JP2004332991A - 排熱回収熱交換器を有する吸収冷凍機 - Google Patents
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Abstract
【課題】排熱媒体温度を高め、その利用価値を高めると共に、加熱源媒体からの熱回収における環境面での改善と機器の信頼性を高めることができる吸収冷凍機を提供する。
【解決手段】吸収冷凍機の吸収溶液を加熱再生させる再生器ＧＨと、該再生器から流出する加熱源として利用された媒体を加熱媒体６１とし、外部から供給される低排熱源から熱回収された排熱媒体を被加熱媒体４０とする排熱回収熱交換器ＧＨＸを備えた吸収冷凍機としたものであり、前記排熱回収熱交換器には、流出する被加熱媒体の温度を所定範囲に維持するような制御機構を備えることができ、また、前記排熱回収熱交換器は、流入部と流出部が同一端部で固定された伝熱管を有し、該伝熱管は、前記流入部と流出部との間において、少なくとも一つの折り曲げ部が形成されている。
【選択図】 図１
【解決手段】吸収冷凍機の吸収溶液を加熱再生させる再生器ＧＨと、該再生器から流出する加熱源として利用された媒体を加熱媒体６１とし、外部から供給される低排熱源から熱回収された排熱媒体を被加熱媒体４０とする排熱回収熱交換器ＧＨＸを備えた吸収冷凍機としたものであり、前記排熱回収熱交換器には、流出する被加熱媒体の温度を所定範囲に維持するような制御機構を備えることができ、また、前記排熱回収熱交換器は、流入部と流出部が同一端部で固定された伝熱管を有し、該伝熱管は、前記流入部と流出部との間において、少なくとも一つの折り曲げ部が形成されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収冷凍機に係り、特に、加熱源からの排熱回収を行う環境面での改善と機器の信頼性を高めた排熱回収熱交換器を備えた吸収冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】実開昭５６−９３６４７号公報
【特許文献２】特開昭５２−１１２１５７号公報
吸収冷凍機の加熱源としては、蒸気やバーナによる燃料の燃焼ガスが一般的である。
これらの加熱源の有効利用を図るために、各種の提案がなされている。
例えば、加熱源として、燃焼ガスが使われる場合は、再生器を流出する燃焼ガスとバーナに供給される燃焼用空気との熱交換を行い、燃焼ガスの排熱を回収する方法（実開昭５６−９３６４７号公報）、又は、再生器を流出する燃焼ガスと吸収冷凍サイクル内の吸収溶液との熱交換を行い、燃焼ガスの排熱を回収する方法（特開昭５２−１１２１５７号公報）などがある。
これら従来の方法は、排熱を回収するという点では有効であるが、次の問題があった。
燃焼用空気と熱交換する場合は、燃焼空気が高温となり、その結果燃焼により発生する窒素酸化物が増大し、環境面での問題があること、及び、更には燃焼空気が高温になることにより、火炎検出装置の冷却が必要になる場合があり、装置が複雑、高価になる。
【０００３】
吸収冷凍サイクル内の吸収溶液と熱交換する場合は、吸収溶液は腐食性が極めて高いため、熱交換器部において腐食が懸念されるという問題があった。腐食は高温になればなるほどその危険が高くなり、２００℃から２５０℃近辺の高温燃焼ガスではその危険が一段と高まってくる。更には、吸収溶液系統は気密性の維持が重要な課題であり、もし、腐食が発生すればこの気密性の維持ができなくなり、吸収冷凍機の運転が不可能となってしまうという問題がある。
一方、近年は、コージェネレーションシステム（以下ＣＧＳという）の効率を改善する目的で、排熱を有効利用する各種の手法が検討されている。
例えば、エンジンの排熱を温水等の排熱媒体として取り出し、これを給湯、暖房、冷房用途に利用する方法である。この場合は、温水の温度は９０℃前後であり、給湯や暖房には十分でも、冷房用途としてはまだ不十分であり、さらに高温が要望されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑み、吸収冷凍機の加熱源として利用された後の加熱源媒体と前記のＣＧＳからの排熱媒体とを熱交換することにより、排熱媒体温度を高め、その利用価値を高めると共に、加熱源媒体からの熱回収における環境面での改善と機器の信頼性を高めることができる吸収冷凍機を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、吸収冷凍機の吸収溶液を加熱再生させる再生器と、該再生器から流出する加熱源として利用された媒体を加熱媒体とし、外部から供給される低排熱源から熱回収された排熱媒体を被加熱媒体とする排熱回収熱交換器とを備えたことを特徴とする吸収冷凍機としたものである。
前記吸収冷凍機において、排熱回収熱交換器に流入する被加熱媒体の流路には、該熱交換器から流出する被加熱媒体の温度を所定範囲に維持するような制御機構を備えることができ、また、該排熱回収熱交換器は、流入部と流出部が同一端部で固定された伝熱管を有し、該伝熱管は、前記流入部と流出部の間において、少なくとも一つの折り曲げ部が形成されているものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に用いる主要部の一例を示す概略構成図である。
図１では、加熱源として、バーナによる燃焼ガスを用いている。バーナ６０で発生した高温燃焼ガスは、再生器ＧＨ内の吸収溶液を加熱し、吸収溶液から冷媒を再生後に加熱媒体として加熱源流路６１を経由し、排熱回収熱交換器ＧＨＸに流入し、ここで、外部から供給された被加熱媒体である排熱媒体を加熱し、自らはその温度を低下させて環境中に排出される。
一方、ＣＧＳ等からの排熱媒体である温水は、流路４０から供給され、排熱回収熱交換器ＧＨＸに導入され、流路４１から流出し、排熱媒体の有効利用先に供給される。
排熱媒体の有効利用先としては、給湯、暖房、単効用吸収冷凍機の再生器の加熱源、自らの吸収冷凍サイクル内の溶液の加熱への利用等が考えられるが、利用先を特定するものではない。
【０００７】
図１においては、再生器から流出する加熱源媒体の温度が２３０℃の場合であり、そのまま環境中に排出された場合は、約１０％の熱量が無駄に排出されることとなるが、排熱回収熱交換器により、加熱源媒体温度が１００℃まで回収できれば、無駄に排出される熱量は４％であり、６％の熱量が回収でき、この熱量が排熱媒体に付加されることになる。
また、図１では、排熱媒体の出口温度を所定範囲に維持するための制御機構として、制御弁Ｖ５、Ｖ６及び温度センサー４３を設けている。これは排熱媒体の温度が異常に上昇することを防止するためのものである。例えば、排熱媒体出口温度が所定範囲を超えた場合は、温度センサー４３にてそれを検出し、制御弁Ｖ５を閉方向に制御し、制御弁Ｖ６を開方向に制御し、排熱媒体の一部を排熱回収熱交換器をバイパスするように、この制御機構を作動させる。
排熱媒体の温度は、通常は１００℃未満に制御することが好ましい。
【０００８】
図１では、加熱源媒体として、バーナによる燃焼ガスを例に記述しているが、これに特定されることなく、蒸気、高温水、他の燃焼機器、例えば、ガスタービンからの排ガスでもよい。さらに、排熱媒体としては、ＣＧＳからの排熱以外に、燃料電池や、焼却設備、プラントからの排熱媒体であってもよい。
次に、本発明に用いる排熱回収装置の一例を、図２に従って説明する。
これは、排熱回収熱交換器ＧＨＸに関する一例を示すものである。
伝熱管３０は、Ｕ字状に折り曲げられて構成されている。排熱媒体である温水は、ヘッダ３２に設けられた入口３３から流入し、伝熱管３０の内部を流れて出口３４から流出する。伝熱管３０は、複数の伝熱部で構成されるが、この例では１個の伝熱部のみを図示している。この伝熱部は、左側の端部３１で固定されるように構成されている。
【０００９】
加熱源媒体である燃焼ガスは、入口３５から流入し、出口３６から流出する。伝熱管をＵ字状に構成したのは、排熱媒体が供給されなかった場合の異常過熱による熱応力による破損を防止するための構造である。
図２の例では、伝熱管は１箇所で折り曲げられているが、複数の折り曲げ部が有り、伝熱管が蛇行する形状としてもよい。
また、伝熱を改善するためのフイン３８が、伝熱管３０の外面に設けられている。
この伝熱部を、プレートフイン形の熱交換器として構成してもよいことは言うまでもない。
この排熱回収熱交換器は、吸収冷凍機の燃焼ガス出口部とフランジ等により接続し、分解点検が容易にできるようにすることが好ましい。
【００１０】
【発明の効果】
本発明により、加熱源媒体からの排熱を有効に回収し、ＣＧＳ等からの排熱媒体の温度を上げることにより、その利用価値を高めると共に、従来技術の欠点である窒素酸化物の増大も抑制することができ、環境面での改善も可能となる。
さらには、腐食性の高い吸収溶液との熱交換では無く、温水等の腐食性の低い媒体との熱交換により、機器の信頼性を高めることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる再生器と排熱回収熱交換器の一例を示す概略構成図。
【図２】本発明に用いる排熱回収熱交換器の一例を示す断面構成図である。
【符号の説明】
ＧＨ：再生器本体、ＧＨＸ：排熱回収熱交換器、Ｖ５、Ｖ６：制御弁、３０：伝熱管、３１：管板、３２：ヘッダー、３３：排熱媒体入口、３４：排熱媒体出口、３５：加熱源入口、３６：加熱源出口、３７：仕切り板、３８：フイン、４０、４１：排熱媒体流路、４３：温度センサー、６０：バーナ、６１：加熱源流路
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収冷凍機に係り、特に、加熱源からの排熱回収を行う環境面での改善と機器の信頼性を高めた排熱回収熱交換器を備えた吸収冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】実開昭５６−９３６４７号公報
【特許文献２】特開昭５２−１１２１５７号公報
吸収冷凍機の加熱源としては、蒸気やバーナによる燃料の燃焼ガスが一般的である。
これらの加熱源の有効利用を図るために、各種の提案がなされている。
例えば、加熱源として、燃焼ガスが使われる場合は、再生器を流出する燃焼ガスとバーナに供給される燃焼用空気との熱交換を行い、燃焼ガスの排熱を回収する方法（実開昭５６−９３６４７号公報）、又は、再生器を流出する燃焼ガスと吸収冷凍サイクル内の吸収溶液との熱交換を行い、燃焼ガスの排熱を回収する方法（特開昭５２−１１２１５７号公報）などがある。
これら従来の方法は、排熱を回収するという点では有効であるが、次の問題があった。
燃焼用空気と熱交換する場合は、燃焼空気が高温となり、その結果燃焼により発生する窒素酸化物が増大し、環境面での問題があること、及び、更には燃焼空気が高温になることにより、火炎検出装置の冷却が必要になる場合があり、装置が複雑、高価になる。
【０００３】
吸収冷凍サイクル内の吸収溶液と熱交換する場合は、吸収溶液は腐食性が極めて高いため、熱交換器部において腐食が懸念されるという問題があった。腐食は高温になればなるほどその危険が高くなり、２００℃から２５０℃近辺の高温燃焼ガスではその危険が一段と高まってくる。更には、吸収溶液系統は気密性の維持が重要な課題であり、もし、腐食が発生すればこの気密性の維持ができなくなり、吸収冷凍機の運転が不可能となってしまうという問題がある。
一方、近年は、コージェネレーションシステム（以下ＣＧＳという）の効率を改善する目的で、排熱を有効利用する各種の手法が検討されている。
例えば、エンジンの排熱を温水等の排熱媒体として取り出し、これを給湯、暖房、冷房用途に利用する方法である。この場合は、温水の温度は９０℃前後であり、給湯や暖房には十分でも、冷房用途としてはまだ不十分であり、さらに高温が要望されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑み、吸収冷凍機の加熱源として利用された後の加熱源媒体と前記のＣＧＳからの排熱媒体とを熱交換することにより、排熱媒体温度を高め、その利用価値を高めると共に、加熱源媒体からの熱回収における環境面での改善と機器の信頼性を高めることができる吸収冷凍機を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、吸収冷凍機の吸収溶液を加熱再生させる再生器と、該再生器から流出する加熱源として利用された媒体を加熱媒体とし、外部から供給される低排熱源から熱回収された排熱媒体を被加熱媒体とする排熱回収熱交換器とを備えたことを特徴とする吸収冷凍機としたものである。
前記吸収冷凍機において、排熱回収熱交換器に流入する被加熱媒体の流路には、該熱交換器から流出する被加熱媒体の温度を所定範囲に維持するような制御機構を備えることができ、また、該排熱回収熱交換器は、流入部と流出部が同一端部で固定された伝熱管を有し、該伝熱管は、前記流入部と流出部の間において、少なくとも一つの折り曲げ部が形成されているものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に用いる主要部の一例を示す概略構成図である。
図１では、加熱源として、バーナによる燃焼ガスを用いている。バーナ６０で発生した高温燃焼ガスは、再生器ＧＨ内の吸収溶液を加熱し、吸収溶液から冷媒を再生後に加熱媒体として加熱源流路６１を経由し、排熱回収熱交換器ＧＨＸに流入し、ここで、外部から供給された被加熱媒体である排熱媒体を加熱し、自らはその温度を低下させて環境中に排出される。
一方、ＣＧＳ等からの排熱媒体である温水は、流路４０から供給され、排熱回収熱交換器ＧＨＸに導入され、流路４１から流出し、排熱媒体の有効利用先に供給される。
排熱媒体の有効利用先としては、給湯、暖房、単効用吸収冷凍機の再生器の加熱源、自らの吸収冷凍サイクル内の溶液の加熱への利用等が考えられるが、利用先を特定するものではない。
【０００７】
図１においては、再生器から流出する加熱源媒体の温度が２３０℃の場合であり、そのまま環境中に排出された場合は、約１０％の熱量が無駄に排出されることとなるが、排熱回収熱交換器により、加熱源媒体温度が１００℃まで回収できれば、無駄に排出される熱量は４％であり、６％の熱量が回収でき、この熱量が排熱媒体に付加されることになる。
また、図１では、排熱媒体の出口温度を所定範囲に維持するための制御機構として、制御弁Ｖ５、Ｖ６及び温度センサー４３を設けている。これは排熱媒体の温度が異常に上昇することを防止するためのものである。例えば、排熱媒体出口温度が所定範囲を超えた場合は、温度センサー４３にてそれを検出し、制御弁Ｖ５を閉方向に制御し、制御弁Ｖ６を開方向に制御し、排熱媒体の一部を排熱回収熱交換器をバイパスするように、この制御機構を作動させる。
排熱媒体の温度は、通常は１００℃未満に制御することが好ましい。
【０００８】
図１では、加熱源媒体として、バーナによる燃焼ガスを例に記述しているが、これに特定されることなく、蒸気、高温水、他の燃焼機器、例えば、ガスタービンからの排ガスでもよい。さらに、排熱媒体としては、ＣＧＳからの排熱以外に、燃料電池や、焼却設備、プラントからの排熱媒体であってもよい。
次に、本発明に用いる排熱回収装置の一例を、図２に従って説明する。
これは、排熱回収熱交換器ＧＨＸに関する一例を示すものである。
伝熱管３０は、Ｕ字状に折り曲げられて構成されている。排熱媒体である温水は、ヘッダ３２に設けられた入口３３から流入し、伝熱管３０の内部を流れて出口３４から流出する。伝熱管３０は、複数の伝熱部で構成されるが、この例では１個の伝熱部のみを図示している。この伝熱部は、左側の端部３１で固定されるように構成されている。
【０００９】
加熱源媒体である燃焼ガスは、入口３５から流入し、出口３６から流出する。伝熱管をＵ字状に構成したのは、排熱媒体が供給されなかった場合の異常過熱による熱応力による破損を防止するための構造である。
図２の例では、伝熱管は１箇所で折り曲げられているが、複数の折り曲げ部が有り、伝熱管が蛇行する形状としてもよい。
また、伝熱を改善するためのフイン３８が、伝熱管３０の外面に設けられている。
この伝熱部を、プレートフイン形の熱交換器として構成してもよいことは言うまでもない。
この排熱回収熱交換器は、吸収冷凍機の燃焼ガス出口部とフランジ等により接続し、分解点検が容易にできるようにすることが好ましい。
【００１０】
【発明の効果】
本発明により、加熱源媒体からの排熱を有効に回収し、ＣＧＳ等からの排熱媒体の温度を上げることにより、その利用価値を高めると共に、従来技術の欠点である窒素酸化物の増大も抑制することができ、環境面での改善も可能となる。
さらには、腐食性の高い吸収溶液との熱交換では無く、温水等の腐食性の低い媒体との熱交換により、機器の信頼性を高めることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる再生器と排熱回収熱交換器の一例を示す概略構成図。
【図２】本発明に用いる排熱回収熱交換器の一例を示す断面構成図である。
【符号の説明】
ＧＨ：再生器本体、ＧＨＸ：排熱回収熱交換器、Ｖ５、Ｖ６：制御弁、３０：伝熱管、３１：管板、３２：ヘッダー、３３：排熱媒体入口、３４：排熱媒体出口、３５：加熱源入口、３６：加熱源出口、３７：仕切り板、３８：フイン、４０、４１：排熱媒体流路、４３：温度センサー、６０：バーナ、６１：加熱源流路
Claims (3)
- 吸収冷凍機の吸収溶液を加熱再生させる再生器と、該再生器から流出する加熱源として利用された媒体を加熱媒体とし、外部から供給される低排熱源から熱回収された排熱媒体を被加熱媒体とする排熱回収熱交換器とを備えたことを特徴とする吸収冷凍機。
- 前記排熱回収熱交換器に流入する被加熱媒体の流路には、該熱交換器から流出する被加熱媒体の温度を所定範囲に維持するような制御機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
- 前記排熱回収熱交換器は、流入部と流出部が同一端部で固定された伝熱管を有し、該伝熱管は、前記流入部と流出部との間において、少なくとも一つの折り曲げ部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の吸収冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003127733A JP2004332991A (ja) | 2003-05-06 | 2003-05-06 | 排熱回収熱交換器を有する吸収冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003127733A JP2004332991A (ja) | 2003-05-06 | 2003-05-06 | 排熱回収熱交換器を有する吸収冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004332991A true JP2004332991A (ja) | 2004-11-25 |
Family
ID=33504128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003127733A Pending JP2004332991A (ja) | 2003-05-06 | 2003-05-06 | 排熱回収熱交換器を有する吸収冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004332991A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008175518A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-31 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 熱交換器 |
-
2003
- 2003-05-06 JP JP2003127733A patent/JP2004332991A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008175518A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-31 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 熱交換器 |
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