改进型三效吸收循环装置

1.一种三效吸收循环装置，其包括：
第一、第二和第三发生器，每一台所述第一、第二和第三发 生器都充有一种吸收剂水溶液，且所述第一、第二和第三发生器 分别工作在顺序增高的工作温度；
第一、第二和第三冷凝器，所述第一、第二和第三冷凝器分 别工作在顺序增高的工作温度，所述第一、第二和第三冷凝器可 供使用地分别与所述第一、第二和第三发生器相连；以及第一冷 凝物流动设备，所述第一冷凝物流动设备将在所述第三冷凝器中 冷凝的制冷剂从所述第三冷凝器中导出并与所述第二和第一冷凝 器中呈热交换关系；
第一热交换设备，所述第一热交换设备在第三冷凝器和第二 发生器之间以及在所述第二冷凝器和所述第一发生器之间配合工 作用于分别在它们之间传递能量；
一台或多台第一吸收器，所述第一吸收器与流体回路配合工 作以将吸收剂水溶液供入所述第一和第二发生器；以及一台或多 台第二吸收器，所述第二吸收器与流体回路配合工作以便向所述 第三发生器提供吸收剂水溶液；
第二热交换器，所述第二热交换器与所述流体回路配合工 作，以便在所述回路中的吸收剂水溶液流之间进行能量交换；以 及
一台或多台蒸发器，所述蒸发器可供使用地与所述吸收器相 连。
2.如权利要求1所述的装置，其特征资源：其还包括将在所 述第二和第一冷凝器中冷凝的制冷剂输入一台或多台蒸发器中的 第二冷凝物流动设备。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：其包括：与所述 一台或多台第一吸收器可供使用地连接的所述一台或多台第一蒸 发器，与所述一台或多台第二吸收器可供使用地相连的所述一台 或多台第二蒸发器，其中所述第一冷凝物流动设备将在所述第三 冷凝器中冷凝的制冷剂送入所述一台或多台第一蒸发器中。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：其包括将在所述 第二和第一冷凝器中冷凝的制冷剂送入所述一台或多台第二蒸发 器的第二冷凝物流动设备。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一冷凝物 流动设备将在所述第三冷凝器中冷凝的制冷剂分别顺序地与所述 第二和第一冷凝器进行热交换。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述第一冷凝物 流动设备将在第三冷凝器中冷凝的制冷剂分别顺序地与第二和第 一冷凝器进行热交换。
7.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述第二冷凝物 流动设备将在第二冷凝器中冷凝的制冷剂导入第一冷凝器中。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于：在所述一台或多 台第一吸收器中的吸收剂水溶液包括LiBr，LiCl或它们的混合 物，其中所述一台或多台第二吸收器中的吸收剂水溶液包括浓度 约为55％或低于55％的LiBr水溶液，或者包括下述盐类组中的 一种的水溶液：
(a)LiCl，LiNO2，LiCNS，LiClO3或LiI或它们的混合物；
(b)LiBr，LiCl或LiI和从Ni(NO3)2，CaBr2，FeCl2或MnI2中 选择出的一种盐；
(c)ZnBr2和CaBr2的一种混合物；
(d)NaOH，KOH或它们的混合物；或
(e)LiNO2，LiCNS，LiClO3或LiI或它们的混合物与LiBr或 LiCl或它们的混合物。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于：所述一台或多台 第一吸收器中的吸收剂水溶液包括LiBr，LiCl或它们的混合物， 其中所述一台或多台第二吸收器中的吸收剂水溶液包括浓度约为 55％或低于55％的LiBr水溶液，或者包括下述盐类组中的一种 的水溶液：
(a)LiCl，LiNO2，LiCNS，LiClO3，或LiI或它们的混合物；
(b)LiBr，LiCl或LiI和从Ni(NO3)2，CaBr2，FeCl2或MnI2中 选择出的一种盐；
(c)ZnBr2和CaBr2的一种混合物；
(d)NaOH，KOH或它们的混合物；或
(e)LiNO2，LiCNS，LiClO3或LiI或它们的混合物，与LiBr或 LiCl或它们的混合物。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于：供给所述第一 和第二发生器的吸收剂水溶液包括第一类盐类组份的水性组分， 供给所述第三发生器的吸收剂水溶液包括第二类盐类组份的水性 组份。
11.如权利要求4所述的装置，其特征在于：供给所述第一 和第二发生器的吸收剂水溶液包括第一类盐类组份的水性组份， 供给所述第三发生器的吸收剂水溶液包括第二类盐类组份的水性 组份。
12.如权利要求1所述的装置，其特征在于：供给所述第一 和第二发生器的吸收剂水溶液包括在所述一台或多台第一吸收器 中的具有第一盐类浓度的盐类组份的水溶液，供给所述第三发生 器的吸收剂水溶液包括在所述一台或多台第二吸收器中的具有第 二盐类浓度的盐类组份的水溶液。
13.如权利要求4所述的装置，其特征在于：供给所述第一 和第二发生器的吸收剂水溶液包括在所述一台或多台第一吸收器 中具有第一盐类浓度的盐组份水溶液，供给所述第三发生器的吸 收剂水溶液包括在所述一台或多台第二吸收器中具有第二盐类浓 度的盐类组份的水溶液。
14.如权利要求1所述的装置，其特征在于：供给所述第一 和第二发生器的吸收剂水溶液含有一种传热和传质添加剂，所述 添加剂包括具有6-10个碳原子的醇类或脂肪族的或芳香族的 胺，供给所述第三发生器的吸收剂水溶液不含有传热或传质添加 剂或含有与供给所述第一和第二发生器的添加剂不同的传热和传 质添加剂。
15.如权利要求4所述的装置，其特征在于：供给所述第一 和第二发生器的吸收剂水溶液含有一种传热和传质添加剂，所述 添加剂包括具有6-10个碳原子的醇类或脂肪族的或芳香族的 胺，供给所述第三发生器的吸收剂水溶液不含有传热和传质添加 剂或含有与供给所述第一和第二发生器的添加剂不同的传热和传 质添加剂。
16.如权利要求1所述的装置，其特征在于：至少一条所述 流体回路用于将吸收剂水溶液在至少一个所述第一吸收器与所述 第一和第二发生器之间串联或并联流动，或至少一条所述流体回 路包括至少一个分流接点，所述接点将从所述第一或第二发生器 流出的吸收剂水溶液的第一部分送至所述第一吸收器中之一，以 及将从所述第一或第二发生器流出的吸收剂水溶液的第二部分送 至其它的第一或第二发生器中，或者至少一条所述体回路包括至 少一个分流接点，所述接点将从至少一台所述第一和第二发生器 中之一流出的吸收剂水溶液的第一和第二部分送至另外的第一吸 收器中。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于：从一个分流 接点流出的吸收剂水溶液流的第一部分和第二部分的质量或体积 是不平衡的。
18.如权利要求4所述的装置，其特征在于：至少一条所述 流体回路使吸收剂水溶液在至少一个所述第一吸收器与第一和第 二发生器之间串联或平联地流动，或其中至少一条所述流体回路 包括至少一个分流接点，所述接点将从所述第一或第二发生器流 出的吸收剂水溶液的第一部分送至所述第一吸收器中之一，以及 将从所述第一或第二发生器流出的吸收剂水溶液的第二部分送至 其它的所述第一或第二发生器中，或者至少所述流体回路中之一 包括至少一个分流接点，所述接点将从至少一台所述第一和第二 发生器中之一流出的吸收剂水溶液的第一和第二部分送至另外的 所述第一吸收器中。
19.如权利要求1所述的装置，其特征在于：其包括：
可供使用地与所述第一吸收器相连的一或两台第一蒸发器和 一台与所述第二吸收器可供使用地相连的第二蒸发器；
其中第一冷凝物流动设备将从所述第三冷凝器流出的已冷凝 的制冷剂顺序地分别与第二和第一冷凝器进行热交换地导入所述 第二蒸发器；以及
其中所述装置还包括第二冷凝物流动设备，所述第二冷凝物 流动设备将从所述第二和第一冷凝器流出的已冷凝的制冷剂分别 导入第一蒸发器。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于：所述第二冷 凝物流动设备将所述冷凝物顺序地从所述第二冷凝器导入所述第 一冷凝器和所述第一蒸发器中。
21.如权利要求19所述的装置，其特征在于：至少所述流 体回路之一是使吸收剂水溶液在至少一个第一吸收器与第一和第 二发生器之间串联或并联流动，或至少一条所述流体回路包括至 少一个分流接点，所述接点将从所述第一或第二发生器流出的吸 收剂水溶液的第一部分送至所述第一吸收器中之一，以及将从所 述第一或第二发生器流出的吸收剂水溶液的第二部分送至其它的 所述第一或第二发生器中，或者至少所述流体回路中的一条包括 至少一个分流接点，所述接点将从至少一台所述第一和第二发生 器中之一流出的吸收剂水溶液的第一和第二部分送至不同的第一 吸收器中。
22.一种三效吸收循环装置，其特征在于：其包括：
第一、第二和第三发生器，每一台所述第一、第二和第三发 生器发生器都充有一种吸收剂水溶液，且所述第一、第二和第三 发生器分别工作在顺序增高的工作温度；
第一、第二和第三冷凝器，所述第一、第二和第三冷凝器工 作在顺序增高的工作温度，所述第一、第二和第三冷凝器可供使 用地分别与所述第一、第二和第三发生器相连；
第一热交换设备，所述第一热交换设备在所述第三冷凝器和 第二发生器之间以及在所述第二冷凝器和所述第一发生器之间配 合工作用于分别在它们之间传递能量；
两台或三台吸收器及与之配合工作的两条或多条流体回路， 所述流体回路用于将吸收剂水溶液导入所述两或三台吸收器及任 一台或多台第一、第二和第三发生器之间，至少所述流体回路中 的一条用于将从所述至少一台吸收器流出的吸收剂水溶液并联地 导入多台所述发生器中和/或将从至少一台所述发生器流出的吸 收剂水溶液并联地导入若干台吸收器中；
第二热交换设备，所述第二热交换设备与所述流体回路配合 工作，所述热交换设备用于对在所述回路中流动的吸收剂水溶液 之间进行能量交换；
一台、两台或三台蒸发器分别可供使用地与所述两台或三台 吸收器相连。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于：至少一条所 述流体回路用来将吸收剂水溶液从至少串联吸收器中的一个吸收 器至至少两台所述发生器中。
24.如权利要求22所述的装置，其特征在于：至少一条所 述流体回路用于使吸收剂水溶液并联地在至少一个所述吸收器和 至少两台所述发生器之间流动。
25.如权利要求22所述的装置，其特征在于：至少一条所 述流体回路包括至少一个分流接点，所述接点将从所述发生器之 一流出的吸收剂水溶液的第一部分导入所述吸收器中的一台吸收 器，将从所述发生器之一流出的吸收剂水溶液的第二部分导入另 外的发生器中。
26.如权利要求22所述的装置，其特征在于：至少一条所 述流体回路包括至少一个分流接点，所述接点用于将从所述发生 器之一流出的吸收剂水溶液的第一和第二部分导入不同的吸收器 中。
27.如权利要求25所述的装置，其特征在于：从一个分流 接点流出的吸收剂水溶液的第一和第二部分流的质量和体积是不 平衡的。
28.如权利要求26所述的装置，其特征在于：从一个分流 接点流出的吸收剂水溶液的第一和第二部分流的质量和体积是不 平衡的。
29.如权利要求25所述的装置，其特征在于：至少一条所 述流体回路包括至少一个分流接点，所述分流接点将从所述发生 器之一流出的吸收剂水溶液的第一和第二部分导入不同的吸收器 中。
30.如权利要求22所述的装置，其特征在于：其包括一个 吸收器，其中所述流体回路将从所述吸收器流出的吸收剂水溶液 并联地导入每个发生器中。
31.如权利要求22所述的装置，其特征在于：其包括一个 吸收器，其中所述流体回路将从每一台发生器所述流出的吸收剂 水溶液并联地导入所述吸收器中。
32.如权利要求30所述的装置，其特征在于：其包括一个 吸收器，所述流体回路将从每一台所述发生器流出的吸收剂水溶 液并联地导入所述吸收器中。
33.如权利要求22所述的装置，其特征在于：其包括一个 吸收器，其中至少一条所述流体回路包括一个分流接点，所述接 点用于将从所述发生器之一流出的吸收剂水溶液的第一部分导入 所述吸收器中以及将从所述发生器流出的吸收剂水溶液的第二部 分导入一台或多台其余的发生器中。
34.如权利要求22所述的装置，其特征在于：其包括两台 或三台吸收器，其中至少一条所述流体回路将从一台吸收器流出 的吸收剂水溶液并联地导入两台所述发生器中。
35.如权利要求22所述的装置，其特征在于：其包括两台 或三台吸收器，其中至少一条所述流体回路将从两台或三台发生 器流出的吸收剂水溶液并联地导入一台或多台所述吸收器中。
36.如权利要求34所述的装置，其特征在于：所述流体回 路之一将从所述吸收器之一流出的吸收剂水溶液并联地导入第二 和第三发生器中。
37.如权利要求34所述的装置，其特征在于：所述流体回 路之一将从所述吸收器之一流出的吸收剂水溶液并联地导入所述 第一和第三发生器中。
38.如权利要求34所述的装置，其特征在于：所述流体回 路之一将从所述吸收器之一流出的吸收剂水溶液并联地导入第一 和第二发生器中。
39.如权利要求34所述的装置，其特征在于：至少一条流 体回路用于使吸收剂水溶液串联地在一台吸收器和至少两台发生 器之间流动。
40.如权利要求38所述的装置，其特征在于：至少一条所 述流体回路包括至少一个分流接点，所述接点用于将从所述发生 器之一流出的吸收剂水溶液的第一部分导入一台吸收器中以及将 从所述发生器流出的吸收剂水溶液的第二部分导入一台或多台其 余发生器中。
41.如权利要求39所述的装置，其特征在于：至少一条所 述流体回路包括至少一个分流接点，所述接点用于将从所述发生 器之一流出的吸收剂水溶液的第一部分导入一台吸收器中以及将 从所述发生器流出的吸收剂水溶液的第二部分导入一台或多台其 余发生器中。
42.如权利要求36所述的装置，其特征在于：其包括两台 吸收器和一条流体回路，所述流体回路用于将吸收剂水溶液导入 第一吸收器和所述第一发生器之间。
43.如权利要求42所述的装置，其特征在于：其包括一条 流体回路，所述流体回路用于将从所述第二和第三发生器流出的 吸收剂水溶液并联地导入一台第二吸收器中。
44.如权利要求37所述的装置，其特征在于：其包括两台 吸收器和一条流体回路，所述回路用于将吸收剂水溶液导入一台 第一吸收器和所述第二发生器之间。
45.如权利要求44所述的装置，其特征在于：其包括一条 流体回路，所述流体回路将从第一和第三发生器流出的吸收剂水 溶液并联地导入一台第二吸收器中。
46.如权利要求36所述的装置，其特征在于：其包括两台 吸收器和一条流体回路，所述回路将从一个第一吸收器流出的吸 收剂水溶液串联地导入所述第一和第二发生器中。
47.如权利要求46所述的装置，其特征在于：其包括具有 一个分流接点的流体回路，所述回路将从所述第二发生器流出的 吸收剂水溶液的第一和第二部分导入两个吸收器中。
48.如权利要求38所述的装置，其特征在于：其包括两个 吸收器和一条流体回路，所述回路用于将吸收剂水溶液导入所述 吸收器之一和所述第三发生器之间。
49.如权利要求22所述的装置，其特征在于：其包括两台 或三台吸收器和多条流体回路，所述回路将从至少两台所述吸收 器流出的吸收剂水溶液并联地导入所述发生器中之一。
50.如权利要求22所述的装置，其特征在于：
所述每一条流体回路中的吸收剂水溶液分别包括下述盐类组 中的一种盐的水溶液：
(a)LiNO2、LiCNS、LiClO3、LiI和它们的混合物；
(b)LiBr，LiCl或LiI和从Ni(NO3)2，CaBr2，FeCl2和MnI2中 选择的一种盐；
(c)ZnBr2和CaBr2的混合物；
(d)NaOH，KOH或它们的混合物；或
(e)LiNO2，LiCNS，LiClO3或LiI或它们的混合物与LiBr或 LiCl或它们的混合物。
51.如权利要求22所述的装置，其特征在于：其包括两或三 台吸收器和两或多条与它们配合工作的流体回路，所述回路用于 将吸收剂水溶液导入所述两或三台吸收器和任一台或多台第一、 第二、第三发生器之间，至少所述回路中之一用于将从至少一台 所述吸收器中流出的吸收剂水溶液并联地导入多台所述发生器 中；或将从至少所述发生器中之一流出的吸收剂水溶液并联地导 入多台所述吸收器中；而且一台、两台或三台蒸发器可供使用地 分别与所述两台或三台吸收器相连。

鉴于人们担心氟碳化合物和氟碳氢化合物对环境的影响，需 要开发利用如水和氨之类对周围环境安全无害的制冷剂。对于几 乎不需加热就能达到冷量范围在15-10000冷吨的工业冷却器 而言，由于水具有不可燃和有益于人体健康的特性，通常它是首 选的制冷剂。\n利用水之类的制冷剂的吸收剂水溶液循环早已公知，而且已 使用了几十年。很多国家工业上都采用了单效和各种双级装置。 但在将燃煤转变成空调或制冷所需的能量的过程中所产生的CO2 总量使人们越来越担心，因此，要求能量转换效率高于目前用单 级吸收设备(制冷系数COP＝0.6至0.8)和双级吸收设备 (COP＝0.9至1.25)所获得的能量转换效率。\n美国专利4732008号提出采用两个相连的单级循环，以获得 三倍的制冷效果。这些独立的回路具有不同的吸收剂流体，较低 级采用如溴化锂(LiBr)水溶液之类的流体。然而，要求较高 级中的流体不结晶和避免形成蒸汽压力的特性需要采用不同的流 体。若较高级的流体选用适当，其性能估计可使制冷系数 (COPs)达到1.5-1.7。\n                    发明概述\n本发明涉及一种具有三倍制冷效果的装置，在该装置中，整 个系统的吸收剂或者采用单一的一种含水吸收液，或者采用两种 或三种不同的吸收剂，或者采用不同吸收剂浓度的单一一种制冷 剂，即水。由于将这种单一的制冷剂-水用作整个系统(不管是 哪一级)的制冷剂或工作液，本发明对现有的三效系统作出了重 大改进，而现有的系统仅取决于与不具有共同的质量流的三个热 交换器的热交换。本发明的装置和系统所得到的COPs与采用上 述两个单级循环的三效装置的COPs相近。但是，由于最高运行 温度低于双回路系统的最高运行温度，可降低对第三级发生器中 流体混合物升温和液体晶化的要求。\n美国专利4520634号披露了一种三级吸收式制冷系统，它包 括三台发生器，溶液从一个吸收器直接流入彼此并联设置的三台 发生器的各台中而不必流过任何其它的发生器。在申请人自己的 美国专利5335515号所公开的三效系统中，利用将流体回路串联 和并联使三台发生器和三台冷凝器与一条或多条流体回路组合， 用以控制一、两或三台吸收器和第一、第二、第三发生器的任一 台或多台之间的吸收剂水溶液。本发明描述了一些包括对各种并 联、串联进行特殊组合和反向流动流体回路的系统，从而具有下 述优点，例如避免了由高吸收剂浓度带来的晶化的可能性。\n本说明书的另一实施例中，列举了一个特殊系统，该系统中 最高级回路的一些部件只与三级装置的较低级的部件保持传热关 系。\n                 附图简述\n图1和2为带有并联的、对所有级分别安排了反向流动以及 采用单一的蒸发器-吸收器对的三效循环示意图；\n图3-7的示意图示出了包括若干不同的吸收器/发生器流体 回路组合的两个吸收器系统；\n图8示意地示出了一种包括并联和串联的流体回路组合的三 吸收器系统；以及\n图9示意地示出了一种三效系统，该系统中高级流体回路只 通过换热表面与系统的两个较低级的冷凝器保持热交换关系。 \n                  发明的详细描述\n在上面所提到的申请人自己的美国专利5335515号中，示出 了本发明的三效吸收循环的相图，附图中示意地示出了该循环所 采用的装置，它有三个发生器，它们分别为高温发生器G3，中温 发生器G2和低温发生器G1，还有分别为高、中、低温的冷凝器 C3、C2和C1。点火温度FT一般在约204℃(400°F)和271 ℃(520°F)之间，最低约为199℃(390°F)和215℃(420 °F)之间。在这种装置中，为了冷凝水制冷剂，用一个高温第三 级发生器G3产生具有足够压力和温度的水蒸汽从而利用冷凝物 的热量驱动中间级发生器G2，该发生器本身又产生在足够温度下 被冷凝的蒸汽以驱动较低的第一级发生器G1，发生器G1本身又 产生制冷剂蒸汽，使用常规的冷却和热耗损设备可使却上述制冷 剂蒸汽冷凝。利用能够工作在温度范围大约为149℃(300°F) 和204℃(400°F)的一种合适的相变传热流体通过相变传热可 实现冷凝器C3和发生器G2之间的热交换。另一方面可以利用热 交换流体的泵吸回路传递显热。与之相似，或者利用在大约65 ℃(150°F)和135℃(275°F)的温度范围内的相变传热或者 通过热交换流体的泵吸回路实现冷凝器C2和发生器G1之间的热 交换。上述温度范围是近似范围，它取决于设备上的热负载以及 环境排放温度，该温度在一日以及一季之内是变化的。用于水冷 设备的典型排放温度的设备设计范围在21℃(70°F)至35℃ (95°F)，空气冷却系统的排放温度还要高4℃(25°F)。\n第三温度级发生器G3的工作温度高于目前使用的双效装置 中的温度。虽然直接燃烧的高温发生器比较经济，但应避免在与 吸收剂流体接触的发生器表面上出现局部过热，以防止腐蚀加剧 和增加材料的不可溶性。因此，可优选利用燃烧器的火焰间接加 热，而不与高温发生器接触，例如利用相变或泵吸流体回路。此 外，不管加热发生器G3的运行方式如何，将任何低于G3温度的 不适宜于加热发生器G3的剩余能量或显热用于预热燃烧空气或 送入一个或两个较低级发生器是十分有利的。因此，如果用泵吸 流体回路向发生器G3提供能量，如上所述，可以将此回路与连接 较低级的各发生器和冷凝器的泵吸回路组合在一起，或者与一个 相连的冷凝器/发生器部件组合相连，剩下的其它发生器/冷凝器 可设置在一个单独的传热回路中。尽管从热动力学观点考虑，流 体回路的工作温度低于使传热流体复热所需的温度是不利的，但 利用第二定律获得高热量(例如燃烧气体的热量或高压蒸汽)时， 上述回路的路线可简化构件和泵的需求，因而成本低廉。正如现 行的冷却器-加热器中普遍提供的那样，还可将剩余热量用来加 热热水。\n本发明系统的吸收器和蒸发器部分可以分别是单一单元或 多个单元。如果流体的晶化极限值危及液体溶液范围内循环的安 全运行，采用图3-8的装置中示出的多台蒸发器和多台吸收器 是特别有利的。在这些图示的实施例中，盐的浓度随温度升高而 增加，因此，与吸收器A2相比，吸收器A3的盐浓度低，而吸收 器A2的盐浓度与吸收器A1相比又较低。同样，工作温度较高的 各吸收器溶液的浓度也较高。此外，各蒸发器在不同温度下工作， 最高温度蒸发器E1与装有最高吸收剂浓度的流体吸收器A1联合 运行，与此类似，低温蒸发器与充有更稀溶液的吸收器相通。也 可选择成使一最高温度蒸发器与一个装有较低浓度溶液的吸收器 相连，而较低温度的几个蒸发器与装有较浓溶液的吸收器相通， 使这些吸收器工作的蒸汽压比上述蒸发器的蒸汽压低。采用通常 范围在约8℃(37°F)至16℃(60°F)的不同蒸发器温度需 要适当的输送用于冷却负载的传热液体的管线。例如，若用冷却 水分配系统冷却一座建筑物，常常指的是冷却水回路，使被建筑 物负载加热的回流先 进入最高温度蒸发器热交换器，然后再沿路径依次进入各较低温 度的蒸发器。虽然本发明的系统可包括多达三台蒸发器，通过采 用一台以上的蒸发器经一个或多个吸收器与一台发生器相连，可 以采用不同的吸收器/蒸发器对的其它装置结构而不增加蒸发器 的台数。当然，过高的设备费用实际上限制人们只能使用两至三 个蒸发器温度等级。通过使流体在C1和蒸发器E2和E3其中之一 之间或在C1和E2、E3两者之间直接流动而不是只在C1和E1之间 直接流动可对所示的几种系统进行改变。如果设备中部件位置是 一个重要因素，则使多台蒸发器基本上工作在相同温度下可能是 有利的，这对于要求工作温度大体相同的多区域建筑群尤其有 利。而且，使用多种吸收剂不受使用不同吸收剂浓度或不同工作 压力或不同工作温度的吸收器工作的限制。\n本领域的普通技术人员还应懂得，为了使生产成本适当可将 蒸发器-吸收器对置于一个套或一个壳体中。这种成对地设置对 于较低的两个蒸发器/吸收器级尤其有用。如果在所有的三级中都 使用稳定的或合格的传热和传质添加剂或者采用了防止高级发生 器中添加剂退化的满足要求的流体处理设备或者防止添加剂大量 进入高级发生器的其它设备，可以将一台或多台吸收器设置在单 一的套或壳体中。\n由于在本发明的系统中使用了单一的制冷剂—水，可以使各 发生器和一台或多台吸收器之间流体的流量基本上按比例变化， 根据运行条件、负载和遇到的特定温度得到不同的流量选择方 案。例如，高温发生器G3可以产生足够的制冷剂，这些制冷剂在 C3中冷凝后可以输入到G2以及G1所需要的部分。而且，如果C3 的能量不足以单独驱动G2，可以利用来自燃烧系统的烟气或通过 发生器G3排出的传热介质。显然，这些结构形式只是各种不同设 计选择方案中的一些实例，并不能限定本发明的范围。\n根据本发明，如附图中示意地示出的各种三效系统所示，可 以将使吸收剂水溶液在一台或多台吸收器和三台发生器之间流动 的诸流体回路以各种不同的包括串联、并联和反向流体流动在内 的方式组合。因此，任何一台或几台吸收器可以将同样的流体按 最佳吸热效率标定的流量从该吸收器或上述几台吸收器分别输送 到对应的发生器中。通常从不同的吸收器流入不同发生器的流体 的流量或体积是不平衡的。而且，从一台发生器流出的流体可以 与从一台或多台其它发生器流出的流体重新汇合并被输入一台或 多台吸收器中。如果从不同发生器流出的液体浓度不同，这种重 新汇合可防止最高浓度的流体进入最低温吸收器，或进入单一吸 收器系统的唯一一个吸收器中，从而可降低流体晶化的危险。\n在所述的附图中，吸收器用A代表，A1代表第一级吸收器， 第二级吸收器用A2代表，第三级吸收器用A3代表，与之相对应 的蒸发器分别用E1，E2和E3代表。不同吸收器和发生器之间的 流体回路用由箭头示出了流动方向的线段表示，而所示出的一些 热交换器用于使流入发生器的流体和从该发生器流出的流体之间 进行热传递。还应懂得，上述示意图是根据系统内各部件的温度 -压力关系绘制的，流体回路线段不反映流体回路中吸收剂水溶 液的浓度。\n图1和图2示出了带有并联的和反向流动的流体回路的三效 循环，其流道布置从唯一的一个吸收器分别通向各个较高级发生 器。图1中吸收器A向彼此并联设置的全部三级发生器G1、G2 和G3供给流体。图中示意地描绘出的系统包括对经泵17从吸收 器A泵出的流体起导流作用的分流接点13和15。在从各发生器 到吸收器的返回流中，接点12和14使分别从发生器G1和G2流 出的吸收剂水溶液与从G3返回到吸收器的流体重新汇合。该系统 还使用了几台沿流体回路设置的热交换器16，用于在流入各发生 器的流体和从各发生器流出的流体之间进行传热。在图1所示系 统的实施例中，用图例说明了沿流体回路流体并联地流入各发生 器以及从各发生器流出的情况。\n图2中采用了包括反向流动的实施例的流体回路，在该回路 中，一些分流接点用于将从较低级发生器泵吸的一部分吸收剂水 溶液导向高级发生器，并将另一部分流体引回到吸收器。准确地 说，在一条流体回路中，泵21将吸收剂水溶液泵吸到第一级发生 器G1，吸收液再从发生器G1流到分流接点26，在该接点处吸收 液被分成两部分，一部分由泵22泵吸到第二级发生器G2，另一 部分返回到吸收器A。与此类似，分流接点27将第一部分流体 从发生器G2经泵23导向发生器G3，并将第二流体部分返回到吸 收器A。示出的返回流接点28和29用于将从各发生器流出的流 体重新汇合到吸收器A中。在图1和2所示的实施例中，只采用 了唯一的一个吸收器，但应懂得，例如也可如上面所提到美国专 利5335515号中的图7和8所示出的那样，可以将并联和反向流 的流道的各种组合再与串联流动流体回路部件组合。\n在图3-7中示意地示出了本发明的具有双吸收器的三效系 统的各种实施例。图3中示出的系统采用并联流体回路，流体从 吸收器A2经输入分支接点32被送入第二和第三级发生器G2和 G3，从两个较高级发生器流出的并联的返向流在接点31处重新 汇合。吸收器A1只向低级发生器G1供液。还可以从吸收器A2和 发生器G2和G3之间的顺序或反向流动方面改变所示出的系统。\n图4中在吸收器A1向第二级发生器G2供液的同时，吸收器 A2并联地向第一和第三级发生器G1和G3供液。在A2和发生器G1 和G3之间的流体回路上的向发生器G1供液的分流接点42和返回 流接点41提供并联流动。此外，也可以变化所示出的系统，以便 在吸收器A2和发生器G1和G3之间提供顺序流动或反向流动。\n图5中的系统示出了由两个吸收器向第二级发生器G2供 液，而只有吸收器A2向第三级发生器G3供液的情况，仅由吸收 器A1供给的液体经发生器G2和分流接点52送入低级发生器，接 点52还将从发生器G2流出的吸收剂水溶液的第二部分导向吸收 器A2。因此，接点51和52使吸收器A1供给的流体为并联流动， 以使流体返回吸收器A1和A2二者之中。供液分流接点51使流体 并联流入发生器G3和G2。在图5及图6和7的实施例中，如两 个吸收器之间用虚线示出的那样，两个吸收器具有重叠的温度范 围。示出的两个蒸发器通常不安放在一个壳体中，取而代之的是 常将每个蒸发器与如前所述的各个吸收器共放在一个壳体中。本 实施例说明可以由一个以上的吸收器向上述诸发生器供液；可以 由一个以上的吸收器向不同的发生器供液；流体回路可以包括串 联流动、并联流动或反向流动构件的组合。\n在图6和7中，只由第二级吸收器A2向高级发生器G3供液， 而第一级吸收器A1向两个发生器G1和G2供液并接收来自此两发 生器流体。图6中，供液分流接点62并联地向两个较低级发生 器供液，而接点61提供从上述两个较低级发生器流回到吸收器 A1的并联流。图7中，借助于使用供液分支接点71和泵73的反 向流向发生器G2供液，以便将离开发生器G1的部分流体提供给 G2，同时，从两个低级发生器流出的回流在接点72处重新汇合。\n图8示出了三吸收器系统的一个实施例，其中第三级吸收器 经供液分支接点81向两个发生器G2和G3供液，而吸收器A2向 发生器G2供液，吸收器A1只向发生器G1供液。从G2和G3流出 的回流在接点82汇合并流向发生器G1，而从G1流出的流体经 接点83分支流入吸收器A1和A2。此系统列举出可以用带有与多 个吸收器相连的一个或多个发生器的三吸收器系统构成不同循环 的实例。\n用传统的管式或板式热交换器可实现溶液的热交换，通过优 选溶液进口和出口之间的温度设计可达到最高效率。应该懂得在 本发明的任一系统布局中，可以在诸发生器和一个或几个吸收器 之间使用这样的溶液热交换。如果采用多个吸收流体回路，溶液 热交换可以不限于每条回路内的热交换，而且可以在不同流体回 路之间进行能量交换。例如，较高温流体完成了它的主要功能， 即预热中间温度的流体以后加热较低回路流体。可以从溶液热交 换器折衷方案设计的费用估算、以及从分别进入或流出各发生器 的浓制冷剂和稀制冷剂之间的比热差和质量流的差及发生器的出 口温度几方面获得剩余热量。\n如前所述，本发明的整个装置中在吸收剂水溶液中使用了一 种单一的制冷剂-水，而不管是吸收器-发生器组还是一个或多 个吸收器流体回路，这种制冷剂被用于本系统中进行三效循环的 所有各级之中。当然，也可以在不同的流体回路中使用不同的盐 类或盐类组合物或者不同浓度的同种盐类。可以用本发明的吸收 剂水溶液包括LiBr(溴化锂)、LiCl(氯化锂)、LiI(碘化锂)、 LiNO2(偏硝酸锂)、LiCNS(硫氰酸锂)和LiClO3(氯酸锂) 及其混合物的水溶液。在高级发生器中工作的优选液体组合物包 括LiBr-LiCNS，LiBr-LiI，LiBr-LiClO3、LiBr-LiNO2、 LiCl-LiI，LiCl-LiNO2和LiCl-LiClO3。其它可用的流体是LiBr、LiCl和LiI组中的一种与Ni(NO3)2(硝酸镍)、CaBr2(溴化钙)、FeCl2(氯化铁)和MnI2(碘化锰)组中的一种第二盐组成的混合物水 溶液。另外可用的盐类组是ZnBr2和CaBr2的混合物。适合的 LiBr、LiCl或它们的混合物的浓度大约介于58％和约68％±2 ％(以重量计)之间，而在第三级中，所用的LiBr的浓度较低， 约为55％或更低。在任一级中，可用的其余盐类的浓度在约40 ％以上至约75％之间。但是，盐结晶的极限对高浓度起限制作 用。还有其它可使用的盐类组，它们包括NaOH，KOH或它们的 混合物。可采用的合适浓度约为40％以上至晶化极限，若用混合 物，其相对比例分别为40％和60％的NaOH，60％-40％的KOH是可取的。若将LiBr，LiCl或它们的混合物用于一级中，或一和 二级中，或三级中，最好选用低浓度的LiBr或其它已描述过的 任一种盐类或组合物。\n带有上述锂盐化合物的锂腐蚀抑制剂是十分有用的。适合的 腐蚀抑制剂例如包括钼酸锂、硝酸锂或铬酸锂。例如可用LiOH(氢氧化锂)调节pH值。在第三级发生器中由于高温和吸收流 体的盐浓度的影响希望采用耐腐蚀部件或材料。因此，对于高级 发生器而言可优选如镍-铬合金或镍-铜合金或其它非铁类合 金。\n还希望在吸收剂水溶液中采用传热和传质添加剂。特别有用 的添加剂包括具有约6-10个碳原子的醇类，例如2-乙基己醇 和辛醇。也可使用脂肪族和芳香族胺类例如壬胺或苄基胺或它们 的衍生物。有效的浓度范围约从百万分之十到约百万分之两千 (2000ppm)。希望在进入第三级发生器之前从吸收剂水溶液中 分离出传热和传质添加剂，上述传热和传质添加剂仅微溶于或不 溶于盐类水溶液，因此形成两相，尤其希望它们通常能浮在各吸 收器的较重的水溶液之上。而且，由于这些添加剂处在高温发生 器温度时一般是不稳定的，希望在进入高温发生器之前，利用机 械式分离器或泡沫分离器或其它设备分离这些传热的传质添加 剂。此外，通过设置一个积蓄室可以实现这样的分离，但应避免 从传热和传质添加剂积聚表面泵吸溶液。另一种分离上述添加剂 的设备是利用在低温发生器G2中的闪蒸室，或沿在进入高温发生 器之前的流体回路上设置的这种室中进行分离。例如，通过选择 输送吸收流体的路径，使其在通过G3之前通过G2，这样做的优 点是可以方便地将传热和传质添加剂从发生器G2冲洗排出。但 是，此选择方案需要一个辅助泵，以便用泵将溶液抽入工作在高 压状态下的发生器G3。不管所使用的分离器是何种类型，应当优 先考虑减少存在于吸收剂水溶液中的添加剂的量，使之大约或基 本上达到添加剂的溶解度极限值。还应当设置将已分离的添加剂 在进入吸收器之时或正好在进入吸收器之前返回到上述流体中的 设备。因此，如图8所示，可以在分离器50上装有返回导管51， 以便将从进入高级发生器G3之前的流体中分离出的添加剂返回 到离开G3之后的回路中。\n图9示出了本发明的另一实施例，此实施例特别有效和具有 优越性之处在于三效系统的最高级所采用的吸收剂水溶液中不包 括传热和传质添加剂，或者最高级中所用的传热和传质添加剂与 较低级流体中所用的传热和传质添加剂不同。在图示的系统中， En-A2-G3-C3之间的最高级流体回路被限制为呈传热关系，也就是 说与较低的冷凝器C2和C1呈传热关系，在此系统中，高温蒸发 器En和第二级吸收器A2不直接与其它蒸发器/吸收器对相连。具 体地说，如图所示，由C3冷凝的制冷剂沿管道22从传热关系通 过冷凝器C2中的热交换器23和冷凝器C1中的热交换器25，然 后再流入蒸发器/吸收器对En-A2。在这种方式中，高温段的吸收 剂水溶液回路实际上与较低级回路的流体是分开的，从而可避免 不希望出现的从低级到高级传热和传质添加剂的传递或混合。上 述冷凝物从冷凝器C2经管道26进入冷凝器C1，再从C1经管 道27进入蒸发器E1。不必将这种结构限制为两个吸收器/蒸发器 系统，正如前面所描述的以及美国专利5335515号中所描述的那 样，还可以采用其它结构，在这些结构中采用与各种蒸发器组合 的三个吸收器。在此实施例中，可以对添加剂分离器50进行选 择。\n还希望在本发明的系统中装设传统的净化器，用以除去吸收 剂水溶液回路中的空气或其它不凝性气体。这种设备及其在吸收 系统中的应用是本领域普通技术人员所熟知的。还可将该系统设 计成采用一个传热和传质添加剂容器和将上述添加剂导入各吸收 器的设备。由于经过一段时间添加剂逐渐被分解，最好有用于周 期性地注入一定的经测量的添加剂补充量的设备，以便保持各吸 收器中或进入各吸收器之前的流体的浓度适当。这就要求传热和 传质添加剂分解的产物是可净化的，例如在本例中可使用2-乙 基己醇。\n用于在本装置的各部件之间传热的合适的传热流体包括 水、传热油、道氏热载体流体(Dowtherm fluids)、水/乙二 醇混合物等。如果高温发生器用蒸汽加热，可以将上述冷凝物用 于本系统的低温加热。\n本发明的循环系统的显著的优点是仅需一种单一的制冷剂 供传热和质量交换耦合(mass exchang coupling)。其结果是无 需工作液体可使蒸发器/吸收器温度提高54℃(130°F)，从约10 ℃(50°F)的蒸发器温度上升到大约82℃(180°F)的溶液平 衡温度。此外，最低使用工作温度将低于双回路循环所要求的温 度，因为在冷凝器和发生器之间所要求的温度分布范围与蒸发器 和吸收器之间的温度范围成比例。再者，本发明的最高温度级部 分利用传统的蒸发器/吸收器工作，温度上升到约7℃(45°F) 和约32℃(90°F)之间，最高级冷凝温度仅需要足以驱动第二 级发生器，该发生器可在低至149℃(300°F)的温度下工作。 这种条件要求第三级的最低发生器温度约介于199℃(390°F) 和215℃(420°F)之间，该温度取决于工作条件和所用的热交 换表面，它低于对双回路三效系统的期望值，目前按估计该系统 最低处于约226℃(440°F)和238℃(460°F)之间。本系统 的这些优点及其它优点对本领域的普通专业人员而言是非常明显 的。