專利名稱：吸收式冷熱水機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸收式冷熱水機(jī)，尤其涉及一種具有由廢氣構(gòu)成熱源的廢氣燃燒再生器的吸收式冷熱水機(jī)。
背景技術(shù)：
在具有由廢氣構(gòu)成熱源的廢氣燃燒再生器的吸收式冷熱水機(jī)中，為了促進(jìn)自廢氣的熱量回收率，即，利用從廢氣源產(chǎn)生的廢氣的效率，提出了設(shè)置兩個(gè)再生器，即一個(gè)廢氣燃燒高溫再生器、和廢氣燃燒低溫再生器或輔助再生器，用來利用廢氣的熱量(例如，參見JP-A-11-304274(3-4頁，圖1)、JP-UM-A-2002-289529(3-4頁，圖1)、JP-A-2002-162131(4-6頁，圖1))。根據(jù)吸收式冷熱水機(jī)，除了廢氣燃燒高溫再生器之外，還在廢氣燃燒低溫再生器或輔助再生器處，稀釋溶液等的溶液由廢氣的熱量加熱，由此產(chǎn)生冷卻介質(zhì)蒸氣和濃縮溶液，從而構(gòu)成通常被稱作一重二重利用(single double utilization)的循環(huán)。
同時(shí)，甚至對(duì)于排出雙模式的廢熱，諸如由廢氣回收的廢熱和由冷卻水回收的熱量，如在氣體發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等的廢熱中，提出了利用這些模式的廢熱的吸收型制冷機(jī)(例如，參見JP-A-2000-46435(3-7頁，圖1、2)、JP-A-2001-183028(第6頁、圖2))。JP-A-2000-46435公開了利用廢熱作為高溫再生器熱源并由稀釋溶液回收由冷卻水回收的熱量作為顯熱的循環(huán)。JP-A-2001-183028公開了一重二重利用的吸收型制冷機(jī)，該制冷機(jī)利用廢氣作為高溫再生器的熱源，并在低溫再生器中利用冷卻水回收的熱量。
同時(shí)，根據(jù)包括低溫再生器或輔助再生器的由來自廢熱源或回收熱量的冷卻水的廢氣構(gòu)成熱源的一重二重利用循環(huán)結(jié)構(gòu)中，當(dāng)提供給廢氣的廢熱量發(fā)生變化時(shí)，則難于保持溶液的流量和濃度的循環(huán)平衡。因此，存在溶液的濃度過于濃縮而導(dǎo)致結(jié)晶化的問題。
與此相反，JP-A-2002-162131提出構(gòu)建一種廢氣燃燒高溫再生器和輔助再生器彼此平行安裝的狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，以包括兩個(gè)獨(dú)立的廢氣燃燒再生器，二者通過加熱稀釋溶液產(chǎn)生濃縮溶液和冷卻介質(zhì)蒸氣。然而，在構(gòu)建這種結(jié)構(gòu)時(shí)，該結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，使得要進(jìn)一步安裝在濃縮溶液和稀釋溶液之間進(jìn)行熱交換的熱交換器，或者管件的數(shù)量增多。同時(shí)，JP-A-2001-183028提出安裝一個(gè)控制器，用于對(duì)保持溶液的流量、濃度等的循環(huán)平衡加以控制。然而，這種控制很復(fù)雜。由于帶來成本增加等原因，這種結(jié)構(gòu)或控制的復(fù)雜性不是優(yōu)選的。
此外，JP-A-2000-46435提出由作為顯熱的稀釋溶液回收冷卻水的熱量，冷卻水的溫度通過冷卻熱源機(jī)器而得以升高，而該熱量的回收是通過在來自熱源機(jī)器的冷卻水與出自低溫?zé)峤粨Q器并在進(jìn)入高溫?zé)峤粨Q器之前的稀釋溶液之間進(jìn)行熱交換而實(shí)現(xiàn)的。在這種情況下，冷卻水的熱量由作為顯熱的稀釋溶液回收，因此，稀釋溶液的溫度不能被升高到等于或高于冷卻水的溫度。也就是說，回收熱量的冷卻水的入口溫度與已在低溫?zé)峤粨Q器處由濃縮溶液加熱后的稀釋溶液的溫度之間的差相對(duì)小。例如，雖然稀釋溶液的低溫?zé)峤粨Q器的出口溫度大約為74℃，冷卻水的入口溫度大約為90℃，因此，稀釋溶液的溫度只能從大約74℃最多升高到大約90℃或更低。因此，甚至在由冷卻水提供的熱量足夠時(shí)，對(duì)于能夠從冷卻水回收到稀釋溶液中的熱量也存在一個(gè)限度，因此難于提高利用來自廢熱源的廢熱的效率。因此，JP-A-2000-46435也提出一重二重利用循環(huán)，用來將溫度經(jīng)冷卻排放機(jī)器而得以升高的冷卻水導(dǎo)引到低溫再生器，而在此情況下，如上所述，帶來構(gòu)造或控制的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提高吸收式冷熱水機(jī)利用廢熱的效率，同時(shí)限制結(jié)構(gòu)或控制的復(fù)雜性。
本發(fā)明的吸收式冷熱水機(jī)包括其中流動(dòng)廢氣的廢氣流動(dòng)路徑；設(shè)置在廢氣流動(dòng)路徑上從而由廢氣加熱的廢氣燃燒再生器；將冷卻介質(zhì)的第一溶液提供到廢氣燃燒再生器的冷卻介質(zhì)溶液通道，其中該第一溶液由吸收器收集；以及廢氣熱量收集器，其設(shè)置在冷卻介質(zhì)溶液通道上，用于在第一溶液和廢氣之間進(jìn)行熱交換。
此外，本發(fā)明還可以包括低溫?zé)峤粨Q器，其設(shè)置在冷卻介質(zhì)溶液通道相對(duì)于第一溶液在其中流動(dòng)的上游側(cè)，用于在第一溶液和冷卻介質(zhì)的第二溶液之間進(jìn)行熱交換；以及高溫?zé)峤粨Q器，其設(shè)置在冷卻介質(zhì)溶液通道相對(duì)于其中的第一溶液的流動(dòng)的下游側(cè)，用于在第一溶液和冷卻介質(zhì)的第三溶液之間進(jìn)行熱交換；其中，廢氣熱量收集器設(shè)置在低溫?zé)峤粨Q器和高溫?zé)峤粨Q器之間的冷卻介質(zhì)溶液通道上。
當(dāng)構(gòu)建這種結(jié)構(gòu)時(shí)，在廢氣和冷卻介質(zhì)的第一溶液之間進(jìn)行熱交換，并因此，廢氣保持相對(duì)高的溫度，即使在使廢氣流向廢氣燃燒再生器之后，并因此，廢氣和從低溫?zé)峤粨Q器出來的第一溶液之間的溫度差相對(duì)大。因此，甚至在熱量為顯熱的情況下，也可以增大能夠由第一溶液從廢氣中回收的熱量，并且可以提高利用廢熱源產(chǎn)生的廢熱的效率。同時(shí)，在廢熱的流動(dòng)路徑處只設(shè)置了用于由顯熱在廢熱和第一溶液之間進(jìn)行熱交換的熱交換器，不需要對(duì)維持溶液的流量、濃度等的循環(huán)平衡進(jìn)行控制。因此，可以限制結(jié)構(gòu)和控制的復(fù)雜性的增加。因此，可以提高利用廢熱的效率，同時(shí)限制結(jié)構(gòu)和控制的復(fù)雜性。
此外，當(dāng)構(gòu)建其中廢氣燃燒再生器和廢氣熱量收集器形成為一個(gè)整體單元的結(jié)構(gòu)時(shí)，可以進(jìn)一步限制該結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。
此外，構(gòu)建了如下結(jié)構(gòu)，即其中形成在廢氣熱量收集器內(nèi)側(cè)的用于使第一溶液流動(dòng)的冷卻介質(zhì)溶液流動(dòng)路徑的入口設(shè)置在用于使廢氣流動(dòng)的廢氣流動(dòng)路徑中的相對(duì)于廢氣流動(dòng)的下游側(cè)，而冷卻介質(zhì)溶液流動(dòng)路徑的出口設(shè)置在廢氣流動(dòng)路徑中的相對(duì)于廢氣流動(dòng)的上游側(cè)。當(dāng)構(gòu)建這種結(jié)構(gòu)時(shí)，可以提高廢氣熱量收集器的熱量回收率，并且可以進(jìn)一步提高利用廢熱的效率。
此外，構(gòu)建了如下的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括多個(gè)直管形狀的熱傳導(dǎo)管，該熱傳導(dǎo)管布置有冷卻介質(zhì)溶液流動(dòng)路徑，用來使廢氣熱量收集器的第一溶液平行流動(dòng)，并且熱傳導(dǎo)管在橫向上布置。當(dāng)構(gòu)建這種結(jié)構(gòu)時(shí)，可以簡化用于由顯熱回收熱量的廢氣熱量收集器的結(jié)構(gòu)，并且，可以降低成本。
此外，構(gòu)建了這樣一種結(jié)構(gòu)，其中，一體形成有廢氣燃燒再生器和廢氣熱量收集器的第二單元安裝在一體形成有低溫再生器、冷凝器、吸收器和蒸發(fā)器的第一單元之上。當(dāng)構(gòu)建這種結(jié)構(gòu)時(shí)，第一單元難于接收到由具有廢氣燃燒再生器和廢氣熱量收集器的第二單元所產(chǎn)生的熱量，從而可以降低故障因數(shù)。


圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明而構(gòu)造的吸收式冷熱水機(jī)的第一實(shí)施例的大略結(jié)構(gòu)的視圖；圖2是示出第一實(shí)施例的改進(jìn)示例的視圖；圖3是示出應(yīng)用本發(fā)明而構(gòu)造的吸收式冷熱水機(jī)的第二實(shí)施例的大略結(jié)構(gòu)的視圖；圖4A和4B示出安裝在第二實(shí)施例的吸收式冷卻器-加入誒處的包括廢氣燃燒再生器和廢氣熱量收集器的單元的大略結(jié)構(gòu)的剖面圖，其中圖4A是平面圖，而圖4B是前視圖；圖5是示出應(yīng)用本發(fā)明而構(gòu)造的吸收式冷熱水機(jī)的第二實(shí)施例的輪廓的透視圖；圖6是示出作為第二實(shí)施例的改進(jìn)示例的串行流動(dòng)型(series flow type)吸收式冷熱水機(jī)的視圖；以及圖7是示出作為第二實(shí)施例的改進(jìn)示例的并行流動(dòng)型(parallel flowtype)吸收式冷熱水機(jī)的視圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)下面將參照?qǐng)D1給出對(duì)應(yīng)用本發(fā)明而構(gòu)造的吸收式冷熱水機(jī)的第一實(shí)施例的解釋。圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明而構(gòu)造的吸收式冷熱水機(jī)的大略結(jié)構(gòu)的視圖。
如圖1所示，本實(shí)施例的冷熱水機(jī)由廢氣燃燒再生器1、低溫再生器3、冷凝器5、蒸發(fā)器7、吸收器9等構(gòu)成。廢氣燃燒再生器1用于在所供給的冷卻介質(zhì)的稀釋溶液(本發(fā)明的第一溶液)和來自通過燃燒產(chǎn)生廢氣的外部機(jī)器的廢氣進(jìn)行熱交換，從而通過由提供給廢氣的熱量加熱稀釋溶液而產(chǎn)生冷卻介質(zhì)蒸氣和濃縮溶液(本發(fā)明的第二和第三溶液)。這種廢氣燃燒再生器1安裝在包括低溫再生器3、冷凝器5、蒸發(fā)器7和吸收器9等的單元11的下側(cè)或側(cè)向。
廢氣燃燒再生器1與引入導(dǎo)管13連接，其中，該引入導(dǎo)管13構(gòu)成用于將來自通過燃燒產(chǎn)生廢氣的外部機(jī)器等的廢氣導(dǎo)引到廢氣燃燒再生器1內(nèi)側(cè)的廢氣流動(dòng)路徑和排放導(dǎo)管15的流動(dòng)路徑，其中排放導(dǎo)管15構(gòu)成用于排出來自廢氣燃燒再生器1內(nèi)側(cè)的廢氣路徑的廢氣的流動(dòng)路徑。引入導(dǎo)管13和排放導(dǎo)管15由旁通導(dǎo)管17連接，該旁通導(dǎo)管17構(gòu)成從引入導(dǎo)管13分支出的旁通流動(dòng)路徑，并匯入排放導(dǎo)管15。引入導(dǎo)管13的分支部分和旁通導(dǎo)管17設(shè)置有流動(dòng)路徑切換裝置19，用于將廢氣的流動(dòng)切換到引入導(dǎo)管13和旁通導(dǎo)管17。相對(duì)于廢氣的流動(dòng)在旁通導(dǎo)管17和廢氣導(dǎo)管15的匯合部分21的上游側(cè)上的排放導(dǎo)管21的一部分上設(shè)置有切斷裝置23，該切斷裝置23包括風(fēng)門等，用于切斷在排放導(dǎo)管15內(nèi)側(cè)的廢氣的流動(dòng)。以這種方式，引入導(dǎo)管13和排放導(dǎo)管15形成廢氣流動(dòng)路徑，用于使廢氣流向廢氣燃燒再生器。
這種廢氣燃燒再生器1與稀釋溶液通道(冷卻介質(zhì)溶液通道)25連接，用于將在吸收器9處通過濃縮溶液(第三溶液)吸收冷卻介質(zhì)蒸氣而產(chǎn)生的稀釋溶液(第一溶液)導(dǎo)引向廢氣燃燒再生器1內(nèi)側(cè)的稀釋溶液的流動(dòng)路徑。來自稀釋溶液通道25的吸收器9的出口部分設(shè)置有泵27，用于輸送稀釋溶液。廢氣燃燒再生器1的上部與溶液提升通道29的一端連接，在廢氣燃燒再生器1內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的冷卻介質(zhì)蒸氣和濃縮溶液在該溶液提升通道29內(nèi)流動(dòng)，溶液通道29的另一端連接到氣-液分離器31，用于分離冷卻介質(zhì)蒸氣和濃縮溶液。
在低溫再生器3的內(nèi)側(cè)安裝有熱交換流動(dòng)路徑3a，該熱交換流動(dòng)路徑3a與氣-液分離器31內(nèi)側(cè)相連通，用于使在氣-液分離器31內(nèi)側(cè)分離的冷卻介質(zhì)蒸氣流動(dòng)。熱交換流動(dòng)路徑3a與冷卻介質(zhì)蒸氣通道33相連接，用于將在由低溫再生器3加熱的熱交換流動(dòng)路徑3a的內(nèi)側(cè)流動(dòng)的冷卻介質(zhì)蒸氣導(dǎo)引到冷凝器5。此外，低溫再生器3與中度濃度溶液通道35的另一端相連接，該通道的一端連接到氣-液分離器31的底部。此外，低溫再生器3與濃縮溶液通道37的一端相連接，用于由在熱交換流動(dòng)路徑3a內(nèi)側(cè)流動(dòng)的冷卻介質(zhì)蒸氣來加熱中度濃度溶液(第二溶液)而構(gòu)成濃縮溶液，并在此后將濃度溶液輸送到吸收器9，其中該中度濃度溶液自中度濃度溶液通道35流動(dòng)。濃縮溶液通道37的另一端連接到吸收器9。
在冷凝器5內(nèi)側(cè)設(shè)置有熱交換流動(dòng)路徑5a，該熱交換流動(dòng)路徑5a通過連接到其中流動(dòng)冷卻水的冷卻水通道39而構(gòu)成冷卻水流動(dòng)路徑的一部分。冷凝器5的底部與冷卻介質(zhì)通道41的一端相連接，在該冷卻介質(zhì)通道41內(nèi)流動(dòng)通過冷凝而液化冷卻介質(zhì)蒸氣所構(gòu)成的冷卻介質(zhì)溶液。冷卻介質(zhì)溶液通道41的另一端連接到冷卻介質(zhì)擴(kuò)散部分(未示出)上，該冷卻介質(zhì)擴(kuò)散部分設(shè)置在蒸發(fā)器7的內(nèi)側(cè)。在蒸發(fā)器7的內(nèi)側(cè)連接有熱交換流動(dòng)路徑7a，該熱交換流動(dòng)路徑7a與冷卻水通道43相連接，在該經(jīng)冷卻水通道(cooled water passage)43內(nèi)流動(dòng)在蒸發(fā)器7的內(nèi)側(cè)被冷卻或加熱并被輸送到空調(diào)器的室內(nèi)單元等中的用于室內(nèi)單元的冷卻介質(zhì)，例如水，并且該經(jīng)冷卻水通道43形成構(gòu)成用于室內(nèi)單元的冷卻介質(zhì)的水的流動(dòng)路徑的一部分，并且冷卻介質(zhì)擴(kuò)散部分(未示出)將冷卻介質(zhì)擴(kuò)散到熱交換流動(dòng)路徑7a中。
雖然圖1中未示出，吸收器9實(shí)際上與蒸發(fā)器7相連接，并構(gòu)造成在蒸發(fā)器7處產(chǎn)生的冷卻介質(zhì)蒸氣可以流入吸收器9內(nèi)。在吸收器9的內(nèi)側(cè)設(shè)置有熱交換流動(dòng)路徑9a，該熱交換流動(dòng)路徑9a與冷卻水通道(coolingwater passage)39相連接，并形成冷卻水的流動(dòng)路徑的一部分。此外，在吸收器9內(nèi)側(cè)設(shè)置有濃縮溶液擴(kuò)散部分(未示出)等，該濃縮溶液擴(kuò)散部分與濃縮溶液通道37相連接，用于將濃縮溶液擴(kuò)散到熱交換流動(dòng)路徑9a。吸收器9的底部與稀釋溶液通道25的一端相連接，用于將由濃縮溶液通過吸收在蒸發(fā)器7處產(chǎn)生的冷卻介質(zhì)蒸氣而產(chǎn)生的稀釋溶液輸送到廢氣燃燒再生器1。
中度濃度溶液通道35與從稀釋溶液通道25分支出的分支通道45匯合。此外，中度濃度溶液通道35在氣-液分離器31和該通道35與分支通道45相匯合的部分之間的那部分設(shè)置有高溫?zé)峤粨Q器47，用來在流入稀釋溶液通道25內(nèi)的稀釋溶液和流入中度濃度溶液通道35內(nèi)的中度濃度溶液(第三溶液)之間進(jìn)行熱交換。此外，高溫?zé)峤粨Q器47設(shè)置在稀釋溶液通道25中的在分支出分支通道45的那部分的相對(duì)于稀釋溶液流動(dòng)的下游側(cè)的一部分上。稀釋溶液通道25中在泵27的下游側(cè)以及分支有分支通道45的那部分的上游側(cè)的部分設(shè)置有低溫?zé)峤粨Q器49，用于在流入稀釋溶液通道25內(nèi)的稀釋溶液與流入濃縮溶液通道37內(nèi)的濃縮溶液之間進(jìn)行熱交換。此外，冷卻水通道39布置成冷卻水從吸收器9通過穿過冷凝器5向冷卻塔(未示出)循環(huán)。
雖然到此為止所解釋的結(jié)構(gòu)與如下的公知的旁通流動(dòng)型吸收式冷熱水機(jī)相同，公知的冷熱水機(jī)具有廢氣燃燒再生器，并且在該冷熱水機(jī)中，在稀釋溶液通道內(nèi)的稀釋溶液的一部分與流入中度濃度溶液通道內(nèi)的濃縮溶液通過分支通道混合，以便輸送到低溫再生器，但是本實(shí)施例的吸收式冷熱水機(jī)設(shè)置有廢氣熱量收集器51，用于通過在其中流動(dòng)廢氣的廢氣導(dǎo)管15處、在廢氣和稀釋溶液之間進(jìn)行熱交換來將廢氣的熱量回收到稀釋溶液中。
即，廢氣熱量收集器51包括其中流動(dòng)廢氣的熱交換流動(dòng)路徑51a和其中流動(dòng)稀釋溶液的熱交換流動(dòng)路徑51b。此外，廢氣熱量收集器51設(shè)置在廢氣流動(dòng)路徑的廢氣燃燒再生器1的相對(duì)于廢氣流動(dòng)的下游側(cè)，即設(shè)置在排放導(dǎo)管15上。用于將從廢氣燃燒再生器1排出的廢氣導(dǎo)引到廢氣熱量收集器51的排放導(dǎo)管15的一部分和用于從廢氣熱量收集器51排出廢氣的排放導(dǎo)管15的一部分分別連接到熱交換流動(dòng)路徑51a上，在該熱交換流動(dòng)路徑51a中，流動(dòng)廢氣熱量收集器的廢氣。稀釋溶液通道25連接到熱交換流動(dòng)路徑51b上，該熱交換流動(dòng)路徑51b是稀釋溶液路徑25在低溫?zé)峤粨Q器49和高溫?zé)峤粨Q器47之間的一部分，并且在其中流動(dòng)廢氣熱量收集器51的稀釋溶液。
下面將給出與具有本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)和特征部分的吸收式冷熱水機(jī)的廢氣熱量收集器51相關(guān)的描述。借助于吸收式冷熱水機(jī)的吸收器9由濃縮溶液吸收冷卻介質(zhì)蒸氣所產(chǎn)生的稀釋溶液通過驅(qū)動(dòng)泵27而流入稀釋溶液通道25中，首先在低溫?zé)峤粨Q器49處與低溫再生器3所產(chǎn)生的濃縮溶液進(jìn)行熱交換，由此將它的溫度升高到例如約74℃。接著，其溫度由低溫?zé)峤粨Q器49升高的稀釋溶液在廢氣熱量收集器51處與廢氣進(jìn)行熱交換，其中廢氣的熱量由廢氣燃燒再生器1回收而成為低溫。
在此，當(dāng)產(chǎn)生廢氣的外部機(jī)器例如是大型燃?xì)廨啓C(jī)等時(shí)，廢氣的溫度成為大約250℃到300℃。此外，在大約200℃到300℃的廢氣溫度通過在廢氣燃燒再生器1內(nèi)側(cè)與稀釋溶液進(jìn)行熱交換而由加熱稀釋溶液降低到大約170℃到180℃。在大約170℃到180℃溫度的廢氣流入廢氣熱量收集器51。因此，在廢氣熱量收集器51，通過顯熱在例如約170℃到180℃溫度的廢氣和大約74℃的稀釋溶液之間進(jìn)行熱交換，并且稀釋溶液的溫度升高到大約120℃。同時(shí)，廢氣的溫度廢氣熱量收集器51處降低到110℃到120℃，且廢氣通過排放導(dǎo)管15排出到外側(cè)。
最終，在廢氣熱量收集器51處溫度升高到例如大約120℃的稀釋溶液與廢氣燃燒加熱器1產(chǎn)生的濃縮溶液在高溫?zé)峤粨Q器47處進(jìn)行熱交換，稀釋溶液的溫度升高到140℃或更高，并且稀釋溶液被輸送到廢氣燃燒再生器1。在廢氣燃燒再生器1處，其溫度升高到140℃或更高的稀釋溶液由從廢氣輸入的熱量加熱，在稀釋溶液中的冷卻介質(zhì)沸騰并蒸發(fā)，由此產(chǎn)生冷卻介質(zhì)蒸氣和濃縮溶液。
以這種方式，根據(jù)本實(shí)施例的吸收式冷熱水機(jī)，熱交換在來自廢氣燃燒再生器1的廢氣和來自低溫?zé)峤粨Q器的稀釋溶液之間、在廢氣熱量收集器51處進(jìn)行，并且，來自廢氣燃燒再生器1的廢氣與來自低溫?zé)峤粨Q器的稀釋溶液的溫度差相當(dāng)大。因此，甚至在顯熱的情況下，可以從廢氣回收到稀釋溶液中的熱量也會(huì)增大，可以提高利用從廢氣源產(chǎn)生的廢氣的效率。同時(shí)，在改變吸收式冷熱水機(jī)的結(jié)構(gòu)過程中，排放導(dǎo)管15只設(shè)置有用于作為顯熱在廢氣和稀釋溶液之間進(jìn)行熱交換的廢氣熱量收集器51，并且只有稀釋溶液通道25延伸到連接于設(shè)置在排放導(dǎo)管15的廢氣熱量收集器51上。此外，相對(duì)于控制而言，不需要針對(duì)保持溶液的流量、濃度等的循環(huán)平衡，控制幾乎不需要改變。因此，利用廢氣的效率可以提高，同時(shí)限制了結(jié)構(gòu)或控制的復(fù)雜化。
此外，通過實(shí)現(xiàn)利用廢氣效率的提高而可以進(jìn)一步提高節(jié)能性能。除此之外，由于結(jié)構(gòu)或控制的復(fù)雜化得以限制，因此，成本的升高也得以抑制。此外，由于可以升高流入廢氣燃燒再生器1的稀釋溶液的溫度，可以改善COP或冷卻輸出。除此之外，廢氣熱量收集器51用于回收顯熱，并且不是象在再生器中那樣通過沸騰來實(shí)現(xiàn)，因此，與再生器相比，結(jié)構(gòu)可得以簡化，此外，當(dāng)使用熱傳導(dǎo)管等時(shí)，對(duì)熱傳導(dǎo)管的布置狀態(tài)沒有限制。
此外，根據(jù)本實(shí)施例，僅具有廢氣燃燒再生器1的吸收式冷熱水機(jī)是舉例性的。然而，也可以構(gòu)造如下的結(jié)構(gòu)，即除了廢氣燃燒再生器1之外，包括直接燃燒再生器，該直接燃燒再生器通過燃燒器的燃燒熱來構(gòu)成熱源，使得在廢氣的熱量不足或未提供廢氣的情況下，吸收式冷熱水機(jī)可以相應(yīng)于空調(diào)負(fù)載而工作。
例如，如圖2所示，也可以構(gòu)建如下的結(jié)構(gòu)，其中，在廢氣燃燒再生器1的相對(duì)于冷卻介質(zhì)蒸氣和溶液向氣-液分離器31的流動(dòng)的下游側(cè)提供一個(gè)與廢氣燃燒再生器1串聯(lián)的直接燃燒再生器53。在這種情況下，溶液提升通道29連接到直接燃燒再生器53上。此外，廢氣熱量收集器51設(shè)置在廢氣流動(dòng)路徑中廢氣燃燒再生器1的相對(duì)于廢氣流動(dòng)的下游側(cè)上，即、設(shè)置在排放導(dǎo)管15處。排放導(dǎo)管15的用于將廢氣燃燒再生器1排出的廢氣導(dǎo)引到廢氣熱量收集器51的部分以及排放導(dǎo)管15的用于排出來自廢氣熱量收集器51的廢氣的部分分別連接到熱交換流動(dòng)路徑51a上，在該熱交換流動(dòng)路徑中流動(dòng)廢氣熱量收集器51的廢氣。稀釋溶液通道25連接到熱交換流動(dòng)路徑51b上，該熱交換流動(dòng)路徑51b是稀釋溶液通道25在低溫?zé)峤粨Q器49和高溫?zé)峤粨Q器47之間的一部分，并且類似于第一實(shí)施例其中流動(dòng)廢氣熱量收集器51的稀釋溶液。此外，其他結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的相同，并因此其他的結(jié)構(gòu)標(biāo)識(shí)有相同的附圖標(biāo)記并省略對(duì)它的描述。
(第二實(shí)施例)下面，將參照?qǐng)D3到圖5給出對(duì)應(yīng)用本發(fā)明而構(gòu)成的吸收式冷熱水機(jī)的第二實(shí)施例的解釋。圖3是示出應(yīng)用本發(fā)明而構(gòu)成的吸收式冷熱水機(jī)的大略輪廓的視圖。圖4A和4B示出安裝到應(yīng)用本發(fā)明而構(gòu)成的包括廢氣燃燒再生器和廢氣熱量收集器的單元的大略結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖4A是平面圖，而圖4B是前視圖。圖5是示出應(yīng)用本發(fā)明而構(gòu)造的吸收式冷熱水機(jī)的輪廓的透視圖。此外，根據(jù)本實(shí)施例，與第一實(shí)施例中相同的結(jié)構(gòu)等標(biāo)識(shí)以相同的附圖標(biāo)記，并且將省略對(duì)它們的描述，將給出與第一實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)、特征部分等的解釋。
本實(shí)施例的吸收式冷熱水機(jī)與第一實(shí)施例的不同點(diǎn)在于通過一體形成廢氣燃燒再生器和廢氣熱量收集器而構(gòu)成單獨(dú)一個(gè)單元，包括廢氣燃燒再生器、廢氣熱量收集器等的這個(gè)單元安裝在包括低溫再生器、冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器等的單元之上。即，根據(jù)本實(shí)施例的吸收式冷熱水機(jī)，如圖3所示，整體利用廢氣燃燒再生器55和廢氣熱量收集器57的第二單元59安裝在包括低溫再生器3、冷凝器5、蒸發(fā)器7、吸收器9等的第一單元11之上。第二單元59成為將引入導(dǎo)管13連接到廢氣燃燒再生器55并將排放導(dǎo)管15連接到廢氣熱量收集器57上的狀態(tài)。
此外，本實(shí)施例提供有直接燃燒再生器61，該直接燃燒再生器61通過燃燒器的燃燒熱量構(gòu)成熱源，以便在廢氣的熱量不足或者未提供廢氣的熱量時(shí)，吸收式冷熱水機(jī)可以對(duì)應(yīng)于空調(diào)器的載荷工作。稀釋溶液通道25連接到第二單元59的廢氣燃燒再生器55上。用于將廢氣燃燒再生器55內(nèi)側(cè)的溶液導(dǎo)引到直接燃燒再生器61的溶液通道63設(shè)置在廢氣燃燒再生器55和直接燃燒再生器61之間。此外，用于將在廢氣燃燒再生器55內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的冷卻介質(zhì)蒸氣導(dǎo)引到氣-液分離器31中的冷卻介質(zhì)蒸氣通道65設(shè)置在廢氣燃燒再生器55和氣-液分離器31之間。
在此將對(duì)整體利用廢氣燃燒再生器55和廢氣熱量收集器57的第二單元59的結(jié)構(gòu)給出解釋。如圖4A和4B所示，第二單元59由具有中空內(nèi)部機(jī)殼59a、設(shè)置在機(jī)殼59a兩端的連接部分59b和59c、分別形成為水套形狀的構(gòu)成廢氣燃燒再生器55的上側(cè)集水管箱55a和下側(cè)集水管箱55b、構(gòu)成廢氣燃燒再生器55的熱傳導(dǎo)管55c、構(gòu)成廢氣熱量收集器57的熱傳導(dǎo)管57a等構(gòu)成。機(jī)殼59a如下構(gòu)成，即在一個(gè)方向上水平延伸的平行六面體的兩個(gè)端部處，通過漸縮形狀的各部分提供連接部分59b、59c，而該漸縮形狀部分在兩個(gè)側(cè)面之間的寬度朝向所述兩個(gè)端部的末端逐漸減小。機(jī)殼59a內(nèi)側(cè)的空間構(gòu)成自連接部分59b、59c中的任一個(gè)流入并從它們中的另一個(gè)流出的廢氣的流動(dòng)路徑59d。此外，第二單元59通過由機(jī)殼59a的具有較寬寬度的表面構(gòu)成上表面和下表面并由具有較窄寬度的表面構(gòu)成兩個(gè)側(cè)表面而安裝。
廢氣燃燒再生器55形成在連接部分59b一側(cè)上大約機(jī)殼59a的一半部分處。上側(cè)集水管箱55a和下側(cè)集水管箱55b分別在機(jī)殼59a部分的上表面?zhèn)群拖卤砻鎮(zhèn)壬闲纬蔀樗仔螤睢Ｉ蟼?cè)集水管箱55a和下側(cè)集水管箱55b在機(jī)殼59a的上表面和下表面之間平行設(shè)置，并通過在機(jī)殼59a內(nèi)側(cè)流動(dòng)路徑59d處沿上、下方向插入的多根熱傳導(dǎo)管55c彼此連通。熱傳導(dǎo)管55c是直管形狀的所謂的翅片管型熱傳導(dǎo)管，該直管在其外表面設(shè)置有圓盤形狀的熱傳導(dǎo)翅片55d。
廢氣熱量收集器57形成在連接部分59c一側(cè)上、機(jī)殼59a的大約一半部分處。在機(jī)殼59a內(nèi)側(cè)處沿流動(dòng)路徑59d的橫向插入的多根熱傳導(dǎo)管57a在機(jī)殼59a部分的彼此相對(duì)的側(cè)表面之間平行布置。熱傳導(dǎo)管57a的端部從機(jī)殼59a的彼此相對(duì)的側(cè)表面突出到外側(cè)，并且，鄰近的熱傳導(dǎo)管57a的端部由形成半圓弧形狀的連管57b連接，除了與稀釋溶液通道25相連接的熱傳導(dǎo)管57a的端部外，由此形成蜿蜒的稀釋溶液的流動(dòng)路徑。熱傳導(dǎo)管57a也是直管形狀的所謂的翅片管型熱傳導(dǎo)管，在該直管的表面處設(shè)置有多個(gè)圓盤形狀的熱傳導(dǎo)翅片57c。
連接部分59b、59c的端部分別形成有法蘭形狀的法蘭部分59e、59f，而排放管道15由法蘭部分59e、59f連接。根據(jù)本實(shí)施例，廢氣燃燒再生器55設(shè)置在相對(duì)于廢氣流動(dòng)的上游側(cè)，而廢氣熱量收集器57設(shè)置在下游側(cè)，因此，在廢氣燃燒再生器55一側(cè)上的連接部分59b與引入導(dǎo)管13連接，而在廢氣熱量收集器57一側(cè)上的連接部分59c與排放導(dǎo)管15相連接。
當(dāng)以這種方式第二單元59與上游側(cè)上的廢氣燃燒再生器55相連接并且與下游側(cè)上的廢氣熱量收集器57相連接時(shí)，設(shè)置在相對(duì)于廢氣燃燒再生器55的下側(cè)集水管箱55b的機(jī)殼29a內(nèi)側(cè)的廢氣流動(dòng)的下游側(cè)上的連接部分(未示出)與稀釋溶液通道25的一端相連接，而設(shè)置在下側(cè)集水管箱55b的上游側(cè)上的連接部分(未示出)與溶液通道63的一端相連接。此外，設(shè)置在相對(duì)于廢氣熱量收集器57的機(jī)殼59a內(nèi)側(cè)的廢氣流動(dòng)的下游側(cè)上的熱傳導(dǎo)管57a的連接端部與來自低溫?zé)峤粨Q器49的稀釋溶液通道25相連接，而設(shè)置在上游側(cè)的熱傳導(dǎo)管57a的連接端部與通向高溫?zé)峤粨Q器47的稀釋溶液通道25相連接。此外，廢氣燃燒再生器55的上側(cè)集水管箱55a與用于將上側(cè)集水管箱55a內(nèi)側(cè)的冷卻介質(zhì)蒸氣導(dǎo)引到氣-液分離器31的冷卻介質(zhì)蒸氣通道65相連接。
通過以這種方式連接相應(yīng)的通道25、63等，在廢氣燃燒再生器55處，稀釋溶液相對(duì)于在機(jī)殼59a內(nèi)側(cè)的廢氣流動(dòng)從下游側(cè)被輸送到下側(cè)集水管箱55b，而濃縮溶液從上側(cè)輸出到下側(cè)集水管箱55b。此外，在廢氣熱量收集器57處，稀釋溶液被輸送到相對(duì)于機(jī)殼59a內(nèi)側(cè)廢氣的流動(dòng)設(shè)置在下游側(cè)上的熱傳導(dǎo)管57a，而稀釋溶液從設(shè)置在上游側(cè)的熱傳導(dǎo)管57a輸出。即，在廢氣熱量收集器57處，稀釋溶液在由熱傳導(dǎo)管57a和連管57b形成的稀釋溶液流動(dòng)路徑中從相對(duì)于機(jī)殼59a內(nèi)側(cè)的廢氣流動(dòng)的下游側(cè)引入，并且稀釋溶液從上游側(cè)輸出。由此，提高了熱交換效率，并且改善了從廢氣回收熱量的比率。
根據(jù)在第一單元之上安裝第二單元59的本實(shí)施例的吸收式冷熱水機(jī)，如圖5所示，該吸收式冷熱水機(jī)的輪廓由單個(gè)四邊形柱的形狀經(jīng)由設(shè)置在下側(cè)用來覆蓋第二單元11的面板67以及覆蓋第一單元59的面板69構(gòu)成。覆蓋第二單元11的面板67和覆蓋第一單元59的面板69附連到包括桿狀鋼構(gòu)件的框架上，該鋼構(gòu)件圍繞第二單元11和第一單元59整合成四邊形柱的形狀。覆蓋第二單元11的每個(gè)面板67形成有百葉窗(louver)71，其構(gòu)成靠近上側(cè)的通氣孔。此外，雖然在圖5中未示出，第二單元59的上側(cè)安裝有頂板。
以這種方式，即使在本實(shí)施例的吸收式冷熱水機(jī)的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)與第一實(shí)施例相同的效果。此外，根據(jù)本實(shí)施例的吸收式冷熱水機(jī)，通過使廢氣流動(dòng)路徑共用而構(gòu)造了一體形成有廢氣燃燒再生器55和廢氣熱量收集器57的第二單元，因此，可以抑制由提供廢氣熱量收集器57帶來的成本升高，此外，與提供單獨(dú)一個(gè)廢氣熱量收集器的情況相比，可以使廢氣熱量收集器的尺寸減小。除此之外，在提供廢氣熱量收集器時(shí)，第二單元59安裝到廢氣流動(dòng)路徑上，而稀釋溶液通道25延伸到第二單元59的廢氣熱量收集器57的一部分處，因此，可以進(jìn)一步限制結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。
此外，由形成在用于使稀釋溶液流動(dòng)的廢氣熱量收集器處的熱傳導(dǎo)管57a和連管57b形成的稀釋溶液流動(dòng)路徑入口設(shè)置在相對(duì)于機(jī)殼59a內(nèi)側(cè)處廢氣流動(dòng)路徑59b中的廢氣的下游側(cè)，而稀釋溶液流動(dòng)路徑的出口設(shè)置在上游側(cè)。因此，在廢氣熱量收集器處的熱量回收率可以提高，并且可以進(jìn)一步提高利用廢熱的效率。
此外，提供了多個(gè)直管形狀的熱傳導(dǎo)管57a，該熱傳導(dǎo)管57a與用來使廢氣熱量收集器57的稀釋溶液流動(dòng)的稀釋溶液流動(dòng)路徑平行布置，并且該熱傳導(dǎo)管57a沿橫向布置在廢氣熱量收集器57內(nèi)側(cè)。因此，通過實(shí)現(xiàn)簡化用來由顯熱回收熱量的廢氣熱量收集器的結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步降低成本。此外，在長度、級(jí)數(shù)以及熱傳導(dǎo)管的行數(shù)方面具有自由度。因此，高度可以根據(jù)安裝空間調(diào)節(jié)，并且可以減輕對(duì)安裝地點(diǎn)的限制。此外，由于廢氣熱量收集器57部分的高度可以降低，所以可以使機(jī)器的尺寸減小。除此之外，在提供直管形狀的多個(gè)熱傳導(dǎo)管57a時(shí)，該熱傳導(dǎo)管57a與用于使廢氣熱量收集器57的稀釋溶液流動(dòng)的稀釋溶液流動(dòng)路徑平行布置，通過延長熱傳導(dǎo)管57a的長度，安裝熱傳導(dǎo)管的元件的數(shù)量可得以減少，并且可以限制成本。
此外，由于第二單元59安裝在第一單元11之上，從第二單元59的廢氣燃燒再生器55和廢氣熱量收集器57輻射的熱量排到上側(cè)或在第二單元59側(cè)向上排出。因此，從第二單元59輻射的熱量難于對(duì)第一單元11造成影響。因此，難于造成由于自第二單元59輻射的熱量的影響二第一單元11內(nèi)側(cè)溫度上升的問題，可以提高在第一單元內(nèi)側(cè)的零件的可靠性，并且可以減少故障因數(shù)。除此之外，甚至在提供第二單元59的情況下，它的安裝面積也與僅有第一單元11的情況保持不變，可以限制安裝面積的增多，并因此可以減少對(duì)安裝地點(diǎn)的約束。
此外，雖然根據(jù)本實(shí)施例，旁通流動(dòng)型吸收式冷熱水機(jī)的結(jié)構(gòu)作為示例示出，但是本發(fā)明不局限于旁通流動(dòng)型，而是可以應(yīng)用于串行流動(dòng)型和并行流動(dòng)型吸收式冷熱水機(jī)。
例如，根據(jù)串行流動(dòng)型吸收式冷熱水機(jī)，如圖6所示，雖然該機(jī)構(gòu)基本上與根據(jù)本實(shí)施例的旁通水吸收式冷熱水機(jī)的結(jié)構(gòu)相同，但是結(jié)構(gòu)不同之處在于沒有設(shè)置從稀釋溶液通道25分支出并匯合到中度濃度溶液通道35上的分支通道45。此外，安裝第二單元59的結(jié)構(gòu)和位置、將稀釋溶液通道25連接到廢氣熱量收集器57上的位置等都與本實(shí)施例中的相同。
同時(shí)，根據(jù)并行流動(dòng)型吸收式冷熱水機(jī)，如圖7所示，除了氣-液分離器31之外，還設(shè)置了從屬氣-液分離器73。此外，取代本實(shí)施例中的中度濃度通道35，用于將在氣-液分離器31出分離的濃縮溶液導(dǎo)引到從屬氣-液分離器73的第一濃縮溶液通道75設(shè)置在氣-液分離器31和從屬氣-液分離器73之間。第一濃縮溶液通道75設(shè)置有高溫?zé)峤粨Q器47。從屬氣-液分離器73與用于將由從屬氣-液分離器73進(jìn)一步分離氣體和液體而產(chǎn)生的濃縮溶液導(dǎo)引到吸收器9的第二濃縮溶液通道71的一端相連接，而第二濃縮溶液通道77的另一端連接到吸收器9上。低溫?zé)峤粨Q器49設(shè)置到第二濃縮溶液通道77上。此外，從屬氣-液分離器73與用于將由從屬氣-液分離器73進(jìn)一步分離氣體和液體而產(chǎn)生的冷卻介質(zhì)蒸氣導(dǎo)引到冷凝器5的從屬冷卻介質(zhì)蒸氣通道79的一端相連接。從屬冷卻介質(zhì)蒸氣通道79的另一端連接到冷凝器5上。
稀釋溶液通道25在低溫?zé)峤粨Q器49和廢氣熱量收集器57之間的一部分與從稀釋溶液通道25分之處的分支通道81的一端相連接。分支通道81的另一端連接到低溫再生器3上。匯入第二濃縮溶液通道77的溶液通道83設(shè)置在低溫再生器3和第二濃縮溶液通道77之間。從分支通道81流向低溫再生器3的稀釋溶液由冷卻介質(zhì)蒸氣的熱量加熱并濃縮，經(jīng)由溶液通道83流向第二濃縮溶液通道77，與來自從屬氣-液分離器73的濃縮溶液混合，并被輸送到吸收器9。其他結(jié)構(gòu)與根據(jù)本實(shí)施例的吸收式冷熱水機(jī)相同。
此外，雖然根據(jù)第一和第二實(shí)施例，水被舉例為室內(nèi)單元的冷卻介質(zhì)，但是各種介質(zhì)都可以用作室內(nèi)單元的冷卻介質(zhì)。
此外，本發(fā)明不局限于具有在此舉例的第一和第二結(jié)構(gòu)的吸收式冷熱水機(jī)和這些改進(jìn)示例，而是會(huì)應(yīng)用于具有廢氣燃燒再生器的各種結(jié)構(gòu)的吸收式冷熱水機(jī)。
廢氣不局限于從外部機(jī)器排出的廢氣。各種被加熱的流體都可以用來加熱本發(fā)明的燃燒再生器。
根據(jù)本發(fā)明，可以提高廢氣的利用效率，并同時(shí)限制結(jié)構(gòu)和控制的復(fù)雜性。
權(quán)利要求
1.一種吸收式冷熱水機(jī)，包括廢氣流動(dòng)路徑，其中流動(dòng)廢氣；廢氣燃燒再生器，其設(shè)置在所述廢氣流動(dòng)路徑上，以便由所述廢氣加熱；冷卻介質(zhì)溶液通道，其將由吸收器收集的冷卻介質(zhì)的第一溶液供給到所述廢氣燃燒再生器；以及廢氣熱量收集器，其設(shè)置在所述冷卻介質(zhì)通道上，用于在所述第一溶液和所述廢氣之間進(jìn)行熱交換。
2.如權(quán)利要求1所述的吸收式冷熱水機(jī)，還包括低溫?zé)峤粨Q器，其設(shè)置在所述冷卻介質(zhì)溶液通道的相對(duì)于其中的所述第一溶液流動(dòng)的上游側(cè)，用于在所述第一溶液和所述冷卻介質(zhì)的一第二溶液之間進(jìn)行熱交換；以及高溫?zé)峤粨Q器，其設(shè)置在所述稀釋溶液通道的相對(duì)于其中的所述第一溶液的所述流動(dòng)的下游側(cè)，用于在所述第一溶液和所述冷卻介質(zhì)的一第三溶液之間進(jìn)行熱交換；其中，所述廢氣熱量收集器設(shè)置在低溫?zé)峤粨Q器和高溫?zé)峤粨Q器之間的所述冷卻介質(zhì)溶液通道上。
3.如權(quán)利要求1所述的吸收式冷熱水機(jī)，其中，所述廢氣燃燒再生器和所述廢氣熱量收集器集成為單獨(dú)一個(gè)單元。
4.如權(quán)利要求1所述的吸收式冷熱水機(jī)，其中，第一單元一體地形成有第二再生器、冷凝器、吸收器和蒸發(fā)器；并且一體地形成有廢氣燃燒再生器和廢氣熱量收集器的第二單元安裝在所述第一單元上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種吸收式冷熱水機(jī)，其包括廢氣流動(dòng)路徑，其中流動(dòng)廢氣；廢氣燃燒再生器，其設(shè)置在所述廢氣流動(dòng)路徑上，以便由所述廢氣加熱；冷卻介質(zhì)溶液通道，其將由吸收器收集的冷卻介質(zhì)的第一溶液供給到所述廢氣燃燒再生器；以及廢氣熱量收集器，其設(shè)置在所述冷卻介質(zhì)通道上，用于在所述第一溶液和所述廢氣之間進(jìn)行熱交換。
文檔編號(hào)F25B15/00GK1519520SQ20041000390
公開日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2004年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月7日
發(fā)明者杉山隆英, 石田和秀, 児玉充, 田島光明, 明, 秀 申請(qǐng)人:矢崎總業(yè)株式會(huì)社