JP2004239445A - 吸収式冷温水機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸収式冷温水機の構成要素を増やさずに信頼性を向上させる。
【解決手段】吸収式冷温水機１は、排ガス焚き再生器１０と、流体流路２２と、流体開閉手段３０と、温度検出手段３１と、バーナ１２ａの燃焼を熱源とする直焚き再生器１２と、吸収器から排ガス焚き再生器に溶液を送液するポンプ３８と、制御部７２とを備え、直焚き再生器１２のバーナ１２ａは燃焼用ブロワー１２ｂを有し、制御部７２は、流体流路２２により流体流路を通流する排ガスが遮断されているとき、温度検出手段３１により検出された温度が予め設定した温度以上になると、バーナ１２ａの燃焼が停止している状態で燃焼用ブロワー１２ｂとポンプ３８とを駆動する構成とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収式冷温水機に係り、特に、排ガス源からの排ガスを熱源とする排ガス焚き再生器とバーナを熱源とする直焚き再生器とを備えた吸収式冷温水機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排ガスを熱源とする排ガス焚き再生器を備えた吸収式冷温水機は、流体流路を介して排ガスを発生する機器からの排ガスを排ガス焚き再生器に導き、排出流路によって排ガス焚き再生器から排ガスを排出している。
【０００３】
このような吸収式冷温水機は、運転を停止しているとき、或いは、冷暖房負荷などといった負荷が小さく排ガスが不要であるとき、排ガス発生器からの排ガスが再生器に通流しないように、例えば排ガス発生器と排ガス焚き再生器を連結する流体流路に排ガスを遮断するダンパーを設けた構成としている。
【０００４】
ところが、ダンパーは、その構造上シール性に限界がある。つまり、ダンパーを閉止して排ガスを遮断したとしても、完全に排ガスの流れを止めることはできない場合がある。したがって、遮断したダンパーの隙間から排ガスが漏洩して排ガス焚き再生器に流入し、流入した排ガスにより排ガス焚き再生器内の溶液が加熱される。その結果、排ガス焚き再生器内の溶液が濃縮されることによる晶析、さらに結露などが発生して排ガス焚き再生器を構成する部材に腐食などが生じる場合がある。それゆえ、保守点検を実施する頻度が増加するなど、吸収式冷温水機の信頼性が悪くなる。
【０００５】
これに対して、従来の排ガス焚き再生器を備えた吸収式冷温水機では、排ガスを発生する機器からの排ガスを通流させて排出するバイパス管路を流体流路から分岐して設け、そのバイパス流路と流体流路との分岐部に、バイパス流路側のダンパーと排出流路側のダンパーとの２つのダンパーを設け、排ガスの流れをバイパス流路方向と排ガス焚き再生器方向とに切り換える構成としている。さらに、流体流路に設けられたダンパーと排ガス焚き再生器との間の部分に気体を吹き込むブロワーを含む送気手段を設けている。これにより、排ガスを発生する機器が排ガスを発生しているときに吸収式冷温水機が停止している場合、排ガス流路側のダンパーを閉じ、バイパス流路側のダンパーを開いて排ガスをバイパス流路に導くと共に、送気手段により、排出流路内に気体を送気することで排ガス焚き再生器内に排ガスが流入しないようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、流体流路に間隔をおいて２つのダンパーを、さらにバイパス管路と排出管路とに各々ダンパーを設けると共に、流体流路のこれら２つのダンパー間の部分に送気手段、そして、流体流路のこれらの２つのダンパー間の部分における圧力と、排ガスの流れに対して上流側に位置するダンパーよりも上流側の流体流路の部分における圧力との圧力差を検出するための圧力検出手段を設けた構成としているものもある。これにより、吸収式冷温水機が停止している場合、流体流路に設けられた２つのダンパー間の部分における圧力を送気手段により加圧することで、ダンパーの漏れによる排ガス焚き再生器への排ガスの流入を防いでいる（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
さらに、流体流路にダンパーとエゼクターを排ガスの流れに対して順次設けた構成としているものもある。これにより、吸収式冷温水機が停止している場合、流体流路側のダンパーを閉じ、閉止したダンパーより下流側の部分内のガスをエゼクターにより吸引することで排ガス焚き再生器内に排ガスが流入することを防止している（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１６８５４４号公報（第３―４頁、第１図）
【特許文献２】
実開昭５７−３０６８０号公報（第４―１０頁、第２図）
【特許文献３】
特開平１１−１８２９７４号公報（第２―３頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１乃至３のように、ブロワーやエゼクター或いは圧力検出手段等を設けると、吸収式冷温水機を構成する要素つまり部材や機器類の数が増加する。したがって、吸収式冷温水機の構成が複雑になるため、製造及び組立などのコストが増大するという問題がある。
【００１０】
本発明の課題は、吸収式冷温水機の構成要素を増やさずに信頼性を向上させることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の吸収式冷温水機は、排ガスを発生する機器からの排ガスを熱源とする排ガス焚き再生器と、排ガス焚き再生器へ排ガスを通流させる流体流路と、流体流路に設けられて排ガスを通流または遮断するダンパーを含む流体開閉手段と、排ガス焚き再生器又は流路を通流する排ガスの温度を検出する温度検出手段と、バーナの燃焼を熱源とする直焚き再生器と、吸収器から排ガス焚き再生器に溶液を送液するポンプと、流体開閉手段とバーナとポンプを制御する制御部とを備え、直焚き再生器のバーナは、燃焼用空気をバーナに供給する燃焼用ブロワーを有し、制御部は、流体開閉手段により流体流路を通流する排ガスが遮断されているとき、温度検出手段により検出された温度が予め設定した温度以上になると、バーナの燃焼が停止している状態で燃焼用ブロワーとポンプとを駆動する構成とすることにより上記課題を解決する。
【００１２】
このような構成とすることにより、ダンパーから漏洩した排ガスにより排ガス焚き再生器内の溶液例えば稀溶液又は濃溶液が設定温度以上に昇温された場合でも、制御部により燃焼用ブロワーとポンプが駆動されるので、排ガス焚き再生器内の溶液の温度上昇を防ぐことができる。すなわち、制御部が温度検出手段からの信号に基づいてポンプを駆動するので、吸収器内の溶液が排ガス焚き再生器に供給され、排ガス焚き再生器内の溶液が直焚き再生器に導かれ、直焚き再生器内の溶液が低温再生器に供給され、低温再生器内の溶液が吸収器に供給されて吸収式冷温水機内での溶液の循環が生じる。このとき、制御部はバーナを停止状態に維持しながら既存の燃焼用ブロワーも駆動するので、直焚き再生器においてポンプにより循環される溶液と燃焼用ブロワーから送気された周囲空気との間で熱交換が行われる。すなわち、溶液が装置回路内で循環されながら、熱交換用流路においてその溶液に内包した熱が燃焼用ブロワーからの周囲空気により大気に放出される。したがって、制御部により既存の燃焼用ブロワーとポンプのみを駆動させれば、排ガス焚き再生器内の溶液が、閉止状態の流体流路閉止手段から漏洩した排ガスによって昇温されるのを防ぐことができる。それゆえ、ブロワーやエゼクター等の新たな構成要素を増設することなく溶液の晶析や結露等の発生を防ぐことが可能になり、吸収式冷温水機の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用してなる吸収式冷温水機の一実施形態について図１を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる吸収式冷温水機の概略構成を示す図である。
【００１４】
本実施形態の吸収式冷温水機１は、図１に示すように、排ガス焚き再生器１０、直焚き再生器１２、低温再生器１４、凝縮器１６、蒸発器１８、そして吸収器２０などで構成されている。排ガス焚き再生器１０は、燃焼による排ガスを発生する機器からの排ガスと稀溶液との間で熱交換を行い、排ガスが有する熱で稀溶液を加熱し冷媒蒸気を発生させるものである。このような排ガス焚き再生器１０は、直焚き再生器１２、低温再生器１４、凝縮器１６、蒸発器１８、そして吸収器２０などよりも上に設置されている。
【００１５】
排ガス焚き再生器１０は、図１に示すように、燃焼による排ガスを発生する機器類から排ガスを排ガス焚き再生器１０内の排ガスの流路に導く導入流路となる導入ダクト２２、そして、排ガス焚き再生器１０内の排ガスの流路から排ガスを排出するための排出流路となる排出ダクト２４が連結されている。導入ダクト２２と排出ダクト２４とは、導入ダクト２２から分岐し、排出ダクト２４に合流してバイパス流路となるバイパスダクト２６で連結されている。導入ダクト２２とバイパスダクト２６との分岐部２８には、導入ダクト２２とバイパスダクト２６とに排ガスの流れを切り換える流体開閉手段３０が設けられている。流体開閉手段３０は、第１ダンパー３０ａ及び第２ダンパー３０ｂの２つのダンパーを備えている。第１ダンパー３０ａは、分岐部３０の導入ダクト２２側に設けられている。第２ダンパー３０ｂは、分岐部３０のバイパスダクト２６側に設けられている。バイパスダクト２６と排出ダクト２４との合流部３２よりも排ガスの流れに対して上流側の排出ダクト２４の部分には、流体開閉手段３４が設けられている。流体開閉手段３４には、第３ダンパー３４ａが備えられている。
【００１６】
このような排ガス焚き再生器１０には、図１に示すように、吸収器２０で生成された稀溶液を排ガス焚き再生器１０内の稀溶液の流路に導く稀溶液管路３６が連結されている。稀溶液管路３６の吸収器２０からの出口部分には、稀溶液を送液するためのポンプ３８が設けられている。排ガス焚き再生器１０の底部には、排ガス焚き再生器１０内の稀溶液または濃溶液が通流する溶液管路４０の一端が連結されている。溶液管路４０の他端は、直焚き再生器１２に連結されている。排ガス焚き再生器１０の上部には、排ガス焚き再生器１０内で生成された冷媒蒸気が通流する冷媒蒸気管路４２の一端が連結されており、冷媒蒸気管路４２の他端は、冷媒蒸気と中間濃溶液とを分離する気液分離器であるセパレータ４４に連結されている。そして、排ガス焚き再生器１０には、排ガス焚き発生器１０内の溶液の温度又は導入ダクト２２内を通流する排ガスの温度を検出する温度センサ３１が付設されている。
【００１７】
直焚き再生器１２は、排ガス焚き再生器１０よりも低い位置に配設されており、排ガス焚き再生器１０の底部に一端が接続した溶液管路４０の他端が連結されている。直焚き再生器１２には、燃焼空気と共に燃料を燃焼するバーナ１２ａと、バーナ１２ａに燃焼用空気を供給する燃焼用ブロワー１２ｂと、バーナ１２ａの燃焼によって発生した燃焼ガスを排出する排出部１２ｃと、溶液管路４０の一部を形成して溶液管路４０内を通流する溶液とバーナ１２ａの燃焼ガスとの間で熱交換を行う熱交換用流路１２ｄが設けられている。そして、熱交換用流路１２ｄには、直焚き再生器１２内の中間濃溶液と冷媒蒸気の気液混合体が通流する揚液管路４８が連結されている。揚液管路４８の他端は、セパレータ４４内で開口している。
【００１８】
低温再生器１４内には、セパレータ４４内と連通し、セパレータ４４内の冷媒蒸気が通流する熱交換用流路１４ａが設置されている。熱交換流路１４ａには、低温再生器１４で液化された熱交換用流路１４ａ内を通流する冷媒液を凝縮器１６に導く第３冷媒蒸気管路５０が連結されている。また、低温再生器１４には、直焚き再生器１２の熱交換器１２ｄ内から流入してきた中間濃溶液を、吸収液２０に送るための濃溶液管路５２の一端が連結されている。濃溶液管路５２の他端は、吸収器２０に連結されている。
【００１９】
凝縮器１６の内部には、冷却水が通流する冷却水管路５４に連結されて、その冷却水管路５４の流路の一部分を形成する熱交換流路１６ａが設けられている。凝縮器５の底部には、冷媒蒸気が凝縮して液化した冷媒が通流する冷媒管路５６の一端が連結されている。冷媒管路５６の他端は、蒸発器１８の内部に設けられた図示していない冷媒散布部に連結されている。蒸発器１８の内部には、蒸発器１８内で冷却または加温されて空調用の室内機などに送られる室内機用冷媒、例えば水が通流する冷温水管路５８が連結されて、その冷温水管路５８の流路の一部分を形成する熱交換流路１８ａが設けられている。そして、図示していない冷媒散布部から、熱交換流路１８ａに対し冷媒を散布する。
【００２０】
吸収器２０は、図示していない連通路を介して蒸発器１８と連通しており、蒸発器１８で発生した冷媒蒸気が吸収器２０に流入可能に構成されている。吸収器２０の内部には、冷却水管路６０に連結されて冷却水の流路の一部分を形成する熱交換流路２０ａが設けられている。また、吸収器２０の内部には、濃溶液管路５２が連結されて熱交換流路２０ａに濃溶液を散布する図示していない濃溶液散布部などが設けられている。吸収器２０の底部には、蒸発器１８で生成された冷媒蒸気を濃溶液が吸収することで生成された稀溶液を排ガス焚き再生器１０に送るための稀溶液管路３６の一端が連結されている。
【００２１】
セパレータ４４の底部には、セパレータ４４内で分離され底部に溜まった中間濃溶液を低温再生器１４に導く中間濃溶液管路６２の一端が連結されている。中間濃溶液管路６２の他端は、低温再生器１４に連結されている。また、中間濃溶液管路６２には、低温再生器１４とセパレータ４４との間に高温熱交換器６４が設けられている。高温熱交換器６４は、稀溶液管路３６内を通流する稀溶液と中間濃溶液管路６２内を通流する溶液との間で熱交換を行うものである。
【００２２】
稀溶液管路３６のポンプ３８よりも稀溶液の流れに対して下流側の部分には、排熱回収器７０との間に低温熱交換器６８が設けられている。低温熱交換器６８は、稀溶液管路３６内を通流する稀溶液と濃溶液管路５２内を通流する濃溶液との間で熱交換を行うものである。なお、冷却水管路６０は、吸収器２０から凝縮器１６を通り冷却水管路５４を経由し、図示していない冷却塔に冷却水が循環するように配管されている。また、稀溶液管路３６内を通流する稀溶液の流れに対し低温熱交換器６８の設置位置より下流側で高温熱交換器６４の設置位置より上流側に位置する稀溶液管路３６の部分には、排ガス焚き再生器１０から排出される排ガスの余熱により稀溶液管路３６内を通流する稀溶液を加熱する排熱回収器７０が設けられている。その排熱回収器７０は、排ガスの通流方向に対して排ガス焚き再生器１０の下流側に位置されると共に、排ガス焚き再生器１０と一体化されて設けられている。そして、温度センサ３１に制御部７２が電気的に接続されており、その制御部７２にバーナ１２ａ、燃焼用ブロワー１６ｂ、ポンプ３８などが電気的に接続されている。
【００２３】
このような構成の吸収式冷温水機１の排ガス焚き再生器１０への排ガスを通流又は遮断する流体開閉手段３０の第１ダンパー３０ａと第２ダンパー３０ｂの動作について説明する。吸収式冷温水機１の運転を行うときで、排ガスを発生する機器類が排ガスを発生しているとき、流体開閉手段３０の第２ダンパー３０ｂは閉じ、第１ダンパー３０ａは開き、さらに、第３ダンパー３４ａも開くことで、排ガスが導入ダクト２２に流れる。これにより、排ガスが排ガス焚き再生器１０内に通流し、その排ガスの排熱により吸収式冷温水機１が駆動される。このとき、本実施形態の吸収式冷温水機１では、直焚き再生器１２を備えているため、排ガス焚き再生器１０において排ガス源からの排ガスによる入熱が所定量に満たない場合に、直焚き再生器１２が駆動されるようにしている。したがって、排ガス源からの排ガスの排熱が少量の場合や排ガスが無い場合でも、直焚き再生器１２に備えたバーナ１２ａの燃焼熱により冷媒蒸気を発生させることができる。
【００２４】
一方、吸収式冷温水機の運転を行わない場合又は空調用の室内側の負荷が小さい場合に、排ガスを発生する機器類が排ガスを発生しているとき、流体開閉手段３０の第２ダンパー３０ｂは開き、第１ダンパー３０ａは閉じ、さらに、第３ダンパー３４も閉じることで、排ガスがバイパスダクト２６に流れるようにする。これにより、排ガスがバイパスダクト２６を流れ、排ガス焚き再生器１０内に通流しなくなる。しかし、第１ダンパー３０ａは、そのダンパーの構造上漏れが発生するため、排ガスが閉止した第１ダンパー３０ａの隙間から導入ダクト２２を介して排ガス焚き再生器１０内に流入する場合がある。流入した排ガスにより排ガス焚き再生器１０内の溶液が加熱される。その結果、排ガス焚き再生器内の溶液が濃縮されることによる晶析、さらに結露などが発生して排ガス焚き再生器１０を構成する部材に腐食などが生じる場合がある。
【００２５】
そこで、本実施形態の吸収式冷温水機１では、排ガス焚き再生器１０の温度又は排ガスダクト２２内のガス温度を温度センサ３１により検出し、その検出値に基づいてポンプ３８と直焚き再生器１２の燃焼用ブロワー１２ｂを制御部７２により駆動することで、排ガス焚き再生器１０内の溶液の温度上昇を回避している。
【００２６】
ここで、制御部７２による制御の一例を説明する。吸収式冷温水機１が運転を停止しているとき、すなわち、バーナ１２ａ及び燃焼用ブロワー１２ｂが停止状態であるとき、排ガスが排ガス焚き再生器１０に導入ダクト２２を介して通流することを防ぐため、第１ダンパー３０ａが閉止されている。閉止された第１ダンパ−３０ａの隙間から排ガスが漏洩し、漏洩した排ガスが排ガス焚き再生器１０に流入すると、その排ガスの排熱により排ガス焚き再生器１０の温度或いは排ガス焚き再生器１０内の溶液例えば稀溶液又は濃溶液の温度が上昇する。その上昇した温度が温度センサ３１により検出され、検出された温度が予め設定された設定値以上であると制御部７２により判定された場合、その制御部７２は、バーナ１２ａを停止状態に維持すると共にポンプ３８と燃焼用ブロワー１２ｂを駆動する制御指令を出力する。
【００２７】
すなわち、本実施形態によれば、温度センサ３１により検出された温度に基づいて制御部７２がポンプ３８を駆動するので、吸収器２０内の溶液が排ガス焚き再生器１０に供給され、排ガス焚き再生器１０内の溶液が直焚き再生器１２に導かれ、直焚き再生器１２内の溶液が低温再生器１４に供給され、低温再生器１４内の溶液が吸収器２０に供給されて吸収冷凍機１内を溶液の循環が生じる。同時に、制御部７２により燃焼用ブロワー１２ｂも駆動されるので、熱交換用流路１２ｄにおいて通流する溶液と燃焼用ブロワー１２ｂから送気された周囲空気との間で熱交換が行われる。つまり、溶液を装置回路内で循環させながら、熱交換用流路１２ｄにおいてその溶液に内包した熱を燃焼用ブロワー１２ｂからの周囲空気により大気に放出するようにしている。このように、制御部７２により既存の燃焼用ブロワー１２ｂとポンプ３８のみを駆動させれば、排ガス焚き再生器１０内の溶液が、閉止状態のダンパー３０ａから漏洩した排ガスによって昇温されるのを防ぐことができる。それゆえ、ブロワーやエゼクター等の新たな構成要素を増設することなく、溶液の晶析や結露等の発生を防ぐことが可能になる。その結果、吸収式冷温水機１の信頼性を向上させることができる。
【００２８】
以上、本実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明に係る吸収式冷温水機１は、これに限られるものではない。例えば、温度センサ３１に代えて、導入ダクト２２内の気体の圧力を検出するセンサ、或いは排ガス焚き再生器１０内の溶液の圧力を検出するセンサを用いることができる。さらに、排ガス焚き再生器１０内の溶液の濃度を検出するセンサを用いることもできる。要するに、溶液の晶析や結露の発生に起因する物理特性を表す信号の変化を検出できるものを用いればよい。
【００２９】
また、分岐部２８に２つのダンパー、つまり第１ダンパー３０ａと第２ダンパー３０ｂを設けた例を説明したが、その２つのダンパーに代えて、１つの３方ダンパーを設けることができる。これにより、ダンパーの数を低減することができ、構成を簡素化することができる。
【００３０】
また、本発明は、本実施形態の構成の吸収式冷温水機に限らず、ダンパーで排ガスの通流を制御する排ガス焚き再生器とバーナを有する直焚き再生器を備えた様々な構成の吸収式冷温水機に適用できる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、吸収式冷温水機の構成要素を増やさずに信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる吸収式冷温水機の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 吸収式冷温水機
１２ 直焚き再生器
１２ａ バーナ
１２ｂ 燃焼用ブロワー
２０ 吸収器
２２ 導入ダクト
３０ 流体開閉手段
３０ａ 第１ダンパー
３１ 温度センサ
３８ ポンプ
７２ 制御部

Claims (1)

1. 排ガスを発生する機器からの排ガスを熱源とする排ガス焚き再生器と、該排ガス焚き再生器へ排ガスを通流させる流体流路と、該流体流路に設けられて前記排ガスを通流または遮断するダンパーを含む流体開閉手段と、前記排ガス焚き再生器又は前記流路を通流する排ガスの温度を検出する温度検出手段と、バーナの燃焼を熱源とする直焚き再生器と、吸収器から前記排ガス焚き再生器に溶液を送液するポンプと、前記流体開閉手段と前記バーナと前記ポンプを制御する制御部とを備え、
   前記直焚き再生器のバーナは、燃焼用空気を該バーナに供給する燃焼用ブロワを有し、
   前記制御部は、前記流体開閉手段により前記流体流路を通流する排ガスが遮断されているとき、前記温度検出手段により検出された温度が予め設定した温度以上になると、前記バーナの燃焼が停止している状態で前記燃焼用ブロワーと前記ポンプとを駆動してなる吸収式冷温水機。

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