12的低温流体FL的温度成为规定的温度的方式,设定流入热源管22的高温流体FH的流量与流入高温流体迂回管29的高温流体FH的流量之比。另外,在该情况下的流量比可以通过使用根据针对热源管22以及高温流体迂回管29而分别预先决定的值所采用的尺寸的配管、节流孔等而固定,也可以构成为使用配置于各个管22、29的任一个位置的阀等,从而能够自动或者手动地进行调节。
接下来参照图3,对本实用新型的第三实施方式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的示意的系统图。吸收式热交换系统3除了吸收式热交换系统1(参照图1)的结构之外,还设置有吸收式热交换系统2(参照图2)所具备的高温流体迂回管29以及第二热交换部82。高温流体迂回管29一端连接于高温流体导入管24,另一端连接于比第一热交换部81更靠上游侧的高温流体排出管39。第二热交换部82构成为:配设于高温流体迂回管29、和比第一热交换部81更靠下游侧的低温流体连接管15,使在高温流体迂回管29流动的部分高温流体FHs与流出第一热交换部81而在低温流体连接管15流动的低温流体FL之间进行热交换。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1(参照图1)相同。
如上述那样构成的吸收式热交换系统3的作用如下所述。吸收器10、蒸发器20、再生器30、冷凝器40的吸收液S与制冷剂V的吸收热泵循环,和吸收式热交换系统1(参照图1)同样地作用。朝向蒸发器20而在高温流体导入管24流动的高温流体FH一部分分流而流入高温流体迂回管29,其余流入热源管22。流入到热源管22的高温流体FH被制冷剂液Vf夺取热而温度降低,从蒸发器20流出而在高温流体连接管25流动后流入再生器30的热源管32,再生器30中被稀溶液Sw夺取热而温度降低而流出再生器30。另一方面,流入到冷凝器40的导热管42的低温流体FL,得到在再生器制冷剂蒸气Vg冷凝时释放出的冷凝热而温度上升,在流出冷凝器40后而流入的第一热交换部81中,因与高温流体FH的热交换而温度上升,并在流出第一热交换部81后而流入的第二热交换部82中因与部分高温流体FHs的热交换而温度上升,之后从第二热交换部82流出而流入吸收器10的导热管12,得到在吸收器10中浓溶液Sa吸收蒸发器制冷剂蒸气Ve时产生的吸收热而温度上升,并流出吸收器10,被供给于使用场所。从高温流体导入管24流入高温流体迂回管29的部分高温流体FHs,流入第二热交换部82而在与低温流体FL之间进行热交换而温度降低,之后与在高温流体排出管39流动的高温流体FH合流而流入第一热交换部81,从而在第一热交换部81中与低温流体FL之间进行热交换而温度降低,从第一热交换部81流出并从吸收式热交换系统3排出。如以上说明的那样,根据吸收式热交换系统3,与吸收式热交换系统1(参照图1)相比,能够提高流入吸收器10的导热管12的低温流体FL的温度,因此能够提高从吸收器10流出的低温流体FL的温度。
接下来参照图4,对本实用新型的第四实施方式的吸收式热交换系统4进行说明。图4是吸收式热交换系统4的示意的系统图。吸收式热交换系统4与吸收式热交换系统1(参照图1)不同点主要在于以下方面。吸收式热交换系统4除了吸收式热交换系统1(参照图1)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与从第一热交换部81流出的高温流体FH之间进行热交换的设备。制冷剂热交换器99配设于比制冷剂泵46靠下游侧的制冷剂液管45以及比第一热交换部81靠下游侧的高温流体排出管39。制冷剂热交换器99使用壳管式、板式的热交换器。吸收式热交换系统4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4的作用如下所述。吸收器10、蒸发器20、再生器30、冷凝器40中的吸收液S与制冷剂V的吸收热泵循环,除了从冷凝器40朝向蒸发器20的制冷剂液Vf的温度变化之外,与吸收式热交换系统1(参照图1)同样地作用。高温流体FH的流路以及温度变化,直至从第一热交换部81流出为止,与吸收式热交换系统1(参照图1)同样地作用。低温流体FL的流路以及温度变化与吸收式热交换系统1(参照图1)同样地作用。而且,在具备制冷剂热交换器99的吸收式热交换系统4中,在从冷凝器40朝向蒸发器20的制冷剂液Vf与从第一热交换部81流出的高温流体FH之间进行热交换,制冷剂液Vf的温度上升,从而高温流体FH的温度降低。从制冷剂热交换器99流出的制冷剂液Vf温度上升而流入蒸发器20,因此能够抑制蒸发器20中蒸发所需的热量,能够将伴随于此而抑制了温度降低的高温流体FH所保有的热量利用于第一热交换部81的热交换,从而能够使流入吸收器10的低温流体FL的温度上升。另一方面,从制冷剂热交换器99流出的高温流体FH温度降低而从吸收式热交换系统4排出,从而能够增加吸收式热交换系统4的高温流体FH的回收热量。
另外,制冷剂热交换器99也能够设置于吸收式热交换系统2(参照图2)或者吸收式热交换系统3(参照图3)。
接下来参照图5,对本实用新型的第一实施方式的第一变形例的吸收式热交换系统1A进行说明。图5是吸收式热交换系统1A的示意的系统图。吸收式热交换系统1A与吸收式热交换系统1(参照图1)的不同点主要在于以下方面。主要的不同点在于:对于高温流体FH的流动方向而言,在吸收式热交换系统1(参照图1)中在蒸发器20流动后在再生器30流动,相对于此,在本变形例的吸收式热交换系统1A中在再生器30流动后在蒸发器20流动。伴随着该不同,高温流体导入管24与再生器30的热源管32的和连接有高温流体连接管25的端部相反的一侧的端部连接,高温流体排出管39与蒸发器20的热源管22的和连接有高温流体连接管25的端部相反的一侧的端部连接。另外,在吸收式热交换系统1A中,第一热交换部81相当于第三热交换部。吸收式热交换系统1A的上述以外的结构与吸收式热交换系统1(参照图1)相同。
在如上述那样构成的吸收式热交换系统1A中,吸收器10、蒸发器20、再生器30、冷凝器40中的吸收液S与制冷剂V的吸收热泵循环,和吸收式热交换系统1(参照图1)同样地作用。高温流体FH的流路以及温度变化如下所述。高温流体FH首先流入再生器30的热源管32。流入到热源管32的高温流体FH被稀溶液Sw夺取热而温度降低。从再生器30流出的高温流体FH在高温流体连接管25流动后,流入蒸发器20的热源管22。流入到热源管22的高温流体FH被制冷剂液Vf夺取热而温度降低。在蒸发器中温度降低的高温流体FH流出蒸发器20,在高温流体排出管39流动而流入第一热交换部81。以后与吸收式热交换系统1(参照图1)同样地作用。低温流体FL的流路以及温度变化与吸收式热交换系统1(参照图1)同样地作用。在吸收式热交换系统1A中,以使导入冷凝器40的低温流体FL的温度低于从蒸发器20流出的高温流体FH的温度、使从吸收器10流出的低温流体FL的温度高于流入再生器30的高温流体FH的温度的方式,来决定高温流体FH的流量相对于低温流体FL的流量之比,例如能够使低温流体FL的流量成为高温流体FH的流量的约1/5。在吸收式热交换系统1A中,流入再生器30的高温流体FH的温度如吸收式热交换系统1(参照图1)那样,高于通过蒸发器20后而流入再生器30的情况,因此能够提高再生器30的吸收液S的浓度,从而能够增大输出。另外,在吸收式热交换系统1A中,与吸收式热交换系统1(参照图1)的情况相比,流入蒸发器20的高温流体FH的温度变低,因此能够使作用于蒸发器20以及吸收器10的内压变低。也可以构成为:在作用于蒸发器20以及吸收器10的内压超过大气压的情况下,通过使该内压较低,从而使构成蒸发器20以及吸收器10的罐体的耐压力较低。
接下来参照图6以及图7,对本实用新型的第二实施方式以及第三实施方式各自的第一变形例的吸收式热交换系统2A、3A进行说明。图6是吸收式热交换系统2A的示意的系统图。图7是吸收式热交换系统3A的示意的系统图。吸收式热交换系统2A、3A的要点在于:在吸收式热交换系统2(参照图2)、3(参照图3)的结构中,高温流体FH的流动方向如吸收式热交换系统1A(参照图5)那样,在再生器30流动后在蒸发器20流动。伴随于此,在吸收式热交换系统2A、3A中,分别与吸收式热交换系统1A(参照图5)相同,高温流体导入管24与再生器30的热源管32的和连接有高温流体连接管25的端部相反的一侧的端部连接,高温流体排出管39与蒸发器20的热源管22的和连接有高温流体连接管25的端部相反的一侧的端部连接。在吸收式热交换系统2A、3A中,第二热交换部82相当于第四热交换部。此外,在吸收式热交换系统3A中,第一热交换部81相当于第三热交换部。吸收式热交换系统2A的上述以外的结构与吸收式热交换系统2(参照图2)相同。吸收式热交换系统3A的上述以外的结构与吸收式热交换系统3(参照图3)相同。
在这样构成的吸收式热交换系统2A、3A中,各自除了高温流体FH在再生器30流动后在蒸发器20流动这点之外,与吸收式热交换系统2(参照图2)、3(参照图3)同样地作用。根据吸收式热交换系统2A、3A,能够根据在高温流体导入管24流动的高温流体FH的、流入热源管32的流量与流入高温流体迂回管29的流量的比率,来调节导入吸收器10的导热管12的低温流体FL的温度,因此能够提高从吸收器10流出的低温流体FL的温度。换言之,能够以使导入吸收器10的导热管12的低温流体FL的温度成为规定的温度的方式,来设定流入热源管32的高温流体FH的流量与流入高温流体迂回管29的部分高温流体FHs的流量之比。另外,该情况下的流量比可以通过使用根据针对热源管32以及高温流体迂回管29而分别预先决定的值所采用的尺寸的配管、节流孔等来固定,也可以构成为使用配置于各个管32、29的任一个位置的阀等,从而能够自动或者手动地进行调节。
接下来参照图8,对本实用新型的第四实施方式的第一变形例的吸收式热交换系统4A进行说明。图8是吸收式热交换系统4A的示意的系统图。吸收式热交换系统4A的要点在于:在吸收式热交换系统4(参照图4)的结构中,高温流体FH的流动方向如吸收式热交换系统1A(参照图5)那样,在再生器30流动后在蒸发器20流动。伴随于此,在吸收式热交换系统4A中,与吸收式热交换系统1A(参照图5)同样,高温流体导入管24与再生器30的热源管32的和连接有高温流体连接管25的端部相反的一侧的端部连接,高温流体排出管39与蒸发器20的热源管22的和连接有高温流体连接管25的端部相反的一侧的端部连接。在吸收式热交换系统4A中,第一热交换部81相当于第三热交换部。吸收式热交换系统4A的上述以外的结构与吸收式热交换系统4(参照图4)相同。
在这样构成的吸收式热交换系统4A中,除了高温流体FH在再生器30流动后在蒸发器20流动这点之外,与吸收式热交换系统4(参照图4)同样地作用。根据吸收式热交换系统4A,从制冷剂热交换器99流出的制冷剂液Vf温度上升而流入蒸发器20,因此能够抑制蒸发器20中蒸发所需的热量,从而能够将伴随于此而抑制了温度降低的高温流体FH所保有的热量用于第一热交换部81的热交换,进而能够使流入吸收器10的低温流体FL的温度上升,另一方面,从制冷剂热交换器99流出的高温流体FH温度降低并从吸收式热交换系统4A排出,从而能够增加吸收式热交换系统4A的高温流体FH的回收热量。另外,制冷剂热交换器99也能够设置于吸收式热交换系统2A(参照图6)或者吸收式热交换系统3A(参照图7)。
接下来参照图9,对本实用新型的第一实施方式的第二变形例的吸收式热交换系统1B进行说明。图9是吸收式热交换系统1B的示意的系统图。吸收式热交换系统1B与吸收式热交换系统1(参照图1)的不同点主要在于以下方面。主要的不同点为:在高温流体FH的流动中,在吸收式热交换系统1(参照图1)中在蒸发器20流动后在再生器30流动,相对于此,在本变形例的吸收式热交换系统1B中在蒸发器20与再生器30并联地流动。通过高温流体FH在蒸发器20与再生器30并联地流动,从而在高温流体FH为蒸气的情况下,能够使蒸发器20的热源管22内的蒸气的冷凝状况与再生器30的热源管32内的蒸气的冷凝状况接近于相同的状态,从而能够使吸收热泵循环稳定地工作。
在吸收式热交换系统1B中,再生器高温流体导入管34从高温流体导入管24分支,再生器高温流体导入管34的另一端与再生器30的热源管32连接。在蒸发器20的热源管22的和连接有高温流体导入管24的端部相反的一侧的端部连接有蒸发器高温流体排出管28的一端。蒸发器高温流体排出管28的另一端连接于高温流体排出管39。在吸收式热交换系统1B中,未设置高温流体连接管25(参照图1)。另外,高温流体排出管39未被引导至第一热交换部81(参照图1),在高温流体排出管39流动的高温流体FH向吸收式热交换系统1B外排出。在本变形例中,与从冷凝器40流出的低温流体FL进行热交换的不是来自高温流体FH的流体,而是从外部导入的外部热源流体FE。这样,则能够避免在高温流体FH为蒸气的情况下,将从蒸发器20以及再生器30流出的高温流体FH的冷凝液用于与低温流体FL的热交换时产生的热量不足。在本变形例中,取代第一热交换部81(参照图1)而设置有外部热交换部88。外部热交换部88构成为使从冷凝器40流出的低温流体FL与外部热源流体FE进行热交换,且为热交换部80的一个方式。外部热交换部88配设于低温流体连接管15以及外部热源流体管89。外部热源流体管89是构成供外部热源流体FE流动的流路的管。吸收式热交换系统1B的上述以外的结构与吸收式热交换系统1(参照图1)相同。
在如上述那样构成的吸收式热交换系统1B中,吸收器10、蒸发器20、再生器30、冷凝器40中的吸收液S与制冷剂V的吸收热泵循环与吸收式热交换系统1(参照图1)同样地作用。高温流体FH经由高温流体导入管24而流入蒸发器20的热源管22,并且经由再生器高温流体导入管34而流入再生器30的热源管32。流入到热源管22的高温流体FH被制冷剂液Vf夺取热而温度降低,并流出蒸发器20。另一方面,流入到热源管32的高温流体FH被稀溶液Sw夺取热而温度降低,并流出再生器30。从蒸发器20流出的高温流体FH在蒸发器高温流体排出管28流动,从再生器30流出的高温流体FH在高温流体排出管39流动,两者合流而向吸收式热交换系统1B外排出。在外部热交换部88中,从冷凝器40流出的低温流体FL在与外部热源流体FE进行热交换而温度上升后,流入吸收器10的导热管12。在吸收式热交换系统1B中,在使高温流体FH成为蒸气的情况下,高温流体FH的潜热变大,若将该潜热的全部作为热源而利用,则能够保持将热源的温度维持为蒸气的温度而从高温流体FH取出较大的热量,因此能够比使高温流体FH成为热水的情况(例如低温流体FL的流量为高温流体FH的流量的约1/5)取出更大的流量的低温流体FL。在本变形例中,通过这样的低温流体FL与高温流体FH的流量比,能够使导入冷凝器40的低温流体FL的温度低于从蒸发器20以及再生器30流出的高温流体FH的温度,并且使从吸收器10流出的低温流体FL的温度高于流入蒸发器20以及再生器30的高温流体FH的温度。另外,在吸收式热交换系统1B中,在使高温流体FH成为蒸气的情况下,能够使高温流体FH的流量小于低温流体FL的流量(例如高温流体FH的流量为低温流体FL的流量的约1/5~1/10),因此能够缩小构成高温流体FH的流路的管的直径,并且能够省略用于输送高温流体FH的泵。另外,在吸收式热交换系统1B中,流入再生器30的高温流体FH的温度与流入蒸发器20的高温流体FH的温度相同,因此与高温流体FH通过蒸发器20后流入再生器30的吸收式热交换系统1(参照图1)的情况相比,使低温流体FL得到的热量增大,并且与高温流体FH通过再生器30后流入蒸发器20的吸收式热交换系统1A(参照图5)的情况相比,能够抑制再生器30的吸收液S的浓度上升。在以上的吸收式热交换系统1B的说明中,使从冷凝器40流出的低温流体FL在外部热交换部88与外部热源流体EF进行热交换,但也可以取代外部热交换部88以及外部热源流体管89,而与吸收式热交换系统1(参照图1)同样地设置供高温流体排出管39通过的第一热交换部81,并以将分别从蒸发器20以及再生器30流出且合流后的高温流体FH引导至第一热交换部81的方式,配置高温流体排出管39,将从蒸发器20以及再生器30流出且合流后的高温流体FH用于与从冷凝器40流出的低温流体FL的热交换。这样则无需外部热源流体FE。
接下来参照图10以及图11,对本实用新型的第二实施方式以及第三实施方式的各自的第二变形例的吸收式热交换系统2B、3B进行说明。图10是吸收式热交换系统2B的示意的系统图。图11是吸收式热交换系统3B的示意的系统图。吸收式热交换系统2B、3B的要点在于:在吸收式热交换系统2(参照图2)、3(参照图3)的结构中,高温流体FH如吸收式热交换系统1B(参照图9)那样,在蒸发器20与再生器30并联地流动。伴随于此,在吸收式热交换系统2B、3B中,分别与吸收式热交换系统1B(参照图9)相同,再生器高温流体导入管34从高温流体导入管24分支,再生器高温流体导入管34的另一端连接于再生器30的热源管32。在蒸发器20的热源管22的和连接有高温流体导入管24的端部相反的一侧的端部连接有蒸发器高温流体排出管28的一端。蒸发器高温流体排出管28的另一端连接于高温流体排出管39。另外,在吸收式热交换系统2B、3B中,未设置外部热交换部88(参照图9)。吸收式热交换系统2B与吸收式热交换系统2(参照图2)同样,设置有第二热交换部82,第二热交换部82相当于第五热交换部。但是吸收式热交换系统2B构成为:连接蒸发器高温流体排出管28后的高温流体排出管39的另一端与第二热交换部82连接,在蒸发器高温流体排出管28流动的高温流体FH与在高温流体排出管39流动的高温流体FH合流的液体,与从高温流体迂回管29流入到第二热交换部82的部分高温流体FHs合流,这点与吸收式热交换系统2(参照图2)不同。另一方面,吸收式热交换系统3B与吸收式热交换系统3(参照图3)相同,设置有第一热交换部81以及第二热交换部82,第一热交换部81相当于第六热交换部,第二热交换部82相当于第五热交换部。吸收式热交换系统2B的上述以外的结构与吸收式热交换系统2(参照图2)相同。吸收式热交换系统3B的上述以外的结构与吸收式热交换系统3(参照图3)相同。
在这样构成的吸收式热交换系统2B、3B中,各自除了高温流体FH在蒸发器20与再生器30并联地流动这点之外,与吸收式热交换系统2(参照图2)、3(参照图3)同样地作用。根据吸收式热交换系统2B、3B,能够根据在高温流体导入管24流动的高温流体FH的、流入热源管22以及热源管32的流量与流入高温流体迂回管29的流量的比率,调节导入吸收器10的导热管12的低温流体FL的温度,因此能够以使导入吸收器10的导热管12的低温流体FL的温度成为规定的温度的方式,来设定流入热源管22以及热源管32的高温流体FH的流量与流入高温流体迂回管29的高温流体FH的流量之比。另外,该情况下的流量比也可以通过使用根据针对热源管22、热源管32以及高温流体迂回管29而分别预先决定的值所采用的尺寸的配管、节流孔等来固定,也可以构成为使用配置于各个管22、32、29的任一个位置的阀等,从而能够自动或者手动地进行调节。
另外,在吸收式热交换系统2B中,在使高温流体FH成为蒸气的情况下,使作为蒸气的部分高温流体FHs的温度、与在蒸发器20以及再生器30流动而夺取热从而至少一部分冷凝而成为冷凝水后在高温流体排出管39流动的高温流体FH的温度为接近的温度。在第二热交换部82中,将处于相互接近的温度的部分高温流体FHs与包含冷凝水的高温流体FH合流的液体作为用于对低温流体FL进行加热的热源,因此不仅部分高温流体FHs的蒸气,而且高温流体FH所包括的冷凝水也能够作为加热源而利用,从而热效率较好。另外,也可以与此处列举的例子无关,将在蒸发器20以及再生器30流动后在高温流体排出管39流动的高温流体FH不导入第二热交换部82,而成为不作为用于加热低温流体FL的热源而利用的简单的结构。
吸收式热交换系统3B将吸收式热交换系统2B中将部分高温流体FHs以及高温流体FH两个流体作为热源而导入的第二热交换部82分成:仅将部分高温流体FHs作为热源的第二热交换部82、和将部分高温流体FHs以及高温流体FH合流的流体作为热源的第一热交换部81。在使高温流体FH成为蒸气的情况下,第二热交换部82中至少一部分冷凝而成为冷凝水的部分高温流体FHs的温度、与在蒸发器20以及再生器30流动而被夺取热而至少一部分冷凝而成为冷凝水而在高温流体排出管39流动的高温流体FH的温度处于接近的温度。在第一热交换部81中,将处于相互接近的温度的包含冷凝水的部分高温流体FHs与包含冷凝水的高温流体FH合流的液体,作为用于对低温流体FL进行加热的热源,因此部分高温流体FHs所包含的冷凝水以及高温流体FH所包含的冷凝水也能够作为用于加热低温流体FL的加热源而利用,从而热效率较好。此外,在流出第二热交换部82的部分高温流体FHs与在高温流体排出管39流动的高温流体FH一起成为蒸气冷凝的冷凝水的情况下,第二热交换部82成为使蒸气作为热源的热交换器,第一热交换部81成为使冷凝水成为热源的热交换器。这样,能够使第二热交换部82和第一热交换部81根据热源的流体种类,分别最佳地构成,从而能够提高热效率。另外,也可以与此处列举的例子无关,而将在蒸发器20以及再生器30流动后在高温流体排出管39流动的高温流体FH不导入比第二热交换部82靠下游的高温流体迂回管29,而成为不作为用于加热低温流体FL的热源而利用的简单的结构。
接下来参照图12,对本实用新型的第四实施方式的第二变形例的吸收式热交换系统4B进行说明。图12是吸收式热交换系统4B的示意的系统图。吸收式热交换系统4B的要点在于:在吸收式热交换系统4(参照图4)的结构中,高温流体FH如吸收式热交换系统3B(参照图11)那样,在蒸发器20与再生器30并联地流动。伴随于此,在吸收式热交换系统4B中,与吸收式热交换系统3B(参照图11)相同,再生器高温流体导入管34从高温流体导入管24分支,再生器高温流体导入管34的另一端连接于再生器30的热源管32。在蒸发器20的热源管22的和连接有高温流体导入管24的端部相反的一侧的端部连接有蒸发器高温流体排出管28的一端。蒸发器高温流体排出管28的另一端连接于高温流体排出管39。吸收式热交换系统4B取代在吸收式热交换系统4(参照图4)设置的第一热交换部81,而设置有在低温流体FL与部分高温流体FHs进行热交换的第二热交换部82,第二热交换部82相当于第五热交换部。吸收式热交换系统4B构成为:连接有蒸发器高温流体排出管28后的高温流体排出管39的另一端与第二热交换部82连接,在蒸发器高温流体排出管28流动的高温流体FH与在高温流体排出管39流动的高温流体FH合流的液体,与从高温流体迂回管29流入第二热交换部82的部分高温流体FHs合流。吸收式热交换系统4B的上述以外的结构与吸收式热交换系统4(参照图4)相同。
在这样构成的吸收式热交换系统4B中,除了高温流体FH在蒸发器20与再生器30并联地流动这点、以及从导入蒸发器20以及再生器30前的高温流体FH分流的一部分的高温流体FHs被导入第二热交换部82这点之外,与吸收式热交换系统4(参照图4)同样地作用。在吸收式热交换系统4B中,也与吸收式热交换系统2B(参照图10)相同,在使高温流体FH成为蒸气的情况下,作为蒸气的高温流体FH在蒸发器20以及再生器30流动而夺取热而至少一部分冷凝而成为冷凝水。在第二热交换部82中,高温流体FH所包括的冷凝水也能够作为加热低温流体FL的加热源而利用,因此热效率较好。根据吸收式热交换系统4B,从制冷剂热交换器99流出的制冷剂液Vf温度上升而流入蒸发器20,因此能够抑制蒸发器20中蒸发所需的热量,能够将伴随于此而增加的在高温流体迂回管29流动的高温流体FH所保有的热量用于第二热交换部82的热交换,从而能够使流入吸收器10的低温流体FL的温度上升,另一方面,从制冷剂热交换器99流出的高温流体FH温度降低而从吸收式热交换系统4B排出,从而能够增加吸收式热交换系统4B的高温流体FH的回收热量。另外,也可以与此处列举的例子无关,而将在蒸发器20以及再生器30并联地流动后在高温流体排出管39流动的高温流体FH不导入第二热交换部82,成为不作为用于加热低温流体FL的热源而利用的简单的结构。另外,制冷剂热交换器99也能够设置于吸收式热交换系统2B(参照图10)或吸收式热交换系统3B(参照图11)。
在以上说明的吸收式热交换系统1、2、3、4、1A、2A、3A、4A、1B、2B、3B、4B中,高温流体FH可以是液体(典型的而言热水)以及蒸气的任一个,但在为蒸气的情况下,优选应用于并联地导入蒸发器20以及再生器30的吸收式热交换系统1B、2B、3B、4B。
在以上的说明中,蒸发器20是满液式,但也可以是流下液膜式。在使蒸发器成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,将作为与蒸发器罐体21连接的制冷剂液管45的端部连接于制冷剂液供给装置即可。另外,也可以设置将蒸发器罐体21下部的制冷剂液Vf供给于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,在使吸收热泵循环成为二级升温型的情况下,将吸收器10以及蒸发器20分成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”来表示)以及高温蒸发器(以下为了便于说明,对附图标记“20”添加“H”来表示)、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”来表示)以及低温蒸发器(以下为了方便说明,对附图标记“20”添加“L”来表示)即可。高温吸收器10H的内压高于低温吸收器10L,高温蒸发器20H的内压高于低温蒸发器20L。高温吸收器10H和高温蒸发器20H典型而言,在上部连通,以便能够使高温蒸发器20H的制冷剂V的蒸气移动至高温吸收器10H。低温吸收器10L和低温蒸发器20L典型而言,在上部连通,以便能够使低温蒸发器20L的制冷剂V的蒸气移动至低温吸收器10L。从冷凝器40的导热管42流出的低温流体FL未流入低温吸收器10L而是流入高温吸收器10H,从而被高温吸收器10H加热。高温流体FH未被导入高温蒸发器20H而是被导入低温蒸发器20L。低温吸收器10L构成为:通过吸收液S吸收从低温蒸发器20L移动来的制冷剂V的蒸气时的吸收热,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的蒸气,产生的高温蒸发器20H内的制冷剂V的蒸气移动至高温吸收器10H,并利用高温吸收器10H内的吸收液S吸收时的吸收热对低温流体FL进行加热。
Claims (21)
1.一种吸收式热交换系统,其特征在于,具备:
冷凝部,其利用在制冷剂的蒸气冷凝而成为制冷剂液时释放出的冷凝热而使被加热流体的温度上升;
蒸发部,其通过从所述冷凝部导入所述制冷剂液,并从加热源流体夺取导入的所述制冷剂液蒸发而成为制冷剂蒸气时所需的蒸发潜热,使所述加热源流体的温度降低;
吸收部,其从所述蒸发部导入所述制冷剂蒸气,并且导入在所述冷凝部中温度上升后的所述被加热流体,并借助吸收液吸收导入的所述制冷剂蒸气而成为浓度降低的稀溶液时释放出的吸收热,使导入的所述被加热流体的温度上升;
再生部,其通过从所述吸收部导入所述稀溶液,并从加热源流体夺取对导入的所述稀溶液进行加热而使制冷剂从所述稀溶液脱离而成为浓度上升的浓溶液所需的热,使所述加热源流体的温度降低;以及
热交换部,其使在所述吸收部中温度上升前的所述被加热流体、与使在所述吸收部中温度上升前的所述被加热流体的温度上升的升温流体之间进行热交换,
构成为:通过所述吸收液与所述制冷剂的吸收热泵循环,使所述吸收部的内部的压力以及温度变得比所述再生部高,所述蒸发部的内部的压力以及温度变得比所述冷凝部高。
2.根据权利要求1所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
构成为:为了对所述再生部内的所述稀溶液加热,而将在所述蒸发部中温度降低后的所述加热源流体导入所述再生部。
3.根据权利要求2所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
所述热交换部构成为包括第一热交换部,该第一热交换部将在所述再生部中温度降低后的所述加热源流体作为所述升温流体而导入。
4.根据权利要求2或3所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
所述热交换部构成为包括第二热交换部,该第二热交换部将从被导入所述蒸发部前的所述加热源流体分流的一部分所述加热源流体作为所述升温流体而导入。
5.根据权利要求4所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
以使被导入所述吸收部的所述被加热流体的温度成为规定的温度的方式,来设定流入所述蒸发部的所述加热源流体的流量与流入所述第二热交换部的所述加热源流体的流量之比。
6.根据权利要求2或3所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
以使被导入所述冷凝部的所述被加热流体的温度低于从所述再生部流出的所述加热源流体的温度、从所述吸收部流出的所述被加热流体的温度高于流入所述蒸发部的所述加热源流体的温度的方式,来设定所述被加热流体的流量与所述加热源流体的流量之比。
7.根据权利要求4所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
以使被导入所述冷凝部的所述被加热流体的温度低于从所述再生部流出的所述加热源流体的温度、从所述吸收部流出的所述被加热流体的温度高于流入所述蒸发部的所述加热源流体的温度的方式,来设定所述被加热流体的流量与所述加热源流体的流量之比。
8.根据权利要求1所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
构成为:为了对所述蒸发部内的所述制冷剂液进行加热,而将在所述再生部中温度降低后的所述加热源流体导入所述蒸发部。
9.根据权利要求8所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
所述热交换部构成为包括第三热交换部,该第三热交换部将在所述蒸发部中温度降低后的所述加热源流体作为所述升温流体而导入。
10.根据权利要求8或9所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
所述热交换部构成为包括第四热交换部,该第四热交换部将从被导入所述再生部前的所述加热源流体分流的一部分所述加热源流体作为所述升温流体而导入。
11.根据权利要求10所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
以使被导入所述吸收部的所述被加热流体的温度成为规定的温度的方式,来设定流入所述再生部的所述加热源流体的流量与流入所述第四热交换部的所述加热源流体的流量之比。
12.根据权利要求8或9所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
以使被导入所述冷凝部的所述被加热流体的温度低于从所述蒸发部流出的所述加热源流体的温度、从所述吸收部流出的所述被加热流体的温度高于流入所述再生部的所述加热源流体的温度的方式,来设定所述被加热流体的流量与所述加热源流体的流量之比。
13.根据权利要求10所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
以使被导入所述冷凝部的所述被加热流体的温度低于从所述蒸发部流出的所述加热源流体的温度、从所述吸收部流出的所述被加热流体的温度高于流入所述再生部的所述加热源流体的温度的方式,来设定所述被加热流体的流量与所述加热源流体的流量之比。
14.根据权利要求1所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
构成为:导入所述蒸发部的所述加热源流体和导入所述再生部的所述加热源流体被并联地导入。
15.根据权利要求14所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
所述热交换部构成为包括第五热交换部,该第五热交换部将从导入所述蒸发部以及所述再生部前的所述加热源流体分流的一部分所述加热源流体作为所述升温流体而导入。
16.根据权利要求15所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
以使被导入所述吸收部的所述被加热流体的温度成为规定的温度的方式,来设定流入所述蒸发部以及所述再生部的所述加热源流体的流量与流入所述第五热交换部的所述加热源流体的流量之比。
17.根据权利要求14~16中的任一项所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
所述热交换部构成为包括第六热交换部,该第六热交换部将在所述再生部中温度降低后的所述加热源流体以及在所述蒸发部中温度降低后的所述加热源流体的至少一方作为所述升温流体而导入。
18.根据权利要求15或16所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
所述热交换部构成为包括第六热交换部,该第六热交换部将在所述再生部中温度降低后的所述加热源流体以及在所述蒸发部中温度降低后的所述加热源流体的至少一方作为所述升温流体而导入,并且
构成为:将在所述第六热交换部中温度上升后的所述被加热流体导入所述第五热交换部,将在所述第五热交换部中温度降低后的所述加热源流体导入所述第六热交换部。
19.根据权利要求14~16中的任一项所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
以使被导入所述冷凝部的所述被加热流体的温度低于从所述蒸发部以及所述再生部流出的所述加热源流体的温度、从所述吸收部流出的所述被加热流体的温度高于流入所述蒸发部以及所述再生部的所述加热源流体的温度的方式,来设定所述被加热流体的流量与所述加热源流体的流量之比。
20.根据权利要求17所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
以使被导入所述冷凝部的所述被加热流体的温度低于从所述蒸发部以及所述再生部流出的所述加热源流体的温度、从所述吸收部流出的所述被加热流体的温度高于流入所述蒸发部以及所述再生部的所述加热源流体的温度的方式,来设定所述被加热流体的流量与所述加热源流体的流量之比。
21.根据权利要求1~3、8、9、14~16中的任一项所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
具备制冷剂热交换器,该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热交换部流出的所述升温流体之间进行热交换。
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