JPH0583829B2 - - 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）の改良に関する。

(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が熱源に用いられる低温
熱源用発生器、溶液熱交換器および吸収器ならび
に低揚程の吸収液用ポンプを結んだ吸収液の循環
路と、エンジンの廃ガスが熱源に用いられる高温
発生器、低温発生器、低温溶液熱交換器、高温溶
液熱交換器および吸収器ならびに高揚程の吸収液
用ポンプを結んだ吸収液の循環路とを並列に形成
した一重二重効用吸収冷凍機が知られている。ま
た、この種の吸収冷凍機の他の従来の技術とし
て、例えば、特開昭58−85073号公報にみられる
ように、低温熱源用発生器、低温溶液熱交換器お
よび吸収器ならびにこの吸収器から低温熱源用発
生器へ吸収液を送るための低揚程ポンプを結ぶ吸
収液の循環路と、高温発生器、高温溶液熱交換
器、低温発生器、低温溶液熱交換器、吸収器、低
揚程ポンプおよび低温熱源用発生器ならびにこの
発生器から高温発生器へ吸収液を送るための高揚
程ポンプを結ぶ吸収液の循環路とを形成した一重
二重効用吸収冷凍機が知られている。

(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悪化す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側へ戻る冷却水の温度が過度
に低くなつてエンジンの冷え過ぎを引起こす問題
点もある。なお、逆の場合には、エンジンの過熱
を引起こすおそれもある。

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、この種の吸収冷凍機の低温熱源用発生器、溶
液熱交換器および吸収器ならびに低揚程ポンプを
結ぶ吸収液の循環路と高温発生器、低温発生器、
溶液熱交換器および吸収器ならびに低揚程ポンプ
より吐出された吸収液を高温発生器側へ送る高揚
程ポンプを結ぶ吸収液の循環路とを形成し、か
つ、低温熱源用発生器や高温発生器内の液温、蒸
気圧などこれら発生器に関連する物理量を検知し
つつ吸収器側から低温熱源用発生器側への吸収液
流量を調節すると共に吸収器側から高温発生器側
への吸収液流量を調節する制御装置を備える構成
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。

(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
燃焼廃ガスを熱源に用いて吸収液より冷媒を分離
する高温発生器、２は高温発生器１で分離された
冷媒を熱源に用いて吸収液より冷媒を分離する低
温発生器３とエンジン冷却用循環水言い代えれば
エンジンジヤケツトからの低温の温水を熱源に用
いて吸収液より冷媒を分離する低温熱源用発生器
４と凝縮器５とで成る発生凝縮器、６は蒸発器７
と吸収器８とで成る蒸発吸収器、９，１０はそれ
ぞれ低温、高温溶液熱交換器、P_Rは冷媒液用の
ポンプ、P_Lは吸収器８から低温熱源用発生器４
へ吸収液を送るための低揚程ポンプ、P_Hは低揚
程ポンプP_Lより吐出された吸収液を高温発生器
１へ送るための高揚程ポンプである。

そして、発生凝縮器２、蒸発吸収器６、低温溶
液熱交換器９、冷媒液用のポンプP_R、吸収液用
の低揚程ポンプP_Lを冷媒液の流下する管１１、
冷媒液の還流する管１２，１３、吸収液の送られ
る管１４，１５，１６，１７、吸収液の流れる管
１８，１９により接続して冷媒〔水〕と吸収液
〔臭化リチウム水溶液〕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。

また、高温発生器１、発生凝縮器２、蒸発吸収
器６、低温、高温溶液熱交換器９，１０、冷媒液
用のポンプP_R、吸収液用の低揚程ポンプP_Lおよ
び高揚程ポンプP_Hを冷媒の流れる管２０，２１、
前記の冷媒液用管１１，１２，１３、前記の吸収
液用の管１４，１５，１６、吸収液の送られる管
２２，２３，２４、吸収液の流れる管２５，２
６、吸収液の流下する管２７、前記の吸収液用管
１８，１９により接続して冷媒と吸収液の循環路
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。

２８，２８……は高温発生器１に配備された加
熱管、２９は低温発生器３に内蔵された給熱器、
３０は低温熱源用発生器４に内蔵された加熱器、
３１は蒸発器７に内蔵された冷水器、３２，３３
はそれぞれ凝縮器５、吸収器８に内蔵された冷却
器である。

３４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２８，２８……がダクト３
５で結ばれている。そして、３６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
して廃ガスが大気中へ放出される。また、エンジ
ン３４のジヤケツト〔図示せず〕と低温熱源用発
生器４の加熱器３０とが管３７およびポンプＰ付
きの管３８で結ばれて温水の循環路が形成されて
いる。なお、３９，４０は冷水器３１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、４１，４２，４３は冷却器３３，３２を直
列に結んだ冷却水用の管である。なお、Ｖは管１
７に備えた逆止弁である。

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３６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を介して高揚程ポン
プP_Hの吐出量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４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３７内の温水の温度
を感知する検出器であり、C₂は検出器S_T2，S_P2，
S₂のいずれかの信号を受けつつ制御信号を発する
第２制御器である。C₀は第１，第２制御器C₁，
C₂からの制御信号を受けつつそのトータル制御
信号を発する調整器で、この調整器から発信され
るトータル制御信号により低揚程ポンプP_Lの吐
出量が調節されるようになつている。

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３４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
４の動力を弱める制御がなされた場合、エンジン
３４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４へ供給される温水およびエンジン
３４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
１，４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３７内の温水言い代えればエンジン３４
のジヤケツトへ戻るエンジン用冷却水の温度も低
くなつてエンジン３４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のいずれかの信号を受けつつ制御信号を
発する第１制御器C₁により高揚程ポンプP_Hの吐
出量が減らされると共に、検出器S_T2，S_P2，S₂の
いずれかの信号を受ける第２制御器C₂の制御信
号と前記第１制御器C₁の制御信号とのトータル
制御信号により調整器C₀を介して低揚程ポンプ
P_Lの吐出量が減らされる。その結果、高温発生
器１および低温熱源用発生器４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４での吸
収液の濃縮の度合すなわち濃度をエンジン３４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
４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、飽和温度〔沸騰温
度〕すなわち低温熱源用発生器４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３４のジ
ヤケツトへ戻る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
３４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３４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４
への吸収液の送り量を増すよう制御することによ
り、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３４の動力の強め
られる以前と同程度に復帰させてこの種の吸収冷
凍機の負荷に見合う冷凍能力を発揮させることが
可能であると共にその運転効率をエンジン３４の
動力の強められる以前と同程度に保つことが可能
である。かつまた、低温熱源用発生器３４内の吸
収液温をほぼ所定の範囲内に保つことも可能であ
り、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３４の過熱を防止することが
できる。

また、本機においては、低揚程ポンプP_Lの吐
出量が第１制御器C₁の制御信号で調節される高
揚程ポンプP_Hの吐出量の増減分を補なうように、
第１制御器C₁からの制御信号も含めたトータル
制御信号〔第１制御器C₁と第２制御器C₂とのト
ータル制御信号〕で調節されるため、高揚程ポン
プP_Hへ送られる吸収液の量に過不足を生じるこ
ともない。このため、吸収液を良好に循環させる
ことができる。また、調整器C₀を介在させずに
第１、第２制御器C₁，C₂の信号を直接に低揚程
ポンプP_Lへ送るよにしても良く、また、第１制
御器C₁からの信号を高揚程ポンプP_H経由で低揚
程ポンプP_Lへ送るようにしても良い。

なおまた、本機においては、ポンプP_H，P_Lの
吐出量を調節する代りに、管２４〔あるいは、図
示していないが、管２２，２３など〕に備えた流
量制御弁V₁の開度を第１制御器C₁からの制御信
号で調節すると共に管１７に備えた流量制御弁
V₂の開度を第２制御器C₂からの制御信号で調節
するようにしても良い。あるいは、図示していな
いが、流量制御弁V₁の開度を第２制御器C₂の信
号で調節する一方流量制御弁V₂の開度を第１制
御器C₁の信号で調節することも可能である。流
量制御弁V₁，V₂の開度を調節することによつて
発生器１，４への吸収液の送り量を制御する場合
には、高揚程ポンプP_Hの吸込側圧力が変動して
このポンプの吐出量制御にやゝ悪影響を及ぼすも
のの、その程度は軽微であり、吸収液の循環に障
害を及ぼす程のものでもない。

なお、ポンプP_H，P_Lや流量制御弁V₁，V₂の制
御度合はこの種の吸収冷凍機の容量やエンジン３
４の容量などの仕様に応じて適宜選定される。

なおまた、エンジン３４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、液温を感知す
る検出器は液中にセンサー部を浸す構造のもの以
外に管壁や器壁の温度を介して液温を間接的に検
知する構造のものであつても良い。

(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エンジン用冷却水の温
度変動を小さくし、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……
低温発生器、４……低温熱源用発生器、５……凝
縮器、６……蒸発吸収器、７……蒸発器、８……
吸収器、９，１０……低温、高温溶液熱交換器、
１４，１５，１６，１７，１８，１９……管、２
２，２３，２４，２５，２６，２７……管、２８
……加熱管、２９……給熱器、３０……加熱器、
３１……冷水器、３２，３３……冷却器、３４…
…エンジン、３５，３６……ダクト、３７，３８
……管、C₁，C₂……第１、第２制御器、C₀……
調整器、P_H……高揚程ポンプ、P_L……低揚程ポ
ンプ、S_T1，S_P1，S₁，S_T2，S_P2，S₂……検出器、
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
   に用いられる低温熱源用発生器、溶液熱交換器お
   よび吸収器ならびに吸収液を前記吸収器から低温
   熱源用発生器へ送る低揚程のポンプを結ぶ吸収液
   の循環路とエンジンの廃ガスが熱源に用いられる
   高温発生器、この高温発生器で吸収液より分離さ
   れた冷媒が熱源に用いられる低温発生器、溶液熱
   交換器および前記吸収器ならびに低揚程の前記ポ
   ンプより吐出された吸収液を高温発生器へ送る高
   揚程のポンプを結ぶ吸収液の循環路とが形成さ
   れ、かつ前記低温熱源用発生器や高温発生器内の
   液温、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側から低温熱源用発生器側へ
   の吸収液の流量を調節すると共に吸収器側から高
   温発生器側への吸収液の流量を調節する制御装置
   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。