JPH0355744B2

JPH0355744B2 -

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Publication number: JPH0355744B2
Application number: JP57065324A
Authority: JP
Priority date: 1982-04-21
Filing date: 1982-04-21
Publication date: 1991-08-26
Also published as: JPS5867A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、多重効用吸収式冷・温水機とくに高
温再生器に設置されたボイラの排気ガスから熱を
回収するのに適した多重効用吸収式冷・温水機に
関するものである。

従来のこの種冷温水機は第１図のように、冷水
管１ａ、冷媒散布ヘツダ９およびフロート弁１４
を内蔵する蒸発器１、冷却水管２ａと濃溶液散布
ヘツダ７を内蔵する吸収器２、ボイラ３ａを内蔵
する高温再生器３、加熱管４ａを有する低温再生
器４、冷却水管５ａを有する凝縮器５、溶液ポン
プ６，８、冷媒ポンプ１０および低、高温熱交換
器１１，１２からなる。

冷水製造時（冷房運転時）には冷暖切換弁１５
を閉じ、冷媒を散布ヘツダ９より蒸発器１の冷水
管１ａ上に散布して蒸発させ、この冷媒ガスを吸
収器２へ送る。一方、温水製造時（暖房運転時）
には冷暖切換弁１５を開き、冷媒を吸収器２に送
つて溶液と混合させる。

上記冷温水機において、ボイラ３ａの燃焼排ガ
スと吸収器２から低、高温再生器４，３へ送られ
る希溶液と熱交換させ、前記燃焼排ガスより熱回
収することが考えられる。蒸気焚きの吸収式冷凍
機では、すでに再生器を加熱した蒸気のドレンと
熱交換させる熱交換器を設けたものが提案されて
いる。またボイラ３ａの燃焼ガスの排気路に熱交
換器を設け、この熱交換器に冷媒液を循環させて
吸収式ヒートポンプサイクルを構成することによ
り、温水に熱回収させる提案をすでに提出した。

しかし上記ボイラ特に灯油あるいは都市ガスを
燃料とするボイラの燃焼排ガスは50〜60℃まで冷
却されると、燃焼排ガス中の水分が凝縮し、この
凝縮水に排気ガス中のSOx、NOx、HCl、CO₂な
どが吸収されて強酸性水となるから熱交換器を腐
食する。その対策として排気ガスの温度を70〜80
℃以上にして凝縮を防止するか、また排気ガスを
約40℃以下に冷却して水分を凝縮させることによ
り、酸性を弱めあるいは中和して熱交換器の腐食
の進行を遅らせる手段が提案されている。

しかるに第１図に示す水−臭化リチウム系吸収
式冷温水機における低温再生器４および高温再生
器３の溶液温度はそれぞれ80〜90℃および140〜
160℃程度で、ボイラ３ａの排ガス温度は約150℃
以上である。そこでボイラ３ａの排ガス系路に熱
交換器を設け、低温再生器４の溶液と排ガスとを
熱交換させることにより、排ガス温度を約90℃ま
で低下させることができる。すなわち空気過剰率
ｍがｍ＝1.5程度で、燃料が灯油の場合には、ボ
イラ３ａの効率を約３％向上させて省エネルギー
化をはかることができる。

ところが前記のように低温再生器４に熱回収す
る場合、通常ボイラ３ａと低温再生器４には位置
のヘツド差があり、たとえば熱交換器が低位置に
あると、その熱交換器内の溶液は液ヘツドのため
に沸騰できない。したがつて低い熱伝達率しかえ
られないから、伝熱面積が大きい熱交換器を要す
る。逆に熱交換器が高位置にあると、空焚き個所
を生じて溶液側からの腐食が急激に進行し、吸収
器２へ戻るヘツド差の確保が困難になるなどの問
題がある。

本発明の目的は、回収用熱交換器単位面積当り
の排熱回収効率が高い吸収式冷・温水機を提供す
ることにあり、高温再生器に設けたボイラの排ガ
ス系路に設けた回収熱交換器と再生器内に設けた
補助熱交換器または再生器の冷媒流路とを冷媒循
環系路を介して連絡したことを特徴とするもので
ある。

以下本発明の実施例を図面について説明する。
第２図ないし第７図に示す符号のうち第１図に示
す符号と同一のものは同一部分を示すものとす
る。

第２図および第３図において、１６ａ，１６ｂ
はボイラ３ａにより発生する燃焼排ガスの排気路
１７に配設された熱交換器で、その熱交換器１６
ａはヘツダ１６a₁，１６a₄と、そのヘツダ１６a₁
に連結する多数の伝熱管１６a₂と、これらの伝熱
管１６a₂に直交する多数のプレートフイン１６a₃
により構成されている。他方の熱交換器１６ｂも
前記熱交換器１６ａと同様に構成されている。１
８は熱交換器１６ａ，１６ｂの下方に設置された
ドレン受皿、１９はドレン受皿１８に連結された
ドレン管、２０は熱交換器１６ｂと蒸発器１の散
布ヘツダ９および冷媒ポンプ１０とを連絡する冷
媒管、２１は熱交換器１６ｂと蒸発器１の補助散
布ヘツダ２８とを連絡する冷媒管、２２，２３は
冷媒管２０，２１にそれぞれ設けられた切換弁、
２４は低温再生器４内に設けられた補助熱交換
器、２５は補助熱交換器２４と熱交換器１６ａと
を連絡する熱媒体管、２６，２７は冷媒管２５に
設けられた熱媒体タンクおよび仕切弁である。

次に上記のような構成からなる本実施例の作用
および効果について説明する。

冷房運転時には仕切弁２２を閉状態に、仕切弁
２７を開状態にセツトする。すると熱媒体タンク
２６内の熱媒体は仕切弁２７、熱媒体管２５およ
び入口ヘツダ１６a₁を経て伝熱管１６a₂に導入さ
れ、伝熱管１６a₂の外側を流れるボイラ３ａの燃
焼排ガスと熱交換して90℃の熱媒体蒸気となる。
この熱媒体蒸気は出口ヘツダ１６a₄を経て低温再
生器４内に設けられた補助熱交換器２４に流入
し、低温再生器４内の溶液と熱交換して凝縮され
た後に熱媒体タンク２６に戻される。このように
してボイラ３ａの排ガスの熱は低温再生器９の溶
液に回収される。

通常、上記低温再生器４および高温再生器３の
溶液温度はそれぞれ80〜90℃および130〜160℃で
あるので、ボイラ３ａの排ガス温度は高温再生器
３の溶液温度よりも高い。また熱交換器１６ａで
熱交換した後の排ガス温度も低温再生器４の溶液
温度よりも高い。例えばボイラ３ａの排ガスを
200℃、熱交換器１６ａの排気温度を100℃とすれ
ば、燃料および燃焼条件にもよるが約５％程度の
熱回収が行われ、実質的にボイラ効率を向上させ
ることができる。

さらに熱交換器１６ａで熱交換後の排ガス温度
を80〜90℃以上に維持することができるので、排
気中の水分が熱交換器１６ａに結露する恐れがな
い。また運転開始時には、ボイラ３ａは冷えてい
るため、排気中の水分は結露するが、短時間であ
るから機器の腐食に対する影響は小さい。

一方、暖房運転時にはさらに仕切弁２２および
冷暖切換弁１５を開示すると共に、冷水管１ａへ
の冷水の供給を停止し、かつ冷却水管２ａ，５ａ
を温水系に接続する。この場合、冷媒は蒸発器１
の冷媒ポンプ１０により昇圧された後、配管２０
を経て熱交換器１６ｂに導入され、排ガスと熱交
換して加熱された後に配管２１を経て蒸発器１の
補助散布ヘツダ２８より蒸発器１の伝熱管（冷水
管）１ａ群上に散布される。その一部の冷媒はフ
ラツシユし、吸収器２に導入されて溶液に吸収さ
れる。

蒸発器１の冷媒の温度は冷凍サイクルのときよ
り高く約20℃程度になつている。その理由は、吸
収器２の冷却水管２ａ内には温水が流れており、
温水を加温するためには溶液の飽和温度を高くす
る必要があるからである。また熱交換器１６ｂで
は排ガスは約40〜20℃に冷却されるので、多量の
凝縮水が発生し、この凝縮水はドレン受皿１８に
集められた後にドレン管１９より排出される。

最近はNOxを低減するために水噴射バーナな
どが市販されているが、このようなバーナを用い
ると、熱交換器１６ｂにおける回収熱量も多く、
また排ガスからの凝縮水も多いので、PHを高く維
持できるから熱交換器１６ｂの耐久上好ましい。

また本実施例は低温再生器４の冷媒に熱回収す
るための熱交換器１６ａの下流側に、蒸発器１を
経て吸収器２に熱回収する熱交換器１６ｂを配設
したので、冷暖切換時に仕切弁２７を操作する必
要がない。さらに熱交換器１６ｂの熱負荷は単体
の場合に比べて少ないので、熱交換器１６ｂの冷
媒の出入口条件を同様にするための冷媒循環量は
少量でよいから、冷媒ポンプ１０の負荷を軽減す
ることができる。一方、冷媒循環量が同一である
と、熱交換器１６ｂの出口冷媒の温度低下分だけ
熱交換器１６ｂをコンパクト化することができ
る。

第４図および第５図に示す他の実施例では、熱
交換器１６を補助熱交換器２４に接続された伝熱
管１６Ａと、蒸発器（図示せず）に接続された伝
熱管１６Ｂと、その伝熱管１６Ａ，１６Ｂに直交
するように設けられたプレートフイン１６Ｃによ
り構成した点が第２図および第３図に示す実施例
と異なり、その他の構成は同一であるから図面お
よび説明を省略する。

このように構成すれば、冷房運転時には仕切弁
２７を閉じ伝熱管１６Ａへの冷媒の供給を停止す
ることにより、補助熱交換器２４と接続する伝熱
管１６Ａをプレートフイン１６Ｃ全体を熱交換器
として有効に使用することができる。一方、暖房
運転時には仕切弁２２を閉じて伝熱管１６Ｂへの
冷媒の供給を停止することにより、蒸発器に接続
する伝熱管１６Ｂをプレート１６Ｃ全体を熱交換
器として有効に使用することができる。

また前記実施例（第２図）では２個の熱交換器
１６ａ，１６ｂを必要とするが、本実施例では１
個の熱交換器１６でよいからコンパクト化するこ
とができる。さらに前記実施例では冷房運転時に
熱交換器１６ｂは休止しているが、本実施例では
冷房、暖房のいずれの場合にも熱交換１６を有効
に使用できるから利用率を向上させることができ
る。

第６図および第７図に示す他の実施例は熱交換
器１６ａを低温再生器４の加熱管４ａに熱媒体タ
ンク２６および絞り弁２７を介して接続した点、
すなわち加熱管４ａが補助熱交換器の役目をする
ようにした点が第２図に示す実施例と異なり、そ
の他の構造は同一であるから説明を省略する。

このように構成した実施例では、絞り弁２７を
調節して蒸気管２９に発生する蒸気の乾き度を調
整すると共に、熱媒体タンク２６と絞り弁２７と
により形成された熱媒体の液ヘツドにより、加熱
管４ａの流動抵抗による圧力差を確保して熱媒体
を循環させることができる。本実施例は低温再生
器４の加熱管４ａが補助熱交換器を兼用するよう
にしたので、構造を簡単化してコストの低減をは
かることができる利点がある。

以上説明したように、本発明によれば排ガスの
熱を再生器の溶液に回収することによりボイラ効
率を大幅に向上させることができる。また排ガス
中の水分を積極的に凝縮、結露させ、PHを上げる
ので熱交換器が結露水により腐食することがな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多重効用吸収式冷温水機の系統
図、第２図は本発明の多重効用吸収式冷温水機の
系統図、第３図は第２図の熱交換器の詳細図、第
４図は本発明に係わる他の実施例の要部を示す系
統図、第５図は第４図の熱交換器の詳細図、第６
図は本発明に係わる他の実施例の系統図、第７図
は第６図の熱交換器の詳細図である。３……高温再生器、４……低温再生器、４ａ…
…加熱器、１６，１６ａ，１６ｂ……熱交換器、
１７……排気路、２０，２１……冷媒管、２４…
…補助熱交換器、２５……熱媒体管。

Claims

【特許請求の範囲】１高温再生器、低温再生器、凝縮器、吸収器、
蒸発器、熱交換器及びポンプを備え、該高温再生
器を加熱する燃焼器を有し、これらを作動的に連
絡して、吸収冷水機又は吸収温水機として動作さ
せるものにおいて、前記高温再生器の燃焼排気ガ
ス流路に熱回収熱交換器を設け、該熱回収熱交換
器で熱媒体を加熱・沸騰させ、この加熱・沸騰さ
せた熱媒体を低温再生器内に設けた補助熱交換器
に導入して凝縮液化させて再び前記熱回収熱交換
器に戻す熱媒体管を設けたことを特徴とする多重
効用吸収式冷・温水機。２暖房時に熱回収熱交換器に蒸発器の冷媒を導
入して熱交換させて再び蒸発器に戻す冷媒管を設
けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の多重効用吸収式冷・温水機。３熱回収熱交換器がヘツダと伝熱管とそれに交
差するプレートフインとからなることを特徴とす
る特許請求範囲第２項記載の多重効用吸収式冷・
温水機。４高温再生器、低温再生器、凝縮器、吸収器、
蒸発器、熱交換器及びポンプを備え、該高温再生
器を加熱する燃焼器を有し、これらを作動的に連
絡して、吸収式冷水機又は吸収式温水機として動
作させるものにおいて、前記高温再生器の燃焼排
気ガス流路に熱回収熱交換器を設け、燃焼排気ガ
ス入口側の熱回収熱交換器で熱媒体を加熱・沸騰
させ、この加熱・沸騰させた熱媒体を高温再生器
で発生した冷媒蒸気と混合して低温再生器に導入
し、凝縮した冷媒の一部を前記熱回収熱交換器に
循環させる熱媒体管を設けたことを特徴とする多
重効用吸収式冷・温水機。