FR2681672A1 - Procede pour commander un condenseur a absorption ou un condenseur/radiateur a absorption. - Google Patents
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Abstract
Procédé pour commander un condenseur à absorption de manière à obtenir de l'eau refroidie (21a) par la chaleur de vaporisation du réfrigérant (24), caractérisé en ce qu'il comprend: la détection de la température (th g ) de la solution (23a, 23c) dans ledit générateur (3 ou 5), de la température d'entrée de l'eau refroidie (21a) et de la température (tc ) de l'eau de refroidissement (22); le calcul de la quantité de chaleur (Q*) dans le générateur (3 ou 5) en utilisant la température (th g ) de la solution (23a, 23c), la température (tr ) de l'eau refroidie (21a) et la température (tc ) de l'eau de refroidissement (22); et la commande de la quantité de chaleur (Q) dans le générateur (3 ou 5) de manière qu'elle ne dépasse pas ladite quantité de chaleur maximale calculée (Q*).
Description
La présente invention concerne un procédé pour la commande d'un condenseur à absorption ou un condenseur/radiateur à absorption, et plus particulièrement un procédé pour commander la quantité de chaleur de la solution dans un générateur pendant son cycle de refroidissement.
Dans un condenseur à absorption ou un condenseur/radiateur à absorption, la concentration de la solution varie pendant la circulation de cette solution dans un récipient sous vide, et les variations de ladite concentration génèrent de l'eau refroidie ou de l'eau chaude qui doit être introduite dans l'échangeur de chaleur installé dans la pièce dont l'air doit être conditionné. La solution contient du bromure de lithium, du chlorure de lithium, de l'iodure de lithium ou leur mélange, en tant qu'absorbant.
L'invention a pour objet de produire la quantité de chaleur convenant à la condition de fonctionnement du condenseur à absorption ou du condenseur/radiateur à absorption même quand leurs conditions de fonctionnement en mode refroidissement varient, permettant ainsi de contrôler la concentration de la solution qui doit être introduite dans l'échangeur de chaleur pour qu'elle soit adaptée à une opération de refroidissement quelconque, et pour empêcher qu'une partie de la quantité de chaleur consommée pour générer le réfrigérant soit perdue.
L'invention concerne un procédé pour commander le condenseur à absorption ou le condenseur/radiateur à absorption quand il fonctionne en mode refroidissement de manière à obtenir de l'eau refroidie au moyen de la chaleur de vaporisation du réfrigérant séparé de la solution pendant la répétition de la concentration et la dilution de la solution qui circule dans un évaporateur, un absorbeur, un générateur et un condenseur.L'invention comprend les procédures suivantes:
la détection de la température de la solution chauffée et concentrée dans le générateur ci-dessus, de la température d'entrée ou de la température de sortie de l'eau refroidie dans l'évaporateur cidessus, et de la température d'entrée ou de la température de sortie de l'eau de refroidissement envoyée au condenseur ci-dessus par l'absorbeur ci-dessus;
le calcul de la quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur ci-dessus en utilisant la température de la solution cidessus, la température d'entrée ou de sortie de l'eau refroidie, et la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement; et
la commande de la quantité de chaleur effective dans le générateur ci-dessus de manière qu'elle ne dépasse pas la quantité de chaleur maximale admissible calculée.
la détection de la température de la solution chauffée et concentrée dans le générateur ci-dessus, de la température d'entrée ou de la température de sortie de l'eau refroidie dans l'évaporateur cidessus, et de la température d'entrée ou de la température de sortie de l'eau de refroidissement envoyée au condenseur ci-dessus par l'absorbeur ci-dessus;
le calcul de la quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur ci-dessus en utilisant la température de la solution cidessus, la température d'entrée ou de sortie de l'eau refroidie, et la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement; et
la commande de la quantité de chaleur effective dans le générateur ci-dessus de manière qu'elle ne dépasse pas la quantité de chaleur maximale admissible calculée.
Selon un second aspect, l'invention comprend les procédures qui suivent:
la détermination à l'avance d'une quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur;
la détection de la température d'entrée ou de sortie de l'eau refroidie dans l'évaporateur, et de la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement qui est envoyée au condenseur par 1 'absorbeur;
le calcul de la température maximale de la solution chauffée et concentrée dans le générateur ci-dessus en utilisant la quantité de chaleur maximale admissible ci-dessus, la température d'entrée ou de sortie de l'eau refroidie et la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement; et
la commande de la quantité de chaleur effective dans le générateur ci-dessus de manière qu'elle ne dépasse pas la température maximale calculée.
la détermination à l'avance d'une quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur;
la détection de la température d'entrée ou de sortie de l'eau refroidie dans l'évaporateur, et de la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement qui est envoyée au condenseur par 1 'absorbeur;
le calcul de la température maximale de la solution chauffée et concentrée dans le générateur ci-dessus en utilisant la quantité de chaleur maximale admissible ci-dessus, la température d'entrée ou de sortie de l'eau refroidie et la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement; et
la commande de la quantité de chaleur effective dans le générateur ci-dessus de manière qu'elle ne dépasse pas la température maximale calculée.
Selon un troisième aspect, l'invention comprend les procédures qui suivent:
la détection de la température de la solution chauffée et concentrée dans le générateur, de la température d'entrée ou de sortie de l'eau refroidie dans l'évaporateur, et de la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement qui est envoyée dans le condenseur par l'absorbeur;
le calcul de la quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur ci-dessus en utilisant la différence entre la température de la solution chauffée et concentrée et la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement, et la différence entre la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement et la température d'entrée ou de sortie de l'eau refroidie; et
la commande de la quantité de chaleur effective dans le générateur ci-dessus de manière qu'elle ne dépasse pas la quantité de chaleur maximale admissible et calculée.
la détection de la température de la solution chauffée et concentrée dans le générateur, de la température d'entrée ou de sortie de l'eau refroidie dans l'évaporateur, et de la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement qui est envoyée dans le condenseur par l'absorbeur;
le calcul de la quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur ci-dessus en utilisant la différence entre la température de la solution chauffée et concentrée et la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement, et la différence entre la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement et la température d'entrée ou de sortie de l'eau refroidie; et
la commande de la quantité de chaleur effective dans le générateur ci-dessus de manière qu'elle ne dépasse pas la quantité de chaleur maximale admissible et calculée.
Selon un quatrième aspect, l'invention comprend les procédures suivantes:
I'établissement à l'avance d'une quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur ci-dessus;
la détection de la température d'entrée ou de sortie de l'eau refroidie dans l'évaporateur, et la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement qui est envoyée au condenseur par l'absorbeur;
le calcul de la différence entre la température de la solution chauffée et concentrée dans le générateur et la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement en utilisant la quantité de chaleur maximale admissible, la différence entre la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement et la température d'entrée ou de sortie de l'eau refroidie; et
la commande de la quantité de chaleur effective dans le générateur ci-dessus de manière qu'elle ne dépasse pas la différence calculée entre la température de la solution chauffée et concentrée dans le générateur et la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement.
I'établissement à l'avance d'une quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur ci-dessus;
la détection de la température d'entrée ou de sortie de l'eau refroidie dans l'évaporateur, et la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement qui est envoyée au condenseur par l'absorbeur;
le calcul de la différence entre la température de la solution chauffée et concentrée dans le générateur et la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement en utilisant la quantité de chaleur maximale admissible, la différence entre la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement et la température d'entrée ou de sortie de l'eau refroidie; et
la commande de la quantité de chaleur effective dans le générateur ci-dessus de manière qu'elle ne dépasse pas la différence calculée entre la température de la solution chauffée et concentrée dans le générateur et la température d'entrée ou de sortie de l'eau de refroidissement.
Le résultat est que l'absorbant ne se cristallise pas dans la solution concentrée, et que la sortie de l'échangeur de chaleur ne peut pas être bloquée par l'absorbant cristallisé. Même quand les conditions de l'opération de refroidissement du condenseur à absorption ou du condenseur/radiateur à absorption varient, la quantité de chaleur qui convient pour ces conditions de fonctionnement peut être obtenue dans le générateur. En conséquence, la concentration de la solution obtenue par le générateur est commandée de manière à être adaptée à l'opération de refroidissement. De plus, comme le réfrigérant généré ne revient pas directement dans la solution, la totalité de la quantité chauffée consommée pour générer le réfrigérant est utilisée pour l'opération de refroidissement.
Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit.
Une forme de réalisation de 11 objet de l'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif au dessin annexé .
La fig. unique est un schéma du condenseur/radiateur à absorption auquel s'applique l'invention.
Une machine à absorption à simple effet comprend un évaporateur 1, un absorbeur 2, un générateur 3 et un condenseur 4 dans un récipient sous vide, comme montré au dessin. Une machine à absorption à double effet comprend un générateur de haute température 5 dans un autre récipient sous vide, en dehors de l'évaporateur 1, de l'absorbeur 2, du générateur de basse température 3 et du condenseur 4 ci-dessus.
Dans l'évaporateur 1 est disposé un tube évaporateur 1A. Le réfrigérant 24 contenu dans le réservoir à réfrigérant 1B est pressurisé par une pompe à réfrigérant 14 et il est pulvérisé sur la surface dudit tube évaporateur 1A. Comme la pression interne du récipient sous vide est extrêmement basse, le réfrigérant 24 qui est sur la surface externe du tube évaporateur 1A est évaporé par la chaleur de l'eau 21 qui passe dans le tube évaporateur lA. Par ailleurs la chaleur de vaporisation du réfrigérant 24 refroidit l'eau 21 dans le tube évaporateur 1A. Ladite eau 21 est introduite sous forme d'eau refroidie 21a dans un échangeur de chaleur (non montré) installé dans une pièce qui doit être à air conditionné. L'eau refroidie 21a est soumise à un échange de chaleur avec l'air de la pièce par l'échangeur de chaleur. L'eau refroidie 21b, après l'échange de chaleur, est renvoyée au tube évaporateur 1A par la pompe à eau refroidie 13. Un tube destiné à introduire l'eau refroidie 21a dans l'échangeur de chaleur est muni d'un capteur de température 8 pour détecter la température de sortie de l'eau refroidie 21a.
L'absorbeur 2 comprend à l'intérieur un tube absorbeur 2A. La vapeur 20b du réfrigérant qui est générée dans l'évaporateur 1 s'écoule dans l'absorbeur 2. Quand la solution concentrée pulvérisée 23a absorbe la vapeur de réfrigérant 20b, de la chaleur d'absorption est générée dans l'absorbeur 2. Comme la chaleur d'absorption augmente la température de la solution concentrée 23a, la capacité de la solution concentrée 23a à absorber la vapeur de réfrigérant 20b diminue. Pour ne pas diminuer la capacité d'absorption de la vapeur de réfrigérant 20b, de l'eau de refroidissement 22 est envoyée dans le tube absorbeur 2A. A mesure que la solution concentrée 23a se refroidit, ladite solution récupère sa capacité à absorber la vapeur de réfrigérant 20b.La solution concentrée 23a absorbe une grande quantité de vapeur de réfrigérant 20b, ce qui fait que la pression dans le récipient sous vide est maintenue sous un vide élevé. Cet absorbeur 2 est relié à une pompe à solution 15 pour introduire la solution diluée 23 contenue dans le réservoir à solution 2B dans le générateur de basse température 3.
Le générateur de basse température 3 est muni d'un tube générateur 3A dans lequel est introduite la vapeur de réfrigérant 20a séparée dans le séparateur de vapeur 20 monté en aval du générateur de haute température 5. La solution diluée 23 qui est envoyée au générateur de basse température 3 par la pompe à solution 15 est chauffée par ladite vapeur de réfrigérant 20a. La vapeur de réfrigérant 20c évaporée de la solution diluée 23 dans le générateur de basse température 3 s'écoule dans le condenseur 4.
Le générateur de haute température 5 est muni d'un dispositif de chauffage 9. La solution 23b du générateur de haute température 5 est chauffée par ledit dispositif de chauffage 9. La solution 23b est chauffée sous un vide élevé et concentrée de manière que de la vapeur d'eau soit formée à partir de ladite solution 23b en tant que vapeur de réfrigérant 20a.
Le condenseur 4 comprend un tube condenseur 4A à l'intérieur, dans lequel l'eau de refroidissement 22 est introduite de façon continue après avoir passé par le tube absorbeur 2A. La vapeur de réfrigérant 20a sortant du tube générateur 3A et la vapeur de réfrigérant 20c évaporée dans le générateur de basse température 3 sont refroidies par l'eau de refroidissement 22 qui s'écoule dans le tube condenseur 4A. Les vapeurs de réfrigérant 20a et 20c sont condensées dans le réfrigérant 24.
Pendant le passage de l'eau de refroidissement 22 par le tube absorbeur 2A et le tube condenseur 4A, la température de l'eau de refroidissement 22 monte. L'eau de refroidissement 22 est déchargée du tube condenseur 4A de manière qu'elle soit refroidie par une tour de refroidissement (non montrée) et renvoyée au tube absorbeur 2A par la pompe à eau de refroidissement 12.
Le condenseur à absorption ou condenseur/radiateur à absorption peut fonctionner non seulement selon le mode refroidissement susmentionné, mais également selon le mode chauffage. Pendant le fonctionnement en mode refroidissement, la soupape de commutation de refroidissement/chauffage 28 est fermée. Par ailleurs, pendant le chauffage, la soupape de commutation de refroidissement/chauffage 28 est ouverte.
Aussi bien pendant un fonctionnement en mode refroidissement que pendant un fonctionnement en mode chauffage, de la vapeur de réfrigérant à haute température 20a provenant du séparateur de vapeur 20 est introduite dans le générateur de basse température 3. En variante, de la vapeur à haute température est introduite dans le générateur de basse température 3 à partir du générateur de vapeur (non montré) prévu séparément. La vapeur de réfrigérant à haute température 20a ou la vapeur à haute température chauffe la solution diluée 23 dans le générateur de basse température 3. Dans le générateur de haute température 5, du gaz combustible (par exemple du gaz de ville, du gaz GPL, du gaz naturel) ou du mazout est brûlé dans le dispositif de chauffage 9 constitué par un brûleur.En variante, de la vapeur à haute température est introduite dans le générateur de haute température 5 à partir du générateur de vapeur prévu séparément.
La solution 23b contenue dans le générateur de haute température 5 est chauffée par la combustion dudit gaz combustible ou mazout ou par la chaleur de la vapeur à haute température.
La capacité de refroidissement du condenseur à absorption ou du condenseur/radiateur à absorption dépend de la température de l'eau refroidie 21b qui est renvoyée dans le tube évaporateur 1A, ou de la température de l'eau refroidie 21a qui sort du tube évaporateur IA et de la température de l'eau de refroidissement 22 qui est envoyée dans le condenseur 4A par le tube absorbeur 2A.Par exemple et nonobstant le fait que la température de l'eau de refroidissement 22 est basse, quand la température de l'eau refroidie 21a détectée par le capteur de température 8 est supérieure à celle de la cible de commande, la quantité de chaleur du générateur de haute température 5 est ajustée en le soumettant à une commande proportionnelle ou à une commande PID (proportionnelle, intégrale et différentielle) qui est basée sur la température de sortie de l'eau refroidie 21a, ce qui fait que le degré d'ouverture de la soupape de commande de quantité de combustion 10 est augmenté, et la solution 23b contenue dans le générateur de haute température 5 est chauffée Une grande quantité de vapeur de réfrigérant 20a est générée à partir de la solution 23b, et la solution 23b devient plus concentrée.
Comme décrit ci-dessus, quand la température de l'eau de refroidissement 22 est basse, la température de la solution diluée 23 contenue dans le réservoir à solution 2B de l'absorbeur 2 tombe. Quand la solution concentrée 23a qui est introduite dans l'échangeur de chaleur basse température 6 par l'échangeur de chaleur haute température 7 en provenance du séparateur de vapeur 20 est refroidie par la solution diluée 23 envoyée à l'échangeur de chaleur basse température 6 par la pompe à solution 15, l'absorbant se cristallise à partir de la solution concentrée 23a. Quand l'absorbant cristallisé est déposé sur la sortie 6a de l'échangeur de chaleur basse température 6, la sortie 6a de ce dernier s'obstrue. Le résultat est que le condenseur à absorption ou le condenseur/radiateur à absorption n'est plus capable de fonctionner.
Pour que le condenseur à absorption ou le condenseur/radiateur à absorption continue de fonctionner normalement, on adopte l'un des procédés suivants.
Un procédé consiste à limiter la quantité de chaleur dans le dispositif de chauffage 9 de manière qu'elle ne dépasse pas la quantité de chaleur maximale déterminée en fonction de la température de l'eau de refroidissement 22. Ainsi, la solution concentrée 23a qui doit être introduite dans l'échangeur de chaleur basse température 6 est empêchée de se concentrer de façon excessive.
A titre de référence, la machine à absorption à simple effet n'est munie ni d'un générateur de haute température 5 ni d'un échangeur de chaleur haute température 7. Dans le cas où l'on applique le procédé décrit ci-dessus pour limiter la quantité de chaleur de la machine à absorption à simple effet, on limite la quantité de vapeur envoyée au tube générateur 3A par le générateur de vapeur.
Cependant, le fonctionnement selon le mode refroidissement du condenseur à absorption ou du condenseur/radiateur à absorption dépend non seulement de la température de l'eau de refroidissement 22 mais également de la température de l'eau 21 dans le tube évaporateur 1A, de la température de la solution concentrée 23a et de la quantité de chaleur du dispositif de chauffage 9. Si l'on adopte le procédé susmentionné, il est fréquent que la quantité de chaleur qui convient pour une condition de fonctionnement quelconque ne soit pas obtenue, et la concentration de la solution concentrée 23a devient insuffisante pour toute opération désirée.
Un autre procédé consiste à renvoyer la quantité de réfrigérant 24 déterminée en fonction de la température de la solution diluée 23 dans l'absorbeur 2 et en provenance du condenseur 4 vers le réservoir à réfrigérant 1B de l'évaporateur I, vers le réservoir à solution 28 de l'absorbeur 2 ou vers l'échangeur de chaleur basse température 6, par l'intermédiaire d'une électrovanne non montrée.
Le renvoi du réfrigérant 24 vers le réservoir à réfrigérant 1B ou vers le réservoir à solution 2B peut réduire la concentration de l'ensemble de la solution en circulation. La concentration de la solution concentrée 23a dans l'échangeur de chaleur basse température 6 peut être également réduite en renvoyant le réfrigérant 24 vers l'échangeur de chaleur basse température 6. Dans les deux cas, une solution sur-concentrée et un absorbant qui se cristallise sont cependant susceptibles d'être supprimés, et la quantité de chaleur qui est utilisée pour générer le réfrigérant 24 renvoyé est perdue.
Le dessin est un schéma montrant un mode de réalisation du condenseur/radiateur à absorption à double effet selon l'invention.
Dans un condenseur/radiateur à absorption comprenant les fonctions de refroidissement et de chauffage et un condenseur à absorption ne comprenant que la fonction de refroidissement, l'eau refroidie 2Ia destinée au refroidissement est générée par le tube évaporateur 1A disposé dans l'évaporateur 1, au moyen de la variation de la concentration de la solution aqueuse qui contient par exemple du bromure de lithium circulant dans le récipient sous vide. On décrira dans ce qui suit l'opération de refroidissement d'un condenseur/radiateur à absorption, mais l'explication concernant l'opération de refroidissement d'un condenseur par absorption qui fonctionne de la même manière que le condenseur/radiateur à absorption sera omise.
Un capteur de température 8 pour détecter la température tr de l'eau refroidie 21a à la sortie du tube évaporateur 1A est installé sur le tube de sortie de l'eau refroidie 21a qui provient du tube évaporateur 1A. Un capteur de température 25 pour détecter la température de sortie tc de l'eau de refroidissement 22 est installé à la sortie du tube condenseur 4A qui est relié au tube absorbeur 2A. En outre, un capteur de température 26 pour détecter la température thg de la solution concentrée 23a chauffée et concentrée par le dispositif de chauffage 9 est installé sur le générateur de haute température 5 ou sur le tube entre le générateur haute température 5 et le séparateur de vapeur 20.
Dans le générateur de haute température 5 est installé un calorimètre (non montré), un débitmètre (non montré) pour mesurer la quantité envoyée à la source de chaleur telle que du gaz combustible, du mazout, de la vapeur à haute température, ou un détecteur d'ouverture de soupape 18 de la soupape de commande de quantité brûlée 10, pour mesurer et calculer la quantité de chaleur effective Q du générateur de haute température 5. La référence 11 désigne une vanne d'arrêt de combustible.
Pendant l'opération de refroidissement du condenseur/radiateur à absorption, il existe une certaine relation fonctionnelle entre la température tr de l'eau refroidie 21a, la température de sortie tc de l'eau de refroidissement 22, la température thg de la solution concentrée 23a et la quantité de chaleur Q* dans le générateur de haute température 5. On peut exprimer la relation par l'équation suivante:
Q* = Fl(tr,tc ,thg) (1)
La température de sortie tr de l'eau refroidie 21a, la température de sortie tc de l'eau de refroidissement 22 et la température thg de la solution concentrée 23a sont détectées par les capteurs de température 8, 25 et 26 respectivement. Une quantité de chaleur appropriée, par exemple la quantité de chaleur maximale admissible Q* du générateur de haute température 5 est calculée par l'équation (1).Par ailleurs, la quantité de chaleur effective Q du générateur de haute température 5 est mesurée par le calorimètre. En variante, le débit de la source de chaleur est mesuré par le débitmètre ou par le détecteur d'ouverture de vanne 18 de la vanne de commande de quantité de combustible 10 pour calculer la quantité de chaleur.
Q* = Fl(tr,tc ,thg) (1)
La température de sortie tr de l'eau refroidie 21a, la température de sortie tc de l'eau de refroidissement 22 et la température thg de la solution concentrée 23a sont détectées par les capteurs de température 8, 25 et 26 respectivement. Une quantité de chaleur appropriée, par exemple la quantité de chaleur maximale admissible Q* du générateur de haute température 5 est calculée par l'équation (1).Par ailleurs, la quantité de chaleur effective Q du générateur de haute température 5 est mesurée par le calorimètre. En variante, le débit de la source de chaleur est mesuré par le débitmètre ou par le détecteur d'ouverture de vanne 18 de la vanne de commande de quantité de combustible 10 pour calculer la quantité de chaleur.
Quand la quantité de chaleur appropriée Q* est supérieure ou égale à la quantité de chaleur effective Q, on ajuste la quantité de chaleur en la soumettant à la commande proportionnelle ou à la commande PID qui est basée sur la température de sortie tr de l'eau refroidie 21a comme indiqué précédemment.
Quand la quantité de chaleur appropriée Q* est inférieure à la quantité de chaleur effective Q, la quantité de chaleur effective Q dans le dispositif de chauffage 9 est diminuée jusqu'à une quantité de chaleur appropriée, c'est-à-dire jusqu'à la quantité de chaleur maximale admissible Q* pour éviter que la machine ne fonctionne de façon anormale. On obtient un fonctionnement optimal sur le mode refroidissement sans consommer inutilement la source de chaleur.
Les températures et le débit susmentionnés de la source de chaleur sont échantillonnés toutes les quelques secondes par les capteurs de température 8, 25, 26 et le détecteur d'ouverture de vanne 18. Grâce à ces valeurs détectées et mesurées, on ajuste la quantité de chaleur de manière qu'elle soit adaptée aux conditions d'une opération de refroidissement désirée, par exemple toutes les deux minutes. Dans une machine qui brûle du gaz combustible ou du mazout, on ajuste son degré de combustion dans le dispositif de chauffage 9.
Dans une machine qui est alimentée en vapeur à température élevée, on ajuste la quantité de vapeur envoyée au générateur de haute température 5.
En ce qui concerne la température tr susmentionnée, il est possible d'adopter la température de l'eau refroidie 21 envoyée dans l'évaporateur 1 au lieu de la température de sortie de l'eau refroidie 21 prélevée de l'évaporateur. En ce qui concerne également la température tc susmentionnée, on peut adopter la température de l'eau de refroidissement 22 envoyée dans l'absorbeur 2 au lieu de la température de sortie de l'eau de refroidissement 22 prélevée du condenseur 4.En conséquence, on dispose de toutes les combinaisons des cas I à IV qui sont montrées dans le Tableau qui suit:
Cas tr de l'eau refroidie tc de l'eau de refroidissement
I sortie sortie
II sortie entrée
III entrée sortie
IV entrée entrée
L'équation (I) susmentionnée peut être modifiée de la façon suivantes:
thg* = F2(tr, tc , Q*) ..... (2)
Il est souvent demandé de réaliser l'opération alors que la quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur de haute température 5 a été préalablement baissée de manière à pouvoir obtenir une autre opération désirée sur le mode refroidissement. Dans ce cas, on choisit par exemple une quantité de chaleur maximale admissible réduite aux 8 dixièmes comme quantité de chaleur appropriée Q* dans l'équation (2).On calcule grâce à la température de sortie tr de l'eau refroidie 21a et de la température de sortie tc de l'eau de refroidissement 22 détectées par les capteurs de température 8 et 25 respectivement une température appropriée thg* de la solution du générateur de haute température, sur la base de l'équation (2). Par ailleurs, la température thg de la solution concentrée 23a dans le générateur de haute température 5 est détectée par le capteur de température 26.
Cas tr de l'eau refroidie tc de l'eau de refroidissement
I sortie sortie
II sortie entrée
III entrée sortie
IV entrée entrée
L'équation (I) susmentionnée peut être modifiée de la façon suivantes:
thg* = F2(tr, tc , Q*) ..... (2)
Il est souvent demandé de réaliser l'opération alors que la quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur de haute température 5 a été préalablement baissée de manière à pouvoir obtenir une autre opération désirée sur le mode refroidissement. Dans ce cas, on choisit par exemple une quantité de chaleur maximale admissible réduite aux 8 dixièmes comme quantité de chaleur appropriée Q* dans l'équation (2).On calcule grâce à la température de sortie tr de l'eau refroidie 21a et de la température de sortie tc de l'eau de refroidissement 22 détectées par les capteurs de température 8 et 25 respectivement une température appropriée thg* de la solution du générateur de haute température, sur la base de l'équation (2). Par ailleurs, la température thg de la solution concentrée 23a dans le générateur de haute température 5 est détectée par le capteur de température 26.
Quand la température appropriée thg* de la solution dans le générateur de haute température est supérieure ou égale à la température effective thg de la solution dans le générateur de haute température, la quantité de chaleur du dispositif de chauffage 9 est ajustée en la soumettant à la commande proportionnelle ou la commande
PID qui est basée sur la température de sortie tr de l'eau refroidie 21a, comme indiqué précédemment.
PID qui est basée sur la température de sortie tr de l'eau refroidie 21a, comme indiqué précédemment.
Quand la température appropriée thg* de la solution dans le générateur de température élevée est inférieure à la température effective thg de la solution dans le générateur de haute température, la quantité de chaleur effective Q dans le dispositif de chauffage 9 est diminuée de manière que la température effective thg de la solution dans le générateur de haute température devienne inférieure à sa température appropriée thg* pour éviter que la machine fonctionne de façon anormale. On obtient un fonctionnement optimal sur le mode refroidissement sans consommation inutile de la source de chaleur dans la plage de fonctionnement limitée.
Changeant de point de vue, lors du fonctionnement correct sur le mode refroidissement du condenseur/radiateur à absorption, il existe une autre relation fonctionnelle entre thg-tc qui est constituée par la différence entre la température thg de la solution concentrée 23a et la température de sortie tc de l'eau de refroidissement 22, tC-tr qui est la différence entre la température de sortie tc de l'eau de refroidissement 22 et la température de sortie tr de l'eau refroidie 21 et la quantité de chaleur maximale admissible Q*.La relation peut être exprimée par l'équation suivante:
Q = Fl(thg-tc, tc-tr) ,.... (3)
La température de sortie tr de l'eau refroidie 21a, la température de sortie tc de l'eau de refroidissement 22 et la température thg de la solution concentrée 23a sont détectées par les capteurs de température 8, 25 et 26, respectivement. Une quantité de chaleur approprié Q* du générateur de haute température 5 est calculée à partir de l'équation (3). Par ailleurs, la quantité de chaleur effective Q du générateur de haute température 5 est mesurée par le calorimètre. En variante, le débit de la source de chaleur est mesurée par le débitmètre ou par le détecteur d'ouverture de vanne 18 de la vanne de commande de quantité de combustion 10 pour calculer la quantité de chaleur.
Q = Fl(thg-tc, tc-tr) ,.... (3)
La température de sortie tr de l'eau refroidie 21a, la température de sortie tc de l'eau de refroidissement 22 et la température thg de la solution concentrée 23a sont détectées par les capteurs de température 8, 25 et 26, respectivement. Une quantité de chaleur approprié Q* du générateur de haute température 5 est calculée à partir de l'équation (3). Par ailleurs, la quantité de chaleur effective Q du générateur de haute température 5 est mesurée par le calorimètre. En variante, le débit de la source de chaleur est mesurée par le débitmètre ou par le détecteur d'ouverture de vanne 18 de la vanne de commande de quantité de combustion 10 pour calculer la quantité de chaleur.
Quand la quantité de chaleur appropriée Q* est supérieure ou égale à la quantité de chaleur effective Q, la quantité de chaleur est ajustée en la soumettant à la commande proportionnelle ou à la commande PID qui est basée sur la température de sortie tr de l'eau refroidie 21 comme indiqué précédemment.
Quand la quantité de chaleur appropriée Q* est inférieure à la quantité de chaleur effective Q, cette quantité de chaleur effective Q dans le dispositif de chauffage 9 est diminuée jusqu'à une quantité de chaleur appropriée, c'est-à-dire jusqu'à la quantité de chaleur maximale admissible Q* pour éviter que la machine ne fonctionne de façon anormale. Un fonctionnement de refroidissement optimal est obtenu sans consommation inutile de la source de chaleur.
L'équation (3) susmentionnée peut être modifiée comme suit: (thg-tc)* = F2(tc-tr, Q*) .. .. (4)
Il est souvent demandé de réaliser l'opération alors que la quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur de haute température 5 a été préalablement baissée de manière à pouvoir obtenir une autre opération désirée sur le mode refroidissement. Dans ce cas, on choisit par exemple une quantité de chaleur maximale admissible réduite aux 8 dixièmes comme quantité de chaleur appropriée Q* dans l'équation (4). On calcule grâce à la température de sortie tr de l'eau refroidie 21a et de la température de sortie tc de l'eau de refroidissement 22 détectées par les capteurs de température 8 et 25 respectivement la différence (thg-tC)* entre la température de la solution concentrée 23a et la température de sortie de l'eau de refroidissement 22, sur la base de l'équation (4). Par ailleurs, la température thg de la solution concentrée 23a et de la température de sortie tc de l'eau de refroidissement 22 sont détectées.
Il est souvent demandé de réaliser l'opération alors que la quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur de haute température 5 a été préalablement baissée de manière à pouvoir obtenir une autre opération désirée sur le mode refroidissement. Dans ce cas, on choisit par exemple une quantité de chaleur maximale admissible réduite aux 8 dixièmes comme quantité de chaleur appropriée Q* dans l'équation (4). On calcule grâce à la température de sortie tr de l'eau refroidie 21a et de la température de sortie tc de l'eau de refroidissement 22 détectées par les capteurs de température 8 et 25 respectivement la différence (thg-tC)* entre la température de la solution concentrée 23a et la température de sortie de l'eau de refroidissement 22, sur la base de l'équation (4). Par ailleurs, la température thg de la solution concentrée 23a et de la température de sortie tc de l'eau de refroidissement 22 sont détectées.
Quand (thg-tC)* 2 thg-tc, la quantité de chaleur du dispositif de chauffage 9 est ajustée en la soumettant à la commande proportionnelle ou à la commande PID qui est basée sur la température de sortie tr de l'eau refroidie 21a comme indiqué précédemment.
Par ailleurs, quand (thg-tc)* < thg-tC, la quantité de chaleur effective Q dans le dispositif de chauffage 9 est diminuée de manière que la quantité effective thg-tC devienne inférieure à la quantité appropriée (thg-tC)* pour éviter que la machine ne fonctionne de façon anormale. On obtient un fonctionnement de refroidissement optimal sans consommation inutile de la source de chaleur dans la plage de fonctionnement limitée.
Dans les trois exemples susmentionnés également, les températures et le débit de la source de chaleur sont échantillonnés toutes les quelques secondes par les capteurs de température 8, 25, 26 et par la détecteur d'ouverture de vanne 18. Grâce à ces valeurs détectées et mesurées, la quantité de chaleur est ajustée de manière à être adaptée aux conditions du fonctionnement de refroidissement désiré, par exemple toutes les deux minutes. Dans une machine qui consomme du gaz combustible ou du mazout, on ajuste le degré de combustion dans le dispositif de chauffage 9. Dans une machine qui est alimentée en vapeur à haute température, la quantité de vapeur envoyée au générateur de vapeur 5 est ajustée.
Chacun des procédés de commande des quatre types susmentionnés peut être appliqué à la commande du cycle du condenseur à absorption.
Chacun d'eux est également applicable non seulement au condenseur à absorption à simple effet mais également au condenseur/radiateur à absorption à simple effet. Dans une machine du type à simple effet qui n'est pas munie d'un générateur de haute température 5, on prévoit un détecteur de température 27 (montré par une ligne en pointillés) dans le générateur 3 ou sur le tube par lequel passe la solution concentrée 23c, et la température thg de la solution 23 est ainsi détectée. Le générateur 3 auquel est envoyée de la vapeur à haute température est muni d'une soupape de commande de vapeur (non montrée) et de son détecteur d'ouverture de soupape (non montré), et il est possible de calculer la quantité de chaleur effective Q dans le générateur 3.
L'invention peut être utilisée pour la commande du cycle de la solution qui circule dans un évaporateur, un absorbeur, un générateur et un condenseur pendant le fonctionnement en mode refroidissement du condenseur à absorption ou du condenseur/radiateur à absorption. Il est possible d'éviter que la quantité de chaleur dans le générateur soit limitée de façon excessive, et en outre d'éviter que l'absorbant se cristallise à la sortie de l'échangeur de chaleur, et d'éviter également qu'une partie de la quantité de chaleur du générateur soit perdue.
Claims (8)
1. Procédé pour commander un condenseur à absorption ou un condenseur/radiateur à absorption quand il fonctionne en mode refroidissement de manière à obtenir de l'eau refroidie (21a) par la chaleur de vaporisation du réfrigérant (24) séparé de la solution (23) pendant la répétition de la concentration et la dilution de la solution qui circule dans un évaporateur (1), un absorbeur (2), un générateur (3 ou 5) et un condenseur (4), caractérisé en ce qu'il comprend::
la détection de la température (thg) de la solution (23a, 23c) chauffée et concentrée dans ledit générateur (3 ou 5), de la température d'entrée ou de la température de sortie (tr) de l'eau refroidie (21a) dans ledit évaporateur (1), et de la température d'entrée ou de sortie (tc) de l'eau de refroidissement(22) envoyée audit condenseur (4) par ledit absorbeur (2);
le calcul de la quantité de chaleur maximale admissible (Q*) dans le générateur (3 ou 5) en utilisant la température (thg) de ladite solution (23a, 23c), la température d'entrée ou de sortie (tr) de l'eau refroidie (21a), et la température d'entrée ou de sortie (tc) de l'eau de refroidissement (22); et
la commande de la quantité de chaleur effective (Q) dans ledit générateur (3 ou 5) de manière qu'elle ne dépasse pas ladite quantité de chaleur maximale admissible calculée (Q*).
2. Procédé pour commander un condenseur à absorption ou un condenseur/radiateur à absorption pour une opération de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que:
ledit condenseur à absorption ou condenseur/radiateur à absorption est muni d'un générateur de basse température (3) et d'un générateur de haute température (5);
ladite quantité de chaleur maximale admissible (Q*) est une quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur de température élevée (5); et
ladite quantité de chaleur effective (Q) est une quantité de chaleur effective dans le générateur de haute température (5).
3. Procédé pour commander un condenseur à absorption ou un condenseur/radiateur à absorption quand il fonctionne en mode refroidissement de manière à obtenir de l'eau refroidie (21a) par la chaleur de vaporisation du réfrigérant (24) séparé de la solution (23) pendant la répétition de la concentration et la dilution de la solution qui circule par un évaporateur (1), un absorbeur (2), un générateur (3 ou 5) et un condenseur (4), caractérisé en ce qu'il comprend::
la détermination à l'avance d'une quantité de chaleur maximale admissible (Q*) dans le générateur (3 ou 5);
la détection de la température d'entrée ou de sortie (tr) de l'eau refroidie (21a) dans ledit évaporateur (1), et la température d'entrée ou de sortie (tc) de l'eau de refroidissement (22) qui est envoyée audit condenseur (4) par ledit absorbeur (2);
le calcul de la température maximale (thg*) de la solution (23a, 23c) chauffée et concentrée dans le générateur (3 ou 5) en utilisant ladite quantité de chaleur maximale admissible (Q*), la température d'entrée ou de sortie (tr) de l'eau refroidie (21a) et la température d'entrée ou de sortie (tc) de l'eau de refroidissement (22); et
la commande de la quantité de chaleur effective (Q) dans ledit générateur (3 ou 5) de manière qu'elle ne dépasse pas ladite température maximale calculée (thg*).
4. Procédé pour commander un condenseur à absorption ou un condenseur/radiateur à absorption quand il fonctionne en mode refroidissement selon la revendication 3, caractérisé en ce que:
ledit condenseur à absorption ou condenseur/radiateur à absorption est muni d'un générateur de basse température (3) et d'un générateur de haute température (5);
ladite quantité de chaleur maximale admissible (Q*) est une quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur de haute température (5); et
ladite température maximale (thg*) est une température maximale dans le générateur de haute température (5); et
ladite quantité de chaleur effective (Q) est une quantité de chaleur effective dans le générateur de haute température (5).
5. Procédé pour commander un condenseur à absorption ou un condenseur/radiateur à absorption quand il fonctionne en mode refroidissement de manière à obtenir de l'eau refroidie (21a) par la chaleur de vaporisation du réfrigérant (24) séparé de la solution (23) pendant la répétition de la concentration et la dilution de la solution qui circule dans un évaporateur (1), un absorbeur (2), un générateur (3 ou 5) et un condenseur (4), caractérisé en ce qu'il comprend::
la détection de la température (thg) de la solution (23a, 23c) chauffée et concentrée dans ledit générateur (3 ou 5), de la température d'entrée ou de sortie (tr) de l'eau refroidie (21a) dans ledit évaporateur (1), et de la température d'entrée ou de sortie (tc) de l'eau de refroidissement (22) qui est envoyée dans ledit condenseur (4) par ledit absorbeur (2);
le calcul de la quantité de chaleur maximale admissible (Q*) dans ledit générateur (3 ou 5) en utilisant la différence (thg-tc) entre la température (thg) de la solution chauffée et concentrée (23a, 23c) et la température d'entrée ou de sortie (tc) de l'eau de refroidissement (22), et la différence (tc-tr) entre la température d'entrée ou de sortie (tc) de l'eau de refroidissement (22) et la température d'entrée ou de sortie (tr) de l'eau refroidie (21a); et
la commande de la quantité de chaleur effective (Q) dans ledit générateur (3 ou 5) de manière qu'elle ne dépasse pas ladite quantité de chaleur maximale admissible et calculée (Q*).
6. Procédé pour commander un condenseur à absorption ou un condenseur/radiateur à absorption quand il fonctionne en mode refroidissement selon la revendication 5, caractérisé en ce que:
ledit condenseur à absorption ou condenseur/radiateur à absorption est muni d'un générateur de basse température (3) et d'un générateur de haute température (5);
ladite température (thg) de la solution concentrée et chauffée (23a, 23c) est la température de la solution (23a) chauffée et concentrée dans le générateur de haute température (5);
ladite quantité de chaleur maximale admissible (Q*) est la quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur de haute température (5); et
ladite quantité de chaleur effective (Q) est la quantité de chaleur effective dans le générateur de haute température (5).
7. Procédé pour commander un condenseur à absorption ou un condenseur/radiateur à absorption quand il fonctionne en mode refroidissement de manière à obtenir de l'eau refroidie (21a) par la chaleur de vaporisation du réfrigérant (24) séparé de la solution (23) pendant la répétition de la concentration et la dilution de la solution qui circule dans un évaporateur (1), un absorbeur (2), un générateur (3 ou 5) et un condenseur (4), caractérisé en ce qu'il comprend::
la détermination à l'avance d'une quantité de chaleur maximale admissible (Q*) dans ledit générateur (3 ou 5);
la détection de la température d'entrée ou de sortie (tr) de l'eau refroidie (21a) dans ledit évaporateur (1), et la température d'entrée ou de sortie (tc) de l'eau de refroidissement (22) qui est envoyée audit condenseur (4) par ledit absorbeur (2);;
le calcul de la différence (thg-tC) entre la température (thg) de la solution (23a, 23c) chauffée et concentrée dans le générateur (3 ou 5) et la température d'entrée ou de sortie (Tc) de l'eau de refroidissement (22) en utilisant ladite quantité de chaleur maximale admissible (Q*), la différence (tc-tr) entre la température d'entrée ou de sortie (tc) de l'eau de refroidissement (22) et la température d'entrée ou de sortie (tr) de l'eau refroidie (21a); et
la commande de la quantité de chaleur effective (Q) dans ledit générateur (3 ou 5) de manière qu'elle ne dépasse pas ladite différence calculée (thg-tc) entre la température (thg) de la solution (23a, 23c) chauffée et concentrée dans le générateur (3 ou 5) et la température d'entrée ou de sortie (tc) de l'eau de refroidissement (22).
8. Procédé pour commander un condenseur à absorption ou un condenseur/radiateur à absorption quand il fonctionne en mode refroidissement selon la revendication 7, caractérisé en ce que:
ledit condenseur à absorption ou condenseur/radiateur à absorption est muni d'un générateur de basse température (3) et d'un générateur de haute température (5);
ladite quantité de chaleur maximale admissible (Q*) est la quantité de chaleur maximale admissible dans le générateur de haute température (5);
ladite température (thg) de la solution concentrée et chauffée (23a, 23c) est la température de la solution (23a) chauffée et concentrée dans le générateur de haute température (5); et
ladite quantité de chaleur effective (Q) est la quantité de chaleur effective dans le générateur de haute température (5).
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