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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung des Absorptionstyps,
und insbesondere eine Kühlvorrichtung
des Absorptionstyps, die in der Lage ist, die Reinheit einer Kühlmittel-Flüssigkeit,
die in dem Verdampfer enthalten ist, auf einem geeigneten Niveau
zu halten.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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EP-A-O
849 548 offenbart in Kombination die Merkmale des Oberbegriffs des
Anspruchs 1.
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In
einer Kühlvorrichtung
des Absorptionstyps absorbiert die Absorptionsmittel-Lösung Kühlmittel-Dampf
in dem Absorber, wodurch die Absorptionsmittel-Lösung verdünnt wird. Die verdünnte Absorptionsmittel-Lösung (verdünnte Lösung) wird dann
zu dem Regenerator befördert,
wo sie das Kühlmittel
abgibt und sich ihre Konzentration erhöht. Die Absorptionsmittel-Lösung mit
einer höheren
Konzentration wird zum Absorber zurück befördert. Der aus der Absorptionsmittel-Lösung extrahierte Kühlmittel-Dampf
wird in dem Kondensator kondensiert und zu einer Kühlmittel-Flüssigkeit
umgewandelt, welche dann zu dem Verdampfer befördert wird. Die zu dem Verdampfer
beförderte
Kühlmittel-Flüssigkeit
besitzt eine hohe Reinheit, enthält
aber immer noch eine Spur von dem Absorptionsmittel. Das Absorptionsmittel
kann sich während
eines langfristigen Betriebs ansammeln und allmählich die Reinheit der Kühlmittel-Flüssigkeit
in dem Verdampfer verschlechtern.
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Um
die Verschlechterung der Reinheit der Kühlmittel-Flüssigkeit
zu vermeiden, ist es allgemein üblich,
eine vorbestimmte Menge der Kühlmittel-Flüssigkeit
aus dem Verdampfer zu entfernen und diese zusammen mit der verdünnten Lösung zu
dem Regenerator zu befördern.
Je größer in diesem Fall die
vorbestimmte Menge der Kühlmittel-Flüssigkeit
in dem Verdampfer ist, umso höher
ist die gewonnene Reinheit der Kühlmittel-Flüssigkeit.
Jedoch kann eine Erhöhung
der vorbestimmten Menge der zu entfernenden Kühlmittel-Flüssigkeit
den Wirkungsgrad des Arbeitsvorgangs senken. Weil die Kühlmittel-Flüssigkeit,
die bei der Absorption durch Energieverbrauch angesammelt wurde,
wieder der Absorptionsmittel-Lösung
hinzugefügt
worden ist, nimmt der Wärmeverlust
(insbesondere die gebundene/latente Wärme) zu.
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Um
den Wärmeverlust
zu minimieren, wurde vorgeschlagen, dass die von dem Verdampfer
entfernte Kühlmittel-Flüssigkeit
zu einem Rektifizierapparat überführt wird,
der in einen oberen Teil des Regenerators einbezogen ist, wo die
Kühlmittel-Flüssigkeit
von dem oberen Ende herunter geschüttet wird, um ihre Reinheit
wieder zu gewinnen. In diesem Fall wird die Kühlmittel-Flüssigkeit als ein Dampf/Flüssigkeits-Kontaktfluid verwendet,
welches zum Reinigen erforderlich ist. Dies minimiert den Wärmeverlust
und erhöht
die Effizienz bei der Verwendung der Kühlmittel-Flüssigkeit als ein wichtiges
Mittel für
die Absorptionstyp-Kühlung.
Folglich kann der thermische Wirkungsgrad des Absorptionstyp-Kühlsystems erhöht werden.
Die Konzentration der Absorptionsmittel-Lösung kann in Abhängigkeit
von den Umgebungsbedingungen und dem Füllgrad variieren. Wenn die
Zufuhr der Kühlmittel-Flüssigkeit
als das Dampf/Flüssigkeits-Kontaktfluid nicht
sorgfältig
in Antwort auf eine Veränderung
in der Konzentration der Absorptionsmittel-Lösung kontrolliert wird, wird
sich folglich die Reinheit des Kühlmittel-Dampfes
an dem Oberteil des Rektifizierapparates verschlechtern. Um dieses Problem
zu überwinden,
ist es bekannt, die Reinheit der Kühlmittel-Flüssigkeit in dem Verdampfer
zu erfassen und die Zufuhr des Dampf/Flüssigkeit-Kontaktfluids zu justieren. Wenn zum
Beispiel der Siedepunkt der Kühlmittel-Flüssigkeit
in dem Verdampfer geprüft
wird und dessen Anstieg festgestellt wird, ist es ersichtlich, dass
sich die Reinheit der Kühlmittel-Flüssigkeit
verschlechtert.
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Wird
aus dem Anstieg der Siedetemperatur der Kühlmittel-Flüssigkeit
die Verschlechterung der Reinheit der Kühlmittel-Flüssigkeit
angenommen, wird die Zufuhr des Dampf/Flüssigkeit-Kontaktfluids jedoch
erst nach einer Verschlechterung der Reinheit des Kühlmittels
kontrolliert. Diese Einwirkungsverzögerung stellt kaum ein genaues
Kontrollieren. über die
Zufuhr sicher. Auch erfordert die Erfassung des Anstiegs der Siedetemperatur
eine Überwachung von
sowohl der Temperatur als auch dem Druck in dem Verdampfer, was
folglich den Kontrollvorgang komplex macht.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlvorrichtung
des Absorptionstyps zu schaffen, welche eine geringere Zeitverzögerung während des
Kontrollierens über
die Zufuhr eines Dampf/Flüssigkeit-Kontaktfluids
besitzt, und welche mit einer einfachen Konstruktion die Reinheit
der in dem Verdampfer enthaltenen Kühlmittel-Flüssigkeit auf einem geeigneten
Niveau halten kann.
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In
einer Kühlvorrichtung
des Absorptionstyps gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Kühlvorrichtung
des Absorptionstyps vorgesehen, umfassend:
einen Verdampfer
zum Speichern einer Kühlmittel-Flüssigkeit;
einen
Absorber zum Speichern einer Absorptionsmittel-Lösung,
welche ein Absorptionsmittel zum Absorbieren eines in dem Verdampfer
erzeugten Dampfes der Kühlmittel-Flüssigkeit
enthält;
einen
Regenerator zum Aufnehmen und Erwärmen eines Teils der Absorptionsmittel-Lösung, um
den Kühlmittel-Dampf
von der Absorptionsmittel-Lösung zu
extrahieren;
einen Rektifizierapparat zum Rektifizieren des
Kühlmittel-Dampfes,
der in dem Regenerator extrahiert wird;
einen Kondensator zum
Kondensieren und Zuführen des
Kühlmittel-Dampfes,
der durch den Rektifizierapparat rektifiziert wird, zum Verdampfer;
eine
Leitung zum Fördern
eines Teils des Kühlmittel-Dampfes von dem Verdampfer
zu dem oberen Teil des Rektifizierapparates zur Verwendung als ein Dampf/Flüssigkeits-Kontaktfluid
in dem Rektifizierapparat;
ein Kühlmittel-Flüssigkeitsströmungs-Kontrollmittel zum
Erhöhen
oder Reduzieren der Strömung
der Kühlmittel-Flüssigkeit,
die zu dem Rektifizierapparat gefördert wird; und
eine Steuerung,
und
gekennzeichnet durch: des Weiteren beinhaltend einen Temperatursensor
zum Erfassen der Temperatur des Kühlmittel-Dampfes, der in dem Rektifizierapparat
rektifiziert wird, worin die Steuerung auf eine Änderung in der Temperatur anspricht,
die durch den Temperatursensor erfasst wird, und die einen Strömungs-Erhöhungs-Befehl
zu dem Kühlmittel-Flüssigkeitsströmungs-Kontrollmittel
liefert, wenn die durch den Temperatursensor erfasste Temperatur
höher als ein
Referenztemperaturniveau ist, und die einen Strömungs-Reduzierungs-Befehl zu dem Kühlmittel-Flüssigkeits-Kontrollmittel liefert,
wenn die Temperatur nicht höher
als das Referenztemperaturniveau ist.
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Gemäß dem obigen
Merkmal kann das zu dem Rektifizierapparat zu befördernde
Kühlmittel
mit einer höheren
Reinheit durch Kontaktieren mit dem Kühlmittel-Dampf die Reinheit
des Kühlmittel-Dampfes
auf ein höheres
Niveau bringen. Das Kühlmittel-Flüssigkeitsströmungs-Kontrollmittel
ist dazu ausgelegt, die Zufuhr der Kühlmittel-Flüssigkeit zu dem Rektifizierapparat
in Antwort auf eine Veränderung
in der Temperatur an dem Oberteil des Rektifizierapparates, welche
gleich der Temperatur des Kühlmittel-Dampfes
ist, zu erhöhen
oder zu reduzieren. Durch eine Reihe von Experimenten ist durch
die Erfinder bewiesen worden, dass sich die Reinheit des Kühlmittel-Dampfes
um so mehr verschlechtert, je höher
die Temperatur des Kühlmittel-Dampfes
an dem Oberteil des Rektifizierapparates ist. Bezug nehmend auf
das Ergebnis der Experimente stellen wir, die Erfinder, Mittel zum Wiederherstellen
und Aufrechterhalten der Reinheit des Kühlmittel-Dampfes auf ein geeignetes
Niveau durch Erhöhen
der Zufuhr der Kühlmittel-Flüssigkeit
von dem Verdampfer, wenn die Temperatur des Kühlmittel-Dampfes höher ist,
bereit.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein funktionales Blockdiagramm eines Merkmals eines Klimaanlagensystems,
welches eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Schaltungs-Blockdiagramm des Klimaanlagensystems gemäß der Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung; und
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3 ist
ein Diagramm, welches das Verhältnis
zwischen der Temperatur und der Reinheit eines Kühlmittel-Dampfes an dem Oberteil eines Rektifizierapparates
zeigt.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
detaillierter beschrieben werden. 2 ist ein
Blockdiagramm, welches einen Hauptteil einer Absorptions-Kühl-/ Erwärmungsvorrichtung der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein Verdampfer 1 nimmt
ein Kühlmittel aus
Fluoridalkohol, wie zum Beispiel Trifluorethanol (TFE) auf, während ein
Absorber 2 eine Lösung
aus DMI-Derivat, wie zum Beispiel Dimethyl-Imidazolidinon aufnimmt,
welches Absorptionsmittel enthält. Das
Kühlmittel
ist nicht auf Fluoridalkohol beschränkt, sondern kann ein geeignetes
Mittel sein, dessen nicht-gefrierender Bereich breit ist. Die Lösung ist
auch nicht auf das DMI-Derivat beschränkt und kann auch jede beliebige
andere Absorptionsmittel-Lösung
sein, welche einen breiten nichtgefrierenden Bereich besitzt, eine
höhere
atmosphärische Siedepunkt-Temperatur
als TFE aufweist und genügend
Fähigkeit
besitzt, um TFE zu absorbieren.
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Der
Verdampfer 1 und der Absorber 2 stehen durch einen
(Kühlmittel-)Dampf-Kanal 5 miteinander in
Fluid-Kontakt. Wenn der Verdampfer 1 unter niedrigen Druckbedingungen
von zum Beispiel 40 mbar (30 mmHg) gehalten wird, wird das Kühlmittel
darin verdampft und bewegt sich über
den Dampf-Kanal 5 in den Absorber 2, wie durch
die mit doppelten Linien versehenen Pfeile angedeutet ist. Der Kühlmittel-Dampf
wird dann durch das Absorptionsmittel in dem Absorber 2 absorbiert,
wodurch ein Absorptions-Gefriervorgang verursacht wird.
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Ein
Kühler 18 ist
zum Erwärmen
und Verdampfen eines verbleibenden Nebels (des Kühlmittels) in dem Kühlmittel-Dampf und zum Erhöhen der Temperatur
des von dem Kondensator 9 empfangenen Kühlmittels vorgesehen.
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Wenn
ein Brenner 7 gezündet
wird, um einen Regenerator 3 zu erwärmen, um die Konzentration der
Absorptionsmittel-Lösung
in dem Absorber 2 zu erhöhen, absorbiert das Absorptionsmittel
den Kühlmittel-Dampf
in dem Absorber 2, und die Verdampfung des Kühlmittels
in dem Verdampfer 1 wird beschleunigt, wodurch das Innere
des Verdampfers 1 mit der latenten Wärme der Kühlmittel-Verdampfung abgekühlt wird.
Der Brenner, der Regenerator und die Konzentration der Absorptionsmittel-Lösung wird später detaillierter
beschrieben werden. Ein Rohr 1a zum Hindurchleiten von
abgekühlten
Wasser unter Verwendung einer Pumpe P4 ist so montiert, dass es durch
den Verdampfer 1 verläuft.
Das Rohr 1a ist an einem Ende (die Ausgangsseite der gezeigten
Ausführungsform)
mit der Nr. 1- Öffnung
eines ersten Vierwege-Ventils V1 und an dem anderen Ende (der Eingangsseite
in der Ausführungsform)
mit der Nr.1- Öffnung
eines zweiten Vierwege-Ventils V2 verbunden. Das Kühlmittel
wird durch die Wirkung einer Pumpe P1 zu einer in dem Verdampfer 1 angeordneten
Sprüheinrichtung 1b gespeist,
um über
das Rohr 1a , in welchem das gekühlte Wasser fließt, gesprüht zu werden.
Das Kühlmittel
entzieht dem gekühltem Wasser
in dem Rohr 1a Wärme
und wandelt sich in einen Dampf um, welcher über den Dampfkanal 18 in den
Absorber 2 tritt. Folglich wird die Temperatur des gekühlten Wassers
weiter gesenkt.
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Das
Kühlmittel
in dem Verdampfer 1 wird durch die Pumpe P1 zu der Sprüheinrichtung
befördert
und sein Anteil wird, wie nachfolgend beschrieben werden wird, durch
den Filter 4 geleitet und als ein Dampf/Flüssigkeits-Kontaktfluid
(nachfolgend als eine Abzapfung [engl.: bleed] bezeichnet) zu dem Rektifizierapparat 6 überführt. Ein
Strömungs-Stellventil
V5 ist zwischen dem Verdampfer 1 und dem Filter 4 vorgesehen.
Das Strömungs-Stellventil 5 kann mit
seinem zwischen zwei Stufen (groß und klein) geschalteten Öffnungen
angeordnet werden, um die Zufuhr der Abzapfung zu variieren. Das
gekühlte Wasser,
das in dem Rohr 1a fließt, kann vorzugsweise entweder
eine Ethylen-Glykol- oder Propylen-Glykol-Wasserlösung sein.
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Während der
Kühlmittel-Dampf
von der Lösung
in dem Absorber 2 absorbiert wird, erhöht die Absorptionswärme die
Temperatur der Lösung.
Je niedriger die Temperatur und je höher die Konzentration der Lösung ist,
um so größer wird
die Absorptionsfähigkeit
der Lösung
sein. Um die Temperaturzunahme der Lösung zu vermindern, ist ein
Rohr 2a in dem Absorber 2 vorgesehen, um eine
Kühlwasserströmung hindurch
zu leiten. Das Rohr 2a ist an einem Ende (der Ausgangsseite
in der gezeigten Ausführungsform) über einen
Kondensator 9 und eine Pumpe P3 mit der Nr. 2- Öffnung des
ersten Vierwege-Ventils V1 und an dem anderen Ende (der Eingangsseite)
mit der Nr.2- Öffnung
des zweiten Vierwege-Ventils
V2 verbunden. Vorzugsweise ist das Kühlwasser, welches entlang dem
Rohr 2a fließt,
in seinen Eigenschaften oder in seiner Beschaffenheit das gleiche
wie das gekühlte
Wasser, welches durch das Rohr 1a fließt.
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Die
Absorptionsmittel-Lösung
wird durch die Wirkung der Pumpe P2 einer Sprüheinrichtung 2b zugeführt, welche
in dem Absorber 2 angebracht ist, um über das Rohr 2a gesprüht zu werden.
Folglich wird die Lösung
durch das Kühlwasser,
welches entlang dem Rohr 2a fließt, abgekühlt. Gleichzeitig entzieht
das Kühlwasser
der Lösung
Wärme,
und seine Temperatur wird sich erhöhen. Weil die Lösung in dem
Absorber 2 den Kühlmittel-Dampf
absorbiert hat, sinkt die Konzentration des Absorptionsmittels, wodurch
sich die Absorptionsfähigkeit
der Lösung
reduziert.
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Die
verdünnte
Lösung,
welche den Kühlmittel-Dampf
in dem Absorber 2 absorbiert hat, wird durch die Pumpe
P2 über
ein Rohr 7b und ein Stellventil V3 zu dem Rektifizierapparat 6 und
dem Regenerator 3 geleitet. Der Regenerator 3 ist
mit dem Brenner 7 zum Erwärmen der verdünnten Lösung ausgestattet.
Der Brenner 7 kann ein Gasbrenner oder jede beliebige andere
Erwärmungseinrichtung sein.
Die Lösung
wird durch den Brenner 7 erwärmt, und die Konzentration
des Absorptionsmittels wird erhöht,
während
der Kühlmittel-Dampf
separiert wird. Die resultierende (konzentrierte) Lösung wird über ein
Rohr 7a und ein Stellventil V4 zu dem Absorber 2 zurückgeführt, wo
sie durch die Sprüheinrichtung 2b und
die Pumpe P2 über
das Rohr 2a gesprüht
wird.
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Der
in dem Regenerator 3 erzeugte Kühlmittel-Dampf kommt, wenn
dieser nach oben in den Rektifizierapparat 6 gelangt, in
direkten Kontakt mit der darin nach unten fallenden Absorptionsmittel-Lösung, und
kann folglich eine verbleibende geringe Menge der Absorptionsmittel-Lösung freigeben,
bevor er zu dem Kondensator 9 gelangt. Der Kühlmittel-Dampf
wird abgekühlt
und durch den Kondensator 9 verflüssigt. Das in einer flüssigen Form
befindliche Kühlmittel
wird dann durch ein Rohr 9b, einen Kühler 18 und ein Reduzierventil
(Strömungsventil) 11 geleitet
und zu dem Verdampfer 1 zurückgeführt, um von der Sprüheinrichtung 1b versprüht zu werden.
Der Kühler 18 ist
eine Art Wärmetauscher,
welcher einen Nebel des Kühlmittels
in dem Dampf von dem Verdampfer 1 mit dem wärmeren Kühlmittel
von dem Kondensator 9 erwärmt, um die Verdampfung des
Kühlmittel-Nebels
zu beschleunigen und, um andererseits das Kühlmittel mit der relativ höheren Temperatur
herunterzukühlen,
welches dann zu dem Verdampfer 1 zurückgeführt wird.
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Obwohl
die Reinheit des von dem Kondensator 9 zurückgeführten Kühlmittels
in dem Verdampfer 1 recht hoch ist, kann sie oder muss
sie sich allmählich
verschlechtern, da eine sehr kleine Menge des Absorptionsmittels
in dem zirkulierten Dampf während
einer langen Periode des Zyklusbetriebs angesammelt wird. Zum Wiedererlangen
der Reinheit des Kühlmittels
wird ein kleiner Anteil des Kühlmittels
von dem Verdampfer 1 durch das Ventil 5 und den
Filter 4 zu dem Rektifizierapparat 6 geschickt,
wo er mit dem Kühlmittel-
Dampf von dem Regenerator 3 vermischt wird. Der Filter 4 wird
verwendet, um zu verhindern, dass Füllrohre des Rektifizierapparates 6 mit
Schmutz und/oder Rost in der Absorptionsmittel-Lösung verunreinigt werden, was
eine Verschlechterung des funktionalen Betriebs verursachen kann.
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Ein
Wärmetauscher 12 ist
in der Mitte der Strecke der Rohre 7a und 7b vorgesehen,
welche jeweils den Absorber 2 und den Rektifizierapparat 6 verbinden.
Die eine hohe Konzentration und eine hohe Temperatur aufweisende
Absorptionsmittel-Lösung, welche
von dem Regenerator 3 entlang dem Rohr 7a läuft, wird
in dem Wärmetauscher 12 einem Wärmetauschvorgang
mit der verdünnten
Lösung unterzogen,
welche von dem Absorber 2 entlang dem Rohr 7b verläuft, wodurch
sie folglich abgekühlt
wird, bevor sie in dem Absorber 2 eingespeist wird, wo
sie versprüht
wird. Umgekehrt wird die verdünnte
Lösung
durch den Betrieb des Wärmetauschers 12 vorgewärmt und
zu dem Rektifizierapparat 6 geleitet. Dies wird sicherlich
den thermischen Wirkungsgrad in der Vorrichtung verbessern. Zusätzlich kann
ein anderer Wärmetauscher
(nicht gezeigt) vorgesehen werden, um Wärme von der konzentrierten
Lösung zu
dem Kühlwasser
zu überführen, welches
entlang dem Rohr 2a von dem Absorber 2 oder dem
Kondensator 9 läuft.
Folglich wird die Temperatur der zu dem Absorber 2 zurückgeführten konzentrierten
Lösung weiter
reduziert werden, während
die Temperatur des Kühlwassers
ansteigen wird.
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Ein
sensitiver Wärmetauscher 14 ist
auch mit einem Rohr 4a für einen Wärmetausch zwischen dem Kühlwasser
oder dem gekühlten
Wasser und der Außenluft
versehen; und eine Innenraumeinheit 15 ist mit einem Rohr 3a versehen.
Die Rohre 3a und 4a sind jeweils an einem Ende
(der Eingangsseite in der gezeigten Ausführungsform) mit der Nr.3- und Nr.4-Öffnung des ersten Vierwege-Ventils
V1 verbunden, und das andere Ende (die Ausgangsseite) ist jeweils
mit der Nr.3- und Nr.4.- Öffnung
des zweiten Vierwege-Ventils V2 verbunden. Die Innenraumeinheit 15 befindet
sich in einem zu kühlenden
oder zu erwärmenden
Raum und beinhaltet einen Ventilator 10, der im Allgemeinen
zum Herausblasen sowohl von Kühlluft
als auch erwärmter
Luft aus seinem Gebläsefenster
(nicht gezeigt) verwendet wird. Der sensitive Wärmetauscher 14 ist
normalerweise im Außenraum
angeordnet und beinhaltet einen Ventilator 19 zum zwangsweisen Austauschen
von Wärme
mit der Außenluft.
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Der
Verdampfer 1 ist ausgestattet mit einem Niveausensor L1
zum Erfassen der Menge des Kühlmittels
und mit einem Temperatursensor T1 zum Erfassen der Temperatur des
Kühlmittels.
Der Absorber 2 ist mit einem Niveausensor L2 zum Erfassen
der Menge der Lösung
ausgerüstet.
Der Kondensator 9I ist ausgestattet mit einem Niveausensor
L9 zum Erfassen der Menge des kondensierten Kühlmittels, einem Temperatursensor
T9 zum Erfassen der Temperatur des Kühlmittels, und mit einem Drucksensor PS9
zum Erfassen des Drucks in dem Kondensator 9.
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Der
sensitive Wärmetauscher 14 ist
mit einem Temperatursensor T14 zum Erfassen der Temperatur der Außenluft
versehen; die Innenraumeinheit 15 ist mit einem Temperatursensor
T15 zum Erfassen der Temperatur eines klimatisierten Raumes versehen;
und der Regenerator 3 ist mit einem Temperatursensor T3
zum Erfassen der Temperatur der Lösung ausgestattet. Ein Temperatursensor
T6 zum Erfassen einer Temperatur der Atmosphäre oder der Temperatur des
durch den Rektifizierapparat 6 rektifizierten Kühlmittel-Dampfes
ist an dem Oberteil des Rektifizierapparates 6 vorgesehen.
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Im
Kühlbetrieb
werden das erste und das zweite Vierwege-Ventil V1 und V2 betätigt, so dass deren Nr.1- und
Nr.2-Öffnungen
jeweils mit der Nr.3- und Nr.4- Öffnung
kommunizieren. Dies gestattet dem abgekühlten Wasser, welches durch
Sprühen des
Kühlmittels über die
Leitung 1a abgekühlt
wurde, in die Leitung 3a der Innenraumeinheit 15 zu
laufen, um den Raum zu kühlen.
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In
dem Erwärmungsbetrieb
werden das erste V1 und das zweite Vierwege-Ventil V2 umgeschaltet, so
dass ihre Nr.1- und Nr.2-Öffnungen
jeweils mit den Nr.4- und Nr.3- Öffnungen
kommunizieren. Dies gestattet es dem in der Leitung 2a erwärmten Kühlwasser
durch die Pumpe P3 in die Leitung 3a der Innenraumeinheit 15 getrieben
zu werden, um den Raum zu erwärmen.
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Wenn
die Temperatur der Außenluft
während des
Erwärmungsvorgangs
auf ein extremes Niveau abfällt,
wird das Abpumpen der Wärme
von der Außenluft
durch den sensitiven Wärmetauscher 14 schwierig,
was folglich die Erwärmungsfähigkeit
verschlechtert. Zur Kompensierung ist in Kombination ein Rückleitungskanal 9a und
ein Öffnungs/Schließventil 17 vorgesehen,
um eine Umleitung/Überbrückung zwischen
dem Kondensator 9 und dem Regenerator 3 (oder
dem Rektifizierapparat 6) bereit zu stellen. Weil das Abpumpen
der Wärme
von der Außenluft
schwierig geworden ist, wird der Absorptions- und Kühlzyklus
eingestellt, und der durch den Regenerator 3 erzeugte Dampf
wird zu und von dem Kondensator 9 zirkuliert. In dem Kondensator 9 wird
die mit dem Brenner 7 produzierte Wärme durch den direkten Erwärmungsvorgang
wirkungsvoll zu dem Kühlwasser
in der Leitung 2a überführt, wodurch
die Erwärmungsfähigkeit
verbessert wird.
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Es
wird nun die Steuerung der von dem Verdampfer 1 zu dem
Rektifizierapparat 6 beförderten Abzapfung erläutert werden.
Die Konzentration der verdünnten
Lösung,
die von dem Absorber 2 zu dem Regenerator 3 geliefert
wird, wird in Abhängigkeit
der Umgebungsbedingungen und der ausgeübten Belastungen variiert werden.
Um die Reinheit des Kühlmittel-Dampfes
an dem Oberteil des Rektifizierapparates 6 auf einem geeigneten
Niveau zu halten, ist es folglich erforderlich, die Zufuhr der Abzapfung
zu dem Rektifizierapparat 6 in Antwort auf eine Veränderung
in der verdünnten
Lösung
zu justieren.
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Das
Verhältnis
zwischen der verdünnten
Lösung
und der Reinheit des Kühlmittel-Dampfes
an dem Oberteil des Rektifizierapparates 6 und zwischen
der verdünnten
Lösung
und der Temperatur des Kühlmittel-Dampfes
an dem Oberteil des Rektifizierapparates 6 untersuchend,
bewiesen wir, die Erfinder, durch eine Reihe von Experimenten, dass
die Temperatur und die Reinheit des Kühlmittel-Dampfes in einer sehr
engen Beziehung miteinander stehen. Genauer gesagt, um so geringer
die Reinheit des Kühlmittel-Dampfes
war, um so höher
wurde die Temperatur des Kühlmittel-Dampfes
erhöht.
In der Ausführungsform
wird der Temperatursensor T6 zum Erfassen der Temperatur des Kühlmittel-Dampfes verwendet;
und wenn die Temperatur höher
als ein Referenzniveau ist, wird die Zufuhr der Abzapfung erhöht.
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Es
wird zunächst
das Ergebnis der experimentellen Messungen hinsichtlich des Verhältnisses zwischen
der Temperatur und der Reinheit des Kühlmittel-Dampfes erläutert werden. 3 ist
ein Diagramm, welches das Verhältnis
der Temperatur T und der Reinheit P des Kühlmittel-Dampfes und der Konzentration
D der verdünnten
Lösung
darstellt, die alle an dem Oberteil des Rektifizierapparates 6 gemessen
wurden, wo die Zufuhr der verdünnten
Lösung
zu dem Regenerator 3 und die Zufuhr der Abzapfung zu dem
Rektifizierapparat 6 konstant war. Wie gezeigt, ist die
Konzentration D der verdünnten
Lösung
ein Maß für die Dichte
des Kühlmittels
in der Lösung.
Die Kennlinie A zeigt das Verhältnis
zwischen der Temperatur T des Kühlmittels-Dampfes
und der Konzentration D der verdünnten
Lösung
an; und die Kennlinie B gibt das Verhältnis zwischen der Reinheit
P des Kühlmittel-Dampfes
und der Konzentration D der verdünnten
Lösung
an. Auch ist die Kennlinie C gezeigt, welche das aus den Kennlinien
A und B berechnete Verhältnis
zwischen der Temperatur und der Reinheit des Kühlmittel-Dampfes repräsentiert.
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Die
Kennlinie A zeigt an, dass sich die Reinheit P des Kühlmittel-Dampfes
um so mehr verschlechtert, je höher
die Konzentration D des Kühlmittels
in der verdünnten
Lösung
wird. Die Kennlinie B zeigt an, dass die Reinheit P des Kühlmittel-Dampfes
um so höher
ansteigt, je höher
die Konzentration der verdünnten
Lösung
ist. Die von den zwei Kennlinien A und B ermittelte Kennlinie C
zeigt an, dass die Temperatur T des Kühlmittel-Dampfes um so höher ansteigt,
je niedriger die Reinheit P des Kühlmittel-Dampfes ist.
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Die
Zufuhr der Abzapfung wird mit dem obigen Ergebnis gesteuert/kontrolliert. 1 ist
ein Blockdiagramm, welches ein Merkmal einer Kontrolleinrichtung
zum Kontrollieren/Steuern der Zufuhr der Abzapfung darstellt. In
der Figur können
ein Komparator 20 und eine Referenz-Einstelleinheit 21 durch einen
Mikrocomputer realisiert werden. Der Temperatursensor T6 ist an
dem Oberteil des Rektifizierapparates 6 angeordnet, und
seine Messgröße T, welche
die Temperatur des Kühlmittel-Dampfes
an dem Oberteil des Rektifizierapparates 6 repräsentiert, wird
in den Komparator 20 eingegeben. Die Referenz-Einstelleinheit 21 beinhaltet
einen Referenzwert Tref, der für
eine Bestimmung verwendet wird, durch welche die Zufuhr der Abzapfung
auf ein großes
oder ein kleines Niveau geschaltet wird. Der Referenzwert Tref besitzt
eine Totzone. Nach dem Empfangen des Referenzwertes Tref untersucht
der Komparator 20, ob die Temperatur T des Kühlmittel-Dampfes
höher oder
niedriger als der Referenzwert Tref ist.
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Wenn
die Temperatur T des Kühlmittel-Dampfes
höher als
der Referenzwert Tref ist, wird ein Schaltsignal s1 dem Strömungs-Steuerventil
V5 zugeleitet. Wenn die Temperatur nicht höher ist, wird ein Schaltsignal
s2 zu dem Ventil V5 ausgegeben. Das Strömungs-Steuerventil V5 stellt
seine Öffnung als
Antwort auf das Schaltsignal s1 auf einen großen Strömungsmodus und in Antwort auf
das Schaltsignal s2 auf einen kleinen Strömungsmodus ein. Mit anderen
Worten, wenn die Temperatur T des Kühlmittel- Dampfes größer als
der Referenzwert Tref ist, wird die Zufuhr der Abzapfung erhöht. Wenn
die Temperatur T des Kühlmittel-Dampfes
nicht höher
als der Referenzwert Tref ist, wird die Zufuhr der Abzapfung reduziert.
Folglich kann die Reinheit des Kühlmittel-Dampfes
auf einem geeigneten Niveau gehalten werden, indem die Zufuhr der
Abzapfung in Antwort auf die Temperatur T des Kühlmittel-Dampfes kontrolliert wird.
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Es
versteht sich, dass das Strömungs-Steuerventil
V5 nicht auf solch eine zweistufige Steuertype, welche zwischen
zwei verschiedenen Strömungen
umschaltet, beschränkt
ist, sondern, dass eine drei- oder mehrstufige Steuertype oder Type,
welche eine Strömung
kontinuierlich justiert, mit gleichem Erfolg verwendet werden wird.
Auch kann die Strömung der
Kühlmittel-Flüssigkeit
nicht nur durch das Öffnen des
Ventils, sondern auch durch die Umdrehung der Pumpe P1 zum Pumpen
des Kühlmittels
von dem Verdampfer 1 kontrolliert werden. In dem zuletzt
genannten Fall wird das Strömungs-Steuerventil
durch eine Öffnung
ersetzt. Darüber
hinaus ist es möglich, die
Temperatur T des Kühlmittel-
Dampfes nicht an dem Oberteil des Rektifizierapparates 6 zu
erfassen, sondern in der Leitung, welche sich in der Mitte der Strecke
zwischen dem Rektifizierapparat 6 und dem Kondensator 9 befindet.
Dies berechnet auch das Verhältnis
zwischen der Temperatur T und der Reinheit T des Kühlmittel-
Dampfes und kann folglich die Zufuhr der Abzapfung kontrollieren.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Strömung
der Abzapfung oder der Kühlmittel-
Flüssigkeit,
die zu dem Rektifizierapparat geliefert wird, in Antwort zu der
Temperatur kontrolliert, welche an dem Oberteil des Rektifizierapparates
gemessen wird. Deshalb kann der Vorgang des Aufrechterhaltens der
Reinheit der Kühlmittel-Flüssigkeit
auf einem geeigneten Niveau bei einer höheren Reaktionsgeschwindigkeit
ausgeführt
werden als bei der Art und Weise des Kontrollierens der Strömung der Abzapfung
durch Erfassen der Reinheit des Kühlmittels in dem Verdampfer.
Da die Reinheit des Kühlmittel-Dampfes
von den Messungen der Temperatursensoren ermittelt wird, wird der
gesamte Kontrollvorgang vereinfacht werden.