专利名称：吸收式冷、暖气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吸收式冷、暖气装置，特别是这样一种吸收式冷、暖气装置，即，它按通常的供暖气的模式，用热泵供给高效率的暖气，而且，即使在外部空气温度较低而难吸热时，也能切换成火焰直接加热供暖模式，不使暖气效率降低地供给暖气，并能简便地在供冷气模式、热泵供暖模式和火焰直接加热供暖模式之间进行转换。
本发明还涉及一种吸收式冷、暖气装置，它能改善在以火焰直接加热供暖模式向热泵供暖模式转换时的起动。
吸收式冷冻机过去是作为冷气专用的，但是，近年来，不仅对冷气，而且对那种用吸收器吸取的热进行热泵供暖的冷、暖气装置的需要也增加。在热泵供暖中，具有随着外部空气温度降低、从外部空气吸热的效率降低的特性。因此，提出一种在外部空气温度低的场合下，用火焰直接加热的供暖代替热泵供暖的装置。
在日本专利公报特公平1-47714号、特开平6-2980号、特公平7-96977号中，都提出一种能冷、暖气共用的吸收式热泵装置与吸收式冷、暖水机。在日本专利公报特公平6-97127号中，还公开了一种吸收式冷、暖气机，它能供冷气、能进行热泵循环形成的供暖和火焰直接加热的供暖等三种模式。
在上述过去的空冷吸收式冷、暖气机中，由于从供冷气向供暖气的转换或是与其相反的转换用的结构非常复杂，因此在实际供暖上有非常困难的问题。
例如，在上述日本专利公报特公平6-97127号公开的装置中，在供冷气模式和热泵供暖模式间转换时，需要有制冷剂通路或吸收剂溶液通路的切换，随着这种切换，使吸收剂溶液混合在制冷剂系统中。为此，使供冷气/热泵供暖/火焰直接加热供暖这三种模式间的转换机构非常复杂化。此外，在特公平1-47714号公报公开的装置中，由于在冷、暖气的转换中采用了四通阀，能使通路的转换简单化，但是，由于不仅仍需要有制冷剂通路和吸收剂溶液通路的转换，而且制冷剂液与吸收剂溶液在这转换时发生混合，因此，有这样的问题，即在转换后到发挥预定的性能之前要化费一定时间。
本发明的第一个目的是提供一种吸收式冷、暖气装置，它在供冷气/热泵供暖模式转换时，制冷剂与吸收剂溶液不会混合，并且还能用简单的结构实现热泵供暖模式与火焰直接加热供暖模式的转换。
本发明的另一个目的是提供一种吸收式冷、暖气装置，它能确保从火焰直接加热供暖模式向热泵供暖模式转换时的制冷剂的量，能改善热泵供暖的起始特性。
本发明的冷、暖气装置设有容纳制冷剂的蒸发器；容纳含有吸收剂的溶液的吸收器，上述吸收剂是吸收由上述蒸发器产生的制冷剂蒸气并产生吸收热的；将上述溶液的一部分加热并提取制冷剂蒸气，使溶液中的吸收剂浓度恢复的再生器；将提取的上述制冷剂蒸气冷凝，并供给上述蒸发器的冷凝器；配置在上述蒸发器内并使通过其内部的冷水用上述蒸发器内的制冷剂冷却的第1管路；配置在上述吸水器及冷凝器内并使通过其内部的冷却水由上述吸收器内的溶液和上述冷凝器内的制冷剂蒸气的热交换而升温的第2管路；将冷、暖气用的风吹入室内的室内机；配置在上述室内机内并有选择地使上述冷水和冷却水中的一方通过的第3管路；使上述冷却水和冷水中的另一方与外部空气进行热交换的显热交换器；配置在上述显热交换器内并有选择地使上述冷水和冷却水中的另一方通过的第4管路；将上述第1和第2管路的各自的一端以及上述第3和第4管路的各自的一端分别与其第1至第4开口连接的第1四通阀；将上述第1和第3管路的各自的另一端以及上述第3和第4管路的各自的另一端分别与其第1至第4开口连接的第2四通阀，它是用上述第1和第2四通阀进行转换的，在供冷气模式时使上述第1和第2管路分别与上述第3、第4管路连接，而在供暖气模式时则使上述第1和第2管路与上述第4、第3管路连接。
由于还具有流体能流过地连接上述冷凝器和再生器的回流通路，故在不能进行热泵循环供暖的情况下，能继续进行火焰直接加热的供暖，即、把从再生器产生的制冷剂蒸气从上述冷凝器经过上述回流通路向再生器循环。
为了达到另一个目的，本发明的冷、暖气装置设有容纳制冷剂的蒸发器；容纳含有吸收剂的溶液的吸收器，该吸收剂是吸收由上述蒸发器产生的制冷剂蒸气的；将上述溶液的一部分加热并提取制冷剂蒸气，使溶液中的吸收剂浓度恢复的再生器；将提取的上述制冷剂蒸气冷凝并供给蒸发器的冷凝器；它能有选择地进行供冷气、热泵供暖或火焰直接加热供暖，其特征在于具有使制冷剂从上述冷凝器回流到再生器的回流通路，通过打开上述环流通路、形成闭循环环路并转换至用该循环制冷剂加热通过冷凝器的冷却水的火焰直接加热供暖的转换机构；同时，将经过上述回流通路并从上述冷凝器把制冷剂取到再生器的循环制冷剂出口设置得比从上述冷凝器到蒸发器的制冷剂出口高。
本发明的冷、暖气装置它设有能使吸收剂溶液进一步与上述再生器产生的制冷剂蒸气分离而设置在该再生器上部的、由下段的回收段和上段的浓缩段组成的精馏器，使上述再生器产生的制冷剂蒸气经过上述精馏器而送给上述冷凝器，同时，上述回流通路的出口位置处于比上述循环制冷剂取入口低，至少比上述回收段高，它还具有将制冷剂的一部分从上述蒸发器送给上述精馏器的排放管路，以及具有在火焰直接加热供暖时，使上述排放管路几乎全部打开并将上述蒸发器内的制冷剂送给上述再生器，使上述再生器内的溶液中的吸收剂浓度比热泵供暖时的浓度低的机构。
具有上述结构特征的冷、暖气装置，由于在转换成火焰直接加热供暖以后，回流到再生器的制冷剂从循环制冷剂出口被取出，因而能确保在冷凝器内，在该循环制冷剂出口与冷凝器底部之间贮存一定量的制冷剂。
制冷剂蒸气由精馏器进一步浓缩。而且，由冷凝器的循环制冷剂出口与精馏器侧的开口之间的落差使循环制冷剂自然地向精馏器流下。经过排放管路的少量的制冷剂一点一点地送给再生器，能经常提高制冷剂的纯度。
在火焰直接加热供暖时，将上述蒸发器内的制冷剂送给再生器，使上述再生器内的溶液中的吸收剂浓度比热泵供暖时的低。此结果能降低供暖时、为将再生器内的蒸气压保持成需要的预期值所必要的溶液温度，减少溶液加热时所需要输入的热量，能改善火焰直接加热供暖时的热效率，能降低成本。
图1是表示本发明实施例的冷、暖气装置的结构的示意图。
图2是表示本发明实施例的冷、暖气装置在供冷气时的配管系统与四通阀的状态示意图。
图3是表示本发明实施例的冷、暖气装置在供暖时的配管系统与四通阀的状态示意图。
图4是表示将图1的冷、暖气装置转换成火焰直接加热供暖时的泵与阀的控制装置的概略的方框图。
图5是表示本发明实施例的冷、暖气装置的主要部分的结构的示意图。
图6是表示溶液的温度与蒸气压力以及溶液中的吸收剂浓度的关系的特性图。
图7是表示冷凝器的压力与外部空气温度的关系的曲线图。
下面，参照着附图表详细说明本发明。图1是表示本发明一个实施例的吸收式冷、暖气装置的主要部分结构系统方框图。在蒸发器1中装着作为制冷剂的三氟乙醇(TFE)等氟化乙醇，而在吸收器2中则装着作为含有吸收剂的溶液的二甲基-咪唑啉酮等DMI衍生物。在此情况下，前述制冷剂不限于氟化乙醇，它也可以是不冻结范围较广的物品，至于溶液，也不限于DMI衍生物，它也可以是非结晶范围较大的、具有比TFE高的常压沸点的能吸收TFE的吸收剂。例如，对于水与溴化锂的组合，在外部空气温度接近零度的状态下供暖时，由于有溶液的温度降低引起作为制冷剂的水冻结的问题，因而很难说它能适合于本实施例。
蒸发器1与吸收器2通过蒸发(制冷剂)通路5相互流体地连接，如将它们的空间保持在例如30mmHg左右的低压环境下，则蒸发器1内的制冷制蒸发，并如图中的空心箭头所示，通过前述通路进入吸收器2内。由吸收器2内的吸收剂溶液吸收此制冷剂蒸气而进行吸收冷冻动作。在上述蒸发通路5内配置着冷却器(热交换器)18。
当燃烧器7点火，用再生器3提高吸收器2内的吸收剂溶液浓度时(关于燃烧器和再生器，以及溶液浓缩，下面将说明)，吸收器2内的溶液吸收制冷剂蒸气，由该制冷剂的蒸发所产生的潜热使蒸发器1内冷却。在蒸发器1内，设有冷水通过的管路1a。管路1a的一端(图中为出口端)与第1四通阀V1的#1开口连接，其另一端(图中为入口端)与第2四通阀V2的#1开口连接(参看图2、图3)。制冷剂由泵P1导引到设置在蒸发器1的喷洒机构1b，喷洒在通过上述冷水的管路1a上。上述制冷剂从管路1a内的冷水夺取蒸发热而成为制冷剂蒸气，通过蒸发通路5流入吸收器2。其结果为，上述冷水的温度下降。蒸发器1内的制冷剂除去导引到上述喷洒机构外，将如下面详细说明的那样，以其一部分通过过滤器4而送给精馏器6。蒸发器1与过滤器4之间的通路(排放管路)1c上设有流量调节阀V5。作为流过管路1a的冷水，最好用乙二醇或丙烯醇的水溶液。
当上述氟化乙醇的蒸气，即制冷剂蒸气被吸收在吸收器2的溶液中时，该溶液的温度由于吸收热而上升。该溶液的温度越低、浓度越高，则溶液的吸收能力越大。因此，为了抑制该溶液的温度上升，在吸收器2的内部设置管路2a，在该管路2a内通以冷却水。管路2a的一端(图中为出口端)在冷凝器9内穿过后、通过泵P3与第1四通阀V1的#2开口连接，而管路2a的另一端(图中为入口端)则与第2四通阀V2的#2开口连接。用与上述冷水相同的水溶液作为通过管路2a的冷却水。
用泵P2将溶液导引到设置在吸收器2内的喷洒机构2b，喷洒在管路2a上。其结果是，溶液由通过管路2a的冷却水冷却。另一方面，由于冷却水吸收了热量，故其温度上升。吸收器2内的溶液吸收了制冷剂蒸气，当吸收剂浓度降低时吸收能力降低。
在吸收器2中吸收制冷剂蒸气而被稀释的溶液、也就是稀液除了由上述泵P2导引到上述喷洒机构2b以外，还通过管路7b和控制阀V3送给精馏器6，向再生器3流下。再生器3具有加热上述稀液的燃烧器7。该燃烧器7虽然采用了煤气燃烧器，但是也可以用任何一种加热机构。在再生器3中由于加热并抽出制冷剂蒸气而提高浓度的溶液(浓液)通过管路7a和控制阀V4回归到上述吸收器2，由上述喷洒机构26喷洒在管路2a上。
当送给再生器3的稀液用燃烧器7加热时，就产生制冷剂蒸气。当上述制冷剂蒸气在精馏器6内上升时，它与在精馏器6内流下的溶液充分接触，由此使混入的微量吸收剂溶液成分完全分离，此后，它就被送给冷凝器9。用冷凝器9冷却并液化的制冷剂通过管路9b、并经由冷却器18和减压阀(流量控制阀)11而回归到蒸发器1，用喷洒机构1b喷洒。上述冷却器18是一种热交换器，用从冷凝器9回流的暖热的制冷剂将混在由蒸发器1产生的制冷剂蒸气中的制冷剂雾加热，促进其气化，另一方面，使回流到蒸发器1的制冷剂的温度降低。
虽然从冷凝器9供给蒸发器1的蒸气的纯度极高，但是非常少地混在回流的制冷剂中的吸收剂成分由于长时间的循环而积蓄，故难免使冷凝器1内的制冷剂纯度渐渐降低。因此，如上所述，其构成为，从蒸发器1将很少一部分制冷剂通过过滤器4而送给蒸馏器6，与从再生器3产生的制冷剂蒸气一起，加入用于再次提高纯度的循环中。上述过滤器4的作用在于防止吸收剂中的灰尘与铁锈等堵塞精馏器6内的填料管路而成为机能降低。
由于在连接吸收器2与精馏器6的管路7a、7b的中间设置热交换器12，从再生器3引出的管路7a中的高温浓液与从吸收器2引出的管路7中的稀液进行热交换而冷却之后，被送到吸收器2并被喷洒。另一方面，用热交换器12预先加热的稀液被送到精馏器6。这样，提高了热效率，但是，也可以进一步设置热交换器(图中没表示，它是用于将回流的上述浓液的热传送给从吸收器2或冷凝器9引出的管路2a的冷却水)，使回流到吸收器2的浓液的温度进一步降低，使冷却水温度进一步提高。
在用于使上述冷水或冷却水与外部空气热交换的显热交换器14中、设置管路4a；在室内机15中、设置管路3a。管路3a、4a的各自的一端(图中为入口端)分别与第1四通阀V1的#3、#4开口连接，其另一端(图中为出口端)分别与第2四通阀V2的#3、#4开口连接(参看图2、3)。室内机15设在供暖气、冷气的室内，它设有吹出冷风或热风用的风扇10(两者共用)和吹出口(图中未示出)。上述显热交换器14通常置于室外，用风扇19强制地与外部空气进行热交换。
图中的附加数字符号T表示温度传感器，附加数字符号L表示液面传感器，附加数字符号PS表示压力传感器，还有，附加数字符号V表示开关阀或流量控制阀。
在用热泵供暖时，如图2所示，转换成第1和第2四通阀V1、V2的各自的#1和#4开口被连通的位置，和用各自的#2和#3开口被连通的位置。这样，在吸收器2和冷凝器9内被加热的管路2a中的冷却水被导引到室内机15的管路3a，进行室内供暖。
在用此热泵供暖时，如果外部空气温度非常低，则很难通过显热交换器14从外部空气吸热，供暖效率降低。在这种外部空气温度条件下，停止热泵循环供暖，使在再生器3中产生的制冷剂蒸气在冷凝器9与再生器之间环流，通过火焰直接加热把由燃烧器7形成的加热热量高效率地在冷凝器9内传导给管路2a内的冷却水，由此可使上述冷却水升温，提高供暖效率。
为此，在图1的实施例中，在冷凝器9与再生器3(或精馏器6)之间设置将其旁路的环流通路9a和开关阀17。在外部空气温度降低、供暖效率不足时，将从冷凝器9至蒸发器1的管路9b以及吸收器2和再生器3之间的稀液、浓液管路7a、7b关闭，停止热泵循环，打开上述开关阀17，使在再生器3中产生的蒸气在冷凝器9与再生器之间环流。
如上所述，为了提高供暖效率而向火焰直接加热的转换，可在室内外的适当地方(例如显热交换器14的附近)设置温度传感器(T14)，在检测到的温度为预定值以下时，用转换控制装置自动转换控制上述的阀。外部空气温度降低至预定值以下的状态可由供暖负荷的大小加以判断。也就是说，由于在外部空气温度低时使负荷变大，故在此负荷超过预定值的场合下，可从热泵供暖转换成“火焰直接加热”。关于暖气负荷的计算，由于本申请人在以前申请的日本专利公报特愿平8-94714号与特愿8-333056号中已详细说明过，虽然这里将其引用，综合说明，但在下面还是作简单说明。
暖气负荷的大小，可以用供暖所要求的热量来把握并用下式(式1)加以计算。
所要求的热量QE＝QU+QV-QS-QM-QF …(式1)其中，QU是由室内外的温度差形成的传热量，QV是由通风形成的侵入热量，QS是由太阳照射形成的辐射热量，QM是室内的人与宠物等的发热量，QF是冰箱等室内其它发热体的发热量。在这些热量中，由室内外的温度差形成的传热量QU大致上主要由外部空气温度与室内温度和设有室内机15的房间固有热导率决定。由于传热量QU以外的侵入热量QV、辐射热量QS、人等的发热量QM、人以外的室内发热体的发热量QF等对负荷的影响通常非常小，故所要求的热量QE实际上大致与QU相同。上述传热量QU可用下式(式2)算出。
QU＝U(TR-TAM)…(式2)其中，U是表示设有室内机15的房间固有热导率常数，TR是室内温度，TAM为外部空气温度。常数U取决于房间的大小、墙壁的结构等，可以预先设定在控制装置中。室内温度与外部空气温度可用适当的温度传感器测定。
如上所述，虽然负荷，即所要求的热量QE实际上由室内外温度差形成的传热量QU决定，但是，当然最好根据实验与统计等参数预先计算上述侵入热量QV、辐射热量QS、人的发热量QM、室内的发热体的发热量QF等。例如，如果分别考虑并确定由房间的门与窗的大小形成的侵入热量QV，由房间的位置布局条件与气象条件形成的辐射热量QS，由家庭成员的结构形成的人发热量QM，由平均一般的家庭形成室内发热体的发热量QF，则上述所要求的热量就可以用微机计算。
在用本实施例的吸收式冷、暖气装置供冷气时，如图3所示，转换成第7和第2四通阀V1、V2各自的#1和#3开口被连通、各自的#2和#4开口被连通的位置。这样，在蒸发器1内被冷却的管路1a内的冷水被导引到室内机15的管路3a，向室内供冷气。将冷水导引到室内机15、由上述吹出用的风扇10向室内吹出冷风。
在用热泵供暖时，也有在外部空气高于上述预定值时，例如将暖气机的设定温度降低并且使暖气负荷急剧降低，而使其不能进行热泵循环的情况。在热泵循环时，由高压侧的冷凝器9的压力与低压侧的蒸发器1和吸收器2的压差，确保制冷剂与溶液的循环。当设定温度下降，暖气负荷突然降低时，由于控制成减少进入再生器的热量，因而减少了送给再生器3的稀液的量，由此，冷凝器9的压力与上述压差都降低，就很难或者不可能继续进行热泵循环。
为了防止这种事态、设置能检测冷凝器9内的压力的压力传感器PS9，在冷凝器9内的压力降低到基准值以下时，可转换各转换阀，从热泵循环供暖转换成火焰直接加热供暖。还可进一步设置检测蒸发器1内的压力的蒸发器压力传感器PS1，当两个压力传感器的输出差，即差压低于基准值以下时，转换成火焰直接加热供暖。
由于冷凝器的压力是外部空气温度和室内机设定温度的函数，因而冷凝器压力可用外部空气温度与室内机设定温度的组合来代表，当上述组合决定的动作点脱离预定范围时，产生转换输出，从热泵循环供暖转换至火焰直接加热供暖。
图7是用于说明此状态的示意图。冷凝器压力(纵座标)是外部空气温度(横座标)和室内机设定温度的函数，当设定温度如T1＜T0＜Th这样上升时，函数关系如曲线T1、T0、Th等所示地变化。由于为了有效地保持热泵循环加热，冷凝器的压力必须在其阈值PS以上，故热泵循环供暖的可能范围，如同用斜线所示的设定温度T1的场合那样，在与室内机设定温度相对应的曲线的右侧(高温侧)并且工作点是在上述阈值PS的上侧(高压侧)的领域内。
按照本发明，在供冷气时和热泵供暖时，制冷剂与吸收剂溶液的流路是相同的，由于并不需要随着冷气/暖气模式的转换而转换制冷剂和吸收剂溶液的流路，而是只要用一对四通阀转换冷却水与冷水的流路就可以解决，因此可使结构成大幅度简化，能提供一个适合家庭用的小型冷、暖气装置。此外，由于在冷气/暖气模式转换时，不需要制冷剂与吸收剂的分离工程，故具有能快速、高效转换的优点。
在通常的供暖时，有利用热泵循环进行高效率的供暖、以及当外部空气温度降得非常低而难吸热、不能充分利用热泵循环供暖的场合、和暖气负荷急剧减少、冷凝器等的高压系统的压力降低，出现冷凝器等高压系统的压力与蒸发器等低压系统的压差低于基准值以下这问题的场合，或外部空气温度和暖气负荷的组合脱离预定范围的场合等，即使在这些场合下能通过使制冷剂蒸气在冷凝器与再生器之间的循环、简单快速地转换成火焰直接加热供暖，以保持所要求的暖气温度。
在上述实施例的吸收式冷、暖气机中，在从火焰直接加热供暖转换成热泵供暖时，有所谓起动迟缓的问题。如上所述，在火焰直接供暖时，为了使抽出的制冷剂回流到再生器，冷凝器内的制冷剂的量要少。因而，在向热泵供暖转换时，由于不能将必要量的制冷剂从冷凝器送给蒸发器，所以，在确保冷凝器内有一定量的制冷剂之前，热泵供暖不能处于稳定状态。
尤其是为了使再生器内的溶液的吸收剂浓度降低、使再生器的热效率提高，在火焰直接加热供暖时采取将制冷剂从蒸发器送给再生器这种结构成的场合下，蒸发器内的制冷剂量就常常不足。
在外部空气温度变化、暖气效率不足时，关闭以冷凝器9到蒸发器1的制冷剂的管路9b以及从再生器3到吸收器2的浓液的管路7a，停止热泵循环。在本实施例中，至少把蒸发器1内的制冷剂和吸收器2内的吸收剂溶液中的一方用泵P1、P2通过管路1C、7b送给再生器3，使再生器内的溶液的吸收剂浓度降低。此后，打开上述开关阀17，使冷凝器9内液化的制冷剂通过回流管路9a回流到再生器3。由此，能如下所述地，可以减少将管路2a内的冷却水加热到目标温度所必要的由燃烧器7产生的加热量。
图4是方框图，表示如上所述的向火焰直接加热供暖转换时的泵与阀的控制装置20的概略。当用如下所述适当的运转模式(冷、暖气)判定机构或手动操作指示火焰直接加热供暖时，火焰直接加热开始机构21就起动转换控制机构22。转换控制机构22激励泵P1、P2中的至少一方，同时，将对应的阀V5、V3全部打开，以尽可能短的时间完成向再生器3的制冷剂/吸收剂溶液的送给。送给再生器3的制冷剂/吸收剂溶液的送给时间，即泵P1、P2的时间可以用定时器24控制。由于预先设定定时器24的动作时间，故再生器3中的液面高度要控制成不超过从冷凝器9到再生器3或精馏器6的环流制冷剂放出口的水平，适于送给溶液的量。在这种场合下，也可以在再生器3与精馏器6的适当部位设置液面计(图中未示出)、监视和控制液面高度。
下面，说明通过降低上述再生器3内的溶液中的吸收剂浓度、能改善火焰直接加热供暖的热效率。图6是杜林曲线图，示出了吸收剂溶液(DMI衍生物)的浓度和温度、以及制冷剂(TFE)的冷凝蒸气压的关系。由此图可以看出，由于使冷凝器9内保持给定的压力(例如260mmHg)，因而吸收剂溶液中的吸收剂浓度越低，溶液的温度就越低。因此，在火焰直接加热供暖时，要使再生器3内的溶液中的吸收剂浓度尽可能降低，由此，要尽可能把保持制冷剂蒸发量所需要的再生器中的溶液温度压低，能由此改善火焰直接加热供暖的热效率。如果溶液温度降低，则供给燃烧器7的燃料量自然能节省，排气温度自然也降低，从再生器与溶液本身输出的辐射热量和自然放热量等也自然减少，因此可提高总体的热效率。
根据本发明人的实验可以发现，在将全部制冷剂先送给再生器以后，补充送给吸收剂的场合要比相反的场合更能降低再生器内的溶液温度。此外，虽然上面所述的是在将制冷剂和吸收剂溶液的至少一方送给再生器以后，使制冷剂从冷凝器向再生器环流并开始火焰直接供暖，但当然可以在向再生器开始送给制冷剂和吸收剂溶液的同时，使制冷剂环流并开始火焰直接加热供暖。还可以进一步用其它形式分设的冷凝器代替上述冷凝器。
下面详细说明适用于本实施例的再生器3、精馏器6和冷凝器9的结构。图5是剖视图，表示用于溶液与制冷剂的分离，即再生的主要部分的构造，与图1、2相同的符号表示同样的或同等的部分。设置在再生器3上部的精馏器6具有由下部的回收段6A和上部的浓缩段6B组成的2段结构。回收段6A具有稀液接收盘26和设在该接收盘26下方的接触网(填料)27，稀液接收盘26接收从吸收器2送给的、由管25滴下的稀液。同样，浓缩段6B具有制冷剂接收盘29和设在该接收盘29的下方的接触网(填料)30，制冷剂接收盘29接收从蒸发器1送给的由管28滴下的制冷剂。
上述接收盘26、29分别具有稀液和制冷剂的滴下嘴26a、29a和制冷剂蒸气的上升通路、即蒸气孔26b、29b。在浓缩段6B的接收盘29的上面、与冷凝器9连接的回流通路9a的前端突出着，使从冷凝器9回流的制冷剂滴下到该接收盘29。从滴下嘴26a、29a滴下的稀液或制冷剂与接触网27、30接触，促进吸收剂成份的分离。作为一个例子，接触网27、30用金属网状填料构成。采用这种结构，在上述回收段6A、从稀液分离出来的制冷剂蒸气在浓缩段进一步以高纯度进行分离并被送给冷凝器9。
在冷凝器9的下部箱子90的底部，形成用来将制冷剂取到蒸发器1的开口91，该开口91通过开关阀92与管路9b连接。在下部箱子90的侧壁上，形成回流通路9a的开口(循环制冷剂出口)93。在开口93与突出在上述接收盘29上的回流通路9a的前端之间，设置着考虑过管路阻力的落差，使来自冷凝器9的制冷剂能通过回流通路9a自然地垂直下落到接收盘29的上面。
如上所述，在火焰直接加热供暖时，由于蒸发器1的制冷剂被送给再生器3或精馏器6，故在蒸发器1内残留的制冷剂量非常少。当在冷凝器9和蒸发器1之间的管路9b中可能含有的气泡而被送入蒸发器1时，会使蒸发器1的内压上升，阻碍吸收冷冻循环。根据这一理由，最好在管路9b中充满制冷剂，而且在以火焰直接加热供暖转移到热泵供暖时，最好快速地将制冷剂从冷凝器9送到蒸发器1，快速地开始吸收冷冻循环。
在本实施例中，把从下部箱子90的底部到开口93的高度设定成能经常确保冷凝器9内有适当量的制冷剂。这样，就可以确保在冷凝器9内至少有达到上述开口93高度的制冷剂量，能迅速地从火焰直接加热供暖转移到热泵供暖。在从火焰直接加热供暖转移到热泵供暖时，打开开关阀92，将储存的制冷剂一下子供给蒸发器，另一方面，关闭开关阀17，将由冷凝器9得到的制冷剂逐步送给蒸发器1。此外，在从热泵供暖转换成火焰直接加热供暖时，关闭开关阀92，同时，打开开关阀17，使制冷剂从冷凝器9回流到精馏器6。
当混入制冷剂液体中的吸收剂成份比例高时，在热泵供暖刚开始后，就不能充分发挥供暖效率。在本实施例中，由于储存在冷凝器9中的纯度高的制冷剂一下子送给蒸发器1，因而在刚转换到热泵供暖后，就可以得到高的供暖效率。虽然在本实施例中是将制冷剂从冷凝器9回流到浓缩段6B的接收盘29，但是，回流制冷剂的位置并不限于浓缩段6B，也可以在回收段6A的接收盘26的上面。
根据本实施例，由于在火焰直接加热供暖中也能确保在冷凝器内有一定量的高纯度制冷剂，故在转换到热泵供暖时能快速地恢复蒸发器的制冷剂量，能迅速达到热泵供暖的正常状态。从冷凝器到再生器的制冷剂的循环能通过回流通路的该制冷剂的自由落下来进行，同时，也能在火焰直接加热供暖时使进入制冷剂液时的吸收剂成分的混入率降低。由于能使蒸发器内的制冷剂的纯度处于非常高的状态，故在从火焰直接加热供暖转换到热泵供暖以后，能迅速地降低蒸发器内的吸收剂成份的混入率，能迅速到达正常状态。在火焰直接加热时，蒸发器的制冷剂几乎都送给再生器，能改善热效率，另一方面，特别是在向热泵供暖转换时，能够将制冷剂以冷凝器快速向蒸发器送给。
权利要求
1.一种吸收式冷、暖气装置，其特征在于它具有下列部分，即，容纳制冷剂的蒸发器；容纳含有吸收剂的溶液的吸收器，上述吸收剂是吸收由上述蒸发器产生的制冷剂蒸气并产生吸收热的；将上述吸收器送给的一部分溶液加热并提取制冷剂蒸气、使溶液中的吸收剂浓度恢复的再生器；将提取的上述制冷剂蒸气冷凝并供给上述蒸发器的冷凝器；配置在上述蒸发器内，并用上述蒸发器内的制冷剂冷却通过其内部的冷水的第1管路；配置在上述吸收器及冷凝器内，用上述吸收器内的溶液和上述冷凝器内的制冷剂蒸气使通过其内部的冷水升温的第2管路；将冷、暖气用的风吹入室内的室内机，配置在室内机的内部并有选择地使上述冷水和冷却水中的一方通过的第3管路；使上述冷水和冷却水的另一方与外部空气热交换的显热交换器；配置在显热交换器内并有选择地使上述冷水和冷却水中的另一方通过的第4管路；将上述第1和第2管路的各自的一端以及上述第3和第4管路的各自的一端分别与其开口连接的第1四通阀；将上述第1和第2管路的各自的另一端以及上述第3和第4管路的各自的另一端分别与其开口连接的第2四通阀，它是用上述第1和第2四通阀进行转换的，在供冷气时使上述第1和第2管路分别与上述第3、第4管路连接；而在供暖气时则使上述第1和第2管路分别与上述第4、第3管路连接。
2.如权利要求1所述的吸收式冷、暖气装置，其特征在于它还具有能流过流体地连接上述冷凝器和再生器的回流通路，和开关上述回流通路的机构；在上述供暖时，使从再生器产生的制冷剂蒸气经过上述通路从上述冷凝器循环到再生器，通过制冷剂蒸气的通路转换，从热泵供暖转换到火焰直接加热供暖。
3.如权利要求2所述的吸收式冷、暖气装置，其特征在于还具备这样的机构，即，在上述供暖时，当外部空气温度在第1预定值以下、上述冷凝器的压力值在第2预定值以下，上述冷凝器的压力和蒸发器的压力的差压在第3预定值以下、由外部空气温度和室内机的设定温度的组合决定的动作点在预定范围以外等四个条件中的至少一个得到满足时，打开上述回流通路，使制冷剂蒸气循环的机构。
4.如权利要求2或3所述的吸收式冷、暖气装置，其特征在于它在上述再生器与冷凝器之间安装着使混在由上述再生器产生的制冷剂蒸气中的吸收溶液分离的机构。
5.如权利要求2至4中的任何一项所述的吸收式冷、暖气装置，其特征在于使制冷剂通过上述回流通路、从上述冷凝器到再生器环流的循环制冷剂出口位置处于比从上述冷凝器到蒸发器的制冷剂出口高。
6.如权利要求2至5中的任何一项所述的吸收式冷、暖气装置，其特征在于它还具备一精馏器，该精馏器设置在上述再生器的上部，用于进一步从上述再生器产生的制冷剂蒸气中分离吸收剂溶液，它由下段的回收段与上段的浓缩段组成；由上述再生器产生的制冷剂蒸气通过上述精馏器而送给冷凝器；同时，上述回流通路的排放开口的位置处于低于冷凝器内的循环制冷剂出口的位置，至少高于上述回收段的位置。
7.如权利要求1至6中的任何一项所述的吸收式冷、暖气装置，其特征在于具有将上述蒸发器内的一部分制冷剂送给上述精馏器的排放管路。
8.如权利要求7所述的吸收式冷、暖气装置，其特征在于具有在火焰直接加热供暖时，使上述排放管路几乎全部打开并将蒸发器内的制冷剂送给再生器，使再生器内的溶液中的吸收剂浓度比热泵供暖时的浓度低的机构。
9.如权利要求1至8中的任何一项所述的吸收式冷、暖气装置，其特征在于上述冷水与冷却水实际上是相同的成分。
10.吸收式冷、暖气装置，其特征在于它具有容纳制冷剂的蒸发器；容纳含有吸收剂的溶液的吸收器，该吸收剂是吸收由上述蒸发器产生的制冷剂蒸气的；将上述溶液的一部分加热并提取制冷剂蒸气，使溶液中的吸收剂浓度恢复的再生器；将提取的上述制冷剂蒸气冷凝并供给蒸发器的冷凝器；能从三种运转方式中，即，将蒸发器内冷却的冷水供给室内机的供冷气、至少将冷凝器内加热的冷却水供给室内机的热泵供暖、以及将制冷剂从冷凝器直接回流到再生器的火焰直接加热供暖这三种中选择任何一种的，在此加热制冷装置中具有使制冷制从上述冷凝器直接回流到再生器的回流通路、通过打开上述环流通路、形成闭循环环路，并转换成用该循环制冷剂加热通过冷凝器的冷却水的火焰直接加热供暖的转换机构；同时，将经过上述回流通路、从上述冷凝器把制冷剂取到上述再生器的循环制冷剂出口位置设置得比从上述冷凝器到蒸发器的制冷剂出口位置高。
11.如权利要求10所述的吸收式冷、暖气装置，其特征在于具有能使吸收剂溶液进一步与上述再生器产生的制冷剂蒸气分离而设置在该再生器上部的、由下段的回收段和上段的浓缩段组成的精馏器，使上述再生器产生的制冷剂蒸气经过上述精馏器而送给上述冷凝器，同时，上述回流通路的排放开口位置处于低于冷凝器内的上述循环制冷剂出口，而至少比上述回收段的位置高。
12.如权利要求10或11所述的吸收式冷、暖气装置，其特征在于具有将一部分制冷剂从上述蒸发器送给上述精馏器的排放管路。
13.如权利要求12所述的吸收式冷、暖气装置，其特征在于具有在火焰直接加热供暖时，使上述排放管路几乎全部打开、并将上述蒸发器内的制冷剂送给上述再生器，使上述再生器内的溶液中的吸收剂浓度比热泵供暖时的浓度低的机构。
14.如权利要求13所述的吸收式冷、暖气装置，其特征在于上述冷水与冷却水实际上是相同成份的。
全文摘要
一种能供冷气、热泵供暖和火焰直接加热供暖转换的吸收式冷、暖气装置,它具有:容纳吸收剂溶液的吸收器,该吸收剂溶液吸收由蒸发器产生的制冷剂蒸气;将由再生器提取的制冷剂冷凝的冷凝器;配置在蒸发器内的第1管路;配置在上述吸收器和冷凝器内的第2管路;将冷、暖气用风吹入室内的室内机;与外部空气进行热交换的显热交换器。供冷模式时,第1和第2管路分别与室内机、显热交换器连接,供暖模式时,第1和第2管路相反地连接。
文档编号F25B29/00GK1188221SQ9712553
公开日1998年7月22日 申请日期1997年12月17日 优先权日1996年12月18日
发明者铃木明, 贺川学, 福田彻, 高石敏充, 石川满, 茅沼秀高 申请人:本田技研工业株式会社