專利名稱:用于吸收式供熱與制冷系統(tǒng)的制冷劑存儲(chǔ)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及吸收式供熱與制冷系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及用于該系統(tǒng)的制冷劑存儲(chǔ)裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，在吸收式供熱與制冷系統(tǒng)中，最初將制冷劑與能使制冷劑保持較高濃度的吸收劑結(jié)合在一起，以產(chǎn)生適合使用過(guò)程的溶液。運(yùn)行條件改變，保持系統(tǒng)高效運(yùn)行的制冷劑的必要數(shù)量也發(fā)生變化。在以制冷模式運(yùn)行的期間，制冷劑的濃度最好較低，即溶液最好相對(duì)較濃。在該條件下，限制制冷劑濃度的因素是防止蒸發(fā)器的制冷劑泵中發(fā)生氣穴現(xiàn)象或吸收器的貯液槽中形成吸收劑結(jié)晶現(xiàn)象的需要。因此，一般慣例是在系統(tǒng)中配備一制冷模式下的制冷劑調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一蓄液池，該蓄液池可以存儲(chǔ)足夠的制冷劑來(lái)防止溶液過(guò)濃，還可當(dāng)制冷要求在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的運(yùn)行條件范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)根據(jù)需要將制冷劑儲(chǔ)入或排出該蓄液池，以使溶液濃度保持在可接受的范圍中。蓄液池通常采用位于系統(tǒng)冷凝器中的貯液槽形式。由于適合該條件范圍的制冷劑的濃度范圍相對(duì)較小，因此為使該貯液槽的存儲(chǔ)容積適合該條件范圍，所述存儲(chǔ)容積同樣相對(duì)較小。
未經(jīng)審查的日本專利No.62-178858中敘述了一種如上所述的制冷模式下的制冷劑調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示例，該專利被轉(zhuǎn)讓于日本東京的Ebara有限公司。在后者的申請(qǐng)中，揭示了一種吸收式機(jī)器，其中系統(tǒng)冷凝器和系統(tǒng)蒸發(fā)器之間的液態(tài)制冷劑的重力流動(dòng)可響應(yīng)于某些檢測(cè)到的系統(tǒng)的相關(guān)條件進(jìn)行控制，例如溶液在離開(kāi)吸收器時(shí)的溫度。液態(tài)制冷劑的蓄液池設(shè)置在冷凝器的內(nèi)部，在正常運(yùn)行條件下通過(guò)一第一流徑將制冷劑提供給蒸發(fā)器。當(dāng)檢測(cè)到需要增加制冷劑數(shù)量的運(yùn)行條件時(shí)，打開(kāi)一第二流徑，所述第二流徑從冷凝器的貯液槽向蒸發(fā)器提供附加的制冷劑。
在美國(guó)專利No.6,067,807中敘述了另一種制冷劑調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示例，該專利被轉(zhuǎn)讓于本發(fā)明，這里將援引其作為參考。在后一專利中，揭示了一種吸收型機(jī)器，其中制冷劑存儲(chǔ)在一存儲(chǔ)槽中，該存儲(chǔ)槽與冷凝器貯液槽分離，并借助一制冷劑排放管線將制冷劑注入該存儲(chǔ)槽。響應(yīng)于檢測(cè)到需要附加制冷劑的要求，在微處理器的控制下將制冷劑排出存儲(chǔ)槽以維持所需的制冷劑濃度。
在美國(guó)專利No.5,806,325(Furukawa等人)中敘述了一種制冷劑調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示例，該系統(tǒng)特別適合在一吸收型制冷機(jī)中使用。在該專利中，敘述了一種吸收型制冷機(jī)，其中具有一系列孔的水閘在冷凝器中形成一蓄液池，所述諸孔可使制冷劑的排放速度發(fā)生變化，使之成為制冷劑的冷凝速度并從而成為制冷劑必須維持的制冷負(fù)荷的函數(shù)。
在上述制冷模式期間，除了需要一適合負(fù)荷波動(dòng)的制冷劑存儲(chǔ)裝置，還需要一種在以制冷模式運(yùn)行期間存儲(chǔ)制冷劑，在以供熱模式運(yùn)行期間排放制冷劑給系統(tǒng)的裝置。也就是說(shuō)，在以供熱運(yùn)行模式期間，溶液最好按系統(tǒng)允許的容量稀釋。因此，當(dāng)吸收式供熱與制冷系統(tǒng)從以制冷模式運(yùn)行轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨崮Ｊ竭\(yùn)行時(shí)，最好盡可能多地加入附加的制冷劑。根據(jù)已有技術(shù)，附加的制冷劑可使系統(tǒng)在供熱模式下以三種方式中的任何一種方式高效地運(yùn)行。
一種方法是提供一蒸發(fā)器貯液槽，該蒸發(fā)器貯液槽的大小足以存儲(chǔ)以制冷模式運(yùn)行時(shí)未使用的制冷劑。該方法的問(wèn)題在于蒸發(fā)器會(huì)不必要地增大以容納較大的貯液槽，因而使費(fèi)用增加并顯著地增加了系統(tǒng)的占地面積。
另一種方法是將存儲(chǔ)槽置于冷凝器的容器中。盡管該方法可較好地將制冷劑存儲(chǔ)在蒸發(fā)器中，但由于所需的冷凝器容器要大于通常情況所需的容器，因此仍然不盡如人意。在2000年1月27日提交的共同待批的美國(guó)專利申請(qǐng)No.09/491，667中示出了該方法的一種示例，該專利申請(qǐng)被轉(zhuǎn)讓于本發(fā)明，在此將援引其作為參考。在本申請(qǐng)中，揭示了一種吸收式機(jī)器，其中在以制冷模式運(yùn)行期間，將制冷劑存儲(chǔ)在冷凝器中的蓄液池中，當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成以供熱模式運(yùn)行時(shí)，用一閥門來(lái)排空制冷劑，使制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的貯液槽中。還提到蓄液池可位于冷凝器的外部，但在任何情況下，其位置應(yīng)可通過(guò)重力作用使制冷劑從冷凝器中注入該蓄液池。也就是說(shuō)，為了避免使用水泵，該蓄液池應(yīng)當(dāng)垂直地位于冷凝器的下方。該要求將明顯地約束設(shè)計(jì)的可能性并嚴(yán)格地限制設(shè)計(jì)者為使制冷劑的存儲(chǔ)位置更為方便、實(shí)用和經(jīng)濟(jì)的努力。

發(fā)明內(nèi)容
如前所述，應(yīng)當(dāng)預(yù)見(jiàn)到的是在本發(fā)明之前，需要一種簡(jiǎn)易、廉價(jià)和實(shí)用的方法，該方法使吸收式供熱與制冷系統(tǒng)在以制冷模式運(yùn)行期間，將制冷劑存儲(chǔ)在方便的位置中，當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成以供熱模式運(yùn)行時(shí)，將制冷劑排放至蒸發(fā)器的貯液槽。
本發(fā)明的一方面提供了一種具有制冷劑存儲(chǔ)槽的吸收型供熱和冷卻系統(tǒng)，該存儲(chǔ)槽的容量足以存儲(chǔ)以制冷模式運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)排出的制冷劑，使制冷運(yùn)行更為高效，該存儲(chǔ)槽可位于冷凝器的垂直上方，從而使設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)中多種構(gòu)件的空間設(shè)置上具有更大的靈活性。
本發(fā)明的另一方面是本發(fā)明的吸收式系統(tǒng)是一具有高溫和低溫發(fā)生器的雙效機(jī)器。高溫發(fā)生器通過(guò)流體與存儲(chǔ)槽相連，以使制冷劑蒸汽從高溫發(fā)生器向低溫發(fā)生器流動(dòng)，制冷劑蒸汽在低溫發(fā)生器中釋放熱量并轉(zhuǎn)變成液態(tài)，液態(tài)制冷劑隨后將向制冷劑存儲(chǔ)槽流動(dòng)。即使存儲(chǔ)槽位于相對(duì)較高的位置，高溫發(fā)生器和制冷劑存儲(chǔ)槽之間的壓力差也足以使液態(tài)制冷劑流入存儲(chǔ)槽。
本發(fā)明的又一方面是存儲(chǔ)槽具有一溢流結(jié)構(gòu)，設(shè)置該溢流結(jié)構(gòu)以存儲(chǔ)預(yù)定容量的制冷劑，任何額外流入存儲(chǔ)槽的制冷劑將溢入導(dǎo)管并通過(guò)重力作用向蒸發(fā)器的貯液槽流動(dòng)。設(shè)置一閥門，使存儲(chǔ)槽與導(dǎo)管流體相連，因而當(dāng)閥門打開(kāi)時(shí)，存儲(chǔ)的制冷劑從槽中排出，并通過(guò)導(dǎo)管向蒸發(fā)器的貯液槽流動(dòng)。
本發(fā)明的又一方面是冷凝器與通向蒸發(fā)器貯液槽的導(dǎo)管流體相連，因而在以制冷模式運(yùn)行期間，冷凝器中形成的冷凝物通過(guò)重力作用向蒸發(fā)器的貯液槽流動(dòng)。
在下文所述的附圖中，描述了一較佳實(shí)施例；然而，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行種種其它的修改和結(jié)構(gòu)替代。



圖1是一種多級(jí)吸收式供熱與制冷系統(tǒng)的簡(jiǎn)化立體圖，該系統(tǒng)適于使用在本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中；圖2是圖1所示系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖，該系統(tǒng)不包括本發(fā)明所考慮的這種制冷劑存儲(chǔ)裝置；圖3是圖1所示系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖，已對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了修改，使其包括本發(fā)明所考慮的這種制冷劑存儲(chǔ)裝置；圖4是圖3所示裝置的制冷劑存儲(chǔ)槽的簡(jiǎn)化剖視圖；圖5是一種供熱與制冷系統(tǒng)的示意圖，該圖示出了系統(tǒng)中制冷劑存儲(chǔ)槽的特殊布置。
具體實(shí)施方式
首先請(qǐng)參見(jiàn)圖1，該圖是一種吸收式供熱與制冷機(jī)器10的簡(jiǎn)化立體圖，該機(jī)器是多種已有技術(shù)中的一種。機(jī)器10包括一第一主要部分12和一第二較小部分13，所述第二較小部分位于主要部分的一側(cè)。機(jī)器的主要部分包括一對(duì)垂直隔開(kāi)的管板14和15，所述管板形成機(jī)器的支承結(jié)構(gòu)的部件。第二機(jī)器部分13包括一高溫發(fā)生器和用于加熱溶液的一燃燒器，從系統(tǒng)吸收器向發(fā)生器傳送所述溶液，該系統(tǒng)吸收器與一第二低溫發(fā)生器、一冷凝器、一蒸發(fā)器和一對(duì)溶液換熱器一同置于機(jī)器的主要部分中。將多種構(gòu)件的熱交換管軸向?qū)χ械匕惭b在兩管板中，并封裝在焊接在管板上的、適合的真空密封外殼中。
請(qǐng)參見(jiàn)圖2，該圖是一種已有的吸收式系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)是可在圖1的機(jī)器10中使用的多種系統(tǒng)之一，它處于兩級(jí)并聯(lián)循環(huán)的溶液回路的情況下。其它種類的吸收式系統(tǒng)可使用更多的級(jí)數(shù)，可使用串聯(lián)而不是并聯(lián)循環(huán)，也可以是直接或間接起動(dòng)的裝置。因此，應(yīng)予理解的是圖2的吸收式系統(tǒng)包括多種吸收式系統(tǒng)之一的、具有代表性的系統(tǒng)，可對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行選擇，以便為本發(fā)明的敘述提供敘述性的背景。本發(fā)明的制冷劑控制裝置可應(yīng)用于這些供熱與制冷系統(tǒng)中的任何一種，這將在下面進(jìn)行更充分的解釋。
圖2的吸收式系統(tǒng)包括一封閉的流體系統(tǒng)，該流體系統(tǒng)可根據(jù)制冷劑-吸收劑溶液中吸收劑的濃度和系統(tǒng)中的液體總量，在制冷模式或供熱模式下運(yùn)行。當(dāng)圖2的系統(tǒng)以制冷模式運(yùn)行時(shí)，溶液最好具有濃度相對(duì)較高的第一吸收劑，即溶液相對(duì)較濃或缺乏制冷劑，系統(tǒng)中的液體總量相對(duì)較小。當(dāng)圖2的系統(tǒng)以供熱模式運(yùn)行時(shí)，溶液最好具有濃度相對(duì)較低的第二吸收劑，即溶液相對(duì)較稀或富含制冷劑，系統(tǒng)中的液體總量相對(duì)較大。在下面對(duì)系統(tǒng)以這些模式運(yùn)行的簡(jiǎn)短敘述中，假設(shè)機(jī)器10用水作為制冷劑，用對(duì)水親和力較高的溴化鋰作為吸收劑。
圖2所示的吸收式系統(tǒng)包括一蒸發(fā)器19和一吸收器20，它們并排地安裝在公用外殼21中。當(dāng)系統(tǒng)以制冷模式運(yùn)行時(shí)，過(guò)程中使用的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中汽化，蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑從流體(通常是水)中吸收熱量，并使流體變冷。一冷凍水管線23將變冷的水帶過(guò)蒸發(fā)器。蒸發(fā)器中形成的汽化制冷劑通過(guò)吸收器，并在吸收器中與吸收劑結(jié)合，以形成一稀溶液。借助一水管線24將吸收過(guò)程中形成的熱量帶出吸收器。
借助一溶液泵25將吸收器中形成的稀溶液吸出。一輸送管線29使該溶液通過(guò)串聯(lián)的一第一低溫溶液換熱器27和一第二高溫溶液換熱器28。系統(tǒng)中使用從系統(tǒng)的兩發(fā)生器返回至吸收器的、相對(duì)較濃的溶液與該溶液進(jìn)行熱交換，藉此在溶液移入發(fā)生器時(shí)升高稀溶液的溫度，這將在下面進(jìn)行更為詳細(xì)的解釋。
一旦溶液離開(kāi)低溫溶液換熱器，借助低溫溶液管線31將一部分溶液送至低溫發(fā)生器36。借助溶液管線29將其余溶液從高溫溶液換熱器28送至高溫發(fā)生器16。盡管圖2中并未示出，但可用燃燒器對(duì)高溫發(fā)生器中的溶液進(jìn)行加熱，以使制冷劑汽化，因而使其離開(kāi)溶液。高溫發(fā)生器16產(chǎn)生的制冷劑蒸汽經(jīng)由蒸汽管線35穿過(guò)低溫發(fā)生器36通向冷凝器38。低溫發(fā)生器36將附加的制冷劑蒸汽加入冷凝器38，該低溫發(fā)生器與系統(tǒng)冷凝器38一同置于外殼37中。在低溫發(fā)生器中，通過(guò)蒸汽管線35的汽化制冷劑對(duì)從管線31進(jìn)入的稀溶液進(jìn)行加熱，并加入高溫發(fā)生器產(chǎn)生的制冷劑蒸汽。在冷凝器中，兩發(fā)生器產(chǎn)生的制冷劑蒸汽與通過(guò)管線24的冷卻水進(jìn)行熱交換，并冷凝成液態(tài)制冷劑。
借助冷凝制冷劑出口管線50通過(guò)重力作用將正在冷凝器中冷凝的制冷劑提供給一噴淋頭39，該噴淋頭位于蒸發(fā)器19的頂部。一旦將制冷劑噴入蒸發(fā)器，一部分制冷劑將汽化以冷卻流經(jīng)冷凍水管線23的水，其余制冷劑將匯集在蒸發(fā)器的貯液槽44中。一吸入管線46將一冷卻泵43與蒸發(fā)器19的貯液槽44相連，該冷卻泵的設(shè)置可借助供應(yīng)管線47使匯集在貯液槽中的液態(tài)制冷劑返回至噴淋頭39。也可對(duì)蒸發(fā)器19進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使冷凝的制冷劑借助一適當(dāng)?shù)腏型管52(圖中以虛線示出)繞過(guò)噴淋頭39，并直接到達(dá)貯液槽44。在使用后一種蒸發(fā)器的系統(tǒng)中，制冷泵43借助管線47提供所有噴淋在冷凍水管線23上的制冷劑。
從兩發(fā)生器流回至吸收器的濃吸收劑溶液可以在吸收式循環(huán)中重新使用。在其流回途中，高溫發(fā)生器產(chǎn)生的濃溶液借助溶液回流管線40穿過(guò)高溫溶液換熱器28和第二低溫溶液換熱器27。通過(guò)一補(bǔ)給管線42將離開(kāi)低溫發(fā)生器的濃溶液連入溶液回流管線，所述補(bǔ)給管線在第二溶液換熱器的入口處進(jìn)入回流管線。
在使用未經(jīng)審查的日本專利No.62-178858和美國(guó)專利No.5,806,325(Furukawa等人)所述的制冷模式下的制冷劑調(diào)節(jié)系統(tǒng)的供熱與制冷系統(tǒng)中，圖2所示的冷凝器設(shè)有一冷凝器貯液槽(圖中未示出)，該冷凝器貯液槽位于冷凝器38與冷凝的制冷劑出口管線50相連點(diǎn)的附近。對(duì)該冷凝器貯液槽進(jìn)行設(shè)計(jì)，以存儲(chǔ)大量液態(tài)制冷劑，所述液態(tài)制冷劑恰好足以對(duì)溶液的濃度進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)，以保證系統(tǒng)在冷卻負(fù)荷隨時(shí)間波動(dòng)的條件下的最佳運(yùn)行效率。響應(yīng)于諸如吸收器出口處的溶液溫度的系統(tǒng)變量，借助一可控制的閥門和特定設(shè)置的排水管線(圖中未示出)，從冷凝器貯液槽向蒸發(fā)器貯液槽排放附加的制冷劑，來(lái)實(shí)現(xiàn)所述的調(diào)節(jié)。當(dāng)冷凝器中的冷凝制冷劑的數(shù)量超過(guò)該冷凝器貯液槽的容量時(shí)，冷凝器貯液槽中的制冷劑將溢入制冷劑出口管線50(或52)，并以上述方式提供給蒸發(fā)器。由于上面所引用的參考中詳細(xì)地?cái)⑹隽诉@種調(diào)節(jié)系統(tǒng)，因此這里不再對(duì)它們進(jìn)行進(jìn)一步的討論。
圖2所示的供熱與制冷系統(tǒng)也可以供熱模式運(yùn)行，如果系統(tǒng)中制冷劑的總體數(shù)量增加，將使蒸發(fā)器19中的制冷劑上升到足以溢出隔板P并流入吸收器20的必要數(shù)量。在后一種條件下，由于流入蒸發(fā)器19的冷凝制冷劑不會(huì)汽化，并因此不會(huì)從流經(jīng)管線23的液體中吸收熱量。作為代替，熱的、剛冷凝的制冷劑以直接傳導(dǎo)的方式與流經(jīng)管線23的水進(jìn)行熱傳遞，藉此使該熱量提供給要進(jìn)行加熱的空間。系統(tǒng)傳送至流經(jīng)管線24的水中的熱量也可傳送至將要進(jìn)行加熱的空間中。因此，可以預(yù)見(jiàn)到圖2所示的系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)中使用的溶液是缺乏制冷劑(即吸收劑濃度相對(duì)較高的第一溶液)還是富含制冷劑(即吸收劑濃度相對(duì)較低的第二溶液)對(duì)將要加熱的空間進(jìn)行供熱與制冷。于是，增加或減少系統(tǒng)中與濃度之間的差異所對(duì)應(yīng)的制冷劑的數(shù)量，并適當(dāng)變化管線23和24的連接，可使系統(tǒng)從以制冷模式運(yùn)行轉(zhuǎn)變?yōu)楣徇\(yùn)行模式，然后再轉(zhuǎn)變回來(lái)。
至今為止，為了使系統(tǒng)從以制冷模式運(yùn)行轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨崮Ｊ竭\(yùn)行，可以通過(guò)冷凝器中的蓄液池或冷凝器外部的垂直下方的蓄液池來(lái)存儲(chǔ)制冷劑，從而不再需要水泵，而是通過(guò)重力作用從冷凝器向槽供應(yīng)冷凝物。
現(xiàn)在將結(jié)合圖3至5進(jìn)行解釋，本發(fā)明包括一制冷劑控制裝置，該裝置可提供一種新的、簡(jiǎn)易的、實(shí)用的和廉價(jià)的存儲(chǔ)制冷劑的方法，可結(jié)合圖2來(lái)敘述這種具有代表性的在供熱與制冷系統(tǒng)中存儲(chǔ)制冷劑的方法。
請(qǐng)參見(jiàn)圖3，圖中示出了一種結(jié)合圖2來(lái)敘述的供熱與制冷系統(tǒng)，圖中已經(jīng)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了修改以便包括本發(fā)明的一實(shí)施例。圖3所示的系統(tǒng)大體上類似于圖2所示的系統(tǒng)，除了圖3所示的部分系統(tǒng)之外，用相似的數(shù)字來(lái)標(biāo)注相似的運(yùn)行部件，所述部分系統(tǒng)包括一制冷劑存儲(chǔ)裝置60，可以看到該制冷劑存儲(chǔ)裝置垂直地位于冷凝器38的上方，下文中將完整地?cái)⑹銎鋵⒈灰苿?dòng)的位置。根據(jù)本發(fā)明，制冷劑存儲(chǔ)裝置60包括一具有足夠的存儲(chǔ)容量的槽62，在以制冷模式運(yùn)行下，如果將足夠數(shù)量的制冷劑排入供熱與制冷系統(tǒng)10，會(huì)使從其第一或制冷模式的濃度至其第二或供熱模式的濃度的溶液濃度的穩(wěn)定狀態(tài)降低。制冷存儲(chǔ)裝置60還包括一溢流結(jié)構(gòu)64，該溢流結(jié)構(gòu)包括一水閘、豎管或類似裝置，當(dāng)槽中制冷劑的數(shù)量超過(guò)其存儲(chǔ)容量時(shí)，所述裝置可使液態(tài)制冷劑從槽62中流出，并通過(guò)管線65、67和52流入蒸發(fā)器貯液槽44。最后，制冷劑存儲(chǔ)裝置60包括一閥門66，當(dāng)供熱與制冷系統(tǒng)從以制冷模式運(yùn)行轉(zhuǎn)變?yōu)楣徇\(yùn)行模式時(shí)，槽62中的制冷劑將通過(guò)該閥門和管線67和52從槽62向蒸發(fā)器19傳送。
因此，可以預(yù)見(jiàn)到高溫發(fā)生器將直接向制冷劑存儲(chǔ)槽62提供制冷劑，而不是象已有技術(shù)那樣由冷凝器提供制冷劑。也就是說(shuō)，高溫發(fā)生器16中產(chǎn)生的制冷劑蒸汽沿著管線35首先通過(guò)低溫發(fā)生器36，制冷劑蒸汽在低溫發(fā)生器中冷凝成液態(tài)。液態(tài)的制冷劑隨后沿管線68通過(guò)諸如一小孔、一擴(kuò)張的閥門或類似裝置的節(jié)流圈69以及管線70到達(dá)存儲(chǔ)槽62。節(jié)流圈69的尺寸可使制冷劑以液態(tài)流入槽62。
因此，本發(fā)明使用高溫發(fā)生器產(chǎn)生的制冷劑蒸汽的高壓將制冷劑的冷凝物移向位于冷凝器的垂直上方的槽中，因而促使系統(tǒng)中各構(gòu)件的相對(duì)定位設(shè)計(jì)具有更大的靈活性。通常來(lái)說(shuō)，當(dāng)系統(tǒng)處于滿負(fù)荷時(shí)，高溫發(fā)生器中的壓力為98.656KPa(740mmHg)左右， 但在低溫發(fā)生器處于滿負(fù)荷的壓力為6.666KPa(50mmHg)左右?？梢灶A(yù)見(jiàn)到，由于通過(guò)管線71與管線67相連的冷凝器38可通過(guò)管線52將其冷凝物排向蒸發(fā)器貯液槽，因此槽62中的壓力與低溫發(fā)生器中的壓力基本相同。因此，在滿負(fù)荷時(shí)將產(chǎn)生91.99KPa(690mmHg)左右的壓力差，以使液態(tài)制冷劑流入槽62。在部分負(fù)荷的條件下，高溫發(fā)生器中的壓力處于33.33-39.996KPa，即(250-300mmHg)的范圍中，低壓發(fā)生器中的壓力則為6.666KPa(50mmHg)。因此，即使在部分負(fù)荷的條件下，也將產(chǎn)生26.66KPa(200mmHg)左右的壓力差，即使在存儲(chǔ)槽位于冷凝器上方時(shí)，該壓力差也將足以使冷凝物向該存儲(chǔ)槽流動(dòng)。節(jié)流圈69的尺寸取決于放置在冷凝器上方的存儲(chǔ)槽62的特定垂直高度，節(jié)流圈所選擇的尺寸也將適合該垂直高度。在部分負(fù)荷的條件下，高溫發(fā)生器和制冷劑存儲(chǔ)槽之間的壓力差最好保持在6.666KPa(50mmHg)之上。
當(dāng)圖3的系統(tǒng)處于以制冷模式運(yùn)行時(shí)，閥門66被關(guān)閉。在該條件下，槽62保持裝滿狀態(tài)，藉此使系統(tǒng)中的制冷劑不足以使系統(tǒng)在相對(duì)較高的吸收劑濃度中運(yùn)行，從而確保在該模式下的高效運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)處于供熱運(yùn)行模式時(shí)，閥門66被打開(kāi)。在該條件下，槽62實(shí)際上是空的，藉此在系統(tǒng)循環(huán)中保留足夠的制冷劑，以使系統(tǒng)在相對(duì)較低的吸收劑濃度中運(yùn)行，從而確保該模式的高效運(yùn)行。當(dāng)閥門66被打開(kāi)之后，一旦該閥門再次關(guān)閉，冷凝的制冷劑將匯集在槽62中，直至從系統(tǒng)中提取出足夠的制冷劑，使適于冷卻運(yùn)行模式的、相對(duì)較高的吸收劑濃度得以恢復(fù)。因此可以預(yù)見(jiàn)到，無(wú)需使用已有技術(shù)所使用的水泵、水泵開(kāi)關(guān)、浮閥等裝置，只要通過(guò)閥門66的打開(kāi)和關(guān)閉，就可以使圖3中的系統(tǒng)從以制冷模式運(yùn)行轉(zhuǎn)變?yōu)楣徇\(yùn)行模式，然后再轉(zhuǎn)變回來(lái)。
如圖4所示，閥門66位于槽62的下方，并借助制冷劑管線72和73以支路或并聯(lián)的方式與水閘64相連。槽62下方的閥門66確保系統(tǒng)從以制冷模式運(yùn)行轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨崮Ｊ竭\(yùn)行時(shí)，槽62可以完全倒空。水閘64和閥門66之間的并聯(lián)關(guān)系確保關(guān)閉或打開(kāi)閥門時(shí)，制冷劑可借助管線52向蒸發(fā)器流動(dòng)。
現(xiàn)在請(qǐng)參見(jiàn)圖5，圖中示出了一典型的吸收式供熱與制冷系統(tǒng)，該系統(tǒng)已經(jīng)被設(shè)計(jì)成適合于本發(fā)明的系統(tǒng)。與圖1實(shí)施例相似，系統(tǒng)的區(qū)域13包括高溫發(fā)生器，該高溫發(fā)生器可直接或間接地進(jìn)行起動(dòng)，而區(qū)域12則包括一蒸發(fā)器19、一吸收器24、一低溫發(fā)生器36和一冷凝器38，以及換熱器27和28、水泵25和43。然而與圖1實(shí)施例不同的是，內(nèi)藏有存儲(chǔ)槽62的容器包括低溫發(fā)生器36和冷凝器38?？梢钥吹酱鎯?chǔ)槽62垂直地位于冷凝器38的上方，因而它不能象已有技術(shù)那樣通過(guò)重力作用使制冷劑從冷凝器中流入。如上所述，存儲(chǔ)槽62借助管線35與高壓、高溫發(fā)生器16直接互連，以實(shí)現(xiàn)將液態(tài)制冷劑注入所述存儲(chǔ)槽。
在62A處示出了存儲(chǔ)槽的另一替代位置，冷凝器38和存儲(chǔ)槽62似乎處于相同的垂直高度上，然而存儲(chǔ)槽62A的某些部分處于冷凝器38的垂直高度的上方，以使兩者之間的互連不會(huì)導(dǎo)致液態(tài)制冷劑單獨(dú)通過(guò)重力作用從冷凝器38向存儲(chǔ)槽62A傳送。然而，本發(fā)明將有利于這種存儲(chǔ)槽62A的布置。當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域：
中的熟練人士還會(huì)想到其它的位置。
在結(jié)合兩級(jí)并聯(lián)循環(huán)的吸收式供熱與制冷系統(tǒng)對(duì)本發(fā)明的制冷劑存儲(chǔ)裝置進(jìn)行敘述時(shí)，也可以結(jié)合各種其它類型的任何供熱與制冷機(jī)器進(jìn)行敘述，包括三級(jí)、串聯(lián)系統(tǒng)及其它類型的系統(tǒng)。這是因?yàn)檫@些系統(tǒng)的發(fā)生器和換熱器的數(shù)量以及換熱器相互之間的連接和與吸收器的連接，使各類系統(tǒng)相互之間具有較大的差異，但不是因?yàn)檫@些系統(tǒng)的冷凝器與蒸發(fā)器的連接而造成的。對(duì)本發(fā)明而言，后者的連接更為重要，因此可以預(yù)見(jiàn)到本發(fā)明的制冷劑存儲(chǔ)裝置可應(yīng)用在所有系統(tǒng)中，并且不必考慮系統(tǒng)的級(jí)數(shù)或其中使用的循環(huán)類型。因此，為了避免不必要的重復(fù)，這里將不再詳細(xì)敘述本發(fā)明在其它類型的系統(tǒng)中的應(yīng)用。盡管如此，應(yīng)予理解的是這些系統(tǒng)都處于本發(fā)明的考慮之中。
權(quán)利要求
1.一種用于吸收式供熱與制冷系統(tǒng)的制冷劑存儲(chǔ)裝置，所述制冷劑存儲(chǔ)裝置包括一冷凝器；一吸收器；一具有貯液槽的蒸發(fā)器；以及高、低溫發(fā)生器，連接所有部件以形成一閉合的流體系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可有選擇地在制冷和供熱模式運(yùn)行之間轉(zhuǎn)變，其中，一制冷劑存儲(chǔ)槽，它具有充分的容量，在以制冷模式運(yùn)行期間，可存儲(chǔ)一定量的制冷劑，當(dāng)該一定量的制冷劑在以供熱模式運(yùn)行期間排入系統(tǒng)時(shí)，可使系統(tǒng)高效地運(yùn)行，所述制冷劑存儲(chǔ)槽垂直地位于所述冷凝器的上方；以及流體互連裝置，位于高溫發(fā)生器和制冷劑存儲(chǔ)槽之間的所述流體互連裝置用來(lái)將制冷劑的蒸汽從所述高溫發(fā)生器導(dǎo)向所述低溫發(fā)生器，制冷劑的蒸汽在所述低溫發(fā)生器中冷凝成液態(tài)，并將生成的液態(tài)制冷劑從所述低溫發(fā)生器向所述制冷劑存儲(chǔ)槽引導(dǎo)。
2.如權(quán)利要求
1所述的制冷劑存儲(chǔ)裝置還包括排放裝置，當(dāng)系統(tǒng)從以制冷模式運(yùn)行向以供熱模式運(yùn)行轉(zhuǎn)變時(shí)，所述排放裝置可有選擇地將存儲(chǔ)的制冷劑從所述制冷劑存儲(chǔ)槽向所述蒸發(fā)器貯液槽傳送。
3.如權(quán)利要求
1所述的制冷劑存儲(chǔ)裝置還包括溢流結(jié)構(gòu)，當(dāng)存儲(chǔ)槽中的液態(tài)制冷劑的數(shù)量超過(guò)預(yù)定的存儲(chǔ)容量時(shí)，所述溢流結(jié)構(gòu)可使制冷劑流出所述制冷劑存儲(chǔ)槽并流入所述蒸發(fā)器貯液槽。
4.如權(quán)利要求
1所述的制冷劑存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述流體互連裝置包括一節(jié)流圈，所述節(jié)流圈位于所述低溫發(fā)生器和所述制冷劑存儲(chǔ)槽之間，它可用來(lái)限制制冷劑蒸汽向所述制冷劑存儲(chǔ)槽流動(dòng)。
5.如權(quán)利要求
2所述的制冷劑存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述制冷劑存儲(chǔ)槽和所述蒸發(fā)器貯液槽之間的所述裝置與所述冷凝器相連，以使冷凝物從所述冷凝器向所述蒸發(fā)器貯液槽流動(dòng)。
6.如權(quán)利要求
1所述的制冷劑存儲(chǔ)裝置，其特征在于，在吸收式系統(tǒng)的部分負(fù)荷運(yùn)行期間，所述高溫發(fā)生器和所述制冷劑存儲(chǔ)槽之間的最小壓力差至少為19.998kPa。
專利摘要
在兩級(jí)吸收式供熱與制冷系統(tǒng)中，具有一制冷劑存儲(chǔ)裝置，該制冷劑存儲(chǔ)裝置可用來(lái)將以制冷模式運(yùn)行轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨崮Ｊ竭\(yùn)行，并垂直地位于冷凝器上方，不用水泵，就可使制冷劑充滿該槽。高溫發(fā)生器與制冷劑存儲(chǔ)槽通過(guò)流體直接相連來(lái)實(shí)現(xiàn)上述過(guò)程，以使從高溫發(fā)生器中流出的制冷劑蒸汽在低溫發(fā)生器中得到冷凝之后，高溫發(fā)生器和制冷劑存儲(chǔ)槽之間的壓力差使冷凝的制冷劑向制冷劑存儲(chǔ)槽流動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)從以制冷模式運(yùn)行向以供熱模式運(yùn)行轉(zhuǎn)變時(shí)，所設(shè)置的一閥門可有選擇地將制冷劑從存儲(chǔ)槽排向蒸發(fā)器貯液槽。
文檔編號(hào)F25B15/00GKCN1204367SQ01143864
公開(kāi)日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2001年12月12日
發(fā)明者D·S·希恩 申請(qǐng)人:開(kāi)利公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan