热泵制造技术

一种吸收循环式热泵，包括对工作液体中吸收剂结晶的发生，或不可接受的高粘度出现敏感的装置，以启动用于防止进一步结晶和／或用于重新溶解结晶材料或降低所述粘度的装置。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及吸收循环式热泵，特别是旋转式或离心式热泵，还涉及使用该热泵的方法。吸收循环式热泵包括以下部分蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器，并选择性地包括一个溶解换热器；该热泵中充有合适的液态工作混合物。该工作混合物包括一种挥发性成分及其吸收剂。在吸收循环式热泵中，由一个高温热源(即所谓高级热量)，和一个低温热源(即所谓低级热量)向该热泵供热，再由该泵以中间温度输出由以上两种热源输入的总热量。在传统的热吸收循环式热泵工作时，由高级热量在加压条件下，在发生器中对富含挥发性成分的工作混合物(为简便起见，以下将该混合物称作“混合物R”)进行加热，以产生该挥发性成分的蒸气，形成挥发性成分较少或贫乏的工作混合物(为简便起见，以下将该混合物称作“混合物L”)。在已有的单级热泵中，来自蒸发器的上述挥发性成分的蒸气在相同的高压下在冷凝器中冷凝，放出热量并形成液态挥发性成分。该液态挥发性成分已降低其压力，然后到达一个蒸发器。在蒸发器中，上述液体接收由低温热源，通常为环境温度下的空气或水发出的热并蒸发。由该挥发性成分的蒸气被送入一个吸收器中，在这里它被吸入混合物L中，重新形成混合物R并放出热量。混合物R随后被转移到蒸气发生器，并由此完成一个循环。这一过程可以有多种变化；例如，该热泵可以有两级或更多级，其中，由第一次提及的(一级)蒸气发生器蒸发的挥发性成分的蒸气在一个中间冷凝器中冷凝，该中间冷凝器与一个中间蒸气发生器呈热连接，以便为一个中间蒸气发生器供热，由该蒸气发生器产生用于在第一次提及的(一级)冷凝器中冷凝的其它挥发性成分蒸气。需要强调的是，为简便起见，我们将把所述挥发性成分的物理形态称作‘VVC’(此时，它为气态或蒸气态)或‘LVC’(此时，它为液态)。挥发性成分也可以被称作制冷剂，而把混合物L和R称为吸收液。在EP-A-208427中所给出的具体实例中，制冷剂为水，而吸收液为含有碱金属氢氧化物的氢氧化物溶液，该专利的内容被收作本文参考。美国专利US 5,009,085披露了一种早期的旋转热泵，该专利所披露的内容被收作本文参考。存在与上述美国专利US 5,009,085所述类型热泵相关的各种问题，而本专利技术的诸方面致力于克服或至少减轻这些问题。对于如US 5,009,085中所述类型的热泵来说，如果工作液体结晶或出现其它限流情况的话，有出现严重故障的危险。因此，该热泵通常是设定在远离结晶条件的最大溶解浓度下工作，该最大溶解浓度是根据避免结晶的愿望而确定的，而不是为了提供最大效率。我们做出了一种改进，当检测到结晶开始时即可开始纠正作用，因而可以在接近结晶的状态下安全工作。因而，在一方面，本专利技术提供了一种吸收循环式热泵，该热泵包括响应于工作液体中吸收剂结晶开始的装置，或响应于无法容忍的高粘度出现的装置，以启动用于防止进一步结晶和/或再溶解结晶材料，或降低所述粘度的装置。最易于结晶或限流的部位通常位于从溶解换热器至吸收器的吸收液流通途径上，吸收液处于其最低温度和最高浓度下。所述防止装置可以包括用于在所述结晶部位或接近该部位处提高工作液体中吸收剂的温度和/或降低其浓度的清除装置。例如，至少可以暂时将液体流分流，以便直接或间接地通过热交换提高通过所述结晶部位的流体的温度。这一过程是通过检测结晶部位上游的局部压力而启动的。在一种方法中，从蒸气发生器流向吸收器的吸收液将热量传给经一个溶解热交换器沿相反方向流动的吸收液，来自从发生器到吸收器的途径上的部分吸收液具有较高温度，这部分吸收液被分流导入从吸收器回到发生器的回流中。这样，可提高所述回流的温度，由此提高结晶部位上游的流体温度，从而溶解所述部位的结晶或降低所述液体的粘度。上述分流作用可以通过在两个流体之间设置一个压力决定型控制装置，如阀或溢流阀，从而当由结晶或不能接受的高粘度导致的回压超过预定的临界点对启动所述导流作用。另外，可将冷却液从冷凝器分流到蒸发器中，从而提高其蒸发温度，并使得较大量的制冷剂蒸发并被吸收剂吸收，导致工作液体中吸收剂的浓度暂时下降及结晶部位工作液体温度的升高。另一个问题是当温度升高和/或热负荷降低时保持适当的高效率，同时使热泵在低于满负荷的状态下运行。温度的升高由蒸发器与吸收器之间的温度差表示。我们发现，在这种部分负荷装置下，通过根据热负荷和/或温度升高控制吸收液的循环流速可以提高其循环效率。另外，我们还发现可以对所述热泵进行设计，以使该泵中的动态或静态压力可以调节吸收液的流速，以适应所述经常温度升高或热负荷，从而免除对调节控制阀或类似装置的需要，不过，我们并不排除这种控制装置的可行性。因此，在另一方面，本专利技术提供了一种吸收循环式热泵，它包括一个蒸气发生器，一个冷凝器，一个蒸发器和一个吸收器，以上各部分相互连接，以形成用于其所用挥发性液体成分和吸收液的循环液体流通途径，以及流速控制装置，用于按照下列参数中的至少一种控制所述吸收液的流速(i)吸收器与蒸发器之间的温差，和(ii)热泵上的热负载，和(iii)一种或多种其它工作参数。可以用各种方式调节流速，但最好不要通过改变泵的容量来进行这种调节。因此，在来自所述发生器的吸收液流通途径上通常有流速限制装置。可以用主动式控制系统对节流作用加以控制，以产生需要的性能，但我们发现，通过诸如节流口、涡旋体、毛细管或部分或全部这些装置的组合的被动式节流器可以实现适当的控制。最好对该热泵进行设计，以使得来自发生器的吸收液流速取决于来自发生器的吸收液途径两端的工作压力差，和/或由于来自发生器的流体途径两端的吸收液自由表面高度的任何差异所导致的表压力差。因此，可以对该热泵和节流装置的流动特性加以设计，以产生特定的流速，流速随工作压力的变化而变化，以产生流速的变化，适应变化的工作状态，正如下文结合图6所做说明。同样，可以选择来自发生器的流体途径，以便在每一端均有储液装置，其中，该储液装置的尺寸和位置是选定的，以便在选择的高度或径向距离上产生自由表面高度，从而在工作中产生需要的表压力差。在一种具体实施例中，发生器具有一个喂入室式的储液装置，吸收液在流出发生器之间被收集在该储液装置中，由它形成一个自由表面，而来自发生器的流体途径止于与吸收器相邻的的一个槽，该喂入室是这样设置的，以便在正常工作中，其中的自由流体液位较槽中流体的液位高或径向向内。另外，来自发生器的吸收液途径的下游端可止于一个出口，该出口通常高于与其相通的用于收集从其中排出的液体的储液装置中的液面，从而由该出口落差产生表出口压力。如上所述，可以有用于控制吸收液流速的主动式控制装置。因此，所述流速控制装置可以包括一个或多个用于测定或预测该装置的一种或几种工作参数的检测装置，及响应于该检测装置的用于根据其检测结果控制吸收液流速的装置。旋转热泵的另一个难题是涉及到各种泵，每个泵通常包括一个戽斗泵，当热泵旋转时，该戽斗泵的转动受到限制，该戽斗泵汲取一个圆形槽或储液装置中的液体，并将其送至其它需要的地方。在一种典型的戽斗泵设计中，在开始时，该热泵最初是静止的，液体将集中在所述槽的最下面的弧形部分，其径向高度远远大于当热泵转动时的径向高度。该戽斗泵包括一个浮体，这意味着该浮体也位于所述槽的最下部，浸没在液体中。因此，在启动时，在槽中的液体与戽斗泵中的液体之间有很大的迎面阻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：T·L·温宁顿，R·J·格林，R·罗顿，R·B·乌瑟顿，
申请(专利权)人：英特洛特克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：