JPH06294554A - 吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】地域冷暖房市場の規模拡大に伴い、吸収式冷凍
機の大容量化が進む反面、冷凍機はもとより、プラント
全体のコンパクト化が要求されており、これらニーズに
合致した吸収式冷凍機が必要となった。 【構成】２台、あるいは複数台の冷凍機を組み合わせ、
冷水をシリーズに流し、冷却水は各冷凍機に並列に流
す。また、冷水最終出口を含む１台、あるいは複数台に
ついては、冷水と冷却水が対向流となるように組み合わ
せる。さらに、各冷凍機の吸収器では、溶液を冷却水に
対して対向流的となるように、２台、あるいは複数台に
分けてスプレーする。 【効果】吸収式冷凍機の小形化，プラント全体のコンパ
クト化が可能となった。また、分割輸送にもかかわら
ず、吸収式冷凍機の信頼性維持が可能となった。

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係り、特
に、地域冷房市場向の大容量吸収式冷凍機に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷水を各冷凍機にシリーズに流したり、
冷却水を並列に流したり、吸収器において、溶液を複数
段に分けてスプレーするといった個々の公知例はある
が、今回のように、複数台の冷凍機を組み合わせた吸収
式冷凍機で、冷水を各冷凍機にシリーズに流し、冷却水
は各冷凍機に並列に流し、冷水の最終出口を含む１台、
あるいは複数台の冷凍機については、冷水と冷却水の流
れ方向が長手で対向流的となるように組み合わせ、かつ
各冷凍機の吸収器においては、溶液を複数段に分けてス
プレーするように組み合わせた公知例はない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】吸収式冷凍機の規模が
拡大すると、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、さらには冷却塔が大形化する。
一方、規模の大きい吸収式冷凍機は、地域冷房用に使用
される場合が多く、その性格上、過密な都心に設置され
るため、据付スペース，建物や地所内でのスペースに制
限があることが多い。そこで、冷凍機はもとより、付帯
設備も含めて、プラント全体のコンパクト化が要求され
る。冷水については、例えば、従来の１２℃(入口）−
７℃(出口)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
ることができ、冷却水については、例えば、従来の３２
℃（入口）−３８℃(出口)を、３２℃(入口）−４０℃
（出口）と温度差を１.３３倍にすることによって、水
量を７５％に低下することができる。しかし、これらは
いずれも冷凍機にとっては、性能が出にくくなってしま
う仕様変更であり、従来機比約２０〜２５％の小形化が
要求されているのに反してしまう。そこで何らかの工夫
が必要であった。

【０００４】また、冷凍機が大形化すると、輸送上の制
限を越えしまい、冷凍機を分割して輸送する必要があ
る。一方、吸収式冷凍機は、内部に、酸素雰囲気下で鉄
を著しく腐食させる臭化リチウム水溶液が封入されてお
り、内部を錆させないためには、機器の真空状態を維持
する必要があり、真空を維持したまま分割することが、
吸収式冷凍機の信頼性を維持する上での最大のポイント
であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は冷凍機を複数台の独立した機能モジュール
に分割し、その各冷凍機に対して、冷水をシリーズに流
し、かつ冷却水を各冷凍機に対して、少なくとも冷水の
最終出口の冷凍機を含む１台、あるいは複数機台の冷凍
機では、冷水と対向流的となるように、各冷凍機に並列
に流し、さらに各冷凍機において、冷却水の流れ方向に
対して溶液の濃度が対向流的となるように、複数段に分
けてスプレーする。

【０００６】

【作用】前記の技術的手段による働きは、次の通りであ
る。

【０００７】例えば、２台の冷凍機を組み合わせて、所
定の能力が出るように構成された吸収式冷凍機におい
て、冷水入口側の冷凍機を１段機、冷水出口側の冷凍機
を２段機と呼ぶことにすると、各冷凍機は、完全に独立
していることから、１段機と２段機の各々の蒸発温度が
異なり、当然、冷水入口に当る１段機の方が、蒸発温度
が高くなる。従って、１段機側は、低温側から高温側へ
熱をくみ上げる温度落差が少なくなるので、その分冷凍
機を小形にすることが可能となる。一方、冷却水は各冷
凍機に並列に流すので、１段機と２段機の冷却水温度条
件は等しくなり、その各冷凍機の吸収器で、再生器から
戻ってくる濃縮された溶液を、冷却水の長手方向出口側
から、順次、１段、あるいは複数段に分けて散布するこ
とによって、蒸発器における蒸発圧力と、溶液のその温
度，濃度における飽和圧力との差を、いわゆる対向流的
となるように、有効に利用することができ、１，２段機
共、その分冷凍機を小形にすることが可能となる。ま
た、特に、冷水の出口側に当る２段機については、冷水
と冷却水の流れ方向を、長手で温度が対向流的となるよ
うに組み合わせているので、その分効率が良くなり、小
形化が可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１，図２により
説明する。

【０００９】図１は、本発明のフローチャートを、冷凍
機２台を組み合わせた場合について示したものである。
まず冷水１２０は、１段機１１から２段機１２へとシリ
ーズに流れる。次に冷却水１３０は、１段機１１、およ
び２段機１２に並列に流れる。また、各冷凍機の吸収器
においては、長手２段スプレー方式を採用する。具体的
には、まず１段機では、冷却水の入口５８側と反対側
に、再生器からの濃溶液１０１をスプレーする。次いで
一度スプレーされ、中間濃度までうすくなった溶液１１
１を、２段スプレーポンプ５１により、冷却水入口５８
側にスプレーする。同様に２段機でも、冷却水の入口５
８側と反対側に、再生器からの濃溶液102をスプレーす
る。次いで一度スプレーされ、中間濃度までうすくなっ
た溶液112を、２段スプレーポンプ５２により、冷却水
入口５８側にスプレーする。

【００１０】また、２段機１２では、冷水１２０の流れ
方向に対して、冷却水１３０が、対向流で流れているよ
うになっいる。このように、１段機，２段機を組み合わ
せることによって、冷水の出入口温度差、および冷却水
の吸収器での出入口温度差を有効に利用するのに、比較
的容易に、また合理的な方法によって行うことができ
る。

【００１１】また、冷凍機を完全二分割（容赦系統，冷
媒液系統，冷媒蒸気系統全て、サイクルを分離）するこ
とによって、真空を保持した状態での二分離輸送が可能
である。図２は、本発明のモジュールである吸収式冷凍
機のサイクル説明図である。一例として、二重効用吸収
式冷凍機の場合について示してある。二重効用吸収式冷
凍機は、再生器１ａ，１ｂ，凝縮器２，蒸発器３，吸収
器４、およびこれらの間に吸収液６，６ａ，６ｂ、およ
び冷媒７を循環させるポンプ類８と熱交換器５から構成
され、各部分は各々次のように作動する。

【００１２】蒸発器３の蒸発器管束９の管内には冷水１
０が通じており、管外には冷媒ポンプ８ｂから供給され
た冷媒７がスプレートリー１６からスプレーされ、その
蒸発潜熱によって冷水から熱を奪う。

【００１３】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、かなり低い温度において発生する
水蒸気を吸収できる。吸収器４では蒸発器３で蒸発した
冷媒蒸気は、吸収器４の冷却管１７の外面にスプレーさ
れた臭化リチウム水溶液（吸収液）６に吸収され、この
時発生する吸収熱は管内を通る冷却水１３により冷却さ
れる。

【００１４】吸収器４で冷媒を吸収して濃度が低下した
稀吸収液６ａは吸収力が弱くなる。そこで溶液循環ポン
プ８ａにより、一部は高温再生器１ａに送られガスバー
ナ等によって過熱され、高温の冷媒蒸気１４を蒸発分離
し、溶液は、濃縮され、濃溶液６ａは吸収器４に戻る。
さらに吸収器から出た稀吸収液６ｂの一部は溶液循環ポ
ンプ８ａにより低温再生器１ｂに送られ、高温再生器１
ａで発生した高温冷媒蒸気１４により加熱濃縮され、溶
液は熱交換器５の中で高温再生器から出た吸収液６ａと
混合されて濃吸収液６として吸収器４に戻る。

【００１５】高温再生器１ａで分離された高温冷媒蒸気
１４は低温再生器１ｂでその熱の一部を放出して凝縮器
２に入り、ここで冷却管１５の管内を流れる冷却水１３
によって冷却されて凝縮液化して冷媒７となった蒸発器
３に戻る。

【００１６】吸収器４から高温再生器１ａ，低温再生器
１ｂに向う低温の稀吸収液６ｂを高温再生器１ａ，低温
再生器１ｂに向う低温の稀吸収液６ｂを高温再生器１
ａ，低温再生器１ｂから吸収器４に向う高温の濃縮液６
ａによって予熱し、熱効率を高める。

【００１７】溶液循環ポンプ８ａは臭化リチウム水溶液
（吸収液）を循環させ、冷媒ポンプ８ｂは冷媒（水）を
循環させる。

【００１８】

【発明の効果】

（１）冷水，冷却水の温度仕様が厳しくなったにもかか
わらず、従来機比約２５％の小形化が可能となった。

【００１９】（２）冷水，冷却水量の低減に伴い、冷水
配管，冷却水配管のサイズダウンが可能となり、プラン
ト全体のコンパクト化が可能となった。

【００２０】（３）冷却水量の低減，冷却水出口温度高
温化対応が可能となり、冷却塔の小形化が可能となっ
た。

【００２１】（４）冷水，冷却水量の低減が可能とな
り、これに伴って冷水，冷却水ポンプのサイズダウン、
および動力の節減が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】２台の冷凍機を組み合わせた吸収式冷凍機で、
冷水カスケード冷却，吸収器２段スプレー，冷水出口側
の冷水，冷却水対向流化を組み合わせたフローの説明
図。

【図２】吸収式冷凍機のサイクル説明図。

【符号の説明】

１１…一段機、１２…二段機、２１…一段機側蒸発器、
２２…二段機側蒸発器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸発器，吸収器，凝縮器，低温再生器，高
   温再生器，熱交換器，溶液ポンプ，冷媒ポンプを機能的
   に組み合わせ、ガス，油，蒸気、またはガスタービン，
   ディーゼルエンジン、その他プロセスから排出される排
   ガスを、低温再生器、または高温再生器の熱源とする吸
   収式冷凍機において、所定の能力を満足するように、複
   数台の冷凍機を組み合わせ、冷水を前記各冷凍機に流す
   ように構成し、冷却水は前記各冷凍機に並列に流すよう
   に構成し、さらに少なくとも冷水の最終出口に当る冷凍
   機を含む一台、あるいは複数台の前記冷凍機に対して、
   冷水と冷却水の通水方向を長手に対向流的となるように
   組み合わせ、前記各冷凍機の吸収器で、冷却水の流れ方
   向に対して、溶液の濃度が対向流的となるように、前記
   吸収器での溶液スプレーを複数段に分けて行うように構
   成したことを特徴とする吸収式冷凍機。