JPH04295555A - 多重効用式吸収冷凍機 - Google Patents

多重効用式吸収冷凍機

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JPH04295555A
JPH04295555A JP5871991A JP5871991A JPH04295555A JP H04295555 A JPH04295555 A JP H04295555A JP 5871991 A JP5871991 A JP 5871991A JP 5871991 A JP5871991 A JP 5871991A JP H04295555 A JPH04295555 A JP H04295555A
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JP
Japan
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generator
heater
condenser
supplied
refrigerant
Prior art date
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Pending
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JP5871991A
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English (en)
Inventor
Minoru Morita
稔 守田
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Tsukishima Kikai Co Ltd
Original Assignee
Tsukishima Kikai Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本システムは冷暖房用(個人用、
集中冷暖房、ビルの冷暖房および地域冷暖房)に用いら
れたり、工業用として食品倉庫、食品製造業各種および
いわゆるプロセスインダストリー(化学工業)等に用い
られるもので、熱エネルギーの変換に基づき、機械的圧
縮なしに高温の熱量によって冷凍を行わせるシステムに
関する。
【0002】
【従来の技術】吸収式冷凍機には単式の場合には従来型
(図2)と循環型(図1)とがある。吸収式冷凍機を多
重効用的に使った実施例は二重効用式として広く現在使
われている。この方式は第1発生器に高温熱源を用い、
第1凝縮器を第2発生器の加熱器として用いる方法でそ
の形式には2種類あり、図4に示すものが一般的であり
、図5に示すものも提案されている。
【0003】この従来型の多重効用式の欠点は二重効用
とするために第1発生器の加熱温度と凝縮器の温度差を
多くとる必要があり、二重効用の場合水リチュームブロ
マイド系では、第1発生器の液温は160から170℃
であり、冷却水の温度を23ないし32℃とした場合に
は冷媒の凝縮温度は40ないし45℃であり、水リチュ
ームブロマイド系の蒸気圧の関係上上記の温度差では二
重効用とするのが限度である。
【0004】もちろん、高温の熱源を利用しようと思え
ば可能であるが、液温を高くすることによって腐食が促
進しおよび第1発生器の圧力が高圧が高くなり、冷凍機
の建設費は増加する。
【0005】また、従来法によればこの二重効用の場合
の冷凍機の成績係数は1.2を上回ることがなく、エネ
ルギー節約のためにはこの係数を1.5〜1.6以上に
するような冷凍システムが広く望まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来達成不可能であっ
た三重効用型の吸収冷凍機を得て、熱経済をはかること
が本発明の主目的であり、その際の高温側の加熱温度は
現在の加熱温度よりはわずか高い程度に止める。二重効
用に対して本発明を適用した場合には、冷却水の温度が
従来より高くても運転でき、凝縮器温度が同じであれば
、低い温度の熱源(安価な熱源、例えば太陽熱や各種温
水)を用いた二重効用の冷凍システムが達成される。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、高温側
発生器に接続される凝縮器を低温側の発生器の加熱器と
して使用して、発生器で発生する冷媒ベーパーを次の発
生器の加熱に用い、最終発生器のベーパーを凝縮器で凝
縮させ、この凝縮液を冷媒として冷凍機を構成するよう
に、複数の発生器を連結して第1基の吸収器、発生器、
凝縮器で構成される多重効用式吸収冷凍機において、第
2発生器以降の加熱器に、冷媒と吸収剤の混合液を供給
し、次の加熱器にそれを移送し、最終的にはそれを凝縮
器に供給し、各段において吸収凝縮を行うこと、および
加熱器や凝縮器で得られた冷媒を蒸発器に供給し、ブラ
インによる加温で冷媒ベーパーを発生させ、それを凝縮
器に供給し、最終発生器で濃縮された冷媒吸収剤溶液と
混合して吸収凝縮を行ない、得られた稀薄液は前記多重
効用缶へ供給し、濃縮して再度吸収器へ返送されること
、を特徴とする。
【0008】
【作用】図1に蒸発液循環型の吸収冷凍機、図2に従来
法の標準型吸収式冷凍法を示す。前者の方法は凝縮器と
蒸発器の間に稀薄を循環させていることに特徴がある。
【0009】図3に本発明の二重効用のシステムを示し
、図4に従来型の二重効用の方法(工業的に最も広く使
われているもの)および図5に高効率型の二重効用冷凍
方式を示す。
【0010】この3つの二重効用を比較すればわかるよ
うに、第2発生器の加熱器は1つの実施例の対応として
示すのであるが、図3の発生器には加熱管があり、その
内部を水リチュームブロマイド溶液が流れる。
【0011】ここで他の形式と異なるのは、蒸発器から
の稀薄弱液を第2発生器の加熱器に供給しており、加熱
器内を流れている蒸発されるべき、水リチュームブロマ
イドの溶液に、第1発生器より発生した冷媒のベーパー
と前記循環液と混合されて、加熱器表面で吸収凝縮が起
こり通常の冷媒のみの場合より加熱温度は10ないし2
0℃上昇する。同様に第2発生器2aから発生されたベ
ーパーはコンデンサーCに導かれるが、この際に第2発
生加熱器で凝縮した稀薄溶液はコンデサーにおいて発生
したベーパーと混合され、吸収凝縮が行われる。この際
温度が上昇するため、濃度を小さくできる。この凝縮器
で凝縮された溶液は蒸発器に送られてブラインを冷却し
た後、発生したベーパーは吸収器で凝縮され、発生器、
第1発生器、第2発生器へ送られて濃縮が行われ、吸収
器に必要な濃度にまで濃縮される。以上のように本発明
においては吸収液を濃縮する多重効用缶、すなわち第1
発生器、第2発生器および第3発生器があり、これを濃
縮されるべき液が循環する。一方、加熱系においては稀
薄溶液を第2効用缶の加熱器および凝縮器に順次供給す
ることを特徴としている。従来の二重効用と比較した場
合、本方法では第一発生器の液温は130℃でよく、一
方従来法では170℃前後であり、本発明では価格の安
い低圧蒸気による二重効用化が可能である。
【0012】三重効用型のフローシートを図6に示す。 二重効用型で説明したと同じ方法であり、第3発生器、
第3加熱器およびそれに付随する熱交換器が増加したの
みであるが、本方法によって初めて冷凍の成績係数が1
.5以上になることができる。
【0013】基本的冷凍システムは4つの部分から成る
。すなわち、発生系(発生系二重効用による濃縮と三重
効用による濃縮がある)、凝縮器、蒸発器および吸収器
の4つの基本的システムから構成される。従って、異な
る点は発生器の多重効用化(二重効用および三重効用)
の点が異なり、他の3つのシステムは従来と同様である
【0014】多重効用で本システムを構成する場合には
第1発生器の加熱器に高温の熱媒を入れ、第1発生器で
発生した冷媒のベーパーは第2発生器の加熱器へ送られ
、第2発生器の加熱器へ送られ、第2発生器で発生した
冷媒は第3発生器の加熱器第3発生器で発生した冷媒は
、凝縮器へ送られて、吸収冷凍に必要な冷媒を得ること
ができる。
【0015】本発明において、他の方式と異なる点は第
2発生器の加熱器に蒸発器の溶液を供給し、そこで得ら
れた凝縮液を第3発生器の加熱器へ送り、そこで得られ
た凝縮液をさらに最終の凝縮器に送り、これを蒸発器へ
送って冷凍のサイクルを作る点にある。
【0016】このように発生器の加熱器群および凝縮器
に吸収液を送ることによって吸収凝縮による温度上昇が
あり、このために従来型に比較して凝縮温度が上り、す
なわち各発生器の加熱温度、および凝縮温度は上る。そ
れによって効用缶に必要な温度差を有効にとることがで
きる。
【0017】ここで問題になるのは、蒸発器においての
操作圧力と吸収液の濃度である。通常、水のみの場合に
は水の凝固しない圧力において運転を行えば良いのであ
るが、本方法においては純粋な冷媒でないため、ある操
作圧力に対して通常のものよりかは遙かに蒸発温度は高
くなる。従って、同じ蒸発温度で運転したい場合には操
作圧力を下げて行う必要がある。それでも限界があり、
冷媒と吸収液の混合溶液の結晶化の温度よりか少し高い
所で運転をする必要がある。水リチュームブロマイド系
の場合には加熱器を循環する液濃度は0℃における沸点
上昇が、5〜15℃のものが適切である(特許申請中)
。操作圧力は4.5mm以下3mm以上、蒸発温度は4
〜10℃の間が適切である。
【0018】本発明に用いられる冷媒と吸収剤は、冷媒
と吸収剤の間に気液平衡のある場合(たとえば水−アン
モニア)、あるいはない場合(たとえばR−22−E1
81)のいずれのものでも適用可能である。すなわち、
発生器の加熱器に蒸発液を供給することによって、吸収
凝縮が行われるので同じ圧力では凝縮温度が高くなり、
次の発生器との温度差を大きくとることが可能なためで
ある。
【0019】以上の水を冷媒とした蒸発器の操作条件は
、従来の吸収冷凍機では避けていた点即ち水の氷点以下
の圧力であるが、蒸発器内の液体は吸収剤を含んでいる
ために結晶化しない。これが水を冷媒としたときの本方
法の特徴でもある。
【0020】本記載では、濃厚液の多重効用への供給方
法は順流方式(発生器で生じた冷媒ベーパーの流れと蒸
発されるべき液の流れが同方向)としてあるが、並流、
または逆流のいずれの方法を取ってもよいが、濃縮液は
吸収器へ戻されることが原則である。
【0021】一方、各加熱器および凝縮器への供給方法
も上記と同じように順流、並流、逆流等のいずれでもよ
いが各々の凝縮液は蒸発器へ戻されるのが原則である。
【0022】
【実施例】図3を参照して、水リチュームブロマイド系
の二重効用の場合について説明する。蒸発器5の加熱部
ブラインBにより凝縮器4より供給された水リチューム
ブロマイド系の溶液は、水ベーパーを発生する。最終の
発生器より濃厚強液が蒸発器5よりのベーパーと接触し
て吸収凝縮する凝縮圧力を4.5mm以下で操作が行わ
れる。この際に用いる冷却水は通常の冷却水でよい。
【0023】この凝縮液は濃厚弱液として、濃厚液循環
ポンプ31によって第2熱交換器12、第1熱交換器1
1を経て第1発生器1aに供給する。第1発生器1aで
は付属している加熱器に高温加熱媒体が供給されて濃厚
弱液を濃縮し、ベーパーを発生させる。この際操作圧力
は第2発生器の凝縮能力によって決定されるが、濃縮さ
れた濃厚液は次いで第2発生器2aに供給されて、そこ
で濃縮された液は凝縮器6へ供給され、上記のサイクル
を繰り返す。
【0024】一方、第1発生器1aで蒸発されたベーパ
ーは第2発生器2aの加熱器2bに供給され、第2発生
器の中の冷媒吸収液に熱を与える。
【0025】蒸発器5で得られた稀薄弱液を凝縮器、熱
交換器23、第2加熱器用熱交21を通じて第2発生器
の加熱部2bに供給して、第1発生器1aよりのベーパ
ーと混合させて吸収凝縮を行う。
【0026】さらに第2発生器2aのベーパーは凝縮器
5に送られて、第2発生器の加熱器2bで得られた稀薄
液と混合される。ここで吸収凝縮を行わせる。このため
凝縮温度は上昇し、圧力一定の場合には高い温度の冷却
水が利用可能である。
【0027】このようにして得られた凝縮液は蒸発器5
に供給されて、吸収剤を含用する冷媒の蒸発を行う。こ
の蒸発器においてブラインBによる加熱が行われ、ブラ
インは冷媒の蒸発潜熱によって冷却されてユーザーに送
られる。
【0028】水リチュームブロマイド系の例示では、い
ずれも結晶析出の範囲と操作範囲とが接近している。こ
のために実際上の運転は不可能という意見もあるが、正
確な制御と析出防止剤、例えばZnCl2 等を加える
ことにより析出温度の幅が広くなり、十分運転可能であ
る。
【0029】図5に三重効用の場合の本システムを示す
。本発明は二重効用の吸収時と同じように、吸収器、凝
縮器、蒸発器の基本的な構成は変化することなく、発生
器が二重効用の場合には二基あって、第1発生器のベー
パーが第2発生器の加熱器の供給され、二重効用を形成
するが、三重効用の場合には三基の発生器が前記ように
前の(温度の高い)発生器で発生したベーパーを温度の
低い発生器の加熱器に使うことにより、最終的には最終
発生器のベーパーは凝縮器に繁がることによって三重効
用の吸収冷凍機が構成される。
【0030】水リチュームブロマイド系の冷媒を使って
三重効用缶の性能を表1に示した機械を使用し、表2の
ような成績を得た。この成績は二重効用で得られなかっ
た高い成績係数を示すと同時に三重効用缶による吸収式
冷凍機の運転が本発明によって初めて可能になった点に
特徴がある。
【0031】
【表1】 (1) 2段蒸発器(第一段7℃濃度40%、第2段9
℃濃度42%) (2) 第一発生器 (3) 第一加熱器
【0032】
【表2】
【0033】図3に示すようなフローシートにおいて、
吸収剤がE−181、冷媒がフロン22である吸収剤を
使った場合の、冷水製造の運転条件を表3に示す。
【0034】
【表3】
【0035】
【発明の効果】以上の方法によって従来不可能とされて
いた水リチュームブロマイド系および類似の吸収溶液に
よって三重効用式吸収冷凍機が可能であり、また従来こ
れも不可能とされていた。気液平衡のある吸収溶液、例
えば水−アンモニア、また気液平衡はないが、冷媒に有
機物例えばフロンを用いた吸収溶液を使った二重効用シ
ステムが設計可能となった。この結果、成績係数の良い
冷凍システムを提供することになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】水を冷媒とする蒸発液循環式(吸収式)冷凍機
の構成を示す概略図。
【図2】従来型の蒸発液循環式(吸収式)冷凍機の構成
を示す概略図。
【図3】本発明による二重効用の吸収式冷凍機の構成を
示す概略図。
【図4】従来型の二重効用の吸収式冷凍機の構成を示す
概略図。
【図5】本発明による三重効用の吸収式冷凍機の構成を
示す概略図。
【符号の説明】
1a  第一発生器 1b  第一発生器用加熱器 1c  第一蒸発器 1d  第一吸収器 2a  第二発生器 2b  第二発生器用加熱器 2c  第二蒸発器 2d  第二吸収器 3a  第三発生器 3b  第三発生器加熱器 4  凝縮器 5  蒸発器 6  吸収器 11  第一発生器用熱交換器 12  第二発生器用熱交換器 13  第三発生器用熱交換器 21  第二加熱器用熱交換器 22  第三加熱器用熱交換器 23  凝縮器用熱交換器 31  濃厚液循環ポンプ 32  稀薄液循環ポンプ H  加熱源 CW  冷却水 B  ブライン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  高温側発生器に接続される凝縮器を低
    温側の発生器の加熱器として使用して、発生器で発生す
    る冷媒ベーパーを次の発生器の加熱に用い、最終発生器
    のベーパーを凝縮器で凝縮させ、この凝縮液を冷媒とし
    て冷凍機を構成するように、複数の発生器を連結して第
    1基の吸収器、発生器、凝縮器で構成される多重効用式
    吸収冷凍機において、第2発生器以降の加熱器に、冷媒
    と吸収剤の混合液を供給し、次の加熱器にそれを移送し
    、最終的にはそれを凝縮器に供給し、各段において吸収
    凝縮を行うことを特徴とする多重効用式吸収冷凍機。
  2. 【請求項2】  高温側発生器に接続される凝縮器を低
    温側の発生器の加熱器として使用して、発生器で発生す
    る冷媒ベーパーを次の発生器の加熱に用い、最終発生器
    のベーパーを凝縮器で凝縮させ、この凝縮液を冷媒とし
    て冷凍機を構成するように、複数の発生器を連結して第
    1基の吸収器、発生器、凝縮器で構成される多重効用式
    吸収冷凍機において、加熱器や凝縮器で得られた冷媒を
    蒸発器に供給し、ブラインによる加温で冷媒ベーパーを
    発生させ、それを凝縮器に供給し、最終発生器で濃縮さ
    れた冷媒吸収剤溶液と混合して吸収凝縮を行ない、得ら
    れた稀薄液は前記多重効用発生器へ供給し、濃縮して再
    度吸収器へ返送されることを特徴とする多重効用式吸収
    冷凍機。
JP5871991A 1991-03-22 1991-03-22 多重効用式吸収冷凍機 Pending JPH04295555A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998054520A1 (en) * 1997-05-30 1998-12-03 Roberto Gianfrancesco Heat pump able to operate with very low external temperature

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998054520A1 (en) * 1997-05-30 1998-12-03 Roberto Gianfrancesco Heat pump able to operate with very low external temperature
US6305181B1 (en) 1997-05-30 2001-10-23 Roberto Gianfrancesco Heat pump able to operate with very low external temperature

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