吸收热泵的制作方法_2

文档序号:9233469阅读:来源:国知局
的被加热介质取得蒸气的情况下,该气液分离器从被加热介质进行气液分离。本实施方式的吸收热泵I能够将利用价值比较低的低温(例如80°C?100°C左右)的排热水作为热源介质,向再生器30以及蒸发器20供给,并从气液分离器取得利用价值较高的被加热介质蒸气。
[0032]另外,在以下的说明中,关于溶液,为了容易进行热泵循环上的区别,根据性状、热泵循环上的位置而称为“稀溶液Sw”、“浓溶液Sa”等,但在不限性状等时,总称为“溶液S”。另外,关于制冷剂,为了容易进行热泵循环上的区别,根据性状、热泵循环上的位置而称为“蒸发器制冷剂蒸气Ve”、“再生器制冷剂蒸气Vg”、“制冷液Vf ”等,但在不限性状等时,总称为“制冷剂V”。在本实施方式中,使用LiBr水溶液作为溶液S (吸收剂与制冷剂V的混合物),使用水(H2O)作为制冷剂V。
[0033]吸收器10在吸收器罐主体的内部具有:构成被加热介质的流路的吸收器导热管、和散布浓溶液Sa的浓溶液散布喷嘴。浓溶液散布喷嘴以使散布的浓溶液Sa落在吸收器导热管的方式配设于吸收器导热管的上方。吸收器10在从浓溶液散布喷嘴散布浓溶液Sa,且浓溶液Sa吸收蒸发器制冷剂蒸气Ve时产生吸收热。构成为在吸收器导热管流动的被加热介质接受该吸收热,从而被加热介质被加热。在吸收器10的下部形成有贮留部,供散布的浓溶液Sa吸收蒸发器制冷剂蒸气Ve而浓度降低的稀溶液Sw贮留。
[0034]蒸发器20在蒸发器罐主体的内部具有蒸发器导热管,该蒸发器导热管构成作为对制冷液Vf进行加热的热源介质的热源热水h的流路。蒸发器20构成为蒸发器导热管周边的制冷液Vf因在蒸发器导热管内流动的热源热水h的热而蒸发,从而产生蒸发器制冷剂蒸气Ve。在蒸发器导热管的上游侧连接有热源热水管21。在蒸发器导热管的下游侧连接有热源热水管22。在蒸发器罐主体的底面连接有向蒸发器罐主体内供给制冷液Vf的制冷液管45。
[0035]吸收器罐主体与蒸发器罐主体在上部被连接,由此,吸收器10与蒸发器20在气相部相互连通。吸收器10与蒸发器20在气相部连通,由此吸收器10以及蒸发器20的内部压力大致相等。另外,构成为吸收器10与蒸发器20连通,从而能够将在蒸发器20产生的蒸发器制冷剂蒸气Ve向吸收器10供给。
[0036]再生器30在再生器罐主体的内部具有:再生器导热管,其使作为对稀溶液Sw进行加热的热源介质的热源热水h在内部流动;以及稀溶液散布喷嘴,其散布稀溶液Sw。再生器30构成为在下部贮留有制冷剂V从散布的稀溶液Sw蒸发而浓度上升后的浓溶液Sa。在再生器30中,构成为稀溶液Sw被热源热水h加热,由此稀溶液Sw中的制冷剂V脱离而生成浓溶液Sa以及再生器制冷剂蒸气Vg。在再生器导热管的上游侧连接有热源热水管22,该热源热水管22与蒸发器20的蒸发器导热管下游部连接。构成为通过这样的连接,将在蒸发器20的导热管流动后的热源热水h向再生器30的再生器导热管供给。在再生器30设置有检测浓溶液Sa的温度T4的浓溶液温度计31。
[0037]在再生器30的再生器导热管的下游侧连接有作为热源流路的热源热水管23。热源热水管23进一步连接于冷却水热交换器51。g卩,构成为将在再生器30的再生器导热管流动后的热水h向冷却水热交换器51供给。
[0038]再生器30的贮留浓溶液Sa的部分与吸收器10的浓溶液散布喷嘴被供浓溶液Sa流动的浓溶液管35连接。在浓溶液管35配设有将再生器30的浓溶液Sa加压输送至吸收器10的溶液泵35p。再生器30的稀溶液散布喷嘴与吸收器10的贮留部被供稀溶液Sw流动的稀溶液管16连接。在浓溶液管35以及稀溶液管16配设有溶液热交换器38,该溶液热交换器38在浓溶液Sa与稀溶液Sw之间进行热交换。
[0039]冷凝器40在冷凝器罐主体47的内部具有形成冷却介质流路的冷凝器导热管。在冷凝器导热管流动有作为冷却介质的冷却水Cw。冷凝器40构成为将在再生器30产生的再生器制冷剂蒸气Vg导入,之后利用冷却水Cw夺取热而使再生器制冷剂蒸气Vg冷凝。在供对再生器制冷剂蒸气Vg进行冷却前的冷却水Cw流动的冷凝器40的入口侧的冷却水管47,设置有作为冷却水温度检测部的冷却水入口温度计41,其对冷却水的入口温度Tl进行检测。在冷凝器40的出口侧的冷却水管48设置有作为冷却水温度检测部的冷却水出口温度计42,其对冷却水的出口温度T2进行检测。在冷凝器40还设置有制冷剂温度计43,其对罐主体内的制冷剂温度,典型的是冷凝后的制冷液的温度T3进行检测。制冷剂温度计43检测冷凝器40内的冷凝温度(也称为饱和温度或露点温度)。在冷凝器40连接有将冷凝后的制冷液Vf输送至蒸发器20的制冷液管45。在制冷液管45配设有用于将制冷液Vf加压输送至蒸发器20的制冷剂泵46。
[0040]在冷凝器40的入口侧的冷却水管47设置有:作为冷却水流量调节装置的冷却水泵49、在冷却水泵49的下游侧设置有将冷却水Cw从冷却水管47向冷却水热交换器51分流的三通阀50。在三通阀50连接有旁通配管52。在旁通配管52配设有冷却水热交换器51。旁通配管52在离开冷却水热交换器51后,在冷却水入口温度计41的上游侧与冷却水配管47再次合流。在冷却水热交换器51的入口侧连接有热源热水管23,在出口侧连接有热源热水管24。由于以上述方式构成,因此在冷却水热交换器51中,冷却水Cw与热源热水h进行热交换,从而冷却水Cw被加热而温度上升。S卩,被升温。冷却水入口温度Tl上升作为升温量的温度上升幅度的结果,对溶液的浓度带来直接影响的出口温度T2上升。实际上作为应该调节的升温量的温度上升幅度,在本实施方式中为离开冷凝器的冷却水的出口温度T2的上升幅度。即,是与不使冷却水热交换器51动作时比较的使其动作时的温度上升幅度。结果,检测冷却水的出口温度T2来调节升温量,以使该温度位于THL与THH之间。但是,冷却水的入口温度Tl、出口温度T2、冷却水的水量以及第二种热泵的运转负荷存在相关关系,因此也可以通过导入表示相关的相关式,由此将应该调节的对象作为入口温度Tl的上升幅度。
[0041]如图1(b)的局部图所示,代替冷却水热交换器51,也可以设为冷却水热交换器53。冷却水热交换器53构成为使在冷却水管47流动的冷却水Cw的全部量向冷却水热交换器53流动,使热源热水管23在三通阀54分流而向冷却水热交换器53流动。三通阀54配设于热源热水管23,使在热源热水管23流动的热源热水h选择性地向冷却水热交换器53、或其下游侧的热源热水管24流动。以上的三通阀50或54可以是一体地构成为三通阀的阀,也可以是将两个二通阀组合而构成的阀。
[0042]再生器罐主体与冷凝器罐主体在上部被连接,由此,再生器30与冷凝器40在气相部相互连通。通过将再生器30与冷凝器40在气相部连通,由此再生器30以及冷凝器40的内部压力大致相等。另外,构成为通过将再生器30与冷凝器40连通,由此能够将在再生器30产生的再生器制冷剂蒸气Vg供给至冷凝器40。
[0043]控制装置90是控制吸收热泵I的运转的设备,具有控制部91以及运算部92。控制部91具有启动指令部91-1以及浓度维持部91-2。控制装置90、特别是浓度维持部91_2构成为通过信号电缆与冷却水泵49以及三通阀50连接,从而能够进行冷却水泵49的启停、旋转速度的调节以及三通阀50的切换、旁通流量的调节。在本实施方式中,冷却水泵49对旋转速度进行调节,从而对冷却水流量进行调节,将冷却水的出口温度控制为规定的温度。所谓控制为规定的温度是维持为具有规定的幅度的温度范围的控制,但也可以通过P控制、PI控制、或者PID控制而控制为设定温度。三通阀50构成为控制为阶梯状地进行开闭来进行旁通流量的调节,由此将冷却水的温度维持为规定的温度范围。所谓阶梯状的开闭可以是全闭与全开之间的两个位置的开闭,但也可以是在全闭与全开之间以多个阶段来改变开度的开闭。或者,也可以构成为连续地对开度进行调节(对旁通流量进行调节),将冷却水的温度控制为规定的设定温度。三通阀50也可以连续地对开度进行调节,从而对冷却水的温度连续地进行控制。
[0044]运算部92根据由制冷剂温度计43检测出的温度(冷凝器40的冷凝温度即露点温度)和由浓溶液温度计31检测出的浓溶液温度,来计算浓溶液的浓度。然后,对该值进行存储。
[0045]参照图2的杜林线图,对吸收热泵I的作用进行说明。在附图中,Al和A2是表示吸收器10内的溶液S的状态的点,Gl和G2是表示再生器30内的溶液S的状态的点。E是表示蒸发器20内的制冷剂V的状态的点,C是表示冷凝器40内的制冷剂V的状态的点。在吸收器10内,从A2 (浓溶液Sa)向Al (稀溶液Sw)变化,在再生器30内,从Gl (稀溶液Sw)向G2 (浓溶液Sa)变化。Al、A2、Gl、G2、E、C是处于冷却水温度正常且溶液浓度正常的运转状态时的点。另一方面,将由于冷却水温度较低因此处于溶液浓度过高的运转状态时对应的点如Al'那样,附加~ ”来表示。由虚线表示的循环为冷却水温度较低的情况,由实
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