JPH0278866A - 吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、吸収式冷凍機に係り、特に、例えば地域冷暖
房用など大形吸収式冷凍機の需要に対応し、多段、高効
率化に好適な吸収式冷凍機に関するものである。

［従来の技術］ 従来の装置は、例えば特開昭５９−４９４６５号公報記
載のように、蒸発器に通水する冷水を低温熱源とし、吸
収器と凝縮器に通水する冷却水を温水とし、熱を外部へ
取出すようにしたヒートポンプ式吸収冷温水機において
、蒸発器、吸収器、再生器および凝縮器をそれぞれ隔壁
を介して少なくとも２分割し、これらの分割された各機
器を組合せて独立した吸収溶液サイクルを少なくとも２
個構成させ、冷水を温度の高い方から第１の蒸発器、第
２の蒸発器の順序に通水し、前記冷却水を温度の低い方
から第１の吸収器、第２の吸収器の順序に通水したのち
に、第２の凝縮器を経て第１の凝縮器から最も加熱され
た冷却水を流出るすようにした技術が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 吸収式冷凍機の規模が大きくなると、当然、冷水量、冷
却水量が増えて、搬送用ポンプ、配管のサイズ、さらに
はクーリングタワー等の機器、設備が大形化する。

一方、規模の大きい冷凍機は、地域冷暖房用に使用する
場合が多く、据付スペース、建物や地所内でのスペース
に制限を受けることが多い。

冷水については、例えば、冷水温度が従来の一般的な吸
収式冷凍機において、１２℃（入口）〜７℃（出口）で
あったものを、１３℃（入口）〜６℃（出口）と温度差
を１．４倍にすることによって、水量を７０％に低下す
ることを考慮し、また、冷却水については、例えば、冷
却水温度が従来の一般的な吸収式冷凍機において、３２
℃（入口）〜３７．４℃（出口）であったものを、３２
℃（入口）〜３８℃（出口）と温度差を１．１倍にする
ことによって、水量を９０％に低下することなどが考慮
されている。

水量を減らすことは、ポンプの電力消費を少なくして省
エネルギーになるが、−面前記温度差が増えることによ
って冷凍サイクルの効率が低下するという問題があった
。

上記の特開昭５９−４９４６５号公報記載の技術によっ
ても、地域冷暖房用の特に規模の大きい冷凍機では、冷
凍サイクルの効率が不満足であった。

本発明は、具体的に冷水温度は、１３℃（入口）〜６℃
（出口）として、冷却水温度を３２℃（入口）〜４１℃
（出口）の温度差を、従来と同レベルの機械で達成した
ものであり、これにより、冷却水温度差は１．７倍とな
り、水量は６０％に低下することになるようにしたもの
である。

本発明の第１の目的は、吸収式冷凍機の大形化に対応し
て、冷水、冷却水量をそれぞれ温度幅（入口、出口の温
度差）をつけることによって減少させても、従来機のレ
ベルの機械を用いて冷凍サイクルが充分成り立つ吸収式
冷凍機を提供することがある。

また、本発明の第２の目的は、蒸発器、吸収器。

凝縮器、再生器からなる本体シェルからの放熱量をほと
んどなくし、サイクル効率を改善するとともに、シェル
の保温を不要として原価低減した吸収式冷凍機を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的、特に第２の目的を達成するために。

本発明に係る吸収式冷凍機の構成は、蒸発器、吸収器、
凝縮器、再生器、溶液熱交換器、溶液ポンプ、冷媒ポン
プ、およびこれらを作動的に接続する配管系を備え、蒸
発器に冷水を通水し、吸収器および凝縮器に冷却水を通
水するようにしてなる吸収式冷凍機において、前記蒸発
器、吸収器、凝縮器および再生器を、それぞれ断面方向
で２分割するものとし、２分割した第１．第２の吸収器
によって、２分割した第１．第２の蒸発器を包み込むよ
うに配置し、前記第１の吸収器と前記第１の蒸発器、お
よび前記第２の吸収器と前記第２の蒸発器とを組み合わ
せるようにし、２分割した第１゜第２の凝縮器によって
、２分割した第１．第２の再生器を包み込むように配置
し、前記第１の凝縮器と前記第１の再生器、および前記
第２の凝縮器と前記第２の再生器とを組み合わせるよう
にしたものである。

より詳しくは、特に第１の目的を達成するために、本発
明に係る吸収式冷凍機は、上記の構成にするとともに、
冷水を温度の高い方から第２の蒸発器、第１の蒸発器の
順序に通水し、冷却水を分岐させ、それぞれ温度の低い
方から第２の吸収器と第２の凝縮器とに通水し、前記第
２の吸収器、第２の凝縮器通過後、いったん合流させて
から再び分岐させて、第１の吸収器と第１の凝縮器とに
通水し、さらに合流させて機外へ流れるように流路構成
したものである。

［作用］ 上記の技術的手段による働きは、次のとおりである。

蒸発器、吸収器、凝縮機および再生器を２分割し、再生
器（高温部）を凝縮器（外気温度に近い）が包み込み、
蒸発器（低温部）を吸収器が包み込む構造となっている
ので、放熱ロスがほとんどなくなり、全体の効率向上と
保温不要による原価低減との両面で効果を出している。

次に、冷水は、温度の高い方から第２の蒸発器、第１の
蒸発器の順序に２段（２パス）に通水される。一方、冷
却水は、温度の低い方から、一部は吸収器へ、残りは凝
縮器へ流され、それぞれ吸収器、凝縮器を２段（２パス
）に通水されたのち合流して機外に出る。

このとき、１段目（１パス目）の第２の吸収器と、第２
の蒸発器、および２段目（２パス目）の第１の吸収器と
第１の蒸発器をそれぞれ組合せ、また、１段目（１パス
目）の第２の凝縮器と第２の低温再生器、および２段目
（２パス目）の第１の凝縮器と第１の低温再生器をそれ
ぞれ組合せることによってサイクルの対向流を完全に実
現し、効率向上の効果をもたらすことができる。

［実施例］ 以下、本発明の各実施例を第１図ないし第３図を参照し
て説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る二重効用吸収式冷凍
機のサイクル系統図である。

本実施例における二重効用吸収式冷凍機は、蒸発器、吸
収器、凝縮器、低温再生器をそれぞれ第１図に示す断、
面方向で２分割した構成のもので、蒸発器に通水する冷
水の流れと、吸収器および凝縮器に通水する冷却水の流
れとの組合せが、溶液サイクルと対向流になるよう構成
したものである。

図中、白い太線は冷水、黒い太線は冷却水の流路を示し
ている。

第１図において、１−１は第１の蒸発器、１−２は第２
の蒸発器、２−１は第１の吸収器、２−２は第２の吸収
器、３−１は第１の凝縮器、３−２は第２の凝縮器、４
−１は第１の低温再生器、４−２は第２の低温再生器、
５は高音再生器、６は高温熱交換器、７は低温熱交換器
、８−１は第１の溶液ポンプ、８−２は第２の溶液ポン
プ、９−１は第１の冷媒ポンプ、９−２は第２の冷媒ポ
ンプである。

第１図に示すように、蒸発器、吸収器、凝縮器、低温再
生器はそれぞれ図に示す断面方向で第１゜第２の２段に
分かれた構成（２分割した構成）となっている。

そして、２段に分かれた第１．第２の吸収器２−１．２
−２によって、２段に分かれた第１．第２の蒸発器を両
側からはさむように配置し、前記第１の吸収器２−１と
前記第１の蒸発器１−１とが組み合わさり、前記第２の
吸収器２−２と前記第２の蒸発器１−２が組み合わさっ
た構成となっている。

また、２段に分かれた第１．第２の凝縮器３−１．３−
２によって、２段に分かれた第１．第２の低温再生器を
左と左上、右と右上から包みむように配置し、前記第１
の凝縮器３−１と前記第１の低温再生器４−１とが組み
合わさり、前記第２の凝縮器３−２と前記第１の低温再
生器４−２とが組み合わさった構成となっている。

このようにして、第１図の例では、第１の蒸発器１−１
、第１の吸収器２−１、第１の凝縮器３−１、第１の低
温再生器４−１でシェルが構成され、第２の蒸発器１−
２、第２の吸収器２−２、第２の凝縮機３−２、第２の
低温再生器４−２でシェルが構成されている。

１ｏは、冷水を温度の高い方から第２の蒸発器１−２、
第１の蒸発器１−１の順序に通水する流路に係る冷水配
管である。

１１は、吸収器および凝縮器に冷却水を通水する流路に
係る冷却水配管で、冷却水配管１１は、Ａ点で冷却水配
管１１−１．および１１−２に分岐し、それぞれ温度の
低い方から冷却水配管１１−１によって第２の吸収器２
−２に通水し、冷却水配管１１−２によって第２の凝縮
器３−２に通水したのち、いったんＢ点で合流し、再び
０点で分岐させて、冷却水配管１１−３によって第１の
吸収器２−１に通水し、冷却水配管１１−４によって第
１の凝縮器３−１に通水したのち０点で合流して機外へ
流れるようになっている。

１２−１は第１の冷媒スプレ配管、１２−２は第２の冷
媒スプレ配管、１３−１は、第１の凝縮器３−１から導
かれ第１の冷媒スプレ配管工２−１に合流する第１の液
冷媒配管、１３−２は、第２の凝縮器３−２から導かれ
第２の冷媒スプレ配管１２−２に合流する第２の液冷媒
配管、１４は、第２の吸収器２−２と高温再生器５とを
接続する稀溶液配管、１５−１は、高温再生器５から第
１の低温再生器４−１を経て第１の凝縮器３−１に至る
第１の冷媒蒸気配管、１５−２は、高温再生器５から第
２の低温再生器４−２を経て第２の凝縮器３−２に至る
第２の冷媒蒸気配管、１６ａは、高温再生器５と第１の
吸収器２−１とを結ぶ濃溶液配管、１６ｂは、第１の吸
収器２−１と第２の吸収器２−２とを結ぶ中間濃溶液配
管、１７ａは、稀溶液配管１４から分岐し第１の低温再
生器４−１に接続する稀溶液配管、１７ｂは、第１の低
温再生器４−１と第２の低温再生機４−２を接続する中
間稀溶液配管、１８は、第２の低温再生器４−２から濃
溶液配管１６ａに合流する濃溶液配管である。

これらの冷水、冷却水、冷媒、溶液系の構成は、従来の
二重効用吸収式冷凍機を２組機能的に組合せ、それらに
一つの変則的な冷媒、溶液サイクルを効率的に組合せた
ものである。

このような第１図の吸収式冷凍機の作用を次に説明する
。

冷水配管１０により蒸発器に通水される冷水は、第２の
蒸発器１−２へ入口温度１３℃で通水され、管外には第
２の冷媒ポンプ９−２によって第２の冷媒スプレ配管１
２−２のノズルから冷媒が散布され、その蒸発潜熱によ
って冷水から熱を奪う。

第２の蒸発器１−２の出口温度９．０℃となった冷水は
第１の蒸発器１−１へ通水され、管外には第１の冷媒ポ
ンプ９−１によって第１の冷媒スプレ配管１２−１のノ
ズルから冷媒が散布され、冷媒は蒸発し、冷水は出口温
度６℃となって機外へ流れる。

一般に、臭化リチウム水溶液は同じ温度の水よりも蒸気
圧が著しく低く、かなり低い温度で発生する水蒸気を吸
収できる。すなわち、第１．第２の吸収器２−１．２−
２では、第１．第２の蒸発器１−１．１−２で蒸発した
冷媒蒸気が冷却水配管外面に散布される臭化リチウム水
溶液（吸収液）に吸収され、このとき発生する吸収熱は
管内を通る冷却水によって冷却されたことになる。

冷却水配管１１から１１−１を経て第２の吸収器２−２
に通水される冷却水の入口温度は３２℃出口温度は３７
．２℃となる。第２の吸収器２−２を経た冷却水は冷却
水配管１１−３により入口温度３７．２℃で第１の吸収
器２−１に通水され。

出口温度は４１℃となる。

第１．第２の吸収器２−１．２−２で冷媒を吸収して濃
度が低下した稀溶液は吸収力が弱くなる。

そこで、その稀溶液は、第２の溶液ポンプ８−２により
、それぞれ稀溶液配管１４、および稀溶液配管１７ａ、
中間稀溶液配管１７ｂを介して一部は高温再生器５へ、
一部は第１．第２の低温再生器４−１．４−２へ送られ
る。

高温再生器５へ送られた稀溶液は熱源により加熱され、
高温の冷媒蒸気を蒸発分離し、溶液は濃縮され、濃溶液
は濃溶液配管１６ａ、中間濃溶液配管１６ｂにより第１
．第２の吸収器２−１．２−２に戻る。

第１．第２の低温再生器４−１．４−２に送られた稀溶
液は、高温再生器５で発生し、第１．第２の冷媒蒸気配
管１５−１．１５−２を通る高温冷媒蒸気により加熱濃
縮され、濃縮した溶液は濃溶液配管１８を経て濃溶液配
管１６’ａと合流し第１、第２の吸収器２−１．２−２
に戻る。

このとき、吸収器から高、低温再生器に向う低温の稀溶
液を、高、低温再生器から吸収器に戻る高温の濃′溶液
によって予熱し、熱交換率を高めるように、第１図に示
す高温熱交換器６．低温熱交換器７が溶液熱交換器とし
て作用する。

第１．第２の冷媒蒸気配管１５−１．１５−２を流れる
高温冷媒蒸気は、前述のように第１．第２の低温再生器
４−１．４−２でその熱の一部を放出して第１．第２の
凝縮器３−１．３−２に入り、ここで冷却水配管１１−
４．１１−２を流れる冷却水によって冷却されて凝縮液
化し、第１゜第２の液冷媒配管１３−１．１３−２によ
って第１、第２の蒸発器１−１．１−’２に戻る。

ここで、第１図に示すように、冷却水配管１１−２を流
れる冷却水は入口温度３２℃で第２の凝縮器３−２に通
水し出口温度３７．２℃となり、Ｂ、Ｃ１点を経て冷却
水配管１１−４により入口温度３７．２℃で第１の凝縮
器３−１に通水され、出口温度４１℃となって機外へ流
れる。

本実施例によれば冷水配管１０と冷却水配管系１１は、
その冷水、冷却水の流れの組合せと冷媒、溶液サイクル
との組合せが対向流となっているので冷凍サイクル効率
を改善することができる。

すなわち、例えば、高温再生器５と第２の低温再生器４
−２からの高濃度溶液（６２，５％）は、第１の吸収器
２−１で高温の冷却水（出口４１℃）との組合せにより
、第１の吸収器２−１内での溶液（６１％、４５℃）、
第１の蒸発器１−１での冷媒（３，５℃、６ａａＨｇ）
の条件下で６℃の冷水を作り出し、第１の吸収器２−１
を出た中間濃度溶液（６１％、４５℃）と低温の冷却水
（出口３７．２℃）との組合せにより、第２の蒸発器２
−２での冷媒（５８％、４２℃）、第２の蒸発器１−２
での冷媒（５，５℃、７ｍｍＨｇ）の条件下で９℃の冷
水を作り出す、つまり、第１の蒸発器。

吸収器と第２の蒸発器、吸収器のように分割されていな
い場合と比較すると吸収器内での冷却水と溶液との平均
温度差が約４℃はど大きくとれることになり、通常３７
．４℃である冷却水出口温度を４１℃に上げても余分な
伝熱管を必要としないことになる。

同様に低温再生器と凝縮器との組合せにおいても、第１
の低温再生器４−１．第１の凝縮器３−１で低濃度溶液
（５８％）と高温の冷却水（出口４１℃）を受持ち、第
２の低温再生器４−２、第２の凝縮器３−２で中間濃度
溶液（５９，５％）と低温の冷却水（出口３７．２℃）
を受持ち、やはり分割しない場合に比較して平均温度差
を約４°Ｃはど大きくとれるため、余分な伝熱管を必要
としないで高温再生器５の圧力を大気圧から充分真空側
（５５０ｍｍＨｇ）に保つことができる。

次に、第２図は、本発明の他の実施例に係る吸収式冷凍
機要部の略示すイクル系統図である。

第２図は、第１図に示した二重効用吸収式冷凍機の冷水
、冷却水配管系の他の実施例を示すものであるが、−型
動用吸収式冷凍機にも適用できる。

図中、第１図と同一符号のものは同等部分であるから、
その説明を省略する。また、第１図と同様、白い太線は
冷水、黒い太線は冷却水の流路を示している。

第２図の実施例では、冷水の流れは第１図の実施例と同
じである。冷却水配管系は、冷却水配管１１のＰ点で分
岐された冷却水配管１１ａによって、温度の低い方から
第２の吸収器２−２、第１の吸収器２−１の順序に通水
したのち０点で合流する。一方、Ｐ点で分岐された冷却
水配管１１ｂによって、温度の低い方から第２の凝縮器
３−２、第１の凝縮器３−１の順序に通水したのち０点
で合流し機外へ流れるようになっている。

第２図の冷水、冷却水流路構成によれば、先の第１図の
実施例と同様の効果が期待される。

次に、第３図は、本発明のさらに他の実施例に係る二重
および一重効用吸収式冷凍機の要部の略示構成図である
。

第３図の実施例では、２段に分かれた第１．第２の吸収
器２−１’　、２−２’は、隔壁によって２分割された
第１．第２の蒸発器１−１’　、１−２′を両側からは
さみ、図で左と左下、右と右下から包み込むように配置
されている。そして、第１の吸収器２−１′と第１の蒸
発器１−１′とが組み合わさり、第２の吸収器２−２′
と第２の蒸発器１−２′とが組み合わさった構成となっ
ている。

また、２段に分かれた第１．第２の凝縮器３−１’　　
３−２’は、隔壁によって２分割された第１゜第２の再
生器４−１’　、４−２’　を、図で左と左上、右と右
上から包み込むように配置されている。

そして、第１の凝縮器３−１′と第１の再生器４−′と
が組み合わさり、第２の凝縮器３−２′と第２の再生器
４−２′とが組み合わさり全体として本体シェルが構成
されている。

第３図の実施例によれば、再生器（高温部）を凝縮器（
外気温度に近い）が包み込み、蒸発器（低温部）を吸収
器が包み込む構造となっており、放熱ロスがほとんどな
くなり、全体の効率向上とシェルの保温不要による原価
低減との両面で効果をあげている。

第３図では、冷水、冷却水の流路については図示を省略
しているが、先の第２図と同様構成のものであり、先の
実施例と同様の効果が期待される。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば、吸収式冷凍機の大
形化に対応して、冷水、冷却水量をそれぞれ温度＠（入
口、出口の温度差）をつけることによって減少させても
、従来機のレベルの機械を用いて冷凍サイクルが十分成
り立つ吸収式冷凍機を提供することができる。

また、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器からなる本体シ
ェルからの放熱量をほとんどなくし、サイクル効率を改
善するとともに、シェルの保温を不要とＣて原価低減し
た吸収式冷凍機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る二重効用吸収式冷凍
機のサイクル系統図、第２図は、本発明の他の実施例に
係る吸収式冷凍機部の略示すイクル系統図、第３図は、
本発明のさらに他の実施例に係る二重および一重効用吸
収式冷凍機の要部の略示構成図である。 １−１．１−１’・・・第１の蒸発器、１−２．１−２
′・・・第２の蒸発器、２−１．２−１’・・・第１の
吸収器、２−２．２−２’・・・第２の吸収器、３−１
．３−１’・・・第１の凝縮器、３−２．３−２′・・
・第２の凝縮器、４−１・・・第１の低温再生器、４−
２・・・第２の低温再生器、４−１′・・・第１の再生
器、４−２′・・・第２の再生器、５・・・高温再生器
、６・・・高温熱交換器、７・・・低温熱交換器、８−
１・・・第１の溶液ポンプ、８−２・・・第２の溶液ポ
ンプ。 ９−１・・・第１の冷媒ポンプ、９−２・・・第２の冷
媒ポンプ、１０・・・冷水配管、１１．１１−１．１１
−２．１１−３．１１−４．ｌｌａ、１ｌｂ−冷却水配
管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器、溶液熱交換器、
   溶液ポンプ、冷媒ポンプ、およびこれらを作動的に接続
   する配管系を備え、蒸発器に冷水を通水し、吸収器およ
   び凝縮器に冷却水を通水するようにしてなる吸収式冷凍
   機において、前記蒸発器、吸収器、凝縮器および再生器
   を、それぞれ断面方向で２分割するものとし、 ２分割した第１、第２の吸収器によって、２分割した第
   １、第２の蒸発器を包み込むように配置し、前記第１の
   吸収器と前記第１の蒸発器、および前記第２の吸収器と
   前記第２の蒸発器とを組み合わせるように構成し、 ２分割した第１、第２の凝縮器によって、２分割した第
   １、第２の再生器を包み込むように配置し、前記第１の
   凝縮器と前記第１の再生器、および前記第２の凝縮器と
   前記第２の再生器とを組み合わせるように構成したこと
   を特徴とする吸収式冷凍機。 ２、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器、溶液熱交換器、
   溶液ポンプ、冷媒ポンプ、およびこれらを作動的に接続
   する配管系を備え、蒸発器に冷水を通水し、吸収器およ
   び凝縮器に冷却水を通水するようにしてなる吸収式冷凍
   機において、前記蒸発器、吸収器、凝縮器および再生器
   を、それぞれ断面方向で２分割するものとし、 ２分割した第１、第２の吸収器によって、２分割した第
   １、第２の蒸発器を包み込むように配置し、前記第１の
   吸収器と前記第１の蒸発器、および前記第２の吸収器と
   前記第２の蒸発器とを組み合わせるようにし、 ２分割した第１、第２の凝縮器によって、２分割した第
   １、第２の再生器を包み込むように配置し、前記第１の
   凝縮器と前記第１の再生器、および前記第２の凝縮器と
   前記第２の再生器とを組み合わせるようにするとともに
   、 冷水を温度の高い方から第２の蒸発器、第１の蒸発器の
   順序に通水し、 冷却水を分岐させ、それぞれ温度の低い方から第２の吸
   収器と第２の凝縮器とに通水し、前記第２の吸収器、第
   ２の凝縮器通過後、いったん合流させてから再び分岐さ
   せて、第１の吸収器と第１の凝縮器とに通水し、さらに
   合流させて機外へ流れるように流路構成したことを特徴
   とする吸収式冷凍機。 ３、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器、溶液熱交換器、
   溶液ポンプ、冷媒ポンプ、およびこれらを作動的に接続
   する配管系を備え、蒸発器に冷水を通水し、吸収器およ
   び凝縮器に冷却水を通水するようにしてなる吸収式冷凍
   機において、前記蒸発器、吸収器、凝縮器および再生器
   を、それぞれ断面方向で２分割するものとし、 ２分割した第１、第２の吸収器によって、２分割した第
   １、第２の蒸発器を包み込むように配置し、前記第１の
   吸収器と前記第１の蒸発器、および前記第２の吸収器と
   前記第２の蒸発器とを組み合わせるようにし、 ２分割した第１、第２の凝縮器によって、２分割した第
   １、第２の再生器を包み込むように配置し、前記第１の
   凝縮器と前記第１の再生器、および前記第２の凝縮器と
   前記第２の再生器とを組み合わせるようにするとともに
   、 冷水を温度の高い方から第２の蒸発器、第１の蒸発器の
   順序に通水し、 冷却水を分岐させ、一部は温度の低い方から第２の吸収
   器、第１の吸収器の順序に通水し、残りは第２の凝縮器
   、第１の凝縮器の順序に通水したのち合流させて機外へ
   流れるように流路構成したことを特徴とする吸収式冷凍
   機。