JPH06103131B2 - 吸収式冷凍システム - Google Patents

吸収式冷凍システム

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JPH06103131B2
JPH06103131B2 JP58228377A JP22837783A JPH06103131B2 JP H06103131 B2 JPH06103131 B2 JP H06103131B2 JP 58228377 A JP58228377 A JP 58228377A JP 22837783 A JP22837783 A JP 22837783A JP H06103131 B2 JPH06103131 B2 JP H06103131B2
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regenerator
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refrigerant
low temperature
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能文 功刀
滋郎 杉本
安晃 奈良
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Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の利用分野〉 この発明は、太陽熱や各種熱機器の排熱を利用して氷点
下の冷凍温度を得るようにした吸収式冷凍システムに関
する発明であり、特に、高温側の水等を冷媒とする二重
効用吸収式冷凍機と、低温側のフロンなどを冷媒とする
吸収式冷凍機とを結合した吸収式冷凍システムに係る発
明である。
〈発明の背景〉 周知の如く、効率的運転が可能である等の利点等から吸
収式冷凍機を用いた冷凍システムが種々あるが、該種冷
凍システムの稼動エネルギーとして太陽熱や各種機器の
排熱等の系外熱を有効裡に利用するシステムが開発され
るようになり、特に、大量の冷熱利用の冷凍庫の冷凍シ
ステムにその開発利用が図られようとしている。
而して、従来開発されてきた、例えば、太陽熱利用冷凍
倉庫用冷凍システムを第1図によって説明すると、冷凍
倉庫1内には蒸発器2と送風機3とが所定部位に設置さ
れて倉庫内空気を冷却するようにされており、該蒸発器
2には冷凍倉庫1に併設され水を冷媒とする吸収式冷凍
機か、或は、フロン、又は、アンモニアを冷媒とする吸
収式冷凍機を用いる冷凍機4から熱媒ライン5、6を介
して冷熱媒が循環供給されるようにされている。
而して、該冷凍機4に於ては高温蓄熱槽7からポンプ8
により熱媒ライン9、10を介し熱が供給されると共にポ
ンプ11により冷却水12、13を介し冷却塔14から放熱して
冷凍エネルギーを発生するようにされ、一方、系外エネ
ルギー源としての太陽熱は高温集熱器15で集熱され、ポ
ンプ16により熱媒ライン17、18を介し上記高温蓄熱槽7
に貯えられるようにされている。
さりながら、上述従来記述に基づく太陽熱利用冷凍庫の
システムではその稼動が理論的には確立されても実効上
は次のような問題があった。
即ち、前述の如く水を冷媒とする吸収式冷凍機を使用す
る設計態様の場合、氷点下の冷凍温度が得られないとい
う冷凍上の基本的欠点があり、又、フロン、又は、アン
モニアを冷媒とする吸収式冷凍機4を使用する設計態様
の場合においては冷媒の蒸発圧力と凝縮圧力との差圧が
大きくなり、そのため、冷凍サイクルの効率が悪化する
難点があり、更に、溶液ポンプの省圧仕事が大きくなる
不具合がある。
加えて、フロンは水に比し蒸発潜熱が小さいために同じ
冷凍能力を得るのに冷媒循環量を多く必要とし、それに
より溶液ポンプ動力が大きくなり、運転コストが高くな
る不利点がある。
〈発明の目的〉 この発明の目的は上述従来技術に基づく太陽熱等の系外
熱利用吸収式冷凍システムの問題点を解決すべき技術的
課題とし、太陽熱、又は、各種熱機器からの排熱等の系
外熱を用いて駆動しながらも、氷点下の冷媒温度を得る
ことが出来るようにしてエネルギー産業における冷熱利
用分野に益する優れた効率の高い吸収式冷凍システムを
提供せんとするものである。
〈発明の概要〉 この発明は、高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発
器、吸収器、溶液熱交換器を備え、前記高温再生器を太
陽熱もしくは排熱等の系外の熱源を利用して蓄熱する蓄
熱装置に接続する高温側二重効用吸収式冷凍機と、再生
器、凝縮器、蒸発器、吸収器、溶液熱交換器を備え、こ
の再生器を太陽熱もしくは排熱等の系外の熱源を利用し
て蓄熱する蓄熱装置に接続するとともに蒸発器は冷凍倉
庫内から吸熱する低温側吸収式冷凍機とから構成する吸
収式冷凍システムにおいて、前記蓄熱装置を高温蓄熱槽
と低温蓄熱槽とによって構成して高温蓄熱槽は前記高温
側二重効用吸収式冷凍機の高温再生器の加熱器に接続す
るとともに低温蓄熱槽は前記低温側吸収式冷凍機の再生
器の加熱器に接続し、前記高温側二重効用吸収式冷凍機
の冷媒には水を用い、低温側吸収式冷凍機の冷媒にはフ
ロン又はアンモニアを用い、前記高温側二重効用吸収式
冷凍機の蒸発器内に前記低温側吸収式冷凍機の再生器か
らの冷媒蒸気を凝縮させるための凝縮器もしくは凝縮器
と吸収器とを設け、前記低温側吸収式冷凍機の蒸発器は
前記冷凍倉庫内に配置し、前記高温側二重効用吸収式冷
凍機の高温再生器を前記低温側吸収式冷凍機の再生器よ
りも高い温度で運転するようにしたものである。
〈発明の実施例〉 次にこの発明の実施例を第2、3図に基づいて説明すれ
ば以下の通りである。尚、第1図と同一態様部分につい
ては同一符号を用いて説明するものとする。
第2図に示す実施例において、冷凍系については冷凍倉
庫1内に従来態様同様蒸発器2と送風機3とが所定部位
に併設されており、冷凍倉庫1内の空気を冷却するよう
にされている。
一方、集熱系についてはエネルギー源として系外熱に太
陽熱が高温集熱器15、及び、中温集熱器15′で集熱さ
れ、それぞれ、ポンプ16、16′により熱媒ライン17、1
7′、18、18′を介し高温蓄熱槽7、及び中温蓄熱槽
7′に貯熱されるようにされている。
而して、高温側の二重効用吸収式冷凍機4は冷媒に水、
吸収剤に溶液としての臭化リチウム水溶液を使用し、高
温再生器19、溶液熱交換器20、低温再生器21、凝縮器2
2、蒸発器23、吸収器24の内外アセンブリーより成り、
該高温再生器19内には加熱器25が設けられ、該加熱器25
で溶液は加熱されて冷媒蒸気を発生するようにされ、該
加熱器25には高温蓄熱槽7からポンプ8により、熱媒ラ
イン9、10を介して熱媒が循環供給されるようにされて
いる。
而して、該高温再生器19で発生した水の冷媒蒸気は、冷
媒ライン26で上記低温再生器21に導入され、該低温再生
器21で溶液を加熱して冷媒蒸気を発生させ、自身は熱交
換により液化し、冷媒ライン27を介し上記凝縮器22に流
入する。
低温発生器21で発生した冷媒蒸気は凝縮器22において冷
却水により凝縮液化され、その下部に設けられた冷媒受
28に流下する。
一方、冷却水は冷却塔14からポンプ11により冷却水ライ
ン12、13を介し吸収器24、凝縮器22を循環している。
而して、該冷媒受28捕集液冷媒は冷媒ライン29を介し冷
媒ポンプ30に吸引されて圧送され、冷媒散布器31から蒸
発器23に散布されて蒸発し、その冷媒蒸気は、吸収器24
にて溶液散布器32から散布される溶液に吸収され、その
過程での吸収熱は冷却水ライン12、13の冷却水に放出さ
れる。
又、蒸発器23によって蒸発され得なかった液冷媒は、冷
媒受33から再び冷媒ポンプ30に吸引され冷媒散布器31に
て散布される。
他方、吸収を終った溶液受34の溶液は、溶液ポンプ35に
より溶液ライン36により溶液熱交換器20に入って加熱さ
れ、溶液ライン37、38に分流して、それぞれ、低温再生
器21、高温再生器19に流入する。
又、高温再生器19、及び、低温再生器21で冷媒を放出し
た溶液は、それぞれ溶液ライン39、40を介して溶液熱交
換器20に流入し、ここで低温再生器21、高温再生器19に
向って流れる溶液を加熱し、且つ、合流して溶液ライン
41から溶液散布器32に流入するようにされている。
一方、低温側の吸収式冷凍機は、冷媒にR22、吸収剤と
してテトラエチレングリコール・ジメチルエーテルを使
用し、その機構は再生器42、溶液熱交換器43、前記蒸発
器23内に凝縮器を設け、更に、吸収器44、蒸発器2のア
センブリーより成るようにされ、該再生器42内には加熱
器45が設けられており、該加熱器45内で溶液は加熱され
て冷媒蒸気を発生し、該加熱器45には前記中温蓄熱槽
7′からポンプ46により熱媒ライン47、48を介して太陽
熱の熱が供給されるようにされている。
而して、該再生器42で発生した冷媒蒸気は、冷媒ライン
49を介して上記蒸発器23内の凝縮器に送給され、凝縮液
化するが、このときの凝縮熱は、前記高温側二重効用吸
収式冷凍機4内で冷媒の水の蒸発熱に使われる。
そして、該凝縮器内での液冷媒は冷媒ライン5から減圧
器50を通り減圧され、前記蒸発器2に流入して膨脹蒸発
するようにされる。
この過程での蒸発熱は送風機3によって循環する倉庫1
内の空気により奪われ、倉庫1内が冷却される。
この場合、上記冷媒R22の蒸発により氷点下の低温が実
現出来、倉庫1内も氷点下に降温し、冷凍、冷蔵が出来
る。
又、蒸発器2内で蒸発し、冷媒ライン6から導出する冷
媒蒸気と溶液熱交換器43から溶液ライン51を介しての減
圧器52によって減圧された溶液と合流し、気液混合流ラ
イン53から吸収器44に流入して溶液に吸収され、このと
きの吸収熱は冷却水循環ライン54、55に放出されるよう
にされている。
冷媒蒸気を吸収した溶液は、溶液ライン56を介し溶液ポ
ンプ57により溶液熱交換器43に流入して加熱され、溶液
ライン58を介し上記再生器42に流入する。
一方、該再生器42内で冷媒を放出した溶液は、溶液ライ
ン59から溶液熱交換器43に流入して冷却され、上記溶液
ライン51から上記減圧器52に向かう。
かかる冷凍システムによれば、高温蓄熱槽7が130℃、
中温蓄熱槽7′が80℃の場合、即ち、高温再生器19の方
を再生器42よりもその温度を高くして運転することによ
り倉庫1内は蒸発器2では−20℃の低温が得られる。
次に第3図に示す実施例においては、集熱器、蓄熱槽、
高温側のアセンブリーに対する二重効用吸収式冷凍機
4、冷却塔14等については上述第2図に示す実施例と同
様であり、低温側の吸収式冷凍機は、冷媒にR22、溶液
として吸収剤にテトラエチレングリコール・ジメチルエ
ーテルを使用し、再生器42、溶液熱交換器43、前記蒸発
器23内に設けた凝縮器、及び、吸収器44、ブライン冷却
器60より成る。
而して、再生器42内には加熱器45があって、該加熱器45
で溶液は加熱されて冷媒蒸気を発生するようにされてい
る。
そして、該加熱器45には中温蓄熱槽7′からポンプ46に
より熱媒ライン47、48を介し熱が供給される。
又、再生器42で発生した冷媒蒸気は、冷媒ライン49を介
して蒸発器内に設けられた凝縮器23に送給され、凝縮液
化するが、この時の凝縮熱は、高温側二重効用吸収式冷
凍機4内で冷媒の水の蒸発熱に用いられる。
又、凝縮器23内での液冷媒は、冷媒ライン61から減圧器
50を通り減圧され、ブライン冷却器60に流入して膨脹蒸
発する。
この際の蒸発熱は、ブラインポンプ62によりブラインラ
イン5′、6′、空気冷却器2を循環するブラインから
奪い、ブラインを冷却するようにされる。
そして、この循環ブラインは、蒸発器2で、送風機3に
よって循環する倉庫1内の空気を冷却し、この場合もブ
ラインの温度は氷点下になり、倉庫1内も氷点下温度に
維持できる。
一方、ブライン冷却器60内で蒸発し冷媒ライン63を通る
冷媒蒸気と溶液ライン51を介し減圧器52で減圧した溶液
と合流し、気液ライン53から吸収器44に流入し、溶液に
吸収される。
この時の吸収熱は、高温側二重効用吸収式冷凍機4内で
水の蒸発熱になる。
冷媒蒸気を吸収した溶液は、溶液ライン64を介し溶液ポ
ンプ57により前記溶液熱交換器43に流入して加熱され、
溶液ライン58から再生器42に流入するようにされる。
そして、該再生器42内で冷媒を放出した溶液は、溶液ラ
イン59を介して溶液熱交換器43に流入して冷却され、溶
液ライン51を介して減圧器52に向う。
当該実施例における冷凍システムでも前述実施例同様、
倉庫1内での空気冷却器r2により−20℃の低温が得られ
る。
尚、この発明の実施態様は上述各実施例に限られるもの
でないことは勿論であり、例えば、低温側吸収式冷凍機
の凝縮器を高温側二重効用吸収式冷凍機の蒸発器として
ブライン冷却器を使ったシステムにしたり、又、低温側
吸収式冷凍機の凝縮器と吸収器とを共に高温側二重効用
吸収式冷凍機の蒸発器として用い、空気冷却器を冷媒の
蒸発器とに使用する等種々の態様が採用可能である。
そして、高温側二重効用吸収式冷凍機の高温再生器と低
温側吸収式冷凍機の再生器とはエネルギー源として太陽
熱利用ばかりでなく、各種熱機器の排熱利用による加熱
も可能であり、更に、燃焼ガスやスチームによる加熱も
可能である。
又、高温側二重効用吸収式冷凍機は冷媒に水ばかりでな
く、アルコールを、そして、低温側吸収式冷凍機は冷媒
にフロンばかりでなく、アンモニアをも使用可能である
等設計変更上の自由度もある。
更に、高温再生器への熱媒ラインに補助的に加熱装置を
設ける等も適宜可能である。
〈発明の効果〉 以上この発明によれば、基本的に、水を冷媒とする二重
効用吸収式冷凍を主体として氷点下の冷風が得られる効
果がある。
而して、低温側吸収式冷凍機の凝縮器を高温側吸収式冷
凍器の蒸発器内に設けたことにより、該低温側吸収式冷
凍機の蒸発圧力を低くとれることにより、氷点下の蒸発
温度が容易に低く得られ、したがって、氷点下の冷風に
よる冷凍が得られる優れた効果が奏される。
又、高温側吸収式冷凍機、低温側吸収式冷凍機とも、前
者の蒸発器内に後者の凝縮器を設けたことにより凝縮圧
力と蒸発圧力との圧力差が小さくなり、このような状態
で運転できるので、サイクル効率がよく、しかも、溶液
ポンプの昇圧仕事もすくなくてすみ運転上のコストが少
くて良い効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術に基づく太陽熱利用冷凍倉庫用冷凍シ
ステムの概略説明図、第2、3図はこの発明の実施例の
概略説明図である。 1……冷凍倉庫、2……空気冷却器、3……送風機、4
……冷凍機、5,6,26,27,29,49,61,63……冷媒ライン、
5′,6′……ブラインライン、7……高温蓄熱槽、7′
……中温蓄熱槽、8,11,16,16′,46……ポンプ、9,10,1
7,17′,18,18′,47,48……熱媒ライン、12,13……冷却
ライン、14……冷却塔,15……高温集熱器、15′……中
温集熱器、19……高温再生器、20,43……溶液熱交換
器、21……低温再生器、20……凝縮器、23……蒸発器、
24,44……吸収器、25……加熱器、28,33……冷媒受、30
……冷媒ポンプ,31……冷媒散布器、32……溶液散布
器、34……溶液受、35,37……溶液ポンプ、36,37,38,3
9,40,41,51,56,58,59……溶液ライン、42……再生器、4
5……加熱器、50,52……減圧器、54,55……冷却水ライ
ン、60……ブライン冷却器、62……ブラインポンプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奈良 安晃 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭56−27875(JP,A) 特開 昭58−8961(JP,A) 特開 昭57−21733(JP,A) 特開 昭57−139257(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発
    器、吸収器、溶液熱交換器を備え、前記高温再生器を太
    陽熱もしくは排熱等の系外の熱源を利用して蓄熱する蓄
    熱装置に接続する高温側二重効用吸収式冷凍機と、再生
    器、凝縮器、蒸発器、吸収器、溶液熱交換器を備え、こ
    の再生器を太陽熱もしくは排熱等の系外の熱源を利用し
    て蓄熱する蓄熱装置に接続するとともに蒸発器は冷凍倉
    庫内から吸熱する低温側吸収式冷凍機とから構成する吸
    収式冷凍システムにおいて、前記蓄熱装置を高温蓄熱槽
    と低温蓄熱槽とによって構成して高温蓄熱槽は前記高温
    側二重効用吸収式冷凍機の高温再生器の加熱器に接続す
    るとともに低温蓄熱槽は前記低温側吸収式冷凍機の再生
    器の加熱器に接続し、前記高温側二重効用吸収式冷凍機
    の冷媒には水を用い、低温側吸収式冷凍機の冷媒にはフ
    ロン又はアンモニアを用い、前記高温側二重効用吸収式
    冷凍機の蒸発器内に前記低温側吸収式冷凍機の再生器か
    らの冷媒蒸気を凝縮させるための凝縮器を設け、前記低
    温側吸収式冷凍機の蒸発器は前記冷凍倉庫内に配置し、
    前記高温側二重効用吸収式冷凍機の高温再生器を前記低
    温側吸収式冷凍機の再生器よりも高い温度で運転するよ
    うにすることを特徴とする吸収式冷凍システム。
  2. 【請求項2】高温側二重効用吸収式冷凍機の蒸発器内に
    低温側吸収式冷凍機の凝縮器及び吸収器を設けることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の吸収式冷凍シス
    テム。
JP58228377A 1983-12-05 1983-12-05 吸収式冷凍システム Expired - Lifetime JPH06103131B2 (ja)

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JPS60120158A JPS60120158A (ja) 1985-06-27
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