JP2009052811A

JP2009052811A - 排熱駆動型吸収式冷凍装置

Info

Publication number: JP2009052811A
Application number: JP2007220486A
Authority: JP
Inventors: Mitsushi Kawai; 満嗣河合
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2007-08-28
Filing date: 2007-08-28
Publication date: 2009-03-12

Abstract

【課題】簡単かつ安価に冷凍能力をコントロールできる間接冷却方式を採用した排熱駆動型吸収式冷凍装置を提供する。
【解決手段】吸収器部分Ａをプレート式の蒸発器Ｅとも一体化し易いプレートによる液膜流下方式の吸収器Ａとすることにより、吸収器Ａを蒸発器Ｅと共に一体のケーシング内に収納するとともに、蒸発器Ｅでの未蒸発冷媒を吸収Ａ器下部の希溶液溜まりで混合することにより、発生器Ｇで発生する冷媒量の増減で溶液濃度が大きく変化するのを防止し、かつ吸収器に流入する過冷却器Ｈ２で過冷却した吸収溶液の過冷却温度又は流量を変化させることによって吸収器Ａにおける冷媒蒸気を吸収する能力を増減することにより冷凍能力を制御する。
【選択図】図１

Description

本願発明は、間接空冷方式を採用した排熱駆動型吸収式冷凍装置の構成に関するものである。

従来の空冷吸収式冷凍装置の吸収器では、多数の伝熱フィンを備えた複数本の伝熱管と、吸収溶液分配トレイとから構成し、溶液循環路に設けた溶液ポンプを介して吸収器の伝熱管内の管壁面に吸収溶液を流し、同伝熱管内の冷媒蒸気通路部分で蒸発器側からの冷媒蒸気を流入し、吸収溶液に吸収させながら、吸収溶液を伝熱管外周のファンの冷却風により冷却される空冷フィンで冷却する直接空冷方式が採用されていた。また、発生器はバーナにより溶液を加熱する方式のものであった（例えば特許文献１を参照）。

そして、そのような直接空冷方式の発生器においては、冷凍機の冷凍能力を制御する方法として、蒸発器の出口側の被冷却流体の温度（又は出口側と入口側の温度差）を検出し、それによって冷凍機の負荷を決め、同負荷に見合う冷凍能力となるように、発生器側での溶液を加熱する熱量を増減（例えば上記バーナの燃焼量を増減させる等の方法により）させることによって制御するのが一般的であった。

一方、最近では排熱エネルギーを有効に活用する観点から、発生器を小型の発電機やＧＨＰ等の排温水又は排ガスで駆動する排熱駆動型の空冷吸収式冷凍装置も提供されるようになっている。

そこで、上述のような冷凍能力制御方法を採用した直接空冷方式の吸収式冷凍装置に対して上記のような排熱駆動型の発生器を組み合わせ、省エネ化を図る試みがなされている。

今、そのように構成した直接空冷方式の排熱駆動型吸収式冷凍装置の一例を例えば図５に示す。

すなわち、この図５の吸収式冷凍装置の冷凍サイクルは、冷媒（例えば水）を吸収する能力に優れた吸収剤（例えばＬｉＢｒ）の水溶液（以下、単に希溶液という）の冷媒吸収能力が増強するように該溶液を加熱媒体（小型発電機やＧＨＰ等からの排温水又は排ガス）で加熱して濃縮するための発生器Ｇと、該発生器Ｇにおいて溶液から分離した蒸気（冷媒）を導入してこれを冷却することによって液化させる凝縮器Ｃと、該凝縮器Ｃによって液化された冷媒を導入して低圧下で蒸発させる蒸発器Ｅと、該蒸発器Ｅで発生した蒸気（冷媒）を吸収し、低圧状態を維持するために上記発生器Ｇで濃縮された濃溶液を導入する吸収器Ａと、該吸収器Ａで蒸気（冷媒）を吸収したことによって希釈された溶液（希溶液）を濃縮するために再び上記発生器Ｇへ送りこむための溶液ポンプＰ₁と、蒸発器Ｅ下部の冷媒留り１０に留った冷媒を蒸発器Ｅの上部側トレイ部分に供給循環させる冷媒ポンプＰ₂と、熱効率向上のために吸収器Ａから出た希溶液の一部（発生器Ｇへ供給される希溶液）と発生器Ｇから出た濃溶液とを熱交換する溶液熱交換器（濃溶液熱交２ａ，希溶液熱交２ｂ）Ｈと、上記凝縮器Ｃを空気冷却する冷却ファンＦ₁と、上記吸収器Ａを空気冷却する冷却ファンＦ₂とを備えて構成されている。

上記吸収器Ａの吸収器本体８０は、多数の伝熱フィン８３，８３・・・を備えた複数本の伝熱管８１，８１・・・と、吸収溶液分配トレイ（分配口）８４，８４・・・とから構成され、上記吸収器Ａ、溶液熱交換器Ｈ₁、発生器Ｇ間をつなぐ溶液循環路中に設けた上記溶液ポンプＰ₁を介して伝熱管８１，８１・・・内の冷媒蒸気通路８２，８２・・・の管壁面に吸収溶液を流す一方、同伝熱管８１，８１・・・内の冷媒蒸気通路８２，８２・・・に冷媒通路１１を介して蒸発器Ｂ側からの冷媒蒸気を流し、同冷媒蒸気を上記吸収溶液に吸収させながら、吸収溶液の吸収熱を空冷フィン８３，８３・・・を介して伝熱管８１，８１外周の冷却ファンＦ₂の冷却風により直接冷却するようになっている。

他方、上記蒸発器Ｅの冷却用熱交換器７における被冷却流体（例えば冷水）の出口部分には、被冷却流体（例えば冷水）の温度を検出する温度センサ６が設けられている一方、上記発生器Ｇの加熱用熱交換器１の加熱流体（排温水又は排ガス）の入口部分には、マイコン制御方式の流量調節計５によって弁開度が自動調節される流量調節弁１３が設けられている。

そして、上記温度センサ６によって検出された蒸発器Ｅ出口側の被冷却流体の温度によって冷凍機の負荷を決め、同負荷に見合う冷凍能力となるように流量調節計５により上記発生器Ｇ側の流量調節弁１３を作動して、同発生器Ｇ側加熱流体の流入量（入力熱量）を増減することにより発生器Ｇにおいて溶液を加熱する熱量を増減するようにしている。

しかし、このような直接空冷方式の吸収器Ａでは、冷媒蒸気の吸収と吸収溶液の冷却とを同時に行うための気液界面の拡大が重要であるため、小型化への制約が大きい。特に吸収溶液分配トレイを含めた上下吸収器ヘッダー部分でのスペース、蒸気圧損考慮のための大口径伝熱管の使用、冷媒蒸気の流速制限等に起因して蒸発器との連絡管が相当に太くなる。

また、コスト的にも、溶接による接続箇所が多数あるため、小型機では割高となる。

これに対して、上記吸収器に流入する吸収溶液を空冷冷却器（又は水冷冷却器）で過冷却し、吸収器内では単に冷媒蒸気を吸収させるだけで、吸収作用による吸収熱は同過冷却された溶液の顕熱で取り去るだけの間接空冷（溶液分離冷却）方式があり（例えば特許文献２を参照）、同方式の場合、上述のような吸収器冷却手段が不要となることにより吸収器が従来より小型化されるので、小型の空冷吸収式冷凍装置を構成するには有利である。

また、発生器への溶液供給量を増加させても、従来の空冷吸収器と比較して性能の低下がほとんど生じない（従来の空冷吸収器では発生器への溶液供給量の増加は溶液循環量が増加し、吸収器入口溶液濃度が低下し吸収能力が減少するので性能が大きく低下する）。

そこで、例えば図５の構成における吸収器Ａを、吸収器に流入する溶液を空冷の過冷却器（又は水冷の過冷却器でもよい）で過冷却し、吸収器Ａ内では単に冷媒蒸気を吸収させるだけで、吸収作用による吸収熱は同過冷却された溶液の顕熱で取り去るだけの間接空冷方式のものとし、その冷凍能力を、図示のように発生器Ｇの加熱用熱交換器１の加熱流体入口部に設けた流量調節弁１３を介して加熱流体の流入量を調節することにより制御するシステムとすることが考えられる。

特開平１０−１２２７０２号公報特開平７−９８１６３号公報

ところで、これまでの間接空冷方式の吸収式冷凍装置の場合、その冷凍サイクルが２重効用サイクルであり、発生器はバーナにより溶液を加熱する方式のものであった（例えば特許文献２の明細書の段落［０００９］の説明を参照）。

しかし、上述のような排熱駆動型の吸収式冷凍装置においては、その排温水等排熱の量や温度は全くの外部要因のものであり、従来例の如く発生器の加熱量を制御して発生させる冷媒量を増減して冷凍能力を制御する方法の採用は、外部要因によって変動する排熱の供給状態を直接制御するものであるために、上記バーナの場合ほど簡単ではない。

特に外部排熱源側より排出される排熱の排出状態を、単に当該排熱を利用する利用側機器のためだけに増減制御したり、排出を停止させたりする事は排熱源側へ与える影響も大きく、そのような調節機能を持たせる事自体、緊急時を除いて困難な事が多い。

また、排温水に代えて排ガスを駆動源とする場合、排ガスのバイパス流路を設けて、発生器と同排ガスのバイパス流路とをダンパ等で切換えるようにすることが考えられるが、そのようにした場合、排ガスの温度によるダンパの膨張や断熱（防熱）を考慮して、いかに密閉性等を確保するか等の新らたな問題もある。

したがって、排熱駆動型の吸収式冷凍装置においては、これら排熱量の入力制御をいかにするかが重要な課題である。

本願発明は、このような課題に対応してなされたもので、蒸発器での未蒸発冷媒を吸収器下部の希溶液溜まりで混合することにより、発生器で発生する冷媒量の増減で溶液濃度が大きく変化するのを防止するとともに、吸収器に流入する吸収溶液の過冷却温度又は流量を変化させることによって吸収器の冷媒蒸気を吸収する能力を増減制御することにより、簡単かつ安価に冷凍能力をコントロールできるようにした間接冷却方式を採用した排熱駆動型吸収式冷凍装置を提供することを目的とするものである。

本願発明は、同目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。

（１）第１の課題解決手段
この発明の第１の課題解決手段は、吸収器で発生する吸収熱を溶液ポンプを介して当該吸収器に流入する吸収溶液を過冷却することにより溶液の顕熱で取り去る過冷却手段を備えるとともに、上記吸収器から供給される吸収希溶液を外部排熱源からの所定の排熱で加熱することにより冷媒蒸気および吸収濃溶液を生成する発生器を備えてなる間接冷却方式を採用した排熱駆動型吸収式冷凍装置であって、吸収器部分をプレートによる液膜流下方式の吸収器とすることにより蒸発器と共に一体のケーシング内に収納する一方、蒸発器での未蒸発冷媒を吸収器下部の希溶液溜まりで希溶液と混合することにより、発生器で発生する冷媒量の増減で溶液濃度が大きく変化するのを防止するとともに、吸収器に流入する吸収溶液の過冷却温度又は流量を変化させることによって冷媒蒸気を吸収する能力を増減制御するようにしたことを特徴としている。

このような構成によると、単に排熱を利用する機器側のために発生器への加熱量を増減させるための排熱量の増減や、加熱を停止させるための排熱の供給停止を行う必要がなくなり、それらの高価な機器に代えて、簡単かつ安価な機器で排熱駆動型吸収式冷凍装置の冷凍能力を適切に制御することができるようになる。

（２）第２の課題解決手段
この発明の第２の課題解決手段は、上記第１の課題解決手段の構成において、吸収器に流入する吸収溶液を過冷却するための冷却ファンの駆動状態を可変することにより、吸収器に流入する過冷却溶液の温度を変化させて吸収器の冷媒蒸気吸収能力を増減制御するようにしたことを特徴としている。

このように、吸収器に流入する吸収溶液を過冷却するための冷却ファンの駆動状態、例えば回転数を可変するようにすれば、吸収器に流入する過冷却溶液の温度を容易に変化させることができ、吸収器の冷媒蒸気吸収能力、ひいては最終的な冷凍能力を適切に制御することができる。

したがって、このような構成によっても、単に排熱を利用する機器側のために発生器への加熱量を増減させるための排熱量の増減や、加熱を停止させるための排熱の供給停止を行う必要がなくなり、それらの高価な機器に代えて、簡単で安価な機器で排熱駆動冷凍機の冷凍能力を制御することができるようになる。

（３）第３の課題解決手段
この発明の第３の課題解決手段は、上記第１の課題解決手段の構成において、吸収器に流入する過冷却溶液の流量を変化させるための流量可変手段を過冷却手段の入口側または出口側に設け、吸収器に流入する過冷却溶液の流量を変化させて吸収器の冷媒蒸気吸収能力を増減制御するようにしたことを特徴としている。

このように、吸収器に流入する過冷却された過冷却溶液の量を可変するようにすれば、吸収器に流入する過冷却溶液の温度、過冷却熱量を容易に変化させることができ、吸収器の冷媒蒸気吸収能力、ひいては最終的な冷凍能力を制御することができる。

したがって、このような構成によっても、単に排熱を利用する機器側のために発生器への加熱量を増減させるための排熱量の増減や、加熱を停止させるための排熱の供給停止を行う必要がなくなり、それらの高価な機器に代えて、簡単かつ安価な機器で排熱駆動冷凍機の冷凍能力を制御することができるようになる。

（４）第４の課題解決手段
この発明の第４の課題解決手段は、上記第１又は第２の課題解決手段の構成において、冷媒蒸気を吸収した吸収器からの希溶液と、発生器で冷媒蒸気を発生し、溶液熱交換器で温度が低下した濃溶液とを溶液ポンプの上流側で混合するようにし、該混合溶液を吸引、吐出する溶液ポンプの溶液吐出流量を増減することにより、吸収器に流入する過冷却溶液の流量を変化させて吸収器の冷媒蒸気吸収能力を増減制御するようにしたことを特徴としている。

このように、希溶液と濃溶液との混合溶液を吸引、吐出する溶液ポンプの溶液吐出流量を増減することにより、吸収器に流入する過冷却溶液の流量を可変するようにすれば、吸収器に流入する過冷却溶液の温度、過冷却熱量を容易に変化させることができ、吸収器の冷媒蒸気吸収能力、ひいては最終的な冷凍能力を制御することができる。

（５）第５の課題解決手段
この発明の第５の課題解決手段は、上記第１，第２，第３又は第４の課題解決手段の構成において、蒸発器下部には冷媒留りを設けることなく、冷媒蒸気を吸収した吸収器下部の希溶液留りで、蒸発器で未蒸発冷媒の全てを希溶液と混合するようにしたことを特徴としている。

上述のように、吸収器部分をプレートによる液膜流下方式の吸収器とすることにより蒸発器と共に一体のケーシング内に収納する一方、蒸発器での未蒸発冷媒を吸収器下部の希溶液溜まりで希溶液と混合することにより、発生器で発生する冷媒量の増減で溶液濃度が大きく変化するのを防止するに際し、蒸発器側には冷媒留りを設けることなく、未蒸発冷媒の全てを吸収器下部の希溶液留りに導いて希溶液と混合するようにした場合、排熱量の増減により発生する冷媒量の増減と、過冷却された溶液による吸収器での冷媒の吸収量の増減とが合わずに未蒸発冷媒が多量に発生しても、上記混合状態で溶液ポンプにより再び発生器側に供給されるので溶液濃度が一定で、安定した吸収サイクルの継続が実現される。

したがって、このようにした場合、蒸発器側の冷媒ポンプおよび冷媒循環路を不要とすることができ、より装置の小型化、低コスト化に有効となる。

（６）第６の課題解決手段
この発明の第６の課題解決手段は、上記第１，第２，第３又は第４の課題解決手段の構成において、蒸発器下部に一定容量の冷媒留りを設け、該冷媒留りには一定量の未蒸発冷媒しか溜まらないようにし、残りの冷媒を吸収器下部の希溶液留りで希溶液と混合するようにしたことを特徴としている。

上述のように、吸収器部分をプレートによる液膜流下方式の吸収器とすることにより蒸発器と共に一体のケーシング内に収納する一方、蒸発器での未蒸発冷媒を吸収器下部の希溶液溜まりで希溶液と混合することにより、発生器で発生する冷媒量の増減で溶液濃度が大きく変化するのを防止するに際し、蒸発器側にも一定容量の冷媒留りを設けて、同冷媒留りに一定量以上の未蒸発冷媒が供給された時に希溶液留り側で希溶液と混合する一方、一定量の未蒸発冷媒は冷媒ポンプにより蒸発器側を循環させるようにすると、上述の一過性の冷媒供給方式の場合に比べて、蒸発器の構造を簡素化することが出来る。

（最良の実施の形態１）
図１は、本願発明の最良の実施の形態１に係る間接空冷方式（溶液分離冷却方式）を採用した排熱駆動型吸収式冷凍装置の構成を示している。

この吸収式冷凍装置の冷凍サイクルは、冷媒（例えば水）を吸収する能力に優れた吸収剤（例えばＬｉＢｒ）の水溶液（以下、単に希溶液という）の冷媒吸収能力が増強するように該溶液を加熱媒体（例えば小型発電機やＧＨＰ等からの排温水）で加熱して濃縮するための発生器Ｇと、該発生器Ｇにおいて溶液から分離した蒸気（冷媒）を導入し、冷却することによって液化させる凝縮器Ｃと、該凝縮器Ｃによって液化された冷媒を導入して低圧下で蒸発（気化）させる蒸発器Ｅと、該蒸発器Ｅで発生した蒸気（冷媒）を吸収するために上記発生器Ｇで濃縮された濃溶液を導入する吸収器Ａと、該吸収器Ａで蒸気（冷媒）を吸収したことによって希釈された希溶液および後述する溶液熱交換器Ｈ₁を介して供給される発生器Ｇからの濃溶液との混合液を後述する過冷却器Ｈ₂側と上記発生器Ｇ側へ送りこむための溶液ポンプＰと、該溶液ポンプＰから吐出される上記混合液の一部（大部分）を導入してこれを過冷却した上で上記吸収器Ａに供給する過冷却器（空冷熱交換器）Ｈ₂と、上記溶液ポンプＰからの混合液の一部（発生器Ｇへ供給される混合液）と上記発生器Ｇから上記溶液ポンプＰの上流に還流される濃溶液とを相互に熱交換させる溶液熱交換器Ｈ₁と、上記凝縮器Ｃを空気冷却する冷却ファンＦ₁と、上記過冷却器Ｈ₂を空気冷却する冷却ファンＦ₂とを備えて構成されている。

そして、上記溶液ポンプＰから吐出される混合液は、上述の過冷却器Ｈ₂側と発生器Ｇ側に予じめ設定された所定の分流比で分流される。

これら相互の間の分流比は、例えば発生器Ｇ側が１に対して過冷却器Ｈ₂側が８に設定され、略１対８の比率で混合液が分流されるようになっている。

この実施の形態の場合、上記のように吸収器Ａに入るＬｉＢｒ吸収溶液を冷却ファンＦ₂を備えた空冷の過冷却器Ｈ₂にて過冷却し、蒸発器Ｅと並設された吸収器Ａ内で、蒸発器Ｅで蒸発させた冷媒蒸気を吸収させるだけで、吸収時に発生する吸収熱を当該過冷却された吸収溶液の顕熱で取り去る間接空冷（溶液分離冷却）方式が採用されている。

そして、上記蒸発器Ｅおよび吸収器Ａは相互に同一のケーシング３内に収納され、それらの各々の上部には、例えば冷媒、吸収溶液を均等に分配するための冷媒分配トレイ、吸収溶液分配トレイを設けて構成されている（図示省略）。そして、蒸発器Ｅの冷却用熱交換器７は例えば内部に冷水等を流す被冷却体通路を形成したプレート型の熱交換器とし、表面に冷媒を液膜で流下させて蒸発させることで内部の被冷却流体（冷水等）を効率良く冷却する一方、吸収器Ａの熱交部８は例えば伝熱プレートをコルゲート構造に折り曲げて並設したプレート型のものとし、それら各伝熱プレートの両面を溶液が液膜状態で垂直に流下するようにすることで、冷媒蒸気の吸収をより効果的に促進させるようになっている。

このように、蒸発器Ｅの熱交換器７をプレート型のものとする一方、吸収器Ａと上記蒸発器Ｅと一体化し易いプレートによる液膜流下式のものにすると、図示のごとく蒸発器Ｅと吸収器Ａを同一ケーシング３内に組み合わせて一体にすることができ、シンプルでコンパクトかつ安価な蒸発器一体型の空冷吸収器を提供することができる。

そして、この実施の形態の場合、特に上記蒸発器Ｅの下部には冷媒留りを設けることなく、蒸発器Ｅでの未蒸発冷媒をそのまま吸収器Ａ下部の希溶液溜り１２側に流して、同希溶液留り１２部分で吸収希溶液と混合した上で溶液ポンプＰに供給することにより、上記発生器Ｇ側で発生する冷媒量の増減によって溶液の濃度が大きく変化するのを防止するようにするとともに、冷凍能力の制御として、さらに上記蒸発器Ｅの蒸発用熱交換器７の冷水出口側温度を検出する温度センサ６の検出温度に応じて上記吸収器Ａへの吸収溶液を過冷却する過冷却器Ｈ₂を空気で冷却する冷却ファンＦ₂の駆動状態、例えばその回転数を可変することにより、同吸収器Ａに流入する吸収溶液の過冷却温度を変化させることによって吸収器Ａにおける冷媒蒸気を吸収する能力を適切に増減することにより冷凍能力を適切に制御するようにしている。

このような構成によると、単に排熱を利用する機器側（冷凍装置側）のために、発生器Ｇの加熱量を増減させるための排熱源側排熱量の増減制御や排熱の供給停止等を行う必要がなくなるとともに、それらの高価な機器に代えて、利用側のみの簡単かつ安価な機器で冷凍能力を有効に制御することができるようになる。

また、同構成では上記のように過冷却器Ｈ₂で吸収溶液を過冷却し、同溶液の顕熱で吸収熱を取り去るだけ間接空冷方式（溶液分離冷却方式）のため、上記発生器Ｇへの溶液供給量を増加させても、従来の空冷吸収器と比較して性能の低下がほとんど生じない。

また、上述の構成では、蒸発器Ｅの下部には冷媒留りを設けることなく、冷媒蒸気を吸収した吸収器Ａ下部の希溶液留り１２で、蒸発器Ｅで未蒸発の冷媒の全てを希溶液と混合するようにしている。

このようにした場合、同冷媒混合状態での希溶液が溶液ポンプＰにより再び吸収器Ａ側に供給されるので、吸収器Ａ側での吸収作用が実現される。

したがって、このようにした場合、従来のような蒸発器Ｅ側の冷媒ポンプおよび冷媒循環路を不要とすることができ、より装置の小型化、低コスト化に有効となる。

また上述の構成では、発生器Ｇからの熱交換後の濃溶液を溶液ポンプＰの上流側で吸収器Ａからの希溶液（冷媒混合液）と混合するようにしているので、液ジェットポンプ等の専用のポンプを不要にすることができ、溶液ポンプＰの吐出ヘッドが低下することにより、消費電力をも低減することができる（従来例の間接空冷方式では発生器からの濃溶液と吸収器からの希溶液の混合は溶液ポンプ下流側で行っておりジェットポンプ等を必要としている）。

（最良の実施の形態２）
次に図２は、本願発明の最良の実施の形態２に係る間接冷却方式を採用した排熱駆動型吸収式冷凍装置の構成を示している。

この実施の形態の場合にも、上記最良の実施の形態１のように、吸収器Ａに入るＬｉＢｒ吸収溶液を冷却ファンＦ₂を備えた空冷の過冷却器Ｈ₂にて過冷却し、蒸発器Ｅと並設された吸収器Ａ内で、蒸発器Ｅで蒸発させた冷媒蒸気を吸収させるだけで、吸収時に発生する吸収熱を当該過冷却された吸収溶液の顕熱で取り去る間接空冷（溶液分離冷却）方式が採用されている。

そして、同じく蒸発器Ｅの熱交換器７をプレート型のものとする一方、吸収器Ａと上記蒸発器Ｅと一体化し易いプレートによる液膜流下式のものにしているので、蒸発器Ｅと吸収器Ａを同一ケーシング３内に組み合わせて一体にすることができ、コンパクトかつ安価な空冷吸収器を提供することができる。

そして、特に蒸発器Ｅ下部に冷媒留りを設けることなく、蒸発器Ｅ側での未蒸発冷媒の全てを吸収器Ａ下部の希溶液溜り１２側に流して、同希溶液留り１２部分で吸収溶液と混合することにより、発生器Ｇで発生する冷媒量の増減で溶液濃度が大きく変化するのを防止するようにするようにしており、上述の実施の形態１の場合と全く同様の作用が得られる。

しかし、この実施の形態の場合には、上述した冷凍能力の制御に関して、上述の実施の形態１のように吸収器Ａに流入する吸収溶液の過冷却温度を変化させるのではなく、吸収溶液を過冷却する上記過冷却器Ｈ₂の入口側に吸収溶液の流量そのものを調節する第１の流量調節弁４を設け、上記蒸発器Ｅの蒸発用熱交換器７の冷水出口側温度を検出する温度センサ６の検出温度に応じて該第１の流量調節弁４の開度を可変し、吸収器Ａに流入する吸収溶液の流量（吸収器Ａに流入する過冷却された吸収溶液の流量）を変化させることによって吸収器Ａにおける冷媒蒸気を吸収する能力を増減することにより冷凍能力を制御するようにしたことを特徴としている。

このような構成によっても、やはり単に排熱を利用する機器側（冷凍装置側）のために、発生器Ｇの加熱量を増減させるための排熱量の増減制御や排熱の供給停止等を行う必要がなくなるとともに、それらの高価な機器に代えて、利用側の簡単かつ安価な機器で有効に冷凍能力を制御することができるようになる。

また、同構成では上記のように過冷却器Ｈ₂で溶液を過冷却し、溶液の顕熱で吸収熱を取り去る間接空冷方式（溶液分離冷却方式）のため、上記発生器Ｇへの溶液供給量を増加させても、従来の空冷吸収器と比較して性能の低下がほとんど生じない。

また同構成では、発生器Ｇからの濃溶液を溶液ポンプＰの上流側で吸収器Ａからの希溶液と混合するようにしているので、液ジェットポンプ等専用のポンプを用いなくて済む。

（最良の実施の形態３）
次に図３は、本願発明の最良の実施の形態３に係る間接冷却方式を採用した排熱駆動型吸収式冷凍装置の構成を示している。

この実施の形態の場合にも、上記最良の実施の形態１のように、吸収器Ａに入るＬｉＢｒ吸収溶液を冷却ファンＦ₂を備えた空冷の過冷却器Ｈ₂にて過冷却し、蒸発器Ｅと並設された吸収器Ａ内で、蒸発器Ｅで蒸発させた冷媒蒸気を吸収させるだけで、吸収時に発生する吸収熱を当該過冷却された吸収溶液の顕熱で間接的に冷却する間接空冷（溶液分離冷却）方式が採用されている。

そして、この実施の形態の場合、蒸発器Ｅ下部に冷媒留り１０を設け、同冷媒留り１０から溢れた蒸発器Ｅ側の未蒸発冷媒を吸収器Ａ下部の希溶液溜り１２側に流して、同希溶液留り１２部分で吸収溶液と混合することにより、発生器Ｇで発生する冷媒量の増減で溶液濃度が大きく変化するのを防止するようにするとともに、上述した冷凍能力の制御に関し、上述の実施の形態１のように吸収器Ａに流入する吸収溶液の過冷却温度を変化させるのではなく、吸収溶液を過冷却する過冷却器Ｈ₂の出口側に吸収溶液の流量を調節する第２の流量調節弁９を設け、上記蒸発器Ｅの蒸発用熱交換器７の冷水出口側温度を検出する温度センサ６の検出温度に応じて同第２の流量調節弁９の開度を可変し、吸収器Ａに流入する吸収溶液の流量（吸収器Ａに流入する過冷却された吸収溶液の流量）を変化させることによって吸収器における冷媒蒸気を吸収する能力を増減することにより、冷凍能力を制御するようにしたことを特徴としている。

このような構成によっても、やはり単に排熱を利用する機器側（冷凍装置側）のために、発生器Ｇの加熱量を増減させるための排熱量の増減制御や排熱の供給停止等を行う必要がなくなるとともに、それらの高価な機器に代えて、利用側の簡単かつ安価な機器で冷凍能力を有効に制御することができるようになる。

なお、この実施の形態３の場合には、上述の実施の形態１，２のように凝縮器Ｃからの冷媒を直接蒸発器Ｅの上部に供給するのではなく、例えば図３のように、蒸発器Ｅ側底部に冷媒留り１０を設けて冷媒を供給し、該冷媒留り１０内に留った冷媒を冷媒ポンプＰ₂を介して蒸発器Ｅの蒸発用熱交換器７の上部に循環状態で連続的に供給するようにし、実施の形態１，２のような一過性のものに比べて蒸発器の構造が簡素化されたものとしている。

そして、同冷媒留り１０から溢れた未蒸発冷媒のみが吸収器Ａ側の溶液留り１２に供給されて吸収溶液と混合されるようになっている。

（最良の実施の形態４）
次に図４は、本願発明の最良の実施の形態４に係る間接冷却方式を採用した排熱駆動型吸収式冷凍装置の構成を示している。

そして、上述の実施の形態１，２の場合と同じく、特に蒸発器Ｅ下部に冷媒留り１０を設けることなく蒸発器Ｅ側の未蒸発冷媒の全てを吸収器Ａ下部の希溶液溜り１２側に流して、同希溶液留り１２部分で吸収溶液と混合することにより、発生器Ｇで発生する冷媒量の増減で溶液濃度が大きく変化するのを防止するようにしているが、この実施の形態の場合には、さらに上述した冷凍能力の制御に関し、上述の実施の形態１のように吸収器Ａに流入する吸収溶液の過冷却温度を変化させるのではなく、吸収溶液を過冷却する過冷却器Ｈ₂上流側の溶液ポンプＰ₁の溶液吐出量を、上記蒸発器Ｅの蒸発用熱交換器７の冷水出口側温度を検出する温度センサ６の検出温度に応じて可変し、それによって吸収器Ａに流入する吸収溶液の流量（吸収器Ａに流入する過冷却された吸収溶液の流量）を変化させることによって吸収器における冷媒蒸気を吸収する能力を増減するようにしたことを特徴としている。

本願発明の最良の実施の形態１に係る吸収器に間接空冷方式を採用した排熱駆動型吸収式冷凍装置の構成を示す冷凍回路図である。本願発明の最良の実施の形態２に係る吸収器に間接空冷方式を採用した排熱駆動型吸収式冷凍装置の構成を示す冷凍回路図である。本願発明の最良の実施の形態３に係る吸収器に間接空冷方式を採用した排熱駆動型吸収式冷凍装置の要部の構成を示す冷凍回路図である。本願発明の最良の実施の形態４に係る吸収器に間接空冷方式を採用した排熱駆動型吸収式冷凍装置の構成を示す冷凍回路図である。従来の間接空冷方式を採用していなかった排熱駆動型吸収式冷凍装置の構成を示す冷凍回路図である。

符号の説明

１は排温水熱交換器、２ａ，２ｂは溶液熱交換器Ｈ₁の希溶液および濃溶液各々の熱交換器部、４は第１の流量調整弁、５Ａは冷却ファンＦ₂の回転数を可変することにより冷凍能力を調節する流量調節計、５Ｂは過冷却器Ｈ₂への混合液流量を可変することにより冷凍能力を調節する流量調節計、６は温度センサ、９は第２の流量調整弁、Ａは吸収器、Ｐは溶液ポンプ、Ｅは蒸発器、Ｈ₂は過冷却器、Ｈ₁は溶液熱交換器である。

Claims

吸収器で発生する吸収熱を溶液ポンプを介して当該吸収器に流入する吸収溶液を過冷却することにより溶液の顕熱で取り去る過冷却手段を備えるとともに、上記吸収器から供給される吸収希溶液を外部排熱源からの所定の排熱で加熱することにより冷媒蒸気および吸収濃溶液を生成する発生器を備えてなる間接冷却方式を採用した排熱駆動型吸収式冷凍装置であって、吸収器部分をプレートによる液膜流下方式の吸収器とすることにより蒸発器と共に一体のケーシング内に収納する一方、蒸発器での未蒸発冷媒を吸収器下部の希溶液溜まりで希溶液と混合することにより、発生器で発生する冷媒量の増減で溶液濃度が大きく変化するのを防止するとともに、吸収器に流入する吸収溶液の過冷却温度又は流量を変化させることによって冷媒蒸気を吸収する能力を増減制御するようにしたことを特徴とする排熱駆動型吸収式冷凍装置。
吸収器に流入する吸収溶液を過冷却するための冷却ファンの駆動状態を可変することにより、吸収器に流入する過冷却溶液の温度を変化させて吸収器の冷媒蒸気吸収能力を増減制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載の排熱駆動型吸収式冷凍装置。
吸収器に流入する過冷却溶液の流量を変化させるための流量可変手段を過冷却手段の入口側または出口側に設け、吸収器に流入する過冷却溶液の流量を変化させて吸収器の冷媒蒸気吸収能力を増減制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載の排熱駆動型吸収式冷凍装置。
冷媒蒸気を吸収した吸収器からの希溶液と、発生器で冷媒蒸気を発生し、溶液熱交換器で温度が低下した濃溶液とを溶液ポンプの上流側で混合するようにし、該混合溶液を吸引、吐出する溶液ポンプの溶液吐出流量を増減することにより、吸収器に流入する過冷却溶液の流量を変化させて吸収器の冷媒蒸気吸収能力を増減制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載の排熱駆動型吸収式冷凍装置。
蒸発器下部には冷媒留りを設けることなく、冷媒蒸気を吸収した吸収器下部の希溶液留りで、蒸発器で未蒸発冷媒の全てを希溶液と混合するようにしたことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の排熱駆動型吸収式冷凍装置。
蒸発器下部に一定容量の冷媒留りを設け、該冷媒留りには一定量の未蒸発冷媒しか溜まらないようにし、残りの冷媒を吸収器下部の希溶液留りで希溶液と混合するようにしたことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の排熱駆動型吸収式冷凍装置。