带有发生器冷剂蒸汽调控防冻装置的溴化锂吸收式制冷机 技术领域：
本发明涉及一种溴化锂吸收式制冷机，尤其是涉及一种带有发生器冷剂蒸汽调控防冻装置的溴化锂吸收式制冷机。属制冷机技术领域。
背景技术：
溴化锂吸收式制冷机是一种由热能驱动运行，以水为制冷剂、溴化锂水溶液为吸收剂，在真空状态下制取空气调节或工艺用冷水的制冷设备，其驱动热源可是蒸汽、热水或燃烧燃料(燃油、燃气)产生的热量。以燃烧燃料产生的热量为驱动热源的直燃型溴化锂吸收式制冷机可设计制造成单独制取冷水的机组，也可设计制造成交替或者同时制取冷水、热水的机组，因而又相应称为直燃型溴化锂吸收式冷水、冷热水机组；以蒸汽、热水为驱动热源的溴化锂吸收式制冷机只有制冷功能，因而相应称为蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组和热水型溴化锂吸收式冷水机组。直燃型溴化锂吸收式制冷机一般都是双效型机组，热水型制冷机多为单效机组，而蒸汽型制冷机有双效型机组，也有单效型机组。
溴化锂吸收式制冷机制冷运行时，防止其零部件中的冷水或冷剂水因温度过低而冻结成冰造成故障，尤其是防止蒸发器换热管中的冷水结冰冻管，是一项重要的安全运行控制目标。以往的溴化锂吸收式制冷机防冻技术措施是分别在机组(图1所示)的蒸发器10的冷水出口管12上设置冷水出口温度传感器11和在蒸发器的冷剂水液囊13上设置冷剂水温度传感器14。机组的控制系统(图中未示出)通过温度传感器适时检测冷水出口温度和冷剂水温度，当冷水出口温度或冷剂水温度达到控制程序中设定的相应温度下限值时，控制系统通过停止冷剂泵15和切断机组的驱动热源，使机组停止制冷，阻止冷水出口温度进一步下降，从而达到防止机组冻管的安全运行控制目的。
溴化锂吸收式制冷机蒸发器冻管，是由于在低负荷或冷却水低温等情况下，吸收器内的压力过低，使蒸发器内的压力下降到≤4.58mmHg(0℃的水所对应地饱和压力)，从而使蒸发器换热管内的冷水温度降低到≤℃所致。由于温度检测存在滞后性，机组的运行温度变化存在热惯性，控制系统执行防冻控制程序时，机组的冷水出口温度往往已经低于设定下限值。控制系统执行防冻控制程序后，机组的冷水出口温度仍然会继续下降一定的数值，即使不继续下降也会停留在低于设定下限值的某一温度值较长时间，而不会在短时间(如1分钟)内反向上升。因此，以往的防冻技术措施仅对机组冷水出口温度和冷剂水温度缓慢下降情况下的安全运行控制有效，而对于机组因负荷快速下降或冷却水温度快速大幅度降低等原因导致的冷水出口温度或冷剂水温度急剧下降则无能为力，这种情况往往会导致机组发生冻管故障。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种在任何运行条件下都能防止机组结冰冻管的带有发生器冷剂蒸汽调控防冻装置的溴化锂吸收式制冷机。
本发明的目的是这样实现的：一种带有发生器冷剂蒸汽调控防冻装置的溴化锂吸收式制冷机，包括发生器、蒸发器、吸收器、冷凝器、热交换器、溶液泵、冷剂泵、控制系统及连接各部件的管路、阀，所述的溴化锂吸收式制冷机为直燃型溴化锂吸收式冷水、冷热水机组或蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组、蒸汽单效型溴化锂吸收式冷水机组、热水单效型溴化锂吸收式冷水机组，其特点是：在发生器与吸收器或蒸发器之间设置冷剂蒸汽连通管，连通管上装有电动阀，构成防冻装置。电动阀开启时将发生器中的冷剂蒸汽按调节控制要求输入吸收器或蒸发器。
在溴化锂吸收式制冷机中，通过设置防冻装置，当机组的吸收压力过低导致冷水出口温度或冷剂水温度下降到控制限度值时，启动防冻装置，对机组的吸收压力和蒸发压力进行逆向调节控制，使机组的冷水出口温度和冷剂水温度迅速停止下降并回升，从而达到在任何运行条件下都能防止机组结冰冻管的安全运行控制目的。
附图说明：
图1为以往的溴化锂吸收式制冷机示意图。
图2～8为本发明的溴化锂吸收式制冷机各实施例示意图。
图1中，直燃高压发生器1-1、燃烧器2、高温热交换器3-1、低温热交换器3-2、吸收器进液管5、吸收器6、融晶管7、低压发生器1-2、冷凝器9、蒸发器10、冷水出口温度传感器11、冷水出口管12、冷剂水液囊13、冷剂水温度传感器14、冷剂泵15和溶液泵16。
图1～10中、A蒸汽切换阀、B溶液切换阀、C冷水进出口、D冷却水进出口、E排烟口、F蒸汽进口、G凝水出口、H热水进出口。
具体实施方式：
发明一如图2所示，在由直燃高压发生器1-1、燃烧器2、蒸发器10、吸收器6、低压发生器1-2、冷凝器9、高温热交换器3-1、低温热交换器3-2、溶液泵16、冷剂泵15、融晶管7、控制系统(图中未示出)及连接各部件的管路、阀所构成的直燃型溴化锂吸收式冷水、冷热水机组的直燃高压发生器1-1与吸收器6之间设置冷剂蒸汽连通管4，连通管4上装有电磁阀8。机组的防冻装置由冷剂蒸汽连通管4、电磁阀8和控制系统(图中未示出)构成。机组正常制冷运行时，电磁阀8处于常闭状态。机组制冷负荷较小或冷却水进水温度较低时，分布到吸收器6换热管束上的吸收溶液吸收冷剂蒸汽的能力相对较强，蒸发器内蒸发制冷产生的冷剂蒸汽量小于吸收器吸收能力所对应的冷剂蒸汽量，导致吸收器内的压力(又称为吸收压力)下降。由于蒸发器和吸收器之间有面积较大的蒸汽流通通道，吸收压力下降会引起蒸发器内的压力(又称为蒸发压力)相应下降，蒸发温度、冷剂水液囊13内的冷剂水温度及流经机组冷水出口管12的冷水出口温度随之下降。一旦机组的控制系统通过设置在蒸发器冷剂水液囊13上的冷剂水温度传感器14和设置在蒸发器冷水出口管12上的冷水出口温度传感器11检测到冷剂水温度或冷水出口温度下降到设定的防冻管控制上限温度(如冷剂水温度3℃、冷水出口温度4℃)，且冷剂水温度或冷水出口温度的下降速率超过设定值(如0.02℃/s)，或者检测到冷剂水温度或冷水出口温度下降到设定的防冻管控制下限温度(如冷剂水温度2℃、冷水出口温度3℃)，控制系统即打开冷剂蒸汽连通管4上的电磁阀8，直燃高压发生器内温度及压力均很高的冷剂蒸汽在压差作用下通过冷剂蒸汽连通管进入吸收器，使吸收压力迅速升高，蒸发压力随之升高，蒸发温度、冷剂水温度及冷水出口温度迅速停止下降并回升，从而有效防止机组发生冻管危险。当控制系统检测到冷剂水温度和冷水出口温度均已高于设定的防冻管控制上限温度时，电磁阀8关闭。
将电磁阀8和冷剂蒸汽连通管4组成的防冻装置设置在直燃型溴化锂吸收器冷水、冷热水机组的低压发生器1-2与吸收器6之间(如图3所示)，机组的控制系统根据运行控制要求打开电磁阀8，低压发生器1-2中温度及压力均较高的冷剂蒸汽在压差作用下通过冷剂蒸汽连通管4进入吸收器6，同样可有效防止机组发生冻管危险，其控制调节过程与图2所示机组的控制调节过程相同。
对于图4所示的蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组，电磁阀8和冷剂蒸汽连通管4组成的防冻装置设置在蒸汽高压发生器1-1与吸收器6之间的连接方式，以及机组的防冻控制调节过程与图2所示直燃型机组完全相同。同样，电磁阀8和冷剂蒸汽连通管4组成的防冻装置也可设置在蒸汽双效型溴化锂吸收器冷水机组的低压发生器1-2与吸收器6之间，如图5。
在蒸汽单效型溴化锂吸收式冷水机组(图6所示)和热水单效型溴化锂吸收式冷水机组(图7所示)的发生器1和吸收器6之间，设置有电磁阀8和冷剂蒸汽连通管4组成的防冻装置，同样可有效防止机组发生冻管危险，其控制调节过程与图2所示机组的控制调节过程相同。
发明二如图8所示，在由直燃高压发生器1-1、燃烧器2、蒸发器10、吸收器6、低压发生器1-2、冷凝器9、高温热交换器3-1、低温热交换器3-2、溶液泵16、冷剂泵15、融晶管7、控制系统(图中未示出)及连接各部件的管路、阀所构成的直燃型溴化锂吸收式冷水、冷热水机组的直燃高压发生器1-1与蒸发器10之间设置冷剂蒸汽连通管4，连通管4上装有电磁阀8。机组的防冻装置由冷剂蒸汽连通管4、电磁阀8和控制系统(图中未示出)构成。机组因制冷负荷较小或冷却水进水温度较低等原因导致吸收压力和蒸发压力下降时，蒸发温度、冷剂水液囊13内的冷剂水温度及流经蒸发器冷水出口管12的冷水出口温度随之下降。一旦机组的控制系统通过设置在蒸发器冷剂水液囊13上的冷剂水温度传感器14和设置在蒸发器冷水出口管12上的冷水出口温度传感器11检测到冷剂水温度或冷水出口温度下降到设定的防冻管控制上限温度，且冷剂水温度或冷水出口温度的下降速率超过设定值，或者检测到冷剂水温度或冷水出口温度下降到设定的防冻管控制下限温度，控制系统即打开冷剂蒸汽连通管4上的电磁阀8，直燃高压发生器内温度及压力均很高的冷剂蒸汽在压差作用下通过冷剂蒸汽连通管进入蒸发器，使蒸发压力升高，蒸发温度、冷剂水温度及冷水出口温度迅速停止下降并回升，从而有效防止机组发生冻管危险。当控制系统检测到冷剂水温度和冷水出口温度均已高于设定的防冻管控制上限温度时，电磁阀8关闭。
在直燃型溴化锂吸收器冷水、冷热水机组的低压发生器与蒸发器之间、在蒸汽双效型溴化锂吸收器冷水机组的高压发生器与蒸发器之间、在蒸汽双效型溴化锂吸收器冷水机组低压发生器与蒸发器之间、在蒸汽单效型溴化锂吸收器冷水机组及热水单效型溴化锂吸收器冷水机组的发生器与蒸发器之间均可设置同样的防冻装置(图略)。
发明三如图9所示，该机组只是在图2所示直燃型溴化锂吸收式冷水、冷热水机组的吸收器6上增设了吸收压力传感器18。机组的防冻装置由冷剂蒸汽连通管4、电磁阀8、吸收压力传感器18和控制系统(图中未示出)构成。机组正常制冷运行时，电磁阀处于常闭状态。机组因制冷负荷较小或冷却水进水温度较低等原因导致吸收压力和蒸发压力下降时，蒸发温度、冷剂水液囊13内的冷剂水温度及流经冷水出口管12的冷水出口温度随之下降。一旦机组的控制系统通过吸收压力传感器检测到吸收压力下降到设定的防冻管控制上限压力(如6.58mmHg)，且吸收压力下降速率超过设定值(如0.05mmHg/s)，或者检测到吸收压力下降到设定的防冻管控制下限压力(如5.29mmHg)，控制系统即打开冷剂蒸汽连通管上的电磁阀，高压发生器内温度压力均很高的冷剂蒸汽在压差作用下通过冷剂蒸汽连通管进入吸收器，使吸收压力迅速升高，从而有效防止机组发生冻管危险。当控制系统检测到吸收压力已高于设定的防冻管控制上限压力时，电磁阀关闭。为确保防冻运行控制的有效性，吸收压力传感器宜设置在吸收器的低压区。如设置在吸收器的高压区，因吸收器的低压区的压力已经很低了，会造成压力检测失真。
图3～图8所示机组的吸收器上同样可增设吸收压力传感器18，机组的控制系统通过检测吸收压力信号来对防冻装置中的电磁阀进行开、关控制，从而有效防止机组发生冻管危险。
发明四如图10所示，该机组只是在图2所示直燃机组的蒸发器10上增设了蒸发压力传感器19。机组的防冻装置由冷剂蒸汽连通管4、电磁阀8、蒸发压力传感器19和控制系统(图中未示出)构成。机组正常制冷运行时，电磁阀处于常闭状态。机组因制冷负荷较小或冷却水进水温度较低等原因导致吸收压力和蒸发压力下降时，蒸发温度、冷剂水液囊13内的冷剂水温度及流经冷水出口管12的冷水出口温度随之下降。一旦机组的控制系统通过蒸发压力传感器19检测到蒸发压力下降到设定的防冻管控制上限压力(如6.72mmHg)，且蒸发压力下降速率超过设定值(如0.05mmHg/s)，或者检测到蒸发压力下降到设定的防冻管控制下限压力(如5.43mmHg)，控制系统即打开冷剂蒸汽连通管上的电磁阀，高压发生器内温度压力均很高的冷剂蒸汽在压差作用下通过冷剂蒸汽连通管进入吸收器，使吸收压力迅速升高，从而有效防止机组发生冻管危险。当控制系统检测到蒸发压力已高于设定的防冻管控制上限压力时，电磁阀关闭。为确保防冻运行控制的有效性，蒸发压力传感器宜设置在蒸发器的低压区。如设置在蒸发器的高压区，因蒸发器的低压区的压力已经很低了，会造成压力检测失真。
同样，在图3～图8的所示机组的蒸发器上可增设蒸发压力传感器，机组的控制系统通过检测蒸发压力信号来对防冻装置中的电磁阀进行开、关控制，从而有效防止机组发生冻管危险。
图2～图10所示机组防冻装置中的电磁阀可用电动调节阀替代。