JPH022065B2

JPH022065B2 -

Info

Publication number: JPH022065B2
Application number: JP59100592A
Authority: JP
Inventors: Shozo Saito
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1984-05-21
Filing date: 1984-05-21
Publication date: 1990-01-16
Also published as: JPS6062563A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、吸収冷凍機を用いて、低ポテンシヤ
ルエネルギ及び高ポテンシヤルエネルギを併用又
は単独使用して、冷温熱源を製造する方法に関す
るものである。

冷温熱源を製造するために加熱エネルギを要し
従来は石油、石炭などの化石燃料及びその誘導体
としての燃料（重油、都市ガス）の燃焼熱、又は
この燃焼熱を用いて生成した高圧蒸気、高温水な
どの高温の高ポテンシヤルエネルギが用いられて
来ている。しかし高ポテンシヤルエネルギは高価
であり、また、従来の化石燃料の涸渇を防止する
ために化石燃料の使用量の抑制が望まれている。

一方、太陽熱を利用した温水、工場などの排温
水、蒸気原動機より排出される低圧蒸気などの低
ポテンシヤルエネルギは量も豊富であり安価であ
るにも拘らず、例えば100℃以下の低温であるた
め、また生産量が一定せず必要な時に直ちに必要
な量を得ること、または長時間にわたつてある量
を確保すること、などが困難ななめ利用されず、
従来はそのまま環境に無駄に廃却されていた。

この低ポテンシヤルエネルギを利用した温熱源
製造装置においては、低ポテンシヤルエネルギが
不足している時には別に補助ボイラを必要とする
など構造、作用が複雑であつた。

本発明は、従来の方式の上記の欠点を除き、低
ポテンシヤルエネルギの変動及び負荷の変動に応
じて、低ポテンシヤルエネルギの不足分を高ポテ
ンシヤルエネルギの供給制御により容易に補うこ
とができ、かつ装置の構造を極めて簡単となすこ
とができる、吸収冷凍機を用いた冷温熱源製造方
法を提供することを目的とするものである。即
ち、低ポテンシヤルエネルギと高ポテンシヤルエ
ネルギがある場合、低ポテンシヤルエネルギを優
先して用いる冷温熱源製造方法を提供することを
目的とするものである。

さらに本発明は、温熱源製造時にも、特別な補
助加熱装置を用いることなしに低ポテンシヤルエ
ネルギを有効に優先して用いることができる冷温
熱源製造方法を提供することを第２の目的として
いる。

さらに本発明は、低ポテンシヤルエネルギを冷
温熱源製造に用いていない場合でも蓄熱を行なう
ことができる冷温熱源製造方法を提供することを
第３の目的としている。

本発明は、蒸発器、吸収器、発生器及び凝縮器
を備えた吸収冷凍機を用い、低ポテンシヤルエネ
ルギ及び高ポテンシヤルエネルギを利用可能とす
る冷温熱源製造方法において、低ポテンシヤルエ
ネルギの熱媒体系路と、冷温熱源製造装置との間
を蓄熱器を介して接続し、冷熱源製造時又は温熱
源製造時に、低ポテンシヤルエネルギ熱媒体が、
系外より得た熱を系内に対して放熱しているか、
系内の熱を受熱して系外に棄てているかを判別す
るために、放熱状態の下限状態に相当する低ポテ
ンシヤルエネルギの値を利用可能な下限値として
設定し、前記低ポテンシヤルエネルギが、前記利
用可能な下限値を越えている場合は、低ポテンシ
ヤルエネルギ熱媒体が、系内へ放熱し得る状態に
あるとみて、該低ポテンシヤルエネルギを加熱源
として優先的に使用し、なお不足があれば、不足
分を前記発生器において前記高ポテンシヤルエネ
ルギにて補助的に加熱し、前記低ポテンシヤルエ
ネルギが、前記利用可能な下限値以下の場合は、
低ポテンシヤルエネルギ熱媒体が系内から受熱す
る状態にあるとみて、該低ポテンシヤルエネルギ
のサイクルを冷温熱源製造サイクルから切り離し
て、前記高ポテンシヤルエネルギのみを加熱源と
して使用し、同時に低ポテンシヤルエネルギ熱媒
体の有するエネルギを前記蓄熱器に蓄熱すること
を特徴とする吸収冷凍機を用いた冷温熱源製造方
法である。

本発明を実施例につき図面を用いて説明する。
吸収冷凍サイクルを形成する機器として、缶胴１
の中に１体に構成された蒸発器Ｅ及び吸収器Ａ、
缶胴２の中に一体に構成された凝縮器Ｃ及び低温
発生器GL、単独に形成されている高温発生器
GH、高温溶液熱交換器HEH、低温溶液熱交換
器HELが備えられ、これらの機器を接続して、
溶液系路としては管路３，４，５，６，７，８，
９，１０、散布管１１，１２、溶液ポンプSPが
設けられ、冷媒系路としては、管路１３，１４，
１５，１６，１７，５６、散布管１８、弁５７，
５８、冷媒ポンプEP、受皿１９，２０、加熱管
２１が設けられ、溶液加熱機構としては、低温発
生器GLの中に、二重効用加熱管として前記加熱
管２１が、溶液低温加熱管として加熱管２２が、
管路３９，４０に接続して設けられ、また、燃料
管２３を通り燃料弁２４で流量を制御されるＡ重
油などの燃料を燃焼せしめるバーナ２５、ボイラ
缶胴２６、煙管２７を有する高温発生器GHが溶
液高温加熱機構として備えられ、冷熱媒体系路と
しては管路２８，２９，３０，３１，３２、冷水
管６１、三方弁３３，３４、ポンプ３５を備え、
冷却水系路としては、冷却水管３６，３７を備
え、これらによる吸収冷凍サイクルにより冷熱源
製造サイクルを形成している。

３８は負荷、５９は冷水出口温度の温度検出
器、６０は加熱管２２の入口温度の温度検出器で
ある。

温熱源製造サイクルを構成する機器としては、
温熱媒体加熱機構の温熱媒体低温加熱機構として
太陽熱の集熱器４１が備えられ、また温熱媒体高
温加熱機構として受熱管４２を収容する高温発生
器GHが利用される。温熱媒体系路として、ポン
プ４３、管路４４，４５により低温の低ポテンシ
ヤルエネルギの熱媒体系路が形成され、蓄熱器６
４を介して冷温熱源製造装置と接続している。冷
温熱源製造装置側の温熱媒体系路としては、４
６，４７，４８，４９，５０，５１，５５、三方
弁５２，５３，５４、前記蓄熱器６４、前記受熱
管４２、（以下は冷熱媒体系路と共用し、但し異
なる負荷に対し別系路としてもよく、この場合
は、冷熱源と温熱源とを同時に製造することも可
能となる）管路３０，３１，３２、三方弁３３，
３４、ポンプ３５が備えられている。６２，６３
はそれぞれ集熱器４１の出口温度負荷３８の入口
温度を検出する温度検出器である。６５はポン
プ、６６はチエツキ弁である。

しかして、冷熱源又は温熱源製造時において、
溶液高温加熱機構と温熱媒体高温加熱機構を兼用
している高温発生器GHにおいて、与えられるエ
ネルギは、高温の高ポテンシヤルエネルギであ
り、温熱源製造時に温熱媒体低温加熱機構として
の集熱器４１にて与えられるエネルギ、又は冷熱
源製造時に集熱器４１により熱を受けた熱媒体に
より蓄熱器６４を介して溶液低温加熱機構として
の加熱管２２にて与えられるエネルギは低温の低
ポテンシヤルエネルギである。

上記の如き装置の作用につき説明する。

先ず、冷熱源製造時には、第２図の如く、三方
弁５２，５３，５４を切り替えて、太陽熱を受け
て集熱器４１により加熱された熱媒体により蓄熱
器６４を介して加熱された熱媒体を加熱管２２に
導き再び蓄熱器６４に循環せしめ、溶液系路は弁
５７を閉じ、弁５８を開き、集熱器４１から与え
られる低ポテンシヤルエネルギに対して単効用の
方式となし、冷熱媒体系路としては三方形３３，
３４を切り替えて冷水管６１を負荷３８と接続す
る。

この状態で溶液ポンプSP、冷媒ポンプEP、ポ
ンプ３５，４３を運転すれば、太陽熱から集熱し
て得られた低ポテンシヤルエネルギにより単効用
吸収冷凍サイクルが作動せしめられて冷水が製造
され負荷３８に送られる。

負荷量に対して集熱器４１における集熱量が極
めて少ないかまたはゼロの場合は、後述の如く低
ポテンシヤルエネルギを加熱管２２に導かず、高
ポテンシヤルエネルギのみにより冷凍サイクルを
運転する。この利用し得る最低の低ポテンシヤル
エネルギ量を利用可能下限値と称すれば、この、
利用可能下限値は負荷量に応じて変化して設定し
てもよく、また予め一定に定めてもよい。利用可
能下限値の検出は、加熱管２２の入口温度の温度
検出器６０による検出、加熱管２２の入口温度と
出口温度との温度差の検出、などにより検出し、
一定の設定値又は負荷に応じて変化する設定値を
定める。

低ポテンシヤルエネルギを有効に利用するため
には、低ポテンシヤルエネルギ熱媒体が放熱を行
なうことは許すが、受熱を行なうことは避けなけ
ればならない。放熱状態の下限状態に相当する低
ポテンシヤルエネルギの値を「利用可能な下限
値」とすれば、間接的にこの値を設定するため
に、低ポテンシヤルエネルギ熱媒体の温度を検出
し、放熱状態か受熱状態かを判定すべく、放熱状
態の下限の状態における温度又は温度差を利用可
能下限値として設定する。検出値がこの下限値を
越えたら放熱状態と見て低ポテンシヤルエネルギ
を利用し、検出値が下限値以下であるならば低ポ
テンシヤルエネルギの利用を避けるようにする。

例えば、低ポテンシヤルエネルギの利用は加熱
管２２の入口温度T₁と出口温度T₂との差△Ｔ＝
T₁−T₂〓０であることが条件であるが、ポンプ
４３の動力消費及び計器精度を考え、例えばT₁
及びT₂を検出し、ほぼ△Ｔ＜0.5℃となつた時に
これを検出し、利用可能下限値以下になつたと見
なして低ポテンシヤルエネルギを切り離す制御を
行なう。また温度検出器６２により集熱器４１の
出口温度を検出し、所定の温度以下の場合に下限
値以下になつたと見なしてもよい。

例えば、集熱器４１の入口温度をt₁とし、出口
温度をt₂とする時、低ポテンシヤルエネルギを利
用するためには、t₁とt₂とをそれぞれ温度検出器
で検出し、△ｔ＝t₂−t₁＞０なることが条件であ
る。計器精度などを考慮して△ｔ〓0.5℃となつ
た時、これを利用可能下限値以下になつたとして
低ポテンシヤルエネルギを切離す制御を行なつて
もよい。

上述の如き△Ｔ、△ｔなどの検出によつて低ポ
テンシヤルエネルギが利用可能下限値を越えるこ
とが判定されたならば、第２図の如きサイクルに
より運転が続行される。

しかして、運転開始当初から、或いは負荷の変
動により、負荷に対して低ポテンシヤルエネルギ
量が不足である場合には、この不足状態を、温度
検出器５９による冷水出口温度の検出、蒸発器Ｅ
又は吸収器Ａの中の液面の検出などにより検出
し、不足であると判定された場合には、第３図に
示す如く弁５７を開き、弁５８を閉じ、燃料弁２
４を開いてバーナ２５を点火し、高温発生器GH
における高ポテンシヤルエネルギによる溶液の加
熱作用、及び低温発生器GLにおける二重効用的
加熱作用が補助的に加えられる。この場合、温度
検出器５９における冷水出口温度又は蒸発器、吸
収器の液面の検出などにより、冷水出口温度が一
定になるように燃料弁２４を調節すれば、前述の
如く、低ポテンシヤル熱媒体温度を検出して、例
えば△Ｔ＞０又は△ｔ＞０なることを確かめなが
ら低ポテンシヤルエネルギを使用し、低ポテンシ
ヤルエネルギ熱媒体が受熱するのを防ぐようにな
つているので、低ポテンシヤルエネルギを優先的
に使用し、かつ、負荷変動又は低ポテンシヤルエ
ネルギの変動に応じて高ポテンシヤルエネルギを
適切に有効に補助的に用いることができる。

また、前述の如く、起動時当初又は低ポテンシ
ヤルエネルギ源の変動により、低ポテンシヤルエ
ネルギ量が利用可能下限値以下になつたことが判
定された場合には、第４図に示す如く、三方弁５
２，５４が切り替えられ、ポンプ４３が停止し
て、加熱管２２から低ポテンシヤルエネルギサイ
クルが切り離され、高ポテンシヤルエネルギのみ
による二重効用吸収冷凍サイクルが作動して冷水
を製造する。

この場合ポンプ４３の運転を続行して集熱器４
１で得られた低ポテンシヤルエネルギを蓄熱器６
４に蓄熱しておくことができる。

次に温熱源製造時には、第５図の如く三方弁３
３，３４，５２，５３，５４を切り替えて、蓄熱
器６４にて加熱される温熱媒体を負荷に導くよう
にする。この例においては起動当初はバーナ２５
による加熱は行なわない。この状態においてポン
プ４３，３５を運転すれば、温熱媒体低温加熱機
構としての集熱器４１において太陽熱から得られ
た低ポテンシヤルエネルギにより加熱されて温熱
媒体としての温水が製造され、負荷３８に送られ
る。

負荷３８に対して、低ポテンシヤルエネルギが
不足している場合には、その不足状態を集熱器４
１の出口温度または負荷３８の入口温度などを温
度検出器６２又は６３などにより検出することに
より判定し、不足であると判定された場合には、
燃料弁２４を開いてバーナ２５を点火し、温熱媒
体高温加熱機構としての高温発生器GHにおける
高ポテンシヤルエネルギによる温水の加熱作用が
補助的に加えられる。この場合、温度検出器６３
における負荷３８入口温度の検出などにより、負
荷３８入口温度が一定になるように燃料弁２４を
調節すれば、低ポテンシヤルエネルギを優先的に
使用し、かつ負荷変動又は低ポテンシヤルエネル
ギの変動に応じて高ポテンシヤルエネルギを適切
に有効に補助的に用いることができる。これは、
熱媒体を先ず低ポテンシヤルエネルギにて加熱し
昇温せしめた後、不足分を発生器において高ポテ
ンシヤルエネルギにて補助的に加熱するようにし
たことによる。

また、前述と同様に起動時当初又は低ポテンシ
ヤルエネルギ源の変動により、低ポテンシヤルエ
ネルギ量が利用可能下限値以下になつたことが温
度検出器６２又は６３などにより判定された場合
には、第６図に示す如く、三方弁５２，５３が切
り替えられ、ポンプ４３が停止して、負荷３８か
ら低ポテンシヤルエネルギが切り離され、高ポテ
ンシヤルエネルギのみにより、受熱管４２におけ
る加熱が行なわれる。

第７図は別の実施例を示し、集熱器４１を含む
低ポテンシヤルエネルギの熱媒体系路と冷温媒体
製造装置本体との間が蓄熱器６４を介して前述の
例と異なる回路で接続しているものであり、前述
の如く、低ポテンシヤルエネルギが利用可能下限
値以下となつて低ポテンシヤルサイクルが切り離
された場合でも、ポンプ４３を運転して蓄熱器４
１に蓄熱することができる。また、十分に蓄熱さ
れた場合には、低ポテンシヤルエネルギ源とし
て、外界からの低ポテンシヤルエネルギが利用可
能下限値以下になつても利用することができる。

この実施例における運転状態として、冷熱源製
造時において、加熱管２２への低ポテンシヤルエ
ネルギの供給状態を第８図に、温熱源製造時にお
いて温熱媒体に低ポテンシヤルエネルギを与える
状態を第９図に（但し第８図、第９図とも高温発
生器GHを作動せしめる場合もあるが図示せず）、
低ポテンシヤルエネルギサイクルを切り離して高
ポテンシヤルエネルギのみにより温熱源製造を行
なう場合を第１０図に示す。

第１１図は別の実施例で、受熱管４２が、高温
発生器GHと連通した加熱室６７に収容されてい
る例である。

第１２図は別の実施例で、温熱源製造時に温熱
媒体低温加熱機構としての集熱器４１と温熱媒体
高温加熱機構としての受熱管４２が並列に設けら
れている例であり、負荷３８と高及び低ポテンシ
ヤルエネルギの各相互の関係に応じて配管４４と
６８とに分配する流量を弁６９にて制御する。例
えば集熱器４１の出口温度、受熱管４２の出口温
度を測定し、両温度がほぼ等しくなるよう流量の
分配を制御する。

第１３図は負荷側の一例を示し、蓄熱タンク７
０、ポンプ７１を設ければ、低及び温熱源の貯熱
を行なうと共に、負荷変更の場合でも供給熱源の
安定化をはかることができる。

以上の実施例は、上述の如く構成され作用する
ので、冷温熱源の製造にポテンシヤルエネルギを
補助加熱装置として利用し、システム全体の簡素
化を行なつたこと、特に温熱源製造システムの簡
素化により、冷温熱源製造の補助の高ポテンシヤ
ルエネルギを加熱源として利用し、負荷に応じた
加熱源の制御を補助高ポテンシヤルエネルギで行
なうことにより、制御が容易となり、低ポテンシ
ヤルエネルギが過小となつた場合には、この低ポ
テンシヤルエネルギのサイクルを切離して、停止
または蓄熱のサイクルとして、一方では補助の高
ポテンシヤルエネルギのみを使用して冷熱源の製
造を行なうことができる。

第１４図には蓄熱器６４を用いずに低ポテンシ
ヤルエネルギの熱媒体が直接に冷温熱源製造装置
に導かれる例が示されているが、本願の実施例は
この例と比べ、低ポテンシヤルエネルギの蓄熱を
行なうこができる利点がある。

本発明により、低ポテンシヤルエネルギ熱媒体
の作用は系内に熱を放出するのみとなし、高ポテ
ンシヤルエネルギなどによる系内の熱を低ポテン
シヤルエネルギ熱媒体が受熱して系外へ棄てるこ
とを防ぎ、また、温熱源製造時においても特別な
加熱装置を必要とすることなく低ポテンシヤルエ
ネルギを有効に回収利用し、安価な低ポテンシヤ
ルエネルギを有効に回収して優先的に利用し、或
いは蓄熱して有効利用をはかり貴重な化石燃料に
よる高価な高ポテンシヤルエネルギの使用を節減
し、その供給制御を容易となし、かつ装置の構造
を簡単となすことができる、吸収冷凍機を用いた
冷温熱源製造方法を提供することができ、実用
上、低エネルギ利用上、廃熱回収上、省エネルギ
上極めて大なる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１〜１３図は本発明の実施例に関するもの
で、第１図はフローシート、第２図ないし第６図
はその各種運転状況を示すフローシート、第７図
は別の実施例の部分的フローシート、第８図ない
し第１０図はその各種運転状況を示すフローシー
ト、第１１図は別の実施例の部分的フローシー
ト、第１２図は別の実施例のフローシート、第１
３図は負荷側の別の実施例の部分的フローシー
ト、第１４図は蓄熱器を用いない装置の例のフロ
ーシートである。１，２……缶胴、３，４，５，６，７，８，
９，１０……管路、１１，１２……散布管、１
３，１４，１５，１６，１７……管路、１８……
散布管、１９，２０……受皿、２１，２２……加
熱管、２３……燃料管、２４……燃料弁、２５…
…バーナ、２６……ボイラ缶胴、２７……煙管、
２８，２９，３０，３１，３２……管路、３３，
３４……三方弁、３５……ポンプ、３６，３７…
…冷却水管、３８……負荷、３９，４０……管
路、４１……集熱器、４２……受熱管、４３……
ポンプ、４４，４５，４６，４７，４８，４９，
５０，５１……管路、５２，５３，５４……三方
弁、５５，５６……管路、５７，５８……弁、５
９，６０……温度検出器、６１……冷水管、６
２，６３……温度検出器、６４……蓄熱器、６５
……ポンプ、６６……チエツキ弁、６７……加熱
室、６８……配管、６９……弁、７０……貯熱タ
ンク、７１……弁、Ａ……吸収器、Ｃ……凝縮
器、Ｅ……蒸発器、GH……高温発生器、GL…
…低温発生器、HEH……高温溶液熱交換器、
HEL……低温溶液熱交換器、SP……溶液ポン
プ、EP……冷媒ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】１蒸発器、吸収器、発生器及び凝縮器を備えた
吸収冷凍機を用い、低ポテンシヤルエネルギ及び
高ポテンシヤルエネルギを利用可能とする冷温熱
源製造方法において、低ポテンシヤルエネルギの熱媒体系路と、冷温
熱源製造装置との間を蓄熱器を介して接続し、冷熱源製造時又は温熱源製造時に、低ポテンシヤルエネルギ熱媒体が、系外より得
た熱を系内に対して放熱しているか、系内の熱を
受熱して系外に棄てているかを判別するために、
放熱状態の下限状態に相当する低ポテンシヤルエ
ネルギの値を利用可能な下限値として設定し、前記低ポテンシヤルエネルギが、前記利用可能
な下限値を越えている場合は、低ポテンシヤルエ
ネルギ熱媒体が、系内へ放熱し得る状態にあると
みて、該低ポテンシヤルエネルギを加熱源として
優先的に使用し、なお不足があれば、不足分を前記発生器におい
て前記高ポテンシヤルエネルギにて補助的に加熱
し、前記低ポテンシヤルエネルギが、前記利用可能
な下限値以下の場合は、低ポテンシヤルエネルギ
熱媒体が、系内から受熱する状態にあるとみて、
該低ポテンシヤルエネルギのサイクルを冷温熱源
製造サイクルから切り離して、前記高ポテンシヤ
ルエネルギのみを加熱源として使用し、同時に低
ポテンシヤルエネルギ熱媒体の有するエネルギを
前記蓄熱器に蓄熱することを特徴とする吸収冷凍機を用いた冷温熱源製
造方法。