JPS5843365A - 多重効用吸収冷凍機を用いた熱回収装置 - 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】 この発明は多重効用吸収冷凍機の発生器に熱交換器を構
成し、冷凍負′荷の小さし１ときｋそこで受けた熱な何
らかの熱源として利用することＫより。

廃ガスまたは燃焼ガス等の熱−のエネルギーを有効に５
ＰＭ用するようにした多重効用吸収冷凍機に関□ する、　　　　　　　　　　　： 吸収冷凍機の一櫨としゼニ重効用吸収冷凍機がある。こ
れハ、＠生−ｖ２）［列に具え、１ｍ１ｌで＃纏した水
溶液を１−目の排出蒸気あるいは１段＠を加熱し終え麩
廃ガス尋で加熱して更Ｋ１１ＭすることＫより、廃ガス
等の熱の利用効率を嵩めるようにしたものである。しか
しながら、この二重効用吸収冷凍機においても冷凍負荷
自体が小さい場合は残りの癲ヲ無駄に捨てることＫなり
、エネルギーを常に高い効率で利用することはできない
・　　□ そこで、この発明は上記めような場合にも高い効率でエ
ネルギーを利用できるシステムを提供しようとするもの
である。すなわち、この発明は板状冷凍で余った熱を他
の相通（例えば発電、暖房・給湯等３ＫＭ用できるよう
に′したものであ□る。

−紋Ｅｌｋ収冷凍機においては臭化リチ□ウムなどの水
溶液が作動一体として用いられる。この水溶液は□熱交
換１１にお゛ける中間熱媒体としても利用できる１もの
である。ここで中間熱媒体とは、ａ′ガス。

燃焼ガス等の熱−゛のエネ〜ギニを例えばランキン＋４
タル機関め作動媒体（例えはフロン等）ｆｌＣ授受した
り、別の熱１１Ｋ熱移動させるときに、直接的に＃受あ
るいは熱移動させると、加熱源の温度レベルによっては
被加熱媒体に熱分解の虞れがあるため、加熱源からの熱
な一旦この中間熱媒体に伝え、温度を下げてから被加熱
媒体に伝えることＫより被加熱流体の温度がいかなる場
合でも中間熱媒体の温度を超えることがないようにする
ための４のでふる。したがって、二重吸収冷凍システム
の一部にその作動流体な中間熱媒体とする熱交換器を構
成すれば、冷凍で余った熱を取出して。

例えばフロンランキンサイクルによる発電システムある
いは暖房・給湯システム等に有効に利用できることＫな
る。

この発明はＩｆ＃に吸収冷凍システムの発生４１に熱交
換器を構成した点に特徴を有するものである。

このようにすれば、既存のシステムにあまり変更を加え
ないで構成することかできる（例えばフロンランキンサ
イクルによる。１竃システムであれば。

ボイラを発生器内に収容すればよい）、また１例えば二
重効用吸収冷凍機の結方の発生６にこの熱交換器を構成
した場合は、冷凍負荷が７：きい場合は付加したシステ
ムを停止すれば（フロンランキンシステムであればフロ
ンの蒸気量を絞ったり。

あるいはフロン系を停止させる）通常の二重効用として
作動するし、冷凍負荷が小さければこの付加したシステ
ムを作動させれば発生器で生じた蒸気は熱交換のためＫ
その場で＃縮して外にはあまり排出されないので冷凍機
としては単効用として働（ことになり、切換のための操
作が簡単になる。

尚、この発明は上述した二重効用吸収冷凍機においての
み有効なものでなく、更に多くの発生器な具えた多重効
用吸収冷凍機にもネＵ用できる。この場合、複数の発生
器に熱交換器を構成して冷凍負荷に応じて段階的にいく
つか利用するようにしてもよい。

以下、この発明の実施例Ｖ電性図面を参照して詳しく説
明する。′。

１１１図の実施例−１つの発生器３，４ｖ具え。

′へ 臭化リチウム水溶液を作動流体とし、廃ガスを熱源とす
る二重効用吸収冷凍機の結方の発生６３に）■ンボイラ
４を収容して、フロンランキンサイクルによる発電シス
テムを付加したものである。

第１図において、＆ｌ１ｉ１１．ア囲んだ部分、は二重
効用吸収冷凍システム、一点鎖＠２で屈んだ部分はフロ
ンランキンサイクルによる発電システムである。

二重効用吸収冷凍システムｌは２段につな、６すれた発
生ｍｌ（高圧発生器３１．低圧発生！１４）と、凝縮器
５と、蒸発器６と、吸収器７とを臭えている。

温度７ｇｌの廃ガスは高圧発生器３に熱を与え、＊いで
７０ン予熱器８で熱交、換して温度ＴｇｍＫ下１竺り、
更に低圧発生器４に熱、を、与えて温度７１ｍで排出さ
れる。

高圧発生器３は廃ガスの加、熱により水蒸気を発、生し
、臭化゛リチウム水浴液ｖＳ縮、する。１１１１ａされ
た水溶液は高温溶液熱交換器９を介して低圧轡生器４に
導かれ、冊こで、古び加熱、蒸発が行なわれて更に濃縮
される。高圧発生器３　＆ｌｔ−’て発生する水蒸気は
低圧発生器４に導、力勇て廃ガスと、共に低圧濃縮の熱
源となり、ここ、で凝縮されて、その復水は凝縮器５に
導かれる。低圧発生！！！４で発生する水蒸気は凝縮器
５で凝縮する。凝縮６５で得られた復水は減圧５ＰｌＧ
を通り、蒸発器６で冷凍効果を発生して、管１１に供給
されている水を冷却する。低圧発生器４でａＩＩｍされ
た水ＩＷｆｔＬは低温溶液交換ｌｌ１１２を経て吸収器
７に導かれ、ここで蒸、発器６から発生する＊ｌＡ、気
、を吸収して希雫な水溶液となる。この水浴液は溶液ポ
ンプ１３の駆動により。

低温層液熱交換ｍＬｉ！お、よび高温溶液熱交換器９を
通って高圧発生器３に戻される。これ、で二重効用吸収
冷凍の伊イクルが、完了する。

−万、フロンランキンシステム２においては前述した高
圧発生器３はフロン蒸気発生器としての働きをする・す
なわち、高圧発生器３内にはフロンボイラ４が収容され
ており、このフロンボイラ力は水溶液を中間熱媒体とし
て廃ガスの熱を受けて加熱され、フーン＊気を発生させ
る０、臭化リチウム水層液の場合は蒸気が水蒸気である
ので、７０ンボイラ２］ｖ水層液面から浮いた状態に設
置すると一例ル（ｆ高圧発生６＄３の内圧が大気、圧と
すれは、ｍｓ’ｐ度が１５０℃テ＆ツＣ４Ｎａ１ｌ＆カ
１００℃になってしまい、中間熱媒体での温度降下が増
す、しかし、１１１図のようにフロンボイラ２］ｖ水下
する。

７ａンボイラ２】から発生したフロン蒸気ハフ口くター
ビンセな回して発電を行ない、その排気は凝Ｊｉｉ＄２
３で復液し、フロンポンプ２４によりフロンへ 予熱ａｓｔ経てフロンボイラ２ｍＫ戻されてフロンラン
キンずイクルを完了する。

尚、第五図でＩｌ！１１１６５．吸収！７．凝縮器コ内
にそれぞれ通された管２５．２６．２７は冷却水な供給
するためのものである。ここでは、はじめＫＴ′Ｗ１の
温度を持った冷叩水力５．′！２６ＦＣ通されてｍ度−
５４に上昇し、史にこれが！ニーに通されて温度−と昇
して排出される。

第五図の装置は次の様に動作−ｇ″る。

ω冷凍負荷が小さいとき 冷凍負荷が小さいときは、フロンランキシレステムを作
動させる。すると高圧発生器３はその水滴液を中間熱媒
体とする熱交換器として作動し。

７０ンーイラツを熱して７０ン蒸気な発生させて。

発−を行なう、この場合、高圧発生ｉ３内で発生する沸
騰気泡はフロンボイラ４の壁面で凝ｉされるので、高圧
発生器３からはほとんど水蒸気は排°出されない−した
がって、ここではｉ液の＃細は行なわれない、したがっ
て、この場合は吸収器７の氷ｍ液を高圧発生１１３に送
っても、高圧発生ａＩ３からはそのままの濃度め水溶液
が低圧発生器４に送ｉ込まれ木ことＫなｉので第１図の
構成のようＫｔ収器７の水ｍ液を経路な切換えて直接低
圧発生１１１４に送ｉ込むようＫすれば効率が良（なる
、−万、低圧−一−４は高圧発垂器、１１しりて、この
とぎは高圧発生器３が発電な行なうための７１１　：／
ｌｉｇＩＬ殆生・とし発生き、冷凍機としては低圧発生
器の４による単効用として動作する。

■冷凍負荷が大きいとき 冷凍負荷が過多忙なったと＃（あるいは発電が不要のと
き）はフロンの蒸気流量をしばったり、あるいはフロン
系な停止させる。すると、今度は高圧発生１１１円で発
生されたｓＩＩ気泡はフロンボイラ４で凝縮されずにそ
のまま排出される。したがって、このと倉は高圧発生器
においても水ｍ液はａｍされるので、第１図の装置は二
重効用吸収冷凍システムとして作動する。

ここで、１１１図の装置ｌｌｖ単効用吸収冷凍システム
＋フ■ンランキンシステムとして動作させ、−例として
。

亀ガス温ＩＥＴｇｌＲ２５Ｇ℃ 龜ガス出口温度７１Ｓ　ｍ　ｉｏｏ　Ｃ上段のピンチ点
温度差Ｔｐｈ　−８Ｑ　℃フロア蒸気の凝ＪＩＩａｌｊ
［’ｒ＠−４５℃冷却水入ロａｉｍＴｗ１ｍ３０℃ ／’１却水ａｉＯＩｌ［ＴＷ、ａ３７を吸収冷ＩＩ機蒸
発−置Ｔ、ｖ耽４℃ 冷水入ロ温’　”ＣＷ＊　−１４℃ 冷水出ロ温度−：’９１Ｆ！　”　９℃とした場合のし
一ドパランス図を第２図ｔｃｙｃｊ。

この桑件では ）−ンランキン！イクルの ５エクセル今効率１ｙｌＦ−０、４６０出力／アロン系
熱交換器の 体熱１ｉ１１Ｗ／Ａｆ　ａ　１．２２　ＫＷ／ｍｌ’吸
収冷凍機の成績係数号Ｃ８Ｐ諺０．８４Ｂ吸収冷凍機の
全伝熱両横Ｑ／Ａａ　ｗｇ　１Ｂ６０　Ｋｅａｌ　／ｈ
ｍ”となる。

同様の桑件下で、二重効用吸収冷凍機として動作させる
場合を計算すると ｖｃｏｐ■１．０ｇ Ｑ／ムａｍｔｓｓｏ　Ｈｅａｌ／ｌｌ”ｋが得られる。

・ 尚、ｍｉｓの実施例においては二重効用吸収冷凍と、単
効用吸収冷凍＋発電のいずれかに完全に切換えて動作さ
せるようにしているが、高圧発生器３ｖ二重効用教収冷
凍システムｌと７０ンランキンシステム２に同時に！用
して、冷凍負荷してそれらに分配する熱量の割合を制御
する（冷凍負荷が大きい場合はフロン蒸気の流量をしぼ
り、冷凍負荷が小さい場合はフロン蒸気の流量を多くす
る）ようにしてもよい・尚１．この場合は、第１図９よ
うに吸収器７から送出される水溶液の経路を、：切、讐
、える必要はない。

、以上説明した第１図の実施例は吸収冷凍システムに発
電システムを組合せｙ：ものであるが、！＠電クシステ
ムかわりに暖房システム、給湯、システムを組合せるこ
とも可能である。そのように構成した一例を第３図に示
す、ここでは第１図と共通する部分には同一の符号な付
しである。第３図において、高圧発生器３内には純水ボ
イラ３０力、１浸漬されて”す・純水が給水″、７　”
：ｊ　３１　、Ｖ経て純水′イ５いる・尚・この場合今
まり高パ温度が学費１、なければ低圧発生器４のはう４
房・給湯システムを付−（・ 加してもよい。

また、この捻かに％第１１ｉ９ｉ３のシステムにおいて
。

冷凍が必要なときに、７〒ンタービン加にターボ冷ンシ
ステムのかわりに、蒸気ランキンシステムを設置しても
よく、さらに、水ｌ＠液の濃度差による冷暖房負荷や動
力の蓄積も可能となる。

以上説明したように、この発−によれば、吸収冷凍機の
作動流体が熱交換器の中間熱媒体と共通していることＶ
駒用して、多重吸収冷凍機の一生器に熱交換器な構成し
、これＫより余分な熱を増重して暢電、暖房、給湯等に
利用するようＫしたので、Ｗ＃凍負負荷小さいときにも
熱−のエネルギーな有効Ｋｌ／１４用することができる
。

’ｌ！１ｍの簡単な説明 ｇｘ−はフロン、ランキンサイクルによる発電システム
を付加する□ようＫしたこの発明の一実施例い□、、−
一、１゜。７８ヶ、えお５、て斃電システムー作動させ
たときのしニドバランス図、ｍｓ図は暖房・給湯システ
ムを付加す木ようにしたこの発明の他の実施例な示す系
統図である。

ｌ・・・二重効用吸収１ｌｖａ１［システ１．２・・・
フロンランキンサイクルによる発電シスーム、３・・・
高圧発生器（熱交換器）、４・・・低圧発生器、ト・・
凝縮器。

６・・・蒸発器、７・・・吸収器、８・・・フロン予熱
器、９・・・高温ｍ液熱交換器、　１０・・・減圧弁、
１２・・・低５ＩｉｌＩｌ液熱交換器、２１・・・フロ
ンボイラ、＆・・・フロンタービン、２３・・・フミン
凝縮器、３０・・・純水ボイラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多重効用吸収冷凍機における複数の＠□生器のいずれか
   １つ以上にその作動流体を□中間熱媒体とする熱交換器
   を構成し、冷凍負荷が小さい一合一前記癲交換器で受け
   た熱を何らかの熱６１に利用するようにした多重効用吸
   収冷凍機ｅＩ′