低温发生器和包括该低温发生器的吸收式冷热水机的制作方法

文档序号:4761655阅读:245来源:国知局
专利名称:低温发生器和包括该低温发生器的吸收式冷热水机的制作方法
技术领域
本发明的实施例涉及一种低温发生器和包括该低温发生器的吸收式冷热水机(chiller-heater),尤其涉及一种能够提升总系统效率并同时简化设于其中的管道的低温发生器和包括该低温发生器的吸收式冷热水机。
背景技术
吸收式冷热水机为这样一种设备,其可通过将吸收溶液(例如LiBr水溶液)和例如LPG或LNG的气体或燃料用作热源,在由制冷剂(B卩,水)的吸收、生成、冷凝以及蒸发所组成的循环中,经由与在负载侧(例如,室内单元)循环的冷水的热交换进行冷却和加热。图1为示意性示出常规吸收式冷热水机I的方框图。根据如图1所示的现有技术的常规吸收式冷热水机I为双效吸收式冷热水机,其包括两个发生器(即,高温发生器20和低温发生器30)和两个热交换器(即,低温溶液热交换器60和高温溶液热交换器70)。如图1所示,常规吸收式冷热水机I包括吸收器10、高温发生器20、低温发生器30、冷凝器40以及蒸发器50。常规吸收式冷热水机I还可包括低温溶液热交换器60和高温溶液热交换器70。在常规吸收式冷热水机I的冷却操作模式中,从吸收器提供的稀溶液(即,具有大量水的吸收溶液)可在经由稀溶液管道13穿过低温溶液热交换器60和高温溶液热交换器70之后被导入高温发生器20。被导入高温发生器20的稀溶液通过燃烧器21被加热和煮沸(boil)以从吸收剂溶液中分离制冷剂蒸汽(即水蒸气),并且稀溶液变为中值浓度吸收剂溶液,即,中值溶液 。在高温发生器20中获得的中值溶液经由中值溶液管道22穿过高温溶液热交换器70,以对被导入高温发生器20的稀溶液进行预热。之后,中值溶液被导入低温发生器30。在高温发生器20中被蒸发的制冷剂蒸汽在沿制冷剂蒸汽管道23流入被布置在低温发生器30中的热交换管组31中的同时,对低温发生器30内的中值溶液进行加热。对中值溶液进行加热的制冷剂蒸汽在通过蒸发中值溶液以将制冷剂分离之后,经由出口管道33提供到冷凝器40中。通过制冷剂的蒸发和分离由中值溶液制成的浓缩溶液在沿浓缩溶液管道32穿过低温溶液热交换器60的同时,对从吸收器10排放的稀溶液进行预热。在预热之后,浓缩溶液被导入吸收器10中,并被分散在吸收器10中,以吸收从蒸发器50导入的水蒸气并变为稀溶液。在此过程中生成的吸收热被用于吸收器的冷却水传热管道11的冷却(chill)。吸收器中收集的稀溶液在经由上述稀溶液管道13按序穿过低温(或中温)溶液热交换器30、高温溶液热交换器70之后,被导入高温发生器20中。同时,在室外单元(例如冷却塔)中循环的冷却水沿冷却水管线81被导入吸收器10中,并当在用于吸收器10内的吸收器的冷却水传热管组11中流动的同时冷却上述浓缩溶液(即,冷却吸收剂热)。之后,当冷却水在用于冷凝器40内的冷凝器的冷却水传热管组41内流动的同时,冷凝被导入冷凝器中的制冷剂蒸汽。此外,从低温发生器30中的吸收剂溶液被蒸发并分离的水蒸气穿过设置在低温发生器30与冷凝器40之间的消除器,以被导入冷凝器中。经由热交换管组的出口管道33被导入冷凝器中的水蒸气和制冷剂蒸汽(即水和水蒸气)与在用于上述冷凝器的冷却水热交换管组41中流动的冷却水进行热交换,以被冷凝并经由制冷剂流体压力流动管42被导入蒸发器50中。之后,当被导入蒸发器中的冷凝的制冷剂在蒸发器50中蒸发的同时,冷却在蒸发器50内的冷水热交换管组51中流动的冷水。蒸发器中收集的制冷剂经由制冷剂循环管道52再次向蒸发器的顶部区域分散,以引起持续蒸发。通过使蒸发器50中的制冷剂蒸发所生成的水蒸气在穿过布置在蒸发器50与吸收器10之间的消除器之后,被持续吸收到分散在吸收器10中的浓缩溶液中。在此持续吸收中生成的吸收剂热被用于吸收器的冷水传热管组11的冷却。在如图1所示的上述吸收式冷热水机中,生成/冷凝和蒸发/吸收的过程由布置在右侧和左侧的热交换器执行。因此,可以进行持续操作。然而,在根据现有技术的常规吸收式冷热水机中,用于操作吸收式冷热水机的能源仅为供应到吸收式冷热水机的热。因此,存在高温发生器的燃料消耗太大的问题。因而,增加了对能够提高系统效率并降低高温发生器所消耗的燃料量的吸收式冷热水机的需求。

发明内容
技术问题 因此,实施例可指向一种能够解决现有技术的问题的低温发生器以及吸收式冷热水机。为了解决这些问题,实施例的目的可为提供一种能够降低高温发生器所消耗的燃料量的低温发生器,以及一种吸收式冷热水机。实施例的另一目的可为提供一种能够提高总系统效率的低温发生器,以及一种吸收式冷热水机。实施例的又一目的可为提供一种能够简化设置在吸收式冷热水机中的管线并同时提升总系统效率的低温发生器,以及一种吸收式冷热水机。技术方案为了实现这些目的与其它优点并根据本发明的目的,如在此具体实施并宽泛描述的,一种用于吸收式冷热水机的低温发生器,从在高温发生器中分离出的中值溶液中分离出浓缩溶液和制冷剂蒸汽,所述低温发生器包括:中值溶液分散部,与被连接到所述高温发生器的中值溶液管线连通,以将所述中值溶液分散到所述低温发生器中;以及至少一个辅助热源发生器,布置在所述中值溶液分散部的底部下方,以使用从至少一个辅助热源供应的热能加热所述中值溶液,从而从所述中值溶液中初步分离出浓缩溶液和制冷剂蒸汽。在本发明的另一方案中,提供一种包括上述低温发生器的吸收式冷热水机,所述吸收式冷热水机还包括:所述高温发生器,通过加热经由稀溶液管线从吸收器供应的稀溶液,从所述稀溶液中分离出所述制冷剂蒸汽和所述中值溶液;以及冷凝器,布置在所述低温发生器的预定部分中,以将在所述低温发生器中被分离的制冷剂蒸汽冷凝成制冷剂流体。在本发明的又一方案中,提供一种吸收式冷热水机包括:高温发生器,通过加热从吸收器供应的稀溶液,将制冷剂蒸汽和中值溶液从所述稀溶液分离;低温发生器,使用在所述高温发生器中分离之后经由制冷剂蒸汽管线供应的制冷剂蒸汽的热能,将所述制冷剂蒸汽和浓缩溶液从经由布置在所述制冷剂蒸汽管线另一边的中值溶液管线供应的中值溶液分离;以及冷凝器,布置在所述低温发生器的预定部分中,以将在所述低温发生器中被分离的制冷剂蒸汽冷凝成制冷剂流体,其中所述低温发生器可包括:中值溶液分散部,将所述中值溶液分散到所述低温发生器中,并与所述中值溶液管线连通;辅助热源发生器,布置在所述中值溶液分散部的下方,以使用从辅助热源供应的热能加热所述中值溶液;以及制冷剂传热管组,设于被布置在所述辅助热源发生器下方的低温发生器水箱中,并与所述制冷剂蒸汽管线连接。从所述辅助热源供应的热能可为新的可再生能源。所述辅助热源可为太阳能、光电能、地热能、生物质能、废热能或废能。所述辅助热源发生器可包括:辅助水箱,存储从所述低温发生器的中值溶液分散部供应的中值溶液;以及辅助传热管组,位于所述辅助水箱中,以加热所述中值溶液。所述第一辅助水箱可包括:底面;侧面,从所述底面向上延伸;以及至少一个流动凹槽,设置在所述侧面的预定部分中,以使当所述中值溶液的水位达到所述侧面的预定高度时所述中值溶液能够向下流动。吸收式冷热水机还可包括:第一中间管线,将所述第一传热介质入口管道与所述制冷剂蒸汽管线彼此连接,以供所述制冷剂蒸汽流动;以及第二中间管线,将使所述制冷剂传热管组的出口与所述冷凝器连接的出口管线与所述第一传热介质出口管道彼此连接。可在所述第一传热介质入 口管道与所述第一中间管线之间的连接部中设置第一三通阀,并在所述第一传热介质出口管道与所述第二中间管线之间的连接部中设置第二三通阀。优选地,吸收式冷热水机还可包括:第一三通阀和第二三通阀,分别与第一中间管线和第二中间管线相应地设置;以及控制器。当从第一辅助热源供应的热能不足以将制冷剂蒸汽从中值溶液分离时,控制器关闭第一传热介质入口管道和第一传热介质出口管道并打开第一中间管线和第二中间管线。此外,辅助热源与辅助热源发生器之间的传热介质可为中温水、高温水、水蒸气或从高温发生器排出的排出气体。辅助热源发生器包括:第一辅助热源发生器,布置在低温发生器的中值溶液分散部的下方,并与第一辅助热源连接;以及第二辅助热源发生器,布置在第一辅助热源发生器的下方,并与第二辅助热源连接。此外,第一辅助热源发生器包括:第一辅助水箱,存储从所述低温发生器的中值溶液分散部供应的中值溶液;以及第一辅助传热管组,设于所述第一辅助水箱中,并经由第一传热介质入口管道561和第一传热介质出口管道与第一辅助热源连接。第一辅助水箱和第二辅助水箱的每一个包括:底面;侧面,从所述底面向上延伸;以及至少一个流动凹槽,设置在所述侧面的预定部分中,以使当所述中值溶液的水位达到所述侧面的预定高度时所述中值溶液能够向下流动。换言之,第一辅助水箱、第二辅助水箱以及低温发生器水箱以阶梯形布置。吸收式冷热水机还可包括:第一和第三中间管线,分别将第一传热介质入口管道和第二传热介质入口管道连接到制冷剂管线;以及第二中间管线和第四中间管线,将第一制冷剂传热管组的第一出口管线和第二制冷剂传热管组的第二出口管线分别连接到第一传热介质出口管道和第二传热介质出口管道。第一到第四中间管线分别包括第一到第四三通阀。当从第一辅助热源和第二辅助热源的至少之一供应的热能不足以将制冷剂蒸汽从中值溶液分离时,控制器可关闭第一传热介质入口管道和第一传热介质出口管道的至少之一并且其可打开至少一个辅助热源的传热介质入口管道和被设置在至少一个辅助热源的传热介质中的中间管线。第一辅助热源与第一辅助热源发生器之间的传热介质可为中温水或高温水。第二辅助热源与第二辅助热源发生器之间的传热介质可为水蒸气或从高温发生器排出的排出气体。在本发明的另一个方案中,一种低温发生器,用于吸收式冷热水机,将浓缩溶液和制冷剂蒸汽从在高温发生器中生成的中值溶液分离,并将所述制冷剂蒸汽经由消除器传递到冷凝器,所述低温发生器包括:中值溶液分散部,将所述中值溶液分散到所述低温发生器,与被连接到所述高温发生器的中值溶液管道连通;至少一个辅助热源发生器,被布置在所述中值溶液分散部的底部下方,以使用从至少一个辅助热源部供应的热能加热所述中值溶液;低温发生器水箱,被布置在所述辅助热源发生器下方,以存储具有未在所述辅助热源发生器中被分离的制冷剂蒸汽的中值溶液;以及制冷剂传热管组,被布置在所述低温发生器水箱中,与所述制冷剂蒸汽管道连接。所述至少一个辅助热源发生器的每一个可包括辅助水箱,存储从所述中值溶液分散部供应的所述中值溶液;以及辅助传热管组,位于所述辅助水箱中以加热所述中值溶液;以及所述辅助传热管组可经由每个传热介质入口管和每个传热介质出口管连接到所述辅助热源。所述至少一个辅助热源发生器的所述辅助水箱以及所述低温发生器水箱以阶梯形布置,以沿从所述中值溶液 分散部朝向所述低温发生器水箱的方向将所述辅助发生器水箱和所述低温水箱的下部区域扩宽。所述辅助水箱可包括底表面;侧表面,从所述底表面向上延伸;以及至少一个流动凹槽,被设置在所述侧表面的预定部中,以使当所述中值溶液的水位达到所述侧表面的预定高度时所述中值溶液能够向下流动。所述辅助热源部可为太阳能模块、光电能模块、地热能模块或废热能锅炉。技术效果实施例具有如下技术效果。根据本发明的实施例,可降低高温发生器所消耗的燃料量。因此,可提供对环境友好的吸收式冷热水机。此外,可降低在高温发生器中所消耗的燃料量并且可同时保持吸收式冷热水机的性能。因此,可提高吸收式冷热水机的总系统效率。此外,本发明的实施例可提高总系统效率并同时简化被设置在吸收式冷热水机中的管,而没有增加尺寸。应当理解,对本发明的以上的一般描述与以下的详细描述均为示例性与说明性的,旨在进一步说明所要求权利的本发明。


可参见所附附图来详细描述布置和实施例,在附图中类似的附图标记指代类似的兀件,在附图中:图1为示意性示出根据现有技术的常规吸收式冷热水机I的方框图;图2为示出根据本发明实施例的吸收式冷热水机的示意图;图3A到图3C为示出根据本发明第一到第三实施例具有与辅助热源连接的辅助热源发生器的低温发生器的示意图;图4为示出根据本发明实施例的低温发生器的示意图;图5为示出根据本发明另一实施例的低温发生器的示意图;以及图6为示出根据本发明实施例的包括流动凹槽的低温发生器的示意图。
具体实施例方式说明书中多个地方出现的这些语句并不需要全部涉及相同的实施例。更进一步,当关联任意实施例描述一个特定的特征、结构或者特性时,可认为其落入到本领域技术人员能关联其他实施例来使该特征、结构或特性发生作用的范围内。虽然已经参见多个实施例中的数个说明实施例来描述多个实施例,但是应理解的是在发明的精神或范围中,本领域普通技术人员可设计出落入本发明披露内容的原理的精神和范围内的多种其它改进和实施例。此外,现在可对特定实施例做出详细参考,特定实施例的实例可示出在附图中。如果可以,则相同附图标记可在附图中通篇使用以指代相同或类似部分。每个元件部分的尺寸和外观可被夸大和缩小以便于说明本发明。图2为示出根据本发明实施例的吸收式冷热水机的示意图。如图2所示,根据本发明实施例的吸收式冷热水机1000包括:室内单元100,通过将调节室(conditioning room)的内部空气与冷水进行热交换来冷却调节室;室外单元200,通过将冷水与外部空气进行热交换来控制冷水的温度;吸收器300,通过将大量制冷剂(或制冷剂蒸汽)吸收到溴化锂(LiBr)溶液来生成稀溶液,该LiBr溶液为制冷剂(即,水(在下文中为称为制冷剂)或水蒸气(在下文中称为制冷剂蒸汽))的吸收剂;高温发生器400,通过使用外部热源410 (例如燃烧器)加热由吸收器300生成的稀溶液,将稀溶液分成中值溶液(median solution)和制冷剂蒸汽;低温发生器500,使用被高温发生器400分离的高温制冷剂蒸汽的热能,将被高温发生器400分离的中值溶液分成浓缩溶液和制冷剂蒸汽;冷凝器600,通过将被低温发生器500分离的制冷剂蒸汽与连接到室外单元200的冷水进行热交换,将制冷剂蒸汽冷凝成制冷剂;蒸发器700,通过将室内单元100的冷水与从高温发生器400供应之后在低温发生器500中加热的制冷剂蒸汽所冷凝的制冷剂进行热交换,将制冷剂蒸发成制冷剂蒸汽;以及控制器,控制上述机构和连接到这些机构的管道和阀门。在这种情况下,在蒸发器700中蒸发的制冷剂蒸汽经由用于蒸发器的消除器(eliminator)703被供应到吸收器300,以在低温发生器500中被分离。被分离的制冷剂蒸汽被吸收到供应至吸收器300的浓缩溶液并且据此生成稀溶液。在这种情 况下,稀溶液、中值溶液以及浓缩溶液可基于作为制冷剂吸收剂的LiBr溶液中包含的LiBr的浓度来分类。随着LiBr的浓度的变高,吸收力可变强。制冷剂的吸收力在浓缩溶液、中值溶液以及稀溶液中依次变低。高温发生器400和低温发生器500将制冷剂蒸汽从具有降低的吸收力的稀溶液和中值溶液分离,以恢复(或生成)LiBr溶液的制冷剂吸收力。根据本发明实施例的吸收式冷热水机1000还可包括:低温溶液热交换器800,将在低温发生器500中分离的浓缩溶液与在吸收器300中生成的稀溶液进行热交换;以及高温溶液热交换器900,将在吸收器300中生成的稀溶液与在高温发生器400中分离的中值溶液进行热交换。此外,吸收式冷热水机1000还可包括辅助热源发生器550,该辅助热源发生器550被设置在低温发生器500中。辅助热源发生器550可经由传热介质和/或传热介质管线连接到辅助热源部560。通过辅助热源部560供应的热能为新的可再生能源,将参见附图详细描述该热能。接着,参见图2,将详细描述根据本发明实施例的吸收式冷热水机1000的每个组成部分。如图2所示,室内单元100包括:风扇101,用于将调节室的内部空气经由进气口强制性地循环到室内单元100中;驱动马达103,驱动风扇101 ;室内单元冷水传热管组105(即,用于室内单元100的热交换器(在下文中称为室内单元热交换器)),被布置在风扇101的前方,以与调节室的内部空气进行热交换;以及出气口 109,被布置在室内单元冷水传热管组105的前方,以排出被冷却或被加热的空气。室内单元冷水传热管组105为供作为制冷剂的冷水流动的管线,并经由冷水管线106连接到被布置在蒸发器700中的蒸发器冷水传热管组107。换言之,室内单元冷水传热管组105、冷水管线106以及蒸发器冷水传热管组107可形成闭合循环回路。尽管附图中并未示出,然而室外单元200为这样一种机构,其通过使吸收器300和冷凝器600中循环的冷却水与外部空气之间进行热交换来控制外部空气的温度。室外单元200例如可为冷却塔。具体地,室外单元200可包括:箱体(cabinet),具有形成在其顶部的出气口 109和形成在其侧部的入气口 ;通风扇101,安装在出气口 109中,以在将外部空气强制地吸入箱体之后向出气口 109强制地排出外部空气;冷却水入口管,设置在箱体顶部,以将在冷凝器600中热交换的冷却水经由喷射单元向箱体下部喷射;冷却水收集部,收集通过与外部空气进行热交换被冷却的冷却水;以及冷却水出口管,与冷却水收集部连通以将冷却水供应到冷凝器600。冷却水入口管和冷却水出口管可组成冷却水管线211。被连接到室外单元200的冷却水管线211与安装在吸收器300中的吸收器冷却水传热管组213连接,以吸收在制冷剂蒸汽通过冷却水被吸收到浓缩溶液时所产生的吸收热。此外,冷却水管线211与安装在冷凝器600中的冷凝器冷却水传热管组215连接。因此,冷却水与在低温发生器500中被分离的制冷剂蒸汽进行热交换,以将制冷剂蒸汽冷凝成制冷剂。如图2所示,吸收器300和蒸发器700可被并排布置在单个壳体(shell)上。在吸收器300与蒸发器700之间可设置有横向隔断壁701,以防止吸收器300的稀溶液流向蒸发器700,并防止蒸发器700的 制冷剂流向被布置在横向隔断壁701另一边(beyond)的吸收器300和蒸发器消除器703。蒸发器消除器703使得在蒸发器700中生成的制冷剂蒸汽能够向吸收器300移动并且防止吸收器300中包含的制冷剂蒸汽和浓缩溶液向蒸发器700移动。蒸发器通过将冷凝器600的制冷剂与室内单元100的冷水进行热交换,将制冷剂蒸发成制冷剂蒸汽,并且其将制冷剂蒸汽经由蒸发器消除器703供应到吸收器300。蒸发器700经由制冷剂流体管线607(其中流动有制冷剂流体)连接到冷凝器600。换言之,冷凝器600的制冷剂经由制冷剂流体管线607被供应到蒸发器700。蒸发器700包括:制冷剂供应部,其与被连接到冷凝器600的制冷剂流体管线607连接;蒸发器水箱705,用于存储制冷剂;制冷剂循环管道707,用于将蒸发器水箱705的底部与蒸发器700的顶部连接;制冷剂分散部709,被安装在蒸发器700的顶部,并连接到制冷剂循环管道707的一端;以及蒸发器冷水传热管组107,连接到室内单元100的冷水管线106。制冷剂泵708被设置在制冷剂循环管道707中,并且制冷剂泵708将存储在蒸发器水箱705中的制冷剂强制地循环到安装在蒸发器700顶部的制冷剂分散部709。蒸发器冷水传热管组107被布置制冷剂分散部709与蒸发器水箱705之间。吸收器300被布置在蒸发器700的内侧面(inner lateral surface)。如上文所述,横向隔断壁701和蒸发器消除器703被设置在蒸发器700与吸收器300之间。吸收器300通过将从蒸发器700生成的制冷剂蒸汽吸收到在低温发生器500中被分离的浓缩溶液,来生成稀溶液。吸收器300包括:浓缩溶液分散部509,以将从被连接到低温发生器500的浓缩溶液管线503供应到该浓缩溶液分散部509的浓缩溶液分散到吸收器300中;吸收器水箱310,存储通过将制冷剂蒸汽吸收到浓`缩溶液所生成的稀溶液;以及吸收器冷却水传热管组213,与室外单元200的冷却水管线211连接,以使用冷却水去除制冷剂吸收剂的吸收热。在这种情况下,吸收器冷却水传热管组213被布置在浓缩溶液分散部与吸收器水箱310之间。稀溶液管线301被设置在吸收器水箱310的底部下方,以将存储在吸收器水箱310中的稀溶液供应到高温发生器400。稀溶液泵303设置在稀溶液管线301中,以将稀溶液从吸收器300强制地循环到高温发生器400。稀溶液管线301经由低温溶液热交换器800和高温溶液热交换器900到达高温发生器400。低温溶液热交换器800具有能够将稀溶液管线301与浓缩溶液管线503进行热交换的预定结构,以将在低温发生器500中分离的浓缩溶液与在吸收器300中生成的稀溶液进行热交换,从而初步提高稀溶液的温度。高温溶液热交换器900具有能够将稀溶液管线301与中值溶液管线406进行热交换的预定结构,以将在高温发生器400中分离的中值溶液与在吸收器300中生成的稀溶液进行热交换,从而进一步提高稀溶液的温度。优选地,稀溶液旁路管302可被进一步设置在稀溶液管线301中,以在低温溶液热交换器800的热交换性能下降时,将稀溶液旁路为不通过低温溶液热交换器800。稀溶液管线301连接到高温发生器400以将稀溶液供应到高温发生器400。高温发生器400将外部热能施加到经由稀溶液管线301所供应的稀溶液,以将中值溶液和制冷剂蒸汽从稀溶液中分离。
高温发生器400包括:外部热源410,将外部热能供应到存储稀溶液的高温发生器水箱403或供稀溶液从中流过的稀溶液流动管;高温发生器制冷剂蒸汽出口 407,连接到制冷剂蒸汽管线408,以将外部热源410施加的外部热能所分离的制冷剂蒸汽排出;以及中值溶液出口 405,连接到中值溶液管线406,以将外部热源410施加的外部热能所分离的中值溶液排出。外部热源410可为将LPG或LNG用作燃料的燃烧器。根据另一个实施例,如图2所示,三通阀305被设置在稀溶液管线301的另一端。该三通阀305的两个排出孔之一连接到被连接至高温发生器400的高温发生器管线307,另一个排出孔连接到被连接至排出气体热交换器450的排出气体热交换管线308。在高温发生器400之前,排出气体热交换器450使用从高温发生器400的外部热源410排出的排出气体的热能,将中值溶液和制冷剂蒸汽从稀溶液中分离。被分离的制冷剂蒸汽经由被设置在排出气体热交换器450中的排出气体热交换器制冷剂蒸汽出口 451被排出。排出气体热交换器制冷剂蒸汽出口 451连接到制冷剂蒸汽管线408。此外,排出气体热交换器450将稀溶液和/或被热能分离的中值溶液供应到高温发生器400。当高温发生器400中的排出气体的热能足以从稀溶液分离出中值溶液和制冷剂蒸汽时,设置在稀溶液管线301·的另一端的三通阀关闭高温发生器管线307并打开排出气体热交换器管线308,以将稀溶液经由排出气体热交换器450供应到高温发生器400。由于设置了三通阀和排出气体热交换器450,从而可节约将被施加到高温发生器400的外部热源410的热能,并且可降低在外部热源410中消耗的燃料量。在高温发生器400中被分离的制冷剂蒸汽或在排出气体热交换器450被分离的制冷剂蒸汽经由制冷剂蒸汽管线408被供应到低温发生器500。制冷剂蒸汽管线408连接到被安装在低温发生器500中的制冷剂传热管组570,以将制冷剂蒸汽供应到制冷剂传热管组 570。在高温发生器400中被分离的中值溶液经由中值溶液管线406被供应到低温发生器500。中值溶液管线406将中值溶液与经由高温溶液发生器在稀溶液管线301流动的稀溶液进行热交换。如图2所示,低温发生器500和冷凝器600被并排布置在单个壳体中。在低温发生器500与冷凝器600之间可设置有横向隔断壁601,以防止在低温发生器500中被分离的制冷剂流体向冷凝器600流动,并防止在冷凝器600中被冷凝的制冷剂流体向低温发生器500流动。冷凝器消除器603使得在低温发生器500中被分离的制冷剂蒸汽能够向冷凝器600移动并且防止冷凝器600中包含的制冷剂蒸汽向低温发生器500移动。此外,出口管线连接到低温发生器500的底部(即,低温发生器水箱501的底部)以及冷凝器600的底部。将热能经由制冷剂蒸汽管线408供应到低温发生器500的制冷剂蒸汽和/或由制冷剂蒸汽冷凝的制冷剂流体可经由出口管线被供应到冷凝器600。因此,从低温发生器500被供应到冷凝器600的制冷剂蒸汽被设置在冷凝器600中的冷却水传热管组冷凝和/或从低温发生器500供应到冷凝器600的制冷剂流体连同存储在冷凝器水箱605中的制冷剂流体被存储在冷凝器水箱605中。低温发生器500使用在高温发生器400中被分离的高温制冷剂蒸汽的热能,从在高温发生器400中被分离的中值溶液分离浓缩溶液和制冷剂蒸汽。
低温发生器500包括:中值溶液分散部409,将中值溶液分散到低温发生器500,并与被连接到高温发生器400的中值溶液管线406连通;辅助热源发生器550,布置在中值溶液分散部409的下方,以使用从辅助热源部560供应的热能来加热中值溶液;以及制冷剂传热管组570,位于被布置在辅助热源发生器550下方的低温发生器水箱501中,并与制冷剂蒸汽管线408连接。根据实施例的低温发生器500经由布置在中值溶液分散部409另一边的辅助热源发生器550从由中值溶液分散部409供应的中值溶液初步分离浓缩溶液和制冷剂蒸汽。低温发生器500经由布置在辅助热源发生器550下方的制冷剂传热管组570,从未能在辅助热源发生器550中被分离的中值溶液中进一步分离浓缩溶液和制冷剂蒸汽。优选地,多个辅助热源发生器550可设置在上方和下方。下面将参见附图来详细描述低温发生器500。冷凝器600布置在低温发生器500的内侧面。如上文所述,横向隔断壁601和冷凝器消除器603设置在低温发生器500和冷凝器600之间。冷凝器600通过将经过冷凝器消除器603之后的低温发生器500的制冷剂蒸汽与室外单元200的冷却水进行热交换,将制冷剂蒸汽冷凝成制冷剂流体,并且其将制冷剂流体存储在冷凝器水箱605中。冷凝器600经由使制冷剂流体流到蒸发器700的制冷剂流体管线607与蒸发器700连接。此外,出口管线连接到冷凝器600的底部,以将经过低温发生器500的制冷剂蒸汽和/或制冷剂流体经由制冷剂传热管组570供应到冷凝器600。出口管线与制冷剂传热管组570连接。冷凝器600包括:冷凝器水箱605,在其中存储制冷剂流体;以及冷凝器冷却水传热管组215,布置在冷凝器·消除器603与冷凝器水箱605之间,并与冷却水管线211连接。下文将描述根据本发明的第一到第三实施例的低温发生器500,其具有连接到辅助热源部560的辅助热源发生器550。图3A到图3C为示出根据本发明第一到第三实施例的、具有与辅助热源连接的辅助热源发生器的低温发生器的示意图。如图3A到图3C所示,低温发生器500为吸收式冷热水机1000的低温发生器500,用于将浓缩溶液和制冷剂蒸汽从在高温发生器400中生成的中值溶液分离,并用于将被分离的制冷剂蒸汽经由消除器传递到冷凝器600。低温发生器500包括:中值溶液分散部409,将中值溶液分散到低温发生器500,并与连接到高温发生器400的中值溶液管线406连通;至少一个辅助热源发生器550,布置在中值溶液分散部409的底部下方,以使用从至少一个辅助热源部供应的热能来加热中值溶液;低温发生器水箱501,布置在辅助热源发生器550的下方,以存储具有未能在辅助热源发生器550中被分离的制冷剂蒸汽的中值溶液;以及制冷剂传热管组570,布置在低温发生器水箱501中,并与制冷剂蒸汽管线408连接。在这种情况下,低温发生器500由吸收式冷热水机1000的控制器控制。优选地,辅助热源部560所供应的热能可为新的可再生能源。例如,由辅助热源部560所供应的热能可为太阳能、光电能(photo-voltaic energy)、地热能、生物质能、废热能或废能。如图3A到图3C所示,辅助热源部560为太阳能模块569、光电能模块569、地热能模块567或废热能锅炉565。当提供了多个辅助热源部560时,辅助热源部可为太阳能模块、光电能模块、地热交换器或废热能锅炉,并且多个辅助热源部560可为相同的辅助热源部或不同辅助热源部。尽管在附图中并未示出,然而辅助热源部可为高温发生器400的排出气体排出部。换言之,辅助热源部所供应的热能可为从高温发生器400排出的排出气体的废热能。辅助热源部550包括至少一个或多个辅助热源发生器。每个辅助热源发生器均包括:辅助水箱,存储从低温发生器500的中值溶液分散部409所供应的中值溶液;以及辅助传热管组,位于辅助水箱中以加热中值溶液。在这种情况下,辅助传热管组可经由每个传热介质入口管和每个传热介质出口管被连接到辅助热源。被配置为将辅助热源的热能传递到辅助热源发生器的传热介质可为中温水、高温水或水蒸气。此外,当辅助热源为高温发生器400的排出气体排出部时,被配置为将辅助热源的热能传递到辅助热源发生器的传热介质可为从高温发生器400排出的排出气体。至少一个辅助热源发生器550的辅助水箱以及低温水箱501以阶梯形布置,以沿从中值溶液分散部409朝向低温发生器水箱501的方向扩展其下部区域。当存储在辅助水箱中的中值溶液的水表面为布置在顶部或更高处的多个辅助水箱之一的高度时,溢出的中值溶液落入位于辅助水箱下方的另一辅助水箱或低温发生器的水箱501中,以在另一辅助水箱或低温发生器的水箱501中存储溢出的中值溶液。由于能够利用辅助热源的能量的辅助热源发生器550或辅助热源发生部设置在低温发生器500中,因而可以减少高温发 生器400中所消耗的燃料量。由于高温发生器400的燃料消耗降低,从低温发生器500供应的热能的不足的量可用新的可再生能源补充。因此,可提供环保的吸收式冷热水机1000。此外,可降低高温发生器400中消耗的燃料量并且可同时保持吸收式冷热水机1000的性能。因此,可提升吸收式冷热水机1000的总系统效率。下面将参见附图详细描述低温发生器500的结构。图4为示出根据本发明实施例的低温发生器的示意图。如图4所示,根据本发明实施例的低温发生器500使用从至少一个辅助热源发生器和一制冷剂传热管组570供应的热能,从在高温发生器400中生成的中值溶液中分离浓缩溶液和制冷剂蒸汽,并且其将制冷剂蒸汽经由冷凝器消除器603传递到冷凝器600。参见图4,低温发生器500包括:中值溶液分散部409,将中值溶液分散到低温发生器500中,并与连接到高温发生器400的中值溶液管线406连通;至少一个辅助热源发生器,布置在中值溶液分散部409的下方,以使用从至少一个辅助热源供应的热能来加热中值溶液;低温发生器水箱501,布置在至少一个辅助热源发生器下方以存储具有在辅助热源发生器中未被分离的制冷剂蒸汽的中值溶液;以及制冷剂传热管组570,布置在低温发生器水箱501中,并与制冷剂蒸汽管线408连接。辅助热源发生器包括第一辅助热源发生器550。该第一辅助热源发生器550包括:第一辅助水箱551,存储经由中值溶液分散部409供应的中值溶液;以及第一辅助传热管组553,设置在第一辅助水箱551中,并经由第一传热介质入口管道561和第一传热介质出口管道563与辅助热源连接。第一辅助水箱551包括底面551a、从底面551a向上延伸的侧面551b以及至少一个流动凹槽551c (见图6),该流动凹槽551c设置在侧面551b的预定部分中,以在中值溶液的水位达到侧面551b的预定高度时使得中值溶液可以向下流动。第一辅助水箱551的侧面与冷凝器横向隔断壁601或冷凝器消除器603间隔开预
定距离。在第一传热介质入口管道561与制冷剂蒸汽管线408之间设置第一中间管线572,以将第一传热介质入口管道561和制冷剂蒸汽管线408彼此连接以供制冷剂蒸汽流动。此外,第一三通阀被设置在第一传热介质入口管道561与第一中间管线572之间的连接部中。第一三 通阀573包括两个入口和一个出口。两个入口之一连接到第一传热介质入口管道561的辅助热源部端,另一个入口与第一中间管线572连接。该一个出口与第一传热介质入口管道561的第一辅助热源发生器550端连接。第一三通阀573打开或关闭两个入口之一,以将从辅助热源供应的传热介质或高温发生器400的制冷剂蒸汽选择性地供应到第一辅助热源。同时,在出口管线571 (设置于低温发生器500的制冷剂传热管组570的出口与冷凝器600的底部之间)与第一传热介质出口管道563之间,出口管线571与第一传热介质出口管道563彼此连接,以使制冷剂蒸汽平稳地流动。此外,第二三通阀575被设置在第一传热介质出口管563与第二中间管线574之间的连接部中。第二三通阀575包括两个入口和一个出口。两个入口之一与第一传热介质出口管道563的第一辅助热源发生器550部连接,另一个入口与第二中间管线574连接。上述一个出口与第一传热介质出口管道563的辅助热源部连接。第一三通阀573和第二三通阀575被控制为通过吸收式冷热水机1000的控制器打开和关闭。当从第一辅助热源560供应的热能不足以将制冷剂蒸汽从中值溶液分离时,控制器关闭第一传热介质入口管道561和第一传热介质出口管道563并打开第一中间管线572和第二中间管线574。当从第一辅助热源560供应的热能足以将制冷剂蒸汽从中值溶液分离时,控制器打开第一传热介质入口管道561和第一传热介质出口管道563并关闭第一中间管线572和第二中间管线574。中间管线的三通阀控制机构、设置在中间管线中的三通阀以及控制器使得:即使从辅助热源供应的热能不足以将浓缩溶液和制冷剂蒸汽从被供应到低温发生器500的中值溶液分离,制冷剂蒸汽也能被供应到第一辅助传热管组553。因此,可利用第一辅助传热管组553并且可获得制冷剂蒸汽与中值溶液之间的宽传热面积。图5为示出根据本发明另一实施例的低温发生器的示意图。如图5所示,根据本发明另一实施例的低温发生器500使用从第一辅助热源发生器550、第二辅助热源发生器580以及制冷剂传热管组570供应的热能,将浓缩溶液和制冷剂蒸汽从在高温发生器400中生成的中值溶液分离,并且其将制冷剂蒸汽经由冷凝器消除器603传递到冷凝器600。参见图5,低温发生器500包括:中值溶液分散部409,将中值溶液分散到低温发生器500中,并与连接到高温发生器400的中值溶液管线406连通;至少一个辅助热源发生器,布置在中值溶液分散部409的下方,以使用从至少一个辅助热源供应的热能来加热中值溶液;低温发生器水箱501,布置在至少一个辅助热源发生器下方以存储具有在辅助热源发生器中未被分离的制冷剂蒸汽的中值溶液;以及制冷剂传热管组570,布置在低温发生器水箱501中,并与制冷剂蒸汽管线408连接。辅助热源发生器包括:第一辅助热源发生器550,布置在低温发生器500的中值溶液分散部409的下方,并与第一辅助热源560连接;以及第二辅助热源发生器580,布置在第一辅助热源发生器550的下方,并与第二辅助热源590连接。制冷剂传热管组570布置在第二辅助热源发生器580的下方。如图5所示,第一辅助热源发生器550包括:第一辅助水箱,存储从低温发生器500的中值溶液分散部409供应的中值溶液;以及第一辅助传热管组553,设置在第一辅助水箱551中,并经由第一传热介质入口管道561和第一传热介质出口管道563与第一辅助热源560连接。此外,第二辅助热源发生器580包括:第二辅助水箱581,存储从第一辅助水箱551向下溢出的中值溶液;以及第二辅助传热管组583,放置在第二辅助水箱581中,并经由第二传热介质入口管道591和第二传热介质出口管道593与第二辅助热源590连接。优选地,从第一辅助热源560供应到第一辅助热源发生器的热交换介质可具有比从第二辅助热源590供应到第二辅助热源发生器的热交换介质高的热能(例如,高热焓)。例如,第一辅助热源560与第一辅助热源发生器之间的热交换介质可为中温水或高温水。第二辅助热源590与第二辅助热源发生器之间的热交换介质可为水蒸汽或从高温发生器400排出的排出气体。这是因为将制冷剂蒸汽与低温发生器500内的中值溶液分离的处理必须从上到下按序执行。第一辅助水箱551和第二辅助水箱581的每一个包括底面551a和581a、从底面551a和581a向上延伸的侧面551b和581b以及至少一个流动凹槽,上述流动凹槽设置在侧面551b和581b的预定部分中,以使当中值溶液的水位达到侧面的预定高度时中值溶液能向下流动。第一辅助水箱551的侧面与冷凝器横向隔断壁601或冷凝器消除器603间隔开第一距离。第二辅助水箱581的侧面与冷凝器横向隔断壁601或冷凝器消除器603间隔开第
二距离,并且第二距离小于第一距离。换言之,第一辅助水箱551、第二辅助水箱581以及低温发生器水箱501以阶梯形布置。在第一传热介质入口管道561与制冷剂蒸汽管线408之间设置第一中间管线572,以将第一传热介质入口管道561和制冷剂蒸汽管线408彼此连接以供制冷剂蒸汽平稳地流动。此外,第一三通阀573被设置在第一传热介质入口管道561与第一中间管线572之间的连接部中。该第一三通阀573包括两个入口和一个出口。两个入口之一连接到第一传热介质入口管道5 61的辅助热源部端,另一个入口与第一中间管线572连接。上述一个出口与第一传热介质入口管道561的第一辅助热源发生器550端连接。第一三通阀573打开或关闭两个入口之一,以选择性地将从辅助热源供应的传热介质或高温发生器400的制冷剂蒸汽供应到第一辅助热源。同时,在出口管线571 (设置于低温发生器500的制冷剂传热管组570的出口与冷凝器600的底部之间)与第一传热介质出口管道563之间,出口管线571与第一传热介质出口管道563彼此连接,以供制冷剂蒸汽平滑地流动。此外,第二三通阀575被设置在第一传热介质出口管道563与第二中间管线574之间的连接部中。第二三通阀575包括两个入口和一个出口。两个入口之一与第一传热介质出口管道563的第一辅助热源发生器550部连接,另一个入口与第二中间管线574连接。上述一个出口与第一传热介质出口管道563的辅助热源部连接。在第二传热介质入口管道591与制冷剂蒸汽管线408之间设置有第三中间管线576,该第三中间管线576被配置为将第二传热介质入口管道591与制冷剂蒸汽管线408彼此连接以供制冷剂蒸汽流动。此外,第三三通阀577被设置在第二传热介质入口管道591与第三中间管线576之间的连接部中。第三三通阀577包括两个入口和一个出口。两个入口之一与第二传热介质入口管道591的第二辅助热源590部连接,另一个入口与第三中间管线576连接。上述一个出口与第二传热介质入口管道591的第二辅助热源发生器580部连接。第三三通阀577打开或关闭两个入口之一,以选择性地供应从第二辅助热源590供应的传热介质或高温发生器400的制冷剂蒸汽。同时,第 四中间管线578被设置在出口管线571 (设置在制冷剂传热管组570的出口与冷凝器的底部之间)与第二传热介质出口管道593之间,以供制冷剂蒸汽流动。此外,第四三通阀579被设置在第二传热介质出口管道593与第四中间管线578之间的连接部中。该第四三通阀579包括两个入口和一个出口。两个入口之一与第二传热介质出口管道593的第二辅助热源发生器580部连接,另一个入口与第四中间管线578连接。上述一个出口与第二传热介质出口管道593的第二辅助热源590部连接。第一三通阀573到第四三通阀579被控制为通过吸收式冷热水机1000的控制器打开和关闭。当从第一辅助热源560和第二辅助热源590的至少之一供应的热能不足以将制冷剂蒸汽从中值溶液分离时,控制器关闭第一传热介质入口管道和第一传热介质出口管道中的至少之一并打开至少一个辅助热源的传热介质入口管道和被设置在至少一个辅助热源的传热介质中的中间管线。当从第一辅助热源560和第二辅助热源590的至少之一供应的热能足以将制冷剂蒸汽从中值溶液分离时,控制器打开至少一个辅助热源的传热介质入口管道和传热介质出口管道,并关闭至少一个辅助热源的传热介质入口管道和设置在传热介质中的中间管线。例如,当控制器确定从第一辅助热源560供应的热能足以将浓缩溶液和制冷剂蒸汽从由低温发生器500供应的中值溶液分离时,或当控制器确定热能不足以将浓缩溶液和制冷剂蒸汽从中值溶液分离时,控制器打开第一传热介质入口管道561和第一传热出口管道563并关闭第一中间管线572和第二中间管线574。同时,控制器关闭第二传热介质入口管道591和第二传热介质出口管道593并打开第三中间管线576和第四中间管线578。中间管线的三通阀控制机构、设置在中间管线中的三通阀和控制器使得:即使从辅助热源供应的热能不足以将浓缩溶液和制冷剂蒸汽从被供应到低温发生器500的中值溶液分离,制冷剂蒸汽也能被供应到第一辅助传热管组553和第二辅助传热管组583。因此,可利用第一辅助传热管组553和第二辅助传热管组583并可获得制冷剂蒸汽与中值溶液之间的宽传热面积。此外,根据本发明,由于高温发生器400的燃料消耗降低,可用新的可再生能源补充从低温发生器500供应的热能的不足的量。因此,可提供环保的吸收式冷热水机1000。此外,可降低高温发生器400中消耗的燃料量并可同时保持吸收式冷热水机1000的性能。因此,可提升吸收式冷热水机1000的总系统效率。此外,由于低温发生器和冷凝器被设置在同一壳体中并且辅助热源发生器被设置在低温发生器中,从而不需要设置额外的壳体以使用额外的热源并且同时可不设置复杂的管线结构。因此,本发明的实施例可提升总系统效率,并且同时在不增加尺寸的情况下简化设置在吸收式冷热水机中的管道。更具体地,可以在此公开、附图以及所附权利要求书的范围内对组件和/或主要组合排列中的设置进行各种改变与变化。除了组件和/或设置的改变与变化之外,本发明的其他应用对 本领域技术人员而言也是显而易见的。
权利要求
1.一种用于吸收式冷热水机的低温发生器,从在高温发生器中分离出的中值溶液中分离出浓缩溶液和制冷剂蒸汽,所述低温发生器包括: 中值溶液分散部,与被连接到所述高温发生器的中值溶液管线连通,以将所述中值溶液分散到所述低温发生器中;以及 至少一个辅助热源发生器,布置在所述中值溶液分散部的底部下方,以使用从至少一个辅助热源供应的热能加热所述中值溶液,从而从所述中值溶液中初步分离出浓缩溶液和制冷剂蒸汽。
2.根据权利要求1所述的低温发生器,其中,所述低温发生器还包括: 低温发生器水箱,布置在所述辅助热源发生器的下方,以存储剩下的、没有在所述辅助热源发生器中分离出浓缩溶液和制冷剂蒸汽的中值溶液;以及 制冷剂传热管组,布置在所述低温发生器水箱中,并利用在所述高温发生器中被分离出的制冷剂蒸汽对所述剩下的、没有在所述辅助热源发生器中分离出浓缩溶液和制冷剂蒸汽的中值溶液进行加热,以进一步分离出浓缩溶液和制冷剂蒸汽。
3.根据权利要求2所述的低温发生器,其中所述至少一个辅助热源发生器的每一个包括:辅助水箱,存储从所述中值溶液分散部供应的中值溶液;以及辅助传热管组,设于所述辅助水箱中,以使用从所述至少一个辅助热源供应的热能加热所述中值溶液,从而从所述中值溶液中初步分离出浓缩溶液和制冷剂蒸汽;以及 所述辅助传热管组经由每个传热介质入口管道和每个传热介质出口管道连接到所述辅助热源。
4.根据权利要求3所述的低温发生器,其中所述至少一个辅助热源发生器的辅助水箱以及所述低温发生器水箱以阶梯形布置,以沿从所述中值溶液分散部朝向所述低温发生器水箱的方向扩展所述辅助水 箱和所述低温发生器水箱的下部面积。
5.根据权利要求3所述的低温发生器,其中所述辅助水箱包括:底面;侧面,从所述底面向上延伸;以及至少一个流动凹槽,设置在所述侧面的预定部分中,以使当所述中值溶液的水位达到所述侧面的预定高度时所述中值溶液能向下流动。
6.根据权利要求1所述的低温发生器,其中从所述辅助热源供应的热能为可再生能源。
7.根据权利要求1所述的低温发生器,其中所述辅助热源为太阳能、光电能、地热能、生物质能以及废热能或废能的至少之一。
8.一种吸收式冷热水机,包括如权利要求1-7中任一项所述的低温发生器,所述吸收式冷热水机还包括: 所述高温发生器,通过加热经由稀溶液管线从吸收器供应的稀溶液,从所述稀溶液中分离出所述制冷剂蒸汽和所述中值溶液;以及 冷凝器,布置在所述低温发生器的预定部分中,以将在所述低温发生器中被分离的制冷剂蒸汽冷凝成制冷剂流体。
9.根据权利要求8所述的吸收式冷热水机,其中所述辅助热源发生器经由传热介质入口管道和传热介质出口管道连接到所述辅助热源,且在所述高温发生器中分离出的制冷剂蒸汽经由制冷剂蒸汽管线被提供到所述低温发生器的制冷剂传热管组,所述吸收式冷热水机还包括:第一中间管线,将所述传热介质入口管道与所述制冷剂蒸汽管线彼此连接,以供所述制冷剂蒸汽流动;以及 第二中间管线,将连接所述制冷剂传热管组的出口与所述冷凝器的出口管线与所述传热介质出口管道彼此连接。
10.根据权利要求9所述的吸收式冷热水机,其中在所述传热介质入口管道与所述第一中间管线之间的连接部中设置第一三通阀,并且在所述传热介质出口管道与所述第二中间管线之间的连接部中设置第二三通阀。
11.根据权利要求8所述的吸收式冷热水机,其中在所述稀溶液管线的、远离所述吸收器的一端设置一三通阀,所述三通阀的两个排出孔之一连接到所述高温发生器,另一个排出孔连接到排出 气体热交换器。
全文摘要
本发明公开了一种低温发生器和包括该低温发生器的吸收式冷热水机,该低温发生器从在高温发生器中分离出的中值溶液中分离出浓缩溶液和制冷剂蒸汽,所述低温发生器包括中值溶液分散部,与被连接到所述高温发生器的中值溶液管线连通,以将所述中值溶液分散到所述低温发生器中;以及至少一个辅助热源发生器,布置在所述中值溶液分散部的底部下方,以使用从至少一个辅助热源供应的热能加热所述中值溶液,从而从所述中值溶液中初步分离出浓缩溶液和制冷剂蒸汽。本发明可提升总系统效率,同时简化设置在其中的管道。
文档编号F25B27/00GK103245131SQ201210276078
公开日2013年8月14日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年2月3日
发明者吴欢喜 申请人:Lg电子株式会社
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