KR100493598B1 - Absorption Type Refrigerator - Google Patents
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Abstract
흡수식 냉동기의 열 효율을 개선하는 것을 과제로 한다.An object of the present invention is to improve the thermal efficiency of an absorption chiller.
저온 재생기(3)에서 중간 흡수액을 가열하여 방열 응축하고, 냉매관(19)을 경유하여 응축기(4)에 도입되는 냉매와, 흡수기(7)로부터 토출되고 저온 열 교환기(9)를 우회하여 고온 재생기(1)로 이송되는 일부 희흡수액이 열 교환하는 냉매 열 회수기(11)를 설치하는 동시에, 냉매관(19)에 유로 저항을 부여하기 위한 유량 제어 밸브(29)를 설치하도록 했다.The intermediate absorbent liquid is heated and condensed by heating the intermediate absorbent liquid in the low temperature regenerator 3, the refrigerant introduced into the condenser 4 via the refrigerant pipe 19, and the high temperature discharged from the absorber 7 and bypassing the low temperature heat exchanger 9. A coolant heat recovery unit 11 in which some rare water absorbing liquids transferred to the regenerator 1 is heat-exchanged is provided, and a flow control valve 29 for imparting flow path resistance to the coolant pipe 19 is provided.
Description
본 발명은 열 효율이 우수한 흡수식 냉동기에 관한 것이다.The present invention relates to an absorption chiller having excellent thermal efficiency.
도3에 도시한 바와 같이, 고온 재생기(1)의 희흡수액을 가열 비등시키는 가스 버너(2)로부터 배출되는 배기 가스를 흡수액관(12)의 고온 열 교환기(10)와 고온 재생기(1) 사이에 설치된 제1 배기 가스 열 회수기(26)와, 저온 열 교환기(9)와 고온 열 교환기(10) 사이에 설치된 제2 배기 가스 열 회수기(27)로 순차 이송하고, 흡수기(7)로부터 고온 재생기(1)로 반송하는 희흡수액 온도를 올리고, 가스 버너(2)에 의한 필요 가열량을 줄여, 연료 소비량을 삭감하도록 연구한 흡수식 냉동기가 널리 알려져 있다.As shown in Fig. 3, the exhaust gas discharged from the gas burner 2 for heating and boiling the rare absorbent liquid of the high temperature regenerator 1 is discharged between the high temperature heat exchanger 10 and the high temperature regenerator 1 of the absorbent liquid tube 12. Is sequentially transferred to the first exhaust gas heat recovery unit 26 provided in the second exhaust gas heat recovery unit 27 and the second exhaust gas heat recovery unit 27 provided between the low temperature heat exchanger 9 and the high temperature heat exchanger 10, and the high temperature regenerator from the absorber 7. Absorption type refrigerators which have been studied to raise the rare absorbent liquid temperature returned to (1), reduce the amount of heating required by the gas burner 2, and reduce fuel consumption are widely known.
즉, 상기 구성의 흡수식 냉동기에 있어서는, 흡수기(7)로부터 토출한 약 40 ℃(정격 운전시, 이하 동일함)의 희흡수액은 저온 열 교환기(9)·제2 배기 가스 열 회수기(27)·고온 열 교환기(10)·제1 배기 가스 열 교환기(26) 각각에서 가열되고, 135 ℃ 전후로 상승하여 고온 재생기(1)로 유입하므로, 가스 버너(2)에서 소비하는 연료를 절약할 수 있다. That is, in the absorption chiller having the above-described configuration, the rare water absorbing liquid at about 40 ° C. (the same applies during the rated operation) discharged from the absorber 7 is a low-temperature heat exchanger 9 and a second exhaust gas heat recovery unit 27. Since it is heated in each of the high temperature heat exchanger 10 and the 1st exhaust gas heat exchanger 26, it rises around 135 degreeC, and flows into the high temperature regenerator 1, and the fuel consumed by the gas burner 2 can be saved.
또, 가스 버너(2)로부터 나오는 배기 가스의 온도와 흡수기(7)로부터 공급되는 희흡수액의 온도가 모두 낮을 때에는, 유량 제어 밸브(28)의 개방도를 크게 해서 흡수액관(114)으로 흐르는 희흡수액의 양을 증가하고, 제2 배기 가스 열 회수기(27)에 있어서의 배기 가스로부터의 열 회수를 감소시켜 배기 가스 온도의 현저한 저하를 방지하고, 배기 가스에 포함되는 수증기의 응축·결로를 방지하는 구성으로 되어 있다.In addition, when both the temperature of the exhaust gas emitted from the gas burner 2 and the temperature of the rare absorbent liquid supplied from the absorber 7 are low, the opening of the flow control valve 28 is enlarged, and the rare gas flowing into the absorbent liquid tube 114 is increased. The amount of the absorbing liquid is increased, the heat recovery from the exhaust gas in the second exhaust gas heat recovery unit 27 is reduced to prevent a significant drop in the exhaust gas temperature, and the condensation and condensation of water vapor contained in the exhaust gas is prevented. It becomes the structure to say.
그러나, 상기 종래의 흡수식 냉동기에 있어서는, 유량 제어 밸브(28)가 제2 배기 가스 열 회수기(27)를 우회하는 흡수액관(14)에 설치되어 있었기 때문에, 유량 제어 밸브(28)를 완전 개방하더라도 흡수액관(14)을 통해 제2 배기 가스 열 회수기(27)로 흐르는 희흡수액의 양은 적지 않게 있었다.However, in the conventional absorption chiller, since the flow control valve 28 is provided in the absorption liquid pipe 14 bypassing the second exhaust gas heat recovery unit 27, even if the flow control valve 28 is completely opened. The amount of rare absorbent liquid flowing through the absorbent liquid tube 14 to the second exhaust gas heat recovery unit 27 was not small.
그 때문에, 운전 개시시 등 배기 가스, 희흡수액의 온도가 모두 낮을 때에는 유량 제어 밸브를 완전 개방하더라도 배기 가스의 온도가 지나치게 저하되고, 배기 가스에 포함되는 수증기가 응축·결로되고, 열 교환기나 배기관을 부식하는 일이 있었다.Therefore, when the temperature of the exhaust gas and the rare water solution is low, such as at the start of operation, even if the flow control valve is completely opened, the temperature of the exhaust gas is excessively lowered, and the water vapor contained in the exhaust gas condenses and condenses. There was a thing to corrode.
또한, 가스 버너로부터 나오는 배기 가스가 보유하는 열의 대부분은 완벽하게 회수하고 있으며, 배기 가스로부터 지금 이상의 열 회수를 도모하면, 운전 개시시가 아니라도 배기 가스에 포함되는 수증기의 이슬점 이하로 배기 가스의 온도가 저하되고, 결로하여 열 회수기나 배관부를 부식하는 일이 있었으므로, 다른 방법에 의해 더욱 열 효율의 개선을 도모할 필요가 있으며, 이것이 해결해야 할 과제로 되어 있었다. In addition, most of the heat retained by the exhaust gas from the gas burner is completely recovered, and if the heat recovery from the exhaust gas is carried out more than now, the exhaust gas is discharged below the dew point of the water vapor contained in the exhaust gas even when the operation is not started. Since the temperature lowered and condensation may corrode the heat recovery device and the piping, it is necessary to further improve the thermal efficiency by another method, which has been a problem to be solved.
본 발명은 상기 종래 기술의 과제를 해결하기 위해, 연소 장치에서 가열 비등시켜 냉매를 증발 분리하고 희흡수액으로부터 냉매 증기와 중간 흡수액을 얻는 고온 재생기와, 이 고온 재생기에서 생성하여 공급되는 중간 흡수액을 고온 재생기에서 생성한 냉매 증기로 가열하여 다시 냉매를 증발 분리하고 중간 흡수액으로부터 냉매 증기와 농흡수액을 얻는 저온 재생기와, 이 저온 재생기에서 중간 흡수액을 가열하여 응축한 냉매액이 공급되는 동시에 저온 재생기에서 생성하여 공급되는 냉매 증기를 냉각하여 냉매액을 얻는 응축기와, 이 응축기로부터 공급된 냉매액이 전열관 위에 산포되고 전열관 내를 흐르는 유체로부터 열을 빼앗아 냉매가 증발하는 증발기와, 이 증발기에서 생성하여 공급되는 냉매 증기를 저온 재생기로부터 냉매 증기를 분리하여 공급되는 농흡수액에 흡수시켜 희흡수액으로 하고 고온 재생기로 공급하는 흡수기와, 이 흡수기에 출입하는 희흡수액과 농흡수액이 열 교환하는 저온 열 교환기와, 고온 재생기에 출입하는 중간 흡수액과 희흡수액이 열 교환하는 고온 열 교환기를 구비한 흡수식 냉동기에 있어서, 흡수기로부터 토출한 희흡수액의 일부가 저온 재생기로부터 방열하여 토출한 냉매와 저온 열 교환기를 우회하여 열 교환하는 냉매 열 회수기와, 냉매 열 회수기에서 희흡수액으로 방열한 냉매를 응축기에 도입하는 냉매관에 유로 저항을 부여하는 수단을 설치하도록 한 제1 구성의 흡수식 냉동기와, In order to solve the above problems of the prior art, the present invention provides a high temperature regenerator for heating and boiling in a combustion device to evaporate and separate a refrigerant and obtain refrigerant vapor and an intermediate absorbent liquid from the rare absorbent liquid, and an intermediate absorbent liquid generated and supplied in the high temperature regenerator at a high temperature. The low temperature regenerator which is heated by the refrigerant vapor generated by the regenerator and evaporates and separates the refrigerant again, and obtains the refrigerant vapor and the concentrated absorbent liquid from the intermediate absorbent liquid. And a condenser for cooling the refrigerant vapor supplied to obtain the refrigerant liquid, an evaporator in which the refrigerant liquid supplied from the condenser is scattered on the heat transfer tube and takes heat from the fluid flowing in the heat transfer tube, and the refrigerant evaporates. To separate the refrigerant vapor from the low temperature regenerator The absorber absorbed by the supplied absorbent liquid into a rare absorbent liquid and supplied to a high temperature regenerator, the low-temperature heat exchanger that heat exchanges the rare absorbent liquid entering and exiting the absorber, and the intermediate absorbent liquid and the rare absorbent liquid entering and entering the high temperature regenerator are heated. An absorption chiller having a high temperature heat exchanger to be replaced, wherein a part of the rare absorbent liquid discharged from the absorber radiates heat from the low temperature regenerator and the refrigerant heat recovery unit bypasses the low temperature heat exchanger and heat exchanges the refrigerant. An absorption chiller of a first configuration in which a means for imparting a flow path resistance is provided in the refrigerant pipe for introducing the refrigerant radiated with the absorbent liquid into the condenser;
상기 제1 구성의 흡수식 냉동기에 있어서, 냉매 열 회수기로부터 토출한 냉매가 응축기가 아니라 증발기에 도입 가능하게 냉매관을 배관하도록 한 제2 구성의 흡수식 냉동기와, In the absorption chiller of the first configuration, the absorption chiller of the second configuration in which the refrigerant discharged from the refrigerant heat recoverer is piped into the refrigerant pipe so that the refrigerant can be introduced into the evaporator instead of the condenser;
상기 제1 또는 제2 구성의 흡수식 냉동기에 있어서, 냉매관에 설치한 유로 저항을 부여하는 수단이 가변 저항 부재이며, 냉매 열 회수기로부터 토출된 냉매의 온도가, 희흡수액의 열 교환 전 온도＋소정 온도 α(다만, α＞0)가 되도록 유로 저항 가변 부재의 유로 저항을 제어하도록 한 제3 구성의 흡수식 냉동기를 제공하는 것이다.In the absorption chiller of the first or second configuration, the means for imparting the flow path resistance provided in the coolant pipe is a variable resistance member, and the temperature of the coolant discharged from the coolant heat recovery unit is equal to the temperature before heat exchange of the rare absorbent liquid. An absorption chiller having a third configuration in which a flow path resistance of a flow resistance variable member is controlled to be a temperature α (but α> 0) is provided.
(발명의 실시 형태)(Embodiment of the Invention)
이하, 본 발명의 실시 형태를, 물을 냉매로 하고, 브롬화 리튬(LiBr) 수용액을 흡수액으로 한 흡수식 냉동기를 예로 들어 설명한다.An embodiment of the present invention will be described below by taking an example of an absorption chiller using water as a refrigerant and an aqueous lithium bromide (LiBr) solution as an absorption liquid.
본 발명의 일 실시 형태를, 도1을 기초로 하여 설명한다. 도면 중 부호 1은, 예를 들어 도시 가스를 연료로 하는 가스 버너(2)의 화력에 의해 흡수액을 가열하여 냉매를 증발 분리하도록 구성된 고온 재생기, 부호 3은 저온 재생기, 부호 4는 응축기, 부호 5는 저온 재생기(3)와 응축기(4)가 수납되어 있는 고온통, 부호 6은 증발기, 부호 7은 흡수기, 부호 8은 증발기(6)와 흡수기(7)가 수납되어 있는 저온통, 부호 9는 저온 열 교환기, 부호 10은 고온 열 교환기, 부호 11은 냉매 열 회수기, 부호 12 내지 부호 16은 흡수액관, 부호 17, 부호 18은 흡수액 펌프, 부호 19 내지 부호 21은 냉매관, 부호 22는 냉매 펌프, 부호 23은 냉수관, 부호 24는 냉각수관, 부호 25는 가스 버너(2)로부터 나오는 배기 가스가 통과하는 배기관, 부호 26은 제1 배기 가스 열 회수기, 부호 27은 제2 배기 가스 열 회수기, 부호 28은 흡수액관(14)의 분기부 보다 하류측에, 제2 배기 가스 열 회수기(27) 보다 상류측의 흡수액관(12)에 설치된 유량 제어 밸브, 부호 29는 냉매관(19)의 냉매 열 회수기(11) 보다 하류측에 설치된 유량 제어 밸브, 부호 30은 배기관(25)의 하류 부분에 설치되어 배기 가스의 온도를 검출하는 온도 센서, 부호 31은 흡수액관(12)의 상류 부분에 설치되어 열 교환하기 전의 희흡수액 온도를 검출하는 온도 센서, 부호 32는 냉매관(19)의 하류 부분에 설치되어 냉매 열 회수기(11)로 희흡수액과 열 교환하여 방열한 냉매의 온도를 검출하는 온도 센서, 부호 33은 온도 센서(30)가 소정의 온도, 예를 들어 100 ℃를 계속 검출하도록 유량 제어 밸브(28)의 개방도를 제어하는 동시에, 온도 센서(32)가 검출하는 온도가, 온도 센서(31)가 검출하는 온도＋소정 온도 α(다만, α＞0)가 되도록 유량 제어 밸브(29)의 개방도를 조절하여 냉매관(19)의 유로 저항을 제어하기 위한 제어기이다.An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the drawings, reference numeral 1 denotes a high temperature regenerator configured to evaporate and separate the refrigerant by heating the absorbent liquid by the thermal power of the gas burner 2 which is fueled by city gas, for example, 3 a low temperature regenerator, 4 a condenser, and 5 Is a high temperature cylinder in which the low temperature regenerator 3 and the condenser 4 are housed, 6 is an evaporator, 7 is an absorber, 8 is a low temperature cylinder in which the evaporator 6 and the absorber 7 are housed, 9 is Low temperature heat exchanger, 10 is a high temperature heat exchanger, 11 is a refrigerant heat recoverer, 12 to 16 is an absorbent liquid pipe, 17 is an absorbent liquid pump, 18 is an absorbent liquid pump, 19 is a refrigerant tube, 22 is a refrigerant pump 23 is a cold water pipe, 24 is a cooling water pipe, 25 is an exhaust pipe through which exhaust gas from the gas burner 2 passes, 26 is a first exhaust gas heat recoverer, 27 is a second exhaust gas heat recoverer, Reference numeral 28 is lower than the branch of the absorbent liquid pipe 14. The flow rate control valve provided in the absorption liquid pipe 12 upstream of the 2nd exhaust gas heat recovery machine 27 at the side, and the code | symbol 29 are the flow control valves installed downstream from the refrigerant heat recovery machine 11 of the refrigerant pipe 19. As shown in FIG. Denotes a temperature sensor installed at a downstream portion of the exhaust pipe 25 to detect the temperature of the exhaust gas, and denoted 31 at a upstream portion of the absorbent liquid pipe 12 to detect a rare absorbent liquid temperature before heat exchange. And reference numeral 32 denotes a temperature sensor installed in a downstream portion of the refrigerant pipe 19 to detect the temperature of the refrigerant heat exchanged with the rare absorbing liquid by the refrigerant heat recovery unit 11, and reference numeral 33 denotes a predetermined temperature sensor 30. The degree of opening of the flow control valve 28 is controlled so as to continuously detect a temperature, for example, 100 ° C, and the temperature detected by the temperature sensor 32 is determined by the temperature + predetermined temperature α ( However, the opening degree of the flow control valve 29 is adjusted so that α> 0). Section to a controller for controlling the flow resistance of the refrigerant pipe (19).
상기 구성의 흡수식 냉동기에 있어서는, 가스 버너(2)에서 도시 가스를 연소하여 고온 재생기(1)에서 희흡수액을 가열 비등시키면, 희흡수액으로부터 증발 분리한 냉매 증기와, 냉매 증기를 분리하여 흡수액의 농도가 높아진 중간 흡수액이 얻어진다.In the absorption chiller of the above-described configuration, when the gas burner 2 burns the city gas and heats the rare absorbent liquid in the high temperature regenerator 1, the refrigerant vapor separated from the rare absorbent liquid and the refrigerant vapor are separated from each other, and the concentration of the absorbed liquid is reduced. An intermediate absorbent liquid with a high yield is obtained.
고온 재생기(1)에서 생성된 고온의 냉매 증기는, 냉매관(19)의 상류 부분을 통해 저온 재생기(3)로 들어가고, 고온 재생기(1)에서 생성되어 흡수액관(15)에 의해 고온 열 교환기(10)를 경유하여 저온 재생기(3)로 들어간 중간 흡수액을 가열하여 방열 응축하고, 냉매 열 회수기(11)가 개재하는 냉매관(19)의 하류 부분을 통해 응축기(4)로 들어간다.The hot refrigerant vapor generated in the high temperature regenerator 1 enters the low temperature regenerator 3 through an upstream portion of the refrigerant tube 19, and is generated in the high temperature regenerator 1 and is absorbed by the absorbent liquid tube 15 by the high temperature heat exchanger. The intermediate absorbent liquid entering the low temperature regenerator 3 via (10) is heated and condensed, and enters the condenser 4 through a downstream portion of the refrigerant pipe 19 through which the refrigerant heat recovery unit 11 is interposed.
또한, 저온 재생기(3)에서 가열되어 중간 흡수액으로부터 증발 분리한 냉매는 응축기(4)로 들어가고, 냉각수관(24) 내를 흐르는 물과 열교환하여 응축액화하고, 냉매관(19)으로부터 응축하여 공급되는 냉매와 함께 냉매관(20)을 통해 증발기(6)로 들어간다.In addition, the refrigerant heated in the low temperature regenerator 3 and separated by evaporation from the intermediate absorbent liquid enters the condenser 4, heat exchanges with water flowing in the cooling water pipe 24 to condense the liquid, and condenses it from the refrigerant pipe 19 to be supplied. Enters the evaporator 6 through the refrigerant pipe 20 together with the refrigerant.
증발기(6)의 바닥에 모인 냉매액은 냉수관(23)에 접속된 전열관(23A) 위로 냉매관(21)에 개재하는 냉매 펌프(22)에 의해 산포되고, 냉수관(23)을 거쳐서 공급되는 물과 열 교환하여 증발하고, 전열관(23A)의 내부를 흐르는 물을 냉각한다.The coolant liquid collected at the bottom of the evaporator 6 is dispersed by the coolant pump 22 interposed in the coolant pipe 21 over the heat transfer pipe 23A connected to the cold water pipe 23 and supplied through the cold water pipe 23. The evaporation is carried out by heat exchange with water to be cooled, and the water flowing inside the heat transfer pipe 23A is cooled.
증발기(6)에서 증발한 냉매는 흡수기(7)로 들어가고, 저온 재생기(3)에서 가열되어 냉매를 증발 분리하고, 흡수액의 농도가 한층 높아진 흡수액, 즉 흡수액관(16)에 의해 저온 열 교환기(9)를 경유하여 흡수액 펌프(18)에 의해 공급되고 상방으로부터 산포되는 농흡수액에 흡수된다.The refrigerant evaporated in the evaporator (6) enters the absorber (7), is heated in the low temperature regenerator (3) to evaporate and separate the refrigerant, and the low temperature heat exchanger (e.g. It is absorbed by the concentrated absorbent liquid supplied by the absorbent liquid pump 18 via 9) and scattered from above.
그리고, 흡수기(7)에서 냉매를 흡수하여 농도가 옅어진 흡수액, 즉 희흡수액은 흡수액 펌프(17)의 운전에 의해 고온 재생기(1)로 복귀된다.Then, the absorber 7 absorbs the refrigerant, and the absorbed liquid whose concentration is lowered, that is, the rare absorbent liquid, is returned to the high temperature regenerator 1 by the operation of the absorbent liquid pump 17.
상기한 바와 같이, 흡수식 냉동기의 운전이 행해지면, 증발기(6)의 내부에 배관된 전열관(23A)에 있어서, 냉매의 기화열에 의해 냉각된 냉수가 냉수관(23)을 거쳐서 도시되지 않은 공조 부하로 순환 공급할 수 있으므로, 냉방 등의 냉각 운전을 행할 수 있다.As described above, when the absorption chiller is operated, in the heat transfer pipe 23A piped inside the evaporator 6, the cold water cooled by the heat of vaporization of the refrigerant passes through the cold water pipe 23, not shown. Since circulation can be supplied to the furnace, cooling operation such as cooling can be performed.
상기 구성의 흡수식 냉동기에 있어서는, 흡수액 펌프(17)의 운전에 의해 흡수기(7)로부터 고온 재생기(1)로 복귀되는 희흡수액의 일부는 흡수액관(12)에 개재하는 저온 열 교환기(9)를 경유하고, 잔부는 흡수액관(13)에 개재하는 냉매 열 회수기(11)를 경유하고, 각각의 열 교환기에 있어서 가열된다.In the absorption chiller of the above-described configuration, a part of the rare absorbent liquid returned from the absorber 7 to the high temperature regenerator 1 by the operation of the absorbent liquid pump 17 is connected to the low temperature heat exchanger 9 interposed in the absorbent liquid tube 12. The remaining portion is heated in each heat exchanger via the refrigerant heat recovery unit 11 interposed in the absorbent liquid tube 13.
또한, 제2 배기 가스 열 회수기(27)를 경유하여 가스 버너(2)로부터 나오는 배기 가스에 의해 가열되는 희흡수액의 양은, 흡수액관(12)에 개재하는 유량 제어 밸브(28)에 의해 제어되고, 고온 열 교환기(10)와 제1 배기 가스 열 회수기(26)에는 흡수기(7)로부터 고온 재생기(1)로 복귀하는 희흡수액의 전량이 흘러 각각에서 가열된다.In addition, the amount of the rare absorbing liquid heated by the exhaust gas from the gas burner 2 via the second exhaust gas heat recovery unit 27 is controlled by the flow control valve 28 interposed in the absorbing liquid tube 12. In the high temperature heat exchanger 10 and the first exhaust gas heat recovery unit 26, the entire amount of the rare absorbent liquid flowing from the absorber 7 to the high temperature regenerator 1 flows to each other.
즉, 흡수기(7)로부터 흡수액관(12)에 토출한 약 40 ℃의 희흡수액의 일부는, 저온 재생기(3)로부터 흡수액관(16)에 토출하여 흡수기(7)에 흐르고 있는 약 90 ℃의 농흡수액과 저온 열 교환기(9)에서 열 교환하고, 잔부는 저온 재생기(3)에서 응축하여 응축기(4)에 흐르고 있는 냉매관(19)의 약 95 ℃의 냉매액과 열 교환한다.That is, a part of the rare water absorbing liquid at about 40 ° C. discharged from the absorber 7 to the absorbing liquid tube 12 is discharged from the low temperature regenerator 3 to the absorbing liquid tube 16 and is flowing at about 90 ° C. flowing in the absorber 7. The concentrated absorption liquid and the low temperature heat exchanger 9 are heat exchanged, and the remainder is heat exchanged with the refrigerant liquid at about 95 ° C. in the refrigerant pipe 19 flowing through the condenser 4 after condensing in the low temperature regenerator 3.
냉매관(19)의 하류 부분에는 유로 저항이 되는 유량 제어 밸브(29)가 설치되어 냉매의 유속을 낮추고 있으므로, 저온 재생기(3) 내에서 중간 흡수액으로 방열하여 응축하고, 냉매관(19)에 토출한 기액 2상 흐름의 냉매는 냉매 열 회수기(11)에 이르기까지 액상만으로 되고, 냉매 열 회수기(11)에 있어서의 냉매와 희흡수액의 열 교환 효율이 개선된다.Since the flow rate control valve 29 which becomes a flow path resistance is provided in the downstream part of the refrigerant pipe 19, and the flow velocity of a refrigerant | coolant is reduced, it radiates and condenses with the intermediate absorption liquid in the low temperature regenerator 3, and The discharged refrigerant of the gas-liquid two-phase flow becomes a liquid phase only up to the refrigerant heat recovery unit 11, and the heat exchange efficiency of the refrigerant and the rare water absorbing liquid in the refrigerant heat recovery unit 11 is improved.
게다가, 온도 센서(32)가 검출하는 냉매 열 교환기(11)에서 열 교환한 후의 냉매 온도가, 예를 들어 온도 센서(31)가 검출하는 냉매 열 교환기(11)에서 열 교환하기 전의 희흡수액의 온도＋소정 온도, 예를 들어 5 ℃ 만큼 높은 온도가 되도록 유량 제어 밸브(29)의 개방도가 제어기(33)에 의해 제어되고, 흡수기(7)로부터 고온 재생기(1)로 이송하는 희흡수액은 가열되고, 저온 재생기(3)로부터 응축기(4)로 이송하는 냉매는 냉각된다.In addition, the refrigerant temperature after the heat exchange in the refrigerant heat exchanger 11 detected by the temperature sensor 32 is, for example, the rare absorbent liquid before heat exchange in the refrigerant heat exchanger 11 detected by the temperature sensor 31. The opening degree of the flow control valve 29 is controlled by the controller 33 so that the temperature is a temperature as high as a predetermined temperature, for example, 5 ° C., and the rare absorbent liquid transferred from the absorber 7 to the high temperature regenerator 1 is The refrigerant heated to the condenser 4 from the low temperature regenerator 3 is cooled.
그리고, 저온 열 교환기(9), 냉매 열 회수기(11) 각각에서 열 교환하여 가열된 희흡수액은 합류하고, 예를 들어 80 ℃ 전후의 희흡수액이 되어 제2 배기 가스 열 회수기(27)로 유입한다.Then, the rare water absorbed by heat exchange in each of the low temperature heat exchanger 9 and the refrigerant heat recoverer 11 joins, and becomes, for example, a rare absorbent around 80 ° C and flows into the second exhaust gas heat recoverer 27. do.
또한, 제2 배기 가스 열 회수기(27)로 유입하는 희흡수액의 유량은 흡수액관(12)에 개재하는 유량 제어 밸브(28)의 개방도가 제어기(33)에 의해 조절 제어된다. 예를 들어, 제어기(33)는 온도 센서(30)가 소정의 100 ℃ 보다 높은 온도를 검출하고 있을 때에는 유량 제어 밸브(28)의 개방도를 크게 하고, 흡수기(7)로부터 고온 재생기(1)로 복귀하고 있는 희흡수액 보다 많은 양을 제2 열 회수기(27)에 공급하여 배기 가스가 보유하는 열의 회수를 촉진하므로, 열 효율은 개선되고 가스 버너(2)의 연료 소비가 억제된다.In addition, the flow rate of the rare water absorbing liquid flowing into the second exhaust gas heat recovery unit 27 is controlled by the controller 33 by the degree of opening of the flow rate control valve 28 interposed in the absorbing liquid pipe 12. For example, the controller 33 increases the opening degree of the flow control valve 28 when the temperature sensor 30 detects a temperature higher than the predetermined 100 ° C, and the high temperature regenerator 1 from the absorber 7. Since the amount of heat absorbed by the second heat recovery device 27 is accelerated to recover the heat retained by the exhaust gas, the heat efficiency is improved and the fuel consumption of the gas burner 2 is suppressed.
게다가, 온도 센서(30)가 100 ℃ 보다 낮은 온도를 검출하고 있을 때에는, 희흡수액의 전량이 제2 배기 가스 열 회수기(27)를 우회하여 흡수액관(14)으로 흐르기까지 유량 제어 밸브(28)를 최대 완전 폐쇄까지 조여서 배기 가스로부터 회수하는 열량을 최대 제로까지 억제하는 것이 가능하므로, 배기관(25)을 거쳐서 배기되는 배기 가스의 온도는 이슬점 온도(도시 가스, 즉 천연 가스를 연료로 했을 때의 연소 배기 가스의 이슬점 온도는 60 내지 70 ℃) 보다 높은 100 ℃로 유지되고, 이로써 배기 가스 온도가 낮은 기동시나 부분 부하 운전시에 있어서도, 배기 가스에 포함되는 수증기가 응축되어 드레인 수가 발생되는 일이 없고, 드레인 수에 의한 의한 부식 문제를 일으키는 일도 없다.In addition, when the temperature sensor 30 detects a temperature lower than 100 ° C., the flow rate control valve 28 until the entire amount of the rare absorbent liquid bypasses the second exhaust gas heat recovery unit 27 and flows to the absorbent liquid tube 14. It is possible to suppress the amount of heat recovered from the exhaust gas to the maximum zero by tightening up to the maximum complete closure, so that the temperature of the exhaust gas exhausted through the exhaust pipe 25 is reduced to the dew point temperature (that is, when the city gas, that is, natural gas is used as fuel). The dew point temperature of the combustion exhaust gas is maintained at 100 ° C. higher than 60 to 70 ° C.), so that even when starting the exhaust gas temperature is low or during partial load operation, water vapor contained in the exhaust gas is condensed to generate drain water. It does not cause corrosion problems due to drain water.
제2 배기 가스 열 회수기(27)를 경유하여 가열된 희흡수액과, 제2 배기 가스 열 회수기(27)를 경유하지 않고, 따라서 가열되지 않았던 희흡수액과는 합류하여 고온 열 교환기(10)와 제1 배기 가스 열 회수기(26)를 경유하고, 고온 재생기(1)로부터 저온 재생기(3)로 흡수액관(15)을 거쳐서 흐르고 있는 중간 흡수액과, 가스 버너(2)로부터 배출된 약 200 ℃의 배기 가스와 열 교환하여 135 ℃ 정도의 희흡수액으로 되어 고온 재생기(1)로 유입하므로, 가스 버너(2)에서 소비하는 연료를 절약할 수 있다.The rare absorbent liquid heated via the second exhaust gas heat recoverer 27 and the rare absorbent liquid not heated through the second exhaust gas heat recoverer 27 and thus not heated are joined to each other to form the high temperature heat exchanger 10. 1 The intermediate absorbent liquid flowing from the high temperature regenerator 1 to the low temperature regenerator 3 via the absorption liquid pipe 15 via the exhaust gas heat recovery 26, and about 200 ° C. exhausted from the gas burner 2. Since it heat-exchanges with gas and turns into a rare absorbing liquid of about 135 degreeC, it flows into the high temperature regenerator 1, and the fuel consumed by the gas burner 2 can be saved.
또한, 저온 재생기(3)에서 응축하여 응축기(4)에 냉매관(19)의 하류 부분을 통해 유입하는 냉매액은, 상기한 바와 같이 냉매 열 회수기(11)에서 약 40 ℃의 희흡수액과 열 교환하여 이를 가열하고, 냉매 자신은 약 45 ℃로 냉각되고, 냉각수관(24)의 내부를 흐르는 냉각수에 방열하는 열량이 감소하므로, 고온 재생기(1)에 있어서의 소용 입열량을 삭감할 수 있고, 이 점에서도 흡수식 냉동기의 열 효율이 현저하게 개선된다. In addition, the refrigerant liquid condensed in the low temperature regenerator 3 and introduced into the condenser 4 through the downstream portion of the refrigerant pipe 19 is heat absorbed at about 40 ° C. in the refrigerant heat recovery unit 11 as described above. The heat is exchanged to heat it, the refrigerant itself is cooled to about 45 ° C., and the amount of heat radiating to the cooling water flowing inside the cooling water pipe 24 is reduced, so that the required heat input amount in the high temperature regenerator 1 can be reduced. In this respect, too, the thermal efficiency of the absorption chiller is remarkably improved.
또한, 저온 재생기(3)에서 중간 흡수액을 가열하여 방열하고, 또 냉매 열 회수기(11)에서도 희흡수액관을 가열하여 방열하는 냉매의 온도는, 상기한 바와 같이 45 ℃ 정도까지 저하하고 있으므로, 응축기(4)로 이송하여 냉각수관(24) 내를 흐르는 냉각수로 냉각할 필요는 없다.In addition, since the temperature of the refrigerant that heats and radiates the intermediate absorbent liquid in the low temperature regenerator 3 and heats and heats the rare absorbent liquid tube in the refrigerant heat recoverer 11 is reduced to about 45 ° C as described above, the condenser It is not necessary to cool with the cooling water which flows into (4) and flows inside the cooling water pipe 24.
그 때문에, 냉매관(19)의 하류측은 응축기(4)가 아니라, 가상선으로 표시한 바와 같이 응축 냉매가 증발기(6)로 유입 가능하게 연결하고, 관 길이의 단축과 배관 구성의 간소화를 도모하는 것도 가능하다(도1에서는 냉매관(19, 20)의 도면 상의 최단 부분을 가상선으로 연결하고 있지만, 실제의 장치에서는 고온통(6)은 상방에 위치하고, 저온통(8)과 냉매 열 회수기(11)는 하방에 위치하므로, 저온통(8)의 증발기(6)와 냉매 열 회수기(11)를 근접시키고, 그 사이를 짧은 냉매관에 의해 연결하는 것이 가능).Therefore, the downstream side of the refrigerant pipe 19 is connected to the condenser refrigerant so that the condensation refrigerant can flow into the evaporator 6, as indicated by the imaginary line, rather than the condenser 4, so as to shorten the pipe length and simplify the piping configuration. (In FIG. 1, although the shortest part on the drawing of the refrigerant pipes 19 and 20 is connected by an imaginary line, in a real apparatus, the hot cylinder 6 is located upwards, and the cold cylinder 8 and the refrigerant | heater heat | fever are connected. Since the recoverer 11 is located below, the evaporator 6 of the low temperature cylinder 8 and the coolant heat recoverer 11 can be brought close to each other, and a short refrigerant pipe can be connected therebetween.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니므로, 특허 청구의 범위에 기재된 취지로부터 일탈하지 않는 범위에서 더욱 각종 변형 실시가 가능하다.In addition, since this invention is not limited to the said embodiment, further various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the meaning described in the claim.
예를 들어, 냉매관(19)의 유량 제어 밸브(29)는 냉매관(19)의 유로 저항을 조절하는 수단으로서 설치하고 있으므로, 고가인 유량 제어 밸브(29) 대신에 염가인 오리피스를 설치하는 것도 가능하다.For example, since the flow rate control valve 29 of the refrigerant pipe 19 is provided as a means for adjusting the flow resistance of the refrigerant pipe 19, an inexpensive orifice is provided in place of the expensive flow control valve 29. It is also possible.
또한, 고가인 유량 제어 밸브(28) 대신에, 염가인 개폐 밸브를 제2 열 회수기(27) 상류측의 흡수액관(14)에 설치하거나 혹은 염가인 절환 밸브를 흡수액관(12, 14)의 분기부(또는 합류부)에 설치하는 등, 온도 센서(30)가 검출하는 배기 가스 온도가 소정의 온도, 예를 들어 100 ℃를 하회하지 않도록 제어기(33)에 의해 밸브의 개폐, 절환을 제어하는 구성으로 할 수도 있다.Instead of the expensive flow control valve 28, an inexpensive on / off valve is provided in the absorbent liquid pipe 14 upstream of the second heat recovery device 27, or a cheap switching valve is provided in the absorbent liquid pipes 12, 14. The opening and closing and switching of the valve are controlled by the controller 33 so that the exhaust gas temperature detected by the temperature sensor 30 does not fall below a predetermined temperature, for example, 100 ° C., such as at a branch (or confluence). It can also be set to.
또한, 제2 열 회수기(27)를 우회하는 흡수액관(14) 대신에, 도2에 도시한 바와 같이, 제2 열 회수기(27)를 우회하는 배기관(25A)을 설치하는 동시에, 그 배기관(25A)의 분기부(혹은 합류부)에 유로 절환 밸브(28A)를 설치한다. 혹은 제2 열 회수기(27)를 경유하는 배기관(25)에 개폐 밸브를 설치하는 등, 제2 열 회수기(27)로 흐르고, 희흡수액과 열 교환한 배기 가스의 온도가 소정의 100 ℃ 보다 저하하지 않도록 제어기(33)에 의해 그 밸브의 개폐, 절환을 제어해도 좋다.In addition, instead of the absorbing liquid pipe 14 bypassing the second heat recoverer 27, as shown in FIG. 2, an exhaust pipe 25A bypassing the second heat recoverer 27 is provided and the exhaust pipe ( The flow path switching valve 28A is provided at the branch (or confluence) of 25A). Alternatively, an on / off valve is provided in the exhaust pipe 25 via the second heat recoverer 27, and the temperature of the exhaust gas that is heat-exchanged with the rare absorbent liquid is lowered to a predetermined temperature of 100 ° C. The opening and closing of the valve may be controlled by the controller 33 so as not to be prevented.
또한, 흡수식 냉동기는 상기한 바와 같이, 냉방 등의 냉각 운전을 전용으로 행하는 것이어도 좋고, 고온 재생기(1)에서 가열 생성한 냉매 증기와 냉매 증기를 증발 분리한 흡수액이 저온통(8)에 직접 공급할 수 있도록 배관 접속하고, 냉각수관(24)에 냉각수를 흐르는 일 없이 가스 버너(2)에 의한 희흡수액의 가열을 행하고, 증발기(6)의 전열관(23A)에서 예를 들어 55 ℃ 정도로 가열한 물을 냉수관(온수가 순환하는 경우에는 온수관이라 부르는 것이 바람직하다)(23)을 거쳐서 부하로 순환 공급하여 냉방 등의 가열 운전도 행할 수 있도록 한 것이어도 좋다.As described above, the absorption chiller may be configured to exclusively perform cooling operation such as cooling, and the refrigerant vapor heated and generated by the high temperature regenerator 1 and the absorption liquid obtained by evaporating separation of the refrigerant vapor directly into the low temperature cylinder 8 are provided. The pipes were connected so as to be supplied, the rare water absorbed by the gas burner 2 was heated without flowing the cooling water into the cooling water pipe 24, and heated at about 55 ° C. in the heat transfer pipe 23A of the evaporator 6. The water may be circulated and supplied to the load via a cold water pipe (preferably called a hot water pipe when hot water circulates) 23 so that heating operation such as cooling may also be performed.
또한, 증발기(6)에서 냉각 등을 하여 공조 부하 등으로 공급하는 유체로서는 물 등을 상기 실시 형태와 같이 상변화시키지 않고 공급하는 외에, 잠열을 이용한 열 반송이 가능하도록 프레온 등을 상변화시켜서 공급하도록 해도 좋다.In addition, as the fluid to be cooled in the evaporator 6 and supplied to the air-conditioning load or the like, water is supplied without changing the phase as in the above embodiment, and the freon or the like is phase-changed so as to enable heat transfer using latent heat. You may do so.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 냉매 열 회수기에서 희흡수액으로 방열한 냉매를 응축기에 도입하는 냉매관에 유로 저항을 부여하는 수단이 설치되어 있으므로, 냉매관을 흐르는 냉매의 유속이 저하하고, 저온 재생기 내에서 중간 흡수액으로 방열하여 응축하고, 냉매관에 토출한 기액 2상 흐름의 냉매는 냉매 열 회수기에 이르기까지 액상만으로 되고, 냉매 열 회수기에 있어서의 냉매와 희흡수액의 열 교환 효율이 개선된다. As described above, according to the present invention, since a means for imparting a flow path resistance is provided in the refrigerant pipe for introducing the refrigerant radiated from the refrigerant heat recovery device into the condensate, the flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant pipe is reduced. The refrigerant in the gas-liquid two-phase flow discharged to the intermediate absorbent liquid and condensed in the low temperature regenerator becomes a liquid phase up to the refrigerant heat recovery unit, and the heat exchange efficiency of the refrigerant and the rare absorbent liquid in the refrigerant heat recovery unit is improved. do.
또한, 냉매 열 회수기로부터 토출한 냉매가 응축기가 아니라 증발기에 도입 가능하게 냉매관이 배관된 흡수식 냉동기에 있어서는, 냉매관의 관 길이의 단축과 배관 구성의 간소화를 도모하는 것이 가능하다.In addition, in the absorption type refrigerator in which the refrigerant pipe is piped so that the refrigerant discharged from the refrigerant heat recovery machine can be introduced into the evaporator rather than the condenser, the tube length of the refrigerant pipe can be shortened and the piping configuration can be simplified.
또한, 냉매관에 설치된 유로 저항을 부여하는 수단이 가변 저항 부재이며, 냉매 열 회수기에서 토출된 냉매의 온도가, 희흡수액의 열 교환 전 온도＋소정 온도 α(다만, α＞0)가 되도록 유로 저항 가변 부재의 유로 저항이 제어되는 흡수식 냉동기에 있어서는, 냉매가 보유하는 열을 흡수기로부터 고온 재생기로 이송하고 있는 희흡수액에 의해 확실히 회수하여, 응축기에서 방열하는 냉매의 보유열을 낮추는 것이 가능하다.In addition, the means for imparting the flow path resistance provided in the coolant pipe is a variable resistance member, and the flow path is such that the temperature of the coolant discharged from the coolant heat recovery machine is the temperature before heat exchange of the rare water absorbing liquid + predetermined temperature α (but α> 0). In the absorption chiller in which the flow resistance of the resistance variable member is controlled, it is possible to reliably recover the heat retained by the coolant by the rare absorbent liquid transferred from the absorber to the high temperature regenerator, and to lower the heat of retention of the coolant radiated by the condenser.
도1은 본 발명의 실시 형태를 도시하는 설명도.1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention.
도2는 본 발명의 변형 실시 형태를 도시하는 설명도.2 is an explanatory diagram showing a modified embodiment of the present invention.
도3은 종래 기술을 도시하는 설명도.3 is an explanatory diagram showing a prior art;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 고온 재생기1: high temperature regenerator
2 : 가스 버너2: gas burner
3 : 저온 재생기3: low temperature regenerator
4 : 응축기4: condenser
5 : 고온통5: hot tub
6 : 증발기6: evaporator
7 : 흡수기7: absorber
8 : 저온통8: cryogenic cylinder
9 : 저온 열 교환기9: low temperature heat exchanger
10 : 고온 열 교환기10: high temperature heat exchanger
11 : 냉매 열 회수기11: refrigerant heat recovery unit
12 내지 16 : 흡수액관12 to 16: Absorption liquid tube
17, 18 : 흡수액 펌프17, 18: absorbent pump
19 내지 21 : 냉매관19 to 21: refrigerant pipe
22 : 냉매 펌프22: refrigerant pump
23 : 냉매관23: refrigerant tube
24 : 냉각수관24: cooling water pipe
25 : 배기관25 exhaust pipe
26 : 제1 배기 가스 열 회수기26: first exhaust gas heat recoverer
27 : 제2 배기 가스 열 회수기27: second exhaust gas heat recovery
28 : 유량 제어 밸브28: flow control valve
28A : 절환 밸브28A: switching valve
29 : 유량 제어 밸브29: flow control valve
30 내지 32 : 온도 센서30 to 32: temperature sensor
33 : 제어기33: controller
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