JP4278609B2 - 吸収式冷凍機 - Google Patents

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Description

本発明は、吸収式冷凍機（吸収冷温水機を含む）に係わるものである。
この種の吸収式冷凍機においては、例えば図４に示したように蒸発器を低圧蒸発器１Ａと高圧蒸発器１Ｂ、吸収器を低圧吸収器２Ａと高圧吸収器２Ｂとに分離すると共に、低圧側器機同士、高圧側器機同士を対にして配置する２段吸収式冷凍機１００Ｘが周知である（例えば、特許文献１参照。）。
なお、図中３は低温再生器、４は凝縮器、５はバーナ６を備えた高温再生器、７は低温熱交換器、８は高温熱交換器、Ｐ１は冷媒ポンプ、Ｐ２は冷却水ポンプ、２１はブライン管、２２は冷却水管である。
したがって、上記構成の吸収式冷凍機１００Ｘにおいては、低圧吸収器２Ａで冷媒蒸気を吸収して濃度が低下し、飽和蒸気圧の上昇した吸収液は高圧吸収器２Ｂに送られ、また、高圧蒸発器１Ｂで冷却されて温度が低下し、蒸気圧が低下したブライン（例えば冷水）はブライン管２１を介して低圧蒸発器１Ａに流れる。
そして、高圧吸収器２Ｂと連通する高圧蒸発器１Ｂは、ブライン管２１を介して冷房等の冷却作用を終えて熱負荷から還流する温度の高いブラインが流入することにより蒸気圧は高くなり、高圧吸収器２Ｂとの蒸気圧差を十分にとることができる。
また、低圧蒸発器１Ａと連通する低圧吸収器２Ａには、高温再生器５で加熱濃縮された高濃度の吸収液を散布することで蒸気圧が低くなり、低圧蒸発器１Ａとの蒸気圧差を十分にとることができる。このようにして、低圧段及び高圧段の蒸発器及び吸収器で十分に蒸気圧差が生じるようにして性能の向上が図られている。
特開２００３−１３０４８５号公報
しかし、上記構成の従来の２段吸収式冷凍機においては、熱負荷に循環供給するブラインは高圧蒸発器内の伝熱管と低圧蒸発器内の伝熱管とを必ず通過し、冷却水は高圧吸収器内の伝熱管と低圧吸収器内の伝熱管とを必ず通過する配管となっていたため、熱負荷が小さい部分負荷運転時にもブラインを搬送するためのポンプと、冷却水を搬送するためのポンプを駆動する動力費を削減することが困難であると云う問題点があり、その解決が課題となっていた。
伝熱管上に冷媒液が散布される低圧蒸発器と、低圧蒸発器内に溜った冷媒液が伝熱管上に散布される高圧蒸発器と、伝熱管上に吸収液が散布される低圧吸収器と、低圧吸収器内に溜った吸収液が伝熱管上に散布される高圧吸収器とを備えた吸収式冷凍機において、高圧蒸発器内の伝熱管と低圧蒸発器内の伝熱管とを経由して配管されたブライン管に、ブラインの一部又は全部が高圧蒸発器内の伝熱管を迂回可能にバイパス管が接続されたこと、或いは高圧吸収器内の伝熱管と低圧吸収器内の伝熱管とを経由して配管された冷却水管に、冷却水の一部又は全部が高圧吸収器内の伝熱管を迂回可能にバイパス管が接続されたことを主要な特徴とする吸収式冷凍機である。
本発明によれば、負荷が小さい部分負荷運転時には、ブラインの一部又は全部が高圧蒸発器内の伝熱管を迂回、若しくは冷却水の一部又は全部が高圧吸収器を迂回して流れるようにすることで、付帯設備の動力費用を削減することができる。
伝熱管上に冷媒液が散布される低圧蒸発器と、低圧蒸発器内に溜った冷媒液が伝熱管上に散布される高圧蒸発器と、伝熱管上に吸収液が散布される低圧吸収器と、低圧吸収器内に溜った吸収液が伝熱管上に散布される高圧吸収器とを備えた吸収式冷凍機において、高圧蒸発器内の伝熱管と低圧蒸発器内の伝熱管とを経由して配管されたブライン管に、ブラインの一部又は全部が高圧蒸発器内の伝熱管を迂回可能に第１のバイパス管を接続し、高圧吸収器内の伝熱管と低圧吸収器内の伝熱管とを経由して配管された冷却水管に、冷却水の一部又は全部が高圧吸収器内の伝熱管を迂回可能に第２のバイパス管を接続するようにした。
以下、本発明の第１の実施例を図１に基づいて詳細に説明する。図１に例示したように本発明の第１の実施例の吸収式冷凍機１００においても、低圧蒸発器１Ａと、低圧蒸発器１Ａに並設された低圧吸収器２Ａと、低圧蒸発器１Ａ、低圧吸収器２Ａの下方に設置された高圧蒸発器１Ｂ、高圧吸収器２Ｂを備えている。
また、低圧蒸発器１Ａと低圧吸収器２Ａの上方には低温再生器３と凝縮器４が配置されている。そして、凝縮器４の冷媒液吐出口と高圧蒸発器１Ｂの気相部とは途中にＵシール部を備えた冷媒管１２により接続され、高圧蒸発器１Ｂの冷媒液溜りと低圧蒸発器１Ａの内側上部の散布器１ａとは冷媒ポンプＰ１が介在する冷媒管１３を介して接続され、低圧蒸発器１Ａの冷媒液溜りの底と高圧蒸発器１Ｂの内側上部の散布器１ｂとは冷媒液管１４により接続されている。
また、高圧吸収器２Ｂの吸収液溜りの底には吸収液ポンプＰ２が介在する吸収液ポンプＰ２の一端が接続され、吸収液管１５の他端が接続された図示しない高温再生器に、吸収液管１５の運転により高圧吸収器２Ｂの吸収液溜りに溜った稀吸収液を搬送することができるように構成されている。
また、図示しない高温再生器の冷媒蒸気吐出口と凝縮器４の冷媒液溜りの底部とは、低温再生器３内の伝熱管１１Ａが介在する冷媒管１１により接続され、高温再生器における加熱で吸収液から蒸発分離した高温の冷媒蒸気が冷媒管１１により伝熱管１１Ａの内部を経由して凝縮器４に流入するように構成されている。
また、図示しない高温再生器の吸収液吐出口と低温再生器３とは、図示しない高温熱交換器が介在する吸収液管１６により接続されている。
また、低温再生器３の吸収液吐出口と低圧吸収器２Ａの内側上部の散布器２ａとは図示しない低温熱交換器が介在する吸収液管１７により接続され、低圧吸収器２Ａの吸収液溜りと高圧吸収器２Ｂの内側上部の散布器２ｂとは吸収液管１８より接続されている。
また、高圧蒸発器１Ｂ内の散布器１ｂの下方に設置された伝熱管２１Ａと、低圧蒸発器１Ａ内の散布器１ａの下方に設置された伝熱管２１Ｂとが直列に介在するブライン管２１には、ブラインポンプＰ３の運転により搬送されるブラインの大半が伝熱管２１Ａを迂回して流れることが可能に、開閉弁Ｖ１が介在するバイパス管２１Ｃが接続されている。
また、冷却水ポンプＰ４が介在する冷却水管２２には、高圧吸収器２Ｂ内の散布器２ｂの下方に設置された伝熱管２２Ａと、低圧吸収器２Ａ内の散布器２ａの下方に設置された伝熱管２２Ｂと、凝縮器４内の伝熱管２２Ｃとが直列に配置されている。
したがって、上記構成の本発明の第１の実施例の吸収式冷凍機１００においては、熱負荷が小さいためにブライン管２１を介して熱負荷に循環供給するブラインを蒸発器でそれほど冷却しなくても良い部分負荷運転時には開閉弁Ｖ１を開弁し、ブラインポンプＰ３により搬送されるブラインの大半が流路抵抗の小さいバイパス管２１Ｃに流れるようにしてブライン搬送時の抵抗を小さくし、ブラインポンプＰ３を駆動する電力費を削減することができる。
なお、ブラインポンプＰ３により搬送されるブラインの大半が、開閉弁Ｖ１の開弁時に低圧蒸発器１Ａ内の伝熱管２１Ｂではなく、高圧蒸発器１Ｂ内の伝熱管２１Ａを迂回して流れることが可能にバイパス管２１Ｃをブライン管２１に接続したのは、上方からの散布量が多い低圧蒸発器１Ａ内の方がブラインが供給されなかったときの悪影響が大きいために、開閉弁Ｖ１が介在するバイパス管２１Ｃはブライン管２１の図１に示す部位に接続する。
以下、本発明の第２の実施例を図２に基づいて詳細に説明する。図２に例示した本発明の第２の実施例の吸収式冷凍機１００が、前記図１に例示した本発明の第１の実施例の吸収式冷凍機１００と相違する点は、ブライン管２１と冷却水管２２の設け方にある。
すなわち、前記図１に例示した本発明の第１の実施例の吸収式冷凍機１００においては、開閉弁Ｖ１が介在するバイパス管２１Ｃがブライン管２１に接続されて、ブラインポンプＰ３により搬送されるブラインの大半が高圧蒸発器１Ｂ内の伝熱管２１Ａを迂回して流れることが可能に構成されていたが、図２に例示した本発明の第２の実施例の吸収式冷凍機１００においては、開閉弁Ｖ２が介在するバイパス管２２Ｄが冷却水管２２に接続されて、冷却水ポンプＰ４により搬送される冷却水の大半が高圧吸収器２Ｂ内の伝熱管２２Ａを迂回して流れることが可能に構成されている。
したがって、上記構成の本発明の第２の実施例の吸収式冷凍機１００においては、熱負荷が小さいためにブライン管２１を介して熱負荷に循環供給するブラインを蒸発器でそれほど冷却しなくても良い部分負荷運転時には、高圧蒸発器１Ｂにおける冷媒の蒸発が多少妨げられても良いので開閉弁Ｖ２を開弁し、冷却水ポンプＰ４により搬送される冷却水の大半が流路抵抗の小さいバイパス管２２Ｄに流れるようにして、冷却水搬送時の抵抗を小さくし冷却水ポンプＰ４を駆動する電力費を削減することができる。
なお、冷却水ポンプＰ４により搬送される冷却水の大半が、開閉弁Ｖ２の開弁時に低圧吸収器２Ａ内の伝熱管２２Ｂではなく、高圧吸収器２Ｂ内の伝熱管２２Ａを迂回して流れることが可能にバイパス管２２Ｄを冷却水管２２に接続したのは、吸収液濃度が高い低圧吸収器２Ａ内の方が冷却水が供給されなかったときの悪影響が大きいために、開閉弁Ｖ２が介在するバイパス管２２Ｄは冷却水管２２の図２に示す部位に接続する。
以下、本発明の第３の実施例を図３に基づいて詳細に説明する。図３に例示した本発明の第３の実施例の吸収式冷凍機１００は、前記図１に例示した本発明の第１の実施例の吸収式冷凍機１００と、前記図２に例示した本発明の第２の実施例の吸収式冷凍機１００との両方の構成と特徴を備えた吸収式冷凍機である。
すなわち、図３に例示した本発明の第３の実施例の吸収式冷凍機１００においては、ブライン管２１には開閉弁Ｖ１が介在するバイパス管２１Ｃが接続され、冷却水管２２には開閉弁Ｖ２が介在するバイパス管２２Ｄが接続されている。
したがって、上記構成の本発明の第３の実施例の吸収式冷凍機１００においては、蒸発器でブラインをそれほど冷却しなくても良い部分負荷運転時にはバイパス管２１Ｃに介在する開閉弁Ｖ１、バイパス管２２Ｄに介在する開閉弁Ｖ２の何れか一方、若しくは両方を開弁して、ブラインポンプＰ３を駆動する電力費、冷却水ポンプＰ４を駆動する電力費の何れか一方、若しくは両方の電力費を削減することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
例えば、バイパス管２１Ｃに介在する開閉弁Ｖ１は、仮想線で示したようにブライン管２１の高圧蒸発器１Ｂの入口側又は出口側に設けられても良いし、バイパス管２２Ｄに介在する開閉弁Ｖ２も、仮想線で示したように冷却水管２２の高圧吸収器２Ｂの入口側又は出口側に設けられても良い。
本発明になる第１の吸収式冷凍機の要部を示す説明図である。 本発明になる第２の吸収式冷凍機の要部を示す説明図である。 本発明になる第３の吸収式冷凍機の要部を示す説明図である。 従来技術を示す説明図である。
符号の説明
１Ａ 低圧蒸発器
１ａ 散布器
１Ｂ 高圧蒸発器
１ｂ 散布器
２Ａ 低圧吸収器
２ａ 散布器
２Ｂ 高圧吸収器
２ｂ 散布器
３ 低温再生器
４ 凝縮器
１１〜１４ 冷媒管
１５〜１８ 吸収液管
２１ ブライン管
２１Ａ、２１Ｂ 伝熱管
２１Ｃ バイパス管
２２ 冷却水管
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ 伝熱管
２２Ｄ バイパス管
Ｐ１ 冷媒ポンプ
Ｐ２ 吸収液ポンプ
Ｐ３ ブラインポンプ
Ｐ４ 冷却水ポンプ
Ｖ１、Ｖ２ 開閉弁
１００、１００Ｘ 吸収式冷凍機

Claims (3)

  1. 伝熱管上に冷媒液が散布される低圧蒸発器と、低圧蒸発器内に溜った冷媒液が伝熱管上に散布される高圧蒸発器と、伝熱管上に吸収液が散布される低圧吸収器と、低圧吸収器内に溜った吸収液が伝熱管上に散布される高圧吸収器とを備えた吸収式冷凍機において、高圧蒸発器内の伝熱管と低圧蒸発器内の伝熱管とを経由して配管されたブライン管に、ブラインの一部又は全部が高圧蒸発器内の伝熱管を迂回可能にバイパス管が接続されたことを特徴とする吸収式冷凍機。
  2. 伝熱管上に冷媒液が散布される低圧蒸発器と、低圧蒸発器内に溜った冷媒液が伝熱管上に散布される高圧蒸発器と、伝熱管上に吸収液が散布される低圧吸収器と、低圧吸収器内に溜った吸収液が伝熱管上に散布される高圧吸収器とを備えた吸収式冷凍機において、高圧吸収器内の伝熱管と低圧吸収器内の伝熱管とを経由して配管された冷却水管に、冷却水の一部又は全部が高圧吸収器内の伝熱管を迂回可能にバイパス管が接続されたことを特徴とする吸収式冷凍機。
  3. 伝熱管上に冷媒液が散布される低圧蒸発器と、低圧蒸発器内に溜った冷媒液が伝熱管上に散布される高圧蒸発器と、伝熱管上に吸収液が散布される低圧吸収器と、低圧吸収器内に溜った吸収液が伝熱管上に散布される高圧吸収器とを備えた吸収式冷凍機において、高圧蒸発器内の伝熱管と低圧蒸発器内の伝熱管とを経由して配管されたブライン管に、ブラインの一部又は全部が高圧蒸発器内の伝熱管を迂回可能に第１のバイパス管が接続され、高圧吸収器内の伝熱管と低圧吸収器内の伝熱管とを経由して配管された冷却水管に、冷却水の一部又は全部が高圧吸収器内の伝熱管を迂回可能に第２のバイパス管が接続されたことを特徴とする吸収式冷凍機。
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