JPS5857667B2 - 二重効用吸収冷凍装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷媒液釦よび吸収溶液を用いて吸収冷凍サイ
クルを行う吸収式冷凍装置で、発生器を複数設けて運転
する二重効用吸収冷凍装置に関するものである。

一般に二重効用吸収冷凍装置にかいては、加熱源として
高圧加熱蒸気または高温水などが用いられているが、第
一発生器に釦いて使用した後そのｉｔ加熱媒体なボイラ
などに戻している。

一般には加熱媒体の戻り温度が高いため回収の損失が多
く、例えば加熱源に蒸気を用いた場合、リチウムブロマ
イドを使用した二重効用吸収冷凍装置では空調条件の運
転では蒸気ドレーンは第一発生器を１６０ないし１８０
°Ｃで出るため、一度大気圧１でフラッシュさせて温度
を１００’Ｃ４で下げて戻すか、冷媒水を通水した熱交
換器で温度を下げる。

などの処理をしてかり、この際の温度低下は熱損失とな
っていた。

また、特公昭４７−１１５６０号公報に見られる如き従
来のものにかいては、二つの溶液熱交換器（本発明にか
ける第−及び第二溶液熱交換器Ｆ及びＧに和尚）の間の
稀溶液回路に直列に熱交換器（ドレーン熱交換器２９）
を設け、第一発生器から加熱媒体を導いて稀溶液の加熱
を行っているが、稀溶液は第二溶液熱交換器Ｇの出口で
は例えば７０℃近辺の高温となる。

従って第一発生器Ｃからの加熱媒体を、第二溶液熱交換
器Ｇの出口の稀溶液と熱交換せしめると、７０℃以下に
は冷却することはできない。

従って回収熱量は少なく、また、熱媒体の排出温度は高
く、更に冷却装置を要し、装置が複雑となり、かつ熱を
無駄に棄てていた。

本発明は、これら従来のものの欠点を除き、加熱媒体の
有する熱の有効利用を図り、加熱媒体の消費量を減じ加
熱媒体の循環または非循環流路にかける機器の動力１機
器寸法の減少をはかると共に、加熱媒体の温度を下げて
回収を容易にすることができ有用な二重効用吸収冷凍機
能発揮できることを目的とするものである。

本発明は蒸発器Ａ、吸収器Ｂ、第一発生器Ｃ１第二発生
器Ｄ、凝縮器Ｂｂよび第一溶液熱交換器Ｆ、第二溶液熱
交換器Ｇから構成され、第一発生器Ｃから冷媒蒸気を第
二発生器りに導き、この第二発生器りで凝縮した冷媒液
を凝縮器Ｅを介して蒸発器Ａへ導びくようにした二重効
用吸収冷凍装置に卦いて、溶液ポンプの吐出口から第二
溶液熱交換器Ｇ入ロ１でのラインの低温低濃度の吸収溶
液の一部をバイパスして熱交換器に導ひいて第一発生器
Ｃからの高温の加熱媒体と熱交換させた後。

第一発生器Ｃまたは第二溶液熱交換器Ｇを出た後第−発
生器Ｃに至る間の低濃度の吸収溶液ラインに流入せしめ
るバイパスラインを配備したことを特徴とするものであ
る。

本発明を実施例につき、第１図を参照して説明すると、
蒸発器Ａ、吸収器Ｂ、第一発生器Ｃ１第二発生器り、凝
縮器Ｅ、及び第一溶液熱交換器Ｆ。

第二溶液熱交換器Ｇから構成され、第一発生器Ｃから冷
媒蒸気を第二発生器りに導き、この第二発生器りで凝縮
した冷媒液を凝縮器Ｅを介して蒸発器Ａへ導くようにし
た二重効用吸収冷凍機にかいて、前記蒸発器Ａは吸収器
Ｂと同−鐘胴１内に形成され冷水チューブ２と冷媒ポン
プ３を有する液循環管路４とスプレー管５とを備え、且
つ前記吸収器Ｂには冷却水チューブ６が設けられ、溶液
ポンプ７を有する配管８と戻り配管９とで第一溶液熱交
換器Ｆ及び第二溶液熱交換器Ｇを経て第一発生器Ｃと第
二発生器りとに連絡しである。

この第一発生器Ｃは熱源熱量制御弁Ｈな有する発生器チ
ューブ１０を有する。

ただし第一発生器Ｃの溶液出口にもぐりオリフィスを設
けることなどにより。

熱源熱量制御弁Ｈな発生器チューブ１０には設けずに、
負荷に応じて加熱量を自動的に変化せしめることができ
る。

このような作用をするもぐりオリフィスなども熱源熱量
制御弁の概念に含めて考える。

前記第一発生器Ｃは配管１１で第一熱交換器Ｆを経て第
二発生器りに連結され、また該第二発生器りは熱媒が通
過する発生器チューブ１２を持ち、連通状態で凝縮器チ
ューブ１３のある凝縮器Ｅと同一缶胴１４に設けられ配
管１５で凝縮器Ｅと蒸発器Ａとを連結していると共に、
第二発生器りは戻り配管９で第二熱交換器Ｇを経て吸収
器Ｂに連結され、且つ発生器チューブ１２は冷媒蒸気配
管１６で第一発生器Ｃに連結し、且つ戻り配管１７で凝
縮器Ｅに連絡しである。

一方溶液ポンプ７の配管８即ち溶液ポンプ７の吐出口か
ら第二熱交換器Ｇの入口１でのラインから低温低濃度の
吸収溶液をバイパスするバイノくス配管１８を設け、こ
のバイパス配管１８を第一発生器Ｃに連結すると共に、
・くイ・くス配管１８に溶液流量制御弁■または絞り弁
若しくはオリフィスなどの絞り機構と加熱媒体の熱交換
器１９が備えられ、且つ該熱交換器１９には第一発生器
Ｃからの高温の加熱媒体を熱交換させるため戻り配管２
３が導びかれている。

更に前記吸収溶液配管８には溶液流量制御弁■を設け、
バイパス配管１８中の溶液流量制御弁■とともに蒸発器
Ａの冷水出口温度検出器Ｍ又はこれに制御される第一発
生器Ｃの熱源熱量制御弁Ｈ１あるいは第一発生器Ｃの圧
力検出器に１発生した冷媒蒸気の冷媒蒸気の飽和温度を
検出する温度検出器Ｊなどに連結し、弁の操作を司どる
ようになっている。

そして、蒸発器Ａで蒸発した冷媒は吸収器Ｂの溶液に吸
収され、該溶液は溶液ポンプ７により第二熱交換器Ｇ、
第第一熱交換器上経て第一発生器Ｃに送られ、ここで加
熱されて冷媒蒸気を放出し溶液は濃縮されて配管１１で
第一熱交換器Ｆに入り、吸収器Ｂからの溶液と熱交換し
て第二発生器りに入り、発生器チューブ１２の加熱管で
加熱されて再度冷媒蒸気を発生し、この第二発生器りで
発生した冷媒蒸気は凝縮器Ｅに入り、−凝縮器チューブ
１３の冷却水によって冷却され凝縮する。

一方、第二発生器の溶液は戻り配管９で第二熱交換器Ｇ
に入り、吸収器Ｂからの溶液との熱交換により温度が低
下して吸収器Ｂに戻り、ｌた凝縮器Ｅに溜った冷媒は戻
り配管１５を経て蒸発器Ａに戻って二重効用の冷凍サイ
クルを繰り返すものである。

また溶液ポンプ７の吐出口から第二熱交換器Ｇ入口まで
のラインからの低温低濃度の吸収溶液を一部加熱媒体の
熱交換器１９に導びいて第一発生器Ｃからの高温加熱媒
体と熱交換させた後、第一発生器Ｃまたは第二溶液熱交
換器Ｇを出た後第−発生器Ｃに至る間の低濃度の吸収溶
液に所要量だけバイパスさせるよう構成してあり、過冷
却用の熱交換器１９で熱交換した熱量相当のエネルギに
ほぼ反比例的に第一発生器Ｃでの加熱源の消費量が減少
できる。

即ち、所要冷凍容量を得るために少ない加熱媒体の消費
量でよいことになり、機器の動力、機器の寸法が減少し
、経済性が向上する。

また加熱媒体も冷却されることにより処理が容易となり
、かつ従来のフラッシュなどの冷却損失もなくなる。

そして、バイパスさせるに際しては前記吸収器Ｂから第
一発生器Ｃに送り込む量を調整している流量制御弁■、
■を、第一発生器Ｃの圧力又は両発生器Ｃ，Ｄ間の圧力
差を信号として、制御するか或いはこれら圧力を用いる
代わりに、第一発生器Ｃ又は第二発生器りの冷媒蒸気の
飽和温又は。

近似的な飽和温を用いたり蒸発器Ａの冷水出口温度の検
出で制御する。

即ち、冷水出口温度の変動を温度検出器Ｍにて検出しそ
の信号により熱源熱量制御弁Ｈな作動させて冷水温度の
制御を行うが、その際第一発生器Ｃ内の内圧の上昇１両
発生器Ｃ，Ｄの間の圧力差の変動あるいは飽和温度の上
昇がある場合には第一発生器Ｃに設けた圧力検出器にあ
るいは第二発生器りの発生器チューブ１２の出口に設け
た温度検出器Ｊにて検出しその信号により溶液流量制御
弁■ｂよび／または■を作動させその流量配分の調整が
行われることになる。

なか、前記溶液バイパス配管１８は第一発生器Ｃに直接
連結するラインに代えて間接的に第二熱交換器出口から
第一熱交換器人口１でのラインに所要量だけバイパスさ
せるライン２１を設けたり。

第一溶液熱交換器Ｆ出口から第一発生器Ｃ１でのライン
に所要量だけバイパスさせるライン２２を設けることも
できる。

しかして第一発生器Ｃへの熱源熱量制御弁Ｈが。

冷水出口温度の信号により作動すると、第一発生器Ｃへ
の加熱量が変化し、第一発生器Ｃ内の溶液流を変化させ
て１発生する冷媒蒸気圧及び、その飽和温が変化する。

つ１り熱源熱量制御弁Ｈが作動すると、第一発生器Ｃの
内圧第二発生器りのチューブ１２内の冷媒液温が変動し
、それにより溶液流量制御弁■卦よび／あるいは■が作
動することになり、容量制御が容易に行い得られること
になる。

負荷あるいは冷却水温度、加熱媒体温度などの条件の変
動に応じて熱源熱量制御弁Ｈな自動あるいは手動にて操
作して調節し、または溶液流量制御弁Ｉ、Ｉ［を調節す
るほかに、バイパス配管１８の出口を、第一発生器Ｃ、
ライン２２あるいはライン２１の何れかに通ずるよう選
択できるようにしてもよい。

例えばバイパス配管１８に多量の溶液が分岐される場合
は熱交換器１９を出た溶液の温度は比較的低いのでライ
ン２１により第一溶液熱交換器Ｆより前段に戻すと同熱
交換器の冷却能力が高１す、第一発生器Ｃから配管１１
を経て第二発生器りに供給される濃溶液の温度が下がジ
。

これにより第二発生器り内のフラッシュを防ぎ熱の損失
を防ぐことができる。

バイパス配Ｗ１８に分岐する溶液の流量が少ない場合は
温度が高くなるのでライン２２により第一溶液熱交換器
Ｆより後段に流入せしめる。

上記の実施例にかいては従来利用されずに損失となって
いた加熱媒体の熱の一部の有効利用をはかり損失を防止
することができるので加熱媒体の所要量を減少せしめこ
れに伴ない加熱媒体輸送用のポンプ、ブロアなどの機器
）よびそれに要する動力も小さくさらに配管系も小寸法
になり、スペース上、経済上、保守上有利になると共に
、加熱媒体自身も温度が下がり処理１回収が容易になる
などの効果を有する。

例えば低温の吸収器Ｂから希溶液４０’Ｃ前後を熱交換
器１９で第一発生器Ｃからの蒸気ドレンと熱交換し、第
一発生器Ｃからの蒸気ドレン出口温度をできるだけ低く
、即ち４０℃近く１で低げることにより、蒸気ドレンか
らの熱を吸収冷凍サイクルで有効に使用することにある
。

以上のことから従来型と比べて蒸気消費量の減少が大き
く５〜６％の蒸気消費量の低減が可能となる省エネルギ
対策上有効である。

この場合、前記熱交換器１９に供給する希溶液流量は過
度に大きくなると、吸収冷凍サイクルの溶液循環量が全
体に増加し、吸収冷凍機の効率の低下を招くことになる
ので避けるべきで、第二溶液熱交換器Ｇへの供給量と熱
交換器１９への供給量との割合は、熱交換器１９を出た
希溶液の供給先により変えるのがよいが、希溶液を第一
発生器へ送る場合は吸収器からの流量の約１５％をこの
熱交換器１９へ残りの８５％は第二溶液熱交換器Ｇに送
るようにすれば最適状態で運転できる。

一方部分負荷でもこの配分を保つようにするのがよいが
、更に１部分負荷時に効率の低下の激しい吸収冷凍機で
は部分負荷での第一発生器から単位冷凍能力当りの蒸気
消費率が増加するので、前記の部分負荷での配分を同一
比率とせず、蒸気ドレン熱量の熱回収を増加するため、
熱交換器１９への配分比率を効率の低下を考慮して増加
させることが良い制御となり省エネルギタイプの装置と
して活用できるものである。

本発明により、次の如き特別顕著な効果を奏することが
できる。

（１） 従来利用されずに損失となっていた加熱媒体
の熱の一部を有効利用するので熱効率が向上する。

（２）加熱媒体の廃熱を低温溶液で熱回収するので、（
１）回収熱量が犬となって、加熱媒体の消費量が減少し
、熱効率が向上する。

（１１）加熱媒体の排出温度が低くなり、設備も簡単と
なり処理１回収が容易となる。

例えば本発明の如く、バイパスラインを設け、加熱媒体
を第二溶液熱交換器Ｇの入口からの稀溶熱と熱交換せし
めれば、この入口側稀溶液の温度は例えば４０℃程度の
低温なので１例えば従来の如き７０’Ｃという高い温度
に比べ４０℃近く１で冷却することができる。

つ１す、加熱媒体をより低い温度にまで冷却するという
ことは、それだけ多くの熱量を稀溶液に回収したという
ことであり、回収熱量が多くなることにより熱効率が１
例えば５〜６％も向上し、加熱媒体の消費量の節減がは
かれると共に、加熱媒体自体は低温に冷却され排出温度
が低くなり設備も簡単となり、処理、回収が容易となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す系統説明図である。 Ａ・・・蒸発器、Ｂ・・・吸収器、Ｃ・・・第一発生器
、Ｄ・・・第二発生器、Ｅ・・・凝縮器、Ｆ・・・第一
溶液熱交換器、Ｇ・・・第二溶液熱交換器、Ｈ・・・熱
源熱量制御弁。 １、］Ｉ・・・溶液流量制御弁、Ｊ・・・温度検出器、
Ｋ・・・圧力検出器、Ｍ・・・温度検出器、１，１４・
・・缶胴、２・・・冷水チューブ、３・・・冷媒ポンプ
、４・・・液循環管路、５・・・スプレー管、６・・・
冷却水チューブ、７・・・溶液ポンプ、８，９，１１，
１５・・・配管、１０゜１２・・・発生器チューブ、１
３・・・凝縮器チューブ。 １６・・・冷媒蒸気配管、１７・・・戻り配管、１８・
・・バイパス配管、１９・・・熱交換器、２１．２２・
・・ライン、２３・・・戻り配管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸発器Ａ、吸収器Ｂ、第一発生器Ｃ１第二発生器り
   、凝縮器Ｅｂよび第一溶液熱交換器Ｆ、第二溶液熱交換
   器Ｇから構成され、第一発生器Ｃから冷媒蒸気を第二発
   生器りに導ひき、この第二発生器りで凝縮した冷媒液を
   凝縮器Ｅを介して蒸発器Ａへ導びくようにした二重効用
   吸収冷凍装置に卦いて、溶液ポンプの吐出口から第二溶
   液熱交換器Ｇ入ロ１でのラインの低温低濃度の吸収溶液
   の一部を熱交換器に導ひいて第一発生器Ｃからの高温の
   加熱媒体と熱交換させた後、第一発生器Ｃまたは第二溶
   液熱交換器Ｇを出た後毛−発生器Ｃに至る間の低濃度の
   吸収溶液に流入せしめるバイパスラインを配備したこと
   を特徴とする二重効用吸収冷凍装置。 ２ 蒸発器Ａ、吸収器Ｂ、第一発生器Ｃ１第二発生器り
   、凝縮器Ｂｂよび第一溶液熱交換器Ｆ、第二溶液熱交換
   器Ｇから構成され、第一発生器Ｃから冷媒蒸気を第二発
   生器りに導びき、この第二発生器りで凝縮した冷媒液を
   凝縮器Ｅを介して蒸発器Ａへ導びくようにした二重効用
   吸収冷凍装置に卦いて、溶液ポンプの吐出口から第二溶
   液熱交換器Ｇ入ロ１でのラインの低温低濃度の吸収溶液
   の一部を熱交換器に導ひいて第一発生器Ｃからの高温の
   加熱媒体と熱交換させた後、第一発生器Ｃまたは第二溶
   液熱交換器Ｇを出た後毛−発生器Ｃに至る間の低濃度の
   吸収溶液に流入せしめるバイパスラインを配備すると共
   に、前記吸収器Ｂから第一発生器Ｃへ送る溶液流量を制
   御するための溶液流１ｔＩＪ御弁Ｉ、Ｉ［又はこの二つ
   の制御弁Ｉ、Ｉ［の機能を有する一体形制御弁例えば三
   方制御弁若しくは制御弁のいずれか一方のみとして他の
   一つを固定絞り機構として備え、これら制御弁を同時に
   或いは選択して作動させるために前記第一発生器Ｃで発
   生する冷媒蒸気の圧力又はその飽和温度の変動若しくは
   蒸発器Ａの冷水出口温度の変動を検知する検出器に連絡
   してその溶液流量の配分を変えて容量制御するようにし
   たことを特徴とする二重効用吸収冷凍装置。 ３ 蒸発器Ａ、吸収器Ｂ、第−発生器Ｃ１第二発生器り
   、凝縮器Ｅｂよび第一溶液熱交換器Ｆ、第二溶液熱交換
   器Ｇから構成され、第一発生器Ｃから冷媒蒸気を第二発
   生器りに導ひき、この第二発生器りで凝縮した冷媒液を
   凝縮器Ｅを介して蒸発器Ａへ導びくようにした二重効用
   吸収冷凍装置にかいて、溶液ポンプの吐出口から第二溶
   液熱交換器Ｇ入ロ１でのラインの低温低濃度の吸収溶液
   の一部を熱交換器に導ひいて第一発生器Ｃからの高温の
   加熱媒体と熱交換させた後、第一発生器Ｃまたは第二溶
   液熱交換器Ｇを出た後毛−発生器Ｃに至る間の低濃度の
   吸収溶液に流入せしめるバイパスラインを配備すると共
   に、前記第一発生器Ｃへの熱源量を制御する冷凍容量制
   御用の熱源熱量制御弁Ｈと、吸収器Ｂから第一発生器Ｃ
   へ送る溶液流量を制御するための溶液流量制御弁■、■
   とを備え、この溶液流量制御弁■、■を選択して作動さ
   せるために前記第一発生器Ｃで発生する冷媒蒸気の圧力
   又はその飽和温度の変動若しくは蒸発器Ａの冷水出口温
   度の変動を検知する検出器に連絡してその溶液流量の配
   分を変えて容量制御するようにしたことを特徴とする二
   重効用吸収冷凍装置。