JPS5913670B2

JPS5913670B2 - 二重効用吸収冷凍装置

Info

Publication number: JPS5913670B2
Application number: JP52031303A
Authority: JP
Inventors: 昭三斉藤; 修行井上
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1977-03-22
Filing date: 1977-03-22
Publication date: 1984-03-31
Also published as: US4183228A; JPS53116553A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、冷媒液及び吸収溶液を用いて吸収冷凍サイク
ルを行なう吸収式冷凍機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。

従来の二重効用吸収冷凍装置、例えば特公昭４６−３２
３８４のものにおいては高温発生器から冷媒蒸気を低温
発生器に導き、低温発生器で吸収溶液の加熱に使用され
た冷媒液は高温度のまま凝縮器に送られ、冷媒液の有す
る熱エフ′：）レギーは凝縮器の冷却水に無駄に捨てら
れているものであった。

また、省エネルギーを目的とするために高温熱交換器の
伝熱効率を上げるようにすると、高温発生器から導かれ
てこの高温熱交換器を経た溶液の温度が相対的に低温と
なるので、このまま低温熱交換器に送り低温発生器出口
からの溶液に合流せしめると、温度か低下し熱交換相手
の吸収器からの稀溶液の温度を相対的に比較的高温度ま
で上昇せしめることができず、その結果低温発生器流入
温度も低下し、低温発生器での予熱損失も増加し全体的
に冷凍機の熱効率の低下を招くことになる。

さらには、低温発生器に循環量の全量が送られない場合
には、溶液流量か少ないために伝熱上必要な流速を確保
することか困難で、低温発生器の伝熱効率の低下を招い
たり、結晶発生のおそれも生ずる欠点を有するものであ
った。

その上、低温発生器で凝縮した冷媒液は減圧機構を介し
て凝縮器に送る必要かあり、一般にはフロート弁、絞り
オリフィスなどがこの減圧機構として使用されているが
、フロート弁は過渡的に、絞りオリフィスは設計流量以
下で冷媒液と同伴して冷媒蒸気のガスバイパスを本来的
に生ずる欠点を有し、この？”ＪＥ蒸気のガスバイパス
は保有するエネルギーが大きいので無視できぬ損失とな
るものであった。

本発明は、低温発生器において溶液の加熱に使用した後
の冷媒を用いて、高温発生器から導かれ高温熱交換器を
経た吸収溶液を加熱することにより、従来のものの上記
の欠点を除き、冷媒の有する熱エネルギーを適確に回収
し、また熱交換器の効率を高く設計することを可能なら
しめ、全体の熱効率を向上せしめることができ省エネル
ギがはかれる二重効用吸収冷凍装置を提供することを目
的とするものである。

また、本発明は、冷媒の排熱を利用して加熱された吸収
溶液を低温発生器に導くことにより、従来のものの上記
の欠点を除き、溶液の流量を確保して、低温発生器にお
ける伝熱効率を向上せしめかつ停滞による結晶の発生を
防ぐことができる二重効用吸収冷凍装置を提供すること
を第二の目的とするものである。

さらに本発明は、低温発生器で冷却された冷媒をさらに
冷却することシこよって、従来のものの上記の欠点を除
き、同伴する冷媒蒸気があってもこれを凝縮せしめてガ
スバイパスを防止して熱損失を防ぐことができる二重効
用吸収冷凍器を提供することを第三の目的とするもので
ある。

本発明は、蒸発器、吸収器、高温発生器、低温発生器、
凝縮器、高温溶液熱交換器及び低温溶液熱交換器を備え
た二重効用吸収冷凍装置において、前記高温発生器から
の冷媒蒸気が前記低温発生器に導かれて溶液を加熱し、
該低温発生器で溶液の加熱に使用されたこの冷媒を用い
て、前記高温発生器出口より高温熱交換器に導かれ冷却
された溶液が加熱されるようにしたことを特徴とする二
重効用吸収冷凍装置である。

本発明を実施例につき図面を用いて説明すれば、第１図
において、蒸発器Ａ１吸収器Ｂ１高温発生器Ｃ１低温発
生器Ｄ１凝縮器Ｅ１高温及び低温溶液熱交換器Ｆ、Ｇか
ら構成され、高温発生器Ｃから冷媒蒸気を低温発生器り
に導き、この低温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へ導くようにした吸収冷凍機において
、前記蒸発器Ａは吸収器Ｂと同−罐胴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とで低温熱交換器Ｇ及び高温熱交換器Ｆを経て高
温発生器Ｃと低温発生器りとに連絡しである。

この高温発生器Ｃは熱源熱量制御弁を有する発生器チュ
ーブ１０を持ち、戻り配管１１で高温熱交換器Ｆを経た
後、溶液・冷媒熱交換器Ｈ及び配管１９を経て低温発生
器りに連結してあり、また低温発生器りは冷媒が通過す
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−罐胴１４？こ設けられ、配
管１５で凝縮器Ｅと蒸発器Ａとを連結していると共に、
低温発生器りは戻り配管９で低温熱交換器Ｇを経て吸収
器Ｂｊこ連結され、且つ発生器チューブ１２は冷媒蒸気
配管１６で高温発生器Ｃに連結し、且つ絞りオリフィス
２１、溶液・冷媒熱交換器Ｈを経て戻り配管１７で凝縮
器Ｅに連結しである。

一方低温熱交換器Ｇの被加熱側から高温熱交換器Ｆの被
加熱側入口までのラインから、低濃度の吸収溶液をバイ
パスするバイパス配管１８を設け、このバイパス配管１
８を低温発生器りに連結する。

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７１こより溶液熱交換器Ｇ
、Ｆを経て第一発生器（Ｊこ送られ、と５で加熱されて
冷媒蒸気を放出し溶液は凝縮されて配管１１で第一熱交
換器Ｆに入り、吸収器Ｂからの溶液との熱交換をし、さ
らに溶液・冷媒熱交換器Ｈにて冷媒と熱交換をした後低
温発生器りに入り、発生器チューブ１２の加熱管で冷媒
により加熱されて再度冷媒蒸気を発生し、この低温発生
器りで発生した冷媒蒸気は凝縮器Ｅに入り、チューブ１
３の冷却水によって冷却され凝縮する。

一方、低温発生器の溶液は戻り配管９で低温熱交換器Ｇ
に入り、吸収器Ｂからの溶液との熱交換ｌこより温度か
低下して吸収器Ｂに戻り、また凝縮器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。

本実施例は上述の如く構成されているので、高温発生器
Ｃにより生成され冷凍蒸気配管１６に導かれた冷媒蒸気
は、低温発生器り内において発生器チューブを通過中に
吸収溶液を加熱するか、低温発生器りを通過した後もな
おかなり高温を保ち、つ１つ場合によっては蒸気の状態
の冷媒も混入している。

この冷媒は絞りオリフィス２１を経て減圧されるか、こ
の際容量変化？とよって前後差圧が変るので設計点以外
では冷媒液に冷媒蒸気が同伴することは避けられない。

しかし次の段階で溶液・冷媒熱交換器Ｈを通過する際に
、冷媒の有する排熱により、高温発生器Ｃを出て高温熱
交換器Ｆで冷却された吸収溶液を再び加熱して昇温せし
めることができ、冷媒排熱が有効に利用されるばかりで
なく、冷媒自体は冷却され同伴する冷媒蒸気は凝縮して
冷媒液となり、ガスバイパスがおこるのも防止し、ガス
バイパスによる熱損失を防ぐことができる顕著な効果を
有する。

また高温熱交換器Ｆの熱交換効率を高くとるようにして
も、その結果加熱側の溶液温度か比較的下がっても、溶
液・冷媒熱交換器Ｈによって再び温度が高められるので
、高温熱交換器Ｆの効率も上昇せしめられ、低温発生器
りにおける予熱損失も減少せしめ、全体篩な熱効率を上
昇せしめることができる。

さらに、低温発生器り内の溶液流量を確保することがで
きるので伝熱に必要な流速を確保することができ、低温
発生器の伝熱効率が増大し、また停滞による結晶の発生
を防止することもできる。

なお、高温熱交換器Ｆを通過する加熱側の吸収溶液は全
量を溶液・冷媒熱交換５Ｈに導かずに、バイパスさせて
一部を直接低温発生器り又は配管９又は吸収器Ｂなどに
導いてもよい。

また、高温熱交換器Ｆと溶液・冷媒熱交換器Ｈが別置さ
れているため、それぞれ最適条件で設計をすることかで
き、効率が高く、又は機器もコンパクトにできる。

第２図は別の実施例であり、前述の例の低温発生器りに
相当する低温発生器部びと、溶液・冷媒熱交換器Ｈに相
当する溶液・冷媒熱交換器部ばとか一体となって構成さ
れ、一体熱交換器（Ｄ’＋）ｒ）を形成しているもので
ある。

ここに、本明細書においては「低温発生器」又は「低温
発生器部」とは、低温熱交換器の被加熱側から導かれた
溶液の流入口と濃縮された溶液の流出口との間において
溶液と高温発生器から導かれた高温冷媒との熱交換並び
に溶液の蒸発が行なわれる領域を指し、「溶液・冷媒熱
交換器Ｊ又は「溶液・冷媒熱交換器部」とは、上記の「
低温発生器」又は「低温発生器部」の領域以外において
溶液と低温発生器からの高温冷媒との熱交換あるいはさ
らに蒸発が行なわれる領域を指すものとする。

第３図；マ、第２図のものの具体的な構造を示した断面
図で、一体熱交換器（Ｉ）’＋）ｒ）は低温発生器部び
と溶液・冷媒熱交換器部げとにバッフル板３０′により
一部連通部を残して分けられている。

一体熱交換器（ｆｆ＋Ｈ’）の両側にはヘッダ２５が設
けられ、両者の間は複数本の発生器チューブ１２とこれ
と一体の加熱管１７′により連通し、かつ両者の外側は
冷媒蒸気配管１６及び戻り配管１７に接続している。

また熱交換の効率を向上させるためバッフル板３０が設
けられている。

本実施例の効果は前述の例に示された効果のほかに、低
温発生器と溶液・冷媒熱交換器とを一体ｌこ形成せしめ
たので構造かコンパクトきなり製作も容易で機器スペー
スも小となる利点かある。

なお本実施例において、バッフル板３０を省略しても、
一体熱交換器（ｔｙ＋ｕ）はほぼこの付近を境として低
温発生器部ｄと溶液・冷媒熱交換器部げとに分けられ、
やはり同様な効果を有する。

また、第４図に示すように一体熱交換器（１）’十げ）
内ではバッフル３０′により連通部がないよう（こ分け
られているが、外部で連通せしめて配管９に接続しても
よい。

この場合でも溶液・冷媒熱交換器部げは凝縮器Ｅとの連
通がありフラッシュ型熱交換器となり、一定圧力状態の
熱交換器となり、配管１９から流入する溶液は伝熱状態
によっては加熱されるだけではなく濃縮されてから管路
９に入る。

第５図は別の実施例を示し、冷媒側が往復二系路になっ
ているものの例である。

片方のヘッダ２５には仕切板３５が設けられ、仕切られ
た室にそれぞれ冷媒蒸気配管１６及び戻り配管１７か接
続している。

仕切板４０はバイパス配管１８より流入した溶液と配管
１９より流入した溶液とか直ちに混じないようζこする
バッフル板で、これにより一体熱交換器（１）’＋Ｉ（
）をほぼ低温発生器部１ブと溶液・冷媒熱交換器部げに
分けるものである。

また必要に応じバッフル板３σ′を設は両液の混合を促
進することもできる。

第６図；は別の実施例であり、全体ｌこ低温発生器部び
の溶液流量の増加が容易となる。

本発明により、冷媒の排熱エネルギーを適確に回収して
有効に利用し、溶液熱交換器の熱効率を高める設計を許
容して全体の熱効率を高め、又ガスバイパスを防ぐこと
によっても熱損失を防ぎ、さらに低温発生器の溶液流量
を確保して伝熱効率を向上せしめかつ結晶の発生を防ぎ
、効率が向上しかつ安定した運転を行なう二重効用吸収
冷凍装置を提供することができ、実用上、省エネルギー
上極めて犬なる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の系統説明図、第２図は別の実
施例の一部、第３図ないし第６図は第２図で示された一
体熱交換器の具体的な構造を示すそれぞれ異なる実施例
の断面図である。Ａ・・・・・・蒸発器、Ｂ・・・・・・吸収器、Ｃ・・
・・・・高温発生器、Ｄ・・・・・・低温発生器、Ｅ・
・・・・・凝縮器、Ｆ・・・・・・高温溶液熱交換器、
Ｇ・・・・・・低温溶液熱交換器、Ｈ・・・・・・熱源
熱量制御弁、１，１４・・・・・・罐胴、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、１３・・・・・・凝縮器チュ
ーブ、１６・・・・・・冷媒蒸気配管、１７・・・・・
・戻り配管、１７′・・・・・・加熱管、１８・・・・
・・バイパス配管、１９・・・・・・配管、２０・・・
・・・冷水出口温度検出器、２１・・・・・・絞りオリ
フィス、２５・・・・・・ヘッダ、３０゜３０．３０’
、３σ′・・・・・・バッフル板、３５・・・・・・仕
切板。

Claims

【特許請求の範囲】１蒸発器、吸収器、高温発生器、低温発生器、凝縮器
、高温溶液熱交換器及び低温溶液熱交換器を備えた二重
効用吸収冷凍装置において、前記高温発生器からの冷凍
蒸気が前記低温発生器に導かれて溶液を加熱し、該低温
発生器で溶液の加熱に使用されたこの冷媒を用いて、前
記高温発生器出口より高温熱交換器に導かれ冷却された
溶液か加熱されるようにしたことを特徴とする二重効用
吸収冷凍装置。２前記低温発生器で加熱に使用された冷媒か溶液・冷
媒熱交換器に導かれ、一方高温発生器出口より高温溶液
熱交換器に導かれ冷却された吸収溶液がさらに前記溶液
・冷媒熱交換器に導入されて加熱される特許請求の範囲
第１項記載の装置。３前記溶液・冷媒熱交換器に導入されて加熱された吸
収溶液がさらに低温発生器に導かれる特許請求の範囲第
２項記載の装置。４前記低温発生器と前記溶液・冷媒熱交換器がそれぞ
れ低温発生器部及び溶液・冷媒熱交換器部として一体に
構成されて一体熱交換器か形成されている特許請求の範
囲第２項又は第３項記載の装置。