CN110234941A - 吸收式冷冻机 - Google Patents

Abstract

本发明提供吸收式冷冻机，具备蒸发器、吸收器、低压再生器、高压再生器、辅助吸收器、辅助再生器、冷凝器及溶液泵，蒸发器和吸收器的气相部连通，低压再生器和辅助吸收器的气相部连通，高压再生器、辅助再生器及冷凝器的气相部连通，从吸收器朝向高压再生器的溶液配管具有分支部，在该分支部连结朝向低压再生器的溶液配管，溶液泵设于从吸收器朝向分支部的溶液配管，从高压再生器朝向吸收器的溶液配管具有与来自低压再生器的溶液配管连结的合流部。由此，在将二级吸收循环组合于单效用循环的吸收式冷冻机中，可从90℃左右的一个排热源回收热直至达到低的温度并供给冷热，可将低压再生器小形化，可对各换热器的配置提高自由度，可削减溶液泵，降低耗电。

Description

吸收式冷冻机

技术领域

本发明涉及吸收式冷冻机。

背景技术

吸收式冷冻机能够热驱动，因此能够将作为排热而得到的温水作为驱动热源来供给冷热。在一个再生器的单效用循环中，能够将90℃左右的温水作为驱动热源而供给7℃左右的冷热。

专利文献1记载了，采用两个再生器的二级吸收循环，能够将比单效用循环低的温度的温水作为驱动热源来供给冷热。

另外，专利文献2记载了组合单效用循环和二级吸收循环的吸收式冷冻机。其包括单效用循环和辅助循环，在单效用循环侧设有高压再生器和低压再生器，成为使溶液的全量按照吸收器、高压再生器、低压再生器、吸收器的顺序循环的串流。另外，记载了如下结构：辅助循环侧包括辅助吸收器和辅助再生器，辅助吸收器的气相部与低压再生器连通，辅助再生器的气相部与高压再生器和冷凝器的气相部连通。在专利文献2中，能够将作为驱动热源的温水从单效用循环所需的温度利用至二级吸收循环所需的温度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－211979号公报(图6)

专利文献2：韩国公开专利第10－2011－0014376号公报(图2)

发明内容

发明所要解决的课题

为了实现节能，有效的方法是从一个排热源产生尽可能多的冷热并进行再利用。作为用于实现该方法的方案，例如，考虑将90℃左右的温水作为单效用循环的驱动热源来利用，然后，将温度下降后的温水再次作为二级吸收循环的驱动热源来利用。但是，该情况下，分别需要两台循环结构不同的吸收式冷冻机，冷水及冷却水的配管系统成为两个，因此，配管结构变得复杂，设置面积增大，并且成本增加。而且，在采用两台吸收式冷冻机的情况下，溶液泵、制冷剂泵的数量也几乎倍增，因此耗电量增多。

专利文献2的技术中，利用一台吸收式冷冻机构成了与上述课题对应的循环。但是，在专利文献2的技术中，形成为串流，即，从单效用循环侧的吸收器流出的溶液的全量流入由降膜式的换热器构成的高压再生器，从高压再生器流出的溶液的全量流入由降膜式的换热器构成的低压再生器。从而，向低压再生器流入通过高压再生器浓缩后的溶液。因此，通过低压再生器浓缩的溶液浓度最大。溶液在相同的压力下，浓度越大，溶液温度也就越高，因此，在低压再生器中，由于通过高压再生器浓缩后的溶液，浓度变大，从而与驱动热源的温度差缩小，所需的导热面积增大。

另外，在串流的情况下，在高压再生器和低压再生器中换热器尺寸不同的情况下，无法调整为各自合适的溶液流量。尤其是，在高压再生器及低压再生器使用降膜式的换热器的情况下，若要形成适于溶液的扩散密度的换热器尺寸，则换热器尺寸固定，设备的配置自由度降低。

而且，在单效用循环侧，为了使溶液的全量按照吸收器、高压再生器、低压再生器的顺序循环，在各个出口部设置有溶液泵，因此，认为溶液泵的耗电量增大。在吸收式冷冻机中，为了发挥热驱动的优点，有效的方案之一为降低泵驱动所需的耗电量。

本发明的目的在于，在将二级吸收循环与单效用循环组合的吸收式冷冻机中，从90℃左右的一个排热源在达到低温度前回收热而供给冷热，并且将低压再生器小形化，对各换热器的配置增大自由度，使溶液泵的数量适当化。

用于解决课题的方案

本发明的吸收式冷冻机具备蒸发器、吸收器、低压再生器、高压再生器、辅助吸收器、辅助再生器、冷凝器、以及溶液泵，蒸发器和吸收器的气相部连通，低压再生器和辅助吸收器的气相部连通，高压再生器、辅助再生器以及冷凝器的气相部连通，从吸收器朝向高压再生器的溶液配管具有分支部，在该分支部连结有朝向低压再生器的溶液配管，溶液泵设于从吸收器朝向分支部的溶液配管，从高压再生器朝向吸收器的溶液配管具有与来自低压再生器的溶液配管连结的合流部。

发明的效果

根据本发明，在将二级吸收循环与单效用循环组合的吸收式冷冻机中，能够将90℃左右的一个驱动热源回收至更低温度而供给冷热，并且使低压再生器小形化。

另外，根据本发明，能够使各换热器的配置具有自由度，并且削减溶液泵，降低耗电。

附图说明

图1是表示实施例的吸收式冷冻机的示意结构图。

图2是表示实施例的吸收式冷冻机的吸收循环的杜林线图。

具体实施方式

本发明涉及向三个再生器供给热源介质并由独立的两个溶液循环构成的吸收式冷冻机。

以下，使用附图对本发明的具体的实施例进行说明。此外，在各图中，标注有相同的符号的部分表示相同或相似的部分。

实施例

图1是表示实施例的吸收式冷冻机的循环系统图。

图2是在由溶液的等浓度线构成的杜林线图中示出本发明的循环的状态的图表。横轴为溶液温度，纵轴为压力。

图1的E、A、LG、HG、AA、AG、C和图2的E、A、LG、HG、AA、AG、C表示相同的部分。

首先，对本发明的吸收式冷冻机的循环流进行说明。

吸收式冷冻机由单效用循环侧和辅助循环侧构成，在各个循环中，溶液独立循环。单效用循环侧具备蒸发器1、吸收器9、低压再生器22、高压再生器33、冷凝器40、作为换热器要素的低温溶液换热器55及高温溶液换热器56、制冷剂泵6、溶液泵14、30等。辅助循环侧具备辅助吸收器16、辅助再生器44及中温溶液换热器57的换热器要素、溶液泵29、54等。

接下来，对单效用循环侧的动作进行说明。

在蒸发器1，利用制冷剂泵6将蓄积于蒸发器1下部的制冷剂通过制冷剂配管7导向扩散装置2，并向换热器3的导热管外扩散。扩散后的制冷剂对流通于换热器3的导热管内的冷水进行加热，且一部分成为制冷剂蒸汽，经由分离器8导向吸收器9。此时，利用制冷剂蒸发时的蒸发潜热，对流通于换热器3的导热管内的冷水进行冷却。在换热器3连接有冷水配管4、5，在负载侧通过用于供给冷热的冷水。

在吸收器9，通过低压再生器22和高压再生器33被浓缩的溶液从扩散装置10向换热器11的导热管外扩散。扩散的溶液吸收来自蒸发器1的制冷剂蒸汽，浓度变小，然后利用配置于溶液配管15的途中的溶液泵14通过低温溶液换热器55，然后在分支点A(分支部)分支，一方经由溶液配管31的流量调节阀32(流量调节机构)导向低压再生器22。在分支点A分支出的另一方的溶液通过高温溶液换热器56而导向高压再生器33。为了去除溶液吸收制冷剂蒸汽时产生的吸收热，在吸收器9的换热器11的导热管内流通冷却水。在换热器11连接有冷却水配管12、13。

在低压再生器22中，在吸收器9浓度变小的溶液从扩散装置23向换热器24的导热管外扩散。扩散的溶液被流通于换热器24的导热管内的热源介质加热，并分离成浓缩的溶液和制冷剂蒸汽。浓缩的溶液通过溶液配管27在合流点B(合流部)与来自高压再生器33的溶液合流。制冷剂蒸汽经由分离器21导向辅助循环侧的辅助吸收器16。在低压再生器22的换热器24连接有热源介质配管25、26。

在高压再生器33中，在吸收器9浓度变小且在低温溶液换热器55和高温溶液换热器56被升温的溶液从扩散装置34向换热器35的导热管外扩散。扩散的溶液被流通于换热器35的导热管内的热源介质加热，分离成浓缩的溶液和制冷剂蒸汽。浓缩的溶液通过设置于溶液配管49的途中的高温溶液换热器56而导向合流点B。在合流点B合流后的来自低压再生器22和高压再生器33的浓度的溶液被溶液泵30升压，并通过低温溶液换热器55而导向吸收器9。从在高压再生器33浓缩的溶液分离出的制冷剂蒸汽经由挡板39而导向冷凝器40。在高压再生器33的换热器35连接有热源介质配管36、37。

在冷凝器40中，将从在高压再生器33和辅助再生器44浓缩的溶液分离出的制冷剂蒸汽利用流通于换热器41的导热管内的冷却水冷却而进行冷凝液化。进行了冷凝液化的制冷剂通过制冷剂配管50导向蒸发器1。在换热器41连接有冷却水配管42、43。

接下来，对辅助循环侧的动作进行说明。

在辅助吸收器16中，在辅助再生器44浓缩的溶液从扩散装置17向换热器18的导热管外扩散。扩散的溶液吸收来自单效用侧循环的低压再生器22的制冷剂蒸汽而浓度变小后，利用设置于溶液配管28的途中的溶液泵29通过中温溶液换热器57，然后导向辅助再生器44。在辅助吸收器16的换热器18的导热管内，为了去除溶液吸收制冷剂蒸汽时产生的吸收热而流通冷却水。在换热器18连接有冷却水配管19、20。

在辅助再生器44中，在辅助吸收器16浓度变小的溶液从扩散装置45向换热器46的导热管外扩散。扩散的溶液被流通于换热器46的导热管内的热源介质加热，分离成浓缩的溶液和制冷剂蒸汽。浓缩的溶液利用设置于溶液配管51的途中的溶液泵54通过中温溶液换热器57而导向辅助吸收器16。从浓缩的溶液分离出的制冷剂蒸汽经由挡板52而导向冷凝器40。在辅助再生器44的换热器46连接有热源介质配管47、48。

热源介质例如按照高压再生器33的换热器35、低压再生器22的换热器24、辅助再生器44的换热器46的顺序流通。此时，如图2所示，能够从比高压再生器33出口的溶液温度高的温度(90℃左右)到接近辅助再生器44出口的溶液温度的温度(60℃左右)，利用热源介质。

此外，在本实施例中，如图1所示，在蒸发器1中采用了从换热器上部的扩散装置扩散制冷剂的降膜式的换热器，在吸收器9、低压再生器22、高压再生器33以及辅助吸收器16、辅助再生器44中，采用了从各换热器上部的扩散装置扩散溶液的降膜式的换热器。

如以上那样，本发明的结构连通单效用循环侧的低压再生器22与辅助循环侧的辅助吸收器16的气相部，且连通单效用循环侧的高压再生器33和冷凝器40与辅助循环侧的辅助再生器44的气相部，由此能够组合单效用循环和二级吸收循环而运转。此外，在本实施例中，作为溶液(吸收剂)使用了溴化锂水溶液，作为制冷剂使用了水。

接下来，利用图1和图2对本发明的结构和效果进行说明。

从吸收器9流出的溶液通过低温溶液换热器55后在分支点A分支。由此，如图2所示，能够向低压再生器22流入来自吸收器9的浓度小的溶液。也就是，能够使流入低压再生器22的溶液的温度比高压再生器33出口降低对应于浓度减小的量。因此，能够使与用于驱动低压再生器22的驱动热源温度的温度差较大，能够将导热面积削减对应于温度差增大的量。

另外，通过使来自吸收器9的溶液在分支点A分支，能够使在高温溶液换热器56的循环量比来自吸收器9的循环量小。由此，能够根据循环量使高温用液换热器56的尺寸小型化，并且能够降低溶液的显热损失，能够实现吸收式冷冻机的效率提高。而且，低压再生器22和高压再生器33能够通过设于与低压再生器22连接的溶液配管31的途中的流量调节阀32调节溶液的分配量。由此，能够任意调整溶液向低压再生器22和高压再生器33的扩散量，因此，在决定设备的配置时，能够在能够调整扩散量的范围内自由设定换热器24、35的尺寸。

另外，构成为使在低压再生器22和高压再生器33浓缩后的溶液在合流点B合流，并在合流点B与低温溶液换热器55之间配置溶液泵30。由此，来自高压再生器33的溶液能够利用溶液泵30与蓄积于高压再生器33内的溶液的液头和与低压再生器22的器内压力差推入溶液泵30，并且来自低压再生器22的溶液能够利用溶液泵30与蓄积于低压再生器22内的溶液的液头推入溶液泵30。由此，能够通过溶液泵30将来自高压再生器33和低压再生器22的溶液导向吸收器9。也就是，能够利用一台溶液泵30对应低压再生器22和高压再生器33的溶液，因此，能够降低成本，并且降低耗电。

在上述的实施例中，对内置有降膜式的换热器的结构进行了说明，但本发明的实施方式不限于此，根据从一个排热源回收热直至达到低的温度的观点，在内置有浸没式的换热器的结构等中，也能够得到本发明的效果。另外，在上述的实施例中，对进行分支且在朝向低压再生器的溶液流路设有流量调节阀的流量调节机构进行了说明，但本发明的实施方式不限于此，也可以构成为在朝向高压再生器的溶液流路设有流量调节阀，也可以构成为不设置阀而在分支部的下游侧的两个溶液流路设有预先设定的适当的流路阻力。

符号的说明

1—蒸发器，2、10、17、23、34、45—扩散装置，3、11、18、24、35、41、46—换热器，4、5—冷水配管，6—制冷剂泵，7、50—制冷剂配管，8、21—分离器，9—吸收器，12，13、19、20、42、43—冷却水配管，14、29、30、54—溶液泵，15、27、28、31、49、51—溶液配管，16—辅助吸收器，22—低压再生器，25、26、36、37、47，48—热源介质配管，32—流量调节阀，33—高压再生器，39、52—挡板，40—冷凝器，44—辅助再生器，55—低温溶液换热器，56—高温溶液换热器，57—中温溶液换热器。

Claims (7)

1.一种吸收式冷冻机，其特征在于，

具备蒸发器、吸收器、低压再生器、高压再生器、辅助吸收器、辅助再生器、冷凝器以及溶液泵，

上述蒸发器和上述吸收器的气相部连通，

上述低压再生器和上述辅助吸收器的气相部连通，

上述高压再生器、上述辅助再生器以及上述冷凝器的气相部连通，

从上述吸收器朝向上述高压再生器的溶液配管具有分支部，在该分支部连结有朝向上述低压再生器的溶液配管，

上述溶液泵设于从上述吸收器朝向上述分支部的上述溶液配管，

从上述高压再生器朝向上述吸收器的溶液配管具有与来自上述低压再生器的溶液配管连结的合流部。

2.根据权利要求1所述的吸收式冷冻机，其特征在于，

在从上述分支部朝向上述低压再生器的上述溶液配管设有流量调节机构。

3.根据权利要求1或2所述的吸收式冷冻机，其特征在于，

上述蒸发器、上述吸收器、上述低压再生器、上述高压再生器、上述辅助吸收器以及上述辅助再生器具有降膜式的换热器。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的吸收式冷冻机，其特征在于，

在从上述合流部朝向上述吸收器的上述溶液配管设有溶液泵。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的吸收式冷冻机，其特征在于，

设有低温溶液换热器，该低温溶液换热器使从上述吸收器朝向上述分支部的上述溶液配管和从上述合流部朝向上述吸收器的上述溶液配管进行换热。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的吸收式冷冻机，其特征在于，

设有高温溶液换热器，该高温溶液换热器使从上述高压再生器朝向上述合流部的上述溶液配管和从上述分支部朝向上述高压再生器的上述溶液配管进行换热。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的吸收式冷冻机，其特征在于，

设有中温溶液换热器，该中温溶液换热器使从上述辅助吸收器朝向上述辅助再生器的溶液配管和从上述辅助再生器朝向上述辅助吸收器的溶液配管进行换热。