JP2005155975A - Absorption refrigerating machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高温再生器に吸収液加熱手段として燃焼装置が添設され、且つ、その燃焼装置から排出された排ガスが保有する熱を吸収液などに回収する熱回収器を備えた吸収冷凍機に関するものである。 The present invention relates to an absorption refrigerating machine provided with a heat recovery unit that is provided with a combustion device as an absorption liquid heating means in a high-temperature regenerator and that recovers heat held by exhaust gas discharged from the combustion device into an absorption liquid. It is about.
この種の吸収冷凍機としては、例えば図4に示したように、高温再生器1の稀吸収液を加熱沸騰させるガスバーナ2から排出された排ガスを、排気管26により高温熱交換器10と高温再生器1との間に設けた熱回収器27Xと、低温熱交換器9と高温再生器10との間に設けた熱回収器27Yとに送り、吸収液ポンプ14により吸収液管11を介して吸収器7から高温再生器1に送られている稀吸収液の温度を上げ、ガスバーナ2による必要加熱量を削減して、燃料消費量を削減するように工夫した吸収冷凍機100Xが周知である(例えば、特許文献1参照。)。
As this type of absorption refrigerator, for example, as shown in FIG. 4, the exhaust gas discharged from the
なお、特許文献1に記載の吸収冷凍機100Xにおいては、低温熱交換器9を出た稀吸収液が吸収液管11Aに介在する熱回収器27Yを迂回して流れる吸収液管11Bを設けると共に、吸収液管11Bに流量制御弁V7を設け、さらに排気管26の下流部分に設けた温度センサ40が排ガスに含まれる水蒸気の露点より高い所定の温度を計測し続けるように流量制御弁V7の開度を制御するための制御器41を設けるようにしている。
特許文献1に提案された吸収冷凍機においては、排ガスに含まれる水蒸気の露点より高い所定の温度を温度センサが計測し続けるように、流量制御弁の開度を制御器により制御するので、排ガスに含まれる水蒸気が凝縮して酸性のドレン水が発生すると云った懸念はないが、排ガスからの熱回収量が減少し、ガスバーナ2で消費する燃料の削減が十分に図れないと云った問題点があった。
In the absorption refrigerator proposed in Patent Document 1, the opening degree of the flow control valve is controlled by the controller so that the temperature sensor continues to measure a predetermined temperature higher than the dew point of water vapor contained in the exhaust gas. There is no concern that the water vapor contained in the water will condense to generate acidic drain water, but the amount of heat recovered from the exhaust gas will decrease, and the fuel consumed by the
したがって、排ガスからの熱回収量が減少せず、しかも排ガスに含まれる水蒸気が凝縮しても、その悪影響を最小限度に抑えることができるようにする必要があり、それが解決すべき課題となっていた。 Therefore, the amount of heat recovered from the exhaust gas does not decrease, and even if the water vapor contained in the exhaust gas is condensed, it is necessary to minimize the adverse effects, which is a problem to be solved. It was.
本発明は上記従来技術の課題を解決するため、吸収液加熱手段としての燃焼装置を備えた高温再生器と、低温再生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器と、燃焼装置から排出された排ガスと吸収液との熱交換により排ガスが保有する熱を吸収液に回収して吸収液を加熱する熱回収器とを備えた吸収冷凍機において、排ガスに含まれる水蒸気が熱回収器内で凝縮し生成された水蒸気の凝縮液が流れる管路にアルカリ性物質が内在する中和容器を設けたことを主要な特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems of the prior art, the present invention discharges from a high-temperature regenerator, a low-temperature regenerator, a condenser, an evaporator, an absorber, and a combustion device provided with a combustion device as an absorption liquid heating means. In an absorption refrigerator having a heat recovery unit that recovers heat held in the exhaust gas by heat exchange between the exhaust gas and the absorption liquid and heats the absorption liquid, water vapor contained in the exhaust gas is contained in the heat recovery unit. The main feature is that a neutralization container in which an alkaline substance is present is provided in a pipe line through which a condensate of water vapor generated by condensation is flown.
本発明によれば、排ガス中の水蒸気が凝縮して生成された酸性の凝縮液は、アルカリ性物質が内在する中和容器に導かれて中和され、その後に排出されるので、酸性ドレン水が環境に悪影響を及ぼすことはない。 According to the present invention, the acidic condensate produced by the condensation of water vapor in the exhaust gas is neutralized by being guided to the neutralization container in which the alkaline substance is present, and then discharged. There is no negative impact on the environment.
また、排ガス中水蒸気から生成された酸性のドレン水は、アルカリ性物質が内在する中和容器に導かれて中和・排出されるので、吸収液加熱手段である燃焼装置から排出された排ガスが吸収液などと熱交換する際、その保有熱を吸収液などに最大限回収することが可能である。したがって、吸収液加熱手段で消費する燃料の大幅な削減が可能になる。 In addition, the acidic drain water generated from the water vapor in the exhaust gas is guided to the neutralization container containing the alkaline substance and neutralized / discharged, so that the exhaust gas discharged from the combustion device as the absorption liquid heating means absorbs the exhaust water. When exchanging heat with liquid etc., it is possible to recover the retained heat to absorption liquid etc. to the maximum extent. Therefore, the fuel consumed by the absorption liquid heating means can be greatly reduced.
吸収器から高温再生器に流入している吸収液と燃焼装置から排出された排ガスとが流入して熱交換し、排ガスが保有する熱を吸収液に回収する第1の熱回収器と、燃焼装置に供給されている燃焼用空気と燃焼装置から排出された排ガスとが流入して熱交換し、排ガスが保有する熱を燃焼用空気に回収する第2の熱回収器とを備え、吸収液との熱交換により第1の熱回収器において凝縮し生成された排ガス中の水蒸気の凝縮液と、燃焼用空気との熱交換により第2の熱回収器において凝縮し生成された排ガス中の水蒸気の凝縮液とを、アルカリ性物質が内在する同一の中和容器に導入可能に凝縮液管路を設けるようにした吸収冷凍機。 A first heat recovery unit that recovers heat held in the exhaust gas by absorbing heat flowing into the high-temperature regenerator from the absorber and exhaust gas discharged from the combustion apparatus and exchanging heat; and combustion A second heat recovery unit that recovers heat held in the exhaust gas by flowing into the combustion air supplied to the device and the exhaust gas discharged from the combustion device and exchanging heat; The water vapor in the exhaust gas condensed and generated in the second heat recovery unit by heat exchange with the combustion air and the condensate of the water vapor in the exhaust gas condensed and generated in the first heat recovery unit by heat exchange with An absorption refrigerator in which a condensate conduit is provided so that the condensate can be introduced into the same neutralization container in which the alkaline substance is present.
本発明の第1の実施例を、図1と図2に基づいて説明する。なお、理解を容易にするため、これらの図面においても前記図4において説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In order to facilitate understanding, in these drawings, parts having the same functions as those described with reference to FIG.
図中1は、例えば都市ガスを燃料とするガスバーナ2の火力によって吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離するように構成された高温再生器、3は低温再生器、4は凝縮器、5は低温再生器3と凝縮器4が収納されている高温胴、6は蒸発器、7は吸収器、8は蒸発器6と吸収器7が収納されている低温胴、9は低温熱交換器、10は高温熱交換器、11〜13は吸収液管、14、15は吸収液ポンプ、16〜18は冷媒管、19は冷媒ポンプ、20は冷/温水管、21は冷却水管、22は冷暖切替弁V3が介在して冷/温水管20と冷却水管21とを連結している連通管、23はガスバーナ2に供給する燃料の都市ガスが流れる燃料供給管、24はファン25によって供給される燃焼用空気をガスバーナ2に供給するための空気供給管、26はガスバーナ2から出る排ガスが通る排気管、27は吸収液管11A内を流れる吸収液と排気管26内を流れる排ガスとが流入して熱交換し、排ガスが保有する熱を吸収液に回収して吸収液を加熱するための第1の熱回収器、28は空気供給管24内を流れる燃焼用空気と排気管26内を流れる排ガスとが流入して熱交換し、排ガスが保有する熱を燃焼用空気に回収して燃焼用空気を加熱するための第2の熱回収器、29はアルカリ性物質、例えば炭酸カルシウムが内在する中和容器であり、第1の熱回収器27および第2の熱回収器28と凝縮液管30を介して連結され、吸収液との熱交換により第1の熱回収器27において凝縮し生成された排ガス中の水蒸気の凝縮液と、燃焼用空気との熱交換により第2の熱回収器28において凝縮し生成された排ガス中の水蒸気の凝縮液とが流入し、内部を通過して吐出し、廃棄されるように取り付けられている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a high-temperature regenerator configured to evaporate and separate the refrigerant by heating the absorbing liquid by the heating power of a
中和容器29は、例えば図2に示したように複数枚の邪魔板31が内部に配設された構成となっている。したがって、入口29Aから中和容器29に流入した排ガス中水蒸気の凝縮液は、複数枚の邪魔板31により進路が度々変更され、出口29Bから排出されるまでの蛇行により、器内に充填された図示しない炭酸カルシウムとの接触機会が増大し、出口29Bから排出されるまでに酸性の凝縮液は中和される。
The
なお、第1の熱回収器27と、第2の熱回収器28と、中和容器29と、凝縮液管30の中和容器29と第1、第2の熱回収器27、28との間は、SUS−304などの耐食性材料(非鉄金属、合成樹脂などであっても良い)により形成され、酸性の凝縮液による腐食が防止できるようになっている。
The first
また、吸収器7から高温再生器1に稀吸収液を搬送するための吸収液管11は、上流部分に吸収液ポンプ14を備え、低温熱交換器9と高温熱交換器10とを経由した後に、第1の熱回収器27と冷暖切替弁V4が介在する吸収液管11Aと、冷暖切替弁V5が介在する吸収液管11Bとに分岐し、その後合流して高温再生器1に至っている。
Moreover, the absorption liquid pipe | tube 11 for conveying a rare absorption liquid from the
吸収液管12は一端が高温再生器1の液相部分に連結され、他端は低温再生器3に至る吸収液管12Aと、吸収器7に至る吸収液管12Bとに分岐し、吸収液管12Aには高温熱交換器10が介在し、吸収液管12Bには冷暖切替弁V2が介在している。
One end of the absorption
吸収液管13は一端が低温再生器3の液相部分に連結され、途中部分が冷媒ポンプ15と低温熱交換器9が介在する吸収液管13Aと、機器の介在がない吸収液管13Bとに分岐し、その後合流して吸収器7に至っている。
One end of the
冷媒管16は一端が高温再生器1の気相部分に連結され、他端は低温再生器3の内側底部分を経由して凝縮器4の下部側に至る冷媒管16Aと、吸収器7に至る冷媒管16Bとに分岐し、冷媒管16Bには冷暖切替弁V1が介在している。
One end of the
冷媒管18は一端が蒸発器6の液相部分に連結され、上流部分に冷媒ポンプ19を備え、その下流部分は蒸発器6の上部に設けられた散布器に至る冷媒管18Aと、吸収器7の下部側に至る冷媒管18Bとに分岐し、冷媒管18Bには開閉弁V6が介在している。
One end of the
上記構成の本発明の吸収冷凍機100を冷房などの冷却作用に供する際の動作について先ず説明する。吸収液管11Aに介在する冷暖切替弁V4のみを開弁し、他の全ての弁を閉弁させた状態で、ガスバーナ2で燃料の都市ガスを燃焼させて高温再生器1で稀吸収液を加熱沸騰させると、稀吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気と、冷媒蒸気を分離して吸収液の濃度が高くなった中間吸収液とが高温再生器1において得られる。
First, the operation when the
高温再生器1で生成された高温の冷媒蒸気は、冷媒管16・16Aを通って低温再生器3に入り、高温再生器1で生成され吸収液管12・12Aにより高温熱交換器10を経由して低温再生器3に入った中間吸収液を加熱して放熱凝縮し、凝縮器4に入る。
The high-temperature refrigerant vapor generated in the high-temperature regenerator 1 enters the low-temperature regenerator 3 through the
また、低温再生器3で加熱されて中間吸収液から蒸発分離した冷媒は凝縮器4へ入り、冷却水管21内を流れる水と熱交換して凝縮液化し、冷媒管16・16Aから凝縮して供給される冷媒と一緒になって冷媒管17を通って蒸発器6に入る。
Further, the refrigerant heated by the low temperature regenerator 3 and evaporated and separated from the intermediate absorption liquid enters the
蒸発器6に入って冷媒液溜まりに溜まった冷媒液は、冷/温水管20に接続された伝熱管20Aの上に冷媒ポンプ19によって散布され、冷/温水管20を介して供給される水と熱交換して蒸発し、伝熱管20Aの内部を流れる水を冷却する。
The refrigerant liquid that has entered the
蒸発器6で蒸発した冷媒は吸収器7に入り、低温再生器3で加熱されて冷媒を蒸発分離し、吸収液の濃度が一層高まった吸収液、すなわち吸収液管13Aに介在する吸収液ポンプ15の運転により低温熱交換器9を経由して吸収液管13・13Aから供給され、上方から散布される濃吸収液に吸収される。
The refrigerant evaporated in the
そして、吸収器7で冷媒を吸収して濃度の薄くなった吸収液、すなわち稀吸収液は吸収液ポンプ14の運転により、低温熱交換器9・高温熱交換器10・第1の熱回収器27それぞれで加熱されて高温再生器1に送られる。
Then, the absorption liquid whose concentration has been reduced by absorbing the refrigerant by the
上記のように本発明の吸収冷凍機100の運転が行われると、蒸発器6の内部に配管された伝熱管20Aにおいて冷媒の気化熱によって冷却された冷水が、冷/温水管20を介して図示しない負荷に循環供給できるので、冷房などの冷却運転が行える。
When the operation of the
そして、上記構成の吸収冷凍機100においては、吸収液ポンプ14により吸収器7から高温再生器1に搬送される稀吸収液は、低温熱交換器9・高温熱交換器10・第1の熱回収器27それぞれにおいて加熱されるので、高温再生器1に流入するときの稀吸収液の温度は第1の熱回収器27が介在しないときより上昇し、ガスバーナ2で消費する燃料を削減することができる。
And in the
また、空気供給管24を通ってガスバーナ2に供給される燃焼用空気は、ガスバーナ2から排出される排ガスと第2の熱回収器28で熱交換して加熱され、その後にガスバーナ2に供給されるので、ガスバーナ2における発熱量が増大し、高温再生器1内にある吸収液を加熱する作用効果が増加すると共に、排気管26に設けられた第1の熱回収器27、第2の熱回収器28における加熱作用も増す。したがって、燃料供給管23を介してガスバーナ2に供給する燃料ガスの供給を減少させる作用効果がこの部分でもある。
The combustion air supplied to the
しかも、高温再生器1に添設されたガスバーナ2から冷房などの冷却運転中に排出され、第1の熱回収器27において吸収液と熱交換して吸収液により熱回収され、その際に凝縮した排ガス中水蒸気の凝縮液と、第2の熱回収器28において燃焼用空気と熱交換して燃焼用空気により熱回収され、その際に凝縮した排ガス中水蒸気の凝縮液とは、上記したように耐食性鋼により形成された凝縮液管30を経由して中和容器29に導入され、器内の炭酸カルシウムにより中和して廃棄されるので、環境に悪影響を及ぼすことはない。
Moreover, it is discharged from the
次に、上記構成の吸収冷凍機100を、暖房などの加熱作用に供する際の動作について説明する。吸収液管11Aに介在する冷暖切替弁V4と、冷媒管18Bに介在する開閉弁V6とを閉弁し、他の全ての弁を開弁させ、冷却水管21に冷却水を流すことなく、ガスバーナ2で燃料の都市ガスを燃焼させて高温再生器1で稀吸収液を加熱沸騰させると、稀吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気と、冷媒蒸気を分離して吸収液の濃度が高くなった濃吸収液とが高温再生器1において得られる。
Next, an operation when the
高温再生器1で生成された高温の冷媒蒸気は、高温胴5と低温胴8との圧力差の関係から冷媒管16・16Bを経由して低温胴の吸収器7に入る。また、高温再生器1で生成された濃吸収液も、吸収液管12・12Bを経由して低温胴8内の吸収器7に入る。
The high-temperature refrigerant vapor generated by the high-temperature regenerator 1 enters the low-
そして、低温胴8内においては伝熱管20Aを備えた蒸発器6が吸収器7に並設されており、冷/温水管20を介して循環供給される水が伝熱管20A内を流れる際に、高温再生器1から冷媒管16・冷媒管16Bを介して供給される冷媒蒸気の潜熱と、吸収液管12・12Bを介して供給される濃吸収液が保有する顕熱とで加熱される。
An
冷媒管16・冷媒管16Bを介して高温再生器1から供給され、伝熱管20A内を流れる水に放熱して凝縮した冷媒液は、吸収液管12・12Bを介して高温再生器1から供給される濃吸収液と混合されて稀吸収液となり、吸収液ポンプ14の運転により、低温熱交換器9・高温熱交換器10それぞれで加熱されて高温再生器1に送られる。
The refrigerant liquid supplied from the high-temperature regenerator 1 through the
上記のように吸収冷凍機100の運転が行われると、蒸発器6の内部に配管された伝熱管20Aにおいて冷媒の凝縮潜熱と、吸収液の顕熱とによって加熱された温水が、冷/温水管20を介して図示しない負荷に循環供給できるので、暖房などの加熱運転が行える。
When the operation of the
そして、暖房などの加熱運転時にも空気供給管24を介してガスバーナ2に供給される燃焼用空気は、ガスバーナ2から排出される排ガスと第2の熱回収器28で熱交換して加熱され、その後にガスバーナ2に供給されるので、ガスバーナ2における発熱量が増大し、高温再生器1内にある吸収液を加熱する作用効果が増加すると共に、排気管26に設けられた第2の熱回収器28における加熱作用も増大し、燃料供給管23を介してガスバーナ2に供給する燃料ガスの供給を減少させる作用効果が大きい。
The combustion air supplied to the
しかも、暖房などの加熱運転中に高温再生器1に添設されたガスバーナ2から排出され、第1の熱回収器27において吸収液と熱交換して吸収液により熱回収され、その際に凝縮した排ガス中水蒸気の凝縮液と、第2の熱回収器28において燃焼用空気と熱交換して燃焼用空気により熱回収され、その際に凝縮した排ガス中水蒸気の凝縮液も、上記したように耐食性鋼により形成された凝縮液管30を経由して中和容器29に導入され、器内の炭酸カルシウムにより中和して廃棄されるので、環境に悪影響を及ぼすことはない。
Moreover, it is discharged from the
本発明の第2の実施例を、図3に基づいて説明する。なお、理解を容易にするため、図3においても前記図面において説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In order to facilitate understanding, in FIG. 3, the same reference numerals are given to the portions having the same functions as those described in the drawings.
図3に示した第2の実施例の吸収冷凍機100においては、図1に示した第1の実施例の吸収冷凍機100が備えていた中和容器29に代えて、希釈容器29Aを設置すると共に、その希釈容器29Aに給水管32を接続し、給水管32を介して実質的に中性の水、例えば工業用水などを希釈容器29Aに流し、第1の熱回収器27と第2の熱回収器28とから凝縮液管30を介して供給される排ガス中水蒸気の酸性の凝縮液を、中性の多量の水で薄めて、Ph6強の実質的に中性の水にして廃棄するように構成してある。
In the
したがって、図3に示した第2の実施例の吸収冷凍機100においても、ガスバーナ2から出る排ガス中の水蒸気が凝縮して生成された酸性の凝縮液は、希釈容器29Aに導入され、そこに給水管32を介して供給される実質的に中性の水、例えば工業用水などにより希釈されて排出されるので、酸性ドレン水が環境に悪影響を及ぼすことはない。
Therefore, also in the
なお、この第2の実施例の吸収冷凍機100においても、第1の熱回収器27と、第2の熱回収器28と、希釈容器29Aと、凝縮液管30の希釈容器29Aと第1、第2の熱回収器27、28との間は、SUS−304などの耐食性材料(非鉄金属、合成樹脂などであっても良い)により形成され、酸性の凝縮液による腐食が防止可能となっている。
In the
本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。 Since the present invention is not limited to the above-described embodiment, various modifications can be made without departing from the spirit described in the claims.
例えば、図1、図2に示した第1の実施例の吸収冷凍機100においては、炭酸カルシウムなどのアルカリ性物質が内在する中和容器29は、入口29Aから器内に流入した排ガス中水蒸気の凝縮液が左右方向と共に、上下方向にも大きく蛇行して出口29Bに至るように、上部側と下部側が交互に開口するように邪魔板31を器内に配設しても良い。
For example, in the
また、図3に示した第2の実施例の吸収冷凍機100においては、希釈容器29Aを設けず、給水管32を凝縮液管30に直接接続して、給水管32を介して供給される多量の実質的に中性の水、例えば工業用水などにより、第1の熱回収器27と第2の熱回収器28とから供給される排ガス中水蒸気の酸性の凝縮液を給水管32内で薄めて、Ph6強の実質的に中性の水にして廃棄できるようにすることも可能である。
Further, in the
また、冷暖切替弁V5が介在する吸収液管11Bと、吸収液管11Aの冷暖切替弁V4の設置を省略し、冷房などの冷却運転時だけでなく、暖房などの加熱運転時も、吸収器7から高温再生器1に供給される吸収液が第1の熱回収器27を通過して、ガスバーナ2から出る排ガスの熱が吸収液により回収されるように構成することも可能である。
Further, the
1 高温再生器
2 ガスバーナ
3 低温再生器
4 凝縮器
5 高温胴
6 蒸発器
7 吸収器
8 高温胴
9 低温熱交換器
10 高温熱交換器
11〜13 吸収液管
14、15 吸収液ポンプ
16〜18 冷媒管
19 冷媒ポンプ
20 冷/温水管
21 冷却水管
22 連通管
23 燃料供給管
24 空気供給管
25 ファン
26 排気管
27 第1の熱回収器
28 第2の熱回収器
29 中和容器
29A 希釈容器
30 凝縮液管
31 邪魔板
32 給水管
V1〜V5 冷暖切替弁
V6 開閉弁
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CN101957090A (en) * | 2009-09-19 | 2011-01-26 | 李华玉 | Recuperative double-effect and multi-effect second-type absorbing heat pump |
JP2014092315A (en) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Gastar Corp | Combustion device |
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2003
- 2003-11-21 JP JP2003392936A patent/JP2005155975A/en active Pending
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Legal Events
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090303 |