JPH0689965B2 - 二重効用吸収冷温水機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は二重効用吸収冷温水機に係わり、特に燃焼排ガ
スおよび凝縮冷媒の顕熱を有効利用する二重効用吸収冷
温水機に関する。

〔従来の技術〕

従来用いられている二重効用吸収冷温水機として、第２
図に示す系統構成の装置があり、高温溶液熱交換器11で
予熱された希溶液を加熱する高温再生器１と、高温再生
器１に接続され前記加熱された希溶液から冷媒蒸気と中
間濃溶液を分離する分離器３と、分離器３に接続されて
冷媒蒸気を受け入れ、高温溶液熱交換器11に接続されて
中間濃溶液を受け入れ、低温溶液熱交換器10に接続され
て希溶液を受け入れて冷媒蒸気を発生する低温再生器４
と、低温再生器４に接続されて冷媒蒸気および凝縮冷媒
を受け入れ、冷媒を凝縮液化する凝縮器５と、凝縮器５
に接続され、凝縮器５から液冷媒を受け入れて蒸発させ
る蒸発器７と、蒸発器７に接続されて冷媒蒸気を受け入
れ、低温溶液熱交換器10に接続されて濃溶液を受け入
れ、冷媒蒸気を濃溶液に吸収させて希溶液とする吸収器
９と、吸収器９に接続され希溶液を受け入れ、低温再生
器４に接続されて濃溶液を受け入れ、希溶液と濃溶液と
を熱交換させる低温溶液熱交換器10と、低温溶液熱交換
器10に接続されて希溶液を受け入れ、分離器３に接続さ
れて中間濃溶液を受け入れ、希溶液と中間濃溶液を熱交
換させる高温溶液熱交換器11とを備えている。蒸発器７
には冷温水熱交換器８が設けられて蒸発する液冷媒に熱
を供給し、凝縮器５および吸収器９には冷却水熱交換器
６が設けられて、冷媒から凝縮潜熱を、濃溶液から吸収
熱を取り去っている。

上に述べた二重効用吸収冷温水機では、低温溶液熱交換
器10を出た希溶液の一部を分流して低温再生器４に流入
させることにより、高温再生器１への希溶液の流入量を
減じて高温再生器で希溶液に加える熱量を減らし、分離
器３で発生した冷媒蒸気のもつ蒸発潜熱を有効に利用し
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来技術にあっては、高温再
生器１に流入する希溶液の温度が低く、高温再生器１の
圧力における飽和温度に達していない為、高温再生器１
で溶液の顕熱上昇に費される熱量が多くて冷媒発生量に
限度があり、一方低温再生器４の加熱源として使用され
た冷媒蒸気は、低温再生器４の出口で、90〜95℃の凝縮
冷媒となった後、凝縮器５において冷却水により40℃ま
で冷却されるので、冷温水機の冷凍能力１冷凍トン当
り、約170Kcal/hの熱量が冷却水に捨てられている。更
に高温再生器１で希溶液の加熱に用いられる燃焼ガスの
排ガスは、200〜250℃の高温で外気に放出されており、
燃焼熱の約17％が無駄になっている。

本発明の課題は、凝縮器で冷却水に捨てられている熱量
と、外気に放出されている燃焼排ガスの熱量を有効に利
用する二重効用吸収冷温水機を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の課題は、吸収器で生成された希溶液の一部を低温
再生器で凝縮された冷媒と熱交換させ、冷媒の液量の希
溶液で回収した後更にこの希溶液を高温再生器加熱源の
排ガスと熱交換させて加熱し、加熱されたた希溶液を分
離器に導くことにより達成される。

〔作用〕

吸収器で生成された低温の希溶液の一部を分流し、この
分流された希溶液を、まず低温再生器で凝縮された凝縮
冷媒と熱交換させて昇温し、次に凝縮冷媒との熱交換を
終えて昇温された前記希溶液を高温再生器加熱源の燃焼
排ガスと熱交換させて加熱する。分流された希溶液はこ
の２回の熱交換で高温再生器の飽和温度に近い温度にま
で昇温され、分離器へ導かれる。そして吸収器で生成さ
れた希溶液のうち分流されなかった残りの部分が低温溶
液熱交換器の被加熱流体側を通る。低温溶液熱交換器の
被加熱流体側を通過して昇温された希溶液の一部がさら
に分流されて低温再生器に導かれ、残りが高温溶液熱交
換器を経て高温再生器に流入し、ここでさらに加熱され
る。希溶液は加熱により飽和温度になったあと、さらに
加熱されて冷媒蒸気を蒸発させる。

高温再生器で加えられる熱量は、流入する希溶液の顕熱
を上昇させて飽和温度にすることと、飽和温度の希溶液
に蒸発潜熱を与えて冷媒蒸気を発生させることに使用さ
れる。したがって、従来凝縮器で前記凝縮冷媒から冷却
水を介して系外に放出されていた熱量の一部が、前記前
記分流された希溶液に回収され、従来大気中に放出され
ていた高温再生器の燃焼排ガスの熱量の一部が前記分流
された希溶液に回収されることで、高温再生器と分離器
に流入する前の希溶液の平均温度が高くなり、高温再生
器での入熱量のうち希溶液の顕熱を上昇させるために使
用される熱量が減る。つまり、高温再生器での入熱量中
に占める、冷媒蒸気を蒸発させるために使用される熱量
の割合が増加する。

なお、高温再生器の燃焼排ガスの熱を利用するために、
低温溶液熱交換器と高温溶液熱交換器の間に排ガス熱交
換器を配置し、吸収器で生成された希溶液の全量（低温
再生器に送られる分を除いて）を燃焼排ガスと熱交換さ
せたのち、高温溶液熱交換器で熱交換させると、希溶液
の温度が高くなって中間濃溶液との温度差が小さくな
り、高温溶液熱交換器で中間濃溶液から回収される熱量
が低下する。また、高温再生器と高温溶液熱交換器の間
に排ガス熱交換器を配置し、吸収器で生成された希溶液
の全量（低温再生器に送られる分を除いて）を高温溶液
熱交換器で熱交換させたのち燃焼排ガスと熱交換させる
と、希溶液が高温溶液熱交換器で高温に加熱されるので
排ガスとの温度差が少なくなり、排ガスから回収される
熱量が少なくなる。同じことが凝縮冷媒との熱交換につ
いて云える。したがって、希溶液を分流して、一方を凝
縮冷媒と排ガスで加熱し、他方低温再生器で生成される
濃溶液と高温溶液熱交換器に流入する中間濃溶液で加熱
することにより、全体としての回収熱量を大きくするこ
とができる。

〔実施例〕

本発明を適用した実施例を第１図により説明する。実施
例に示す二重効用吸収冷温水機は、高温溶液熱交換器11
で予熱された希溶液を加熱する高温再生器１と、この高
温再生器１および排ガス熱交換器14に接続された分離器
３と、分離器３、高温溶液熱交換器11および低温溶液熱
交換器11に接続された低温再生器４と、低温再生器４お
よび凝縮冷媒熱交換器13に接続され冷却水熱交換器６を
内装した凝縮器５と、凝縮器５に接続され冷温水熱交換
器８を内装した蒸発器７と、蒸発器７および低温溶液熱
交換器10に接続され冷却水熱交換器６を内装した吸収器
９と、吸収器９および低温再生器４に接続された低温溶
液熱交換器10と、低温溶液熱交換器10および分離器３に
接続された高温溶液熱交換器11と、吸収器９および低温
再生器４に接続された凝縮冷媒熱交換器13と、凝縮冷媒
熱交換器13および高温再生器の排気回路12に接続された
排ガス熱交換器14と、排ガス熱交換器14および高温再生
器の加熱源２に接続された空気予熱器15とを備えてい
る。

吸収器９で生成された約37℃の希溶液は二つに分流され
る。一つは凝縮冷媒熱交換器13で低温再生器４から流入
する90〜95℃の凝縮冷媒と熱交換して約80℃に加熱され
た後、排ガス熱交換器14に流入し、高温再生器の排気回
路12から流入する約200℃の燃焼排ガスと熱交換して、
高温再生器１の飽和温度（約150℃）まで昇温されて分
離器３に流入する。分流した希溶液の他方は低温溶液熱
交換器10に流入し、低温再生器４から流入する濃溶液と
熱交換して昇温された後、再び分流し、その一方は低温
再生器４に流入し、他方は高温溶液熱交換器11に流入す
る。高温溶液熱交換器11に流入した希溶液は、分離器３
から流入する中間濃溶液と熱交換して昇温された後、高
温再生器１へ流入し、高温再生器１に設けられた加熱源
２により加熱されて分離器３へ流入する。

高温再生器１および排ガス熱交換器14から分離器３へ流
入した希溶液は、冷媒蒸気と中間濃溶液とに分離され、
中間濃溶液は高温溶液熱交換器11へ流入して希溶液と熱
交換して冷却されたのち、低温再生器４へ流入する。低
温再生器４へ流入し前記中間濃溶液および低温溶液熱交
換器10の出口で分流して低温再生器４へ流入した希溶液
は、分離器３で分離されて低温再生器４へ流入する前記
冷媒蒸気により加熱され、冷媒蒸気を発生して濃溶液と
なり、低温溶液熱交換器10へ流入する低温溶液熱交換器
10で希溶液と熱交換して冷却された濃溶液は、吸収器９
へ流入し、蒸発器７で蒸発する冷媒蒸気を吸収して希溶
液となり、再び述のサイクルを繰り返えす。吸収器９で
発生する吸収熱は、吸収器９に内装された冷却水熱交換
器６により取り去られる。

低温発生器４で中間濃溶液および希溶液を加熱濃縮した
冷媒蒸気は、90〜95℃の凝縮冷媒となって凝縮冷媒熱交
換器13へ流入し、希溶液と熱交換して冷却された後凝縮
器５へ流入する。低温再生器４で発生した冷媒蒸気は凝
縮器５へ流入し、凝縮冷媒熱交換器13から凝縮器５へ流
入した前記冷媒と共に、凝縮器５に内装された冷却水熱
交換器６により冷却されて液冷媒となって蒸発器７へ流
入する。蒸発器７へ流入した液冷媒は、蒸発器７に内装
された冷温水熱交換器８を流れる流体から熱を奪って蒸
発し、冷媒蒸気となって吸収器９へ流入する。吸収器９
に流入した冷媒蒸気は、吸収器９内に散布される濃溶液
に吸収されて希溶液を生成し、再び循環を始める。冷媒
蒸気が濃溶液に吸収される時に生ずる吸収熱は、吸収器
９に内装された冷却水熱交換器６により取り去られる。

高温再生器１で生ずる約200℃の燃焼排ガスは、排気回
路12を経て排ガス熱交換器14へ流入し、凝縮冷媒熱交換
器13で約80℃に昇温された後、前記排ガス熱交換器14に
流入する希溶液と熱交換して約110〜120℃に冷却されて
空気予熱器15へ流入する。空気予熱器15に流入した排ガ
スは、空気予熱器15を流過して高温再生器１の加熱源２
に流入する燃焼用空気と熱交換して前記空気を昇温す
る。冷房運転時は、30〜40℃の燃焼用空気が前記熱交換
により、約80℃に昇温される。

上述のように、吸収器で生成された希溶液の一部が分流
され、分流された希溶液が低温再生器で凝縮された凝縮
冷媒と熱交換して冷媒の熱量を回収して昇温され、更に
高温再生器で生ずる燃焼排ガスと熱交換して排ガスの熱
量を回収して高温再生器の飽和温度まで昇温された後直
接分離器に導かれる。この結果、高温再生器に流入する
希溶液の量が少なくなり、高温再生器で希溶液の温度を
飽和温度に上昇させるのに必要な顕熱の量が減少して蒸
発顕熱として用いられる熱量の割合が増加するので、冷
温水機の成積係数が向上する。又燃焼用空気が予熱され
るので、加熱源の燃焼効率が向上し、燃料量の節減が可
能となる。

凝縮冷媒熱交換器および排ガス熱交換器へ分流する希溶
液の量は、高温及び低温溶液熱交換器との関係で最適流
量が存在する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、吸収器で生成された希溶液の一部が分
流され、分流された希溶液が凝縮冷媒および高温再生器
加熱源の燃焼排ガスと熱交換して昇温されるので、高温
再生器に流入する希溶液と直接分離器に流入する希溶液
を合わせた平均温度が高くなり、高温再生器で費される
熱量の中の希溶液の顕熱上昇のための熱量が減少し、冷
媒の蒸発潜熱として用いられる熱量の割合が増加して、
冷温水機の成積係数が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す系統図であり、第２図は
従来技術の例を示す系統図である。 １……高温再生器、２……高温再生器加熱源、 ３……分離器、４……低温再生器、 10……低温溶液熱交換器、 11……高温溶液熱交換器、 13……凝縮冷媒熱交換器、 14……排ガス熱交換器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久土 智春 静岡県浜松市子安町1370番地 (72)発明者 静 隆広 静岡県浜松市子安町1370番地 (56)参考文献 特開 昭63−116066（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−196762（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】希溶液を低温溶液熱交換器の出口で分流さ
   せて、一方を低温再生器に導き他方を高温溶液熱交換器
   を経て高温再生器に導くとともに、分離器で生成された
   中間濃溶液を高温熱交換器を通したのちに前記低温再生
   器に導く二重効用吸収冷温水機において、吸収器で生成
   された希溶液の一部を前記低温再生器で凝縮された液冷
   媒と熱交換させ、冷媒の熱量を希溶液で回収した後更に
   この希溶液を高温再生器加熱源の排ガスと熱交換させて
   加熱し、加熱された希溶液を前記分離器に導くことを特
   徴とする二重効用吸収冷温水機。