JP2000055496A - 吸収冷温水機 - Google Patents
吸収冷温水機Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的低温の熱を有効に利用して二重効用形
の吸収冷温水機を運転可能にする。 【解決手段】 低温再生器２２では、比較的低温で水蒸
気を発し、蒸気圧縮機３１で加圧して凝縮器２３に供給
する。低温再生器２２の溶液温度を低くすることができ
るので、排熱加熱管４６で、ガスエンジンのジャケット
排熱などを有効に利用して加熱を行うことができる。ま
た、高温再生器２１に供給する水蒸気の圧力を低くする
こともできる。暖房時には、蒸気圧縮機３１の吐出圧力
を高め、蒸発器２４で外気の熱を吸収し、凝縮器２３か
ら排出される冷却水を暖房に使用することができる。
の吸収冷温水機を運転可能にする。 【解決手段】 低温再生器２２では、比較的低温で水蒸
気を発し、蒸気圧縮機３１で加圧して凝縮器２３に供給
する。低温再生器２２の溶液温度を低くすることができ
るので、排熱加熱管４６で、ガスエンジンのジャケット
排熱などを有効に利用して加熱を行うことができる。ま
た、高温再生器２１に供給する水蒸気の圧力を低くする
こともできる。暖房時には、蒸気圧縮機３１の吐出圧力
を高め、蒸発器２４で外気の熱を吸収し、凝縮器２３か
ら排出される冷却水を暖房に使用することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱エネルギを冷房
用あるいは暖房用に利用することができる臭化リチウム
−水系の二重効用形の吸収冷温水機に関する。
用あるいは暖房用に利用することができる臭化リチウム
−水系の二重効用形の吸収冷温水機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、従来から用いられている臭化リ
チウム−水系の二重効用形吸収冷温水機の概略的な構成
を示す。水を冷媒とし、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶
液を吸収液とする吸収式冷凍サイクルは、高温再生器
１、低温再生器２、凝縮器３、蒸発器４および吸収器５
を冷媒や吸収液が循環することによって構成される。冷
媒ポンプ６は、蒸発器４内で冷媒である水を噴霧するた
めに使用される。吸収液ポンプ７は、吸収器５で冷媒を
吸収して希釈された吸収液を高温再生器１に戻すために
使用される。冷暖切替弁８は、冷房運転と暖房運転とを
切替える。図７に示す状態は、冷暖切替弁８が閉じて、
冷房運転を行う状態を示す。高温および低温熱交換器
９，１０は、高温再生器１および低温再生器２でそれぞ
れ加熱された溶液と、吸収液ポンプ７で高温再生器１に
戻される希釈された溶液との間の熱交換を、それぞれ行
う。
チウム−水系の二重効用形吸収冷温水機の概略的な構成
を示す。水を冷媒とし、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶
液を吸収液とする吸収式冷凍サイクルは、高温再生器
１、低温再生器２、凝縮器３、蒸発器４および吸収器５
を冷媒や吸収液が循環することによって構成される。冷
媒ポンプ６は、蒸発器４内で冷媒である水を噴霧するた
めに使用される。吸収液ポンプ７は、吸収器５で冷媒を
吸収して希釈された吸収液を高温再生器１に戻すために
使用される。冷暖切替弁８は、冷房運転と暖房運転とを
切替える。図７に示す状態は、冷暖切替弁８が閉じて、
冷房運転を行う状態を示す。高温および低温熱交換器
９，１０は、高温再生器１および低温再生器２でそれぞ
れ加熱された溶液と、吸収液ポンプ７で高温再生器１に
戻される希釈された溶液との間の熱交換を、それぞれ行
う。
【０００３】高温再生器１内にはバーナ１１が設けら
れ、希釈された臭化リチウム水溶液を加熱して、冷媒で
ある水を蒸発させる。蒸発した水蒸気は低温再生器２内
の蒸気管１２に導かれ、高温再生器１で水蒸気を蒸発さ
せて濃度を高めた臭化リチウム水溶液をさらに加熱して
濃溶液とする。蒸発した水蒸気は、凝縮器３に流れ、外
部から供給される冷却水が流れる冷却水管１３で冷却さ
れて、水蒸気が水となって凝縮する。凝縮した水は蒸発
器４に導かれて蒸発し、冷水管１４中を流れる冷水を冷
却し、冷却された冷水を用いて冷房を行う。蒸発器４内
で蒸発した水蒸気は吸収器５内で、濃溶液に吸収され
る。水蒸気を濃溶液に吸収する際に発生する熱は、冷却
水管１５を流れる冷却水に吸収される。吸収器５内の圧
力を低く保つために、抽気装置１６も設けられる。
れ、希釈された臭化リチウム水溶液を加熱して、冷媒で
ある水を蒸発させる。蒸発した水蒸気は低温再生器２内
の蒸気管１２に導かれ、高温再生器１で水蒸気を蒸発さ
せて濃度を高めた臭化リチウム水溶液をさらに加熱して
濃溶液とする。蒸発した水蒸気は、凝縮器３に流れ、外
部から供給される冷却水が流れる冷却水管１３で冷却さ
れて、水蒸気が水となって凝縮する。凝縮した水は蒸発
器４に導かれて蒸発し、冷水管１４中を流れる冷水を冷
却し、冷却された冷水を用いて冷房を行う。蒸発器４内
で蒸発した水蒸気は吸収器５内で、濃溶液に吸収され
る。水蒸気を濃溶液に吸収する際に発生する熱は、冷却
水管１５を流れる冷却水に吸収される。吸収器５内の圧
力を低く保つために、抽気装置１６も設けられる。
【０００４】図８は、図７に示す冷暖切替弁８を開い
て、暖房運転を行う状態を示す。吸収器５内で希釈され
た吸収液は、高温再生器１で加熱濃縮され、冷媒蒸気を
発生する。発生した冷媒蒸気は吸収器５に送られる。吸
収器５からは蒸発器４にも水蒸気が送られる。蒸発器４
内では、冷水管１４内を流れる水と水蒸気とが熱交換
し、冷水管１４から温水を取出すことができる。高温再
生器１で濃縮された中間濃度の吸収液は、冷暖切替弁８
が開いているので、吸収器５に送られる。吸収器５内で
は、冷媒の水蒸気と吸収液とが混合されて、希釈され、
吸収液ポンプ７で高温再生器１に戻される。
て、暖房運転を行う状態を示す。吸収器５内で希釈され
た吸収液は、高温再生器１で加熱濃縮され、冷媒蒸気を
発生する。発生した冷媒蒸気は吸収器５に送られる。吸
収器５からは蒸発器４にも水蒸気が送られる。蒸発器４
内では、冷水管１４内を流れる水と水蒸気とが熱交換
し、冷水管１４から温水を取出すことができる。高温再
生器１で濃縮された中間濃度の吸収液は、冷暖切替弁８
が開いているので、吸収器５に送られる。吸収器５内で
は、冷媒の水蒸気と吸収液とが混合されて、希釈され、
吸収液ポンプ７で高温再生器１に戻される。
【０００５】図７に示すような吸収冷温水機は、コージ
ェネレーションシステム（ＣＧＳ）で発生する圧力約８
ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇ、飽和温度１７５℃の水蒸気を、バー
ナ１１の代わりに熱源として運転するのに適している。
図７に示すような二重効用形の臭化リチウム−水系の吸
収冷温水機は、冷水や温水を発生させ、冷房や暖房に用
いることができる。現時点で、二重効用形の冷温水機の
冷房の成績係数（ＣＯＰ）は、熱源として１１．０００
ｋｃａｌ／ｍ3を用いる高位発熱量基準で約１．０であ
る。暖房の成績係数は０．８４である。このような吸収
冷温水機の特徴は、フロンを使用しない脱フロンで、コ
ージェネレーションシステムの排熱利用ができ、水が冷
媒となるのでその潜熱が大きいことにある。
ェネレーションシステム（ＣＧＳ）で発生する圧力約８
ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇ、飽和温度１７５℃の水蒸気を、バー
ナ１１の代わりに熱源として運転するのに適している。
図７に示すような二重効用形の臭化リチウム−水系の吸
収冷温水機は、冷水や温水を発生させ、冷房や暖房に用
いることができる。現時点で、二重効用形の冷温水機の
冷房の成績係数（ＣＯＰ）は、熱源として１１．０００
ｋｃａｌ／ｍ3を用いる高位発熱量基準で約１．０であ
る。暖房の成績係数は０．８４である。このような吸収
冷温水機の特徴は、フロンを使用しない脱フロンで、コ
ージェネレーションシステムの排熱利用ができ、水が冷
媒となるのでその潜熱が大きいことにある。
【０００６】図９は、図７に示すような吸収冷温水機が
冷房運転時に動作する基準となる臭化リチウム水溶液の
蒸気圧線図と、吸収冷凍サイクルとの関係を示す。実線
で示される二重効用吸収冷凍サイクルでは、希釈溶液は
「２」で示す状態で、すなわち温度が約３６℃で圧力が
約６ｍｍＨｇの状態で吸収液ポンプ７に入る。この希釈
溶液は、低温熱交換器１０および高温熱交換器９を通っ
て、「７Ｈ」の状態で高温再生器１に入り、「５Ｈ」の
状態まで加熱される。このときの温度は約１５０℃であ
り、圧力は約７００ｍｍＨｇである。高温再生器１内で
「４Ｈ」の状態まで加熱され、約１５５℃となった中間
濃度の溶液は、高温熱交換器９を介して低温再生器２に
送込まれる。低温再生器２では、「５」の状態で温度が
８５℃で圧力が５０ｍｍＨｇとなる。低温再生器２内で
は、「４」で示す温度が９０℃の状態まで加熱されて、
溶液は濃縮され、低温熱交換器１０を介して吸収器５に
「６」の状態で供給される。図１０は、臭化リチウム水
溶液平衡線図上での吸収冷凍サイクルを示す。
冷房運転時に動作する基準となる臭化リチウム水溶液の
蒸気圧線図と、吸収冷凍サイクルとの関係を示す。実線
で示される二重効用吸収冷凍サイクルでは、希釈溶液は
「２」で示す状態で、すなわち温度が約３６℃で圧力が
約６ｍｍＨｇの状態で吸収液ポンプ７に入る。この希釈
溶液は、低温熱交換器１０および高温熱交換器９を通っ
て、「７Ｈ」の状態で高温再生器１に入り、「５Ｈ」の
状態まで加熱される。このときの温度は約１５０℃であ
り、圧力は約７００ｍｍＨｇである。高温再生器１内で
「４Ｈ」の状態まで加熱され、約１５５℃となった中間
濃度の溶液は、高温熱交換器９を介して低温再生器２に
送込まれる。低温再生器２では、「５」の状態で温度が
８５℃で圧力が５０ｍｍＨｇとなる。低温再生器２内で
は、「４」で示す温度が９０℃の状態まで加熱されて、
溶液は濃縮され、低温熱交換器１０を介して吸収器５に
「６」の状態で供給される。図１０は、臭化リチウム水
溶液平衡線図上での吸収冷凍サイクルを示す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図７に示すような吸収
冷温水機では、熱源としてバーナ１１の代わりにコージ
ェネレーションシステムの排熱などを有効に利用するこ
とができる。しかしながら、吸収冷温水機で使うことが
できる熱源の温度の下限は、低温再生器２で発生した水
蒸気を、凝縮器３で冷却して液化させるために、冷却水
管１３を流れる冷却水の温度と関連している。たとえ
ば、冷却水の出口温度が３７．５℃で凝縮温度が３８℃
であれば、低温再生器２内の溶液温度を約９０℃に上げ
る必要がある。すなわち、低温再生器２内の溶液温度と
溶液濃度とから、水蒸気の飽和温度が決まる。溶液濃度
を下げれば、加熱すべき溶液温度を下げることができる
けれども、溶液の吸収能力が低下する問題がある。ま
た、溶液の吸収能力を上げるため、低温再生器２での溶
液濃度を上げると、低温熱交換器１０に臭化リチウムが
結晶析出する問題があり、通常は６４〜６５％の濃度で
使用されている。
冷温水機では、熱源としてバーナ１１の代わりにコージ
ェネレーションシステムの排熱などを有効に利用するこ
とができる。しかしながら、吸収冷温水機で使うことが
できる熱源の温度の下限は、低温再生器２で発生した水
蒸気を、凝縮器３で冷却して液化させるために、冷却水
管１３を流れる冷却水の温度と関連している。たとえ
ば、冷却水の出口温度が３７．５℃で凝縮温度が３８℃
であれば、低温再生器２内の溶液温度を約９０℃に上げ
る必要がある。すなわち、低温再生器２内の溶液温度と
溶液濃度とから、水蒸気の飽和温度が決まる。溶液濃度
を下げれば、加熱すべき溶液温度を下げることができる
けれども、溶液の吸収能力が低下する問題がある。ま
た、溶液の吸収能力を上げるため、低温再生器２での溶
液濃度を上げると、低温熱交換器１０に臭化リチウムが
結晶析出する問題があり、通常は６４〜６５％の濃度で
使用されている。
【０００８】コージェネレーションシステムには、ガス
エンジンが使用されることも多い。ガスエンジンでは、
ジャケットを冷却水を用いて冷却し、その温度は通常約
８０℃に上昇する。ジャケット冷却水は、熱回収装置で
約７５℃に冷やして戻されるので、このガスエンジンの
ジャケット冷却水から排熱を活用するため、二重効用形
の吸収冷温水機では、高温側の熱交換器９と低温側の熱
交換器１０との間に、排熱回収用熱交換器を設けること
もある。排熱回収用熱交換器で希釈溶液を加熱すること
によって、高温再生器１の熱源となるバーナ１１用のガ
ス燃料や、バーナ１１の代わりに用いる加熱蒸気の使用
量の削減が行われている。
エンジンが使用されることも多い。ガスエンジンでは、
ジャケットを冷却水を用いて冷却し、その温度は通常約
８０℃に上昇する。ジャケット冷却水は、熱回収装置で
約７５℃に冷やして戻されるので、このガスエンジンの
ジャケット冷却水から排熱を活用するため、二重効用形
の吸収冷温水機では、高温側の熱交換器９と低温側の熱
交換器１０との間に、排熱回収用熱交換器を設けること
もある。排熱回収用熱交換器で希釈溶液を加熱すること
によって、高温再生器１の熱源となるバーナ１１用のガ
ス燃料や、バーナ１１の代わりに用いる加熱蒸気の使用
量の削減が行われている。
【０００９】しかしながら、排熱回収用熱交換器を設け
る方法では、希釈溶液の顕熱上昇にしか排熱を使うこと
ができないので、加熱エネルギの削減は１５％程度に止
どまり、また利用することができる排熱量にも制限を受
けてしまう。
る方法では、希釈溶液の顕熱上昇にしか排熱を使うこと
ができないので、加熱エネルギの削減は１５％程度に止
どまり、また利用することができる排熱量にも制限を受
けてしまう。
【００１０】本発明の目的は、二重効用形の冷凍サイク
ルを構成する低温再生器で、従来よりも低い温度の排熱
を有効に利用することができる吸収冷温水機を提供する
ことである。
ルを構成する低温再生器で、従来よりも低い温度の排熱
を有効に利用することができる吸収冷温水機を提供する
ことである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、高温再生器、
低温再生器、凝縮器、蒸発器および吸収器を含んで構成
される臭化リチウム−水系の二重効用形の吸収冷温水機
において、低温再生器から発生される水蒸気を、加圧し
て凝縮器に供給する蒸気圧縮機を備えることを特徴とす
る吸収冷温水機である。
低温再生器、凝縮器、蒸発器および吸収器を含んで構成
される臭化リチウム−水系の二重効用形の吸収冷温水機
において、低温再生器から発生される水蒸気を、加圧し
て凝縮器に供給する蒸気圧縮機を備えることを特徴とす
る吸収冷温水機である。
【００１２】本発明に従えば、二重効用形の吸収冷温水
機で、低温再生器から発生される水蒸気を蒸気圧縮機で
加圧して凝縮器に送る。このため、低温再生器での溶液
温度を低くしても、昇圧して水蒸気を凝縮器に供給する
ことができ、低温再生器で低い温度の排熱を利用して水
蒸気を発生させることができる。たとえば、臭化リチウ
ム−水系では約７５℃までの排熱を利用することができ
るように低温再生器の溶液温度を約７２℃に加熱し、溶
液濃度６５％で２０ｍｍＨｇの飽和水蒸気を発生させ
る。蒸気圧縮機で、水蒸気を５０ｍｍＨｇに加圧すれ
ば、凝縮温度が３８℃となり、従来の方式では９０℃の
溶液温度の場合と同等の冷凍サイクルを構成することが
できる。また高温再生器で発生する蒸気は、低温再生器
で溶液を約８０℃に加熱すればよいので、飽和圧力が３
５３ｍｍＨｇとなり、高温再生器の必要溶液加熱温度を
約１３５℃に押さえることもできる。したがって、高温
再生器の加熱用に供給する蒸気の凝縮温度を約１４０℃
程度とすれば、約２．５ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇの圧力の蒸気
で、二重効用形の吸収冷温水機を運転することが可能と
なる。たとえば、コージェネレーションシステムで８ｋ
ｇｆ／ｃｍ2Ｇの圧力で蒸気を発生していれば、背圧タ
ービンを回して発電に利用してから高温再生器の加熱に
用いることができる。また、コージェネレーションシス
テムで発生する水蒸気の圧力を３ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇに抑
えることができれば、排ガスによる放散熱を押さえて効
率の向上を図ることができる。さらに、コージェネレー
ションシステムの排熱回収ボイラ出口の排ガス温度を、
循環する温水によって約８０℃近くまで下げ、回収した
温熱を吸収冷温水機で利用することもでき、省エネルギ
効果を一層高めることができる。
機で、低温再生器から発生される水蒸気を蒸気圧縮機で
加圧して凝縮器に送る。このため、低温再生器での溶液
温度を低くしても、昇圧して水蒸気を凝縮器に供給する
ことができ、低温再生器で低い温度の排熱を利用して水
蒸気を発生させることができる。たとえば、臭化リチウ
ム−水系では約７５℃までの排熱を利用することができ
るように低温再生器の溶液温度を約７２℃に加熱し、溶
液濃度６５％で２０ｍｍＨｇの飽和水蒸気を発生させ
る。蒸気圧縮機で、水蒸気を５０ｍｍＨｇに加圧すれ
ば、凝縮温度が３８℃となり、従来の方式では９０℃の
溶液温度の場合と同等の冷凍サイクルを構成することが
できる。また高温再生器で発生する蒸気は、低温再生器
で溶液を約８０℃に加熱すればよいので、飽和圧力が３
５３ｍｍＨｇとなり、高温再生器の必要溶液加熱温度を
約１３５℃に押さえることもできる。したがって、高温
再生器の加熱用に供給する蒸気の凝縮温度を約１４０℃
程度とすれば、約２．５ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇの圧力の蒸気
で、二重効用形の吸収冷温水機を運転することが可能と
なる。たとえば、コージェネレーションシステムで８ｋ
ｇｆ／ｃｍ2Ｇの圧力で蒸気を発生していれば、背圧タ
ービンを回して発電に利用してから高温再生器の加熱に
用いることができる。また、コージェネレーションシス
テムで発生する水蒸気の圧力を３ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇに抑
えることができれば、排ガスによる放散熱を押さえて効
率の向上を図ることができる。さらに、コージェネレー
ションシステムの排熱回収ボイラ出口の排ガス温度を、
循環する温水によって約８０℃近くまで下げ、回収した
温熱を吸収冷温水機で利用することもでき、省エネルギ
効果を一層高めることができる。
【００１３】また本発明は、前記蒸気圧縮機で加圧され
た水蒸気の有する熱を、高温再生器または低温再生器に
供給して加熱する溶液に与えて、回収する熱回収器を備
えることを特徴とする。
た水蒸気の有する熱を、高温再生器または低温再生器に
供給して加熱する溶液に与えて、回収する熱回収器を備
えることを特徴とする。
【００１４】本発明に従えば、低温再生器で発生する水
蒸気を蒸気圧縮機で加圧するときに発生する熱を、熱回
収器で高温再生器または低温再生器に供給して加熱する
溶液に与えて回収するので、熱エネルギの有効な利用を
図ることができる。
蒸気を蒸気圧縮機で加圧するときに発生する熱を、熱回
収器で高温再生器または低温再生器に供給して加熱する
溶液に与えて回収するので、熱エネルギの有効な利用を
図ることができる。
【００１５】また本発明で前記蒸気圧縮機の吐出圧力
は、暖房運転時に冷房運転時より高く設定され、前記凝
縮器の冷却に使用された冷却水が暖房用の温水として供
給されることを特徴とする。
は、暖房運転時に冷房運転時より高く設定され、前記凝
縮器の冷却に使用された冷却水が暖房用の温水として供
給されることを特徴とする。
【００１６】本発明に従えば、暖房運転時に、蒸気圧縮
機の吐出圧力を冷房運転時よりも高めるので、凝縮温度
が高くなり、凝縮器を冷却する冷却水の出口温度も高く
なる。この冷却水を温水として暖房用に供給する。凝縮
器で冷却水に与えられる熱エネルギは、蒸発器で周囲の
大気中から吸収される熱エネルギであり、吸収式冷凍サ
イクルのヒートポンプ作用で蒸発器から吸収器に移行す
る。蒸気圧縮機の吐出圧力を、たとえば約７７０ｍｍＨ
ｇまで上げれば、蒸気の凝縮温度を約４４．５℃にする
ことができ、凝縮器で冷却水を４２℃まで加熱すること
ができる。蒸発器の冷媒温度は約５℃であるため、外気
温度がこの温度以上であれば、外気から熱を取込むこと
ができ、暖房に有効に利用することができる。
機の吐出圧力を冷房運転時よりも高めるので、凝縮温度
が高くなり、凝縮器を冷却する冷却水の出口温度も高く
なる。この冷却水を温水として暖房用に供給する。凝縮
器で冷却水に与えられる熱エネルギは、蒸発器で周囲の
大気中から吸収される熱エネルギであり、吸収式冷凍サ
イクルのヒートポンプ作用で蒸発器から吸収器に移行す
る。蒸気圧縮機の吐出圧力を、たとえば約７７０ｍｍＨ
ｇまで上げれば、蒸気の凝縮温度を約４４．５℃にする
ことができ、凝縮器で冷却水を４２℃まで加熱すること
ができる。蒸発器の冷媒温度は約５℃であるため、外気
温度がこの温度以上であれば、外気から熱を取込むこと
ができ、暖房に有効に利用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態として
の吸収冷温水機２０の概略的な構成を示す。本実施形態
の吸収冷温水機２０では、高温再生器２１、低温再生器
２２、凝縮器２３、蒸発器２４、吸収器２５、冷媒ポン
プ２６、吸収液ポンプ２７、吸収器ポンプ２８、高温溶
液熱交換器２９および低温溶液熱交換器３０で、基本的
な二重効用形吸水冷凍サイクルを構成する。吸収器ポン
プ２８は、低温再生器２２で濃縮された吸収液と、吸収
器２５の底部に貯留される吸収液とを、吸収器２５の上
部の噴射ノズルに導き、吸収器２５内に噴霧するために
使用される。本実施形態では、低温再生器２２から発生
する水蒸気を、蒸気圧縮機３１で加圧して、回収熱交換
器３２および低温再生器２３内を通過させてから凝縮器
２３で凝縮させている。
の吸収冷温水機２０の概略的な構成を示す。本実施形態
の吸収冷温水機２０では、高温再生器２１、低温再生器
２２、凝縮器２３、蒸発器２４、吸収器２５、冷媒ポン
プ２６、吸収液ポンプ２７、吸収器ポンプ２８、高温溶
液熱交換器２９および低温溶液熱交換器３０で、基本的
な二重効用形吸水冷凍サイクルを構成する。吸収器ポン
プ２８は、低温再生器２２で濃縮された吸収液と、吸収
器２５の底部に貯留される吸収液とを、吸収器２５の上
部の噴射ノズルに導き、吸収器２５内に噴霧するために
使用される。本実施形態では、低温再生器２２から発生
する水蒸気を、蒸気圧縮機３１で加圧して、回収熱交換
器３２および低温再生器２３内を通過させてから凝縮器
２３で凝縮させている。
【００１８】高温再生器２１の加熱には１４０℃で２．
７ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇの圧力の水蒸気を使用し、加熱管４
１に通して高温再生器２１に貯留されている溶液を加熱
する。高温再生器２１で発生した冷媒蒸気である水蒸気
は、低温再生器２２内の蒸気管４２内を通って、凝縮器
２３に導かれる。凝縮器２３には、冷却水管４３が設け
られる。蒸発器２４では冷水管４４が水蒸気の蒸発によ
って冷却される。吸収器２５では、冷却水管４５が冷媒
を溶液に吸収する際に発生する熱を吸収するために設け
られる。本実施形態では、吸収器２５の冷却水管４５と
凝縮器２３の冷却水管４３とが直接接続されている。
７ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇの圧力の水蒸気を使用し、加熱管４
１に通して高温再生器２１に貯留されている溶液を加熱
する。高温再生器２１で発生した冷媒蒸気である水蒸気
は、低温再生器２２内の蒸気管４２内を通って、凝縮器
２３に導かれる。凝縮器２３には、冷却水管４３が設け
られる。蒸発器２４では冷水管４４が水蒸気の蒸発によ
って冷却される。吸収器２５では、冷却水管４５が冷媒
を溶液に吸収する際に発生する熱を吸収するために設け
られる。本実施形態では、吸収器２５の冷却水管４５と
凝縮器２３の冷却水管４３とが直接接続されている。
【００１９】低温再生器２２には、ガスエンジンのジャ
ケット排熱を利用して加熱するための排熱加熱管４６も
設けられる。また、高温再生器２１の加熱管４１から排
出される水蒸気は、低温再生器２２の蒸気加熱管４７を
通過して、蒸気ドレンとして排出される。本実施形態で
は、高温再生器２１の加熱管４１に、圧力２．７ｋｇｆ
／ｃｍ2Ｇで１４０℃の水蒸気を熱源として供給する。
高温再生器２１からは、１３５℃で３５３ｍｍＨｇの冷
媒蒸気が発生する。この蒸気は、低温再生器２２の蒸気
管４２を通って低温再生器２２での溶液濃縮のための加
熱を行い、８０℃に温度が下がって凝縮器２３に供給さ
れる。低温再生器２２の加熱用に、さらにガスエンジン
のジャケット冷却水が８０℃で排熱加熱管４６に供給さ
れる。排熱加熱管４６内で、ガスエンジンのジャケット
冷却水は７５℃まで温度が下がる。低温再生器２２内の
溶液は７２℃となり、２０ｍｍＨｇの水蒸気が発生され
る。蒸気加熱管４７から排出される水蒸気も７５℃まで
温度が下がる。
ケット排熱を利用して加熱するための排熱加熱管４６も
設けられる。また、高温再生器２１の加熱管４１から排
出される水蒸気は、低温再生器２２の蒸気加熱管４７を
通過して、蒸気ドレンとして排出される。本実施形態で
は、高温再生器２１の加熱管４１に、圧力２．７ｋｇｆ
／ｃｍ2Ｇで１４０℃の水蒸気を熱源として供給する。
高温再生器２１からは、１３５℃で３５３ｍｍＨｇの冷
媒蒸気が発生する。この蒸気は、低温再生器２２の蒸気
管４２を通って低温再生器２２での溶液濃縮のための加
熱を行い、８０℃に温度が下がって凝縮器２３に供給さ
れる。低温再生器２２の加熱用に、さらにガスエンジン
のジャケット冷却水が８０℃で排熱加熱管４６に供給さ
れる。排熱加熱管４６内で、ガスエンジンのジャケット
冷却水は７５℃まで温度が下がる。低温再生器２２内の
溶液は７２℃となり、２０ｍｍＨｇの水蒸気が発生され
る。蒸気加熱管４７から排出される水蒸気も７５℃まで
温度が下がる。
【００２０】低温再生器２２から発生する７２℃で２０
ｍｍＨｇの水蒸気は、蒸気圧縮機３１で５０ｍｍＨｇの
圧力に加圧される。加圧された水蒸気は、回収熱交換器
３２および低温再生器２２内の伝熱管４８を通って凝縮
器２３に供給される。凝縮器２３内の圧力は５０ｍｍＨ
ｇであり、凝縮温度は３８℃となる。
ｍｍＨｇの水蒸気は、蒸気圧縮機３１で５０ｍｍＨｇの
圧力に加圧される。加圧された水蒸気は、回収熱交換器
３２および低温再生器２２内の伝熱管４８を通って凝縮
器２３に供給される。凝縮器２３内の圧力は５０ｍｍＨ
ｇであり、凝縮温度は３８℃となる。
【００２１】冷却水は、吸収器２５の冷却水管４５の入
側に３２℃で供給され、凝縮器２３の冷却水管４３の出
側から３７．５℃として排出される。このとき吸収器２
５内の吸収溶液の温度は３５℃となる。この水蒸気の圧
力は６．５ｍｍＨｇとなり、蒸発器２４内の水の温度は
５℃となる。蒸発器２４では、冷水管４４に供給される
１２℃の冷水を７℃まで冷却することができる。
側に３２℃で供給され、凝縮器２３の冷却水管４３の出
側から３７．５℃として排出される。このとき吸収器２
５内の吸収溶液の温度は３５℃となる。この水蒸気の圧
力は６．５ｍｍＨｇとなり、蒸発器２４内の水の温度は
５℃となる。蒸発器２４では、冷水管４４に供給される
１２℃の冷水を７℃まで冷却することができる。
【００２２】図２は、図１の実施形態と比較のため、蒸
気圧縮機３１を用いて構成する仮想的な蒸気圧縮方式冷
水発生システムの主要部分のプロセスフローを示す。こ
のプロセスフローに従い、蒸気圧縮機３１を用い、冷水
を製造する際の成績係数ＣＯＰを、次の表１に示す。な
お、図２で、冷却水はｃｗ、冷水はｃｌで示し、蒸気圧
縮機３１の所要軸動力をｗ−ｓｃで示す。また、凝縮器
２３と蒸発器２５との間には、減圧弁５０を設けるもの
とする。
気圧縮機３１を用いて構成する仮想的な蒸気圧縮方式冷
水発生システムの主要部分のプロセスフローを示す。こ
のプロセスフローに従い、蒸気圧縮機３１を用い、冷水
を製造する際の成績係数ＣＯＰを、次の表１に示す。な
お、図２で、冷却水はｃｗ、冷水はｃｌで示し、蒸気圧
縮機３１の所要軸動力をｗ−ｓｃで示す。また、凝縮器
２３と蒸発器２５との間には、減圧弁５０を設けるもの
とする。
【００２３】
【表１】
【００２４】成績係数ＣＯＰは、冷水能力（６５１ｋ
ｗ：１８５ＵＳＲＴ）を蒸気圧縮機３１の所要軸動力で
割った値となる。本実施形態の冷水発生システムのエク
セルギ評価を図３に示す。圧縮機効率は７５％とする。
評価条件は吸収器２５への冷却水の入口温度を３２℃と
し、圧力は大気圧とする。
ｗ：１８５ＵＳＲＴ）を蒸気圧縮機３１の所要軸動力で
割った値となる。本実施形態の冷水発生システムのエク
セルギ評価を図３に示す。圧縮機効率は７５％とする。
評価条件は吸収器２５への冷却水の入口温度を３２℃と
し、圧力は大気圧とする。
【００２５】このように、蒸気圧縮機３１を用いる蒸気
圧縮方式では、高温の圧縮蒸気の熱回収ができないた
め、熱交換器で２７．５％と大きな伝熱損失を生じる。
圧縮動力の約４０．２％が冷水の発生に使われる。エン
タルピ基準では、投入した軸動力に対して、約５倍の冷
熱が得られるけれども、エクセルギ基準では、熱交換器
や圧縮機などでエクセルギ損失が生じ、軸動力の約４０
％が有効利用されることになる。
圧縮方式では、高温の圧縮蒸気の熱回収ができないた
め、熱交換器で２７．５％と大きな伝熱損失を生じる。
圧縮動力の約４０．２％が冷水の発生に使われる。エン
タルピ基準では、投入した軸動力に対して、約５倍の冷
熱が得られるけれども、エクセルギ基準では、熱交換器
や圧縮機などでエクセルギ損失が生じ、軸動力の約４０
％が有効利用されることになる。
【００２６】図４は、図１に示す実施形態に対応するシ
ミュレーション用のプロセスフローを示す。本実施形態
では、図２に示す蒸気圧縮方式冷水発生システムに吸収
式冷水発生機を組合わせている。さらに、高圧発生器２
１から低温発生器２２に供給する蒸気は、８ｋｇｆ／ｃ
ｍ2Ｇで１７５℃のものを、背圧タービン６０を駆動し
てから利用している。背圧タービン６０からは、効率η
＝７５％で、ｗ−ｓｔｅｘｐの動力を取出すことができ
る。利用排熱量は、温水入口８０℃、出口７５℃であ
り、熱量は５８３ｋｗ一定とする。冷媒の吸収サイクル
中には、低温再生器２２の排熱加熱管４６と凝縮器２３
との間に減圧弁６１、凝縮器２３と蒸発器２４との間に
減圧弁６２が存在していることになる。また、低温再生
器２２と蒸気圧縮機３１との間、また高温再生器２１と
低温再生器２２との間にそれぞれ仮想減圧弁６３，６４
を仮定する。本実施形態の圧縮機効率による冷水製造時
の成績係数ＣＯＰを表２に示す。
ミュレーション用のプロセスフローを示す。本実施形態
では、図２に示す蒸気圧縮方式冷水発生システムに吸収
式冷水発生機を組合わせている。さらに、高圧発生器２
１から低温発生器２２に供給する蒸気は、８ｋｇｆ／ｃ
ｍ2Ｇで１７５℃のものを、背圧タービン６０を駆動し
てから利用している。背圧タービン６０からは、効率η
＝７５％で、ｗ−ｓｔｅｘｐの動力を取出すことができ
る。利用排熱量は、温水入口８０℃、出口７５℃であ
り、熱量は５８３ｋｗ一定とする。冷媒の吸収サイクル
中には、低温再生器２２の排熱加熱管４６と凝縮器２３
との間に減圧弁６１、凝縮器２３と蒸発器２４との間に
減圧弁６２が存在していることになる。また、低温再生
器２２と蒸気圧縮機３１との間、また高温再生器２１と
低温再生器２２との間にそれぞれ仮想減圧弁６３，６４
を仮定する。本実施形態の圧縮機効率による冷水製造時
の成績係数ＣＯＰを表２に示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】図５は、図４のシミュレーションに従って
得られるエクセルギ解析結果を示す。図２に示す蒸気圧
縮方式とほぼ同じ冷水能力（６５４ｋｗ：１８６ＵＳＲ
Ｔ）を得る条件で、蒸気圧縮機３１の所要軸動力に対す
る発生冷水能力ＣＯＰを求めている。ＣＯＰｔは、蒸気
圧縮機３１の所要軸動力の代わりに、蒸気圧縮機３１の
動力と利用排熱量との合計値で冷水能力を割った値であ
る。図６は背圧タービンに導入した８ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇ
の蒸気について、エクセルギ評価を示す。この図から、
８ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇ蒸気の１６％を圧力エネルギとして
動力回収でき、残りのうちの７８．５％を吸収式冷温水
で熱エネルギ回収ができる。
得られるエクセルギ解析結果を示す。図２に示す蒸気圧
縮方式とほぼ同じ冷水能力（６５４ｋｗ：１８６ＵＳＲ
Ｔ）を得る条件で、蒸気圧縮機３１の所要軸動力に対す
る発生冷水能力ＣＯＰを求めている。ＣＯＰｔは、蒸気
圧縮機３１の所要軸動力の代わりに、蒸気圧縮機３１の
動力と利用排熱量との合計値で冷水能力を割った値であ
る。図６は背圧タービンに導入した８ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇ
の蒸気について、エクセルギ評価を示す。この図から、
８ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇ蒸気の１６％を圧力エネルギとして
動力回収でき、残りのうちの７８．５％を吸収式冷温水
で熱エネルギ回収ができる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、低温再生
器で発生する水蒸気の圧力を蒸気圧縮機で加圧して凝縮
器に供給するので、低い温度の熱を有効に利用して二重
効用形の吸収式冷凍サイクルを運転することができる。
器で発生する水蒸気の圧力を蒸気圧縮機で加圧して凝縮
器に供給するので、低い温度の熱を有効に利用して二重
効用形の吸収式冷凍サイクルを運転することができる。
【００３０】また本発明によれば、蒸気圧縮機で加圧す
る際に、加熱された水蒸気の熱エネルギを、有効に利用
することができる。
る際に、加熱された水蒸気の熱エネルギを、有効に利用
することができる。
【００３１】また本発明によれば、暖房時にも低温の外
気から熱を取出して暖房に利用することができる。
気から熱を取出して暖房に利用することができる。
【図１】本発明の実施の一形態としての吸収冷温水機２
０の概略的な冷凍サイクルの構成を示す系統図である。
０の概略的な冷凍サイクルの構成を示す系統図である。
【図２】図１の実施形態に含まれる要素で構成する仮想
的な蒸気圧縮式冷水発生システムのプロセスフローを示
す図である。
的な蒸気圧縮式冷水発生システムのプロセスフローを示
す図である。
【図３】図２のプロセスフローに対応するエクセルギ評
価を示す図である。
価を示す図である。
【図４】図１の実施形態に対応するプロセスフローを示
す図である。
す図である。
【図５】図４のプロセスフローに対応するエクセルギ評
価を示す図である。
価を示す図である。
【図６】図４の背圧タービンに関連するエクセルギ評価
を示す図である。
を示す図である。
【図７】従来からの基本的な二重効用形吸収冷温水機の
概略的な構成を示す系統図である。
概略的な構成を示す系統図である。
【図８】図７の吸収冷温水機の暖房時の運転状態を示す
系統図である。
系統図である。
【図９】臭化リチウム水溶液の蒸気圧線図と吸収冷凍サ
イクルとの関係を示すグラフである。
イクルとの関係を示すグラフである。
【図１０】臭化リチウム水溶液平衡線図上の吸収冷凍サ
イクルを示すグラフである。
イクルを示すグラフである。
２０ 吸収冷温水機 ２１ 高温再生器 ２２ 低温再生器 ２３ 凝縮器 ２４ 蒸発器 ２５ 吸収器 ２６ 冷媒ポンプ ２７ 吸収液ポンプ ２９ 高温溶液熱交換器 ３０ 低温溶液熱交換器 ３１ 蒸気圧縮機 ３２ 回収熱交換器 ４６ 排熱加熱管 ５０，６１，６２ 減圧弁 ６０ 背圧タービン
フロントページの続き (72)発明者 大西 尚 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 3L093 AA05 BB14 BB23 BB26 BB29 LL03
Claims (3)
- 【請求項１】 高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発
器および吸収器を含んで構成される臭化リチウム−水系
の二重効用形の吸収冷温水機において、 低温再生器から発生される水蒸気を、加圧して凝縮器に
供給する蒸気圧縮機を備えることを特徴とする吸収冷温
水機。 - 【請求項２】 前記蒸気圧縮機で加圧された水蒸気の有
する熱を、高温再生器または低温再生器に供給して加熱
する溶液に与えて、回収する熱回収器を備えることを特
徴とする請求項１記載の吸収冷温水機。 - 【請求項３】 前記蒸気圧縮機の吐出圧力は、暖房運転
時に冷房運転時より高く設定され、前記凝縮器の冷却に
使用された冷却水が暖房用の温水として供給されること
を特徴とする請求項１または２記載の吸収冷温水機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22625398A JP3865346B2 (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | 吸収冷温水機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22625398A JP3865346B2 (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | 吸収冷温水機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000055496A true JP2000055496A (ja) | 2000-02-25 |
| JP3865346B2 JP3865346B2 (ja) | 2007-01-10 |
Family
ID=16842306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22625398A Expired - Fee Related JP3865346B2 (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | 吸収冷温水機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3865346B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007225191A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Osaka Gas Co Ltd | 複合ヒートポンプシステム |
| GB2547456A (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-23 | Chilltechnologies Ltd | An absorption chiller |
| CN112413925A (zh) * | 2019-08-23 | 2021-02-26 | 海南泰立来科技有限公司 | 一种低温热源制冷装置 |
| CN113154717A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-07-23 | 张学文 | 无补偿吸收式制冷循环方法 |
| CN114279254A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-05 | 烟台大学 | 一种烟气余热利用及二氧化碳捕集回收工艺 |
-
1998
- 1998-08-10 JP JP22625398A patent/JP3865346B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007225191A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Osaka Gas Co Ltd | 複合ヒートポンプシステム |
| GB2547456A (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-23 | Chilltechnologies Ltd | An absorption chiller |
| WO2017141058A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Chilltechnologies Limited | An absorption chiller |
| GB2547456B (en) * | 2016-02-18 | 2018-09-19 | Chilltechnologies Ltd | An absorption chiller |
| US11137174B2 (en) | 2016-02-18 | 2021-10-05 | Chilltechnologies Limited | Absorption chiller |
| CN112413925A (zh) * | 2019-08-23 | 2021-02-26 | 海南泰立来科技有限公司 | 一种低温热源制冷装置 |
| CN113154717A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-07-23 | 张学文 | 无补偿吸收式制冷循环方法 |
| CN114279254A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-05 | 烟台大学 | 一种烟气余热利用及二氧化碳捕集回收工艺 |
| CN114279254B (zh) * | 2022-01-13 | 2024-03-05 | 烟台大学 | 一种烟气余热利用及二氧化碳捕集回收工艺 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3865346B2 (ja) | 2007-01-10 |
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