CN208817757U - 吸收式热交换系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供使装置结构简化的吸收式热交换系统(1),具备:冷凝部(40),利用制冷剂蒸汽(Vg)的冷凝热使被加热流体(TS)的温度上升;蒸发部(20),利用制冷剂液(Vf)的蒸发潜热使第一加热源流体(TP)的温度降低;吸收部(10),利用吸收液(Sa)吸收制冷剂蒸汽(Ve)时的吸收热使被加热流体的温度上升;和再生部(30),从第二加热源流体(HP)夺取加热稀溶液所需的热,构成为通过吸收液(Sa、Sw)与制冷剂(Ve、Vf、Vg)的吸收热泵循环,吸收部和蒸发部与再生部和冷凝部相比内部的压力和温度低,将从被导入至冷凝部和吸收部之前的被加热流体分支的一部分被加热流体作为第一加热源流体导入至蒸发部。
Description
技术领域
本实用新型涉及吸收式热交换系统,特别涉及使装置结构简化了的吸收式热交换系统。
背景技术
作为在从低温的热源汲取热来对加热对象的介质进行加热的机器亦即热泵中的热驱动的装置,公知有吸收热泵。作为吸收热泵的应用例,存在一种包括如下部件的热交换装置:具有发生器、蒸发器、冷凝器以及吸收器的温水用吸收式热泵;水-水热交换器;依次通过发生器、水-水热交换器、蒸发器的一次热供给网络管路;和通过吸收器、冷凝器以及水-水热交换器的二次热供给网络管路(例如,参照专利文献1)。
专利文献1:日本专利第5194122号公报
由于专利文献1所记载的热交换装置除了温水用吸收式热泵之外还具备水-水热交换器,所以导致装置整体变得大型。
实用新型内容
本实用新型鉴于上述课题,其目的在于,提供一种使装置结构简化了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所涉及的吸收式热交换系统例如如图1所示,具备:冷凝部40,通过制冷剂的蒸汽Vg冷凝而成为制冷剂液Vf时释放的冷凝热来使被加热流体TS的温度上升;蒸发部20,从冷凝部40导入制冷剂液Vf,通过从第一加热源流体TP夺取所导入的制冷剂液Vf蒸发而成为制冷剂蒸汽Ve时所需的蒸发潜热,来使第一加热源流体TP的温度降低;吸收部10,从蒸发部20导入制冷剂蒸汽Ve,通过吸收液Sa吸收所导入的制冷剂蒸汽Ve而成为浓度降低了的稀溶液Sw时释放的吸收热来使被加热流体TS的温度上升;以及再生部30,从吸收部10导入稀溶液Sw,通过从第二加热源流体HP夺取加热所导入的稀溶液Sw使制冷剂Vg从稀溶液Sw脱离而成为浓度上升了的浓溶液Sa所需的热,来使第二加热源流体HP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的吸收热泵循环,吸收部10与再生部30相比内部的压力以及温度低,蒸发部20与冷凝部40相比内部的压力以及温度低,并构成为将从被导入至冷凝部40以及吸收部10之前的被加热流体TA分支的一部分被加热流体作为第一加热源流体TP导入至蒸发部20。
若这样构成,则由于将从被导入至冷凝部以及吸收部之前的被加热流体分支的一部分被加热流体作为第一加热源流体导入至蒸发部,所以从蒸发部流出的第一加热源流体的温度比被导入至冷凝部以及吸收部之前的被加热流体的温度低,能够使在吸收式热交换系统中进行交换的热量增大,可以不通过第一加热源流体用的热交换器降低第一加热源流体的温度,能够省略第一加热源流体用的热交换器而简化装置结构。
另外,例如参照图1所示,本实用新型的第二方式所涉及的吸收式热交换系统在上述本实用新型的第一方式所涉及的吸收式热交换系统1的基础上,构成为从再生部30流出的第二加热源流体HP的至少一部分与从冷凝部40以及吸收部10的至少一方流出的被加热流体TS混合。
若这样构成,则既能够简化系统结构,又能够有效地利用在再生部中作为热源利用之后的第二加热源流体所具有的热。
另外,例如参照图1所示,本实用新型的第三方式所涉及的吸收式热交换系统在上述本实用新型的第二方式所涉及的吸收式热交换系统1的基础上,构成为能够设定流入至冷凝部40以及吸收部10的被加热流体TS的流量与作为第一加热源流体而流入至蒸发部20的被加热流体TP的流量之比,以使从再生部30流出的第二加热源流体HP的至少一部分与从冷凝部40以及吸收部10的至少一方流出的被加热流体TS混合后的混合被加热流体TA的温度成为规定的温度。
若这样构成,则能够调节混合被加热流体的温度。
另外,例如如图5所示,本实用新型的第四方式所涉及的吸收式热交换系统在上述本实用新型的第二方式或第三方式所涉及的吸收式热交换系统5的基础上,构成为与从冷凝部40以及吸收部10的至少一方流出的被加热流体TS混合之前的从第二加热源流体HP分支的一部分第二加热源流体HP、和分支后的其余的第二加热源流体HP与从冷凝部40以及吸收部10的至少一方流出的被加热流体TS混合而成的流体TA各自分开地从吸收式热交换系统5流出。
若这样构成,则能够向多个场所供给热。
另外,例如如图2所示,在本实用新型的第五方式所涉及的吸收式热交换系统在上述本实用新型的第一方式至第四方式中的任一方式所涉及的吸收式热交换系统2的基础上,具备局部加热源流体旁通流路28,该局部加热源流体旁通流路28使由从再生部30流出的第二加热源流体HP分支的一部分第二加热源流体HP与被导入至蒸发部20之前的第一加热源流体TP汇合。
若这样构成,则能够对从蒸发部流出的第一加热源流体的温度进行调节。
另外,例如参照图2所示,本实用新型的第六方式所涉及的吸收式热交换系统在上述本实用新型的第五方式所涉及的吸收式热交换系统2的基础上,构成为能够设定从再生部30流出的第二加热源流体HP的不流入至局部加热源流体旁通流路28的流量与在局部加热源流体旁通流路28流动的流量之比,以使从再生部30流出的第二加热源流体HP的至少一部分与从冷凝部40以及吸收部10的至少一方流出的被加热流体TS混合后的混合被加热流体TA的温度成为规定的温度。
若这样构成,则能够对混合被加热流体的温度以及流量的平衡进行调节。
另外,例如如图4所示,本实用新型的第七方式所涉及的吸收式热交换系统在上述本实用新型的第五方式或第六方式所涉及的吸收式热交换系统4的基础上,构成为使在局部加热源流体旁通流路28流动的第二加热源流体HP在被热利用而温度降低之后与被导入至蒸发部20之前的第一加热源流体TP汇合。
若这样构成,则除了从冷凝部或吸收部流出的被加热流体所具有的热之外,还能够将在局部加热源流体旁通流路流动的第二加热源流体所具有的热供给至吸收式热交换系统的外部。
另外,例如如图3所示,本实用新型的第八方式所涉及的吸收式热交换系统在上述本实用新型的第一方式所涉及的吸收式热交换系统3的基础上,构成为从再生部30流出的第二加热源流体HP的至少一部分与从冷凝部40流出的被加热流体TS各自分开地从吸收式热交换系统3流出。
若这样构成,则能够将热供给至多个场所。
根据本实用新型,由于将从被导入至冷凝部以及吸收部之前的被加热流体分支的一部分被加热流体作为第一加热源流体而导入至蒸发部,所以从蒸发部流出的第一加热源流体的温度比被导入至冷凝部以及吸收部之前的被加热流体的温度低,能够使在吸收式热交换系统中进行交换的热量增大,可以不通过第一加热源流体用的热交换器降低第一加热源流体的温度,能够省略第一加热源流体用的热交换器而简化装置结构。
附图说明
图1是本实用新型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是本实用新型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是本实用新型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是本实用新型的第四实施方式所涉及的吸收式热交换系统的示意性系统图。
图5是本实用新型的第五实施方式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、2、3、4、5…吸收式热交换系统;10…吸收器;20…蒸发器;28…高温热源旁通管;30…再生器;40…冷凝器;Sa…浓溶液;Sw…稀溶液;HP…高温热源流体;TP…中温热源流体;TS…增热对象流体;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,参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。其中,在各图中,对彼此相同或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是利用吸收液与制冷剂的吸收热泵循环使热从相对于热源设备HSF流出流入的流体向相对于热利用设备HCF流出流入的流体传递的系统。吸收式热交换系统1具备吸收器10、蒸发器20、再生器30以及冷凝器40,它们构成进行吸收液S(Sa、Sw)与制冷剂V(Ve、Vg、Vf)的吸收热泵循环的主要机器。吸收器10、蒸发器20、再生器30以及冷凝器40分别相当于吸收部、蒸发部、再生部以及冷凝部。
在本说明书中,关于吸收液,为了在热泵循环上容易区别,根据性质状态、热泵循环上的位置而称为“稀溶液Sw”、“浓溶液Sa”等,但在不考虑性质状态等时,统称为“吸收液S”。同样,关于制冷剂,为了在热泵循环上容易区别,根据性质状态、热泵循环上的位置而称为“蒸发器制冷剂蒸汽Ve”、“再生器制冷剂蒸汽Vg”、“制冷剂液Vf”等,但在不考虑性质状态等时统称为“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:传热管12,构成增热对象流体TS的流路;和浓溶液供给装置13,将浓溶液Sa供给至传热管12的表面。传热管12在一端连接有增热流体导入管51,在另一端连接有增热流体衔接管15。增热流体导入管51是构成将增热对象流体TS引导至传热管12的流路的管。在增热流体导入管51设置有增热流体阀51v,该增热流体阀51v对在内部流动的增热对象流体TS的流量进行调节。增热流体衔接管15是构成将由吸收器10加热过的增热对象流体TS向冷凝器40引导的流路的管。吸收器10从浓溶液供给装置13将浓溶液Sa供给至传热管12的表面,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。构成为在传热管12中流动的增热对象流体TS接受该吸收热,增热对象流体TS被加热。
蒸发器20在蒸发器罐体21的内部具有:热源管22,构成中温热源流体TP的流路;和制冷剂液供给装置23,将制冷剂液Vf供给至热源管22的表面。在热源管22的一端连接有中温热源导入管52。中温热源导入管52是构成将中温热源流体TP引导至热源管22的流路的管。在中温热源导入管52设置有中温热源阀52v,该中温热源阀52v对在内部流动的中温热源流体TP的流量进行调节。中温热源导入管52的另一端和增热流体导入管51的另一端一起与混合流体流入管55连接。混合流体流入管55是构成供混合流体TA流动的流路的管。构成为在混合流体流入管55流动的混合流体TA分流而流入至增热流体导入管51与中温热源导入管52。即,增热对象流体TS是混合流体TA中的流入至增热流体导入管51的流体,中温热源流体TP是混合流体TA中的流入至中温热源导入管52的流体。在热源管22的与连接有中温热源导入管52的端部相反一侧的端部连接有中温热源流出管29。中温热源流出管29是构成将中温热源流体TP向蒸发器20之外引导的流路的管。蒸发器20构成为从制冷剂液供给装置23将制冷剂液Vf供给至热源管22的表面,热源管22周边的制冷剂液Vf利用在热源管22内流动的中温热源流体TP的热蒸发而产生蒸发器制冷剂蒸汽Ve。中温热源流体TP相当于第一加热源流体。
吸收器10与蒸发器20彼此连通。通过吸收器10与蒸发器20连通,构成为能够将在蒸发器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,供加热稀溶液Sw的高温热源流体HP在内部流动;和稀溶液供给装置33,将稀溶液Sw供给至热源管32的表面。在热源管32的一端连接有高温热源导入管57,该高温热源导入管57构成将高温热源流体HP引导至热源管32的流路。在热源管32的另一端连接有高温热源流出管39的一端,该高温热源流出管39构成供从再生器30流出的高温热源流体HP流动的流路。再生器30构成为通过将从稀溶液供给装置33供给的稀溶液Sw加热成高温热源流体HP,由此从稀溶液Sw蒸发制冷剂V而生成浓度上升的浓溶液Sa。高温热源流体HP相当于第二加热源流体。构成为从稀溶液Sw蒸发的制冷剂V作为再生器制冷剂蒸汽Vg移动至冷凝器40。
冷凝器40在冷凝器罐体41的内部具有供增热对象流体TS流动的传热管42。在传热管42流动的增热对象流体TS成为在吸收器10的传热管12流动之后的增热对象流体TS。吸收器10的传热管12与冷凝器40的传热管42通过流动增热对象流体TS的增热流体衔接管15连接。在冷凝器40的传热管42的与连接有增热流体衔接管15的端部相反一侧的端部连接有增热流体流出管49。增热流体流出管49是构成将增热对象流体TS向冷凝器40之外引导的流路的管。增热流体流出管49的另一端和高温热源流出管39的另一端一起与混合流体流出管59连接。混合流体流出管59是构成供在高温热源流出管39流动的高温热源流体HP与在增热流体流出管49流动的增热对象流体TS汇合后的混合流体TA流动的流路的管。混合流体TA相当于混合被加热流体。冷凝器40构成为将在再生器30产生的再生器制冷剂蒸汽Vg导入,在传热管42内流动的增热对象流体TS接受再生器制冷剂蒸汽Vg冷凝而成为制冷剂液Vf时释放的冷凝热,增热对象流体TS被加热。增热对象流体TS相当于被加热流体。以再生器30与冷凝器40彼此连通的方式,再生器30的罐体与冷凝器罐体41形成为一体。构成为通过再生器30与冷凝器40连通,由此能够将在再生器30产生的再生器制冷剂蒸汽Vg供给至冷凝器40。
再生器30的储存浓溶液Sa的部分与吸收器10的浓溶液供给装置13通过供浓溶液Sa流动的浓溶液管35连接。吸收器10的储存稀溶液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连接。在稀溶液管36配设有压送稀溶液Sw的溶液泵36p。在浓溶液管35以及稀溶液管36配设有溶液热交换器38,该溶液热交换器38在浓溶液Sa与稀溶液Sw之间进行热交换。冷凝器40的储存制冷剂液Vf的部分与制冷剂液供给装置23通过供制冷剂液Vf流动的制冷剂液管45连接。
吸收式热交换系统1在稳定运转中,吸收器10的内部的压力以及温度比再生器30的内部的压力以及温度低,蒸发器20的内部的压力以及温度比冷凝器40的内部的压力以及温度低。吸收式热交换系统1的吸收器10、蒸发器20、再生器30以及冷凝器40成为第一种吸收热泵的结构。
在本实施方式中,高温热源导入管57以及中温热源流出管29与热源设备HSF连接。热源设备HSF例如是升温型的热泵。在本实施方式中,热源设备HSF对从中温热源流出管29取入的中温热源流体TP进行加热来使温度上升,作为高温热源流体HP供给至高温热源导入管57。在本实施方式中,混合流体流出管59以及混合流体流入管55与热利用设备HCF连接。热利用设备HCF例如将导入的热利用于供暖用。在本实施方式中,热利用设备HCF利用从混合流体流出管59导入的混合流体TA所具有的热,并使从混合流体TA夺取热而温度降低的混合流体TA流出至混合流体流入管55。
接着,参照图1对吸收式热交换系统1的作用进行说明。首先,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供给浓溶液Sa,该供给的浓溶液Sa吸收从蒸发器20移动来的蒸发器制冷剂蒸汽Ve。吸收了蒸发器制冷剂蒸汽Ve的浓溶液Sa浓度降低而成为稀溶液Sw。在吸收器10中,浓溶液Sa吸收蒸发器制冷剂蒸汽Ve时产生吸收热。通过该吸收热,在传热管12流动的增热对象流体TS被加热,增热对象流体TS的温度上升。在吸收器10吸收了蒸发器制冷剂蒸汽Ve的浓溶液Sa浓度降低而成为稀溶液Sw,被储存于吸收器10的下部。所储存的稀溶液Sw被溶液泵36p压送而朝向再生器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,温度上升,然后到达再生器30。
输送至再生器30的稀溶液Sw从稀溶液供给装置33供给并被在热源管32流动的高温热源流体HP加热,所供给的稀溶液Sw中的制冷剂蒸发而成为浓溶液Sa,储存于再生器30的下部。此时,高温热源流体HP被稀溶液Sw夺取热而温度降低。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。储存于再生器30的下部的浓溶液Sa因再生器30与吸收器10的内压之差而经由浓溶液管35到达吸收器10的浓溶液供给装置13。在浓溶液管35流动的浓溶液Sa在溶液热交换器38中与稀溶液Sw进行热交换而温度降低,之后流入至吸收器10,从浓溶液供给装置13供给,以后,重复上述的吸收液S的循环。
接下来对制冷剂侧的吸收热泵循环进行说明。在冷凝器40中,接收在再生器30中蒸发的再生器制冷剂蒸汽Vg,再生器制冷剂蒸汽Vg被在传热管42流动的增热对象流体TS冷却而冷凝,成为制冷剂液Vf。此时,增热对象流体TS因再生器制冷剂蒸汽Vg冷凝时释放的冷凝热而温度上升。在传热管42流动的增热对象流体TS是通过吸收器10的传热管12而来的流体。冷凝后的制冷剂液Vf因冷凝器40与蒸发器20的内压之差而在制冷剂液管45流动,到达蒸发器20。输送至蒸发器20的制冷剂液Vf从制冷剂液供给装置23供给,被在热源管22内流动的中温热源流体TP加热,蒸发而成为蒸发器制冷剂蒸汽Ve。此时,中温热源流体TP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汽Ve向与蒸发器20连通的吸收器10移动,以后,重复同样的循环。
举出具体例子对吸收液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、被加热流体以及加热源流体的温度的变化进行说明。对于从热利用设备HCF流出并在混合流体流入管55流动的40℃的混合流体TA而言,分流后的增热对象流体TS以及中温热源流体TP分别为40℃。在增热流体导入管51流动的40℃的增热对象流体TS当在吸收器10的传热管12流动时,获得浓溶液Sa吸收蒸发器制冷剂蒸汽Ve而产生的吸收热,若到达增热流体衔接管15则温度上升至45℃。然后,在增热流体衔接管15流动的增热对象流体TS当在冷凝器40的传热管42流动时获得再生器制冷剂蒸汽Vg冷凝成为制冷剂液Vf时释放的冷凝热,若到达增热流体流出管49则温度上升至50℃。
另一方面,在中温热源导入管52流动的中温热源流体TP当在蒸发器20的热源管22流动时被制冷剂液Vf夺取热,若到达中温热源流出管29则温度降低至30℃。在中温热源流出管29流动的30℃的中温热源流体TP流入至热源设备HSF被加热而温度上升。被热源设备HSF加热而温度上升了的流体作为100℃的高温热源流体HP流出至高温热源导入管57。在高温热源导入管57流动的100℃的高温热源流体HP当在再生器30的热源管32流动时被稀溶液Sw夺取热,若到达高温热源流出管39则温度降低至90℃。
在高温热源流出管39流动的90℃的高温热源流体HP与在增热流体流出管49流动的50℃的增热对象流体TS混合,成为60℃的混合流体TA并在混合流体流出管59流动。在本实施方式中,通过将高温热源流出管39的高温热源流体HP与增热流体流出管49的增热对象流体TS混合,来实现相对于吸收式热交换系统1进出的被加热流体以及热源流体的流量平衡。在混合流体流出管59流动的60℃的混合流体TA流入至热利用设备HCF,热被利用而温度降低。在热利用设备HCF中温度降低后的混合流体TA以40℃流出至混合流体流入管55,以后,重复上述的流动。
在吸收式热交换系统1中,以使上述那样的温度关系成立而在混合流体流出管59流动的混合流体TA的温度成为规定的温度(是热利用设备HCF中的适于利用的温度,在本实施方式中为60℃)的方式,决定在增热流体导入管51流动的增热对象流体TS的流量与在中温热源导入管52流动的中温热源流体TP的流量之比。在本实施方式中,使增热对象流体TS与中温热源流体TP的流量比大致为5:2。此外,若相对地减少增热对象流体TS的流量,则增热对象流体TS的温度变高,若增加增热对象流体TS的流量,则增热对象流体TS的温度变低。这里,在增热流体导入管51流动的增热对象流体TS与在中温热源导入管52流动的中温热源流体TP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),也可以构成为能够通过设置于控制装置的输入装置(未图示)随时设定。在本实施方式中,通过对增热流体阀51v以及中温热源阀52v的开度进行调节来进行增热对象流体TS与中温热源流体TP的流量比的调节。增热流体阀51v以及中温热源阀52v的开度的调节典型地基于上述的设定于控制装置的流量比并根据来自控制装置的信号自动地进行,但也可以不借助控制装置而手动地调节开度。此外,也可以代替增热流体阀51v以及中温热源阀52v而在增热流体导入管51、中温热源导入管52以及混合流体流入管55的连接部设置三通阀。
若对至此说明的、相对于吸收式热交换系统1出入的加热源流体(高温热源流体HP、中温热源流体TP)与被加热流体(混合流体TA)的流动进行概括,则在吸收式热交换系统1中,从热源设备HSF流出并以100℃流入至吸收式热交换系统1的高温热源流体HP以30℃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40℃流入至吸收式热交换系统1的混合流体TA以60℃从吸收式热交换系统1流出并流入至热利用设备HCF。若将相对于热源设备HSF流出流入的高温热源流体HP以及中温热源流体TP视为加热源流体,将相对于热利用机器HCF流出流入的混合流体TA视为被加热流体,则能够视为吸收式热交换系统1在加热源流体与被加热流体之间进行热交换作用,能够视为被加热流体在从加热源流体夺取了与从流入的加热源流体的温度冷却至比被加热流体的温度低的温度相应的热量之后流出的热交换系统。从吸收式热交换系统1流出的加热源流体(中温热源流体TP)的温度越低,则在吸收式热交换系统1中进行热交换的热量越增大,能够增大被加热流体(混合流体TA)的流量。并且,在使从吸收式热交换系统1流出并流入至热源设备HSF的中温热源流体TP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的高温热源流体HP的流量相等、从吸收式热交换系统1流出并流入至热利用机器HCF的混合流体TA的流量与从热利用机器HCF流出并流入至吸收式热交换系统1的混合流体TA的流量相等的情况下,能够视为加热源流体与被加热流体这两个流体作为在吸收式热交换系统1内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视为热交换器会更加明了。如本实施方式所示,适合构成为从吸收式热交换系统1流出的中温热源流体TP在通过热源设备HSF内被加热之后成为高温热源流体HP而返回至吸收式热交换系统1,从吸收式热交换系统1流出的混合流体TA在通过热利用机器HCF被消耗热之后返回至吸收式热交换系统1。
此外,在假设成为不使相对于热利用设备HCF流出流入的流体(被加热流体)与相对于热源设备HSF流出流入的流体(加热源流体)分流以及汇合,而独立为使在再生器30的热源管32流动的高温热源流体HP流动至蒸发器20的热源管22的系统的情况下,需要使在再生器30的热源管32流动过的高温热源流体HP在流入至蒸发器20的热源管22之前,与从吸收器10以及冷凝器40流出的增热对象流体TS进行热交换来冷却而温度降低的热交换器。与此相对,若如本实施方式那样使相对于热利用设备HCF流出流入的流体(被加热流体)与相对于热源设备HSF流出流入的流体(加热源流体)分流以及汇合,则不需要在上述假定的情况下设置的热交换器,能够简化系统结构。由于不需要在上述假定的情况下设置的热交换器,所以能够避免因来自热交换器的散热损失和热交换温度效率小于1引起的被加热流体的温度降低,可消除因热交换器引起的热效率的降低。并且,还能够节省热交换器的设置空间、用于供流体相对于热交换器进出的配管、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,能够一边使温度比从热源设备HSF导入的流体(加热源流体)低的流体(被加热流体)流出至热利用设备HCF,一边使温度比从热利用设备HCF导入的流体(被加热流体)低的流体(加热源流体)流出至热源设备HSF,能够实现热的有效利用,可使吸收式热交换系统1的输出增大。
如以上说明那样,根据本实施方式所涉及的吸收式热交换系统1,能够将导入的高温热源流体HP的温度冷却至比导入的混合流体TA低的温度为止,作为消耗了热的中温热源流体TP流出,能够使吸收式热交换系统1进行热交换的热量、即作为热交换器的热输出增大。另外,由于使在蒸发器20加热的中温热源流体TP从流入后的混合流体TA分支,并且使在再生器30消耗了热的高温热源流体HP与通过了吸收器10以及冷凝器40的增热对象流体TS汇合,所以能够不通过高温热源流体HP与增热对象流体TS进行热交换、即不设置大型的热交换器而简化装置结构,能够流出比导入的混合流体TA的温度低的温度的中温热源流体TP。另外,与流入至吸收式热交换系统1的高温热源流体HP与流出的中温热源流体TP的出入口温度差相比,减小相对于吸收式热交换系统1出入的混合流体TA的进出口温度差,能够与温度差变小的量相应地增大可供给至热利用设备HCF的混合流体TA的流量,能够扩大混合流体TA的供给范围。
接下来,参照图2对本实用新型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主要在以下的点与吸收式热交换系统1(参照图1)不同。吸收式热交换系统2设置有将高温热源流出管39与中温热源导入管52衔接的高温热源旁通管28。高温热源旁通管28是使从再生器30流出并在高温热源流出管39流动的高温热源流体HP的一部分与流入至蒸发器20之前的在中温热源导入管52流动的中温热源流体TP汇合的管,相当于局部加热源流体旁通流路。在高温热源旁通管28设置有对在内部流动的高温热源流体HP的流量进行调节的高温热源旁通阀28v。另一方面,在比与高温热源旁通管28的连接部靠下游侧的高温热源流出管39设置有对在内部流动的高温热源流体HP的流量进行调节的高温热源阀39v。此外,也可以代替高温热源旁通阀28v以及高温热源阀39v而在高温热源流出管39与高温热源旁通管28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)同样。
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,还对高温热源旁通阀28v以及高温热源阀39v的开度进行调节,使从再生器30流出的高温热源流体HP的一部分与流入至蒸发器20之前的中温热源流体TP混合。高温热源旁通阀28v以及高温热源阀39v的开度的调节典型地与吸收式热交换系统1同样,基于设定在控制装置(未图示)的流量比并根据来自控制装置的信号自动地进行,但也可以不借助控制装置而手动地调节开度。通过对与中温热源流体TP混合的高温热源流体HP的流量进行调节,能够对在中温流体流出管29流动的中温热源流体TP的温度以及流量进行调节。另外,通过对与中温热源流体TP混合的高温热源流体HP的流量进行调节,从而对与增热对象流体TS混合的高温热源流体HP的流量进行调节,能够对在混合流体流出管59流动的混合流体TA的温度以及流量进行调节。在本实施方式中,决定在高温热源旁通管28流动的高温热源流体HP的流量与朝向混合流体流出管59在高温热源流出管39流动的高温热源流体HP的流量之比,以便在混合流体流出管59流动的混合流体TA的温度成为规定的温度。此外,若相对地增多在高温热源旁通管28流动的高温热源流体HP的流量,则在中温热源流出管29流动的中温热源流体TP的温度上升,流量增加,并且与增热对象流体TS混合的高温热源流体HP的流量减少,在混合流体流出管59流动的混合流体TA的温度下降,流量减少。另一方面,若相对地减少在高温热源旁通管28流动的高温热源流体HP的流量,则在中温热源流出管29流动的中温热源流体TP温度下降,流量减少,并且与增热对象流体TS混合的高温热源流体HP的流量增加,在混合流体流出管59流动的混合流体TA的温度上升,流量增加。这样,通过对在高温热源旁通管28流动的高温热源流体HP的流量进行调节,能够对在混合流体流出管59流动的混合流体TA的温度与流量、以及在中温热源流出管29流动的中温热源流体TP的温度与流量进行调节。
接下来,参照图3对本实用新型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主要在以下的点与吸收式热交换系统1(参照图1)不同。吸收式热交换系统3成为向独立的两个热利用设备HCF1、HCF2供给流体的系统。对于吸收式热交换系统3而言,高温热源流出管39不与增热流体流出管49连接,未设置混合流体流出管59(参照图1)。构成为增热流体流出管49与热利用设备HCF1连接,将被吸收器10以及冷凝器40加热过的增热对象流体TS供给至热利用设备HCF1。在热利用设备HCF1连接有热消耗完毕流体管56的一端。热消耗完毕流体管56是构成供热被热利用设备HCF1消耗而温度降低了的增热对象流体TS流动的流路的管。热消耗完毕流体管56的另一端连接有中温热源导入管52以及分流后流体管53。分流后流体管53是构成供分流流体TL流动的流路的管。分流流体TL是从在热消耗完毕流体管56流动的增热对象流体TS除去分流至中温热源导入管52的中温热源流体TP后的其余的流体。在分流后流体管53设置有对在内部流动的流体的流量进行调节的分流后流体阀53v。没有设置增热流体阀51v(参照图1)。分流后流体管53的另一端与增热流体导入管51以及热消耗完毕流体管54各自的端部连接。高温热源流出管39构成为与热利用设备HCF2连接,将从再生器30流出的高温热源流体HP供给至热利用设备HCF2。在热利用设备HCF2连接有热消耗完毕流体管54的一端。热消耗完毕流体管54是构成供热被热利用设备HCF2消耗而温度降低了的增热对象流体TS流动的流路的管。热消耗完毕流体管54的另一端与增热流体导入管51以及分流后流体管53各自的端部连接。在吸收式热交换系统3中,在分流后流体管53流动的分流流体TL与在热消耗完毕流体管54流动的高温热源流体HP混合后的增热对象流体TS在增热流体导入管51流动。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)同样。
在如上述那样构成的吸收式热交换系统3中,能够向独立的热利用设备HCF1、2分别供给热。被吸收器10以及冷凝器40加热过的增热对象流体TS供给至热利用设备HCF1,在热被热利用设备HCF1利用而温度降低之后,流出至热消耗完毕流体管56。另一方面,从再生器30流出的高温热源流体HP供给至热利用设备HCF2,在热被热利用设备HCF2利用而温度降低之后,流出至热消耗完毕流体管54。从热利用设备HCF1流出至热消耗完毕流体管56的增热对象流体TS分流成在中温热源导入管52流动的中温热源流体TP和在分流后流体管53流动的分流流体TL。在中温热源导入管52流动的中温热源流体TP在流入至蒸发器20对制冷剂液Vf进行加热而自身温度降低之后,经由中温热源流出管29流入至热源设备HSF。另一方面,在分流后流体管53流动的分流流体TL与从热利用设备HCF2流出并在热消耗完毕流体管54流动的高温热源流体HP汇合而成为增热对象流体TS。增热对象流体TS经由增热流体导入管51流入至吸收器10而被加热。在吸收式热交换系统3中,对中温热源阀52v以及分流后流体阀53v的开度进行调节以使在增热流体流出管49流动的增热对象流体TS成为规定的温度。在吸收式热交换系统3中,在从热利用设备HCF1流出的增热对象流体TS的温度比从热利用设备HCF2流出的高温热源流体HP的温度低的情况下,流入至蒸发器20的中温热源流体TP的温度低而适合。这样一来,能够在不同的热利用设备HCF2、HCF1中分别利用从再生器30流出的高温热源流体HP和被吸收器10以及冷凝器40加热过的增热对象流体TS这两个流体。可使导入高温热源流体HP的热利用设备HCF2为比较高温的用途,导入增热对象流体TS的热利用设备HCF1为比较低温的用途。
接下来,参照图4对本实用新型的第四实施方式所涉及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的示意性系统图。吸收式热交换系统4主要在以下的点与吸收式热交换系统2(参照图2)不同。吸收式热交换系统4构成为从高温热源流出管39流入至高温热源旁通管28的一部分高温热源流体HP不直接与在中温热源导入管52流动的中温热源流体TP汇合,而与在热被追加热利用设备HCFA利用而温度降低之后在中温热源导入管52流动的中温热源流体TP汇合。在吸收式热交换系统4中,高温热源旁通管28被分为比追加热利用设备HCFA靠上游侧的高温热源旁通管28A和比追加热利用设备HCFA靠下游侧的高温热源旁通管28B。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2(参照图2)同样。由于这样构成的吸收式热交换系统4能够向多个热利用设备HCF、HCFA供给热,通常与吸收式热交换系统2(参照图2)的情况相比,流入至中温热源导入管52的高温热源流体HP的温度变低,从蒸发器20流出的中温热源流体TP的温度也变低,所以能够进行更多的热交换。并且,在从追加热利用设备HCFA流出的高温热源流体HP的温度比从热利用设备HCF流出的增热对象流体TS的温度低的情况下,与吸收式热交换系统1(参照图1)相比,能够降低流入至蒸发器20的中温热源流体TP的温度,可促进热利用而适用。
接下来,参照图5对本实用新型的第五实施方式所涉及的吸收式热交换系统5进行说明。图5是吸收式热交换系统5的示意性系统图。吸收式热交换系统5主要在以下的点与吸收式热交换系统1(参照图1)不同。吸收式热交换系统5成为与热利用设备HCF独立地向追加热利用设备HCFA供给流体的系统。吸收式热交换系统5设置有将在高温热源流出管39流动的高温热源流体HP的一部分引导至追加热利用设备HCFA的追加热源导入管58A。在追加热源导入管58A设置有对在内部流动的流体的流量进行调节的追加热源阀58v。在比与追加热源导入管58A的连接部靠下游侧的高温热源流出管39设置有对在内部流动的流体的流量进行调节的高温热源阀39v。在追加热利用设备HCFA连接有追加热源流出管58B的一端,该追加热源流出管58B供热被追加热利用设备HCFA利用而温度降低了的高温热源流体HP流动。追加热源流出管58B的另一端与比增热流体阀51v靠下游侧的增热流体导入管51连接,构成为使从追加热利用设备HCFA流出的高温热源流体HP与在增热流体导入管51流动的增热对象流体TS汇合。吸收式热交换系统5的上述以外的结构与吸收式热交换系统1(参照图1)同样。这样构成的吸收式热交换系统5能够向多个热利用设备HCF、HCFA供给热。此外,在从热利用设备HCF流出的混合流体TA的温度比从追加热利用设备HCFA流出的高温热源流体HP的温度低的情况下,流入至蒸发器20的中温热源流体TP的温度能够很低,可促进热利用而优选。可使导入高温热源流体HP的热利用设备HCFA为比较高温的用途,导入混合流体TA的热利用设备HCF为比较低温的用途。
在以上的说明中,增热对象流体TS从吸收器10向冷凝器40串行流动,但也可以从冷凝器40向吸收器10串行流动,也可以向吸收器10以及冷凝器40并列流动。
在以上的说明中,由于加热源流体(高温热源流体HP、中温热源流体TP)与被加热流体(混合流体TA、增热对象流体TS)进行分流以及汇合,所以为同种流体。所应用的流体除了温水之外,也可以是制热剂用液体、化学液体。尤其若采用沸点比水高的制热剂用液体、化学液体,则不会为了抑制流体的沸腾而使高的压力作用于流体,可以应用至高的温度域。
Claims (10)
1.一种吸收式热交换系统,其特征在于,具备:
冷凝部,通过制冷剂的蒸汽冷凝而成为制冷剂液时释放的冷凝热来使被加热流体的温度上升;
蒸发部,从上述冷凝部导入上述制冷剂液,通过从第一加热源流体夺取所导入的上述制冷剂液蒸发而成为制冷剂蒸汽时所需的蒸发潜热,来使上述第一加热源流体的温度降低;
吸收部,从上述蒸发部导入上述制冷剂蒸汽,通过吸收液吸收所导入的上述制冷剂蒸汽而成为浓度降低了的稀溶液时释放的吸收热来使被加热流体的温度上升;以及
再生部,从上述吸收部导入上述稀溶液,通过从第二加热源流体夺取加热所导入的上述稀溶液使制冷剂从上述稀溶液脱离而成为浓度上升了的浓溶液所需的热,来使上述第二加热源流体的温度降低,
上述吸收式热交换系统构成为通过上述吸收液与上述制冷剂的吸收热泵循环,上述吸收部与上述再生部相比内部的压力以及温度低,上述蒸发部与上述冷凝部相比内部的压力以及温度低,
并构成为将从被导入至上述冷凝部以及上述吸收部之前的上述被加热流体分支后的一部分的上述被加热流体作为上述第一加热源流体导入至上述蒸发部。
2.根据权利要求1所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
上述吸收式热交换系统构成为从上述再生部流出的上述第二加热源流体的至少一部分与从上述冷凝部以及上述吸收部的至少一方流出的上述被加热流体混合。
3.根据权利要求2所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
上述吸收式热交换系统构成为能够设定流入至上述冷凝部以及上述吸收部的上述被加热流体的流量与作为上述第一加热源流体而流入至上述蒸发部的上述被加热流体的流量之比,以使从上述再生部流出的上述第二加热源流体的至少一部分与从上述冷凝部以及上述吸收部的至少一方流出的上述被加热流体混合后的混合被加热流体的温度成为规定的温度。
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,
上述吸收式热交换系统构成为与从上述冷凝部以及上述吸收部的至少一方流出的上述被加热流体混合之前的从上述第二加热源流体分支的一部分的上述第二加热源流体、和上述分支后的其余的上述第二加热源流体与从上述冷凝部以及上述吸收部的至少一方流出的上述被加热流体混合后的流体各自分开地从上述吸收式热交换系统流出。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
上述吸收式热交换系统具备局部加热源流体旁通流路,该局部加热源流体旁通流路使由从上述再生部流出的上述第二加热源流体分支的一部分的上述第二加热源流体与被导入至上述蒸发部之前的上述第一加热源流体汇合。
6.根据权利要求5所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
上述吸收式热交换系统构成为能够设定从上述再生部流出的上述第二加热源流体的不流入至上述局部加热源流体旁通流路的流量与在上述局部加热源流体旁通流路流动的流量之比,以使从上述再生部流出的上述第二加热源流体的至少一部分与从上述冷凝部以及上述吸收部的至少一方流出的上述被加热流体混合后的混合被加热流体的温度成为规定的温度。
7.根据权利要求5所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
上述吸收式热交换系统构成为使在上述局部加热源流体旁通流路流动的上述第二加热源流体在被热利用而温度降低之后与被导入至上述蒸发部之前的上述第一加热源流体汇合。
8.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,
上述吸收式热交换系统构成为与从上述冷凝部以及上述吸收部的至少一方流出的上述被加热流体混合之前的从上述第二加热源流体分支的一部分的上述第二加热源流体、和上述分支后的其余的上述第二加热源流体与从上述冷凝部以及上述吸收部的至少一方流出的上述被加热流体混合后的流体各自分开地从上述吸收式热交换系统流出,
上述吸收式热交换系统具备局部加热源流体旁通流路,该局部加热源流体旁通流路使由从上述再生部流出的上述第二加热源流体分支的一部分的上述第二加热源流体与被导入至上述蒸发部之前的上述第一加热源流体汇合。
9.根据权利要求8所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
上述吸收式热交换系统构成为使在上述局部加热源流体旁通流路流动的上述第二加热源流体在被热利用而温度降低之后与被导入至上述蒸发部之前的上述第一加热源流体汇合。
10.根据权利要求1所述的吸收式热交换系统,其特征在于,
上述吸收式热交换系统构成为从上述再生部流出的上述第二加热源流体的至少一部分与从上述冷凝部流出的上述被加热流体各自分开地从上述吸收式热交换系统流出。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
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