JP5384072B2 - Absorption type water heater - Google Patents
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Description
本発明は、吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離する再生器の熱源として、他の設備から供給される排熱なども利用する吸収式冷温水機に係わるものである。 The present invention relates to an absorption chiller / heater that uses exhaust heat supplied from other equipment as a heat source of a regenerator that evaporates and separates refrigerant by heating an absorption liquid.
これまでの吸収式冷温水機では、燃焼装置を備えた再生器と、再生器で生成された冷媒を冷却水により冷却して凝縮させる凝縮器と、凝縮器で凝縮された冷媒を2次冷媒(水)が流通する伝熱管へ散布して再度蒸発させる真空状態の蒸発器と、再度蒸発した冷媒を濃吸収液へと吸収させて稀吸収液を生成する吸収器とを吸収液管および冷媒管で接続し、前記燃焼装置の燃焼量を制御しながら吸収液および冷媒を循環させて、負荷へと前記2次冷媒の供給運転を行うものとなっている。そして、近年では、省エネルギーを推進させた、コ・ジェネレーションシステム等から排出される排熱から熱回収する排熱再生器を備え、前記排熱を利用して前記燃焼装置で消費される燃料消費量の削減を可能とした排熱回収型の吸収式冷温水機が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)
In the conventional absorption chiller / heater, a regenerator equipped with a combustion device, a condenser that cools and condenses the refrigerant generated in the regenerator with cooling water, and the refrigerant condensed in the condenser is a secondary refrigerant. Absorbing liquid pipe and refrigerant are vacuum evaporators that are sprayed and re-evaporated on heat transfer tubes through which (water) circulates, and absorbers that absorb the re-evaporated refrigerant into concentrated absorbent and generate a rare absorbent. It connects with a pipe | tube, circulates an absorption liquid and a refrigerant | coolant, controlling the combustion quantity of the said combustion apparatus, and supplies the said secondary refrigerant | coolant to load. In recent years, it has a waste heat regenerator that recovers heat from exhaust heat exhausted from co-generation systems, etc. that promoted energy saving, and uses the exhaust heat to consume fuel consumed by the combustion device. An exhaust heat recovery type absorption chiller / heater that can reduce the amount of heat is proposed. (For example, refer to
この特許文献1の吸収式冷温水機においては、ガスバーナ1Aで天然ガスなどを燃やしたときに出る燃焼熱と、排熱流体供給管30を介してコ・ジェネレーションシステムなどの他の設備から供給される排熱流体とを熱源として吸収液を加熱し沸騰させるので、熱効率が高い。したがって、省資源であり、また、二酸化炭素の排出量を削減することができると云ったメリットもある。
しかしながら、前記排熱の供給がある場合には、ガスバーナ1A(燃焼装置)の燃焼運転を行わずとも、排熱流体供給管30を介して供給される前記排熱からの熱回収量を制御して運転させることにより、冷水供給運転が可能であったものの、温水供給運転を行う場合は、吸収器7から送出された稀吸収液を高温再生器1へと送り、この稀吸収液をガスバーナ1A(燃焼装置)の燃焼によって高温再生器1で加熱しなければならないものとなっており、地球温暖化防止などの観点から、この改善が望まれていた。
However, when the exhaust heat is supplied, the amount of heat recovered from the exhaust heat supplied through the exhaust heat
以上のことから、本発明は、前記排熱からの充分な熱回収が行なえるとともに、温水供給運転時にも前記排熱からの熱回収を利用可能とした吸収式冷温水機を提供するものである。 In view of the above, the present invention provides an absorption chiller / heater that can perform sufficient heat recovery from the exhaust heat and that can utilize the heat recovery from the exhaust heat even during hot water supply operation. is there.
本発明の吸収式冷温水機は、バーナなどの加熱装置により加熱される高温再生器と、低温再生器と、前記低温再生器に並設された凝縮器と、蒸発器と、吸収器と、コ・ジェネレーションシステム等他設備から排熱流体供給管を通して供給される排熱流体が流通する排熱再生器用伝熱管によって熱回収する排熱再生器と、前記排熱再生器に並設された排熱凝縮器とを吸収液および冷媒が循環するように吸収液配管および冷媒配管で接続され、前記吸収器内の稀吸収液が吸収液ポンプにより搬送されて前記排熱再生器用伝熱管と熱交換するよう配管され、前記蒸発器内に設置した伝熱管を介して加熱または冷却された水が供給される冷温水管を備え、前記排熱再生器用伝熱管への前記排熱流体の供給が前記加熱装置による加熱に優先する吸収式冷温水機において、
前記蒸発器内に貯留される冷媒液に没し前記排熱流体が流通するよう配設した蒸発器用伝熱管を設け、
前記排熱流体が、前記排熱再生器用伝熱管へ流れるか前記蒸発器用伝熱管へ流れるかの切り替えを行なう流路切り替え弁を設け、
前記冷温水管から冷水が供給される冷水供給運転時には、前記流路切り替え弁によって、前記排熱流体が前記排熱再生器用伝熱管へ流れるが前記蒸発器用伝熱管へは流れない状態となり、
前記冷温水管から温水が供給される温水供給運転時には、前記流路切り替え弁によって、前記排熱流体が前記蒸発器用伝熱管へは流れるが前記排熱再生器用伝熱管へは流れない状態となることを特徴とする。
The absorption chiller / heater of the present invention includes a high-temperature regenerator heated by a heating device such as a burner , a low-temperature regenerator, a condenser arranged in parallel to the low-temperature regenerator , an evaporator, and an absorber. A waste heat regenerator that recovers heat by a heat transfer pipe for a waste heat regenerator through which a waste heat fluid supplied from another facility such as a co-generation system flows through a waste heat fluid supply pipe , and a waste heat regenerator arranged in parallel to the waste heat regenerator. The absorption liquid pipe and the refrigerant pipe are connected so that the absorption liquid and the refrigerant circulate through the heat condenser, and the rare absorption liquid in the absorber is conveyed by the absorption liquid pump to exchange heat with the heat transfer pipe for the exhaust heat regenerator. And a cold / hot water pipe to which heated or cooled water is supplied via a heat transfer pipe installed in the evaporator, and the supply of the exhaust heat fluid to the heat transfer pipe for the exhaust heat regenerator is the heating priority to heating by the device absorption type cold In the water machine,
An evaporator heat transfer tube disposed in the refrigerant liquid stored in the evaporator and disposed so that the exhaust heat fluid flows;
A flow path switching valve for switching whether the exhaust heat fluid flows to the exhaust heat regenerator heat transfer pipe or to the evaporator heat transfer pipe ;
During the cold water supply operation in which cold water is supplied from the cold / hot water pipe, the exhaust heat fluid flows to the exhaust heat regenerator heat transfer pipe by the flow path switching valve, but does not flow to the evaporator heat transfer pipe,
During the hot water supply operation in which hot water is supplied from the cold / hot water pipe, the exhaust heat fluid flows to the evaporator heat transfer pipe but does not flow to the exhaust heat regenerator heat transfer pipe by the flow path switching valve. It is characterized by.
本発明では、蒸発器内に設置した冷温水管から冷水が供給される冷水供給運転時には、コ・ジェネレーションシステム等の他の設備から供給される排熱流体が排熱再生器用伝熱管へ流れるが蒸発器用伝熱管へは流れず、吸収器で冷媒を吸収して濃度の薄くなった吸収液の排熱流体を加熱することによって、冷媒を蒸発分離して濃縮される効果が得られる。また、冷温水管から温水が供給される温水供給運転時には、排熱流体が蒸発器用伝熱管へは流れるが排熱再生器用伝熱管へは流れない状態となる制御によって、冷媒の凝縮作用による温水生成効果の向上が図れ、従来よりも向上した吸収式冷温水機を提供できる。更に、冷水供給運転(冷房運転)では、排熱流体が排熱再生器用伝熱管へ流れるが蒸発器用伝熱管へは流れない状態であって、排熱流体の供給がガスバーナの燃焼に優先させる運転制御とし、温水供給運転では、排熱流体の熱回収を利用して、ガスバーナでの燃料消費量を低減することができ、省エネルギーを推進した経済的な運転を行なうことができる。更にまた、排熱流体が供給されない状態では、ガスバーナの燃焼により高温再生器での吸収液の加熱作用によって、冷水供給運転(冷房運転)と温水供給運転(暖房運転)を行なうことができる。このため、従来よりも向上した冷水供給運転(冷房運転)と温水供給運転(暖房運転)が行なえる吸収式冷温水機を提供できる。 In the present invention, during cold water supply operation in which cold water is supplied from a cold / hot water pipe installed in the evaporator, the exhaust heat fluid supplied from other equipment such as a co-generation system flows to the heat transfer pipe for the exhaust heat regenerator. The refrigerant does not flow to the heat exchanger tube, but the refrigerant absorbs the refrigerant by the absorber and heats the exhaust heat fluid of the absorption liquid whose concentration is reduced, whereby the refrigerant is concentrated by evaporating and separating. Also, during the hot water supply operation in which hot water is supplied from the cold / hot water pipe, hot water is generated by the condensing action of the refrigerant by controlling the exhaust heat fluid to flow to the evaporator heat transfer pipe but not to the exhaust heat regenerator heat transfer pipe. The improvement of an effect can be aimed at and the absorption type cold / hot water machine improved rather than before can be provided. Furthermore, in the cold water supply operation (cooling operation), the exhaust heat fluid flows into the heat transfer pipe for the exhaust heat regenerator but does not flow into the heat transfer pipe for the evaporator, and the supply of the exhaust heat fluid has priority over the combustion of the gas burner. In the hot water supply operation, the fuel consumption in the gas burner can be reduced by utilizing the heat recovery of the exhaust heat fluid, and an economical operation promoting energy saving can be performed. Furthermore , in the state where the exhaust heat fluid is not supplied, the cold water supply operation (cooling operation) and the hot water supply operation (heating operation) can be performed by the heating action of the absorbing liquid in the high temperature regenerator by the combustion of the gas burner. For this reason, the absorption-type cold / hot water machine which can perform the cold water supply operation (cooling operation) and warm water supply operation (heating operation) improved compared with the past can be provided.
本発明の吸収式冷温水機は、バーナなどの加熱装置により加熱される高温再生器と、低温再生器と、前記低温再生器に並設された凝縮器と、蒸発器と、吸収器と、コ・ジェネレーションシステム等他設備から排熱流体供給管を通して供給される排熱流体が流通する排熱再生器用伝熱管によって熱回収する排熱再生器と、前記排熱再生器に並設された排熱凝縮器とを吸収液および冷媒が循環するように吸収液配管および冷媒配管で接続され、前記吸収器内の稀吸収液が吸収液ポンプにより搬送されて前記排熱再生器用伝熱管と熱交換するよう配管され、前記蒸発器内に設置した伝熱管を介して加熱または冷却された水が供給される冷温水管を備え、前記排熱再生器用伝熱管への前記排熱流体の供給が前記加熱装置による加熱に優先する吸収式冷温水機において、前記蒸発器内に貯留される冷媒液に没し前記排熱流体が流通するよう配設した蒸発器用伝熱管を設け、前記排熱流体が、前記排熱再生器用伝熱管へ流れるか前記蒸発器用伝熱管へ流れるかの切り替えを行なう流路切り替え弁を設け、前記冷温水管から冷水が供給される冷水供給運転時には、前記流路切り替え弁によって、前記排熱流体が前記排熱再生器用伝熱管へ流れるが前記蒸発器用伝熱管へは流れない状態となり、前記冷温水管から温水が供給される温水供給運転時には、前記流路切り替え弁によって、前記排熱流体が前記蒸発器用伝熱管へは流れるが前記排熱再生器用伝熱管へは流れない状態となるものであり、本発明の実施例を以下に記載する。 The absorption chiller / heater of the present invention includes a high-temperature regenerator heated by a heating device such as a burner , a low-temperature regenerator, a condenser arranged in parallel to the low-temperature regenerator , an evaporator, and an absorber. A waste heat regenerator that recovers heat by a heat transfer pipe for a waste heat regenerator through which a waste heat fluid supplied from another facility such as a co-generation system flows through a waste heat fluid supply pipe , and a waste heat regenerator arranged in parallel to the waste heat regenerator. The absorption liquid pipe and the refrigerant pipe are connected so that the absorption liquid and the refrigerant circulate through the heat condenser, and the rare absorption liquid in the absorber is conveyed by the absorption liquid pump to exchange heat with the heat transfer pipe for the exhaust heat regenerator. And a cold / hot water pipe to which heated or cooled water is supplied via a heat transfer pipe installed in the evaporator, and the supply of the exhaust heat fluid to the heat transfer pipe for the exhaust heat regenerator is the heating priority to heating by the device absorption type cold In water machine, the evaporator heat transfer tube is disposed so that the exhaust heat fluid immersed in the coolant liquid reserved in the evaporator flows is provided, the exhaust heat fluid flows into the exhaust heat regenerator heat transfer tube Or a flow path switching valve for switching between the flow to the evaporator heat transfer pipe, and during the cold water supply operation in which cold water is supplied from the cold / hot water pipe, the exhaust heat fluid is regenerated as the exhaust heat by the flow path switching valve. At the time of hot water supply operation in which hot water is supplied from the cold / hot water pipe, the exhaust heat fluid is transferred to the evaporator heat transfer pipe by the flow path switching valve when flowing to the evaporator heat transfer pipe but not to the evaporator heat transfer pipe. Will flow but will not flow to the heat transfer pipe for the exhaust heat regenerator , and examples of the present invention will be described below.
次に、本発明の吸収式冷温水機の実施の形態について説明する。図1は本発明に係る吸収式冷温水機の配管構成図、図2は本発明に係る吸収式冷温水機の冷水供給運転(冷房運転)での流体の流れを示す図、図3は本発明に係る吸収式冷温水機の温水供給運転(暖房運転)での流体の流れを示す図である。 Next, an embodiment of the absorption chiller / heater of the present invention will be described. FIG. 1 is a piping configuration diagram of an absorption chiller / heater according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a flow of fluid in a chilled water supply operation (cooling operation) of the absorption chiller / heater according to the present invention, and FIG. It is a figure which shows the flow of the fluid in the hot water supply operation (heating operation) of the absorption-type cold / hot water machine which concerns on invention.
本発明に係る吸収式冷温水機100は、冷媒に水を使用し、吸収液に臭化リチウム(LiBr)を使用したものであり、1は高温再生器であり、加熱装置であるガスバーナ1Aにおいて発生する燃焼熱を吸収液の加熱源とし、吸収液を加熱し沸騰させて蒸発器6に送る冷媒を蒸発分離すると共に、吸収液を濃縮再生する再生器である。2は低温再生器であり、高温再生器1から供給される冷媒蒸気を吸収液の加熱源とする。3は排熱再生器であり、コ・ジェネレーションシステムなどの他の設備から供給される排熱流体を加熱源とする。
The absorption chiller /
更に、4は低温再生器2内で吸収液から蒸発分離された冷媒蒸気が流入可能に低温再生器2に並設された凝縮器、5は排熱再生器3内で吸収液から蒸発分離された冷媒蒸気が流入可能に排熱再生器3に並設された排熱凝縮器、7は蒸発器6内で蒸発した冷媒蒸気が流入可能に蒸発器6に並設された吸収器、8は低温熱交換器、9は高温熱交換器、10は冷媒ポンプ、11と12は吸収液ポンプ、13は三方弁からなる流量制御弁、14〜17は開閉弁、18〜23は吸収液管、24〜29は冷媒管、30は排熱流体供給管、31はバイパス管、32は冷温水管、33は冷却水管、34は均圧管であり、これらが配管接続されて、蒸発器6内に設置された伝熱管6Aの管壁を介して所定温度に冷却/または加熱された水が、冷温水管32を介して図示しない熱負荷に循環供給可能に構成されている。流量制御弁13は、後述のように、排熱流体供給管30から排熱再生器3へ供給される排熱流体の入熱量を制御する流量制御弁である。
Further, 4 is a condenser arranged in parallel with the low-
また、排熱再生器3内には、両端に排熱流体供給管30が接続された排熱再生器用伝熱管3Bを配置しており、排熱再生器3の底部には吸収液の吐出口3Aが設けられている。この吐出口3Aには吸収液管19の一端が接続されて、吐出口3Aより高い位置にある排熱再生器3の吸収液が吸収液管19に介在する吸収液ポンプ12の運転により高温再生器1に搬送可能に設けられている。そして、伝熱管3Bは、全体が吸収液の吐出口3Aの上方に位置するように、排熱再生器3の中段部分に設置されている。
Further, in the exhaust heat regenerator 3, a heat transfer pipe for exhaust heat regenerator 3 </ b> B having exhaust heat
また、伝熱管3Bの上方に散布器3Cが設置され、その散布器3Cに吸収液管18の一端が接続されて、吸収液管18に介在する吸収液ポンプ11の運転により、冷媒を吸収して濃度が低下した吸収器7内の稀吸収液が伝熱管3Bの上に散布可能に構成されている。
In addition, a
また、冷温水管32の蒸発器6出口側に温度センサ35が設けられて、蒸発器6内の伝熱管6Aの管壁を介して冷媒と熱交換し、冷媒が蒸発する際の潜熱により冷却されて蒸発器6から吐出した冷温水の温度が計測可能に構成されている。また、温度センサ35が計測した冷温水の温度に基づいて、ガスバーナ1A、冷媒ポンプ10、吸収液ポンプ11、吸収液ポンプ12、流量制御弁13等を制御するための制御部36も設けられている。
In addition, a
本発明では、蒸発器6の底部に溜まる液冷媒を、排熱流体供給管30の排熱流体によって加熱し蒸発させるための蒸発器用伝熱管6Bが、伝熱管6Aの下方で蒸発器6内に貯留される冷媒液に没するよう設けられている。そして、排熱流体供給管30の排熱流体が、伝熱管3B側へ流れるか、伝熱管6B側へ流れるかの切り替えを流路切り替え弁によって行なう。その1つの構成は、図1乃至図3に示すように、伝熱管6Bへの分岐部S1、S2が、排熱再生器3の伝熱管3Bへ供給される排熱流体の入熱量を制御する流量制御弁13よりも、排熱再生器3側で分岐されるようにしている。このため、流量制御弁13よりも排熱再生器3側の位置において、排熱流体供給管30の排熱流体の往路30Aと復路30Bの途中に分岐部S1、S2を設け、この分岐部S1、S2に伝熱管6Bの往路6B1と復路6B2が接続されている。そして、この分岐部S1、S2に流路切り替え弁37A、37Bを設け、排熱流体供給管30の排熱流体が、伝熱管3B側へ流れるか、伝熱管6B側へ流れるかの切り替えを行なう。
In the present invention, an evaporator
先ず、冷水供給運転(冷房運転)について図2に基づき説明する。上記構成の吸収式冷温水機100においては、排熱流体が利用できる状態であれば、流路切り替え弁37A、37Bは、冷水供給運転(冷房運転)に連動して切り替えられるようにするために、流路切り替え弁37A、37Bは、冷水供給運転(冷房運転)スイッチの操作に基づき排熱再生器3側の伝熱管3B側へ切り替えられた状態である。即ち、排熱流体供給管30の入口から流入した排熱流体が、往路30Aから伝熱管3Bを流れて復路30Bから帰還する状態であり、伝熱管6Bへ排熱流体が流れない状態である。また、開閉弁14〜17は閉弁した状態である。
First, the cold water supply operation (cooling operation) will be described with reference to FIG. In the absorption chiller /
この状態で、ポンプP1の運転によって冷却水管33に冷却水を流し、ガスバーナ1Aで天然ガスなどを燃焼させると共に、排熱流体供給管30を介して排熱再生器3内に設けられた伝熱管3Bにコ・ジェネレーションシステムなどから供給される高温・高圧の水蒸気、高温水などの排熱流体を流しながら、吸収液ポンプ11を運転して吸収器7の吸収液溜りに溜まった吸収液を散布器3Cから伝熱管3Bの上に散布する。
In this state, the cooling water is caused to flow through the cooling
高温再生器1で生成された高温の冷媒蒸気は、冷媒管24を通って低温再生器2に入り、高温再生器1で濃縮され、吸収液管20により高温熱交換器9を経由して低温再生器2に入った吸収液を加熱して放熱凝縮し、凝縮器4に入る。
The high-temperature refrigerant vapor generated in the high-
また、低温再生器2における加熱により吸収液から分離された冷媒蒸気は凝縮器4に入り、冷却水管33内を流れる冷却水と熱交換して凝縮液化し、冷媒管24から凝縮して供給される冷媒と一緒になって冷媒管26を通って蒸発器6に入る。
Further, the refrigerant vapor separated from the absorption liquid by heating in the
排熱再生器3で生成された高温の冷媒蒸気も排熱凝縮器5に入り、冷却水管33内を流れる冷却水と熱交換して凝縮液化し、冷媒管27、26を通って蒸発器6に入る。
The high-temperature refrigerant vapor generated in the exhaust heat regenerator 3 also enters the exhaust heat condenser 5 and exchanges heat with the cooling water flowing in the cooling
蒸発器6に入って冷媒液溜りに溜った冷媒液は、冷温水管32が接続された伝熱管6Aの上に冷媒ポンプ10によって散布され、ポンプP2の運転によって冷温水管32を介して伝熱管6Aへ循環供給される水と熱交換して蒸発し、伝熱管6Aの内部を流れる水を冷却する。
The refrigerant liquid that has entered the
そして、蒸発器6で蒸発した冷媒は吸収器7に入り、低温再生器2で加熱されて冷媒を蒸発分離し、吸収液の濃度が一層高まって再生された吸収液、すなわち吸収液管21により低温熱交換器8を経由して供給され、上方から散布される濃吸収液に吸収される。
Then, the refrigerant evaporated by the
吸収器7で冷媒を吸収して濃度の薄くなった吸収液、すなわち稀吸収液は吸収液ポンプ11の運転により低温熱交換器8を経由して排熱再生器3に搬送され、散布器3Cから伝熱管3Bの上に散布され、前記したように排熱流体供給管30から供給される排熱流体と熱交換して加熱され、冷媒を蒸発分離して濃縮される。
Absorbing liquid whose concentration has been reduced by absorbing the refrigerant in the absorber 7, that is, the rare absorbing liquid, is transported to the exhaust heat regenerator 3 via the low-
上記のように運転が行われると、蒸発器6内の伝熱管6Aにおいて冷媒の気化熱によって冷却された冷水が、冷温水管32を介して図示しない熱負荷に循環供給できるので、冷房などの冷却運転が行える。
When the operation is performed as described above, the cold water cooled by the heat of vaporization of the refrigerant in the heat transfer pipe 6A in the
この場合、排熱流体供給管30から伝熱管3Bへの排熱流体の供給が、ガスバーナ1Aでの天然ガスなどの燃焼に優先される。すなわち、制御部36は、制御部36内に設定した冷温水データと温度センサ35が計測する冷温水の温度との温度差から、ポンプP2により供給される負荷の負荷量を演算して流量制御弁13の開度を算出し、この流量制御弁13の開度を制御して、冷温水の温度が所定の設定温度、例えば7℃まで低下するように先ず流量制御弁13が排熱流体の入熱量を制御し、冷温水管32から負荷への冷温熱の供給運転を行う。
In this case, the supply of the exhaust heat fluid from the exhaust heat
このとき、流量制御弁13を全開状態として伝熱管3Bに流れる排熱流体の量を最大にしても、前記負荷量に対する前記冷温熱の供給量が不足する場合には、即ち、温度センサ35が計測する冷温水の温度が設定温度の7℃まで低下しないときは、流量制御弁13は全開状態のままで、この不足分を補うようにガスバーナ1Aの点火により高温再生器1で吸収液の加熱を行って、高温再生器1でも冷媒蒸気の生成と、吸収液の濃縮再生を行い、蒸発器6で冷却されて冷温水管32に吐出する冷温水の温度が設定温度の7℃になるように、ガスバーナ1Aによる燃焼量を制御して、所定温度の冷温水の供給運転を行う。
At this time, even if the flow control valve 13 is fully opened and the amount of exhaust heat fluid flowing through the
上記のように、吸収器7にて冷媒を吸収した稀吸収液は、吸収液ポンプ11により排熱再生器3内へ散布され、熱源伝熱管3B内を流通する前記排熱流体からの熱回収を行なって、温度および濃度が上昇し、吸収液ポンプ12によって、高温熱交換器9を流通し、高温再生器1へと送られる。このとき、該稀吸収液は、排熱再生器3で前記排熱流体からの熱回収を行ない、ある程度、温度および濃度が上昇しているため、燃焼装置1Aの燃焼量を低減しても、前記負荷に対し、充分な冷熱供給を行なうことができる。
As described above, the rare absorption liquid that has absorbed the refrigerant in the absorber 7 is sprayed into the exhaust heat regenerator 3 by the absorption liquid pump 11, and heat is recovered from the exhaust heat fluid flowing through the heat source
そして、ガスバーナ1Aによる加熱量を最少に絞っても、温度センサ35が計測する冷温水の温度が設定温度の7℃まで上昇しない場合は、前記排熱流体による加熱温度が十分であるため、ガスバーナ1Aによる加熱を停止し、更に流量制御弁13を制御して伝熱管3Bへの排熱流体の供給量を絞り、蒸発器6で冷却されて冷温水管32に吐出する冷温水の温度が設定温度の7℃になるように制御される。
If the temperature of the cold / hot water measured by the
なお、排熱流体供給管30へ排熱流体が供給されない状態では、伝熱管3Bによる加熱作用は期待できないため、上記のように、ガスバーナ1Aの燃焼により高温再生器1での吸収液の加熱を促進させる作用によって、冷水供給運転(冷房運転)を行なうことができる。
In the state where the exhaust heat fluid is not supplied to the exhaust heat
次に温水供給運転(暖房運転)について図3に基づき説明する。この場合、上記構成の吸収式冷温水機100において、流路切り替え弁37A、37Bは、温水供給運転(暖房運転)に連動して切り替えられるようにするために、温水供給運転(暖房運転)スイッチの操作に基づき流路切り替え弁37A、37Bは、排熱再生器3側から蒸発器6内の伝熱管6B側へ切り替えられた状態である。即ち、排熱流体供給管30の入口から流入した排熱流体は、伝熱管6Bの往路6B1へ流入し、伝熱管6Bと復路6B2を順次流れて、復路30Bから帰還する状態であり、伝熱管3Bへ排熱流体が流れない状態である。また、開閉弁14乃至17は開弁した状態である。
Next, the hot water supply operation (heating operation) will be described with reference to FIG. In this case, in the absorption chiller /
この状態で、ガスバーナ1Aで天然ガスなどを燃焼させて高温再生器1内の吸収液を加熱し沸騰させると、高温再生器1で稀吸収液から蒸発した冷媒蒸気は、冷媒管24の途中から流路抵抗の小さい冷媒管25を通って吸収器7に流入し、また、吸収液は、吸収液管23から開閉弁14を通って吸収器7内へ進入する。そして、この冷媒蒸気が蒸発器6と吸収器7との間のエリミネータを通って蒸発器6に入り、主として、この冷媒蒸気によって伝熱管6Aが加熱される。即ち、この冷媒蒸気が伝熱管6Aの管壁に触れることにより、この冷媒蒸気は、冷温水管32から供給される水と伝熱管6Aを介して熱交換して、伝熱管6A内の水を加熱して凝縮し、蒸発器6の底部に溜まる。
In this state, when natural gas or the like is burned by the gas burner 1A to heat and boil the absorption liquid in the high-
一方、上記のように、伝熱管6Bへ排熱流体供給管30の排熱流体が流れるため、蒸発器6の底部に溜まる液冷媒は、伝熱管6Bの管壁と熱交換し、伝熱管6B内の排熱流体からの熱回収により加熱され、それによって蒸発器6内の温度が上昇し、冷温水管32から供給される水は、伝熱管6Aの管壁を通して加熱される。また、蒸発器6の底部に溜まる液冷媒は、伝熱管6Bによって加熱されて蒸発し、上方の伝熱管6Aと熱交換して伝熱管6A内の水を加熱して凝縮することにより、冷媒管25を通って吸収器7から蒸発器6に入った冷媒蒸気の凝縮による加熱作用に付加される。
On the other hand, since the exhaust heat fluid of the exhaust heat
このようにして、伝熱管6A内を流れている水が、冷媒の凝縮熱により加熱されると共に、伝熱管6B内を流れる排熱流体からの熱回収により加熱されて温水となるので、その温水を負荷に循環供給することで、暖房などの加熱運転が行える。
In this way, the water flowing in the heat transfer tube 6A is heated by the heat of condensation of the refrigerant, and heated by the heat recovery from the exhaust heat fluid flowing in the
この場合、制御部36は、制御部36内に設定した冷温水データと温度センサ35が計測する冷温水の温度との温度差から、ポンプP2により供給される負荷の負荷量を演算して流量制御弁13の開度を算出し、この流量制御弁13の開度を制御して、冷温水の温度が所定の設定温度、例えば55℃まで上昇するように先ず流量制御弁13が制御され、冷温水管32から負荷への冷温熱の供給運転を行う。
In this case, the
このとき、流量制御弁13を全開状態として伝熱管6Bに流れる排熱流体の量を最大にしても、前記負荷量に対する前記冷温熱の供給量が不足する場合には、即ち、温度センサ35が計測する冷温水の温度が設定温度の55℃まで上昇しないときは、流量制御弁13は全開状態のままで、この不足分を補うようにガスバーナ1Aの燃焼量を増加させる制御によって、高温再生器1での吸収液の加熱を促進させる。このようにして、蒸発器6で冷却されて冷温水管32に吐出する冷温水の温度が設定温度の55℃になるように、ガスバーナ1Aによる燃焼量を制御して、所定温度の冷温水の供給運転を行う。
At this time, even if the flow control valve 13 is fully opened and the amount of the exhaust heat fluid flowing to the
また、伝熱管6Bへ排熱流体が流れることにより、この排熱流体からの熱回収のみで冷温水管32に接続される負荷への温水供給(温熱供給)が十分にできない場合でも、高温再生器1へ送り込まれる吸収液の温度を上昇させることができるため、高温再生器1で加熱するバーナ1Aの燃焼量を低減することができ、省エネルギーを推進した経済的な運転ができるものとなる。
Further, even when the exhaust heat fluid flows to the
この温水供給運転(暖房運転)において、蒸発器6の底部に溜まる液冷媒は、冷媒ポンプ10によって冷媒管29から吸収器7に入り、高温再生器1で冷媒を蒸発分離して吸収液管23から吸収器7に流入する吸収液と混合され、吸収液ポンプ11、12の運転によって高温再生器1へ帰還する。
In this hot water supply operation (heating operation), the liquid refrigerant accumulated at the bottom of the
なお、排熱流体供給管30へ排熱流体が供給されない状態では、伝熱管6Bによる加熱作用は期待できないため、上記のように、ガスバーナ1Aの燃焼により高温再生器1での吸収液の加熱を促進させる作用によって、温水供給運転(暖房運転)を行なうことができる。
In the state where the exhaust heat fluid is not supplied to the exhaust heat
なお、開閉弁17が介在する冷媒管29は、冷媒ポンプ10の上流側と吸収器7の底部との間に設け、温水供給運転(暖房運転)において、冷媒ポンプ10を運転しない構成でもよい。
In addition, the refrigerant | coolant pipe |
上記のように、排熱流体供給管30を流れる排熱流体を利用して、ガスバーナ1Aでの燃料消費量を低減しながら冷水供給運転(冷房運転)と温水供給運転(暖房運転)を行なうことができる。また、排熱流体供給管30へ排熱流体が供給されない状態では、ガスバーナ1Aの燃焼により高温再生器1での吸収液の加熱作用によって、冷水供給運転(冷房運転)と温水供給運転(暖房運転)を行なうことができる。
As described above, the exhaust heat fluid flowing through the exhaust heat
上記において、高温再生器1での吸収液の加熱装置として、ガスバーナ1Aを用いたが、これに替わって、100℃を超える高温蒸気を加熱装置として用いるものでもよい。
In the above description, the gas burner 1A is used as the absorbing liquid heating device in the high-
本発明は、吸収式冷凍機の配管や制御機構等は、種々変更ができ、上記の形態に限定されず、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り種々の形態に適用できるものである。 The present invention can be variously changed in the piping and control mechanism of the absorption refrigeration machine, and is not limited to the above-described form, and can be applied to various forms without departing from the technical scope of the present invention.
1・・・・高温再生器
2・・・・低温再生器
3・・・・排熱再生器
3A・・・吸収液の吐出口
3B・・・排熱再生器用伝熱管
3C・・・散布器
4・・・・凝縮器
5・・・・排熱凝縮器
6・・・・蒸発器
6A・・・伝熱管
6B・・・蒸発器用伝熱管
7・・・・吸収器
8・・・・低温熱交換器
9・・・・高温熱交換器
10・・・冷媒ポンプ
11・・・吸収液ポンプ
12・・・吸収液ポンプ
13・・・流量制御弁(三方弁)
14〜17・・・開閉弁
18〜23・・・吸収液管
24〜29・・・冷媒管
30・・・排熱流体供給管
31・・・バイパス管
32・・・冷温水管
33・・・冷却水管
34・・・均圧管
35・・・温度センサ
36・・・制御部
37A・・流路切り替え弁
37B・・流路切り替え弁
100・・吸収式冷温水機
DESCRIPTION OF
14-17 ... On-off valve 18-23 ... Absorption liquid pipe 24-29 ...
Claims (1)
前記蒸発器内に貯留される冷媒液に没し前記排熱流体が流通するよう配設した蒸発器用伝熱管を設け、
前記排熱流体が、前記排熱再生器用伝熱管へ流れるか前記蒸発器用伝熱管へ流れるかの切り替えを行なう流路切り替え弁を設け、
前記冷温水管から冷水が供給される冷水供給運転時には、前記流路切り替え弁によって、前記排熱流体が前記排熱再生器用伝熱管へ流れるが前記蒸発器用伝熱管へは流れない状態となり、
前記冷温水管から温水が供給される温水供給運転時には、前記流路切り替え弁によって、前記排熱流体が前記蒸発器用伝熱管へは流れるが前記排熱再生器用伝熱管へは流れない状態となることを特徴とする吸収式冷温水機。 Exhaust heat from other equipment such as a high temperature regenerator heated by a heating device such as a burner , a low temperature regenerator, a condenser, an evaporator, an absorber, and a cogeneration system. The waste heat regenerator that recovers heat by the heat transfer pipe for the exhaust heat regenerator through which the exhaust heat fluid supplied through the fluid supply pipe circulates, and the exhaust heat condenser that is arranged in parallel with the exhaust heat regenerator, the absorption liquid and the refrigerant It is connected by an absorption liquid pipe and a refrigerant pipe so as to circulate, and the rare absorption liquid in the absorber is conveyed by an absorption liquid pump and is exchanged for heat exchange with the heat transfer pipe for the exhaust heat regenerator. Absorption type cold / hot water having a cold / hot water pipe to which heated or cooled water is supplied via an installed heat transfer pipe, wherein the supply of the exhaust heat fluid to the heat transfer pipe for the exhaust heat regenerator has priority over the heating by the heating device In the machine
An evaporator heat transfer tube disposed in the refrigerant liquid stored in the evaporator and disposed so that the exhaust heat fluid flows;
A flow path switching valve for switching whether the exhaust heat fluid flows to the exhaust heat regenerator heat transfer pipe or to the evaporator heat transfer pipe ;
During the cold water supply operation in which cold water is supplied from the cold / hot water pipe, the exhaust heat fluid flows to the exhaust heat regenerator heat transfer pipe by the flow path switching valve, but does not flow to the evaporator heat transfer pipe,
During the hot water supply operation in which hot water is supplied from the cold / hot water pipe, the exhaust heat fluid flows to the evaporator heat transfer pipe but does not flow to the exhaust heat regenerator heat transfer pipe by the flow path switching valve. Absorption type hot and cold water machine characterized by.
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