JPS58198659A - 多重効用吸収式冷温水機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気調和装置などに使用される多事効用吸収式
冷温水機に関するものである。

従来の二重効用吸収式冷温水機の構成および冷媒と爵液
の循環サイクルを第１図について説明する。

冷媒である水は低圧に保たれた蒸発器１のシェル側にあ
って、冷水管２内を流れる冷水から熱を奪い蒸発して冷
凍の目的を廊し、この蒸発した冷媒ガスは吸収器３に導
入される。吸収器３のシェル内には管４内を流通する冷
却水により一定温度に保たれた臭化リチウムの水溶液が
あり、この溶液中に前記蒸発した冷媒ガスが吸収されて
希溶准となる。この希溶液は溶液循環ポンプ５により低
温熱交換器６へ送られ、さらにこの熱交換器６を出た希
溶液は二重され、その一方は直接低温再生器７へ、他方
は高温再生器９へ送られる。

高温再生器９内にはボイラ１０が設けられ、このポイ″
）１０の加熱により希溶液は冷媒蒸気を蒸発して濃溶液
と冷媒蒸気に分離される。この冷媒蒸気は低温再生器７
の管側に供給され、シェル側に給送された希溶液を加熱
して、濃溶液と冷媒蒸気とに分離する。このようにし、
て高温再生器９および低温再生器７で溶液からそれぞれ
分離された両冷媒ガスは凝縮器１１に至り、冷却水管４
内を流通する冷却水により冷却されて液冷媒となる。

この准冷媒は管１２を杆て蒸発器１に戻って冷凍サイク
ルを一巡する。

一方、高温再生器９で冷媒を蒸発した後の濃溶液は、高
温熱交換器８を経て低温再生器７から送られた濃溶液と
合流し、ついで低温再生器６を経て吸収器３に戻り、再
び蒸発器１からの冷媒蒸気を吸収して希溶液となり溶液
サイクルを一巡する。

前記蒸発器１内の冷媒は冷媒ポンプ１３により循環され
る。

以上の説明が冷房サイクルの概要であるが、暖房サイク
ルの際には、凝縮器１１および吸収器３の冷却水配管４
に湛水を流通して温水をうるようにしている。この場合
、冷水配管２内の冷水の循環および蒸発器１の冷媒のス
プレィは行われてぃない。

上述した直焚き二重効用吸収式冷温水機の暖房サイクル
運転時においては、ボイラ１０から排出された燃焼ガス
は何ら第１」川されることなく、大気中に捨てられてい
たから低効率であった。一方、冷房サイクル運転時にお
いても、水−臭化リチウム系吸収式冷温水壁における＾
温再生器９円の浴液湛匿は約１４０〜１６０Ｃでほぼ一
定であるから、ボイラ１０の燃焼排ガスの温度は約２０
０〜２５０Ｃである。ところがボイラ１０の燃焼ガス側
の伝熱面積を大きくしても、排ガス温度を前記溶液温度
以下にすることができないので、排ガスの熱エネルギー
を有効に利用することができない欠点があった。

本発明は高温再生器のボイラより排出される排ガスから
熱エネルギーを回収し、冷、暖房性能を向上させて省エ
ネルギー化をはかることを目的と、□ するもので、高温再生器内に設けたボイラの燃焼ガスの
排気路に熱交換器を設け、この熱交換器に冷凍サイクル
内の液冷媒の一部を導入すると共に、その熱交換で発生
した蒸気を前記高温再生器の気相部に導入するように構
成したことを特徴とするものである。

以下本帖明の実施扮ｊを・図面について説明する。

第２図ないし第４図に示す符号のうち、第１図に示す符
号と同一のものは同一または該当する部分を示すものと
する。

第２図において、９はボイラ１０を内蔵する高温再生器
、１４は蒸発器１と冷媒ポンプ１３を連絡する導管に設
けた弁、１５は冷媒ポンプ１３の空転を防止するフロー
ト弁、２１〜２４は低湿再生器７、凝縮器１１、低・高
温熱交換器６．８を互に連絡する導管にそれぞれ配設さ
れた弁、３０はボイラ１０の排気路に設けられ、かつ低
温再生器７の下方位置に設置された熱交換器、３１は熱
交侠＃３０の下部と低温再生器７の液冷媒出口側氷室１
６を連絡する７洩冷媒導管、３２は熱交換器３０の上部
と高温再生器９の気相部を連絡する導管である。その他
の構造は第１図に示す従来例と同一であるから説明を省
略する。

次に上記のような構成からなる第１実施劉の作用および
効果について説明する。

高温再生器９で発生した冷媒蒸気は、２ｊｐ管１７およ
び入口氷室（図示せず）を社で低温再生器７の伝熱管７
ａ内に導入され、約７０〜８０Ｃで凝縮、液化し、この
際に凝縮潜熱で低温再生器７内の浴液を加熱する。前ｉ
己伝熱管りａ内で凝縮・液化した冷媒（水）は出口水室
１６に流出し、さらに圧力差により導管１９を触て凝縮
器１１に流出する。

一方、出口氷室１６の液冷媒の一部はベッド差により導
管３１を経て熱交換器３０に導入され、ここでボイラ１
０より排出された排ガスと熱交換して沸騰蒸発する。こ
の蒸発した＠度の小さい冷媒蒸気は、導管３２を経て高
温再生器９の気相部に導入され、さらに高温再生器９で
発生した冷媒蒸気と共に導管１７を経て低温再生器７の
伝熱管７ａに導入され、低温再生器７の溶液を加熱して
自身は凝縮・液化して再び出口氷室１６に戻る。

このようにボイラ１０の排ガスの熱は低温再生器７の溶
液に熱回収される。

上記冷房運転時に、熱交換器３０から高温再生器９への
キャリオーバ（液冷媒、の流出）が起ると、高温再生器
９における溶液の濃縮効率が低下する不具合を生じる。

この欠点は導管３１を介して熱交換器３０へ給送される
液冷媒量および熱交換器３０の設置場所による液面高さ
の調整により解消することができる。

暖房運転時には溶液ポンプ５および冷緑ポンプ１３を運
転し、弁１４を開いて蒸発器１内の液冷媒を吸収器３に
溢流させる。一方、温水は冷却水系４を流れ、吸収器３
および凝縮器１１でそれぞれ加熱されるので、熱交換器
３０の熱回収動作は前記冷房運転時と同様である。

通常、上記低温再生器７および高温再生器９の溶液温度
はそれぞれ８０〜９０Ｃおよび１４０〜１６０Ｃである
ので、ボイラ１０の排ガス湿度は薗温再生器９の俗ｍｒ
Ｍ度よりも高く、また熱交換器３０で熱交換した後の排
ガス温度も低温再生器７の溶液温度よりも商い。例えば
ボイラ１０の排ガス温度を２０　Ｏｒ、熱交換器３０の
排気温度を８０Ｃとすれば、燃料および燃焼条件にもよ
るが約６％程度の熱回収が行われるので、暖房時の暖房
能力を約６％増大させることができる。また冷房運転時
には、高温再生６９の溶液備瑠債を従来の熱回収してい
ない場曾よりも小さくすることができるので、燃料をほ
ぼ４〜５％程度節約することができる。

いま高温再生器８の両端温度差をΔｔ１循壊液量を０ｗ
Ｓ溶液比熱をＣＰとすると、損失熱ｋＱは下記（１）式
により求められる。

Ｑ＝ＣＰ−Ｇｗ・Δｔ・・・・・・（１）上記損失熱電
Ｑはほぼ溶液を沸護させる温度にまで加熱するのに必要
な熱量に等しい。その熱賦Ｑは溶液を濃縮する作用を行
わないから、いわゆるサイクルの効率を低下させるもの
である。特に高温再生器９の温度レベルが低温再生器７
の温度レベルに比べて高いため、上記損失熱量は多大で
ある。この損失熱量を低減するために、熱交換器８の性
能向上によりΔｔを小さくする方法が採用されているが
、熱交換器８はもちろん＃液ポンプ５などの大形化を招
くから限界がある。また単純に循環液量Ｇｗを減少する
と、低温再生器７を加熱する冷媒蒸気量りを錐体するた
め１、Ｇｗ・ξｏｔ＝（Ｇｗ　　Ｄ）ξｏｏ　　　　　
−・−（２）ただし、ξＧｏ：入ロ溶液のＩ、１１３ｒ
濃度、ξＧ、：濃縮後のＩ、１１３ｒ濃度 において、（ξａｏ−ξＧｌ）の再生器における出入口
の襄度差を大きくする心安がある。前記ξＱＯを大きく
すると、溶液がＬｉ１３ｒ成分の多い＾圃展にシフトし
て結晶晶析を生ずる不具合があった。

ところが第１実施例によれば、高温再生器９の溶成濃度
レベルを変史することなく、低温再生器７を加熱する冷
媒蒸気ｔを増量することができる。

したがって前記増量分たけ高温再生器９の溶液循ｆＪＪ
　賞Ｇ　ｗは減少するため、損失熱量Ｑも低減すると共
に、結晶晶析の発生を防止することによりサイクル性能
の同とをはかることができる。

第３図に示す第２実施例は低温再生器７の出口氷室１６
と熱交換器３０とを連絡する液冷媒導管３１を途中で分
岐して２分し、一方の分岐管３１ａにオリフス３３を、
他方の分岐管３１ｂに弁３４をそれぞれ配設すると共に
、第２暖房サイクルのために低温再生器７と低温熱交換
器６および凝縮器１１と蒸発器１をそれぞれ連絡する導
管にそれぞれ弁２５．２６を設け、かつ低温再生器７と
冷媒ポンプ１３を連絡する導管に設けた弁１４を除去し
た点が第２図に示す第１実施例と異なり、その他の構造
は同一であるから説明を省略する。

第２実施例は上記のような構成からなり、冷房運転時に
は分岐路３１ｂに設けた弁３４を閉じることにより、第
２図の第１実施例について説明したと同様の作用、効果
を奏する。なお分岐路３１ａに設けたオリフィス３３は
熱交換器３０の冷媒流入量を調節し、キャリオーバーを
防止する作用をする。次に暖房サイクルについて説明す
る。

低温再生器７には冷媒が多い溶液を充満させ、弁２４．
２５を閉じて溶液の低圧側すなわち吸収器３への流出を
阻止すると共に、弁２６を閉し凝縮器１１への冷媒の流
出を阻止する。さらに２１を閉じると、低温再生器７お
よび凝縮器１１は他の豐素から切シ離される。

また高温再生器９への溶液の９出入口の弁２２゜２３を
閉じると共に、分岐路３１ｂの弁３４を開放する。この
ように操作することにより、高温再生器９で発生した冷
媒蒸気は、導管１７を経て低温杏生器７内の希釈浴数を
加熱すると共に、自身は凝縮・液化して出口氷室１６、
導管３１および弁３４を経て熱交換器３ｏに導入される
。この熱交換器３０内に導入された液冷媒はボイラ１ｏ
の排ガスと熱交換して蒸発し、この蒸発した冷媒蒸気は
導′＃３２を経て高温再生器９に戻入する。この際、キ
ャリオーバーを起すから液冷媒も導管３２を流通する。

上述したように第２実施例によれば、暖房運転中には溶
液ポンプ５および冷媒ポンプ１３は不要であるから省電
力化をはかる□ことができる。また高温再生器９（−へ
する冷媒蒸気は液冷媒を含有し、かつ細かい霧状に広く
散布されるため、溶液の濃度差により生ずる電位差が小
さくなるがら腐食の進行を防止することができる。

第４図に示す第３実施例は熱交換器３０と＃絹器１１の
液相部、すなわち凝縮器１１の液相部と蒸発器１を連絡
する導管１２とを導管３１を介して接続した点が第２図
に示す第１実施例と異なり、その他の構造は同一である
から説明を省略する。

なお第３実施例では、熱交換器３０に液乍媒を供給でき
るようにするために、凝縮６１１と熱交換器３０との圧
力差は、凝縮器１１と熱交換器３゜との位置ヘッド差に
よる圧力差よシも小さくなるように構成されている。

このように構成すれば、熱交換器３０に流入する液冷媒
の温度が冷媒の凝縮温度では約４０ｃであり、１＋低温
再生器７の凝縮冷媒の温度では約８０〜９０Ｃであるた
め、冷房運転時の熱回収による冷凍性能の向上は前記実
施例に比べてやや低下する。その割合は供□給液冷媒の
入口温度差によるエンタルピー差（約４０〜５０　ｋｃ
ａｔ／Ｋｇ）と、冷媒蒸気のエンタルピー（約６３５　
ｋｃａｔ／　Ｋｇ　）の比で表わされる。すなわち熱交
換器３ｏに低温再生器７の液冷媒を供給する場合に対し
、熱交換器３０に凝縮器１１の液冷媒を供給して熱回収
する場合の方が冷凍性能の向上は、６〜８％小さい。

また第３実施例によれば、低温書生器の位置に関係なく
熱回収効果かえられ、かつ液冷媒導管の保温が不要であ
る利点がある。

なお冷媒ポンプ１３から吐出される液冷媒を熱交換器３
０に導いても上記実施例と同様な効果をうろことができ
る。このように構成すれば、第２図に示す第１実施例に
比べて供給液冷媒の温度が冷房時には約１０Ｃであるた
め、冷房運転時の熱回収による冷凍性能は幾分低下する
が、暖房運転時の熱回収効果は第４図に示す第３実施例
と同一である。また既設の冷媒ポンプを利用し、かつ熱
交換器と他の菅素との配置上の考慮を不要とする利点が
ある。

以上説明したように本発明によれば、ボイラからの排ガ
スを高温再生器内の溶液温度以下の低温度までサイクル
に熱回収することができるので、冷暖房能力を向上させ
て省エネルギー化をはかることが可能となる。また熱交
換器の熱交換は冷媒（水）の沸騰であるため、小さい温
度差で商い熱流束がえられるので、熱交換器をコンパク
トにすることができる。さらに熱交換器は高温再生器に
近接して配置されているため、配管を簡素化することが
できるばかりでなく、熱交換器から排出される排ガスの
温度は低温であるから、火傷防止の保温を簡略化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の二重効用吸収式冷温水機のサイクル構成
図、第２図〜第４図は本兜明の多′Ｍ幻用吸収式冷温水
機の実施例を示すサイクル構成図である。 ９・・・高温再生器、１０・・・ボイラ、１１・・・＃
縮器、１２．３１・・・導管、３０・・・熱交換器、３
１ａ。 ３１ｂ・・・分岐路、３３・・・絞り、３４・・・弁。 ￥１１　図 第　２　図 第３図 葛４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ボイラを有する高温再生器および凝縮器を備える公
   知の多重効用吸収式冷温水機において、前記ボイラの燃
   焼ガスの排気路に熱交換器を設け、この熱交換器に冷凍
   サイクル内の液冷媒の一部を導入すると共に、その熱交
   換器で発生した蒸気を前記高温再生器の気相部に導入す
   るように構成したことを特徴とする多電効用吸収式２、
   冷凍サイクル内の液冷媒を高温再生器に接続した熱交換
   器に導く糸路に分岐路を設け、この一方の分岐路に絞り
   を、他方の分岐路に弁をそれぞれ設けたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の多重効用吸収式冷温水機
   。 ３、高温再生器に接続した熱交換器と凝縮器の液相部と
   を液冷媒導管を介して連絡したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１ｍ記載の多事効用吸収式冷温水機。