JP2007218495A - 吸収冷温水機 - Google Patents

Abstract

【課題】部分負荷運転時や低冷却水運転時などの溶液流量が減少した時でも効率の良い運転ができる吸収冷温水機を提供する。
【解決手段】吸収冷温水機は、再生器４、凝縮器５、吸収器２、蒸発器１、溶液熱交換器２０ａ、２０ｂこれらの機器を結ぶ溶液流路２３、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２５、２６、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２８及び冷媒流路、溶液及び冷媒をサイクル内に循環させる溶液ポンプ１０，１１及び冷媒ポンプ９を備える。溶液熱交換器２０ａ、２０ｂを複数設け、複数の溶液熱交換器２０ａ、２０ｂに送られる溶液の流路を直列と並列とで切換えるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸収冷温水機に係り、特に空気調和装置等の熱源機として使用される吸収冷温水機に好適なものである。

吸収冷温水機の制御に関する従来技術としては、例えば特開平１１−２２３４１０号公報（特許文献１）に記載のものが挙げられる。この従来技術では、高負荷から部分負荷域までの優れた運転特性を得る手段として、運転状況に応じて溶液流量を溶液ポンプのインバータ制御や機械式の可変抵抗制御などで変化させることによって行うことが記載されている
特開平１１−２２３４１０号公報

このような従来の吸収冷温水機は、定格運転時の溶液流量を最大として部分負荷や冷却水温度が下がった時には溶液流量を減少させることで対応させていた。この溶液流量を減少させることにより、高温再生器及び低温再生器での溶液の沸点までの加熱量も減少させることが出来るので、効率向上にも寄与していた。

しかしながら、かかる従来の吸収冷温水機では、吸収冷温水機の効率に関係がある溶液熱交換器を流れる溶液流量も同時に減少することになる。一般的に、プレート式やシェル＆チューブ式の熱交換器の伝熱性能及び流体の圧力損失は、その内部を流れる流体の流速に比例して向上または大きくなることが知られている。従って、従来技術では、最も溶液流量の多い条件でも溶液を流せるように溶液熱交換器内の流速を設定することが一般的に行われている。かかる設定とすることよって、溶液流量の減少とともに溶液熱交換器の伝熱性能も減少し、吸収冷温水機の効率に悪影響を及ぼすという問題があった。

本発明の目的は、部分負荷運転時などの溶液流量が減少した時でも溶液熱交換器の伝熱性能を従来技術よりも向上することができ、全運転範囲において効率の良い運転が可能な吸収冷温水機を得ることにある。

前述の目的を達成するための本発明の第１の態様は、再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、溶液熱交換器、これらの機器を結ぶ溶液流路及び冷媒流路、溶液及び冷媒をサイクル内に循環させる溶液ポンプ及び冷媒ポンプを備えた吸収冷温水機において、前記溶液熱交換器を複数設け、前記複数の溶液熱交換器に送られる溶液の流路を直列または並列に切換え流通可能に構成したことにある。

係る本発明の第１の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記複数の溶液熱交換器に送られる溶液流量が多い場合には並列に、少ない場合には直列に流すように流路を切換える制御をする制御装置を設けたこと。
（２）前記（１）において、前記サイクル内の溶液の流量を検知する溶液流量検知手段を備え、前記制御装置は、前記溶液流量検知手段で検知した溶液流量が多い場合に溶液を前記複数の溶液熱交換器に並列に流し、前記溶液流量検知手段で検知した溶液流量が少ない場合に溶液を前記複数の溶液熱交換器に直列に流すように流路を切換える制御をすること。
（３）前記（２）において、前記溶液流量検知手段は、前記再生器に設置された圧力検知器による再生器圧力の測定、前記再生器に設置された温度センサーによる再生器温度の測定、前記再生器の外部熱源に設置された入熱量検知器による吸収冷温水機への入熱量測定、前記蒸発器を通る冷水配管に設置された温度センサーによる冷水温度の測定、前記吸収器を通る冷却水配管に設置された温度センサー冷却水温度の測定、前記溶液熱交換器の出入口に設置された温度センサーによる溶液温度の測定、前記溶液熱交換器の出入口に設置された圧力センサーによる溶液圧力の測定、の何れか一つの状態量に基づいて溶液流量を検出するものであること。

また、本発明の第２の態様は、再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、溶液熱交換器、これらの機器を結ぶ溶液流路及び冷媒流路、溶液及び冷媒をサイクル内に循環させる溶液ポンプ及び冷媒ポンプを備えた吸収冷温水機において、前記溶液熱交換器を複数パスの構成とし、そのパスの一部をバイパスする流路と、該流路に設けられた弁とを有することにある。

係る本発明の第２の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記複数パスの構成となっている溶液熱交換器に送られる溶液流量が多い場合には並列のパス構成で流し、溶液流量が少ない場合には前記複数のパスを直列接続して流すよう前記弁を制御する制御装置を設けたこと。

また、本発明の第３の態様は、再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、溶液熱交換器、これらの機器を結ぶ溶液流路及び冷媒流路、溶液及び冷媒をサイクル内に循環させる溶液ポンプ及び冷媒ポンプを備えた吸収冷温水機において、前記溶液熱交換器を複数直列に設け、このうちの少なくとも一つの溶液熱交換器をバイパスするバイパス流路と、このバイパス流路に設けられた弁とを有することにある。

係る本発明の第３の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記弁を流量調整可能な制御弁とし、前記複数直列に設けられた溶液熱交換器に送られる溶液流量が多い場合には少なくとも一つの溶液熱交換器をバイパスするように前記制御弁を制御する制御装置を設けたこと。

また、本発明の第４の態様は、再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、溶液熱交換器、これらの機器を結ぶ溶液流路及び冷媒流路、溶液及び冷媒をサイクル内に循環させる溶液ポンプ及び冷媒ポンプを備えると共に、前記吸収器から稀溶液を前記再生器に送るように配管構成した吸収冷温水機において、前記溶液熱交換器を複数設け、前記複数の溶液熱交換器に送られる稀溶液を前記複数の熱交換器に対して直列及び並列に流すことができるように配管構成し、流量大の場合には並列に、流量小の場合には直列に流すように制御する制御装置を設けたことにある。

かかる本発明の吸収冷温水機によれば、部分負荷運転時などの溶液流量が減少した時でも溶液熱交換器の伝熱性能を従来技術よりも向上することができ、全運転範囲において効率の良い運転をすることができる。

以下、本発明の吸収冷温水機の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
（第１実施形態）
本発明の吸収冷温水機の第１実施形態を図１を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る吸収冷温水機のサイクル系統図である。

吸収冷温水機は、蒸発器１、吸収器２、再生器４、凝縮器５、冷媒ポンプ９、稀溶液ポンプ１０、濃溶液ポンプ１１、複数の溶液熱交換器２０ａ、２０ｂ及びこれら機器を結ぶ溶液流路及び冷媒流路、制御装置などから構成されている。本実施形態においては、吸収冷温水機の冷媒には水、吸収剤には臭化リチウムが用いられている。また、溶液熱交換器２０ａ、２０ｂとしては、プレート式熱交換器やシェル＆チューブ式熱交換器が用いられている。さらに、制御装置は、指令やセンサーで検出した結果に基づいて、吸収冷温水機を構成するサイクル中に用いられるポンプ類、弁類の制御を司るものである。

この吸収冷温水機の運転動作について説明する。

冷房などに供される冷水は、蒸発器２を通る冷水配管５０内に流通され、蒸発器１で冷媒の蒸発熱によって冷却されて冷房負荷系に送られる。このとき発生した冷媒蒸気は、吸収器２の溶液によって吸収される。この吸収によって蒸発器２内の圧力、蒸発温度が低圧、低温に維持される。

吸収器２では、再生器４で加熱濃縮された溶液すなわち濃溶液が伝熱管群９０上に滴下される。滴下された濃溶液は、吸収器２内の伝熱管群９０内を流れる冷却水によって冷却されると共に冷媒蒸気を吸収し、濃度のより薄い溶液すなわち稀溶液となって吸収器２の下部に滞留する。伝熱管群９０は、吸収器２を通る冷却水配管５１の一部で構成されている。

この稀溶液は、稀溶液ポンプ１０によって、溶液熱交換器２０ａ、２０ｂに送られる。溶液熱交換器２０ａ、２０ｂに送られた稀溶液は、吸収器２に流入する濃溶液と熱交換して温度上昇して、フロートボックス１３に送られ、フロートボックス１３内に設置されたフロートバルブ１２を介して再生器４に送られる。このフロートバルブ１２は、フロートボックス１３内の濃溶液の液位によって再生器４に送られる稀溶液量を調節する流量調整手段となっている。流量調整手段としては、溶液ポンプ１０をインバータ制御する手段でも良いし、その他の手段によってもかまわない。

再生器４に流入した稀溶液は、外部熱源５２との熱交換によって過熱濃縮されて濃溶液となった後に濃溶液ポンプ１１で複数の溶液熱交換器２０ａ、２０ｂに送られ、再生器４に流入する稀溶液と熱交換して温度低下した後に吸収器２に送られる。

一方、再生器４で稀溶液より蒸発した冷媒蒸気は、凝縮器５に流入し冷却水５１により冷却されて凝縮し、蒸発器１へ送られる。

本実施形態では、吸収器２から溶液熱交換器２０ａ、２０ｂ及びフロートバルブ１２を通して再生器４に送られる稀溶液流路系統は、稀溶液流路２３、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２５と、それらに接続している制御弁２１ａ、２１ｂと、稀溶液流路２４ａ、２４ｄに設けられた溶液熱交換器２０ａ、２０ｂとを備えて構成されている。制御弁２１ａ、２１ｂは制御装置によって制御される。

稀溶液流路２３は、溶液熱交換器２０ａを通る稀溶液流路２４ａと、溶液熱交換器２０ａを通らない稀溶液流路２４ｂとに溶液熱交換器２０ａの入口側で分岐されている。稀溶液流路２４ｂは、稀溶液流路２４ｃの一側と稀溶液流路２４ｄの一側との接続部に接続されている。稀溶液流路２４ｃの他側は、溶液熱交換器２０ａ、２０ｂを通らずに溶液熱交換器２０ａの出口側の稀溶液流路２４ａに接続されている。稀溶液流路２４ｄの他側は、溶液熱交換器２０ｂを通って溶液熱交換器２０ａの出口側で稀溶液流路２４ｅに接続されている。

制御弁２１ａは、稀溶液流路２４ａ、２４ｃ、２４ｅの接続点に設置され、稀溶液流路２４ａ、２４ｅ間の連通と稀溶液流路２４ａ、２４ｃ間の連通とを切換えるための弁である。制御弁２１ｂは、稀溶液流路２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの接続点に設置され、稀溶液流路２４ｂ、２４ｄ間の連通と稀溶液流路２４ｃ、２４ｄ間の連通とを切換えるための弁である。

そして、溶液流量が多い時は、制御弁２１ａ、２１ｂが制御装置により制御されて、例えば、稀溶液を、２３→２４ａ（２０ａ）→２１ａ→２４ｅ→２５と、２３→２４ｂ→２１ｂ→２４ｄ（２０ｂ）→２５とに並列に流す。これによって、稀溶液が溶液熱交換器２０ａ、２０ｂに並列に流れることになるので、各溶液熱交換器２０ａ、２０ｂでの圧力損失を小さくでき、溶液流量を多く流すことができ、ひいては吸収冷温水機の効率向上につなげることができる。また、溶液流量が少なくなった時は、制御弁２１ａ、２１ｂが制御装置により制御されて、例えば、稀溶液を、２３→２４ａ（２０ａ）→２１ａ→２１ｂ→２４ｄ（２０ｂ）と流す。これによって、稀溶液が溶液熱交換器２０ａ、２０ｂに直列に流れることになるので、並列に流すことと比べて溶液熱交換器２０ａ、２０ｂ内の流速を速くすること、つまり伝熱性能を向上することができ、ひいては吸収冷温水機の効率向上につなげることができる。このように、本実施形態では、溶液流量が多い時でも、少ないときでも、複数の溶液熱交換器２０ａ、２０ｂの全てに稀溶液が流れるので、複数の溶液熱交換器２０ａ、２０ｂを有効に活用することができる。

一方、濃溶液ポンプ１１から溶液熱交換器２０ａ、２０ｂを通して吸収器２に送られる濃溶液流路系統は、濃溶液流路２６、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２８と、それらに接続している制御弁２２ａ、２２ｂと、濃溶液流路２７ａ、２７ｄに設けられた溶液熱交換器２０ａ、２０ｂとを備えて構成されている。

濃溶液ポンプ１１を通る濃溶液流路２６は、溶液熱交換器２０ｂを通る濃溶液流路２７ａと、溶液熱交換器２０ｂを通らない濃溶液流路２７ｂとに、溶液熱交換器２０ｂの入口側で分岐されている。濃溶液流路２７ｂは、濃溶液流路２７ｃの一側と濃溶液流路２７ｄの一側との接続点に接続されている。濃溶液流路２７ｃの他側は、溶液熱交換器２０ａ、２０ｂを通らずに、溶液熱交換器２０ｂの出口側の濃溶液流路２７ａに接続されている。濃溶液流路２７ｄの他側は溶液熱交換器２０ａを通ってその出口側で濃溶液流路２７ｅに接続されている。

制御弁２２ａは、濃溶液流路２７ｂ、２７ｃ、２７ｄの接続点に設置され、濃溶液流路２７ｄ、２７ｃ間の連通と濃溶液流路２７ｂ、２７ｄ間の連通とを切換えるための弁である。制御弁２２ｂは、濃溶液流路２７ａ、２７ｃ、２７ｅの接続点に設置され、濃溶液流路２７ａ、２７ｅ間の連通と濃溶液流路２７ａ、２７ｃ間の連通とを切換えるための弁である。

そして、溶液流量が多い時は、制御弁２２ａ、２２ｂが制御装置により制御されて、例えば、濃溶液を、２６→２７ａ（２０ｂ）→２２ｂ→２７ｅ→２８と、２６→２７ｂ→２２ａ→２７ｄ（２０ａ）→２８とに並列に流す。これによって、濃溶液が溶液熱交換器２０ａ、２０ｂに並列に流れることになるので、各溶液熱交換器２０ａ、２０ｂでの圧力損失を小さくでき、溶液流量を多く流すことができ、ひいては吸収冷温水機の効率向上につなげることができる。また、溶液流量が少なくなった時は、制御弁２２ａ、２２ｂが制御装置により制御されて、例えば、濃溶液を、２６→２７ａ（２０ｂ）→２２ｂ→２７ｃ→２２ａ→２７ｄ（２０ａ）→２８と流す。これによって、濃溶液が溶液熱交換器２０ａ、２０ｂに直列に流れることになるので、並列に流すことと比べて溶液熱交換器２０ａ、２０ｂ内の流速を速くすること、つまり伝熱性能を向上することができ、ひいては吸収冷温水機の効率向上につなげることができる。このように、本実施形態では、溶液流量が多い時でも、少ないときでも、複数の溶液熱交換器２０ａ、２０ｂの全てに稀溶液が流れるので、複数の溶液熱交換器２０ａ、２０ｂを有効に活用することができる。

本手段は吸収冷温水機に採用される全ての熱交換器にも同様に適用できる。また、図１は溶液熱交換器を２個使用した例であるが、本手段は溶液熱交換器がいくつあっても適用できる。

溶液流量を検知する手段としては、溶液流量と比例関係にある状態量を測定し、この状態量を用いて溶液流量を検出する方法がある。例えば、再生器４に設置された圧力検知器６０による再生器圧力の測定、再生器４に設置された温度センサー６１による再生器温度の測定、外部熱源５２に設置された入熱量検知器６２による吸収冷温水機への入熱量測定、冷水配管５０に設置された温度センサー６３ａ、６３ｂによる冷水温度の測定、冷却水配管５１に設置された温度センサー６４ａ、６４ｂによる冷却水温度の測定、溶液熱交換器の出入口に設置された温度センサー６６ａ、６６ｂまたは６６ｃ、６６ｄによる溶液温度の測定、溶液熱交換器の出入口に設置された圧力センサー６７ａ、６７ｂまたは６７ｃ、６７ｄによる溶液圧力の測定などの、何れか一つの測定結果或いはこれらの測定結果の組み合わせを用いて溶液流量を検出する方法がある。かかる溶液流量検知手段とすることによって簡単な構成とすることができる。また、溶液流量を検知するその他の手段として、溶液流量を直接測定する流量計６５ａまたは６５ｂによる方法がある。

以上の方法は自動制御をするための手段であるが、部分負荷運転や外気温度が低い等あらかじめ溶液流量が少ない状態で運転することが分かっている場合などでは、制御弁２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂを手動で切換えて、吸収冷温水機への入熱量の上限を制限することでも可能である。この場合は、特別な計測器を必要としないので安価に本発明を適用できる。
（第２〜第４実施形態）
次に、本発明の第２〜第４実施形態について図２〜図４を用いて説明する。この第２〜第４実施形態は、以下に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一である。

図２は本発明の第２実施形態の吸収冷温水機の熱交換器２０周辺における構成図である。この第２実施形態では、第１実施形態の溶液熱交換器２０ａ、２０ｂのような複数の溶液熱交換器を設置する代わりに、複数パス７０ａ〜７０ｃの溶液熱交換器２０と、稀溶液流路６０ａ、６０ｂと、それらに接続している制御弁２１ｃ、２１ｄとを備えて構成されている。

溶液熱交換器２０は、並置された複数パス７０ａ〜７０ｃと、複数パス７０ａ〜７０ｃの両側に設けられたヘッダ７０ｄ、７０ｅとを備えている。ヘッダ部７０ｄは仕切り部７０ｄ_３により二つヘッダ７０ｄ_１、７０ｄ_２に区画され、ヘッダ部７０ｅは仕切り部７０ｅ_３により二つヘッダ７０ｅ_１、７０ｅ_２に区画されている。ヘッダ７０ｄ_１はパス７０ａの一側に連通され、ヘッダ７０ｄ_２はパス７０ｂ、７０ｃの一側に連通されている。また、ヘッダ７０ｅ_１はパス７０ａ、７０ｂの他側に連通され、ヘッダ７０ｅ_２はパス７０ｃの他側に連通されている。

稀溶液流路６０ｂはヘッダ７０ｄ_１、７０ｄ_２間を結ぶように設けられ、制御弁２１ｄはこの稀溶液流路６０ｂの途中に設けられている。稀溶液流路６０ａはヘッダ７０ｅ_１、７０ｅ_２間を結ぶように設けられ、制御弁２１ｃはこの稀溶液流路６０ａの途中に設けられている。

この第２実施の形態によれば、溶液流量が多い時は、例えば、制御弁２１ｃ、２１ｄを開けると、溶液流路２３より流入した溶液は熱交換器２０内のパス７０ａ、７０ｂ、７０ｃを並列に流れて溶液流路２５へと流出する。これによって、当該溶液熱交換器２０での圧力損失を小さくできるので、溶液流量を多く流すことができる。また、溶液流量が少なくなった時は、例えば、制御弁２１ｃ及び２１ｄを閉じることで稀溶液は２３→７０ａ→７０ｂ→７０ｃ→２５と直列に流れることになるので、並列に流す時と比べて溶液熱交換器２０内の流速を速くすること、つまり伝熱性能を向上することができ、ひいては吸収冷温水機の効率向上につなげることができる。

なお、濃溶液の流れは、上述した稀溶液の流れと反対となるように構成されているが、図示による説明を省略する。

本手段は、吸収冷温水機に採用されるすべての熱交換器にも同様に適用できる。また、図２は溶液熱交換器内のパス数が３パスの例であるが、本手段は溶液熱交換器が何パスであっても適用できる。溶液流量を検知する手段は第１実施形態と同様である。

図３は本発明の第３実施形態の吸収冷温水機の熱交換器２０ａ、２０ｂ周辺における構成図である。この第３実施形態では、第１実施形態の溶液熱交換器２０ａ、２０ｂと複数の熱交換器を設置するのは同じであるが、これらの少なくとも一つの溶液熱交換器２０ａをバイパスする溶液流路８０、８１及びそれに接続している制御弁２１ｅ、２１ｆが設置されていることである。

この第３実施の形態によれば、溶液流量が多い時は、例えば、制御弁２１ｅ、２１ｆの開度を大きくすることで、溶液熱交換器２０ａに流入する溶液流量を減少させることができる。これによって、当該溶液熱交換器２０ａでの圧力損失を小さくできるので、溶液流量を多く流すことができる。また、溶液流量が少なくなった時は、例えば、制御弁２１ｅ、２１ｆの開度を小さくすることで、溶液熱交換器２０ａに流入する溶液流量を増大させることができる。これによって、当該溶液熱交換器２０ａ内の流速を速くすること、つまり伝熱性能を向上することができる。この第３実施例は、第１実施形態よりも溶液流路系が容易に施工できるという特長がある。

本手段は、吸収冷温水機に採用されるすべての熱交換器にも同様に適用できる。また、図３は２個の溶液熱交換器内の例であるが、本手段は溶液熱交換器が何個あっても適用できる。溶液流量を検知する手段は第１実施形態と同様である。

図４は本発明の第４実施形態の吸収冷温水機の構成図である。第１実施形態の吸収冷凍サイクルが一般に一重効用と呼ばれるものであるのに対し、この第４実施形態は多重効用の吸収冷凍サイクルに適用したものである。図示例は、一般に二重効用と呼ばれる吸収冷凍サイクルに適用した例である。

第１実施形態との違いは、稀溶液を加熱濃縮する再生器４の他に、もう一つの再生器３があること、もう一つの溶液熱交換器３０ａ、３０ｂ及びその切換え流路があることである。

この第４実施形態は、再生器３での作用は第１実施形態の再生器４と同様であるが、再生器３で発生した冷媒蒸気を再生器４に流入させ、冷媒蒸気の凝縮潜熱を利用して再生器４に流入した稀溶液を過熱濃縮することを特長とする。これにより、外部熱源を二段階に利用することになるので、第１実施形態の一重効用よりも効率を良くすることができる。このことは、三重効用以上の多重効用でも同様である。

稀溶液流路２５から分岐された稀溶液流路３３を通る稀溶液は、溶液熱交換器３０ａ、３０ｂに送られる。溶液熱交換器３０ａ、３０ｂに送られた稀溶液は、再生器４に流入する濃溶液と熱交換して温度上昇して、フロートボックス１３に送られ、フロートボックス１３内に設置されたフロートバルブ１２を介して再生器３に送られる。

稀溶液流路３３から溶液熱交換器３０ａ、３０ｂ及びフロートバルブ１２を通して再生器３に送られる稀溶液流路系統は、稀溶液流路３３、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３５と、それらに接続している制御弁３１ａ、３１ｂと、稀溶液流路３４ａ、３４ｄに設けられた溶液熱交換器３０ａ、３０ｂとを備えて構成されている。制御弁３１ａ、３１ｂは制御装置によって制御される。

稀溶液流路３３は、溶液熱交換器３０ａを通る稀溶液流路３４ａと、溶液熱交換器３０ａを通らない稀溶液流路３４ｂとに溶液熱交換器３０ａの入口側で分岐されている。稀溶液流路３４ｂは、稀溶液流路３４ｃの一側と稀溶液流路３４ｄの一側との接続点に接続されている。稀溶液流路３４ｃの他側は、溶液熱交換器３０ａ、３０ｂを通らずに、溶液熱交換器３０ａの出口側の稀溶液流路３４ａに接続されている。稀溶液流路３４ｄの他側は溶液熱交換器３０ｂを通って溶液熱交換器３０ａの出口側で稀溶液流路３４ｅに接続されている。

制御弁３１ａは、稀溶液流路３４ａ、３４ｃ、３４ｅの接続点に設置され、稀溶液流路３４ａ、３４ｅ間の連通と稀溶液流路３４ａ、３４ｃ間の連通とを切換えるための弁である。制御弁３１ｂは、稀溶液流路３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの接続点に設置され、稀溶液流路３４ｂ、３４ｄ間の連通と稀溶液流路３４ｃ、３４ｄ間の連通とを切換えるための弁である。

そして、溶液流量が多い時は、制御弁３１ａ、３１ｂが制御装置により制御されて、例えば、稀溶液を、３３→３４ａ（３０ａ）→３１ａ→３４ｅ→３５と、３３→３４ｂ→３１ｂ→３４ｄ（３０ｂ）→３５とに並列に流す。これによって、稀溶液が溶液熱交換器３０ａ、３０ｂに並列に流れることになるので、各溶液熱交換器３０ａ、３０ｂでの圧力損失を小さくでき、溶液流量を多く流すことができ、ひいては吸収冷温水機の効率向上につなげることができる。また、溶液流量が少なくなった時は、制御弁３１ａ、３１ｂが制御装置により制御されて、例えば、稀溶液を、３３→３４ａ（３０ａ）→３１ａ→３１ｂ→３４ｄ（３０ｂ）と流す。これによって、稀溶液が溶液熱交換器３０ａ、３０ｂに直列に流れることになるので、並列に流すことと比べて溶液熱交換器３０ａ、３０ｂ内の流速を速くすること、つまり伝熱性能を向上することができ、ひいては吸収冷温水機の効率向上につなげることができる。このように、本実施形態では、溶液流量が多い時でも、少ないときでも、複数の溶液熱交換器３０ａ、３０ｂの全てに稀溶液が流れるので、複数の溶液熱交換器３０ａ、３０ｂを有効に活用することができる。

一方、濃溶液ポンプ１１から溶液熱交換器３０ａ、３０ｂを通して吸収器３に送られる濃溶液流路系統は、濃溶液流路３６、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ、３８と、それらに接続している制御弁３２ａ、３２ｂと、濃溶液流路３７ａ、３７ｄに設けられた溶液熱交換器３０ａ、３０ｂとを備えて構成されている。

濃溶液ポンプ１１を通る濃溶液流路３６は、溶液熱交換器３０ｂを通る濃溶液流路３７ａと、溶液熱交換器３０ａを通らない濃溶液流路３７ｂとに溶液熱交換器３０ｂの入口側で分岐されている。濃溶液流路３７ｂは、濃溶液流路３７ｃの一側と濃溶液流路３７ｄとの接続点に接続されている。濃溶液流路３７ｃの他側は、溶液熱交換器３０ａ、３０ｂを通らずに、溶液熱交換器３０ｂの出口側の濃溶液流路３７ａに接続されている。濃溶液流路３７ｄの他側は、溶液熱交換器３０ａを通ってその出口側で濃溶液流路３７ｅに接続されている。

制御弁３２ａは、濃溶液流路３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの接続点に設置され、濃溶液流路３７ｂ、３７ｄ間の連通と濃溶液流路３７ｃ、３７ｄ間の連通とを切換えるための弁である。制御弁３２ｂは、濃溶液流路３７ａ、３７ｃ、３７ｅの接続点に設置され、濃溶液流路３７ａ、３７ｅ間の連通と濃溶液流路３７ａ、３７ｃ間の連通とを切換えるための弁である。

そして、溶液流量が多い時は、制御弁３２ａ、３２ｂが制御装置により制御されて、例えば、濃溶液を、３６→３７ａ（３０ｂ）→３２ｂ→３７ｅ→３８と、３６→３７ｂ→３２ａ→３７ｄ（３０ａ）→３８とに並列に流す。これによって、濃溶液が溶液熱交換器３０ａ、３０ｂに並列に流れることになるので、各溶液熱交換器３０ａ、３０ｂでの圧力損失を小さくでき、溶液流量を多く流すことができ、ひいては吸収冷温水機の効率向上につなげることができる。また、溶液流量が少なくなった時は、制御弁３２ａ、３２ｂが制御装置により制御されて、例えば、濃溶液を、３６→３７ａ（３０ｂ）→３２ｂ→３７ｃ→３２ａ→３７ｄ（３０ａ）→３８と流す。これによって、濃溶液が溶液熱交換器３０ａ、３０ｂに直列に流れることになるので、並列に流すことと比べて溶液熱交換器３０ａ、３０ｂ内の流速を速くすること、つまり伝熱性能を向上することができ、ひいては吸収冷温水機の効率向上につなげることができる。このように、本実施形態では、溶液流量が多い時でも、少ないときでも、複数の溶液熱交換器３０ａ、３０ｂの全てに稀溶液が流れるので、複数の溶液熱交換器３０ａ、３０ｂを有効に活用することができる。

なお、第４実施形態は再生器３と再生器４に稀溶液を並列に送るパラレルフローと呼ばれるサイクルであるが、稀溶液を再生器３から再生器４へと送るシリーズフローと呼ばれるサイクルにも本発明を適用できるし、稀溶液を再生器４から再生器３へと送るリバースフローと呼ばれるサイクルにも本発明を適用できる。

本発明の第１実施形態に係る吸収冷温水機の系統図である。 本発明の第２実施形態に係る吸収冷温水機の溶液熱交換器の周辺の系統図である。 本発明の第３実施形態に係る吸収冷温水機の溶液熱交換器の周辺の系統図である。 本発明の第４実施形態に係る二重効用吸収式冷温水機の系統図である。

符号の説明

１…蒸発器、２…吸収器、３、４…再生器、５…凝縮器、９…冷媒ポンプ、１０…稀溶液ポンプ、１１…濃溶液ポンプ、１２…フロートバルブ、１３…フロートボックス、２０、２０ａ、２０ｂ…溶液熱交換器、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２２ａ、２２ｂ…制御弁、２３、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２５…稀溶液流路、２６、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２８…濃溶液流路、３０ａ、３０ｂ…溶液熱交換器、３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ…制御弁、３３、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３５…稀溶液流路、３６、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ…濃溶液流路、６０ａ、６０ｂ…稀溶液流路、７０ａ、７０ｂ、７０ｃ…熱交換器内のパス（流路）、８０…稀溶液流路。

Claims (9)

1. 再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、溶液熱交換器、これらの機器を結ぶ溶液流路及び冷媒流路、溶液及び冷媒をサイクル内に循環させる溶液ポンプ及び冷媒ポンプを備えた吸収冷温水機において、
   前記溶液熱交換器を複数設け、前記複数の溶液熱交換器に送られる溶液の流路を直列または並列に切換え流通可能に構成したことを特徴とする吸収冷温水機。
2. 請求項１において、前記複数の溶液熱交換器に送られる溶液流量が多い場合には並列に、少ない場合には直列に流すように流路を切換える制御をする制御装置を設けたことを特徴とする吸収冷温水機。
3. 請求項２において、前記サイクル内の溶液の流量を検知する溶液流量検知手段を備え、前記制御装置は、前記溶液流量検知手段で検知した溶液流量が多い場合に溶液を前記複数の溶液熱交換器に並列に流し、前記溶液流量検知手段で検知した溶液流量が少ない場合に溶液を前記複数の溶液熱交換器に直列に流すように流路を切換える制御をすることを特徴とする吸収冷温水機。
4. 請求項３において、前記溶液流量検知手段は、前記再生器に設置された圧力検知器による再生器圧力の測定、前記再生器に設置された温度センサーによる再生器温度の測定、前記再生器の外部熱源に設置された入熱量検知器による吸収冷温水機への入熱量測定、前記蒸発器を通る冷水配管に設置された温度センサーによる冷水温度の測定、前記吸収器及び凝縮器を通る冷却水配管に設置された温度センサー冷却水温度の測定、前記溶液熱交換器の出入口に設置された温度センサーによる溶液温度の測定、前記溶液熱交換器の出入口に設置された圧力センサーによる溶液圧力の測定、の何れか一つの状態量に基づいて溶液流量を検出するものであることを特徴とする吸収冷温水機。
5. 再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、溶液熱交換器、これらの機器を結ぶ溶液流路及び冷媒流路、溶液及び冷媒をサイクル内に循環させる溶液ポンプ及び冷媒ポンプを備えた吸収冷温水機において、
   前記溶液熱交換器を複数パスの構成とし、そのパスの一部をバイパスする流路と、該流路に設けられた弁とを有することを特徴とする吸収冷温水機。
6. 請求項５において、前記複数パスの構成となっている溶液熱交換器に送られる溶液流量が多い場合には並列のパス構成で流し、溶液流量が少ない場合には前記複数のパスを直列接続して流すよう前記弁を制御する制御装置を設けたことを特徴とする吸収冷温水機。
7. 再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、溶液熱交換器、これらの機器を結ぶ溶液流路及び冷媒流路、溶液及び冷媒をサイクル内に循環させる溶液ポンプ及び冷媒ポンプを備えた吸収冷温水機において、
   前記溶液熱交換器を複数直列に設け、このうちの少なくとも一つの溶液熱交換器をバイパスするバイパス流路と、このバイパス流路に設けられた弁とを有することを特徴とする吸収冷温水機。
8. 請求項７において、前記弁を流量調整可能な制御弁とし、前記複数直列に設けられた溶液熱交換器に送られる溶液流量が多い場合には少なくとも一つの溶液熱交換器をバイパスするように前記制御弁を制御する制御装置を設けたことを特徴とする吸収冷温水機。
9. 再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、溶液熱交換器、これらの機器を結ぶ溶液流路及び冷媒流路、溶液及び冷媒をサイクル内に循環させる溶液ポンプ及び冷媒ポンプを備えると共に、前記吸収器から稀溶液を前記再生器に送るように配管構成した吸収冷温水機において、
   前記溶液熱交換器を複数設け、前記複数の溶液熱交換器に送られる稀溶液を前記複数の熱交換器に対して直列及び並列に流すことができるように配管構成し、流量大の場合には並列に、流量小の場合には直列に流すように制御する制御装置を設けたことを特徴とする吸収冷温水機。
   

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