JPH0583828B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はエンジンの廃ガスの熱とエンジンのジ
ヤケツト温水の熱を利用して運転する一重二重効
用吸収冷凍機（以下、この種の吸収冷凍機とい
う）に関する。

(ロ) 従来の技術 この種の吸収冷凍機の従来の技術として、例え
ば特開昭58−69375号公報にみられるように、エ
ンジンのジヤケツト温水で加熱される低温熱源用
発生器、溶液熱交換器および吸収器を結ぶ吸収液
の循環路とエンジンの廃ガスで加熱される高温発
生器、低温発生器、溶液熱交換器および吸収器を
結ぶ吸収液の循環路とを並列に形成することによ
り、一重効用と二重効用の吸収冷凍サイクルを形
成させて冷水を得るようにしたものが知られてい
る。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 上記のような従来のこの種の吸収冷凍機におい
ては、例えばエンジン側の負荷の低下に合わせて
エンジンの動力が弱められた場合、エンジンから
流出する廃ガスやジヤケツト温水のエンタルピー
が小さくなるので、廃ガスや温水の熱の大部分が
発生器内の吸収液の昇温のために消費されてその
濃縮〔冷媒の発生〕が不十分となり、この種の吸
収冷凍機の運転効率が著しく悪くなる問題点を有
していた。また、この場合、低温熱源用発生器内
の吸収液が加熱不足により過度に降温することも
あり、その影響で低温熱源用発生器から流出する
温水言い代えればエンジンへ戻る冷却水の温度が
過度に低下してエンジンの冷え過ぎを引起す問題
点もある。なお、逆の場合には、エンジンの過熱
を引起すおそれがある。

本発明は、これらの問題点に鑑み、運転効率の
低下を軽減し得ると共にエンジンの冷え過ぎや過
熱を防止し得るこの種の吸収冷凍機の提供を目的
としたものである。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は、上記の問題点を解決する手段とし
て、一重効用と二重効用の吸収冷凍サイクルを並
列に形成させて運転するこの種の吸収冷凍機にお
いて、低温熱源用発生器内の蒸気圧や液温やこの
発生器から流出する温水の温度あるいは高温発生
器内の液温や蒸気圧や高温発生器から排出される
廃ガスの温度などこれら発生器に関連する物理量
を検知しつつ吸収器から低温熱源用発生器への吸
収液流量を調節する制御装置と吸収器から高温発
生器への吸収液流量を調節する制御装置とを備え
る構成としたものである。

(ホ) 作用 本発明の吸収冷凍機においては、例えばエンジ
ンの動力が弱められて高温発生器、低温熱源用発
生器にそれぞれ供給される廃ガス、温水のエンタ
ルピーが小さくなるに伴ないこれら発生器内の液
温や蒸気圧などが降下し始めた場合、それに応じ
てこれら発生器へ送る吸収液の流量を減らすこと
により、吸収液が沸騰温度まで昇温するための熱
量消費（顕熱消費）を少なくして廃ガスや温水の
熱の大部分を吸収液の濃縮〔冷媒蒸気の発生〕に
消費させる働き（作用）があるので、その運転効
率の悪化を防ぐことが可能であると共に、これら
発生器内の吸収液の濃度、飽和温度、飽和蒸気圧
をエンジン動力の弱められる以前と同程度に復帰
させてエンジンの冷え過ぎを防ぐことが可能であ
る。また、逆にエンジンの動力が強められた場合
にはこの種の吸収冷凍機の運転効率を良好に維持
しつつエンジンの過熱を防ぐことができる。

かつまた、本発明の吸収冷凍機においては、一
重効用と二重効用の吸収冷凍サイクルを並列に形
成させて運転するようにしたものであるから、低
温熱源用発生器側への吸収液の送り量と高温発生
器側への吸収液の送り量とを別個に独立させて制
御することが可能である。このため、圧力変化の
度合の異なる高温発生器と低温熱源用発生器とを
例えば直列に結んでこれら発生器へ吸収液をシリ
ーズに送る従来のこの種の吸収冷凍機〔例れば特
開昭58−86359号公報参照〕のようにこれら発生
器での吸収液の出入のバランスを調整するための
複雑な制御も不要であり、本発明の吸収冷凍機は
簡便な制御で済むという利点をもつ。

(ヘ) 実施例 図面は本発明によるこの種の吸収冷凍機の一実
施例を示した概略構成説明図であり、１は高温の
燃焼廃ガスを熱源とする高温発生器、２はエンジ
ン冷却水言い代えればエンジンジヤケツトから流
出する低温の温水を熱源とする低温熱源用発生器
３および高温発生器１からの冷媒を熱源とする低
温発生器４ならびに凝縮器５より成る発生凝縮
器、６は蒸発器７および吸収器８より成る蒸発吸
収器、９，１０，１１はそれぞれ溶液熱交換器、
低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器、P₁は吸
収器８から低温溶液熱交換器１０、高温溶液熱交
換器１１経由で高温発生器１へ吸収液を送る高揚
程の第１ポンプ、P₂は吸収器８から溶液熱交換
器９経由で低温熱源用発生器３へ吸収液を送る低
揚程の第２ポンプ、Ｐは冷媒液用のポンプであ
る。

そして、高温発生器１、発生凝縮器２、蒸発吸
収器６、低温溶液熱交換器１０、高温溶液熱交換
器１１、第１ポンプP₁およびポンプＰを冷媒の
流れる管１２，１３、冷媒液の流下する管１４、
冷媒液の還流する管１５，１６で結んで冷媒の循
環路を形成すると共に吸収液の送られる管１７，
１８，１９，２０、吸収液の流れる管２１，２
２、吸収液の流れる管２４，２５，２６、で結ん
で吸収液の循環路を形成し、二重効用の吸収冷凍
サイクルが構成されるようになつている。

また、発生凝縮器２、蒸発吸収器６、溶液熱交
換器９、第２ポンプP₂およびポンプＰを管１４，
１５，１６で結んで冷媒の循環路を形成すると共
に吸収液の送られる管２７，２８，２９、吸収液
の流れる管３０，３１，２６を結んで前述の吸収
液の循環路〔二重効用の吸収冷凍サイクル側の循
環路〕に並列な吸収液の循環路を形成し、一重効
用の吸収冷凍サイクルが構成されるようになつて
いる。

３２，３２……は高温発生器１に配備された高
温の廃ガスの流れる加熱管、３３は低温発生器４
に内蔵された給熱器、３４は低温熱源用発生器３
に内蔵された加熱器、３５は蒸発器７に内蔵され
た給水器、３６，３７はそれぞれ凝縮器５、吸収
器８に内蔵した冷却器である。

３８は発電プラントなどの設備に用いられてい
るエンジンで、このエンジンの燃焼廃ガス出口と
高温発生器１の加熱管３２，３２……がダクト３
９で結ばれている。そして、４０は高温発生器１
からの廃ガスの排出用ダクトで、このダクトを介
して高温発生器１内の吸収液を加熱した後の廃ガ
スが大気中へ放出される。また、エンジン３８の
ジヤケツト〔図示せず〕と低温熱源用発生器３の
加熱器３４とが管４１およびポンプP₀付きの管
４２で結ばれて温水の循環路が形成されている。
なお、４３，４４は冷水器３５と負荷側熱交換ユ
ニツト〔図示せず〕を結んだ冷水用の管であり、
４５，４６，４７は冷却器３７，３６を直列に結
んだ冷却水用の管である。

S_T1は高温発生器１内の吸収液の温度を感知す
る検出器、S_P1は高温発生器１内の圧力を感知す
る検出器、S₁は廃ガスの排出用ダクト４０内の温
度を感知する検出器で、これら検出器のいずれか
の信号により第１制御器C₁を介して第１ポンプ
P₁の吐出量または管２９に備えた流量制御弁V₂
の開度が調節されるようになつている。また、
S_T2は低温熱源用発生器３内の吸収液の温度を感
知する検出器、S_P2は発生凝縮器２内の圧力を感
知する検出器、S₂は管４１内の温水の温度を感知
する検出器で、これら検出器のいずれかの信号に
より第２制御器C₂を介して第２ポンプP₂の吐出
量または管１８に備えた流量制御弁V₁の開度が
調節されるようになつている。なお、図示してい
ないが第１制御器C₁を介して第２ポンプP₂が制
御され、第２制御器C₂を介して第１ポンプP₁が
制御されるよう構成しても良い。なおまた、第１
制御器C₁を介して管１８に備えた流量制御弁V₁
の開度が調節され、第２制御器C₂を介して管２
９に備えた流量制御弁V₂の開度が調節されるよ
うに構成しても良い。

次に、このように構成されたこの種の吸収冷凍
機（以下、本機という）の動作例を説明する。

今、本機の運転中にエンジン３８側の負荷〔例
えば電力需要〕が減りこれに合わせてエンジン３
８の動力を弱める制御がなされた場合、エンジン
３８の発熱量が減少してそのジヤケツトから低温
熱源用発生器３へ供給される温水およびエンジン
３８から高温発生器１へ供給される燃焼廃ガスの
エンタルピーが小さくなるため、これら発生器
１，３での冷媒蒸気の発生量が減り始め、高温発
生器１および発生凝縮器２内の蒸気圧が降下し始
めると共にこれら発生器内の吸収液の温度も降下
し始める。

そして、これをそのまま放置すると吸収液の濃
縮〔冷媒蒸気の発生〕が十分なされずに本機の運
転効率（冷凍効率）の悪化を引起こすと同時に管
４１内の温水の温度すなわちエンジン３８のジヤ
ケツトへの温水の戻り温度も低くなつてエンジン
３８の冷え過ぎを引起こす。

このような場合、本機においては、検出器S_T1，
S_P1，S₁のいずれかの信号で第１制御器C₁を介し
て第１ポンプP₁の吐出量または検出器S_T2，S_P2，
S₂のいずれかの信号で第２制御器C₂を介して流
量制御弁V₁の開度を減じることにより高温発生
器１への吸収液の送り量が減らされると共に、検
出器S_T2，S_P2，S₂のいずれかの信号で第２制御器
C₂を介して第２ポンプP₂の吐出量または検出器
S_T1，S_P1，S₁のいずれかの信号で第１制御器C₁を
介して流量制御弁V₂の開度を減じることにより
低温熱源用発生器３への吸収液の送り量が減らさ
れる。その結果、高温発生器１および低温熱源用
発生器３内の吸収液の顕熱消費量〔吸収液を沸騰
温度まで昇温させるのに必要な熱量〕が少なくな
り、その分、燃焼廃ガスおよび温水の熱の多くが
吸収液から冷媒を分離させる〔吸収液を濃縮す
る〕のに消費（以下、潜熱消費という）されるこ
とになる。このため、本機においては、良好に冷
媒蒸気を発生させて吸収液を濃縮することがで
き、運転効率の低下を防ぐことができる。かつま
た、低温熱源用発生器３での吸収液の濃縮の度合
すなわち濃度をエンジン３８の動力の弱められる
以前と同程度まで復帰させることも可能となる。
このように、低温熱源用発生器３内の吸収液の濃
度をほぼ一定の範囲内に保つことによつて、その
飽和蒸気圧および飽和温度〔沸騰温度〕すなわち
低温熱源用発生器３内の吸収液温度をほぼ一定の
範囲内に保ち得るので、この発生器から流出する
温水言い代えればエンジン３８のジヤケツトへ戻
る温水〔エンジン用冷却水〕の温度をほぼ所定の
範囲内に維持できる。したがつて、エンジン３８
の冷え過ぎを引起こすようなこともない。

そして、逆にエンジン３８の動力が強められた
場合には高温発生器１および低温熱源用発生器３
への吸収液の送り量を増やすよう制御することに
より、燃焼廃ガスおよび温水のエンタルピーの増
大に応じて吸収液の顕熱消費量を調整しつつ燃焼
廃ガスおよび温水の熱量に対する吸収液の潜熱消
費量の割合をエンジン３８の動力の強められる以
前と同程度にすることが可能となる。このため、
低温熱源用発生器３内の吸収液温をほぼ所定の範
囲内に保つことができ、この発生器から流出する
温水の過度の温度上昇を防いでエンジン３８の過
熱を防ぐことができる。なお、エンジン３８の動
力変化の影響を受けて変化する物理量には吸収液
の濃度や冷媒蒸気の温度などもあるので、本機に
用いる検出器は図示したものに限定されない。

また、本機においては、高揚程の第１ポンプ
P₁の配備されている吸収液流路言い代えれば二
重効用の吸収冷凍サイクル側の吸収液の循環路と
低揚程の第２ポンプP₂の配備されている吸収液
流路言い代えれば一重効用の吸収冷凍サイクル側
の吸収液の循環路とが並列に形成されているの
で、圧力変化の度合の異なる高温発生器１と低温
熱源用発生器３とを直列に結んでこれら発生器へ
吸収液をシリーズに送る従来のこの種の吸収冷凍
機のようにこれら発生器１，３での吸収液の出入
のバランスを保つための高揚程の第１ポンプP₁
の吐出量制御と低揚程の第２ポンプP₂の吐出量
制御との調整を必要とせず、これらポンプP₁，
P₂をそれぞれ独立に制御できる。このため、本
機は、従来のこの種の吸収冷凍機にくらべて、簡
便な制御で済むという利点をもつ。

(ト) 発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、エンジン側の
動力が弱められた場合にこの種の吸収冷凍機の運
転効率の低下を簡便に軽減できる効果がもたらさ
れ、かつ、エンジンの動力の変動に対してこの種
の吸収冷凍機の低温熱源用発生器から流出する温
水言い代えればエンジン側へ戻る温水〔エンジン
用冷却水〕の温度変動を簡便な制御で小さくして
エンジンの冷え過ぎや過熱を防ぐ効果がもたらさ
れる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明によるこの種の吸収冷凍機の一実
施例を示した概略構成説明図である。 １……高温発生器、２……発生凝縮器、３……
低温熱源用発生器、４……低温発生器、５……凝
縮器、６……蒸発吸収器、７……蒸発器、８……
吸収器、９……溶液熱交換器、１０，１１……低
温、高温溶液熱交換器、１７〜３１……管、３２
……加熱管、３３……給熱器、３４……加熱器、
３５……冷水器、３６，３７……冷却器、３８…
…エンジン、３９，４０……ダクト、４１，４２
……管、C₁，C₂……第１、第２制御器、S₁，S₂，
S_T1，S_T2，S_P1，S_P2……検出器、P₀，P₁，P₂……
ポンプ、V₁，V₂……流量制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンのジヤケツトを循環する温水が熱源
   として用いられる低温熱源用発生器、溶液熱交換
   器および吸収器を結ぶ吸収液の循環路とエンジン
   の廃ガスが熱源として用いられる高温発生器、こ
   の高温発生器で吸収液から分離した冷媒が熱源と
   して用いられる低温発生器、溶液熱交換器および
   吸収器を結ぶ吸収液の循環路とが並列に形成さ
   れ、かつ、高温発生器や低温熱源用発生器内の液
   温や蒸気圧などこれら発生器に関連する物理量を
   検知しつつ吸収器から高温発生器へ送る吸収液の
   流量を調節する制御装置と吸収器から低温熱源用
   発生器へ送る吸収液の流量を調節する制御装置と
   が備えられて成ることを特徴とした一重二重効用
   吸収冷凍機。