JP3858655B2 - 吸収式冷凍装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
【0002】
本願発明は、吸収式冷凍装置に関するものである。
【従来の技術】
【0003】
従来からよく知られている吸収式冷凍装置においては、暖房運転時には吸収器から再生器へ供給された溶液を外部熱源で加熱沸騰させ、このとき発生する高温の冷媒蒸気の保有する熱を、当該再生器に付設された熱交換器において搬送媒体(例えば、水)に伝えて暖房出力として取り出すようにしたものがある。
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、上記した従来例の場合、暖房出力を取り出すための特別な熱交換器が必要となり、コストアップにつながるという不具合があった。
【0005】
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、特別な熱交換器を用いることなく、暖房出力を取り出し得るようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1の発明では、上記課題を解決するための手段として、凝縮器Cと吸収器Aと蒸発器Eと3個の再生器G1〜G3とを基本要素とし、これらの要素間を、溶液配管、冷媒配管で作動的に結合して、最も高温側の再生器G3においては燃料や蒸気等の外部熱源Jを用いて加熱沸騰せしめて冷媒蒸気R3を発生させ、当該冷媒蒸気R3の熱を用いて1段低温側の再生器G2を加熱して冷媒蒸気R2を発生させ、さらに当該冷媒蒸気R2を用いて最も低温側の再生器G1を加熱して冷媒蒸気R1を発生させるように構成された吸収式冷凍装置において、前記最も高温側の再生器G3で発生した冷媒蒸気R3が通過する1段低温側の再生器G2の出口と前記吸収器Aあるいは前記蒸発器Eとを、暖房運転時に開作動される開閉弁3を介設した冷媒配管2を介して接続し、暖房運転時には、前記1段低温側の再生器G2から出た冷媒蒸気R2の全量あるいは一部を、前記吸収器Aあるいは前記蒸発器Eに送給して、その熱を該蒸発器Eの熱交換部Ecを流れる搬送媒体Weに伝えて暖房出力として取り出すように構成している。
【0007】
上記のように構成したことにより、暖房運転時には、一段低温側の再生器G2で発生した冷媒蒸気R2の全量あるいは一部が、吸収器Aあるいは蒸発器Eに送給され、その熱が該蒸発器Eの熱交換部Ecを流れる搬送媒体Weに伝えられて暖房出力として取り出されることとなっている。従って、冷房運転時に冷房出力が取り出される蒸発器Eの熱交換部Ecを用いて暖房出力を取り出すことができることとなり、特別な熱交換器を設けなくとも暖房運転を行うことができる。
【0008】
請求項2の発明におけるように、請求項1記載の吸収式冷凍装置において、前記吸収器Aと前記蒸発器Eとを、蒸発器Eに溜まる冷媒あるいは溶液がオーバフロー等により吸収器Aに移動できるように連通させた場合、暖房運転時において、蒸発器Eにおいて暖房出力取り出し用に供されて得られた冷媒(水蒸気)あるいは溶液(凝縮水)が、オーバフロー等により吸収器Aへ移動し、吸収器Aから再生器へ送り出されることとなる。従って、溶液循環量を確保できることとなり、安定した暖房運転が可能となる。
【発明の実施の形態】
【0009】
以下、添付の図面を参照して、本願発明の好適な実施の形態について詳述する。
【0010】
この吸収式冷凍装置は、水を冷媒とし、臭化リチウムを吸収溶液とする吸収式冷凍装置で、各1個の凝縮器Cと吸収器Aと蒸発器Eと3個の溶液熱交換器H3,H2、H1と3個の再生器G3,G2,G1を幾つかの配管で接続して冷媒Rと吸収溶液Lの循環サイクルを構成している。
【0011】
先ず、図1に示す吸収式冷凍装置の各機器の基本的な機能を冷房運転に即して説明すると、前記蒸発器Eは、容器Etの中に、被冷却液(水)Weを通す熱交換部Ecと該熱交換部Ec上に冷媒(凝縮水)Rcを散布する冷媒散布器Esとを有し、配管Ueから流入して蒸発器E内の熱交換部Ecを通過する被冷却液(水)Weを冷却する。なお、蒸発器E内の冷媒(凝縮水)Rcは、冷媒ポンプPRにより、冷媒散布器Esに汲み上げられる。
【0012】
前記吸収器Aは、蒸発器Eと連通して該蒸発器Eから流入する低温(温度Ta)の気化冷媒(水蒸気)Reを吸収溶液Lc中に吸収する作用をするもので、容器At内に、吸収溶液(濃溶液)Lcを散布する溶液散布器Asと同吸収器A内で発生する吸収熱を除去するための熱交換部(冷却部)Acを備えている。
【0013】
前記熱交換部Acには配管Uaから冷却水Waが供給されて、吸収器A内で発生する吸収熱を除去する。なお、この冷却水Waはさらに後述する凝縮器Cに送給されて凝縮器用冷却水としても利用される。
【0014】
この吸収式冷凍装置で使用されている3個の再生器G3,G2,G1はそれぞれ、吸収溶液を加熱濃縮して順次高濃度の濃溶液(濃度ξ3,ξ2,ξ1)とするためのもので、吸収器Aから溶液ポンプPL1により送給される濃度ξaの吸収溶液(希溶液)Lwは、高温再生器G3に流入することとなっている。
【0015】
前記高温再生器G3は、容器G3t内に加熱器J(例えば、ガス燃焼器)を有し、吸収器Aで生成される吸収溶液(希溶液)Lwを容器G3t内に導入して加熱濃縮する(濃度ξ3の濃溶液Lc3を生成する一方、温度T3の冷媒蒸気R3を生成する)。この高温再生器G3において濃縮された濃溶液Lc3は、後述する高温側の溶液熱交換器H3の加熱側を通過して中温再生器G2に流入する。
【0016】
前記中温再生器G2は、容器G2t内に溶液加熱器G2c(高温再生器G3で生成された温度T3の冷媒蒸気R3を導入し、熱源とする)を有し、同溶液加熱器G2cによって、高温再生器G3から導入される吸収溶液(濃溶液)Lc3を加熱濃縮する(濃度ξ2の濃溶液Lc2を生成する一方、温度T2の冷媒蒸気R2を生成する)。この中温再生器G2において濃縮された濃溶液Lc2は、後述する中温側の溶液熱交換器H2の加熱側を通過して低温再生器G1に流入する。
【0017】
前記低温再生器G1は、容器G1t内に溶液加熱器G1c(中温再生器G2で生成された温度T2の冷媒蒸気R2を導入し、熱源とする)を有し、同溶液加熱器G1cによって中温再生器G2から導入される吸収溶液(濃溶液)Lc2を加熱濃縮する(濃度ξ1の濃溶液Lc1を生成する一方、温度T1の冷媒蒸気R1を生成する)。この低温再生器G1において濃縮された濃溶液Lc1=Lcは、後述する低温側の溶液熱交換器H1の加熱側を通過して吸収器Aに流入する。
【0018】
前記凝縮器Cは、容器Ct内に設けられた熱交換部Cc内を流れる冷却水Waにより低温再生器G1から導入される冷媒蒸気R1を冷却凝縮させて液冷媒(凝縮水)Rcを生成させるためのもので、該熱交換部Ccには、冷却水配管Ucを通して吸収器A通過後の冷却水Waが供給される。
【0019】
なお、中温再生器G2の溶液加熱器G2cに導入された冷媒蒸気R3および低温再生器G1の溶液加熱器G1cに導入された冷媒蒸気R2はともにドレンとなり、該ドレンRd2,Rd1は、合流したあと、凝縮器Cへ送られる。該凝縮器C内で、生成された液冷媒(凝縮水)Rcは蒸発器Eに供給される。
【0020】
前記溶液熱交換器H1,H2,H3は各再生器G1,G2,G3で生成される低温濃溶液Lc1、中温濃溶液Lc2及び高温濃溶液Lc3の保有する熱を吸収器Aから高温再生器G3へ供給される吸収溶液(希溶液)Lwに熱回収するためのものである。
【0021】
ところで、上記冷凍サイクルにおいては、前記中温再生器G 2 の出口と前記蒸発器Eとが、暖房運転時に開作動される開閉弁3を介設した冷媒配管2を介して接続されている。また、前記高温再生器G3における溶液出口と前記吸収器Aとが、暖房運転時に開作動される開閉弁7を介設した溶液配管6を介して接続されている。さらに、前記吸収器Aと前記蒸発器Eとは、蒸発器Eに溜まる冷媒あるいは溶液がオーバフロー等により吸収器Aに移動できるように連通せしめられている。さらにまた、前記吸収器Aから前記溶液ポンプPL1により送給される溶液の一部が分岐し、この分岐通路8を介して前記溶液の一部が前記吸収器Aへ還流し得るように構成されており、前記分岐通路8には、暖房運転時に開作動される弁9が介設されている。
【0022】
上記のように構成したことにより、暖房運転時においては、中温再生器G 2 で発生した冷媒蒸気R 2 の全量あるいは一部が、前記蒸発器Eに送給されて、その熱は、該蒸発器Eの熱交換部Ecを流れる搬送媒体Weに伝えて暖房出力(即ち、温水)として取り出される。この場合、蒸発器Eは、凝縮器として作用することとなっているのである。従って、冷房運転時に冷房出力が取り出される蒸発器Eの熱交換部Ecを用いて暖房出力を取り出すことができることとなり、特別な熱交換器を設けなくとも暖房運転を行うことができる。
【0023】
また、暖房運転時には、作動圧力が下がるため、溶液の循環が悪くなるおそれがあるが、本実施の形態におけるように、再生器G3の溶液出口から吸収器Aへ直接溶液(濃溶液)Lc3がバイパスされるようにすれば、溶液の安定した循環を確保することができる。なお、3個の再生器G3〜G1を用いた場合においては、前記吸収器Aへ供給される溶液は、前記再生器G3〜G1における溶液出口の少なくとも1個所以上から分岐するようにしてもよい。
【0024】
また、本実施の形態においては、前記吸収器Aと前記蒸発器Eとを、蒸発器Eに溜まる冷媒あるいは溶液がオーバフロー等により吸収器Aに移動できるように連通させているので、暖房運転時において、蒸発器Eにおいて暖房出力取り出し用に供されて得られた冷媒(水蒸気)あるいは溶液(凝縮水)が、オーバフロー等により吸収器Aへ移動し、吸収器Aから再生器へ送り出されることとなる。従って、溶液循環量を確保できることとなり、安定した暖房運転が可能となる。
【0025】
また、本実施の形態においては、前記吸収器Aから前記溶液ポンプPL1により送給される溶液の一部が分岐し、この分岐通路8を介して前記溶液の一部が前記吸収器Aへ還流し得るように構成され且つ前記分岐通路8には、暖房運転時に開作動される弁9が介設されているので、暖房運転時には、作動圧力が下がるため、溶液の循環が悪くなるおそれがあるが、溶液の一部が吸収器Aの出口に設けられた溶液ポンプPL1の上流側と下流側とで短絡バイパスされることとなり、循環量不足に起因する溶液ポンプPL1のキャビテーションの発生を防止することができる。なお、分岐通路8は、前記低温再生器G1の出口から吸収器Aに至る溶液経路のいずれにおいて合流するようにしてもよい。また、前記弁9として、流量調整可能な弁を採用することもでき、その場合、暖房運転時における運転状態に対応して短絡バイパス流量を調整できることとなり、適正な溶液循環量を確保することができる。また、流量制御可能な弁を用いた場合、外部信号により弁の開度制御を行うようにすることもできる。
【発明の効果】
【0026】
請求項1の発明によれば、凝縮器Cと吸収器Aと蒸発器Eと3個の再生器G1〜G3とを基本要素とし、これらの要素間を、溶液配管、冷媒配管で作動的に結合して、最も高温側の再生器G3においては燃料や蒸気等の外部熱源Jを用いて加熱沸騰せしめて冷媒蒸気R3を発生させ、当該冷媒蒸気R3の熱を用いて1段低温側の再生器G2を加熱して冷媒蒸気R2を発生させ、さらに当該冷媒蒸気R2を用いて最も低温側の再生器G1を加熱して冷媒蒸気R1を発生させるように構成された吸収式冷凍装置において、前記最も高温側の再生器G3で発生した冷媒蒸気R3が通過する1段低温側の再生器G2の出口と前記吸収器Aあるいは前記蒸発器Eとを、暖房運転時に開作動される開閉弁3を介設した冷媒配管2を介して接続し、暖房運転時には、前記1段低温側の再生器G2から出た冷媒蒸気R2の全量あるいは一部を、前記吸収器Aあるいは前記蒸発器Eに送給して、その熱を該蒸発器Eの熱交換部Ecを流れる搬送媒体Weに伝えて暖房出力として取り出すように構成しているので、冷房運転時に冷房出力が取り出される蒸発器Eの熱交換部Ecを用いて暖房出力を取り出すことができることとなり、特別な熱交換器を設けなくとも暖房運転を行うことができるという効果がある。
【0027】
請求項2の発明におけるように、請求項1記載の吸収式冷凍装置において、前記吸収器Aと前記蒸発器Eとを、蒸発器Eに溜まる冷媒あるいは溶液がオーバフロー等により吸収器Aに移動できるように連通させた場合、暖房運転時において、蒸発器Eにおいて暖房出力取り出し用に供されて得られた冷媒(水蒸気)あるいは溶液(凝縮水)が、オーバフロー等により吸収器Aへ移動し、吸収器Aから再生器へ送り出されることとなる。従って、溶液循環量を確保できることとなり、安定した暖房運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明の実施の形態にかかる吸収式冷凍装置の冷凍サイクル図(システムフロー)である。
【符号の説明】
1は蒸気経路、2は冷媒配管、3は開閉弁、4は連絡配管、5は開閉弁、6は溶液配管、7は開閉弁、8は分岐通路、9は弁、Aは吸収器、Cは凝縮器、Dはドレン熱交換器、Eは蒸発器、Gは再生器、Hは溶液熱交換器、Jは外部熱源、Kは排熱熱交換器、Lcは吸収溶液(濃溶液)、Lwは吸収溶液(希溶液)、P1,P2は接続部位、PLは溶液ポンプ、Rは冷媒蒸気、Rdはドレン。
Claims (2)
- 凝縮器(C)と吸収器(A)と蒸発器(E)と3個の再生器(G1)〜(G3)とを基本要素とし、これらの要素間を、溶液配管、冷媒配管で作動的に結合して、最も高温側の再生器(G3)においては燃料や蒸気等の外部熱源(J)を用いて加熱沸騰せしめて冷媒蒸気(R3)を発生させ、当該冷媒蒸気(R3)の熱を用いて1段低温側の再生器(G2)を加熱して冷媒蒸気(R2)を発生させ、さらに当該冷媒蒸気(R2)を用いて最も低温側の再生器(G1)を加熱して冷媒蒸気(R1)を発生させるように構成された吸収式冷凍装置であって、前記最も高温側の再生器(G3)で発生した冷媒蒸気(R3)が通過する1段低温側の再生器(G2)の出口と前記吸収器(A)あるいは前記蒸発器(E)とを、暖房運転時に開作動される開閉弁(3)を介設した冷媒配管(2)を介して接続し、暖房運転時には、前記1段低温側の再生器(G2)から出た冷媒蒸気(R2)の全量あるいは一部を、前記吸収器(A)あるいは前記蒸発器(E)に送給して、その熱を該蒸発器(E)の熱交換部(Ec)を流れる搬送媒体(We)に伝えて暖房出力として取り出すように構成したことを特徴とする吸収式冷凍装置。
- 前記吸収器(A)と前記蒸発器(E)とを、蒸発器(E)に溜まる冷媒あるいは溶液がオーバフロー等により吸収器(A)に移動できるように連通させたことを特徴とする前記請求項1記載の吸収式冷凍装置。
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