用于控制制冷循环的系统和方法技术方案

描述了用于控制吸收反应器与解吸反应器之间的压力均衡的系统和方法。在第一反应循环中，在解吸反应器中，将气体反应物从固体吸附剂中解吸出，同时在吸收反应器中，将气体反应物吸收在固体吸附剂上。在第二反应循环中，吸收和解吸在所述反应器中逆转，并且在计算机控制下在均衡处理中将在解吸反应器中解吸的气体反应物中的至少一部分转移到吸收反应器中。所述计算机控制可检测系统的需求并调整均衡处理的时间量以提高系统的效率。

Systems and methods used to control refrigeration cycle

The system and method used to control the pressure balance between the absorption reactor and the desorption reactor are described. In the first reaction cycle, in the desorption reactor, the gas reactant is extracted from the solid adsorbent, and the gas reactant is absorbed on the solid adsorbent in the absorption reactor. In the second reaction cycle, absorption and desorption are reversed in the reactor, and under the computer control, at least part of the gas reactant in the desorption reactor is transferred to the absorption reactor in equalization treatment. The computer controls the requirements of the system and adjusts the time amount of the balanced processing to improve the efficiency of the system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制制冷循环的系统和方法相关申请的交叉参考本申请是2015年4月28日提交的美国申请No.14/698,563的国际申请，其全部内容通过引用并入本文。
本申请涉及用于控制制冷循环的系统和方法。更具体地说，本申请涉及具有电子控制器的冷却系统，所述电子控制器控制反应器系统之间的恢复时间。
技术介绍
在固体-蒸汽吸附反应系统中，气体反应物在吸附器或反应器中的一个或多个反应室中的固体吸附剂上交替地吸收和解吸。在使用多个反应器的情况下，系统可以在基本上相反的相或半循环中运行，其中，一个反应器或一组反应器从固体吸附剂解吸气体反应物，而另一个反应器或另一组反应器在固体吸附剂上吸收气体反应物。一旦将反应物从固体吸附剂中解吸，就可将其引导到一个或多个冷凝器。在冷凝之后，随后将冷凝物引导到一个或多个蒸发器，在所述蒸发器中所述冷凝物蒸发回气体。在此过程中，可从冷凝器中排出热量，并且可从蒸发器中回收冷量。在其他系统中，使用反应器来代替用于从制冷剂回收能量的冷凝器和蒸发器。通过加热其上已经吸收了气体反应物的固体吸附剂来进行解吸。电、蒸汽或气体驱动的加热器典型地用于加热固体吸附剂。随后可以将传热流体引导通过反应器热交换器，吸附剂热暴露于所述反应器热交换器。为了开始吸收，固体吸附剂(气体反应物或制冷剂已经从该固体吸附剂中解吸)被冷却至合适的温度，从而其从蒸发器抽取气体制冷剂。反应器还可以设置用于在反应器之间引导传热流体的管道和热交换器，使得从吸收反应器释放的热量被引导到解吸反应器以提供加热来进行解吸。例如美国专利No.5,079,928、5,263,330、5,477,706、5,598,721、5,628,205和6,477,856中描述了此类系统，所有这些公开内容通过引用整体并入本文。在反应循环中，第一(吸收)反应器处于比第二(解吸)反应器低的温度下。这意味着第二反应器内的固体吸附剂和其他组分的温度比第一反应器中的固体吸附剂和所有其他组分的温度高。在半循环结束时，在大多数气体反应物从第二反应器中的吸附剂中解吸并且大部分气体反应物被吸收在第一反应器中的吸附剂上的情况下，吸收/解吸相逆转。在循环的此半程点时，第二反应器随后被冷却并第一反应器被加热。可以通过将热量从第二反应器引导到第一反应器来供应对第一反应器的至少部分加热。由于需要更少的外部加热来加热第一反应器，从第二反应器的此能量回收可以提高系统的整体能量效率。通过将任何冷凝的制冷剂的一部分转移到第二反应器的热交换部分来冷却第二反应器也可以提高整体效率。通过利用蒸发的传热流体或制冷剂来驱动冷却回路中的液体传热流体或制冷剂可以辅助这种冷却，诸如美国专利No.5,477,706中所公开的。
技术实现思路
一个实施例是一种冷却系统。所述冷却系统可具有：第一反应器系统，其包括被配置成将气体反应物吸附到第一固体吸附剂成分上以及从第一固体吸附剂成分上解吸的一个或多个第一反应器；第二反应器系统，其包括被配置成将所述气体反应物吸附到第二固体吸附剂成分上以及从第二固体吸附剂成分上解吸的一个或多个第二反应器；管路，其将所述第一反应器系统的所述一个或多个第一反应器连接到所述第二反应器系统的所述一个或多个第二反应器并且包括可控阀；以及电子控制器，其被配置成通过操作所述可控阀以均衡所述第一反应器系统与所述第二反应器系统之间的反应物气体的压力来控制所述第一反应器系统与所述第二反应器系统之间的恢复时间。另一个实施例是一种控制冷却系统的方法，包括：提供第一反应器系统，所述第一反应器系统包括被配置成将气体反应物吸附到第一固体吸附剂成分上以及从第一固体吸附剂成分上解吸的一个或多个第一反应器；提供第二反应器系统，所述第二反应器系统包括被配置成将气体反应物吸附到第二固体吸附剂成分上以及从第二固体吸附剂成分上解吸的一个或多个第二反应器；提供管路，所述管路将所述第一反应器系统的所述一个或多个第一反应器连接到所述第二反应器系统的所述一个或多个第二反应器并且包括可控阀；以及通过操作所述可控阀以均衡所述第一反应器系统与所述第二反应器系统之间的反应物气体的压力来电子地控制所述一个或多个第一反应器与所述一个或多个第二反应器之间的恢复时间。附图说明图1是两个相反的反应器组的示意图，其示出了根据本专利技术的一个方面的用于反应器恢复的管道和阀；并且图2是示出本专利技术的一个方面的双吸附器系统的示意图。具体实施方式本专利技术的实施例涉及复杂化合物加热和冷却系统以及有效地管理这些系统的吸附/解吸循环的方法。在使用中，在第一反应器已完成吸收并且另一个相反的第二反应器已完成解吸的每个半循环之后，循环逆转。在循环中的该逆转期间，能量通过以下方式恢复：将吸收器反应器和解吸器反应器连接在一起使得来自解吸反应器的剩余的被吸收的气体反应物的一部分被引导到相反的反应器。作为一个实例，系统可以包括设置在相反的反应室之间以将气体反应物从一个反应器转移到另一反应器的管道。在一个实施例中，使用电子可控阀来控制两个反应器之间的恢复的均衡时间。在可控制的恢复过程中，可以将可控阀设置在在吸收器与解吸器之间延伸的管路中以精确控制吸收器连接在一起的时间。打开可控阀导致从高温吸附器到低温吸附器的质量转移。该质量转移导致高温吸附器的温度降低而低温吸附器的温度升高。在一个实施例中，优化系统中使用的均衡时间以提高系统的整体效率。例如，在本文所述的循环压力均衡的益处和效果的发现成为已知之前，在每个系统内使用约4分钟的典型恢复时段。然而，发现约20秒至4分钟之间的较短时段是有利的。在一些实施例中，发现长达4分钟的时段很少提高效率，因为系统中的容量下降超过了效率的提高。这特别被发现于当恢复时间接近4分钟时。增加系统内提供的时间以使吸收器与解吸器之间的压力均衡并因此使温度均衡将提高循环能量效率，这是因为更多的热量可以从一个吸附器传递到另一个。然而，由于系统在每单位时间内能执行更少的循环，因此该增加的时间会导致容量的总体下降。因此，减少吸附器的均衡时间将增加每个吸附器吸收和解吸全循环中的整体系统制冷量。本专利技术的实施例通过提供集成到系统中并允许对系统的整体效率的定制控制的预定义等式、预定数据曲线或定制查询表来提供这些考虑之间的最有效的平衡。在一个实施例中，每个复杂化合物系统可以包括允许系统根据系统的效率需要来调整恢复时间的特定电子查询表。例如，电子控制器可以被配置成通过调整系统的恢复时间来检测系统的需求并相应地调整系统的容量。在需要更大容量的时候，系统可以参照查询表并且向下调整恢复时间，使得系统的容量增加。虽然这将增加系统的能量需求，但可以满足容量需要。然而，在一些情况下，诸如当产物或负载在较短时间内满足设定值温度时，总体效率可以比在较长时间内达到设定值时更好。类似地，当系统的容量要求降低时，系统可以参照查询表来适当地向上调整恢复时间以增加能量效率。也可以基于其他考虑来确定反应器应均衡多长时间。例如，这个时间可以基于设定值、负载温度和/或吸附器温度的组合。可以使用优化的算法以在最佳时间和/或效率下达到期望温度。本公开包括一种方法和设备，用于利用存在于反应器之间的吸附能量在单级或多级固体-蒸汽吸附系统中的两个相反的吸附器或吸附器组之间提供恢复。所述方法可以在逆转相之前在接近半循环的完成时利用解吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却系统，包括：第一反应器系统，其包括被配置成将气体反应物吸附到第一固体吸附剂成分上以及从第一固体吸附剂成分上解吸的一个或多个第一反应器；第二反应器系统，其包括被配置成将所述气体反应物吸附到第二固体吸附剂成分上以及从第二固体吸附剂成分上解吸的一个或多个第二反应器；管路，其将所述第一反应器系统的所述一个或多个第一反应器连接到所述第二反应器系统的所述一个或多个第二反应器并且包括可控阀；以及电子控制器，其被配置成通过操作所述可控阀以均衡所述第一反应器系统与所述第二反应器系统之间的反应物气体的压力来控制所述第一反应器系统与所述第二反应器系统之间的恢复时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.28 US 14/698,5631.一种冷却系统，包括：第一反应器系统，其包括被配置成将气体反应物吸附到第一固体吸附剂成分上以及从第一固体吸附剂成分上解吸的一个或多个第一反应器；第二反应器系统，其包括被配置成将所述气体反应物吸附到第二固体吸附剂成分上以及从第二固体吸附剂成分上解吸的一个或多个第二反应器；管路，其将所述第一反应器系统的所述一个或多个第一反应器连接到所述第二反应器系统的所述一个或多个第二反应器并且包括可控阀；以及电子控制器，其被配置成通过操作所述可控阀以均衡所述第一反应器系统与所述第二反应器系统之间的反应物气体的压力来控制所述第一反应器系统与所述第二反应器系统之间的恢复时间。2.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述电子控制器被配置成通过检测所述冷却系统的外部需求并基于所述外部需求改变所述可控阀打开的时间量来控制所述恢复时间。3.根据权利要求1-2中任一项所述的冷却系统，其中，所述电子控制器通过参照存储的等式、预定义数据曲线或查询表改变所述可控阀打开的时间量来控制所述恢复时间。4.根据权利要求1-2中任一项所述的冷却系统，其中，所述冷却系统还包括被配置成检测所述管路中的气体反应物的温度的温度传感器。5.根据权利要求1-2中任一项所述的冷却系统，其中，所述冷却系统还包括被配置成确定所述管路中的气体反应物的压力的压力传感器。6.根据权利要求5所述的冷却系统，其中，所述电子控制器被配置成在均衡反应物气体的压力之前确定所述管路中的反应物气体的压力。7.根据权利要求1-2中任一项所述的冷却系统，其中，所述一个或多个第一反应器包括通过在金属盐上吸收氨形成的复杂化合物。8.根据权利要求7所述的冷却系统，其中，所述一个或多个第二反应器包括通过在金属盐上吸收氨形成的复杂化合物。9.根据权利要求1-2中任一项所述的冷却系统，其中，所述一个或多个第一反应器或所述一个或多个第二反应器包括具有沸石、活性炭、活性氧化铝或硅胶的固体吸附剂。10.根据权利要求1-2中任一项所述的冷却系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·卡利利，U·罗肯费勒，
申请(专利权)人：洛基研究公司，
类型：发明
国别省市：美国,US