JP6180152B2

JP6180152B2 - 吸収式冷凍機

Info

Publication number: JP6180152B2
Application number: JP2013072341A
Authority: JP
Inventors: 慶一郎川瀬; 哲司野副; 山本　和則; 和則山本; 良和小齋
Original assignee: Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: JP2014196861A

Description

本発明は吸収式冷凍機に係り、詳しくは、省エネを図るべく系内に設置した排熱回収器のより一層の小型化を可能にし、排熱回収器内伝熱面積の減少、吸収液の熱回収器内偏流の発生を抑えて、局部加熱による吸収液の晶析の回避を実現しようとする吸収式冷凍機に関するものである。

吸収式冷凍機では、機内を循環する吸収液、例えば臭化リチウム水溶液の濃度変化により冷水や温水を取り出すことができる。二重効用機は、その主たる構成が三重効用機と重なる図３６に示されるように、ほぼ真空に近い容器をなす蒸発器３１と吸収器５、それらより少し圧力の高い容器の低温再生器２や凝縮器３、例えばバーナにより都市ガス等を燃焼させて熱エネルギを得る大気圧に近い内圧の容器をなす高温再生器８からなっている。なお、本明細書においてはＪＩＳＢ８６２２の記載に則り、吸収式冷凍機は、「・・・冷凍サイクルを構成し、水の冷却又は加熱を行う吸収冷凍機，吸収冷温水機及び吸収ヒートポンプ・・・」に属するものをいうと解釈し、吸収冷温水機や吸収ヒートポンプなる用語は表示しないことにした。

蒸発器３１では、高真空下で蒸発器管３１ｐの外面に流下させた冷媒液３１ｗによって蒸発潜熱が奪われ、蒸発器管を流れる冷水３２が冷却される。吸収器５では、蒸発器３１で発生した冷媒蒸気３１ｓを吸収器管５ｐを流れる冷却水３３ｗで冷却することにより、吸収液に吸収させると共に容器内を高い真空に保持する。この図は三重効用機で描かれているが、差し当たって一点鎖線の管路を追記した二重効用機であるとみなし、以下説明を続ける。低温再生器２では、高温再生器８で発生させた冷媒蒸気３４を低温再生器管２ｐに流してその潜熱で吸収液３５ｍを加熱濃縮し、冷媒蒸気３６ｓを発生させる。高温再生器８では、吸収液３５ｎを加熱濃縮して冷媒蒸気３４を発生させる。凝縮器３では低温再生器２で蒸発した冷媒蒸気３６ｓが凝縮器管３ｐを流れる冷却水３３ｗで冷却され、凝縮液化する。なお、図示しない冷却水ポンプで圧送され吸収器管５ｐを経て凝縮器管３ｐを流通した冷却水３３ｗは、図示しない冷却塔で冷却した後に循環される。

このような吸収式冷凍機では、冷房運転のみならず、図示しない冷暖切換弁を開いて高温再生器８で蒸発した冷媒蒸気３４を蒸発器３１へ送り、低温再生器２でも冷媒蒸気３６ｓが発生していればそれも併せて送り、蒸発器管３１ｐを流れる温水を加熱すれば、暖房運転を行うこともできる。冷房・暖房のいずれの場合も、冷水または温水の温度制御にあたって、一般に冷温水出口温度ｔを基にして高温再生器８における加熱量が図示しない燃料制御弁で調整される。なお、吸収液は、系内で発生した冷媒蒸気によって温水が生成される間に、冷房時と同じ濃度変化をとり、ほぼ同等の経路をたどって循環する。

このような吸収式冷凍機においては二重効用もしくは三重効用の原理に基づぎ省エネ化が進められるが、その系内での熱交換効率の向上を図るため、図３６に示すように、低温熱交換器４、中温熱交換器２２や高温熱交換器９が設置される。この高温熱交換器は高温再生器８に向かう吸収液３５ｎを予熱するもので、その熱源として高温再生器８から導出された高温の吸収液８ｂが使用される。

中温熱交換器２２は中温再生器２１に向かう吸収液３７ａを予熱するもので、図示の例では中温再生器２１から導出された吸収液３７ｂおよび高温熱交換器９を出た吸収液８ｂが低温熱交換器４を経て吸収器５へ戻される途中で熱源として利用される。低温熱交換器４は低温再生器２に向かう吸収液５ａを予熱するもので、図示の例では低温再生器２から導出された吸収液２ｎ、および中温熱交換器２２から導出された吸収液を含んで中温熱交換器２２を経た吸収液２２ａが吸収器５へ戻される途中で熱源として利用されている。

ところで、中温再生器２１や高温再生器８に送給される吸収液をより一層加熱して、再生器における加熱負荷の軽減が図られることが多い。図３６は特開２００３−２１４７２０において提案された三重効用機を表すが、排ガス熱交換器３８が中温熱交換器２２と並列に設けられている。なお、図中に一点鎖線で追記した３９も排ガス熱交換器であるが、排ガス熱交換器３８に代えて設けられたものであって、これは高温熱交換器９と並列となっている。このような例は特開２００４−１２５３１４に開示されている。

図３６のようなサイクルフローにあって、冷房運転時に排熱回収器としての排ガス熱交換器へ吸収液（稀液）を多く流すと排ガス熱交換器からの稀液温度が低下し、さらには、中温熱交換器もしくは高温熱交換器での交換熱量も減少するため、排ガスからの回収熱量を性能向上に効率よく反映することができなくなる。それゆえ、排ガス熱交換器への吸収液量を少なくし、かつ排ガスからの回収熱量を多くするために排ガス温度を下げなければならない。このようなことから排ガス熱交換器は必然的に大きくなり、また、ハイフィンチューブまたはプレートフィンチューブの採用は伝熱効率の向上に寄与するものの、生産に多大な設備と製作ノウハウが必要となって、製作費高騰の一因となる。さらに、排ガス熱回収器の大型化は器内溶液の偏流を惹起し、局部加熱による溶液の晶析リスクも増してしまう。

ところで、吸収式冷凍機は部分負荷運転で使用されることが多い。この部分負荷運転時には負荷率とともに排ガス熱交換器の低温側流体である溶液温度も低くなり、その結果、排ガスが結露する温度にまで低下することになる。この排ガスドレン水による腐食の観点から伝熱チューブの母管にステンレス鋼を採用するのが好ましいが、ステンレス鋼を用いた場合は応力腐食割れの懸念があり、耐蝕性の高い材料の選定が必要でコストアップをきたす。

ちなみに、吸収液ポンプをインバータ制御し、さらに低温再生器側へ流れる管路に流量調節機構を持たせるなどした場合、きめ細かい循環量制御が可能となって部分負荷効率向上に寄与することが知られている。しかし、中温再生器もしくは高温再生器側への管路は中温熱交換器と排ガス熱交換器とが並列であり、または高温熱交換器と排ガス熱交換器とが並列であって、分岐されて２系統流通形態とされる。そのため、中温再生器または高温再生器へ流れる管路において、排ガス熱交換器と中温熱交換器または高温熱交換器への分配比は管路抵抗の違いに則した分配比にならざるを得ない。なお、部分負荷運転時は吸収液の循環量が低下するから排ガス熱交換器内の流速も落ち、伝熱性能が著しく低下する傾向となる。上記したごとくの並列配置は排ガス熱交換器への送給量をさらに減らし、流速の一層の低下をきたす結果、伝熱性能は一段と落ちることになる。

このような状況下で冷却水温度の急激な変動や燃焼量の変化により生じる圧力変動および温度変動で循環量のバランスが崩れると、その影響で溶液がフラッシュし始め循環量がハンチングしたり不安定な流動となりがちである。特に、溶液濃度が薄く胴内圧力が低くなる暖房運転時においては溶液の飽和温度が低く、高温再生器ラインでは高温熱交換器と排ガス熱交換器のいずれでもフラッシュをきたす傾向となる。

特開２００３−２１４７２０特開２００４−１２５３１４

本発明は上記の幾つかの問題に鑑みなされたもので、その目的は、伝熱面積の低減を企図すべく排熱回収器の小型化を目指して器内溶液の偏流を起こしにくくし、局部加熱による溶液の晶析化傾向を低下させるとともに、部分負荷運転時における排ガスの結露に基づくドレン水腐食を可及的に回避すること、同じく部分負荷運転においての循環量低下ならびに並列管路による分岐流に起因した排ガス熱交換器での伝熱性能の低下を抑止できるようにすること、中温熱交換器と排熱回収器、また高温熱交換器と排熱回収器への吸収液分配比を生じさせず、管路抵抗に支配されない流れを達成すること、それぞれの再生器ラインにおける圧力変動や温度変動での循環量アンバランスをきたしても、溶液のフラッシュを防ぎ、液量のハンチングを避けることを実現しようとした吸収式冷凍機を提供することである。

本発明は、吸収器、低温再生器、高温再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器からの吸収液を低温再生器へ送る前に加熱する低温熱交換器、高温再生器へ向かう吸収液を加熱する高温熱交換器、排熱を利用して吸収液を加熱する排熱回収器とを備え、吸収液を加熱して発生させた冷媒蒸気の凝縮液を蒸発器内の蒸発器管に散布し、その伝熱面における凝縮液の気化により蒸発器管内で冷水を得る冷房運転にあっては、冷媒蒸気を発生させることにより生じた吸収液を高温再生器へ向かう吸収液と高温熱交換器で熱交換させ、さらに低温熱交換器も経た後、冷水を得る際に生じた冷媒蒸気を吸収させて吸収器ならびにそれと連なる蒸発器を高真空にするようにしている二重効用吸収式冷凍機に適用される。その特徴とするところは、例えば図２を参照して、吸収器５から導出された吸収液が低温熱交換器４へ向かう管路にあってその低温熱交換器４の上流に分岐管６が枝設される。低温再生器２で生成されて凝縮器３へ向かう冷媒ドレンの保有熱を利用し、低温熱交換器４へ向かっていた吸収液のうち分岐管６をたどる吸収液を加熱して低温再生器２へ送出する低温再生器用冷媒ドレン熱交換器１が設けられる。そして、排熱回収器７には低温再生器２から送出された吸収液のうち低温熱交換器４での加熱源として循環される量を除いた液量が送給され、その排熱回収器７は吸収液が高温再生器８に向かう流れの高温熱交換器９の上流側管路に設置され、その高温熱交換器９とは直列に接続されていることである。

例えば図７に示すように、三重効用吸収冷凍機においても、吸収器５から導出された吸収液が低温熱交換器４へ向かう管路にあってその低温熱交換器４の上流に分岐管６が枝設される。低温再生器２で生成されて凝縮器３へ向かう冷媒ドレンの保有熱を利用し、分岐管６をたどる吸収液を加熱して低温再生器２へ送出する低温再生器用冷媒ドレン熱交換器１が設けられる。そして、排熱回収器１５には低温熱交換器４を流通した吸収液のうち低温再生器２へ送出された量を除いた液量が送給され、排熱回収器１５は吸収液が中温再生器２１に向かう流れの中温熱交換器２２の上流側管路に設置され、その中温熱交換器２２とは直列に接続される。

さらに三重効用吸収冷凍機において、例えば図４に示すように、排熱回収器７には低温熱交換器４を流通した吸収液のうち低温再生器２へ送出された量を除いた液量からさらに中温熱交換器２２から中温再生器２１へ送出された量を除いた液量が送給され、排熱回収器７は吸収液が高温再生器８に向かう流れの高温熱交換器９の直前の上流側管路に設置され、高温熱交換器９とは直列に接続されている。

高温再生器８はガス焚き式であり、排熱回収器は高温再生器８排ガスを流通させる排ガス熱交換器７としておく。

例えば図１や図１６に示されるように、低温熱交換器４を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液とが混合して低温再生器２へ向かう管路には、系外発生廃熱を導入して吸収液を加熱し、その吸収液を低温再生器２へ送出する系外廃熱利用熱交換器１１が介在される構成としてもよい。

本発明によれば、低温再生器で生成されて後に凝縮器へ向かう冷媒ドレンの保有する熱エネルギを利用し、低温熱交換器の上流に設けた分岐管をたどる吸収液を加熱して低温再生器へ送出する低温再生器用冷媒ドレン熱交換器が設けられているので、低温再生器へは低温熱交換器で加熱した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器で加熱した吸収液を送給することができる。すなわち、冷媒ドレン熱交換器が設けられているから低温再生器入口の溶液温度が高くなり、それだけ低温再生器での吸収液加熱に必要となる熱量を減少することができる。低温再生器の加熱源は高温再生器からの冷媒蒸気であるため、低温再生器での加熱熱量の減少は高温再生器での冷媒蒸気発生負担を軽減する。

また、排熱回収器を温度レベルの低い高温熱交換器の手前に配置して高温熱交換器と直列にしたことにより、排熱回収器における伝熱効率が著しく向上する。ましてや、高温熱交換器での流通量と同じ流通量となる排熱回収器では管内レイノルズ数が増大し、伝熱面における熱伝達率の向上も図られる。少なくともこの二点が相乗して、排熱回収器のより一層の小型化が促進される。特殊加工が必要で、特殊材料の採用や腐食対策も課せられる高価な伝熱管の導入数量を減少させることにもなり、排熱回収器の製作コストの低減がおおいに図られる。

伝熱面積の低減を企図すべく排熱回収器の小型化を目指して器内溶液の偏流を惹起させにくくし、局部加熱による溶液晶析の可能性を低下させる。部分負荷運転時における排ガスの結露に基づくドレン水腐食を可及的に回避できる。さらに、その部分負荷状態にあっては、循環液量の減少ならびに分岐流発生の回避により、排ガス熱交換器での伝熱性能の低下が防止される。高温熱交換器と排熱回収器への吸収液分配比を生じさせることがなくなるから、管路抵抗に支配されない流れが達成される。圧力変動や温度変動により循環量にバランス崩れが生じても、溶液がフラッシュすることや、液量のハンチング発生を回避しておくことができる。

高温熱交換器には、低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうちの一部、すなわち低温再生器へ送出された量を除く液量が送給されるようにしておくから、排熱回収器には低温再生器用冷媒ドレン熱交換器だけを流通した吸収液の一部も混在させて送給されることになり、排熱回収器における吸収液加熱効果が向上して、高温熱交換器における熱交換負荷を軽減することができる。高温再生器からの循環液量もしくは液温が抑えられれば、高温再生器における加熱も抑制でき燃料消費も節減される。

請求項２や請求項３の三重効用吸収式冷凍機においても、二重効用機以上に、省エネを図るべく系内に設置した排熱回収器のより一層の小型化を可能にし、排熱回収器内伝熱面積の低減、吸収液の排熱回収器内偏流発生を抑止して、局部加熱による吸収液の晶析が抑制される。もちろん、二重効用機の場合と同様に、低温再生器用冷媒ドレン熱交換器により低温再生器入口の溶液温度を高くでき、低温再生器の加熱源は高温再生器から中温再生器を経た冷媒蒸気であるため、低温再生器での加熱熱量の減少は高温再生器での冷媒蒸気発生負担を軽減する。また、対数平均温度差を大きく取れたり、管内レイノルズ数を向上させるとになるから、伝熱面における熱伝達率の向上も図られて排熱回収器の小型化や低廉化が図られる。

排熱回収器が中温熱交換器の上流側管路に設置され、中温熱交換器と直列に接続される場合にあっては、伝熱面積の低減を企図すべく排熱回収器の小型化を目指して器内溶液の偏流を惹起させにくくし、局部加熱による溶液の晶析の可能性を低下させる。部分負荷運転時における排ガスの結露に基づくドレン水腐食を可及的に回避することができる。中温熱交換器と排熱回収器への吸収液分配比を生じさせず、管路抵抗に支配されない流れを達成でき、液量のハンチングを回避できる。

排熱回収器が高温熱交換器の上流側管路に設置され、高温熱交換器と直列に接続される場合にあっても、伝熱面積の低減を企図すべく排熱回収器の小型化を目指して器内溶液の偏流を惹起させにくくし、局部加熱による溶液の晶析の可能性を低下させる。部分負荷運転時における排ガスの結露に基づくドレン水腐食を可及的に回避することができる。高温熱交換器と排熱回収器への吸収液分配比を生じさせず、管路抵抗に支配されない流れを達成でき、液量のハンチングを回避できる。

高温再生器をガス焚き式としておけば、排熱回収器には燃焼の際に発生する排ガスを導入して、その保有熱エネルギを回収利用することができる。

低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液を系外発生廃熱により加熱し、その吸収液を低温再生器へ送出する系外廃熱利用熱交換器が設けられていれば、吸収液温度を系外エネルギによっても高めた状態で低温再生器に送給でき、低温再生器での冷媒ドレンによる加熱を軽減することができる。ひいては、高温再生器における冷媒蒸気の発生負荷も少なくなる。

吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液のうち低温再生器へ送出された量を除く液量が送給される高温熱交換器を具備した二重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。本発明の請求項１に係る吸収冷凍機であって、吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液が低温再生器へ送給され、低温再生器から送出された吸収液の一部が送給される高温熱交換器を具備している二重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量を除く液量が送給される高温熱交換器を具備し、排ガス熱交換器には低温再生器用冷媒ドレン熱交換器だけを流通した吸収液の一部も混在して送給されるようにした二重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液が低温再生器へ送出され、吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液のうち低温再生器へ送出された量および中温再生器へ送出された量を除く液量が送給される高温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液のうち低温再生器へ送出された量および中温再生器へ送出された量を除く液量が送給される高温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液のうち低温再生器へ送出された量を除く液量が送給される中温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液が低温再生器へ送出され、吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液のうち低温再生器へ送出された量を除く液量が送給される中温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液が低温再生器へ送出され、低温再生器から流出する吸収液の一部から中温熱交換器へ送出された量を除く液量が送給される高温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液が低温再生器へ送出され、低温再生器から流出する吸収液の一部が送給される中温熱交換器を具備している三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液が低温再生器へ送出され、低温再生器から流出する吸収液の一部が送給される中温熱交換器を具備している三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液が低温再生器へ送出され、低温再生器から流出する吸収液の一部が中温再生器へ送出され、中温再生器から流出する吸収液の一部が送給される高温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量を除く液量が中温再生器へ送出され、中温再生器から流出する吸収液の一部が送給される高温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量および中温再生器へ送出された量を除く液量が送給される高温熱交換器を具備し、排ガス熱交換器は低温再生器用冷媒ドレン熱交換器だけを流通した吸収液の一部も混在して送給されるようになっているた三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量を除く液量が送給される中温熱交換器を具備し、排ガス熱交換器は低温再生器用冷媒ドレン熱交換器だけを流通した吸収液の一部も混在して中温熱交換器に送給されるようになっている三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量を除く液量が送給される中温熱交換器を具備し、排ガス熱交換器には低温再生器用冷媒ドレン熱交換器だけを流通した吸収液の一部も混在して送給されるようになっている三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液のうち低温再生器へ送出された量および中温再生器へ送出された量を除く液量が送給される高温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液のうち低温再生器へ送出された量および中温再生器へ送出された量を除く液量が送給される高温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量および中温再生器へ送出された量を除く液量が送給される高温熱交換器を具備し、排ガス熱交換器は低温再生器用冷媒ドレン熱交換器だけを流通した吸収液の一部も混在して送給されるようになっているた三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量および中温再生器へ送出された量を除く液量が送給される高温熱交換器を具備し、排ガス熱交換器は低温再生器用冷媒ドレン熱交換器だけを流通した吸収液の一部も混在して送給されるようになっているた三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液が低温再生器へ送出され、低温再生器から流出する吸収液の一部が中温再生器へ送出され、中温再生器から流出する吸収液の一部が送給される高温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液が低温再生器へ送出され、低温再生器から流出する吸収液の一部から中温熱交換器へ送出された量を除く液量が送給される高温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量を除く液量が中温再生器へ送出され、中温再生器から流出する吸収液の一部が送給される高温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量および中温再生器へ送出された量を除く液量が送給される高温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量および中温再生器へ送出された量を除く液量が送給される高温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。中温熱交換器を流通した吸収液と中温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、中温再生器へ送出された量を除く液量が送給される高温熱交換器を具備し、排ガス熱交換器には中温再生器用冷媒ドレン熱交換器だけを流通した吸収液の一部も混在して送給されるようになっている三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液のうち低温再生器へ送出された量を除く液量が送給される中温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液のうち低温再生器へ送出された量を除く液量が送給される中温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液が低温再生器へ送出され、低温再生器から流出する吸収液の一部が送給される中温熱交換器を具備している三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液が低温再生器へ送出され、低温再生器から流出する吸収液の一部が送給される中温熱交換器を具備している三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液のうち低温再生器へ送出された量および中温再生器用冷媒ドレン熱交換器に送出される量を除く液量が送給される中温熱交換器を具備した三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量を除く液量が送給される中温熱交換器を具備し、排ガス熱交換器は低温再生器用冷媒ドレン熱交換器だけを流通した吸収液の一部も混在して中温熱交換器に送給されるようになっている三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量を除く液量が送給される中温熱交換器を具備し、排ガス熱交換器は低温再生器用冷媒ドレン熱交換器だけを流通した吸収液の一部も混在して中温熱交換器に送給されるようになっている三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量を除く液量が送給される中温熱交換器を具備し、排ガス熱交換器には低温再生器用冷媒ドレン熱交換器だけを流通した吸収液の一部も混在して送給されるようになっている三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量を除く液量が送給される中温熱交換器を具備し、排ガス熱交換器には低温再生器用冷媒ドレン熱交換器だけを流通した吸収液の一部も混在して送給されるようになっている三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。吸収器から低温熱交換器を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器へ送出された量を除く液量が送給される中温熱交換器を具備し、排ガス熱交換器には低温再生器用冷媒ドレン熱交換器だけを流通した吸収液の一部も混在して送給されるようになっている三重効用吸収式冷凍機のサイクルフロー図。排ガス熱交換器が設置された先行技術としての吸収式冷凍機のサイクルフロー図。

以下に、本発明に係る吸収式冷凍機を、具体的なサイクルフローをもとに詳細に説明する。二重効用機も三重効用機においても、排熱回収器すなわち例えば排ガス熱交換器のより一層の小型化により省エネを図り、排ガス熱交換器内伝熱面積の低減、吸収液の排ガス熱交換器内偏流の発生抑制、局部加熱による吸収液の晶析回避を目したものである。まずは、二重効用吸収式冷凍機について述べる。その冷凍機全体についての構成は図３６のところで触れたので、ここでは同じ符号を付して説明を省く。なお、稀液ポンプ１３や冷媒ポンプ１４を除いたポンプの存否は機種により異なることが多いので、その表記は極力省くことにした。

本発明においては、まず図１および図２に示すように冷媒ドレン熱交換器１が導入される。これは低温再生器２で生成された後に凝縮器３へ向かう冷媒ドレンの保有熱を利用し、低温熱交換器４へ向かう吸収液の一部を分流させて加熱した後に低温再生器２へ送出するものである。そのため、吸収器５から導出された吸収液が低温熱交換器４へ向かう管路の低温熱交換器直前の上流側に分岐管６が枝設され、冷媒ドレン熱交換器１はその分岐管をたどる吸収液を加熱できるようにしている。なお、この冷媒ドレン熱交換器は低温再生器用であって、図１６以降で述べる中温再生器用の冷媒ドレン熱交換器と区別するために低温再生器用冷媒ドレン熱交換器と呼称するものの、以下の説明にあっては多くの場合、冷媒ドレン熱交換器と略称する。

このような冷媒ドレン熱交換器１が設けられているサイクル管路に排熱回収器としての排ガス熱交換器７が設置されるが、これは吸収液が高温再生器８に向かう流れの高温熱交換器直前の上流側管路に位置され、高温熱交換器とは直列とされる。この例では、排ガス熱交換器７はガス焚き式高温再生器から排出される燃焼排ガス（高温再生器排ガス）の保有エネルギ回収を図って省エネするものであるが、油焚き式としたり、別途ボイラが設置されていれば、そのボイラ排ガスを導入するものであってもよく、また吸収冷凍機がコージェネレーションシステムを形成する場合には、エンジンやタービンの排ガス・排熱水を利用するものとすることもできる。

上記した高温熱交換器９には、図１の例にあっては、吸収器５から低温熱交換器４を流通した吸収液のうち低温再生器２へ送出された量を除く液量が送給される。排ガス熱交換器７には冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液が送給されることはないが、上記のごとく排ガス熱交換器７と高温熱交換器９とは直列に接続されるので、図３６のごとくの高温熱交換器９と排ガス熱交換器７への吸収液の分配ということはなく、管路抵抗に支配される分流を無くした一連の流れが達成される。それゆえ、温度レベルの低い高温熱交換器９の上流側に配置された排ガス熱交換器７における伝熱効率は高くなる。これは対数平均温度差が大きく取れていることによる結果と言える。

もう少し詳しく述べると、上記のごとく直列の流れとしたことにより、排ガス熱交換器で加熱される熱量が同じであれば、すなわち排ガスを例えば２００℃から１００℃まで熱回収するという熱量が同じであれば、液量が増加するほど熱交換器出口温度は低下する。そのため、排ガス熱交換器においては必然的に対数平均温度差が大きくとれることになるのである。いま、Ｑ＝Ｋ×Ａ×ΔＴｍとして考えると（ここで、Ｑは交換熱量、Ｋは総括伝熱係数、Ａは伝熱面積、ΔＴｍは対数平均温度差である）、管内熱伝達率が向上することによりＫ値は上昇する傾向となり、ΔＴｍも溶液側出口温度の低下により大きくなる。つまり、必要な交換熱量Ｑを得るためにＫとΔＴｍが増大すれば、必要な伝熱面積Ａは少なくて済むことが分かる。

上記のごとく、高温熱交換器９での流通量と同じ液量が排ガス熱交換器７でも流量するわけであるが、これは排ガス熱交換器内レイノルズ数を増大させることになり、管内での活発な乱流の発生は伝熱面における熱伝達率を向上させる。大きい対数平均温度差と伝熱面熱伝達率の向上による相乗効果は伝熱管群の段数削減を可能にし、排ガス熱交換器の一層の小型化を促す。特殊加工が必要となるうえに、ＳＵＳ等の特殊材料の採用や腐食対策も必要となる高価な伝熱管の導入量を少なくでき、排ガス熱交換器製作の低廉化に大きく寄与する。

図２でも排ガス熱交換器７に冷媒ドレン熱交換器１だけを流通した吸収液が送給されることはないが、低温熱交換器４を流通した吸収液と冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液との混合液が低温再生器２へ送給され、その低温再生器から送出された吸収液のうち低温熱交換器４での加熱源として循環される吸収液を除いた液量が排ガス熱交換器７を経て高温熱交換器９に送給される点が上記の例と異なる。

いずれのサイクルフローにおいても、低温再生器２で生成された後に凝縮器３へ向かう冷媒ドレンの保有熱を利用するものであるので、低温再生器２へは低温熱交換器４で加熱した吸収液と冷媒ドレン熱交換器１で加熱した吸収液が送給される。冷媒ドレン熱交換器は低温再生器入口の溶液温度を高くし、それだけ低温再生器での吸収液加熱に必要となる投入熱量が減少する。低温再生器２の加熱源は高温再生器８からの冷媒蒸気３４であるため、高温再生器８での冷媒蒸気発生負担は軽減されることになる。

伝熱面積の低減を企図すべく排ガス熱交換器７の小型化を目指し、器内溶液の偏流を惹起させないようにしていることもあって、局部加熱による溶液晶析の可能性も激減する。部分負荷運転時における排ガスの結露によるドレン水腐食も、可及的に回避される。さらに、この部分負荷時にあってはインバータ制御に従うポンプ吐出量の低下すなわち吸収液の循環量の減少と、本発明に基づく排ガス熱交換器の高温熱交換器との直列化による分岐流発生の回避とがあいまって管内レイノルズ数の低下抑制が図られる。ひいては、排ガス熱交換器での伝熱性能の低下が抑えられることになる。たとえ、圧力変動や温度変動による循環量のアンバランスをきたしても、溶液がフラッシュしたり、液量のハンチング発生は自ずと抑えられる。ところで、上で触れたごとく管群段数の減少によるコンパクト化はガス側熱伝達率の低下をきたすことなく圧力損失の低減をもたらし、特にガス焚き式においては燃料配管の小口径化による装置の低廉化を導く。それゆえ、ユーザが低圧ガス供給区分とされるガス設備しか持たない場合も導入することができるようになる。すなわち、中間圧供給もしくはそれ以上の圧供給設備しか持たないユーザのみならず、ガス供給設備規模の大小を問うことなく吸収式冷凍機の導入が可能となる。これは、本発明に係る吸収式冷凍機が設置制限を取り払いやすくするという極めて実用的な利点も備えることを意味している。

図３は、冷媒ドレン熱交換器１だけを流通した吸収液の一部も混在させて排ガス熱交換器７に送給されるようにしたサイクルフローである。すなわち、高温熱交換器９には吸収器５から低温熱交換器４を流通した吸収液と冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器２へ送出された量を除く液量が送給される。このように冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液は一部であるといえども、低温熱交換器４での加熱のみに頼らない吸収液が排ガス熱交換器７に導入されることは、排ガス熱交換器における吸収液加熱効果を向上させる。ひいては高温熱交換器９における熱交換負荷を軽減することができ、低温熱交換器４における高温再生器からの循環液量や液温を抑えられることにもなり、高温再生器における加熱低減は燃料消費量の節減にも寄与する。

図１には図３や図２と違って、そのサイクルフローに系外廃熱利用熱交換器１１が付設されている。これは、低温熱交換器４を流通した吸収液と冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液とが混合して低温再生器２へ向かう管路に介在され、系外発生廃熱を導入して吸収液を加熱し、吸収液を低温再生器２へ送出する。吸収液を系外エネルギによっても温度を高めた状態で低温再生器２に送給でき、低温再生器２での冷媒ドレンによる加熱を軽減することにもなる。もちろん、高温再生器８における冷媒蒸気３４の発生負荷も和らげられる。なお、この系外廃熱利用熱交換器１１は必要に応じて設けられるものであるので、図２や図３では省かれているが、必要なら同様の要領で設ければよい。その熱源は各種の温熱流体やソーラエネルギといったものにしておくことができる。

次に、三重効用吸収冷凍機の場合を説明する。図４に示すように中温再生器２１やこの中温再生器へ向かう吸収液を加熱する中温熱交換器２２が付加され、場合によっては後述する図１６に示す中温再生器用冷媒ドレン熱交換器２３も設置される。いずれにしても前述した低温再生器用冷媒ドレン熱交換器１は依然として設けられており、低温熱交換器４の直前の分岐管６をたどる吸収液は加熱して低温再生器２へ送出される。排ガス熱交換器７は吸収液が高温再生器８に向かう流れの高温熱交換器直前の上流側管路に設置され、高温熱交換器９とは直列をなすか、後述する図６などでは、吸収液が中温熱交換器２１に向かう流れの中温熱交換器２２の直前の上流側管路に排ガス熱交換器１５が設置され、中温熱交換器と直列をなす。これらの三重効用機においても図１で述べた系外廃熱利用熱交換器１１を付設することができるので、図１６ではそれを付加したサイクルフローとしている。もちろん、三重効用機の上記したおよび後で触れるいずれの図においても必要に応じて系外廃熱利用熱交換器を付設できるのは言うまでもない。系外廃熱利用熱交換器の存否は別にしても、この三重効用機の場合も、先に述べた二重効用機と同様の作用効果が発揮される。

少々繰り返しとなるが、その効果を述べる。低温再生器用冷媒ドレン熱交換器により低温再生器入口の溶液温度を高くでき、低温再生器の加熱源が高温再生器から中温再生器を経た冷媒蒸気であるため、低温再生器での加熱熱量の減少は高温再生器での冷媒蒸気発生負担を軽減する。また、対数平均温度差を大きく取ることができ、管内レイノルズ数を向上させることにもなるから、伝熱面における熱伝達率の向上も図られて排ガス熱交換器の小型化や低廉化が可能となる。省エネを図るべく系内に設置した排ガス熱交換器により一層の小型化が可能となると、排ガス熱交換器内伝熱面積の低減、吸収液の器内偏流発生が抑止され、局部加熱による吸収液晶析も著しく少ない。部分負荷運転時における排ガス結露に基づくドレン水腐食を可及的に回避することもできる。中温熱交換器と排ガス熱交換器への吸収液分配比を生じさせることもないから、管路抵抗に支配されない流れが達成され、液量のハンチング発生も可及的に少なくなる。

まず、中温再生器用冷媒ドレン熱交換器２３（例えば図１６を参照）の設けられていない図４と図５から見る。これらのサイクルフローにおいては、高温熱交換器９へは、吸収器５から低温熱交換器４を流通した吸収液のうち低温再生器２へ送出された量および中温再生器２１へ送出された量を除いた液量が送給される。冷媒ドレン熱交換器１だけを流通した吸収液は排ガス熱交換器７に送給されないが、冷媒ドレン熱交換器１による省エネ効果が発揮されることは述べるまでもない。なお、図４では排ガス熱交換器７を流通する吸収液が中温熱交換器２２を流通していなく、図５では排ガス熱交換器７を流通する吸収液が中温熱交換器２２を流通した後のものとなっている。

ところで、図６や図７は、排ガス熱交換器１５と直列をなすのが中温熱交換器２２とされたものである。この排ガス熱交換器１５には、吸収器５から低温熱交換器４を流通した吸収液のうち低温再生器２へ送出された量を除く液量が送給される。図６では、排ガス熱交換器１５を流通した吸収液が中温熱交換器２２と高温熱交換器９に並行して送出され、図７では、排ガス熱交換器１５を流通した吸収液は中温熱交換器２２を経て中温再生器２１とそれに直列配置の高温熱交換器９に送出される。

図８では、高温熱交換器９と直列をなす排ガス熱交換器７には、吸収器５から低温熱交換器４を流通した吸収液と冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液との混合液が低温再生器２へ送出され、その低温再生器から流出する吸収液のうち低温熱交換器４での加熱源として循環される吸収液を除いた液量から、中温熱交換器２２へ送出された量を除く液量が送給される。

図９および図１０の例では、排ガス熱交換器１５と直列となるのは中温熱交換器２２である。これらでは、吸収器５から低温熱交換器４を流通した吸収液と冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液との混合液が低温再生器２へ送出され、その低温再生器２から流出する吸収液のうち低温熱交換器４での加熱源として循環される吸収液を除く液量が排ガス熱交換器１５に送給される。

図１１では、高温熱交換器９が排ガス熱交換器７と直列となっている。排ガス熱交換器へは、低温再生器２を流通した吸収液と冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液との混合液が低温再生器２へ送出され、その低温再生器から流出する吸収液のうち低温熱交換器４での加熱源として循環される吸収液を除く液量が中温再生器２１へ送出され、その中温再生器２１から流出する吸収液のうち中温熱交換器２２での加熱源として循環される吸収液を除いた液量が送給される構成となっている。

図１２も高温熱交換器９と排ガス熱交換器７との直列構成を表しているが、それは、低温熱交換器４を流通した吸収液と冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器２へ送出された量を除く液量が中温再生器２１へ送出され、その中温再生器２１から流出する吸収液のうち中温熱交換器２２での加熱源として循環される吸収液を除く液量が送給されるものである。

図１３も、排ガス熱交換器７は高温熱交換器９と直列構成になっている。それには、低温熱交換器４を流通した吸収液と冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器２へ送出された量および中温再生器２１へ送出された量を除く液量が送給される。上記した図１２をはじめ、図６、図７、図８、図９、図１０、図１１もそうであるが、低温再生器用冷媒ドレン熱交換器１だけを流通した吸収液が排ガス熱交換器７，１５に送給されることはない。

ところで、図１４や図１５は特筆すべきサイクルフローの例である。排ガス熱交換器１５と直列となるのが中温熱交換器２２となっていることによる。これは、低温熱交換器４を流通した吸収液と冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器２へ送出された量を除く液量が送給される。この場合は、冷媒ドレン熱交換器１だけを流通した吸収液の一部も混在して排ガス熱交換器１５に送給される。これによって、排ガス熱交換器１５における吸収液加熱効果が向上して、中温熱交換器２２における熱交換負荷を軽減する。高温再生器８からの循環液量もしくは液温が抑えられれば、高温再生器８における加熱も節減でき燃料消費が抑制される。

次に、中温再生器用冷媒ドレン熱交換器２３が設けられている図１６や図１７を見る。これらのサイクルフローにおいて、その冷媒ドレン熱交換器２３は、吸収液が中温熱交換器２２へ向かう管路にあって、その中温熱交換器２２の上流に分岐管２４が枝設され、中温再生器２１で生成されて低温再生器用冷媒ドレン熱交換器１へ向かう冷媒ドレンの保有熱を利用し、中温熱交換器上流側枝設の分岐管２４をたどる吸収液を加熱して中温再生器２１へ送出するものである。言うまでもないが、中温再生器２１へは中温熱交換器２２で加熱された吸収液とこの中温再生器側に設置の冷媒ドレン熱交換器２３で加熱された吸収液が送給され、中温再生器入口の溶液温度が高くなり、それだけ中温再生器での吸収液加熱に必要となる熱量を減らすことができる。中温再生器２１の加熱源は高温再生器８からの冷媒蒸気であるため、中温再生器２１での加熱熱量の減少は高温再生器での冷媒蒸気発生負担を軽減する。このようなことは、図１８、図１９、図２０、図２１、図２２、図２３、図２４、図２５の各サイクルフローについても当てはまる。

図１６と図１７においては、吸収器５から低温熱交換器４を流通した吸収液のうち低温再生器２へ送出された量および中温再生器２１へ送出された量を除いた液量が高温熱交換器９に送給される。低温再生器用冷媒ドレン熱交換器１だけを流通した吸収液は排ガス熱交換器７に送給されないが、低温再生器用冷媒ドレン熱交換器１による省エネ効果が発揮されることは述べるまでもない。なお、図１６では排ガス熱交換器７を流通する吸収液が中温熱交換器２２を流通していなく、図１７では排ガス熱交換器７を流通する吸収液が中温熱交換器２２を流通した後の吸収液となっている。

図２６と図２７は、排ガス熱交換器１５と直列をなす熱交換器が中温熱交換器２２とされるものである。これらの排ガス熱交換器には、吸収器５から低温熱交換器４を流通した吸収液のうち低温再生器２へ送出された量を除く液量が送給される。図２６では排ガス熱交換器１５を流通した吸収液が中温熱交換器２２と高温熱交換器９に並行して送出され、図２７では、排ガス熱交換器１５を流通した吸収液は中温熱交換器２２を経て中温再生器２１とそれに直列配置の高温熱交換器９に送出される。

先に触れた図２１では、排ガス熱交換器７と直列となる高温熱交換器９に、吸収器５から低温熱交換器４を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液との混合液が低温再生器２へ送出され、その低温再生器２から流出する吸収液のうち低温熱交換器４での加熱源として循環される吸収液を除く液量から、中温熱交換器２２へ送出された量を除いた液量が送給される。

図２８や図２９の例では、排ガス熱交換器１５と直列となるのは中温熱交換器２２である。これらの排ガス熱交換器には、吸収器５から低温熱交換器４を流通した吸収液と冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液との混合液が低温再生器２へ送出され、その低温再生器２から流出する吸収液のうち低温熱交換器４での加熱源として循環される吸収液を除いた液量が送給される。

図１８、図１９、図２３および図２４も高温熱交換器９との直列構成となっている。それは、低温熱交換器４を流通した吸収液と低温再生器用冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器２へ送出された量および中温再生器２１へ送出された量を除く液量が送給されている。

図２０では高温熱交換器９が排ガス熱交換器７に直列となっているが、その排ガス熱交換器７には、低温熱交換器４を流通した吸収液と冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液との混合液が低温再生器２へ送出され、その低温再生器２から流出する吸収液のうち低温熱交換器４での加熱源として循環される吸収液を除く液量が中温再生器２１へ送出され、その中温再生器２１から流出する吸収液のうち中温熱交換器２２での加熱源として循環される吸収液を除いた液量が送給される構成となっている。

図２２も高温熱交換器９との直列構成を表しているが、それは、低温熱交換器４を流通した吸収液と冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器２へ送出された量を除く液量が中温再生器２１へ送出され、その中温再生器２１から流出する吸収液のうち中温熱交換器２２での加熱源として循環される吸収液を除いた液量が排ガス熱交換器７に送給されるものである。

図２０と図２２においては、中温熱交換器２２を流通した吸収液と中温再生器用冷媒ドレン熱交換器２３を流通した吸収液との混合液が中温再生器２１へ送出され、その中温再生器２１から流出する吸収液のうち中温熱交換器２２での加熱源としての吸収液を除く液量が高温熱交換器９に送給されるようにもなっている。

図３０は、低温熱交換器４を流通した吸収液のうち低温再生器２へ送出された量および中温再生器用冷媒ドレン熱交換器２３に送出される量を除く液量が送給される中温熱交換器２２が排ガス熱交換器１５と直列になっている。以上述べた三重効用機のいずれのサイクルフローにおいても、排ガス熱交換器７，１５へは低温再生器用冷媒ドレン熱交換器１だけを流通した吸収液は送給されなくなっている。

図３１、図３２、図３３、図３４、図３５は注目すべきで、排ガス熱交換器１５と直列とされているのは中温熱交換器２２となっている。これは、低温熱交換器４を流通した吸収液と冷媒ドレン熱交換器１を流通した吸収液との混合液のうち、低温再生器２へ送出された量を除く液量が排ガス熱交換器１５に送給されるようにしている。この場合、冷媒ドレン熱交換器１だけを流通した吸収液の一部も混在して排ガス熱交換器に送給される。これによって、排ガス熱交換器１５における吸収液加熱効果が向上し、下流にある中温熱交換器２２における熱交換負荷を軽減することができる。高温再生器８からの循環液量もしくは液温が抑えられれば、高温再生器における加熱も節減でき燃料消費も抑制される。

図１８や図２５では、中温再生器用冷媒ドレン熱交換器２３だけを流通した吸収液の一部も混在して高温熱交換器９に送給されるようになっている。その高温熱交換器９に直列の排ガス熱交換器７には、中温熱交換器２２を流通した吸収液と中温再生器用冷媒ドレン熱交換器２３を流通した吸収液との混合液のうち、中温再生器２１へ送出された量を除く液量が送給される。中温再生器で生成された冷媒ドレンの保有熱を利用して高温熱交換器に高温の吸収液を送ることができる。中温再生器にも同様に高温の吸収液を送ることができる。これらのサイクルフローにおいても、中温再生器入口の溶液温度が高くなり、それだけ中温再生器２１での吸収液加熱に必要となる熱量を減らすことができる。中温再生器２１の加熱源は高温再生器８からの冷媒蒸気であるため、中温再生器での加熱熱量の減少は高温再生器での冷媒蒸気発生負担をおおいに軽減する。排ガス熱交換器７における吸収液加熱効果が向上して、中温熱交換器における熱交換負荷を軽減することになるから、高温再生器からの循環液量もしくは液温が抑えられ、高温再生器における加熱も節減でき燃料消費も抑制される。他方、高温再生器入口の溶液温度も高温熱交換器９を経てさらに高くなり、それだけ高温再生器８での吸収液加熱に必要となる熱量を減らすことができる。高温熱交換器９の加熱源は高温再生器からの戻りの高温濃液であるため、高温再生器での加熱の減少は高温再生器での燃料消費負担をおおいに軽減する。

１…冷媒ドレン熱交換器、２…低温再生器、３…凝縮器、４…低温熱交換器、５…吸収器、６…低温熱交換器上流側枝設の分岐管、７，１５…排熱回収器（排ガス熱交換器）、８…高温再生器、９…高温熱交換器、１１…系外廃熱利用熱交換器、２１…中温再生器、２２…中温熱交換器、２３…中温再生器用冷媒ドレン熱交換器、２４…中温熱交換器直前枝設の分岐管、３１…蒸発器、３４…冷媒蒸気。

Claims

吸収器、低温再生器、高温再生器、凝縮器、蒸発器、前記吸収器からの吸収液を低温再生器へ送る前に加熱する低温熱交換器、前記高温再生器へ向かう吸収液を加熱する高温熱交換器、排熱を利用して吸収液を加熱する排熱回収器とを備え、吸収液を加熱して発生させた冷媒蒸気の凝縮液を蒸発器内の蒸発器管に散布し、その伝熱面における前記凝縮液の気化により蒸発器管内で冷水を得る冷房運転にあっては、冷媒蒸気を発生させることにより生じた吸収液を高温再生器へ向かう吸収液と前記高温熱交換器で熱交換させ、さらに低温熱交換器も経た後、冷水を得る際に生じた冷媒蒸気を吸収させて吸収器ならびにそれと連なる蒸発器を高真空にするようにしている二重効用吸収式冷凍機において、
吸収器から導出された吸収液が前記低温熱交換器へ向かう管路にあって該低温熱交換器の上流に分岐管が枝設され、前記低温再生器で生成されて凝縮器へ向かう冷媒ドレンの保有熱を利用し、低温熱交換器へ向かっていた吸収液のうち前記分岐管をたどる吸収液を加熱して前記低温再生器へ送出する低温再生器用冷媒ドレン熱交換器が設けられ、
前記排熱回収器には低温再生器から送出された吸収液のうち前記低温熱交換器での加熱源として循環される量を除いた液量が送給され、該排熱回収器は吸収液が高温再生器に向かう流れの前記高温熱交換器の上流側管路に設置され、該高温熱交換器とは直列に接続されていることを特徴とする吸収式冷凍機。
吸収器、低温再生器、中温再生器、高温再生器、凝縮器、蒸発器、前記吸収器からの吸収液を低温再生器へ送る前に加熱する低温熱交換器、前記中温再生器へ向かう吸収液を加熱する中温熱交換器、前記高温再生器へ向かう吸収液を加熱する高温熱交換器、排熱を利用して吸収液を加熱する排熱回収器とを備え、吸収液を加熱して発生させた冷媒蒸気の凝縮液を蒸発器内の蒸発器管に散布し、その伝熱面における前記凝縮液の気化により蒸発器管内で冷水を得る冷房運転にあっては、冷媒蒸気を発生させることにより生じた吸収液を１１再生器へ向かう吸収液と前記高温熱交換器で熱交換させ、さらには少なくとも低温熱交換器も経た後、冷水を得る際に生じた冷媒蒸気を吸収させて吸収器ならびにそれと連なる蒸発器を高真空にするようにしている三重効用吸収式冷凍機において、
吸収器から導出された吸収液が前記低温熱交換器へ向かう管路にあって該低温熱交換器の上流に分岐管が枝設され、前記低温再生器で生成されて凝縮器へ向かう冷媒ドレンの保有熱を利用し、前記分岐管をたどる吸収液を加熱して前記低温再生器へ送出する低温再生器用冷媒ドレン熱交換器が設けられ、
前記排熱回収器には低温熱交換器を流通した吸収液のうち前記低温再生器へ送出された量を除いた液量が送給され、該排熱回収器は吸収液が中温再生器に向かう流れの前記中温熱交換器の直前の上流側管路に設置され、該中温熱交換器とは直列に接続されていることを特徴とする吸収式冷凍機。
吸収器、低温再生器、中温再生器、高温再生器、凝縮器、蒸発器、前記吸収器からの吸収液を低温再生器へ送る前に加熱する低温熱交換器、前記中温再生器へ向かう吸収液を加熱する中温熱交換器、前記高温再生器へ向かう吸収液を加熱する高温熱交換器、排熱を利用して吸収液を加熱する排熱回収器とを備え、吸収液を加熱して発生させた冷媒蒸気の凝縮液を蒸発器内の蒸発器管に散布し、その伝熱面における前記凝縮液の気化により蒸発器管内で冷水を得る冷房運転にあっては、冷媒蒸気を発生させることにより生じた吸収液を１１再生器へ向かう吸収液と前記高温熱交換器で熱交換させ、さらには少なくとも低温熱交換器も経た後、冷水を得る際に生じた冷媒蒸気を吸収させて吸収器ならびにそれと連なる蒸発器を高真空にするようにしている三重効用吸収式冷凍機において、
吸収器から導出された吸収液が前記低温熱交換器へ向かう管路にあって該低温熱交換器の上流に分岐管が枝設され、前記低温再生器で生成されて凝縮器へ向かう冷媒ドレンの保有熱を利用し、前記分岐管をたどる吸収液を加熱して前記低温再生器へ送出する低温再生器用冷媒ドレン熱交換器が設けられ、
前記排熱回収器には低温熱交換器を流通した吸収液のうち前記低温再生器へ送出された量を除いた液量からさらに中温熱交換器から中温再生器へ送出された量を除いた液量が送給され、該排熱回収器は吸収液が高温再生器に向かう流れの前記高温熱交換器の直前の上流側管路に設置され、該高温熱交換器とは直列に接続されていることを特徴とする吸収式冷凍機。
前記高温再生器はガス焚き式であり、前記排熱回収器は高温再生器排ガスを流通させる排ガス熱交換器であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載された吸収式冷凍機。
前記低温熱交換器を流通した吸収液と前記低温再生器用冷媒ドレン熱交換器を流通した吸収液とが混合して前記低温再生器へ向かう管路には、系外発生廃熱を導入して吸収液を加熱し、該吸収液を前記低温再生器へ送出する系外廃熱利用熱交換器が介在されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載された吸収式冷凍機。