JPH0689964B2 - 一重二重効用吸収冷凍機 - 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ジャケットを循環する温水〔エンジ
ンの冷却水〕とエンジンの排ガスとを熱源に用いて運転
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においては、エンジン側の負荷に応
じてエンジンの動力が制御されるので、例えば冷凍機側
の負荷に対して冷凍機に供給される排ガスやジャケット
温水の熱量が不足したり過大となったりしやすく、発生
器の能力不足や過熱などを引起こしやすい。そのため、
この種の吸収冷凍機の従来の技術として、例えば特開昭
58−86359号公報にみられるように、高温発生器に放熱
器および加熱器としての機能も兼ねる補助凝縮器を付設
し、この補助凝縮器とエンジンのジャケットと低温熱源
発生器とを結ぶ温水回路に流路切換弁を介して補助凝縮
器や低温熱源発生器のバイパス用の複数の温水流路を備
え、かつ、エンジンのジャケットから流出する温水の温
度や高温発生器の液温などを検知しつつ流路切換弁の開
閉を切換えることにより、発生器の能力不足や過熱など
を軽減する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、低
温熱源発生器の能力不足や高温発生器の過熱をある程度
防ぎ得るものの、排ガス熱量が少なくなり過ぎた場合に
は高温発生器の効率低下を防ぐことがむずかしい問題点
を有し、また、エンジンのジャケットへ戻る温水の温度
を所定の範囲内に保つこともむずかしい上に冷凍効率も
低下しやすい問題点を有している。

本発明は、このような問題点に鑑み、冷凍効率（運転効
率）の低下を軽減することが可能であると共にエンジン
のジャケットへ戻る温水の温度をほぼ所定の範囲内に保
つことも可能であ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 本発明は上記問題点を解決するために、低温熱源発生器
の吸収液の温度や蒸気圧など低温熱源発生器に関連する
物理量を検出し、吸収器から低温熱源発生器への吸収液
の流量を調節する第１制御装置と、高温発生器の吸収液
の温度や蒸気圧など高温発生器に関連する物理量を検知
し、低温熱源発生器から高温発生器への吸収液の流量を
調節する第２制御装置とを備えた一重二重吸収冷凍機を
提供するものである。

（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に供給される排ガスと低温熱源
発生器に供給される温水のエンタルピーが小さくなりこ
れら発生器内の温度や蒸気圧が降下し始めた場合、第１
制御装置と第２制御装置とで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）を少なくして排ガスや
ジャケット温水の熱の大部分を吸収液の濃縮〔冷媒蒸気
の発生〕に消費させることができるので、その運転効率
〔冷凍効率〕の悪化を防ぐことが可能であり、かつ、こ
れら発生器における吸収液の濃縮の度合（吸収液の濃
度）、その飽和蒸気圧および飽和温度をエンジンの動力
の弱められる以前と同程度に保つことも可能となる。こ
のように、本発明においては、エンジンの動力の大小に
伴なって変化する低温熱源発生器および高温発生器内の
液温や蒸気圧などを検知しつつこれら発生器へ送る吸収
液の流量を増減調節することにより、これら発生器内の
吸収液の濃度、飽和蒸気圧、飽和温度をほぼ所定の範囲
内に保つ機能（作用）と運転効率を良好に保つ機能とを
この種の吸収冷凍機にもたせることが可能となる。そし
て、低温熱源発生器内の吸収液の飽和温度をほぼ所定の
範囲内に保つ機能により、この発生器から流出する温水
すなわちエンジンのジャケットへ戻る温水がほぼ所定範
囲内の温度に保たれるため、エンジンの過熱や冷え過ぎ
なども防止することができる。

（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る。図において、（１）は高温
発生器、（２）は低温熱源発生器（３）と低温発生器
（４）と凝縮器（５）とより成る発生凝縮器、（６）は
蒸発器（７）と吸収器（８）とより成る蒸発吸収器、
（９）、（10）は溶液熱交換器、（11）は冷媒液ポン
プ、（12）、（13）は第１、第２溶液ポンプで、これら
は冷媒の流れる管（14）、（15）、冷媒液の流下する管
（16）、冷媒液の還流する管（17）、（18）、吸収液の
送られる管（19）、（20）、（21）、吸収液の流れる管
（22）、（23）、吸収液の送られる管（24）、（25）、
（26）、吸収液の流れる管（27）、（28）、吸収液の流
下する管（29）により接続されて従来のこの種の吸収冷
凍機と同様の冷媒〔水〕および吸収液〔臭化リチウム水
溶液〕の循環路を構成している。

（30）、（30）…は高温発生器（１）の加熱管、（31）
は低温発生器（４）の給熱器、（32）は低温熱源発生器
（３）の加熱器、（33）、（34）はそれぞれ凝縮器
（５）、吸収器（８）の冷却器であり、（35）は蒸発器
（７）に内蔵した冷水器である。そして、（36）、（3
7）、（38）は冷却器（34）、（33）を直列に結んだ冷
却水の流れる管であり、（39）、（40）は冷水器（35）
と負荷側熱交換ユニット〔図示せず〕を結んだ冷水の流
れる管である。

（41）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排ガス出口と高温発生器
（１）の加熱管（30）、（30）…がダクト（42）で結ば
れており、エンジン（41）のジャケット〔図示せず〕と
低温熱源発生器（３）の加熱器（32）とがポンプ（43）
付きの管（44）および管（45）で結ばれて温水の循環路
が構成されている。また、（46）は高温発生器（１）の
排ガス用ダクトで、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排ガスが大気中へ放出
される。

（Ｓ_t1）は低温熱源発生器（３）内の吸収液の温度を感
知する検出器、（Ｓ_p1）は発生凝縮器（２）内の圧力を
感知する検出器、（S₁）は管（45）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１制御器（C₁）を介して第１溶液ポンプ（12）の吐出
量または管（21）に備えた流量制御弁（V₁）の開度が調
節されるようになっている。また、（Ｓ_t2）は高温発生
器（１）内の吸収液の温度を感知する検出器、（Ｓ_p2）
は高温発生器（１）内の圧力を感知する検出器、（S₂）
は排ガス用ダクト（46）内の排ガス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溶液ポンプ（13）の吐出量または
管（26）に備えた流量制御弁（V₂）の開度が調節される
ようになっている。

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（41）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（41）の動力を
弱める制御がなされた場合、エンジン（41）の発熱量が
減少してそのジャケットから低温熱源発生器（３）へ供
給される温水および高温発生器（１）に供給される燃焼
排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）内の蒸気圧が低下
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（45）内の温
水の温度すなわちエンジン（41）のジャケットへの温水
の戻り温度も低くなってエンジン（41）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溶液ポンプ（12）の吐出量または流量制御
弁（V₁）の開度を減じることにより低温熱源発生器
（３）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溶液ポンプ（13）の吐出量または流
量制御弁（V₂）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。その結果、高
温発生器（１）および低温熱源発生器（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、燃焼排ガスおよび温
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、吸収液の潜熱消費という）
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
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（41）の動力の弱められる以前と同程度にするこ
とも可能となる。このように、低温熱源発生器（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っ
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（41）のジャケットへ戻る温水の温度
をほぼ所定の範囲内に維持できる。したがって、エンジ
ン（41）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（41）の動力が強められた場合に
は高温発生器（１）および低温熱源発生器（３）への吸
収液の送り量が増大するよう制御されることにより、燃
焼排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排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（41）
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。その結果、低温熱源発生器（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（41）の過
熱を防止することができる。

また、本機においては、第１溶液ポンプ（12）の吐出量
と第２溶液ポンプ（13）の吐出量〔あるいは流量制御弁
（V₁）の開度と流量制御弁（V₂）の開度〕を同時に調節
しているので、吸収器（８）から低温熱源発生器（３）
への吸収液の送り量と低温熱源発生器（３）から高温発
生器（１）への吸収液の送り量とをほぼ同じ量にするこ
とが可能であり、吸収液がこれら発生器のいずれかに偏
在することを防止でき、溶液ポンプのキャビテーション
などを防止できる。言い代えれば吸収液の循環を良好に
継続させることができる。なお、溶液ポンプ（12）、
（13）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（41）の容量などの仕様
に応じて選定される。

なおまた、エンジン（41）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。

（ト）発明の効果 本発明は以上のように構成された一重二重効用吸収冷凍
機であり、低温熱源発生器の吸収液の温度や蒸気圧など
低温熱源発生器に関連する物理量を検出し、吸収器から
低温熱源発生器への吸収液の流量を調節する第１制御装
置と、高温発生器の吸収液の温度や蒸気圧など高温発生
器に関連する物理量を検知し、低温熱源発生器から高温
発生器への吸収液の流量を調節する第２制御装置とを備
えているので、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発生器から流出する温水すな
わちエンジンのジャケットへ戻る温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）
……低温熱源発生器、（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）、（10）……溶液熱交換器、
（12）、（13）……第１、第２溶液ポンプ、（19）、
（20）、（21）……管、（24）、（25）、（26）……
管、（30）……加熱管、（31）……給熱器、（32）……
加熱器、（33）、（34）……冷却器、（35）……冷水
器、（41）……エンジン、（42）……ダクト、（44）、
（45）……管、（46）……排ガス用ダクト、（C₁）、
（C₂）……第１、第２制御器、（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. 【請求項１】エンジンのジャケットを循環する温水を熱
   源とする低温熱源発生器、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を熱源とする低温発生器、
   凝縮器、蒸発器、吸収器、溶液熱交換器および吸収器か
   ら低温熱源発生器へ吸収液を送る第１溶液ポンプならび
   に低温熱源発生器から高温発生器へ吸収液を送る第２溶
   液ポンプを配管接続してなる一重二重効用吸収冷凍機に
   おいて、低温熱源発生器の吸収液の温度や蒸気圧など低
   温熱源発生器に関連する物理量を検知し、吸収器から低
   温熱源発生器への吸収液の流量を調節する制御装置と、
   高温発生器の吸収液の温度や蒸気圧など高温発生器に関
   連する物理量を検知し、低温熱源発生器から高温発生器
   への吸収液の流量を調節する制御装置とが備えられてい
   ることを特徴とした一重二重効用吸収冷凍機。