JPH07218017A - 吸収冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温排熱を有効利用し、冷房システムにおい
て冷却能力の単位当たりのコストを低減し、必要とされ
る設備を可能な限り簡素化する事が出来る吸収冷凍機の
提供。 【構成】 高温再生器（１１）と低温再生器（１２）と
を有する吸収冷凍機（２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、
２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆ、２０Ｇ、２０Ｈ、２０Ｉ、２
０Ｊ、２０Ｋ）において、高温溶液熱交換器（１４）と
低温溶液熱交換器（１５）とを連通する吸収剤の希溶液
ライン（Ｌ１、Ｌ１Ａ、Ｌ１Ｂ、Ｌ１Ｃ、Ｌ１Ｄ、Ｌ１
Ｅ、Ｌ１Ｆ、Ｌ１Ｇ、Ｌ１Ｊ、Ｌ１Ｋ）に、吸収冷凍機
外部の温熱源（１、２）より供給される流体と希溶液ラ
インを流れる吸収剤希溶液とを熱交換するための温熱源
用熱交換器（３２、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、
３２Ｅ、３２Ｆ、３２Ｇ、３２Ｈ、３２Ｉ、３２Ｊ、３
２Ｋ）を介装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコジェネレーションシス
テム等から発生する３０℃−１２０℃の流体（例えば、
温水または低圧蒸気）を有効利用する技術に関する。よ
り具体的には、その様な流体を吸収冷凍機の熱源として
利用するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】コジェネレーションシステム（以下、単
に「ＣＧＳ」という）等から排出される温排水或いは低
圧蒸気を利用するために、従来から、例えば図１６で示
すような冷房システムが提案されている。図１６におい
て、ＣＧＳ１から発生する８５℃−１２０℃の温排水或
いは低圧蒸気は排熱ライン２を流れる。この排熱ライン
２には、単効用吸収冷凍機或いは一重二重効用吸収冷凍
機３と、給湯用熱交換器４と、冷却塔５とが介装されて
いる。単効用吸収冷凍機或いは一重二重効用吸収冷凍機
３は冷水ライン６を介して図示しない冷房負荷に冷水を
供給する。そして、冷水ライン６には、単効用吸収冷凍
機或いは一重二重効用吸収冷凍機３のみならず、追い焚
き用の燃料焚二重効用吸収冷凍機７が介装されている。

【０００３】すなわち、図１６で示す冷房システムで
は、ＣＧＳ１から発生する８５℃−１２０℃の温排水或
いは低圧蒸気は、単効用吸収冷凍機或いは一重二重効用
吸収冷凍機３の駆動熱源として利用され、それにより、
燃料焚二重効用吸収冷凍機７に供給するべき高質燃料を
節約しているのである。

【０００４】図１７は燃料焚二重効用吸収冷凍機７の詳
細を示しており、該燃料焚二重効用吸収冷凍機７は蒸発
器９、吸収器１０、高温再生器１１、低温再生器１２、
凝縮器１３、高温溶液熱交換器１４、低温溶液熱交換器
１５、冷媒ポンプＰ９、溶液ポンプＰ１０、これ等の部
材を接続する各種ライン、とから構成されている。ここ
で、高温溶液熱交換器１４と、低温溶液熱交換器１５と
の間の管路Ｌ１は希溶液ラインを構成している。

【０００５】図１７において、燃料焚二重効用吸収冷凍
機７の特性をデューリング線図で示したのが図１８であ
る。図１７、図１８において、括弧を付した算用数字
（１）−（１３）がそれぞれ対応した箇所を示してい
る。図１８中、符号Ａで示す範囲において高質燃料によ
り加熱が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１６−１８
で示す従来の技術においては、単効用吸収冷凍機或いは
一重二重効用吸収冷凍機を用いているため、二重効用吸
収冷凍機に比較して効率が悪く、冷却能力の単位当たり
のコストが高くなるという問題が存在する。

【０００７】また、２種類の吸収冷凍機（図１６の符号
３、７）を備えているため、多大な設備が必要となると
いう問題も存在する。

【０００８】本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み
て提案されたものであり、低温排熱を有効利用すると共
に、冷房システムにおいて冷却能力の単位当たりのコス
トを低減し、且つ、必要とされる設備を可能な限り簡素
化する事が出来る様な吸収冷凍機の提供を目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の吸収冷凍機は、
高温再生器と低温再生器とを有する吸収冷凍機におい
て、高温溶液熱交換器、低温溶液熱交換器を含む吸収剤
の希溶液ラインに、吸収冷凍機外部の温熱源より供給さ
れる流体と前記希溶液ラインを流れる吸収剤希溶液との
間で熱交換を行うための温熱源用熱交換器が介装されて
いる。

【００１０】ここで、所謂「シリーズフロー」、「パラ
レルフロー」、「リバースフロー」の何れについても、
本発明を適用可能である。また、希溶液ラインに介装さ
れた温熱源用熱交換器により昇温された吸収剤希溶液
は、低温溶液熱交換器を出た希溶液と合流させても良
く、或いは高温溶液熱交換器を出た希溶液と合流させて
も良い。

【００１１】なお、上記において、「外部の温熱源より
供給される流体」としては、例えば温排水や低圧蒸気な
どがある。

【００１２】

【作用】上述したような構成を具備する本発明の吸収冷
凍機によれば、高温溶液熱交換器や低温溶液熱交換器を
含む吸収剤の希溶液ラインに介装された温熱源用熱交換
器をＣＧＳなどの排熱ラインに接続する事により、ＣＧ
Ｓを含む冷房システムに二重効用吸収冷凍機と同様の構
成を有する単独の吸収冷凍機のみを介装しても、ＣＧＳ
の排熱を有効利用する事が可能となる。

【００１３】すなわち、ＣＧＳの排熱は温熱源用熱交換
器を介して前記希溶液ライン中を流れる吸収剤希溶液に
伝達されるので、図３において符号Ｂで示す範囲につい
ては高質燃料による加熱を行う必要がなくなる。換言す
れば、ＣＧＳの排熱を用いることにより高質燃料が節約
出来るので、ＣＧＳの排熱の様な低温排熱を有効利用す
ることが可能となるのである。

【００１４】また、高温再生器と低温再生器とを有する
二重効用吸収冷凍機の駆動熱源として低温排熱が用いら
れているため、単効用或いは一重二重効用の吸収冷凍機
を用いた場合に比較して、追い焚用に投入すべき高質燃
料の削減効率が大きい。

【００１５】更に、冷房システムのＣＧＳ等の排熱ライ
ンには本発明の吸収冷凍機のみを介装すれば良く、図１
６−１８で示す従来技術のように２種類の吸収冷凍機を
設備する必要がない。そのため、冷房システム全体の構
成を簡素化して、信頼性を向上させる事が可能になるの
である。

【００１６】

【実施例】以下、図１−１１を参照して本発明の実施例
を説明する。但し、説明を簡略にするために、図１６−
１８で示す従来技術と同じ部材については同様な符号を
付けて、重複説明を省略している。

【００１７】図１において、ＣＧＳ１から発生する８５
℃−１２０℃の温排水或いは低圧蒸気等の流体（以下、
単に「温排水」と表現する）は排熱ライン２を流れる。
この排熱ライン２には、給湯用熱交換器４と冷却塔５と
共に、分岐路Ｌ２を介して本発明の吸収冷凍機２０が設
備されている。ここで、排熱ライン２から分岐路Ｌ２に
分岐する流量は三方弁１６の開度を調節する事により制
御され、その開度は温度センサ１７の計測結果により設
定される。

【００１８】吸収冷凍機２０は蒸発器９、吸収器１０、
高温再生器１１、低温再生器１２、凝縮器１３、高温溶
液熱交換器１４、低温溶液熱交換器１５、冷媒ポンプＰ
９、溶液ポンプＰ１０、これ等の部材を接続する各種ラ
イン、とを含み、冷水ライン６を介して図示しない冷房
負荷に冷水を供給している。そして、吸収器１０、凝縮
器１３に冷却水を供給するための冷却水ラインＣＬが設
けられ、図示しない冷却塔で冷却された冷却水を循環し
ている。また、符号２１は高温再生器１１の高質燃料に
よる加熱手段に高質燃料を供給するための燃料ラインを
示している。

【００１９】ここで、高温溶液熱交換器１４と、低温溶
液熱交換器１５との間の管路Ｌ１は、上述した「高温溶
液熱交換器、低温溶液熱交換器を含む吸収剤の希溶液ラ
イン」（以下、「希溶液ライン」と記載する）を構成し
ている。そして、この希溶液ラインＬ１には、分岐路Ｌ
２の流れる温排水と、希溶液ラインを流れる吸収剤希溶
液とで熱交換を行うための温熱源用熱交換器３２が介装
されている。換言すれば、温熱源用熱交換器３２によ
り、８５℃−１２０℃の温排水が有している熱量が、希
溶液ラインＬ１内の吸収剤希溶液に伝達されるのであ
る。

【００２０】次に、図２、図３を用いて、図１の実施例
の作用を説明する。図２は図１の吸収冷凍機２０を示し
ており、吸収剤溶液或いは蒸気の経路中の所定位置が符
号（１）−（１０）、（１０Ａ）、（１１）、（１
２）、（１２Ａ）、（１３）、（１４）で示されてい
る。そして、図３において、前記各所定位置（１）−
（１０）、（１０Ａ）、（１１）、（１２）、（１２
Ａ）、（１３）、（１４）の状態がデューリング線図上
に示されている。

【００２１】図２において、高質燃料による燃焼・加熱
が行われるのは高温再生器１１の部分であり、符号（１
２Ａ）、（５）、（４）の範囲である。また、温熱源用
熱交換器３２による加熱は希溶液ラインＬ１、すなわち
符号（１０）、（１０Ａ）間で行われる。なお、図３に
おいて、温熱源用熱交換器３２による加熱が行われる範
囲は符号Ｄで示されている。

【００２２】図３において、符号Ａで示すのは従来の二
重効用吸収冷凍機において高質燃料による燃焼・加熱を
必要としていた範囲である。図１、図２の吸収冷凍機に
おいて、符号Ｄで示す範囲でＣＧＳ１の温排水の熱量が
付加される結果、符号（１２）、（１２Ａ）間、すなわ
ち符号Ｂで示す範囲、については高質燃料による燃焼・
加熱が不要となる。そして、符号（１２Ａ）、（５）、
（４）間、すなわち符号Ｃで示す範囲についてのみ、高
質燃料による燃焼・加熱をすれば良い。換言すれば、図
３における符号Ｂで示す範囲については、本発明により
高質燃料を節約できるのである。

【００２３】図１−３で示す実施例のその他の作動につ
いては、従来の二重効用吸収冷凍機と同様であるため、
説明を省略する。

【００２４】図１−３で示す吸収冷凍機は、所謂「シリ
ーズフロー」タイプのものであるが、シリーズフローの
吸収冷凍機であっても図４、図５、図１２で示すような
実施例に変形する事が可能である。

【００２５】図４で示す吸収冷凍機２０Ａは、希溶液ラ
イン（の一部分を構成するライン）Ｌ１Ａに温熱源用熱
交換器３２Ａを介装し、該熱交換器３２Ａにより昇温さ
れた吸収剤希溶液を高温溶液熱交換器１４を出た吸収剤
希溶液と合流させたものである。一方、図５で示す吸収
冷凍機２０Ｂでは、希溶液ライン（の一部分を構成する
ライン）Ｌ１Ｂに介装した温熱源用熱交換器３２Ｂによ
り昇温された吸収剤希溶液を、低温溶液熱交換器１５を
出た吸収剤希溶液と合流させている。ここで、温熱源用
熱交換器により昇温された吸収剤希溶液を、高温溶液熱
交換器１４を出た吸収剤希溶液と合流させるのか、或い
は低温溶液熱交換器１５を出た吸収剤希溶液と合流させ
るのかは、排熱の温度条件（分岐路Ｌ２内を流れる温排
水温度）により決定される。

【００２６】さらに、図１２で示す吸収冷凍機２０Ｇに
おいては、希溶液ライン（の一部分を構成するライン）
Ｌ１Ｇに温熱源用熱交換器３２Ｇにより昇温された吸収
剤希溶液は、低温再生器１２に流入している。

【００２７】なお、図４、５、１２の実施例の作動につ
いては図１−３と同様であるので、重複説明は省略す
る。

【００２８】図１−５及び図１２で示す実施例は何れも
所謂「シリーズフロー」タイプの吸収冷凍機であるが、
図６−９は所謂「パラレルフロー」タイプの吸収冷凍機
に本発明を適用した実施例を示している。

【００２９】図６で示す吸収冷凍機２０Ｃでは、希溶液
ライン（の一部分を構成するライン）Ｌ１Ｃに温熱源用
熱交換器３２Ｃを介装し、該熱交換器３２Ｃにより昇温
された吸収剤希溶液を高温溶液熱交換器１４を出た吸収
剤希溶液と合流させている。

【００３０】図７で示す吸収冷凍機２０Ｄでは、希溶液
ライン（の一部分を構成するライン）Ｌ１Ｄに介装した
温熱源用熱交換器３２Ｄにより昇温された吸収剤希溶液
を低温再生器１２に供給して、低温溶液熱交換器１５を
出た吸収剤希溶液と合流せしめている。

【００３１】さらに、図８で示す吸収冷凍機２０Ｈで
は、温熱源用熱交換器３２Ｈは低温溶液熱交換器１５と
希溶液ラインＬ１の分岐点ＤＬとの間に介装されてお
り、図９で示す吸収冷凍機２０Ｉでは、温熱源用熱交換
器３２Ｉは希溶液ラインＬ１の分岐点ＤＬと高温溶液熱
交換器１４との間に介装されている。

【００３２】図６−９で示す実施例のその他の構成及び
作用効果については、図１−５で説明した実施例と同様
であるので、説明は省略する。

【００３３】図１０、１１、１３、１４は、所謂「リバ
ースフロー」タイプの吸収冷凍機に本発明を適用した実
施例を示している。

【００３４】図１０で示す吸収冷凍機２０Ｅは希溶液ラ
イン（の一部分を構成するライン）Ｌ１Ｅに温熱源用熱
交換器３２Ｅを介装し、昇温された吸収剤希溶液を高温
溶液熱交換器１４を出た吸収剤希溶液と合流させたもの
である。また、図１１で示す吸収冷凍機２０Ｆでは、希
溶液ライン（の一部分を構成するライン）Ｌ１Ｆに介装
した温熱源用熱交換器３２Ｆにより昇温された吸収剤希
溶液を低温溶液熱交換器１５を出た吸収剤希溶液と合流
している。

【００３５】これに加えて、図１３で示す吸収冷凍機２
０Ｊでは、吸収器１０と低温再生器１２とを接続する希
溶液ラインＬ１Ｊに温熱源用熱交換器３２Ｊを介装し、
図１４で示す吸収冷凍機２０Ｋでは、低温再生器１２の
出口側と高温再生器１１とを接続する希溶液ラインＬ１
Ｋに温熱源用熱交換器３２Ｋを介装している。

【００３６】その他の構成及び作用効果については、図
１−９を参照して上述した実施例と同様であるので、説
明は省略する。

【００３７】図１５は複数の（図示では２基）ＣＧＳ１
・・・と、複数の本発明の吸収冷凍機２０（図示では４
基）とを組み合わせた冷房システムを示している。詳細
な構成や作用等については図１−１４で示したものと同
様であるので、説明を省略する。

【００３８】図示の実施例はあくまでも例示であり、本
発明の技術的範囲は図示のものに限定される趣旨ではな
い。例えば、温熱源用熱交換器で昇温された吸収剤希溶
液を低温溶液熱交換器から出た希溶液と合流させるか、
高温溶液熱交換器を出た希溶液と合流させるかについて
は、ＣＧＳからの温排水の温度条件により切り換え自在
に構成する事も可能である。

【００３９】

【発明の効果】本発明の作用効果を以下に列挙する。

【００４０】（１） 単独の吸収冷凍機のみを介装し
て、ＣＧＳの排熱を冷房システムにおいて有効利用する
事ができる。

【００４１】（２） 温熱源用熱交換器を介して希溶液
ライン中の吸収剤希溶液に伝達されるＣＧＳの温排熱に
より、高質燃料を節約する事が出来る。

【００４２】ので、低温排熱の有効利用が実現されるの
である。

【００４３】（３） 省エネルギの要請によく合致す
る。

【００４４】（４） 単効用或いは一重二重効用の吸収
冷凍機に比較して、追い焚用に投入すべき高質燃料の削
減効率が大きい。

【００４５】（５） 複数種類の吸収冷凍機を設備する
必要がないため、冷房システム全体の構成を簡素化し
て、設置コストを向上する事が出きる。

【００４６】（６） 構成が簡素化される事に伴い、信
頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を用いた冷房システムのブロ
ック図。

【図２】図１で用いられている吸収冷凍機を示すブロッ
ク図。

【図３】図２の吸収冷凍機のデューリング線図。

【図４】図１−３で示す実施例とは異なる吸収冷凍機を
示すブロック図。

【図５】図１−４で示す実施例とは異なる吸収冷凍機を
示すブロック図。

【図６】図１−５で示す実施例とは異なる吸収冷凍機の
ブロック図。

【図７】図１−６で示す実施例とは異なる吸収冷凍機の
ブロック図。

【図８】図１−７で示す実施例とは異なる吸収冷凍機の
ブロック図。

【図９】図１−８で示す実施例とは異なる吸収冷凍機の
ブロック図。

【図１０】図１−９で示す実施例とは異なる吸収冷凍機
のブロック図。

【図１１】図１−１０で示す実施例とは異なる吸収冷凍
機のブロック図。

【図１２】図１−１１で示す実施例とは異なる吸収冷凍
機のブロック図。

【図１３】図１−１２で示す実施例とは異なる吸収冷凍
機のブロック図。

【図１４】図１−１３で示す実施例とは異なる吸収冷凍
機のブロック図。

【図１５】本発明を適用したその他の冷房システムを示
すブロック図。

【図１６】従来の冷房システムを示すブロック図。

【図１７】図１６で用いられる従来の二重効用吸収冷凍
機を示すブロック図。

【図１８】図１７で示す二重効用吸収冷凍機のデューリ
ング線図。

【符号の説明】

１・・・コジェネレーションシステム（ＣＧＳ） ２・・・排熱ライン ３・・・単効用吸収冷凍機または一重二重効用吸収冷凍
機 ４・・・給湯用熱交換器 ５・・・冷却塔 ６・・・冷水ライン ７・・・燃料焚二重効用吸収冷凍機 ９・・・蒸発器 １０・・・吸収器 １１・・・高温再生器 １２・・・低温再生器 １３・・・凝縮器 １４・・・高温溶液熱交換器 １５・・・低温溶液熱交換器 Ｐ９・・・冷媒ポンプ Ｐ１０・・・溶液ポンプ Ｌ１、Ｌ１Ａ、Ｌ１Ｂ、Ｌ１Ｃ、Ｌ１Ｄ、Ｌ１Ｅ、Ｌ１
Ｆ、Ｌ１Ｇ、Ｌ１Ｊ、Ｌ１Ｋ・・・希溶液ライン（或い
は希溶液ラインの一部分を構成するライン） ＤＬ・・・希溶液ラインの分岐点 Ｌ２・・・分岐路 ２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０
Ｆ、２０Ｇ、２０Ｈ、２０Ｉ、２０Ｊ、２０Ｋ・・・吸
収冷凍機 １６・・・三方弁 １７・・・温度センサ ＣＬ・・・冷却水ライン ２１・・・燃料ライン ３２、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ、３２
Ｆ、３２Ｇ、３２Ｈ、３２Ｉ、３２Ｊ、３２Ｋ・・・温
熱源用熱交換器 （１）−（１０）、（１０Ａ）、（１１）、（１２）、
（１２Ａ）、（１３）、（１４）・・・吸収剤の経路中
の所定位置 Ａ・・・従来、高質燃料による燃焼・加熱を必要として
いた範囲 Ｂ・・・高質燃料による燃焼・加熱が不要となる範囲 Ｃ・・・本発明において高質燃料による燃焼・加熱を必
要とする範囲 Ｄ・・・温排水の熱量が付加される範囲

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温再生器と低温再生器とを有する吸収
   冷凍機において、高温溶液熱交換器、低温溶液熱交換器
   を含む吸収剤の希溶液ラインに、吸収冷凍機外部の温熱
   源より供給される流体と前記希溶液ラインを流れる吸収
   剤希溶液との間で熱交換を行うための温熱源用熱交換器
   が介装されている事を特徴とする吸収冷凍機。