专利名称：吸收式冷热水机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吸收式冷热水机，特别是这样一种吸收式冷热水机，其被废气驱动，能够有效地利用从诸如燃气轮机等外界装置排出的高温废气，以提高废气的利用效率，而且其可以是紧凑的。
背景技术：
在吸收式冷热水机被温度为200至400℃的高温废气驱动的情况下，公知的是，当吸收式冷热水机进行空气制冷操作时，高温废气将被双效使用，而在废气温度降低后，废气将被单效使用，这样可以提高废气的利用效率。这样的吸收式冷热水机公开于日本专利文献No.53-20543、日本专利公开文献No.11-304274和类似文献中。
然而，在上述传统吸收式冷热水机中，吸收溶液的循环流动对设备中的构成装置的结构布置带来了限制，而且用于被用作发生器热源的废气流经的废气路径和用于被吸收溶液流经的吸收溶液管线是复杂的，因此难以将吸收式冷热水机构造得较为紧凑。
此外，在上述传统吸收式冷热水机中，由于吸收溶液管线以复杂的方式延伸，而且废热回收发生器和低温发生器具有相同的压力，因此，为了供应吸收溶液，必须单独设置一个泵，或者必须产生势差。在采用势差的情况下，构成装置的结构布置要受到位置关系即高度关系的限制。
为了将吸收式冷热水机构造成紧凑的单元，需要将废热回收发生器的上表面安置在等于或低于一个包含有吸收器、蒸发器、低温发生器和冷凝器的低温外壳或壳体的高度的位置上。
在日本专利公开文献No.11-304274中公开的吸收式冷热水机中，一个废热回收发生器设在高于一个包含有吸收器、蒸发器、低温发生器和冷凝器的低温外壳的高度的位置上，以便于溶液循环。然而，这种吸收式冷热水机具有一个缺点，即吸收式冷热水机的高度太大，因而不是紧凑的。
另外，在日本专利公开文献No.11-304274中公开的吸收式冷热水机中，需要设置一个单独的泵，以将来自废热回收发生器或低温发生器的吸收溶液供应到具有更高压力的高温发生器中。
用作热源的高温废气的比容非常大，因此高温废气的体积流率很高。在高温废气以高体积流率先被引入高温发生器中、再被引入废热回收发生器中的情况下，需要为废气路径提供很大的安装空间，而这取决于废热回收发生器的布置方式。
在日本专利文献No.53-20543中公开的吸收式冷热水机中，如果废气路径以复杂的方式延伸，则吸收式冷热水机难以构造得较为紧凑。
此外，废热回收发生器中的气液分离通常需要有很大的空间，因此气液分离器的尺寸构成了废气路径设置中的阻碍。
发明内容
本发明是考虑到上述缺点而研制的，因此本发明的第一个目的是提供一种吸收式冷热水机，其被废气驱动，能够通过简单的设备结构而有效地利用高温废气，并且具有较高的热效率。
本发明的第二个目的是提供一种吸收式冷热水机，其被废气驱动，并且通过改进循环中的构成装置的连接关系而能够实现紧凑化。
为了达到第一个目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种吸收式冷热水机，其包括一个吸收器；一个低温发生器；一个废热回收发生器；一个高温发生器；一个冷凝器；一个蒸发器；一个溶液路径和一个制冷剂路径，它们用于将吸收器、低温发生器、废热回收发生器、高温发生器、冷凝器和蒸发器连接起来；以及一个废气路径，其用于将用作热源的高温废气引入高温发生器中，再引入废热回收发生器中。其中，低温发生器包括一个液膜式发生器，其中溶液被喷射到一个导热管组上，而且产生于废热回收发生器中的制冷剂蒸气被引到低温发生器的导热管组的外部。
在这种吸收式冷热水机中，在低温发生器中被从高温发生器供应的制冷剂蒸气加热和浓缩后的吸收溶液应被引入废热回收发生器中。此外，还可以在用于被高温发生器的高温燃气流经的燃气路径中设置一个燃烧器，用于燃烧从外侧供应的燃料，以补充冷热水供应能力的短缺问题。
在使用高温燃气的吸收式冷热水机中，为了将尽可能多的高温燃气热量用作高温发生器的热源，以提高热效率，需要降低高温发生器中的温度。
根据本发明，为了降低从高温发生器供应的制冷剂蒸气的温度，以降低高温发生器中的沸腾温度，低温发生器的导热率被提高，从而降低了沸腾温度。
低温发生器包括一个液膜式发生器，用于向导热管组上喷射溶液，以提高导热率，并且可以防止像漫流式发生器中那样出现沸腾压力和沸腾温度升高的现象。
此外，可以在低温发生器和废热回收发生器中分别设置一个冷凝器。然而，在本发明中，单一的冷凝器用在低温发生器和废热回收发生器二者上，以使整个设备紧凑化。另外，制冷剂蒸气(在一些情况下，制冷剂蒸气中含有溶液的液滴)被引入低温发生器的管组中，而低温发生器和废热回收发生器二者均可以实现气液分离，从而使整个设备紧凑化并且降低设备成本。
此外，浓度比废热回收发生器中的溶液低的溶液被引入低温发生器中，再被引入废热回收发生器中。具体地讲，低温发生器中的溶液的浓度被降低，以降低沸腾温度，而且从高温发生器供应的用作热源的制冷剂蒸气的冷凝温度也被降低。顺便说一下，如果废气的量较小，则可以利用燃烧器或类似物补充热量。
这种吸收式冷热水机还可以包括一个燃烧装置，其设在废气路径中，用于燃烧从外侧供应的燃料。燃烧装置可以包括一个燃烧器。
在低温发生器中被从高温发生器供应的制冷剂蒸气加热和浓缩后的吸收溶液可以被引入废热回收发生器中。
溶液路径可以包含一个路径，其用于使从吸收器中流出的稀释溶液分流并且分别流入高温发生器和废热回收发生器中，以及一个路径，其用于使在高温发生器中被加热并浓缩后的溶液从高温发生器流入低温发生器中。
溶液路径可以包含一个路径，其用于使从吸收器中流出的稀释溶液分流，并且分别通过一个低温热交换器流入低温发生器和废热回收发生器中和通过一个高温热交换器流入高温发生器中。
溶液路径可以包含一个路径，其用于使从吸收器中流出的稀释溶液分流并且分别流入高温发生器和低温发生器中，以及一个路径，其用于使在高温发生器中被加热并浓缩后的溶液从高温发生器流入废热回收发生器中。
此外，为了达到第二个目的，高温发生器和废热回收发生器沿着废气的流动方向上的一条大致直线连接。废气的流动方向平行于一个包含有吸收器、蒸发器、冷凝器和低温发生器的外壳的纵向，这样，可以以紧凑的方式布置废气路径(见图13和14)。
为了达到第一和第二个目的，根据本发明的第二个方面，提供了一种吸收式冷热水机，其包括一个吸收器；一个低温发生器；一个废热回收发生器；一个高温发生器；一个冷凝器；一个蒸发器；一个溶液路径和一个制冷剂路径，它们用于将吸收器、低温发生器、废热回收发生器、高温发生器、冷凝器和蒸发器连接起来；以及一个废气路径，其用于将用作热源的高温废气引入高温发生器中，再引入废热回收发生器中。其中，溶液路径包含一个路径，其用于使从吸收器中流出的稀释溶液分流并且分别流入高温发生器和废热回收发生器中，以及一个路径，其用于使在高温发生器中被高温废气加热并浓缩到中等浓度的稀释溶液从高温发生器流入低温发生器中；引入低温发生器中的具有中等浓度的溶液被产生于高温发生器中并且用作热源的制冷剂蒸气加热并浓缩，而引入废热回收发生器中的稀释溶液被流过高温发生器后的废气加热并浓缩。
低温发生器可以包括一个液膜式发生器，其中溶液被喷射到一个导热管组上，而且产生于废热回收发生器中的制冷剂蒸气被引到低温发生器的导热管组的外部。
这种吸收式冷热水机还可以包括一个燃烧装置，其设在用于被高温废气流经的废气路径中，而且燃烧装置适用于燃烧从外侧供应的燃料。
由于设有废热回收发生器，用于对已经在高温发生器中进行了热交换后的高温废气进一步进行热交换，因此冷水或热水生成机的生产能力可以提高。由于使用相同热源(废气)的高温发生器和废热回收发生器串联连接在废气路径中，因此可以防止因比容较大而较难延伸的废气导管以复杂的方式延伸。这样，设备的总体结构可以是紧凑的。
在吸收溶液管线的连接结构中，可以实现这样的流动，即吸收溶液能够在循环压力的作用下流畅地流动。具体地讲，吸收溶液从具有高压的高温发生器流到低温发生器中，然后再流入具有低压的吸收器中，从而实现双效功能。
为了将尽可能多的高温燃气热量用作高温发生器的热源，以提高热效率，需要降低废热回收发生器的出口处的燃气温度。在本发明中，具有低浓度的吸收溶液被引入废热回收发生器中，以降低溶液的沸腾温度。通过这种结构，出口处的废气温度可以降低，而且可以在废热回收发生器中获得更多的废气热量。
产生于废热回收发生器中的制冷剂蒸气被引入低温发生器的具有低压的蒸气相态一侧，并且与产生于低温发生器中的具有低压的制冷剂蒸气汇合，然后，组合的制冷剂蒸气被引入冷凝器中，在此，制冷剂蒸气通过与冷却水进行热交换而被冷凝。单一的冷凝器就足够用了。
此外，为了提高低温发生器中的导热率，以便降低需要储存的吸收溶液量，采用了一个液膜式发生器，而且可以借助于溶液泵的压力而向低温发生器中的导热管组喷射吸收溶液。
为了达到第一和第二个目的，根据本发明的第三个方面，提供了一种吸收式冷热水机，其包括一个吸收器；一个低温发生器；一个废热回收发生器；一个高温发生器；一个冷凝器；一个蒸发器；一个溶液路径和一个制冷剂路径，它们用于将吸收器、低温发生器、废热回收发生器、高温发生器、冷凝器和蒸发器连接起来；以及一个废气路径，其用于将用作热源的高温废气引入高温发生器中，再引入废热回收发生器中。其中，溶液路径包含一个路径，其用于使从吸收器中流出的吸收溶液分流，并且分别通过一个低温热交换器流入低温发生器和废热回收发生器中和通过一个高温热交换器流入高温发生器中；引入高温发生器中的吸收溶液被高温废气加热并浓缩，引入废热回收发生器中的吸收溶液被流过高温发生器后的废气加热并浓缩，而引入低温发生器中的吸收溶液被产生于高温发生器中的制冷剂蒸气加热并浓缩。
低温发生器可以包括一个液膜式发生器，其中溶液被喷射到一个导热管组上，而且产生于废热回收发生器中的制冷剂蒸气被引到低温发生器的导热管组的外部。
这种吸收式冷热水机还可以包括一个燃烧装置，其设在用于被高温废气流经的废气路径中，而且燃烧装置适用于燃烧从外侧供应的燃料。
在这种吸收式冷热水机中，使用相同热源(废气)的高温发生器和废热回收发生器串联连接在废气路径中，以构成一个废气发生器，因此废气导管的延伸可以简化。
根据本发明，吸收溶液彼此独立地供应到高温发生器、废热回收发生器和低温发生器中，因此可以解决前面描述过的问题。
此外，为了提高低温发生器中的导热率，以便降低需要储存的吸收溶液量，一个液膜式发生器被特别采用。在根据本发明的吸收式冷热水机中，可以借助于溶液泵的压力而向低温发生器中的导热管组喷射吸收溶液。
为了更多地获取在高温发生器中用作热源的废气中的热量，以提高热效率，需要降低高温发生器中的温度。
在根据本发明的吸收式冷热水机中，具有低浓度的吸收溶液被引入低温发生器中，而且从高温发生器供应的制冷剂蒸气的冷凝温度被降低，因此高温发生器中的温度可以降低。
为了达到第一和第二个目的，根据本发明的第三个方面中的另一方面，提供了一种吸收式冷热水机，其包括一个吸收器；一个低温发生器；一个废热回收发生器；一个高温发生器；一个冷凝器；一个蒸发器；一个溶液路径和一个制冷剂路径，它们用于将吸收器、低温发生器、废热回收发生器、高温发生器、冷凝器和蒸发器连接起来；以及一个废气路径，其用于将用作热源的高温废气引入高温发生器中，再引入废热回收发生器中。其中，溶液路径包含一个路径，其用于使从吸收器中流出的吸收溶液被分为三部分，并且分别引入高温发生器、废热回收发生器和低温发生器中；引入高温发生器、废热回收发生器和低温发生器中的吸收溶液的总流量是这样分配的，即吸收溶液的总流量的45至70％分配到低温发生器中，剩余的吸收溶液以一定比例分配到高温发生器和废热回收发生器中，比例是基于所供应的废气的温度而确定的。
剩余吸收溶液可以如此分配，即假定供应给吸收式冷热水机的废气温度为Tgas，则引入高温发生器中的吸收溶液在剩余吸收溶液中所占的比率为{Tgas-(150～185)}/{Tgas-(90～120)}该比率应在10至90％的范围内。
流经废热回收发生器的废气与将被废气加热和浓缩的吸收溶液可以以逆流的方式流动。
流经高温发生器的废气与被将废气加热和浓缩的吸收溶液可以以逆流的方式流动。
这种吸收式冷热水机还可以包括一个用于实施补充燃烧的高温发生器。
为了达到第一和第二个目的，根据本发明的第四个方面，提供了一种吸收式冷热水机，其包括一个吸收器；一个低温发生器；一个废热回收发生器；一个高温发生器；一个冷凝器；一个蒸发器；一个溶液路径和一个制冷剂路径，它们用于将吸收器、低温发生器、废热回收发生器、高温发生器、冷凝器和蒸发器连接起来；以及一个废气路径，其用于将用作热源的高温废气引入高温发生器中，再引入废热回收发生器中。其中，溶液路径包含一个路径，其用于使从吸收器中流出的吸收溶液分流并且分别流入低温发生器和废热回收发生器中；引入高温发生器中的吸收溶液被高温废气加热并浓缩，被加热和浓缩了的吸收溶液被引入废热回收发生器中，并且被流过高温发生器后的废气加热并浓缩，而引入低温发生器中的吸收溶液被产生于高温发生器中的制冷剂蒸气加热并浓缩。
低温发生器可以包括一个液膜式发生器，其中溶液被喷射到一个导热管组上，而且产生于废热回收发生器中的制冷剂蒸气被引到低温发生器的导热管组的外部。
这种吸收式冷热水机还可以包括一个燃烧装置，其设在用于被高温废气流经的废气路径中，而且燃烧装置适用于燃烧从外侧供应的燃料。此外，用于从废气中回收热量的热量回收装置可以设在高温发生器与废热回收发生器之间，并在废热回收发生器的下游设在用于被高温废气流经的加热路径(废气路径)中。
为了达到第一和第二个目的，根据本发明的第五个方面，提供了一种吸收式冷热水机，其包括一个吸收器；一个低温发生器；一个废热回收发生器；一个高温发生器；一个冷凝器；一个蒸发器；一个溶液路径和一个制冷剂路径，它们用于将吸收器、低温发生器、废热回收发生器、高温发生器、冷凝器和蒸发器连接起来；以及一个废气路径，其用于将用作热源的高温废气引入高温发生器中，再引入废热回收发生器中。其中，高温发生器和废热回收发生器沿着废气的流动方向上的一条大致直线连接，废气的流动方向平行于一个包含有吸收器、蒸发器、冷凝器和低温发生器的外壳的纵向。
低温发生器可以包括一个液膜式发生器，其中溶液被喷射到一个导热管组上，而且产生于废热回收发生器中的制冷剂蒸气被引到低温发生器的导热管组的外部。
这种吸收式冷热水机还可以包括一个燃烧装置，其设在废气路径中，用于燃烧从外侧供应的燃料。燃烧装置可以包括一个燃烧器。
在低温发生器中被从高温发生器供应的制冷剂蒸气加热和浓缩后的吸收溶液可以被引入废热回收发生器中。
溶液路径可以包含一个路径，其用于使从吸收器中流出的稀释溶液分流并且分别流入高温发生器和废热回收发生器中，以及一个路径，其用于使在高温发生器中被加热并浓缩后的溶液从高温发生器流入低温发生器中。
溶液路径可以包含一个路径，其用于使从吸收器中流出的稀释溶液分流，并且分别通过一个低温热交换器流入低温发生器和废热回收发生器中和通过一个高温热交换器流入高温发生器中。
溶液路径可以包含一个路径，其用于使从吸收器中流出的稀释溶液分流并且分别流入高温发生器和低温发生器中，以及一个路径，其用于使在高温发生器中被加热并浓缩后的溶液从高温发生器流入废热回收发生器中。
通过下面接合附图所作的详细描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点可以清楚地展现出来，附图中仅以示例的方式显示了本发明的优选实施例。
图1A是本发明第一个方面的一个实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图；图1B是图1A的改型实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图；图2A是本发明第一个方面的另一个实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图；图2B是图2A的改型实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图；图3是本发明第一个方面的另一个实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图；图4是本发明第一个方面的另一个实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图；图5是图1A中所示吸收式冷热水机的吸收制冷循环图；图6是图2A中所示吸收式冷热水机的吸收制冷循环图；图7是图3中所示吸收式冷热水机的吸收制冷循环图；图8是图4中所示吸收式冷热水机的吸收制冷循环图；图9是本发明第二个方面的一个实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图；图10A是本发明第三个方面的一个实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图；图10B是图10A的改型实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图；图10C是图10B中所示实施例中的溶液流的简化流路图；图10D是图10C中所示溶液流所采用的吸收制冷循环图；图10E是图10B的改型实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图；图11是本发明第四个方面的一个实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图；图12是本发明第四个方面的另一个实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图；
图13是本发明第一至第四个方面的实施例中的吸收式冷热水机的示意性外观图；图14是沿着图13中的线XIV-XIV的方向所作俯视图。
具体实施例方式
下面参照附图描述根据本发明实施例的吸收式冷热水机。在图1A至14中，同样或相应的部件以同样或相应的附图标记表示。
接下来参照图1A至4详细描述本发明第一个方面的实施例中的吸收式冷热水机。
作为吸收式冷热水机中的工作介质，水通常用作制冷剂，无机盐的水溶液例如溴化锂水溶液通常用作吸收溶液。在下面的各个实施例中，使用的是相同的工作介质。
在图1A至4所示的吸收式冷热水机中，设有一个吸收器A、一个低温发生器GL、一个高温发生器GH、一个废热回收发生器GR、一个冷凝器C、一个蒸发器E、一个低温热交换器XL、一个高温热交换器XH以及废热回收热交换器XA和XB。此外，在吸收式冷热水机中，还设有一个溶液泵SP和一个制冷剂泵RP。
在图1A至4中，附图标记1和2表示制冷剂蒸气通道，附图标记3和4表示冷却水通道，附图标记5表示高温废气，附图标记6表示冷热水通道。此外，附图标记7表示浓缩溶液喷管，附图标记8表示低温发生器GL的溶液喷管，附图标记9表示制冷剂液体喷管。另外，附图标记11至16表示溶液通道，附图标记18至21表示制冷剂通道。
如图1A至4所示，在本发明中，吸收器A、蒸发器E、低温发生器GL和冷凝器C容纳在单一的矩形外壳内。吸收器A布置在外壳的下部，蒸发器E布置在外壳上部，并且位于吸收器A的斜上方方向上。冷凝器C布置在吸收器A上方，低温发生器GL布置在冷凝器C上方。包含有吸收器A和蒸发器E的低压侧通过一个倾斜延伸的间壁40而与包含有低温发生器GL和冷凝器C的高压侧分隔，通道1设在间壁40上方，用以使制冷剂蒸气从低温发生器GL流向冷凝器C，通道2设在间壁40下方，用以使制冷剂蒸气从蒸发器E流向吸收器A。
此外，将高温废气5用作热源的高温发生器GH和废热回收发生器GR以及溶液热交换器XH和XL离散地设在外壳之外。容纳在外壳中的吸收器A和低温发生器GL以及高温发生器GH和废热回收发生器GR通过溶液通道11至16和制冷剂通道20和21而彼此相连。
接下来详细描述图1A中所示的吸收式冷热水机。图1A中示出了一种串流设备的实例，其中吸收溶液循环通过吸收器A、高温发生器GH、低温发生器GL、废热回收发生器GR和吸收器A。
在图1A中的吸收发生器进行制冷操作时，吸收了制冷剂的稀释溶液被溶液泵SP从吸收器A开始通过通道11供应到低温热交换器XL的被加热侧、高温热交换器XH的被加热侧，直至高温发生器GH。在高温发生器GH中，稀释溶液被用作热源的高温废气5加热并浓缩，浓缩了的溶液将流经通道12而到达高温热交换器XH中并在此进行热交换，然后再被引入低温发生器GL中。引入低温发生器GL中的溶液被从高温发生器GH供应的制冷剂蒸气加热，并且在低温发生器GL中浓缩，再通过通道13引入废热回收发生器GR中。之后，在废热回收发生器GR中，溶液被用作高温发生器GH的热源的高温废气加热并浓缩。浓缩的溶液流经通道14和低温热交换器XL的加热侧，再通过通道15而引入吸收器A中。另一方面，产生于废热回收发生器GR中的制冷剂蒸气将流经通道21，再被引入低温发生器GL的导热管组的外部。
通过这种结构，低温发生器GL中的吸收溶液的浓度降低了，因此从高温发生器GH供应的制冷剂蒸气的冷凝温度可以降低，而且使用高温废气的高温发生器GH的热效率可以升高。产生于高温发生器GH中的制冷剂蒸气将流经制冷剂通道20，并被用作低温发生器GL的热源，再被引入冷凝器C中并被冷却水冷却。在冷凝器C中，经通道1而从低温发生器GL供应的制冷剂蒸气将被冷却水冷却并冷凝。接下来，冷凝了的制冷剂通过通道18供应到蒸发器E中。在蒸发器E中，制冷剂被制冷剂泵RP带动着循环通过通道19并被蒸发，以使负载侧的冷水被吸走热量并冷却，冷却了的冷水被用于空气冷却。蒸发了的制冷剂被吸收器A中的浓缩溶液吸收，以形成稀释溶液，稀释溶液被溶液泵SP带动着循环。
图1B中示出了图1A的一种改型实施例。在图1B所示的实施例中，在高温发生器GH和废热回收发生器GR一侧，高温废气和溶液以逆流的形式流动，因此同图1A所示的实施例相比，高温废气中的热量的利用效率可以进一步提高。
在图2A所示的实施例中，用于对将要被引入高温发生器GH中的溶液进行加热的废热回收热交换器XA在高温发生器GH下游设在高温废气流路中，用于对将要被引入高温热交换器XH中的溶液进行加热的废热回收热交换器XB在废热回收发生器GR下游设在高温废气流路中。通过这种结构，同图1A和1B中所示的实施例相比，高温废气5中含有的热量的利用效率可以进一步提高。
图2B中示出了图2A的改型实施例。在图2B所示的实施例中，在高温发生器GH和废热回收发生器GR一侧，高温废气和溶液以逆流的形式流动，因此同图2A所示的实施例相比，高温废气中的热量的利用效率可以进一步提高。
在图3所示的实施例中，稀释溶液从吸收器A供应到低温热交换器XL的被加热侧并从低温热交换器XL中排出，然后从通道11中分流出来，并通过通道16引入低温发生器GL中。具体地讲，在图3所示的实施例中，溶液路径包括一个路径，其用于使稀释溶液从吸收器A开始通过通道11流到高温发生器GH中，再流经低温热交换器XL的被加热侧和高温热交换器XH的被加热侧；一个路径，其用于使浓缩溶液从通道12流经高温热交换器XH的加热侧，从而到达与浓缩溶液通道14相连的通道41，该浓缩溶液通道14从废热回收发生器GR延伸到低温热交换器XL；一个路径，其包含在低温热交换器XL的被加热侧的下游从通道11中分支出来并且延伸到低温发生器GL的通道16、用于使浓缩溶液从低温发生器GL流向废热回收发生器GR的通道13、用于使在废热回收发生器GR中进一步浓缩后的浓缩溶液从废热回收发生器GR中流出并与经流道12和41来自高温发生器GH的浓缩溶液汇合再流入低温热交换器XL的加热侧的通道14、用于使浓缩溶液从低温热交换器XL流向吸收器A的通道15。图3中的吸收式冷热水机的操作与图1中的相同。
在图3所示的实施例中，在高温发生器GH和废热回收发生器GR一侧，高温废气和溶液以并流的形式流动。然而，像图1B所示的实施例中那样使高温废气和溶液以逆流的形式流动，也是较为理想的。
在图4所示的实施例中，与图2中所示相同的废热回收热交换器XA和XB设在高温废气流路中，并因此而添加在图3中所示的吸收式冷热水机中。图4中的实施例的操作和效果与图2中的实施例相同。
图5至8是图1至4中所示吸收式冷热水机的循环图。在图5至8中，横轴代表溶液温度，纵轴代表制冷剂温度(制冷剂蒸气的饱和温度)。在图5至8中，循环过程显示在杜林图中。图5中示出了图1A和图1B所示吸收式冷热水机的吸收制冷循环过程。图6中示出了图2A和图2B所示吸收式冷热水机的吸收制冷循环过程。图7中示出了图3所示吸收式冷热水机的吸收制冷循环过程。图8中示出了图4所示吸收式冷热水机的吸收制冷循环过程。
根据本发明，废热回收发生器将曾经用作高温发生器热源的废气用作热源，并且设在高温废气流路中，以利用废气，直至废气被冷却到低温。此外，低温发生器包括一个液膜式发生器，其中溶液喷射在导热管组上，因此，来自高温发生器的制冷剂蒸气的凝结温度降低了，而且在高温发生器中使用的双效废气的量增大了。另外，废热回收发生器中的制冷剂蒸气被引到低温发生器的管组的外部，以使低温发生器和高温发生器这二者实现气液分离，从而可以使得吸收式冷热水机具有紧凑结构和高效率。
接下来参照图9详细描述本发明第二个方面的实施例中的吸收式冷热水机。图9是本发明第二个方面的一个实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图。在图9所示的吸收式冷热水机中，设有一个吸收器A、一个低温发生器GL、一个高温发生器GH、一个废热回收发生器GR、一个冷凝器C、一个蒸发器E、一个低温热交换器XL和一个高温热交换器XH。此外，在吸收式冷热水机中，还设有一个溶液泵SP和一个制冷剂泵RP。一个废气节门HD设在高温废气的流路中。
在图9中，附图标记HG和LG表示竖直导热管组，附图标记H1和H2表示热水供应热交换器，附图标记V1和V2表示蒸气阀。附图标记1和2表示制冷剂蒸气通道，附图标记3和4表示冷却水循环通道，附图标记5表示高温废气，附图标记6表示冷热水循环通道。此外，附图标记7、8和9表示喷管，附图标记10表示分流点，附图标记11至16表示溶液通道，附图标记18至21表示制冷剂通道。
接下来描述图9所示吸收式冷热水机的操作。
首先，在冷水生成操作时，吸收了制冷剂的溶液被溶液泵SP从吸收器A开始通过通道11供应到低温热交换器XL的被加热侧，再流经低温热交换器XL并在分流点10处分流。之后，一部分溶液流经高温热交换器XH的被加热侧，并且通过通道11引入高温发生器GH中。在高温发生器GH中，溶液被外部燃气轮机或类似物排出的用作热源的废气5加热，并因此而浓缩到中等浓度。之后，中等浓度的溶液将流经通道12而到达高温热交换器XH中。在高温HX中进行了热交换后，中等浓度溶液通过通道12引入低温发生器GL中。
引入到低温发生器GL中的中等浓度溶液被产生于高温发生器GH中的用作热源的制冷剂蒸气进一步加热并浓缩，再流经通道13并与流经通道14的溶液汇合。在分流点10处分流的剩余溶液将被引入废热回收发生器GR中。在废热回收发生器GR中，溶液被从高温发生器GH排出的废气加热并浓缩。之后，浓缩的溶液流经通道14并且与前述被低温发生器GL浓缩并且流经通道13的溶液汇合。组合溶液流经低温热交换器XL的加热侧和通道15，并被引入吸收器A中。
另一方面，产生于高温发生器GH中的制冷剂蒸气将流经通道20并被引入低温发生器GL中，并且在低温发生器GL的加热侧在导热管组中被冷凝，再被引入冷凝器C中。产生于废热回收发生器GR中的制冷剂蒸气将流经通道21，并且与产生于低温发生器GL中的制冷剂蒸气汇合，然后，组合制冷剂蒸气将流经蒸气通道1并且进入冷凝器C中。在冷凝器C中，制冷剂蒸气与流经冷却水循环通道4的冷却水发生热交换，从而被冷凝，而冷凝制冷剂通过管道18引入蒸发器E中。流经冷水循环通道6的冷水被蒸发器E中蒸发的制冷剂吸取潜热，从而可以产生冷水。
接下来描述热水生成操作。在热水生成操作时，冷却水的循环停止，蒸气阀V1和V2打开。这样，产生于高温发生器GH、低温发生器GL和废热回收发生器GR中的制冷剂蒸气被引入蒸发器E中，以产生热水。在蒸发器E中冷凝出的制冷剂液体将通过制冷剂通道24引入吸收器A中。
此外，根据本发明，可以构造出一种双壳式结构，其中包括一个将高温发生器和废热回收发生器组合成为单一单元的废气热量回收外壳(高温外壳)和一个包括吸收器、蒸发器、低温发生器和冷凝器在内的低温外壳，从而使得整个设备可以紧凑化。
如果制冷功率不足，则可以将一个燃烧装置(其包括一个燃烧器)设在高温发生器中，并且向燃烧器中供应燃料以实施补充燃烧，从而提高驱动热源的热量。在吸收式冷热水机的操作停止后，在高温发生器GH的入口侧设在废气通道中的废气节门HD切换到将废气排放到系统外侧的状态。
根据本发明，高温发生器和废热回收发生器串联连接在废气路径中，而且吸收溶液路径是这样构造的，即吸收溶液被分流并且分别引入高温发生器和废热回收发生器中。通过这种结构，可以防止废气导管以复杂的方式延伸，因而被废气驱动的吸收式冷热水机的总体结构可以紧凑化。
接下来参照图10A至10E详细描述本发明第三个方面的实施例中的吸收式冷热水机。
图10A是本发明第三个方面的一个实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图。在图10A所示的吸收式冷热水机中，设有一个吸收器A、一个低温发生器GL、一个高温发生器GH、一个废热回收发生器GR、一个冷凝器C、一个蒸发器E、一个低温热交换器XL和一个高温热交换器XH。此外，在吸收式冷热水机中，还设有一个溶液泵SP和一个制冷剂泵RP。
在图10A中，附图标记HG和LG表示竖直导热管组，附图标记H1和H2表示热水供应热交换器，附图标记V1和V2表示蒸气阀。附图标记1和2表示制冷剂蒸气通道，附图标记3和4表示冷却水循环通道，附图标记5表示高温废气，附图标记6表示冷热水循环通道。此外，附图标记7、8和9表示喷管，附图标记10和50表示分流点，附图标记11至17表示溶液通道，附图标记18至25表示制冷剂通道。
接下来描述图10A所示吸收式冷热水机的操作。
首先，在冷水生成操作时，吸收了制冷剂的溶液被溶液泵SP从吸收器A开始通过通道11供应到低温热交换器XL的被加热侧，再流经低温热交换器XL并在分流点10处分流。之后，一部分溶液流经高温热交换器XH的被加热侧，并且通过通道11引入高温发生器GH中。剩余的溶液将流经通道12，并且在分流点50处分流到通道12A和16中。
在高温发生器GH中，溶液被外部燃气轮机或类似物排出的用作热源的废气5加热，以产生制冷剂，并因此而浓缩。高温发生器GH中的浓缩溶液将通过通道17而引入高温热交换器XH中并在此实施热交换，然后再流经通道32而与流经通道14的溶液汇合。从通道12分流到通道16中的吸收溶液被引入废热回收发生器GR中，再被从高温发生器GH排出的废气加热并在废热回收发生器GR中浓缩。
从通道12分流到通道12A中的吸收溶液被引入低温发生器GL中，溶液在低温发生器GL中被产生于高温GL中的制冷剂蒸气加热并因此而浓缩。浓缩了的吸收溶液被引入通道13中，并且与产生于废热回收发生器GR中并且流经通道14的吸收溶液汇合，再与产生于高温发生器GH中并且流经通道32的吸收溶液汇合。之后，组合后的吸收溶液被引入低温热交换器XL中，在此组合吸收溶液实施热交换，然后吸收溶液通过通道15引入吸收器A中。
另一方面，产生于高温发生器GH中的制冷剂蒸气将流经通道20，并且在低温发生器GL的加热侧在导热管组中被冷凝，再被引入冷凝器C中。
产生于废热回收发生器GR中的制冷剂蒸气将流经通道21，并且与产生于低温发生器GL中的制冷剂蒸气汇合，然后，组合制冷剂蒸气将流经蒸气通道1并且进入冷凝器C中。在冷凝器C中，制冷剂蒸气与流经冷却水循环通道4的冷却水发生热交换，而冷凝制冷剂通过管道18引入蒸发器E中。流经冷水循环通道6的冷水被蒸发器E中蒸发的制冷剂吸取潜热，从而可以产生冷水。
接下来描述热水生成操作。在热水生成操作时，冷却水的循环停止，蒸气阀V1和V2打开。这样，产生于高温发生器GH、低温发生器GL和废热回收发生器GR中的制冷剂蒸气被引入蒸发器E中，以产生热水。在蒸发器E中冷凝出的制冷剂液体将通过制冷剂通道24引入吸收器A中。
此外，在根据本发明的吸收式冷热水机中，设有热水供应热交换器H1和H2，它们将产生于高温发生器GH和废热回收发生器GR中的制冷剂蒸气用作热源，从而可以实现热水供应操作。热水供应热交换器H1通过制冷剂通道连接着高温发生器GH，热水供应热交换器H2通过制冷剂通道连接着废热回收发生器GR。
接下来描述冷水或热水的供应操作。如果废热回收发生器GR中的露点高于将要供应的热水的温度，则制冷剂蒸气在热水供应热交换器H2中冷凝，以加热将要供应的水。冷凝了的制冷剂液体返回冷凝器C中，从而除了具有热水供应(未示出)功能之外，还能提供出制冷作用。如果废热回收发生器GR中的露点低于将要供应的热水的温度，则制冷剂蒸气不会在热水供应热交换器H2中冷凝，因而不会出现热传导。由于高温发生器GH中的露点足够高，从而使得在未采用任何措施的情况下将要供应的热水就会在热水供应热交换器H1中升温，这需要控制被冷凝的制冷剂量。因此，可将一个控制阀(未示出)设在一条用于将高温发生器GH与热水供应热交换器H1彼此连接的制冷剂路径中，从而可以控制引入热水供应热交换器H1中的制冷剂蒸气的量，并且可以使冷凝了的制冷剂液体返回到冷凝器C中。
此外，在热水生成操作和热水供应操作时，由于热水具有相对高温，因此可以确保废热回收发生器GR中的露点处在高温，而且热水的加热可以在热水供应热交换器H2中容易地实施。
此外，根据本发明，可以构造出一种双壳式结构，其中包括一个将高温发生器和废热回收发生器组合成为单一单元的废气热量回收外壳(高温外壳)和一个包括吸收器、蒸发器、低温发生器和冷凝器在内的低温外壳，从而使得整个设备可以紧凑化。
如果制冷功率不足，则可以利用一个设在高温发生器中的燃烧器(未示出)实施燃烧，从而提高驱动热源的热量。
根据本发明，高温发生器和废热回收发生器串联连接在废气路径中，而且吸收溶液路径是这样构造的，即吸收溶液被分流并且分别引入高温发生器和废热回收发生器中。通过这种结构，可以防止废气导管以复杂的方式延伸，因而被废气驱动的吸收式冷热水机的总体结构可以紧凑化。
图10B中示出了图10A的一种改型实施例。在图10B所示的实施例中，从燃气轮机或燃气发动机中排出的废气被引入高温发生器GH中，再被引入废热回收发生器GR中，从而将废气用作吸收式冷热水机的热源。
接下来描述图10B所示吸收式冷热水机的操作。
首先，在图10B中的吸收发生器进行制冷操作时，阀Va、Vb和Vc关闭。来自吸收器A的稀释溶液被分为三部分，其中一部分稀释溶液被引入高温发生器GH中，一部分稀释溶液被引入废热回收发生器GR中，剩下的稀释溶液被引入低温发生器GL中。在高温发生器GH中，用作热源的废气和吸收溶液大体上以逆流的方式流动，从而实现热交换，而吸收溶液被加热和浓缩。在高温发生器GH的废气出口侧，可以实现废气与位于溶液入口侧的稀释溶液之间的热交换。流经了高温发生器GH的废气被引入废热回收发生器GR中，在此，废气和稀释溶液大体上以逆流的方式流动，从而实现热交换，以使吸收溶液被加热和浓缩。在废热回收发生器GR的废气出口侧，可以实现废气与稀释溶液之间的热交换。在低温发生器GL中，吸收溶液被产生于高温发生器GH中的用作热源的制冷剂蒸气加热并浓缩。产生于低温发生器GL中的制冷剂蒸气与从废热回收发生器GR供应的制冷剂蒸气一起被引入冷凝器C中。在冷凝器C中，制冷剂蒸气被流经冷却水循环通道4的冷却水冷凝。产生于高温发生器GH中并且在低温发生器GL中用作热源的制冷剂蒸气变成冷凝液体并且进入冷凝器C中，然后，冷凝液体与在冷凝器C中冷凝出的制冷剂液体一起被引入蒸发器E中。在蒸发器E中，制冷剂液体从冷水中吸取热量，从而实现制冷效果，并且转化成制冷剂蒸气。从高温发生器GH、废热回收发生器GR和低温发生器GL中排出的浓缩溶液返回到吸收器A中，并且喷射在被冷却水冷却了的导热表面上，以吸收从蒸发器E供应的制冷剂蒸气，从而变成稀释溶液。
其次，描述加热操作。在加热操作中，阀Va、Vb和Vc打开，从而将制冷操作切换成加热操作。冷却水停止流动。
来自吸收器A的稀释溶液被分为三部分，其中一部分稀释溶液被引入高温发生器GH中，一部分稀释溶液被引入废热回收发生器GR中，剩下的稀释溶液被引入低温发生器GL中。在将浓缩了的吸收溶液从发生器GH、GR和GL输送到低温热交换器XL的加热侧时，吸收溶液的流动与制冷操作中的相同。然而，在加热操作中，大部分的浓缩溶液将流经阀Vb而进入蒸发器E中，并且在蒸发器E中喷射。
制冷剂蒸气流经阀Va，该阀Va设在用于将与低温发生器GL压力级别相同的装置(低温发生器GL、废热回收发生器GR和冷凝器C)与蒸发器E相连的通道中，从而将制冷剂蒸气引入蒸发器E中。在蒸发器E中，制冷剂蒸气被上述喷射的溶液吸收，以产生吸收热，而在加热操作中用作能量源的热水被所述吸收热加热。在蒸发器E中吸收了制冷剂蒸气的溶液通过阀Vc返回到吸收器A中。除了阀Vc以外，溶液也可以通过一根设在蒸发器E的液体储存器中的溢流管(未示出)返回吸收器A中。
图10C是图10B所示实施例中的溶液流的简化流路图，图10D是图10C中所示溶液流所采用的吸收制冷循环图。图10D中还示出了在吸收式冷热水机被微型燃气轮机排放出来的温度为260℃的废气驱动时的废气温度变化。
循环温度是根据稀释溶液从吸收器A开始向高温发生器GH、废热回收发生器GR和低温发生器GL中分配的比例而变化的。在图10D中，稀释溶液的分配比例设置为30∶20∶50。
循环过程显示在杜林图中。图中的横轴代表溶液温度，纵轴代表制冷剂温度(制冷剂蒸气的饱和温度)。溶液以38℃的温度从吸收器Abs中排出，并且被分配到低温发生器GL、废热回收发生器GR和高温发生器GH中。在低温发生器GL中，沸腾开始于75.3℃的温度，而随着溶液的浓度增大，出口处的沸腾温度变为86.3℃。在低温发生器GL中，溶液被从高温发生器GH供应的饱和温度为88.8℃的制冷剂蒸气加热。在循环图中，低温发生器GL的加热侧用作来自高温发生器GH的制冷剂蒸气的冷凝器，因此以高温冷凝器CH表示。在废热回收发生器GR中，沸腾开始于75.3℃的温度，而随着溶液的浓度增大，出口处的沸腾温度变为96.9℃。在废热回收发生器GR中，溶液被从高温发生器GH中排出的温度为大约159℃的废气加热，废气就这样被使用，直至废气在废热回收发生器GR的出口处温度下降到120℃。
在高温发生器GH中，沸腾开始于133.7℃的温度，而随着溶液的浓度增大，出口处的沸腾温度变为156℃。在高温发生器GH中，溶液被260℃温度的废气加热，废气就这样被使用，直至废气在高温发生器GH的出口处温度下降到159℃。
从上述相应发生器中排出的溶液会在废热回收发生器GR和低温发生器GL的出口出汇合，然后，混合的溶液返回到吸收器中。
顺便说一下，图10D中所示的温度关系不是固定不变的，而是可以根据各种条件例如各个装置中的导热面积而变化。
低温发生器GL的热源是制冷剂蒸气，而且溶液在恒定的冷凝温度下被潜热(凝结热)加热。热源的温度(冷凝温度)基本上是根据出口和入口处的溶液温度而确定的。希望将全部循环溶液中的稀释溶液以高分配比例引入低温发生器GL中，从而降低出口处的溶液温度，并且降低溶液在入口和出口出的平均温度。这样，来自高温发生器GH并且用作低温发生器GL的热源的制冷剂蒸气的冷凝温度(饱和温度)可以降低，而且溶液在高温发生器GH中从入口至出口的沸腾温度可以降低。流入低温发生器GL中的溶液的流量至少为从吸收器A流出的溶液总流量的45％，优选为溶液总流量的50％或以上。另一方面，溶液流量的上限受到各种条件的限制，例如使用剩余溶液的高温发生器GH中的结晶极限，而且从循环平衡的角度考虑，该上限应当为溶液总流量的70％左右。
另一方面，用作高温发生器GH和废热回收发生器GR的热源的废气中的显热会发生变化，而且废气的温度变化是高温发生器GH的出口和入口处的沸腾温度(溶液温度)变化和废热回收发生器GR的出口和入口处的沸腾温度(溶液温度)变化的几倍。
存在大量显热变化时的热交换关系主要受到热交换器类型(逆流式，并流式，交流式)的影响，而且逆流式热交换器较为理想。此外，此时出口出的废气温度取决于入口处溶液的温度(沸腾温度)。因此，溶液应当以这样的方式供应到高温发生器GH或废热回收发生器GR中，即从吸收器A中排出并且具有低浓度和低沸腾温度的稀释溶液以与废气逆流的方式引入高温发生器GH或废热回收发生器GR中。被供应的溶液只要有一定的较小量就足够了。
供应到高温发生器GH和废热回收发生器GR中的溶液量等于从吸收器A中流出的溶液总流量减去供应到低温发生器GL中的溶液流量后得到的溶液流量。如果供应到高温发生器GH中的溶液量与供应到废热回收发生器GR中的溶液量之间的比例基本上等于从高温发生器GH中回收的废气热量与从废热回收发生器GR中回收的热量之间的比例，则溶液在高温发生器GH中的浓度变化范围基本上等于溶液在废热回收发生器GR中的浓度变化范围，从而使得循环是稳定的。
高温发生器GH中的溶液温度为双效高温发生器中可以达到的温度，而且其排出的可用废气的温度通常在大约150至185℃的范围内。另一方面，废热回收发生器GR中的溶液温度等于单效发生器中可以达到的溶液温度，而且其排出的可用废气的温度通常在大约90至120℃的范围内。
假定供应给吸收式冷热水机的高温废气的温度为Tgas，则引入高温发生器GH中的吸收溶液的流量比率优选为大约{Tgas-(150～185)}/{Tgas-(90～120)}。为了确保引入高温发生器GH和废热回收发生器GR中的吸收溶液的最低流量，引入高温发生器GH中的吸收溶液的流量比例应当为供应到高温发生器GH和废热回收发生器GR中的溶液的10～90％。
供应到高温发生器GH和废热回收发生器GR中的溶液分配比例是在设计时确定的，而不是基于诸如局部负载等操作状态而控制的。此外，供应到高温发生器GH和废热回收发生器GR中的溶液分配比例可以根据引入高温发生器GH和废热回收发生器GR中的废气的温度而调节。
图10E中示出了图10B的一种改型实施例。在图10E所示的实施例中，如果仅凭废气不足以达到加热和冷却功率，则可以利用燃料或类似物实施补充燃烧。具体地讲，可以添加一个由燃料驱动的高温发生器，而在高温发生器GH中被废气浓缩了的溶液被引入一个直燃式高温发生器GHD中。在这种情况下，在使用燃料时，废气的温度可以是大约1000至1200℃，而且循环溶液的分配比例可以变化。
接下来参照图11和12详细描述本发明第四个方面的实施例中的吸收式冷热水机。
在高温发生器GH和废热回收发生器GR中，高温废气和溶液以并流的方式流动。然而，如果使高温废气和溶液以逆流的形式流动，也是较为理想的。
图11和12是本发明第四个方面的实施例中的吸收式冷热水机的示意性线路图。图12中所示吸收式冷热水机与图11中所示吸收式冷热水机的不同之处在于，一个热量回收装置S1在高温发生器GH与废热回收发生器GR之间设在废气路径中，一个热量回收装置S2在废热回收发生器GR下游设在废气路径中，从而可以对引入高温发生器GH中的稀释溶液进行加热。
在图11和12所示的吸收式冷热水机中，设有一个吸收器A、一个低温发生器GL、一个高温发生器GH、一个废热回收发生器GR、一个冷凝器C、一个蒸发器E、一个低温热交换器XL和一个高温热交换器XH。此外，在吸收式冷热水机中，还设有一个溶液泵SP和一个制冷剂泵RP。
在图11和12中，附图标记H1和H2表示热水供应热交换器，附图标记V11、V12、V13、V14、V15和V16表示阀。附图标记1和2表示制冷剂蒸气通道，附图标记3和4表示冷却水循环通道，附图标记5表示高温废气，附图标记6表示冷热水循环通道。此外，附图标记7、8和9表示喷管，附图标记10表示分流点，附图标记11至17表示溶液通道，附图标记18至25表示制冷剂通道。
接下来描述图11和12所示吸收式冷热水机的操作。
首先，在冷水生成操作时，吸收了制冷剂的溶液被溶液泵SP从吸收器A开始通过通道11供应到低温热交换器XL的被加热侧，再流经低温热交换器XL并在分流点10处分流。之后，一部分溶液流经高温热交换器XH的被加热侧，并且通过通道11引入高温发生器GH中。在高温发生器GH中，溶液被外部燃气轮机或类似物排出的用作热源的废气5加热，并因此而浓缩。之后，浓缩溶液将通过通道12而被引入高温热交换器XH中。在高温HX中进行了热交换后，浓缩溶液被引入废热回收发生器GR中。
引入废热回收发生器GR中的溶液被从高温发生器GH排出的用作热源的废气加热，并因此而浓缩，然后再流经通道17A并且与流经通道17的溶液汇合。
在分流点10处分流的剩余溶液将流经通道16并从喷嘴8引入低温发生器GL中。在低温发生器GL中，溶液被产生于高温发生器GH中的制冷剂蒸气加热并浓缩。之后，浓缩溶液将流经通道171并且与从废热回收发生器GR中排出且流经通道17A的溶液汇合。组合后的溶液经流经通道17和低温热交换器XL的加热侧，并且通过通道15引入吸收器A中。
另一方面，产生于高温发生器GH中的制冷剂蒸气将流经通道20并被引入低温发生器GL中，并且在低温发生器GL的加热侧在导热管组中被冷凝，再被引入冷凝器C中。产生于废热回收发生器GR中的制冷剂蒸气将流经通道21，并且与产生于低温发生器GL中的制冷剂蒸气汇合，然后，组合制冷剂蒸气将流经蒸气通道1并且进入冷凝器C中。在冷凝器C中，制冷剂蒸气与流经冷却水循环通道4的冷却水发生热交换，从而被冷凝，而冷凝制冷剂通过管道18引入蒸发器E中。流经冷水循环通道6的冷水被蒸发器E中蒸发的制冷剂吸取潜热，从而可以产生冷水。
其次，描述热水生成操作。在热水生成操作时，冷却水的循环停止，蒸气阀V15和V16打开。这样，产生于高温发生器GH、低温发生器GL和废热回收发生器GR中的制冷剂蒸气被引入蒸发器E中，以产生热水。在蒸发器E中冷凝出的制冷剂液体将通过制冷剂通道25引入吸收器A中。
此外，在根据本发明的吸收式冷热水机中，设有热水供应热交换器H1和H2，它们将产生于高温发生器GH和废热回收发生器GR中的制冷剂蒸气用作热源，从而可以实现热水供应操作。热水供应热交换器H1通过制冷剂通道连接着高温发生器GH，热水供应热交换器H2通过制冷剂通道连接着废热回收发生器GR。
接下来描述冷水和热水的供应操作。如果废热回收发生器GR中的露点高于将要供应的热水的温度，则制冷剂蒸气在热水供应热交换器H2中冷凝，以加热将要供应的水。冷凝了的制冷剂液体返回冷凝器C中，从而除了具有热水供应功能之外，还能提供出制冷作用。如果废热回收发生器GR中的露点低于将要供应的热水的温度，则制冷剂蒸气不会在热水供应热交换器H2中冷凝，因而不会出现热传导。
由于高温发生器GH中的露点足够高，从而使得在未采用任何措施的情况下将要供应的热水就会在热水供应热交换器H1中升温，这就需要控制被冷凝的制冷剂量。因此，可将一个控制阀设在一条用于将高温发生器GH与热水供应热交换器H1彼此连接的制冷剂路径中，从而可以控制引入热水供应热交换器H1中的制冷剂蒸气的量，并且可以使冷凝了的制冷剂液体返回到冷凝器C中。
此外，在热水生成操作和热水供应操作时，由于热水具有相对高温，因此可以确保废热回收发生器GR中的露点处在高温，而且热水的加热可以在热水供应热交换器H2中容易地实施。
接下来描述独立供应热水时的操作。在根据本发明的吸收式冷热水机中，除了能够进行上述联动供应热水的操作以外，还能够进行独立供应热水的操作。在根据本发明的吸收式冷热水机中，由于吸收溶液的管线串联连接着与废热进行热交换的高温发生器GH和废热回收发生器GR，因此可以利用少量的开关阀将由吸收器A、蒸发器E、低温发生器GL和冷凝器C组成的吸收式制冷系统与由高温发生器GH和废热回收发生器GR组成的废气发生器系统之间隔离。具体地讲，在图11中，开关阀V11和V14关闭，以将吸收式制冷系统和废气发生器系统彼此隔离，从而使得吸收溶液停止循环。
在高温发生器GH和废热回收发生器GR中，溶液被废气加热并浓缩，而产生于高温发生器GH和废热回收发生器GR中的制冷剂蒸气被引入热水供应热交换器H1和H2中，以加热将要供应的水。冷凝出的制冷剂液体分别返回到高温发生器GH和废热回收发生器GR中。利用设在从高温发生器GH和废热回收发生器GR中引出的相应制冷剂路径中的相应控制阀，可以调节引入热水供应热交换器H1和H2中的制冷剂蒸气量，从而控制热水的温度。或者，可以在高温发生器GH的上游侧设置一个通道开关节门，并且调节引入高温发生器GH和废热回收发生器GR中的废气量，凭此控制热水的温度。
此外，根据本发明，可以构造出一种双壳式结构，其中包括一个将高温发生器和废热回收发生器组合成为单一单元的废气热量回收外壳(高温外壳)和一个包括吸收器、蒸发器、低温发生器和冷凝器在内的低温外壳，从而使得整个设备可以紧凑化。
如果制冷功率不足，则可以向一个设在高温发生器中的燃烧器供应燃料，以实施补充燃烧。
根据本发明，高温发生器和废热回收发生器串联连接在废气路径中，同时，高温发生器和废热回收发生器串联连接在吸收溶液路径中，从而构成了一个废气系统发生器。通过这种结构，可以防止废气导管以复杂的方式延伸，因而被废气驱动的吸收式冷热水机的总体结构可以紧凑化。
图13和14中示出了吸收式冷热水机的结构布置。如图13和14所示，高温发生器GH和废热回收发生器GR布置在废气5的流动方向上的一条直线上。该直线的方向，即废气5的流动方向，平行于包含有吸收器A、蒸发器E、冷凝器C和低温发生器GL的外壳的纵向，因此可以以紧凑的方式布置废气路径。
尽管这里详细显示和描述了本发明的一些特定实施例，但应当理解，在不脱离权利要求书中的范围的前提下，可以作出各种改变和修改。
权利要求
1.一种吸收式冷热水机，包括一个吸收器；一个低温发生器；一个废热回收发生器；一个高温发生器；一个冷凝器；一个蒸发器；一个溶液路径和一个制冷剂路径，它们用于将上述吸收器、上述低温发生器、上述废热回收发生器、上述高温发生器、上述冷凝器和上述蒸发器连接起来；以及一个废气路径，其用于将用作热源的高温废气引入上述高温发生器中，再引入上述废热回收发生器中；其中，上述溶液路径包含一个路径，其用于使从上述吸收器中流出的稀释溶液分流并且分别流入上述高温发生器和上述废热回收发生器中，以及另一个路径，其用于使在上述高温发生器中被上述高温废气加热并浓缩到中等浓度的上述稀释溶液从上述高温发生器流入上述低温发生器中；引入上述低温发生器中的具有上述中等浓度的上述溶液被产生于上述高温发生器中并且用作热源的制冷剂蒸气加热并浓缩，而引入上述废热回收发生器中的上述稀释溶液被流过上述高温发生器后的上述废气加热并浓缩。
2.根据权利要求1所述的吸收式冷热水机，其特征在于，上述低温发生器包括一个液膜式发生器，其中溶液被喷射到一个导热管组上，而且产生于上述废热回收发生器中的制冷剂蒸气被引到上述低温发生器的上述导热管组中。
3.根据权利要求1所述的吸收式冷热水机，还包括一个燃烧装置，其设在上述废气路径中，用于燃烧从外侧供应的燃料。
4.一种吸收式冷热水机，包括一个吸收器；一个低温发生器；一个废热回收发生器；一个高温发生器；一个冷凝器；一个蒸发器；一个溶液路径和一个制冷剂路径，它们用于将上述吸收器、上述低温发生器、上述废热回收发生器、上述高温发生器、上述冷凝器和上述蒸发器连接起来；以及一个废气路径，其用于将用作热源的高温废气引入上述高温发生器中，再引入上述废热回收发生器中；其中，上述溶液路径包含一个路径，其用于使从上述吸收器中流出的吸收溶液分流，并且分别通过一个低温热交换器流入上述低温发生器和上述废热回收发生器中和通过一个高温热交换器流入上述高温发生器中；引入上述高温发生器中的上述吸收溶液被上述高温废气加热并浓缩，引入上述废热回收发生器中的上述吸收溶液被流过上述高温发生器后的上述废气加热并浓缩，而引入上述低温发生器中的上述吸收溶液被产生于上述高温发生器中的制冷剂蒸气加热并浓缩。
5.根据权利要求4所述的吸收式冷热水机，其特征在于，上述低温发生器包括一个液膜式发生器，其中溶液被喷射到一个导热管组上，而且产生于上述废热回收发生器中的制冷剂蒸气被引到上述低温发生器的上述导热管组中。
6.根据权利要求4所述的吸收式冷热水机，还包括一个燃烧装置，其设在上述废气路径中，用于燃烧从外侧供应的燃料。
7.一种吸收式冷热水机，包括一个吸收器；一个低温发生器；一个废热回收发生器；一个高温发生器；一个冷凝器；一个蒸发器；一个溶液路径和一个制冷剂路径，它们用于将上述吸收器、上述低温发生器、上述废热回收发生器、上述高温发生器、上述冷凝器和上述蒸发器连接起来；以及一个废气路径，其用于将用作热源的高温废气引入上述高温发生器中，再引入上述废热回收发生器中；其中，上述溶液路径包含一个路径，其用于使从上述吸收器中流出的吸收溶液分流并且分别流入上述低温发生器和上述废热回收发生器中；引入上述高温发生器中的上述吸收溶液被上述高温废气加热并浓缩，被加热和浓缩了的吸收溶液被引入上述废热回收发生器中，并且被流过上述高温发生器后的上述废气加热并浓缩，而引入上述低温发生器中的上述吸收溶液被产生于上述高温发生器中的制冷剂蒸气加热并浓缩。
8.根据权利要求7所述的吸收式冷热水机，其特征在于，上述低温发生器包括一个液膜式发生器，其中溶液被喷射到一个导热管组上，而且产生于上述废热回收发生器中的制冷剂蒸气被引到上述低温发生器的上述导热管组中。
9.根据权利要求7所述的吸收式冷热水机，还包括一个燃烧装置，其设在用于被上述高温废气流经的上述废气路径中，而且上述燃烧装置适用于燃烧从外侧供应的燃料。
10.根据权利要求7所述的吸收式冷热水机，还包括一个热量回收装置，其设在上述高温发生器与上述废热回收发生器之间，用以从用于被上述高温废气流经的上述废气路径中的上述废气回收热量；以及另一个热量回收装置，其设在上述废热回收发生器下游，用以从用于被上述高温废气流经的上述废气路径中的上述废气回收热量。
11.一种吸收式冷热水机，包括一个吸收器；一个低温发生器；一个废热回收发生器；一个高温发生器；一个冷凝器；一个蒸发器；一个溶液路径和一个制冷剂路径，它们用于将上述吸收器、上述低温发生器、上述废热回收发生器、上述高温发生器、上述冷凝器和上述蒸发器连接起来；以及一个废气路径，其用于将用作热源的高温废气引入上述高温发生器中，再引入上述废热回收发生器中；其中，上述溶液路径包含一个路径，其用于使从上述吸收器中流出的吸收溶液被分为三部分，并且分别引入上述高温发生器、上述废热回收发生器和上述低温发生器中；引入上述高温发生器、上述废热回收发生器和上述低温发生器中的上述吸收溶液的总流量是这样分配的，即上述吸收溶液的上述总流量的45至70％分配到上述低温发生器中，剩余的吸收溶液以一定比例分配到上述高温发生器和上述废热回收发生器中，上述比例是基于所供应的上述废气的温度而确定的。
12.根据权利要求11所述的吸收式冷热水机，其特征在于，上述剩余吸收溶液是如此分配的，即假定供应给吸收式冷热水机的废气温度为Tgas，则引入上述高温发生器中的上述吸收溶液在上述剩余吸收溶液中所占的比率为{Tgas-(150～185)}/{Tgas-(90～120)}该比率应在10至90％的范围内。
13.根据权利要求11所述的吸收式冷热水机，其特征在于，流经上述废热回收发生器的上述废气与将被上述废气加热和浓缩的上述吸收溶液以逆流的方式流动。
14.根据权利要求11所述的吸收式冷热水机，其特征在于，流经上述高温发生器的上述废气与将被上述废气加热和浓缩的上述吸收溶液以逆流的方式流动。
15.根据权利要求11所述的吸收式冷热水机，还包括一个用于实施补充燃烧的高温发生器。
16.一种吸收式冷热水机，包括一个吸收器；一个低温发生器；一个废热回收发生器；一个高温发生器；一个冷凝器；一个蒸发器；一个溶液路径和一个制冷剂路径，它们用于将上述吸收器、上述低温发生器、上述废热回收发生器、上述高温发生器、上述冷凝器和上述蒸发器连接起来；以及一个废气路径，其用于将用作热源的高温废气引入上述高温发生器中，再引入上述废热回收发生器中；其中，上述高温发生器和上述废热回收发生器沿着上述废气的流动方向上的一条大致直线连接，上述废气的上述流动方向平行于一个包含有上述吸收器、上述蒸发器、上述冷凝器和上述低温发生器的外壳的纵向。
17.根据权利要求16所述的吸收式冷热水机，其特征在于，上述低温发生器包括一个液膜式发生器，其中溶液被喷射到一个导热管组上，而且产生于上述废热回收发生器中的制冷剂蒸气被引到上述低温发生器的上述导热管组中。
18.根据权利要求16所述的吸收式冷热水机，还包括一个燃烧装置，其设在上述废气路径中，用于燃烧从外侧供应的燃料。
19.根据权利要求16所述的吸收式冷热水机，其特征在于，在上述低温发生器中被从上述高温发生器供应的制冷剂蒸气加热和浓缩后的上述吸收溶液被引入上述废热回收发生器中。
20.根据权利要求16所述的吸收式冷热水机，其特征在于，上述溶液路径包含一个路径，其用于使从上述吸收器中流出的稀释溶液分流并且分别流入上述高温发生器和上述废热回收发生器中，以及另一个路径，其用于使在上述高温发生器中被加热并浓缩后的上述溶液从上述高温发生器流入上述低温发生器中。
21.根据权利要求16所述的吸收式冷热水机，其特征在于，上述溶液路径包含一个路径，其用于使从上述吸收器中流出的稀释溶液分流，并且分别通过一个低温热交换器流入上述低温发生器和上述废热回收发生器中和通过一个高温热交换器流入上述高温发生器中。
22.根据权利要求16所述的吸收式冷热水机，其特征在于，上述溶液路径包含一个路径，其用于使从上述吸收器中流出的稀释溶液分流并且分别流入上述高温发生器和上述低温发生器中，以及另一个路径，其用于使在上述高温发生器中被加热并浓缩后的上述溶液从上述高温发生器流入上述废热回收发生器中。
全文摘要
一种吸收式冷热水机包括吸收器；低温发生器；废热回收发生器；高温发生器；冷凝器；蒸发器；将吸收器、低温发生器、废热回收发生器、高温发生器、冷凝器和蒸发器连接起来的溶液路径和制冷剂路径；将高温废气引入高温发生器中再引入废热回收发生器中的废气路径。溶液路径包括使从吸收器中流出的稀释溶液分流并且分别流入高温发生器和废热回收发生器中的路径以及使在高温发生器中被高温废气加热并浓缩到中等浓度的稀释溶液从高温发生器流入低温发生器中的路径。引入低温发生器中的具有中等浓度的溶液被产生于高温发生器中并且用作热源的制冷剂蒸气加热并浓缩，引入废热回收发生器中的稀释溶液被流过高温发生器后的废气加热并浓缩。
文档编号F25B27/02GK1945167SQ20061014934
公开日2007年4月11日 申请日期2002年7月9日 优先权日2001年7月9日
发明者井上修行, 远藤哲也 申请人:株式会社荏原制作所