JPH04313652A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸収式冷凍機に関し、特
に温排水などを熱源とする低熱源再生器を備えた吸収式
冷凍機に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば特公昭６１−５０２２５号公報に
は、太陽熱を利用した低温水を加熱源とする低温熱源発
生器、高温蒸気などを加熱源とする高温発生器、高温発
生器で分離した冷媒蒸気を加熱源とする低温発生器、各
発生器で分離した冷媒蒸気を凝縮する凝縮器、蒸発器及
び吸収器を備えた吸収冷凍機が開示されている。そして
、この吸収冷凍機において、冷却水配管によって吸収器
と凝縮器とに直列に接続されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
て、冷水負荷の変化によって高温発生器の加熱量が変化
して冷媒蒸気の発生量が変化した場合、あるいは、低温
熱源再生器へ流れる低温水の温度又は量が変化して低温
熱源再生器の加熱量が変化して冷媒蒸気の発生量が変化
した場合に、凝縮器へ流れる冷却水を変化させることに
よって吸収器を流れる冷却水の量も変化し、凝縮器と吸
収器とに流れる冷却水の量を上記冷媒蒸気の発生量の変
化に応じて調節した場合、吸収器で吸収される冷媒蒸気
の量が低下して冷却能力が低下するおそれがあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、蒸発器１、吸収器２、直火式高温再生器４
、低温再生器７及び第１凝縮器８を配管接続して吸収液
及び冷媒の循環路を形成した吸収式冷凍機において、温
排水などを熱源とする低熱源再生器１１と、この低熱源
再生器用の第２凝縮器１３と、吸収器２、第１凝縮器８
及び第２凝縮器１３に冷却水を並列に流す冷却水配管４
３とを備え、冷却水の循環量を調節した場合にも冷却能
力が低下することを回避して、安定して運転することが
できる吸収式冷凍機を提供するものである。

【０００５】又、冷却水配管４３の冷却水管４４，４５
及び４６に設けられ、吸収器２、第１凝縮器８及び第２
凝縮器１３を流れる冷却水の量を調節する流量制御弁４
７，４８及び４９を備え、かつ、低熱源再生器１１の加
熱量及び直火式高温再生器４の加熱量に応じて流量制御
弁４７，４８及び４９の開度あるいは開閉を制御する制
御装置５２を備え、冷媒蒸気の発生量に応じた冷却水を
吸収器、第１凝縮器８及び第２凝縮器１３に流すことが
できる吸収式冷凍機を提供するものである。

【０００６】

【作用】冷却水は吸収器２、第１凝縮器８及び第２凝縮
器１３に並列に流れるので、第１凝縮器８あるいは第２
凝縮器１３への冷却水の循環量を制御した場合にも吸収
器２の冷却水の循環量が大幅に変化することを回避でき
、吸収器２の冷媒蒸気の吸収量が安定し、蒸発器１での
冷媒の気化が促進され、冷却能力を向上することができ
、吸収式冷凍機の運転を安定することが可能になる。

【０００７】又、低熱源再生器１１の加熱量及び直火式
高温再生器４の加熱量が変化した場合に、流量制御弁４
７，４８及び４９の開度あるいは開閉を制御し、吸収器
２あるいは各再生器の冷媒蒸気の発生量に応じて冷却水
の流量を制御することによって、冷媒蒸気の吸収器２で
の吸収量及び第１凝縮器８及び第２凝縮器１３での凝縮
量を調節することができ、この結果、各再生器の加熱量
が変化した場合にも吸収式冷凍機の運転を安定すること
が可能になる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【０００９】図１は冷媒に水、吸収液（溶液）に臭化リ
チウム（ＬｉＢｒ）溶液を用いた吸収式冷凍機の概略構
成図であり、１は蒸発器、２は吸収器、３は吸収器２及
び蒸発器１を収納した下胴、４は例えばガスバーナ５を
備えた直火式高温再生器、５Ａはガスバーナ５に接続さ
れた燃料供給管、５Ｂは燃料供給管５Ａに設けられた燃
料制御弁、６は吸収液と冷媒蒸気とを分離する分離器、
４Ａは分離器６と直火式高温再生器４とを接続する揚液
管である。又、７は低温再生器、８は低温再生器７のた
めの凝縮器（以下第１凝縮器という）、９は低温再生器
７及び第１凝縮器８を収納した第１上胴、１１は例えば
燃料電池などの排熱源（図示せず）からの温排水（低温
熱源）（例えばほぼ８０℃）を加熱源とする低熱源再生
器、１３は低熱源再生器１２のための凝縮器（以下第２
凝縮器という）、１４は低熱源再生器１１及び第２凝縮
器１３を収納した第２上胴である。

【００１０】そして、１５は吸収器２から直火式高温再
生器４に至る第１の吸収液管路であり、上記下胴３の下
部に形成された稀吸収液溜り３ａは稀吸収液配管１６ａ
、稀吸収液ポンプ１６Ｐ及び低温熱交換器１７を介して
低熱源再生器１１に接続されている。又、低熱源再生器
１１は中間吸収液配管１８ａ、吸収液ポンプ１８Ｐ、高
温熱交換器１９を介して直火式高温再生器４に接続され
ている。

【００１１】３０は低熱源再生器１１の加熱器であり、
この加熱器３０と排熱源とは３方弁３１を有した温水管
３２，３３で配管接続されている。ここで、３４は低熱
源再生器１１を側路するように接続されたバイパス管で
ある。３５及び３６は冷媒液流下管、３７は冷媒液循環
管であり、冷媒液循環管３７の途中に冷媒ポンプ３８が
設けられている。又、４０は分離器６から低温再生器７
の熱交換器７ａを経て第１凝縮器８に至る冷媒管、４１
は分離器６から高温熱交換器１９を経て低温再生器７に
至る中間吸収液配管、４１Ａはオーバーフロー管、４２
は低温再生器７から低温熱交換器１７を経て吸収器２に
至る濃吸収液配管である。

【００１２】４３は冷却水配管（冷却媒体流路）であり
、この冷却水配管４３に吸収器２の熱交換器２ａ、第１
凝縮器８の熱交換器８ａ及び第２凝縮器１３の熱交換器
１３ａがそれぞれ並列に配管接続されている。そして、
熱交換器２ａの入口側の冷却水管４４、熱交換器８ａの
入口側の冷却水管４５及び熱交換器１３ａの入口側の冷
却水管４６にはそれぞれ流量制御弁４７，４８及び４９
が設けられている。又、５０は蒸発器１に設けられた冷
却器であり、この冷却器５０に冷水配管５１が接続され
、冷水が冷水配管５１を介して空気調和機などの負荷へ
供給される。Ｓは冷水配管５１に設けられた冷水出口温
度検出器である。

【００１３】５２は吸収式冷凍機の制御装置であり、５
３は加熱量制御装置、５４は冷却水制御装置である。加
熱量制御装置５３は冷水出口温度検出器Ｓから信号を入
力して、冷水出口温度に基づいて燃料制御弁５Ｂ及び３
方弁３１の開度を制御する。ここで、排熱源からの温排
水の量が冷水の負荷に対して十分ある場合には、加熱量
制御装置５３は３方弁３１へ開度信号を出力し、燃料制
御弁５Ｂへ閉信号を出力し、直火式高温再生器４は停止
する。又、排熱源からの温排水の量が冷水の負荷に対し
て不足している場合には、加熱量制御装置５３は燃料制
御弁５Ｂへ開信号を出力し、直火式高温再生器４は運転
する。又、排熱源の運転が停止して温排水の供給が停止
した場合にも、直火式高温再生器４は運転する。

【００１４】又、冷却水制御装置５４は直火式高温再生
器４及び低熱源再生器１１での加熱量に応じて流量制御
弁４７，４８及び４９へ開度信号を出力する。

【００１５】以下、上記吸収式冷凍機の動作について説
明する。

【００１６】吸収式冷凍機の運転時、排熱源からの温排
水の温度が所定温度（例えば８０℃）以上で、かつ、供
給される温排水の量が十分あるときには、加熱量制御装
置５３は冷水出口温度検出器Ｓが検出した冷水出口温度
に基づいて３方弁３１へ開度信号を出力する。そして、
加熱器３０とバイパス管３４とを流れる温排水の量が調
節され、冷水出口温度に応じて低熱源再生器１１の加熱
量が変化する。又、加熱量制御装置５３は燃料制御弁５
Ｂへ閉信号を出力し、直火式高温再生器４は運転を停止
する。

【００１７】上記のように低熱源再生器１１が運転して
いるとき、稀吸収液ポンプ１６Ｐの運転によって、稀吸
収液溜り３ａの稀吸収液が低熱源再生器１１へ送られる
。そして、稀吸収液が加熱器３０で加熱されて冷媒蒸気
が稀吸収液から分離する。冷媒蒸気が分離して濃度が上
昇した中間吸収液は吸収液ポンプ１８Ｐの運転によって
中間吸収液配管１８ａ及び高温熱交換器１９を経て直火
式高温再生器４へ流れる。

【００１８】直火式高温再生器４へ送られた中間吸収液
はそのまま分離器６へ流れ、さらに、分離器６から高温
熱交換器１９、低温再生器７及び低温熱交換器１７を経
て吸収器２へ流れ、冷却器２ａに散布される。

【００１９】又、上記のように低熱源再生器１１が運転
し、直火式高温再生器４が運転していない場合には、冷
却水制御装置５４は加熱量制御装置５３からの信号に基
づいて動作する。そして、冷却水制御装置５４は流量制
御弁４７及び４９に開度信号を出力し、流量制御弁４８
へ閉信号を出力する。このため、熱交換器２ａと熱交換
器１３ａとに例えば３：２の割合で冷却水が流れる。そ
の後、低熱源再生器１１の加熱量が増加した場合には、
冷却水制御装置５４が動作し、流量制御弁４９の開度が
変化して熱交換器１３ａを流れる冷却水の量が増加する
。又、低熱源再生器１１の加熱量が減少した場合は冷却
水の量が減少する。

【００２０】上記のように冷却水が流れているため、低
熱源再生器１１で稀吸収液から分離して第２凝縮器１３
へ流れた冷媒蒸気は熱交換器１３ａで凝縮する。そして
、冷媒液が冷媒液流下管３５を流下し、冷媒ポンプ３８
から吐出した冷媒液と一緒に冷却器５０に散布される。

【００２１】散布された冷媒液は冷却器５０で気化し、
気化するときの潜熱によって冷却された冷水が冷却器５
０から負荷へ供給される。又、気化した冷媒蒸気は吸収
器２へ流れ、熱交換器２ａに散布されている中間吸収液
に吸収される。ここで、中間吸収液は熱交換器２ａを流
れる冷却水と熱交換して温度が低下して、冷媒蒸気の吸
収能力は向上する。そして、稀吸収液溜り３ａの稀吸収
液が稀吸収液ポンプ１６Ｐから吐出される。この結果、
低熱源再生器１１の運転による一重効用運転が行われる
。

【００２２】上記のように吸収式冷凍機が運転している
とき、例えば排熱源からの温排水の温度が低下したとき
、あるいは温排水の量が減少して冷媒蒸気の発生量が減
少した場合には、加熱量制御装置５３が動作する。そし
て、加熱量制御装置５３は３方弁３１へ継続して開信号
を出力すると共に、燃料制御弁５Ｂへ開信号を出力する
。このため、ガスバーナ５へ燃料が供給され直火式高温
再生器４は運転を始める。

【００２３】又、加熱量制御装置５３が制御信号を冷却
水制御装置５４へ出力し、冷却水制御装置５４は流量制
御弁４８へ開信号を出力する。このため、流量制御弁４
８は開き、冷却水が冷却器２ａ、７ａ及び１３ａに例え
ば５．５：２．５：２の割合で流れる。

【００２４】直火式高温再生器４が運転すると、低熱源
再生器１１から送られて来た中間吸収液が直火式高温再
生器４で加熱される。そして、吸収液と冷媒蒸気とが揚
液管４Ａを上昇し、分離器６で冷媒蒸気が吸収液から分
離する。冷媒蒸気は分離器６から低温再生器７へ流れ中
間吸収液を加熱して凝縮し、冷媒液が第１凝縮器８へ流
れる。又、低温再生器７で冷媒蒸気によって加熱されて
分離した冷媒蒸気は第１凝縮器８へ流れる。そして、冷
却器８ａで冷却されて凝縮した冷媒液と低温再生器７か
ら流れて来た冷媒液とが冷媒液流下管３６を流下し、第
２凝縮器１１から流下した冷媒液と一緒に流下する。

【００２５】冷媒液流下管３６を流下した冷媒液は、上
記一重効用運転のときと同様に冷媒ポンプ３８から吐出
した冷媒液と一緒に散布され、冷水が蒸発器１の冷却器
５０から負荷に供給される。又、低温再生器７で冷媒蒸
気が分離して濃度が濃くなった濃吸収液が低温熱交換器
１７を経て吸収器２へ流れ散布される。濃吸収液は熱交
換器２ａを冷却されつつ流下し、蒸発器１から流れて来
た冷媒蒸気を吸収する。そして、稀吸収液溜り３ａの稀
吸収液が稀吸収液ポンプ１６Ｐから吐出し、低熱源再生
器１１による一重効用運転と、直火式高温再生器４及び
低温再生器７による二重効用運転との併用運転（以下一
重二重併用運転という）が行われる。この一重二重併用
運転時、冷水出口温度が変化して加熱量制御装置５３が
動作し、直火式高温再生器４及び低熱源再生器１１の加
熱量が変化した場合には冷却水制御装置５４が動作する
。そして、流量制御弁４７，４８及び４９の開度が調節
され、熱交換器２ａ，８ａ及び１３ａを流れる冷却水の
量が変化する。

【００２６】上記のように一重二重併用運転あるいは一
重効用運転が行われているとき、例えば排熱源からの温
排水が停止したとき、あるいは温排水の温度が大幅に低
下した場合には、加熱量制御装置５３が動作し、３方弁
３１へ全閉信号を出力し、温排水が加熱器３０に供給さ
れなくなり、低熱源再生器１１は停止する。又、加熱量
制御装置５３は冷水出口温度に基づいて燃料制御弁５Ｂ
へ開度信号を出力し、直火式高温再生器４は運転する。

【００２７】直火式高温再生器４の運転によって従来の
吸収式冷凍機と同様に低温熱交換器７も運転し、二重効
用運転が行われる。又、加熱量制御装置５３は制御信号
、即ち直火式高温再生器４と低温再生器７とを運転して
いることを表わす信号を冷却水制御装置５４へ出力する
。そして、冷却水制御装置５４は動作し、流量制御弁４
９へ閉信号を出力し、流量制御弁４９は閉じる。このた
め、冷却水が熱交換器１３ａに流れなくなる。又、冷却
水制御装置５４は開度信号を流量制御弁４７及び４８へ
継続して出力し、熱交換器２ａと熱交換器８ａとには上
記一重二重効用運転時の比とほぼ等しい例えば７：３の
割合で冷却水が流れる。

【００２８】以後、排熱源からの温排水の温度が上昇し
た場合あるいは温排水の供給が始まった場合には加熱量
制御装置５３が動作し、３方弁３１が開き、低熱源再生
器１１は運転を始め、一重二重併用運転が始まる。又、
冷却水制御装置５４は開信号を流量制御弁４９に出力し
、流量制御弁４９は開き、冷却水が熱交換器１３ａに流
れる。

【００２９】又、低熱源再生器１１に流れる温排水の量
が負荷に対して十分ある場合には加熱量制御装置５２は
閉信号を燃料制御弁５Ｂに出力し、直火式高温再生器４
と低温再生器７は停止する。又、冷却水制御装置５４は
加熱量制御装置５３から信号を入力して動作し、流量制
御弁４８は閉じ、冷却水が熱交換器８ａに流れなくなる
。このため、冷却水が熱交換器２ａ及び１３ａにのみ流
れ、一重効用運転が行われる。

【００３０】上記実施例によれば、吸収器２の熱交換器
２ａと第１凝縮器７の熱交換器７ａと第２凝縮器１３の
熱交換器１３ａとが並列に配管接続されているので、低
熱源再生器１１に供給される温排水の温度あるいは温排
水の量に応じて、吸収式冷凍機が一重効用運転、一重二
重併用運転及び二重効用運転に切替ったときに、熱交換
器２ａ，８ａ及び１３ａへ流れる冷却水の量を流量制御
弁４７，４８及び４９の開閉あるいは開度を調節するこ
とによって容易に制御することができる。そして、二重
効用運転時には流量制御弁４９を閉じ、熱交換器１３ａ
への通水を止めることによって冷却水の循環量を低減す
ることができる。又、冷却水が各熱交換器２ａ，８ａ及
び１３ａに並列に流れるため、熱交換器１３ａに例えば
冷却塔から流出した温度の低い冷却水が流れ、第２凝縮
器１３の圧力が低下し、低熱源再生器１１から第２凝縮
器１３へ流れて凝縮する冷媒蒸気の量が増加する。この
結果、低熱源再生器１１での冷媒蒸気の分離が促進され
、加熱器３０での熱交換量が増加し、温水からの入熱量
が増加し、加熱効率を向上することができる。又、第１
凝縮器８あるいは第２凝縮器１１への冷却水の供給を停
止した場合も、冷却水が吸収器２へ安定して供給され、
冷却能力を向上することができ、吸収式冷凍機を安定し
て運転することができる。

【００３１】さらに、一重効用運転時、一重二重併用運
転時及び二重効用運転時、直火式高温再生器４及び低熱
源再生器１１からの入熱量に応じて吸収器２、第１凝縮
器８及び第２凝縮器１１へ流れる冷却水の量を調節する
ことによって、蒸発器１、低温再生器７及び低熱源再生
器１１での冷媒蒸気の発生量に応じた冷却水を吸収器２
、第１凝縮器８及び第２凝縮器１１に流すことができ、
この結果、吸収式冷凍機内の圧力上昇などを回避して運
転を安定することができる。

【００３２】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、低熱源再生器１１の熱源が例えば工場などの
排熱源からの蒸気などの場合、あるいは太陽熱集熱器か
らの温水の場合にも上記実施例と同様に吸収器２、第１
凝縮器８及び第２凝縮器１３を並列に配管接続すること
によって同様の作用効果を得ることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成された吸収式
冷凍機であり、低熱源再生器と、この低熱源再生器用の
凝縮器と、吸収器、低温再生器用の凝縮器及び低熱源再
生器用の凝縮器に冷却媒体を並列に流す冷却媒体流路と
を備えているので、低熱源再生器用の凝縮器へ流れる冷
却水の温度を吸収器あるいは低温再生器用の凝縮器を流
れた後の冷却水より低くすることができ、低熱源再生器
用の凝縮器の圧力が低下し、低熱源再生器からの冷媒蒸
気の流量が増加し、低熱源再生器での冷媒蒸気の分離が
促進され、加熱効率を向上することができる。又、低熱
源再生器用の凝縮器あるいは低温再生器用の凝縮器への
冷却媒体の供給を制御した場合にも、冷却媒体を吸収器
へ安定して循環させることができ、冷却能力を向上する
ことができる。

【００３４】又、吸収器、低温再生器用の凝縮器及び低
熱源再生器用の凝縮器に流れる冷却水をそれぞれ容易に
制御することができ、この結果、一重効用運転時、一重
二重併用運転時及び二重効用運転時、冷却水の流路を切
替え、冷却水の流量を低減することができる。

【００３５】さらに、吸収器、低温再生器用の凝縮器及
び低熱源再生器用の凝縮器に冷却媒体を並列に流す冷却
媒体流路に吸収器及び各凝縮器を流れる冷却媒体の量を
調節する制御弁を設け、低熱源再生器の加熱量及び高温
再生器の加熱量に応じて上記制御弁の開度を制御装置に
よって調節するので、低熱源再生器、低温再生器及び蒸
発器からの冷媒蒸気の発生量に応じた冷却水を低熱源再
生器用の凝縮器、低温再生器用の凝縮器及び吸収器へ流
すことができ、この結果、吸収式冷凍機の運転を安定す
ることができる。

【００３６】又、一重効用運転時、一重二重併用運転時
及び二重効用運転時、制御弁によって吸収器、低温再生
器用の凝縮器及び低熱源再生器用の凝縮器への冷却水の
循環を制御することができ、この結果、一重効用運転時
及び二重効用運転時の冷却水の循環量を低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す吸収式冷凍機の概略構成
図である。

【符号の説明】

１　　　　蒸発器 ２　　　　吸収器 ４　　　　直火式高温再生器 ７　　　　低温再生器 ８　　　　第１凝縮器 １１　　低熱源再生器 １３　　第２凝縮器 ４３　　冷却水配管（冷却媒体流路） ４７　　流量制御弁 ４８　　流量制御弁 ４９　　流量制御弁 ５２　　制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　蒸発器、吸収器、高温再生器、低温再
   生器及び低温再生器用の凝縮器を配管接続して吸収液及
   び冷媒の循環路を形成した吸収式冷凍機において、温排
   水などを熱源とする低熱源再生器と、この低熱源再生器
   用の凝縮器と、吸収器、低温再生器用の凝縮器及び低熱
   源再生器用の凝縮器に冷却媒体を並列に流す冷却媒体流
   路とを備えたことを特徴とする吸収式冷凍機。
2. 【請求項２】　　蒸発器、吸収器、高温再生器、低温再
   生器及び低温再生器用の凝縮器を配管接続して吸収液及
   び冷媒の循環路を形成した吸収式冷凍機において、温排
   水などを熱源とする低熱源再生器と、この低熱源再生器
   用の凝縮器と、吸収器、低温再生器用の凝縮器及び低熱
   源再生器用の凝縮器に冷却媒体を並列に流す冷却媒体流
   路と、この冷却媒体流路に設けられ、吸収器、低温再生
   器用の凝縮器及び低熱源再生器用の凝縮器を流れる冷却
   媒体の量を調節する制御弁と、低熱源再生器の加熱量及
   び高温再生器の加熱量に応じて上記制御弁を制御する制
   御装置とを備えたことを特徴とする吸収式冷凍機。