(57)【要約】【課題】内部サイクルからの熱回収を効果的にかつ、簡便な方法で行うことができる高効率な吸収冷凍機を提供する。【解決手段】蒸発器Ｅ、吸収器Ａ、凝縮器Ｃ、再生器ＧＬ、溶液熱交換器、溶液ポンプ及びこれらの機器を連結する吸収溶液経路、冷媒経路を備えた吸収冷凍機において、前記Ａを出た希溶液とＧＬからＣに流入する冷媒蒸気との間で熱交換する回収熱交換器ＳＣを前記Ｃの内部に設けたものであり、該ＳＣは、Ｃの伝熱部と隣接配置されると共に、ＧＬ・Ｃ容器２の内部に収納することができ、プレート熱交換器又は蛇行管で構成するのがよく、また、該ＳＣに、供給する希溶液の流量を制御する手段Ｖ１を備えることができ、さらに、前記吸収冷凍機は、Ｅ及びＡを複数の圧力段階で作動するように多段で構成でき、また、多重効用サイクル又は一二重効用サイクルで形成できる。【選択図】  図１
2004340424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器、溶液熱交換器、溶液ポンプ及びこれらの機器を連結する吸収溶液経路、冷媒経路を備えた吸収冷凍機において、前記吸収器を出た希溶液と再生器から凝縮器に流入する冷媒蒸気との間で熱交換する回収熱交換器を設けたことを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項２】
前記回収熱交換器が、凝縮器の伝熱部と隣接配置されると共に、再生器及び凝縮器容器の内部に収納されたことを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
【請求項３】
前記回収熱交換器が、プレート熱交換器又は蛇行管で構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の吸収冷凍機。
【請求項４】
前記吸収冷凍機には、前記回収熱交換器に供給される希溶液の流量を制御する手段を備えたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の吸収冷凍機。
【請求項５】
前記蒸発器及び吸収器が、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１〜４のいずれか１項に記載の吸収冷凍機。
【請求項６】
前記吸収冷凍機が、多重効用サイクル又は一二重効用サイクルで形成されたことを特徴とする請求項１〜５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、特に内部サイクルからの熱回収を効果的かつ、簡便な方法で行うことのできる高効率な吸収冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特公昭５６−１５３７号公報
吸収冷凍機の効率を高める手法としては、外部加熱源からの熱回収を行う方法と内部サイクルからの熱回収を行う方法に大別される。
例えば、外部加熱源からの熱回収としては、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と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。
また、内部サイクルからの熱回収としては、低温再生器で吸収溶液を加熱・濃縮した後の冷媒凝縮液と吸収器からの希溶液とを熱交換し、希溶液の温度を上昇させることによりサイクル効率を上昇させる方法が知られている。（特公昭５６−１５３７号公報）
【０００３】
あるいは、吸収器に流入する比較的高温の濃溶液と吸収器を出る比較的低温の希溶液との熱交換を行い、希溶液の温度を上昇させることによりサイクル効率を上昇させる方法も知られている。
これらの方法は、顕熱の回収であり、各媒体の温度変化があるために、熱交換効率が悪いという問題があった。
近年は、地球温暖化防止の気運が高まる中で、更なる高効率化が求められている。
再生器から凝縮器に流入する冷媒蒸気の潜熱を、吸収溶液で熱回収する効果的な手法については、まだ開示されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、内部サイクルの熱を効果的に回収できる安価な吸収冷凍機を提供することを課題としたものである。
【０００５】
【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、再生器、溶液熱交換器、溶液ポンプ及びこれらの機器を連結する吸収溶液経路、冷媒経路を備えた吸収冷凍機において、前記吸収器を出た希溶液と再生器から凝縮器に流入する冷媒蒸気との間で熱交換する回収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。
前記吸収冷凍機において、回収熱交換器は、凝縮器の伝熱部と隣接配置されると共に、再生器及び凝縮器容器の内部に収納することができ、該回収熱交換器は、プレート熱交換器又は蛇行管で構成するのがよく、また、該回収熱交換器に、供給する希溶液の流量を制御する手段を備えることができる。
また、本発明の吸収冷凍機は、蒸発器及び吸収器を複数の圧力段階で作動するように多段で構成することができ、該吸収冷凍機は、多重効用サイクル又は一二重効用サイクルで形成することもできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、再生器から凝縮器に流入する冷媒蒸気の潜熱を吸収器を出る希溶液で熱回収することにより、温度差の比較的小さい媒体間での熱回収を効果的に行うことができるようにしたものである。
すなわち、再生器から凝縮器に流入する冷媒蒸気の潜熱の回収においては、冷媒蒸気の温度が一定に維持されたままで熱交換を行うことができるので、熱交換する媒体間の温度差を有効に活用できる。
次に、本発明を図面に従って詳細に説明する。
図において、ＧＨは高温再生器、ＧＬは低温再生器、ＬＸは低温溶液熱交換器、ＨＸは高温溶液熱交換器、ＳＣは回収熱交換器、ＤＸはドレーン熱交換器、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は冷媒ポンプ、ＳＰは溶液ポンプ、Ｖ１は制御弁、２０〜２７は吸収溶液経路、３０〜３３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、７０は温度センサーである。
【０００７】
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により溶液経路２０Ａを経由し、回収熱交換器ＳＣに供給される。ＳＣの伝熱部の内部を流れる希溶液は、低温再生器ＧＬで発生した冷媒蒸気と熱交換し、冷媒蒸気の持っている潜熱の一部を回収する。ＳＣで加熱された希溶液は、溶液経路２０Ｂを通って、低温溶液熱交換器ＬＸに導入される。ＬＸ以降は、従来の吸収冷凍機と同様の循環経路をたどることになる。
図１では、希溶液の循環経路の制御弁Ｖ１を設けている。これは回収熱交換器ＳＣに供給される希溶液の流量を適切に制御するものである。例えば、溶液経路２０Ｂに設けた温度センサー７０により制御弁Ｖ１の開閉を行うことにより、負荷状態に応じて最適な熱回収を行ったり、あるいは、ＳＣにおける圧カ損失を調整するために利用することもできる。
【０００８】
勿論、この制御弁を設けることなく、溶液ポンプＳＰからの希溶液を全量ＳＣに供給するようにしても良い。
また、図１では、ＳＣは凝縮器Ｃの上部に設置されているが、これに限定されるものではなく、凝縮器の側部や下部に設置してもよい。低温再生器ＧＬからの冷媒蒸気を優先的にＳＣに導くようにすると共に、低温再生器及び凝縮器容器２の内部にＳＣを収納することにより、コンパクトに構成することが可能となっている。
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く、シリーズフロー、リバースフロー等の他のサイクルにも適用できることは言うまでもない。
【０００９】
以下、他の例について簡単に説明する。
図２は、本発明の他の例を示すフロー構成図であり、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、図２では、吸収器Ａ、蒸発器Ｅが２段で構成されているが、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。
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。
【００１０】
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Ａ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２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が、高圧吸収器ＡＨと低圧吸収器ＡＬに冷却水を並列に流すことにより、吸収器Ａをでる希溶液の温度を低下させることができるので、ＳＣにおける熱回収を更に有効に行うことが可能となる。
【００１１】
図３は、回収熱交換器ＳＣを蛇行管で構成した場合の断面構成図を示す（図１のＸ矢視を示す）。
低温再生器及び凝縮器容器２の側板７５に、希溶液経路２０Ａ、２０Ｂの流入口と流出口を設け、溶液経路２０Ａから導入された希溶液は、ＳＣを構成する蛇行管内部を流れ、蛇行管外部に導入された冷媒蒸気と熱交換後、経路２０Ｂから流出する。このような構成により、多数の直管を使用する場合に比べて、管板に多数の孔加工をすることなく、簡便、安価に構成することが可能となる。
更には、標準機に対し、簡便な変更を追加するのみで、本発明を実施できる利点をも有する。
また、図３では、蛇行管は１本で図示されているが、勿論複数の蛇行管を用いてもよい。
【００１２】
図４は、回収熱交換器ＳＣをプレート熱交換器で構成した場合の断面構成図を示す（図２のＸ矢視を示す）。
低温再生器及び凝縮器容器２の側板７５に希溶液経路２０Ａ、２０Ｂの流入口と流出口を設け、溶液経路２０Ａから導入された希溶液は、ＳＣを構成するプレート熱交換器の各プレート８０の内部を流れ、プレート外部に導入された冷媒蒸気と熱交換後、経路２０Ｂから流出する。
作用効果は、図３の例とほぼ同等であるが、プレート熱交換器による更なるコンパクト化が期待できる。
上記発明の例は、二重効用サイクルで記載されているが、勿論これに特定されるものでは無く、単効用、三重効用などの多量効用及び一重二重効用にも適用されるものである。また、図１、図２は、蒸気式の吸収冷凍機を示しているが、直焚式の吸収冷凍機、吸収冷温水機にも適用されるものである。
【００１３】
【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、内部サイクルの熱を効果的に回収できる安価で簡便な方法による、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】本発明の吸収冷凍機の１例を示すフロー構成図。
【図２】本発明の吸収冷凍機の他の例を示すフロー構成図。
【図３】本発明の回収熱交換器の１例を示す断面構成図。
【図４】本発明の回収熱交換器の他の例を示す断面構成図。
【符号の説明】
ＧＨ：高温再生器、ＧＬ：低温再生器、ＳＣ：回収熱交換器、ＤＸ：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、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、Ｖ１：制御弁、２０〜２７：吸収溶液経路、３０〜３３：冷媒経路、７０：温度センサー
【図１】
2004340424.tif 000003
【図２】
2004340424.tif 000004
【図３】
2004340424.tif 000005
【図４】
2004340424.tif 000006