JP3723372B2 - 排熱投入型吸収冷温水機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸収冷温水機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の吸収冷温水機の1例を、図5に示す。
高温再生器4のバーナ5が燃焼し、吸収器3から流れて来た稀吸収液が加熱され、沸騰し、冷媒蒸気が稀吸収液から分離する。これにより稀吸収液が濃縮され、濃度が中程度の中間吸収液になる。
【0003】
冷媒蒸気は冷媒蒸気管13を経て低温再生器11へ流れ、高温再生器4から供給される中間吸収液と、吸収器3から供給される稀吸収液との混合液を加熱して凝縮し、冷媒液となって凝縮器12へ流れる。そして凝縮器12では低温再生器11から流れて来た冷媒蒸気が、冷却水管29の冷却水により冷却され凝縮して冷媒液になり、低温再生器11から流れて来た冷媒液と共に蒸発器2へ流下する。
【0004】
蒸発器2では冷媒ポンプP2の運転によって、冷媒液が散布装置31から散布され、冷却されて温度が低下した冷水管21の冷水が、負荷に供給される。蒸発器2で気化した冷媒蒸気は吸収器3へ流れ、散布される濃吸収液に吸収される。
【0005】
他方、高温再生器4で冷媒蒸気が分離して濃度が上昇した中間吸収液は中間吸収液管22、高温熱交換器8、中間吸収液管23を経て低温再生器11へ流れる。この低温再生器11には吸収器3からも稀吸収液が流れ込んでおり、混合液が高温再生器4からの冷媒蒸気が内部を流れる加熱器14によって加熱され、冷媒蒸気が分離して吸収液の濃度はさらに上昇し、濃吸収液になる。
【0006】
この濃吸収液は濃吸収液管25へ流入して低温熱交換器7及び濃吸収液管26を経て吸収器3へ流れ、散布装置30から冷却水管29の上に滴下する。そして、冷却された濃吸収液は、蒸発器2を経由して入ってくる冷媒蒸気を、よく吸収して冷媒濃度が高くなり、稀吸収液になる。この稀吸収液は、吸収液ポンプP1の駆動力により、高温再生器4と低温再生器11に搬送される。このとき、高温再生器4に供給される稀吸収液は低温熱交換器7および高温熱交換器8で予熱され、低温再生器11に供給される稀吸収液は低温熱交換器7のみで予熱される。
【0007】
そして、高温再生器4からの排ガス33は、一般的に利用されずに大気中に排気されていたが、吸収冷温水機の省エネルギー性の向上が求められ、この排ガス33を利用するものが、特開平6−257878号公報に記載されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この公報の従来技術は、高温再生器からの排ガスの排熱を利用するために、新たに排熱回収用低温再生器を追加して設けるものであり、追加設備が大きなものとなり、吸収冷温水機のコストを高くしてしまうものであった。この発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、高温再生器からの排ガスを利用して省エネルギー性を向上できる安価な排熱投入型吸収冷温水機を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、第1の発明は、高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、および吸収器を備えて構成される吸収冷温水機において、低温再生器から供給される濃吸収液との間で熱交換を行う低温熱交換器が上流側に設けられ、高温再生器から供給される中間吸収液との間で熱交換を行う高温熱交換器が下流側に設けられた吸収器から高温再生器に至る稀吸収液管の低温熱交換器と高温熱交換器との間に、コジェネレーションシステムなどから供給される排熱との間で熱交換を行う排熱熱交換器を設け、稀吸収液管の高温熱交換器下流側に高温再生器から供給される排ガスとの間で熱交換を行う排ガス熱交換器を設け、排熱熱交換器と高温熱交換器との間の稀吸収液管から低温再生器に至る分岐管を延設したことを特徴とする排熱投入型吸収冷温水機である。
【0011】
第2の発明は、高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、および吸収器を備えて構成される吸収冷温水機において、低温再生器から供給される濃吸収液との間で熱交換を行う低温熱交換器が上流側に設けられ、高温再生器から供給される中間吸収液との間で熱交換を行う高温熱交換器が下流側に設けられた吸収器から高温再生器に至る稀吸収液管の低温熱交換器と高温熱交換器との間に、コジェネレーションシステムなどから供給される排熱との間で熱交換を行う排熱熱交換器を設け、排熱熱交換器と高温熱交換器との間の稀吸収液管から低温再生器に至る分岐管を延設し、この分岐管に高温再生器から供給される排ガスとの間で熱交換を行う排ガス熱交換器を設けたことを特徴とする排熱投入型吸収冷温水機である。
【0012】
第3の発明は、高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、および吸収器を備えて構成される吸収冷温水機において、低温再生器から供給される濃吸収液との間で熱交換を行う低温熱交換器が上流側に設けられ、高温再生器から供給される中間吸収液との間で熱交換を行う高温熱交換器が下流側に設けられた吸収器から高温再生器に至る稀吸収液管の低温熱交換器と高温熱交換器との間に、コジェネレーションシステムなどから供給される排熱との間で熱交換を行う排熱熱交換器と、高温再生器から供給される排ガスとの間で熱交換を行う排ガス熱交換器とを上流側から順に設け、稀吸収液管の排熱熱交換器と排ガス熱交換器との間と、排ガス熱交換器と高温熱交換器との間から低温再生器に至る分岐管を延設したことを特徴とする排熱投入型吸収冷温水機である。
【0013】
【発明の実施の形態】
この発明の1実施形態を図1に基づいて説明する。
【0014】
図5に示した吸収冷温水機と異なる点について説明すると、この図1に示した吸収冷温水機の吸収器3から高温再生器4に稀吸収液を供給する稀吸収液管6の低温熱交換器7と稀吸収液分岐管6Aとの間に、排熱熱交換器35と排ガス熱交換器37が設けられ、吸収器3から出た稀吸収液は4つの熱交換器7、35、37、8それぞれで加熱されて高温再生器4に流入し、3個の熱交換器7、35、37それぞれで加熱されて低温再生器11に流入することになる。
【0015】
稀吸収液管6の最上流側には、低温再生器11から流れてくる濃吸収液との間で熱交換を行う低温熱交換器7が設けられ、そのすぐ下流側に例えば図示しないコ・ジェネレーションシステム(熱電併給)から供給される排熱との間で熱交換を行う排熱熱交換器35が設けられ、コ・ジェネレーションシステムの冷却水などが循環供給され、稀吸収液管6を流れる稀吸収液が加熱される。
【0016】
排熱熱交換器35の下流には、高温再生器4に備えられたバーナ5から出る排ガス33との間で熱交換を行う排ガス熱交換器37が設けられ、ここでも稀吸収液は加熱される。そして、この排ガス熱交換器37を出た排ガス33は、大気へ排気される。排ガス熱交換器37の下流には、高温再生器4から低温再生器に供給される高温の中間吸収液との間で熱交換を行う高温熱交換器8が設けられる。
【0017】
上記のように横成した吸収冷温水機の運転時、高温再生器4のバーナ5が燃焼し、吸収器3から流れて来た稀吸収液が加熱される。この稀吸収液は、例えば臭化リチウム(LiBr)水溶液(界面活性剤を含む)などである吸収液が、水などの冷媒を多く含んだものである。この加熱により、稀吸収液が沸騰し、冷媒蒸気が稀吸収液から分離する。これにより稀吸収液が濃縮され、濃度が中程度の中間吸収液になる。
【0018】
冷媒蒸気は冷媒蒸気管13を経て低温再生器11へ流れる。そして、低温再生器11で高温再生器4から供給される中間吸収液と、吸収器3から供給される稀吸収液との混合液を加熱して凝縮した冷媒液が、凝縮器12へ流れる。凝縮器12では低温再生器11から流れて来た冷媒蒸気が、冷却水管29の冷却水により冷却され凝縮して冷媒液になり、低温再生器11から流れて来た冷媒液と共に、蒸発器2へ流下する。
【0019】
蒸発器2では冷媒ポンプP2の運転によって、冷媒液が散布装置31から散布される。そして、この散布によって冷却されて温度が低下した冷水管21の冷水が、負荷に供給される。蒸発器2で気化した冷媒蒸気は吸収器3へ流れ、散布される濃吸収液に吸収される。
【0020】
他方、高温再生器4で冷媒蒸気が分離して濃度が上昇した中間吸収液は中間吸収液管22、高温熱交換器8、中間吸収液管23を経て低温再生器11へ流れる。この低温再生器11には吸収器3から稀吸収液が供給されており、この混合液が高温再生器4から供給される冷媒蒸気が内部を流れる加熱器14によって加熱される。そして、中間吸収液から冷媒蒸気が分離して吸収液の濃度はさらに上昇し、濃吸収液になる。
【0021】
この濃吸収液は濃吸収液管25へ流入して低温熱交換器7及び濃吸収液管26を経て吸収器3へ流れ、散布装置30から冷却水管29の上に滴下する。そして、冷却水管29によって冷却された濃吸収液は、蒸発器2を経由して入ってくる冷媒蒸気を、よく吸収して冷媒濃度が高くなり、稀吸収液になる。この稀吸収液は、吸収液ポンプP1の駆動力により搬送され、一部が低温再生器11に、残りが高温再生器4にそれぞれ予熱されて供給される。
【0022】
すなわち、吸収器3から低温再生器11に供給される稀吸収液は、先ず低温熱交換器7において低温再生器11から流れてくる濃吸収液との間で熱交換を行い、次に、排熱熱交換器35においてコ・ジェネレーションシステムなどから供給される排熱との間で熱交換を行い、さらに排ガス熱交換器37において高温再生器4のバーナ5から出る排ガスとの間で熱交換を行ない、その温度を上げて稀吸収液分岐管6Aを通って低温再生器11に流入する。
【0023】
一方、吸収器3から高温再生器4に供給される稀吸収液は、排ガス熱交換器37においてバーナ5から出る排ガスとの間で熱交換を行なったのち、さらに高温熱交換器8において高温再生器4から供給される高温の中間吸収液との間で熱交換を行ない、温度を一層上げて高温再生器4に流入する。
【0024】
(実施形態の効果)
排熱熱交換器35と排ガス熱交換器37を高温熱交換器8の上流側の稀吸収液管6に設けることで、稀吸収液が高温の中間吸収液との間で熱交換を行う前に、コ・ジェネレーションシステムなどから供給される排熱や排ガスとの間で熱交換を行うことができるので、回収熱量を大きなものにすることが可能となる。
【0025】
(他の実施形態)
以上の実施形態においては、排ガス熱交換器37を、稀吸収液分岐管6Aが分岐している地点より上流の稀吸収液管6に設けたが、他の実施形態においては図2に示すように、高温熱交換器8の下流側の稀吸収液管6に設けることも可能である。
【0026】
この構成においては、高温再生器3に流入する稀吸収液は、十分に加熱された状態で排ガスとの間で熱交換を行うことになるので、排ガスからの回収熱量は少ないものとなるが、排ガスCOP(エンタルピーをもとにした成績係数、あるいはエネルギー利用交換率)を高いものとすることができる。
【0027】
また、他の実施形態として、図3に示すように稀吸収液分岐管6Aに排ガス熱交換器37を設けることも可能である。
【0028】
この構成によれば、排ガス熱交換器の小型化が可能となるので、冷温水機全体の小型化が図れる。
【0029】
また、さらに他の実施形態としては、図4に示したように、稀吸収液分岐管6Aと共に、排熱熱交換器35と排ガス熱交換器37との間の稀吸収液管6からも低温再生器11に至る稀吸収液分岐管6Bを延設することもできる。
【0030】
このような構成により、排ガス熱交換器の小型化が可能となるので、冷温水機全体の小型化が図れる。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、吸収器から高温再生器に送る稀吸収液の加熱が従来以上に図られるので吸収温水機の省エネルギー性が向上する。
【0032】
また、本実施の形態によれば、高温熱交換器で中間吸収液により加熱する前に排ガスによる加熱を行うので、排ガスからの回収熱量を大きなものとすることができる。
【0033】
また、請求項1の発明によれば、排ガスからの回収熱量は上記本実施の形態の場合よりは少なくなるものの、排ガスの排熱を利用した排ガスCOPを高くできる。
【0034】
また、請求項2または3の発明によれば、排ガス熱交換器の小型化が可能となり、これにより冷温水機全体の小型化も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施形態に係る排熱投入型吸収冷温水機の全体概略回路図である。
【図2】この発明の第2実施形態に係る排熱投入型吸収冷温水機の全体概略回路図である。
【図3】この発明の第3実施形態に係る排熱投入型吸収冷温水機の全体概略回路図である。
【図4】この発明の第4実施形態に係る排熱投入型吸収冷温水機の全体概略回路図である。
【図5】従来の吸収冷温水機の全体の概略回路図である。
【符号の説明】
1 蒸発吸収器胴
2 蒸発器
3 吸収器
4 高温再生器
5 バーナ
6 稀吸収液配管
7 低温熱交換器
8 高温熱交換器
10 高温胴
11 低温再生器
12 凝縮器
13 冷媒蒸気管
16 冷媒液流下管
17 冷媒循環管
21 冷水管
22、23 中間吸収液管
25、26 濃吸収液管
29 冷却水管
30、31 散布装置
34 分岐管路
39 第1分岐管路
41 第二分岐管路
P1 吸収液ポンプ
P2 冷媒ポンプ
Claims (3)
- 高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、および吸収器を備えて構成される吸収冷温水機において、低温再生器から吸収器へと供給される濃吸収液との間で熱交換を行う低温熱交換器が上流側に設けられ、高温再生器から低温再生器へと供給される中間吸収液との間で熱交換を行う高温熱交換器が下流側に設けられた吸収器から高温再生器に至る稀吸収液管の前記低温熱交換器と前記高温熱交換器との間に、コジェネレーションシステムなどから供給される排熱との間で熱交換を行う排熱熱交換器を設け、稀吸収液管の高温熱交換器の下流側に高温再生器から供給される排ガスとの間で熱交換を行う排ガス熱交換器を設けると共に、排熱熱交換器と高温熱交換器との間の稀吸収液管から低温再生器に至る分岐管を延設したことを特徴とする排熱投入型吸収冷温水機。
- 高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、および吸収器を備えて構成される吸収冷温水機において、低温再生器から吸収器へと供給される濃吸収液との間で熱交換を行う低温熱交換器が上流側に設けられ、高温再生器から低温再生器へと供給される中間吸収液との間で熱交換を行う高温熱交換器が下流側に設けられた吸収器から高温再生器に至る稀吸収液管の低温熱交換器と高温熱交換器との間に、コジェネレーションシステムなどから供給される排熱との間で熱交換を行う排熱熱交換器を設け、排熱熱交換器と高温熱交換器との間の稀吸収液管から低温再生器に至る分岐管を延設し、この分岐管に高温再生器から供給される排ガスとの間で熱交換を行う排ガス熱交換器を設けたことを特徴とする排熱投入型吸収冷温水機。
- 高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、および吸収器を備えて構成される吸収冷温水機において、低温再生器から供給される濃吸収液との間で熱交換を行う低温熱交換器が上流側に設けられ、高温再生器から供給される中間吸収液との間で熱交換を行う高温熱交換器が下流側に設けられた吸収器から高温再生器に至る稀吸収液管の低温熱交換器と高温熱交換器との間に、コジェネレーションシステムなどから供給される排熱との間で熱交換を行う排熱熱交換器と、高温再生器から供給される排ガスとの間で熱交換を行う排ガス熱交換器とを前記排熱熱交換器が上流側となるように順に設け、稀吸収液管の排熱熱交換器と排ガス熱交換器との間と、排ガス熱交換器と高温熱交換器との間の双方からそれぞれ低温再生器に至る分岐管を延設したことを特徴とする排熱投入型吸収冷温水機。
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