JPS61110852A - 吸収ヒ−トポンプ／冷凍システム - 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】 技術分野 本発明は、吸収システムに係り、更に詳細には二つのジ
ェネレータと、二つのアブソーバと、コンデンサと、エ
バポレータと、中間デソーバ（ｄｅ５ｏｒｂｅｒ＞　／
レソーパ（ｒｅｓｏｒｂｅｒ　）対とを使用する可変効
果デソーバ／レソーバ吸収ヒートポンプ／冷凍システム
に係る。

発明の背景 単一効果吸収冷凍システムは当技術分野に於て良く知ら
れている。典型的な単一効果吸収システムに於ては、一
般に水が冷媒であり、臭化リチウムが吸収剤であり、こ
れらは溶液対と呼ばれる。

システムによっては効率を向上させるべく比較的高いジ
ェネレータ１度にて作動することができるが冷媒の凝固
及び結晶化の虞れのため比較的低いエバポレータ温度に
て作動することができない高温溶液対が使用されており
、比較的低いエバポレータ温度、特に水の凝固点よりも
低い温度にて作動することができる他の化学的システム
は安定性の問題を生じることな（比較的高いジェネレー
タ温度（エバポレータ温度が比較的低いことによる）に
て作動することができない。従って単一効果吸収冷凍シ
ステムはジェネレータ及びエバポレータの作動温度の上
限値及び下限値の選定の点で制限を受ける。

単一効果型の吸収システムは、一般に、薄い（比較的希
薄な）吸収剤溶液を加熱して冷媒の蒸気及び瀾い（比較
的濃縮された）吸収剤溶液を形成するジェネレータと、
冷媒の蒸気を凝縮させるコンデンサと、凝縮された冷媒
を蒸発させて冷却を行うエバポレータと、エバポレータ
よりの冷媒蒸気を濃い吸収剤液中に吸収して薄い溶液を
形成するアブソーバとを含んでいる。しかじか力λる単
一効果型の吸収システムの熱効率（性能係数（ＣＯＰ）
）は比較的低く、通常的０．６〜０．８である。従って
吸収サイクルの熱効率を向上させる　゛観点から、二段
ジェネレータ型の吸収ユニットが開発されており、かか
る吸収ユニットに於ては、第一のジェネレータ、即ち高
温側ジェネレータに於て発生された冷媒の高温の蒸気が
第二のジェネレータ、即ち低温側ジェネレータを加熱す
るために使用されるよう、単一効果型の吸収冷凍システ
ムに低温側ジェネレータ及びコンデンサが追加されてい
る。一般に二段ジェネレータ型の吸収ユニットは高温ジ
ェネレータと、低温ジェネレータと、高温コンデンサと
、低温コンデンサと、エバポレータと、アブソーバと、
高温熱交換器と、低温熱交換器とを含んでいる。高温ジ
ェネレータに於ては、臭化リチウム水溶液の如く溶液中
に溶解された冷媒が加熱手段によって加熱され、溶解さ
れている溶媒が蒸気として放出される。更に一つの構成
に於ては、かくして放出された冷媒蒸気は熱輸送チュー
ブ束を経て低温ジェネレータへ供給され、これによりア
ブソーバより供給される薄い溶液が加熱され、薄い溶液
中の冷媒がその溶液より蒸気として放出され、濃い溶液
よりの蒸気が蒸発潜熱により冷却され、はぼ全ての蒸気
がコンデンサへ流入する前に凝縮される。低温ジェネレ
ータ内に於て発生された冷媒蒸気はコンデンサへ供給さ
れ、その冷却装置によって冷却され、これにより凝縮さ
れる。かくして凝縮された冷媒は一般にエバポレータ内
へ噴霧され、これにより負荷を冷却する流体ＶＲ＠を冷
却する。更に高温ジェネレータ内に於て冷媒蒸気を放出
することにより濃縮された溶液は、高温熱交換器へ供給
されることにより低温ジェネレータより供給される低温
の薄い溶液と熱交換関係にもたらされ、これによりその
＠度が適宜に低下され、次いで低温熱交換器へ供給され
てアブソーバより供給される薄い溶液と熱交換関係にも
たらされる。次いでその溶液は冷却装置により冷却され
るアブソーバへ流れる。か（してアブソーバ内へ噴霧さ
れる溶液はエバポレータより供給される冷媒蒸気を吸収
し、これにより薄い溶液を形成する。かくして形成され
た溶液は上述の如く低温熱交換器へ導かれる。

かくして二段ジェネレータ型の吸収冷凍システムは、外
部より供給された熱が二度使用されるよう、即ち高温ジ
ェネレータ及び低温ジェネレータに於て使用されるよう
構成され、これにより単一効果型の冷凍システムに比し
て熱効率が向上される。

発明の概要 本発明は、エバポシータ、コンデンサ、中間デソーバ／
レソーバ対と共に一対のジェネレータ及びアブソーバを
使用する改良された可変効果デソーバーレソーバ吸収ヒ
ートポンプ／冷凍システムに関するものである。本発明
のシステムは成る温度範囲内の五つの温度及び成る圧力
範囲内の三つの圧力にて作動する。

一つの好ましい実施例に於ては、高温ジェネレータより
の濃い溶液（ガス又は蒸気の如き外部熱源より加熱され
る）が高温熱交換器を経て中間温度アブソーバ又はレソ
ーバへ流れ、次いで低温熱交換器を経て高温アブソーバ
へ流れる。高温ジェネレータよりの蒸発された冷媒はコ
ンデンサ内に於て低温ジェネレータよりの冷媒蒸気と結
合し、凝縮した後エバポレータへ流れ、次いで高温及び
低温アブソーバへ流れる。低温ジェネレータは中間レソ
ーバより放出された熱によって加熱される。

高温及び低温アブソーバよりの薄い溶液は互いに熱交換
する関係にて低温熱交換器を経て中間温度デソーバへ送
給される。デソーバ内に於ては薄い溶液より成る程度の
蒸気が発生され、該蒸気は可変制御弁を経てレソーバへ
送られ、該レソーバに於て吸収される。デソーバ内の溶
液は高温熱交換器を経て低温ジェネレータへ送給される
。

従って本発明の一つの目的は、エバポレータ温度及びジ
ェネレータ温度を比較的高くすることによって得られる
高効率を犠牲にすることな〈従来のシステムよりも十分
に低いジェネレータ温度及びエバポレータ温度にて作動
し得る吸収ヒートポンプ／冷凍システムを提供すること
である。

本発明の他の一つの目的は、デソーバとレソーバとの間
を流れる冷媒蒸気の量を変化させて負荷に対する適合化
を行うべく、デソーバとレソーバとの間に制御弁を設け
ることである。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

好ましい実施例の説明 第１図は可変効果デソーパーレソーバ吸収システム１０
を示す解因である。本発明のシステムは高温ジェネレー
タ１２と、高温アブソーバ１３と、低温ジェネレータ１
４と、低温アブソーバ１５と、コンデンサ１６と、エバ
ポレータ１８と、中間デソーバ２１及びレソーバ２２の
対と、デソーバよりの蒸気流中に設けられた可変制御弁
とを含んでいる。第１図の解図は左方より右方へ向かう
につれて増大する温度を横軸に取り下方より上方へ向か
うにつれて増大する圧力を縦軸に取った座標系内に示さ
れている。従って高温ジェネレータ１２の温度の上限は
低温ジェネレータ１４の温度の上限よりも高い値である
。但し高温ジェネレータ１２及び低温ジェネレータ１４
は一つの容器内に組込まれてもよい。低温ジェネレータ
１４はそのジェネレータへ熱を供給するヒートパイプの
如き熱交換装置２４により中間レソーバ２２に熱的に連
結されている。同様に高温アブソーバ１３はヒートパイ
プの如き熱交換装置２６を介して中間デソーバ２１と熱
交換関係に置かれている。

また熱交換器２８により高温ジェネレータ１２より流出
する濃い吸収剤溶液より熱が回収されるようになってお
り、熱交換器２８は低温ジェネレータ１４へ流入する帥
い溶液と熱交換関係に置かれている。更にレソーバ２２
より流出する溶液は熱交換器２９によりデソーバ２１へ
流入する溶液と熱交換関係に１かれている。

第２図に於て、高温ジェネレータ１２はシェル３２内に
収容されており、熱交換器１９内を流れるバーナ（図示
せず）よりの燃焼ガスにより加熱されるようになってい
る。熱を高温ジェネレータ１２へ伝達するためにディレ
クト・ファイヤード・サブマージド・チューブ束（ｄｉ
ｒｅｃｔ　−ｆｉｒｅｄｓｕｂｍｅｒｇｅｄ　　ｔｕｂ
ｅ　　ｂｕｎｄｌｅ）型熱交換器が使用されてもよい。

熱交換器１９内の燃焼ガスからＳ管３４よりスプレーヘ
ッダ３６を経て放出される薄い吸収剤溶液へ熱が伝達さ
れる。かくして伝達される熱は薄い溶液より冷媒を除去
することによってその薄い溶液を濃縮する。冷媒は高温
ジェネレータ１２より導管３８を経てシェル３１内に収
容された低温ジェネレータ１４内へ流入する。低温ジェ
ネレータ１４は導管４２及びスプレーへラダ４４を経て
流れる薄い溶液を濃縮する。高温ジェネレータ１２及び
低温ジェネレータ１４より供給される蒸発された冷媒は
コンデンサ１６内に於て混合され、熱交換チューブ４０
を越えて流れ、該チューブ上に於て凝縮され、コンデン
サ１６の下方部に収集される。かくして凝縮した冷媒は
導管４６を経てエバポレータ１８へ搬送される。か（し
てエバポレータへ搬送された凝縮された冷媒は、エバポ
レータ１８内に配設されたチューブ５０内を流れる冷水
の如き作動流体の圧力が低減されることにより急激に冷
却される。

エバポレータ１８内の蒸発された冷媒は、高温アブソー
バ１３より高温エバポレータ１８を分離する仕切壁５３
に設けられた孔５２を経てアブソーバ１３へ流れ、該ア
ブソーバ内に於て導管５４よりスプレーヘッダ５６を経
て高温アブソーバ１３へ供給される濃い溶液により吸収
される。かくして生じた溶液はチューブ５８を横切って
流れ、更には低温アブソーバ１５内に配設されたチュー
ブ６０を横切って流れる。かくして低温アブソーバ１５
の下方部に収集された薄い溶液は溶液ポンプ６２によ’
ｌ導！！６４、熱交１ｉ１２９．１）管６５、スプレー
ヘッダ６６を経てデソーバ２１へ送給される。デソーバ
２１へ流入する溶液中の冷媒は熱交換装置！！２６（ヒ
ートパイプとして仮想線にて示されている）により部分
的に蒸発される。残存する凝縮された溶液は低温溶液ポ
ンプ６日によりデソーバ２１より導管７１．７２．４２
、熱交換器２８、スプレーヘッダ４４を経て低温ジェネ
レータ１４へ送給される。

デソーバ２１よりの冷媒蒸気は容量Ｖ＋御弁７゜を経て
レソーバ２２へ流れ、該レソーバ内に於て導管３０、熱
交換器２８、導管７６、スプレーヘッダ７８を経て高温
ジェネレータ１２より供給されレソーパ２２内へ放出さ
れた濃い吸収剤溶液と混合される。負荷に適合するため
の容量制御は制御弁７０を調節することによって行われ
る。従って制御弁７０が閉じられると、システムは単一
のループとして作動する。レソーバ２２内の薄い溶液は
熱交換装置２４（ヒートパイプとして仮想線にて示され
ている）のチューブ８２を横切って流れ、該チューブに
熱を放出し、Ｓ管８３．熱交換器２９、導管５４を経て
流れ、最終的にはスプレーヘッダ５６よりアブソーバ１
３内へ放出され、これにより図示のシステム内を流れる
流体の流れが完成される。

負荷へ熱を与え又は負荷より熱を除去する第二のシステ
ム（図示せず）は、一般に、当技術分野に於て公知の屋
内及び屋外コイルを含み、これらのコイルは吸収システ
ム内のチューブ４０１５０．６ｏにより相互に接続され
る。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
（、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変効果デソーバーレソーバ吸収シス
テムを示す解図である。 第２図は本発明の可変効果デソーパーレソーバ吸収シス
テムを示す概略構成図である。 １０・・・可変効果デソーバーレソーパ吸収システム、
１２・・・高温ジェネレータ、１３・・・高温アブソー
バ、１４・・・低温ジェネレータ、１５・・・低温アブ
ソーバ、１６・・・コンデンサ、１８・・・エバポレー
タ。 １９・・・熱交換器、２１・・・デソーバ、２２・・・
レソーバ、２４．２６・・・熱交換装置、２８．２９・
・・熱交換器、３１．３２・・・シェル、３４・・・導
管、３６・・・スプレーヘッダ、３８・・・１１４０・
・・チューブ。 ４２・・・導管、４４・・・スプレーヘラ”ダ、４６・
・・導管。 ５０・・・チューブ、５２・・・孔、５３・・・仕切壁
、５４・・・導管、５６・・・スプレーヘッダ、５８．
６０・・・チューブ、６２．６２・・・溶液ポンプ、６
４．６５・・・導管、６６・・・スプレーへ゛ラダ。６
８・・・低温溶液ポンプ、７０・・・容量制御弁、７１
．７２・・・ｉ＃管、７６・・・専管、７８・・・スプ
レーヘッダ、８２・・・チューブ、８３・・・導管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内部に単一の吸収剤の溶液が流れる吸収ヒートポンプ／
   冷凍システムにして、 第一の温度範囲内にて作動し薄い吸収剤溶液を加熱して
   蒸発された冷媒及び濃い吸収剤溶液を発生させる第一の
   ジェネレータ装置と、 前記第一のジェネレータ装置に比して低い第二の温度範
   囲にて作動し第二の薄い吸収剤溶液を加熱して冷媒を蒸
   発させる第二のジェネレータ装置と、 前記第一及び第二のジェネレータ装置と共働し前記蒸発
   された冷媒を凝縮させるコンデンサ装置と、 前記コンデンサ装置より凝縮された冷媒を受けるエバポ
   レータ装置であって、前記凝縮された冷媒を熱源装置と
   熱交換関係にもたらして前記凝縮された冷媒を前記エバ
   ポレータ装置内にて蒸発させるエバポレータ装置と、 濃い吸収剤溶液との組合せにて前記エバポレータ装置よ
   り蒸発された冷媒を受け、該冷媒を吸収剤中に吸収して
   薄い溶液を形成するアブソーバ装置と、 前記アブソーバ装置より前記形成された薄い溶液を受け
   冷媒蒸気を発生させるデソーバ装置と、前記第一のジェ
   ネレータ装置の前記濃い吸収剤溶液との組合せにて前記
   デソーバ装置より前記冷媒蒸気を受けてレソーバ溶液を
   形成するレソーバ装置と、 前記デソーバ装置より前記レソーバ装置へ至る前記冷媒
   蒸気の流れを制御して前記吸収ヒートポンプ／冷凍シス
   テムの容量を制御する手段と、を含む吸収ヒートポンプ
   ／冷凍システム。