JP2673729B2 - 吸収冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、吸収冷凍機に係り、特に、二重効用機と二
重効用機を組み合せて、二重効用の運転のほか、三重効
用運転も可能にした吸収冷凍装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、二重効用、三重効用等の多重効用吸収冷凍機は
公知であり、高温発生器、中温発生器、低温発生器、凝
縮器、吸収器、蒸発器及び熱交換器類を主要構成機器と
する三重効用吸収冷凍機は、高温発生器の内圧（溶液の
飽和温度）が高くなりがちであり、また、吸収器から出
た希溶液は、熱交換器を通って全量高温発生器に導入さ
れている。

高温発生器の内圧は、圧力容器としての法規制によ
り、所定の圧力以下で運転するのが一般的である。これ
は、圧力容器としての分類でも異なるが、高い圧力とな
るほど機器の製作費が高くたるためである。

しかし、高温発生器の内圧は、冷却水温度が高くなる
に連れて、高くなるし、また、負荷が増えるに従い、す
なわち全負荷近くになるに従い高くなるため、冷却水温
度が高いときとか、全負荷近くの場合の運転をどのよう
にするかという問題があった。

また、高温発生器の溶液温度が上昇すると、必要な熱
源温度も高くなり、蒸気を熱源とする機器では供給しき
れなくなるという問題もあった。なお、高温になるに従
い腐食の問題もでてくる。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、本発明は、上記のような問題点を解決し、二
重効用機と三重効用機とを組み合せて、二重効用運転の
ほか、三重効用運転を可能にした吸収冷凍装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明では、高温発生
器、低温発生器、吸収器、蒸発器、溶液熱交換器、およ
び内部凝縮器、外部凝縮器を主要構成機器とし、これら
を溶液配管、冷媒配管で結んで吸収冷凍サイクルを構成
する高圧段冷凍機と、中温発生器、低温発生器、凝縮
器、吸収器、蒸発器、および低温溶液熱交換器、中温溶
液熱交換器を主要構成器とし、これらを溶液配管、冷媒
配管で結んで二重効用サイクルを構成する低圧段冷凍機
からなり、高圧段冷凍機は、単効用と二重効用の両運転
が可能に接続し、低圧段冷凍機の中温発生器加熱部に
は、高圧段の高温発生器からの冷媒を受け入れ可能に接
続（高圧段の外部凝縮器）すると共に、外部熱源の受け
入れ可能に接続したことを特徴とする吸収冷凍装置とし
たものである。

そして、前記吸収冷凍装置において、高圧段冷凍機を
単効用と二重効用の両運転を可能にするために、高圧段
冷凍機の高温発生器と低温発生器加熱側とを結ぶ冷媒配
管中に弁を設け、該弁の高温発生器側配管から分岐し
て、低圧段冷凍機の中温発生器の加熱側を結ぶ冷媒配管
が設けられており、また、高圧段冷凍機の内部凝縮器へ
の冷却水は該凝縮器をバイパス可能に接続しているもの
である。

〔作 用〕

一般に、高温発生器の内圧は、冷却水温度が高くなる
に連れて、高くなる。また、負荷が増えるに従い、すな
わち容量を大きくするに従い、内圧が高くなる。

本発明は、冷却水温度が低い場合、あるいは負荷が小
さい場合など、高温発生器の内圧が低い状態では、三重
効用サイクル運転とし、内圧が上昇するに従い、高温発
生器で発生した冷媒蒸気の一部を、高圧段の内部凝縮器
に導き、一部を二重効用運転として、内圧を低下させる
ことができる。

また、完全にきりかえて、二重効用運転とすることも
できる。すなわち、内部凝縮器で凝縮した冷媒には、二
重効用サイクルをさせた形となり、全体として、二重、
三重の混合サイクルになる。全量内部凝縮器で凝縮した
場配は、二重効用サイクルになる。

そして、熱源の熱回収は、高圧段のものを、低圧段で
回収してもよい。また、二重効用運転のときは、それぞ
れの段で回収し、三重効用の時は、高低両段とも低圧段
で回収するよう切り替えてもよい。

冷水は、低圧段、高圧段をそれぞれ並列に流してもよ
いし、または、直列に流してもよい。三重効用運転時を
考えると、低圧段にまず流し、ついで高圧段に流すのが
よいが、運転条件によって切り替えてもよい。機器（吸
収器／凝縮器）の組合せで、流す順番をかえてもよい。

〔実施例〕

以下、図面に参照にして本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれに限定されない。

第１及び２図は、本発明の吸収冷凍装置の一例を示す
概略工程図である。

第１及び２図に記載のように、本発明の吸収冷凍装置
は、中温発生器と低温発生器をもつ低圧段冷凍機と、高
温発生器と低温発生器をもつ高圧段冷凍機からなってい
る。

まず、低圧段冷凍機では、吸収器２からの希溶液は溶
液ポンプ８により、低温溶液熱交換器６を通り分岐され
て、一方は低温発生器に導入され、他方は中温溶液熱交
換器７の被加熱側を順次通って熱交換して温度を高め
て、中温発生器４に導入される。中温発生器４では、高
圧段冷凍機の高温発生器13から発生する冷媒蒸気又は熱
源26により加熱されて溶液の濃縮が行われ、この際発生
する冷媒蒸気は、低温発生器５の加熱側に導かれる。一
方、濃縮された溶液は中温溶液熱交換器７の加熱側を通
って冷されてから、低温発生器５で濃縮された溶液と一
緒になって低温溶液熱交換器６の加熱側を通って吸収器
２に入り冷媒ガスを吸収する。

一方、中温発生器４で発生し、低温発生器５の加熱側
を通った冷媒蒸気は低温発生器５で発生した冷媒蒸気と
共に凝縮器３に導かれ、冷却水23によって冷却されて凝
縮し、蒸発器１に導かれる。蒸発器１では、冷媒液は冷
水20から熱を奪い冷凍効果を発揮して蒸発する。蒸発し
た冷媒蒸気は吸収器２で溶液に吸収され、蒸発しない冷
媒は、冷媒ポンプ９により蒸発器１に循環される。

高圧段冷凍機では、吸収器11からの希溶液は溶液ポン
プ17により、低温溶液熱交換器15及び高温溶液熱交換器
16の被加熱側を通り、高温発生器13に導かれる。高温発
生器13では、外部熱源26により加熱されて溶液の濃縮が
行われ、この際発生する冷媒蒸気は、低温発生器14の加
熱側又は低圧段冷凍機の中温発生器４の加熱側を通り、
蒸発器10に導入される。一方、高温発生器13で濃縮され
た溶液は、高温溶液熱交換器16の加熱側を通り、低温発
生器14に入り、さらに濃縮されて、低温溶液熱交換器15
の加熱側を通り、吸収器11に入る。

蒸発器10では、冷水21が導入され、この冷水から熱を
奪い冷媒液が蒸発して冷凍効果を発揮する。蒸発した冷
媒蒸気は吸収器11で溶液に吸収され、蒸発しない冷媒
は、冷媒ポンプ18により蒸発器10に循環される。

このような装置において、二重効用運転の際は、高圧
段冷凍機の高温発生器13および低圧段冷凍機の中温発生
器４にそれぞれ熱源を加え、単独運転相当にする。これ
は、二重効用機を２運転に相当する。この際、第１図で
は、弁29を開とすると、高温発生器13で発生した冷媒蒸
気は、主に、高圧段冷凍機の低温発生器14側に流れる。
ただし、高圧段の圧力制御のため弁29を制御してもよ
い。

また、弁30が設けて、全冷媒を凝縮器12に導いてもよ
いが、弁30を設けず、外部凝縮器４で冷却できる分は冷
却させた方がよい。そして、外部凝縮器４で凝縮した分
は、三重効用の働きをする。

なお、第２図では、弁31により、冷却水25を内部凝縮
器12に導くと、高温発生器13で発生した冷媒蒸気は、主
に、高圧段冷凍機の低温発生器14側に流れる。また、冷
却水25を内部凝縮器に導かず、バイパス32させると、冷
媒蒸気は低圧段冷凍機の中温発生器側４に流れる。

第３図では、弁33により、溶液を、高圧段冷凍機の低
温発生器に導くと、高温発生器で発生した冷媒蒸気は、
高圧段冷凍機の低温発生器の加熱側に流れ、そこで凝縮
する。

三重効用運転の際には、高圧段の高温発生器13に加熱
源を加え、低圧段冷凍機の中温発生器４には熱源を加え
ない。低圧段冷凍機の中温発生器４は、高圧段高温発生
器13からの冷媒を受け入れ、高圧段の外部凝縮器として
働かせると、全体の冷凍装置は、三重効用サイクルにな
る。

なお、これらの実施例では、高圧段冷凍機をシリーズ
フロー、低圧段冷凍機を分岐フローで示したが、両冷凍
機ともシリーズフロー機、パラレルフロー機、分岐フロ
ー機のいずれでも使用できる。

〔発明の効果〕

本発明によると、二重効用機と三重効用機の組み合せ
により、二重効用運転のほか、三重効用運転も可能にな
り、冷媒運転が非常に効率的に行なえる。また、高圧段
冷凍機の圧力が高くなりすぎた場合は、三重効用サイク
ルから二重効用サイクルに直ちに切り替えることができ
るし、更に、二重効用サイクルと三重効用サイクルをバ
ランスさせて、高圧段冷凍機の圧力を制御することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、本発明の吸収冷凍機の一
例を示す概略工程図である。 １、10……蒸発器、２、11……吸収器、３、12……凝縮
器、４……中温発生器、５、14……低温発生器、６、15
……低温溶液熱交換器、７……中温溶液熱交換器、８、
17……溶液ポンプ、９、18……冷媒ポンプ、13……高温
発生器、16……高温溶液熱交換器、20、21……冷水、22
〜25……冷却水、26……熱源、27〜31……弁、32……バ
イパス管、33……三方弁

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高温発生器、低温発生器、吸収器、蒸発
   器、溶液熱交換器、および内部凝縮器、外部凝縮器を主
   要構成機器とし、これらを溶液配管、冷凍配管で結んで
   吸収冷凍サイクルを構成する高圧段冷凍機と、中温発生
   器、低温発生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、および低温
   溶液熱交換器、中温溶液熱交換器を主要構成機器とし、
   これらを溶液配管、冷媒配管で結んで二重効用サイクル
   を構成する低圧段冷凍機からなり、高圧段冷凍機は、単
   効用と二重効用の両運転が可能に接続し、低圧段冷凍機
   の中温発生器加熱部には、、高圧段の高温発生器から冷
   媒を受け入れ可能に接続（高圧段の外部凝縮器）すると
   共に、外部熱源の受け入れも可能に接続したことを特徴
   とする吸収冷凍装置。
2. 【請求項２】高圧段冷凍機の高温発生器と低温発生器加
   熱側とを結ぶ冷媒配管中に弁を設け、該弁の温度発生器
   側配管から分岐して、低温段冷凍機の中温発生器の加熱
   側を結ぶ冷媒配管を設けたことを特徴とする請求項１記
   載の吸収冷凍装置。
3. 【請求項３】高圧段冷凍機の内部凝縮器への冷却水は、
   該凝縮器をバイパス可能に接続していることを特徴とす
   る請求項１記載の吸収冷凍装置。