JP2001141326A - 排熱投入型吸収式冷凍装置 - Google Patents
排熱投入型吸収式冷凍装置Info
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Abstract
る。 【解決手段】 高温再生器1、高温溶液熱交換器2、低
温溶液熱交換器3、吸収器4を備え、吸収器4からの希
溶液が、低温溶液熱交換器3、高温溶液熱交換器2を介
して高温再生器1に戻される希溶液ラインL1中に所定
の排熱源からの排熱を投入するようにしてなる排熱投入
型吸収式冷凍装置において、上記低温溶液熱交換器3の
出口側で上記希溶液ラインL1を少なくとも2本並列に
分岐し、一方側分岐ラインL12に排熱投入熱交換器5
を、他方側分岐ラインL11に高温溶液熱交換器2を設け
た。
Description
式冷凍装置に関するものである。
らの排熱を有効に回収する排熱回収用の熱交換器を、そ
の温度および圧力レベルに応じて、吸収器、低温溶液熱
交換器、高温溶液熱交換器および高温再生器等を連通す
る希溶液ライン中の所望の直列位置、又は低温溶液熱交
換器と高温溶液熱交換器とを連通する希溶液ラインに並
列な希溶液ライン中の所望の位置に、それぞれ設置する
ようにした排熱回収可能な排熱投入型の吸収式冷凍装置
が提案されている(例えば特開平7−218015号公
報参照)。
装置の構成の一例を、例えば図3に示している。
り、ガスバーナ等の加熱源を備えている。該高温再生器
1は、吸収器(ABS)4から供給される吸収作用完了
後の例えば臭化リチウム等希溶液を加熱沸騰させて、冷
媒蒸気である水蒸気と吸収液である臭化リチウム濃溶液
とに分離再生するようになっている。
ム希溶液は、吸収器4において吸収液である臭化リチウ
ム濃溶液に冷媒蒸気である水蒸気を吸収させることによ
って得られ、溶液ポンプ(P)14により、希溶液ライ
ンL1中の低温溶液熱交換器(LLX)3、高温溶液熱
交換器(HLX)2を介して、高温再生器1、低温再生
器8で順次再生された濃溶液ラインL2,L3側臭化リチ
ウム濃溶液との間で順次有効に予熱された後に高温再生
器1に還流されるが、図示のように当該低温溶液熱交換
器3と高温溶液熱交換器2との間に排熱投入熱交換器5
が直列に設けられており、該排熱投入熱交換器5部分に
おいて上記低温溶液熱交換器3から高温溶液熱交換器2
に供給される希溶液をガスタービン等所定の排熱源から
の排熱と熱交換させて効率良く熱回収を行うようになっ
ている。
排熱ラインL10を介して投入されたガスタービン等から
の排熱(130℃)を上記希溶液ラインL1を流れる低
温溶液熱交換器3を経た希溶液(69℃)側に熱回収さ
せることによって当該希溶液の温度69℃を97℃程度
に高め、さらに高温溶液熱交換器2で濃溶液ラインL 2
側高温再生後の臭化リチウム濃溶液の熱(130℃)を
回収して125℃程度に昇温させた後に高温再生器1に
戻す。
た水蒸気は、水蒸気ラインL4,L5中の低温再生器(L
G)8、減圧弁12を介して凝縮器9に送られ、凝縮液
化されて凝縮水となり、さらに凝縮水ラインL6中の減
圧弁11を介して蒸発器10の凝縮水散布装置部分へ供
給される。
内機への冷熱源としての冷水を取り出す熱交換器を備
え、その2次側冷凍サイクルを循環する冷媒水と上記凝
縮器9から送られてくる凝縮水とを相互に熱交換させ、
凝縮水を蒸発させることによって2次側冷媒水を例えば
冷房運転時の冷熱源である冷水に形成する。一方、蒸発
した冷媒蒸気は、冷媒蒸気ラインL7を介して吸収器4
に供給される。
化リチウム濃溶液は、先ず濃溶液ラインL2中の上記高
温溶液熱交換器2部分において上記希溶液ラインL1を
介して戻される吸収器4からの吸収作用が完了した臭化
リチウム希溶液と熱交換されて冷却された後に、減圧弁
7を介して低温再生器8に供給されて低温再生される。
また該低温再生器8で低温再生された臭化リチウム濃溶
液は、さらに低温溶液熱交換器3で希溶液と熱交換され
た後に減圧弁13を介して上記吸収器4の吸収液分配用
ヘッダ内に供給される。
3を介して供給される低温溶液熱交換器3からの臭化リ
チウム濃溶液と上記冷媒蒸気ラインL7を介して供給さ
れる蒸発器10からの冷媒蒸気とがそれぞれ上記吸収液
分配用ヘッダを介して下方に垂直に流される吸収伝熱管
と、該吸収伝熱管の外周部上下方向に所定の間隔で並設
された多数枚の放熱フィンと、吸収伝熱管に冷却空気を
送風する送風ファンとを備えて構成されている。
1から高温溶液熱交換器2、低温再生器8、低温溶液熱
交換器3を介して供給されてくる臭化リチウム濃溶液に
対し、上記蒸発器10で蒸発した冷媒蒸気を吸収させる
ことによって、上述のように臭化リチウム希溶液を形成
する。この臭化リチウム希溶液は、一旦吸収器4の下部
ヘッダ内に留められた後、上記溶液ポンプ14により上
述したように低温溶液熱交換器3、排熱投入熱交換器
5、高温溶液熱交換器2を有する希溶液ラインL 1を介
して高温再生器1に戻されて再び高温再生される。
吸収冷媒サイクルの希溶液ラインL1中の低温溶液熱交
換器2および高温溶液熱交換器3との間に直列に排熱投
入熱交換器5を介設したのでは、排熱温度によっては高
温溶液熱交換器3と排熱投入熱交換器5との温度域が重
なり、排熱を必ずしも有効に回収することができない問
題がある。また、一方上記低温溶液熱交換器3と排熱投
入熱交換器5とを並列に設置すると、排熱が凝縮して腐
蝕が発生する問題がある。
になされたもので、低温溶液熱交換器の出口側で希溶液
ラインを分岐し、該分岐ラインの一方側に排熱投入熱交
換器を、他方側に高温溶液熱交換器を投入するようにす
ることにより、排熱源からの排熱および高温再生器から
の再生熱を共に有効に利用できるようにした排熱投入型
吸収式冷凍装置を提供することを目的とするものであ
る。
を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構
成されている。
1、高温溶液熱交換器2、低温溶液熱交換器3、吸収器
4を備え、吸収器4からの希溶液が、低温溶液熱交換器
3、高温溶液熱交換器2を介して高温再生器1に戻され
る希溶液ラインL 1中に所定の排熱源からの排熱を投入
するようにしてなる排熱投入型吸収式冷凍装置におい
て、上記低温溶液熱交換器3の出口側で上記希溶液ライ
ンL1を少なくとも2本並列に分岐し、一方側分岐ライ
ンL12に排熱投入熱交換器5を、他方側分岐ラインL11
に高温溶液熱交換器2を設けたことを特徴としている。
が高温溶液熱交換器2に対して並列に設置されることに
なるために、前述した従来例のように排熱投入熱交換器
5の温度と高温溶液熱交換器2の温度域が重なるような
場合にも、有効に熱回収を行うことができる。
熱交換器3とは直列に設けられることになるから、排熱
の凝縮による腐蝕の発生も生じない。
記載の発明の構成において、さらに排熱投入熱交換器5
の排熱ライン上流側に高温排熱熱交換器6を直列に設
け、高温溶液熱交換器2の出口側分岐ラインL11を当該
高温排熱熱交換器6の入口側分岐ラインL12に合流させ
たことを特徴としている。
の高温の排熱を上記低温溶液熱交換器3を経た希溶液に
加え、さらに高温溶液熱交換器2を経た希溶液でも回収
することができるようになり、大量の排熱の投入が可能
になるとともに熱回収効率が大きく向上する。
又は2記載の発明の構成において、希溶液ラインL1の
分岐部には、電磁切換弁20が設けられ、排熱源側に排
熱が発生していない時には、排熱投入熱交換器5側分岐
ラインL12を閉じるようにしたことを特徴としている。
は、希溶液ラインL1を高温溶液熱交換器2側の分岐ラ
インL11の方のみに切換えて高温溶液熱交換器2側熱交
換量の低下を防止し、COPの低下を阻止することがで
きる。従って、排熱源側の有効な排熱の有無に応じた適
切な装置運転が可能となる。
1,2又は3記載の発明の構成において、高温溶液熱交
換器2および高温排熱熱交換器6への希溶液分配量の制
御を行うようにしたことを特徴としている。
温排熱熱交換器6各々への希溶液分配量(分配比率)を
適切に制御するようにすると、より有効かつ効率的な排
熱の回収が可能となる。
記載の発明の構成において、希溶液分配量の制御は、高
温溶液熱交換器2の熱回収量に応じ、該高温溶液熱交換
器2の熱回収量が最大になるように分配量が制御される
ようになっていることを特徴としている。
希溶液の分配量の制御を、上記高温溶液熱交換器2の熱
回収量に応じて行うようにし、しかもその場合の高温溶
液熱交換器2の熱回収量が最大となるように最適分配量
を制御するようにすると、特に有効にCOPが向上する
ようになる。
式冷凍装置によると、広い排熱温度域に亘り有効かつ効
率的に熱回収を行うことができる高効率で低コストの排
熱投入型吸収式冷凍装置を提供することができる。
明の実施の形態1に係る排熱投入型吸収式冷凍装置の構
成を示している。この排熱投入型吸収式冷凍装置は、例
えば冷媒として水、吸収液として臭化リチウム(LiB
r)を採用して構成されている。
り、ガスバーナ等の加熱源を備えている。該高温再生器
1は、吸収器(ABS)4から供給される吸収作用完了
後の例えば臭化リチウム希溶液を加熱沸騰させて、冷媒
蒸気である水蒸気と吸収液である臭化リチウム濃溶液と
に分離再生するようになっている。
ム希溶液は、吸収器4において吸収液である臭化リチウ
ム濃溶液に冷媒蒸気である水蒸気を吸収させることによ
って得られ、すでに述べたように通常は溶液ポンプ14
(P)により、低温溶液熱交換器(LLX)3、高温溶
液熱交換器(HLX)2を介して、高温再生器1および
低温再生器(LG)8側からの相対的に温度が高い臭化
リチウム濃溶液によって加熱され順次有効に予熱された
後に高温再生器1に還流されるが、この実施の形態の場
合には、図示のように上記希溶液ラインL1中の当該低
温溶液熱交換器3と高温溶液熱交換器2との間に電磁3
方切換弁20が設けられており、低温溶液熱交換器3の
出口部分で上記高温再生器1側への希溶液ラインL1を
少なくとも高温溶液熱交換器2を有する分岐ラインL11
と排熱投入熱交換器5を有する分岐ラインL12との2本
の並列な分岐ラインL11,L12に分岐させて効率良く熱
回収を行うようになっている。
インバータ制御手段(INV)21により駆動制御され
るガス流体ポンプ(熱媒体ポンプP)22と、該ガス流
体ポンプ22により流量制御弁23,24を介して流量
制御(回転数制御)される自家発電機用マイクロガスタ
ービン(MGT)25A,25Bとを備えたコージェネ
レーションシステムの排ガスライン(排熱媒体ライン)
L9を介して高温(温度TW=130℃)の排熱が投入
されるようになっている。そして、該投入された高温の
排熱(130℃)を上記電磁3方切換弁20により分岐
された上記排熱回収ラインとしての分岐ラインL12を流
れる希溶液(69℃)側に熱回収させて同希溶液の温度
69℃を例えば125℃程度に高めた後に高温再生器1
に戻す。
た水蒸気は、水蒸気ラインL4,L5により低温再生器
(LG)8、減圧弁12を介して凝縮器(COND)9
に送られ、凝縮液化されて凝縮水となり、さらに凝縮水
ラインL6により減圧弁11を介して蒸発器(EVA)
10の凝縮水散布装置部分へ供給される。
内機への冷熱源としての冷水を取り出す熱交換器を備
え、その2次側冷凍サイクルを循環する冷媒水と上記凝
縮器9から送られてくる凝縮水とを相互に熱交換させ、
凝縮水を蒸発させることによって2次側冷媒水を例えば
冷房運転時の冷熱源である冷水に形成する。一方、蒸発
した凝縮水は、冷媒蒸気として冷媒蒸気ラインL7を介
して吸収器4に供給される。
化リチウム濃溶液(130℃)は、先ず濃溶液ラインL
2を介し上記高温溶液熱交換器2において分岐ラインL
11を介して供給される上記吸収器4からの吸収作用が完
了した臭化リチウム希溶液(97℃)と熱交換されて降
温(105℃)された後に、減圧弁7を介して減圧さ
れ、低温再生器8で低温再生される(79℃)。その
後、該低温再生された臭化リチウム濃溶液は、濃溶液ラ
インL3中の低温溶液熱交換器3を介して吸収器4から
の希溶液(39℃)と熱交換されて、さらに降温(46
℃)された後に減圧弁13を介して上記吸収器4の吸収
液分配用ヘッダ内に供給される。
熱交換器3からの臭化リチウム濃溶液と上記蒸発器10
からの冷媒蒸気とが上記吸収液分配用ヘッダを介して下
方に垂直に流される吸収伝熱管と、該吸収伝熱管の外周
部上下方向に所定の間隔で並設された多数枚の放熱フィ
ンと、吸収伝熱管に冷却空気を送風する送風ファンとを
備えて構成されている。
高温溶液熱交換器2、低温再生器8、低温溶液熱交換器
3を介して供給されてくる臭化リチウム濃溶液に対し、
上記蒸発器10で蒸発した冷媒蒸気を吸収させることに
よって、上述のように臭化リチウム希溶液を形成する。
この臭化リチウム希溶液は、一旦吸収器4の下部ヘッダ
内に留められた後、さらに希溶液ラインL1中の上記溶
液ポンプ14により上述したように低温溶液熱交換器
3、電磁3方切換弁20を介して高温溶液熱交換器2側
分岐ラインL11又は排熱投入熱交換器5側分岐ラインL
12を介して各々有効に熱回収されて加熱昇温された後に
高温再生器1に戻されて再び高温再生される。
入熱交換器5が高温溶液熱交換器2に対して並列に設置
されることになるために、前述した従来例のように排熱
投入熱交換器5の温度と高温溶液熱交換器2の温度域が
重なるような場合にも、有効に熱回収を行うことができ
る。
熱交換器3とは直列に設けられることになることから、
排熱の凝縮による腐蝕の発生も生じない。
0は、排熱の有無に応じて切換制御されるようになって
おり、排熱の無い時には、上記希溶液ラインL1を高温
溶液熱交換器2側の分岐ラインL11の方にのみ切換えて
分岐ラインL12の方を閉じ高温溶液熱交換器2側の熱交
換量の低下を防止するようにして、COPの低下を阻止
するようにする。従って、排熱源側の有効な排熱の有無
に応じた適切な装置運転が可能となる。
実施の形態2に係る排熱投入型吸収式冷凍装置の構成を
示している。
1の吸収式冷凍装置の構成において、さらに、その排ガ
スライン(排熱媒体ライン)L9上流側に排熱投入熱交
換器(WX)5と直列に高温排熱熱交換器(HWX)6
を設けるとともに、同高温排熱熱交換器6の希溶液分岐
ラインL12の入口側で上記高温溶液熱交換器2を出た希
溶液分岐ラインL11を合流させたことを特徴とするもの
であり、その他の部分の構成および作用は上記実施の形
態1の吸収式冷凍装置と同一である。
ションシステム側排ガスラインL9上流の高温の排熱を
上記低温溶液熱交換器3を経た希溶液に加え、さらに高
温溶液熱交換器2を経た希溶液でも回収することができ
るようになり、大量の排熱の投入が可能になるとともに
熱回収効率が大きく向上する。
交換器2と高温排熱熱交換器6各々への希溶液分配量
(分配比率)を適切に制御するようにすると、より有効
かつ効率的な排熱の回収が可能となる。そして、その場
合に、該希溶液分配量の制御を例えば上記高温溶液熱交
換器2の熱回収量に応じて行うようにし、かつ高温溶液
熱交換器2の熱回収量が最大となるようにその最適分配
量を制御するようにすると、特に有効にCOPが向上す
るようになる。
の熱回収量は、例えば同高温溶液熱交換器2の入口と出
口の温度を検出して行われる。
形態では、排熱媒体として例えば排ガス流体を採用した
が、これは例えば相対的に高温の液流体であっても良い
ことは言うまでもなく、各種の熱媒体の熱を利用するこ
とができる。
式冷凍装置の構成を示す冷凍サイクル図である。
式冷凍装置の要部の構成を示す冷凍サイクル図である。
を示す冷凍サイクル図である。
低温溶液熱交換器(LLX)、4は吸収器(ABS)、
5は排熱投入型熱交換器(WX)、6は高温排熱熱交換
器(HWX)、7は減圧弁、8は低温再生器(LG)、
9は凝縮器(COND)、10は蒸発器(EVA)、1
1,12,13は減圧弁、14は溶液ポンプ(P)、2
0は電磁3方切換弁、21はインバータ制御手段(IN
V)、22はガス流体ポンプ(P)、23,24は流量
制御弁、25A,25Bはマイクロガスタービン(MG
T)である。
Claims (5)
- 【請求項1】 高温再生器(1)、高温溶液熱交換器
(2)、低温溶液熱交換器(3)、吸収器(4)を備
え、吸収器(4)からの希溶液が、低温溶液熱交換器
(3)、高温溶液熱交換器(2)を介して高温再生器
(1)に戻される希溶液ライン(L1)中に所定の排熱
源からの排熱を投入するようにしてなる排熱投入型吸収
式冷凍装置において、上記低温溶液熱交換器(3)の出
口側で上記希溶液ライン(L1)を少なくとも2本並列
に分岐し、一方側分岐ライン(L12)に排熱投入熱交換
器(5)を、他方側分岐ライン(L11)に高温溶液熱交
換器(2)を設けたことを特徴とする排熱投入型吸収式
冷凍装置。 - 【請求項2】 排熱投入熱交換器(5)の排熱ライン上
流側に高温排熱熱交換器(6)を直列に設け、高温溶液
熱交換器(2)の出口側分岐ライン(L11)を当該高温
排熱熱交換器(6)の入口側分岐ライン(L12)に合流
させたことを特徴とする請求項1記載の排熱投入型吸収
式冷凍装置。 - 【請求項3】 希溶液ライン(L1)の分岐部には、電
磁切換弁(20)が設けられ、排熱源側に排熱が発生し
ていない時には、排熱投入熱交換器(5)側分岐ライン
(L12)を閉じるようにしたことを特徴とする請求項1
又は2記載の排熱投入型吸収式冷凍装置。 - 【請求項4】 高温溶液熱交換器(2)および高温排熱
熱交換器(6)への希溶液分配量の制御を行うようにし
たことを特徴とする請求項1,2又は3記載の排熱投入
型吸収式冷凍装置。 - 【請求項5】 希溶液分配量の制御は、高温溶液熱交換
器(2)の熱回収量に応じ、該高温溶液熱交換器(2)
の熱回収量が最大になるように分配量が制御されるよう
になっていることを特徴とする請求項4記載の排熱投入
型吸収式冷凍装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32482399A JP4288799B2 (ja) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | 排熱投入型吸収式冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32482399A JP4288799B2 (ja) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | 排熱投入型吸収式冷凍装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001141326A true JP2001141326A (ja) | 2001-05-25 |
JP4288799B2 JP4288799B2 (ja) | 2009-07-01 |
Family
ID=18170084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32482399A Expired - Fee Related JP4288799B2 (ja) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | 排熱投入型吸収式冷凍装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4288799B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007010310A (ja) * | 2006-08-16 | 2007-01-18 | Osaka Gas Co Ltd | ガスタービン組込み吸収式冷凍機 |
CN103267384A (zh) * | 2013-05-22 | 2013-08-28 | 山东大学 | 一种输出冷功比可调的氨动力/制冷复合循环系统 |
-
1999
- 1999-11-16 JP JP32482399A patent/JP4288799B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007010310A (ja) * | 2006-08-16 | 2007-01-18 | Osaka Gas Co Ltd | ガスタービン組込み吸収式冷凍機 |
CN103267384A (zh) * | 2013-05-22 | 2013-08-28 | 山东大学 | 一种输出冷功比可调的氨动力/制冷复合循环系统 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP4288799B2 (ja) | 2009-07-01 |
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