JPS6044778A - 吸収式冷温媒体取得装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は吸収冷凍機や吸収ヒートポンプなどの吸収式冷
温媒体取得装置に関する。

（ロ）従来技術 従来、吸収式冷温媒体取得装置（以下、この種の装置と
いう）においては、蒸発器および吸収器より成る単一の
蒸発吸収段と発生器と凝縮器と溶液熱交換器とを接続し
て冷媒と吸収液の循環サイクルを形成し、このサイクル
の放熱側から温熱媒体（被加熱媒体）を取得し、吸熱側
から冷熱媒体（被冷却媒体）を取得するようにしている
。

この種の装置においては、例えば冷熱媒体を取得する際
、その取得温度は蒸発器での冷媒の蒸発温度言い代見れ
ば蒸発器内の圧力によって左右される。そして、蒸発器
内の圧力は吸収器内の圧力に影響され、吸収器内の圧力
は吸収器内の吸収液の温度および濃度によって左右され
る。

また、この種の装置における吸収器内の吸収液の濃度は
発生器の器内温度、器内圧力、容１°なとこの種の装置
の仕様あるいは吸収液の結晶防市その他の要因によって
、はぼ所定の範囲内に設定される。つまり、濃度の選択
の自由度には制限があるため、吸収器内の圧力は吸収液
の濁度によって実質的には左右されることになる。

それ故、従来のこの種の装置における冷熱媒体（被冷却
媒体）の取得温度は吸収器内の吸収液の温度すなわちこ
の吸収液を冷却する被加熱媒体の温度によって左右され
る。

例えば、第１図に示すように、ａ８℃近（の冷水を取得
するには吸収器へ供給する冷却水の温度をｂ℃よりも低
くしなければならない。言い代えれば、低温の冷却水（
例えば、３２℃程度の冷却水）を供給しなければ低温の
冷水（例えば７℃程度の冷水）を得られない欠点がある
。なお、第１図は、従来のこの種の装置を吸収冷凍機と
して使用し、水を冷媒、臭化リチウム水溶液を吸収液に
用いて運転した場合のデー−リング線図で、縦軸に圧力
（ｔｔｒｍ　’Ｈｇ　）、横軸に温度（℃）を表わして
いる。

次に、従来のこの種の装置（以下、従来の装置という）
を吸収ヒートポンプとＩ７て使用する場合、例えば、吸
収器に６０℃程度の温水（被加熱媒体）を供給１．、こ
れを昇温して取得するときには蒸発器における熱源水（
被冷却媒体）の出口温度を３０℃程度に下げるのが限界
となる。言い代えれば３０℃以下の熱源水の熱を回収で
きないという欠点がある。

（ハ）発明の目的 本発明は、この種の装置を吸収冷凍機として用いる場合
には従来の装置よりも高温の冷却水（被加熱媒体）を利
用でき、装置を吸収ヒートポンプとして用いる場合には
従来の装置よりも蒸発器に供給する熱源水（被冷却媒体
）を低温レベルまで利用できる吸収式冷温媒体取得装置
の提供を目的としたものである。

（ロ）発明の構成 本発明は、この種の装置において、複数の蒸発吸収段を
設け、各段の吸収器には被加熱媒体（冷却水や温水など
の温熱媒体）が流れる流路を配設すると共に吸収剤濃度
（以下、濃度という）の低い吸収液が導かれる段の蒸発
器には温度の高い被冷却媒体（冷水や低温熱源水などの
冷熱媒体）が流れ濃度の高い吸収液が導かれる段の蒸発
器には温度の低い被冷却媒体が流れる流路を配設する構
成としたものである。

本発明によれば、濃度の低い吸収液が導かれる吸収器す
なわち吸収力の弱い吸収器と冷媒を蒸発させる力の強い
蒸発器すなわち温度の高い被冷却媒体が流れる蒸発器と
を対応させ、濃度の高い吸収液が導かれる吸収器すなわ
ち吸収力の強い吸収器と冷媒を蒸発させる力の弱い蒸発
器すなわち温度の低い被冷却媒体が流れる蒸発器とを対
応させているので、各段の蒸発吸収作用がスムーズに行
われて被冷却媒体が降温され、かつ、単一の吸収器で吸
収していた冷媒の量を複数の吸収器で吸収しているので
、各吸収器での放熱量が小さくなり、従来の装置程には
被加熱媒体（冷却水や温水などの温熱媒体）の温度を低
（する必要がない（後述の第３図及び第４図β照）。

言い代えれば、本発明装置においては、吸収冷凍機とし
て用いた場合には従来の装置と同程度の温度の冷水を取
得する際に従来の装置より高温の冷却水を活用でき、吸
収ヒートポンプとして用いた場合には従来の装置と同程
度の温度の温水を取得する際に従来の装置よりも低温の
熱源水を活用できる（熱源水の回収熱量を大きくするこ
とができる）利点がある。

（ホ）実施例 第２図は本発明装置の一実施例を示した概略構成説明図
で、（１）、（２）、（３）、（４）、（５）は、容器
（６）内に多数の散布装置（７）、（７）・・・・・・
を有する仕切壁（８）、（９）、（１（１，（ｏ）テ区
画すｈ？、［１、第２、第３、第４、第５蒸発吸収段、
ａつ、（１飄Ｑ４）、０９はこれら蒸発吸収段のそれぞ
れに設けた堰、（Ｅｌ　）、（Ｆ、り、（Ｅ３）、（Ｅ
４）、（Ｅ、）は第１、第２、第３、第４、第５蒸発器
、（ＡＩ）、（Ａ、）、（Ａ３）、（Ａ４）、（Ａ、）
は第１、第２、第３、第４、第５吸収器、（ＩＩは発生
器（０および凝縮器（０より成る発生凝縮段、■は溶液
熱交換器で、これらは冷媒液の流下する通路０η、冷媒
ポンプ（１（至）を有する冷媒液の還流路Ｏ１、吸収液
の流下する通路似珍および溶液ポンプ（２１）を有する
吸収液の通路（２邊で接続されて冷媒と吸収液の循環路
を構成している。なお、（ハ）は冷媒液の溜め、ｃ！、
４は冷媒蒸気の通路である。

（ハ）は、第５吸収器（Ａｌｌ）から第４、第３、第２
、第１吸収器（Ｎ、）、（Ａ、）、（Ａ、）、（Ａ、）
へ被加熱媒体（冷却水や温水などの温熱媒体）を流すよ
うに、こねも吸収器に直列関係に配設した被加熱媒体の
流路、α：）は、被冷却媒体（冷水や低温熱源水などの
冷熱媒体）を第５蒸発器（Ｅ、）から順次第４、第３、
第２、第１蒸発器（Ｅ４）、（Ｅ３）、（Ｅ２）、（Ｅ
ｌ）へ流すように、これら蒸発器に直列関係に配設した
被冷却媒体の流路、（５）は発生器（Ｇに配設した駆動
用の熱源流体の流路、０８）は凝縮器（０に配設した冷
却流体の流路である。

次Ｋ、このように構成された吸収式冷温媒体取得装置の
運転の一例を説明する。なお、説明を簡略化するため、
装置を吸収冷凍機と１）て用い、かつ、被冷却媒体（冷
熱媒体）に冷水、被加熱媒体（温熱媒体）に冷却水、冷
媒に水、吸収液に臭化リチウム水溶液を使用した例につ
いて説明する。

発生凝縮段Ｃ・υの発生器（０で冷媒が分離されて濃度
の茜くなった吸収液は溶液熱交換器（１１を経て第１蒸
発吸収段（１）の第１吸収器（Ａυへす。℃で導かれ、
この吸収器内で吸収液は第１蒸発器（Ｅｌ）からの冷媒
蒸気を吸収して稀釈されつつ熱を発生する。この熱は第
２吸収器（Ａｔ）からす７℃よりや〜低温で第１吸収器
（Ａ、）へ供給された冷却水に放出され、吸収液自身は
す、　’Ｇ　Ｋ冷却される。第１吸収器（ＡＩ）におい
て濃度の低くなった吸収液は第２蒸発吸収段（２）の第
２吸収器（Ａ２）へす３℃で導かれ、この吸収器内で吸
収液は第２蒸発器（Ｅ、）からの冷媒蒸気を吸収してさ
らに稀釈されつつ熱を発生する。この熱は第３吸収器（
Ａ、）からｂ２℃よりや＼低温で第２吸収器（Ａ、）へ
供給された冷却水に放出され、吸収液自身はｂ２℃に冷
却される。

このようにして吸収液は各段の吸収器（ＡＩ）、（Ａ２
）、パ、］一度になり、かつ、吸収液の温度もｂｌ、ｂ
ｌ、Ｉ）３、ｂ４．５６℃へと逐次低くなる。その結果
、各段の吸収器（Ａ、）、（Ａ２）、（ＡＳ）、（Ａ、
）、（Ａ、）内の圧力はそれぞれＲ、Ｐｔ　、Ｐｓ　、
Ｐ４　、Ｐ５　ＩＩＷＨｇ　となる。そｌ−て、各段の
蒸発器（Ｅυ、（Ｅ、）、（Ｅ３）、（Ｅ４）、（Ｅ、
）の冷媒液の蒸発温度はこれら圧力に対応してａ６、ａ
８、ａ３、ａ４、ａｌｌになる。このような吸収液の濃
度・温度お、Ｌび冷媒の蒸発温度並びに各蒸発吸収段（
１）、（２）、（３）、（４）、（５）内の圧力の関係
をデユーリング線図で表わすと第３図のようになる。な
お、第３ｖ！Ｊにおいて、一点鎖線で示ｌ〜だ部分は従
来の装置における吸収液のサイクルを表わしており、実
線で示した部分が本発明装置における吸収液のサイクル
を表わす。

そして、第５蒸発器（Ｅ、）へ例えばａ℃で供給された
冷水はこの蒸発器でａＢ℃近くまで降温され、第４、第
３、第２蒸発器（Ｅ、）、（Ｅ３）、（Ｅ、）でａｌ、
ａ８、ａ、℃近くまで逐次降温され、第１蒸発器（Ｅ、
）から３１℃近くまで降温した冷水が取得される。また
、第５吸収器（Ａ、）へ１）、’Ｃよりや〜低温で供給
された冷却水は各段の吸収器（Ａ、）、（Ａ４）、（Ａ
３）、（Ａ、）、（Ａ、）を流れるに伴って逐次す２、
ｂ８、ｂｔ、　ｂ、、ｂｏ℃近くまで昇温される。なお
、図示していないが、各段の蒸発器毎に冷水が取得でき
るように、流路（ハ）を蒸発器のそれぞれに並列して配
設しても良い。

この運転例すなわち第３図から明らかなように、本発明
装置においては、従来の装置ｔと同程度の温度（３１℃
近くの温度）の冷水を得る際に第５吸収器（Ａ、）内の
吸収液の温度は、従来の装置における吸収器内の吸収液
の温度ｂ℃よりも高温のり６℃であれば良いことが分か
る。

すなわち、本発明装置においては、従来の装置にくらべ
、高温レベルの冷却水も活用することが可能となる。

このことは、言い代えれば、本発明装置において、従来
の装置と同程度の温度（ｂ℃近くの温度）の冷却水を用
いた場合には従来の装置よりも低温の冷水を取得できる
ことにほかならない。したがって、本発明装置を吸収ヒ
ートポンプとして用いた場合には、蒸発器に供給する熱
源水を低温レベルまで活用することが可能となり、熱源
水の回収熱量を大きくすることができる。

なお、第２図において、冷却水を第１吸収器（ＡＩ）か
ら第２、第３、第４、第５吸収器（Ａ、）、（Ａ３）、
（Ａ、）、（Ａ、）へと順次流すように１〜ても艮い。

この場合には、第４図のデユーリング線図にボすような
ザイクルとなる。第４図から明らかなように、第１吸収
器（Ａ、）に供給する冷却水の温度（ｂ、’ｃよりやＮ
低温の温度）は従来の装置の吸収器に供給する冷却水の
温度（ａ’ＣよりやＮ低温の温度）より高くできること
が分かる。

なお、図示していないが、蒸発器と吸収器とを別々の容
器に形成し、これら容器を冷媒蒸気の通路で結んで複数
の蒸発吸収段を構成するようにしても良い。また、本発
明装置を多重効用吸収式冷温媒体取得装ｆｆに用いるよ
うにしても良い。

（へ）発明の効果 以上のように、本発明は、この種の装置において、複数
の蒸発吸収段を設け、各段の吸収器に被加熱媒体を順次
流通させて吸収液の上流側の段から下流側の段へと吸収
器の器内圧力を逐次高くすると共に、圧力の高い段の吸
収器すなわち冷媒を吸収する力の弱い吸収器と冷媒を蒸
発させる力の強い蒸発器すなわち温度の高い被冷却媒体
が流れる蒸発器とを対応させ、圧力の低い段の吸収器す
なわち冷媒を吸収する力の強い吸収器と冷媒な蒸発させ
る力の弱い蒸発器すなわち温度の低い被冷却媒体が流れ
る蒸発器とを対応させることＫより、換言すれば、互い
に冷媒の蒸発吸収作用を補なうように吸収器と蒸発器と
を対応させることにより、各段の冷媒の蒸発と吸収をス
ムーズに行わせて被冷却媒体を降温し、かつ、単一の吸
収器で吸収１〜ていた冷媒の量を複数の吸収器で吸収さ
せて各吸収器での熱の発生を少くすることにより、この
熱を除去する被加熱媒体の温度レベルを従来の装置のよ
うに低くしなくても済むようにしたものであるから、本
発明装置を吸収冷凍機として用いた場合には、従来の装
置よりも高温の被加熱媒体（冷却水や冷却用空気など）
を用いて従来の装置と同温の被冷却媒体（冷水や冷風な
どの冷熱媒体）を取得でき、また、本発明装置を吸収ヒ
ートポンプとして用いた場合には、従来の装置よりも低
温の被冷却媒体（低温熱源水や熱源用の低温空気）を活
用して従来の装置と同温の被加熱媒体（湛水や温風など
の温熱媒体）を取得できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の運転の一例を示すデユーリング線
図、第２図は本発明装置の概略構成説明図、第３図およ
び第４図は本発明装置の運転の一例を示すデユーリング
線図である。 （１）、（２）、（３）、（４）、（５）・・・蒸発吸
収段、　（１６）・・・発生凝縮段、　（ハ）、（イ）
・・・流路、（Ａ、）、（Ａ２）、（Ａ、）、（Ａ４）
、（Ａ、）・・・吸収器、　（０・・・凝縮器、（Ｅｌ
）、（Ｅ２）、（ＥＡ）、（Ｅ４）、（Ｅ、）・・・蒸
発器、　（０・・・発生器、σト・・溶液熱交換器。 第１日 第３０ 第４１」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸発器および吸収器より成る蒸発吸収段を複数設
   け、これら蒸発吸収段と発生器と凝縮器と溶液熱交換器
   とを接続して冷媒および吸収液の循環路を形成し、各段
   の吸収器には吸収液から熱を奪う被加熱媒体が流れる流
   路な直列関係に配設すると共に各段の蒸発器には冷媒に
   よって熱を奪われる被冷却媒体が流れる流路を並列もし
   くは直列関係に配設し、かつ、吸収剤濃度の低い吸収液
   が導かれる蒸発吸収段側の蒸発器には吸収剤濃度の高い
   吸収液が導かれる蒸発吸収段側の蒸発器よりも温度の高
   い被冷却媒体を流すように構成したことを特徴とする吸
   収式冷温媒体取得装置。