JPH10122688A - チラー - Google Patents

チラー

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JPH10122688A
JPH10122688A JP9275722A JP27572297A JPH10122688A JP H10122688 A JPH10122688 A JP H10122688A JP 9275722 A JP9275722 A JP 9275722A JP 27572297 A JP27572297 A JP 27572297A JP H10122688 A JPH10122688 A JP H10122688A
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chiller
mixer
desorber
absorber
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JP9275722A
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Goff Pierre Le
ピエール・ル・ゴフ
Jerome Dornier
ジェローム・ドルニエ
Isabelle Soide
イザベル・スワド
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Gaz de France SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/02—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
    • F25B15/06—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being water vapour evaporated from a salt solution, e.g. lithium bromide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/14—Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units
    • F24F1/18—Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units characterised by their shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/008—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type with multi-stage operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/006—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the sorption type system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62—Absorption based systems

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建築物の空調システム１３８に供給する冷却
用流体を冷却するためのチラーであって、高い温度で、
特に２５０℃までの温度で動作できるものを提供する。 【解決手段】 冷媒の２つの成分を分離するためのボイ
ラ−分離器１００を備え、加熱および蒸発によってその
成分の一つは揮発する。蒸発および吸収によって上記冷
媒を再形成するための混合器１３２を備える。ボイラ−
分離器１００は、燃焼室１０２と、上記燃焼室の周りを
同心状に延びる複数の脱離−吸収囲い１０４，１０６，
１０８，１１０とを備える。各囲いの参照数字に添字
ａ，ｂ，ｃ，ｄを付したものは、それぞれ脱離器の入口
ダクト、脱離器の出口ダクト、吸収器の出口ダクト、吸
収器の入口ダクトを示す。１１８，１２０，１２２は第
１の熱交換器、１２４，１２６，１２８は第２の熱交換
器である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は「チラー（chille
r）」と呼ばれる、家庭用（個人の家若しくはアパート
の区画）または産業用（事務所若しくは工場）の空調シ
ステムを通る冷却用流体の温度を低下させるのに用いら
れる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、水と臭化リチウムとの混合物を
冷媒として用いたチラーの、理想化されたダイヤグラム
を示している。
【０００３】そのようなポンプの動作は２つの異なる動
作に頼っている。第１の動作は、まず臭化リチウムの濃
縮溶液（濃縮物１４）および水（純粋溶媒１６）を得る
ために、臭化リチウムの希薄溶液からなる冷媒混合物１
０の２つの成分を分離するための分離器１２を用いるこ
とにある。上記分離は、高温源１８（例えば１０００℃
以上の燃焼炎）およびヒートシンク２０（例えば３０℃
の大気によって構成される）からの熱の流れを低下させ
ることによって達成される。次に、第２の動作は、初期
の冷媒混合物１０（希薄物）を再形成するために、再び
それらの成分を互いに混合（混合器２２内で）すること
にある。空調システム２４の冷却用流体を再蒸発させ、
（例えばグリコール含有水またはその他の低い凝固点を
持つ液体を）ポンプでくみ出し、かつ凝縮し、続いてこ
の方法で得られた蒸気を濃縮溶液１４と混合することに
よってである。そのような混合は、大気２０の温度より
も高い温度で凝縮−吸収熱を放つ。
【０００４】現在市場にある水と臭化リチウムのチラー
は、殆どすべて、分離器内に２つの脱離−凝縮ステージ
を備えている（これがそれらが二重効用（double effec
t）チラーと呼ばれる理由である。）。各ステージは熱
蒸発−凝縮動作を実行し、約１５０℃の最大温度を容認
できる。この最大値は、上記温度以上では如何なる金属
も臭化リチウム水溶液の存在によって腐食するという事
実によって説明される。
【０００５】図４は、２つの脱離−凝縮ステージを有す
る従来のチラーの構造を詳細に示している。
【０００６】ボイラ−分離器３０は、建築物内のセント
ラルヒーティングシステム用の伝統的な温水ボイラの形
態をしており、３つの同心の円筒状の囲いによって取り
囲まれた円筒状の囲いによって形成された燃焼室１８を
用いている。最も外側の囲い３６は、空気冷却器２０か
ら直接来て、その外側の囲い内で高温になった（３０℃
から４０℃になった）後にそこへ戻る冷却水（高温冷却
材として働く）を運ぶ。２つの中間の囲いの各々は、脱
離器−凝縮器として働き、それらは燃焼室に近い第１の
囲い３２と第２の囲い３４とを備えている。これらの両
方の囲いは好ましくは薄厚（数センチメートル）であ
り、これらの２つの囲いの頂部３２ａおよび３４ａ内へ
並行に同じ濃度で注入される希薄溶液（冷媒または希薄
物）を再生するために働く。以下、この明細書において
これらを希薄物入口と呼ぶ。この再生は、燃焼炎によっ
て加熱される各囲いの内壁４２ａ，４４ａをわたって薄
膜となって流れる希薄物を蒸発させることによって実行
される。この流動膜技術は大きな熱伝達係数、よって小
さな温度差（約５℃）につながるという利点を持ち、し
たがって、チラーにとって高レベルのエネルギ効率を保
証するということが認められる。熱の影響下で溶媒
（水）は蒸発し、上述の内壁とは反対側の囲いの外壁４
２ｂ，４４ｂ上で凝縮する。次に、濃縮溶液（濃縮物は
臭化リチウムである）と温かい溶媒とが別々に囲いの底
部の３２ｂ，３２ｃ；３４ｂ，３４ｃに集められる。そ
れぞれ濃縮物出口は内壁４２ａ，４４ａに接近し、溶媒
出口は外壁４２ｂ，４４ｂに接近している。それらの濃
縮溶液と温かい溶媒とは静的熱交換器４６，４８；５０
へ向けられ、それらの熱交換器の中で、それらの熱交換
器内へ対向流で注入される希釈された溶液と冷たい溶媒
とを代わりに加熱するために働く。
【０００７】混合器２２は蒸発器−吸収器として働き、
頂部に純粋な溶媒を受ける第１の入口５２ａを持つ鉛直
の囲い５２の形態をしているのが有利である。この溶媒
は、その囲いの内壁５４を薄膜となって流れ落ち、この
囲いの第１の熱交換エレメント５８内の空調システム２
４を通る低温冷却材の流れの結果として蒸発する。これ
によって、第２の入口５２ｂを介して受けられた濃縮溶
液に基づいて、希釈された溶液が反対側の壁５６上で再
形成されるのを引き起こす。以下、この明細書において
これらの第１の入口、第２の入口をそれぞれ溶媒入口、
濃縮物入口と呼ぶ。希釈された溶液は、囲い５２の底部
から以下に希薄物出口と呼ばれる第１の出口５２ｃを介
して取り出され、その代わりに、溶液のうち蒸発せず冷
却された残りは、この底部から溶媒出口と呼ばれる第２
の出口５２ｄを介して取り出される。囲い５２は、空気
冷却器２０から直接来て、高温になった（図示の例では
３０℃から４０℃になった）後にそこへ戻る高温冷却材
を運ぶ第２の熱交換エレメント６０を有している。この
囲い内で、溶媒出口は循環ポンプ６２を介して溶媒入口
へ戻り、ループが形成されている。
【０００８】第１の熱交換器４６は、第１の熱交換エレ
メント４６ａと、第２の熱交換エレメント４６ｂとの両
方を含んでいる。第１の熱交換エレメント４６ａは、そ
の２つの端部のうちの一方の端部が第１の囲い３２の濃
縮物出口３２ｂに連結され、他方の端部が混合器２２の
囲い５２の濃縮物入口５２ｂに連結されている。第２の
熱交換エレメント４６ｂは、その２つの端部のうちの一
方の端部が混合器２２の囲い５２の希薄物出口５２ｃに
連結され、他方の端部が第１の囲い３２の希薄物入口３
２ａに連結されている。
【０００９】第２の熱交換器４８は、第１の熱交換エレ
メント４８ａと、第２の熱交換エレメント４８ｂとの両
方を含んでいる。第１の熱交換エレメント４８ａは、そ
の２つの端部のうちの一方の端部が第２の囲い３４の濃
縮物出口３４ｂに連結され、他方の端部が混合器２２の
囲い５２の濃縮物入口５２ｂに連結されている。第２の
熱交換エレメント４８ｂは、その２つの端部のうちの一
方の端部が混合器２２の囲い５２の希薄物出口５２ｃに
連結され、他方の端部が第２の囲い３４の希薄物入口３
４ａに連結されている。
【００１０】第３の熱交換器５０は、第１の熱交換エレ
メント５０ａと、第２の熱交換エレメント５０ｂとの両
方を含んでいる。第１の熱交換エレメント５０ａは、そ
の２つの端部のうちの一方の端部が第１および第２の囲
い３２，３４の溶媒出口３２ｃ，３４ｃに連結され（囲
いの一方または他方からくる溶媒の量を制御することに
よって熱交換器が調整されるように、バルブ３８が例え
ば第１の囲いの出口に設けられた状態で）、他方の端部
が混合器２２の囲い５２の溶媒入口５２ａに連結されて
いる。第２の熱交換エレメント５０ｂは、その２つの端
部のうちの一方の端部が燃焼室１８の煙道ガス復熱器７
２を介して家庭温水回路７０に連結され、他方の端部が
例えば２０℃の管給水から温水回路に給水するための供
給部７４に連結されている。
【００１１】当然ながら、ポンプ６４，６６およびバル
ブ６８は、囲い５２と様々な熱交換器４６，４８および
５０との間の冷媒の流れを促進するために設けられてい
る。
【００１２】ボイラ−分離器の第１の囲いが１．６バー
ルの圧力で動作し、第２の囲いが０．１バールの圧力で
動作し、かつ混合器が０．００８バール（６．１mmＨ
g）の圧力で動作するとものとし、臭化リチウムの濃度
が濃縮物でｘｃ＝０．６２、希薄物でｘｄ＝０．５８と
すると、このような従来のチラーの壁の温度は以下の値
に達するということが観測される。すなわち、燃焼室と
第１の囲い３２との間の壁は１４０℃から１５５℃、第
１および第２の囲いの間の連結壁４２ｂ〜４４ａは８５
℃から９５℃、第２の囲いと外側の囲い３６との間の壁
４４ｂは４０℃から４５℃である。このチラーにおける
様々な点で得られた温度が図４に記されている。
【００１３】そのチラー上で実行される熱および質量収
支は、様々な要素の間で伝達される熱のパワーを決定す
るために働く。よって、初期の燃料のパワーを５０ｋＷ
に選び、かつ燃焼室の効率を８５％とすると、分離器が
４２．５ｋＷを受けることが推論される。分離器はその
うち３０ｋＷを高温冷却材へ配給する。高温冷却材はそ
れを空気冷却器を介して大気へ捨てる。混合器は、空調
システムから来る低温冷却材（冷却用流体）内の６４ｋ
Ｗを汲み上げ、高温冷却材の中へ７６．５ｋＷを戻す。
高温冷却材はそれを空気冷却器を介して大気へ同様に捨
てる。希薄物と濃縮物との間の対向流に配置された第１
および第２の熱交換器４６，４８は、それぞれ６６．５
ｋＷ，２３．５ｋＷという高いパワーを有するというこ
とが認められる。最後に、２０℃で取られる水は第３の
熱交換器５０（これは分離器から来る温かい溶媒を受け
る）から５ｋＷを受け取り、さらに燃焼室から７．５ｋ
Ｗを受け取る煙道ガス復熱器７０から追加の２．５ｋＷ
を受け取る。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、現
在容認でき、かつ可能なその温度よりも高い温度で、特
に２５０℃までの温度で動作できるチラーを提供するこ
とにある。この発明の別の目的は現行のチラーの熱収支
を改善するとともに、そのエネルギ効率をも改善するこ
とにある。別の目的は、可能な限り高く、好ましくは２
以上（この値は１のオーダにある現行の値と比較されね
ばならない）の動作係数（燃焼の火力に対する空調シス
テムのパワーの比）を得ることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載のチラーは、建築物の空調システム
に供給する冷却用流体を冷却するためのチラーであっ
て、第１に、冷媒の２つの成分を分離するためのボイラ
−分離器を備え、加熱および蒸発によってその成分の一
つは揮発し、第２に、蒸発および吸収によって上記冷媒
を再形成するための混合器を備えたチラーにおいて、上
記ボイラ−分離器は、燃焼室と、上記燃焼室の周りを同
心状に延びる複数の脱離−吸収囲いとを備え、いずれか
一つの囲いの脱離部または脱離器からの出口ダクトは、
第１の熱交換器を介して、すぐ先行する囲いの脱離器の
入口ダクトに連結され、第１の囲いの脱離器の出口ダク
トおよび最後の囲いの脱離器の入口ダクトは上記混合器
に連結され、いずれか一つの囲いの吸収部または吸収器
の出口ダクトは、第２の熱交換器を介して、すぐ後続す
る囲いの吸収器の入口ダクトに連結され、上記第１の囲
いの吸収器の入口ダクトおよび最後の囲いの吸収器の出
口ダクトは上記混合器に連結されていることを特徴とす
る。
【００１６】上記最後の囲いの脱離器の入口ダクトは、
第１の熱交換器を介して、上記混合器に連結されてお
り、また、上記第１の囲いの脱離器の出口ダクトは、ひ
と組の第１の熱交換器を介して、上記混合器に連結され
ている。
【００１７】同様に、上記最後の囲いの吸収器の出口ダ
クトは、第２の熱交換器を介して、上記混合器に連結さ
れており、また、上記第１の囲いの吸収器の入口ダクト
は、ひと組の第２の熱交換器を介して、上記混合器に連
結されている。
【００１８】上記冷媒は水と臭化リチウムとの混合物で
あるのが望ましく、また、上記冷却用流体は、グリコー
ル含有水のような低い凝固しきい値を有する液体である
のが望ましい。
【００１９】所望の圧力および温度により、上記ボイラ
−分離器は２つ、３つまたは４つの脱離−吸収囲いを有
しても良い。
【００２０】好ましい実施形態では、上記燃焼室に最も
近い上記第１および第２の囲いは、樹脂が含浸されたグ
ラファイトからなる壁を有する。また、上記燃焼室に直
接接触している第１の囲いのグラファイト壁は、耐火性
の金属からなる薄いシートで覆われていても良い。
【００２１】上記ボイラ−分離器の最も外側の囲いは、
空気冷却器のような、高温冷却材を冷却するための装置
に連結された第１の循環回路を含み、上記混合器は、上
記冷却用流体を循環させる空調システムに連結された第
２の循環回路、および上記高温冷却材を循環させる冷却
装置に連結された第３の循環回路と熱接触している囲い
を含むのが望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を詳
細に説明する。
【００２３】図２はこの発明の一実施形態のチラーを示
している。このチラーは四重効用ポンプであるが、明ら
かに、この発明の原理を満たす三重効用ポンプも想定さ
れる。これらの原理は、もはや従来技術のように並行に
供給を受ける２つの脱離−凝縮ステージを用いることに
は頼らず、直列に連結された複数の脱離−吸収セルを用
いることに頼っている。その概念は、もはや熱の効果を
用いて各セル内で溶媒が流れる壁とは反対側の壁上で溶
媒を凝縮させ、この方法で分離された、混合器へ取るた
めの成分を集めることのみならず、この希薄物から来る
水蒸気が上記反対側の壁を流れ落ちる濃縮物内に吸収さ
れるようにし、続いて、集められた濃縮物を用いる次の
セル内でこの動作を繰り返すことにある。
【００２４】それにもかかわらず、ボイラ−分離器１０
０は、鉛直の円筒状の囲いによって形成され、かつ複数
の同心の円筒状の囲いによって取り囲まれた燃焼室１０
２を有する従来の温水ボイラと同様の形態をとることが
できる。その最も外側の囲い１１２は、空気冷却器１１
４のような冷却装置から直接来て、その外側の囲い内で
高温になった後にそこへ戻る高温冷却材（好ましくは２
０℃の冷却水のみによって構成される）を運ぶ。４つの
中間の囲い１０４，１０６，１０８および１１０は、各
々冷媒を再生するために働く脱離器−凝縮器として働
く。初期に冷媒は、希釈された形態（希薄物）で最も外
側の囲いにすぐ隣接する囲い１１０（この四重効用チラ
ーにおける第４の囲い）の脱離器へその囲いの頂部に位
置する希薄物入口１１０ａを介して注入される。その
後、冷媒は囲いの各々を順次通過して累進的に加熱さ
れ、最後に第１の囲い１０４（燃焼室に最も近い囲い）
の脱離器から濃縮された形態でその底部にある濃縮物出
口１０４ｂを介して出る。これと並行に、濃縮された形
態（濃縮物）ではあるが、同じ冷媒が反対側の経路を追
う。つまり、冷媒は第１の囲い１０４の吸収器へその頂
部に位置する濃縮物入口１０４ｄを介して注入され、中
間の囲いを順次通って逆に冷却された後、第４の囲い１
１０の吸収器の底部にある希薄物出口１１０ｃを介して
出る。さらに、４つの静的熱交換器１１６，１１８，１
２０および１２２が、それらの囲いの間に、より正確に
は一つの囲いの脱離器の濃縮物出口とそれにすぐ隣接す
る囲いの脱離器の希薄物入口との間に、希薄物がそれら
の囲いを通して前進するとき希薄物を加熱するために設
けられている。また、４つの他の静的熱交換器１２４，
１２６，１２８および１３０が、それらの囲いの間に、
より正確には一つの囲いの吸収器の希薄物出口とそれに
すぐ隣接する囲いの吸収器の濃縮物入口との間に、濃縮
物がそれらの囲いを通して前進するとき濃縮物を冷却す
るために設けられている。
【００２５】混合器は同様に蒸発器−吸収器セルを含
み、頂部に希薄物入口１３２ａおよび濃縮物入口１３２
ｂを持つ鉛直の囲い１３２の形態をしているのが有利で
ある。希薄物はこの囲いの底部から希薄物出口１３２ｃ
を介して取り出され、濃縮物はこの囲いの底部から濃縮
物出口１３２ｄを介して取り出される。以前のように、
空調システム１３８を通過する低温冷却材（冷却用流体
とも呼ぶ）は第１の熱交換エレメント１３４を介して囲
い１３２を通過し、空気冷却器１１４を通過する高温冷
却材は第２の熱交換エレメント１３６を介してその囲い
１３２を通過する。
【００２６】第１の熱交換器１１６は、第１の熱交換エ
レメント１１６ａと、第２の熱交換エレメント１１６ｂ
との両方を含んでいる。第１の熱交換エレメント１１６
ａは、その２つの端部のうちの一方の端部が混合器の囲
い１３２の希薄物出口１３２ｃに連結され、他方の端部
が第４の囲い１１０の脱離器の希薄物入口１１０ａに連
結されている。第２の熱交換エレメント１１６ｂは、そ
の２つの端部のうちの一方の端部が混合器の囲い１３２
の濃縮物入口１３２ｂに連結され、他方の端部が第２の
熱交換器１１８の第２の熱交換エレメント１１８ｂの出
口に連結されている。
【００２７】第２の熱交換器１１８は、第１の熱交換エ
レメント１１８ａと、第２の熱交換エレメント１１８ｂ
との両方を含んでいる。第１の熱交換エレメント１１８
ａは、その２つの端部のうちの一方の端部が第４の囲い
１１０の脱離器の濃縮物出口１１０ｂに連結され、他方
の端部が第３の囲い１０８の脱離器の希薄物入口１０８
ａに連結されている。第２の熱交換エレメント１１８ｂ
は、その２つの端部のうちの一方の端部が第１の熱交換
器１１６の第２の熱交換エレメント１１６ｂの入口に連
結され、他方の端部が第３の熱交換器１２０の第２の熱
交換エレメント１２０ｂの出口に連結されている。
【００２８】第３の熱交換器１２０は、第１の熱交換エ
レメント１２０ａと、第２の熱交換エレメント１２０ｂ
との両方を含んでいる。第１の熱交換エレメント１２０
ａは、その２つの端部のうちの一方の端部が第３の囲い
１０８の脱離器の濃縮物出口１０８ｂに連結され、他方
の端部が第２の囲い１０６の脱離器の希薄物入口１０６
ａに連結されている。第２の熱交換エレメント１２０ｂ
は、その２つの端部のうちの一方の端部が第２の熱交換
器１１８の第２の熱交換エレメント１１８ｂの入口に連
結され、他方の端部が第４の熱交換器１２２の第２の熱
交換エレメント１２２ｂの出口に連結されている。
【００２９】第４の熱交換器１２２は、第１の熱交換エ
レメント１２２ａと、第２の熱交換エレメント１２２ｂ
との両方を含んでいる。第１の熱交換エレメント１２２
ａは、その２つの端部のうちの一方の端部が第２の囲い
１０６の脱離器の濃縮物出口１０６ｂに連結され、他方
の端部が第１の囲い１０４の脱離器の希薄物入口１０４
ａに連結されている。第２の熱交換エレメント１２２ｂ
は、その２つの端部のうちの一方の端部が第３の熱交換
器１２０の第２の熱交換エレメント１２０ｂの入口に連
結され、他方の端部が第１の囲い１０４の脱離器の濃縮
物出口１０４ｂに連結されている。
【００３０】第５の熱交換器１２４は、第１の熱交換エ
レメント１２４ａと、第２の熱交換エレメント１２４ｂ
との両方を含んでいる。第１の熱交換エレメント１２４
ａは、その２つの端部のうちの一方の端部が第１の囲い
１０４の吸収器の希薄物出口１０４ｃに連結され、他方
の端部が第２の囲い１０６の吸収器の濃縮物入口１０６
ｄに連結されている。第２の熱交換エレメント１２４ｂ
は、その２つの端部のうちの一方の端部が第１の囲い１
０４の濃縮物入口１０４ｄに連結され、他方の端部が第
６の熱交換器１２６の第２の熱交換エレメント１２６ｂ
の出口に連結されている。
【００３１】第６の熱交換器１２６は、第１の熱交換エ
レメント１２６ａと、第２の熱交換エレメント１２６ｂ
との両方を含んでいる。第１の熱交換エレメント１２６
ａは、その２つの端部のうちの一方の端部が第２の囲い
１０６の吸収器の希薄物出口１０６ｃに連結され、他方
の端部が第３の囲い１０８の吸収器の濃縮物入口１０８
ｄに連結されている。第２の熱交換エレメント１２６ｂ
は、その２つの端部のうちの一方の端部が第５の熱交換
器１２４の第２の熱交換エレメント１２４ｂの入口に連
結され、他方の端部が第７の熱交換器１２８の第２の熱
交換エレメント１２８ｂの出口に連結されている。
【００３２】第７の熱交換器１２８は、第１の熱交換エ
レメント１２８ａと、第２の熱交換エレメント１２８ｂ
との両方を含んでいる。第１の熱交換エレメント１２８
ａは、その２つの端部のうちの一方の端部が第３の囲い
１０８の吸収器の希薄物出口１０８ｃに連結され、他方
の端部が第４の囲い１１０の吸収器の濃縮物入口１１０
ｄに連結されている。第２の熱交換エレメント１２８ｂ
は、その２つの端部のうちの一方の端部が第６の熱交換
器１２６の第２の熱交換エレメント１２６ｂの入口に連
結され、他方の端部が第８の熱交換器１３０の第２の熱
交換エレメント１３０ｂの出口に連結されている。
【００３３】第８の熱交換器１３０は、第１の熱交換エ
レメント１３０ａと、第２の熱交換エレメント１３０ｂ
との両方を含んでいる。第１の熱交換エレメント１３０
ａは、その２つの端部のうちの一方の端部が第４の囲い
１１０の吸収器の希薄物出口１１０ｃに連結され、他方
の端部が混合器の囲い１３２の希薄物入口１３２ａに連
結されている。第２の熱交換エレメント１３０ｂは、そ
の２つの端部のうちの一方の端部が第７の熱交換器１２
８の第２の熱交換エレメント１２８ｂの入口に連結さ
れ、他方の端部が混合器の囲い１３２の濃縮物出口１３
２ｄに連結されている。
【００３４】このシステムは閉回路内で動作することが
認められる。冷媒は交互に順次分解および再合成され
る。もし従来のチラー上のように温水回路１４０を利用
可能にすることが望まれるならば、この回路は、源、例
えば管給水１４４から始まる燃焼室１０２の煙道ガス復
熱器回路１４０を経由して通るのが好ましい。
【００３５】当然ながら、このチラーの様々な要素の間
を冷媒が循環するのを容易にするために、ポンプおよび
バルブ（図示せず）が設けられている。図２中に示した
ような、ボイラ−分離器の囲い内で生ずる温度と圧力
は、本発明の構造を有するこの方式で、２５０℃のオー
ダの濃縮物温度を持つ一方、容認できる最大圧力（第１
の囲いで７バール）内に留まる四重効用チラーを得るこ
とが可能であるということを証明している。
【００３６】図３は本発明で道具とされるボイラ−分離
器の構造を示している。縦軸上に配置されているガス又
はオイルバーナー（図示せず）は円筒の形状になってい
る。参照数字１５０はバーナー用の支持部を示し、参照
数字１５２は熱防護ディスクを示している。同軸の管状
分離壁１５６に固定された耐火性材料１５４からなるデ
ィスクが、燃焼領域を小分けし、特に炎の端部を煙道ガ
ス排出オリフィス１５８から分離している。同心の囲い
が、管状壁と外壁１６０との間で燃焼炉床の周りに規則
的に配置されている。第１の壁１６２は外壁と協働して
第４の囲い１１０を形成する。この第４の囲いの中に、
非接触回転（コイル１６４）で巻かれた管が設けられ、
この管は対向流でそれを通って流れる高温冷却材を有し
ている。希薄物と濃縮物は、第１の壁の頂部と外壁の頂
部にそれぞれ設けられた複数の供給ダクト１６８および
１６６を介してこの第４の囲いの中へ注入される。同様
に、第２の壁１７０は第１の壁と協働して第３の囲い１
０８を形成する。この第３の囲い１０８は同様に、それ
ぞれ希薄物と濃縮物を注入する供給ダクト１７４および
１７２を有している。三重効用チラーでは、第３の壁１
７６は第２の壁と協働して、希薄物と濃縮物用の供給ダ
クト１８０および１７８を備えた第２の囲い１０６を形
成するように設けられている。最後に、四重効用チラー
に対応する図示の例では、燃焼室に最も近い第４の壁１
８２が第３の壁と協働して、それぞれのダクト１８６お
よび１８４を介して希薄物と濃縮物を受けるのに適した
第１の囲い１０４を形成するように設けられている。こ
れらの壁の底部で、濃縮物収集ダクト１８８，１９０，
１９２および１９４と、希薄物収集ダクト１９６，１９
８，２００および２０２がそれらの要素を回復させるよ
うに働く。当然ながら、シール、例えば２０４，２０６
が、単一の囲いまたは２つの隣接する囲い内で希薄物と
濃縮物との間の混合が起こるのを妨げるように設けられ
ている。
【００３７】燃焼室に近い第１および第２の囲いは、樹
脂が含浸されたグラファイトからなるのが望ましい。こ
れは、４００℃までの熱防護を達成できるようにする。
必要ならば、燃焼炎と直接接触している第１の囲いのグ
ラファイト壁は耐火性金属２０８の薄いシートで覆われ
ていても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はチラーの理想化されたダイヤグラムを
示す図である。
【図２】 この発明の四重効用チラーの一実施形態を示
す図である。
【図３】 図２のチラーのボイラ−分離器の詳細を示す
図である。
【図４】 従来の二重効用チラーの具体例を示す図であ
る。
【符号の説明】 １０２ 燃焼室 １０４ 第１の囲い １０６ 第２の囲い １０８ 第３の囲い １１０ 第４の囲い １１２ 最も外側の囲い １１４ 空気冷却器 １３８ 空調システム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イザベル・スワド フランス95120エルモン、リュ・ドゥ・ス タラングラード２番

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 建築物の空調システムに供給する冷却用
    流体を冷却するためのチラーであって、 第１に、冷媒の２つの成分を分離するためのボイラ−分
    離器（１００）を備え、加熱および蒸発によってその成
    分の一つは揮発し、 第２に、蒸発および吸収によって上記冷媒を再形成する
    ための混合器（１３２）を備えたチラーにおいて、 上記ボイラ−分離器は、燃焼室（１０２）と、上記燃焼
    室の周りを同心状に延びる複数の脱離−吸収囲い（１０
    ４，１０６，１０８，１１０）とを備え、 いずれか一つの囲いの脱離部または脱離器からの出口ダ
    クト（１１０ｂ，１０８ｂ，１０６ｂ）は、第１の熱交
    換器（１１８，１２０，１２２）を介して、すぐ先行す
    る囲いの脱離器の入口ダクト（１０８ａ，１０６ａ，１
    ０４ａ）に連結され、 第１の囲いの脱離器の出口ダクト（１０４ｂ）および最
    後の囲いの脱離器の入口ダクト（１１０ａ）は上記混合
    器（１３２）に連結され、 いずれか一つの囲いの吸収部または吸収器の出口ダクト
    （１０４ｃ，１０６ｃ，１０８ｃ）は、第２の熱交換器
    （１２４，１２６，１２８）を介して、すぐ後続する囲
    いの吸収器の入口ダクト（１０６ｄ，１０８ｄ，１１０
    ｄ）に連結され、 上記第１の囲いの吸収器の入口ダクト（１０４ｄ）およ
    び最後の囲いの吸収器の出口ダクト（１１０ｃ）は上記
    混合器（１３２）に連結されていることを特徴とするチ
    ラー。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のチラーにおいて、 上記最後の囲い（１１０）の脱離器の入口ダクト（１１
    ０ａ；１６８）は、第１の熱交換器（１１６）を介し
    て、上記混合器（１３２）に連結されていることを特徴
    とするチラー。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のチラーにおいて、 上記第１の囲い（１０４）の脱離器の出口ダクト（１０
    ４ｂ；１９４）は、全ての第１の熱交換器（１１６〜１
    ２２）を介して、上記混合器（１３２）に連結されてい
    ることを特徴とするチラー。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のチラーにおいて、 上記最後の囲い（１１０）の吸収器の出口ダクト（１１
    ０ｃ；１９６）は、第２の熱交換器（１３０）を介し
    て、上記混合器（１３２）に接続されていることを特徴
    とするチラー。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のチラーにおいて、 上記第１の囲い（１０４）の吸収器の入口ダクト（１０
    ４ｄ；１８４）は、全ての第２の熱交換器（１２４〜１
    ３０）を介して、上記混合器（１３２）に連結されてい
    ることを特徴とするチラー。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載のチラーにおいて、 上記冷媒は水と臭化リチウムとの混合物であることを特
    徴とするチラー。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載のチラーにおいて、 上記冷却用流体は、グリコール含有水のような低い凝固
    しきい値を有する液体であることを特徴とするチラー。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか一つに記載の
    チラーにおいて、 上記ボイラ−分離器は３つの脱離−吸収囲いを有するこ
    とを特徴とするチラー。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至７のいずれか一つに記載の
    チラーにおいて、 上記ボイラ−分離器は４つの脱離−吸収囲いを有するこ
    とを特徴とするチラー。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載のチラーにおいて、 上記燃焼室（１０２）に最も近い上記第１および第２の
    囲い（１０４，１０６）は、樹脂が含浸されたグラファ
    イトからなる壁を有することを特徴とするチラー。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載のチラーにおいて、 上記燃焼室に直接接触している第１の囲いのグラファイ
    ト壁は、耐火性の金属からなる薄いシートで覆われてい
    ることを特徴とするチラー。
  12. 【請求項１２】 請求項１に記載のチラーにおいて、 上記ボイラ−分離器（１００）の最も外側の囲い（１１
    ２）は、空気冷却器のような、高温冷却材を冷却するた
    めの装置（１１４）に連結された第１の循環回路を含
    み、 上記混合器（１３２）は、上記冷却用流体を循環させる
    空調システム（１３８）に連結された第２の循環回路
    （１３４）、および上記高温冷却材を循環させる冷却装
    置に連結された第３の循環回路（１３６）と熱接触して
    いる囲いを含むことを特徴とするチラー。
JP9275722A 1996-10-10 1997-10-08 チラー Pending JPH10122688A (ja)

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