專利名稱：吸收式熱泵及干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的制作方法
一般地本發(fā)明涉及吸收式熱泵，而具體地涉及用作干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的熱源的吸收式熱泵和基于該熱泵裝置的空調(diào)設(shè)備。
干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備眾所周知，例如在美國專利No2，700，537中。該系統(tǒng)公開了一種干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備，它要求在100-150℃溫度范圍的熱源用以再生干燥劑(吸濕劑)，并且主要利用諸如電熱器和沸騰器這樣的熱源。近幾年，已開發(fā)出能在60-80℃范圍的低溫下再生的干燥劑，使得能使用在低溫工作的熱源。圖8是這樣改進(jìn)后的干燥劑輔助設(shè)備的典型例子的示意性描述圖，圖9是表示該示例設(shè)備工作的空氣濕度圖。圖8中，參考數(shù)字101指調(diào)節(jié)空間；102指壓縮機(jī)；103指干燥劑盤；104指顯熱交換器；105指增濕器；106指增濕器的供水管；107-111指經(jīng)調(diào)節(jié)的氣流的氣管；1030指再生空氣的壓縮機(jī)；120指熱水和再生空氣的熱交換器(熱水熱交換器)；121指顯熱交器；122，123指熱水管；以及124-129指再生空氣的氣管。圖8中，劃圈的字母k～v表示正在處理與圖9中所示各自位置相對應(yīng)的空氣媒質(zhì)的熱動力狀態(tài)。SA表示供氣，RA表示返回空氣，OA表示外部空氣和Ex表示排出空氣。
下面將解釋這樣的設(shè)備的工作。圖8中，來自室101的將要調(diào)節(jié)的環(huán)境空氣(處理空氣)通過通道107引入壓縮機(jī)102去被加壓，并通過通道108送到干燥劑盤103。在干燥劑盤103中，通過從環(huán)境空氣中去除水分到干燥劑盤103中的吸濕劑上來降低環(huán)境空氣的濕度比。在吸附過程中，吸附的熱釋放到處理空氣中，提高它的溫度。具有更高溫度和更低濕度的處理空氣通過通道109送到顯熱交換器104，并通過與外部空氣(再生空氣)進(jìn)行熱交換被冷卻。經(jīng)冷卻的空氣通過通道110送到增濕器105，以利用象水噴淋器和蒸發(fā)增濕器這樣的裝置按等焓處理被冷卻，并通過通道101返回到調(diào)節(jié)室101。
干燥劑材料在這一過程中吸收水分，因而它必須再生。在本例中，按如下進(jìn)行。外部空氣(再生空氣)OA通過通道124引入壓縮機(jī)130去被加壓，并送到顯熱交換器104，冷卻處理空氣并在此過程中提高它本身的溫度。熱空氣OA通過通道125流入下一個顯熱交換器121，并通過與再生后剩下的高溫再生空氣進(jìn)行熱交換來提高它的溫度。來自熱交換器121的再生空氣通過通道126流入熱水熱交換器120，這樣它的溫度升高到60-80℃范圍，而它的相對濕度降低了。降低濕度的再生空氣通過干燥劑盤103，以從干燥劑盤中去掉水分。來自干燥劑盤103的剩余空氣流過通道128，進(jìn)入顯熱交換器121中，以在再生之前預(yù)熱再生空氣，并流過通道129被最終排出。
上述過程可參照圖9所示的空氣濕度圖來解釋。將被空調(diào)的在室101中的環(huán)境空氣(用于處理的空氣狀態(tài)k)通過通道107引入壓縮機(jī)102去被加壓，并流過通道108到達(dá)干燥劑盤103，這樣它的濕度比將通過失去水分到干燥劑盤中的吸濕劑而降低，同時它的溫度由于吸熱而升高(狀態(tài)L)。更低濕度和更高溫度的空氣流過通道109到達(dá)顯熱交換器104，并通過與再生空氣進(jìn)行熱交換被冷卻(狀態(tài)M)。冷卻后的空氣流過通道110到達(dá)增濕器105，這樣它的溫度利用水噴淋器或蒸發(fā)增濕器按等焓方式被降低(狀態(tài)p)，并通過通道111返回到調(diào)節(jié)空間101。
如上述解釋，在返回空氣(k)和供應(yīng)空氣(p)之間產(chǎn)生焓差ΔQ，該供應(yīng)空氣負(fù)責(zé)冷卻調(diào)節(jié)空間101。干燥劑按如下再生。外部空氣(OA狀態(tài)Q)通過通道124導(dǎo)入壓縮機(jī)130，并被加壓，送到顯熱交換機(jī)104，冷卻處理空氣并提高它自己的溫度(狀態(tài)R)，流入通道125及下一個顯熱交換器121，與剩下的高溫空氣交換熱，這樣它自身的溫度升高(狀態(tài)S)。來自顯熱交換器121的再生空氣流過通道126，到達(dá)熱水熱交器120，并由熱水加熱到60～80℃之間的溫度，由此它的相對濕度降低(狀態(tài)T)。具有降低濕度的再生空氣流過干燥劑盤103，由此失掉它的水分(狀態(tài)U)。來自干燥劑盤103的剩余的輸出空氣流過通道128，到達(dá)顯熱交換器121，以在再生處理之前預(yù)熱再生空氣，并降低它自己的溫度(狀態(tài)V)并流入通道129，以作為廢氣被排出。
上述干燥劑的再生過程和環(huán)境空氣的減濕過程重復(fù)進(jìn)行以提供干燥劑輔助空調(diào)過程。通過將由圖9所示的焓差ΔQ(冷卻效應(yīng)的量度)除以回收熱ΔH所得的性能系數(shù)值(cop) (即cop＝ΔQ/ΔH)來給出這種設(shè)備的調(diào)節(jié)能量效率。然而，在傳統(tǒng)的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備中，盡管可用來加熱再生空氣的熱水的溫度與以前的設(shè)備相比已經(jīng)降低，但是傳統(tǒng)干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的cop值仍低于基于其他熱驅(qū)動制冷裝置(例如，雙效應(yīng)吸收式冷卻器)對環(huán)境空氣進(jìn)行冷卻和減濕的空調(diào)設(shè)備的cop值。原因在于通過使用如沸騰器的高溫?zé)嵩?，干燥劑材料的再生已被進(jìn)行，并且設(shè)備仍在低于100℃的溫度下工作，其中一個單位燃料的高質(zhì)能量(excorgy)被變換到少于一個單位。
按照本發(fā)明的第一實施例，一種干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備包括用來流動處理空氣以通過干燥劑來減濕并傳送到調(diào)節(jié)空間的處理空氣通道；用來流動再生空氣以從干燥劑中去掉水分的再生空氣通道；用來提供用于處理空氣的冷卻裝置和用于再生空氣的加熱裝置的吸收式熱泵裝置；吸收式熱泵裝置包括具有第一蒸發(fā)器、第一吸收器、第一發(fā)生器及第一冷凝器的第一循環(huán)單元，用來提供在第一工作壓力下工作的吸收式制冷循環(huán)；具有第二蒸發(fā)器、第二吸收器、第二發(fā)生器及第二冷凝器的第二循環(huán)單元，用來提供在低于第一工作壓力的第二工作壓力下工作的吸收式制冷循環(huán)；及在第一循環(huán)單元中的第一蒸發(fā)器與在第二循環(huán)單元中的第二吸收器之間的熱交換器，用來在第一蒸發(fā)器和第二吸收器之間進(jìn)行熱轉(zhuǎn)換；其中來自第一循環(huán)單元和第二循環(huán)單元的凝結(jié)熱與來自第一循環(huán)單元的吸收熱在加熱裝置再生干燥劑時被一起使用，而第二循環(huán)單元中的蒸發(fā)熱在冷卻裝置在傳送到調(diào)節(jié)空間之前冷卻處理空氣時被使用。
按照上面提出的空調(diào)設(shè)備的第一方面，熱泵裝置(包括制冷裝置)與干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備相組合，以達(dá)到高水平的能量保存和系統(tǒng)性能。與輸入到系統(tǒng)的外部熱相應(yīng)的熱量加上輸入到第二循環(huán)單元的蒸發(fā)熱之和通過利用第一和第二循環(huán)單元產(chǎn)生的凝結(jié)熱及第二循環(huán)單元產(chǎn)生的吸收熱被回收。此熱量和被用來產(chǎn)生用于再生干燥劑材料的60～80℃熱水。而且，第二循環(huán)單元的第二蒸發(fā)器所要求的蒸發(fā)熱由冷卻水來提供，以便產(chǎn)生大約15℃的冷卻水作為冷卻源來冷卻該系統(tǒng)的空調(diào)部分中的處理空氣。所提出的該裝置結(jié)構(gòu)不僅在保存干燥劑再生所要求的初始能量方面是高效的，而且也提高了空調(diào)設(shè)備的冷卻效率。采用可由熱泵裝置使用的所有熱源對于干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備均取得高水平的能量保存和性能。
根據(jù)另一方面，干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備包括用來流動作業(yè)以通過干燥劑來減濕并將其傳送到一調(diào)節(jié)空間的處理空氣通道；和用來流動再生空氣以從所述干燥劑中去掉水分的再生空氣通道；和用來利用加熱裝置提供用于處理空氣的冷卻熱源和利用冷卻裝置提供用于所述再生空氣的加熱熱源的吸收式熱泵裝置；所述吸收式熱泵裝置包括一個低壓蒸發(fā)器，和一個在比所述低壓蒸發(fā)器更高的工作壓力下工作的高壓蒸發(fā)器；一個低壓吸收器，和一個在比所述低壓吸收器更高的工作壓力下工作的高壓吸收器；一個發(fā)生器；一個冷凝器；及用來通過傳導(dǎo)來自所述低壓吸收器的吸收熱到所述高壓蒸發(fā)器以提供熱量給所述高壓蒸發(fā)器的熱交換裝置；其中在所述低壓蒸發(fā)器中蒸發(fā)的制冷劑在所述低壓吸收器中被吸收，而在所述高壓蒸發(fā)器中蒸發(fā)的制冷劑在所述高壓吸收器中被吸收，所述加熱裝置與一加熱通道連通，用來同所述高壓吸收器和所述冷凝器進(jìn)行熱交換，而所述冷卻裝置被提供一冷卻通道，用于同所述低壓蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換。
根據(jù)第二方面，通過熱量和的回收獲得了與第一實施例同樣水平的能量保存，該熱量和就是以第一和第二循環(huán)單元的冷凝熱形式和第二循環(huán)單元的高壓吸收器中的吸收熱形式，由輸入系統(tǒng)的總熱量加上第二循環(huán)單元的低壓蒸發(fā)器中的蒸發(fā)熱。該熱量之和用來為干燥劑再生產(chǎn)生80-100℃高溫范圍的熱水。如同在第一實施例中，使用低壓蒸發(fā)器所要求的蒸發(fā)熱，這樣產(chǎn)生大約10℃的冷卻水用于冷卻該系統(tǒng)的空調(diào)部分中的處理空氣。本實施例中的熱泵裝置的結(jié)構(gòu)提供了一個優(yōu)點，即溶液濃度能按所選壓力進(jìn)行調(diào)整，以便產(chǎn)生更高溫的熱水和更低溫的冷水。在低壓吸收器中得到更高濃度的溶液，結(jié)果提高了吸收溫度并且也提高了高壓蒸發(fā)器的工作溫度，導(dǎo)致高壓吸收器中的吸收溫度被抬升。整個結(jié)果就是，對于輸入干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的等量熱，獲得了更好的能量保存，從而在熱水中能產(chǎn)生更高的溫度。
因此，可以證明本發(fā)明的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備同基于雙效應(yīng)吸收式冷卻器的傳統(tǒng)空調(diào)設(shè)備相比，有意義地減少了驅(qū)動整個系統(tǒng)的加熱能量耗費，并且始終如一地得到了更高的性能系數(shù)值。


圖1是將熱泵裝置部分同使用干燥劑的空調(diào)部分組合的本發(fā)明的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的第一實施例的示意性描述圖。
圖2是表示第一實施例的熱泵裝置的工作循環(huán)的杜林線(Duhring)圖。
圖3是表示第一實施例中干燥劑輔助空調(diào)循環(huán)的空氣濕度圖。
圖4是本發(fā)明的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的第二實施例的示意性描述圖。
圖5是表示第二實施例的熱泵裝置的工作循環(huán)的杜林線圖。
圖6是本發(fā)明的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的第三實施例的示意性描述圖。
圖7是表示第三實施例的熱泵裝置的工作循環(huán)的杜林線圖。
圖8是傳統(tǒng)的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的示意性描述圖。
圖9是圖8所示的傳統(tǒng)干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的空氣濕度圖。
下面將參照圖1至圖3解釋優(yōu)選實施例的第一實施例。圖1是本發(fā)明的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)的示意性描述圖。該設(shè)備的熱泵裝置包括用于提供吸收式制冷循環(huán)的第一循環(huán)單元，它包括第一蒸發(fā)器3、第一吸收器1、第一發(fā)生器2、第一冷凝器4及在去往和來自第一吸收器1的溶液通道與第一發(fā)生器2之間的熱交換器5，以及第二循環(huán)單元包括第二蒸發(fā)器13、第二吸收器11、第二發(fā)生器12、第二冷凝器14、在去往和來自第二吸收器11與第二發(fā)生器12之間的熱交換器15。第二循環(huán)單元的第二吸收器11在比第一循環(huán)單元的第一吸收器1更低的壓力下工作。在第一循環(huán)單元的第一蒸發(fā)器3和第二循環(huán)的第二吸收器11之間提供熱傳導(dǎo)管形式的熱交換器21。熱傳導(dǎo)通道51、52、53和54用來流動例如熱水或冷水這樣的熱導(dǎo)媒質(zhì)，以便提取在第一和第二循環(huán)單元中產(chǎn)生的凝結(jié)熱及在第一循環(huán)單元產(chǎn)生的吸收熱作為該設(shè)備的空調(diào)部分的熱源。熱傳導(dǎo)媒質(zhì)通過通道51、52、53和54從第一吸收器1的熱傳導(dǎo)管30流到第二冷凝器14的熱傳導(dǎo)管31，然后到第一冷凝器4的熱傳導(dǎo)管32，由此進(jìn)行熱交換。圖1表示，吸收式熱泵裝置的熱水管和冷水管，也就是熱傳導(dǎo)通道51、52、53和54分別通過熱水泵150和冷水泵160與干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備相連接。
圖1所示的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的空調(diào)部分構(gòu)成如下調(diào)節(jié)空間101通過通道107與壓縮機(jī)102的入口相連通；壓縮機(jī)102的出口通過通道108與干燥劑盤103連通；來自干燥劑盤103的處理空氣的出口通過通道109與再生空氣的顯熱交換器104連通；來自熱交換器104的處理空氣的出口通過通道110與冷水熱交換器115連通；來自冷水熱交換器115的處理空氣出口通過通道119增濕器105連通；以及來自增濕器105的處理空氣的出口通過通道111與調(diào)節(jié)空間101連通；從而完成處理空氣的處理循環(huán)。
同時，再生空氣的處理流程如下通過通道124與壓縮機(jī)130的入口相連接導(dǎo)入外部空氣；壓縮機(jī)130的出口與可與處理空氣進(jìn)行熱交換的顯熱交換器104連通；來自顯熱交換器104的再生空氣的出口通過通道125與另一熱交換器121的低溫端入口連通；顯熱交換器121的低溫端的出口通過通道126與熱水熱交換器120連通；熱水熱交換器120的再生空氣的出口通過通道127與來自干燥劑盤103的再生空氣的入口連通，干燥劑盤103的再生空氣的出口通過通道128與顯熱交換器121的高溫端的入口連接；顯熱交換器121的高溫端的出口通過通道129與外部空間連通，由此導(dǎo)入外部空氣用作為再生空氣。熱水熱交換器120的熱水入口通過通道122與吸收式熱泵的熱水通道中的第一循環(huán)單元的吸收器1的出口相連通。熱水熱交換器120的熱水出口通過通道123和熱水泵150與吸收式熱泵的熱水通道中的第二循環(huán)單元的冷凝器14的入口連通。冷水熱交換器115的冷水入口通過通道117與吸收式熱泵的冷水通管中第二循環(huán)單元的蒸發(fā)器13的出口連通，而冷水熱交換器115的冷水出口通過通道118和泵160與吸收式熱泵的冷水通道中的第二循環(huán)單元的蒸發(fā)器13的入口連通。圖1中，劃圈的字母標(biāo)記k～v的字母是指與圖3中的字母標(biāo)記相對應(yīng)的空氣濕度狀態(tài)，并且SA表示供氣，RA表示返回空氣，OA表示外部空氣，及Ex表示排出空氣。
下面將解釋這樣結(jié)構(gòu)的吸收式熱泵裝置的工作循環(huán)。第一循環(huán)單元中的溶液在發(fā)生器2中通過熱傳導(dǎo)管34用熱媒質(zhì)來加熱來產(chǎn)生制冷劑蒸氣，此熱媒質(zhì)用外部熱源(未示出)來加熱，并通過通道61提供，在變得濃縮之后，該蒸氣通過第一熱交換器5傳遞給第一吸收器1。在第一吸收器1中，溶液吸收在第一蒸發(fā)器3里蒸發(fā)的制冷劑蒸氣，并在被稀釋后，由泵6的抽吸作用再通過第一熱交換器5返回到第一發(fā)生器2。在第一吸收器1中，通過象熱水這樣的熱傳導(dǎo)管30中的熱傳導(dǎo)媒質(zhì)進(jìn)行熱交換來利用此過程中產(chǎn)生的吸收熱。第一蒸氣發(fā)生器2中產(chǎn)生的制冷蒸氣進(jìn)入第一冷凝器4中被凝結(jié)。在第一冷凝器4中，此過程中產(chǎn)生的凝結(jié)熱通過熱傳導(dǎo)管32傳導(dǎo)給熱傳導(dǎo)媒質(zhì)(熱水)。凝結(jié)的制冷劑流入第一蒸發(fā)器3中被蒸發(fā)。在第一蒸發(fā)器3中，與此過程中產(chǎn)生的蒸發(fā)熱相對應(yīng)的熱量通過來自第二循環(huán)單元的第二吸收器11的熱傳導(dǎo)管21進(jìn)行傳導(dǎo)。在第一吸收器1的熱傳導(dǎo)管21中，允許構(gòu)成數(shù)個熱傳導(dǎo)管，這樣制冷劑在第二蒸發(fā)器13中直接蒸發(fā)，不用借助于熱傳導(dǎo)媒質(zhì)，所得結(jié)果是相同的。
第二循環(huán)單元中的溶液在第二發(fā)生器12中用與第一循環(huán)單元中相同的加熱媒質(zhì)進(jìn)行加熱，并通過通道62和熱傳導(dǎo)管35來提供，用于產(chǎn)生制冷劑蒸氣，變得濃縮并通過第二熱交換器15傳遞給第二吸收器11。在第二吸收器11中，溶液吸收第二蒸發(fā)器13中蒸發(fā)的制冷劑蒸氣，在變得稀釋后，由泵16的抽吸作用再通過熱交換器15返回到第二蒸氣發(fā)生器12。在第一吸收器11中，此過程中產(chǎn)生的吸收熱通過熱傳導(dǎo)管21傳導(dǎo)給第一蒸發(fā)器3。第二蒸氣發(fā)生器12中產(chǎn)生的制冷劑蒸氣進(jìn)入第二冷凝器14中被凝結(jié)。通過熱傳導(dǎo)管31將熱傳導(dǎo)給熱傳導(dǎo)媒質(zhì)來利用第二冷凝器14中產(chǎn)生的凝結(jié)熱。由于熱傳導(dǎo)媒質(zhì)從第二吸收器11的冷凝器熱傳導(dǎo)管30流過，然后到第二冷凝器14的熱傳導(dǎo)管31，然后連續(xù)回到第一冷凝器4的吸收式熱傳導(dǎo)管32，因而第一循環(huán)單元中的溶液的吸收溫度變得低于第一和第二循環(huán)單元中的制冷劑的凝結(jié)溫度。凝結(jié)的制冷劑被傳遞給第二蒸發(fā)器13以被蒸發(fā)。在第二蒸發(fā)器13中，蒸發(fā)熱通過熱傳導(dǎo)管33傳導(dǎo)給諸如冷水的熱傳導(dǎo)媒質(zhì)。
參照圖2將解釋干燥劑輔助空調(diào)的吸收式熱泵部分的工作。圖2是表示圖1中所示的吸收式熱泵裝置的工作循環(huán)的杜林線圖。這是一般用于吸收式冷卻器中的溴化鋰-水工作流體系統(tǒng)的典型例子。此圖中所示的阿拉伯字母標(biāo)記與溶液或制冷劑的各種狀態(tài)有關(guān)，并且相應(yīng)的標(biāo)記也在圖1中示出。
第一循環(huán)單元中的溶液在第一蒸氣發(fā)生器2中由外部加熱器加熱，以產(chǎn)生制冷劑蒸氣，在變得濃縮之后(圖2中150℃)，它流入第一熱交換器5 (狀態(tài)d)以便傳送到第一吸收器1中。在第一吸收器中，溶液吸收在蒸發(fā)器3中蒸發(fā)的制冷劑，在變得稀釋之后(狀態(tài)a)，它在第一熱交換器5中再加熱(狀態(tài)b)以返回第一發(fā)生器2。在第一發(fā)生器2中產(chǎn)生的制冷劑蒸氣進(jìn)入第一冷凝器4中被凝結(jié)(狀態(tài)f)。第一冷凝器4中產(chǎn)生的凝結(jié)熱由熱轉(zhuǎn)導(dǎo)管32傳導(dǎo)給熱水，熱傳導(dǎo)管32用作為熱交換器。
凝結(jié)的制冷劑傳送到第一蒸發(fā)器3去被蒸發(fā)(狀態(tài)e)。在第一蒸發(fā)器3中，與蒸發(fā)熱相當(dāng)?shù)臒崃客ㄟ^熱傳導(dǎo)管21從第二循環(huán)單元的第二吸收器11中被傳導(dǎo)(狀態(tài)A)。第二循環(huán)單元中的溶液在第二發(fā)生器12中通過熱傳導(dǎo)管35由來自外部源提供的熱進(jìn)行加熱，以產(chǎn)生制冷劑蒸氣，在變得濃縮后(狀態(tài)C)，它流入第二熱交換器15(狀態(tài)D)以傳送到第二吸收器11。在第二吸收器11中，溶液吸收第二蒸發(fā)器13蒸發(fā)的制冷劑(狀態(tài)E)，在變得稀釋后(狀態(tài)A)，在第二熱交換器15中再被加熱(狀態(tài)B)，以便返回到第二發(fā)生器12。在第二吸收器11中，此過程中產(chǎn)生的吸收熱通過熱傳導(dǎo)管21傳導(dǎo)給第一循環(huán)單元中的第一蒸發(fā)器3(狀態(tài)e)。第二發(fā)生器12產(chǎn)生的制冷劑蒸氣進(jìn)入第二冷凝器14去被凝結(jié)(狀態(tài)F)。凝結(jié)的制冷劑(狀態(tài)F)送到第二蒸發(fā)器13去被凝結(jié)(狀態(tài)F)。凝結(jié)的制冷劑被傳送到第二蒸發(fā)器13去被蒸發(fā)(狀態(tài)E)。
上述結(jié)構(gòu)的吸收式熱泵產(chǎn)生了高水平的能量保存，并通過下面要解釋的熱的有效利用提供了高效熱性能。由外部加熱器提供到第一循環(huán)單元的第一發(fā)生器2的高溫?zé)岜挥脕頋饪s第一循環(huán)單元的制冷劑，并由此過程中產(chǎn)生的制冷劑蒸氣所擁有的熱在第一冷凝器4中被回收并從其中提取作為凝結(jié)熱。濃縮溶液在第一吸收器11中吸收第一蒸發(fā)器1蒸發(fā)的蒸氣，并且也利用吸收熱。而且，從外部源供應(yīng)給第二循環(huán)單元中的第二氣發(fā)生器12的高溫輸入熱被用來濃縮第二循環(huán)單元中的溶液，并且由蒸氣擁有的熱在第二冷凝器14中被回收并從其中提取作為凝結(jié)熱，以產(chǎn)生大約60～80℃的熱水。在第二循環(huán)單元的第二蒸發(fā)器13中，以大約15℃冷水的形式的蒸發(fā)熱被提取用于冷卻。還有，第二循環(huán)單元中的第二吸收器11產(chǎn)生的吸收熱被用作第一循環(huán)單元中的蒸發(fā)熱。因此在吸收式熱泵裝置中產(chǎn)生的熱水用于干燥劑的再生，而冷水用來冷卻處理空氣。
工作循環(huán)的整個熱平衡表明，熱輸入包括輸入到第一和第二循環(huán)單元中的第一和第二發(fā)生器2、12的高溫外部熱和從第二循環(huán)單元的第二蒸發(fā)器13中的冷水提取的熱量，此外循環(huán)中的熱輸出是第一循環(huán)單元中的吸收熱和第一及第二循環(huán)單元中的凝結(jié)熱。換言之，熱水不僅接收從第一循環(huán)單元中的外部加熱器輸入的高溫?zé)?，而且接收從第二循環(huán)單元中的冷水提取的熱，因此可用來加熱的熱量增加到超出外部提供給第一和第二循環(huán)單元的發(fā)生器2、12的熱量。因而，這已表明，熱泵效應(yīng)已達(dá)到本設(shè)備產(chǎn)生的熱循環(huán)。
下面，將解釋把上述吸收式熱泵裝置與干燥劑輔助調(diào)節(jié)部分相結(jié)合的空調(diào)設(shè)備的工作。
圖3是表示圖1所示的設(shè)備的空調(diào)部分的工作的空氣濕度圖?？照{(diào)設(shè)備的工作如下。參照圖1，來自調(diào)節(jié)室101的環(huán)境空氣(處理空氣)通過通道107導(dǎo)入壓縮機(jī)102去被加壓，加壓空氣通過通道108送到干燥劑盤103，其中通過由干燥劑盤103中吸濕劑去環(huán)境空氣中水分來降低處理空氣中的濕度比。吸收過程中釋放的熱提高了處理空氣的溫度。具有更低濕度和更高溫度的處理空氣通過通道109送到顯熱交換器104，并通過與外部空氣(再生空氣)進(jìn)行熱交換而被冷卻。冷卻的處理空氣通過通道110傳送到冷水熱交換器115進(jìn)行更一步的冷卻。冷卻的處理空氣傳送到增濕器105通過水噴淋器或蒸發(fā)增濕器進(jìn)行等焓地冷卻，并且冷卻的處理空氣通過通道111返回到調(diào)節(jié)空間101。
干燥劑材料在上述過程變?yōu)檩d有水分，并需要被再生。在本實施例中，這通過使用外部空氣作為再生空氣來如下進(jìn)行。外部空氣(OA)通過通道124導(dǎo)入壓縮機(jī)130去被加壓，加壓的外部空氣通過通道124傳送到顯熱交換器104來冷卻處理空氣。其本身溫度已被升高的再生空氣通過通道125送到下一個顯熱交換器121，在其中與高溫剩余再生空氣發(fā)生熱交換以進(jìn)一步提高它本身的溫度，并且存在于顯熱交換器121中的再生空氣通過通道126流入熱水熱交換器120。在這一點，再生空氣的溫度通過熱水被提高到60～80℃，而它的相對濕度降低了。
這一過程對應(yīng)于再生空氣的顯熱變化，并且再生空氣的比熱與熱水的相比相當(dāng)?shù)?，?dǎo)致空氣溫度的很大變化。因而，既使熱水的流速降低(導(dǎo)致熱水溫度的變化)，熱交換過程仍能相當(dāng)有效地進(jìn)行。于是，在第二循環(huán)單元的熱水入口端的熱泵的凝結(jié)溫度能設(shè)置得比熱水出口處第一循環(huán)單元的吸收溫度低。采用這樣的方法，第一循環(huán)單元中的發(fā)生器2要求的壓力和溫度能被降低，并且進(jìn)入第一循環(huán)單元中的發(fā)生器2的水的熱輸入負(fù)荷也能減輕。通過增大可用的熱水溫差，能降低流速，并因而也降低水的運輸負(fù)荷。
從熱水熱交換器120排出的再生空氣具有比以前更低的相對濕度，并且在流過干燥劑盤103的過程中從其中去掉了水分，因而進(jìn)行了干燥劑材料的再生。已穿過干燥劑盤103的剩余空氣通過通道128流入顯熱交換器121，預(yù)熱外部空氣并通過通道129排到外部環(huán)境。
參照圖3中的空氣濕度圖將解釋這一點的處理。用于調(diào)節(jié)空間101的將要處理的空氣(處理空氣狀態(tài)K)通過通路107導(dǎo)入壓縮機(jī)102以被加壓，加壓的處理空氣通過通道108送到干燥劑盤103。通過將處理空氣的水分吸附到干燥劑盤103中的吸濕劑來降低處理空氣的濕度比而它的溫度通過吸收吸附熱而被提高(狀態(tài)L)。具有其濕度被降低及溫度被升高的處理空氣通過通道109傳送到顯熱交換器104，并與外部空氣(再生空氣)進(jìn)行熱交換，以降低它的溫度(狀態(tài)M)。冷卻的處理空氣通過通道110送到冷水熱交換器115去被進(jìn)一步冷卻(狀態(tài)N)。冷卻的處理空氣通過通道119傳送到增濕器105，而它的溫度由水噴淋器或蒸氣增濕器等焓地降低(狀態(tài)P)，并且處理空氣通過通道111返回到調(diào)節(jié)空間101。在上述過程中，產(chǎn)生在返回空氣(狀態(tài)k)和供應(yīng)空氣(狀態(tài)p)之間的焓差ΔQ以提供驅(qū)動力用來冷卻調(diào)節(jié)空間101。
干燥劑的再生過程緊接下面的狀態(tài)。用來再生的外部空氣(OA狀態(tài)Q)通過通道124導(dǎo)入壓縮機(jī)130去被加壓，并傳送到顯熱交換器104以便在提高它本身溫度(狀態(tài)R)的同時冷卻處理空氣，并通過通道125流入下一個顯熱交換器121，并且，通過與高溫剩余空氣交換熱量，提高它本身的溫度(狀態(tài)S)。留在熱交換器121的再生空氣通過通道126流入熱水熱交換器120，由此它的溫度提高到60～80℃，而它的相對濕度降低了(狀態(tài)T)。具有更低相對濕度的再生空氣穿過干燥劑盤103，以便從其中去掉水分(狀態(tài)U)。
已穿過干燥劑盤103的剩余空氣通過通道128流入顯熱交換器121，并預(yù)熱從顯熱交換器104排出的再生空氣，降低它本身的溫度(狀態(tài)V)。剩余空氣通過通道129排到外部環(huán)境。上述工作循環(huán)，即一方面干燥劑的再生和另一方面處理空氣的減濕及冷卻，被重復(fù)進(jìn)行以提供調(diào)節(jié)空間的干燥劑輔助空調(diào)。通常使用來自調(diào)節(jié)室的排出空氣作為再生空氣，本發(fā)明也是這樣，對排出的室內(nèi)空氣進(jìn)行再循環(huán)以再生空氣是沒有問題，并且將得到同樣的結(jié)果。
表示具有本結(jié)構(gòu)的干燥劑再生的能量效率的cop值能通過將圖3中的焓差ΔQ除以用于再生目的的熱輸入量來計算。然而，由熱水熱交換器加入再生空氣的熱輸入ΔH包括由冷水熱交換器通過第二循單元中的冷水熱交換器115和第二蒸發(fā)器13利用吸收式熱泵效應(yīng)從處理空氣提取熱量而供應(yīng)的熱量ΔQ。因而，供應(yīng)到整個系統(tǒng)的實際熱量由從ΔH中減去Δq得到，其用對應(yīng)于從狀態(tài)X到狀態(tài)T的過程中產(chǎn)生的顯熱變化的Δh來表示。
因而通過下式給出copΔQ/(ΔH-Δq)＝ΔQ/Δh將圖3中的cop與圖9中傳統(tǒng)的cop相比較，可以看出在本實施例中，分子ΔQ表示的冷卻效應(yīng)增加了等于Δq的量，而分母指示的熱輸入減少了等于Δq的量，由此導(dǎo)致最終cop顯著地提高。
下面將簡單說明本設(shè)備的cop的實例計算。假設(shè)吸收式熱泵的制冷效應(yīng)的cop是大約0.3，傳統(tǒng)干燥劑輔助空調(diào)的cop是1.0，本發(fā)明的cop能如下得到。令從外部熱源輸入到吸收式熱泵的熱量為1.0，熱泵效應(yīng)將1.3的熱輸入加到熱水中，并且當(dāng)這一熱量用來進(jìn)行干燥劑輔助空調(diào)時，制冷效應(yīng)的熱輸入由下式給出1.0(cop)×1.3(輸入熱)＋0.3(Δq)＝1.6其中Δq是制冷效應(yīng)。因而，本發(fā)明的cop按下式得到(冷卻效應(yīng))/(輸入吸收式熱泵的熱)＝1.6/1.0＝1.6這一值遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)設(shè)計的雙效應(yīng)吸收式冷卻器的1.2的cop值，因此表明本設(shè)備在相當(dāng)高水平的能量保存下工作。
總而言之，能得出結(jié)論在第一實施例中說明的高水平的能量利用率提高了空調(diào)設(shè)備的整體性能。也就是，對應(yīng)于進(jìn)入第一和第二循環(huán)單元的發(fā)生器的高溫外部輸入熱的熱量加上第二循環(huán)單元中的蒸發(fā)熱之和以第一循環(huán)單元的凝結(jié)熱和第二循環(huán)單元的吸收熱的形式被用作為干燥劑再生的60-80℃中間溫度范圍的加熱熱源。而且，第二循環(huán)單元的蒸發(fā)器所吸收的蒸發(fā)熱被用作在本設(shè)備的干燥劑輔助空調(diào)循環(huán)中冷卻處理空氣的大約15℃的冷卻熱源。結(jié)果是干燥劑再生中的能量保存及提高的冷卻效應(yīng)。
下面，將參照圖4到圖7說明干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的第二實施例。
圖4是本發(fā)明的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)的示意性描述圖。吸收式熱泵部分包括低壓蒸發(fā)器203；在比低壓蒸發(fā)器更高的壓力下工作的高壓蒸發(fā)器213；低壓吸收器201；在比低壓吸收器201更高的壓力下工作的高壓吸收器211；發(fā)生器201；冷凝器204；第一熱交換器205；及第二熱交換器215。該設(shè)備配置包括熱傳導(dǎo)管221，用作在低壓吸收器201和高壓蒸發(fā)器213之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)的熱交換器，以便低壓吸收器201中產(chǎn)生的吸收熱被用來加熱高壓蒸發(fā)器213，并且低壓蒸發(fā)器203中蒸發(fā)的制冷劑由低壓吸收器201吸收，高壓蒸發(fā)器213中蒸發(fā)的制冷劑在高壓吸收器211中被吸收。
吸收式熱泵裝置的溶液通道如下。低壓吸收器201排出的溶液通過第一熱交換器205和第二熱交換器215流入發(fā)生器202，并且還通過第二熱交換器215流入高壓吸收器211，以通過第一熱交換器205返回低壓吸收器201。
吸收式熱泵設(shè)備的制冷劑通道如下。發(fā)生器202產(chǎn)生的制冷劑蒸氣進(jìn)入冷凝器204，而冷凝器204排出的凝結(jié)制冷劑分成二路。一路制冷劑通過收斂裝置207流入低壓蒸發(fā)器203并在低壓蒸發(fā)器203中蒸發(fā)，而后蒸發(fā)的蒸氣流入低壓吸收器201以被吸收入溶液流。另一路制冷劑通過收斂裝置217流入高壓蒸發(fā)器21 ，并在高壓蒸發(fā)器213中被蒸發(fā)之后，進(jìn)入高壓吸收器221以被吸收入溶液流。
配置了用于流動熱傳導(dǎo)媒質(zhì)(熱水)的熱傳導(dǎo)媒質(zhì)通道，該熱傳導(dǎo)媒質(zhì)從高壓吸收器提取吸收熱并且從冷凝器提取凝結(jié)熱作為加熱源，這樣熱水從吸收式熱傳導(dǎo)管230流到凝結(jié)熱傳導(dǎo)管231，以這種方式提供熱交換；而用于流動熱傳導(dǎo)媒質(zhì)(冷水)的熱傳導(dǎo)媒質(zhì)通道與低壓蒸發(fā)器203的熱傳導(dǎo)管232相連，其中的這種熱傳導(dǎo)媒質(zhì)用來從冷水中提供蒸發(fā)熱給低壓蒸發(fā)器。圖4中來自吸收式熱泵裝置的熱水管和冷水管通過各自的熱水泵150和冷水泵160與干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備相連接。
圖4所示的該設(shè)備的空調(diào)部分與圖1所示的相同，解釋從略。空調(diào)部分和吸收式泵裝置的連接如下。
加熱器120的熱水入口(用于熱傳導(dǎo)媒質(zhì))通過通道122與吸收式熱泵的熱水通道上的冷凝器4的出口相連接，加熱器120的熱水出口通過吸收式熱泵的熱水通道上的水泵150與高壓吸收器11的入口相連接。冷水熱交換器115的冷水入口通過冷水通道中的通道117與低壓蒸發(fā)器203的出口相連接，冷水熱交換器115的冷水出口通過吸收式熱泵裝置的冷水通道中的通道118和泵160與低壓蒸發(fā)器203的入口相連接。圖中，劃圈的阿拉伯字母表示在各自位置的空氣的熱動力狀態(tài)，并且SA表示供氣，RA表示返回空氣，OA表示外部空氣及EX表示排出空氣。
下面將解釋干燥劑空調(diào)設(shè)備中的吸收式熱泵設(shè)備的吸收循環(huán)。第一循環(huán)單元的溶液在發(fā)生器202中由被外部熱源(未示出)加熱的媒質(zhì)通過熱傳導(dǎo)管233進(jìn)行加熱，產(chǎn)生制冷劑蒸氣并變得更濃縮。濃縮的溶液通過第二熱交換器215進(jìn)入高壓吸收器211。高壓吸收器211里的溶液吸收高壓蒸發(fā)器里蒸發(fā)的蒸氣而變得稀釋，并通過第一熱交換器205傳送給低壓吸收器201。在低壓吸收器201中，溶液吸收低壓蒸發(fā)器203里蒸發(fā)的制冷劑蒸氣，并變得稀釋。稀溶液利用泵206的作用通過第一熱交換器205和第二熱交換器215返回到發(fā)生器202。在高壓吸收器211中，這一過程產(chǎn)生的吸收熱通過帶有諸如熱水的熱傳導(dǎo)媒質(zhì)的熱傳導(dǎo)管230通過熱交換來用作為干燥劑再生的熱源。
在低壓吸收器201中，這一過程產(chǎn)生的吸收熱在內(nèi)部循環(huán)中通過熱傳導(dǎo)管221利用熱交換來用作為高壓蒸發(fā)器213的加熱源。發(fā)生器202產(chǎn)生的制冷劑蒸氣進(jìn)入冷凝器204以被凝結(jié)。在冷凝器204中，通過帶有諸如熱水的熱傳導(dǎo)媒質(zhì)的熱傳導(dǎo)管231利用熱交換來提取凝結(jié)熱，用于再生干燥劑材料。
冷凝器204中凝結(jié)的制冷劑被分為兩路。在其中一路，制冷劑通過收斂裝置207流入低壓蒸發(fā)器203，并在從熱傳導(dǎo)媒質(zhì)(例如冷水)中提取熱傳導(dǎo)管232中的熱以及蒸發(fā)之后，流入低壓吸收器201以被吸收入溶液流。在另一路，制冷劑通過收斂裝置217流入高壓蒸發(fā)器213，并在通過熱傳導(dǎo)管221從低壓吸收器201中去掉熱以及蒸發(fā)之后，蒸氣流入高壓吸收器211以被吸收入溶液流。在這一情形，在低壓吸收器201的熱傳導(dǎo)管221中，這樣的配置是允許的，即蒸發(fā)能直接發(fā)生在高壓蒸發(fā)器213中而不用借助于熱傳導(dǎo)媒質(zhì)以達(dá)到相同結(jié)果。
還在這一實施例中，配置該設(shè)備以便通過按從高壓吸收熱傳導(dǎo)管230到凝結(jié)熱傳導(dǎo)管231的方向流動熱傳導(dǎo)媒質(zhì)(熱水)將制冷劑的凝結(jié)溫度變得高于高壓吸收器中的吸收溫度。因此，當(dāng)該設(shè)備工作以使熱水的出口溫度是固定的，而熱水的可用溫度差變大時，降低了高壓吸收器的工作壓力，并由此降低高壓蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度，這導(dǎo)致降低低壓吸收器的溶液溫度，提供一優(yōu)點該設(shè)備能在低的整個溶液濃度下工作。在用于本發(fā)明的干燥劑再生方法中，顯熱變化被用來加熱再生空氣，因此熱水的可用溫差的大變化是允許的。
另一方面，如果使熱傳導(dǎo)媒質(zhì)(熱水)從凝結(jié)熱傳導(dǎo)管231流到高壓吸收熱傳導(dǎo)管230，高壓吸收器中的溶液溫度變得高于制冷劑的凝結(jié)溫度。然而，如果發(fā)生器202里升高的壓力有一上限并希望有熱水的高出口溫度，那么上述結(jié)構(gòu)的熱水通道有一優(yōu)點即蒸發(fā)器的壓力不會增加，因為高壓吸收器的工作壓力變高，引起高壓蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度升高并且低壓吸收器的溶液溫度也升高，而盡管吸收式熱傳導(dǎo)管裝置中整個溶液濃度變高。
參照圖5將解釋干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的熱泵部分的工作。圖5是表示吸收式熱泵裝置的工作循環(huán)的杜林線圖。此工作設(shè)備基于通常使用的溴化鋰一水系統(tǒng)的典型例子。劃圈的標(biāo)示是指溶液和制冷劑的各種狀態(tài)，而圖4中也給出了相同標(biāo)示。溶液在發(fā)生器202中由外部加熱器加熱，產(chǎn)生制冷劑蒸氣，并在變得濃縮后(狀態(tài)d圖5中為150℃)通過第二熱交換器215到達(dá)高壓吸收器211(狀態(tài)e)。在高壓吸收器211中，溶液吸收高壓蒸發(fā)器213中的蒸發(fā)的制冷劑，并在變得稀釋后(狀態(tài)f)，溶液穿過第一熱交換器205而被冷卻(狀態(tài)g)，并流入低壓吸收器201去吸收在低壓蒸發(fā)器203中蒸發(fā)的制冷劑。并在變得稀釋后(狀態(tài)a)，溶液流入第一熱交換器205中被加熱(狀態(tài)b)及然后流入第二熱交換器215(狀態(tài)c)被加熱，并返回發(fā)生器202。發(fā)生器202中產(chǎn)生的制冷劑蒸氣進(jìn)入冷凝器204并被凝結(jié)(狀態(tài)h)。凝結(jié)的制冷劑分為兩路。一路制冷劑通過收斂裝置207流入低壓蒸發(fā)器203，在通過熱傳導(dǎo)管232提取熱(從諸如冷水之類的熱傳導(dǎo)媒質(zhì)中)及蒸發(fā)(狀態(tài)j)之后，制冷劑流入低壓吸收器201并被吸收入溶液流。另一路制冷劑通過收斂裝置217流入高壓蒸發(fā)器213，在從低壓吸收器201中去掉吸收熱及蒸發(fā)(狀態(tài)k)之后，流入高壓吸收器211并被吸收入溶液流。低壓吸收器201產(chǎn)生的吸收熱(狀態(tài)a-被傳送到高壓蒸發(fā)器213以蒸發(fā)制冷劑。
上述結(jié)構(gòu)的熱泵裝置產(chǎn)生下面的熱利用效應(yīng)。外部供應(yīng)到發(fā)生器202的高溫?zé)嵊脕頋饪s溶液，而從冷凝器204中去掉此過程中產(chǎn)生的蒸氣所擁有的熱作為凝結(jié)熱，濃縮的溶液吸收高壓蒸發(fā)器213中蒸發(fā)的制冷劑，并且以80～100℃的范圍的熱水的形式從高壓吸收器211中去掉此過程中產(chǎn)生的吸收熱，在低壓蒸發(fā)器203中，從作為熱源的冷水中提供蒸發(fā)熱以產(chǎn)生大約10℃的冷水。在此設(shè)備中利用低壓吸收器201產(chǎn)生的吸收熱作為高壓蒸發(fā)器213的蒸發(fā)熱。
可以看出，熱泵裝置產(chǎn)生的熱水用于干燥劑再生，而冷卻水用來冷卻處理空氣。整個設(shè)備里的熱平衡表明，輸入循環(huán)中的熱是從外部源供應(yīng)的高溫外部熱與從低壓蒸發(fā)器203中的冷水里提取的熱之和，而從循環(huán)中輸出的熱就是輸入到熱水里的熱，它是從高壓吸收器211里去掉的吸收熱與從冷凝器204里去掉的凝結(jié)熱之和。因此，熱水接收從低壓蒸發(fā)器203里的冷水去掉的熱以及高溫外部熱，并且供應(yīng)的總熱量高于從外部源提供給發(fā)生器的熱。因而，該設(shè)備的循環(huán)提供了所說明的熱泵效應(yīng)。
上述結(jié)構(gòu)的具有熱泵裝置的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的工作過程與圖1所示的第一實施例相同，并能利用圖3所示的空氣溫度圖進(jìn)行解釋，因此解釋從略。
此實例的性能系數(shù)(cop)可由通過用圖3中的冷卻效應(yīng)ΔQ除以再生熱輸入以得到的值給出。如與圖1相關(guān)的例子所示，它由1.6(冷卻效應(yīng))/1.0(輸入到吸收式熱泵裝置的熱)＝1.6來給出。這一值遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的雙效應(yīng)吸收式冷卻器的典型值1.2，從而表明高度的能量保存。
如上所述，高壓吸收器產(chǎn)生的吸收熱和冷凝器產(chǎn)生的凝結(jié)熱，無論是在熱泵裝置或是在制冷機(jī)中，都能用作為用于干燥劑再生目的熱源，并且低壓蒸發(fā)器所要求的蒸發(fā)熱能用作為冷卻源來產(chǎn)生以空調(diào)為目的用于冷卻處理空氣的冷水。
圖6是本發(fā)明的第三實施例的基本結(jié)構(gòu)的示意性描述圖。吸收式熱泵部分包括下列元件低壓蒸發(fā)器203；在比低壓蒸發(fā)器更高的壓力下工作的高壓蒸發(fā)器213；低壓吸收器201；在比低壓吸收器201更高的壓力下工作的高壓吸收器211；發(fā)生器201；冷凝器204；第一熱交換器205；及第二熱交換器215。這樣配置該設(shè)備，即一方面，高壓蒸發(fā)器213通過帶有用作低壓吸收器201和高壓蒸發(fā)器213的熱交換裝置的熱傳導(dǎo)管211的低壓吸收器201中產(chǎn)生的吸收熱而被加熱，并且低壓蒸發(fā)器203產(chǎn)生的制冷劑由低壓吸收器201吸收且高壓蒸發(fā)器213所蒸發(fā)的蒸氣由高壓吸收器211來吸收。
吸收式熱泵裝置的溶液通道如下。低壓吸收器201排出的溶液通過第一熱交換器205流入高壓吸收器211。高壓吸收器211排出的溶液通過第二熱交換器215流入發(fā)生器202，而蒸氣發(fā)生器202排出的溶液通過第二熱交換器215和第一熱交換器205返回到低壓吸收器201。吸收式熱泵裝置的制冷劑通道如下。發(fā)生器202產(chǎn)生的制冷劑蒸氣進(jìn)入冷凝器204，而冷凝器204排出的凝結(jié)媒質(zhì)分為二路。一路制冷劑通過收斂裝置207流入低壓蒸發(fā)器203，并在低壓蒸發(fā)器203中蒸發(fā)，然后流入低壓吸收器201以被吸收入溶液流。另一路制冷劑通過收斂裝置217流入高壓蒸發(fā)器213，并且來自高壓蒸發(fā)器213的蒸發(fā)的制冷劑進(jìn)入高壓吸收器211以被吸收入溶液流。構(gòu)制熱傳導(dǎo)媒質(zhì)(熱水)的熱水通道，用來去掉來自高壓吸收器的吸收熱及來自冷凝器的凝結(jié)熱以用作加熱源，這樣通過連續(xù)地從冷凝器熱傳導(dǎo)管231流過，然后到高壓吸收器230的吸收式熱傳導(dǎo)管230來進(jìn)行熱交換。通過與熱傳導(dǎo)管232相連接來構(gòu)制熱傳導(dǎo)媒質(zhì)(冷水)的冷水通道，用來供應(yīng)蒸發(fā)熱給低壓蒸發(fā)器以用作冷卻源。圖6中，熱泵裝置的熱水通道和冷水通道分別通過熱水泵150和冷水泵160來與干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備相連接。
圖6所示的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的空調(diào)部分與圖1或圖4所示的相同，解釋從略?？照{(diào)部分和吸收式熱泵的連接如下。
加熱器120的熱傳導(dǎo)媒質(zhì)(熱水)的入口通過通道122與吸收式熱泵的熱水通道中的高壓吸收器211的出口相連接，而加熱器120的熱水出口通過通道123和水泵150與吸收式熱泵的熱水通道中的高壓冷凝器204的入口相連。冷水熱交換器115的冷水入口通過冷水通道中的通道117與低壓蒸發(fā)器203的出口相連，而冷水熱交換器115的冷水出口通過通道118和泵160與吸收式熱泵裝置的冷水通道中的低壓蒸發(fā)器203的入口相連。圖中，劃圈的阿拉伯字母表示對應(yīng)于圖4的處理空氣的各種熱動力狀況，并且SA表示供氣，RA表示返回空氣，OA表示外部空氣以及EX表示排出空氣。
下面將解釋干燥劑空調(diào)設(shè)備中的吸收式熱泵裝置的工作循環(huán)。溶液在蒸氣發(fā)生器202中通過熱傳導(dǎo)管233由外部熱源(未示出)加熱，產(chǎn)生制冷劑蒸氣并變得濃縮。濃縮的溶液通過第二熱交換器215和第一熱交換器205進(jìn)入高壓吸收器211。在低壓吸收器201中，溶液吸收低壓蒸發(fā)器203中蒸發(fā)的制冷劑，并在變得稀釋后，溶液由泵206抽吸而通過第一熱交換器205到達(dá)高壓吸收器211。在高壓吸收器211中，溶液吸收高壓蒸發(fā)器213里蒸發(fā)的蒸氣以變得稀釋并通過第二熱交換器215由泵216抽吸而返回發(fā)生器202。在高壓吸收器211中，此過程產(chǎn)生的吸收熱通過熱傳導(dǎo)管230與諸如熱水的熱導(dǎo)媒質(zhì)進(jìn)行熱交換而被用作干燥劑再生的熱源。
低壓吸收器201中產(chǎn)生的吸收熱在內(nèi)部循環(huán)中通過熱傳導(dǎo)管221進(jìn)行熱交換而被用來加熱高壓蒸發(fā)器213。發(fā)生器202中產(chǎn)生的制冷劑蒸氣進(jìn)入冷凝器204去被凝結(jié)。在冷凝器204中，凝結(jié)熱通過在熱傳導(dǎo)管231中與諸如熱水的熱傳導(dǎo)媒質(zhì)的熱交換過程來去掉熱而用于再生干燥劑材料。冷凝器204中的凝結(jié)制冷劑分為兩路。其中一路，制冷劑通過收斂裝置207流入低壓蒸發(fā)器203，并在利用來自熱傳導(dǎo)媒質(zhì)(例如冷水)的熱傳導(dǎo)管232中的熱且蒸發(fā)之后，流入低壓吸收器201以被吸收入溶液流。在另一路，制冷劑通過收斂裝置流入高壓蒸發(fā)器213，并在從低壓吸收器201(在熱傳導(dǎo)管221中)去掉熱及蒸發(fā)之后，流入高壓吸收器211去被吸收入溶液流。
參照圖7將解釋干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備的熱泵部分的工作。圖7是表示圖6所示的設(shè)備的吸收式熱泵工作循環(huán)的杜林線圖。此運行系統(tǒng)也基于通常使用溴化鋰一水工作流體的系統(tǒng)的典型例子。劃圈標(biāo)示是指溶液和制冷劑的狀態(tài)，并也在圖6中給出了相同的標(biāo)示。
溶液在發(fā)生器202中由外部加熱器加熱，產(chǎn)生蒸氣，并在變得濃縮后(狀態(tài)d圖7中150℃)，溶液通過第二熱交換器215(狀態(tài)e)和第一熱交換器205(狀態(tài)g)到達(dá)低壓吸收器201。在低壓吸收器201中，溶液吸收低壓蒸發(fā)器201中蒸發(fā)的制冷劑，并在變得稀釋后(狀態(tài)a)，溶液流入第一熱交換器205(狀態(tài)b)，以到達(dá)高壓吸收器211。在高壓吸收器211中，溶液吸收高壓蒸發(fā)器213里蒸發(fā)的蒸氣，并在變得稀釋后(狀態(tài)f)，被傳送到第二熱交換器215去被加熱(狀態(tài)c)，然后溶液返回到發(fā)生器202。蒸氣發(fā)生器202中產(chǎn)生的制冷劑蒸氣進(jìn)入冷凝器204并被凝結(jié)(狀態(tài)h)。凝結(jié)的制冷劑分為兩路。一路中的制冷劑通過收斂裝置207流入低壓蒸發(fā)器203，并在通過熱傳導(dǎo)管232利用來自熱傳導(dǎo)媒質(zhì)(例如冷水)的熱及蒸發(fā)(狀態(tài)j)之后，制冷劑流入低壓吸收器201并被吸收入溶液流。另一路的制冷劑通過收斂裝置217流入高壓蒸發(fā)器213，并在通過熱傳導(dǎo)管221從低壓吸收器201中去掉吸收熱及蒸發(fā)(狀態(tài)k)之后，流入高壓吸收器211以被吸收入溶液流。低壓吸收器201中產(chǎn)生的吸收熱(狀態(tài)a)傳導(dǎo)給高壓蒸發(fā)器213，以便蒸發(fā)制冷劑。
與圖4所示的吸收式熱泵裝置相比，本實施例的熱泵在低壓吸收器中產(chǎn)生更高濃度的溶液，而結(jié)果則提高了吸收溫度，也提高了高壓蒸發(fā)器的工作溫度，導(dǎo)致高壓吸收器的吸收溫度被抬升。整個結(jié)果就是在熱水中得到更高的溫度。
還在本實施例的熱泵裝置中，輸入到工作循環(huán)里的熱包括輸入到發(fā)生器2里外部高溫?zé)岷驮诘蛪赫舭l(fā)器203中從冷水里提取的熱，而輸出熱包括在高壓吸收器211中產(chǎn)生的吸收熱和冷凝器4里產(chǎn)生的凝結(jié)熱，因此，熱水不僅接收外部輸入熱還接收從冷水回收的熱，這樣用于加熱的總可用熱量就大于外部熱。因而，本設(shè)備的循環(huán)提供了所說明的熱泵效應(yīng)。
與吸收式熱泵裝置結(jié)合的空調(diào)設(shè)備的工作過程及能量保存效應(yīng)同于參照圖4所作的解釋，并能類似地使用圖3所示的空氣溫度圖來解釋。
還在本實施例中，高壓吸收器中產(chǎn)生的吸收熱和冷凝器中產(chǎn)生的凝結(jié)熱，對于不論是熱泵裝置亦或制冷機(jī)，都能被用作干燥劑再生過程中的熱源，低壓蒸發(fā)器中的蒸發(fā)熱被用于產(chǎn)生冷水，該冷水被用來在空調(diào)過程中冷卻處理空氣。
盡管前述實施例從理解的角度加以說明，但不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備包括用來流動處理空氣以通過干燥劑來減濕并傳送到調(diào)節(jié)空間的處理空氣通道；用來流動再生空氣以從所述干燥劑中去掉水分的再生空氣通道；及用來提供處理空氣的冷卻熱源和所述再生空氣的加熱熱源的吸收式熱泵裝置；所述吸收式熱泵裝置包括帶有第一蒸發(fā)器、第一吸收器、第一發(fā)生器和第一冷凝器的第一循環(huán)單元，用來提供在第一工作壓力下工作的吸收式制冷循環(huán)；帶有第二蒸發(fā)器、第二吸收器、第二發(fā)生器和第二冷凝器的第二循環(huán)單元，用來提供在低于所述第一工作壓力的第二工作壓力下工作的吸收式制冷循環(huán)；及在所述第一循環(huán)單元中的所述第一蒸發(fā)器與所述第二循環(huán)單元中所述第二吸收器之間提供的熱交換器，用于在所述第一蒸發(fā)器和所述第二吸收器之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)；其中來自所述第一循環(huán)單元和來自所述第二循環(huán)單元的凝結(jié)熱以及來自所述第一循環(huán)單元的吸收熱一起用作再生所述干燥劑的加熱熱源，而所述第二循環(huán)單元的蒸發(fā)熱被用作在傳送到所述調(diào)節(jié)空間之前冷卻所述處理空氣的冷卻熱源。
2.如權(quán)利要求1所述的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備，其中在所述處理空氣通道和所述再生空氣通道之間提供一顯熱交換器，用來在前干燥劑再生空氣和后干燥劑作業(yè)空氣之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)。
3.如權(quán)利要求2所述的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備，其中加熱媒質(zhì)通道與處于回?zé)峥諝膺M(jìn)入所述干燥劑的入口、用于加熱所述前干燥劑再生空氣的加熱裝置連通，而冷卻媒質(zhì)通道與處于連接所述顯熱交換器和所述空調(diào)間的處理空氣通道中的用于冷卻所述后干燥劑處理空氣的冷卻裝置相連通。
4.如權(quán)利要求1所述的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備，其中所述干燥劑是交替地與所述處理空氣通道或所述再生空氣通道連通的干燥劑盤。
5.一種干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備包括用來流動處理空氣以通過干燥劑來減濕并傳送到調(diào)節(jié)空間的處理空氣通道；用來流動再生空氣以從所述干燥劑中去掉水分的回?zé)峥諝馔ǖ?；及用于利用加熱裝置提供用于處理空氣的冷卻熱源和利用冷卻裝置提供所述再生空氣的加熱熱源的吸收式熱泵裝置；所述吸收式熱泵裝置包括一個低壓蒸發(fā)器，和一個在比所述低壓蒸發(fā)器更高的工作壓力下工作的高壓蒸發(fā)器；一個低壓吸收器，和一個在比所述低壓吸收器更高的工作壓力下工作的高壓吸收器；一個發(fā)生器；一個冷凝器；及用來通過傳導(dǎo)來自所述低壓吸收器的吸收熱到所述高壓蒸發(fā)器以提供熱給所述高壓蒸發(fā)器的熱交換裝置；其中在所述低壓蒸發(fā)器中蒸發(fā)的制冷劑在所述低壓吸收器中被吸收，而在所述高壓蒸發(fā)器中蒸發(fā)的制冷劑在所述高壓吸收器中被吸收，并且所述加熱裝置與一加熱通道連通，用來同所述高壓吸收器和所述冷凝器進(jìn)行熱交換，而所述冷卻裝置與一冷卻通道連通，用于同所述低壓蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換。
6.如權(quán)利要求5所述的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備，其中在所述處理空氣通道和所述再生空氣通道之間提供一顯熱交換器，用來在前干燥劑再生空氣和后干燥劑作業(yè)空氣之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)。
7.如權(quán)利要求6所述的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備，其中加熱媒質(zhì)通道與處于回?zé)峥諝膺M(jìn)入所述干燥劑的入口、用于加熱所述前干燥劑再生空氣的加熱裝置連通，而冷卻媒質(zhì)通道與處于連接所述顯熱交換器和所述空調(diào)間的處理空氣通道中、用于冷卻所述后干燥劑處理空氣的冷卻裝置相連通。
8.如權(quán)利要求5所述的干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備，其中所述干燥劑是交替地與所述處理空氣通道或所述再生空氣通道連通的干燥劑盤。
全文摘要
一種干燥劑輔助空調(diào)設(shè)備與吸收式熱泵裝置相結(jié)合以提供工作效率。熱泵裝置有循環(huán)單元1和2，各單元均包括一個蒸發(fā)器，一個吸收器，一個發(fā)生器和一個冷凝器以及由熱傳導(dǎo)管作用提供的熱交換器。單元1中吸收器在比單元2中的吸收器更高的溫度下工作。來自單元1和2的凝結(jié)熱，以及來自單元1的吸收熱用來加熱再生空氣以用于再生干燥劑。單元2中的蒸發(fā)熱用來產(chǎn)生冷水，以用于冷卻在空調(diào)設(shè)備中的處理空氣。
文檔編號F24F3/14GK1156806SQ9611390
公開日1997年8月13日 申請日期1996年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月21日
發(fā)明者前田健作 申請人:株式會社荏原制作所