JPS5867A - 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、多重効用吸収式冷・温水機とくに高温再生器
に設置されたボイラの排気ガスから熱を回収するのに適
した多貞効用吸収式冷・温水機に関するものである。

従来のこの種冷温水機は第１図に示すように、冷水管１
　ａ、冷媒散布ヘッダ９およびフロート弁１４を内蔵す
る蒸＠器１、冷却水管２ａと＃溶液散布ヘッダ７を内蔵
する吸収器２、ボイラ３ａを内蔵する高温再生器３、加
熱管４ａを有する低温再生器４、冷却水ｆ５ａを有する
凝＃器５、溶液ポンプ６．８、冷媒ポンプ１０および低
、高温熱交換器１１．１２からなる。

冷水製造時（冷房運転時）には冷暖切換弁１５を閉じ、
冷媒を散布ヘッダ９より蒸発器１の冷水ｆｌａ上に散布
して蒸発させ、この冷媒ガスを吸収器２へ送る。一方、
温水製造時（暖房運転時）には冷暖切換弁工５を開き、
冷媒を吸収器２に送つて溶液と混合させる。

上記冷温水機において、ボイラ３ａの燃焼排ガスと吸収
器２から低、高温再生器４．３へ送られる希溶液とを熱
交換させ、前記燃焼排ガスよシ熱回収することが考えら
れる。蒸気焚きの吸収式冷凍機では、すでに再生器を加
熱した蒸気のドレンと熱交換させる熱交換器を設けたも
のが提案されている。またボイラ３ａの燃焼ガスの排気
路に熱交換器を設け、この熱交換器に冷媒液を循環させ
て吸収式ヒートポングサイクルを構成することにより、
温水に熱回収させる提案をすでに提出した。

しかし上記ボイラ特に灯油あるいは都市ガスを燃料とす
るボイラの燃焼排ガスは５０〜６０Ｃまで冷却されると
、燃焼排ガス中の水分が凝縮し、この凝縮水に排気ガス
中のＳ０４．ＮＯｘ。

ＨＣｌ、ＣＯｓなどが吸収されて強酸性水となるから熱
交換器を腐食する。その対策として排気ガスの温度を７
０〜８０Ｃ以上にして凝縮を防止するか、また排気ガス
を約４０Ｃ以丁に冷却して水分を凝縮させることにより
、酸性を弱めあるいは中和して熱交換器の腐食の進行を
遅らせる手段が提、案さｎている。

しかるに第１図に示す水−臭化リチウム系吸収式冷温水
機における低温再生器４および高暎再生器３の溶液温度
はそれぞれ８０〜９０Ｃおよび１４０〜１６０Ｃ程度で
、ボイラ３ａの排ガス温度は約１５０Ｃ以上である。そ
こでボイラ３ａの排ガス系路に熱交換器を設け、低温再
生器４の溶液と排ガスとを熱交換させることにより、排
ガス温度を約９Ｏｒまで低丁させることができる。すな
わち窒気過刺率ｍがｍ＝１．５．ｌｆｆ１度で、燃料が
灯油の場合には、ボイラ３ａの効率を約３％向上させて
省エネルギー化をはかることができる。

ところが前記のように低温再生器４に熱回収する場合、
通常ボイ？３ａど低温再生器４には位置のヘッド差があ
り、たとえば熱交換器が低位置にあると、その熱交換器
内の溶液は液ヘッドのために沸騰できない。したがって
低い熱伝達率しかえられないから、伝熱面積の太きｈ熱
交換器を要する。逆に熱り換器が高位置にあると、空焚
き個所を生じて溶液側からの腐食が急激に進行し、吸収
器２へ戻るヘッド差の確保が困難になるなどの問題であ
る。

本発明の目的は、回収用熱交換器単位面積当りの排熱回
収効率が高い吸収式冷・温水機を提供することにあシ、
高温再生器に設けたボイラの排ガス系路に設けた回収熱
交換器と再生器内に設けた補助熱交換器または再生器の
冷媒流路とを冷媒循櫨系路を介して連絡したことを特徴
とするものである。

以下本発明の実施例を図面について説明する。

第２図ないし第７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部分を示すものとする。

第２図および第３図において、１６ａ、１６ｂはボイラ
３ａによ多発生する燃焼排ガスの排気路１７に配設され
た熱交換器で、その熱交換器１６ａはヘッダ”６ａｔ＊
１６ａ４と、そのヘッダ１６ａ１に連結する多数の伝熱
’１１６ａ２　と、これらの伝熱管１６　ａＨに直交す
る多数のグレートフィン１６ａ３により構成されている
。他方の熱交換器１６ｂも前記熱交換器１６ａと同様に
構成されている。１８は熱交換器１６ａ、１６ｂの下方
に設置されたドレン受皿、１９はドレン受皿１８に連結
されたドレン管、２０は熱交換器、１６ｂと蒸発器１の
散布ヘッダ９および゛冷媒ポンプ１０とを連絡する冷媒
管、２１は熱交換器１６ｂと蒸発器１の補助散布ヘッダ
２７とを連絡する冷媒管、２２゜２３は冷媒管２０．２
１にそれぞれ設けられた切換弁、２４は低感再生器４内
に設けられた補助熱交換器、２５は補助熱交換器２４と
熱交換器１６ａとを連絡する冷媒管、２６．２７は冷媒
管２５に設けらｎた冷媒タンクおよび仕切弁である。

次に上記のような構成からなる本実施例の作用および効
果について説明する。

冷房運転時には仕切弁２２を閉状態に、仕切弁２７を開
状態にセットする。すると冷媒タンク２６内の液冷媒は
仕切弁２７、冷媒管２５および入口ヘッダ１６ａ１を経
て伝熱管１６ａ、に導入され、伝熱管１６ａ３の外側を
流れるボイラ３ａの燃現排ガスと熱交換して９０Ｃの冷
媒蒸気となる。この冷媒蒸気は出口ヘッダ１６ａ４を経
て低温再生器４内に設けられた補助熱交換器２４に流入
し、低温再生器４内の溶液と熱交換して凝縮された後に
冷媒タンク２６に戻される。このようにしてボイラ３ｍ
の排ガスの熱は低温再生器９の溶液に回収される。

通常、上記低温再生器４および高温再生器３の溶液温度
はそれぞれ８０〜９０ｒおよび１３０〜１６０Ｃである
ので、ボイラ３ａの排ガス温度は高温再生器３の溶液温
度よりも高い、また熱交換器１６ｍで熱交換した後の排
ガス温度も低温再生器４の溶液温度よりも高い。例えば
ボイラ３１の排ガス温度を２０００．熱交換器１６ｍの
排気温度を１・ＯＯＣとすれば、燃料および燃焼条件に
もよるが約５％程度の熱回収が行われ、実質的にボイラ
効率を向上させることができる。

さらに熱交換器１６ａで熱交換後の排ガス温度を８０〜
９０ｒ以上に維持することができるやで、排気中の水分
が熱交換器１６ａに結露する恐れがない。また運転開始
時には、ボイラ３ａは冷えているため、排気中の水分は
結露するが、短時間であるから機器の腐食に対する影響
は小さい。

一方、暖房運転時にはさらに仕切弁２２および冷暖切換
弁１５を開放すると共に、冷水管１ａへの冷水の供給を
停止し、かつ冷却水管２ａ、５ａを温水系に接続する。

この場合、冷媒は蒸発器１の冷媒ポンプ１０゛により昇
圧された後、配管２゜を経て熱交換器１６ｂに導入され
、排ガスと熱交換して／ＩＩＩＩ熱された後に配管２１
を経て蒸発器１の補助散布ヘッダ２８よシ蒸発器１の伝
熱管（冷水室）ｌａ群上に散布される。その一部の冷媒
はフラッシュし、吸収器２に導入されて溶液に吸収され
る。

蒸発器１の冷媒の温度は冷凍サイクルのときより高く約
２０Ｃ程度になっている。その理由は、吸収器２の冷却
水管２ａ内には温水が流れてお９、温水を加温するため
には溶液の飽和温度を高くする必要があるからである。

また熱交換器１６ｂでハ排カスは約４０〜２０・Ｃに、
冷却されるので、多音の凝縮水が発生し、この凝縮水は
ドレン受皿１８に集められた後にドレン菅１９より排゛
出される。

最近はＮＯＸを低減するために水噴射バーナなどが市販
されているが、このようなバーナを用いると、熱交換器
１６ｂにおける回収熱量も多く、また排ガスからの凝縮
水も多いので、ＰＨを高く維持できるから熱交換器１６
ｂの耐久上好ましい。

また本実施例は低温再生器４の冷媒に熱回収するための
熱交換器１６ａの下流側に、蒸発器１を経て吸収器２に
熱回収する熱交換器１６ｂを配設したので、冷暖切換時
に仕切弁２７を操作する必要がない。さらに熱交換器１
６ｂの熱負荷は単体の１合に比べて少ないので、熱交換
器１６ｂの冷媒の出入口条件を同様にするための冷媒循
環量は少−でよいから、冷媒ポンプ１０の負荷を軽減す
ることができる。−万、冷媒循環量が同一であると、熱
交換器１６ｂの出口冷媒の温度低下分だけ熱５１：換器
１６ｂをコンパクト化することができる。

第４図および第５図に示す他の実画例では、熱交換器１
６を補助熱交換器２４に接続された伝熱管１６Ａと、蒸
発器（図示せず）Ｋ接続された伝熱管１６Ｂと、その伝
熱管１６Ａ、１６Ｂに直交するように設けられたグレー
トフィン１６Ｃによ？）構成した点が第２図および第３
図に示す実施例と異なり、その他の構成は同一であるか
ら図面および説明を省略する。

このように構成すれば、冷房運転時には仕切弁２７を閉
じ伝熱管１６Ａへの冷媒の供給を停止することにより、
補助熱交換器２４と接続する伝熱管１６Ａをグレートフ
ィン１６Ｃ全体金熱交換器として有効に使用することが
できる。一方、暖房運転時には仕切弁２２を１閉じて伝
熱管１６Ｂへの冷媒の供給を停止することにより、蒸発
器に接続する伝熱管１６Ｂをグレート１６Ｃ全体を熱交
換器として有効に・１更用することができる。

また前記実施例（第２図）では２個の熱交換器１６ａ、
１６ｂを必要とするが、本実施例では１個の熱交換器１
６でよいからコンパクト化することができる。さらに前
記実画例では冷房運転時に熱交換器１６ｂは休止してい
るが、本実施例では冷房、暖房のいずれの場合にも熱交
換１６を有効に使用できるから利用率を向上させること
ができる。

第６図および第７図に示す他の実施例は熱交換器１６ａ
を低温再生器４の力Ｉ熱管４ａに冷媒タンク２６および
絞シ弁２７を介して接続した点、すなわち刀０熱管４ａ
が補助熱交換器の役目をするようにした点が第２図に示
す実施例と異なシ、その他の構造は同一であるから説明
を省略する。

このように構成した実施列では、絞シ弁２７を調節して
蒸気管２９に発生する蒸気の乾き度を調整すると共に、
冷媒タンク２６と絞り弁２７とにより形成された冷媒の
液ヘッドにより、加熱管４ａの流動抵抗による圧力差を
確保して冷媒を循環させることができる。本実施例は低
温再生器４の加熱管４ａが補助熱交換器を兼用するよう
にしたので、構造を量率化してコストの低減をはかるこ
とができる利点がある。

以上説明したように、本発明によれば排ガスの熱を再生
器の冷媒に回収することにより、溶液に回収する場合に
比べてボイラ効率を大幅に向上させることができる。ま
た排ガス中の水分が凝縮、結露しないので、熱交換器が
結露水によりアタックされることがほとんどない。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来の多重効用吸収式冷温水機の系統図、第２
図は本発明の多重効用吸収式冷温水機の系統図、第３図
はｇ２図の熱交換器のｇ−細図、第４図は本発明に係わ
る他の実施例の要部を示す系統図、第５図は第４図の熱
交換器の詳細図、第６図は本発明に係わる他の実施例の
系統図、第７図は第６図の熱交換器の詳細図である。 ３・・・高温再生器、４・・・低温再生器、４ａ・・・
加熱器、１６．１６ａ、１６ｂ・−熱交換器、１７・・
・排気路、２０．２１．２５・・・冷媒循環系路、２４
・・・補助熱交換器。 第　３　口 第４（２Ｉ１ ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ａ数個の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換
   器およびポンプを備え、再生器の１つに燃焼器を有し、
   これらを作動的に連絡して、吸収式冷水機ま九は吸収式
   温水機として動作させるものにおいて、前記燃焼器の燃
   焼ガス流路に熱回収熱！；ｅ換器を設け、この熱交換器
   と再生器の冷媒液出０１１１および冷媒蒸気流入側とを
   それぞれ連絡し、再生器で＃縮した冷媒液を回収熱交換
   器に導入して冷媒液を燃現ガスで加熱し、然る後加熱さ
   れ九冷媒を、再生器の冷媒蒸気流入側に戻すことを特徴
   とする多重効用吸収式冷・温水機。 ２、特許請求の範囲第１項に訃いて、回収熱交換器の冷
   媒液流入口は、再生器の冷媒液出口側に、回収熱交換器
   の冷媒出口は、冷媒液を導入した再生器の冷媒蒸気流入
   側にそれぞれ連絡されている多重効用吸収式冷・温水機
   。 ３、特許請求の範囲第２項において、再生器は低温再生
   器である多重効用吸収武冷・温水機。