(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収液を加熱して吸収液に含まれる冷媒を蒸発分離し、冷媒が吸収できるように吸収液を再生する再生器として高温再生器、低温再生器、および排熱を熱源として駆動する排熱再生器を備え、異なる温度の吸収液同士が熱交換する熱交換器として高温熱交換器と低温熱交換器とを備えた吸収冷凍機において、排熱再生器を吸収器から低温熱交換器と高温熱交換器とを経由して供給される第１の吸収液と、吸収器から低温熱交換器を経由して供給される第２の吸収液とを排熱が加熱再生可能に構成すると共に、冷却運転時には排熱再生器で第１の吸収液から加熱再生された吸収液は高温再生器に供給され、高温再生器で加熱生成された気液混合流体は気液分離器に供給されて冷媒蒸気と吸収液とに分離され、気液分離器で分離された冷媒蒸気は排熱再生器で第１の吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気と共に低温再生器に熱源として供給され、排熱再生器で第２の吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気は低温再生器または凝縮器に供給され、気液分離器で分離された吸収液は高温熱交換器を経由して低温再生器に供給され、低温再生器で加熱再生された吸収液は、排熱再生器で第２の吸収液から加熱再生された吸収液と合流し低温熱交換器を経由して吸収器に戻され、暖房運転時には排熱再生器で第１の吸収液から加熱再生された吸収液は高温再生器に供給され、高温再生器で加熱生成された気液混合流体は気液分離器に供給されて冷媒蒸気と吸収液とに分離され、気液分離器で分離された冷媒蒸気と吸収液とは排熱再生器で第１の吸収液と第２の吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気と共に蒸発器または吸収器に供給され、排熱再生器で第２の吸収液から加熱再生された吸収液は低温熱交換器を経由して吸収器に戻されるように構成したことを特徴とする吸収冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスバーナなどで発生させる燃焼熱と、他の装置から供給される排熱とを併用して吸収液を加熱再生する吸収冷凍機（吸収冷温水機を含む）に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の吸収冷凍機としては、コージェネレーション装置などから供給される高温の排ガスを駆動熱源の一部に利用したものが周知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そして、上記のような吸収冷凍機においては、ガスバーナなどで消費する燃料費が削減でき、且つ、地球の温暖化に大きな影響を与えているＣＯ２の削減が可能なように、コージェネレーション装置などから供給される排ガスが保有する熱を可能な限り有効利用する必要があり、それが解決すべき課題となっていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来技術の課題を解決するための具体的手段として、吸収液を加熱して吸収液に含まれる冷媒を蒸発分離し、冷媒が吸収できるように吸収液を再生する再生器として高温再生器、低温再生器、および排熱を熱源として駆動する排熱再生器を備え、異なる温度の吸収液同士が熱交換する熱交換器として高温熱交換器と低温熱交換器とを備えた吸収冷凍機において、排熱再生器を吸収器から低温熱交換器と高温熱交換器とを経由して供給される第１の吸収液と、吸収器から低温熱交換器を経由して供給される第２の吸収液とを排熱が加熱再生可能に構成すると共に、冷却運転時には排熱再生器で第１の吸収液から加熱再生された吸収液は高温再生器に供給され、高温再生器で加熱生成された気液混合流体は気液分離器に供給されて冷媒蒸気と吸収液とに分離され、気液分離器で分離された冷媒蒸気は排熱再生器で第１の吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気と共に低温再生器に熱源として供給され、排熱再生器で第２の吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気は低温再生器または凝縮器に供給され、気液分離器で分離された吸収液は高温熱交換器を経由して低温再生器に供給され、低温再生器で加熱再生された吸収液は、排熱再生器で第２の吸収液から加熱再生された吸収液と合流し低温熱交換器を経由して吸収器に戻され、暖房運転時には排熱再生器で第１の吸収液から加熱再生された吸収液は高温再生器に供給され、高温再生器で加熱生成された気液混合流体は気液分離器に供給されて冷媒蒸気と吸収液とに分離され、気液分離器で分離された冷媒蒸気と吸収液とは排熱再生器で第１の吸収液と第２の吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気と共に蒸発器または吸収器に供給され、排熱再生器で第２の吸収液から加熱再生された吸収液は低温熱交換器を経由して吸収器に戻されるように構成した吸収冷凍機を提供することにより、前記した従来技術の課題を解決するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００６】
図中１は高温再生器、２は気液分離器、３は低温再生器、４は凝縮器、５は蒸発器、６は吸収器、７は排熱再生器、８は低温熱交換器、９は高温熱交換器、１０は吸収液ポンプ、１１は冷媒ポンプ１１であり、それぞれ図のように配管接続されて、冷媒と吸収液とが循環可能に構成されている。また、１２は排熱供給管、１３は冷／温水管、１４は冷却水管である。
【０００７】
なお、排熱再生器７の吸収液が流入する空間は、吸収液ポンプ１０の運転により吸収器６から低温熱交換器８と高温熱交換器９とを経由して供給される第１の吸収液が流入する第１空間７Ａと、吸収器６から低温熱交換器８のみを経由して供給される第２の吸収液が流入する第２空間７Ｂとに区画され、第１空間７Ａ、第２空間７Ｂに流入した吸収液の両方が、排熱供給管１２を介して供給されるコージェネレーション装置（図示せず）などから供給される高温の排ガスにより加熱再生が可能に設けられている。
【０００８】
すなわち、排熱再生器７には排熱供給管１２を介してコージェネレーション装置などから排出される高温の排ガス、例えば発電用エンジンやガスタービンなどから排出される約２５０℃の排ガスが供給され、その排ガスが保有する熱により第１空間７Ａおよび第２空間７Ｂに流入した吸収液が加熱され、吸収液に吸収されていた冷媒の一部が蒸発分離され、吸収液は濃縮再生がなされる。
【０００９】
なお、第１空間７Ａと第２空間７Ｂの上部側同士は、暖房などの加熱運転時に開弁され、冷房などの冷却運転時には閉弁される冷／暖切換弁Ｖ１を介して連通可能に構成されている。
【００１０】
一方、高温再生器１には、天然ガスなどを燃焼させることができるガスバーナ１Ａが添設されていて、追い焚きによる吸収液の加熱再生も可能に構成されている。また、気液分離器２の底部と下胴の蒸発器５の上部とは、暖房などの加熱運転時に開弁され、冷房などの冷却運転時には閉弁される冷／暖切換弁Ｖ２を備えた管径の大きい配管を介して連通可能に設けられている。
【００１１】
したがって、上記構成の吸収冷凍機においては、図１に示したように冷／暖切換弁Ｖ１、Ｖ２を閉弁した状態で、排熱供給管１２を介して排熱再生器７に高温の排ガスを供給すると共に、ガスバーナ１Ａで天然ガスなどを燃焼させ、冷却水管１４に冷却水を流すと、吸収器６で冷媒を吸収し、吸収液濃度が低下して吸収液管に吐出した稀吸収液は、吸収液ポンプ１０の運転により排熱再生器７の第１空間７Ａと第２空間７Ｂとに分岐して供給され、排熱供給管１２を介して供給される排ガスの保有熱によりそれぞれにおいて加熱され、吸収液に吸収されていた冷媒の一部を蒸発分離し、吸収液の最初の濃縮再生がなされる。
【００１２】
第１空間７Ａにおいて濃縮再生された吸収液、すなわち、吸収器６から低温熱交換器８および高温熱交換器９を経由して排熱再生器７の第１空間７Ａに流入し、そこで排ガスにより加熱されて濃縮再生された吸収液は、高温再生器１に供給され、ガスバーナ１Ａによりさらに加熱される。
【００１３】
高温再生器１においてガスバーナ１Ａにより加熱された吸収液は、気液混合状態となって気液分離器２に流入し、そこで冷媒蒸気と、さらに濃縮再生された吸収液とに分離される。
【００１４】
気液分離器２において冷媒蒸気を分離し、２度目の濃縮がなされた吸収液は、吸収器６から排熱再生器７に供給されている稀吸収液と高温熱交換器９において熱交換して加熱し、自身の温度を下げて低温再生器３に流入する。
【００１５】
一方、気液分離器２において吸収液から分離した冷媒蒸気は、排熱再生器７の第１空間７Ａで吸収液より蒸発分離した冷媒蒸気と一緒になって低温再生器３に流入し、気液分離器２から高温熱交換器９を経由して温度を下げて流入する吸収液をさらに加熱して３度目の濃縮を行う。
【００１６】
低温再生器３において吸収液から蒸発した冷媒蒸気は、排熱再生器７の第２空間７Ｂで吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気と一緒になって隣接する凝縮器４に流入し、冷却水管１４を流れる冷却水に放熱して凝縮し、下胴の蒸発器５に流入する。
【００１７】
蒸発器５に入った冷媒液は、冷媒ポンプ１１によって冷／温水管１３の上に散布され、冷／温水管１３内を流れる冷水から蒸発熱を奪って冷／温水管１３内を流れる冷水の温度を下げ、蒸発した冷媒の蒸気は隣接する吸収器６に流入する。
【００１８】
吸収器６に入った冷媒蒸気は、低温再生器３において３度目の濃縮がなされた吸収液と、排熱再生器７の第２空間７Ｂにおいて初めて濃縮された吸収液とが合流し、吸収器６から排熱再生器７に供給されている稀吸収液と低温熱交換器８において熱交換して温度を下げ、上方から散布される吸収液に吸収される。
【００１９】
吸収器６の内部には冷却水管１４が配管されており、吸収器６内に散布される吸収液の温度を下げて冷媒を吸収し易くしている。この吸収液による冷媒吸収作用により、下胴内の圧力が低下し、蒸発器５における前記冷媒の蒸発が継続される。
【００２０】
そして、蒸発器５内で冷媒に蒸発熱を奪われた冷／温水管１３内の冷水を、図示しない負荷に循環供給することにより、冷房などの冷却運転が行われる。
【００２１】
一方、図２に示したように冷／暖切換弁Ｖ１、Ｖ２を開弁し、冷却水管１４に冷却水を通さない状態で高温再生器１と排熱再生器７における加熱を行うときにも、吸収器６から吐出し、吸収液ポンプ１０により搬送される稀吸収液は、前記冷却運転のときと同様、排熱再生器７の第１空間７Ａと第２空間７Ｂとに分岐して供給される。
【００２２】
そして、吸収器６から低温熱交換器８と高温熱交換器９とを経由して排熱再生器７の第１空間７Ａに流入した第１の吸収液と、吸収器６から低温熱交換器８のみを経由して第２空間７Ｂに供給された第２の吸収液は、排熱供給管１２を介して供給される排ガスの保有熱によりそれぞれにおいて加熱され、吸収液に吸収されていた冷媒の一部を蒸発分離し、吸収液の最初の濃縮再生がなされる。
【００２３】
排熱再生器７の第１空間７Ａにおける加熱により濃縮再生された吸収液は、高温再生器１に供給され、ガスバーナ１Ａにより加熱される。
【００２４】
高温再生器１においてガスバーナ１Ａにより加熱された吸収液は、気液混合状態となって気液分離器２に流入し、そこで冷媒蒸気と、さらに濃縮再生された吸収液とに分離される。
【００２５】
気液分離器２で分離した冷媒蒸気と吸収液、および排熱再生器７の第１空間７Ａと第２空間７Ｂとで吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気は、開弁した冷／暖切換弁Ｖ２を備えた太い配管を介して下胴の蒸発器５に直接流入する。
【００２６】
蒸発器５に入った冷媒蒸気と吸収液との混合流体は、冷／温水管１３内を流れる水と熱交換してこれを加熱したのち、冷媒液溜りから溢れて吸収器６に流入し、排熱再生器７の第２空間７Ｂにおいて冷媒を蒸発分離し、吸収器６から排熱再生器７に搬送されている稀吸収液と低温熱交換器８において熱交換し、温度を下げて流入する吸収液と混合される。
【００２７】
そして、蒸発器５内で冷媒蒸気の凝縮熱と高温の吸収液とで加熱された冷／温水管１３内の温水を、図示しない負荷に循環供給することにより、暖房などの加熱運転が行われる。
【００２８】
上記構成の本発明の吸収冷凍機においては、コージェネレーション装置などから供給される高温の排ガスを熱効率に優れた排熱再生器７の駆動熱源として利用しているので、図３（Ａ）に示したように、図３（Ｂ）に示した従来の吸収冷凍機に比較してトータル熱効率の顕著な改善が図れる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００３０】
例えば、冷／暖切換弁Ｖ２を備えて気液分離器２の底部と蒸発器５の上部とを接続している配管は、吸収器６の上部と連通可能に設けるようにしても良い。
【００３１】
また、排熱再生器７の第２空間７Ｂと低温再生器３とを接続している冷媒管は、第１空間７Ａの出口部にエリミネータを設けて吸収液のミストが排出されないようにしたときには、凝縮器４に接続するようにしても良い。
【００３２】
また、気液分離器２の代わりに高温再生器１内にエリミネータを設け、気液分離することなども可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の吸収冷凍機によれば、トータル熱効率の顕著な改善が図れるので、燃料消費量が大幅に節約できると共に、地球の温暖化に大きな影響を与えているＣＯ２の大幅な削減も可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる吸収冷凍機の冷却運転時の状態を示す説明図である。
【図２】本発明になる吸収冷凍機の加熱運転時の状態を示す説明図である。
【図３】排熱再生器の熱効率を示す説明図であり、（Ａ）は本発明の熱効率、（Ｂ）は従来技術の熱効率である。
【符号の説明】
１  高温再生器
１Ａ  ガスバーナ
２  気液分離器
３  低温再生器
４  凝縮器
５  蒸発器
６  吸収器
７  排熱再生器
７Ａ  第１空間
７Ｂ  第２空間
８  低温熱交換器
９  高温熱交換器
１０  吸収液ポンプ
１１  冷媒ポンプ
１２  排熱供給管
１３  冷／温水管
１４  冷却水管
Ｖ１、Ｖ２  冷／暖切換弁
【図１】
0004553523.tif 000002
【図２】
0004553523.tif 000003
【図３】
0004553523.tif 000004