JP4030219B2 - Plate heat exchanger and solution heat exchanger using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレート式熱交換器に係り、特に、複数の熱交換器を一体構造とした吸収冷凍機用溶液熱交換器として有用なプレート式熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】
吸収冷凍機用の溶液熱交換器は、従来から多管式(バッフル式)熱交換器が、主に使用されており、吸収サイクルにより、低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器、排熱回収熱交換器等複数の熱交換器が、構成機器として付属している。
また、これらの溶液熱交換器は、それぞれ単独の熱交換器として配置され、これらを配管接続し、所定の機能が発揮できるように構成されている。
これらは多管式熱交換器であり、かつ単独設置されたものを配管接続しているために、次の欠点があった。
▲1▼ 熱交換器内部及び配管中の溶液量が多く、起動特性が悪い。
▲2▼ 溶液熱交換器のサイズが大きく、かつ、重いため、小型・軽量化が困難で高価。
▲3▼ 配管が複雑で製作に時間が掛かる。
▲4▼ 量産化しにくい構造である。
【0003】
また、これらの溶液熱交換器をプレート式で構成したとしても、単独設置する場合は、外部で配管接続する必要がある為、配管が複雑で高価となり、さらにスペースの縮小もできない。
特に、プレート式の場合は、多管式に比べて圧力損失が大きくなる傾向がある為、吸収冷凍サイクル中で限られた許容圧力損失の範囲で、伝熱効果を最大に高める為には、外部配管による圧力損失を極力小さくする構造が必要となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決し、小型・軽量化で安価に量産化が可能で、流路構成の変更が容易にでき、圧力損失を極力小さくしたプレート式熱交換器とそれを用いた吸収冷凍機用溶液熱交換器を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、隔壁により内部を2つのユニットU1とU2に区分された一体構造を有するプレート式熱交換器において、前記2つのユニットU1とU2に区分する隔壁には、区分されたユニット間を連通する熱交換を行う2つの異なった流体の流路を有し、該熱交換を行う流路の1方の流体の流路は、ユニットU1の一方の入口から流入して該ユニットU1の熱交換部を通過した後、前記隔壁の一方の連通流路を通ってユニットU2に入り、そこで分岐して、一方は、該ユニットU2の熱交換部を通過して、該ユニットU2の一方の出口から流出し、他方は、該ユニットU2の熱交換部を通過することなく別の出口から流出するように形成し、前記熱交換を行う流路の別の流体の流路は、ユニットU2の一方の入口から流入して、該ユニットU2の熱交換部を通過した後、前記隔壁の他方の連通流路を通ってユニットU1に入り、そこでユニットU1の他の入口から導入された別の流体と合流し、ユニットU1の熱交換部を通って該ユニットU1の一方の出口から流出するように形成することを特徴とするプレート式熱交換器としたものである。
また、本発明では、隔壁により内部を2つのユニットU1とU2に区分された一体構造を有するプレート式熱交換器において、前記2つのユニットU1とU2に区分する隔壁には、区分されたユニット間を連通する熱交換を行う2つの異なった流体の流路を有し、該熱交換を行う流路の1方の流体の流路は、ユニットU1の一方の入口から流入して、そこで分岐し、一方は、ユニットU1の熱交換部を通過して該ユニットU1の一方の出口から流出し、他方は、ユニットU1の熱交換部を通過することなく、前記隔壁の一方の連通流路を通ってユニットU2に入り、該ユニットU2の熱交換部を通過してユニットU2の一方の出口から流出するように形成し、前記熱交換を行う流路の別の流体の流路は、ユニットU1とU2のそれぞれの別の入口から流入し、該ユニットU1とU2のそれぞれの熱交換部を通過し、該ユニットU2の熱交換部を通過した別の流体は、前記隔壁の他方の連通流路を通って、U1の熱交換部を通過した別の流体と合流して、該ユニットU1の他の出口から流出するように形成することを特徴とするプレート式熱交換器としたものである。
【0006】
また、本発明では、吸収冷凍機の濃溶液と希溶液との熱交換を行う溶液熱交換器において、該熱交換器として前記したプレート式熱交換器を用いることとしたものであり、さらに、吸収冷凍機の濃溶液及び排熱と希溶液との熱交換を行う溶液熱交換器において、該熱交換器として前記したプレート式熱交換器を用いることとしたものである。
前記吸収冷凍機は、多重効用吸収冷凍機であり、濃溶液及び/又は希溶液がそれぞれ複数の流路を形成することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図1は、プレート式熱交換器の参考例を示す全体構成図であり、(a)は正断面図、(b)は上から見た平面図、(c)は下から見た平面図である。
図1において、H1、H2は熱交換器、Pはプレート、Bは隔壁であり、a1〜4及びb1〜4は、それぞれ被加熱用流体及び加熱用流体の入口ノズル及び出口ノズルであり、1a、2a及び1b、2bはそれぞれ被加熱用流体及び加熱用流体の流れを示している。
図1では、隔壁Bにより、上部のユニット1U1と下部のユニット2U2に区分されている。独立した熱交換器H1、H2が、一体に形成されている。隔壁Bの構造としては、ユニット1U1とユニット2U2の圧力差が小さい場合は、プレート熱交換器H1、H2を構成するプレートPの基本形状は全く同じで、流体1a、流体1b(又は流体2a、流体2b)を流す流路の無い閉止型プレートPを採用することができる。また、圧力差が大きい場合は、強度上必要な厚さを有する隔壁Bとすればよい。
【0008】
また、隔壁は、例えばプレート複数板を用いて、内部を真空状態の気密空間にして真空断熱層とし熱交換器H1とH2の間の熱ロスを少なくすることができる。さらに、多パスとする場合は、パス内に真空断熱層を設けても良い。
ユニット1U1おける流体1a(実線で示す)はノズルa1から入りノズルa2から出る。一方流体1b(破線で示す)はノズルb1から入りノズルb2から出る。流体1a、流体1bは交互に流れて熱交換をする。
ユニット2U2の流れもユニット1U1と同様に、流体2a(実線)はノズルa3から入りノズルa4から出て、流体2b(破線)はノズルb3から入りノズルb4から出て、流体2aと流体2b間で熱交換をする。
図1は、独立した2つの熱交換器を一体化したものである。
【0009】
次に、図2に、本発明のプレート式熱交換器の一例の全体構成図を示し、(a)は正断面図、(b)は上から見た平面図、(c)は下から見た平面図である。
図2では、流路c1、d1を有する隔壁Bにより、上部ユニット1U1と下部ユニット2U2に区分されている。
ユニット1U1には、3個のノズルa1、b1、b2があり、ユニット2U2にも、3個のノズルa2、b3、a4がある。また、隔壁Bにはノズルa2に相当する位置c1とノズルb1に相当する位置d1の2個所に、ユニット間を連通する流路が設けられている。
【0010】
これを吸収冷凍機の溶液熱交換器に当てはめて説明すると、吸収器からの希溶液1a+2aがノズルa1から入り、ユニット1U1(低温溶液熱交換器)内のプレート間を流れて、隔壁Bの連通流路c1からユニット2U2(高温溶液熱交換器)に入り、その一部2aがユニット2U2内のプレート間を流れてノズルa4から出て、高温再生器へと流れて行く。一方、連通流路c1から入った希溶液の一部1aは、そのままノズルa2から流出し、低温再生器へと流れて行く。
高温再生器からの戻り溶液2bは、ユニット2U2のノズルb3から入り、ユニット2U2内のプレート間を流れて隔壁Bの連通流路d1からユニット1U1に流入し、低温再生器からの戻り溶液1b(ユニット1U1のノズルb1から入ってくる)と合流し、ユニット1U1のプレート間を流れてノズルb2から流出し再び吸収器に戻って行く。
【0011】
このようにして、低温の希溶液1a+2aと高温の濃溶液(低温再生器1b又は高温再生器2bからの戻り溶液)間で熱交換を行うコンパクトで配管の少ない吸収冷凍機用溶液熱交換器を具体化している。
図2のように実施すれば、配管取合いは6箇所ですむが、従来のように単独で配置した場合は、配管取合いは8箇所となる。
ここでは、低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器とも説明を簡単にするため流路構成を1パスとしてあるが、もちろん複数パスにしてもよい。
また、ユニット2U2の入口部分における希溶液の流量分配(低温再生器側と高温再生器側)を調整するためにノズルa2部分に流量調節機構(オリフィスOL等)を設けることも可能である。
図2で、a、cを付した符号は、希溶液の流れ、ノズルを示し、b、dを付した符号は、濃溶液の流れ、ノズルを示す。次の図3も同様である。
【0012】
図3に、本発明のプレート式熱交換器の別の例の全体構成図を示し、(a)は正断面図、(b)は上から見た平面図、(c)は下から見た平面図である。
図3では、流路c2、d2を有する隔壁Bにより、上部ユニット1U1と下部ユニット2U2に区分されている。
ユニット1U1には、4個のノズルa1、a2、b1、b2があり、ユニット2U2には2個のノズルb3、a4がある。また、隔壁Bにはノズルa1に相当する位置c2とノズルb2に相当する位置d2の2箇所にユニット間を連通する流路が設けられている。
これを吸収冷凍機の溶液熱交換器に当てはめて説明すると、吸収器からの希溶液1a+2aがノズルa1からユニット1U1(低温溶液熱交換器)に入り、その一部がユニット1U1のプレート間を流れてノズルa2から出て、低温再生器へと流れて行く。
【0013】
ユニット1U1に流入した希溶液1a+2aの一部は、隔壁Bの連通流路c2を通ってユニット2U2に入り、プレート間を流れてノズルa4を出て、高温再生器に流れて行く。
高温再生器からの戻り溶液2bは、ユニット2U2のノズルb3から入り、ユニット2U2のプレート間を流れて、隔壁Bの連通流路d2を通ってユニット1U1に流入し、低温再生器からの戻り溶液1b(ユニット1U1のノズルb1から入ってくる)と合流し、そのままノズルb2から流出し、再び吸収器に戻って行く。
また、ユニット2U2のノズルa3(鎖線にて図示)を追加し、他系統の溶液2cをユニット2U2に導入することも可能である。
【0014】
このようにして、低温の希溶液1a+2aと高温の濃溶液(低温再生器1b又は高温再生器2bからの戻り溶液)間で熱交換を行う、コンパクトで配管の少ない吸収冷凍機用溶液熱交換器を具体化している。
図3のように実施すれば、配管取合いは6箇所ですむが、従来のように単独で配置した場合は、配管取合いは8箇所となる。
図3では、低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器とも説明を簡単にするため流路構成を1パスとしてあるが、もちろん複数パスにしてもよい。
また、ユニット1U1の入口部分における希溶液1a+2aの流量分配(低温再生器側1aと高温再生器側2a)を調整するために、図2と同様にノズルa2部分に流量調節機構(オリフィス等)をもうけることも可能である(図示せず)。
【0015】
図4に、本発明を適用する二重効用吸収冷温水機のフロー構成図を示す。
図4において、Aは吸収器、GLは低温再生器、GHは高温再生器、Cは凝縮器、Eは蒸発器、HLは低温熱交換器、HHは高温熱交換器、SPは溶液ポンプ、RPは冷媒ポンプであり、1〜7は溶液流路で、8〜11は冷媒流路、12は冷却水流路である。
この装置の冷房運転において、冷媒を吸収した希溶液は、吸収器Aから溶液ポンプSPにより低温熱交換器HLの被加熱側を通り、一部は高温熱交換器HHの被加熱側を通り流路2から高温再生器GHに導入される。高温再生器GHでは希溶液は加熱熱源13より加熱されて冷媒を蒸発して濃縮され、濃縮された濃溶液は流路3を通り高温熱交換器HHで熱交換され、低温再生器からの濃溶液と合され、低温熱交換器HLを通り流路7から吸収器Aに導入される。
【0016】
一方、低温溶液熱交換器HLを通った希溶液は、流路4で分岐され高温再生器GH側へ流れた残部が、低温再生器GLに導入される。低温再生器では高温再生器からの冷媒蒸気により加熱濃縮された後、流路5で高温再生器からの濃溶液と合されて、低温熱交換器HLの加熱側を通り、流路7から吸収器Aに導入される。
高温再生器GHで蒸発した冷媒ガスは、冷媒流路8を通り、低温再生器GLの熱源として用いられたのち凝縮器Cに導入される。凝縮器Cでは低温再生器GLからの冷媒ガスと共に冷却水12より冷却されて凝縮する。凝縮した冷媒液は、流路9から蒸発器Eに入る。蒸発器Eでは冷媒が冷媒ポンプRP、流路10、11により循環されて蒸発し、その際に蒸発熱を負荷側の冷水14から奪い、冷水14を冷却し、冷房に供される。
【0017】
蒸発した冷媒は吸収器Aで濃溶液により吸収されて、希溶液となり溶液ポンプSPで循環されるサイクルとなる。
図4中で、バイパス管15、16は、この吸収冷温水機を暖房用に使用するための配管であり、暖房運転時には、冷暖切換弁V1、V2を開として、高温再生器の蒸気をA/E(吸収器/蒸発器)缶胴に導き、蒸発器チューブ内を通る温水14を加熱する。ここで、冷媒蒸気は凝縮し、ドレン(冷媒液)となるわけであるが、冷媒液をV2を通して、希溶液循環系に戻すことにより、暖房用にも用いることができる。
図4の吸収冷温水器において、溶液熱交換器(低温HL、高温HH)に本発明のプレート式熱交換器を用いている。図4の吸収冷温水器は、低温溶液熱交換器HLを出た後に希溶液1が低温再生器GLと高温溶液熱交換器HHに分岐して流れる分岐フローであり、前記図2のプレート式熱交換器を適用できる。
【0018】
図2と図4を対比すると、図4の熱交換器HL、HHがそれぞれ図2のH1、H2に相当し、図4の流路1、2、4がそれぞれ図2のa1、a4、a2に相当し、流路3、5、6、7が図2のb3、b1、d1、b2に相当する。
図5に、溶液熱交換器(低温、高温)と排熱回収熱交換器の配置と溶液流れの種々の方式の説明図を示し、本発明では、破線で囲まれた部分を一体化してプレート式熱交換器としている。
図5(a)は、低温溶液熱交換器HLと高温溶液熱交換器HHが直列に配列され、低温溶液熱交換器HLを出たあとに、希溶液が低温再生器GL側と高温溶液熱交換器HHに分岐して流れる場合であり、分岐フローで図2のプレート式熱交換器に具体化されている。
【0019】
図5(b)は、低温溶液熱交換器HLと高温溶液熱交換器HHが並列に配列され、希溶液がそれぞれに並列に流れる場合であり、パラレルフローで図3に具体化されている。
図5(c)は、低温溶液熱交換器HLと排熱回収熱交換器HO及び高温溶液熱交換器HHが直列に配列され、希溶液が排熱回収熱交換器HOを出た後に低温再生器側GLと高温溶液熱交換器HH側に分岐して流れる場合であり、分岐フローである。
ここで、排熱回収熱交換器HOとは加熱源に蒸気を使った場合の蒸気ドレーンから熱を回収するドレーン熱交換器、エンジンや各種排熱から回収した温水からの熱を、冷凍サイクルに回収する為の熱交換器類を総称している。
【0020】
図6に、プレート熱交換器の流れを説明する為の一般的な模式図を示す。
積層された複数枚のプレートP間を、低温流体と高温流体が交互に流れてプレート間で熱交換している。各プレートPには、流体1a、流体1bの出入口用として4個の流通穴があいている。
図7に、図6に対する断面構造の一般的な模式図を示す。
断面図は流体aの出入口ノズル部分のものであり、流路aを流れることになる。
流体aはノズルa1から入り、プレート熱交換器の流路を通って反対側のノズルa2に出る。また流体aの出口をノズルb1とすることも可能である。
一方、流体1bはノズルb1から入り、プレート熱交換器の流路bを通って反対側のノズルb2に出る。また、流体b2の出口をノズルa1とすることも可能である。
【0021】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
(1) プレート熱交換器化することによリ溶液量を少なくし、安価に量産化が可能である。
(2) 複数の溶液熱交換器を隔壁を介して一体化することにより、高機能化が図れ、配管が容易になるとともに、大幅な小型軽量化が可能となる。
(3) 熱交換器の機能、目的により、隔壁部の構造を変えることで自由な流路構成(吸収サイクル)が可能である。即ち、隔壁部の通路構成により、分岐フロー、パラレルフロー、シリーズフロー等の溶液流れに自由に対応可能となる。
(4)隔壁は、プレート熱交換器を構成するプレートと同様な構造とし、流路の
構成のみを変えることにより対応できるため、安価に量産が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 プレート式熱交換器の参考例を示す全体構成図で、(a)は正断面図、(b)は上から見た平面図、(c)は下から見た平面図。
【図2】 本発明のプレート式熱交換器の一例を示す全体構成図で、(a)は正断面図、(b)は上から見た平面図、(c)は下から見た平面図。
【図3】 本発明のプレート式熱交換器の別の例を示す全体構成図で、(a)は正断面図、(b)は上から見た平面図、(c)は下から見た平面図。
【図4】 本発明を適用する二重効用吸収冷温水機のフロー構成図。
【図5】 本発明を適用する熱交換器と溶液流れの種々の方式の説明図。
【図6】 プレート熱交換器の流れを説明するための模式図。
【図7】 図6の断面構造を説明する模式図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plate heat exchanger, and more particularly to a plate heat exchanger useful as a solution heat exchanger for an absorption refrigeration machine, in which a plurality of heat exchangers are integrated.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, multi-tube (baffle) heat exchangers are mainly used as solution heat exchangers for absorption refrigerators. Depending on the absorption cycle, low-temperature solution heat exchangers, high-temperature solution heat exchangers, exhaust heat are used. A plurality of heat exchangers such as a recovery heat exchanger are attached as components.
Moreover, these solution heat exchangers are each arrange | positioned as an independent heat exchanger, these are connected by piping, and it is comprised so that a predetermined function can be exhibited.
Since these are multi-tube heat exchangers and are individually installed by pipe connection, they have the following drawbacks.
(1) The amount of solution in the heat exchanger and in the piping is large and the starting characteristics are poor.
(2) Because the size and weight of the solution heat exchanger is large, it is difficult to reduce the size and weight and is expensive.
(3) Piping is complicated and takes time to manufacture.
(4) The structure is difficult to mass-produce.
[0003]
Further, even if these solution heat exchangers are configured as a plate type, if they are installed alone, it is necessary to connect the pipes outside, so that the pipes are complicated and expensive, and the space cannot be reduced.
In particular, in the case of the plate type, since the pressure loss tends to be larger than the multi-tube type, in order to maximize the heat transfer effect within the allowable pressure loss range limited in the absorption refrigeration cycle, A structure that minimizes pressure loss due to external piping is required.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-described problems, and can be mass-produced at low cost with a small size and light weight, can easily change the flow path configuration, and uses a plate-type heat exchanger in which pressure loss is minimized. It is an object to provide a solution heat exchanger for an absorption refrigerator.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, in the present invention, in a plate heat exchanger having an integrated structure in which the inside is divided into two units U1 and U2 by a partition wall, the partition wall divided into the two units U1 and U2 includes , Having two different fluid flow paths for performing heat exchange between the divided units, and one of the flow paths for performing the heat exchange flows from one inlet of the unit U1. After passing through the heat exchanging part of the unit U1, the unit U2 enters the unit U2 through one communication flow path of the partition wall, and one branchs through the heat exchanging part of the unit U2, It flows out from one outlet of the unit U2, and the other is formed so as to flow out from another outlet without passing through the heat exchange part of the unit U2. The road is one of units U2 And then passes through the heat exchange section of the unit U2 and then enters the unit U1 through the other communication channel of the partition wall, where it merges with another fluid introduced from the other inlet of the unit U1. The plate heat exchanger is formed so as to flow out from one outlet of the unit U1 through the heat exchange part of the unit U1.
Further, in the present invention, in the plate heat exchanger having an integrated structure in which the inside is divided into two units U1 and U2 by the partition wall, the partition wall divided into the two units U1 and U2 includes a space between the divided units. The flow path of one of the flow paths for performing heat exchange flows from one inlet of the unit U1 and branches there. One passes through the heat exchange part of the unit U1 and flows out from one outlet of the unit U1, and the other passes through one communication channel of the partition without passing through the heat exchange part of the unit U1. The unit U2 enters the unit U2, passes through the heat exchange part of the unit U2, and flows out from one outlet of the unit U2. Another fluid channel of the channel for performing the heat exchange is the unit U1. U2 each different Another fluid that has flowed in through the mouth and passed through the heat exchange sections of the units U1 and U2 and passed through the heat exchange section of the unit U2 passes through the other communication flow path of the partition wall, The plate-type heat exchanger is characterized in that it is formed so as to merge with another fluid that has passed through the exchange section and to flow out from the other outlet of the unit U1.
[0006]
In the present invention, in the solution heat exchanger that performs heat exchange between the concentrated solution and the dilute solution of the absorption refrigerator, the plate-type heat exchanger described above is used as the heat exchanger. In the solution heat exchanger that performs heat exchange between the concentrated solution of the absorption refrigerator and the exhaust heat and the diluted solution, the plate heat exchanger described above is used as the heat exchanger.
The absorption refrigerator is a multi-effect absorption refrigerator, and a concentrated solution and / or a diluted solution can each form a plurality of flow paths.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Figure 1 is a general block diagram showing a reference example of Plate-type heat exchanger, (a) represents a front sectional view, (b) a plan view seen from the top, (c) is a plan view from below It is.
In FIG. 1, H 1 and H 2 are heat exchangers, P is a plate, B is a partition, and a 1 to 4 and b 1 to 4 are an inlet nozzle and an outlet nozzle for the fluid to be heated and the heating fluid, respectively. 1a, 2a and 1b, 2b indicate the flow of the fluid to be heated and the fluid for heating, respectively.
In FIG. 1, an upper unit 1U 1 and a lower unit 2U 2 are divided by a partition wall B. Independent heat exchangers H 1 and H 2 are integrally formed. As for the structure of the partition wall B, when the pressure difference between the unit 1U 1 and the unit 2U 2 is small, the basic shapes of the plates P constituting the plate heat exchangers H 1 and H 2 are exactly the same, and the
[0008]
Further, the partition wall can be made into an airtight space in a vacuum state by using a plurality of plates, for example, to form a vacuum heat insulating layer, and heat loss between the heat exchangers H 1 and H 2 can be reduced. Furthermore, when using multiple passes, a vacuum heat insulating layer may be provided in the passes.
Unit 1U 1
Similar to the flow even unit 1U 1 unit 2U 2, fluid 2a (solid line) exits from the nozzle a 4 enters the nozzle a 3,
FIG. 1 shows an integration of two independent heat exchangers.
[0009]
Next, FIG. 2 shows the overall configuration diagram of an example of a plate heat exchanger of the present invention, (a) is a front sectional view, (b) is a plan view from above, from below (c) FIG.
In FIG. 2, the upper unit 1U 1 and the lower unit 2U 2 are divided by a partition wall B having flow paths c 1 and d 1 .
The unit 1U 1 has three nozzles a 1 , b 1 , and b 2 , and the unit 2U 2 also has three nozzles a 2 , b 3 , and a 4 . Further, the partition wall B is provided with flow paths that communicate between the units at two positions, a position c 1 corresponding to the nozzle a 2 and a position d 1 corresponding to the nozzle b 1 .
[0010]
When this is applied to the solution heat exchanger of the absorption refrigerator, the
[0011]
In this way, a compact heat absorption heat exchanger for absorption refrigerators that performs heat exchange between the low
If it carries out like FIG. 2, a pipe joint will be six places, but when it arrange | positions independently like the past, a pipe joint will be eight places.
Here, in order to simplify the description of both the low-temperature solution heat exchanger and the high-temperature solution heat exchanger, the flow path configuration is one path, but of course, a plurality of paths may be used.
It is also possible to provide a flow rate adjusting mechanism (orifice OL or the like) at the nozzle a 2 portion in order to adjust the flow distribution of the dilute solution (low temperature regenerator side and high temperature regenerator side) at the inlet portion of the unit 2U 2. .
In FIG. 2, the reference numerals a and c indicate the flow and nozzle of the dilute solution, and the reference numerals b and d indicate the flow and nozzle of the concentrated solution. The same applies to FIG.
[0012]
FIG. 3 shows an overall configuration diagram of another example of the plate heat exchanger of the present invention, where (a) is a front sectional view, (b) is a plan view seen from above, and (c) is seen from below. It is a top view.
In Figure 3, by a partition wall B having a flow path c 2, d 2, it is divided into an upper unit 1U 1 and a lower unit 2U 2.
The unit 1U 1 has four nozzles a 1 , a 2 , b 1 , and b 2 , and the unit 2U 2 has two nozzles b 3 and a 4 . Further, the partition wall B is provided with flow paths that communicate between the units at two positions, a position c 2 corresponding to the nozzle a 1 and a position d 2 corresponding to the nozzle b 2 .
Explaining this by applying it to the solution heat exchanger of the absorption refrigerator, the
[0013]
Part of the
Further, by adding the nozzle a 3 units 2U 2 (shown in dashed line), it is also possible to introduce a solution 2c of other strains in the unit 2U 2.
[0014]
In this way, a heat exchanger for absorption refrigerators that is compact and has few pipes, performs heat exchange between the low temperature
If it carries out like FIG. 3, a pipe joint will be six places, but when it arrange | positions independently like the past, a pipe joint will be eight places.
In FIG. 3, both the low-temperature solution heat exchanger and the high-temperature solution heat exchanger have a single flow path configuration for the sake of simplicity of explanation.
In order to adjust the flow rate distribution of the
[0015]
In FIG. 4, the flow block diagram of the double effect absorption cold / hot water machine which applies this invention is shown.
In FIG. 4, A is an absorber, GL is a low temperature regenerator, GH is a high temperature regenerator, C is a condenser, E is an evaporator, HL is a low temperature heat exchanger, HH is a high temperature heat exchanger, SP is a solution pump, RP is a refrigerant pump, 1-7 are solution flow paths, 8-11 are refrigerant flow paths, and 12 is a cooling water flow path.
In the cooling operation of this apparatus, the dilute solution that has absorbed the refrigerant flows from the absorber A by the solution pump SP through the heated side of the low-temperature heat exchanger HL, and partly flows through the heated side of the high-temperature heat exchanger HH. It is introduced from the
[0016]
On the other hand, the remaining part of the dilute solution that has passed through the low temperature solution heat exchanger HL and branched to the high temperature regenerator GH is introduced into the low temperature regenerator GL. In the low-temperature regenerator, after being heated and concentrated by the refrigerant vapor from the high-temperature regenerator, it is combined with the concentrated solution from the high-temperature regenerator in the
The refrigerant gas evaporated in the high temperature regenerator GH passes through the refrigerant flow path 8, is used as a heat source for the low temperature regenerator GL, and is then introduced into the condenser C. In the condenser C, it is cooled by the cooling
[0017]
The evaporated refrigerant is absorbed by the concentrated solution in the absorber A to become a dilute solution and circulates in the solution pump SP.
In Figure 4, the
In the absorption chiller / heater of FIG. 4, the plate heat exchanger of the present invention is used for the solution heat exchanger (low temperature HL, high temperature HH). The absorption chiller / heater of FIG. 4 is a branch flow in which the
[0018]
In comparison to FIG. 2 and FIG. 4, the heat exchanger HL in FIG. 4, HH corresponds to H 1, H 2, respectively, in FIG 2, a 1 in the Figure each
FIG. 5 is an explanatory view showing various arrangements of the solution heat exchanger (low temperature, high temperature) and the exhaust heat recovery heat exchanger and the solution flow. In the present invention, the plate surrounded by the broken line is integrated. It is a type heat exchanger.
FIG. 5A shows that the low temperature solution heat exchanger HL and the high temperature solution heat exchanger HH are arranged in series, and after exiting the low temperature solution heat exchanger HL, the dilute solution is connected to the low temperature regenerator GL side and the high temperature solution heat. This is a case where the flow branches and flows to the exchanger HH, and is embodied in the plate heat exchanger of FIG.
[0019]
FIG. 5B shows a case where the low-temperature solution heat exchanger HL and the high-temperature solution heat exchanger HH are arranged in parallel and the dilute solution flows in parallel to each other, which is embodied in FIG. 3 in parallel flow.
FIG. 5 (c) shows a low temperature solution heat exchanger HL, an exhaust heat recovery heat exchanger HO, and a high temperature solution heat exchanger HH arranged in series, and the low temperature regeneration after the dilute solution exits the exhaust heat recovery heat exchanger HO. This is a case of branching flow to the vessel side GL and the high temperature solution heat exchanger HH side.
Here, the exhaust heat recovery heat exchanger HO is a drain heat exchanger that recovers heat from the steam drain when steam is used as a heating source, and heat from hot water recovered from the engine and various exhaust heat to the refrigeration cycle. Collectively refers to heat exchangers for recovery.
[0020]
FIG. 6 shows a general schematic diagram for explaining the flow of the plate heat exchanger.
A low-temperature fluid and a high-temperature fluid flow alternately between the stacked plates P to exchange heat between the plates. Each plate P has four flow holes for the entrance and exit of
FIG. 7 shows a general schematic diagram of a cross-sectional structure with respect to FIG.
The cross-sectional view is that of the inlet / outlet nozzle portion of the fluid a and flows through the flow path a.
Fluid a enters through nozzle a 1 and exits through the flow path of the plate heat exchanger to the opposite nozzle a 2 . Further, the outlet of the fluid a can be the nozzle b 1 .
On the other hand, the
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be achieved.
(1) By using a plate heat exchanger, the amount of solution can be reduced and mass production can be achieved at low cost.
(2) By integrating a plurality of solution heat exchangers via the partition walls, higher functionality can be achieved, piping can be facilitated, and a significant reduction in size and weight can be achieved.
(3) A free flow path configuration (absorption cycle) is possible by changing the structure of the partition wall according to the function and purpose of the heat exchanger. In other words, the flow path configuration of the partition wall can freely cope with solution flows such as a branch flow, a parallel flow, and a series flow.
(4) The partition wall has the same structure as the plate constituting the plate heat exchanger, and can be dealt with by changing only the configuration of the flow path, so that mass production is possible at low cost.
[Brief description of the drawings]
[1] a whole configuration diagram showing a reference example of Plate-type heat exchanger, (a) represents a front sectional view, (b) a plan view seen from the top, (c) is a plan view from below.
FIG. 2 is an overall configuration diagram showing an example of a plate heat exchanger according to the present invention, where (a) is a front sectional view, (b) is a plan view seen from above, and (c) is a plan view seen from below. Figure.
FIG. 3 is an overall configuration diagram showing another example of the plate heat exchanger of the present invention, where (a) is a front sectional view, (b) is a plan view seen from above, and (c) is seen from below. Plan view.
FIG. 4 is a flow configuration diagram of a double-effect absorption chiller / heater to which the present invention is applied.
FIG. 5 is an explanatory diagram of various systems of a heat exchanger to which the present invention is applied and a solution flow.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the flow of a plate heat exchanger.
7 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional structure of FIG.
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