JPH1137591A - 吸収式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 排気ガスの保有する熱の有効回収。 【解決手段】 ガスバーナ１により加熱され、高温冷媒
蒸気ｇ₁を発生させる発生器２と、高温冷媒蒸気ｇ₁を凝
縮液化する凝縮器４と、減圧機構５と、減圧された冷媒
を蒸発気化する蒸発器６と、蒸発冷媒蒸気ｇ₂を発生器
２から導かれる希溶液Ｉ₁に吸収させる際に発生する吸
収熱を回収する吸収熱交換器７とを備えた吸収式冷凍装
置において、吸収熱交換器７から導かれる濃溶液Ｉ₂に
発生器２から吸収熱交換器７に導かれる途中の稀溶液Ｉ
₁の保有する熱を回収する熱回収用溶液熱交換器９と、
吸収熱交換器７から導かれる濃溶液Ｉ₂に発生器２から
導かれる排気ガスｇ₀の保有する熱を回収する排熱回収
熱交換器１３とを並列に設け、熱回収用溶液熱交換器９
及び排熱回収用熱交換器１３に供給される濃溶液Ｉ₂の
温度が低くなるようにし、もって希溶液Ｉ₁及び排気ガ
スｇ₀の保有熱を効率よく回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、吸収式冷凍装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、吸収式冷凍装置は、発生器、凝
縮器、蒸発器および吸収器を順次接続して構成されてお
り、発生器において生ずる排気ガスは、大気に放出され
たり、クーリングタワー、空冷コンデンサ等を用いて凝
縮させ熱は捨てられていた。

【０００３】また、上記排気ガスの保有する熱を有効に
利用するために、発生器において生ずる排気ガスの保有
する熱を、吸収器から導かれ且つ熱回収用溶液熱交換器
において発生器から導かれる高温の希溶液と熱交換した
後の濃溶液に回収するようにしたものが提案されている
（例えば、特開昭５２−１１２１５６号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公知例
のものでは、排気ガスの保有する熱を回収するための排
熱回収用熱交換器が熱回収用溶液熱交換器と直列に設け
られているため、熱回収用溶液熱交換器の出口濃溶液温
度が高温の希溶液との熱交換により既に高温になってい
るところから、排熱回収用熱交換器における熱回収量が
少なくなる場合が生じ、冷凍装置としての成績係数（即
ち、ＣＯＰ）の向上が十分に得られなくなるという不具
合があった。

【０００５】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、排気ガスの保有する熱を有効に回収することによ
り、冷凍装置のＣＯＰ向上を図ることを目的とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明の第１の基本構
成（請求項１の発明）では、上記課題を解決するための
手段として、ガスバーナ１により加熱され、高温冷媒蒸
気ｇ₁を発生させる発生器２と、該発生器２により発生
された高温冷媒蒸気ｇ₁を凝縮液化する凝縮器４と、該
凝縮器４により凝縮液化された冷媒を減圧する減圧機構
５と、該減圧機構５により減圧された冷媒を蒸発気化す
る蒸発器６と、該蒸発器６により蒸発気化された低温冷
媒蒸気ｇ₂を前記発生器２から導かれる希溶液ｌ₁に吸収
させる際に発生する吸収熱を回収する吸収熱交換器７と
を備えた吸収式冷凍装置において、前記吸収熱交換器７
から導かれる濃溶液ｌ₂に前記発生器２から前記吸収熱
交換器７に導かれる途中の希溶液ｌ₁の保有する熱を回
収する熱回収用溶液熱交換器９と、前記吸収熱交換器７
から導かれる濃溶液ｌ₂に前記発生器２から導かれる排
気ガスｇ₀の保有する熱を回収する排熱回収用熱交換器
１３とを並列に設けている。

【０００７】上記のように構成したことにより、熱回収
用溶液熱交換器９および排熱回収用熱交換器１３に供給
される濃溶液ｌ₂の温度が低くなるため、希溶液ｌ₁およ
び排気ガスｇ₀の保有する熱を効率良く回収することが
できることとなる。従って、全体としての熱回収量が増
大することとなり、冷凍装置のＣＯＰを向上させること
ができる。

【０００８】請求項２の発明におけるように、前記熱回
収用溶液熱交換器９および排熱回収用熱交換器１３にそ
れぞれ供給される濃溶液ｌ₂の流量を制御する流量制御
弁１４，１５と、前記各熱交換器９，１３の入口におけ
る希溶液ｌ₁および排気ガスｇ₀の温度Ｔ₁′，Ｔ₂′と前
記各熱交換器９，１３の出口濃溶液温度Ｔ₁，Ｔ₂との差
が一定値Ｘ，Ｙより小さくならないように前記流量制御
弁１４，１５の開度制御を行う制御手段２０とを付設し
た場合、熱回収用溶液熱交換器９および排熱回収用熱交
換器１３に供給される濃溶液ｌ₂の流量を熱回収に最適
な流量に制御することができることとなり、回収可能な
熱量を最大化することができる。

【０００９】請求項３の発明におけるように、前記吸収
熱交換器７から導かれる濃溶液ｌ₂に前記発生器２から
導かれる高温冷媒蒸気ｇ₁の保有する熱を回収する熱回
収用気液熱交換器２１を、熱回収用溶液熱交換器９およ
び排熱回収用熱交換器１３と並列に設けた場合、高温冷
媒蒸気ｇ₁の保有する熱をも濃溶液ｌ₂に効率良く回収す
ることができることとなり、全体としての熱回収量がさ
らに増大し、冷凍装置のＣＯＰをより一層向上させるこ
とができる。

【００１０】請求項４の発明におけるように、前記熱回
収用溶液熱交換器９、排熱回収用熱交換器１３および熱
回収用気液熱交換器２１にそれぞれ供給される濃溶液ｌ
₂の流量を制御する流量制御弁１４，１５、２２と、前
記各熱交換器９，１３，２１の入口における希溶液
ｌ₁、排気ガスｇ₀および冷媒蒸気ｇ₁の温度高温Ｔ₁′，
Ｔ₂′，Ｔ₃′と前記各熱交換器９，１３，２１の出口濃
溶液温度Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃との差が一定値Ｘ，Ｙ，Ｚより
小さくならないように前記流量制御弁１４，１５，２２
の開度制御を行う制御手段２０とを付設した場合、熱回
収用溶液熱交換器９、排熱回収用熱交換器１３および熱
回収用気液熱交換器２１に供給される濃溶液ｌ₂の流量
を熱回収に最適な流量に制御することができることとな
り、回収可能な熱量を最大化することができる。

【００１１】本願発明の第２の基本構成（請求項５の発
明）では、上記課題を解決するための手段として、前記
ガスバーナ１により加熱され、高温冷媒蒸気ｇ₁を発生
させる発生器２と、該発生器２により発生された高温冷
媒蒸気ｇ₁を凝縮液化する凝縮器４と、該凝縮器４によ
り凝縮液化された冷媒を減圧する減圧機構５と、該減圧
機構５により減圧された冷媒を蒸発気化する蒸発器６
と、該蒸発器６により蒸発気化された低温冷媒蒸気ｇ₂
を前記発生器２から導かれる希溶液ｌ₁に吸収させる際
に発生する吸収熱を回収する吸収熱交換器７とを備えた
吸収式冷凍装置において、前記吸収熱交換器７から導か
れる濃溶液ｌ₂に前記発生器２から導かれる高温冷媒蒸
気ｇ₁の保有する熱を回収する熱回収用気液熱交換器２
１と、前記吸収熱交換器７から導かれる濃溶液ｌ₂に前
記発生器２から導かれる排気ガスｇ₀の保有する熱を回
収する排熱回収用熱交換器１３とを並列に設けている。

【００１２】上記のように構成したことにより、熱回収
用気液熱交換器２１および排熱回収用熱交換器１３に供
給される濃溶液ｌ₂の温度が低くなるため、高温冷媒蒸
気ｇ₁および排気ガスｇ₀の保有する熱を効率良く回収す
ることができることとなる。従って、全体としての熱回
収量が増大することとなり、冷凍装置のＣＯＰを向上さ
せることができる。

【００１３】請求項６の発明におけるように、前記排熱
回収用熱交換器１３および熱回収用気液熱交換器２１に
それぞれ供給される濃溶液ｌ₂の流量を制御する流量制
御弁１５，２２と、前記各熱交換器１３，２１の入口に
おける排気ガスｇ₀および高温冷媒蒸気ｇ₁の温度
Ｔ₂′，Ｔ₃′と前記各熱交換器１３，２１の出口濃溶液
温度Ｔ₂，Ｔ₃との差が一定値Ｙ，Ｚより小さくならない
ように前記流量制御弁１５，２２の開度制御を行う制御
手段２０とを付設した場合、排熱回収用熱交換器１３お
よび熱回収用気液熱交換器２１に供給される濃溶液ｌ₂
の流量を熱回収に最適な流量に制御することができるこ
ととなり、回収可能な熱量を最大化することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
願発明の幾つかの好適な実施の形態について詳述する。

【００１５】第１の実施の形態（請求項１、２に対応） 図１には、本願発明の実施の形態にかかる吸収式冷凍装
置の冷媒回路が示されている。

【００１６】この吸収式冷凍装置は、冷媒として塩素原
子を有しないＲ４０７Ｃ等の代替冷媒を用い、吸収液と
してジエチレングリコールジメチルエーテル等の有機溶
剤または冷凍機油等を用いるものであり、ガスバーナ１
により加熱され、高温冷媒蒸気ｇ₁を発生させる発生器
２と、該発生器２により発生された高温冷媒蒸気ｇ₁中
に含まれる吸収液を分離する気液分離器３と、該気液分
離器３から導かれる高温冷媒蒸気ｇ₁を凝縮液化する凝
縮器４と、該凝縮器４により凝縮液化された冷媒を減圧
する減圧機構５と、該減圧機構５により減圧された冷媒
を蒸発気化する蒸発器６と、該蒸発器６により蒸発気化
された低温冷媒蒸気ｇ₂を前記発生器２から導かれる希
溶液ｌ₁に吸収させる際に発生する吸収熱を回収する吸
収熱交換器７と、該吸収熱交換器７から導かれる溶液に
さらに冷媒蒸気を吸収させる空冷吸収器８と、該空冷吸
収器８から前記吸収熱交換器７を経て前記発生器２に導
かれる途中の濃溶液ｌ₂に前記発生器２から前記吸収熱
交換器７に導かれる途中の希溶液ｌ₁の保有する熱を回
収する熱回収用溶液熱交換器９とを備えて構成されてい
る。符号１０は濃溶液ｌ₂を圧送するためのポンプ、１
１はポンプ１０を保護するために濃溶液ｌ₂を過冷却す
る過冷却器、１２は発生器２からの希溶液ｌ₁を減圧す
るための減圧機構である。

【００１７】しかして、この吸収式冷凍装置において
は、前記吸収熱交換器７から前記発生器２に導かれる途
中の濃溶液ｌ₂に前記発生器２から導かれる排気ガスｇ₀
の保有する熱を回収する排熱回収用熱交換器１３が前記
熱回収用溶液熱交換器９と並列に設けられている。つま
り、吸収熱交換器７から導かれる濃溶液ｌ₂が流通する
濃溶液流路２５は、前記熱回収用溶液熱交換器９および
排熱回収用熱交換器１３を経て前記発生器２の入口側に
おいて合流する二つの分岐流路２６，２７に分岐されて
いるのである。

【００１８】また、前記分岐流路２６，２７には、前記
熱回収用溶液熱交換器９および排熱回収用熱交換器１３
へ供給される濃溶液ｌ₂の流量を制御するための第１お
よび第２流量制御弁１４，１５と、前記熱回収用溶液熱
交換器９および排熱回収用熱交換器１３の出口側におけ
る濃溶液ｌ₂の温度（即ち、濃溶液出口温度）Ｔ₁，Ｔ₂
を検出する温度センサー１６，１７とがそれぞれ設けら
れている。さらに、前記気液分離器３から前記吸収熱交
換器７に至る希溶液流路２８および前記排気ガスｇ₀を
排出するための排気ガス通路２９には、前記熱回収用溶
液熱交換器９および排熱回収用熱交換器１３の入口側に
おける希溶液ｌ₁および排気ガスｇ₀の温度（即ち、希溶
液入口温度および排気ガス入口温度）Ｔ₁′，Ｔ₂′を検
出する温度センサー１８，１９がそれぞれ設けられてい
る。

【００１９】前記温度センサー１６〜１９からの温度情
報Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₁′，Ｔ₂′は、制御手段として作用する
コントローラ２０に入力されることとなっており、該コ
ントローラ２０においては、前記温度情報Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ
₁′，Ｔ₂′に基づいて各種演算処理が行われ、その結果
が制御信号として前記第１および第２流量制御弁１４，
１５に出力されることとなっている。つまり、本実施の
形態においては、コントローラ２０は、前記熱回収用溶
液熱交換器９および排熱回収用熱交換器１３の入口にお
ける希溶液ｌ₁および排気ガスｇ₀の温度Ｔ₁′，Ｔ₂′と
前記熱回収用溶液熱交換器９および排熱回収用熱交換器
１３の出口濃溶液温度Ｔ₁，Ｔ₂との差が一定値Ｘ，Ｙ
（即ち、熱交換器の性能により決定される温度）よりも
小さくならないように前記流量制御弁１４，１５の開度
制御（換言すれば、流量制御）を行う機能を有している
のである。

【００２０】上記のように構成された吸収式冷凍装置
は、次のように作用する。

【００２１】ガスバーナ１により加熱された発生器２か
ら高温冷媒蒸気ｇ₁と冷媒濃度の薄い吸収液（即ち、高
温希溶液ｌ₁）との混合物が発生せしめられ、気液分離
器３において高温冷媒蒸気ｇ₁と高温の希溶液（換言す
れば、吸収液）ｌ₁とに分離される。かくして得られた
高温冷媒蒸気ｇ₁は、凝縮器４に供給されて外部冷却物
質（例えば、空気あるいは水）により冷却されて凝縮液
化する。

【００２２】そして、前記凝縮器４において凝縮液化さ
れた冷媒ｌ₃は、減圧機構５で減圧された後蒸発器６に
おいて室内空気と熱交換して蒸発気化されて低温冷媒蒸
気ｇ₂となり、室内空気が冷却されて冷房用に供され
る。

【００２３】前記蒸発器６から導かれる低温冷媒蒸気ｇ
₂は、吸収熱交換器７において発生器２から熱回収用溶
液熱交換器９を経て供給される希溶液ｌ₁に吸収され
る。

【００２４】なお、吸収熱交換器７のみでは低温冷媒蒸
気ｇ₂の希溶液ｌ₁への吸収が不十分なので、吸収熱交換
器７から出た冷媒蒸気および吸収液を空冷吸収器８に送
り、さらに冷媒蒸気の吸収を行って濃溶液ｌ₂を得るよ
うにしている。

【００２５】空冷吸収器８から出た濃溶液ｌ₂は過冷却
器１１により完全に液化された後、ポンプ１０により吸
収熱交換器７に送られ、前述したように吸収熱を回収
し、さらに熱回収用溶液熱交換器９および排熱回収用熱
交換器１３において高温の希溶液ｌ₁および排気ガスｇ₀
から熱回収した後発生器２へ還流される。

【００２６】ところで、熱回収用溶液熱交換器９におい
て回収可能な熱量と排熱回収用熱交換器１３において回
収可能な熱量とには差があるところから、以下に説明す
るように第１および第２流量制御弁１４，１５による流
量制御が行われる。

【００２７】次に、上記流量制御について、図２に示す
フローチャートを参照して詳述する。

【００２８】吸収式冷凍装置の運転が開始されると、ス
テップＳ₁において温度センサー１６〜１９からの温度
情報Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₁′，Ｔ₂′が入力され、ステップＳ₂
において濃溶液出口温度Ｔ₁と希溶液入口温度Ｔ₁′の比
較がなされ、ここでＴ₁≦Ｔ₁′−Ｘと判定された場合
（換言すれば、希溶液ｌ₁からの熱回収に余力があると
判定された場合）には、ステップＳ₃に進み、第１流量
制御弁１４の開度が所定値だけ小さくされる。従って、
熱回収用溶液熱交換器９へ供給される濃溶液ｌ₂の流量
が増大されることとなり、希溶液ｌ₁からの熱回収量が
増大することとなる。

【００２９】一方、ステップＳ₂においてＴ₁＞Ｔ₁′−
Ｘと判定された場合（換言すれば、希溶液ｌ₁からの熱
回収ができにくくなっていると判定された場合）には、
ステップＳ₄に進み、第１流量制御弁１４の開度が所定
値だけ大きくされる。従って、熱回収用溶液熱交換器９
へ供給される濃溶液ｌ₂の流量が減少されることとな
り、希溶液ｌ₁からの熱回収量が増大することとなる。

【００３０】ついで、ステップＳ₅において濃溶液出口
温度Ｔ₂と排気ガス入口温度Ｔ₂′との比較がなされ、こ
こでＴ₂≦Ｔ₂′−Ｙと判定された場合（換言すれば、排
気ガスｇ₀からの熱回収に余力があると判定された場
合）には、ステップＳ₆に進み、第２流量制御弁１５の
開度が所定値だけ小さくされる。従って、排熱回収用熱
交換器１３へ供給される濃溶液ｌ₂の流量が増大される
こととなり、排気ガスｇ₀からの熱回収量が増大するこ
ととなる。

【００３１】一方、ステップＳ₅においてＴ₂＞Ｔ₂′−
Ｙと判定された場合（換言すれば、排気ガスｇ₀からの
熱回収ができにくくなっていると判定された場合）に
は、ステップＳ₇に進み、第２流量制御弁１５の開度が
所定値だけ大きくされる。従って、排熱回収用熱交換器
１３へ供給される濃溶液ｌ₂の流量が減少されることと
なり、排気ガスｇ₀からの熱回収量が増大することとな
る。

【００３２】上記したように、本実施の形態において
は、従来の直列方式に比べて熱回収用溶液熱交換器９お
よび排熱回収用熱交換器１３に供給される濃溶液ｌ₂の
温度が低くなるため、希溶液ｌ₁および排気ガスｇ₀の保
有する熱を効率良く回収することができることとなる。
従って、全体としての熱回収量が増大することとなり、
冷凍装置のＣＯＰを向上させることができる。しかも、
熱回収用溶液熱交換器９および排気回収用熱交換器１３
の入口における希溶液ｌ₁および排気ガスｇ₀の温度
Ｔ₁′，Ｔ₂′と前記各熱交換器９，１３の出口における
濃溶液温度Ｔ₁，Ｔ₂との差が一定値Ｘ，Ｙより小さくな
らないように流量制御弁１４，１５による流量制御を行
うようにしているので、熱回収用溶液熱交換器９および
排熱回収用熱交換器１３に供給される濃溶液ｌ₂の流量
を熱回収に最適な流量に制御することができることとな
り、回収可能な熱量を最大化することができる。

【００３３】第２の実施の形態（請求項１〜４に対応） 図３には、本願発明の第２の実施の形態にかかる吸収式
冷凍装置の冷媒回路が示されている。

【００３４】この場合、吸収熱交換器７から導かれる濃
溶液ｌ₂に気液分離器３から導かれる高温冷媒蒸気ｇ₁の
保有する熱を回収する熱回収用気液熱交換器２１が、熱
回収用溶液熱交換器９および排熱回収用熱交換器１３と
並列に設けられている。つまり、吸収熱交換器７から導
かれる濃溶液ｌ₂が流通する濃溶液流路２５は、前記熱
回収用溶液熱交換器９、排熱回収用熱交換器１３および
熱回収用気液熱交換器２１を経て前記発生器２の入口側
において合流する三つの分岐流路２６，２７，３０に分
岐されているのである。従って、吸収熱交換器７から導
かれる濃溶液ｌ₂には、気液分離器３から導かれる希溶
液ｌ₁の保有する熱、発生器２から導かれる排気ガスｇ₀
の保有する熱および気液分離器３から導かれる冷媒蒸気
ｇ₁の保有する熱が回収されることとなっているのであ
る。

【００３５】また、前記分岐流路２６，２７，３０に
は、前記熱回収用溶液熱交換器９、排熱回収用熱交換器
１３および熱回収用気液熱交換器２１へ供給される濃溶
液ｌ₂の流量を制御するための第１、第２および第３流
量制御弁１４，１５，２２と、前記熱回収用溶液熱交換
器９、排熱回収用熱交換器１３および熱回収用気液熱交
換器２１の出口側における濃溶液ｌ₂の温度（即ち、濃
溶液出口温度）Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃を検出する温度センサー
１６，１７，２３とがそれぞれ設けられている。さら
に、前記気液分離器３から前記吸収熱交換器７に至る希
溶液流路２８、前記排気ガスｇ₀を排出するための排気
ガス通路２９および前記気液分離器３から凝縮器４に至
る冷媒蒸気流路３１には、前記熱回収用溶液熱交換器
９、排熱回収用熱交換器１３および熱回収用気液熱交換
器２１の入口側における希溶液ｌ₁、排気ガスｇ₀および
冷媒蒸気ｇ₁の温度（即ち、希溶液入口温度、排気ガス
入口温度および冷媒蒸気入口温度）Ｔ₁′，Ｔ₂′，
Ｔ₃′を検出する温度センサー１８，１９，２４がそれ
ぞれ設けられている。

【００３６】前記温度センサー１６〜１９，２３，２４
からの温度情報Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃，Ｔ₁′，Ｔ₂′，Ｔ₃′
は、制御手段として作用するコントローラ２０に入力さ
れることとなっており、該コントローラ２０において
は、前記温度情報Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃,T₁′，Ｔ₂′，Ｔ₃′に
基づいて各種演算処理が行われ、その結果が制御信号と
して前記第１、第２および第３流量制御弁１４，１５，
２２に出力されることとなっている。つまり、本実施の
形態においては、コントローラ２０は、前記熱回収用溶
液熱交換器９、排熱回収用熱交換器１３および熱回収用
気液熱交換器２１の入口における希溶液ｌ₁、排気ガス
ｇ₀および冷媒蒸気ｇ₁の温度Ｔ₁′，Ｔ₂′，Ｔ₃′と前
記熱回収用溶液熱交換器９、排熱回収用熱交換器１３お
よび熱回収用気液熱交換器２１の出口濃溶液温度Ｔ₁，
Ｔ₂，Ｔ₃との差が一定値Ｘ，Ｙ，Ｚより小さくならない
ように前記流量制御弁１４，１５，２２の開度制御（換
言すれば、流量制御）を行う機能を有しているのであ
る。その他の構成は第１の実施の形態におけると同様な
ので説明を省略する。

【００３７】上記のように構成された吸収式冷凍装置に
おける流量制御について、図４に示すフローチャートを
参照して詳述する。

【００３８】吸収式冷凍装置の運転が開始されると、ス
テップＳ₁において温度センサー１６〜１９，２３，２
４からの温度情報Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃，Ｔ₁′，Ｔ₂′，Ｔ₃′
が入力され、ステップＳ₂において濃溶液出口温度Ｔ₁と
希溶液入口温度Ｔ₁′の比較がなされ、ここでＴ₁≦
Ｔ₁′−Ｘと判定された場合（換言すれば、希溶液ｌ₁か
らの熱回収に余力があると判定された場合）には、ステ
ップＳ₃に進み、第１流量制御弁１４の開度が所定値だ
け小さくされる。従って、熱回収用溶液熱交換器９へ供
給される濃溶液ｌ₂の流量が増大されることとなり、希
溶液ｌ₁からの熱回収量が増大することとなる。

【００３９】一方、ステップＳ₂においてＴ₁＞Ｔ₁′−
Ｘと判定された場合（換言すれば、希溶液ｌ₁からの熱
回収ができにくくなっていると判定された場合）には、
ステップＳ₄に進み、第１流量制御弁１４の開度が所定
値だけ大きくされる。従って、熱回収用溶液熱交換器９
へ供給される濃溶液ｌ₂の流量が減少されることとな
り、希溶液ｌ₁からの熱回収量が増大することとなる。

【００４０】ついで、ステップＳ₅において濃溶液出口
温度Ｔ₂と排気ガス入口温度Ｔ₂′との比較がなされ、こ
こでＴ₂≦Ｔ₂′−Ｙと判定された場合（換言すれば、排
気ガスｇ₀からの熱回収に余力があると判定された場
合）には、ステップＳ₆に進み、第２流量制御弁１５の
開度が所定値だけ小さくされる。従って、排熱回収用熱
交換器１３へ供給される濃溶液ｌ₂の流量が増大される
こととなり、排気ガスｇ₀からの熱回収量が増大するこ
ととなる。

【００４１】一方、ステップＳ₅においてＴ₂＞Ｔ₂′−
Ｙと判定された場合（換言すれば、排気ガスｇ₀からの
熱回収ができにくくなっていると判定された場合）に
は、ステップＳ₇に進み、第２流量制御弁１５の開度が
所定値だけ大きくされる。従って、排熱回収用熱交換器
１３へ供給される濃溶液ｌ₂の流量が減少されることと
なり、排気ガスｇ₀からの熱回収量が増大することとな
る。

【００４２】さらに、ステップＳ₈において濃溶液出口
温度Ｔ₃と冷媒蒸気入口温度Ｔ₃′との比較がなされ、こ
こでＴ₃≦Ｔ₃′−Ｚと判定された場合（換言すれば、冷
媒蒸気ｇ₁からの熱回収に余力があると判定された場
合）には、ステップＳ₉に進み、第３流量制御弁２２の
開度が所定値だけ小さくされる。従って、熱回収用気液
熱交換器２１へ供給される濃溶液ｌ₂の流量が増大され
ることとなり、冷媒蒸気ｇ₁からの熱回収量が増大する
こととなる。

【００４３】一方、ステップＳ₈においてＴ₃＞Ｔ₃′−
Ｚと判定された場合（換言すれば、冷媒蒸気ｇ₁からの
熱回収ができにくくなっていると判定された場合）に
は、ステップＳ₁₀に進み、第３流量制御弁２２の開度が
所定値だけ大きくされる。従って、熱回収用気液熱交換
器２１へ供給される濃溶液ｌ₂の流量が減少されること
となり、冷媒蒸気ｇ₁からの熱回収量が増大することと
なる。

【００４４】上記したように、本実施の形態において
は、従来の直列方式に比べて熱回収用溶液熱交換器９、
排熱回収用熱交換器１３および熱回収用気液熱交換器２
１に供給される濃溶液ｌ₂の温度が低くなるため、希溶
液ｌ₁、排気ガスｇ₀および冷媒蒸気ｇ₁の保有する熱を
効率良く回収することができることとなる。従って、全
体としての熱回収量がさらに増大することとなり、冷凍
装置のＣＯＰをより一層向上させることができる。しか
も、前記熱回収用溶液熱交換器９、排気回収用熱交換器
１３および熱回収用気液熱交換器２１の入口における希
溶液ｌ₁、排気ガスｇ₀および冷媒蒸気ｇ₁の温度Ｔ₁′，
Ｔ₂′，Ｔ₃′と前記各熱交換器９，１３，２１の出口濃
溶液温度Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃との差が一定値Ｘ，Ｙ，Ｚより
小さくならないように流量制御弁１４，１５，２２によ
る流量制御を行うようにしているので、熱回収用溶液熱
交換器９、排熱回収用熱交換器１３および熱回収用気液
熱交換器２１に供給される濃溶液ｌ₂の流量を熱回収に
最適な流量に制御することができることとなり、回収可
能な熱量を最大化することができる。その他の作用効果
は第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略す
る。

【００４５】第３の実施の形態（請求項１、５、６に対
応） 図５には、本願発明の第３の実施の形態にかかる吸収式
冷凍装置の冷媒回路が示されている。

【００４６】この場合、吸収熱交換器７から発生器２に
導かれる途中の濃溶液ｌ₂に発生器２から導かれる排気
ガスｇ₀の保有する熱を回収する排熱回収用熱交換器１
３と、吸収熱交換器７から導かれる濃溶液ｌ₂に気液分
離器３から導かれる高温冷媒蒸気ｇ₁の保有する熱を回
収する熱回収用気液熱交換器２１とが並列に設けられて
いる。なお、熱回収用溶液熱交換器９は省略されてい
る。つまり、吸収熱交換器７から導かれる濃溶液ｌ₂が
流通する濃溶液流路２５は、前記排熱回収用熱交換器１
３および前記熱回収用気液熱交換器２１を経て前記発生
器２の入口側において合流する二つの分岐流路２７，３
０に分岐されているのである。

【００４７】また、前記分岐流路２７，３０には、前排
熱回収用熱交換器１３および熱回収用気液熱交換器２１
へ供給される濃溶液ｌ₂の流量を制御するための第２お
よび第３流量制御弁１５，２２と、前記排熱回収用熱交
換器１３および熱回収用気液熱交換器２１の出口側にお
ける濃溶液ｌ₂の温度（即ち、濃溶液出口温度）Ｔ₂，Ｔ
₃を検出する温度センサー１７，２３とがそれぞれ設け
られている。さらに、前記排気ガスｇ₀を排出するため
の排気ガス通路２９および前記気液分離器３から凝縮器
４に至る冷媒蒸気流路３１には、前記排熱回収用熱交換
器１３および前記熱回収用気液熱交換器２１の入口側に
おける排気ガスｇ₀および冷媒蒸気ｇ₁の温度（即ち、排
気ガス入口温度および冷媒蒸気入口温度）Ｔ₂′，Ｔ₃′
を検出する温度センサー１９，２４がそれぞれ設けられ
ている。

【００４８】前記温度センサー１７，１９，２３，２４
からの温度情報Ｔ₂，Ｔ₃，Ｔ₂′，Ｔ₃′は、制御手段と
して作用するコントローラ２０に入力されることとなっ
ており、該コントローラ２０においては、前記温度情報
Ｔ₂，Ｔ₃，Ｔ₂′，Ｔ₃′に基づいて各種演算処理が行わ
れ、その結果が制御信号として前記第２および第３流量
制御弁１５，２２に出力されることとなっている。つま
り、本実施の形態においては、コントローラ２０は、前
記排熱回収用熱交換器１３および前記熱回収用気液熱交
換器２１の入口における排気ガスｇ₀および冷媒蒸気ｇ₁
の温度Ｔ₂′，Ｔ₃′と前記排熱回収用熱交換器１３およ
び前記熱回収用気液熱交換器２１の出口濃溶液温度
Ｔ₂，Ｔ₃との差が一定値Ｙ，Ｚより小さくならないよう
に前記流量制御弁１５，２２の開度制御（換言すれば、
流量制御）を行う機能を有しているのである。その他の
構成は第１の実施の形態におけると同様なので説明を省
略する。

【００４９】上記のように構成された吸収式冷凍装置に
おける流量制御について、図６に示すフローチャートを
参照して詳述する。

【００５０】吸収式冷凍装置の運転が開始されると、ス
テップＳ₁において温度センサー１７，１９，２３，２
４からの温度情報Ｔ₂，Ｔ₃，Ｔ₂′，Ｔ₃′が入力され、
ステップＳ₂において濃溶液出口温度Ｔ₂と排気ガス入口
温度Ｔ₂′の比較がなされ、ここでＴ₂≦Ｔ₂′−Ｙと判
定された場合（換言すれば、排気ガスｇ₀からの熱回収
に余力があると判定された場合）には、ステップＳ₃に
進み、第２流量制御弁１５の開度が所定値だけ小さくさ
れる。従って、排熱回収用熱交換器１３へ供給される濃
溶液ｌ₂の流量が増大されることとなり、排気ガスｇ₀か
らの熱回収量が増大することとなる。

【００５１】一方、ステップＳ₂においてＴ₂＞Ｔ₂′−
Ｙと判定された場合（換言すれば、排気ガスｇ₀からの
熱回収ができにくくなっていると判定された場合）に
は、ステップＳ₄に進み、第２流量制御弁１５の開度が
所定値だけ大きくされる。従って、排気回収用熱交換器
１３へ供給される濃溶液ｌ₂の流量が減少されることと
なり、排気ガスｇ₀からの熱回収量が増大することとな
る。

【００５２】ついで、ステップＳ₅において濃溶液出口
温度Ｔ₃と冷媒蒸気入口温度Ｔ₃′との比較がなされ、こ
こでＴ₃≦Ｔ₃′−Ｚと判定された場合（換言すれば、冷
媒蒸気ｇ₁からの熱回収に余力があると判定された場
合）には、ステップＳ₆に進み、第３流量制御弁２２の
開度が所定値だけ小さくされる。従って、熱回収用気液
熱交換器２１へ供給される濃溶液ｌ₂の流量が増大され
ることとなり、冷媒蒸気ｇ₁からの熱回収量が増大する
こととなる。

【００５３】一方、ステップＳ₅においてＴ₃＞Ｔ₃′−
Ｚと判定された場合（換言すれば、冷媒蒸気ｇ₁からの
熱回収ができにくくなっていると判定された場合）に
は、ステップＳ₇に進み、第３流量制御弁２２の開度が
所定値だけ大きくされる。従って、熱回収用気液熱交換
器２１へ供給される濃溶液ｌ₂の流量が減少されること
となり、冷媒蒸気ｇ₁からの熱回収量が増大することと
なる。

【００５４】上記したように、本実施の形態において
は、従来の直列方式に比べて排熱回収用熱交換器１３お
よび熱回収用気液熱交換器２１に供給される濃溶液ｌ₂
の温度が低くなるため、排気ガスｇ₀および冷媒蒸気ｇ₁
の保有する熱を効率良く回収することができることとな
る。従って、全体としての熱回収量が増大することとな
り、冷凍装置のＣＯＰを向上させることができる。しか
も、前記排気回収用熱交換器１３および熱回収用気液熱
交換器２１の入口における排気ガスｇ₀および冷媒蒸気
ｇ₁の温度Ｔ₂′，Ｔ₃′と前記各熱交換器１３，２１の
出口濃溶液温度Ｔ₂，Ｔ₃との差が一定値Ｙ，Ｚより小さ
くならないように流量制御弁１５，２２による流量制御
を行うようにしているので、排熱回収用熱交換器１３お
よび熱回収用気液熱交換器２１に供給される濃溶液ｌ₂
の流量を熱回収に最適な流量に制御することができるこ
ととなり、回収可能な熱量を最大化することができる。
その他の作用効果は第１の実施の形態におけると同様な
ので説明を省略する。

【００５５】なお、フロン系、アンモニア系の吸収式冷
凍装置においては、濃溶液はフロンあるいはアンモニア
を多く含み、希溶液はフロンあるいはアンモニアを少な
く含む溶液を表現するが、ＬｉＢｒ／水系の吸収式冷凍
装置の場合、濃溶液はＬｉＢｒを多く含み、希溶液はＬ
ｉＢｒを少なく含む溶液を表現する。

【００５６】

【発明の効果】本願発明の第１の基本構成（請求項１の
発明）によれば、ガスバーナ１により加熱され、高温冷
媒蒸気ｇ₁を発生させる発生器２と、該発生器２により
発生された高温冷媒蒸気ｇ₁を凝縮液化する凝縮器４
と、該凝縮器４により凝縮液化された冷媒を減圧する減
圧機構５と、該減圧機構５により減圧された冷媒を蒸発
気化する蒸発器６と、該蒸発器６により蒸発気化された
低温冷媒蒸気ｇ₂を前記発生器２から導かれる希溶液ｌ₁
に吸収させる際に発生する吸収熱を回収する吸収熱交換
器７とを備えた吸収式冷凍装置において、前記吸収熱交
換器７から導かれる濃溶液ｌ₂に前記発生器２から前記
吸収熱交換器７に導かれる途中の希溶液ｌ₁の保有する
熱を回収する熱回収用溶液熱交換器９と、前記吸収熱交
換器７から導かれる濃溶液ｌ₂に前記発生器２から導か
れる排気ガスｇ₀の保有する熱を回収する排熱回収用熱
交換器１３とを並列に設けて、熱回収用溶液熱交換器９
および排熱回収用熱交換器１３に供給される濃溶液ｌ₂
の温度が低くなるようにしたので、希溶液ｌ₁および排
気ガスｇ₀の保有する熱を効率良く回収することができ
ることとなり、全体としての熱回収量が増大し、冷凍装
置のＣＯＰを向上させることができるという優れた効果
がある。

【００５７】請求項２の発明におけるように、前記熱回
収用溶液熱交換器９および排熱回収用熱交換器１３にそ
れぞれ供給される濃溶液ｌ₂の流量を制御する流量制御
弁１４，１５と、前記各熱交換器９，１３の入口におけ
る希溶液ｌ₁および排気ガスｇ₀の温度Ｔ₁′，Ｔ₂′と前
記各熱交換器９，１３の出口濃溶液温度Ｔ₁，Ｔ₂との差
が一定値Ｘ，Ｙより小さくならないように前記流量制御
弁１４，１５の開度制御を行う制御手段２０とを付設し
た場合、熱回収用溶液熱交換器９および排熱回収用熱交
換器１３に供給される濃溶液ｌ₂の流量を熱回収に最適
な流量に制御することができることとなり、回収可能な
熱量を最大化することができる。

【００５８】請求項３の発明におけるように、前記吸収
熱交換器７から導かれる濃溶液ｌ₂に前記発生器２から
導かれる高温冷媒蒸気ｇ₁の保有する熱を回収する熱回
収用気液熱交換器２１を、熱回収用溶液熱交換器９およ
び排熱回収用熱交換器１３と並列に設けた場合、高温冷
媒蒸気ｇ₁の保有する熱をも濃溶液ｌ₂に効率良く回収す
ることができることとなり、全体としての熱回収量がさ
らに増大し、冷凍装置のＣＯＰをより一層向上させるこ
とができる。

【００５９】請求項４の発明におけるように、前記熱回
収用溶液熱交換器９、排熱回収用熱交換器１３および熱
回収用気液熱交換器２１にそれぞれ供給される濃溶液ｌ
₂の流量を制御する流量制御弁１４，１５、２２と、前
記各熱交換器９，１３，２１の入口における希溶液
ｌ₁、排気ガスｇ₀および高温冷媒蒸気ｇ₁の温度Ｔ₁′，
Ｔ₂′，Ｔ₃′と前記各熱交換器９，１３，２１の出口濃
溶液温度Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃との差が一定値Ｘ，Ｙ，Ｚより
小さくならないように前記流量制御弁１４，１５，２２
の開度制御を行う制御手段２０とを付設した場合、熱回
収用溶液熱交換器９、排熱回収用熱交換器１３および熱
回収用気液熱交換器２１に供給される濃溶液ｌ₂の流量
を熱回収に最適な流量に制御することができることとな
り、回収可能な熱量を最大化することができる。

【００６０】また、本願発明の第２の基本構成（請求項
５の発明）によれば、前記ガスバーナ１により加熱さ
れ、高温冷媒蒸気ｇ₁を発生させる発生器２と、該発生
器２により発生された高温冷媒蒸気ｇ₁を凝縮液化する
凝縮器４と、該凝縮器４により凝縮液化された冷媒を減
圧する減圧機構５と、該減圧機構５により減圧された冷
媒を蒸発気化する蒸発器６と、該蒸発器６により蒸発気
化された低温冷媒蒸気ｇ₂を前記発生器２から導かれる
希溶液ｌ₁に吸収させる際に発生する吸収熱を回収する
吸収熱交換器７とを備えた吸収式冷凍装置において、前
記吸収熱交換器７から導かれる濃溶液ｌ₂に前記発生器
２から導かれる高温冷媒蒸気ｇ₁の保有する熱を回収す
る熱回収用気液熱交換器２１と、前記吸収熱交換器７か
ら導かれる濃溶液ｌ₂に前記発生器２から導かれる排気
ガスｇ₀の保有する熱を回収する排熱回収用熱交換器１
３とを並列に設けて、熱回収用気液熱交換器２１および
排熱回収用熱交換器１３に供給される濃溶液ｌ₂の温度
が低くなるようにしたので、高温冷媒蒸気ｇ₁および排
気ガスｇ₀の保有する熱を効率良く回収することができ
ることとなり、全体としての熱回収量が増大し、冷凍装
置のＣＯＰを向上させることができる。

【００６１】請求項６の発明におけるように、前記排熱
回収用熱交換器１３および熱回収用気液熱交換器２１に
それぞれ供給される濃溶液ｌ₂の流量を制御する流量制
御弁１５，２２と、前記各熱交換器１３，２１の入口に
おける排気ガスｇ₀および高温冷媒蒸気ｇ₁の温度
Ｔ₂′，Ｔ₃′と前記各熱交換器１３，２１の出口濃溶液
温度Ｔ₂，Ｔ₃との差が一定値Ｙ，Ｚより小さくならない
ように前記流量制御弁１５，２２の開度制御を行う制御
手段２０とを付設した場合、排熱回収用熱交換器１３お
よび熱回収用気液熱交換器２１に供給される濃溶液ｌ₂
の流量を熱回収に最適な流量に制御することができるこ
ととなり、回収可能な熱量を最大化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸収式冷
凍装置の冷媒回路図である。

【図２】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸収式冷
凍装置における濃溶液流量制御を説明するためのフロー
チャートである。

【図３】本願発明の第２の実施の形態にかかる吸収式冷
凍装置の冷媒回路図である。

【図４】本願発明の第２の実施の形態にかかる吸収式冷
凍装置における濃溶液流量制御を説明するためのフロー
チャートである。

【図５】本願発明の第３の実施の形態にかかる吸収式冷
凍装置の冷媒回路図である。

【図６】本願発明の第３の実施の形態にかかる吸収式冷
凍装置における濃溶液流量制御を説明するためのフロー
チャートである。

【符号の説明】

１はガスバーナ、２は発生器、３は気液分離器、４は凝
縮器、５は減圧機構、６は蒸発器、７は吸収熱交換器、
８は空冷吸収器、９は熱回収用溶液熱交換器、１３は排
熱回収用熱交換器、１４は第１流量制御弁、１５は第２
流量制御弁、１６〜１９は温度センサー、２０は制御手
段（コントローラ）、２１は熱回収用気液熱交換器、２
２は第３流量制御弁、２３，２４は温度センサー、２５
は濃溶液流路、２６，２７は分岐流路、２８は希溶液流
路、２９は排気ガス通路、３０は分岐流路、３１は冷媒
蒸気流路、ｇ₀は排気ガス、ｇ₁は高温冷媒蒸気、ｇ₂は
低温冷媒蒸気、ｌ₁は希溶液、ｌ₂は濃溶液、Ｔ₁，Ｔ₂，
Ｔ₃は濃溶液出口温度、Ｔ₁′は希溶液入口温度、Ｔ₂′
は排気ガス入口温度、Ｔ₃′は冷媒蒸気入口温度。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスバーナ（１）により加熱され、高温
   冷媒蒸気（ｇ₁）を発生させる発生器（２）と、該発生
   器（２）により発生された高温冷媒蒸気（ｇ₁）を凝縮
   液化する凝縮器（４）と、該凝縮器（４）により凝縮液
   化された冷媒を減圧する減圧機構（５）と、該減圧機構
   （５）により減圧された冷媒を蒸発気化する蒸発器
   （６）と、該蒸発器（６）により蒸発気化された低温冷
   媒蒸気（ｇ₂）を前記発生器（２）から導かれる希溶液
   （ｌ₁）に吸収させる際に発生する吸収熱を回収する吸
   収熱交換器（７）とを備えた吸収式冷凍装置であって、
   前記吸収熱交換器（７）から導かれる濃溶液（ｌ₂）に
   前記発生器（２）から前記吸収熱交換器（７）に導かれ
   る途中の希溶液（ｌ₁）の保有する熱を回収する熱回収
   用溶液熱交換器（９）と、前記吸収熱交換器（７）から
   導かれる濃溶液（ｌ₂）に前記発生器（２）から導かれ
   る排気ガス（ｇ₀）の保有する熱を回収する排熱回収用
   熱交換器（１３）とを並列に設けたことを特徴とする吸
   収式冷凍装置。
2. 【請求項２】 前記熱回収用溶液熱交換器（９）および
   排熱回収用熱交換器（１３）にそれぞれ供給される濃溶
   液（ｌ₂）の流量を制御する流量制御弁（１４），（１
   ５）と、前記各熱交換器（９），（１３）の入口におけ
   る希溶液（ｌ₁）および排気ガス（ｇ₀）の温度
   （Ｔ₁′），（Ｔ₂′）と前記各熱交換器（９），（１
   ３）の出口濃溶液温度（Ｔ₁），（Ｔ₂）との差がそれぞ
   れ一定値（Ｘ），（Ｙ）より小さくならないように前記
   流量制御弁（１４），（１５）の開度制御を行う制御手
   段（２０）とを付設したことを特徴とする前記請求項１
   記載の吸収式冷凍装置。
3. 【請求項３】 前記吸収熱交換器（７）から導かれる濃
   溶液（ｌ₂）に前記発生器（２）から導かれる高温冷媒
   蒸気（ｇ₁）の保有する熱を回収する熱回収用気液熱交
   換器（２１）を、熱回収用溶液熱交換器（９）および排
   熱回収用熱交換器（１３）と並列に設けたことを特徴と
   する前記請求項１記載の吸収式冷凍装置。
4. 【請求項４】 前記熱回収用溶液熱交換器（９）、排熱
   回収用熱交換器（１３）および熱回収用気液熱交換器
   （２１）にそれぞれ供給される濃溶液（ｌ₂）の流量を
   制御する流量制御弁（１４），（１５）、（２２）と、
   前記各熱交換器（９），（１３），（２１）の入口にお
   ける希溶液（ｌ₁）、排気ガス（ｇ₀）および高温冷媒蒸
   気（ｇ₁）の温度（Ｔ₁′），（Ｔ₂′），（Ｔ₃′）と前
   記各熱交換器（９），（１３），（２１）の出口濃溶液
   温度（Ｔ₁），（Ｔ₂），（Ｔ₃）との差が一定値
   （Ｘ），（Ｙ），（Ｚ）より小さくならないように前記
   流量制御弁（１４），（１５），（２２）の開度制御を
   行う制御手段（２０）とを付設したことを特徴とする前
   記請求項３記載の吸収式冷凍装置。
5. 【請求項５】 前記ガスバーナ（１）により加熱され、
   高温冷媒蒸気（ｇ₁）を発生させる発生器（２）と、該
   発生器（２）により発生された高温冷媒蒸気（ｇ₁）を
   凝縮液化する凝縮器（４）と、該凝縮器（４）により凝
   縮液化された冷媒を減圧する減圧機構（５）と、該減圧
   機構（５）により減圧された冷媒を蒸発気化する蒸発器
   （６）と、該蒸発器（６）により蒸発気化された低温冷
   媒蒸気（ｇ₂）を前記発生器（２）から導かれる希溶液
   （ｌ₁）に吸収させる際に発生する吸収熱を回収する吸
   収熱交換器（７）とを備えた吸収式冷凍装置であって、
   前記吸収熱交換器（７）から導かれる濃溶液（ｌ₂）に
   前記発生器（２）から導かれる高温冷媒蒸気（ｇ₁）の
   保有する熱を回収する熱回収用気液熱交換器（２１）
   と、前記吸収熱交換器（７）から導かれる濃溶液
   （ｌ₂）に前記発生器（２）から導かれる排気ガス
   （ｇ₀）の保有する熱を回収する排熱回収用熱交換器
   （１３）とを並列に設けたことを特徴とする吸収式冷凍
   装置。
6. 【請求項６】 前記排熱回収用熱交換器（１３）および
   熱回収用気液熱交換器（２１）にそれぞれ供給される濃
   溶液（ｌ₂）の流量を制御する流量制御弁（１５），
   （２２）と、前記各熱交換器（１３），（２１）の入口
   における排気ガス（ｇ₀）および高温冷媒蒸気（ｇ₁）の
   温度（Ｔ₂′），（Ｔ₃′）と前記各熱交換器（１３），
   （２１）の出口濃溶液温度（Ｔ₂），（Ｔ₃）との差が一
   定値（Ｙ），（Ｚ）より小さくならないように前記流量
   制御弁（１５），（２２）の開度制御を行う制御手段
   （２０）とを付設したことを特徴とする前記請求項５記
   載の吸収式冷凍装置。