JPH05332633A - Composite freezer device - Google Patents

Composite freezer device

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JPH05332633A
JPH05332633A JP13914392A JP13914392A JPH05332633A JP H05332633 A JPH05332633 A JP H05332633A JP 13914392 A JP13914392 A JP 13914392A JP 13914392 A JP13914392 A JP 13914392A JP H05332633 A JPH05332633 A JP H05332633A
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heat
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absorber
medium circulation
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Minoru Morita
稔 守田
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Tsukishima Kikai Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To construct a heat pump system having a high thermal efficiency. CONSTITUTION:Vapor generated at the first generator 1 is passed to a heater unit 2 of the second generator 11, thereafter the vapor is guided to the first evaporator 3, an external driving heat source 20 is applied as a driving heat source for the first generator 1, and the first thermal medium circulation passage 23 circulating between the first absorber unit 4 and the second generator 11. Heat of the thermal medium heated by the first absorber unit 4 and passing through the first thermal medium circulation passage 23 and heat generated by the first generator 1 and retained by the vapor transferred to the heater unit 2 are applied as a driving heat source for the second generator 11. At least one of the second condensor 12 and the second absorber unit 14 and the first evaporator 3 are connected by the second thermal medium circulation passage 24. The vapor applied as a heating source for the first evaporator 3 and generated by the second evaporator 3 is increased in its pressure by a mechanical compressor 31 and its condensing is carried out by the second absorbing unit 14.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複合冷凍装置、より詳
しくは第1効用および第2効用の2つの吸収式ヒートポ
ンプシステムを組み合わせた二重効用吸収式ヒートポン
プに対して、さらに機械的圧縮機を付設した複合冷凍装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combined refrigeration system, and more particularly to a double-effect absorption heat pump in which two absorption heat pump systems for the first effect and the second effect are combined, and further to a mechanical compressor. The present invention relates to a combined refrigeration system.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の吸収式ヒートポンプについて
は、その機器の改良とともに、システムの改良について
も著しいものがある。その代表例は、二重効用によるヒ
ートポンプである。
2. Description of the Related Art With regard to this type of absorption heat pump, there are remarkable improvements in the system as well as improvements in the equipment. A typical example thereof is a double-effect heat pump.

【0003】この二重効用ヒートポンプシステムで最も
効率の良い運転方法は、第1凝縮器の熱と第1吸収器の
熱とを第1発生器に移動させることである。かかる構成
で、第2凝縮器および第2吸収器から熱を取ることによ
り、第1発生器に与えた熱量Qの4倍分の熱量4Qを外
部に取り出すことができる。
The most efficient way of operating this double-effect heat pump system is to transfer the heat of the first condenser and the heat of the first absorber to the first generator. With such a configuration, by taking heat from the second condenser and the second absorber, it is possible to take out the heat quantity 4Q, which is four times the heat quantity Q given to the first generator, to the outside.

【0004】この関係が成立するためには、第1効用お
よび第2効用で、同じ二作動体を利用した場合には、第
1蒸発器と第2蒸発器の温度をほぼ同一とする場合に
は、第1発生器の温度を高くし、かつ第1凝縮器および
第1吸収器の温度を高める必要がある。
In order to establish this relationship, when the same effector is used for the first effect and the second effect, the temperatures of the first evaporator and the second evaporator are almost the same. Needs to increase the temperature of the first generator and increase the temperatures of the first condenser and the first absorber.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、冷媒と吸収剤
とが、水−リチュウムブロマイド系の場合には、第1発
生器の温度および濃度を高くすれば成立するが、この場
合の温度は180 ℃以上となり、腐食が進行して実用化で
きない。
However, in the case where the refrigerant and the absorbent are water-lithium bromide type, it can be established by increasing the temperature and concentration of the first generator, but the temperature in this case is 180 It becomes more than ℃ and the corrosion progresses and it cannot be put to practical use.

【0006】また、水−アンモニア系の場合には、温度
が高く、かつアンモニア濃度が薄い条件で運転する必要
があり、高圧容器が必要となり設備費が嵩むとともに、
その安定運転のためには、発生するベーパーの濃度を一
定とするために、第1発生器において還流操作が必要と
なる。その結果、熱効率が低下する。
In the case of a water-ammonia system, it is necessary to operate under conditions of high temperature and low ammonia concentration, a high pressure vessel is required, and the equipment cost increases, and
For stable operation, reflux operation is required in the first generator in order to keep the generated vapor concentration constant. As a result, the thermal efficiency decreases.

【0007】したがって、本発明の課題は、装置的な制
約を解消するとともに、熱効率が高いヒートポンプシス
テムを構築することにある。
[0007] Therefore, an object of the present invention is to solve the apparatus limitation and to construct a heat pump system having high thermal efficiency.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題は、それぞれ冷
媒と吸収剤を用いて、第1発生器、第1蒸発器、第1吸
収器により第1吸収式ヒートポンプを構成し、第2発生
器、第2凝縮器、第2蒸発器、第2吸収器により第2吸
収式ヒートポンプを構成するとともに、第1発生器で発
生したベーパーを第2発生器の加熱器に通すとともに、
その凝縮液を第1蒸発器に導き、外部駆動熱源を第1発
生器の駆動熱源とし、第1吸収器と第2発生器との間で
循環する第1熱媒循環路を構成し、前記第1吸収器で加
温され第1熱媒循環路を通る熱媒の熱、ならびに第1発
生器で発生し第2発生器の前記加熱器に移行したベーパ
ーの持っている熱を第2発生器の駆動熱源とし、前記第
2凝縮器および第2吸収器のうち少なくとも一方と第1
蒸発器との間を第2熱媒循環路で連結し、第1蒸発器の
加熱源とし、前記第2蒸発器で発生したベーパーは機械
的圧縮機で昇圧して第2吸収器での凝縮を図ることで解
決できる。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned problem is that the first generator, the first evaporator and the first absorber constitute a first absorption heat pump using a refrigerant and an absorbent, respectively, and a second generator. , A second condenser, a second evaporator, and a second absorber constitute a second absorption heat pump, and the vapor generated in the first generator is passed through the heater of the second generator,
The condensate is guided to the first evaporator, the external drive heat source is used as the drive heat source of the first generator, and a first heat medium circulation path that circulates between the first absorber and the second generator is configured. Second generation of heat of the heat medium heated in the first absorber and passing through the first heat medium circulation path, and heat of the vapor generated in the first generator and transferred to the heater of the second generator A heat source for driving the reactor, at least one of the second condenser and the second absorber, and the first
A second heat medium circulation path is connected to the evaporator to serve as a heating source for the first evaporator. Vapor generated in the second evaporator is boosted by a mechanical compressor and condensed in a second absorber. It can be solved by trying.

【0009】この場合、第2熱媒循環路において、熱媒
は第2吸収器、第2凝縮器の順で両者を通った後に第1
蒸発器に至るように構成することができる。
In this case, in the second heat medium circulation path, the heat medium passes through the second absorber and the second condenser in this order, and then the first heat medium.
It can be configured to reach the evaporator.

【0010】他方で、それぞれ冷媒と吸収剤を用いて、
第1発生器、第1蒸発器、第1吸収器により第1吸収式
ヒートポンプを構成し、第2発生器、第2凝縮器、第2
蒸発器、第2吸収器により第2吸収式ヒートポンプを構
成するとともに、第1発生器で発生したベーパーを第2
発生器の加熱器に通すとともに、その凝縮液を第1蒸発
器に導き、外部駆動熱源を第1発生器の駆動熱源とし、
第1吸収器と第2発生器との間で循環する第1熱媒循環
路を構成し、前記第1吸収器で加温され第1熱媒循環路
を通る熱媒の熱、ならびに第1発生器で発生し第2発生
器の前記加熱器に移行したベーパーの持っている熱を第
2発生器の駆動熱源とし、前記第2蒸発器と第1蒸発器
との間を第3熱媒循環路で連結し、第1蒸発器の加熱源
とし、前記第2蒸発器で発生したベーパーは機械的圧縮
機で昇圧して第2吸収器での凝縮を図ることでも解決で
きる。ここで、第2吸収器と第2凝縮器との間を第4熱
媒循環路で連結することができる。また、本発明におけ
る第1効用における冷媒と吸収剤は気液平衡をもたない
水−リチュウムブロマイドまたはTFE(テトラフルオ
ロエチレン)−E181(テトラエチレングリコール
ジメチルエーテル)であり、第2効用における冷媒と吸
収剤は、冷媒が圧縮性のある水−アンモニアまたはR1
34a−E181とすることができる。
On the other hand, using a refrigerant and an absorbent, respectively,
The first generator, the first evaporator, and the first absorber constitute a first absorption heat pump, and the second generator, the second condenser, and the second
A second absorption heat pump is constituted by the evaporator and the second absorber, and the vapor generated by the first generator is converted into the second heat pump.
While passing through the heater of the generator, lead the condensate to the first evaporator, the external drive heat source as the drive heat source of the first generator,
A first heat medium circulation path that circulates between the first absorber and the second generator is configured, and heat of the heat medium that is heated by the first absorber and passes through the first heat medium circulation path, and the first heat medium circulation path. The heat of the vapor generated by the generator and transferred to the heater of the second generator is used as the driving heat source of the second generator, and the third heat transfer medium is provided between the second evaporator and the first evaporator. It is also possible to solve the problem by connecting with a circulation path and using it as a heating source for the first evaporator, and increasing the vapor generated in the second evaporator by a mechanical compressor to condense it in the second absorber. Here, the second absorber and the second condenser may be connected by a fourth heat medium circulation path. Further, the refrigerant and the absorbent in the first effect of the present invention are water-lithium bromide or TFE (tetrafluoroethylene) -E181 (tetraethylene glycol) having no vapor-liquid equilibrium.
Dimethyl ether), and the refrigerant and the absorbent in the second effect are water-ammonia or R1 in which the refrigerant has compressibility.
34a-E181.

【0011】[0011]

【作用】本発明における第1の態様においては、第1効
用の吸収式ヒートポンプと第2効用の吸収式ヒートポン
プとを組み合わせるとともに、第2凝縮器および第2吸
収器の熱を第1蒸発器の加温に用いているので、第1吸
収器の操作温度を高めることができる。また、第2蒸発
器で発生したベーパーを機械的圧縮機により圧縮昇圧し
て第2吸収器に導いているので、第2吸収器の操作圧力
を高めることができ、これに対応して第2発生器の操作
温度を下げることができ、もって操作温度の高い第1吸
収器から操作温度の低い第2発生器への熱移動が容易に
行われる。
In the first aspect of the present invention, the absorption heat pump for the first effect and the absorption heat pump for the second effect are combined, and the heat of the second condenser and the second absorber is transferred to the first evaporator. Since it is used for heating, the operating temperature of the first absorber can be increased. Further, since the vapor generated in the second evaporator is compressed and pressurized by the mechanical compressor and guided to the second absorber, the operating pressure of the second absorber can be increased, and the second pressure is correspondingly increased. The operating temperature of the generator can be lowered, so that heat can be easily transferred from the first absorber having a high operating temperature to the second generator having a low operating temperature.

【0012】一方、第2発生器の操作温度を−40℃(水
−アンモニア系の場合)にしても、機械的圧縮機による
圧縮比を選定して、通常の冷凍機のように、凝縮器の圧
力まで加圧することなく、吸収器の中間圧力までの上昇
で、冷凍システムを構築できるので、本発明に係る機械
的圧縮機の消費動力は、従来の冷凍システムにおいて用
いられる冷凍機の機械的圧縮機の消費動力に比較して、
1/2〜1/3程度となる。しかも、機械的圧縮機を用
いることで、第2蒸発器の圧力を自由に調整でき、この
ために第2蒸発器の温度も、たとえば−40℃〜0℃の範
囲内で自由に調整できる。
On the other hand, even if the operating temperature of the second generator is -40 ° C. (in the case of water-ammonia system), the compression ratio by the mechanical compressor is selected so that the condenser can be operated like a normal refrigerator. Since the refrigeration system can be constructed by increasing the pressure up to the intermediate pressure of the absorber without pressurizing to the pressure of, the power consumption of the mechanical compressor according to the present invention is the mechanical power of the refrigerator used in the conventional refrigeration system. Compared to the power consumption of the compressor,
It becomes about 1/2 to 1/3. Moreover, by using the mechanical compressor, the pressure of the second evaporator can be freely adjusted, and therefore the temperature of the second evaporator can also be freely adjusted within the range of -40 ° C to 0 ° C.

【0013】本発明において、機械的圧縮機を用いる他
の利点として、本発明の第2の態様のように、前述のよ
うに、第2発生器の操作温度を下げることができるの
で、中温水(50〜60℃程度)を第2発生器に供給し、第
1蒸発器において蒸発操作を行い、この第1蒸発器と第
2蒸発器との間の第3循環路において、冷水の製造を効
率的に行うことができ、ちなみに0℃〜10℃程度の冷水
を得る場合の成績係数は2.1 〜2.6 となり、きわめて高
いものとなる。
In the present invention, as another advantage of using the mechanical compressor, as in the second aspect of the present invention, as described above, the operating temperature of the second generator can be lowered, so that the medium temperature water is used. (About 50 to 60 ° C.) is supplied to the second generator, evaporation operation is performed in the first evaporator, and cold water is produced in the third circulation path between the first evaporator and the second evaporator. It can be carried out efficiently, and the coefficient of performance for obtaining cold water at 0 ° C to 10 ° C is 2.1 to 2.6, which is extremely high.

【0014】他方で、第1発生器の熱源としては、蒸気
や燃焼ガスなどを利用できるので、このためにたとえば
−30℃のブラインを製造する場合の成績係数は、2.1 で
あり、これに要するエネルギーの47%が機械的圧縮機を
駆動するための電気エネルギーで、残りの53%は第1発
生器への入熱用熱エネルギーであり、従来の吸収冷凍機
と比較して、いずれも効率的である。
On the other hand, since steam, combustion gas or the like can be used as the heat source of the first generator, the coefficient of performance in the case of producing brine at -30 ° C. is 2.1, which is required for this. 47% of the energy is electric energy for driving the mechanical compressor, and the remaining 53% is heat energy for heat input to the first generator, both of which are more efficient than conventional absorption refrigerators. Target.

【0015】[0015]

【実施例】以下本発明を図1を参照しながら実施例によ
りさらに詳説する。それぞれ冷媒と吸収剤を用いて、第
1発生器1、第1蒸発器3、第1吸収器4により第1吸
収式ヒートポンプを構成し、第2発生器11、第2凝縮
器12、第2蒸発器13、第2吸収器14により第2吸
収式ヒートポンプを構成する。ここに第1効用において
は、水−リチュウムブロマイド系を、第2効用において
は水−アンモニア系を用いることができる。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail by way of examples with reference to FIG. The first generator 1, the first evaporator 3, and the first absorber 4 constitute a first absorption heat pump, respectively using a refrigerant and an absorbent, and a second generator 11, a second condenser 12, and a second The evaporator 13 and the second absorber 14 constitute a second absorption heat pump. Here, a water-lithium bromide system can be used in the first effect, and a water-ammonia system can be used in the second effect.

【0016】第1発生器1には、適宜の外部駆動熱源2
0が外部から与えられ、この第1発生器1で発生したベ
ーパーを供給管路21を通して第2発生器11の加熱器
2に通した後に、ここでの凝縮液を第1蒸発器3に導く
ように構成されている。ここで、加熱器2は第1凝縮器
として動作する。
The first generator 1 includes a suitable external drive heat source 2
0 is given from the outside and the vapor generated in the first generator 1 is passed through the supply line 21 to the heater 2 of the second generator 11 and then the condensate there is guided to the first evaporator 3. Is configured. Here, the heater 2 operates as a first condenser.

【0017】また、第1吸収器4と第2発生器11との
間でポンプ22により循環する第1熱媒循環路23を構
成し、第1吸収器4で加温され第1熱媒循環路23を通
る熱媒および第1発生器1で発生したベーパーの持って
いる熱を第2発生器11の駆動熱源とする構成としてあ
る。
Further, a first heat medium circulation passage 23, which is circulated by a pump 22 between the first absorber 4 and the second generator 11, is constructed, and is heated by the first absorber 4 to circulate the first heat medium. The heat medium passing through the passage 23 and the heat of the vapor generated in the first generator 1 are used as the driving heat source of the second generator 11.

【0018】第1発生器1から第2発生器11に至った
ベーパーは加熱器2において凝縮し、第2効用系に対し
て熱を与え、ここで凝縮した凝縮液は第1蒸発器3に導
かれ、後述の第2熱媒循環路24を通る熱媒(この場合
は加温水)によって蒸発され、蒸発ベーパーは管路50
を介して第1吸収器4に導かれる。
The vapor from the first generator 1 to the second generator 11 is condensed in the heater 2 and gives heat to the second effect system, and the condensed liquid condensed here is supplied to the first evaporator 3. It is guided and evaporated by the heat medium (heated water in this case) passing through the second heat medium circulation passage 24, which will be described later, and the evaporation vapor is transferred to the pipe line 50.
Is guided to the first absorber 4 via.

【0019】第1吸収器4と第1発生器1との間には、
循環ポンプ25による第1発生器1での濃縮に伴う濃厚
液の供給管路26および吸収凝縮に伴う希薄液の返送管
路27による第1交換管路が構成されている。この循環
交換過程において、濃厚液と希薄液との熱交換が第1熱
交換器28により行われるようになっている。したがっ
て、管路50を経て第1吸収器4に導かれたベーパー
は、第1発生器1からの濃厚液と接触して吸収凝縮し、
この際の凝縮熱が第2発生器11の加熱熱源とされる。
Between the first absorber 4 and the first generator 1,
A supply line 26 for the concentrated liquid due to the concentration in the first generator 1 by the circulation pump 25 and a return line 27 for the diluted liquid due to the absorption and condensation constitute a first exchange line. In this circulation exchange process, heat exchange between the concentrated liquid and the diluted liquid is performed by the first heat exchanger 28. Therefore, the vapor introduced into the first absorber 4 via the line 50 comes into contact with the concentrated liquid from the first generator 1 to be absorbed and condensed,
The condensation heat at this time is used as a heating heat source of the second generator 11.

【0020】低温側を担当する第2効用ヒートポンプに
おいても同様であり、加熱器2および第1吸収器4から
の熱を受けて駆動される第2発生器11での蒸発冷媒
(この場合アンモニアベーパー)は、供給管路50によ
り第2凝縮器12に供給され、そこでの凝縮液は供給管
路30により第2蒸発器13に導かれる。第2蒸発器1
3では、吸熱源38が供給され、アンモニアベーパーの
蒸発が行われる。蒸発したアンモニアベーパーは第2吸
収器14に機械的圧縮機31により圧縮昇圧されて供給
管路32を介して供給されるようになっている。第2吸
収器14と第2発生器11との間には、循環ポンプ33
による濃厚液供給管路34および希薄液返送管路35に
よる第2交換路が構成されている。この循環過程におい
て、濃厚液と希薄液との熱交換が第2熱交換器36によ
り行われるようになっている。
The same applies to the second effect heat pump which is in charge of the low temperature side, and the evaporated refrigerant (in this case, ammonia vapor in this case) in the second generator 11 driven by receiving heat from the heater 2 and the first absorber 4 is driven. ) Is supplied to the second condenser 12 by the supply line 50, and the condensed liquid therein is guided to the second evaporator 13 by the supply line 30. Second evaporator 1
In 3, the heat absorbing source 38 is supplied and the ammonia vapor is evaporated. The evaporated ammonia vapor is compressed and pressurized by the mechanical compressor 31 and supplied to the second absorber 14 through the supply pipe 32. A circulation pump 33 is provided between the second absorber 14 and the second generator 11.
The concentrated liquid supply conduit 34 and the diluted liquid return conduit 35 constitute a second exchange passage. In this circulation process, heat exchange between the concentrated liquid and the dilute liquid is performed by the second heat exchanger 36.

【0021】一方、第2吸収器14、第2凝縮器12、
および第1蒸発器3とは、この順で連結された第2熱媒
循環路24が構成されている。37はその循環用のポン
プである。この第2熱媒循環路24では、第2吸収器1
4での冷却管14aおよび第2凝縮器12での冷却管1
2a部分で熱を奪い取り、この熱を第1効用の第1蒸発
器3に与え、もし余剰分がある場合には、熱交換器39
で温水40などとして取り出すようになっている。
On the other hand, the second absorber 14, the second condenser 12,
A second heat medium circulation path 24 connected in this order to the first evaporator 3 is configured. 37 is a pump for the circulation. In the second heat medium circulation path 24, the second absorber 1
Cooling pipe 14a at 4 and cooling pipe 1 at the second condenser 12
The heat is taken by the portion 2a and given to the first evaporator 3 for the first effect. If there is an excess, the heat exchanger 39
It is designed to be taken out as warm water 40 or the like.

【0022】この第1実施例の場合、第1蒸発器3に熱
を与える際に、第2吸収器14または第2凝縮器12の
一方から与えることもできる。
In the case of the first embodiment, when heat is applied to the first evaporator 3, it may be applied from either the second absorber 14 or the second condenser 12.

【0023】かかるシステムにおいて、水−アンモニア
系の第2効用において、第2蒸発器13での温度と圧力
を適切に選定することにより、そこでの蒸発温度をとし
ては、−40℃〜0℃の範囲の低温を得ることができる。
In such a system, by appropriately selecting the temperature and pressure in the second evaporator 13 in the second effect of the water-ammonia system, the evaporation temperature there is -40 ° C to 0 ° C. Low temperatures in the range can be obtained.

【0024】ところで、従来、水−リチュウムブロマイ
ド系の吸収冷凍機では、0℃以下の低温を得ることがで
きないとともに、水−アンモニア系では気液平衡がある
ために、前述のように還流操作が必要であり、熱効率が
悪いものであった。
By the way, conventionally, in the water-lithium bromide type absorption refrigerator, it is not possible to obtain a low temperature of 0 ° C. or lower, and in the water-ammonia system, there is a vapor-liquid equilibrium, so that the reflux operation is performed as described above. It was necessary and had poor thermal efficiency.

【0025】しかるに、第2効用ヒートポンプを構成す
るに際して、機械的圧縮機31により冷媒(アンモニ
ア)を圧縮昇圧させるようにしたので、第2吸収器14
での操作圧力が高まり、これに対応して第2発生器11
の温度が低下する。もって、第2発生器においての還流
操作を不要として、その第2効用ヒートポンプを駆動さ
せることができ、熱効率の高い運転を行うことができ
る。そして、第2蒸発器13の伝熱管13aを通った吸
熱源38は、最終的に−40℃〜0℃の範囲の低温熱源3
8aとして得られる。
However, in constructing the second effect heat pump, since the refrigerant (ammonia) is compressed and boosted by the mechanical compressor 31, the second absorber 14 is used.
The operating pressure on the 2nd generator 11 correspondingly increases.
Temperature drops. Therefore, the second effect heat pump can be driven without the need for the reflux operation in the second generator, and the operation with high thermal efficiency can be performed. Then, the heat absorption source 38 that has passed through the heat transfer tube 13a of the second evaporator 13 finally has the low temperature heat source 3 in the range of -40 ° C to 0 ° C.
8a.

【0026】前述の機械的圧縮機31は、ガスエンジ
ン、ガスタービンまたはディーゼルエンジンなどの内燃
機関により駆動させることもでき、この場合には、その
排ガスの持っている熱を第1発生器に投入することによ
り、さらに運転効率(成績係数)を高めることができ
る。
The above-mentioned mechanical compressor 31 can be driven by an internal combustion engine such as a gas engine, a gas turbine or a diesel engine. In this case, the heat of the exhaust gas is supplied to the first generator. By doing so, the operating efficiency (coefficient of performance) can be further increased.

【0027】本発明においては、前述の低温熱源38a
を利用して冷凍用として、あるいは低温熱源38aを冷
水として得て、かつ熱交換器39からたとえば50℃程
度の温水40を得ることで、冷凍専用あるいは温水・冷
水製造専用のヒートポンプとすることができる。そし
て、前述の内燃機関により機械的圧縮機31を駆動させ
る場合には、効率の高いコージェネレーションシステム
を構築できる。
In the present invention, the low temperature heat source 38a described above is used.
To obtain the low-temperature heat source 38a as cold water and obtain the hot water 40 of, for example, about 50 ° C. from the heat exchanger 39, thereby providing a heat pump for freezing or for producing hot / cold water. it can. When the mechanical compressor 31 is driven by the above-mentioned internal combustion engine, a highly efficient cogeneration system can be constructed.

【0028】従来、たとえば寒冷地において外気温度が
−5℃〜−20℃程度になった場合には、この熱を利用
して吸収冷凍機を駆動することは不可能であったが、本
発明によれば、これが可能となり、成績係数を2以上で
運転を行うことができる。
Conventionally, for example, when the outside air temperature is about -5 to -20 ° C in a cold region, it is impossible to drive the absorption refrigerator using this heat, but the present invention According to the above, this is possible, and driving can be performed with a coefficient of performance of 2 or more.

【0029】本発明において、たとえば50℃の温水を
得る場合の成績係数は2.3 、−20℃の冷水製造の場合の
成績係数は1.3 である。したがって、従来の吸収式冷凍
機の場合に比較して、高い成績係数であることが判明す
る。
In the present invention, for example, the coefficient of performance for obtaining hot water at 50 ° C. is 2.3, and the coefficient of performance for producing cold water at −20 ° C. is 1.3. Therefore, it is found that the coefficient of performance is higher than that of the conventional absorption refrigerator.

【0030】他方、従来、工場などにおいては、60℃
程度のいわゆる中温水は、その量が膨大であるにもかか
わらず利用用途が限定されており、多くの場合が捨てら
れているのが現状である。そこで、図2に示すように、
外部駆動熱源20と吸熱源(第3熱媒循環路を通る吸熱
源)の中間温度の中温水41の持っている熱を加熱器4
2を介して与えることで、第2効用の吸収式ヒートポン
プにおける冷凍能力をより高めることができる。
On the other hand, conventionally, in a factory or the like, 60 ° C.
The so-called medium-temperature water of a certain degree has a limited use in spite of its enormous amount, and in most cases it is currently discarded. Therefore, as shown in FIG.
The heat of the medium temperature water 41 at an intermediate temperature between the externally driven heat source 20 and the heat absorption source (heat absorption source passing through the third heat medium circulation path) is applied to the heater 4
By giving it via 2, the refrigerating capacity in the absorption heat pump of the second effect can be further enhanced.

【0031】図2に示す例においては、第4熱媒循環路
45において、循環ポンプ37により循環される熱媒
が、第2吸収器14での冷却管14aおよび第2凝縮器
12での冷却管12a部分で熱を奪い取り、この熱を温
水加熱器43で温水44として与えることにより外部に
放熱させるようにしてある。また、第3熱媒循環路46
において、循環ポンプ47により循環される熱媒が、第
2蒸発器13での冷却管13aおよび第1蒸発器3を通
り、熱交換器48で冷水49を取り出すようにしてあ
る。
In the example shown in FIG. 2, in the fourth heat medium circulation passage 45, the heat medium circulated by the circulation pump 37 is cooled in the cooling pipe 14a in the second absorber 14 and in the second condenser 12. The heat is taken away by the pipe 12a portion, and this heat is given as hot water 44 by the hot water heater 43 to be radiated to the outside. In addition, the third heat medium circulation path 46
In the above, the heat medium circulated by the circulation pump 47 passes through the cooling pipe 13 a in the second evaporator 13 and the first evaporator 3, and the cold water 49 is taken out by the heat exchanger 48.

【0032】次に実施例を示して、本発明の効果を明ら
かにする。 (実施例1)この実施例1は、図1に示す構成のもの
で、冷媒および吸収剤として、第1効用においては水−
リチュウムブロマイドを、第2効用においては水−アン
モニアを用いた。外部からの駆動熱源20としては、圧
力(8kgf/cm2abs)の蒸気を用いるとともに、各機器で
の濃度、温度および圧力は以下の通りである。
Next, the effects of the present invention will be clarified by showing examples. (Embodiment 1) This embodiment 1 has a structure shown in FIG. 1, and is used as a refrigerant and an absorbent in the first effect, water-
Lithium bromide was used with water-ammonia in the second effect. As the driving heat source 20 from the outside, steam having a pressure (8 kgf / cm 2 abs) is used, and the concentration, temperature and pressure in each device are as follows.

【0033】 <第1効用> 濃度(wt%) 温度(℃) 圧力(mmHg) 第1発生器1 62〜66 174 760 第1凝縮器2 凝縮水 100 760 第1蒸発器3 凝縮水 40 55 第1吸収器4 62〜66 96〜100 55 <第2効用> 濃度(wt%) 温度(℃) 圧力(kgf/cm2abs) 第2発生器11 45〜50 84〜90 20.7〜20.8 第2凝縮器12 ドレン 50 20.7〜20.8 第2蒸発器13 アンモニア −10 3.08 〜3.10 第2吸収器14 45〜50 89〜90 6.0〜6.2 他方、中間圧縮機31として、250KW のスクリュー型ア
ンモニア圧縮機(圧縮比2.0 〜2.4 、吸入量4200〜4600
kg/hr)を用いた。その結果、熱交換器39では、入口
温度40℃の水を、出口温度50〜52℃の温水に加熱でき、
その温水の総熱量は3.26×106 Kcal/hrとなった。第2
蒸発器での蒸発温度は−10℃であり、冷水38aの製造
能力は1.52×106 Kcal/hrとなった。
<First effect> Concentration (wt%) Temperature (° C) Pressure (mmHg) First generator 1 62 to 66 174 760 First condenser 2 Condensed water 100 760 First evaporator 3 Condensed water 40 55 1 Absorber 4 62 to 66 96 to 100 55 <Second effect> Concentration (wt%) Temperature (° C) Pressure (kgf / cm 2 abs) Second generator 11 45 to 50 84 to 90 20.7 to 20.8 Second condensation Vessel 12 Drain 50 20.7 to 20.8 Second evaporator 13 Ammonia -10 3.08 to 3.10 Second absorber 14 45 to 50 89 to 90 6.0 to 6.2 On the other hand, as the intermediate compressor 31, a 250 KW screw type ammonia compressor (compression ratio) is used. 2.0-2.4, inhalation volume 4200-4600
kg / hr) was used. As a result, in the heat exchanger 39, water having an inlet temperature of 40 ° C can be heated to hot water having an outlet temperature of 50 to 52 ° C,
The total calorific value of the hot water was 3.26 × 10 6 Kcal / hr. Second
The evaporation temperature in the evaporator was −10 ° C., and the production capacity of cold water 38a was 1.52 × 10 6 Kcal / hr.

【0034】(実施例2)この実施例2は、図2に示す
構成のもので、冷媒および吸収剤として、第1効用にお
いては水−リチュウムブロマイドを、第2効用において
は水−アンモニアを用いた。外部からの駆動熱源20と
しては、圧力10kgf/cm2absの蒸気を、8.54×106 Kcal/
hrで第1発生器1に供給するとともに、下水処理場の焼
却炉のスクラバー排水の持っている熱を利用するために
これを第2発生器11に7.0 ×106Kcal/hrで供給し
た。加熱器42の入口温度は75℃、出口温度は54℃であ
る。各機器での温度および圧力は以下の通りである。
(Embodiment 2) This embodiment 2 has a structure shown in FIG. 2, and uses water-lithium bromide in the first effect and water-ammonia in the second effect as the refrigerant and the absorbent. I was there. As the driving heat source 20 from the outside, steam having a pressure of 10 kgf / cm 2 abs, 8.54 × 10 6 Kcal /
In addition to being supplied to the first generator 1 in hr, this was supplied to the second generator 11 at 7.0 × 10 6 Kcal / hr in order to utilize the heat of the scrubber wastewater of the incinerator of the sewage treatment plant. The inlet temperature of the heater 42 is 75 ° C and the outlet temperature is 54 ° C. The temperature and pressure of each device are as follows.

【0035】 <第2効用> 温度(℃) 圧力(kgf/cm2abs) 第2発生器11 42〜45 11.9 第2凝縮器12 30 11.9 第2蒸発器13 7 5.6 第2吸収器14 30〜36 6.7 他方、機械的圧縮機31として、112 KWのスクリュー型
アンモニア圧縮機を用いた。その結果、7℃の冷水を1
8.0×106 Kcal/hrの出熱量で得ることができた。この
場合の熱量基準の成績係数は、廃熱を除外した入熱基準
では2.1 であり、冷水製造の能力も高い。
[0035] <Second effect> Temperature (° C) Pressure (kgf / cm 2 abs) Second generator 11 42 to 45 11.9 Second condenser 12 30 11.9 Second evaporator 13 7 5.6 Second absorber 14 30 to 36 6.7 On the other hand As the mechanical compressor 31, a 112 KW screw type ammonia compressor was used. As a result, 1 chilled water at 7 ℃
It was possible to obtain with a heat output of 8.0 × 10 6 Kcal / hr. In this case, the coefficient of performance based on the calorific value is 2.1 based on the heat input standard excluding waste heat, and the capacity for cold water production is also high.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、熱効率が
高いヒートポンプシステムを構築することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to construct a heat pump system having high thermal efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の態様のフローシートである。FIG. 1 is a flow sheet of a first aspect of the present invention.

【図2】本発明の第2の態様のフローシートである。FIG. 2 is a flow sheet of a second aspect of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1発生器、2…加熱器(第1凝縮器)、3…第1
蒸発器、4…第1吸収器、11…第2発生器、12…第
2凝縮器、13…第2蒸発器、14…第2吸収器、23
…第1熱媒循環路、24…第2熱媒循環路、31…機械
的圧縮機、45…第4熱媒循環路、46…第3熱媒循環
路。
1 ... 1st generator, 2 ... heater (1st condenser), 3 ... 1st
Evaporator, 4 ... 1st absorber, 11 ... 2nd generator, 12 ... 2nd condenser, 13 ... 2nd evaporator, 14 ... 2nd absorber, 23
... 1st heat-medium circulation path, 24 ... 2nd heat-medium circulation path, 31 ... Mechanical compressor, 45 ... 4th heat-medium circulation path, 46 ... 3rd heat-medium circulation path.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】それぞれ冷媒と吸収剤を用いて、第1発生
器、第1蒸発器、第1吸収器により第1吸収式ヒートポ
ンプを構成し、第2発生器、第2凝縮器、第2蒸発器、
第2吸収器により第2吸収式ヒートポンプを構成すると
ともに、第1発生器で発生したベーパーを第2発生器の
加熱器に通すとともに、その凝縮液を第1蒸発器に導
き、 外部駆動熱源を第1発生器の駆動熱源とし、第1吸収器
と第2発生器との間で循環する第1熱媒循環路を構成
し、前記第1吸収器で加温され第1熱媒循環路を通る熱
媒の熱、ならびに第1発生器で発生し第2発生器の前記
加熱器に移行したベーパーの持っている熱を第2発生器
の駆動熱源とし、 前記第2凝縮器および第2吸収器のうち少なくとも一方
と第1蒸発器との間を第2熱媒循環路で連結し、第1蒸
発器の加熱源とし、 前記第2蒸発器で発生したベーパーは機械的圧縮機で昇
圧して第2吸収器での凝縮を図る構成としたことを特徴
とする複合冷凍装置。
1. A first absorption heat pump comprising a first generator, a first evaporator, and a first absorber using a refrigerant and an absorbent, respectively, and a second generator, a second condenser, and a second condenser. Evaporator,
The second absorber constitutes a second absorption heat pump, the vapor generated in the first generator is passed through the heater of the second generator, and the condensate thereof is guided to the first evaporator so that an external drive heat source is provided. A first heat medium circulation path that circulates between the first absorber and the second generator is used as a driving heat source for the first generator, and the first heat medium circulation path is heated by the first absorber. The heat of the passing heat medium and the heat of the vapor generated in the first generator and transferred to the heater of the second generator are used as the driving heat source of the second generator, and the second condenser and the second absorber are used. At least one of the evaporators and the first evaporator are connected by a second heat medium circulation path to serve as a heating source for the first evaporator, and vapor generated in the second evaporator is pressurized by a mechanical compressor. A composite refrigeration system, characterized in that it is configured to condense in the second absorber.
【請求項2】第2熱媒循環路において、熱媒は第2吸収
器、第2凝縮器の順で両者を通った後に第1蒸発器に至
る請求項1記載の複合冷凍装置。
2. The combined refrigerating apparatus according to claim 1, wherein in the second heat medium circulation path, the heat medium passes through the second absorber and the second condenser in this order and then reaches the first evaporator.
【請求項3】それぞれ冷媒と吸収剤を用いて、第1発生
器、第1蒸発器、第1吸収器により第1吸収式ヒートポ
ンプを構成し、第2発生器、第2凝縮器、第2蒸発器、
第2吸収器により第2吸収式ヒートポンプを構成すると
ともに、第1発生器で発生したベーパーを第2発生器の
加熱器に通すとともに、その凝縮液を第1蒸発器に導
き、 外部駆動熱源を第1発生器の駆動熱源とし、第1吸収器
と第2発生器との間で循環する第1熱媒循環路を構成
し、前記第1吸収器で加温され第1熱媒循環路を通る熱
媒の熱、ならびに第1発生器で発生し第2発生器の前記
加熱器に移行したベーパーの持っている熱を第2発生器
の駆動熱源とし、 前記第2蒸発器と第1蒸発器との間を第3熱媒循環路で
連結し、第1蒸発器の加熱源とし、 前記第2蒸発器で発生したベーパーは機械的圧縮機で昇
圧して第2吸収器での凝縮を図る構成としたことを特徴
とする複合冷凍装置。
3. A first absorption heat pump comprising a first generator, a first evaporator, and a first absorber using a refrigerant and an absorbent, respectively, and a second generator, a second condenser, and a second condenser. Evaporator,
The second absorber constitutes a second absorption heat pump, the vapor generated in the first generator is passed through the heater of the second generator, and the condensate thereof is guided to the first evaporator so that an external drive heat source is provided. A first heat medium circulation path that circulates between the first absorber and the second generator is used as a driving heat source for the first generator, and the first heat medium circulation path is heated by the first absorber. The heat of the passing heat medium and the heat of the vapor generated in the first generator and transferred to the heater of the second generator are used as the driving heat source of the second generator, and the second evaporator and the first evaporator A third heat medium circulation path is connected to the reactor to serve as a heating source for the first evaporator, and the vapor generated in the second evaporator is pressurized by a mechanical compressor to be condensed in the second absorber. A composite refrigeration system characterized by having a configuration for achieving the above.
【請求項4】第2吸収器と第2凝縮器との間を第4熱媒
循環路で連結した請求項3記載の複合冷凍方法。
4. The combined refrigeration method according to claim 3, wherein the second absorber and the second condenser are connected by a fourth heat medium circulation path.
【請求項5】第1効用における冷媒と吸収剤は水−リチ
ュウムブロマイドまたはTFE−E181であり、第2
効用における冷媒と吸収剤は水−アンモニアまたはR1
34a−E181である請求項1または3記載の複合冷
凍装置。
5. The refrigerant and absorbent in the first effect is water-lithium bromide or TFE-E181, and the second effect is
Water-ammonia or R1 is the refrigerant and absorbent in the effect.
34a-E181 is the combined refrigeration system according to claim 1 or 3.
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