(57)【要約】【課題】外部熱源を有効に回収すると共に、内部熱の回収をも有効に行うことのできる高効率吸収冷凍機を提供する。【解決手段】蒸発器、吸収器Ａ、凝縮器、高温再生器ＧＨ、低温再生器ＧＬ、低温溶液熱交換器ＬＸ、高温溶液熱交換器ＨＸ、及びこれらを連結する吸収溶液経路、冷媒溶液経路を備え、ＡからＧＨへ導入される希溶液の溶液供給路が二つに分岐された経路を備えた吸収冷凍機において、前記一方の経路には、該経路の希溶液とＧＨを加熱後の排熱源とを熱交換するＤＸ、又は、第一と第二ＤＸを備え、希溶液が第一から第二の順に流れ、排熱源が第二から第一の順に流ると共に、前記他方の経路には、該経路の希溶液とＧＨで加熱・濃縮された濃溶液とを熱交換する第一と第二のＨＸ又はＨＸと回収熱交換器、又は、ＨＸを設け、濃溶液が第二から第一又は回収から高温の順に流れる様に構成した。【選択図】  図１
2004340423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器、吸収器、凝縮器、高温再生器、低温再生器、低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器、及びこれらの機器を連結する吸収溶液経路、冷媒経路を備えると共に、吸収器から高温再生器へ導入される希溶液の溶液供給経路が二つに分岐された経路を備えた吸収冷凍機において、前記分岐された一方の経路には、該経路の希溶液と高温再生器を加熱後の排熱源とを熱交換するドレーン熱交換器を設け、前記分岐された他方の経路には、該経路の希溶液と高温再生器で加熱・濃縮された濃溶液とを熱交換する第一高温溶液熱交換器及び第二高温溶液熱交換器を設けると共に、該希溶液が第一高温溶液熱交換器、第二高温溶液熱交換器の順に流れ、高温再生器からの濃溶液が第二高温溶液熱交換器、第一高温溶液熱交換器の順に流れる様に構成されることを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項２】
蒸発器、吸収器、凝縮器、高温再生器、低温再生器、低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器、及びこれらの機器を連結する吸収溶液経路、冷媒経路を備えると共に、吸収器から高温再生器へ導入される希溶液の溶液供給経路が二つに分岐された経路を備えた吸収冷凍機において、前記分岐された一方の経路には、該経路の希溶液と高温再生器で加熱・濃縮された濃溶液とを熱交換する高温溶液熱交換器を設け、前記分岐された他方の経路には、該経路の希溶液と高温再生器を加熱後の排熱源とを熱交換する第一ドレーン熱交換器及び第二ドレーン熱交換器を設けると共に、該希溶液が第一ドレーン熱交換器、第二ドレーン熱交換器の順に流れ、排熱源が第二ドレーン熱交換器、第一ドレーン熱交換器の順に流れる様に構成されることを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項３】
蒸発器、吸収器、凝縮器、高温再生器、低温再生器、低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器、及びこれらの機器を連結する吸収溶液経路、冷媒経路を備えると共に、吸収器から高温再生器へ導入される希溶液の溶液供給経路が二つに分岐された経路を備えた吸収冷凍機において、前記分岐された一方の経路には、該経路の希溶液と高温再生器を加熱後の排熱源とを熱交換する第一ドレーン熱交換器及び第二ドレーン熱交換器を設け、前記希溶液が第一ドレーン熱交換器、第二ドレーン熱交換器の順に流れ、排熱源が第二ドレーン熱交換器、第一ドレーン熱交換器の順に流れると共に、前記分岐された他方の経路には、該経路の希溶液と高温再生器で加熱・濃縮された濃溶液とを熱交換する第一高温溶液熱交換器及び第二高温溶液熱交換器を設け、前記希溶液が第一高温溶液熱交換器、第二高温溶液熱交換器の順に流れ、高温再生器からの濃溶液が第二高温溶液熱交換器、第一高温溶液熱交換器の順に流れる様に構成されることを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項４】
前記第二高温溶液熱交換器及び／又は第二ドレーン熱交換器は、その伝熱体の外部側に高温再生器に供給される希溶液を流すように構成されたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の吸収冷凍機。
【請求項５】
前記第二高温溶液熱交換器及び／又は第二ドレーン熱交換器は、前記高温再生器と一体で構成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の吸収冷凍機。
【請求項６】
蒸発器、吸収器、凝縮器、高温再生器、低温再生器、低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器、及びこれらの機器を連結する吸収溶液経路、冷媒経路を備えると共に、吸収器から低温再生器へ導入される希溶液の溶液供給経路と、吸収器から高温再生器へ導入される希溶液の二つに分岐された溶液供給経路とを備えた吸収冷凍機において、前記低温再生器への溶液供給経路の途中に、該経路の希溶液と高温再生器で加熱・濃縮された濃溶液とを熱交換する回収熱交換器を設けると共に、前記高温再生器への溶液供給経路の一方の経路には、該経路の希溶液と高温再生器を加熱後の排熱源とを熱交換するドレーン熱交換器を設け、他方の経路には、該経路の希溶液を前記回収熱交換器の加熱側を出た濃溶液とを熱交換する高温溶液熱交換器を設けたことを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項７】
前記回収熱交換器が、低温再生器の伝熱管群と隣接配置され、該低温再生器容器内に収納されたことを特徴とする請求項６に記載の吸収冷凍機。
【請求項８】
前記吸収器を出た希溶液の経路が、前記低温溶液熱交換器の被加熱側を通った後、それぞれの溶液供給経路に分岐されるように構成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の吸収冷凍機。
【請求項９】
前記高温再生器への溶液供給経路の一方が、前記低温溶液熱交換器の被加熱側の途中から分岐され、該分岐経路が前記ドレーン熱交換器を経由して高温再生器に接続されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の吸収冷凍機。
【請求項１０】
前記蒸発器と吸収器が、複数の圧力段階で作動するように多段で構成されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の吸収冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収冷凍機に係り、特に、蒸気を熱源とし、該熱源の熱回収を行うと共に、内部サイクルからの熱回収をも有効に行うことのできる高効率吸収冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特公昭５１−ｌ１３３２号公報
【特許文献１】特公昭５１−１３２５９号公報
蒸気を熱源とする吸収冷凍機の効率を高める手法としては、高温再生器で溶液を加熱・濃縮した後の蒸気ドレーンと吸収溶液を熱交換するためのドレーン熱交換器を設けることが知られている。例えば、低温溶液熱交換器と高温溶液熱交換器の間にこのドレーン熱交換器を設けた例としては、特公昭５１−ｌ１３３２号公報がある。この例では、ドレーン熱交換器を出た希溶液温度が上昇しているために、高温溶液熱交換器での熱回収が不十分となる問題があり、これを改善する目的で、低温溶液熱交換器で加熱後の希溶液を、ドレーン熱交換器と高温溶液熱交換器に並列に接続後、高温再生器に導入する方法が開示されている。（特公昭５１−１３２５９号公報）
【０００３】
しかしながら、この従来の手法で、更に熱回収を十分に行い吸収冷凍機の効率を高めるために、高温溶液熱交換器やドレーン熱交換器の温度効率を高めようとすると、高温溶液熱交換器、ドレーン熱交換器の内部で溶液がフラッシュしてしまい、腐食の問題や高温溶液熱交換器及びドレーン熱交換器内部の流動を妨げ、伝熱性能が低下する等の新たな問題が発生してくる。
この問題は、高温再生器に供給される希溶液の経路が二つに分岐されている場合は、特に顕著となる。これは、高温溶液熱交換器及びドレーン熱交換器を流れる希溶液の流量が少なくなっているために、希溶液側の温度上昇が大きくなり、希溶液の濃度と圧力により決まる飽和温度以上になってしまうからである。
これを防止するための手段としては、高温溶液熱交換器、ドレーン熱交換器の出口側に背圧を確保するためにオリフィス等の抵抗を付加することにより防止はできるが、しかし、この場合はオリフィスの抵抗分だけポンプ動力が大きくなるという別の問題が発生する。
【０００４】
更には、蒸発器と吸収器が多段で作動するように構成された吸収冷凍機では、吸収器出口の溶液濃度がかなり低下するために、溶液のフラッシュする温度も、その濃度の低下に従って低下してしまうという問題もある。
また、吸収冷凍機の製品化のラインアップには、標準型と、更に効率を高めた高効率型の二種類の製品ラインアップにより、顧客要求に応じようとする場合が多くなっている。
この場合は、高温溶液熱交換器やドレーン熱交換器の温度効率を制限することにより、溶液の温度上昇によるフラッシュを防止した標準型を基本モデルとし、これに効率向上のための付加機能を追加するように構成すれば、極めて簡便に高効率化を図ることができ、更に生産性を高めることが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの従来技術の問題点を解決し、外部熱源を有効に回収すると共に、内部熱の回収をも有効に行うことのできる高効率な吸収冷凍機を提供することを課題としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、蒸発器、吸収器、凝縮器、高温再生器、低温再生器、低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器、及びこれらの機器を連結する吸収溶液経路、冷媒経路を備えると共に、吸収器から高温再生器へ導入される希溶液の溶液供給経路が二つに分岐された経路を備えた吸収冷凍機において、前記分岐された一方の経路には、該経路の希溶液と高温再生器を加熱後の排熱源とを熱交換するドレーン熱交換器を設け、前記分岐された他方の経路には、該経路の希溶液と高温再生器で加熱・濃縮された濃溶液とを熱交換する第一高温溶液熱交換器及び第二高温溶液熱交換器を設けるとと共に、該希溶液が第一高温溶液熱交換器、第二高温溶液熱交換器の順に流れ、高温再生器からの濃溶液が第二高温溶液熱交換器、第一高温溶液熱交換器の順に流れる様に構成されることを特徴とする吸収冷凍機としたものである。
【０００７】
また、本発明では、蒸発器、吸収器、凝縮器、高温再生器、低温再生器、低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器、及びこれらの機器を連結する吸収溶液経路、冷媒経路を備えると共に、吸収器から高温再生器へ導入される希溶液の溶液供給経路が二つに分岐された経路を備えた吸収冷凍機において、前記分岐された一方の経路には、該経路の希溶液と高温再生器で加熱・濃縮された濃溶液とを熱交換する高温溶液熱交換器を設け、前記分岐された他方の経路には、該経路の希溶液と高温再生器を加熱後の排熱源とを熱交換する第一ドレーン熱交換器及び第二ドレーン熱交換器を設けると共に、該希溶液が第一ドレーン熱交換器、第二ドレーン熱交換器の順に流れ、排熱源が第二ドレーン熱交換器、第一ドレーン熱交換器の順に流れる様に構成されることを特徴とする吸収冷凍機としたものである。
【０００８】
さらに、本発明では、蒸発器、吸収器、凝縮器、高温再生器、低温再生器、低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器、及びこれらの機器を連結する吸収溶液経路、冷媒経路を備えると共に、吸収器から高温再生器へ導入される希溶液の溶液供給経路が二つに分岐された経路を備えた吸収冷凍機において、前記分岐された一方の経路には、該経路の希溶液と高温再生器を加熱後の排熱源とを熱交換する第一ドレーン熱交換器及び第二ドレーン熱交換器を設け、前記希溶液が第一ドレーン熱交換器、第二ドレーン熱交換器の順に流れ、排熱源が第二ドレーン熱交換器、第一ドレーン熱交換器の順に流れると共に、前記分岐された他方の経路には、該経路の希溶液と高温再生器で加熱・濃縮された濃溶液とを熱交換する第一高温溶液熱交換器及び第二高温溶液熱交換器を設け、前記希溶液が第一高温溶液熱交換器、第二高温溶液熱交換器の順に流れ、高温再生器からの濃溶液が第二高温溶液熱交換器、第一高温溶液熱交換器の順に流れる様に構成されることを特徴とする吸収冷凍機としたものである。
前記吸収冷凍機において、第二高温溶液熱交換器及び／又は第二ドレーン熱交換器は、その伝熱体の外部側に高温再生器に供給される希溶液を流すように構成するのがよく、また、これらの熱交換器は、前記高温再生器と一体で構成することができる。
【０００９】
また、本発明では、蒸発器、吸収器、凝縮器、高温再生器、低温再生器、低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器、及びこれらの機器を連結する吸収溶液経路、冷媒経路を備えると共に、吸収器から低温再生器へ導入される希溶液の溶液供給経路と、吸収器から高温再生器へ導入される希溶液の二つに分岐された溶液供給経路がとを備えた吸収冷凍機において、前記低温再生器への溶液供給経路の途中に、該経路の希溶液と高温再生器で加熱・濃縮された濃溶液とを熱交換する回収熱交換器を設けると共に、前記高温再生器への溶液供給経路の一方の経路には、該経路の希溶液と高温再生器を加熱後の排熱源とを熱交換するドレーン熱交換器を設け、他方の経路には、該経路の希溶液と前記回収熱交換器の加熱側を出た濃溶液とを熱交換する高温溶液熱交換器を設けたことを特徴とする吸収冷凍機としたものである。
前記回収熱交換器は、低温再生器の伝熱管群と隣接配置され、該低温再生器内に収納することができる。
【００１０】
さらに、本発明の吸収冷凍機において、吸収器を出た希溶液の経路は、低温溶液熱交換器の被加熱側を通った後、それぞれの溶液供給経路に分岐することができ、また、高温再生器への溶液供給経路の一方が、前記低温溶液熱交換器の被加熱側の途中から分岐し、該分岐経路が前記ドレーン熱交換器を経由して高温再生器に接続することができ、前記蒸発器と吸収器は、複数の圧力段階で作動するように多段で構成することもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明では、第一高温溶液熱交換器及び／又は第一ドレーン熱交換器に対し、更に第二高温溶液熱交換器及び／又は第二ドレーン熱交換器を追加することにより、内部サイクルからの熱を有効に回収すると共に、第二高温溶液熱交換器及び／又は第二ドレーン熱交換器で溶液をフラッシュさせ得る構造とし、ここでフラッシュした蒸気を二重効用サイクルとして利用するものである。
また、高温溶液熱交換器で回収される熱量の一部を低温再生器に供給される希溶液に与えることにより、内部熱を有効に回収すると共に、高温溶液熱交換器におけるフラッシュを防止するものである。
【００１２】
次に、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１〜３は、本発明の第二高温溶液熱交換器を設けた各種フローのフロー構成図であり、図４〜６は、本発明の第二ドレーン熱交換器を設けた各種フローのフロー構成図であり、図７〜９は、本発明の第二高温溶液熱交換器と第二ドレーン熱交換器の両方を設けた各種フローのフロー構成図であり、また、図１０〜１２は、低温再生器で熱回収する回収熱交換器を設けた各種フローのフロー構成図である。
図において、ＧＨは高温再生器、ＧＬは低温再生器、ＤＸはドレーン熱交換器、ＤＸ１は第一ドレーン熱交換器、ＤＸ２は第二ドレーン熱交換器、ＬＸは低温溶液熱交換器、ＨＸは高温溶液熱交換器、ＨＸ１は第一高温溶液熱交換器、ＨＸ２は第二高温溶液熱交換器、ＧＸは回収熱交換器、Ａは吸収器、Ｅは蒸発器、ＡＨは高圧吸収器、ＡＬは低圧吸収器、ＥＨは高圧蒸発器、ＥＬは低圧蒸発器、ＲＰは冷媒ポンフ、ＳＰは溶液ポンプ、２０〜２７は溶液経路、３０〜３８は冷媒経路、５０、５１は冷水経路、５２〜５４は冷却水経路、６０〜６１は熱源経路である。
【００１３】
まず、本発明の第二高温溶液熱交換器を設けた図１〜図３について説明する。
図１では、蒸発器Ｅからの冷媒蒸気を吸収した希溶液は、吸収器Ａから溶液ポンプＳＰにより低温溶液熱交換器ＬＸの被加熱側で昇温後、経路２１の分岐点２２で低温再生器ＧＬに向かう経路２３Ａと高温再生器ＧＨに向かう経路２３及び２３Ｂとに分岐される。
高温再生器ＧＨに向かう経路２３Ｂにはドレーン熱交換器ＤＸを設け、高温再生器ＧＨで吸収溶液を加熱・濃縮した後の加熱源流体と高温再生器ＧＨに供給される希溶液との熱交換を行い、ここで外部熱源からの熱の回収を行っている。
高温再生器ＧＨに向かう経路２３には第一高温溶液熱交換器ＨＸ１、第二高温溶液熱交換器ＨＸ２を設け、高温再生器ＧＨに供給される希溶液は、ＨＸ１、ＨＸ２の順に流れ、順次加熱されて高温再生器ＧＨに導入される。
【００１４】
一方、経路６０から導入された外部加熱源により、高温再生器ＧＨ内で加熱・濃縮された濃溶液は、ＨＸ２、ＨＸ１の順に導入され、被加熱側を流れる希溶液を加熱し、ここで、内部サイクルからの熱回収を行っている。
通常は、ＨＸ１では溶液がフラッシュする温度レベルまでは加熱されないが、ＨＸ２では溶液がフラッシュするレベルまで加熱される場合もある。
ＨＸ２で溶液がフラッシュする場合は、フラッシュ蒸気を取出すための配管３６、又は３７を設けるとよい。
フラッシュ蒸気に同伴される吸収溶液を除去するためには、３７の如く配管すれば、高温再生器ＧＨ内部のエリミネータを利用することが可能となり、効果的である。
また、フラッシュ蒸気と溶液をうまく分離するためには、ＨＸ２を構成する伝熱体（チューブ状、プレート状）内部に濃溶液を導入し、伝熱体外部側に希溶液を導入するのがよい。
【００１５】
ここでフラッシュした蒸気は、高温再生器ＧＨで発生した蒸気と合流し、低温再生器ＧＬでの吸収溶液の加熱・濃縮に使用され、二重効用として作用するため、効率改善に大きく寄与することができる。
高温再生器ＧＨで加熱・濃縮された濃溶液は、第二高温溶液熱交換器ＨＸ２、第一高温溶液熱交換器ＨＸ１を経由した後、低温再生器ＧＬから戻る濃溶液と合流し、低温溶液熱交換器ＬＸの加熱側を経由し、吸収器Ａに戻される。
高温再生器ＧＨで再生された冷媒蒸気及びＨＸ２のフラッシュ蒸気は、冷媒経路３０から低温再生器ＧＬの加熱側に導入され、散布器から流下する希溶液を加熱・濃縮後、冷媒経路３１を経由して凝縮器Ｃに導入される。
低温再生器ＧＬで再生された冷媒蒸気は、エリミネータを経由し、凝縮器Ｃに導入される。凝縮器Ｃの伝熱管内部を流れる冷却水により凝縮された冷媒液は、低温再生器ＧＬで凝縮された冷媒と合流し、冷媒経路３２を経由して、蒸発器Ｅに環流される。
図１は、所謂分岐フローで記述されているが、このサイクルに特定されるものではない。
【００１６】
以下、他の例について簡単に説明する。
図２は、本発明の他の例であり、第二高温溶液熱交換器ＨＸ２が高温再生器ＧＨと一体で構成された例を示す。
ＨＸ２内で加熱・濃縮された溶液とフラッシュ蒸気は、高温再生器ＧＨ側面の開口部６５から高温再生器ＧＨ内部に流入し、フラッシュ蒸気はエリミネータを経由し、低温再生器ＧＬの加熱側に流入する。
高温再生器ＧＨに流入した溶液は更に外部熱源により、加熱・濃縮され冷媒蒸気を再生後、高温再生器ＧＨから流出する。
このように、ＨＸ２と高温再生器ＧＨを一体で構成することにより、フラッシュ蒸気配管が不要となり放熱損失を低減することが可能となる。
また、図２では、低温溶液熱交換器ＬＸの被加熱側の途中２２’から溶液の一部を分岐し、ドレーン熱交換器ＤＸを経由して高温再生器ＧＨに希溶液を導くように構成されている。
【００１７】
さらには、低温溶液熱交換器ＬＸを二つのユニットに分割し、そのユニット間から分岐するように構成することも可能である。このような構成にすれば、ドレーン熱交換器ＤＸに供給する希溶液温度を低下させ、ドレーン熱交換器ＤＸでの熱回収を容易にすると共に、低温溶液熱交換器ＬＸにおける希溶液流量低下による濃溶液の冷却不足、即ち吸収器の負荷増大も抑制可能となる。
図３は、本発明の他の例であり、吸収器Ａ及び蒸発器Ｅが複数段で構成された場合の例であり、本図では吸収器Ａ、蒸発器Ｅが２段で構成されていが、２段に特定されるものではない。
空調負荷から戻った比較的高温の冷水は、高圧蒸発器ＥＨに流入後冷却され、次に低圧蒸発器ＥＬでさらに冷却されて、空調機側に供給される。このような構成の場合は、高圧蒸発器ＥＨ、低圧蒸発器ＥＬは、例えば、８℃、５℃等の蒸発温度で作動し、それらの蒸発器と組み合わされて作動する高圧吸収器ＡＨ、低圧吸収器ＡＬにより、吸収器を出る希溶液濃度を大幅に低下させることができる。
【００１８】
この結果、溶液循環量を少なくし、希溶液と濃溶液の濃度差を大きく設定することができるので、吸収冷凍機の効率を更に高めることが可能となる。
この方法では、冷水の温度差を通常の５℃よりも大きく、例えば８℃程度の温度差として設計することにより、吸収器を出る希溶液濃度をさらに低下させることが可能となる。
図３においては、冷却水の流れ方向を、高圧吸収器ＡＨ、低圧吸収器ＡＬ、凝縮器Ｃの順に流すように図示されているが、これに特定されるものではない。例えば、高圧吸収器ＡＨと低圧吸収器ＡＬに冷却水を並列に流してもよいし、凝縮器Ｃから吸収器Ａ側に流すことも可能であり、任意の流し方を構成することができる。
【００１９】
次に、本発明の第二ドレーン熱交換器を設けた図４〜図６について説明する。
図４では、蒸発器Ｅからの冷媒蒸気を吸収した希溶液は、吸収器Ａから溶液ポンプＳＰにより低温溶液熱交換器ＬＸの被加熱側で昇温後、経路２１の分岐点２２で低温再生器ＧＬに向かう経路２３Ａと高温再生器ＧＨに向かう経路２３及び２３Ｂとに分岐される。
高温再生器ＧＨに向かう経路２３には、高温溶液熱交換器ＨＸを設け、高温再生器ＧＨで加熱された濃溶液と高温再生器ＧＨに供給される希溶液との熱交換を行い、ここで内部熱の回収を行っている。
高温再生器ＧＨに向かう経路２３Ｂには、第一ドレーン熱交換器ＤＸ１、第二ドレーン熱交換器ＤＸ２を設け、高温再生器ＧＨに供給される希溶液はＤＸ１、ＤＸ２の順に流れ、順次加熱されて高温再生器ＧＨに導入される。
一方、経路６０から導入された外部加熱源は高温再生器ＧＨで溶液を加熱・濃縮後、ＤＸ２、ＤＸ１の順に導入され、被加熱側を流れる希溶液を加熱後、経路６１から排出される。
【００２０】
通常は、ＤＸ１では溶液がフラッシュする温度レベルまでは加熱されないが、ＤＸ２では溶液がフラッシュするレベルまで加熱される場合もある。
ＤＸ２で溶液がフラッシュする場合は、フラッシュ蒸気を取出すための配管３６’、又は３７’を設けるとよい。
フラッシュ蒸気に同伴される吸収溶液を除去するためには、３７’の如く配管すれば、高温再生器ＧＨ内部のエリミネータを利用することが可能となり、効果的である。
また、フラッシュ蒸気と溶液をうまく分離するためには、ＤＸ２を構成する伝熱体（チューブ状、プレート状）の内部に加熱源流体を導入し、伝熱体外部側に希溶液を導入するのがよい。
ここでフラッシュした蒸気は、高温再生器ＧＨで発生した蒸気と合流し、低温再生器ＧＬでの吸収溶液の加熱・濃縮に使用され、二重効用として作用するため、効率改善に大きく寄与することができる。
【００２１】
高温再生器ＧＨで加熱・濃縮された濃溶液は、高温溶液熱交換器ＨＸの加熱側を経由した後、低温再生器ＧＬから戻る濃溶液と合流し、低温溶液熱交換器ＬＸの加熱側を経由し、吸収器Ａに戻される。
高温再生器ＧＨで再生された冷媒蒸気及びＤＸ２のフラッシュ蒸気は、冷媒経路３０から低温再生器ＧＬの加熱側に導入され、散布器から流下する希溶液を加熱・濃縮後、冷媒経路３１を経由して凝縮器Ｃに導入される。
低温再生器ＧＬで再生された冷媒蒸気は、エリミネータを経由し、凝縮器Ｃに導入される。
凝縮器Ｃの伝熱管内部を流れる冷却水により凝縮された冷媒液は、低温再生器ＧＬで凝縮された冷媒と合流し、冷媒経路３２を経由して、蒸発器Ｅに環流される。
図４は、所謂分岐フローで記述されているが、このサイクルに特定されるものではない。
【００２２】
以下、他の例について簡単に説明する。
図５は、本発明の他の例であり、第二ドレーン熱交換器ＤＸ２が高温再生器ＧＨと一体で構成された例を示す。
ＤＸ２内で加熱・濃縮された溶液とフランシュ蒸気は、高温再生器ＧＨ側面の開口部６５から高温再生器ＧＨ内部に流入し、フラッシュ蒸気はエリミネータを経由し、低温再生器ＧＬの加熱側に流入する。
高温再生器ＧＨに流入した溶液は更に外部熱源により、加熱・濃縮され冷媒蒸気を再生後、高温再生器ＧＨから流出する。
このように、ＤＸ２と高温再生器ＧＨを一体で構成することにより、フラッシュ蒸気配管が不要となり、放熱損失を低減することが可能となる。
また、図５では、低温溶液熱交換器ＬＸの被加熱側の途中２２’から溶液の一部を分岐し、ドレーン熱交換器ＤＸ１、ＤＸ２を経由して高温再生器ＧＨに希溶液を導くように構成されている。
【００２３】
さらには、低温溶液熱交換器ＬＸを二つのユニットに分割し、そのユニット間から分岐するように構成することも可能である。このような構成にすれば、ドレーン熱交換器ＤＸ１に供給する希溶液温度を低下させ、ドレーン熱交換器ＤＸ１での熱回収を容易にすると共に、低温溶液熱交換器ＬＸにおける希溶液流量低下による濃溶液の冷却不足、即ち吸収器Ａの負荷増大も抑制可能となる。
図６は、本発明の他の例であり、吸収器Ａ及び蒸発器Ｅが複数段で構成された場合の例であり、本図では吸収器Ａ、蒸発器Ｅが２段で構成されていが、２段に特定されるものではない。
空調負荷から戻った比較的高温の冷水は、高圧蒸発器ＥＨに流入後冷却され、次に低圧蒸発器ＥＬでさらに冷却されて、空調機側に供給される。このような構成の場合は、高圧蒸発器ＥＨ、低圧蒸発器ＥＬは、例えば、８℃、５℃等の蒸発温度で作動し、それらの蒸発器Ａと組み合わされて作動する高圧吸収器ＡＨ、低圧吸収器ＡＬにより、吸収器Ａを出る希溶液濃度を大幅に低下させることができる。
【００２４】
この結果、溶液循環量を少なくし、希溶液と濃溶液の濃度差を大きく設定することができるので、吸収冷凍機の効率を更に高めることが可能となる。
この方法では、冷水の温度差を通常の５℃よりも大きく、例えば８℃程度の温度差として設計することにより、吸収器を出る希溶液濃度をさらに低下させることが可能となる。
図６においては、冷却水の流れ方向を、高圧吸収器ＡＨ、低圧吸収器ＡＬ、凝縮器Ｃの順に流すように図示されているが、これに特定されるものではない。例えば、高圧吸収器ＡＨと低圧吸収器ＡＬに冷却水を並列に流してもよいし、凝縮器Ｃから吸収器Ａ側に流すことも可能であり、任意の流し方を構成することができる。
【００２５】
次いで、本発明の高温溶液熱交換器とドレーン熱交換器をそれぞれ２段に設けた図７〜図９について説明する。
図７では、蒸発器Ｅからの冷媒蒸気を吸収した希溶液は、吸収器Ａから溶液ポンプＳＰにより低温溶液熱交換器ＬＸの被加熱側で昇温後、経路２１の分岐点２２で低温再生器ＧＬに向かう経路２３Ａと高温再生器ＧＨに向かう経路２３及び２３Ｂとに分岐される。
高温再生器ＧＨに向かう経路２３Ｂには、第一ドレーン熱交換器ＤＸ１、第二ドレン熱交換器ＤＸ２を設け、高温再生器に供給される希溶液はＤＸ１、ＤＸ２の順に流れ、順次加熱されて高温再生器ＧＨに導入される。
一方、経路６０から導入された外部加熱源は、高温再生器ＧＨで溶液を加熱・濃縮後、ＤＸ２、ＤＸ１の順に導入され、被加熱側を流れる希溶液を加熱後、経路６１から排出される。
【００２６】
高温再生器ＧＨに向かう経路２３には第一高温溶液熱交換器ＨＸ１、第二高温溶液熱交換器ＨＸ２を設け、高温再生器ＧＨに供給される希溶液はＨＸ１、ＨＸ２の順に流れ、順次加熱されて高温再生器ＧＨに導入される。
一方、経路６０から導入された外部加熱源により、高温再生器ＧＨ内で加熱・濃縮された濃溶液は、ＨＸ２、ＨＸ１の順に導入され、被加熱側を流れる希溶液を加熱し、ここで、内部サイクルからの熱回収を行っている。
通常ＨＸ１、ＤＸ１では、溶液がフラッシュする温度レベルまでは加熱されないが、ＨＸ２、ＤＸ２では溶液がフラッシュするレベルまで加熱される場合もある。溶液をフラッシュさせた方が効率改善に大きく寄与することができる。
ＨＸ２で溶液がフラッシュする場合は、フラッシュ蒸気を取出すための配管３６、又は３７を設けるとよい。
フラッシュ蒸気に同伴される吸収溶液を除去するためには、３７の如く配管すれば、高温再生器ＧＨ内部のエリミネータを利用することが可能となり、効果的である。
【００２７】
同様にＤＸ２で溶液がフラッシュする場合は、フラッシュ蒸気を取出すための配管３６’、又は３７’を設けるとよい。フラッシュ蒸気に同伴される吸収溶液を除去するためには、３７’の如く配管すれば、高温再生器ＧＨ内部のエリミネータを利用することが可能となり、効果的である。
また、フラッシュ蒸気と溶液をうまく分離するためには、ＨＸ２又はＤＸ２を構成する伝熱体（チューブ状、プレート状）の内部に濃溶液を導入し、伝熱体外部側に希溶液を導入するのがよい。
ここでフラッシュした蒸気は、高温再生器ＧＨで発生した蒸気と合流し、低温再生器ＧＬでの吸収溶液の加熱・濃縮に使用され、二重効用として作用するため、効率改善に大きく寄与することができる。
【００２８】
高温再生器ＧＨで加熱・濃縮された濃溶液は、第二高温溶液熱交換器ＧＨＸ、第一高温溶液熱交換器ＨＸ１を経由した後、低温再生器ＧＬから戻る濃溶液と合流し、低温溶液熱交換器ＬＸの加熱側を経由し、吸収器Ａに戻される。
高温再生器ＧＨで再生された冷媒蒸気及びＨＸ２、ＤＸ２のフラシュ蒸気は、冷媒経路３０から低温再生器ＧＬの加熱側に導入され、散布器から流下する希溶液を加熱・濃縮後、冷媒経路３１を経由して凝縮器Ｃに導入される。
低温再生器ＧＬで再生された冷媒蒸気は、エリミネータを経由し、凝縮器Ｃに導入される。
凝縮器Ｃの電熱管内部を流れる冷却水により、凝縮された冷媒液は、低温再生器ＧＬで凝縮された冷媒と合流し、冷媒経路３２を経由して、蒸発器Ｅに環流される。
図７は、所謂分岐フローで記述されているが、このサイクルに特定されるものではない。
【００２９】
以下、他の例について簡単に説明する。
図８は、本発明の他の例であり、第二高温溶液熱交換器ＨＸ２及び第二ドレーン熱交換器ＤＸ２が高温再生器ＧＨと一体で構成された例を示す。
ＨＸ２又はＤＸ２内で加熱・濃縮された溶液とフラッシュ蒸気は、高温再生器ＧＨ側面の開口部６５から高温再生器ＧＨ内部に流入し、フラッシュ蒸気はエリミネータを経由し、低温再生器ＧＬの加熱側に流入する。高温再生器ＧＨに流入した溶液は、更に外部熱源により、加熱・濃縮され冷媒蒸気を再生後、高温再生器ＧＨから流出する。
このように、ＨＸ２、ＤＸ２と高温再生器ＧＨを一体で構成することにより、フラッシュ蒸気配管が不要となり、更には放熱損失を低減することも可能となる。
【００３０】
また、図８では、低温溶液熱交換器ＬＸの被加熱側の途中２２’から溶液の一部を分岐し、ドレン熱交換器ＤＸ１、ＤＸ２を経由して高温再生器ＧＨに希溶液を導くように構成されている。
さらには、低温溶液熱交換器ＬＸを二つのユニットに分割し、そのユニット間から分岐するように構成することも可能である。このような構成にすれば、ドレーン熱交換器ＤＸ１に供給する希溶液温度を低下させ、ドレーン熱交換器ＤＸ１での熱回収を容易にすると共に、低温溶液熱交換器ＬＸにおける希溶液流量低下による濃溶液の冷却不足、即ち吸収器の負荷増大も抑制可能となる。
図９は、本発明の他の例であり、吸収器Ａ及び蒸発器Ｅが複数段で構成された場合の例であり、本図では吸収器Ａ、蒸発器Ｅが２段で構成されていが、２段に特定されるものではない。
【００３１】
空調負荷から戻った比較的高温の冷水は、高圧蒸発器ＥＨに流入後冷却され、次に低圧蒸発器ＥＬでさらに冷却されて、空調機側に供給される。このような構成の場合は、高圧蒸発器ＥＨ、低圧蒸発器ＥＬは、例えば、８℃、５℃等の蒸発温度で作動し、それらの蒸発器と組み合わされて作動する高圧吸収器ＡＨ、低圧吸収器ＡＬにより、吸収器を出る希溶液濃度を大幅に低下させることができる。この結果、溶液循環量を少なくし、希溶液と濃溶液の濃度差を太きく設定することができるので、吸収冷凍機の効率を更に高めることが可能となる。
この方法では、冷水の温度差を通常の５℃よりも大きく、例えば８℃程度の温度差として設計することにより、吸収器を出る希溶液濃度をさらに低下させることが可能となる。
図９においては、冷却水の流れ方向を、高圧吸収器ＡＨ、低圧吸収器ＡＬ、凝縮器Ｃの順に流すように図示されているが、これに特定されるものではない。例えば、高圧吸収器ＡＨと低圧吸収器ＡＬに冷却水を並列に流してもよいし、凝縮器Ｃから吸収器Ａ側に流すことも可能であり、任意の流し方を構成することができる。
【００３２】
さらに、本発明の低温再生器への経路に回収熱交換器を設けた図１０〜図１２について説明する。
図１０では、蒸発器Ｅからの冷媒蒸気を吸収した希溶液は、吸収器Ａから溶液ポンプＳＰにより低温溶液熱交換器ＬＸの被加熱側で昇温後、経路２１の分岐点２２で低温再生器ＧＬに向かう経路２３Ａと高温再生器ＧＨに向かう経路２３及び２３Ｂとの分岐される。
経路２３Ａには回収熱交換器ＧＸが設けられ、高温再生器ＧＨからの濃溶液と低温再生器ＧＬに供給される希溶液との熱交換後、希溶液は低温再生器ＧＬの散布装置に供給される。
回収熱交換器ＧＸでフラッシュした冷媒蒸気は、冷媒経路３８を経由し、低温再生器ＧＬに導かれる。この際、回収熱交換器ＧＸでフラッシュするかどうかは、回収熱交換器ＧＸの伝熱能力により決定される。
【００３３】
高温再生器ＧＨに向かう経路２３には、高温溶液熱交換器ＨＸを設け、被加熱側の希溶液は、回収熱交換器ＧＸの加熱側から流入する濃溶液により加熱された後、高温再生器ＧＨに流入する。
このように、高温再生器ＧＨからの濃溶液が持っている熱量の一部を、低温再生器ＧＬに供給される希溶液に与えることにより、高温溶液熱交換器ＨＸの内部で希溶液温度が過度に上昇し、フラッシュすることを防止することができる。
高温再生器ＧＨに向かう経路２３Ｂには、ドレーン熱交換器ＤＸを設け、外部加熱源経路６０から導入された外部加熱源は、高温再生器ＧＨで溶液を加熱・濃縮後、ドレーン熱交換器ＤＸの加熱側に導入され、ドレーン熱交換器ＤＸの被加熱側を流れる希溶液を加熱後、経路６１から排出される。
【００３４】
高温再生器ＧＨで加熱・濃縮された濃溶液は、回収熱交換器ＧＸ、高温溶液熱交換器ＨＸの加熱側を経由した後、低温再生器ＧＬから戻る濃溶液と合流し、低温溶液熱交換器ＬＸの加熱側を経由し、吸収器Ａに戻される。
高温再生器ＧＨで再生された冷媒蒸気は、冷媒経路３０から低温再生器ＧＬの加熱側に導入され、散布器から流下する希溶液を加熱・濃縮後、冷媒経路３１を経由して凝縮器Ｃに導入される。
低温再生器ＧＬで再生された冷媒蒸気は、エリミネータを経由し、凝縮器Ｃに導入される。
凝縮器Ｃの伝熱管内部を流れる冷却水により凝縮された冷媒液は、低温再生器ＧＬで凝縮された冷媒と合流し、冷媒経路３２を経由して、蒸発器Ｅに環流される。
図１０は、所謂分岐フローで記述されているが、このサイクルに特定されるものではない。
【００３５】
以下、他の例について簡単に説明する。
図１１は、本発明の他の例であり、回収熱交換器ＧＸが低温再生器ＧＬの下部に配置され、低温再生器ＧＬと同一の容器内に配置された例を示す。
低温再生器ＧＬに供給された希溶液は、散布装置により低温再生器ＧＬの伝熱管に散布され、伝熱管内を流れる高温冷媒蒸気により加熱・濃縮され、次に回収熱交換器ＧＸの伝熱管に滴下し、伝熱管内を流れる高温濃溶液により更に加熱・濃縮される。
このような構成にすれば、コンパクトに構成できると共に、ＧＸからのフラッシュ蒸気配管を省略することもできる。
図１１の例では、回収熱交換器ＧＸの配置場所として低温再生器ＧＬの下部に配置しているが、これに特定されることなく、低温再生器ＧＬの上部でもよく、又低温再生器ＧＬの横方向に配置することも可能である。横方向に配置した場合は、散布装置は個別に設けてもよく、また共通の散布装置としてもよい。
【００３６】
また、図１１では、低温溶液熱交換器ＬＸの被加熱側の途中２２’から溶液の一部を分岐し、単ドレーン熱交換器ＤＸを経由して高温再生器ＧＨに希溶液を導くように構成されている。
さらには、低温溶液熱交換器ＬＸを二つのユニットに分割し、そのユニット間から分岐するように構成することも可能である。このような構成にすれば、ドレーン熱交換器ＤＸに供給する希溶液温度を低下させ、ドレーン熱交換器ＤＸでの熱回収を容易にすると共に、低温溶液熱交換器ＬＸにおける希溶液流量低下による濃溶液の冷却不足、即ち吸収器の負荷増大も抑制可能となる。
図１２は本発明の他の例であり、吸収器Ａ及び蒸発器Ｅが複数段で構成された場合の例であり、本図では吸収器、蒸発器が２段で構成されていが、２段に特定されるものではない。
【００３７】
空調負荷から戻った比較的高温の冷水は、高圧蒸発器ＥＨに流入後冷却され、次に低圧蒸発器ＥＬでさらに冷却されて、空調機側に供給される。このような構成の場合は、高圧蒸発器ＥＨ、低圧蒸発器ＥＬは、例えば、８℃、５℃等の蒸発温度で作動し、それらの蒸発器と組み合わされて作動する高圧吸収器ＡＨ、低圧吸収器ＡＬにより、吸収器Ａを出る希溶液濃度を大幅に低下させることができる。
この結果、溶液循環量を少なくし、希溶液と濃溶液の濃度差を大きく設定することができるので、吸収冷凍機の効率を更に高めることが可能となる。
この方法では、冷水の温度差を通常の５℃よりも大きく、例えば８℃程度の温度差として設計することにより、吸収器を出る希溶液濃度をさらに低下させることが可能となる。
図１２においては、冷却水の流れ方向を、高圧吸収器ＡＨ、低圧吸収器ＡＬ、凝縮器Ｃの順に流すように図示されているが、これに特定されるものではない。例えば、高圧吸収器ＡＨと低圧吸収器ＡＬに冷却水を並列に流しても良いし、凝縮器Ｃから吸収器Ａ側に流すことも可能であり、任意の流し方を構成することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、上記の構成としたことにより、従来技術の問題点を解決し、外部熱源を有効に回収すると共に、内部熱の回収をも有効に行うことの出来る高効率吸収冷凍機を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第二高温溶液熱交換器を有するフロー構成図。
【図２】本発明の他の例を示すフロー構成図。
【図３】本発明の他の例を示すフロー構成図。
【図４】本発明の１例を示す第二ドレーン熱交換器を有するフロー構成図。
【図５】本発明の他の例を示すフロー構成図。
【図６】本発明の他の実施例を示すフロー構成図。
【図７】本発明の１例を示す第二高温溶液熱交換器と第二ドレーン熱交換器を有するフロー構成図。
【図８】本発明の他の例を示すフロー構成図。
【図９】本発明の他の例を示すフロー構成図。
【図１０】本発明の１例を示す回収熱交換器を有するフロー構成図。
【図１１】本発明の他の実施例を示すフロー構成図。
【図１２】本発明の他の実施例を示すフロー構成図。
【符号の説明】
ＧＨ：高温再生器、ＧＬ：低温再生器、ＤＸ：ドレーン熱交換器、ＤＸ１：第一ドレーン熱交換器、ＤＸ２：第二ドレーン熱交換器、ＬＸ：低温溶液熱交換器、ＨＸ：高温溶液熱交換器、ＨＸ１：第一高温溶液熱交換器、ＨＸ２：第二高温溶液熱交換器、ＧＸ：回収熱交換器、Ａ：吸収器、Ｅ：蒸発器、ＡＨ：高圧吸収器、ＡＬ：低圧吸収器、ＥＨ：高圧蒸発器、ＥＬ：低圧蒸発器、ＲＰ：冷媒ポンプ、ＳＰ：溶液ポンプ、２０〜２７：溶液経路、３０〜３７：冷媒経路、５０，５１：冷水経路、５２〜５４：冷却水経路、６０、６１：熱源経路
【図１】
2004340423.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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