JP2007327658A - 単効用吸収式冷熱発生・出力装置 - Google Patents
単効用吸収式冷熱発生・出力装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007327658A JP2007327658A JP2006157207A JP2006157207A JP2007327658A JP 2007327658 A JP2007327658 A JP 2007327658A JP 2006157207 A JP2006157207 A JP 2006157207A JP 2006157207 A JP2006157207 A JP 2006157207A JP 2007327658 A JP2007327658 A JP 2007327658A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- regenerator
- evaporator
- heat
- refrigerant
- condenser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
【課題】本発明は、単効用吸収冷熱発生・出力装置の成績係数の向上及び簡素化を図ることを目的とする。
【解決手段】本発明による単効用吸収式冷熱発生・出力装置は揮発性二次冷媒冷熱方式を適用し、再生器(1)、凝縮器(3)、吸収器(4)と蒸発器(5)と、再生器(1)である流下液膜式再生器(100)又は流下液膜式再生凝縮器(200)又はプール加熱式再生器からなる構成である。
【選択図】図３
【解決手段】本発明による単効用吸収式冷熱発生・出力装置は揮発性二次冷媒冷熱方式を適用し、再生器(1)、凝縮器(3)、吸収器(4)と蒸発器(5)と、再生器(1)である流下液膜式再生器(100)又は流下液膜式再生凝縮器(200)又はプール加熱式再生器からなる構成である。
【選択図】図３
Description
本発明は、単効用吸収式冷熱発生・出力装置に関し、特に、揮発性二次冷媒冷熱出力方式の蒸発器と流下液膜式再生器または流下液膜式再生凝縮器との組み合わせ使用または単独使用により、成績係数の向上及び装置の簡素化を図るための新規な改良に関する。
従来の汎用臭化リチウム／水系単効用吸収冷凍機は、特許文献等には開示されていないが、蒸発器部において循環冷水による発生冷熱の出力方式を採用しており、この蒸発器は冷熱発生・出力のための冷媒と循環冷水の熱交換器である。ここで、循環冷水による冷熱発生の出力方式とは、蒸発器伝熱管外壁面に散布される冷媒液の蒸発吸熱による発生冷熱により、前記蒸発器伝熱管管内に流される循環冷水を冷却し、この様に温度が下がった循環冷水を循環冷水ポンプにより、空調機に送り、そこで空調用空気を冷やして冷熱出力がなされるものである。即ち、蒸発器での発生冷熱の出力は、循環冷水の冷却とこれによる空気の冷却を循環冷水の顕熱変化を利用してなされるものである。
また、一般に再生器には伝熱管横型配置のプール加熱方式は採用されている。
また、一般に再生器には伝熱管横型配置のプール加熱方式は採用されている。
図５は、特許文献等は特に示していないが、本発明者がこれまでに発明した揮発性二次冷媒冷熱発生・出力装置の構成例を示している。
図示の揮発性二次冷媒冷熱発生・出力装置５００は、図示しない凝縮器からの冷媒凝縮液を蒸発器５０１の伝熱管外壁面に散布し、その蒸発吸熱によって発生する冷熱により、前記蒸発器５０１の伝熱管内側に流される揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、次にこの様な揮発性二次冷媒凝縮液をいったんレシーバー６に溜めてから揮発性二次冷媒液ポンプ６ａにより空調機７に送り、その蒸発吸熱により前記空調機７を通る空気を冷やして冷熱出力が得られる。
また前記冷熱出力用揮発性二次冷媒に関しては、ＨＦＥ系冷媒や炭化水素系冷媒や代替フロン系冷媒、アンモニアや二酸化炭素等が適用できる。
図示の揮発性二次冷媒冷熱発生・出力装置５００は、図示しない凝縮器からの冷媒凝縮液を蒸発器５０１の伝熱管外壁面に散布し、その蒸発吸熱によって発生する冷熱により、前記蒸発器５０１の伝熱管内側に流される揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させ、次にこの様な揮発性二次冷媒凝縮液をいったんレシーバー６に溜めてから揮発性二次冷媒液ポンプ６ａにより空調機７に送り、その蒸発吸熱により前記空調機７を通る空気を冷やして冷熱出力が得られる。
また前記冷熱出力用揮発性二次冷媒に関しては、ＨＦＥ系冷媒や炭化水素系冷媒や代替フロン系冷媒、アンモニアや二酸化炭素等が適用できる。
図６は、本発明者がこれまでに発明した揮発性二次冷媒冷熱出力用蒸発器５の構成例を示している。
図示の蒸発器伝熱管は伝熱管の間に前記伝熱管外径より薄いプレート部が設けられるプレートチューブ伝熱管６０１で構成され、図６の管内流体初期分配器６０２はこれに入ってくる揮発性二次冷媒流体（蒸気）を、複数のプレートチューブ伝熱管６０１のそれぞれの複数チューブ管内に分配するものである。
図６の管内流体サブ分配器６０３は図示しない上流プレートチューブの複数管内流路からの蒸気または蒸気と液体の二相流体を混合してその下流側プレートチューブの複数並列流路に分配する機能を備えるものである。
また、管外液サブ分配装置６０４はプレートチューブ管外壁面に沿って流下した液体を受けた後、その下流側プレートチューブの外壁面に再散布する機能を有するものである。
図６の出口ヘッダー６０５は複数のプレートチューブからの管内流体を集合して導出するものである。
従って、図６に示した熱交換器は上述の管内流体初期分配器６０２、管内流体サブ分配器６０３、管外液サブ分配装置６０４、出口ヘッダー６０５とプレートチューブ伝熱管６０１より構成されるコンパクト熱交換器である。
図７は、本発明者がこれまでに発明した吸収冷熱発生装置に適用する揮発性二次冷媒冷熱出力装置に含まれる空調機熱交換器７ａの構成例を示す。図示の空調機熱交換器７ａは、伝熱管７０２内に揮発性二次冷媒液７０３を流し、管外のプレートフィン７０１間流路に空調用空気を流して、揮発性二次冷媒による空調用空気の冷却用３層パネル型コンパクト熱交換器である。
図示の蒸発器伝熱管は伝熱管の間に前記伝熱管外径より薄いプレート部が設けられるプレートチューブ伝熱管６０１で構成され、図６の管内流体初期分配器６０２はこれに入ってくる揮発性二次冷媒流体（蒸気）を、複数のプレートチューブ伝熱管６０１のそれぞれの複数チューブ管内に分配するものである。
図６の管内流体サブ分配器６０３は図示しない上流プレートチューブの複数管内流路からの蒸気または蒸気と液体の二相流体を混合してその下流側プレートチューブの複数並列流路に分配する機能を備えるものである。
また、管外液サブ分配装置６０４はプレートチューブ管外壁面に沿って流下した液体を受けた後、その下流側プレートチューブの外壁面に再散布する機能を有するものである。
図６の出口ヘッダー６０５は複数のプレートチューブからの管内流体を集合して導出するものである。
従って、図６に示した熱交換器は上述の管内流体初期分配器６０２、管内流体サブ分配器６０３、管外液サブ分配装置６０４、出口ヘッダー６０５とプレートチューブ伝熱管６０１より構成されるコンパクト熱交換器である。
図７は、本発明者がこれまでに発明した吸収冷熱発生装置に適用する揮発性二次冷媒冷熱出力装置に含まれる空調機熱交換器７ａの構成例を示す。図示の空調機熱交換器７ａは、伝熱管７０２内に揮発性二次冷媒液７０３を流し、管外のプレートフィン７０１間流路に空調用空気を流して、揮発性二次冷媒による空調用空気の冷却用３層パネル型コンパクト熱交換器である。
従来の吸収冷凍機には、次のような課題が存在していた。
（１）、循環冷水冷熱出力は循環冷水の顕熱を利用するものなので、蒸発器部においてなるべく低い冷熱発生温度、例えば５℃が求められている。よって、一般に希吸収液と再生済吸収液の濃度を５８〜６４ｗｔ％の範囲に設定している。冷熱発生温度が低い場合、再生済吸収液は濃度が高いと、まず吸収器へ戻される際、低温溶液熱交換器下流側の吸収液出口または吸収液戻し管における局部温度低下による結晶現象が生じやすく、これにより、運転支障が生じる場合もある。
（２）、蒸発器部での発生冷熱温度の設定が低いと、逆に再生器部または高温再生器での吸収液再生操作温度が高くなり、所用熱源流体をより低温または低品位まで利用できなく、一次エネルギー利用効率が劣っている。
（３）、蒸発器部における循環冷水側の局部熱伝達係数が比較的低いことにより、所要蒸発器伝熱面積あるいは熱交換器サイズが大きく、所用材料が多い。
（４）、空調器部における循環冷水側局部熱伝達係数が比較的低いことと、空気側局部熱伝達係数が低いことにより、熱交換器のさらなるコンパクト化が困難であり、所用材料が多い。
（５）、冷熱出力の際、蒸発器部での発生冷熱により循環冷水を冷やし、この様に冷やされた循環冷水により空調用空気を冷やすという二重顕熱交換により、蒸発器部と空調機部でのトータル不可逆的エネルギー損失が大きい。
（６）、循環冷水量が多いため、所用循環冷水ポンプ動力または電力が多い。
（７）、循環冷水装置所用材料が多い。
（８）、補給水による蒸発器部熱交換器伝熱管管内の汚れの定期的清掃が必要となる。
（９）、再生器内の吸収液プール側局部熱伝達係数が低く、所用伝熱管内凝縮冷媒液の流れにより管内局部熱伝達係数が劣っている場合も多く、所用伝熱面積または所用材料が多いと見られる。
（１）、循環冷水冷熱出力は循環冷水の顕熱を利用するものなので、蒸発器部においてなるべく低い冷熱発生温度、例えば５℃が求められている。よって、一般に希吸収液と再生済吸収液の濃度を５８〜６４ｗｔ％の範囲に設定している。冷熱発生温度が低い場合、再生済吸収液は濃度が高いと、まず吸収器へ戻される際、低温溶液熱交換器下流側の吸収液出口または吸収液戻し管における局部温度低下による結晶現象が生じやすく、これにより、運転支障が生じる場合もある。
（２）、蒸発器部での発生冷熱温度の設定が低いと、逆に再生器部または高温再生器での吸収液再生操作温度が高くなり、所用熱源流体をより低温または低品位まで利用できなく、一次エネルギー利用効率が劣っている。
（３）、蒸発器部における循環冷水側の局部熱伝達係数が比較的低いことにより、所要蒸発器伝熱面積あるいは熱交換器サイズが大きく、所用材料が多い。
（４）、空調器部における循環冷水側局部熱伝達係数が比較的低いことと、空気側局部熱伝達係数が低いことにより、熱交換器のさらなるコンパクト化が困難であり、所用材料が多い。
（５）、冷熱出力の際、蒸発器部での発生冷熱により循環冷水を冷やし、この様に冷やされた循環冷水により空調用空気を冷やすという二重顕熱交換により、蒸発器部と空調機部でのトータル不可逆的エネルギー損失が大きい。
（６）、循環冷水量が多いため、所用循環冷水ポンプ動力または電力が多い。
（７）、循環冷水装置所用材料が多い。
（８）、補給水による蒸発器部熱交換器伝熱管管内の汚れの定期的清掃が必要となる。
（９）、再生器内の吸収液プール側局部熱伝達係数が低く、所用伝熱管内凝縮冷媒液の流れにより管内局部熱伝達係数が劣っている場合も多く、所用伝熱面積または所用材料が多いと見られる。
本発明による単効用吸収式冷熱発生・出力装置は、少なくとも再生器、凝縮器、吸収器と揮発性二次冷媒冷熱出力用の冷媒蒸発器より構成され、吸収液の再生を再生器により行い、希吸収液ポンプにより前記吸収器底部の希吸収液貯室からの希吸収液を溶液熱交換器に送り、前記再生器からの再生済吸収液と熱交換させて予熱した後に前記再生器に供給して再生し、前記再生器からの発生冷媒蒸気を凝縮器にフラッシュさせて冷却水により冷媒液に凝縮させ、前記凝縮器内の冷媒凝縮液を圧力差によりＵ字管を経て前記蒸発器内に供給し、循環冷媒液ポンプにより、前記蒸発器底部の冷媒液貯室内の冷媒液を循環させて蒸発器伝熱管外壁面に散布し、その蒸発吸熱による発生冷熱により、前記蒸発器の伝熱管内に入ってくる揮発性二次冷媒蒸気を凝縮させて揮発性二次冷媒液をレシーバーに流入させていったん溜めてから揮発性二次冷媒液ポンプにより空調機に送り、空調用空気を冷やして冷熱出力がなされ、前記吸収器において循環希吸収液ポンプにより前記吸収器底部の希吸収液貯室からの希吸収液を循環し、前記溶液熱交換器から出た再生済吸収液と共に前記吸収器の伝熱管外壁面に散布して流下させつつ、前記蒸発器からの発生冷媒蒸気を吸収し、その際の吸収熱を前記吸収器の伝熱管内に流される冷却水により除去する構成であり、また、前記再生器には流下液膜式再生器または流下液膜式再生凝縮器またはプール加熱式再生器を適用する構成であり、また、前記凝縮器、蒸発器及び吸収器を胴体内に設置し、前記凝縮器を前記胴体内部の上方に設置し、前記蒸発器と吸収器をそれぞれ前記凝縮器下方の左右両方に設置してなる凝縮器・蒸発器・吸収器ユニット装置を有する構成である。
本発明による単効用吸収式冷熱発生・出力装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、従来の吸収冷凍機では、蒸発器内冷媒蒸発温度を５℃に設定し、循環冷水の出口温度を７℃に設定、循環冷水入口温度を１２〜１４に設定するのは一般的である。単効用吸収冷凍機の場合、蒸発器部循環冷水の出口温度を高く設定すれば、吸収冷凍機の成績係数が向上でき、循環冷水温度が１℃高く設定すると、成績係数が５〜６％の増加になることと報告されている。これにより、成績係数に対する蒸発器部冷熱発生温度の影響が大きいことが分かる。
本発明の単効用吸収式冷熱発生・出力装置は、揮発性二次冷媒の凝縮・蒸発潜熱を利用して冷熱出力がなされるため、蒸発器部の冷熱発生温度を合理的に高く設定でき、これにより最高再生温度の低下と成績係数の向上が図られる。
また、最高再生温度の低下により、熱源流体をより低温または低品位まで利用でき、熱源の熱エネルギー利用効率の向上が図られる。また、蒸発器と空調機のコンパクト化、装置全体のサイズが低減、省材料が図られる。また、所要循環二次冷媒動力は極小さく、省エネの効果が顕著である。さらに、循環冷水装置や膨張タンクが不要なことにより、蒸発器熱交換器伝熱管内の定期的清掃は不要となる。
すなわち、従来の吸収冷凍機では、蒸発器内冷媒蒸発温度を５℃に設定し、循環冷水の出口温度を７℃に設定、循環冷水入口温度を１２〜１４に設定するのは一般的である。単効用吸収冷凍機の場合、蒸発器部循環冷水の出口温度を高く設定すれば、吸収冷凍機の成績係数が向上でき、循環冷水温度が１℃高く設定すると、成績係数が５〜６％の増加になることと報告されている。これにより、成績係数に対する蒸発器部冷熱発生温度の影響が大きいことが分かる。
本発明の単効用吸収式冷熱発生・出力装置は、揮発性二次冷媒の凝縮・蒸発潜熱を利用して冷熱出力がなされるため、蒸発器部の冷熱発生温度を合理的に高く設定でき、これにより最高再生温度の低下と成績係数の向上が図られる。
また、最高再生温度の低下により、熱源流体をより低温または低品位まで利用でき、熱源の熱エネルギー利用効率の向上が図られる。また、蒸発器と空調機のコンパクト化、装置全体のサイズが低減、省材料が図られる。また、所要循環二次冷媒動力は極小さく、省エネの効果が顕著である。さらに、循環冷水装置や膨張タンクが不要なことにより、蒸発器熱交換器伝熱管内の定期的清掃は不要となる。
本発明は、揮発性二次冷媒出力方式の冷媒蒸発器と、流下液膜式再生器または流下液膜式再生凝縮器との組み合わせ使用または単独使用により、成績係数の向上及び装置の簡素化を図るようにした単効用吸収式冷熱発生・出力装置を提供することを目的とする。
以下、図面と共に本発明による単効用吸収式冷熱発生・出力装置の好適な実施の形態について説明する。
図１には、本発明者がこれまでに発明した流下液膜式再生器１００の構成例を示す。この様な流下液膜式再生器１００は排熱や高温水を吸収液の再生用熱源とする単効用吸収式冷凍機の再生器に適用する。
図示の流下液膜式再生器１００は、要再生吸収液を伝熱管３４の管内壁面に分布して膜状に流下させながら、前記伝熱管３４の管外流路から相変化のない排熱や高温水を提供して前記伝熱管壁を通じて加熱し、この様な流下吸収液膜中の冷媒を液位差の影響を受けない条件下で蒸発させて前記吸収液を再生するのが特徴である。
図１には、本発明者がこれまでに発明した流下液膜式再生器１００の構成例を示す。この様な流下液膜式再生器１００は排熱や高温水を吸収液の再生用熱源とする単効用吸収式冷凍機の再生器に適用する。
図示の流下液膜式再生器１００は、要再生吸収液を伝熱管３４の管内壁面に分布して膜状に流下させながら、前記伝熱管３４の管外流路から相変化のない排熱や高温水を提供して前記伝熱管壁を通じて加熱し、この様な流下吸収液膜中の冷媒を液位差の影響を受けない条件下で蒸発させて前記吸収液を再生するのが特徴である。
図２は、本発明者がこれまでに発明した流下液膜式再生凝縮器２００の構成例を示す。図示の流下液膜式再生凝縮器２００は構造上で図１に示した流下液膜式再生器１００と同様にシェルアンドチューブ型熱交換器である。ただし、加熱側には凝縮性の高温水蒸気を加熱源として利用するため、加熱室にじゃま板が不要であり、加熱室の底部に導出部付きドレン貯室を設ける必要がある。
前述の流下液膜式再生器１００、流下液膜式再生凝縮器２００については、次のように構成されている。
図１は、吸収液の再生過程にわたって相変化のない高温排熱を吸収液の再生に利用する前記流下液膜式再生装置１００の構成について説明するものである。
まず、図１に示した様に、本発明の流下液膜式再生装置１００は、縦型筒状の胴体４０を上仕切板４１と下仕切板４２により区切って形成される吸収液分配室３０、加熱室３５と気液分離室３８を備えている。
前記吸収液分配室３０は、前記胴体４０の上部と上仕切板４１との間の空間より形成され、吸収液導入部３１、前記吸収液を吸収液プール４２ａ内に散液するための散液器４３、前記吸収液を伝熱管３４の管束３４Ａの各管内に均等の流量で分配すること及び管内壁面に膜状に分布する機能を有する流下液分配器５０が設けられている。
図１は、吸収液の再生過程にわたって相変化のない高温排熱を吸収液の再生に利用する前記流下液膜式再生装置１００の構成について説明するものである。
まず、図１に示した様に、本発明の流下液膜式再生装置１００は、縦型筒状の胴体４０を上仕切板４１と下仕切板４２により区切って形成される吸収液分配室３０、加熱室３５と気液分離室３８を備えている。
前記吸収液分配室３０は、前記胴体４０の上部と上仕切板４１との間の空間より形成され、吸収液導入部３１、前記吸収液を吸収液プール４２ａ内に散液するための散液器４３、前記吸収液を伝熱管３４の管束３４Ａの各管内に均等の流量で分配すること及び管内壁面に膜状に分布する機能を有する流下液分配器５０が設けられている。
また、前記加熱室３５が、上仕切板４１、下仕切板４２及び胴体４０で囲まれる空間より形成され、熱源流体である高温排熱や高温水と流下吸収液膜との熱交換部を形成する伝熱管３４の管束３４Ａ、排熱導入部３６と排熱導出部３２とを備え、伝熱管３４の管外加熱側流路に複数のじゃま板３３が所要の間隔で千鳥状に設けられている。そのため、前記排熱導入部３６と前記排熱導出部３２をそれぞれ前記加熱室３５の下端部と上端部に設けている。また、下仕切板４２と吸収液導出部３９間には気液分離室３８が形成され、発生冷媒蒸気導出部３７が形成されている。
前記流下液分配器５０には、吸収液は吸収液プール４２ａからこの間隙流路部４１ａにより容易に伝熱管３４の管内壁面に膜状に分布されて流下する。また各々の伝熱管３４に設置される流下液分配器５０が同じ形状のため、同じ液位差により各伝熱管３４に分配される要再生の吸収液の流量は同一である。
次に、前述の構成において、吸収液分配室３０内において要再生の吸収液、例えば希吸収液が散液器４３より吸収液プール４２ａに散布された後、流下液分配器５０により伝熱管３４の管内壁面に分布されて流下液膜状に流下し、その際、加熱室３５に導入される相変化のない、例えば、ガス状高温排熱からなる熱源流体により加熱されてその中から冷媒成分が蒸発していく。また伝熱管３４の底部を出た再生後の吸収液は下方の吸収液貯室５１に入っていったん溜まる。また、伝熱管３４底部を出た冷媒蒸気は、その中の飛沫がエリミネータ３７ａにより捕獲されて発生冷媒蒸気導出部３７より導出される。
また、前記流下液膜式再生凝縮器２００は、図２に示されるように相変化のある熱源流体又は高温水蒸気を用いて構成され、図１と同一部分には同一符号を付して説明する。
図２に示した様に、本発明における流下液膜式再生凝縮装置２００は、要再生吸収液（または希吸収液）を伝熱管３４の内壁面に分布させて膜状に流下させながら、伝熱管３４の管外流路から凝縮性熱源流体を提供して伝熱管３４の壁を通じて加熱し、この様な吸収液膜中の冷媒を液位差の影響を受けない条件下で蒸発させ、前記流下吸収液膜を再生し、基本的に縦型筒状の胴体４０を上仕切板４１、下仕切板４２により区切って形成される吸収液分配室３０、加熱室３５及び気液分離室３８を有するものである。
図２に示した様に、本発明における流下液膜式再生凝縮装置２００は、要再生吸収液（または希吸収液）を伝熱管３４の内壁面に分布させて膜状に流下させながら、伝熱管３４の管外流路から凝縮性熱源流体を提供して伝熱管３４の壁を通じて加熱し、この様な吸収液膜中の冷媒を液位差の影響を受けない条件下で蒸発させ、前記流下吸収液膜を再生し、基本的に縦型筒状の胴体４０を上仕切板４１、下仕切板４２により区切って形成される吸収液分配室３０、加熱室３５及び気液分離室３８を有するものである。
また、前記吸収液分配室３０が、胴体４０の上部と上仕切板４１との間の空間より形成され、吸収液導入部３１、前記要再生吸収液を伝熱管３４の管束３４Ａの管内壁面に散液するための散液器４３、吸収液プール４２ａ、前記プール４２ａ内の要再生吸収液を各伝熱管３４の各管内に均等の流量で分配すると共に前記各伝熱管３４の各管内壁面に膜状に分布する機能を有する流下液分配器５０を備えている。また、散液器４３は吸収液プール４２ａ上方の前記胴体４０内に配置され、その吸収液導入部３１は胴体４０を貫通して設けられている。
また、前記胴体４０の中部位置の加熱室３５は、前記上仕切板４１、下仕切板４２の間で胴体４０で囲まれる空間により形成され、加熱用の凝縮性熱源流体と吸収液膜との熱交換部を形成する伝熱管３４の管束３４Ａ、凝縮性の熱源流体導入部６０と凝縮液導出部６１ａ付き凝縮液貯室６１を備えている。また、前記熱源流体導入部６０と凝縮液貯室６１はそれぞれ前記加熱室３５の胴体４０の上端部側と下端部に設けられている。
また、前記下仕切板４２の下方には気液分離室３８が形成され、この気液分離室３８の側部には、エリミネータ３７ａ付きエントレ防止装置３７Ａと発生冷媒蒸気導出部３７とが設けられている。
従って、要再生吸収液は前記吸収液分配室３０の散液器４３より前記吸収液分配室３０内の吸収液プール４２ａに散布された後、流下液分配器５０により各伝熱管３４の管内壁面に膜状に分布されて流下し、その際加熱室３５に導入される加熱用の凝縮性熱源流体６０ａにより加熱され、その中から冷媒成分が蒸発していく。また伝熱管３４の底部を出た再生後の吸収液５１ａは下方の吸収液貯室５１に入っていったん溜まる。また、前記伝熱管３４の底部を出た冷媒蒸気は、前記エントレ防止装置３７Ａに入り、その持っている飛沫がエリミネータ３７ａにより捕獲されて発生冷媒蒸気導出部３７より下流側の図示しない低温再生器部または凝縮器部に導入される。
本発明は、前述した本発明者の従来の発明、特に揮発性二次冷媒冷熱出力用冷媒蒸発器５を利用して構成した単効用吸収式冷熱発生・出力装置であり、その実施形態については以下のように詳細に説明する。尚、図３において図１、２、５〜７の各部と同一部分には同一符号を用いて説明する。
図３には、本発明の前記請求項１、２、３に記載の単効用再生フロー、揮発性二次冷媒冷熱出力方式、蒸発器と流下液膜式再生器１００を適用する単効用吸収式冷熱発生・出力装置１１０の構成例を示す。ここで、再生器１には流下液膜式再生器１００を適用し、凝縮器３、吸収器４と蒸発器５を胴体１１に収納して構成している。
図３には、本発明の前記請求項１、２、３に記載の単効用再生フロー、揮発性二次冷媒冷熱出力方式、蒸発器と流下液膜式再生器１００を適用する単効用吸収式冷熱発生・出力装置１１０の構成例を示す。ここで、再生器１には流下液膜式再生器１００を適用し、凝縮器３、吸収器４と蒸発器５を胴体１１に収納して構成している。
図示の単効用吸収式冷熱発生装置１１０による冷熱発生・出力は以下のようになされる。
即ち、希吸収液ポンプ４ｄにより吸収器４から送られる希吸収液４ｇを、溶液熱交換器９において再生器１の流下液膜式再生器１００からの再生済吸収液１ｃにより予熱してから、前記再生器１に供給して再生し、この様に熱回収された再生済吸収液を循環希吸収液ポンプ４ａにより循環される循環希吸収液４ｅと共に吸収器４に供給して蒸発器５からの発生冷媒蒸気の吸収に使用し、その際の吸収熱を冷却水２６により除去する。
また、再生器１の流下液膜式再生器１００の吸収液再生用熱源には相変化のない熱源例えばガス状排熱や高温水１ｂを適用する。
即ち、希吸収液ポンプ４ｄにより吸収器４から送られる希吸収液４ｇを、溶液熱交換器９において再生器１の流下液膜式再生器１００からの再生済吸収液１ｃにより予熱してから、前記再生器１に供給して再生し、この様に熱回収された再生済吸収液を循環希吸収液ポンプ４ａにより循環される循環希吸収液４ｅと共に吸収器４に供給して蒸発器５からの発生冷媒蒸気の吸収に使用し、その際の吸収熱を冷却水２６により除去する。
また、再生器１の流下液膜式再生器１００の吸収液再生用熱源には相変化のない熱源例えばガス状排熱や高温水１ｂを適用する。
また、前記再生器１からの発生冷媒蒸気を凝縮器３に導入し、冷却水２６により凝縮させる。この様に生じた冷媒凝縮液８ａを蒸発器５に供給し、また循環冷媒液ポンプ５ａにより蒸発器５底部の冷媒液貯室５ｂ内の冷媒液を循環させて蒸発器５の熱交換器伝熱管外壁面に散布し、その蒸発吸熱による発生冷熱により、前記蒸発器５伝熱管管内に流される揮発性二次冷媒蒸気５ｃを凝縮させる。この様になった揮発性二次冷媒液５ｄをいったん揮発性二次冷媒のレシーバー６に溜めてから、揮発性二次冷媒液ポンプ６ａにより、空調機７に送り、そこで揮発性二次冷媒液５ｄの蒸発吸熱により空調用空気を冷やして冷熱出力がなされる。またその際の揮発性二次冷媒蒸気５ｃを前記蒸発器５に戻して凝縮させる。
図４は図３に示した単効用吸収式冷熱発生・出力装置１１０における再生器１の流下液膜式再生器１００の代わりに凝縮性熱源、例えばボイラからの高温水蒸気１ｄを適用する流下液膜式再生凝縮器２００を備える単効用吸収式冷熱発生・出力装置１２０である。この高温水蒸気１ｄを吸収液の再生用熱源流体に適用する際にはドレン１ｅが生じる点で、前記流下液膜式再生器１００の場合と違い、冷熱の発生と出力の方式が同様なので、その詳細な説明を省略する。
また本発明の揮発性二次冷媒冷熱出力方式を適用する単効用吸収式冷熱発生・出力装置１１０、１２０の再生器１にはプール加熱方式の再生器も適用できることが容易に想到されるので、これについての説明も省略する。
尚、図４の構成は、図３の構成とほぼ同一であるので、同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
また本発明の揮発性二次冷媒冷熱出力方式を適用する単効用吸収式冷熱発生・出力装置１１０、１２０の再生器１にはプール加熱方式の再生器も適用できることが容易に想到されるので、これについての説明も省略する。
尚、図４の構成は、図３の構成とほぼ同一であるので、同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
次に、前述の本発明の構成を要約すると次の通りである。
すなわち、少なくとも再生器１、凝縮器３、吸収器４と揮発性二次冷媒冷熱出力用の冷媒蒸発器５より構成され、吸収液の再生を再生器１により行われ、希吸収液ポンプ４ｄにより前記吸収器４底部の希吸収液貯室４ｂからの希吸収液４ｇを溶液熱交換器９に送り、前記再生器１からの再生済吸収液１ｃと熱交換させて予熱した後に前記再生器１に供給して再生し、前記再生器１からの発生冷媒蒸気１ａを凝縮器３にフラッシュさせて冷却水２６により冷媒液に凝縮させ、前記凝縮器３内の冷媒凝縮液８ａを圧力差によりＵ字管８を経て前記蒸発器５内に供給し、循環冷媒液ポンプ５ａにより、前記蒸発器５底部の冷媒液貯室５ｂ内の冷媒液を循環させて蒸発器５伝熱管外壁面に散布し、その蒸発吸熱による発生冷熱により、前記蒸発器５の伝熱管内に入ってくる揮発性二次冷媒蒸気５ｃを凝縮させて揮発性二次冷媒液５ｄをレシーバー６に流入させていったん溜めてから揮発性二次冷媒液ポンプ６ａにより空調機７に送り、空調用空気を冷やして冷熱出力がなされ、前記吸収器４において循環希吸収液ポンプ４ａにより前記吸収器４底部の希吸収液貯室４ｂからの希吸収液４ｅを循環し、前記溶液熱交換器９から出た再生済吸収液１ｃと共に前記吸収器４の伝熱管外壁面に散布して流下させつつ、前記蒸発器５からの発生冷媒蒸気を吸収し、その際の吸収熱を前記吸収器４の伝熱管内に流される冷却水２６により除去する構成としたことを特徴とする単効用吸収式冷熱発生・出力装置であり、また、前記再生器１には流下液膜式再生器または流下液膜式再生凝縮器またはプール加熱式再生器を適用する構成であり、また、前記凝縮器３、蒸発器５及び吸収器４を胴体１１内に設置し、前記凝縮器３を前記胴体１１内部の上方に設置し、前記蒸発器５と吸収器４をそれぞれ前記凝縮器３下方の左右両方に設置してなる凝縮器・蒸発器・吸収器ユニット装置２０を有する構成である。
すなわち、少なくとも再生器１、凝縮器３、吸収器４と揮発性二次冷媒冷熱出力用の冷媒蒸発器５より構成され、吸収液の再生を再生器１により行われ、希吸収液ポンプ４ｄにより前記吸収器４底部の希吸収液貯室４ｂからの希吸収液４ｇを溶液熱交換器９に送り、前記再生器１からの再生済吸収液１ｃと熱交換させて予熱した後に前記再生器１に供給して再生し、前記再生器１からの発生冷媒蒸気１ａを凝縮器３にフラッシュさせて冷却水２６により冷媒液に凝縮させ、前記凝縮器３内の冷媒凝縮液８ａを圧力差によりＵ字管８を経て前記蒸発器５内に供給し、循環冷媒液ポンプ５ａにより、前記蒸発器５底部の冷媒液貯室５ｂ内の冷媒液を循環させて蒸発器５伝熱管外壁面に散布し、その蒸発吸熱による発生冷熱により、前記蒸発器５の伝熱管内に入ってくる揮発性二次冷媒蒸気５ｃを凝縮させて揮発性二次冷媒液５ｄをレシーバー６に流入させていったん溜めてから揮発性二次冷媒液ポンプ６ａにより空調機７に送り、空調用空気を冷やして冷熱出力がなされ、前記吸収器４において循環希吸収液ポンプ４ａにより前記吸収器４底部の希吸収液貯室４ｂからの希吸収液４ｅを循環し、前記溶液熱交換器９から出た再生済吸収液１ｃと共に前記吸収器４の伝熱管外壁面に散布して流下させつつ、前記蒸発器５からの発生冷媒蒸気を吸収し、その際の吸収熱を前記吸収器４の伝熱管内に流される冷却水２６により除去する構成としたことを特徴とする単効用吸収式冷熱発生・出力装置であり、また、前記再生器１には流下液膜式再生器または流下液膜式再生凝縮器またはプール加熱式再生器を適用する構成であり、また、前記凝縮器３、蒸発器５及び吸収器４を胴体１１内に設置し、前記凝縮器３を前記胴体１１内部の上方に設置し、前記蒸発器５と吸収器４をそれぞれ前記凝縮器３下方の左右両方に設置してなる凝縮器・蒸発器・吸収器ユニット装置２０を有する構成である。
さらに、前述の構成による作用を要約すると、次の通りである。
すなわち、（１）、揮発性二次冷媒冷熱出力方式は、揮発性二次冷媒の潜熱を利用して冷熱出力がなされるため、循環揮発性二次冷媒の圧損によるその温度変化を小さく抑えられるように設計でき、これにより、冷熱出力時に蒸発器部の冷熱発生温度を高く設定できる。
（２）、蒸発器部冷熱発生温度が高く設定できるため、冷媒蒸気と吸収液との気液平衡関係により、吸収器部吸収操作温度一定の条件下において再生済吸収液の濃度を低く設定でき、これにより再生器部の吸収液再生操作温度を低く設定でき、熱源流体をより低温または低品位まで利用でき、熱源の熱エネルギー利用効率の向上が図られる。
（３）、再生済吸収液濃度を低く設定できることにより、吸収液の結晶現象による運転支障発生の可能性は低くなるかあるいは無くなる。
（４）、蒸発器と空調機のコンパクト化が図られ、所用熱交換器サイズが小さくなり、省材料が図られる。
（５）、循環冷水冷熱出力時に比較的大きい循環冷水動力の代わりに、所要循環二次冷媒動力は極小さく、省エネの効果が顕著である。
（６）、蒸発器熱交換器伝熱管内の定期的清掃は不要である。
すなわち、（１）、揮発性二次冷媒冷熱出力方式は、揮発性二次冷媒の潜熱を利用して冷熱出力がなされるため、循環揮発性二次冷媒の圧損によるその温度変化を小さく抑えられるように設計でき、これにより、冷熱出力時に蒸発器部の冷熱発生温度を高く設定できる。
（２）、蒸発器部冷熱発生温度が高く設定できるため、冷媒蒸気と吸収液との気液平衡関係により、吸収器部吸収操作温度一定の条件下において再生済吸収液の濃度を低く設定でき、これにより再生器部の吸収液再生操作温度を低く設定でき、熱源流体をより低温または低品位まで利用でき、熱源の熱エネルギー利用効率の向上が図られる。
（３）、再生済吸収液濃度を低く設定できることにより、吸収液の結晶現象による運転支障発生の可能性は低くなるかあるいは無くなる。
（４）、蒸発器と空調機のコンパクト化が図られ、所用熱交換器サイズが小さくなり、省材料が図られる。
（５）、循環冷水冷熱出力時に比較的大きい循環冷水動力の代わりに、所要循環二次冷媒動力は極小さく、省エネの効果が顕著である。
（６）、蒸発器熱交換器伝熱管内の定期的清掃は不要である。
１ 再生器（流下液膜式再生器・凝縮器、プール加熱方式再生器適用）
１ａ 再生器からの発生冷媒蒸気
１ｂ 相変化のない熱源流体（例えばガス状排熱、高温水）
１ｃ 再生済吸収液
１ｄ 相変化のある水蒸気（例えば高温水蒸気）
１ｅ ドレン
３ 凝縮器
４ 吸収器
４ａ 循環希吸収液ポンプ
４ｂ 希吸収液貯室
４ｄ 希吸収液ポンプ
４ｅ 循環希吸収液
４ｇ 希吸収液
５ 蒸発器（揮発性二次冷媒冷熱出力用冷媒蒸発器）
５ａ 循環冷媒液ポンプ
５ｂ 冷媒液貯室
５ｃ 揮発性二次冷媒蒸気
５ｄ 揮発性二次冷媒液
６ レシーバー
６ａ 揮発性二次冷媒液ポンプ
７ 空調機
８ Ｕ字管
８ａ 冷媒凝縮液
８ｂ 凝縮液
９ 溶液熱交換器
１１ 胴体
２０ 凝縮器・蒸発器・吸収器ユニット装置
２６ 冷却水
１００ 流下液膜式再生器
１１０、１２０ 単効用吸収式冷熱発生・出力装置
２００ 流下液膜再生凝縮器
１ａ 再生器からの発生冷媒蒸気
１ｂ 相変化のない熱源流体（例えばガス状排熱、高温水）
１ｃ 再生済吸収液
１ｄ 相変化のある水蒸気（例えば高温水蒸気）
１ｅ ドレン
３ 凝縮器
４ 吸収器
４ａ 循環希吸収液ポンプ
４ｂ 希吸収液貯室
４ｄ 希吸収液ポンプ
４ｅ 循環希吸収液
４ｇ 希吸収液
５ 蒸発器（揮発性二次冷媒冷熱出力用冷媒蒸発器）
５ａ 循環冷媒液ポンプ
５ｂ 冷媒液貯室
５ｃ 揮発性二次冷媒蒸気
５ｄ 揮発性二次冷媒液
６ レシーバー
６ａ 揮発性二次冷媒液ポンプ
７ 空調機
８ Ｕ字管
８ａ 冷媒凝縮液
８ｂ 凝縮液
９ 溶液熱交換器
１１ 胴体
２０ 凝縮器・蒸発器・吸収器ユニット装置
２６ 冷却水
１００ 流下液膜式再生器
１１０、１２０ 単効用吸収式冷熱発生・出力装置
２００ 流下液膜再生凝縮器
Claims (3)
- 少なくとも再生器(1)、凝縮器(3)、吸収器(4)と揮発性二次冷媒冷熱出力用の冷媒蒸発器(5)より構成され、吸収液の再生を再生器(1)により行い、希吸収液ポンプ(4d)により前記吸収器(4)底部の希吸収液貯室(4b)からの希吸収液(4g)を溶液熱交換器(9)に送り、前記再生器(1)からの再生済吸収液(1c)と熱交換させて予熱した後に前記再生器(1)に供給して再生し、前記再生器(1)からの発生冷媒蒸気(1a)を凝縮器(3)にフラッシュさせて冷却水(26)により冷媒液に凝縮させ、
前記凝縮器(3)内の冷媒凝縮液(8a)を圧力差によりＵ字管(8)を経て前記蒸発器(5)内に供給し、循環冷媒液ポンプ(5a)により、前記蒸発器(5)底部の冷媒液貯室(5b)内の冷媒液を循環させて蒸発器伝熱管外壁面に散布し、その蒸発吸熱による発生冷熱により、前記蒸発器(5)の伝熱管内に入ってくる揮発性二次冷媒蒸気(5c)を凝縮させて揮発性二次冷媒液(5d)をレシーバー(6)に流入させていったん溜めてから揮発性二次冷媒液ポンプ(6a)により揮発性二次冷媒／空気熱交換器（以下、空調機と称す）(7)に送り、空調用空気を冷やして冷熱出力がなされ、
前記吸収器(4)において循環希吸収液ポンプ(4a)により前記吸収器(4)底部の希吸収液貯室(4b)からの希吸収液(4e)を循環し、前記溶液熱交換器(9)から出た再生済吸収液(1c)と共に前記吸収器(4)の伝熱管外壁面に散布して流下させつつ、前記蒸発器(5)からの発生冷媒蒸気を吸収し、その際の吸収熱を前記吸収器(4)の伝熱管内に流される冷却水(26)により除去する構成としたことを特徴とする単効用吸収式冷熱発生・出力装置。 - 前記再生器(1)には流下液膜式再生器(100)または流下液膜式再生凝縮器(200)またはプール加熱式再生器を適用することを特徴とする請求項１記載の単効用吸収式冷熱発生・出力装置。
- 前記凝縮器(3)、蒸発器(5)及び吸収器(4)を胴体(11)内に設置し、前記凝縮器(3)を前記胴体(11)内部の上方に設置し、前記蒸発器(5)と吸収器(4)をそれぞれ前記凝縮器(3)下方の左右両方に設置してなる凝縮器・蒸発器・吸収器ユニット装置(20)を有することを特徴とする請求項１又は２記載の単効用吸収式冷熱発生・出力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006157207A JP2007327658A (ja) | 2006-06-06 | 2006-06-06 | 単効用吸収式冷熱発生・出力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006157207A JP2007327658A (ja) | 2006-06-06 | 2006-06-06 | 単効用吸収式冷熱発生・出力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007327658A true JP2007327658A (ja) | 2007-12-20 |
Family
ID=38928241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006157207A Pending JP2007327658A (ja) | 2006-06-06 | 2006-06-06 | 単効用吸収式冷熱発生・出力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007327658A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107569976A (zh) * | 2016-07-04 | 2018-01-12 | 黄华丽 | 一种VOCs和漆雾的净化方法及装置 |
| JP2018124049A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 荏原冷熱システム株式会社 | 吸収冷凍機 |
| JP2019507313A (ja) * | 2016-01-28 | 2019-03-14 | クール４シー エーピーエスＣｏｏｌ４Ｓｅａ Ａｐｓ | 吸収冷凍および空調装置 |
| CN111043785A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-21 | 浙江大学 | 一种带预冷的精馏型自复叠制冷系统 |
-
2006
- 2006-06-06 JP JP2006157207A patent/JP2007327658A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019507313A (ja) * | 2016-01-28 | 2019-03-14 | クール４シー エーピーエスＣｏｏｌ４Ｓｅａ Ａｐｓ | 吸収冷凍および空調装置 |
| US11236931B2 (en) | 2016-01-28 | 2022-02-01 | Cool4Sea Aps | Absorption refrigeration and air conditioning devices |
| JP7029807B2 (ja) | 2016-01-28 | 2022-03-04 | クール４シー エーピーエス | 吸収冷凍および空調装置 |
| CN107569976A (zh) * | 2016-07-04 | 2018-01-12 | 黄华丽 | 一种VOCs和漆雾的净化方法及装置 |
| JP2018124049A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 荏原冷熱システム株式会社 | 吸収冷凍機 |
| CN111043785A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-21 | 浙江大学 | 一种带预冷的精馏型自复叠制冷系统 |
| CN111043785B (zh) * | 2019-12-31 | 2021-02-09 | 浙江大学 | 一种带预冷的精馏型自复叠制冷系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4467623A (en) | Counterflow absorber for an absorption refrigeration system | |
| US3316727A (en) | Absorption refrigeration systems | |
| JP4396986B2 (ja) | 流下液膜式再生装置 | |
| JP2007327658A (ja) | 単効用吸収式冷熱発生・出力装置 | |
| JPH08105669A (ja) | 吸収冷凍機用再生器 | |
| CN114322354A (zh) | 一种吸收式循环制冷系统及其工艺 | |
| US2272856A (en) | Refrigeration | |
| JP3995525B2 (ja) | 満液二重管式の蒸発器及びアンモニア吸収式冷凍機 | |
| JP2009168271A (ja) | 二重効用吸収式冷温熱発生・出力装置 | |
| KR102198243B1 (ko) | 전열관 배열이 개선된 흡수 냉동기용 다층 분리 열교환 방식의 재생 및 응축 열교환 장치 | |
| JP4318679B2 (ja) | 再生凝縮装置 | |
| JP4566919B2 (ja) | 二重効用吸収式冷熱発生・出力装置 | |
| CN108375238B (zh) | 吸收式制冷机 | |
| JP6805473B2 (ja) | 吸収冷凍機 | |
| JP2007298240A (ja) | 三重効用吸収式冷熱発生・出力装置 | |
| KR100517000B1 (ko) | 이중 효용형 직렬 흡수식 냉동기 | |
| KR100213780B1 (ko) | 흡수식 냉난방기의 급탕시스템. | |
| JP2004190886A (ja) | 吸収冷凍機及び吸収冷凍システム | |
| JP4266697B2 (ja) | 吸収式冷凍機 | |
| JP2004144394A (ja) | 多段吸収冷凍機及び冷凍システム | |
| JP2530221B2 (ja) | 廃熱回収型蓄熱冷房システム | |
| JP2806189B2 (ja) | 吸収式冷凍機 | |
| JP2001349631A (ja) | 吸収冷凍機 | |
| US3514970A (en) | Absorption refrigeration machine | |
| JPH047495Y2 (ja) |