渗漏检测和定位的吸收式制冷机系统及方法技术方案

一个可由一隔膜（３５）保护而免受水蒸气影响的氢传感器（３３）可指示氢浓度的升高，这代表吸收式制冷机中的渗漏。一个可由一隔膜（４１）和一蒸气收集器（４６）保护而免受水蒸气影响的氦检测器（４３）可检测到来自于一喷洒器（４０）的氦的出现，以定出渗漏的位置。可以这样来检验一除氢电池（４７），即，监测电池不工作之前和之后的氢浓度（随时间）变化。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对吸收式制冷机中出现渗漏及渗漏的特定位置的检测以及除氢电池(hydrogen removing cell)的检验。
技术介绍
业已发现，吸收式制冷机是非常理想的，因为它与环境的相容性很好，而且无需采用电力来驱动制冷过程，而是只要利用热能(在很多情况下可以是来自于其它过程的废热)即可，这对环境非常有益。所用的吸收式制冷机有各种尺寸，但通常是非常大的，例如直径为3-5米，长度为8-15米。有鉴于此，并且由于吸收式制冷机的工作压力小于大约6乇，因而很可能发生渗漏。大气空气(大约760乇)将通过渗漏进入制冷机。这些制冷机采用溴化锂水溶液。在制冷过程的一个阶段，溴化锂的浓度和温度非常高，极具腐蚀性。当空气通过渗漏而进入时，空气中的氧气会支持金属部件的腐蚀。另外，空气中大量的氮气会阻碍溴化锂溶液吸入水蒸气，从而大大降低制冷机的工作效率。当空气进入制冷机并加速金属部件的腐蚀时，溶解在LiBr水溶液中的金属离子会释放出氢气，H2会阻碍溴化锂溶液对水蒸气的吸收，从而降低制冷机的性能。因此，通常是利用热钯电池来脱氢。然而，没有办法从制冷机的外侧来确定热钯电池是否在工作。在已有技术中，一般是通过观察制冷机性能是不是严重下降来检测是否出现渗漏。当由于渗漏而将制冷机关停时，对于大型建筑物(特别是医院)是一个很大的问题，因为这样就不能再控制建筑物的环境条件。过去已经采用的一个方法是，在制冷机的外侧到处都喷洒氟利昂(每次喷洒一个区域)，当喷洒到靠近渗漏处时，氟利昂会进入制冷机，可借助一穿过制冷机壁连接的氟利昂传感器来检测制冷机内是否出现氟利昂。然而，该方法并不非常有效。已有技术所采用的另一个方法是，用氟利昂将制冷机内侧加压到超过大气压力，并利用可在制冷机外表面上到处移动的便携式氟利昂检测器来检测是否有氟利昂被排出制冷机，从而识别渗漏的位置。该方法需要制冷机关停3或4天，代价很高。在该方法中，要在制冷机中充填纯氮来代替空气，因为空气中的氧气会使金属内表面快速地氧化(腐蚀)。首先，大多数溴化锂和水蒸气被除去。接着，利用含有少量普通致冷剂(例如134A)的氮混合物将制冷机加压到大气压力以上。利用一可在制冷机的整个外表面上到处移动的致冷剂检测器来检测并定位渗漏处。接着，必须将氮/致冷剂混合物完全抽出制冷机，因为如果有氮或其它外来气体存在，即使是痕量的，并且即使是在极微小的压力(几毫乇)下，也会损害制冷机的性能。在这种氟利昂检测方法的情况下，渗漏检测的灵敏度取决于检测器检测氟利昂的能力。由于已经不再能将氯-氟利昂排入大气，因而现在只能采用氟-氟利昂，如134A。在浓度较低的情况下，采用低成本的检测器不能检测到此类氟利昂，而氯-氟利昂却可以用成本相对较低的检测器检测到。采用质谱分析原理的昂贵的检测器可在低压情况下工作，但不能在有水蒸气的情况下工作。另外，采用低分子量的分子可以实现较高的渗漏灵敏度，这是因为分子通过一渗漏处的扩散速率是随着分子量的平方根来变化的。因此，在类似条件下，氦(He)的扩散通过渗漏处的速度比134A之类的氟利昂要快大约5倍。
技术实现思路
本专利技术的目的包括提供一种可连续工作的、不须人介入的在线型吸收式制冷机的渗漏检测器。提供一种吸收式制冷机的渗漏检测器，该渗漏检测器可以在制冷机工作性能显著下降之前就检测到渗漏，以便采取补救措施，不会使制冷机发生故障或停机；提供一种可以在制冷机工作的同时进行吸收式制冷机的渗漏定位；提供一种无需使制冷机关停的吸收式制冷机渗漏定位；提供一种无需插入和/或除去与制冷机工作不相容的物质的吸收式制冷机的渗漏定位；提供一种非常便宜并且非常有效的吸收式制冷机的渗漏定位；提供一种非常快速、无需很多天数的吸收式制冷机的渗漏定位；提供一种可在检测和定位过程中促使制冷机连续工作的吸收式制冷机的渗漏检测和定位；以及提供一种对吸收式制冷机中的除氢电池进行检验的措施。按照本专利技术，一种在线的、无人干预的吸收式制冷机包括一低成本的氢检测器，例如一钯-银固态传感器或一钯微悬臂(称为微型电气-机械系统，或MEMS)，该检测器可承受水蒸气。在本专利技术的一个形式中，氢检测器相对于水蒸气的灵敏度可以通过信号处理来加以弥补。在本专利技术的另一种形式中，可借助一隔膜来防止水蒸气到达传感器，所述隔膜可允许轻气体通过，但是能阻挡水蒸气通过。按照本专利技术，可以这样来实现吸收式制冷机中的渗漏处的定位，即，在制冷机的所有必须的特定位置上喷洒氦，并借助一传统的但是被改进成可阻挡水蒸气通过的氦渗漏检测器来检测氦进入和通过制冷机的内腔，水蒸气可以由一允许轻气体通过但是不让水蒸气通过的隔膜和/或一水蒸气收集器(例如一冷凝器)来阻挡。本专利技术提供了一种制冷机渗漏的早期检测手段，并且不需人干预。借助本专利技术，可以在制冷机不停机的情况下来进行渗漏定位，不必将制冷机放空以及用渗漏检测气体来重新加压，并且无需清除渗漏检测气体。本专利技术所能检测到的渗漏量远小于(例如小10-1000倍)利用喷洒氟利昂所检测到的渗漏量。另外，本专利技术是利用氦来作为检测进入物质，在大多数情况下，能在7-10秒内非常快速地检测到氦的出现，并且在回过头来精确地定位渗漏时相对比较方便。按照本专利技术，可以监测氢浓度来确定除氢用热钯电池的效力。本专利技术提出一种具有快速的渗漏定位功能的吸收式制冷系统，其特征在于包括一吸收式制冷机，该制冷机具有一外表面，并含有一处于远低于大气压力的压力之下的水蒸气吸收流体；一氦喷洒器，用于对所述外表面喷洒氦；以及一氦检测器，该检测器流体连通于所述制冷机的内腔，以监测所述制冷机中的氦浓度的升高，从而指示所述喷洒器是否接近一渗漏处，所述流体连通包括以下至少一个a)一隔膜，该隔膜可允许轻的气体通过，但是可阻挡液态水和水蒸气通过，b)一水蒸气收集器。所述流体连通包括一位于所述隔膜下游的水蒸气收集器。所述氦检测器可有选择地从所述制冷机中除去。所述氦检测器还具有一氢检测模式，除了在通过喷洒氦来定位渗漏时之外，都可以将氦检测器设定为氢检测模式。本专利技术提出一种用于定位吸收式制冷系统中的渗漏处的方法，所述吸收式制冷机具有若干金属部件及一外表面，并含有一处于远低于大气压力的压力之下的水蒸气吸收流体，其特征在于包括a)采用一氦喷洒器对所述外表面喷洒氦；以及b)采用一氦检测器，该检测器流体连通于所述制冷机的内腔，以监测所述制冷机中的氦浓度的升高，从而指示所述喷洒器是否接近一渗漏处，所述流体连通系统包括以下至少一个(a)一隔膜，该隔膜可允许轻的气体通过，但是可阻挡液态水通过，(b)一水蒸气收集器。所述步骤b)包括将一便携式氦检测器通过所述流体连通连接于所述制冷机。本专利技术的其它目的、特征和优点将通过以下结合附图对具体实施例所作的详细描述而变得更加清楚。附图说明唯一的附1是利用本专利技术的一个吸收式制冷机的简化的、程式化的示意图。具体实施例方式参见图1，一制冷机13包括一主过程腔室14，在该腔室中，来自管道15的冷却水喷洒到盘管16上，热的冷却剂从一入口管道17抽入盘管，而冷的冷却剂从一出口管道18送出，藉以使该制冷机所服务的环境得以冷却。由于腔室14中的压力非常低，例如为6乇，因而在水与盘管6接触时会变成水蒸气。在腔室14中包含水蒸气吸收流体，例如溴化锂水溶液，其中溴化锂的重量百分比是在60-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有快速的渗漏定位功能的吸收式制冷系统，其特征在于包括：一吸收式制冷机，该制冷机具有一外表面，并含有一处于远低于大气压力的压力之下的水蒸气吸收流体；一氦喷洒器，用于对所述外表面喷洒氦；以及一氦检测器，该氦检测器流体连通于所述制冷机的内腔，以监测所述制冷机中的氦浓度的升高，从而指示所述氦喷洒器是否接近一渗漏处，所述流体连通包括以下至少一个：ａ）一隔膜，该隔膜可允许轻的气体通过，但是可阻挡液态水和水蒸气通过，ｂ）一水蒸气收集器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：理查德A迈因策尔，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：US[]