JPH0820141B2

JPH0820141B2 - 吸収冷凍機

Info

Publication number: JPH0820141B2
Application number: JP62038225A
Authority: JP
Inventors: 修蔵高畠; 邦彦中島; 昭範船越; 茂吉黒沢; 真一閑納; 貞寿竹本
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Kawasaki Jukogyo KK; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1987-02-20
Filing date: 1987-02-20
Publication date: 1996-03-04
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPS63204080A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は吸収冷凍機に係り、詳しくは、吸収器から低
温再生器へ稀吸収液を導入する系統に低温熱交換器およ
び熱回収器が設けられている吸収冷凍機に関するもので
ある。

〔従来技術とその問題点〕

第５図は従来の吸収冷凍機の系統を示すもので、充分
に気密にして高度の真空に保持された筒状胴を上下に二
分し、下部低圧室には蒸発器１および吸収器２が、上部
高圧室には凝縮器３および低温再生器４が内蔵され、い
ずれも所要の流体を管内に流通させる管群が配置されて
いる。５は高温再生器、６は吸収器２から低温再生器４
への稀液供給管路７に設けられた低温熱交換器、８は高
温熱交換器である。

この冷凍機の作動状態を、冷媒に水、吸収液に臭化リ
チウム水溶液を使用する場合について、各部の温度や濃
度および圧力を示すと、第６図のようになる。図中の縦
軸は圧力、横軸は液温、α曲線は結晶限界である。は
低温熱交換器６の出口の稀吸収液の状態を示し、その温
度は73℃で濃度は58％である。低温再生器４内で冷媒が
蒸発し始める点はで、吸収液が濃縮されて、の点で
低温再生器４を出て高温吸収液ポンプ９により高温再生
器５へ送り出される。

吸収冷凍機の熱効率は蒸発器１における冷凍効果に対
して、外部から与える熱量すなわち高温再生器５での加
熱量が少ない程、熱効率が高くなる。低温再生器４での
加熱量が少なくてよい場合には、その加熱源である高温
再生器５での冷媒の蒸発量が少なくてよいことになるか
ら、低温熱交換器６で稀吸収液の温度を高めておくこと
は熱効率の点で効果がある。加えて、その低温熱交換器
６から吸収器２へ流入する濃吸収液の温度を下げること
にもなり、吸収液温度が低い程吸収能力が大きい性質が
あることから、吸収器２での吸収能力を増すことができ
る。したがって、従来の吸収冷凍機には、低温熱交換器
６を、図示した位置に設けることが行なわれている。同
様の考え方により、低温再生器４と高温再生器５の間に
も高温熱交換器８を設け、熱効率の改善が図られてい
る。

以上の見地から、稀吸収液の状態を第６図における
の点をの点に近づけることは、熱効率を高める上で効
果の大きいことが判る。しかし、稀吸収液と濃吸収液の
流量を比較すると、濃吸収液は冷媒が蒸発した分だけ少
なくなっているので、の点をの点に完全に一致させ
ることは難しく、また、の点をの点に近づけると、
低温熱交換器の出口の濃吸収液の温度が下がり、吸収液
として臭化リチウム水溶液を使用する場合に吸収液は結
晶することがある。したがって、通常はの点をの点
より低い温度レベルにすることが多い。

ところで、特公昭60−24903号公報には、第７図に示
すように、上述した低温熱交換器６の出口と低温発生器
４との間に熱回収器10を設けたものが提案されている。
これは、太陽熱で得られた温水や工場排熱から得られた
温水等の低温の熱源をその熱回収器10へ導くことによ
り、濃吸収液の低温熱交換器６の出口付近での結晶の心
配なく、低温熱交換器６を出た稀吸収液を昇温させるこ
とができるようにしたものである。このような構成で
は、熱回収器10に供給される熱源の有無に関係なく、低
温熱交換器６の温度条件は変わらない。低温熱交換器６
を出た稀吸収液11の温度は73℃であるので、熱回収器10
で利用できる熱源の温度は、73℃以上すなわち通常は80
℃〜90℃以上が必要となる。従って世の中に沢山有りほ
とんどそのまま利用されずに捨てられている40℃〜60℃
といったさらに低温の熱源を利用するには至らず、省エ
ネルギーの見地から、改善の余地が残されている。

一方、特開昭57−182062号公報においては、第８図に
示すように、低温熱交換器6Aの入口と低温再生器４との
間に熱回収器10Aを設け、稀液供給管路7Aが低温熱交換
器6Aをバイパスするように構成したものが提案されてい
る。これは、高温再生器5Aにおいて使用された熱源を熱
回収器10Aに通し、稀吸収液11の低温度レベルまで熱回
収できるようにしたものである。しかし、この装置で
は、熱回収した分だけ稀吸収液の出口温度も上昇し、燃
焼排ガスや高圧蒸気といった比較的高温の熱源でなけれ
ば利用できない欠点があり、前述の例と同様低温の熱源
を利用するに至らない。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題に鑑みなされたもので、その目的
は、前記のような種類の吸収冷凍機に、比較的低温の熱
源でも有効に利用できる熱回収器を設けることにより、
濃吸収液の低温熱交換器の出口付近での結晶の心配をな
くし、かつ、低温再生器入口の稀吸収液を昇温させて、
熱効率のより一層の向上を図ることができる吸収冷凍機
を提供することである。

〔発明の構成〕

本発明の吸収冷凍機の特徴を、第１図を参照して説明
すると、以下の通りである。蒸発器１、吸収器２、凝縮
器３、低温再生器４、高温再生器５および熱交換器6,8
が配置接続され、吸収器２から低温再生器４へ稀吸収液
を導入する系統に低温熱交換器６が設けられた吸収冷凍
機にあって、低温熱交換器６に供給される前の稀吸収液
の一部が分流され、その分流された稀吸収液を熱源で加
熱濃縮し、発生する冷媒蒸気を低温再生器４に供給でき
るようにした熱回収器25を配置し、加熱あるいは濃縮さ
れた稀吸収液を低温再生器４へ送り込むようにしたこと
である。

また、第２の発明にあっては、第３図に示すように、
上述の構成に加えて、その熱回収器25の稀液供給管路21
に流量調整弁41を設け、熱回収器25に供給される熱源の
供給信号またはその熱源の供給温度および制御する稀吸
収液の検出温度信号に基づいて流量調整弁41の開度が制
御されるようになっていることである。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例である二重効用吸収冷凍機
の系統を示すもので、下部低圧室には蒸発器１および吸
収器２が、上部高圧室には凝縮器３および低温再生器４
が内蔵され、いずれも所要の流体を管内に流通させる管
群が設置されている。５は高温再生器、６は吸収器２か
ら低温再生器４への稀液供給管路21に設けた低温熱交換
器、８は高温熱交換器、12は冷媒ポンプ、13は低温吸収
液循環ポンプ、14は高温吸収液ポンプ、15は冷媒液溜
め、16は稀吸収液溜めである。

本図において、蒸発器１で冷却作用を行なって蒸発し
た冷媒蒸気が吸収器２で吸収液に吸収され、吸収液は濃
度が低下して吸収力を失い下部の稀吸収液溜め16に溜め
られる。この稀薄な吸収液を低温吸収液ポンプ13で管路
22、低温熱交換器６、管路23、管路24や後述する熱回収
器25を経て低温再生器４に送り、高温再生器５で発生し
た冷媒蒸気により加熱されて稀吸収液の濃縮を行なう。
低温再生器４で稀吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離する
と吸収液の濃度が上昇する一方、蒸発した冷媒は凝縮器
３で冷却水により凝縮される。濃度の上昇した吸収液は
高温吸収液ポンプ14により、管路17、高温熱交換器８、
管路18を経て高温再生器５に送られ、外部からの熱源に
より加熱され、冷媒が蒸発して吸収液は濃縮される。

高温再生器５で蒸発した冷媒蒸気はは前述のように低
温再生器４で加熱に使用され、自らは凝縮して冷媒液と
なって凝縮器３に導かれ、冷却水で冷却されてさらに温
度が下がり、前述の冷媒液と共に管路19を経て蒸発器１
に戻り、そこで蒸発することによって冷却作用をする。

一方、高温再生器５で濃縮された濃吸収液は、管路3
1、高温熱交換器８、管路32、低温熱交換器６、管路33
を経て散布装置から散布され、吸収器２に戻って吸収作
用を行なう。なお、蒸発器１の蒸発器管1a内には冷やさ
れる液体が流されており、蒸発器管出口部に設けた温度
検出器34の信号により高温再生器５の加熱量を調節し、
冷凍効果を必要量に調節することができるようになって
いる。

吸収器２の吸収器管2a内には矢示のごとく冷却水35が
流され、吸収器２の管表面に散布される吸収液が低温な
ほど吸収能力が大きいので、吸収液を冷却させつつ蒸発
器１で発生した冷媒蒸気を吸収する。また、凝縮器３の
凝縮器管内にも冷却水が流れており、低温再生器４から
の冷媒蒸気や冷媒ドレーンを冷却する。ちなみに、吸収
冷凍器の吸収器２の下部は著しく低い圧力になるため不
凝縮性ガスが溜りやすく、吸収器２の下部より抽気装置
によって不凝縮性ガスを外部に排出することができるよ
うになっている。36はその排出用の抽気ポンプである。

このような吸収冷凍機には、前述した低温熱交換器６
に供給される前の稀吸収液の一部を分流する分岐部37が
設けられ、そこで分流された稀吸収液を熱源で加熱でき
るようにした熱回収器25が設置されている。そこで加熱
あるいは濃縮された稀吸収液は、低温再生器４へ送り込
まれるようになっている。その熱回収器25には工場やビ
ル内に沢山有りほとんどそのまま利用されずに捨てられ
ている40℃〜60℃といった低温の熱源が導かれる。一
方、低温熱交換器６にあっては加熱される稀吸収液量が
少なくなるので、加熱側の吸収液の温度降下は少なくて
済み、濃吸収液の低温熱交換器６の出口付近での結晶の
心配がなくなり、かつ、低温熱交換器６で稀吸収液を所
定温度に加熱することができる。

以上述べたような構成による吸収冷凍機の作動を、次
に説明する。

第１図において、低温熱交換器６の入口における管路
22での稀吸収液の温度は37℃であり、この一部が熱回収
器25へ分流され、そこで加熱あるいは濃縮された稀吸収
液は、低温熱交換器６で加熱された稀吸収液と一緒に低
温再生器４へ送り込まれる。熱回収器25では吸収された
稀吸収液がまず飽和温度まで加熱され、その後は冷媒が
蒸発して潜熱変化することにより低い温度レベルのまま
推移することから、40℃〜60℃といったかなり低温の熱
源によっても有効に加熱される。熱回収器25内で発生し
た冷媒蒸気は管路38を介して低温再生器４に導入され
る。一方、低温熱交換器６に供給された稀吸収液は高温
再生器５で濃縮された温度の高い液によって加熱され
る。低温熱交換器６に供給される稀吸収液量はその入口
で分流されていることから従来よりも少量であり、それ
を加熱するために濃吸収液温度が下りすぎることは回避
され、低温熱交換器６の出口での結晶は防止される。

第２図は異なる実施例を示す系統図で、熱回収器25
は、供給する稀吸収液の一次側に配置された低温回収器
25aと、二次側に配置された高温熱回収器25bとから構成
される。これは、高温熱回収器25bで利用された熱源
が、低温熱回収器25aに導かれることにより、稀吸収液
を加熱できるようになっている。すなわち、低温熱回収
器25aで稀吸収液を飽和温度〔第６図におけるの点〕
まで加熱させ、高温熱回収器25bで濃縮のみ行なわせ
る。したがって、それぞれの機能が分担させられ、各々
に適した伝熱性能が得られるように、効率のよい設計が
可能となる。さらに、実際の運転状態においてもこれら
二種類の熱回収器25a,25bで、多種多様の温度範囲や熱
容量に対応でき、より一層の省エネルギー運転が実現さ
れる。

第３図は異なる発明の実施例で、上述の発明の構成に
加えて、その熱回収器25の稀液供給管路21のうちの管路
24に流量調整弁41が設けられ、熱回収器25に供給される
熱源の供給温度信号や制御する稀吸収液の検出温度信号
に基づいて、流量調整弁41の開度が制御されるようにな
っている。そのために、熱回収器25の熱源導入管42には
温度検出器43が、低温吸収液循環ポンプ13の出口部には
温度検出器44が設置されている。

このような吸収冷凍機にあっては、熱回収器25に供給
される熱源の温度が稀吸収液の温度より低いときあるい
は熱源が供給されないとき、熱回収器25へ供給される稀
吸収液は低温熱交換器６をバイパスすることになり、そ
の分熱効率が下ることになる。そこで、稀吸収液の温度
と熱源の温度が検出され、流量調整弁41で稀吸収液循環
量をコントロールして、熱効率の低下を抑制することが
できる。なお、熱源の温度が十分に高いことが保障され
ているときは、温度検出器43,44によらず、別途設置の
熱源供給信号（ポンプの発停信号など）によって流量調
整弁41をコントロールするようにしておいてもよい。

第４図は異なる実施例で、前述した低温熱回収器25a
と高温熱回収器25bとからなる熱回収器25を備えた吸収
冷凍機に、流量調整弁41の開度制御を適用したものであ
る。これにおいても、熱回収器25に供給される熱源の温
度が稀吸収液の温度より低いときあるいは熱源が供給さ
れないとき、稀吸収液循環量をコントロールして、熱効
率の低下を抑制することができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上の実施例の詳細な説明から判るように、
低温熱交換器に供給される前の稀吸収液の一部が分流さ
れ、その分流された稀吸収液を熱源で加熱および濃縮で
きるようにした熱回収器を配置し、加熱あるいは濃縮さ
れた稀吸収液を再生器へ送り込むようにしたので、比較
的低温の熱源でも熱回収器で有効に利用できることにな
り、濃吸収液の低温熱交換器の出口付近での結晶の心配
をなくし、かつ、低温再生器入口の稀吸収液を昇温させ
て、熱効率のより一層の向上を図ることができる。

また、第２の発明にあっては、上述の構成に加えて、
熱回収器の稀液供給管路に流量調整弁を設け、熱源の供
給温度信号などにより流量調整弁の開度を制御できるよ
うにしたので、熱回収器に供給される熱源の温度が稀吸
収液の温度より低いときなどにおける熱効率の低下が抑
制され、著しい省エネルギー運転が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す二重効用吸収冷凍機の
系統図、第２図は異なる実施例を示す系統図、第３図は
異なる発明の一実施例を示す系統図、第４図はその異な
る実施例を示す系統図、第５図は従来の二重効用吸収冷
凍機の系統図、第６図は冷凍機の作動における各部の温
度、濃度および圧力を示す特性曲線図、第７図および第
８図は最近提案されている二重効用吸収冷凍機の系統図
である。１……蒸発器、２……吸収器、４……低温再生器、５…
…高温再生器、６……低温熱交換器、８……高温熱交換
器、21……稀液供給管路、25……熱回収器、37……分岐
部、41……流量調整弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高畠修蔵滋賀県大津市国分１丁目13−44 (72)発明者中島邦彦滋賀県大津市大江３丁目１番16−705号 (72)発明者船越昭範滋賀県大津市田上関津町827−119 (72)発明者黒沢茂吉東京都豊島区要町２丁目26番地 (72)発明者閑納真一大阪府羽曳野市高鷲４丁目９−４−303 (72)発明者竹本貞寿愛知県名古屋市千種区豊年町11番８号 (56)参考文献特開昭60−80060（ＪＰ，Ａ) 特公昭60−24903（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発器、吸収器、凝縮器、低温再生器、高
温再生器および熱交換器が配置接続され、前記吸収器か
ら低温再生器へ稀吸収液を導入する系統に低温熱交換器
が設けられた吸収冷凍機において、前記低温熱交換器に供給される前の稀吸収液の一部が分
流され、その分流された稀吸収液を熱源で加熱濃縮し、
発生する冷媒蒸気を低温再生器に供給できるようにした
熱回収器を配置し、加熱あるいは濃縮された稀吸収液を
前記低温再生器へ送り込むようにしたことを特徴とする
吸収冷凍機。
【請求項２】蒸発器、吸収器、凝縮器、低温再生器、高
温再生器および熱交換器が配置接続され、前記吸収器か
ら低温再生器へ稀吸収液を導入する系統に低温熱交換器
が設けられた吸収冷凍機において、前記低温熱交換器に供給される前の稀吸収液の一部が分
流され、その分流された稀吸収液を熱源で加熱濃縮し、
発生する冷媒蒸気を低温再生器に供給できるようにした
熱回収器を配置し、その熱回収器の稀液供給管路に流量
調整弁を設け、熱回収器に供給される熱源の供給信号ま
たはその熱源の供給温度および制御する稀吸収液の検出
温度信号に基づいて前記流量調整弁の開度が制御され、
加熱あるいは農縮された稀吸収液を前記低温再生器へ送
り込むようにしたことを特徴とする吸収冷凍機。