JP5685485B2 - 太陽光熱利用蒸気吸収式冷凍機及び太陽光熱利用システム - Google Patents
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Description
この種従来技術としては、例えば特開2010−190460号公報(特許文献1)に記載のものがある。上記特許文献1のものには、太陽光熱を利用して蒸気を発生させ、この発生蒸気を吸収式冷凍機の作動熱源として利用し、この吸収式冷凍機からの冷熱は空調設備に供給されて空調を行うことが記載されている。
前記吸収式冷凍機15には空調機18が冷水配管で接続されており、空調機18から例えば15℃で流入する水を吸収式冷凍機15の蒸発器5で約7℃まで冷却し、その後この冷水は再び前記空調機18に供給されて、室内などを冷房する。
なお、20a〜20d、21、22a、22bはそれぞれの配管に設けられた開閉弁である。
夜の運転モードでは、図2に示すように、温水を太陽光熱集熱器11に送るための温水配管に設けられた開閉弁20a,20b,20dは閉状態に制御され、ボイラ19に温水を送る温水配管に設けられている開閉弁20cは開状態に制御される。また、前記ボイラ19には燃料が投入されて該ボイラは駆動され、温水タンク12から循環ポンプ13によりボイラ19に供給された温水を加熱して高温の蒸気、例えば1.9MPaの蒸気を生成する。この蒸気は蒸気発生手段14を通って前記吸収式冷凍機15に供給されて、その作動熱源となる。前記吸収式冷凍機15で、稀溶液の濃縮に使用された蒸気は、蒸気ドレンとなり、再び前記温水タンク12に戻される。
図1に示す太陽光熱を利用して蒸気を生成する昼の運転モードの場合には、制御装置29により、前記弁26と28は閉じられ、弁27は開となるように制御される。これにより、高温再生器1から出た蒸気ドレンは例えば195℃で温水タンク12に戻され、該温水タンク12の温水は循環ポンプ13により太陽光熱集熱器11に供給されて、太陽光熱により例えば220〜250℃の高温水となるように加熱される。これにより、吸収式冷凍機15の前記高温再生器1には例えば212℃の蒸気が供給されるという循環を繰り返す。
冷房に供される冷水は、蒸発器5で冷媒の蒸発熱によって冷却されて配管59から冷房負荷系に送られる。このとき発生した冷媒蒸気は、吸収器6の溶液によって吸収される。この吸収によって蒸発器内の圧力と蒸発温度とが低圧、低温に維持される。なお、本実施例では、蒸発器5及び吸収器6は、2段蒸発吸収型の構成となっている。即ち、上段側の蒸発部5aで蒸発した冷媒蒸気は、上段側の吸収部6a、下段側の蒸発部5bで蒸発した冷媒蒸気は下段側の吸収部6bでそれぞれ吸収される。この構成により、冷凍機の運転効率を一層向上している。
この稀溶液は、稀溶液ポンプ70によって配管P2により分岐され、低温熱交換器8及び低温ドレン熱交換器85に送られる。
中温ドレン熱交換器95で稀溶液と熱交換して温度を下げた冷媒液は、低温再生器3内で凝縮した液冷媒と合流して低温ドレン熱交換器85に送られる。
単効用の太陽光熱利用蒸気吸収式冷凍機に適用した場合の実施例を図7により説明する。図7において、図3と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示しているので、重複する説明は省略する。
このように、本発明は単効用の吸収式冷凍機にも同様に適用でき、更に図8に示すような二重効用の吸収式冷凍機にも同様に適用できるものであり、三重効用の場合と比較すると吸収式冷凍機の効率は低下するものの、ほぼ同様の効果を得ることができる。
また、上述した各実施例では、吸収式冷凍機のサイクル構成がパラレルフロー方式となっているもので説明したが、本発明はパラレルフロー方式に限定されるものではなく、シリーズフロー方式やリバースフロー方式を採用した多重効用サイクル(三重効用サイクルや二重効用サイクルなど)の吸収式冷凍機にも同様に適用可能である。更に、本発明における吸収式冷凍機は、冷水を製造する冷凍機に限定されるものでもなく、冷水のみならず温水も製造する吸収式冷温水機にも同様に適用できるものであり、吸収式冷凍機には吸収式冷温水機も含まれるものである。
Claims (7)
- 太陽光熱を利用して生成された蒸気を熱源とする再生器と、吸収器、蒸発器及び凝縮器を備え、前記吸収器から前記再生器に流れる稀溶液と前記再生器から前記吸収器に流れる濃溶液とを熱交換させるための熱交換器を有する太陽光熱利用蒸気吸収式冷凍機において、
燃焼による加熱源により蒸気を生成する手段を備え、この燃焼による加熱源で生成された蒸気と、前記太陽光熱を利用して生成された蒸気の何れをも前記再生器の熱源として投入可能に構成し、
前記吸収器から前記再生器に流れる稀溶液の少なくとも一部を、前記再生器から排出される蒸気ドレンと熱交換させるための蒸気ドレン熱回収器を設けて前記蒸気ドレンから熱回収できるように構成し、
稀溶液と濃溶液とを熱交換させる前記熱交換器の上流側から稀溶液の少なくとも一部を分岐させて前記蒸気ドレン熱回収器を経由させて熱回収した後、前記稀溶液を前記熱交換器の下流側に戻すバイパス配管を設け、
前記熱交換器の上流側から稀溶液の少なくとも一部を分岐させて前記蒸気ドレン熱回収器に導く前記バイパス配管に弁を設け、更に前記蒸気ドレンが流れる配管には前記蒸気ドレン熱回収器をバイパスするようにバイパス配管を設け、このバイパス配管の分岐部と前記蒸気ドレン熱回収器入口との間の前記配管にも弁を設け、
前記稀溶液のバイパス配管に設けた前記弁と、前記蒸気ドレンが流れる配管に設けた前記弁とは、太陽光熱により生成された蒸気が前記再生器に投入される場合には閉じられ、燃焼による加熱源により生成された蒸気が前記再生器に投入される場合には開かれるように制御される
ことを特徴とする太陽光熱利用蒸気吸収式冷凍機。 - 請求項1に記載の太陽光熱利用蒸気吸収式冷凍機において、前記稀溶液のバイパス配管に設けた前記弁と、前記蒸気ドレンが流れる配管に設けた前記弁を流量調整可能な電動弁で構成し、前記蒸気ドレン熱回収器下流側の蒸気ドレンが流れる前記配管には蒸気ドレンの温度を検出する温度検出器を設け、この温度検出器で検出される温度が予め決められた所定の温度範囲となるように前記電動弁を制御する制御装置を備えていることを特徴とする太陽光熱利用蒸気吸収式冷凍機。
- 請求項2に記載の太陽光熱利用蒸気吸収式冷凍機において、前記制御装置は、燃焼による加熱源の効率と、吸収式冷凍機の効率を合わせた全体の効率がより向上する所定の温度範囲になるように前記電動弁を制御することを特徴とする太陽光熱利用蒸気吸収式冷凍機。
- 請求項1〜3何れかに記載の太陽光熱利用蒸気吸収式冷凍機において、前記吸収式冷凍機は、高温再生器、中温再生器及び低温再生器を備える三重効用の吸収式冷凍機であることを特徴とする太陽光熱利用蒸気吸収式冷凍機。
- 請求項4に記載の太陽光熱利用蒸気吸収式冷凍機において、前記吸収器から高温再生器に流れる稀溶液と前記高温再生器から吸収器に流れる濃溶液とを熱交換させる高温熱交換器を備えており、この高温熱交換器の上流側から稀溶液の少なくとも一部を分岐させて前記蒸気ドレン熱回収器を経由させて熱回収した後、前記稀溶液を前記高温熱交換器の下流側に戻すバイパス配管を設けたことを特徴とする太陽光熱利用蒸気吸収式冷凍機。
- 太陽光熱を利用して高温の熱媒体を生成する太陽光熱集熱器と、該太陽光熱集熱器で生成された高温の熱媒体から蒸気を発生させる蒸気発生手段とを備える蒸気発生装置を備え、この蒸気発生装置で生成された高温の蒸気を、請求項1〜5の何れかに記載の太陽光熱利用蒸気吸収式冷凍機に導くように構成したことを特徴とする太陽光熱利用システム。
- 請求項6に記載の太陽光熱利用システムおいて、前記太陽光熱集熱器は、太陽光集光部と、該太陽光集光部で集光された太陽光を受光して内部を流通する熱媒体を加熱する太陽光受熱部と、前記太陽光受熱部の周囲を断熱すると共に太陽光は通過するように構成された断熱部とを有することを特徴とする太陽光熱利用システム。
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