JPS61110853A - 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、更に詳細には効率を向
上させるべくデゾーバルーブ（ｄｅｓｏｒｂｅｒｌｏｏ
ｏ＞及びレソーバループ゛（ｒｅｓｏｒｂｅｒ　　１ｏ
ｏｐ）を使用する改良された吸収ヒートポンプ／冷凍シ
ステムに係る。

発明の背景 鋳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温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Ｗ＆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く比較
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−効果型の吸収システムは、一般に、薄く（比較的希
薄な）吸収剤溶液を加熱して冷媒の蒸気を発生させるジ
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（比較的濃縮され
た）吸収剤液中に吸収するアブソーバとを含んでいる。

しかしかかる単−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
ェネレータを加熱するために使用されるよう、単−効果
型の吸収冷凍システムに他の一つのジェネレータが追加
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、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き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の束を経て低
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、はぼ全ての蒸気がフンデンナ
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
て凝縮き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装置を冷却する。更に高
温ジェネレータ内に４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、これによりその温度が適宜に
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。かく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−効果型のシステムに比して熱
ダＪ率が５Ｑ〜６０％程度向上される。

発明の概要 本発明は、単一効果ジェネレータシステムに加えて低温
デソーバ及び中間温度レソーバを使用する改良された単
一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又は温
度範囲及び成る圧力範囲内の三つの圧力又は圧力範囲に
て作りＪ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（直接加熱用ガス又は蒸気の如き外部熱源よ
り加熱される）は高温熱交換器を経て中間温度レソーバ
又はアブソーバへ流れる。

ジェネレータよりの冷媒蒸気はコンデンサを経て流れ、
該コンデンサ内に於て凝縮され、コンデンサより低温エ
バポレータへ流れ、該エバポレータ内に於て蒸発され、
更に中間圧カアブソーバヘ流れる。中間圧力アブソーバ
よりの簿い溶液は熱交換器を経てジェネレータと同様に
機能する低温デソーバへ流れる。デソーバ内に於て薄い
溶液より発生された冷媒蒸気はジェネレータより導かれ
た濃い溶液中に再度吸収される。デソーバよりの濃い溶
液はアブソーバへ戻され、レソーバよりの薄い溶液はジ
ェネレータへ戻される。かくして本発明のシステムは二
つの濃い溶液と、二つの薄い溶液と、二つの溶液ループ
とを含んでいる。

従って本発明の一つの目的は、水の凝固点よりも十分に
低いエバポレータ温度にて作動することができ、加熱効
率及び冷却効率の何れも現状の商業用のシステムに比し
て優れてい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。

本発明の池の一つの目的は、現状の商業用のシステムよ
りも低いジェネレータ温度にて作動することができる吸
収ヒートポンプ／冷凍システムを提供することである。

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図は二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、中１ｍ温度コンデンサ１６
と、低温エバポレータ１８と、中間温度アブソーバ１５
と、低温デソーバ２１と、中間温度レソーバ２２とを含
んでいる。更に本発明のシステムは高４熱交換器２８と
、低温熱交換器２９と、これらの熱交換器にそれぞれ対
応する溶液ポンプ６日及び６２とを含んでいる。ジェネ
レータ１２、レソーバ２２、熱交換器２８、溶液ポンプ
６８は第一の溶液ループを構成しており、アブソーバ１
５、デソーバ２１、熱交換器２９、溶液ポンプ６２は第
二の溶液ループを構成している。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
の上限は低温デソーバ２１の上限よりも相対的に高い温
度及び圧力状態にある。

かくして第一の溶液ループに於ては、熱交換器２８によ
り、高温ジェネレータ１２より流出し低温レソーバ２２
へ流入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は低温レソーバ２２より流出し
高温ジェネレータ１２へ流入するＭい溶液と熱交換関係
に置かれている。更に第二の溶液ループに於ては、デソ
ーバ２１より流出し中間温度アブソーバ１５へ流入する
溶液は、熱交換器２９により中間温度アブソーバ１５よ
り流出しデソーバ２１へ流入する溶液と熱交換関係に置
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１つ内の燃焼ガスから導管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。蒸発された
冷媒はジェネレータ１２より導管３８を経てコンデシナ
１６内へ流入し、内部に冷却流体が流れる熱交換チュー
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。

かくして凝縮された冷媒は導管４６を経てエバポレータ
１８へ供給され、スプレーヘッダ４８を経てエバポレー
タ１８内へ放出される。この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
如き作動流体によって急冷される。冷水に対する負荷は
凝縮された冷媒の蒸発速度を決定し、蒸発されない冷媒
は再循環ポンプ１１により導管１３及び１４、スプレー
ヘッダ３５を経て再循環される。

エバポレータ１８内にて発生した冷媒は、アブソーバ１
５よりエバポレータ１８を分離する仕切壁５３に設けら
れた孔５２を経て流れ、アブソーバ１５内に於てスプレ
ーヘッダ５６を経て中ＩＩ　１ｌｊｌｆ度アブソーバ１
５へ供給される濃い溶液を希釈する。この場合濃い溶液
は溶液ポンプ６２により導管２４．８４．５４、熱交換
器２９、スプレーヘッダ５６を経てアブソーバ１５内へ
供給される。

かくして混合された濃い溶液及び冷媒蒸気は内部に冷却
流体が流れる熱交換チューブ５Ｂを横切って流れ、これ
により凝縮されて薄い溶液を形成する。かくして形成さ
れた薄い溶液はアブソーバ１５より流出し、導管６４、
熱交換器２９、導管６５、スプレーヘッダ６６を経て低
４デソーバ２１内へ流入する。デソーバ２１内へ流入す
る岬い溶液は冷却負荷又は冷水に連結された熱交換装昭
２６より伝達される熱によって部分的に蒸発される。

残存する蒸発していない薄い溶液（濃い溶液となってい
る〉は、上述の如く、低温溶液ポンプ６２によりデソー
バ２１より導管２４．８４．５４、熱交換器２９、スプ
レーヘッダ５６を経てアブソーバ１５へ戻される。

デソーバ２１よりの冷媒蒸気は仕切壁７１に設けられた
孔７０を経てレソーバ２２へ流れ、レソーバ内に於てジ
ェネレータ１２より導管３０、熱交換器２８、導管７６
、スプレーヘッダ７８を経てレソーバ２２内へ放出され
た濃い吸収材溶液と混合される。従って冷媒蒸気は熱交
換チューブ４２上にて濃い溶液により吸収され、しかる
後溶液ポンプ６８により導管８３．５４．３４、熱交換
器２８を経てジェネレータ１２へ供給され、最終的には
スプレーヘッダ３６よりジェネレータ内に放出され、こ
れにより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４２．２６．４０．５０．５８により互
いに接続される。

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
なく、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図は本発明のデソーバーレソーバ吸収システムを示
す概略構成図である。 １０・・・二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、１２・・・高温ジェネレータ。 １５・・・中間温度アブソーバ、１６・・・中間温度コ
ンデンサ、１８・・・低温エバポレータ、１９・・・熱
交換器、２１・・・デソーバ、２２・・・レソーバ、２
４・・・導管、２８・・・高温熱交換器′、２９・・・
低温熱交換器。 ３２・・・シェル、３４・・・導管、３６・・・スプレ
ーヘッダ、３８・・・導管、４０．４２・・・チューブ
、４６・・・導管、４８・・・スプレーヘッダ、５０・
・・チューブ。 ５２・・・孔、５３・・・仕切壁、５４・・・導管、５
６・・・スプレーヘッダ、５８・・・チューブ、６２・
・・溶液ポンプ、６４．６５・・・Ｓ管、６６・・・ス
プレーヘッダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第一の温度範囲内にて作動し第一の薄い吸収剤溶液を加
   熱して第一の蒸発された冷媒及び第一の濃い吸収剤溶液
   を発生させるジェネレータ装置と、前記ジェネレータ装
   置と共働し前記第一の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前記凝縮された
   冷媒を受けるエバポレータ装置であって、前記凝縮され
   た冷媒を前記エバポレータ装置に与えられた熱と熱交換
   関係にもたらして前記凝縮された冷媒を蒸発させるエバ
   ポレータ装置と、 第二の濃い吸収剤溶液との組合せにて前記蒸発された冷
   媒を受けるアブソーバ装置であって、冷却媒体手段と熱
   交換関係にあり、これにより前記第二の濃い吸収剤溶液
   が前記蒸発された冷媒を吸収して第二の薄い吸収剤溶液
   を形成するアブソーバ装置と、 前記第二の薄い吸収剤溶液を受けるデソーバ装置であっ
   て、前記第二の薄い吸収剤溶液を負荷より熱を奪う加熱
   媒体手段と熱交換関係にもたらし、これにより前記第二
   の薄い吸収剤溶液を部分的に蒸発させて前記第二の濃い
   吸収剤溶液及び第二の蒸発された冷媒を形成するデソー
   バ装置と、前記第二の濃い吸収剤溶液を前記アブソーバ
   装置へ循環させる手段と、 前記第二の蒸発された冷媒を受け且該第二の蒸発された
   冷媒を前記第一のジェネレータ装置の前記第一の濃い吸
   収剤溶液と混合するレソーバ装置であって、前記混合さ
   れた第二の蒸発された冷媒及び第一の濃い吸収剤溶液を
   冷却媒体と熱交換関係にもたらし、これにより前記第一
   の薄い吸収剤溶液を形成するレソーバ装置と、 前記前記第一の薄い吸収剤溶液が前記第一のジェネレー
   タ装置内に於て使用されるよう前記第一の薄い吸収剤溶
   液を前記第一のジェネレータ装置へ循環させる手段と、 を含む吸収ヒートポンプ／冷凍システム。