JPS6044777A - 吸収式冷温媒体取得装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は吸収冷凍機や吸収ヒートポンプなどの吸収式冷
温媒体取得装置に関する。

（ロ）従来技術 従来、吸収式冷温媒体取得装置（以下、この種の装置と
いう）においては、蒸発器および吸収器より成る単一の
蒸発吸収段と発生器および凝縮器より成る発生凝縮段を
接続して冷媒と吸収液の循環による吸収冷凍サイクルを
構成し、この吸収冷凍サイクルの放熱側から温熱媒体（
被加熱媒体）を取得し、吸熱側から冷熱媒体（被冷却媒
体）を取得するようにしている。

この種の装置においては、例えば冷熱媒体を取得する際
その取得温度は蒸発器での冷媒の蒸発温度言い代えれば
蒸発器内の圧力によって左右される。

そして、蒸発器内の圧力は吸収器内の圧力に影響され、
吸収器内の圧力は吸収器内の吸収液の温度および濃度に
よって左右される。

また、この種の装置における吸収器内の吸収液の濃度は
、発生器の器内温度、容量などこの種の装置の仕様ある
いは吸収液の結晶防止その他の要因によって、はぼ所定
の範囲内に設定される。つまり、濃度の選択の自由度に
は制限があるため。

吸収器内の圧力は吸収液の温度によって実質的には左右
されることになる。

それ故、従来のこの種の装置における冷熱媒体（被冷却
媒体）の取得温度は、吸収器において冷媒を吸収して濃
度の低くなった吸収液の温度すなわちこの吸収液を冷却
する被加熱媒体の温度によって左右される。

例えば、従来のこの種の装置を吸収冷凍機として用いて
冷水を取得する場合、第１図に示すように、冷水の取得
温度すなわち蒸発器の冷水出口温度なａ＋℃近（にする
ためには冷却水（被加熱媒体）の供給温度を６℃よりも
低くする必要がある。言い代えれば、低温の冷却水（例
えば、３２℃程度の冷却水）を供給しなければ低温の冷
水（例えば７℃程度の冷水）を得られない欠点がある。

なお、第１図は、水を冷媒、臭化リチウム水溶液を吸収
液に用いて運転した場合のデー−リング線図で、縦軸に
圧力（關）（ｇ）、横軸に温度（’Ｃ）を示している。

また、この種の装置を吸収ヒートポンプとじて用いる場
合、吸収器への温水（被加熱媒体）の供給温度を低（す
ると温水の取得温度も低くなってしまうので、通常、吸
収冷凍機として用いるときよりも高温の温水を吸収器に
供給している。

例えば、従来のこの種の装置において、吸収器に６０℃
程度の温水を供給し、蒸発器［４０℃程度の熱源水（被
冷却媒体）を供給した場合、蒸発−器における熱源水の
出口温度を３０℃程度に下げるのが限界となる。言い代
えれば、わずかＩＯ℃程度に相当する熱源水の熱しか回
収できず、また、３０℃以下の熱源水を利用できないと
いう欠点がある。

（ハ）発明の目的 本発明は、この種の装置を吸収冷凍機として用いる場合
には従来の装置よりも高温の冷却水（被加熱媒体）を利
用でき、装置を吸収ヒートポンプとして用いる場合には
従来の装置よりも蒸発器に供給する熱源水（被冷却媒体
）を低温レベルまで利用できる吸収式冷温媒体取得装置
の提供を目的としたものである。

に）発明の構成 本発明は、この種の装置において、複数の蒸発吸収段を
設け、各段の吸収器には同温の被加熱媒体（冷却水や温
水などの温熱媒体）を供給すると共に、吸収剤濃度の低
い吸収液が導かれる段の蒸発器には温度の高い被冷却媒
体（冷水や低温熱源水などの冷熱媒体）が流れるように
し、吸収剤濃度の高い吸収液が導か扛る段の蒸発器には
温度の低い被冷却媒体が流れるように構成したものであ
る。

本発明によれば、圧力の高い吸収器（吸収剤濃度の低い
吸収液が導か詐る吸収器）と冷媒を蒸発させる力の強い
蒸発器（温度の高い被冷却媒体が流れる蒸発器）とを対
応させ、圧力の低い吸収器と冷媒を蒸発させる力の弱い
蒸発器とを対応させて圧力レベルの異なる蒸発吸収段を
形成しているので、被冷却媒体は圧力レベルの高い段か
ら低い段へ流れるに伴なって降温され、かつ、従来の単
一の吸収器において吸収していた冷媒の量を複数の吸収
器に分担させて吸収しているので、各吸収器での吸収液
の放熱量が小さくなり、従来の装置程には被加熱媒体（
冷却水や温水などの温熱媒体）の温度を低ぐする必要が
ない（後述の第３図参照）。

言い代えれば、本発明装置においては、吸収冷凍機とし
て用いた場合には従来の装置と同程度の温度の冷水を取
得する際に従来の装置より高温の冷却水を活用でき、吸
収ヒートポンプとして用いた場合には従来の装置と同程
度の温度の温水を取得する際に従来の装置よりも低温の
熱源水を活用できる（熱源水の回収熱量を太き（するこ
とができる）利点がある。

（ホ）実施例 第２図は本発明装置の一実施例を示した概略構成説明図
で、（１）、（２）、（３）、（４）、（５）は第１．
第２、第３、第４、第５蒸発吸収段、（Ｅ、）、（Ｅ、
）、（Ｅ３）、（Ｅ４）、（Ｅｓ）は第１１第２、第３
、第４．第５蒸発器、（Ａ１）、（Ａ、）、（Ａｓ）、
（Ａ４）、（Ａ、）は第１、第２、第３、第４、第５吸
収器、（６）は発生器（Ｑおよび凝縮器（Ｑより成る発
生凝縮段、（Ｈｏ）は溶液熱交換器で、これらは冷媒蒸
気の第１、第２、第３、第４、第５、第６通路（７）、
（８）、（９）、００）、０１）、（１２１と冷媒液の
流下する第１．第２、第３、第４、第５、第６液通路（
１３）、（１４）、（１９、（１６）、０ηと吸収液の
流下する第１、第２、第３、第４、第５、第６溶液通路
（１眠０１、（２０）、（２１）、（２２１とポンプ（
ハ）を有する溶液通路（２４）とで接続されて冷媒と吸
収液の循環路を形成している。

０５）、（７！６）、（５）、Ｃ！８）、翰は各段の吸
収器（Ａ１）、（Ａ、）、（Ａ３）、（Ａ４）、（Ａ、
）にそれぞれ並列関係に配設した被加熱媒体（冷却水や
温水などの温熱媒体）の流路、（７））は被冷却媒体（
冷水や低温熱源水などの冷熱媒体）を第５蒸発器（Ｅ、
）から順次第４、第３、第２、第１Ｍ発器（Ｅ４）、（
Ｅｓ）、　（Ｂり、（Ｅａへ流すように、これら蒸発器
にそれぞれ直列関係に配設（７た被冷却媒体の流路、０
１）は、発生器（（ｉに配設した駆動用の熱源流体の流
路、０２は凝縮器（Ｃ）に配設（−だ冷却流体の流路で
ある。

次に、このように構成された吸収式冷温媒体取得装置の
１軍転の一例なｉ；？、明する。なお、説明を簡略化す
るため、装置を吸収冷凍機として用い、かつ、被冷却媒
体（冷熱媒体）に冷水、被加熱媒体（温熱媒体）に冷却
水、冷媒に水、吸収液に臭化リチウム水溶液を使用した
例について説明する。

発生凝縮段（６）の発生器（Ｇｌで冷媒が分離さ扛て吸
収剤濃度（以下、濃度という）の高（なった吸収液は溶
液熱交換器（Ｈｏ）を経て第１蒸発吸収段（１）の第１
吸収器（Ａ１）へ導かむ２、この吸収器において吸収液
は第１蒸発器（Ｅ、）からの冷媒蒸気を吸収して稀釈さ
れつつ熱を発生する。この熱は第１吸収器（Ａ１）へｂ
℃よりや一低泥で供給された冷却水に放出され、吸収液
自身はｂ’Ｃに冷却される。

第１吸収器（Ａｔ）において濃度の低くなった吸収液は
第２蒸発吸収段（２）の第２吸収器（Ａ、）に導かれ、
この吸収器において吸収液は第２蒸発器（Ｅ２）からの
冷媒蒸気を吸収して、さらに稀釈されつつ熱を発生する
。この熱は第２吸収器（Ａ２）へｂ℃よりや〜低温で供
給された冷却水に放出され、吸収液自身はｂ℃に冷却さ
れる。このようにして吸収液は各段の吸収器（Ａ、）、
（Ａ２）、（Ａ３）、（Ａ４）、（Ａ、）を流下するに
伴なって逐次低い濃度になり。

かつ、吸収液の温度はこれら吸収器内でｂ゛℃に保たれ
る。その結果、各段の吸収器（Ａ１）、（Ａｔ）、（Ａ
３）、（Ａ４）、（Ａ、）内の圧力はそれぞれＰＩ　＊
　Ｐ２＋Ｐｓ　＋　Ｉ’４　＋　Ｐｓ　ｉｕ＋ＩＩｇと
なる。そして、各段の蒸発器１７：＋）、（Ｅり、（Ｅ
ｘ）、　（Ｅａ）、（Ｅｓ）における冷媒液の蒸発温度
はこれら圧力に対応してａＩ　＋　ａ２ｖａ８ｔａ＜ｅ
ａｓ　℃になる。このような吸収液の濃度、温度および
冷媒の蒸発温度並びに各蒸発吸収段（１）。

（２）、（３）、（４）、（５）内の圧力の関係なデユ
ーリング線図で表わすと第３図のようになる。なお、第
３図において、一点鎖線で示した部分は従来の装置にお
ける吸収液のサイクルを表わしており、実線で示した部
分が本発明装置における吸収液のサイクルを表わす。

そして、第５蒸発器（Ｅ、）へ例えばａ　℃で供給され
た冷水はこの蒸発器（Ｅ、）の出口側でａＨ’Ｃ近くま
で降温し、第４、第３、第２蒸発器（Ｅ４）、（Ｅａ）
、　（Ｅｔ）の出口側で同様にａ４＋　ａｓ　Ｈａｌ　
Ｏｃ近（まで逐次降温し、第１蒸発器（Ｅ　＋　）から
８１℃近くまで降温して取出される。なお、図示してい
ないが、各段の蒸発器毎に冷水が取得できるように、流
路（至）を蒸発器のそれぞれに並列して配設しても良い
。

この運転例、すなわち第３図から明らかなように、本発
明装置においては、従来の装置と同程度の温度（ａｌ’
ｃ近くの温度）の冷水を得る際に吸収器内の吸収液の温
度は、従来の装置における吸収器内の吸収液の温度ｂ℃
よりも高温のｂ℃であれば良いことが分かる。

すなわち、本発明装置においては、従来の装置にくらべ
、高温レベルの冷却水も活用することが可能となる。

このことは、言い代えれば、本発明装置において、従来
の装置と同程度の温度（ｂ℃近（の温度）の冷却水を用
いた場合には従来の装置よりも低温の冷水を取得できる
ことにほかならない。したがって、本発明装置を吸収ヒ
ートポンプとして用いた場合には、蒸発器に供給する熱
源水を低温レベルまで活用することが可能となり、熱源
水の回収熱量を大きくすることが可能となる。

なお、第２図において、（Ｈｉ）、（Ｈり、（Ｈａ）、
（Ｈｉ）は溶液熱交換器で、これら溶液熱交換器を設け
ることによって発生器（Ｑへ供給する熱源流体の熱量を
節約できる利点がある。

なおまた、図示していないが、ひとつの容器内に仕切壁
で区画して複数の蒸発吸収段を形成しても良（、第５蒸
発器（Ｅｓ）における未蒸発の冷媒液を各段の蒸発器の
いずれかに或いは全部に還流させるようにしても良い。

（へ）発明の効果 以上のように、本発明は、この種の装置において、単一
の吸収器で冷媒を吸収する量を複数の吸収器で吸収させ
ることにより、吸収器毎の放熱を小さくし、かつ、この
放熱で昇温される被加熱媒体を各段の吸収器に並流させ
て供給することにより、各段の吸収液の温度レベルを単
一の吸収器内の吸収液の温度レベルよりも高（保ちつつ
吸収液の上流側の段から下流側の段へと吸収器の器内圧
力を順次病（すると共に、圧力の高い段の吸収器と接続
されている蒸発器には冷媒を蒸発させる力の強い高温の
被冷却媒体を流し圧力の低い段の吸収器と接続されてい
る蒸発器には冷媒を蒸発させる力の弱い低温の被冷却媒
体を流すことにより、各蒸発吸収段での冷媒の蒸発と吸
収をスムーズに行わせて被冷却媒体を降温するように構
成したものであるから、本発明装置を吸収冷凍機として
用いた場合には、従来の装置よりも高温の被加熱媒体（
冷却水や冷却用空気など）を用いて従来の装置と同温の
被冷却媒体（冷水や冷風などの冷熱媒体）を取得でき、
また、本発明装置を吸収ヒートポンプとして用いた場合
には、従来の装置よりも低温の被冷却媒体（低温熱源水
や熱源用の低温空気など）を活用して従来の装置と同温
の被加熱媒体（温水や温風などの温熱媒体）を取得でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の運転の一例を示すデユーリング線
図、第２図は本発明装置の概略構成説明図、第３図は本
発明装置の運転の一例を示すプ−リング線図である。 （１）、（２）、（３）、（４）、（５）・・・蒸発吸
収段、　（６）・・・発生凝縮段、　（２９、弼、０η
、（２８１，ｔ２Ｌｌ）ｔｒＷｚ、　Ｃ！ｎ）”・流路
、（Ａ、）、（Ａ２）、（Ａ３）、（Ａ、）、（Ａ、）
・・・吸収器、（Ｑ・・・凝縮器、（Ｅ、）、（Ｉ’：
ｔ）、（Ｈ３）、（Ｈ４）、（Ｅ、）・・・蒸発器、　
（（Ｅ）・・・発生器、（ＴＴｏ）、（Ｈｌ）、（Ｈ２
）、（Ｉら）、　（Ｈ４）・・・溶液熱交換器。 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸発器および吸収器より成る蒸発吸収段を複数設
   け、これら蒸発吸収段と発生器と凝縮器と溶液熱交換器
   とを接続し、て冷媒および吸収液の循環路を形成し、各
   段の吸収器には吸収液から熱を奪う被加熱媒体が流れる
   流路を並列関係に配設すると共に各段の蒸発器には冷媒
   によって熱を奪われる被冷却婬体が流れる流路な並列も
   しくは直列関係に配設し、かつ、吸収剤濃度の低い吸収
   液が導かれる蒸発吸収膜側の蒸発器には吸収剤濃度の高
   い吸収液が導かれる蒸発吸収膜側の蒸発器よりも温度の
   高い神冷却媒体を流すように構成したことを特徴とする
   吸収式冷温媒体取得装置。