JP5210896B2 - 一重二重効用吸収冷温水機 - Google Patents

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Description

本発明は、一重二重効用吸収冷温水機に関する。
一重二重効用吸収冷温水機は、冷凍サイクルの構成要素として高温再生器、低温再生器に加えて排熱再生器を備えている。従来の一重二重効用吸収冷温水機としては、例えば図２に示すように、ガスバーナ１を熱源として稀吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離する高温再生器２、この高温再生器２から供給される冷媒蒸気を熱源として高温再生器２から供給される中濃度吸収液を加熱して冷媒を再度蒸発分離する低温再生器３、当該低温再生器３から流入する冷媒蒸気を凝縮すると共に、低温再生器３で中濃度吸収液を加熱することにより凝縮した冷媒液が供給される凝縮器４、この凝縮器４から供給される冷媒液を、冷媒ポンプ５を介して散布器から散布して蒸発させる蒸発器６、この蒸発器６から流入する冷媒蒸気を、前記低温再生器３から供給される濃吸収液へと吸収させる吸収器７、この吸収器７の底部に溜まる稀吸収液を吸収液ポンプ８を介して散布器から散布する排熱再生器９、この排熱再生器９から流入する冷媒蒸気を凝縮する排熱凝縮器１０等を備えている。
前記排熱再生器９においては、エンジン等から排出される排温水を外部熱源として排温水管１２を介して通過させ、前記吸収器７から排熱再生器９に導入して散布器から散布される稀吸収液を加熱し、当該稀吸収液から冷媒を一部蒸発分離すると共に、温度及び濃度を上昇させた稀吸収液を高温再生器２に供給する。この場合は、排熱再生器９で稀吸収液を予め加熱して高温再生器２へと戻しているので、従来の二重効用吸収冷温水機に比べ、高温再生器２でのガスバーナ１の燃焼量を減少させることができる。このような一重二重効用吸収冷温水機は、例えば特許文献１、特許文献２等に開示されている。
特開２００６−３４３０４２号公報 特開平４−１６１７６６号公報
上記従来の一重二重効用吸収冷温水機においては、冷却水を通す冷却水管１１は、図２のように冷却水入口から吸収器７内に供給され、この吸収器７内を通過した後に凝縮器４内に導入され、更に凝縮器４内を通過した後に排熱凝縮器１０を通過して外部に排出される構成にしてある。
このような構成の一重二重効用吸収冷温水機では、冷却水が吸収器７、凝縮器４、排熱凝縮器１０の内部を順に通過するうちにそれぞれ加熱されるため、排熱凝縮器１０内を通過する際の冷却水温度は、吸収器７より上流側での冷却水入口温度に比して４〜５℃程度上昇することになる。このため、排熱凝縮器１０内の圧力は高くなり、この排熱凝縮器１０と同一の上胴内に設けられている前記排熱再生器９内に散布される稀吸収液の飽和温度は高くなる。
排熱再生器９で温度の高い稀吸収液を加熱するには、その稀吸収液より高い温度の排温水を排温水管１２に供給しなければならない。排温水管１２に供給する排温水は、エンジン等の外部熱源から排出されるものを利用するが、稀吸収液の散布温度が高くなると低温の排温水から熱回収できないという問題が生じる。又、ガスバーナ１による単独運転時には、排熱再生器９で散布される稀吸収液が自己フラッシュし、熱損失が発生するため高温再生器２でのガスバーナ１の燃焼量が増加してＣＯＰが低下するという問題もあった。
本発明は、上記従来技術の問題を解消するためになされ、低温の排温水からも熱回収できると共に、ガスバーナによる単独運転時に高温再生器でのＣＯＰを向上できるようにした一重二重効用吸収冷温水機を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための手段として、本発明の請求項１は、一重二重効用吸収冷温水機において、排熱凝縮器内を通過した後に吸収器内を通過し、更に凝縮器内を通過した後に外部に排出される冷却水管を設け、この冷却水管の前記排熱凝縮器より上流側に当該排熱凝縮器を迂回する冷却水バイパス管を設け、この冷却水バイパス管の分岐箇所に冷却水三方弁を設けたことを特徴とする。
本発明の請求項２は、請求項１に記載の一重二重効用吸収冷温水機において、前記冷却水三方弁は、ガス単独運転時に切り替えて前記排熱凝縮器を迂回する冷却水バイパス管に冷却水を流すことを特徴とする。
上記請求項１の発明によれば、冷却水三方弁を切り替えて冷却水管の冷却水を排熱凝縮器内に供給すると、排熱凝縮器内の温度を下げて圧力を低くすることができる。これにより、排熱凝縮器と同一の上胴内に設けられている前記排熱再生器内に散布する稀吸収液の飽和温度は低くなることから、低温の排温水から熱回収することが可能となる。
上記請求項２の発明によれば、前記冷却水三方弁は、ガス単独運転時に前記排熱凝縮器を迂回する冷却水バイパス管に冷却水を流す。この時、排熱凝縮器には冷却水が供給されず、当該排熱凝縮器内の温度及び圧力が下がることはない。これにより、排熱再生器に散布する稀吸収液の自己フラッシュを抑えることができ、熱損失を抑えて高い温度のまま吸収液が高温再生器に戻されるため、ガスバーナの燃焼量は減少してＣＯＰを向上させることができる。
本発明に係る一重二重効用吸収冷温水機の実施形態を示す回路構成図である。 従来の一重二重効用吸収冷温水機を示す回路構成図である。
以下、本発明に係る一重二重効用吸収冷温水機の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る一重二重効用吸収冷温水機の実施形態を示す回路構成図であり、前記の従来例と実質的に同じ構成要素は、前記と同じ符号を付してある。
図１において、高温再生器２に供給された稀吸収液は、ガスバーナ１の燃焼により加熱濃縮されて中濃度吸収液と冷媒蒸気（水蒸気）とに分離され、中濃度吸収液は低温再生器３に向かう途中で高温熱交換器１３を通って稀吸収液を加熱した後に低温再生器３に供給される。この低温再生器３で中濃度吸収液は、高温再生器２から管路により供給される冷媒蒸気によって加熱濃縮されて濃吸収液と冷媒蒸気に分離され、濃吸収液は吸収器７に向かう途中で低温熱交換器１４を通って稀吸収液を加熱した後に吸収器７に供給され、散布器７ａから散布される。一方、低温再生器３で放熱して凝縮した管路中の冷媒液、及び低温再生器３で蒸発分離されて凝縮器４で凝縮した冷媒液は、凝縮器４の底部で合流して蒸発器６へ送られ、冷媒ポンプ５を介して散布器６ａから散布され。蒸発器６で蒸発した冷媒蒸気は、前記吸収器７の散布器７ａから散布される濃吸収液に吸収されて底部に溜まる。この吸収器７の底部に溜まった稀吸収液は、第１の吸収液ポンプ８を介して一旦吸収器７内を通過した後に分岐し、一方の分岐管は低温熱交換器１４を通ると共に他方の分岐管は冷媒ドレン熱回収器１５を通った後に双方の分岐管が合流し、この合流管を介して稀吸収液が排熱再生器９に供給されて散布器９ａから散布される。
排熱再生器９においては、外部熱源から供給される排温水（熱媒体は排温水に限定されない）が通る排温水管１２が散布器９ａの下に配設され、この排温水管１２の排温水入口側と排温水出口側とを連結する排温水バイパス管１２ａが設けられると共に、連結箇所に排温水三方弁１２ｂが取り付けられている。
又、前記排熱凝縮器１０においては、外部から供給される冷却水が通る冷却水管１７が配設され、この冷却水管１７の冷却水入口側と出口側とを連結する冷却水バイパス管１７ａが設けられると共に、その入口側の分岐箇所に冷却水三方弁１７ｂが取り付けられている。当該冷却水管１７は、下流側が延長されて前記吸収器７内を通過し、更に凝縮器４を通過した後に外部に排出される。
前記蒸発器６においては、図示しない負荷から戻される冷温水が通る冷温水管１８が散布器６ａの下に配設され、この冷温水管１８の冷温水出口側と前記冷却水管１７の冷却水出口側とが連結管１９により接続され、その途中に開閉弁１９ａが取り付けられている。冷温水管１８の出口側は負荷に接続され、蒸発器６で冷却された冷温水が負荷に供給されて冷暖房運転を行う。この冷温水管１８により、冷温水が前記図示しない負荷と蒸発器６との間を循環させられる。
このように構成された一重二重効用吸収冷温水機は、従来と同様に吸収器７の底部に溜まる稀吸収液を高温再生器２に直接戻すのではなく、一旦排熱再生器９に供給して前記排温水により加熱した後に、第２の吸収液ポンプ２０を介して高温再生器２に戻す。これにより、高温再生器２に直接戻す場合よりも、高温再生器２でのガスバーナ１の燃焼量を減少させることができる。
上記排熱再生器９で稀吸収液を排温水で加熱する時に、前記冷却水管１７の冷却水三方弁１７ｂを切り替えて、冷却水入口側に供給される冷却水が排熱凝縮器１０内を通過するようにする。
この冷却水の通過によって上胴２１内の温度を下げることができ、上胴２１内の圧力も下ることから稀吸収液の飽和温度も低くなる。前記排熱再生器９の散布器９ａから散布される稀吸収液の温度が下るため、従来よりも低温の排温水を利用することができる。
ガスバーナ１の燃焼だけで行うガス単独運転時には、前記排温水三方弁１２ｂを切り替えて排熱再生器９への排温水の供給を停止すると共に、冷却水三方弁１７ｂを切り替えて、冷却水を冷却水バイパス管１７ａへと流し、排熱凝縮器１０への前記冷却水の供給を停止する。
この場合には、排熱凝縮器１０内を冷却水が通過しないため上胴２１内の温度が下らず、上胴２１内の圧力は高い状態が保持されている。このため、吸収器７から高温再生器２へと送出された稀吸収液は、前記排熱再生器９の散布器９ａから散布される際の自己フラッシュが抑えられ、熱損失を抑えて高い温度のまま第２の吸収液ポンプ２０を介して高温再生器２に戻される。これにより、高温再生器２でのガスバーナ１の燃焼量を増加させることなく、能力を維持することができる。なお、２２は第３の吸収液ポンプであり、この第３の吸収液ポンプ２２を介して低温再生器３から吸収器４に濃吸収液が供給される。
本発明は、一重二重効用吸収冷温水機に適用すると、従来よりも低温の排熱を利用することができ、又ガス単独運転時に当該一重二重効用吸収冷温水機のＣＯＰの向上を図ることができる。
１ ガスバーナ
２ 高温再生器
３ 低温再生器
４ 凝縮器
５ 冷媒ポンプ
６ 蒸発器
７ 吸収器
８ 第１の吸収液ポンプ
９ 排熱再生器
１０ 排熱凝縮器
１１ 冷却水管
１２ 排温水管
１３ 高温熱交換器
１４ 低温熱交換器
１５ 冷媒ドレン熱回収器
１７ 冷却水管
１７ａ 冷却水バイパス管
１７ｂ 冷却水三方弁
１８ 冷温水管
１９ 連結管
２０ 第２の吸収液ポンプ
２１ 上胴
２２ 第３の吸収液ポンプ

Claims (2)

  1. 一重二重効用吸収冷温水機において、排熱凝縮器内を通過した後に吸収器内を通過し、更に凝縮器内を通過した後に外部に排出される冷却水管を設け、この冷却水管の前記排熱凝縮器より上流側に当該排熱凝縮器を迂回する冷却水バイパス管を設け、この冷却水バイパス管の分岐箇所に冷却水三方弁を設けたことを特徴とする一重二重効用吸収冷温水機。
  2. 前記冷却水三方弁は、ガス単独運転時に切り替えて前記排熱凝縮器を迂回する冷却水バイパス管に冷却水を流すことを特徴とする請求項１に記載の一重二重効用吸収冷温水機。
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