JP4682493B2 - Absorption refrigeration system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
【0002】
本願発明は、吸収式冷凍装置、特に作動温度の異なる複数の再生器を備えてなる吸収式冷凍装置に関するものである。
【従来の技術】
【0003】
一般に、吸収式冷凍装置は、凝縮器と蒸発器と吸収器及び再生器を基本構成要素とし、且つこれら各構成要素を溶液配管系と冷媒配管系とにより順次作動的に接続して構成される。
【0004】
かかる吸収式冷凍装置においては、上記吸収器において生成された希溶液を上記再生器で加熱濃縮して濃溶液とし、さらにこれを上記吸収器に還流させる一方、上記再生器での希溶液の加熱濃縮によって生成された冷媒蒸気を上記凝縮器で凝縮させて液冷媒とするとともに、この液冷媒を上記蒸発器において蒸発させ、ここで発生した冷媒蒸気を上記吸収器で濃溶液に吸収させて希溶液を生成することで、吸収溶液と冷媒の循環サイクルが実現される。そして、通常、上記蒸発器における冷媒の蒸発熱を冷凍装置の冷熱源として利用されるものである。
【0005】
ところで、吸収式冷凍装置では、その性能向上を図るには、溶液・冷媒循環系の熱効率を高めることが最も有効であることが知られており、これを具現化する手法として、再生器を複数設けて一つの外部熱源の熱を繰り返し再利用することが提案されている。即ち、再生器として、作動温度の異なるものを複数備え、高温で作動する高温側再生器の加熱によって生成される冷媒蒸気を、低温で作動する低温側再生器に導入し、これを該低温側再生器の加熱熱源として利用するものである。
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところが、従来の吸収式冷凍装置においては、再生器を複数化することによって所期の熱効率の向上効果は得られるものの、システム全体としての熱効率という点からすれば、未だ十分とは言えないものであった。
【0007】
即ち、高温側の再生器で生成された冷媒蒸気で低温側の再生器を加熱する場合、この冷媒蒸気による再生器の加熱作用は、主として冷媒蒸気の潜熱変化によって行われ、従って冷媒蒸気は相変化してガス冷媒から液冷媒に変化するものの、依然として高い温度(顕熱)を保持している。しかるに、従来の吸収式冷凍装置においては、低温側の再生器の加熱作用を終えて凝縮した液冷媒は、これをそのまま冷媒ドレンとして凝縮器側へ還流させるのが通例であった。このため、上記冷媒ドレンが保有する顕熱を有効に利用できず、従って、本来ならば得られるであろう熱効率を、得ることができず、延いては吸収式冷凍装置の性能向上を図る上において障害となるものであった。
【0008】
そこで本願発明は、吸収式冷凍装置における熱効率を改善することで、より一層の性能向上を図ることを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【0010】
本願の第1の発明では、少なくとも1個以上の凝縮器C、蒸発器E、吸収器Aと、冷媒を含む吸収溶液が供給される作動温度の異なるn個(n≧3)の再生器Gn〜G1を溶液配管系と冷媒配管系とで作動的に接続して循環サイクルを構成し、最も高温側の再生器Gnの吸収溶液を外部熱源Jで加熱沸騰させて冷媒蒸気を発生させる一方、高温側の再生器Gnで発生した冷媒蒸気を低温側の再生器Gn−1に導入しこれを該低温側の再生器Gn−1の加熱源として利用して該低温側の再生器Gn−1の溶液を加熱濃縮することを最も低温側の再生器G1まで繰り返すようにした吸収式冷凍装置において、最も高温側の再生器Gnを除く他の再生器Gn−1〜G1における高温側の再生器Gn−1で発生した冷媒蒸気を低温側の再生器Gn−2へ供給する配管経路にフラッシュ室1を設け、該フラッシュ室1に上記高温側の再生器Gn−1を加熱した後の冷媒ドレンを導入しこれを再気化させるとともに、再気化した冷媒蒸気を上記高温側の再生器Gn−1で発生した冷媒蒸気と共に上記低温側の再生器Gn−2へ導入して該低温側の再生器Gn−2の加熱を行わせるように構成し、上記フラッシュ室1で再気化されずに残った残余ドレンが、上記低温側の再生器Gn−2を加熱した後の冷媒ドレンの配管系に、又は上記凝縮器Cにおける冷媒ドレン入口部に、又は該凝縮器Cへ直接に、戻されるようにしたことを特徴としている。
【0011】
本願の第2の発明では、少なくとも1個以上の凝縮器C、蒸発器E、吸収器Aと、冷媒を含む吸収溶液が供給される作動温度の異なるn個(n≧3)の再生器Gn〜G1を溶液配管系と冷媒配管系とで作動的に接続して循環サイクルを構成し、最も高温側の再生器Gnの吸収溶液を外部熱源Jで加熱沸騰させて冷媒蒸気を発生させる一方、高温側の再生器Gnで発生した冷媒蒸気を低温側の再生器Gn−1に導入しこれを該低温側の再生器Gn−1の加熱源として利用して該低温側の再生器Gn−1の溶液を加熱濃縮することを最も低温側の再生器G1まで繰り返すようにした吸収式冷凍装置において、最も高温側の再生器Gnを除く他の再生器Gn−1〜G1における高温側の再生器Gn−1で発生した冷媒蒸気を低温側の再生器Gn−2へ供給する配管経路にフラッシュ室1を設け、該フラッシュ室1に上記高温側の再生器Gn−1を加熱した後の冷媒ドレンを導入しこれを再気化させるとともに、再気化した冷媒蒸気を上記高温側の再生器Gn−1で発生した冷媒蒸気と共に上記低温側の再生器Gn−2へ導入して該低温側の再生器Gn−2の加熱を行わせるように構成し、上記フラッシュ室1から、上記フラッシュ室1で再気化されずに残った残余ドレンを排出する残余ドレン排出系に、冷媒蒸気の流通を阻止する流入阻止手段2,3を設けたことを特徴としている。
【0012】
本願の第3の発明では、少なくとも1個以上の凝縮器C、蒸発器E、吸収器Aと、冷媒を含む吸収溶液が供給される作動温度の異なるn個(n≧3)の再生器Gn〜G1を溶液配管系と冷媒配管系とで作動的に接続して循環サイクルを構成し、最も高温側の再生器Gnの吸収溶液を外部熱源Jで加熱沸騰させて冷媒蒸気を発生させる一方、高温側の再生器Gnで発生した冷媒蒸気を低温側の再生器Gn−1に導入しこれを該低温側の再生器Gn−1の加熱源として利用して該低温側の再生器Gn−1の溶液を加熱濃縮することを最も低温側の再生器G1まで繰り返すようにした吸収式冷凍装置において、最も高温側の再生器Gnを除く他の再生器Gn−1〜G1における高温側の再生器Gn−1で発生した冷媒蒸気を低温側の再生器Gn−2へ供給する配管経路にフラッシュ室1を設け、該フラッシュ室1に上記高温側の再生器Gn−1を加熱した後の冷媒ドレンを導入しこれを再気化させるとともに、再気化した冷媒蒸気を上記高温側の再生器Gn−1で発生した冷媒蒸気と共に上記低温側の再生器Gn−2へ導入して該低温側の再生器Gn−2の加熱を行わせるように構成し、吸収溶液の配管系に、上記フラッシュ室1における残余ドレンを用いて、又は該残余ドレンと上記低温側の再生器Gn−2を加熱後の冷媒ドレンの双方を用いて上記吸収溶液を加熱するドレン熱交換器Hdを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【0013】
本願発明ではかかる構成とすることにより次のような効果が得られる。
【0014】
(a) 本願の第1の発明にかかる吸収式冷凍装置によれば、最も高温側の再生器Gnを除く他の再生器Gn−1〜G1における高温側の再生器Gn−1で発生した冷媒蒸気を低温側の再生器Gn−2へ供給する配管経路にフラッシュ室1を設け、該フラッシュ室1に上記高温側の再生器Gn−1を加熱した後の冷媒ドレンを導入しこれを再気化させるとともに、再気化した冷媒蒸気を上記高温側の再生器Gn−1で発生した冷媒蒸気と共に上記低温側の再生器Gn−2へ導入して該低温側の再生器Gn−2の加熱を行わせるように構成しているので、上記冷媒ドレンが保有していた熱を上記低温側の再生器Gn−2の加熱熱源として有効に利用することができ、例えば従来のように上記高温側の再生器Gn−1で生成された冷媒蒸気のもつ熱のみによって上記低温側の再生器Gn−2を加熱する構成の場合に比して、上記冷媒ドレンからの熱回収分だけシステム全体としての熱効率が向上し、延いては吸収式冷凍装置の更なる性能向上が図れるものである。
【0015】
また、上記フラッシュ室1で再気化されずに残った残余ドレンを、上記低温側の再生器Gn−2を加熱した後の冷媒ドレンの配管系に、又は上記凝縮器Cにおける冷媒ドレン入口部に、又は該凝縮器Cへ直接に、戻すようにしているので、残余ドレンの処理が確実となり、例えば残余ドレンが冷媒蒸気とともに低温側の再生器Gn−2側に進入するのが確実に防止され、それだけ上記冷媒蒸気による上記低温側の再生器Gn−2の加熱作用が高い信頼性と安定性とをもって行われ、延いては吸収式冷凍装置の作動上の信頼性と性能の安定性とが促進されることになる。
【0016】
(b) 本願の第2の発明にかかる吸収式冷凍装置によれば、最も高温側の再生器Gnを除く他の再生器Gn−1〜G1における高温側の再生器Gn−1で発生した冷媒蒸気を低温側の再生器Gn−2へ供給する配管経路にフラッシュ室1を設け、該フラッシュ室1に上記高温側の再生器Gn−1を加熱した後の冷媒ドレンを導入しこれを再気化させるとともに、再気化した冷媒蒸気を上記高温側の再生器Gn−1で発生した冷媒蒸気と共に上記低温側の再生器Gn−2へ導入して該低温側の再生器Gn−2の加熱を行わせるように構成しているので、上記冷媒ドレンが保有していた熱を上記低温側の再生器Gn−2の加熱熱源として有効に利用することができ、例えば従来のように上記高温側の再生器Gn−1で生成された冷媒蒸気のもつ熱のみによって上記低温側の再生器Gn−2を加熱する構成の場合に比して、上記冷媒ドレンからの熱回収分だけシステム全体としての熱効率が向上し、延いては吸収式冷凍装置の更なる性能向上が図れるものである。
【0017】
また、この発明では、上記フラッシュ室1から、上記フラッシュ室1で再気化されずに残った残余ドレンを排出する残余ドレン排出系に冷媒蒸気の流通を阻止する流入阻止手段2,3を設けているので、上記フラッシュ室1内の冷媒蒸気はその全量が上記低温側の再生器Gn−2の加熱源として該再生器Gn−2側に導入され、例えば上記冷媒蒸気の一部が上記残余ドレン排出系へ漏出する場合に比して、上記冷媒蒸気による上記低温側の再生器Gn−2の加熱効率が向上し、延いては吸収式冷凍装置の更なる性能向上に寄与することになる。
【0018】
(c) 本願の第3の発明にかかる吸収式冷凍装置によれば、最も高温側の再生器Gnを除く他の再生器Gn−1〜G1における高温側の再生器Gn−1で発生した冷媒蒸気を低温側の再生器Gn−2へ供給する配管経路にフラッシュ室1を設け、該フラッシュ室1に上記高温側の再生器Gn−1を加熱した後の冷媒ドレンを導入しこれを再気化させるとともに、再気化した冷媒蒸気を上記高温側の再生器Gn−1で発生した冷媒蒸気と共に上記低温側の再生器Gn−2へ導入して該低温側の再生器Gn−2の加熱を行わせるように構成しているので、上記冷媒ドレンが保有していた熱を上記低温側の再生器Gn−2の加熱熱源として有効に利用することができ、例えば従来のように上記高温側の再生器Gn−1で生成された冷媒蒸気のもつ熱のみによって上記低温側の再生器Gn−2を加熱する構成の場合に比して、上記冷媒ドレンからの熱回収分だけシステム全体としての熱効率が向上し、延いては吸収式冷凍装置の更なる性能向上が図れるものである。
【0019】
また、この発明では、吸収溶液の配管系に、上記フラッシュ室1における残余ドレンを用いて、又は該残余ドレンと上記低温側の再生器Gn−2を加熱後の冷媒ドレンの双方を用いて、上記吸収溶液を加熱するドレン熱交換器Hdを備えているので、該ドレン熱交換器Hdにおいて上記残余ドレンから、又は残余ドレンと冷媒ドレンの双方から吸収溶液側に熱回収がされる分だけ、システム全体としての熱効率がさらに向上し、この結果、吸収式冷凍装置の更なる性能向上が期待できることになる。
【発明の実施の形態】
【0020】
以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
【0021】
I:第1の実施形態
図1には、本願発明の第1の実施形態にかかる吸収式冷凍装置Z1のシステム構成を示している。この吸収式冷凍装置Z1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あって、各1個の凝縮器Cと吸収器Aと蒸発器Eと3個の再生器G3,G2,G1を溶液配管系と冷媒配管系で作動的に接続して、冷媒Rと吸収溶液Lの循環サイクルを構成している。
【0022】
尚、この実施形態で示すサイクルは所謂「シリースフロー」と呼ばれるサイクルであるが、本願発明はかかるサイクルに限定されるものではなく、例えば「パラレルフロー」とか「リバースフロー」、あるいはこれらを組み合わせたサイクル等、如何なるサイクルにも適用できることは勿論である。
【0023】
先ず、上記吸収式冷凍装置Z1を構成する上記各機器の基本的な機能を説明する。
【0024】
蒸発器E
上記蒸発器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(水)Reを散布する冷媒散布器Esとを有し、配管Ueから流入して該蒸発器E内の上記熱交換部Ecを流れる被冷却液(水)Weを冷却する。尚、上記蒸発器E内の冷媒Reは、冷媒ポンプRPにより、冷媒散布器Es側に汲み上げられる。
【0025】
吸収器A
上記吸収器Aは、上記蒸発器Eと連通して該蒸発器Eから流入する低温の気化冷媒(水蒸気)Raを吸収溶液中に吸収させる作用を行うものであって、容器At内に、溶液(濃溶液)Lgを散布する溶液散布器Asと、該吸収器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とを備えている。そして、上記熱交換部Acは、配管Uaから冷却水Waが供給されることで、上記吸収器A内で発生する吸収熱を除去する。尚、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。
【0026】
再生器G3,G2,G1
上記各再生器G3,G2,G1は、共に、冷媒を含む吸収溶液を加熱濃縮して順次高濃度の濃溶液とするためのものであって、これら相互間においてその作動温度が異なっており、最も高温で作動する高温再生器G3と、中温で作動する中温再生器G2と、最も低温で作動する低温再生器G1とされている。尚、上記吸収器Aからの吸収溶液は、溶液ポンプLPにより、希溶液配管11を通って、先ず上記高温再生器G3側に導入されるようになっている。
【0027】
高温再生器G3
上記高温再生器G3は、容器G3t内に外部熱源J(例えば、ガス燃焼器)を備え、上記吸収器Aで生成される希溶液Laを上記容器G3t内に導入し、且つこれを加熱濃縮して、高温の濃溶液(高温溶液L3)を生成するとともに、冷媒蒸気R3を生成する。そして、上記高温再生器G3で生成される高温溶液L3と冷媒蒸気R3のうち、高温溶液L3は高温溶液配管23を通って次段の上記中温再生器G2内に導入され、また冷媒蒸気R3は高温蒸気配管33を通って上記中温再生器G2内の溶液加熱器K2(次述する)に導入される。
【0028】
中温再生器G2
上記中温再生器G2は、容器G2t内に溶液加熱器K2を備えるとともに、該容器G2t内には上記高温溶液配管23を介して上記高温再生器G3側から高温の濃溶液L3が導入される。また、上記溶液加熱器K2は、上記高温再生器G3で生成された冷媒蒸気R3が高温蒸気配管33を介して導入され、上記濃溶液L3の加熱源として機能する。
【0029】
上記中温再生器G2においては、上記溶液加熱器K2によって、高温再生器G3から導入される高温溶液L3が加熱濃縮されて、さらに高濃度で且つ中温の中温溶液L2が生成されるとともに、冷媒蒸気R2が生成される。そして、上記中温再生器G2で生成された中温溶液L2と冷媒蒸気R2のうち、中温溶液L2は中温溶液配管22を通ってさらに次段の低温再生器G1に導入される一方、冷媒蒸気R2は中温蒸気配管32を通って上記低温再生器G1に導入される。さらに、上記高温再生器G3から上記中温再生器G2の上記溶液加熱器K2に導入された冷媒蒸気R3は、該溶液加熱器K2での潜熱変化による加熱作用で相変化し、冷媒ドレンRd2となり、冷媒ドレン配管41を通して上記低温再生器G1側に設けられたフラッシュ室1に導入される。
【0030】
低温再生器G1
上記低温再生器G1は、容器G1t内に溶液加熱器K1を備えるとともに、上記溶液加熱器K1の入口ヘッダーと隣設して(図1)、又は冷媒ドレンの混合を防ぐ板43を介して入口ヘッダーと兼用するようにして(図2)、設けられたフラッシュ室1を備えている。このフラッシュ室1は、上記中温再生器G2側の溶液加熱器K2から上記冷媒ドレン配管41を通って導入される冷媒ドレンRd2をフラッシュさせてこれを再気化させるものであって、該フラッシュ室1から再気化した冷媒蒸気R0と、上記中温再生器G2側から導入される冷媒蒸気R2とは、混合して上記溶液加熱器K1に導入され、上記中温溶液配管22を通って上記低温再生器G1内に導入される中温溶液L2の加熱熱源となり、該中温溶液L2から低温溶液L1を生成せしめる。
【0031】
さらに、上記フラッシュ室1には、ここに導入された冷媒ドレンRd2のうち、フラッシュにより再気化されずに液相のまま残った残余ドレンRd0は、該フラッシュ室1の底部に接続された冷媒ドレン配管42を通って、上記溶液加熱器K1と上記凝縮器Cとを接続するドレン配管40の途中に戻される。また、上記冷媒ドレン配管42には、適度の絞りをもつオリフィス2が設けられており、該オリフィス2によって該冷媒ドレン配管42に適度の通路抵抗が付与されることで、上記フラッシュ室1内の冷媒蒸気が上記ドレン配管40側へ流入するのが阻止されるようになっている。即ち、この実施形態においては、上記オリフィス2が特許請求の範囲中の「流入阻止手段」に該当するものである。
【0032】
また、上記低温再生器G1においては、上述のように、上記中温再生器G2から導入される中温溶液L2を加熱濃縮してさらに高濃度の低温溶液L1が生成されるとともに、冷媒蒸気R1が生成される。
【0033】
そして、この低温溶液L1は、低温溶液配管21を通って上記吸収器Aへ導入され、上記溶液散布器Asから濃溶液Lgとして散布される。上記吸収器A内では、上記溶液散布器Asから散布される濃溶液Lg中に、上記蒸発器Eから導入される低温の冷媒蒸気Raが吸収され、吸収溶液は希溶液Laとなって上記容器Atの底部に貯留される。また、上記吸収器A内においては濃溶液Lgが冷媒蒸気Raを吸収する際に吸収熱が発生するが、この吸収熱は、上記熱交換部Acに供給される冷却水Waとの熱交換によって除去される。尚、この冷却水Waは、上記吸収器A通過後、さらに次述の凝縮器Cに送給される。
【0034】
凝縮器C
上記凝縮器Cは、容器Ct内に、冷媒配管31を介して上記低温再生器G1から導入される冷媒蒸気R1を冷却凝縮させて液冷媒Rcを生成させるためのもので、その容器Ct内には冷媒蒸気R1を冷却して凝縮させるための熱交換部Ccが設けられている。この熱交換部Ccには、冷却水配管Ucを通して吸収器A通過後の冷却水が供給される。
【0035】
尚、上記フラッシュ室1で生じた残余ドレンRd0と上記低温再生器G1の溶液加熱器K1を通過して生成された冷媒ドレンRdとは、上記ドレン配管40で合流し、上記凝縮器Cへ送られて液冷媒Rcとされるとともに、この液冷媒Rcは液冷媒配管41を経て上記蒸発器Eに供給される。
【0036】
熱交換器H1,H2,H3
一方、上記吸収器Aから上記高温再生器G3に至る希溶液配管11の途中には、3個の熱交換器H1,H2,H3が設けられている。これら各熱交換器H1,H2,H3は、上記各再生器G1,G2,G3で生成される低温溶液L1、中温溶液L2、及び高温溶液L3のそれぞれがもつ熱を吸収溶液La側へ熱回収するためのものであって、最も低温側の低温溶液熱交換器H1には低温溶液配管21を介して上記低温再生器G1から低温溶液L1が導入され、中温の中温溶液熱交換器H2には中温溶液配管22を介して上記中温再生器G2からの中温溶液L2が導入され、最も高温の高温溶液熱交換器H3には上記高温溶液配管23を介して高温溶液L3が導入され、これによって希溶液Laは上記吸収器A内での温度から昇温され、上記低温再生器G1側での加熱濃縮作用が促進される。
【0037】
吸収式冷凍装置Z1の作動説明
以上のように構成された吸収式冷凍装置Z1においては、上述のように作動温度の異なる三つの再生器G3,G2,G1を備え、これら各再生器G3,G2,G1において吸収溶液を多段階に濃縮させるとともに、上記中温再生器G2と低温再生器G1においてはそれぞれその上段に位置する再生器、即ち、上記中温再生器G2にあっては上記高温再生器G3、上記低温再生器G1にあっては上記中温再生器G2で、それぞれ生成される冷媒蒸気R3、R2を、希溶液Laを濃縮するための加熱源として利用することで、システム全体として高い熱効率が確保され、より高い性能が得られるものである。
【0038】
しかし、この実施形態の吸収式冷凍装置Z1においては、上記説明の性能向上効果に止まらず、さらに高い性能が確保されるものである。
【0039】
即ち、この実施形態の吸収式冷凍装置Z1においては、上述のように、上記低温再生器G1における上記溶液加熱器K1の入口ヘッダー側に上記フラッシュ室1を設け、該フラッシュ室1に上記中温再生器G2の溶液加熱器K2で加熱作用を行った後の冷媒ドレンRd2を導入し、これをフラッシュにより再気化させ、この再気化冷媒蒸気R0を、上記中温再生器G2で生成された冷媒蒸気R1と共に上記溶液加熱器K1に導入し、これらの保有する熱を上記低温再生器G1内の吸収溶液の加熱源として利用するようにしているので、例えば従来のように上記中温再生器G2において吸収溶液の加熱に利用された後の冷媒ドレンRd2をそのまま上記凝縮器C側に還流させる構成の場合に比して、該冷媒ドレンRd2を再気化させてその再気化冷媒蒸気R0を吸収溶液の加熱源として利用した分だけ、システム全体としての熱効率が向上し、それだけ上記吸収式冷凍装置Z1の更なる性能向上が期待できるものである。
【0040】
尚、ここで、上記中温再生器G2において加熱源として利用された後の冷媒ドレンRd2を上記フラッシュ室1において再気化させて再気化冷媒蒸気R0を生成させ、該再気化冷媒蒸気R0と上記中温再生器G2からの冷媒蒸気R2とによって上記低温再生器G1の吸収溶液を加熱凝縮して低温溶液L1を生成させる作動工程における熱的な相互関係を簡単に説明しておく。一般に、上記高温再生器G3を外部熱源Jによって加熱し高温溶液L3を凝縮させると、該高温再生器G3内には約170℃の冷媒蒸気R3が生成される。この冷媒蒸気R3が上記高温蒸気配管33を通って上記中温再生器G2の溶液加熱器K2に導入され、該中温再生器G2内の吸収溶液を加熱凝縮させて中温溶液L2を生成する。
【0041】
この場合、上記冷媒蒸気R3は潜熱変化によって加熱作用を行うことで凝縮し冷媒ドレンRd2となるため、この冷媒ドレンRd2は上記冷媒蒸気R3が保有していた顕熱をそのまま保有しており、その温度は約170℃に維持されることになる。一方、上記中温再生器G2は、約170℃の冷媒蒸気R3によって加熱されることで約95℃の冷媒蒸気R2を生成する。また、約170℃の冷媒ドレンRd2は、上記フラッシュ室1にてフラッシュして約95℃の再気化冷媒蒸気R0になる。さらに、上記フラッシュ室1から上記冷媒ドレン配管42を介して流出される残余ドレンRd0も、約95℃の温度をもっている。
【0042】
従って、例えば、上記再気化冷媒蒸気R0を加熱源として利用せず、約95℃の上記冷媒蒸気R2のみを上記溶液加熱器K1に導入する場合(従来構造)と、この実施形態のように、上記冷媒蒸気R2に加えて、約95℃の再気化冷媒蒸気R0を上記溶液加熱器K1に導入する場合とを比較すると、この実施形態の場合の方が従来構造の場合よりも、上記再気化冷媒蒸気R0を利用する分だけ、上記溶液加熱器K1に供給される熱量を増大させることができ、これによってシステム全体としての熱効率が向上することになるものである。
【0043】
II:第2の実施形態
図3には、本願発明の第2の実施形態にかかる吸収式冷凍装置Z2のシステム構成を示している。この実施形態の吸収式冷凍装置Z2は、上記第1の実施形態にかかる吸収式冷凍装置Z1の変形例として位置付けられるものであって、該第1の実施形態の吸収式冷凍装置Z1と同様の基本構成をもち、これと異なる点はシステム循環系上における上記フラッシュ室1の設置位置である。
【0044】
即ち、上記第1の循環系の吸収式冷凍装置Z1においては上記フラッシュ室1を上記低温再生器G1における上記溶液加熱器K1の入口ヘッダー部分に配置していたのに対して、この実施形態の吸収式冷凍装置Z2においては上記フラッシュ室1を上記中温再生器G2からの冷媒蒸気R2を上記低温再生器G1の上記溶液加熱器K1側へ導入する中温蒸気配管32の中間位置に配置したものである。
【0045】
このように、上記フラッシュ室1を上記高温蒸気配管33の中間位置に設置する構成とした場合には、吸収式冷凍装置Z2の製作時において上記フラッシュ室1を組付る場合、該フラッシュ室1を上記低温再生器G1及び中温再生器G2と切り離してこれらとは別個独立に組付ることができることから、例えば上記第1の実施形態の吸収式冷凍装置Z1のように上記フラッシュ室1を上記低温再生器G1側に一体的に設置する場合に比して、該フラッシュ室1の組付作業が容易となり、その作業性が向上する分だれ吸収式冷凍装置Z2の低コスト化が期待できるという利点がある。
【0046】
尚、上記以外の構成及び作用効果については上記第1の実施形態の場合と同様であるので、図3の各構成要素に、図1の各構成要素に対応させてこれと同一の符号を付すとともに、第1の実施形態の該当説明を援用することで、ここでの説明を省略する。
【0047】
III:第3の実施形態
図4には、本願発明の第3の実施形態にかかる吸収式冷凍装置Z3のシステム構成を示している。この実施形態の吸収式冷凍装置Z3は、上記第1の実施形態にかかる吸収式冷凍装置Z1の変形例として位置付けられるものであって、該第1の実施形態の吸収式冷凍装置Z1と同様の基本構成をもち、これと異なる点はシステム循環系上における上記フラッシュ室1の設置位置と、該フラッシュ室1に接続された冷媒ドレン配管42における冷媒蒸気の流入阻止構造にある。
【0048】
即ち、先ず第1に、上記第1の循環系の吸収式冷凍装置Z1においては上記フラッシュ室1を上記低温再生器G1における上記溶液加熱器K1の入口ヘッダー部分に配置していたのに対して、この実施形態の吸収式冷凍装置Z3においては上記フラッシュ室1を上記中温再生器G2における冷媒蒸気R2の出口部分に配置している。従って、この構成によれば、上記中温再生器G2の溶液加熱器K2を出た直後の冷媒ドレンRd2が上記フラッシュ室1に導入され、ここでフラッシュして再気化され、再気化冷媒蒸気R0とされる。そして、この再気化冷媒蒸気R0が、上記中温再生器G2から出た直後の冷媒蒸気R2と合流し、中温蒸気配管32を通って上記低温再生器G1の溶液加熱器K1側に導入されることになる。
【0049】
このように、上記フラッシュ室1を上記中温再生器G2側にこれと一体的に設けた場合、これら両者が共に圧力構造を必要とするものであることから、例えば上記中温再生器G2とフラッシュ室1とを別体に製作し且つこれらを共に圧力構造とする場合に比して、その製作が容易となり、それだけ低コスト化が促進されることになる。
【0050】
第2に、上記第1の実施形態の吸収式冷凍装置Z1においては、上記フラッシュ室1において発生する残余ドレンRd0を上記凝縮器C側に還流させる冷媒ドレン配管42に、冷媒蒸気の流入阻止手段としてオリフィス2を設け、該オリフィス2によって該冷媒ドレン配管42に所要の通路抵抗を付与するようにしていたのに対して、この実施形態の吸収式冷凍装置Z3においては上記冷媒ドレン配管42に、冷媒蒸気の流入阻止手段としてフロート弁3を設けたものである。また、この実施形態においては、このフロート弁3が備えられた上記冷媒ドレン配管42の下流端を、上記ドレン配管40に接続するのではなく、上記凝縮器Cの容器G1tに設けたヘッダー4に接続し、冷媒ドレンRdを該凝縮器Cに直接還流させるようにしている。これらの構成によっても、上記第1の実施形態の吸収式冷凍装置Z1において上記オリフィス2を備えたと同様の作用効果が得られるものである。
【0051】
尚、上記以外の構成及び作用効果については上記第1の実施形態の場合と同様であるので、図4の各構成要素に、図1の各構成要素に対応させてこれと同一の符号を付すとともに、第1の実施形態の該当説明を援用することで、ここでの説明を省略する。
【0052】
IV:第4の実施形態
図5には、本願発明の第4の実施形態にかかる吸収式冷凍装置Z4のシステム構成を示している。この実施形態の吸収式冷凍装置Z4は、上記第1の実施形態にかかる吸収式冷凍装置Z1の発展例として位置付けられるものであって、該第1の実施形態の吸収式冷凍装置Z1と同様の基本構成を備えたものを前提とし、これに更なる熱回収手段を付設し、もって第1の実施形態の吸収式冷凍装置Z1よりもさらに高い熱効率を達成し、吸収式冷凍装置Z4の性能をより一層高めるようにしたものである。
【0053】
即ち、上記第1の実施形態の吸収式冷凍装置Z1においては上記フラッシュ室1から上記冷媒ドレン配管42を介して導出される残余ドレンRd0をそのまま上記ドレン配管40を介して上記凝縮器C側に還流させていたのに対して、この実施形態の吸収式冷凍装置Z4においては、上記第1の実施形態において説明したように、上記フラッシュ室1から導出される残余ドレンRd0は約95℃という依然として高い温度をもつことに着目し、この残余ドレンRd0が保有する熱を上記吸収器Aから流出する希溶液La側へ回収するようにしたものである。
【0054】
この実施形態の吸収式冷凍装置Z4においては、上記フラッシュ室1と上記ドレン配管40とを接続する冷媒ドレン配管42と、上記吸収器Aと上記高温再生器G3とを接続する上記希溶液配管11との間にドレン熱交換器Hdを配置し、該ドレン熱交換器Hdでの熱交換によって上記残余ドレンRd0が保有する熱を上記希溶液La側へ回収し、上記各溶液熱交換器H1,H2,H3と共働して、上記希溶液Laをより一層昇温させ、これを上記高温再生器G3側へ導入させることでシステム全体としての熱効率をより一層高めるものである。
【0055】
尚、上記以外の構成及び作用効果については上記第1の実施形態の場合と同様であるので、図5の各構成要素に、図1の各構成要素に対応させてこれと同一の符号を付すとともに、第1の実施形態の該当説明を援用することで、ここでの説明を省略する。
【0056】
V:第5の実施形態
図6には、本願発明の第5の実施形態にかかる吸収式冷凍装置Z5のシステム構成を示している。この実施形態の吸収式冷凍装置Z5は、上記第1の実施形態の吸収式冷凍装置Z1のシステム構成を大きく変更することなく、しかも上記第4の実施形態の吸収式冷凍装置Z4よりもさらに高い熱効率を実現してより高い性能を確保できるようにしたものである。
【0057】
即ち、この実現の吸収式冷凍装置Z5においては、第1に、上記第4の実施形態の吸収式冷凍装置Z4においては、上記ドレン熱交換器Hdを上記吸収器Aと上記高温再生器G3とを接続する上記希溶液配管11と、上記フラッシュ室1と上記ドレン配管40とを接続する上記冷媒ドレン配管42との間に配置していたのに対して、この実施形態の吸収式冷凍装置Z5では上記希溶液配管11に上記低温溶液熱交換器H1を迂回するように分岐するバイパス配管12を設け、該バイパス配管12と上記冷媒ドレン配管42との間に上記ドレン熱交換器Hdを配置している。
【0058】
かかる構成とすることで、上記各溶液熱交換器H1,H2,H2を備えた上記希溶液配管11側の構成を大きく変えることなく上記ドレン熱交換器Hdの設置が可能である。従って、上記第1の実施形態の吸収式冷凍装置Z1の如き構成をもつものに、上記ドレン熱交換器Hdを事後的に追加付設して性能向上を図ることが容易となる。
【0059】
また、この実施形態においては、上記バイパス配管12の下流側における上記希溶液配管11との合流位置を、上記低温溶液熱交換器H1と中温溶液熱交換器H2との中間位置に設定しているが、かかる設定とした場合、上記冷媒ドレン配管42を流れる残余ドレンRd0の温度は上記低温溶液熱交換器H1に供給される上記低温再生器G1側の低温溶液L1の温度と上記中温溶液熱交換器H2に供給される上記中温再生器G2側の中温溶液L2との中間温度であることからして、上記希溶液配管11を上記吸収器A側から上記高温再生器G3側に流れる上記希溶液Laに対する加熱作用が低温側から高温側に順次連続的に行われ、その流れ途中での熱損失がなく、それだけシステム全体としての熱効率が向上することにもなる。
【0060】
第2に、上記第4の実施形態の吸収式冷凍装置Z4においては、上記ドレン熱交換器Hdに上記フラッシュ室1で発生した残余ドレンRd0のみを供給するようにしていたのに対して、この実施形態の吸収式冷凍装置Z5においては、上記ドレン熱交換器Hdに、上記フラッシュ室1からの残余ドレンRd0に加えて、上記低温再生器G1の溶液加熱器K1を通過後の冷媒ドレンRdも同時に供給するようにしている。かかる構成とすることで、上記ドレン熱交換器Hdへの供給ドレン量そのものが増加するとともに、上記溶液加熱器K1を通過後の冷媒ドレンRdの熱も希溶液La側に回収されることとなり、これらの相乗効果として、より高い熱効率が達成されるものである。
【0061】
尚、上記以外の構成及び作用効果については上記第1又は第4の実施形態の場合と同様であるので、図6の各構成要素に、図1、図5の各構成要素に対応させてこれと同一の符号を付すとともに、第1又は第4の実施形態の該当説明を援用することで、ここでの説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明の第1の実施形態にかかる吸収式冷凍装置におけるシステム構成及び作動サイクルの説明図である。
【図2】 図1に示したフラッシュ室部分の構造を示す拡大断面図である。
【図3】 本願発明の第2の実施形態にかかる吸収式冷凍装置におけるシステム構成及び作動サイクルの説明図である。
【図4】 本願発明の第3の実施形態にかかる吸収式冷凍装置におけるシステム構成及び作動サイクルの説明図である。
【図5】 本願発明の第4の実施形態にかかる吸収式冷凍装置におけるシステム構成及び作動サイクルの説明図である。
【図6】 本願発明の第5の実施形態にかかる吸収式冷凍装置におけるシステム構成及び作動サイクルの説明図である。
【符号の説明】
1はフラッシュ室、2はオリフィス、3はフロート弁、4はヘッダー、11は希溶液配管、12はバイパス配管、21は低温溶液配管、22は中温溶液配管、23は高温溶液配管、31は冷媒配管、32は中温蒸気配管、33は高温蒸気配管、40〜42は冷媒ドレン配管、Aは吸収器、Cは凝縮器、Eは蒸発器、G1〜G3は再生器、H1〜H3は溶液熱交換器、Hdはドレン熱交換器、Jは加熱器、K1〜K3は溶液加熱器、Laは希溶液、Lgは濃溶液、LPは溶液ポンプ、L1は低温溶液、L2は中温溶液、L3は高温溶液、Raは気化冷媒、Rcは液冷媒、Reは冷媒、Rdは冷媒ドレン、RPは冷媒ポンプ、R1〜R3は冷媒蒸気、Z1〜Z5は吸収式冷凍装置である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
[0002]
The present invention relates to an absorption refrigeration apparatus, and more particularly to an absorption refrigeration apparatus including a plurality of regenerators having different operating temperatures.
[Prior art]
[0003]
In general, an absorption refrigeration apparatus includes a condenser, an evaporator, an absorber, and a regenerator as basic components, and these components are sequentially operatively connected by a solution piping system and a refrigerant piping system. .
[0004]
In such an absorption refrigeration apparatus, the dilute solution generated in the absorber is heated and concentrated in the regenerator to form a concentrated solution, which is then refluxed to the absorber, while the dilute solution is heated in the regenerator. The refrigerant vapor generated by the concentration is condensed in the condenser to form a liquid refrigerant, the liquid refrigerant is evaporated in the evaporator, and the refrigerant vapor generated here is absorbed in the concentrated solution by the absorber. By generating the solution, a circulation cycle of the absorbing solution and the refrigerant is realized. In general, the heat of evaporation of the refrigerant in the evaporator is used as a cold heat source of the refrigeration apparatus.
[0005]
By the way, in the absorption refrigeration apparatus, it is known that it is most effective to improve the thermal efficiency of the solution / refrigerant circulation system in order to improve the performance. As a method for realizing this, a plurality of regenerators are used. It has been proposed to recycle and reuse the heat of one external heat source. That is, a plurality of regenerators having different operating temperatures are provided, and refrigerant vapor generated by heating a high temperature side regenerator that operates at a high temperature is introduced into a low temperature side regenerator that operates at a low temperature. It is used as a heating heat source for the regenerator.
[Problems to be solved by the invention]
[0006]
However, in the conventional absorption refrigeration system, although the expected improvement in thermal efficiency can be obtained by using multiple regenerators, it is still not sufficient in terms of the thermal efficiency of the entire system. there were.
[0007]
That is, when the low temperature side regenerator is heated by the refrigerant vapor generated by the high temperature side regenerator, the heating action of the regenerator by this refrigerant vapor is mainly performed by the latent heat change of the refrigerant vapor. Although it changes and changes from a gas refrigerant to a liquid refrigerant, it still maintains a high temperature (sensible heat). However, in the conventional absorption refrigeration apparatus, the liquid refrigerant condensed after the heating action of the regenerator on the low temperature side is usually recirculated as a refrigerant drain to the condenser side. For this reason, the sensible heat possessed by the refrigerant drain cannot be effectively used. Therefore, the heat efficiency that would otherwise be obtained cannot be obtained, and as a result, the performance of the absorption refrigeration apparatus can be improved. It was an obstacle.
[0008]
Therefore, the present invention has been made for the purpose of further improving the performance by improving the thermal efficiency of the absorption refrigeration apparatus.
[Means for Solving the Problems]
[0009]
In the present invention, the following configuration is adopted as a specific means for solving such a problem.
[0010]
In the first invention of the present application, at least one condenser C, evaporator E, absorber A, and n (n ≧ 3) regenerators Gn having different operating temperatures to which an absorbing solution containing a refrigerant is supplied. ~ G1 is operatively connected between the solution piping system and the refrigerant piping system to constitute a circulation cycle, and the absorption solution of the regenerator Gn on the highest temperature side is heated and boiled by the external heat source J to generate refrigerant vapor, Refrigerant vapor generated in the high temperature side regenerator Gn is introduced into the low temperature side regenerator Gn-1, and this is used as a heating source for the low temperature side regenerator Gn-1. In the absorption refrigeration apparatus in which the heating and concentration of the solution is repeated up to the regenerator G1 on the lowest temperature side, the regenerator on the high temperature side in the other regenerators Gn-1 to G1 excluding the regenerator Gn on the highest temperature side Refrigerant vapor generated in Gn-1 is used as a low-temperature regenerator Gn-2 A
[0011]
In the second invention of the present application, at least one condenser C, evaporator E, absorber A, and n (n ≧ 3) regenerators Gn having different operating temperatures to which an absorbing solution containing a refrigerant is supplied. ~ G1 is operatively connected between the solution piping system and the refrigerant piping system to constitute a circulation cycle, and the absorption solution of the regenerator Gn on the highest temperature side is heated and boiled by the external heat source J to generate refrigerant vapor, Refrigerant vapor generated in the high temperature side regenerator Gn is introduced into the low temperature side regenerator Gn-1, and this is used as a heating source for the low temperature side regenerator Gn-1. In the absorption refrigeration apparatus in which the heating and concentration of the solution is repeated up to the regenerator G1 on the lowest temperature side, the regenerator on the high temperature side in the other regenerators Gn-1 to G1 excluding the regenerator Gn on the highest temperature side Refrigerant vapor generated in Gn-1 is used as a low-temperature regenerator Gn-2 A
[0012]
In the third invention of the present application, at least one condenser C, evaporator E, absorber A, and n (n ≧ 3) regenerators Gn having different operating temperatures to which the absorbing solution containing the refrigerant is supplied. ~ G1 is operatively connected between the solution piping system and the refrigerant piping system to constitute a circulation cycle, and the absorption solution of the regenerator Gn on the highest temperature side is heated and boiled by the external heat source J to generate refrigerant vapor, Refrigerant vapor generated in the high temperature side regenerator Gn is introduced into the low temperature side regenerator Gn-1, and this is used as a heating source for the low temperature side regenerator Gn-1. In the absorption refrigeration apparatus in which the heating and concentration of the solution is repeated up to the regenerator G1 on the lowest temperature side, the regenerator on the high temperature side in the other regenerators Gn-1 to G1 excluding the regenerator Gn on the highest temperature side Refrigerant vapor generated in Gn-1 is used as a low-temperature regenerator Gn-2 A
【The invention's effect】
[0013]
In the present invention, the following effects can be obtained by adopting such a configuration.
[0014]
(A) According to the absorption refrigeration apparatus according to the first invention of the present application, the refrigerant generated in the regenerator Gn-1 on the high temperature side in the other regenerators Gn-1 to G1 excluding the regenerator Gn on the highest temperature side. A
[0015]
Further, the residual drain remaining in the
[0016]
(B) According to the absorption refrigeration apparatus according to the second invention of the present application, refrigerant generated in the regenerator Gn-1 on the high temperature side in the other regenerators Gn-1 to G1 excluding the regenerator Gn on the highest temperature side. A
[0017]
In the present invention, the
[0018]
(C) According to the absorption refrigeration apparatus according to the third invention of the present application, the refrigerant generated in the regenerator Gn-1 on the high temperature side in the other regenerators Gn-1 to G1 excluding the regenerator Gn on the highest temperature side. A
[0019]
In the present invention, the residual drain in the
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0020]
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on preferred embodiments.
[0021]
I: First embodiment
FIG. 1 shows a system configuration of an absorption refrigeration apparatus Z1 according to the first embodiment of the present invention. The absorption refrigeration apparatus Z1 is an absorption refrigeration apparatus that uses water as a refrigerant and lithium bromide as an absorption solution, and includes one condenser C, one absorber A, one evaporator E, and three regenerators. G3, G2, and G1 are operatively connected by a solution piping system and a refrigerant piping system to constitute a circulation cycle of the refrigerant R and the absorbing solution L.
[0022]
The cycle shown in this embodiment is a so-called “series flow”, but the present invention is not limited to such a cycle. For example, “parallel flow”, “reverse flow”, or a combination thereof is used. Of course, it can be applied to any cycle such as a cycle.
[0023]
First, the basic functions of each of the above devices constituting the absorption refrigeration apparatus Z1 will be described.
[0024]
Evaporator E
The evaporator E includes, in the container Et, a heat exchange part Ec that passes the liquid (water) We to be cooled and a refrigerant spreader Es that spreads the refrigerant (water) Re on the heat exchange part Ec. The liquid to be cooled (water) We flowing from the pipe Ue and flowing through the heat exchanging portion Ec in the evaporator E is cooled. The refrigerant Re in the evaporator E is pumped up to the refrigerant spreader Es side by the refrigerant pump RP.
[0025]
Absorber A
The absorber A communicates with the evaporator E and absorbs the low-temperature vaporized refrigerant (water vapor) Ra flowing from the evaporator E into the absorbing solution. (Concentrated solution) A solution spreader As that spreads Lg and a heat exchanging portion (cooling portion) Ac for removing absorbed heat generated in the absorber A are provided. And the said heat exchange part Ac removes the absorbed heat which generate | occur | produces in the said absorber A by the cooling water Wa being supplied from the piping Ua. The cooling water Wa is further supplied to a condenser C, which will be described later, and is also used as condenser cooling water.
[0026]
Regenerator G3, G2, G1
Each of the regenerators G3, G2, and G1 is for heating and concentrating the absorbing solution containing the refrigerant to sequentially obtain a concentrated solution having a high concentration, and the operating temperatures thereof are different from each other. A high temperature regenerator G3 that operates at the highest temperature, a medium temperature regenerator G2 that operates at a medium temperature, and a low temperature regenerator G1 that operates at the lowest temperature. The absorbing solution from the absorber A is first introduced to the high temperature regenerator G3 side through the
[0027]
High temperature regenerator G3
The high-temperature regenerator G3 includes an external heat source J (for example, a gas combustor) in a container G3t, introduces the dilute solution La generated in the absorber A into the container G3t, and heats and concentrates it. Thus, a high-temperature concentrated solution (high-temperature solution L3) is generated and a refrigerant vapor R3 is generated. Of the high temperature solution L3 and the refrigerant vapor R3 generated in the high temperature regenerator G3, the high temperature solution L3 is introduced into the intermediate temperature regenerator G2 in the next stage through the high
[0028]
Medium temperature regenerator G2
The intermediate temperature regenerator G2 includes a solution heater K2 in a container G2t, and a high temperature concentrated solution L3 is introduced into the container G2t from the high temperature regenerator G3 side through the high
[0029]
In the intermediate temperature regenerator G2, the solution heater K2 heats and concentrates the high temperature solution L3 introduced from the high temperature regenerator G3 to generate a medium temperature intermediate solution L2 having a higher concentration and a medium temperature. R2 is generated. Of the intermediate temperature solution L2 and the refrigerant vapor R2 generated in the intermediate temperature regenerator G2, the intermediate temperature solution L2 is further introduced into the subsequent low temperature regenerator G1 through the intermediate
[0030]
Low temperature regenerator G1
The low-temperature regenerator G1 includes a solution heater K1 in the container G1t and is provided adjacent to the inlet header of the solution heater K1 (FIG. 1) or through a
[0031]
Furthermore, in the
[0032]
Further, in the low temperature regenerator G1, as described above, the intermediate temperature solution L2 introduced from the intermediate temperature regenerator G2 is heated and concentrated to generate a higher concentration low temperature solution L1 and a refrigerant vapor R1 is generated. Is done.
[0033]
And this low temperature solution L1 is introduce | transduced into the said absorber A through the low temperature solution piping 21, and is spread | dispersed as the concentrated solution Lg from the said solution spreader As. In the absorber A, the low-temperature refrigerant vapor Ra introduced from the evaporator E is absorbed into the concentrated solution Lg sprayed from the solution sprayer As, and the absorbing solution becomes the dilute solution La and the container. It is stored at the bottom of At. In the absorber A, absorption heat is generated when the concentrated solution Lg absorbs the refrigerant vapor Ra. This absorption heat is exchanged with the cooling water Wa supplied to the heat exchange part Ac. Removed. The cooling water Wa is supplied to the condenser C described below after passing through the absorber A.
[0034]
Condenser C
The condenser C is for cooling and condensing the refrigerant vapor R1 introduced from the low temperature regenerator G1 through the
[0035]
The residual drain Rd0 generated in the
[0036]
Heat exchanger H1, H2, H3
On the other hand, three heat exchangers H1, H2, and H3 are provided in the middle of the
[0037]
Operation explanation of absorption refrigeration system Z1
The absorption refrigeration apparatus Z1 configured as described above includes the three regenerators G3, G2, and G1 having different operating temperatures as described above, and in each of these regenerators G3, G2, and G1, the absorption solution is multistage. In the medium temperature regenerator G2 and the low temperature regenerator G1, the regenerators located in the upper stages thereof, that is, the medium temperature regenerator G2, the high temperature regenerator G3 and the low temperature regenerator G1, respectively. In the intermediate temperature regenerator G2, the refrigerant vapors R3 and R2 respectively generated are used as heating sources for concentrating the dilute solution La, so that high thermal efficiency is ensured as a whole system and higher performance is obtained. It is what
[0038]
However, in the absorption refrigeration apparatus Z1 of this embodiment, not only the performance improvement effect described above but also higher performance is ensured.
[0039]
That is, in the absorption refrigeration apparatus Z1 of this embodiment, as described above, the
[0040]
Here, the refrigerant drain Rd2 used as a heating source in the intermediate temperature regenerator G2 is revaporized in the
[0041]
In this case, the refrigerant vapor R3 condenses by performing a heating action due to a change in latent heat and becomes a refrigerant drain Rd2, so that the refrigerant drain Rd2 retains the sensible heat that the refrigerant vapor R3 has, The temperature will be maintained at about 170 ° C. On the other hand, the intermediate temperature regenerator G2 is heated by the refrigerant vapor R3 at about 170 ° C. to generate the refrigerant vapor R2 at about 95 ° C. Further, the refrigerant drain Rd2 at about 170 ° C. is flushed in the
[0042]
Therefore, for example, when the revaporized refrigerant vapor R0 is not used as a heating source and only the refrigerant vapor R2 at about 95 ° C. is introduced into the solution heater K1 (conventional structure), as in this embodiment, In comparison with the case where the revaporized refrigerant vapor R0 of about 95 ° C. is introduced into the solution heater K1 in addition to the refrigerant vapor R2, the revaporization is more effective in the case of this embodiment than in the case of the conventional structure. The amount of heat supplied to the solution heater K1 can be increased by the amount of use of the refrigerant vapor R0, thereby improving the thermal efficiency of the entire system.
[0043]
II: Second embodiment
FIG. 3 shows a system configuration of an absorption refrigeration apparatus Z2 according to the second embodiment of the present invention. The absorption refrigeration apparatus Z2 of this embodiment is positioned as a modification of the absorption refrigeration apparatus Z1 according to the first embodiment, and is similar to the absorption refrigeration apparatus Z1 of the first embodiment. It has a basic configuration and is different from this in the installation position of the
[0044]
That is, in the absorption refrigeration apparatus Z1 of the first circulation system, the
[0045]
As described above, when the
[0046]
Since the configuration and the effect other than the above are the same as in the case of the first embodiment, the same reference numerals are assigned to the respective components in FIG. 3 corresponding to the respective components in FIG. Together with the corresponding description of the first embodiment, the description here is omitted.
[0047]
III: Third embodiment
FIG. 4 shows a system configuration of an absorption refrigeration apparatus Z3 according to the third embodiment of the present invention. The absorption refrigeration apparatus Z3 of this embodiment is positioned as a modification of the absorption refrigeration apparatus Z1 according to the first embodiment, and is the same as the absorption refrigeration apparatus Z1 of the first embodiment. It has a basic configuration and is different from this in the installation position of the
[0048]
That is, first of all, in the absorption refrigeration apparatus Z1 of the first circulation system, the
[0049]
Thus, when the
[0050]
Secondly, in the absorption refrigeration apparatus Z1 of the first embodiment, the refrigerant vapor inflow prevention means is connected to the
[0051]
Since the other configurations and operational effects are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are assigned to the components in FIG. 4 corresponding to the components in FIG. Together with the corresponding description of the first embodiment, the description here is omitted.
[0052]
IV: Fourth embodiment
FIG. 5 shows a system configuration of an absorption refrigeration apparatus Z4 according to the fourth embodiment of the present invention. The absorption refrigeration apparatus Z4 of this embodiment is positioned as a development example of the absorption refrigeration apparatus Z1 according to the first embodiment, and is the same as the absorption refrigeration apparatus Z1 of the first embodiment. Assuming that it has a basic structure, additional heat recovery means is attached to it, thereby achieving higher thermal efficiency than the absorption refrigeration apparatus Z1 of the first embodiment, and the performance of the absorption refrigeration apparatus Z4. It is intended to be even higher.
[0053]
That is, in the absorption refrigeration apparatus Z1 of the first embodiment, the residual drain Rd0 led out from the
[0054]
In the absorption refrigeration apparatus Z4 of this embodiment, the
[0055]
Since the configuration and operation other than those described above are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are assigned to the components in FIG. 5 corresponding to the components in FIG. Together with the corresponding description of the first embodiment, the description here is omitted.
[0056]
V: Fifth embodiment
FIG. 6 shows a system configuration of an absorption refrigeration apparatus Z5 according to the fifth embodiment of the present invention. The absorption refrigeration apparatus Z5 of this embodiment does not significantly change the system configuration of the absorption refrigeration apparatus Z1 of the first embodiment, and is higher than the absorption refrigeration apparatus Z4 of the fourth embodiment. It achieves higher efficiency by realizing thermal efficiency.
[0057]
That is, in the absorption refrigeration apparatus Z5 of this realization, first, in the absorption refrigeration apparatus Z4 of the fourth embodiment, the drain heat exchanger Hd is connected to the absorber A and the high temperature regenerator G3. Is disposed between the
[0058]
By adopting such a configuration, the drain heat exchanger Hd can be installed without greatly changing the configuration on the side of the
[0059]
In this embodiment, the junction position with the
[0060]
Second, in the absorption refrigeration apparatus Z4 of the fourth embodiment, only the residual drain Rd0 generated in the
[0061]
Since the configuration and operational effects other than those described above are the same as those in the first or fourth embodiment, each component shown in FIG. 6 corresponds to each component shown in FIGS. The description is omitted here by using the same reference numerals as those in the first or fourth embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a system configuration and an operation cycle in an absorption refrigeration apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view showing a structure of a flash chamber portion shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a system configuration and an operation cycle in an absorption refrigeration apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a system configuration and an operation cycle in an absorption refrigeration apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a system configuration and an operation cycle in an absorption refrigeration apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a system configuration and an operation cycle in an absorption refrigeration apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 is a flush chamber, 2 is an orifice, 3 is a float valve, 4 is a header, 11 is a dilute solution pipe, 12 is a bypass pipe, 21 is a low temperature solution pipe, 22 is a medium temperature solution pipe, 23 is a high temperature solution pipe, and 31 is a refrigerant Piping, 32 is medium temperature steam piping, 33 is high temperature steam piping, 40 to 42 are refrigerant drain piping, A is an absorber, C is a condenser, E is an evaporator, G1 to G3 are regenerators, and H1 to H3 are solution heat. Exchanger, Hd is a drain heat exchanger, J is a heater, K1 to K3 are solution heaters, La is a dilute solution, Lg is a concentrated solution, LP is a solution pump, L1 is a low temperature solution, L2 is a medium temperature solution, and L3 is A high-temperature solution, Ra is a vaporized refrigerant, Rc is a liquid refrigerant, Re is a refrigerant, Rd is a refrigerant drain, RP is a refrigerant pump, R1 to R3 are refrigerant vapors, and Z1 to Z5 are absorption refrigeration apparatuses.
Claims (3)
最も高温側の再生器(Gn)を除く他の再生器(Gn−1〜G1)における高温側の再生器(Gn−1)で発生した冷媒蒸気を低温側の再生器(Gn−2)へ供給する配管経路にフラッシュ室(1)を設け、該フラッシュ室(1)に上記高温側の再生器(Gn−1)を加熱した後の冷媒ドレンを導入しこれを再気化させるとともに、再気化した冷媒蒸気を上記高温側の再生器(Gn−1)で発生した冷媒蒸気と共に上記低温側の再生器(Gn−2)へ導入して該低温側の再生器(Gn−2)の加熱を行わせるように構成し、
上記フラッシュ室(1)で再気化されずに残った残余ドレンが、上記低温側の再生器(Gn−2)を加熱した後の冷媒ドレンの配管系に、又は上記凝縮器(C)における冷媒ドレン入口部に、又は該凝縮器(C)へ直接に、戻されるようにしたことを特徴とする吸収式冷凍装置。At least one condenser (C), evaporator (E), absorber (A), and n (n ≧ 3) regenerators (Gn˜) having different operating temperatures to which an absorbing solution containing a refrigerant is supplied. G1) is operatively connected between the solution piping system and the refrigerant piping system to form a circulation cycle. The absorption solution of the regenerator (Gn) on the highest temperature side is heated and boiled with an external heat source (J) to generate refrigerant vapor. On the other hand, the refrigerant vapor generated in the high temperature side regenerator (Gn) is introduced into the low temperature side regenerator (Gn-1) and used as a heating source for the low temperature side regenerator (Gn-1). An absorption refrigeration apparatus that repeats heating and concentrating the solution in the regenerator (Gn-1) on the low temperature side to the regenerator (G1) on the low temperature side,
Refrigerant vapor generated in the high temperature side regenerator (Gn-1) in the other regenerators (Gn-1 to G1) excluding the highest temperature side regenerator (Gn) is transferred to the low temperature side regenerator (Gn-2). A flush chamber (1) is provided in the supply piping path, and the refrigerant drain after heating the regenerator (Gn-1) on the high temperature side is introduced into the flash chamber (1) to re-vaporize and re-vaporize. The refrigerant vapor thus generated is introduced into the low temperature side regenerator (Gn-2) together with the refrigerant vapor generated in the high temperature side regenerator (Gn-1) to heat the low temperature side regenerator (Gn-2). Configured to do,
The residual drain remaining in the flash chamber (1) without being revaporized is supplied to the refrigerant drain piping system after heating the low-temperature regenerator (Gn-2) or to the refrigerant in the condenser (C). An absorption refrigeration apparatus characterized in that it is returned to the drain inlet or directly to the condenser (C).
最も高温側の再生器(Gn)を除く他の再生器(Gn−1〜G1)における高温側の再生器(Gn−1)で発生した冷媒蒸気を低温側の再生器(Gn−2)へ供給する配管経路にフラッシュ室(1)を設け、該フラッシュ室(1)に上記高温側の再生器(Gn−1)を加熱した後の冷媒ドレンを導入しこれを再気化させるとともに、再気化した冷媒蒸気を上記高温側の再生器(Gn−1)で発生した冷媒蒸気と共に上記低温側の再生器(Gn−2)へ導入して該低温側の再生器(Gn−2)の加熱を行わせるように構成し、
上記フラッシュ室(1)から、上記フラッシュ室(1)で再気化されずに残った残余ドレンを排出する残余ドレン排出系に、冷媒蒸気の流通を阻止する流入阻止手段(2,3)を設けたことを特徴とする吸収式冷凍装置。At least one condenser (C), evaporator (E), absorber (A), and n (n ≧ 3) regenerators (Gn˜) having different operating temperatures to which an absorbing solution containing a refrigerant is supplied. G1) is operatively connected between the solution piping system and the refrigerant piping system to form a circulation cycle. The absorption solution of the regenerator (Gn) on the highest temperature side is heated and boiled with an external heat source (J) to generate refrigerant vapor. On the other hand, the refrigerant vapor generated in the high temperature side regenerator (Gn) is introduced into the low temperature side regenerator (Gn-1) and used as a heating source for the low temperature side regenerator (Gn-1). An absorption refrigeration apparatus that repeats heating and concentrating the solution in the regenerator (Gn-1) on the low temperature side to the regenerator (G1) on the low temperature side,
Refrigerant vapor generated in the high temperature side regenerator (Gn-1) in the other regenerators (Gn-1 to G1) excluding the highest temperature side regenerator (Gn) is transferred to the low temperature side regenerator (Gn-2). A flush chamber (1) is provided in the supply piping path, and the refrigerant drain after heating the regenerator (Gn-1) on the high temperature side is introduced into the flash chamber (1) to re-vaporize and re-vaporize. The refrigerant vapor thus generated is introduced into the low temperature side regenerator (Gn-2) together with the refrigerant vapor generated in the high temperature side regenerator (Gn-1) to heat the low temperature side regenerator (Gn-2). Configured to do,
An inflow blocking means (2, 3) for blocking the circulation of the refrigerant vapor is provided in the residual drain discharge system for discharging the residual drain remaining without being re-vaporized in the flash chamber (1) from the flash chamber (1). An absorption refrigeration apparatus characterized by that.
最も高温側の再生器(Gn)を除く他の再生器(Gn−1〜G1)における高温側の再生器(Gn−1)で発生した冷媒蒸気を低温側の再生器(Gn−2)へ供給する配管経路にフラッシュ室(1)を設け、該フラッシュ室(1)に上記高温側の再生器(Gn−1)を加熱した後の冷媒ドレンを導入しこれを再気化させるとともに、再気化した冷媒蒸気を上記高温側の再生器(Gn−1)で発生した冷媒蒸気と共に上記低温側の再生器(Gn−2)へ導入して該低温側の再生器(Gn−2)の加熱を行わせるように構成し、
吸収溶液の配管系に、上記フラッシュ室(1)における残余ドレンを用いて、又は該残余ドレンと上記低温側の再生器(Gn−2)を加熱後の冷媒ドレンの双方を用いて上記吸収溶液を加熱するドレン熱交換器(Hd)が備えられていることを特徴とする吸収式冷凍装置。At least one condenser (C), evaporator (E), absorber (A), and n (n ≧ 3) regenerators (Gn˜) having different operating temperatures to which an absorbing solution containing a refrigerant is supplied. G1) is operatively connected between the solution piping system and the refrigerant piping system to form a circulation cycle. The absorption solution of the regenerator (Gn) on the highest temperature side is heated and boiled with an external heat source (J) to generate refrigerant vapor. On the other hand, the refrigerant vapor generated in the high temperature side regenerator (Gn) is introduced into the low temperature side regenerator (Gn-1) and used as a heating source for the low temperature side regenerator (Gn-1). An absorption refrigeration apparatus that repeats heating and concentrating the solution in the regenerator (Gn-1) on the low temperature side to the regenerator (G1) on the low temperature side,
Refrigerant vapor generated in the high temperature side regenerator (Gn-1) in the other regenerators (Gn-1 to G1) excluding the highest temperature side regenerator (Gn) is transferred to the low temperature side regenerator (Gn-2). A flush chamber (1) is provided in the supply piping path, and the refrigerant drain after heating the regenerator (Gn-1) on the high temperature side is introduced into the flash chamber (1) to re-vaporize and re-vaporize. The refrigerant vapor thus generated is introduced into the low temperature side regenerator (Gn-2) together with the refrigerant vapor generated in the high temperature side regenerator (Gn-1) to heat the low temperature side regenerator (Gn-2). Configured to do,
Using the residual drain in the flash chamber (1) or the refrigerant drain after heating the residual drain and the low-temperature regenerator (Gn-2) in the piping system of the absorbing solution, the absorbing solution An absorption refrigeration system comprising a drain heat exchanger (Hd) for heating
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