JPH10185345A - 吸収冷温水機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン等の排熱を回収して希溶液の加熱に
利用する吸収冷温水機において、暖房時に必要な温水温
度を確保し、エンジン排熱を有効に利用する。 【解決手段】 低温溶液熱交換器１を出た稀溶液とエン
ジンの排温水とを熱交換させる排熱回収熱交換器２を設
け、この熱交換器２を排温水と希溶液の間及び排温水と
暖房用温水の間で熱交換可能とし、低温溶液熱交換器１
の被加熱流体側出口と熱交換器２の被加熱流体側出口と
を溶液バイパス弁１０を介して溶液バイパス管１７で接
続し、蒸発器７に接続された冷温水入り側配管１８に冷
温水回路切換弁１１を介装し、熱交換器２に接続された
暖房用温水入り側配管１５を第１の温水回路切換弁１２
を介して冷温水回路切換弁１１上流側の冷温水入り側配
管１８に接続し、熱交換器２に接続された暖房用温水出
側配管１５Ａを第２の温水回路切換弁１２Ａを介して冷
温水回路切換弁１１下流側の冷温水入り側配管１８に接
続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は吸収冷温水機に係
り、特にエンジン等の排熱を冷却水を介して回収し、希
溶液の加熱に使用して運転経費の節減を図った吸収冷温
水機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種の排熱を回収して回収した熱
を希溶液の加熱に利用して運転経費の節減を図った吸収
冷温水機が知られている。エンジン等の排熱を冷却水を
介して回収し、回収した熱を希溶液の加熱に使用して運
転経費の節減を図った例としては例えば、特開平７−２
１８０１７号公報に開示されたものがあり、また、吸収
冷温水機に内装された高温再生器の燃焼排ガスの熱を希
溶液の加熱に使用して運転経費の節減を図った例として
は、例えば、特公平６−６３６７２号公報に開示された
ものがある。その１例を図２に示す。

【０００３】図示の吸収冷温水機１４は、希溶液を加熱
して冷媒蒸気を発生するとともに中間濃溶液を生成する
高温再生器４と、前記中間濃溶液を前記冷媒蒸気で加熱
して冷媒蒸気を発生させるとともに濃溶液を生成する低
温再生器５と、低温再生器５で発生した冷媒蒸気及び前
記高温再生器で発生し低温再生器５を通過した冷媒蒸気
を凝縮液化させ液冷媒を生成する凝縮器６と、この液冷
媒を内装した蒸発コイル外面上で蒸発させて冷媒蒸気と
するとともに蒸発コイル内の液体、例えば水を冷却する
蒸発器７と、蒸発器７で生成された冷媒蒸気を濃溶液に
吸収させ、希溶液とする吸収器８と、吸収器８で生成さ
れた希溶液を加圧して送り出す溶液循環ポンプ１９と、
前記低温再生器５で生成された濃溶液と溶液循環ポンプ
１９で加圧された希溶液を熱交換させて希溶液を加熱す
る低温溶液熱交換器１と、低温溶液熱交換器１の被加熱
流体側を出た希溶液を図示されていないエンジンの冷却
水（以下排温水という）で加熱する排熱回収熱交換器２
と、排熱回収熱交換器２の被加熱流体側を出た希溶液を
前記高温再生器４で生成された中間濃溶液で加熱する高
温溶液熱交換器３と、を含んで構成されている。

【０００４】高温溶液熱交換器３の加熱流体出側は前記
低温再生器５に接続され、低温再生器５の液相部はさら
に低温溶液熱交換器１の加熱流体入口に接続されてい
る。低温溶液熱交換器１の加熱流体出側は、吸収器８上
部に配置された濃溶液散布機構に接続されている。ま
た、低温溶液熱交換器１の被加熱流体出口は排熱回収熱
交換器２の被加熱流体入口に接続され、排熱回収熱交換
器２の被加熱流体出口は高温溶液熱交換器３の被加熱流
体入口に接続されている。排熱回収熱交換器２の加熱流
体入り側には排温水入り側配管９が接続され、加熱流体
出側には排温水出側配管９Ａが接続され、排温水入り側
配管９と排温水出側配管９Ａは、排温水バイパス弁１３
を介して排温水バイパス管１３Ａで接続されている。排
温水バイパス弁１３は、例えば三方弁で構成され、エン
ジンの排温水を排熱回収熱交換器２に導く流路と、排熱
回収熱交換器２をバイパスして排温水バイパス管１３Ａ
を経てエンジンに還流させる流路のいずれかに切換える
ものである。高温溶液熱交換器３の被加熱流体出口は前
記高温再生器４に接続されている。前記蒸発コイルの入
り側には冷温水入り側配管１８が、出側には冷温水出側
配管１８Ａが、それぞれ接続されている。冷温水入り側
配管１８と冷温水出側配管１８Ａを合わせて冷温水回路
と呼ぶ。

【０００５】上記構成の吸収冷温水機において、高温再
生器４で生成された中間濃溶液は高温溶液熱交換器３の
加熱流体側に導かれて被加熱流体側を流れる希溶液を加
熱する。高温溶液熱交換器３を出た中間濃溶液は、前記
低温再生器５に導かれて冷媒蒸気で加熱され、前述のよ
うに、冷媒蒸気を発生して濃溶液となる。この濃溶液
は、さらに低温溶液熱交換器１の加熱流体側に導かれ、
被加熱流体側を流れる希溶液を加熱したのち、前記吸収
器８に導かれる。吸収器８に導かれた濃溶液は、吸収器
に内装された冷却コイル上に散布され、吸収器８内の冷
媒蒸気を吸収して希溶液となる。この希溶液は、溶液循
環ポンプ１９で加圧されて低温溶液熱交換器の被加熱流
体の流路に導かれ、加熱流体側流路を流れる濃溶液に加
熱される。低温溶液熱交換器１を通過した希溶液は、次
に排熱回収熱交換器２の被加熱流体側流路に導かれ、加
熱流体側流路を流れる排温水に加熱される。排熱回収熱
交換器２を通過した希溶液は、さらに、高温溶液熱交換
器３の被加熱流体側流路に導かれ、加熱流体側流路を流
れる中間濃溶液に加熱される。高温溶液熱交換器３を通
過した希溶液は高温再生器４に導かれ、ここで加熱され
て冷媒蒸気を発生させるとともに、中間濃溶液となり、
上記サイクルを繰り返す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】冷房運転時に、排熱回
収熱交換器２に流入する希溶液温度は７５℃程度である
が、通常のエンジンの排温水の温度は約９０℃あるの
で、両者の間で十分に熱交換が行われ、排熱は有効利用
される。一方、暖房運転時は、排熱回収熱交換器２に流
入する希溶液温度は８５℃程になるため、この状態では
ほとんど排熱回収ができず、エンジン排熱の有効利用が
困難であった。このため、暖房運転時には、排熱を有効
に利用しようとすると、暖房用の温水温度を下げて対応
せざるを得ず、十分な暖房効果が得られない場合があっ
た。または、暖房時の排熱回収用に、排温水と暖房用の
温水を直接熱交換させる熱交換器を別に設ける必要があ
った。

【０００７】本発明の課題は、排温水と暖房用の温水を
直接熱交換させる熱交換器を別に設けることなく、暖房
時に必要な温水温度を確保し、エンジン排熱の有効利用
を実現するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の第１の手段は、高温再生器と、低温再生器
と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器と、低温溶液熱交換器
と、高温溶液熱交換器と、を接続して吸収冷凍サイクル
を構成してなる吸収冷温水機において、前記低温溶液熱
交換器の被加熱流体側を出た稀溶液とエンジンの排温水
とを熱交換させる排熱回収熱交換器を設け、この排熱回
収熱交換器を出た希溶液を前記高温溶液熱交換器の被加
熱流体側に導くとともに、この排熱回収熱交換器を前記
排温水と前記希溶液と暖房用温水の３流体が流れる３流
体熱交換型の熱交換器とし前記排温水と前記希溶液の間
及び前記排温水と暖房用温水の間で熱交換可能としたこ
とを特徴とする。

【０００９】上記の課題を解決するための本発明の第２
の手段は、上記第１の手段を、前記冷温水回路を流れる
冷温水が直接蒸発器７に流入する流路と前記排熱回収熱
交換器２の暖房用温水の流路を流れたのち蒸発器７に流
入する流路のいずれかに流路を切り替える冷温水回路切
換手段と、前記低温溶液熱交換器１の被加熱流体側を出
た稀溶液の流路を、前記排熱回収熱交換器２を通る流路
と排熱回収熱交換器２をバイパスして流れる流路のいず
れかに切り替える希溶液流路切換手段とを含んで構成し
たことを特徴とする。

【００１０】上記の課題を解決するための本発明の第３
の手段は、上記第１の手段を、前記低温溶液熱交換器１
の被加熱流体側出口と前記排熱回収熱交換器２の被加熱
流体側出口とを接続する溶液バイパス管１７と、希溶液
の流路を前記排熱回収熱交換器２の被加熱流体側と溶液
バイパス管１７のいずれかに切り替える溶液バイパス弁
１０と、前記蒸発器７に接続された冷温水入り側配管１
８に介装された冷温水回路切換弁１１と、前記排熱回収
熱交換器２に接続された暖房用温水入り側配管１５の途
中に介装された第１の温水回路切換弁１２と、前記暖房
用温水入り側配管１５を第１の温水回路切換弁１２を介
して前記冷温水回路切換弁１１上流側の前記冷温水入り
側配管１８に接続する温水入り側バイパス管１６と、前
記排熱回収熱交換器に接続された暖房用温水出側配管１
５Ａの途中に介装された第２の温水回路切換弁１２Ａ
と、前記暖房用温水出側配管１５Ａを第２の温水回路切
換弁１２Ａを介して前記冷温水回路切換弁１１下流側の
前記冷温水入り側配管１８に接続する温水出側バイパス
管１６Ａと、を含んで構成したことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図１に本発明の実施例の系統構成を示
す。図１に示す実施例が、前記図２に示す従来技術と異
なるのは、 ａ．前記低温溶液熱交換器１の被加熱流体側出口と前記
排熱回収熱交換器２の被加熱流体側出口とを接続する溶
液バイパス管１７と、低温溶液熱交換器１の被加熱流体
側を出た希溶液の流路を前記排熱回収熱交換器２の被加
熱流体側と溶液バイパス管１７のいずれかに切り替える
溶液バイパス弁１０と、を設けたこと、 ｂ．排熱回収熱交換器２を、排温水と前記希溶液と暖房
用温水の３流体が流れる３流体熱交換型の熱交換器と
し、暖房用温水入り側配管１５及び暖房用温水出側配管
１５Ａを接続して前記排温水と前記希溶液の間及び前記
排温水と暖房用温水の間で熱交換可能としたこと、 ｃ．前記蒸発器７に接続された冷温水入り側配管１８に
開閉２位置の止め弁である冷温水回路切換弁１１を介装
したこと、 ｄ．前記排熱回収熱交換器２に接続された暖房用温水入
り側配管１５を第１の温水回路切換弁１２を介して前記
冷温水回路切換弁１１上流側の前記冷温水入り側配管１
８に接続する温水入り側バイパス管１６を設けたこと、 ｅ．前記排熱回収熱交換器２に接続された暖房用温水出
側配管１５Ａを第２の温水回路切換弁１２Ａを介して前
記冷温水回路切換弁１１下流側の前記冷温水入り側配管
１８に接続する温水出側バイパス管１６Ａを設けたこ
と、 ｆ．前記第１の温水回路切換弁１２は、二つの入り口ポ
ートと一つの出口ポートを持つ三方弁で構成され、出口
が暖房用温水入り側配管１５に、一方の入り口が温水入
り側バイパス管１６に、他方の入り口が再熱用温水出側
管２０を介して空調用室内ユニット（図示せず）の再熱
コイル出側に接続されていること、 ｇ．前記第２の温水回路切換弁１２Ａは、一つの入り口
ポートと二つの出口ポートを持つ三方弁で構成され、入
口が暖房用温水出側配管１５Ａに、一方の出口が温水出
側バイパス管１６Ａに、他方の出口が再熱用温水入り側
管２０Ａを介して空調用室内ユニットの再熱コイル入り
側に接続されていること、 ｈ．前記第１，第２の温水回路切換弁１２，１２Ａは、
３個のポートすべてを閉止することも可能であること、
である。他の構成は前記従来技術と同じであるので、同
一の符号を付して説明を省略した。

【００１２】冷温水回路切換弁１１と第１の温水回路切
換弁１２と第２の温水回路切換弁１２Ａと温水入り側バ
イパス管１６と温水出側バイパス管１６Ａとで冷温水回
路切換手段を構成し、溶液バイパス管１７と溶液バイパ
ス弁１０とで希溶液流路切換手段を構成した。

【００１３】次に、上記構成の装置における冷暖房時の
運転について説明する。冷房時には、低温溶液熱交換器
１を出た希溶液の流路は、溶液バイパス弁１０を操作し
て、排熱回収熱交換器２側に切り換えられ、冷温水回路
切換弁１１が開かれ、第１，第２の温水回路切換弁１
２，１２Ａは、すべての流路を遮断する状態に操作さ
れ、排温水バイパス弁１３は排温水を排熱回収熱交換器
２に導く状態に操作される。すなわち、冷房時には、排
熱回収熱交換器２では、排温水入り側配管９から流入す
る排温水を加熱流体とし、溶液バイパス弁１０を経て流
入する希溶液を被加熱流体とする熱交換が行われ、排温
水の熱は希溶液に回収される。この熱交換により、高温
再生器４における希溶液加熱のための燃料量が削減さ
れ、排熱が有効に利用される。

【００１４】暖房時には、低温溶液熱交換器１を出た希
溶液の流路は、溶液バイパス弁１０を操作して、溶液バ
イパス管１７側に切り換えられ、冷温水回路切換弁１１
が閉じられ、第１の温水回路切換弁１２は温水入り側バ
イパス管１６と暖房用温水入り側配管１５を連通する状
態に、第２の温水回路切換弁１２Ａは温水出側バイパス
管１６Ａと暖房用温水出側配管１５Ａを連通する状態
に、それぞれ操作される。排温水バイパス弁１３は排温
水を排熱回収熱交換器２に導く状態に操作される。すな
わち、暖房時には、排熱回収熱交換器２では、排温水入
り側配管９から流入する排温水を加熱流体とし、第１の
温水回路切換弁１２及び暖房用温水入り側配管１５を経
て流入する暖房用温水を被加熱流体とする熱交換が行わ
れ、暖房用温水は排温水の熱を回収したのち、第２の温
水回路切換弁１２Ａ及び温水出側バイパス管１６Ａを経
て蒸発器７に導かれる。この熱交換により、高温の排温
水の熱が直接暖房用温水に回収されるので、排熱が有効
に利用される。排温水の温度は、標準的には８５℃程度
であり、流入する温水の温度は５０℃前後であるので、
排温水の熱は十分に回収できる。暖房用温水温度も通常
の吸収冷温水機の場合と同じく、５５℃での取り出しが
可能となる。

【００１５】また、エアーコンディショニングにおいて
は湿度コントロールが必要になる場合があり、この場
合、空調用室内ユニットにおいて冷却用コイルで一旦冷
却した空気を、この冷却用コイルの下流側に内装された
再熱コイルで再熱することで湿度コントロールを行う。
上記実施例においては、冷房時、第１，第２の温水回路
切換弁１２，１２Ａは、すべての流路を遮断する状態に
操作されると述べたが、再熱を行う場合は、前記冷房時
の状態から、希溶液の流路は溶液バイパス管１７側に切
り換えられ、第１の温水回路切換弁１２は再熱用温水出
側管２０と暖房用温水入り側配管１５を連通する状態
に、第２の温水回路切換弁１２Ａは暖房用温水出側配管
１５Ａと再熱用温水入り側管２０Ａとを連通する状態
に、それぞれ操作される。このように、流路構成するこ
とで、排熱回収熱交換器２で排温水と暖房用温水入り側
配管１５から流入した温水が熱交換し、冷温水出側配管
１８Ａからは冷水を、再熱用温水入り側管２０Ａからは
温水を、それぞれ同時に取り出すことができ、再熱用温
水入り側管２０Ａから取り出した温水を空調用室内ユニ
ットの再熱コイルに導くことで再熱による湿度コントロ
ールが可能となる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、排熱回収熱交換器を、
排温水と希溶液と暖房用温水の３流体が流れる３流体熱
交換型の熱交換器として前記排温水と前記希溶液の間及
び前記排温水と暖房用温水の間で熱交換可能とし、希溶
液配管、冷温水配管、及び前記暖房用温水配管の各回路
に切換弁を設けたので、 ．冷房時には従来どおりエンジン排熱を回収して燃料
消費を削減し、 ．暖房時には必要な温水温度を確保して十分な暖房効
果を得ながら燃料消費を削減し、 ．冷水と温水の同時取り出しが可能となり、冷房空気
の再熱が必要な場合にも排熱を有効に利用でき、使い勝
手が向上する、などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す系統図である。

【図２】従来技術の例を示す系統図である。

【符号の説明】

１ 低温溶液熱交換器 ２ 排熱回収熱交換器 ３ 高温溶液熱交換器 ４ 高温再生器 ５ 低温再生器 ６ 凝縮器 ７ 蒸発器 ８ 吸収器 ９ 排温水入り側配管 ９Ａ 排温水出側配管 １０ 溶液バイパス弁 １１ 冷温水回路切換
弁 １２ 第１の温水回路切換弁 １２Ａ 第２の温水回
路切換弁 １３ 排温水バイパス弁 １３Ａ 排温水バイパ
ス管 １４ 吸収冷温水機 １５ 暖房用温水入り
側配管 １５Ａ 暖房用温水出側配管 １６ 温水入り側バイ
パス管 １６Ａ 温水出側バイパス管 １７ 溶液バイパス管 １８ 冷温水入り側配管 １８Ａ 冷温水出側配
管 １９ 溶液循環ポンプ ２０ 再熱用温水出側
管 ２０Ａ 再熱用温水入り側管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江寺 勝 東京都足立区花畑７−10−４−209 (72)発明者 竹内 由実 埼玉県大宮市三橋２−425−702 (72)発明者 岡 雅博 東京都江戸川区南小岩７−14−７

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温再生器と、低温再生器と、凝縮器
   と、冷温水回路に接続された蒸発器と、吸収器と、低温
   溶液熱交換器と、高温溶液熱交換器と、を接続して吸収
   冷凍サイクルを構成してなる吸収冷温水機において、 前記低温溶液熱交換器の被加熱流体側を出た稀溶液とエ
   ンジンの排温水とを熱交換させる排熱回収熱交換器を設
   け、この排熱回収熱交換器を出た希溶液を前記高温溶液
   熱交換器の被加熱流体側に導くとともに、この排熱回収
   熱交換器を前記排温水と前記希溶液と暖房用温水の３流
   体が流れる３流体熱交換型の熱交換器とし前記排温水と
   前記希溶液の間及び前記排温水と暖房用温水の間で熱交
   換可能としたことを特徴とする吸収冷温水機。
2. 【請求項２】 前記冷温水回路を流れる冷温水が直接蒸
   発器に流入する流路と前記排熱回収熱交換器の暖房用温
   水の流路を流れたのち蒸発器に流入する流路のいずれか
   に流路を切り替える冷温水回路切換手段と、前記低温溶
   液熱交換器の被加熱流体側を出た稀溶液の流路を、前記
   排熱回収熱交換器を通る流路と排熱回収熱交換器をバイ
   パスして流れる流路のいずれかに切り替える希溶液流路
   切換手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の
   吸収冷温水機。
3. 【請求項３】 前記低温溶液熱交換器の被加熱流体側出
   口と前記排熱回収熱交換器の被加熱流体側出口とを接続
   する溶液バイパス管と、希溶液の流路を前記排熱回収熱
   交換器の被加熱流体側と溶液バイパス管のいずれかに切
   り替える溶液バイパス弁と、前記蒸発器に接続された冷
   温水入り側配管に介装された冷温水回路切換弁と、前記
   排熱回収熱交換器に接続された暖房用温水入り側配管の
   途中に介装された第１の温水回路切換弁と、暖房用温水
   入り側配管を前記第１の温水回路切換弁を介して前記冷
   温水回路切換弁上流側の前記冷温水入り側配管に接続す
   る温水入り側バイパス管と、前記排熱回収熱交換器に接
   続された暖房用温水出側配管の途中に介装された第２の
   温水回路切換弁と、暖房用温水出側配管を前記第２の温
   水回路切換弁を介して前記冷温水回路切換弁下流側の前
   記冷温水入り側配管に接続する温水出側バイパス管と、
   を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の吸収冷
   温水機。