CN1190175A - 吸收式冷冻装置的停止运行的方法 - Google Patents

Abstract

一种吸收式冷冻装置的停止运行的方法,即,响应停止运行的指令,吸收器2的吸收剂溶液被移送至再生器3,使停止运动中的吸收液与制冷剂分离。其结果,在停止运行中,由于维持即将停止运行之前的浓度的溶液被保存在再生器3中,而制冷剂则确保在蒸发器1中,能响应运行开始的指令立即开始正常的运行。

Description

吸收式冷冻装置的停止运行的方法

本发明涉及一种吸收式冷冻装置的停止运行的方法，特别是涉及一种停止运行以后再起动时，能够进行快速起动的吸收式冷冻装置的停止运行方法。

在以水作为制冷剂、以溴化锂作为吸收剂的空冷吸收式冷冻机中，在停止运行时，吸收溶液中的吸收剂被结晶化。因此，在进行停止运行的操作时，通常不是立即停止运行，而是用一段时间继续运行溶液循环泵与制冷剂液循环泵等，将制冷剂蒸气吸收在吸收溶液中，以求降低吸收剂的浓度，并且混合搅拌浓溶液和稀溶液，一面将溶液稀释，一面防止结晶化。例如，在特开平8-226722号公报中，记载了一种吸收式冷冻机的停止运行的方法，它不是用迄今所用的简单地设定定时器来稀释运行，而是在制冷剂温度降低到某种程度时，使稀释运行终止，防止无用的运行，这样，就减少了电力消耗，降低运行成本。

根据上述以前的停止运行的方法，在停止运行的状态，由于可以充分稀释并保存吸收剂溶液，使它不容易结晶化，因此，在起动时必须首先将稀释成低浓度的吸收剂溶液分离，成为具有能充分发挥所要求的性能的浓度的吸收剂溶液与制冷剂。因此，存在在起动以后到正常动作需要长的时间的问题。不仅有花时间的问题，而且还有这样的问题，即由于为了停止，必须投入用于稀释运行中的正常浓度的溶液的能量，而在再起动时，必须再投入能量，回到正常的浓度，进行无用的动作，因而能量效率低。

本发明的目的在于提供一种吸收式冷冻装置的停止运行的方法，它能迅速地进行停止运行后的再起动，避免投入无用的能量。

本发明为一种吸收式冷冻装置，它具有：贮存制冷剂的蒸发器；贮存含有吸收剂的溶液、用前述溶液吸收在前述蒸发器中产生的制冷剂蒸气并产生吸收热的吸收器；用来使前述溶液的吸收剂浓度恢复并将该溶液加热、抽出制冷剂蒸气的再生器；用来将用前述再生器抽出的制冷剂蒸气冷凝并供给前述蒸发器的冷凝器。其第一特征为，在此冷冻装置中，当停止运行时，将前述冷凝器内的制冷剂移送至前述蒸发器，同时，将前述吸收器内的溶液移送至前述再生器，其第二特征为，在前述移送中，基本全部移送前述制冷剂和溶液。

本发明的第三特征为，在停止运行时，在来自冷凝器的预定量的制冷剂成为没有以前，将设在该冷凝器和前述蒸发器之间的减压阀开得比运行中更大，另一特征为，在停止运行时，在来自吸收器的基本为全部的溶液成为没有以前，使在前述吸收器和再生器之间设置的泵继续运行，以及使用三氟乙醇作为前述制冷剂，并用由该制冷剂与吸收剂组合而成的介质偶实现吸收冷冻循环。

根据本发明，在停止运行时，由于吸收剂溶液在再生器中(或是根据要求，冷凝器内的制冷剂在蒸发器中)与制冷剂分离并被收容，故制冷剂蒸气不被吸收在吸收剂中，吸收溶液以停止运行前的浓的状态被保存。如果打开减压阀，则由于相互间的压力差，制冷剂从冷凝器自动移送至蒸发器。在运行指令之后，泵只短时间继续运行，将溶液移送至再生器，特别是在减压阀处于打开状态时，可使泵的负载降低。由于三氟乙醇具有宽的非结晶范围，因此即使在再生器中以高浓度状态保存，吸收溶液也难于结晶化。

图1为表示本发明的实施例的吸收式制冷加热装置的构成的***图。

图2为表示本发明的实施例的吸收式制冷加热装置的控制功能的功能框图。

下面参照附图详细说明本发明。图1为表示本发明的一个实施例的吸收式冷冻装置的要部构成的***框图。此处仍然设定吸收式制冷加热装置作为吸收式冷冻装置的一个实施例。在蒸发器1中，收容作为制冷剂的三氟乙醇(TFE)等氟化乙醇，而在吸收器2中则收容作为含有吸收剂的溶液的DMI衍生物(二甲基咪唑啉酮)。在此场合，前述制冷剂不限于氟化乙醇，也可以是非冻结范围宽的物品。至于溶液，不限于DMI衍生物，也可以是非结晶范围宽、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，当外部空气的温度成为零度附近的状态的加热时，由于溶液的温度降低而担心作为制冷剂的水冻结，因此很难说能适合于本实施例的***。

蒸发器1与吸收器2通过图中未示出的蒸发(制冷剂)通路相互流体上沟通，并在将其空间保存在例如30mmHg左右的低压环境下时使蒸发器1内的制冷剂蒸发，通过前述通路进入吸收器2内。在前述蒸发通路中设置预冷器18。预冷器18的作用为将残留在制冷剂蒸气中的雾(雾状制冷剂)加热，使之蒸气化，同时，使从冷凝器送给的TFE的温度降低。吸收器2内的吸收剂溶液吸收制冷剂蒸气，进行吸收冷冻动作。

如果将燃烧器7点火，用再生器3使吸收器2内的溶液浓度提高(关于燃烧器和再生器及溶液浓缩，在以后说明)，则吸收器2内的溶液吸收制冷剂蒸气，促进蒸发器1内的制冷剂蒸发，蒸发器1内用由该制冷剂的蒸发所产生的潜热冷却。在蒸发器1内，设有通过冷水的管路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。

制冷剂用泵P1引到在蒸发器1内设置的喷洒手段1b，喷洒在通过前述冷水的管路1a上。前述制冷剂以管路1a内的冷水夺取蒸发热成为制冷剂蒸气并通过蒸发通路5流入吸收器2。其结果为，前述管路1a内的冷水的温度下降。蒸发器1内的制冷剂除去引到前述喷洒手段1b外，还如后面所述，将其一部分通过过滤器4送给精馏器6。在蒸发器1与过滤器4之间设置流量调节阀V5。作为流过管路1a的冷水，最好用乙二醇或丙烯醇水溶液。

一旦前述氟化乙醇的蒸气即制冷剂蒸气被吸收到吸收器2的溶液中，则该溶液的温度由于吸收热而上升。该溶液的温度越低，还有，溶液浓度越高，则溶液的吸收能力越大。为了控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中通以冷却水。管路2a的一端(图中为出口端)在穿过冷凝器9内以后通过泵P3与第1四通阀V1的#2开口连接，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。作为通过管路2a的冷却水，采用了与前述冷水相同的水溶液。

由于溶液用泵P2引到该在吸收器2内的喷洒手段26并喷洒在管路2a上，故溶液用通过管路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。一旦吸收器2内的溶液吸收制冷剂蒸气，其吸收剂浓度降低，则吸收能力降低。因此，由于用再生器3和精馏器6使制冷剂蒸气与吸收剂分离，故溶液的浓度提高，吸收能力得到恢复。

在吸收器2中吸收制冷剂蒸气而被稀释的溶液即稀液除了被引到前述喷洒手段2b以外，还用泵P2通过管路7b送给精馏器6，向再生器3流下。在将泵部2与再生器3连接起来的管路7b上设有开关阀V3。再生器3具有将以吸收器2供给的稀液加热的燃烧器7。该燃烧器7最好是煤气燃烧器，但也可以是其他型式的任何一种加热手段。在再生器3中加热、其制冷剂蒸气被抽出的浓度提高的溶液(浓液)通管路7a返回到吸收器2。在管路7a上设有开关阀V4。此时，温度比较高的浓液用喷洒手段2b喷洒在管路2a上。

一旦用燃烧器7加热送给再生器3的稀液，则产生制冷剂蒸气。混入前述制冷剂蒸气的吸收剂成分用精馏器6分离，而纯度进一步得到提高的制冷剂蒸气则被送往冷凝器9。此外，被冷却并被冷凝液化的制冷剂则经过管路9b、前述预冷器18、减压阀11返回到蒸发器1并被喷洒。

虽然以冷凝器9供给蒸发器1的蒸气的纯度十分高，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运行循环而积累，故不能避免冷凝器1内的制冷剂纯度渐渐降低。因此，如上所述，最好将来自蒸发器1的制冷剂的很少一部分通过过滤器4送给精馏器6，与以再生器3产生的制冷剂蒸气一起，再次加入用于提高纯度的循环中。

从再生器3出来的管路7a中的高温浓液通过在连接吸水器2与精馏器6的管路7b中设置的热交换器12与从吸收器2出来的稀液进行热交换并冷却以后，在吸收器2内喷洒。另一方面，用热交换器12预先加热的稀液被送往精馏器6。这样做，虽然力求提高热效率，但是，由于进一步设置了热交换器(图中未示出)，用来将回流的前述浓液的热传给以吸收器2或冷凝器9出来的管路2a的冷却水，故回流至吸收器2的浓液的温度进一步降低，冷却水的温度能进一步提高。

在用来使前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和#4开口连接，其另一端(图中为出口端)与第2四通阀V2的#3和#4开口连接。室内机15设在进行制冷加热的室内，它设有吹出冷风或热风用的风扇10(两者共通)和吹出口((图中未示出)。前述显热交换器14通常置于室外，用风扇19强制地与外部空气进行热交换。

在蒸发器1中设置测出制冷剂的量的液面传感器L1、测出制冷剂的温度的温度传感器T1以及测出蒸发器1内的压力的压力传感器PS1。在吸收器2中设置测出溶液的量的液面传感器L2。在冷凝器9中，设置测出冷凝后的制冷剂的量的液面传感器L9、测出制冷剂的温度的温度传感器T9以及测出冷凝器9内的压力的压力传感器PS9。显热交换器14、再生器3和室内机15分别设有温度传感器T14、T3和T15。显热交换器14的温度传感器T14测出外部空气的温度，室内机15的温度传感器T15测出进行制冷加热的室内温度。还有，再生器3的温度传感器T3测出溶液的温度。

在以上的构成中，在制冷时，转换成前述第1和第2四通阀V1、V2各自的#1和#3开口连通和各自的#2和#4开口连通的位置。这样，制冷剂在管路1a上喷洒，温度下降的冷水被引向室内机15的管路3a，进行室内的制冷。

在加热时，转换成前述第1及2四通阀各自的#1和#4开口连通和各自的#2和#3开口连通的位置，这样，管路2a内的变热的冷却水被引到室内机15的管路3a，进行室内加热。

在加热时，如果外部空气温度非常低，则难于通过显热交换器14汲取来自外部空气的热量，加热能力降低。在这种情况下，设置在冷凝器9与再生器3(或精馏器6)之间旁通的环流通路9a与开关阀17。当难于从外部空气汲取热量时，停止吸收冷冻循环的运行。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，通过直接火焰加热运行将用燃烧器7加热的热量冷凝器9内高效率地在传给管路2a内的冷却水，因而可使前述冷却水升温，提高加热能力。

下面说明按照本发明的制冷加热运行的停止次序。在本实施例中，当使用者完成停止运行的操作时，吸收器2内的溶液基本全部送给再生器3(也可按要求将冷凝器9内的制冷剂基本全部送给蒸发器1)，以后就停止所有运行。由此，可防止蒸发器1内的制冷剂被吸收至吸收剂中。还有，如果将冷凝器中的制冷剂送给蒸发器，则由于在冷凝器1中产生的制冷剂蒸气不会在停止运行时被吸收至再生器3内的吸收溶液中，因此可防止再生器3内的溶液的浓度降低。

为了将制冷剂送给蒸发器1，可打开减压阀11。对于冷凝器9与蒸发器1，由于冷凝器9的压力较高，故只打开减压阀11，就可容易地将冷凝器9内的制冷剂送给蒸发器1。最好是减压阀11基本全部打开。为了终止制冷剂的送给，可例如，在用定时器等检测到从打开减压阀11的时间开始经过预定的时间时，关闭该减压阀11，也可在用液面传感器L9检测到制冷剂的液面(量)低于预定值(包括零)时，关闭减压阀11。

为了将吸收器2内的溶液送给再生器3，可关闭设在热交换器12与吸收器2之间的管路7a上的开关阀V4，同时，驱动泵P2。溶液的送给终止也可与终止来自冷凝器9的制冷剂的送给相同，用泵P2的起动后的经过时间或吸收器2内的溶液的液面(例如液面为零)进行管理。通过起动泵P2也将溶液的一部分送给吸收器2的喷洒手段2a。因此，也可在泵P2与喷洒手段2b之间追加设置开关阀(图中未示出)，在停止运行时关闭此开关阀，在短时间内将吸收器2内的溶液移送给再生器3。

将上面这样做的已经停止的装置再起动的次序如下。用制冷运行的例子来说明。首先，将燃烧器7点火，使再生器3内的压力上升。其次，起动蒸发器1的泵P1与冷水循环用的泵P4。通过泵P1的起动确保向蒸发器1的喷洒，通过泵P4的起动，将冷水送给室内机15。当再生器3的压力上升到预定值时，打开开关阀V4，向吸收器2送给浓液。继之，起动冷却水系的泵即泵P3，从显热交换器14放出冷凝热、吸收热，起动冷冻循环。

下面参照图2的框图说明用于按照上述次序进行停止运行的控制手段的要部的功能。在图2中，控制部分19可用微计算机构成。该控制部分19中，输入来自检测吸收器2内的溶液和冷凝器9内的制冷剂的量的液面传感器L2、L9的检测信号。在移送开始指示部分20输入来自使用者的停止运行指示时，输出用来关闭开关阀V4，使减压阀11全部打开的指示，同时输出泵P2继续运行的指示。减压阀11响应全开的指示把开度加大，泵P2继续动作。此后，控制部分19监视来自液面传感器L2、L9的液面信号，当各自示出预定值(例如“空”乃至基本“空”)时，移送终止指示部分21分别输出关闭减压阀11的指示和停止泵P2的指示。

还有，为了能根据从溶液与制冷剂的移送开始的时间终止该移送，设置了定时计数器22，当前述移送开始指示部分20输出指示时，起动该定时计数器22，在计数至预定的计数值时，输出计数完毕的信号。将计数完毕信号输入前述移送终止指示部分21，该移送终止指示部分21响应计数完毕的信号分别输出泵P2和减压阀11的停止指示。定时计数器22也可在用于制冷剂的移送终了的确认和溶液的移送终了的确认时分别设置。

从以上的说明可以看出，根据本发明，在停止运行时，可以按基本停止运行时的浓度状态将吸收剂溶液与制冷剂各自分离并保存。因此，与将溶液稀释而保存的过去的技术相比，不需要为了在起动时使吸收剂溶液与制冷剂分离并恢复浓度而用于起动的运行，能够快速地起动到正常运行。特别是，由于吸收剂停止吸收制冷剂，溶液不被稀释，故上述效果特别显著。

还有，由于减压阀打开，可以利用冷凝器与蒸发器的压力差将制冷剂从冷凝器送给蒸发器。特别是，由于减压阀打开，可以使泵的负载变小。通过与被收容在再生器中的溶液吸收的三氟乙醇的组合，即使吸收剂溶液有与在运行中同样的浓度，但由于难于结晶化，故得以容易处理。

Claims (9)

1.一种吸收式冷冻装置的停止运行的方法，该冷冻装置具有：贮存制冷剂并产生制冷剂蒸气的蒸发器；贮存含有吸收剂的溶液、用前述溶液吸收在前述蒸发器中产生的制冷剂蒸气并产生吸收热的吸收器；用来送给前述吸收器内的溶液并使前述溶液的吸收剂浓度恢复、以及将该溶液加热并抽出制冷剂蒸气的再生器；用于将用前述再生器抽出的制冷剂蒸气冷凝并供给前述蒸发器的冷凝器，在此方法中，响应停止运行指示，将前述吸收器内的溶液移送至前述再生器，此后，停止吸收式冷冻装置的运行。

2.一种如权利要求1中所述的吸收式冷冻装置的停止运行的方法，其中在从前述吸收器向再生器移送溶液时，基本全量输送该溶液。

3.一种如权利要求2中所述的吸收式冷冻装置的停止运行的方法，其中在用来将前述吸收器内的溶液移送至再生器的管路的送中配备泵，在响应停止运行的指示，将吸收器内的溶液减少至预定量(包括零)之前，前述泵继续运行。

4.一种如权利要求3中所述的吸收式冷冻装置的停止运行的方法，其中前述泵的运行继续时间用定时器设定。

5.一种如权利要求1至4的任何一项中所述的吸收式冷冻装置的停止运行的方法，其中前述冷凝器内的制冷剂也移送至前述蒸发器。

6.一种如权利要求5中所述的吸收式冷冻装置的停止运行的方法，其中在制冷剂以前述冷凝器向蒸发器移送时，该制冷剂基本全量移送。

7.一种如权利要求5中所述的吸收式冷冻装置的停止运行的方法，其中在用来将冷凝器内的制冷剂供给蒸发器的管路中配置减压阀，响应停止运行的指示，在冷凝器内的制冷剂减少至预定量(包括零)之前，将前述减压阀开得比正常运行中更大。

8.一种如权利要求7中所述的吸收式冷冻装置的停止运行的方法，其中减压阀开得比正常运行中更大的时间用第二定时器设定。

9.一种如权利要求1至8的任何一项中所述的吸收式冷冻装置的停止运行的方法，其中作为前述制冷剂使用三氟乙醇，用由该制冷剂与吸收剂组合而成的制冷剂偶实现吸收冷冻循环。

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