專利名稱：用于吸收冷或熱水發(fā)生機(jī)的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于吸收冷或熱水發(fā)生機(jī)的控制器，更具體地說，涉及吸收冷或熱水發(fā)生機(jī)中溶液泵的一種流量控制器。
在這類吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)中，具有如圖4所示結(jié)構(gòu)的一種被習(xí)慣地通用著。通常，一臺吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)包括，如圖4所示，蒸發(fā)器1，吸收器2，致冷裝置3，低溫發(fā)生器4，高溫發(fā)生器5，溶液泵6，冷卻液泵7，冷卻水泵17，溶液散熱器22和冷卻塔23，并由管道系統(tǒng)9用來連接這些元件。
在吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)中，通常冷卻液通過冷卻液泵7送往并噴淋在蒸發(fā)器1中，在蒸發(fā)器中冷卻液汽化并帶走通過冷/熱水泵18從負(fù)載L輸送的水中的熱量，從而生成冷水，通過在蒸發(fā)器1中汽化生成的冷卻液蒸氣在吸收器2中被來自高溫蒸汽發(fā)生器5、穿過管道91和92和溶液散熱器22并噴淋在其中的高濃度溶液(吸收溶液)(此后稱為“濃縮溶液”)吸收，這樣濃溶液變成了低濃度溶液(此后稱為“稀釋溶液”)。
吸收器2中的稀釋溶液由溶液泵6，經(jīng)管道93和94分別送往高溫發(fā)生器5和低溫發(fā)生器4，分別在高溫發(fā)生器5和低溫發(fā)生器4中被加熱，并以濃縮溶液的形式經(jīng)由管道91，95和92被送回吸收器2以繼續(xù)冷卻循環(huán)。冷卻塔23中的冷卻水通過冷卻水泵17經(jīng)過吸收器2，致冷裝置3和冷卻塔23循環(huán)?？刂破?0控制溶液泵6，冷卻液泵7，冷卻水泵17和冷/熱水泵18。
在高溫發(fā)生器5中，從吸收器2由溶液泵6送來的稀釋溶液被加熱，并且冷卻液汽化生成濃縮溶液并流入液箱8。濃縮溶液從液箱8通過溶液散熱器22返回吸收器2。在液箱8中裝有浮球19，并且與浮球一起動作的閥19a安裝在高溫發(fā)生器5的輸入管道93中。當(dāng)液箱8中未盛有預(yù)定量的溶液時，閥19a被控制在打開側(cè)以便將稀釋溶液送往高溫發(fā)生器5，而當(dāng)液箱8盛有預(yù)定量的溶液時，閥19a被控制在閉合側(cè)以便在高溫發(fā)生器中保持固定液位。當(dāng)閥門的配置不完全由閥19a實現(xiàn)時，通過電極15和16探測液箱8中液位來起動或停止溶液泵6。
由于以下原因，高溫發(fā)生器中液位應(yīng)保持恒定。即，當(dāng)送往高溫發(fā)生器5的溶液量超過一定液位，溶液溢出并進(jìn)入冷卻液管道，這樣污染了冷卻液并且導(dǎo)致冷卻液汽化溫度降低。當(dāng)溶液量低于一定下限時，相反，冷卻氣體混合在溶液管道，可能產(chǎn)生噪聲或腐蝕，甚至導(dǎo)致結(jié)晶。因而，從吸收器2送到高溫發(fā)生器5中的稀釋溶液量必須是適當(dāng)?shù)摹?br> 如上所述，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)不采用一個控制溶液泵的變換器，而是利用液箱8中的一個由浮球19和與此一起動作的閥19a組成的浮球閥來控制溶液量。然而，當(dāng)用浮球閥控制溶液量時，閥19a的壓擠或調(diào)節(jié)流量特性是粗略的，這樣，當(dāng)負(fù)載很小時，需要頻繁地啟動或停止溶液泵6的運(yùn)行，并且溶液的循環(huán)流速趨于過大，導(dǎo)致機(jī)器效率很低。
另外，因為閥19a必須由浮球19的浮力驅(qū)動，所以浮球19的尺寸勢必變大。這引起液箱寬度增加，導(dǎo)致吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的外形尺寸變大。
本發(fā)明針對上述缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，其目的是提供一個緊湊的吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)，該吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)通過一個變換器控制溶液泵的流速或溶液泵的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，從而得到更靈敏和有效的溶液泵流速控制，并使液箱的寬度變小。
為解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，為吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)提供一個控制器，其中冷卻循環(huán)通過管道連接的蒸發(fā)器，吸收器，溶液散熱器，低溫發(fā)生器，致冷裝置和高溫發(fā)生器構(gòu)成，并且通過控制溶液從吸收器送到高溫發(fā)生器的流速來使高溫發(fā)生器液箱中的溶液液位保持在一個規(guī)定范圍內(nèi)。用于將溶液從吸收器送到高溫發(fā)生器的溶液泵是變換器驅(qū)動的，并安裝有用于探測高溫發(fā)生器和吸收器之間壓差的壓差探測裝置。安裝有控制裝置，其控制變換器的溶液泵驅(qū)動頻率為高溫發(fā)生器與吸收器之間壓差的函數(shù)，以便保持液箱中溶液液位在規(guī)定范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，控制器還裝有修正控制裝置函數(shù)的裝置，在液箱中溶液液位高于規(guī)定范圍時，向下修正函數(shù)；而當(dāng)溶液液位低于規(guī)定范圍時，向上修正函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，在根據(jù)第一和第二方面的吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的控制器中，壓差探測裝置包括探測高溫發(fā)生器中冷卻液蒸氣壓力或與壓力相對應(yīng)的溫度的裝置，并且變換器的溶液泵驅(qū)動頻率被控制為高溫發(fā)生器中冷卻液蒸氣壓力或與該壓力相對應(yīng)的溫度的函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，在根據(jù)第三個方面的吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的控制器中，安裝有探測裝置，該探測裝置探測注入負(fù)載中的冷或熱水溫度，并且變換器的溶液泵驅(qū)動頻率被控制為高溫發(fā)生器中冷卻液蒸氣的壓力或與該壓力相對應(yīng)的溫度和送到負(fù)載中的冷或熱水溫度的函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第五個方面，在根據(jù)上述任一方面的吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的控制器中，安裝有探測送往吸收器中的冷水溫度的溫度探測裝置，并且控制裝置根據(jù)被探測的冷卻水溫度修正施加在溶液濃度上的冷卻水溫度的影響產(chǎn)生的溶液流速的變化。
根據(jù)本發(fā)明的第六個方面，在根據(jù)第二至第五方面中任一方面的吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的控制器中，當(dāng)高溫發(fā)生器持續(xù)燃燒時，向下或向下修正函數(shù)是持續(xù)的；并且在不持續(xù)燃燒時復(fù)位。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，溶液泵是變換器驅(qū)動的，并且溶液泵驅(qū)動頻率被控制為如上所述的高溫發(fā)生器中壓力和吸收器中壓力之間壓差的函數(shù)。
因此，不同于現(xiàn)有技術(shù)中溶液量控制由一個浮球閥來實現(xiàn)，有可能實現(xiàn)溶液流速的靈敏控制并且高效地運(yùn)行吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)。
另外，由于沒有使用浮球閥，所以有可能減小液箱的寬度，并提供一個結(jié)構(gòu)緊湊的吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)。
本發(fā)明的以上和其它目的，特性和優(yōu)點(diǎn)將通過以下描述結(jié)合附圖更顯而易見，附圖通過例證示出了本發(fā)明的最佳實施例。


圖1為本發(fā)明一個實施例的吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的結(jié)構(gòu)圖；圖2所示為圖1中高溫發(fā)生器液箱的詳圖；圖3為曲線圖，表示高溫發(fā)生器的冷卻蒸汽飽和溫度與溶液泵運(yùn)行頻率之間的關(guān)系；圖4所示為普通的吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的一些實施例。圖1所示為本發(fā)明吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。元件在圖1中的附圖標(biāo)號與圖4中同一或相應(yīng)元件的附圖標(biāo)號相同，這樣，省略了重復(fù)描述。
圖1中，附圖標(biāo)號11表示驅(qū)動溶液泵6的變換器；12表示探測高溫發(fā)生器5產(chǎn)生的冷卻液蒸汽的飽和溫度的一個飽和溫度探測傳感器；13表示探測注入負(fù)載L中的冷/熱水溫度的溫度探測傳感器；和14表示探測來自冷卻塔23的冷卻水溫度的溫度探測傳感器。
圖2所示為高溫發(fā)生器5的液箱部分的詳圖，在圖2中，附圖標(biāo)號20表示作為熱源的煙管；21表示溶液液位；并且煙管20位于溶液中。探測溶液液位的電極15和16安裝在液箱8電極15用來探測低液位l1，而電極16用來探測高液位l2。
變換器11根據(jù)控制器10的指令控制溶液泵6的工作頻率(或溶液泵6的旋轉(zhuǎn)速率)，從而控制從吸收器2注入到高溫發(fā)生器5的稀釋溶液的流速。即，稀釋溶液的流速由變換器11控制，從而使在液箱8中存儲的溶液保持一定液位，如圖4中由浮球19和閥19a組成的浮球閥一樣。
現(xiàn)在，考慮在吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)中溶液的流動。從高溫發(fā)生器5回到吸收器2中的溶液與驅(qū)動力減去管道9中阻力相平衡的量在吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)中循環(huán)，此驅(qū)動力由固定位置水位差(液箱8中溶液液位和吸收器2中噴液位置之間的高度差)和高溫發(fā)生器5與吸收器2之間的壓力差之和決定。因而作為供給裝置的溶液泵6應(yīng)該以與從吸收器2回到高溫發(fā)生器5的溶液相應(yīng)的流速注入稀釋溶液。溶液濃度和高溫發(fā)生器5的內(nèi)部壓力可能在其上產(chǎn)生影響，并且溶液循環(huán)量可能依賴于這些因素。
然而，在引起溶液循環(huán)的驅(qū)動力改變的因素中，高溫發(fā)生器5中的壓力和吸收器2中的壓力占優(yōu)勢。從而驅(qū)動溶液泵6的變換器11的頻率基本上通過利用高溫發(fā)生器5中的壓力和吸收器2中的壓力作為一個壓差函數(shù)來決定。高溫發(fā)生器5和吸收器2之間的壓差可以通過安裝一個壓差變換器或安裝的傳感器的探測來決定，傳感器用于探測高溫發(fā)生器5和吸收器2中的壓力，并從在高溫發(fā)生器5中探測的壓力中減去吸收器2中的壓力。
然而，安裝一個壓差變換器很昂貴。由于吸收器2中的壓力通常遠(yuǎn)小于高溫發(fā)生器5中的壓力(大約為高溫發(fā)生器5中壓力的1％)，實際上可以檢測高溫發(fā)生器5中的壓力，并將此壓力作為高溫發(fā)生器5和吸收器2的壓差。然而，安裝一個壓力傳感器涉及關(guān)于氣密性和維護(hù)的操作困難。因而通過一個飽和溫度探測傳感器12探測在高溫發(fā)生器5中產(chǎn)生的冷卻液蒸汽的飽和溫度，并用探測的溫度代替高溫發(fā)生器的壓力是切實可行的。
高溫發(fā)生器5中冷卻液蒸汽飽和溫度(通過飽和溫度探測傳感器12探測的溫度)和用來保持液箱中溶液在規(guī)定范圍內(nèi)的溶液泵工作頻率(由變換器11發(fā)送到溶液泵6的頻率信號)之間的關(guān)系表示于圖3。當(dāng)高溫發(fā)生器5中的冷卻液蒸汽飽和溫度增高時，由于高溫發(fā)生器5的內(nèi)部壓力增大，溶液的循環(huán)量也增加。因此，如圖3中曲線A所示，隨著高溫發(fā)生器5中冷卻液蒸汽飽和溫度增高而增加溶液泵6的工作頻率，溶液泵6的轉(zhuǎn)數(shù)(即轉(zhuǎn)速)會增加，從而吸收器2向高溫發(fā)生器5輸送稀釋溶液的流速與循環(huán)量相匹配。
高溫發(fā)生器5的冷卻液蒸汽飽和溫度的范圍為0-100℃就足夠了。例如，選取高溫發(fā)生器5的8個冷卻液蒸汽飽和溫度，包括0℃，30℃，50℃，60℃，70℃，80℃，90℃和100℃，并且確定了與這8個冷卻液蒸汽飽和溫度點(diǎn)相應(yīng)的溶液泵工作頻率。根據(jù)選取的溫度點(diǎn)，溶液泵工作頻率分別設(shè)置為，例如10Hz，14Hz，18Hz，23Hz，25Hz，35Hz，42Hz和50Hz。
與高溫發(fā)生器5中冷卻液蒸汽飽和溫度的選取點(diǎn)相對應(yīng)的溶解泵工作頻率事先被制成表并存儲在控制器10中?？刂破?0讀取一個與飽和溫度探測傳感器12探測的冷卻液蒸汽飽和溫度相對應(yīng)的溶解泵頻率，并控制變換器11以便輸出相應(yīng)頻率給溶液泵6。這樣，有可能從吸收器2向高溫發(fā)生器5注入與溶液循環(huán)流速相適應(yīng)的一定量溶液，該流速由高溫發(fā)生器5的內(nèi)部壓力產(chǎn)生的驅(qū)動力決定。
在吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的正常工作期間，冷卻液蒸汽飽和溫度在50℃-100℃范圍之內(nèi)。因此在此范圍內(nèi)的溫度點(diǎn)設(shè)置為間隔10℃，并且中間點(diǎn)0℃和30℃設(shè)置為起始或稀釋工作溫度。在兩設(shè)置點(diǎn)之間的中點(diǎn)的溶液泵工作頻率由根據(jù)線性公式計算的溫度決定。冷卻液蒸汽飽和溫度設(shè)置點(diǎn)數(shù)目可以多于8個。對于個別的設(shè)置溫度，溶液泵工作頻率可能隨著冷或暖空氣調(diào)節(jié)，機(jī)器型號或工作場所環(huán)境而變化。
當(dāng)溶液泵6以與由飽和溫度探測傳感器12探測的冷卻液蒸汽飽和溫度相對應(yīng)的頻率工作時，如果液箱8中溶液液位保持在電極15探測的低液位l1和電極16探測的高液位l2之間，其結(jié)果是沒有問題的。然而實際上，如上所述，由于負(fù)載條件的差異，在對溶液循環(huán)流速起作用的濃度和其它因素改變的影響下可能導(dǎo)致液位過高或過低。
因此，在所示吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)中，當(dāng)電極16探測一個高溶液液位l2時，控制器10控制變換器11使其向下修正溶液泵工作頻率。修正值速率可以大約為每分鐘2到3Hz。同樣，當(dāng)電極15探測一個低溶液液位l1時，控制器10控制變換器11向上修正溶液泵頻率。修正值速率可以大約為每分鐘2到3Hz。最大修正值應(yīng)該在±10Hz范圍內(nèi)。
如上所述，液箱8的液位被控制在低液位l1和高液位l2之間。對于冷水和熱水每種類型的吸收冷-熱水發(fā)生機(jī)，在控制器10中可設(shè)置不同的修正值。如果負(fù)載狀態(tài)沒有大的波動，從而當(dāng)高溫發(fā)生器5中燃燒器持續(xù)燃燒時修正值可以在一段時間內(nèi)是相同的并保持恒定。
也就是說，假定修正值為-3Hz，當(dāng)高溫發(fā)生器5中的冷卻液蒸汽飽和溫度發(fā)生變化，對于這個變化的冷卻液蒸汽飽和溫度，計算出通過變換器11控制溶液泵6的一個新的溶液泵工作頻率，并將該修正值加到該計算值上(即從中減去3Hz)。當(dāng)高溫發(fā)生器5不是連續(xù)燃燒或當(dāng)吸收冷-熱水發(fā)生機(jī)停止運(yùn)行時，該修正值最好復(fù)位。這樣能通過緩沖除高溫發(fā)生器5中冷卻液蒸汽飽和溫度或高溫發(fā)生器5和吸收器2之間壓差以外其它因素的影響，確保溶液的輸入量穩(wěn)定。
在上述實施例中，與冷卻液蒸汽飽和溫度相對應(yīng)的溶液泵工作頻率事先被制成表并存儲在控制器中，并且與傳感器12探測到的飽和溫度相對應(yīng)的溶液泵工作頻率被讀取用于控制變換器11。然而，由于控制器10通常裝有一個微型計算機(jī)，可采納計算與來自飽和溫度探測傳感器12的每個探測溫度相對應(yīng)的一個溶液泵工作頻率的方法。
高溫發(fā)生器5中的壓力可通過如上所述飽和溫度探測傳感器12探測的冷卻液蒸汽飽和溫度來表示。吸收器2中的壓力可通過冷/熱水溫度探測傳感器13探測的冷/熱水溫度來表示。這是由于吸收器2中的壓力可根據(jù)吸收器2中的溫度來確定，而吸收器2的溫度可根據(jù)注入到負(fù)載中的冷/熱水溫度來確定。因此，通過冷卻液蒸汽溫度和冷/熱水溫度來確定高溫發(fā)生器5與吸收器2之間的壓差是可能的。特別是，在房間冷卻器運(yùn)行時，冷水溫度多數(shù)情況下為7℃。在房間加熱器運(yùn)行時，熱水溫度變化范圍為40℃到60℃。因此壓差可利用這些溫度來確定。由于冷/熱水溫度被利用在吸收冷/熱水發(fā)生器的容量控制中，安裝的冷/熱水溫度探測傳感器13為一標(biāo)準(zhǔn)元件。因而，應(yīng)用該傳感器13時不再需要安裝一個新的冷/熱水溫度探測傳感器13。
來自冷卻塔23的冷卻水溫度是一個可能對稀釋溶液的濃度產(chǎn)生影響的因素。因而，在所示的實施例中，冷卻水溫度由冷卻水溫度探測傳感器14探測，由溶液濃度變化導(dǎo)致的溶液流速變化通過將這樣探測到的冷卻水溫度輸入到控制器10中來修正。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明溶液泵是變換器驅(qū)動的，并且溶液泵驅(qū)動頻率被控制為高溫蒸氣發(fā)生器與吸收器壓差的函數(shù)。因而有如下優(yōu)點(diǎn)。
(1)由于溶液泵是變換器驅(qū)動的，實現(xiàn)良好或靈敏的溶液流速控制，并且高效率地運(yùn)行吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)是可能的。
(2)因為沒有使用浮球閥，使可能減小液箱寬度并提供一個緊湊的吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)。
(3)由于將稀釋溶液從吸收器注入到高溫發(fā)生器的溶液泵是變換器驅(qū)動的，并且變換器的溶液泵驅(qū)動頻率被控制為高溫發(fā)生器與吸收器之間壓差的函數(shù)，從而保持液箱中溶液液位在規(guī)定液位，獲取溶液的最佳循環(huán)流速和高效率地運(yùn)行該吸收冷/熱水發(fā)生器是可能的。
權(quán)利要求
1.一種用于吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的控制器，其特征在于一個冷卻循環(huán)由管道連接的蒸發(fā)器，吸收器，溶液散熱器，低溫發(fā)生器，冷卻裝置和高溫發(fā)生器構(gòu)成，并且通過控制溶液從吸收器到高溫發(fā)生器的流速來使高溫發(fā)生器的液箱中的溶液液位保持在規(guī)定范圍內(nèi)。其中將溶液從上述吸收器送到高溫發(fā)生器中的溶液泵是變換器驅(qū)動的，并且安裝有探測上述高溫發(fā)生器和上述吸收器之間壓差的壓差探測裝置；并且其中安裝有控制裝置，該控制裝置控制上述變換器的溶液泵驅(qū)動頻率為上述高溫發(fā)生器和上述吸收器之間壓差的函數(shù)，以便保持上述液箱中溶液液位在規(guī)定范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的控制器，其中上述控制裝置還包括函數(shù)修正裝置，當(dāng)上述液箱中溶液液位高于規(guī)定范圍時，該函數(shù)修正裝置向下修正上述函數(shù)；而當(dāng)溶液液位低于規(guī)定范圍，其向上修正上述函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的控制器，其中上述壓差探測裝置包括探測高溫發(fā)生器中冷卻液蒸氣壓力或與該壓力相對應(yīng)的溫度的裝置，并且上述變換器的溶液泵驅(qū)動頻率被控制為高溫發(fā)生器中冷卻液蒸氣的壓力或與上述壓力相對應(yīng)的溫度的函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的控制器，其中安裝有探測送往負(fù)載的冷或熱水溫度的裝置，并且上述變換器的溶液泵驅(qū)動頻率被控制為高溫發(fā)生器中冷卻液蒸氣壓力或與上述壓力相對應(yīng)的溫度和送往上述負(fù)載的冷或熱水溫度的函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的用于吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的控制器，其中安裝有探測送往上述吸收器的冷卻水溫度的裝置，并且上述控制裝置根據(jù)上述探測的冷卻水溫度修正施加在溶液濃度上的冷卻水溫度的影響產(chǎn)生的溶液流速的變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項所述的用于吸收冷/熱水發(fā)生器的控制器，其中當(dāng)上述高溫發(fā)生器持續(xù)燃燒時，向下或向上修正上述函數(shù)是持續(xù)的，而在不持續(xù)燃燒時則復(fù)位。
全文摘要
一種用于吸收冷/熱水發(fā)生機(jī)的控制器,其中冷卻循環(huán)由管道連接的蒸發(fā)器、吸收器、溶液散熱器、低溫發(fā)生器、冷卻裝置和高溫發(fā)生器構(gòu)成,并且通過控制溶液從吸收器送往高溫發(fā)生器的流速,使高溫發(fā)生器的液箱中溶液液位保持在規(guī)定范圍內(nèi);其中用來將溶液從吸收器送到高溫發(fā)生器的溶液泵是變換器驅(qū)動的,并且安裝有探測高溫發(fā)生器與吸收器之間壓差的壓差探測裝置;并且其中安裝控制裝置,該控制裝置控制變換器的溶液泵驅(qū)動頻率為高溫發(fā)生器和吸收器之間壓差的函數(shù)。
文檔編號F25B15/00GK1208163SQ9811612
公開日1999年2月17日 申請日期1998年7月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月18日
發(fā)明者田中祥治, 金子孝史, 井上修行, 村田純, 白石照雄, 松原利男, 松田伸隆, 計良素直 申請人:株式會社荏原制作所