JP3788745B2

JP3788745B2 - Absorption refrigerator

Info

Publication number: JP3788745B2
Application number: JP2001117756A
Authority: JP
Inventors: 昌司吉田
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2021-04-17
Also published as: JP2002318023A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は吸収式冷凍機に関し、特に水−臭化リチウムを作動媒体とし比較的低温度の熱源利用に好適な吸収式冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水−臭化リチウムを作動媒体とする通常の単効用吸収式冷凍機においては、一般に熱源温度は８５℃前後が実用上の下限とされている。これは冷却水を大気により冷却するという制約により希溶液温度をあまり下げることができないため、熱源温度が低すぎると溶液の濃縮度を高めることができず、有効な冷凍サイクルの形成が困難となるからである。
【０００３】
一方、近年、ガスエンジンの冷却水排熱や燃料電池の排熱等、７0℃〜８０℃程度の比較的低温の排熱を吸収式冷凍機の熱源として有効利用することが求められている。
【０００４】
このような低温熱駆動の要請に応える吸収式冷凍機システムとして、（ａ）ヒートポンプと単効用吸収式冷凍機の組合せ方式や、（ｂ）ダブルリフト方式が提案されている。このうち、（ａ）方式は、第２種ヒートポンプを駆動することにより高温熱源を作り出し、その熱で単効用吸収式冷凍機を駆動するものである。また、（ｂ）方式は、一方の冷凍サイクルで製造した冷熱で他方の吸収器を冷却する方式である。いずれの方式も作動温度自体には問題がないものの、熱媒体を用いず吸収器溶液と再生器溶液を直接熱交換する必要があり、伝熱面の両面で熱移動と物質移動を行わせることになり、技術的に困難、かつ、熱交換器の大型化を招くという問題がある。
【０００５】
このような問題を解消する方式としてダブル・ジェネレータ方式（二段吸収サイクル）が提案されている（例えば、「吸収ヒートポンプの進展」初版ｐ８８以下、編集：財団法人ヒートポンプ技術開発センター、発行：ガス事業新聞社）。この方式は、高圧再生器と低圧再生器の２つの再生器を備える方式であるが、双方の再生器ともに外部熱源から受熱する点で二重効用サイクルと異なる。
【０００６】
図６は、従来のダブル・ジェネレータ方式による吸収式冷凍機の冷媒及び溶液のフローを示す図である。同図において、吸収式冷凍機１０は、高圧再生器HG、低圧再生器LG、高圧吸収器HA、低圧吸収器LA、凝縮器ＣＤ、蒸発器ＶＡ、低圧溶液熱交換器E１０、高圧溶液熱交換器E１１を主要構成としている。各熱交換器間は冷媒配管又は溶液配管で接続されている。同図では、冷媒系統を鎖線、溶液系統を実線で示してある。
【０００７】
吸収式冷凍機１０の溶液回路は、高圧側回路ＨＰと低圧側回路ＬＰの２回路から構成されている。高圧溶液回路ＨＰは、高圧再生器ＨＧ、高圧吸収器HA、高圧溶液熱交E１１及びこれらを結ぶ溶液配管Ｓ１１、Ｓ１２により構成されている。一方、低圧溶液回路ＬＰは、低圧再生器ＬＧ、低圧吸収器ＬA、低圧溶液熱交E１０及びこれらを結ぶ溶液配管Ｓ１３、Ｓ１４により構成されている。溶液は高圧側回路ＨＰと低圧側回路ＬＰは溶液の流れに関しては完全に独立であり、両回路の溶液が混合することはない。一方、冷媒は双方の回路及び凝縮器ＣＤ及び蒸発器ＶＡを貫流することになる。
【０００８】
従来のダブル・ジェネレータ方式は上述のようなサイクルを構成することにより、熱源温度が低く単独の再生器では溶液を十分に濃縮できない場合であっても、２つの再生器が補完しあって濃縮度を高めることにより、冷房出力を確保することができるという特徴を持つ。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のダブル・ジェネレータ方式では、溶液回路が２つの独立回路となるため、両回路の冷媒循環量をバランスさせつつ各回路の濃度制御を行う必要があり、溶液循環量制御が非常に複雑となるという問題がある。さらに、溶液熱交換器が２台必要になるため、機器の大型化、コストアップ要因となるという問題もある。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためのものであって、熱源温度が低い条件で駆動するダブル・ジェネレータ方式であって、かつ、溶液循環量制御が容易な吸収式冷凍機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下に説明する技術手段により上記課題を解決することを目的とする。
【００１２】
請求項１に係る発明は、希溶液を濃縮・分離する高圧再生器と、高圧再生器で分離された冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と、凝縮器から導かれる冷媒液を再度蒸発させる蒸発器と、高圧再生器から導かれる溶液をさらに濃縮・分離する低圧再生器と、蒸発器から導かれる冷媒蒸気を低圧再生器から導かれる濃溶液に吸収させて希釈する低温吸収器と、低圧再生器で分離された冷媒蒸気を低温吸収器から導かれる溶液に吸収させてさらに希釈する高温吸収器と、を備えた吸収式冷凍機を提供する。
【００１３】
このような構成を採用することにより、溶液は、高圧再生器→低圧再生器→低温吸収器→高温吸収器→高圧再生器という単一の回路を流れることになり、従来のダブル・ジェネレータ方式のような両回路の冷媒循環量をバランスさせつつ各回路の濃度制御を行うという複雑な溶液循環量制御が不要となる。
【００１４】
本発明に係る吸収式冷凍機の溶液サイクルをデューリング線図として示したのが図５（ａ）乃至（ｃ）である。図５（ａ）において、横軸は溶液温度、縦軸は冷媒の飽和蒸気圧（冷媒温度）をとっている。また、ＨＳは高圧ステージ、ＬＳは低圧ステージの溶液サイクルである。同図に基づき本発明に係る吸収式冷凍機の溶液サイクルを説明する。高圧ステージＨＳにおいて、Ａ→Ｂは高圧再生器ＨＧにおける溶液の濃縮過程であり、Ｂ→Ｃは、溶液が高圧再生器ＨＧから低圧再生器ＬＧに運ばれる過程、すなわち高圧ステージＨＳから低圧ステージＬＳに移行する過程である。Ｃ→Ｄは、低圧再生器ＨＧにおける溶液の濃縮過程である。Ｄ→Ｅは低圧再生器ＨＧから低圧吸収器ＬＡに運ばれる過程である。Ｅ→Ｆは低圧吸収器ＬＡにおける冷媒の吸収過程である。Ｆ→Ｇは、溶液が低圧吸収器ＬＡから高圧吸収器ＨＡに運ばれる過程、すなわち低圧ステージＬＳから高圧ステージＨＳに戻る過程である。Ｇ→Ｈは高圧吸収器ＨＡにおける冷媒の吸収過程である。図２から明らかなように、本発明に係る冷凍サイクルでは、従来のダブル・ジェネレータ方式のように高圧ステージと低圧ステージの溶液回路が独立ではなく、一筆書きのようにシリアルとなっていることが特徴である。
【００１５】
図５（ａ）では高圧ステージと低圧ステージがオーバーラップしているが、これは吸収式冷凍機の外的条件（熱源温度と冷却水温度）及び使用条件（取り出す冷水の温度）により変化する。一般に、Ｂ点は熱源温度（Ｔｈ）と冷却水温度（Ｔｃ）により定まり、Ｆ点は取り出す冷水温度（Ｔｗ）と冷却水温度（Ｔｃ）により定まる。従って、高圧ステージＨＳにおける濃溶液濃度φ及び低圧ステージＬＳにおける希溶液濃度χは所与の条件ということができる。
【００１６】
また、図５（ｂ）は、図５（ａ）と比較して熱源温度Ｔｈがやや低い場合のサイクルである。この場合は、高圧ステージＨＳと低圧ステージＬＳが一点で交わることになる
図５（ｃ）は、熱源温度Ｔｈが図５（ｂ）よりさらに低い場合のサイクルである。この場合は、高圧ステージＨＳと低圧ステージＬＳが離れたものとなる。
【００１７】
このように本発明による冷凍サイクルは、外的条件及び使用条件により変化するが、高圧ステージと低圧ステージの溶液回路がシリアルである点については同一である。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の吸収式冷凍機において、さらに、低圧再生器から低温吸収器に導かれる濃溶液と、高温吸収器から前記高圧再生器に導かれる希溶液とを熱交換させる溶液熱交換器を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１の発明においては、溶液は高圧再生器における温度のまま低圧再生器に流入し、低圧再生器でさらに溶液再生のために加熱する必要があるので、熱を放熱するのは低圧再生器の下流側ということになる。
【００２０】
一方、希溶液は低温吸収器における温度のまま高温吸収器に流入し、そこでさらに溶液吸収のために冷却する必要があるので、熱を回収（受熱）するのは高温吸収器の下流側ということになる。両者の条件を満たす上述の位置に溶液熱交換器を備えることが熱効率的に最適ということになる。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項１、２の発明において、低圧再生器の冷媒蒸発量制御手段を、さらに備えたことを特徴とする吸収式冷凍機を提供する。
【００２２】
かかる構成の採用により、熱源温度の変化に対応して、段階的又は無段階的にダブル・ジェネレータ方式回路から単効用サイクルへと移行させることが可能となる。すなわち、熱源温度が低い場合には、高圧再生器で十分に溶液を濃縮できないため低圧再生器をフル稼働させて溶液を再度濃縮する。これに対し、熱源温度が高くなり高圧再生器での溶液濃縮能力が高まった場合、あるいは冷凍負荷が減少した場合に冷凍出力を減少させる必要がある場合には、低圧再生器の能力を徐々に絞っていく（請求項６）。冷凍出力をさらに減少させたい場合には、低圧再生器への温熱供給を遮断することにより単効用サイクル運転とすることができる（請求項７）。
【００２３】
通常の二重効用吸収式冷凍機では、低圧再生器（低温再生器）で発生する冷媒は蒸発器で冷凍に利用されるため、低圧再生器での溶液濃縮が効率向上に寄与する。これに対して、本発明においては、低圧再生器において外部熱源からの入熱により発生する冷媒は、高温吸収器で吸収されるため溶液の濃縮には寄与するものの、１冷凍出力には寄与しない。従って、低圧再生器で発生する冷媒を減少させれば、その分、投入熱量が冷凍に有効に使われることになり、効率が上昇することになる。
【００２４】
このように、本発明によれば熱源温度に対応して最も効率的な運転を採用することが可能となり、コ・ジェネ等廃熱のさらなる有効利用に資する。
【００２５】
また、請求項４の発明は、請求項１、２の発明において、さらに、高圧再生器の溶液を溶液熱交換器を経て低温吸収器に導く濃溶液バイパス回路と、低温吸収器の希溶液を溶液熱交換器を経て高圧再生器に導く希溶液バイパス回路とを備えたことを特徴とする吸収式冷凍機を提供する。
【００２６】
これらの手段により、熱源温度の変化に対応して溶液の回路をダブル・ジェネレータ方式回路と単効用サイクルとの切り替えが可能となる。すなわち、熱源温度が所定温度以下の場合には、高圧再生器の溶液を低圧再生器に導くとともに低温吸収器の希溶液を高温吸収器に導くことにより、ダブル・ジェネレータ・サイクルとする。そして、熱源温度が前記所定温度を超える場合には、高圧再生器の溶液を濃溶液バイパス回路に導くとともに、低温吸収器の希溶液を希溶液バイパス回路に導くことにより単効用サイクルとすることができる（請求項８）。
【００２７】
請求項５の発明は、上記各発明に係る吸収式冷凍機において、作動媒体として水−臭化リチウム溶液を用いた吸収式冷凍機を提供する。
【００２８】
水−臭化リチウム溶液は、吸収式冷凍機の作動媒体として最も広く用いられているものであり、本発明の吸収式冷凍機の作動媒体としても最適である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の各図において、比較を容易とするため同一構成については同一の符号で示してある。
【００３０】
図１は、本発明の第一の実施形態に係る吸収式冷凍機の主要構成及び冷媒及び溶液のフローを示す図である。図１において、本発明に係る吸収式冷凍機１は、高圧再生器HG、低圧再生器LG、高圧吸収器HA、低圧吸収器LA、溶液熱交換器ＨEを主要構成としている。これらは全て広義の熱交換器であり、各熱交換器間は冷媒配管又は溶液配管で結ばれており、冷媒又は溶液が配管内部を流れるように構成されている。なお、同図では冷媒系統を鎖線、溶液系統を実線でそれぞれ示してある。
【００３１】
まず、溶液のフローについて説明する。高圧再生器HGには、熱源（図示せず）から７０℃乃至８０℃程度の温水が温水配管Ｈ１を介して供給される。高圧再生器HG内の溶液は温水により加熱濃縮され、冷媒蒸気を分離する。濃縮された溶液は、溶液配管Ｓ１を経由して低圧再生器LGに導入される。なお、溶液配管Ｓ１の経路中には図示はしないがキャピラリなどの減圧装置が設けられており、溶液の圧力は低圧再生器LGの圧力に降下する。
【００３２】
低圧再生器ＬＧには、高圧再生器ＨＧと同様に熱源からの温熱が温水配管Ｈ２を介して供給される。器内に導入された溶液は加熱濃縮され、さらに飽和蒸気圧の冷媒蒸気を分離する。濃縮された溶液は、溶液配管Ｓ４、溶液熱交換器ＨＥを経由して低圧吸収器ＬＡに導かれる。なお、溶液熱交換器ＨＥでは、後述する高圧吸収器ＨＡから高圧再生器ＨＧに還流する低温の希溶液に熱を与える。
【００３３】
低圧吸収器ＬＡ内に導入された濃溶液は、溶液滴下装置Ｄ１により滴下され、後述する蒸発器ＶＡから導かれる冷媒蒸気を吸収して希釈される。また、その際の吸収に伴い発生する吸収熱は、冷却水回路Ｃ１を流れる冷却水に回収され、図示しない冷却塔を介して大気中に捨てらる。
【００３４】
冷却水により冷却された希溶液は、溶液ポンプ（図示せず）により溶液配管Ｓ２を経由して高圧吸収器ＨＡに導かれる。ここで再度、溶液滴下装置Ｄ２により高圧吸収器ＨＡ内に滴下され、後述の低圧再生器ＬＧで生成した冷媒蒸気を吸収してさらに希釈され、溶液ポンプ（図示せず）により溶液配管Ｓ３を経由して高圧再生器ＨＧに還流する。なお、希溶液は、溶液配管Ｓ３の経路中に設けられた溶液熱交換器ＨＥにおいて、低圧再生器ＬＧから低圧吸収器ＬＡに導かれる高温の濃溶液と熱交換して受熱して高圧再生器ＨＧに戻される。
【００３５】
次に冷媒のフローについて説明する。本発明に係る吸収式冷凍機１は、２系統の冷媒フローにより構成されている。第一の系統は高圧再生器ＨＧで分離される冷媒の系統であり、第二の系統は低圧再生器ＬＧで分離される冷媒の系統である。
【００３６】
まず、第一の冷媒系統について説明する。高圧再生器ＨＧにおいて分離された冷媒蒸気は、冷媒配管Ｖ１を経由して凝縮器ＣＤに導かれる。ここで、冷却水回路Ｃ３を流れる冷却水により凝縮して冷媒液となる。冷媒液はさらに冷媒配管Ｌ１を経由して真空下の蒸発器ＶＡに導かれ、ここで冷媒滴下装置Ｄ３により蒸発器ＶＡ内部に滴下される。冷媒液は真空下で冷水回路Ｗ１を流れる冷水から熱を奪い、自らは蒸発して冷媒蒸気となる。冷却された冷水回路Ｗ１内の冷水は冷房に利用される。冷媒蒸気は、さらに冷媒管Ｖ３を経由して低圧吸収器ＬＡに導かれ、滴下装置２から滴下される濃溶液に吸収され、溶液を希釈する。
【００３７】
次に、第二の冷媒系統について説明する。低圧再生器ＬＧにおいて分離された冷媒蒸気は、冷媒管Ｖ２を経由して高温吸収器ＨＡに導かれる。ここで、滴下装置４から滴下される濃溶液に吸収され、溶液を希釈する。
【００３８】
以上のような溶液、冷媒のフローによりダブル・ジェネレータ方式の冷凍サイクルが形成される。
【００３９】
次に、本発明の第二の実施形態について図２及び図3により説明する。図２において、本実施の形態に係る吸収式冷凍機２の構成が第一の実施形態と異なる点は、第一の実施形態の吸収式冷凍機１に加えて低圧再生器ＬＧの熱源回路Ｈ２内に流量調節弁ＣＶ１をさらに備えている点、及び冷水回路Ｗ１経路中に温度センサー（図示せず）が設けられており、冷水出口温度を常時モニターしている点である。その他の構成は第一の実施の形態と同一である。このような構成の採用により、冷水温度によって低圧ステージの能力を調節できることになる。
【００４０】
以下、本実施の形態における冷凍サイクルについて説明する。まず、冷水出口温度が所定の温度（例えば７℃）以上の場合には、図２において弁ＣＶ１は全開とする。この場合は、吸収式冷凍機２の溶液、冷媒の流れは第一の実施形態と全く同一であるので、説明を省略する。
【００４１】
冷凍負荷が減少又は熱源温度が上昇するに従い、冷水温度は所定の温度から下がることになる。この場合、冷水温度変化に従って弁ＣＶ１の開度を絞っていくことにより、低圧再生器ＬＧに供給される入熱は徐々に減少し、これに伴って冷媒分離量及び溶液濃縮量が減少する。図３は、このような変化に伴う溶液サイクルの変化を示すデューリング線図である。同図において、弁ＣＶ１が全開の場合には、低圧再生器ＬＧにおいて溶液はＣ→Ｄのように再生されていたものが、弁ＣＶ１を絞っていくとＣ→Ｄ’のように再生による濃度幅が減少する。これに伴って、高温吸収器ＨＡにおいても吸収能力がＧ→ＨからＧ→Ｈ’のように減少する。
【００４２】
冷水温度がさらに高くなった場合、弁ＣＶ１を全閉にすることにより低圧再生器ＬＧでの再生量はゼロとなり、これに伴い溶液はＢＣＥ”ＦＧＡ”のサイクルを形成する。これは通常の単効用サイクルである。
【００４３】
なお、本実施の形態では低圧再生器ＬＧの能力調節を熱源回路Ｈ２内に設けられた流量調節弁ＣＶ１で行っているが、これに限らず、例えば高温吸収器ＨＡの冷却水回路Ｃ２の流量調節を行うことによることもできる。すなわち、冷却水流量を調節することにより、高温吸収器ＨＡの吸収能力を増減させることができる。これにより低圧再生器ＬＧの能力を変化させることができ、上述の運転と同一の運転が可能となる。
【００４４】
また、本実施の形態では低圧再生器ＬＧの能力調節を冷水回路Ｗ１の冷水温度に基づいて行っているが、これに限らず、熱源温度に基づき行うこともできる。
【００４５】
次に、本発明の第三の実施形態について図４により説明する。本実施の形態に係る吸収式冷凍機３が第一の実施形態と異なる点は、第一の実施形態の吸収式冷凍機１に加えて、高圧再生器ＨＧの溶液を溶液熱交換器ＨＥに導く濃溶液バイパス回路Ｓ５、低温吸収器ＬＡの希溶液を溶液熱交換器に導く希溶液バイパス回路Ｓ６、及び溶液回路を適宜切り替える弁Ｊ１乃至Ｊ４、低圧再生器ＬＧの熱源回路Ｈ２内に閉止用弁Ｊ５をさらに備えていることである。さらに図示はしないが、熱源回路Ｈ１中には温度センサーが設けられており、熱源温度を常時モニターしている。その他の構成は第一の実施の形態と同一である。このような構成の採用により、熱源温度によってダブル・ジェネレータ・サイクルと単効用サイクルを適宜選択することが可能となる。
【００４６】
次に本実施形態における冷凍サイクルについて説明する。まず、熱源温度が所定の温度（例えば８５℃）以下の場合に、ダブル・ジェネレータ・サイクルにより運転させるケースについて説明する。この場合、図４において、弁Ｊ１、弁Ｊ３は閉、弁Ｊ２、弁Ｊ４、弁Ｊ５は開である。このような弁開閉構成をとることにより、吸収式冷凍機２の溶液、冷媒の流れは第一の実施形態と全く同一となる。すなわち、高圧再生器HGで濃縮された溶液は、溶液配管Ｓ１、Ｓ１’を経由して低圧再生器LGに導入される。低圧再生器ＬＧでさらに濃縮された溶液は、溶液配管Ｓ４、溶液熱交換器ＨＥを経由して低圧吸収器ＬＡに導入される（実線矢印）。低圧吸収器ＬＡに導入された濃溶液は、滴下装置２により器内に滴下され、蒸発器ＶＡから導かれる低圧冷媒蒸気を吸収して希溶液となる。さらに希溶液は、溶液配管Ｓ２、Ｓ２’を経由して高圧吸収器ＨＡに導かれる。これ以降の溶液のフロー及び冷媒のフローは第一の実施の形態と同一であるので省略する。
【００４７】
以上のような運転によりダブル・ジェネレータ・サイクルが形成される。
【００４８】
次に熱源温度が上記所定の温度を超える場合に、通常の単効用サイクルにより運転させるケースについて説明する。この場合、図４において、弁Ｊ１、弁Ｊ３は開、弁Ｊ２弁Ｊ４、弁Ｊ５は閉とする。このような弁開閉を行うことにより低圧再生器ＬＧ、高温吸収器ＨＡは稼動しない状態のままとなる。
【００４９】
高圧再生器HGで濃縮された溶液は、溶液配管Ｓ１→弁Ｊ３→濃溶液バイパス回路Ｓ５→溶液熱交換器ＨＥのルートを経て低圧吸収器ＬＡに導入される。導入された濃溶液は滴下装置２により器内に滴下され、蒸発器ＶＡから導かれる低圧冷媒蒸気を吸収して希溶液となる。さらに希溶液は、希溶液は弁Ｊ１、希溶液バイパス回路Ｓ６を経由して直接、溶液熱交換器ＨＥに導かれ、加熱されて高圧再生器ＨＧに戻される。
【００５０】
この場合の冷媒のフローについては、第一の実施形態における第一の冷媒系統と同一となる。すなわち、高圧再生器ＨＧにおいて分離された冷媒蒸気は、冷媒配管Ｖ１を経由して凝縮器ＣＤに導かれる。ここで、冷却水回路Ｃ３を流れる冷却水により凝縮して冷媒液となる。冷媒液はさらに冷媒配管Ｌ１を経由して真空下の蒸発器ＶＡに導かれ、ここで冷媒滴下装置Ｄ３により蒸発器ＶＡ内部に滴下される。冷媒液は真空下で冷水回路Ｗ１を流れる冷水から熱を奪い、自らは蒸発して冷媒蒸気となる。冷却された冷水回路Ｗ１内の冷水は冷房に利用される。冷媒蒸気は、さらに冷媒管Ｖ３を経由して低圧吸収器ＬＡに導かれ、滴下装置２から滴下される濃溶液に吸収され、溶液を希釈する。
【００５１】
熱源温度に対応して上述のような弁開閉操作を行うことにより、ダブル・ジェネレータ・サイクルと単効用サイクルを適宜選択することができるのである。
【００５２】
なお、本実施の形態では、弁Ｊ１乃至Ｊ５を開閉することによりダブル・ジェネレータ・サイクルと単効用サイクルを選択することとしたが、熱源温度に対応して弁開度を適当に調節することにより、ダブル・ジェネレータ・サイクルから単効用サイクルにスムーズに移行させることも可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、比較的低温の熱源で駆動することができ、かつ、溶液の流れがシリアルであるため、溶液の循環量制御が容易な吸収式冷凍機が実現できるという効果がある。
【００５４】
また、従来のダブル・ジェネレータ・サイクルと比較して溶液熱交換器が一つで足りるため、機器のコンパクト化、コストダウンが可能という効果がある。
【００５５】
また、熱源温度に応じて低圧再生器への入熱を調節可能に構成した吸収式冷凍機にあっては、熱源温度に対応して最も効率的な運転を採用することが可能となり、コ・ジェネ等廃熱のさらなる有効利用に資する。
【００５６】
また、溶液バイパス回路を組み込んだ吸収式冷凍機にあっても、熱源温度変化、冷凍負荷変化に対応してダブル・ジェネレータ・サイクルと単効用サイクルを適宜選択できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダブル・ジェネレータ方式吸収式冷凍機の、第一の実施の形態における溶液及び冷媒のフローを示す図である。
【図２】本発明に係るダブル・ジェネレータ方式吸収式冷凍機の、第二の実施の形態における溶液及び冷媒のフローを示す図である。
【図３】第二の実施の形態の冷凍サイクルをデューリング線図で示した図である。
【図４】本発明に係るダブル・ジェネレータ方式吸収式冷凍機の、第三の実施の形態における溶液及び冷媒のフローを示す図である。
【図５】本発明に係る吸収式冷凍機の冷凍サイクルをデューリング線図で示した図である。
【図６】従来のダブル・ジェネレータ方式の吸収式冷凍機のフローを示す図である。
【符号の説明】
１、２……吸収式冷凍機、Ｃ１、Ｃ２……冷却水回路、ＣＤ……凝縮器、ＣＶ１……流量調節弁、Ｄ１、Ｄ２……溶液滴下装置、Ｄ３……冷媒液滴下装置、HA……高圧吸収器、ＨE……溶液熱交換器、HG……高圧再生器、Ｈ１、Ｈ２……温水配管、Ｊ１〜Ｊ５……弁、LA……低圧吸収器、Ｓ１〜Ｓ６、Ｓ１’、Ｓ２’……溶液配管、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３……冷媒配管、ＶＡ……蒸発器、Ｗ１……冷水回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an absorption refrigerator, and more particularly, to an absorption refrigerator that uses water-lithium bromide as a working medium and is suitable for using a heat source having a relatively low temperature.
[0002]
[Prior art]
In a normal single-effect absorption refrigerator using water-lithium bromide as a working medium, the heat source temperature is generally about 85 ° C. as a practical lower limit. This is because the temperature of the dilute solution cannot be lowered too much due to the restriction that the cooling water is cooled by the atmosphere. If the heat source temperature is too low, the concentration of the solution cannot be increased, and it becomes difficult to form an effective refrigeration cycle. Because.
[0003]
On the other hand, in recent years, there has been a demand for effective utilization of a relatively low-temperature exhaust heat of about 70 ° C. to 80 ° C. as a heat source of an absorption refrigeration machine, such as exhaust heat of gas engine cooling water and exhaust heat of fuel cells.
[0004]
As an absorption refrigeration system that meets the demand for such low-temperature heat drive, (a) a combination system of a heat pump and a single-effect absorption chiller, and (b) a double lift system have been proposed. Among these, the system (a) creates a high-temperature heat source by driving the type 2 heat pump, and drives the single effect absorption refrigerator with the heat. In addition, the method (b) is a method in which the other absorber is cooled by cold heat produced in one refrigeration cycle. Although either method has no problem in the operating temperature itself, it is necessary to directly exchange heat between the absorber solution and the regenerator solution without using a heat medium, and heat transfer and mass transfer should be performed on both sides of the heat transfer surface. Therefore, there is a problem that it is technically difficult and causes an increase in the size of the heat exchanger.
[0005]
A double generator method (two-stage absorption cycle) has been proposed as a method for solving such problems (for example, "Advances in absorption heat pump", first edition p88 and below, edited by: Heat Pump Technology Development Center, published by: Gas Business) Newspaper company). This method is a method comprising two regenerators, a high-pressure regenerator and a low-pressure regenerator, but differs from the double effect cycle in that both regenerators receive heat from an external heat source.
[0006]
FIG. 6 is a diagram showing the flow of refrigerant and solution in an absorption refrigerator using a conventional double generator system. In the figure, an absorption refrigerator 10 includes a high pressure regenerator HG, a low pressure regenerator LG, a high pressure absorber HA, a low pressure absorber LA, a condenser CD, an evaporator VA, a low pressure solution heat exchanger E10, and a high pressure solution heat exchange. The device E11 is the main component. Each heat exchanger is connected by a refrigerant pipe or a solution pipe. In the figure, the refrigerant system is indicated by a chain line, and the solution system is indicated by a solid line.
[0007]
The solution circuit of the absorption refrigerator 10 includes two circuits, a high-pressure side circuit HP and a low-pressure side circuit LP. The high-pressure solution circuit HP includes a high-pressure regenerator HG, a high-pressure absorber HA, a high-pressure solution heat exchanger E11, and solution pipes S11 and S12 that connect them. On the other hand, the low-pressure solution circuit LP includes a low-pressure regenerator LG, a low-pressure absorber LA, a low-pressure solution heat exchanger E10, and solution pipes S13 and S14 connecting them. In the solution, the high-pressure circuit HP and the low-pressure circuit LP are completely independent with respect to the solution flow, and the solutions in both circuits do not mix. On the other hand, the refrigerant flows through both circuits and the condenser CD and the evaporator VA.
[0008]
The conventional double generator system is configured as described above, so that even if the temperature of the heat source is low and the single regenerator cannot sufficiently concentrate the solution, the two regenerators complement each other to increase the degree of concentration. It has the characteristic that the cooling output can be ensured by increasing.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional double generator system, since the solution circuit becomes two independent circuits, it is necessary to control the concentration of each circuit while balancing the refrigerant circulation amount of both circuits, and the solution circulation amount control is very complicated. There is a problem of becoming. Furthermore, since two solution heat exchangers are required, there is a problem that the apparatus becomes larger and the cost increases.
[0010]
An object of the present invention is to provide an absorption refrigeration machine that solves the above-described problem, is a double generator system that is driven under conditions of a low heat source temperature, and that can easily control the amount of solution circulation. is there.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems by the technical means described below.
[0012]
The invention according to claim 1 is a high-pressure regenerator that concentrates and separates a dilute solution, a condenser that condenses the refrigerant vapor separated by the high-pressure regenerator, and an evaporator that evaporates the refrigerant liquid led from the condenser again. A low pressure regenerator that further concentrates and separates the solution led from the high pressure regenerator, a low temperature absorber that absorbs and dilutes the refrigerant vapor led from the evaporator into the concentrated solution led from the low pressure regenerator, and a low pressure regenerator An absorption refrigerator having a high-temperature absorber for absorbing and further diluting the separated refrigerant vapor by a solution introduced from the low-temperature absorber is provided.
[0013]
By adopting such a configuration, the solution flows through a single circuit of high pressure regenerator → low pressure regenerator → low temperature absorber → high temperature absorber → high pressure regenerator. Such complicated solution circulation amount control of performing concentration control of each circuit while balancing the refrigerant circulation amounts of both circuits becomes unnecessary.
[0014]
FIGS. 5A to 5C show the solution cycle of the absorption refrigerator according to the present invention as a Dueling diagram. In FIG. 5A, the horizontal axis represents the solution temperature, and the vertical axis represents the saturated vapor pressure (refrigerant temperature) of the refrigerant. In addition, HS is a high-pressure stage and LS is a low-pressure stage solution cycle. The solution cycle of the absorption refrigerator according to the present invention will be described with reference to FIG. In the high pressure stage HS, A → B is a concentration process of the solution in the high pressure regenerator HG, and B → C is a process in which the solution is transferred from the high pressure regenerator HG to the low pressure regenerator LG, that is, from the high pressure stage HS to the low pressure stage LS. It is a process to move to. C → D is a concentration process of the solution in the low pressure regenerator HG. D → E is a process carried from the low pressure regenerator HG to the low pressure absorber LA. E → F is a refrigerant absorption process in the low-pressure absorber LA. F → G is a process in which the solution is transported from the low pressure absorber LA to the high pressure absorber HA, that is, a process of returning from the low pressure stage LS to the high pressure stage HS. G → H is a refrigerant absorption process in the high-pressure absorber HA. As is clear from FIG. 2, in the refrigeration cycle according to the present invention, the solution circuit of the high-pressure stage and the low-pressure stage is not independent as in the conventional double generator system, but is serial as in a single stroke. It is a feature.
[0015]
In FIG. 5A, the high-pressure stage and the low-pressure stage overlap, but this varies depending on the external conditions (heat source temperature and cooling water temperature) and use conditions (temperature of cold water to be taken out) of the absorption refrigerator. In general, the point B is determined by the heat source temperature (Th) and the cooling water temperature (Tc), and the point F is determined by the extracted cold water temperature (Tw) and the cooling water temperature (Tc). Therefore, it can be said that the concentrated solution concentration φ in the high-pressure stage HS and the diluted solution concentration χ in the low-pressure stage LS are given conditions.
[0016]
FIG. 5B shows a cycle when the heat source temperature Th is slightly lower than that in FIG. In this case, FIG. 5C where the high-pressure stage HS and the low-pressure stage LS intersect at one point is a cycle when the heat source temperature Th is lower than that in FIG. 5B. In this case, the high pressure stage HS and the low pressure stage LS are separated from each other.
[0017]
As described above, the refrigeration cycle according to the present invention varies depending on external conditions and use conditions, but is the same in that the solution circuit of the high-pressure stage and the low-pressure stage is serial.
[0018]
According to a second aspect of the present invention, in the absorption refrigerator according to the first aspect, the concentrated solution led from the low pressure regenerator to the low temperature absorber and the dilute solution led from the high temperature absorber to the high pressure regenerator are further heat exchanged. It is characterized by including a solution heat exchanger.
[0019]
In the first aspect of the invention, the solution flows into the low pressure regenerator at the temperature in the high pressure regenerator and needs to be heated for the solution regeneration in the low pressure regenerator. It will be the downstream side.
[0020]
On the other hand, the dilute solution flows into the high-temperature absorber as it is in the low-temperature absorber, where it is necessary to further cool down to absorb the solution. Therefore, it is the downstream side of the high-temperature absorber that recovers heat (receives heat). become. Providing the solution heat exchanger at the above-described position that satisfies both conditions is optimal in terms of heat efficiency.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, there is provided an absorption refrigeration machine according to the first and second aspects of the present invention, further comprising refrigerant evaporation amount control means for the low pressure regenerator.
[0022]
By adopting such a configuration, it is possible to shift from the double generator system circuit to the single effect cycle step by step or steplessly in response to changes in the heat source temperature. That is, when the heat source temperature is low, the solution cannot be sufficiently concentrated by the high pressure regenerator, so that the solution is concentrated again by operating the low pressure regenerator at full operation. On the other hand, if the solution concentration capacity in the high-pressure regenerator is increased due to an increase in the heat source temperature, or if it is necessary to reduce the refrigeration output when the refrigeration load is reduced, the capacity of the low-pressure regenerator is gradually increased. Narrow down (Claim 6). When it is desired to further reduce the refrigeration output, a single-effect cycle operation can be performed by cutting off the supply of heat to the low-pressure regenerator (claim 7).
[0023]
In a normal double-effect absorption refrigerator, since the refrigerant generated in the low-pressure regenerator (low-temperature regenerator) is used for freezing in the evaporator, the solution concentration in the low-pressure regenerator contributes to improving the efficiency. On the other hand, in the present invention, the refrigerant generated by heat input from the external heat source in the low pressure regenerator is absorbed by the high temperature absorber and contributes to the concentration of the solution, but does not contribute to one freezing output. . Therefore, if the refrigerant generated in the low-pressure regenerator is reduced, the amount of input heat is effectively used for refrigeration, and the efficiency increases.
[0024]
As described above, according to the present invention, it is possible to adopt the most efficient operation corresponding to the heat source temperature, which contributes to further effective utilization of waste heat such as co-generation.
[0025]
The invention of claim 4 is the invention of claims 1 and 2, further comprising a concentrated solution bypass circuit for guiding the solution of the high-pressure regenerator to the low-temperature absorber through the solution heat exchanger, and the diluted solution of the low-temperature absorber. An absorption refrigerator having a dilute solution bypass circuit that leads to a high-pressure regenerator through a solution heat exchanger is provided.
[0026]
By these means, the solution circuit can be switched between the double generator circuit and the single effect cycle in response to a change in the heat source temperature. That is, when the heat source temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, a double generator cycle is obtained by introducing the solution of the high pressure regenerator to the low pressure regenerator and the dilute solution of the low temperature absorber to the high temperature absorber. When the heat source temperature exceeds the predetermined temperature, the solution of the high pressure regenerator is led to the concentrated solution bypass circuit, and the dilute solution of the low temperature absorber is led to the diluted solution bypass circuit to form a single effect cycle. (Claim 8).
[0027]
The invention of claim 5 provides an absorption refrigerator using a water-lithium bromide solution as a working medium in the absorption refrigerator according to each of the above inventions.
[0028]
The water-lithium bromide solution is most widely used as a working medium for the absorption refrigerator, and is also optimal as a working medium for the absorption refrigerator of the present invention.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. In the following drawings, the same components are denoted by the same reference numerals for easy comparison.
[0030]
FIG. 1 is a diagram showing the main configuration of the absorption refrigerator according to the first embodiment of the present invention and the flow of refrigerant and solution. In FIG. 1, an absorption refrigerator 1 according to the present invention mainly includes a high pressure regenerator HG, a low pressure regenerator LG, a high pressure absorber HA, a low pressure absorber LA, and a solution heat exchanger HE. These are all heat exchangers in a broad sense, and the heat exchangers are connected by refrigerant pipes or solution pipes, so that the refrigerant or solution flows inside the pipes. In the figure, the refrigerant system is indicated by a chain line, and the solution system is indicated by a solid line.
[0031]
First, the flow of the solution will be described. Hot water of about 70 ° C. to 80 ° C. is supplied to the high pressure regenerator HG from a heat source (not shown) via a hot water pipe H1. The solution in the high pressure regenerator HG is heated and concentrated with warm water to separate the refrigerant vapor. The concentrated solution is introduced into the low pressure regenerator LG via the solution pipe S1. Although not shown, a pressure reducing device such as a capillary is provided in the route of the solution pipe S1, and the pressure of the solution drops to the pressure of the low pressure regenerator LG.
[0032]
Similarly to the high pressure regenerator HG, the low temperature regenerator LG is supplied with warm heat from the heat source via the hot water pipe H2. The solution introduced into the vessel is heated and concentrated to further separate the refrigerant vapor having a saturated vapor pressure. The concentrated solution is guided to the low-pressure absorber LA via the solution pipe S4 and the solution heat exchanger HE. In the solution heat exchanger HE, heat is applied to a low-temperature dilute solution that is refluxed from a high-pressure absorber HA described later to the high-pressure regenerator HG.
[0033]
The concentrated solution introduced into the low-pressure absorber LA is dropped by the solution dropping device D1, and diluted by absorbing refrigerant vapor guided from the evaporator VA described later. Further, the absorbed heat generated along with the absorption at that time is recovered in the cooling water flowing through the cooling water circuit C1, and is discarded into the atmosphere via a cooling tower (not shown).
[0034]
The dilute solution cooled by the cooling water is guided to the high-pressure absorber HA via the solution pipe S2 by a solution pump (not shown). Here, the solution is dropped again into the high-pressure absorber HA by the solution dropping device D2, and is further diluted by absorbing the refrigerant vapor generated by the low-pressure regenerator LG described later, via the solution pipe S3 by the solution pump (not shown). And refluxed to the high pressure regenerator HG. Note that the dilute solution is heat-exchanged with a high-temperature concentrated solution led from the low-pressure regenerator LG to the low-pressure absorber LA in the solution heat exchanger HE provided in the path of the solution pipe S3, and is received by the high-pressure regenerator. Returned to HG.
[0035]
Next, the flow of the refrigerant will be described. The absorption refrigerator 1 according to the present invention is constituted by two refrigerant flows. The first system is a refrigerant system separated by the high-pressure regenerator HG, and the second system is a refrigerant system separated by the low-pressure regenerator LG.
[0036]
First, the first refrigerant system will be described. The refrigerant vapor separated in the high pressure regenerator HG is guided to the condenser CD via the refrigerant pipe V1. Here, it is condensed by the cooling water flowing through the cooling water circuit C3 to become a refrigerant liquid. The refrigerant liquid is further led to the evaporator VA under vacuum via the refrigerant pipe L1, where it is dropped into the evaporator VA by the refrigerant dropping device D3. The refrigerant liquid takes heat from the cold water flowing in the cold water circuit W1 under vacuum and evaporates itself to become refrigerant vapor. The chilled water in the chilled water circuit W1 is used for cooling. The refrigerant vapor is further guided to the low-pressure absorber LA via the refrigerant pipe V3 and absorbed by the concentrated solution dropped from the dropping device 2 to dilute the solution.
[0037]
Next, the second refrigerant system will be described. The refrigerant vapor separated in the low pressure regenerator LG is led to the high temperature absorber HA via the refrigerant pipe V2. Here, the solution is absorbed by the concentrated solution dropped from the dropping device 4 to dilute the solution.
[0038]
A double generator type refrigeration cycle is formed by the flow of the solution and refrigerant as described above.
[0039]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, the configuration of the absorption refrigerator 2 according to the present embodiment is different from that of the first embodiment in that the heat source circuit H2 of the low-pressure regenerator LG is added to the absorption refrigerator 1 of the first embodiment. The flow control valve CV1 is further provided therein, and a temperature sensor (not shown) is provided in the path of the chilled water circuit W1, and the chilled water outlet temperature is constantly monitored. Other configurations are the same as those of the first embodiment. By adopting such a configuration, the capability of the low-pressure stage can be adjusted by the cold water temperature.
[0040]
Hereinafter, the refrigeration cycle in the present embodiment will be described. First, when the cold water outlet temperature is equal to or higher than a predetermined temperature (for example, 7 ° C.), the valve CV1 is fully opened in FIG. In this case, the flow of the solution and the refrigerant in the absorption refrigerator 2 is exactly the same as in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
[0041]
As the refrigeration load decreases or the heat source temperature increases, the chilled water temperature decreases from a predetermined temperature. In this case, by narrowing the opening degree of the valve CV1 according to the cold water temperature change, the heat input supplied to the low pressure regenerator LG gradually decreases, and accordingly, the refrigerant separation amount and the solution concentration amount decrease. FIG. 3 is a Duhring diagram showing changes in the solution cycle accompanying such changes. In the figure, when the valve CV1 is fully open, the solution is regenerated as C → D in the low pressure regenerator LG, but when the valve CV1 is throttled, the concentration due to regeneration is as C → D ′. The width decreases. Along with this, the absorption capacity of the high-temperature absorber HA also decreases from G → H to G → H ′.
[0042]
When the temperature of the chilled water further increases, the amount of regeneration in the low-pressure regenerator LG becomes zero by fully closing the valve CV1, and accordingly, the solution forms a cycle of BCE “FGA”. This is a normal single effect cycle.
[0043]
In this embodiment, the capacity adjustment of the low pressure regenerator LG is performed by the flow rate control valve CV1 provided in the heat source circuit H2. However, the present invention is not limited to this, and for example, the flow rate of the cooling water circuit C2 of the high temperature absorber HA. It can also be done by making adjustments. That is, the absorption capacity of the high-temperature absorber HA can be increased or decreased by adjusting the cooling water flow rate. As a result, the capacity of the low-pressure regenerator LG can be changed, and the same operation as described above can be performed.
[0044]
In the present embodiment, the capacity adjustment of the low pressure regenerator LG is performed based on the chilled water temperature of the chilled water circuit W1, but is not limited thereto, and can be performed based on the heat source temperature.
[0045]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference between the absorption refrigerator 3 according to the present embodiment and the first embodiment is that, in addition to the absorption refrigerator 1 of the first embodiment, the solution of the high-pressure regenerator HG is supplied to the solution heat exchanger HE. Concentrated solution bypass circuit S5 for guiding, dilute solution bypass circuit S6 for guiding the dilute solution of the low-temperature absorber LA to the solution heat exchanger, valves J1 to J4 for appropriately switching the solution circuit, and heat source circuit H2 for the low-pressure regenerator LG for closing The valve J5 is further provided. Further, although not shown, a temperature sensor is provided in the heat source circuit H1, and the heat source temperature is constantly monitored. Other configurations are the same as those of the first embodiment. By adopting such a configuration, a double generator cycle and a single effect cycle can be appropriately selected according to the heat source temperature.
[0046]
Next, the refrigeration cycle in this embodiment will be described. First, a case where the operation is performed by the double generator cycle when the heat source temperature is a predetermined temperature (for example, 85 ° C.) or less will be described. In this case, in FIG. 4, the valves J1 and J3 are closed, and the valves J2, J4, and J5 are open. By adopting such a valve opening / closing configuration, the flow of the solution and the refrigerant in the absorption refrigerator 2 is exactly the same as in the first embodiment. That is, the solution concentrated in the high pressure regenerator HG is introduced into the low pressure regenerator LG via the solution pipes S1 and S1 ′. The solution further concentrated by the low pressure regenerator LG is introduced into the low pressure absorber LA via the solution pipe S4 and the solution heat exchanger HE (solid arrow). The concentrated solution introduced into the low-pressure absorber LA is dropped into the container by the dropping device 2 and absorbs the low-pressure refrigerant vapor introduced from the evaporator VA to become a diluted solution. Further, the dilute solution is guided to the high-pressure absorber HA via the solution pipes S2 and S2 ′. Since the subsequent flow of the solution and the flow of the refrigerant are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.
[0047]
A double generator cycle is formed by the above operation.
[0048]
Next, a case where the heat source temperature is operated by a normal single effect cycle when the temperature exceeds the predetermined temperature will be described. In this case, in FIG. 4, the valve J1 and the valve J3 are opened, and the valve J2, the valve J4, and the valve J5 are closed. By performing such valve opening and closing, the low-pressure regenerator LG and the high-temperature absorber HA remain in an inoperative state.
[0049]
The solution concentrated in the high-pressure regenerator HG is introduced into the low-pressure absorber LA via the route of the solution pipe S1, the valve J3, the concentrated solution bypass circuit S5, and the solution heat exchanger HE. The introduced concentrated solution is dropped into the vessel by the dropping device 2 and absorbs the low-pressure refrigerant vapor introduced from the evaporator VA to become a diluted solution. Further, the dilute solution is led directly to the solution heat exchanger HE via the valve J1 and the dilute solution bypass circuit S6, heated, and returned to the high pressure regenerator HG.
[0050]
The refrigerant flow in this case is the same as that of the first refrigerant system in the first embodiment. That is, the refrigerant vapor separated in the high pressure regenerator HG is guided to the condenser CD via the refrigerant pipe V1. Here, it is condensed by the cooling water flowing through the cooling water circuit C3 to become a refrigerant liquid. The refrigerant liquid is further led to the evaporator VA under vacuum via the refrigerant pipe L1, where it is dropped into the evaporator VA by the refrigerant dropping device D3. The refrigerant liquid takes heat from the cold water flowing in the cold water circuit W1 under vacuum and evaporates itself to become refrigerant vapor. The chilled water in the chilled water circuit W1 is used for cooling. The refrigerant vapor is further guided to the low-pressure absorber LA via the refrigerant pipe V3 and absorbed by the concentrated solution dropped from the dropping device 2 to dilute the solution.
[0051]
The double generator cycle and the single effect cycle can be appropriately selected by performing the valve opening / closing operation as described above in accordance with the heat source temperature.
[0052]
In the present embodiment, the double generator cycle and the single effect cycle are selected by opening and closing the valves J1 to J5. However, by appropriately adjusting the valve opening according to the heat source temperature. It is also possible to make a smooth transition from a double generator cycle to a single effect cycle.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize an absorption refrigerator that can be driven by a relatively low-temperature heat source and that the flow of the solution is serial, so that the circulation rate of the solution can be easily controlled. effective.
[0054]
Moreover, since only one solution heat exchanger is required compared to the conventional double generator cycle, there is an effect that the equipment can be made compact and the cost can be reduced.
[0055]
In addition, an absorption refrigerator configured to be able to adjust the heat input to the low-pressure regenerator according to the heat source temperature can adopt the most efficient operation corresponding to the heat source temperature. Contributes to further effective use of waste heat such as Gene.
[0056]
Further, even in an absorption refrigerator incorporating a solution bypass circuit, there is an effect that a double generator cycle and a single effect cycle can be appropriately selected corresponding to a change in heat source temperature and a change in refrigeration load.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a flow of a solution and a refrigerant in a first embodiment of a double generator type absorption refrigerator according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a flow of a solution and a refrigerant in a second embodiment of a double generator type absorption refrigerator according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a refrigeration cycle according to a second embodiment in a Duling diagram.
FIG. 4 is a diagram showing a flow of a solution and a refrigerant in a third embodiment of a double generator type absorption refrigerator according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a refrigeration cycle of the absorption chiller according to the present invention in a Duering diagram.
FIG. 6 is a diagram showing a flow of a conventional double generator type absorption refrigerator.
[Explanation of symbols]
1, 2 ... Absorption refrigerator, C1, C2 ... Cooling water circuit, CD ... Condenser, CV1 ... Flow control valve, D1, D2 ... Solution dripping device, D3 ... Refrigerant droplet dropping device, HA ...... High pressure absorber, HE ... Solution heat exchanger, HG ... High pressure regenerator, H1, H2 ... Hot water piping, J1-J5 ... Valve, LA ... Low pressure absorber, S1-S6, S1 ', S2 '... Solution piping, V1, V2, V3 ... Refrigerant piping, VA ... Evaporator, W1 ... Cold water circuit

Claims

希溶液を濃縮・分離する高圧再生器と、前記高圧再生器で分離された冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器から導かれる冷媒液を再度蒸発させる蒸発器と、前記高圧再生器から導かれる溶液をさらに濃縮・分離する低圧再生器と、前記蒸発器から導かれる冷媒蒸気を前記低圧再生器から導かれる濃溶液に吸収させて希釈する低温吸収器と、前記低圧再生器で分離された冷媒蒸気を前記低温吸収器から導かれる溶液に吸収させてさらに希釈する高温吸収器と、前記低圧再生器から前記低温吸収器に導かれる濃溶液と、前記高温吸収器から前記高圧再生器に導かれる希溶液と、を熱交換させる溶液熱交換器と、を備えた吸収式冷凍機。From the high pressure regenerator for concentrating / separating the dilute solution, the condenser for condensing the refrigerant vapor separated by the high pressure regenerator, the evaporator for re-evaporating the refrigerant liquid led from the condenser, and the high pressure regenerator A low pressure regenerator that further concentrates and separates the solution to be led, a low temperature absorber that absorbs and dilutes the refrigerant vapor led from the evaporator into the concentrated solution led from the low pressure regenerator, and the low pressure regenerator. A high-temperature absorber for absorbing and further diluting the evaporated refrigerant vapor into the solution led from the low-temperature absorber, a concentrated solution led from the low-pressure regenerator to the low-temperature absorber, and the high-temperature absorber to the high-pressure regenerator An absorption refrigerator having a solution heat exchanger for exchanging heat with a dilute solution to be led .

前記低圧再生器の冷媒蒸発量制御手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。Absorption refrigerating machine according to claim 1, characterized in that the refrigerant evaporation amount controlling means of the low pressure regenerator, further comprising.

前記高圧再生器の溶液を溶液熱交換器を経て前記低温吸収器に導く濃溶液バイパス回路と、前記低温吸収器の溶液を前記溶液熱交換器を経て前記高圧再生器に導く希溶液バイパス回路と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。A concentrated solution bypass circuit for leading the solution of the high-pressure regenerator to the low-temperature absorber via a solution heat exchanger; and a dilute solution bypass circuit for guiding the solution of the low-temperature absorber to the high-pressure regenerator via the solution heat exchanger; The absorption refrigerator according to claim 1 , further comprising:

前記吸収式冷凍機の作動媒体が、水−臭化リチウム溶液であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の吸収式冷凍機。The absorption refrigerator according to any one of claims 1 to 3 , wherein a working medium of the absorption refrigerator is a water-lithium bromide solution.

請求項２又は４に記載の吸収式冷凍機において、
前記低圧再生器への入熱量を増減して前記低圧再生器の冷媒蒸発量を制御することにより、冷凍出力を制御することを特徴とする吸収式冷凍機の運転方法。In the absorption refrigerator according to claim 2 or 4 ,
An operating method for an absorption chiller, wherein the refrigeration output is controlled by controlling the amount of refrigerant evaporated in the low pressure regenerator by increasing or decreasing the amount of heat input to the low pressure regenerator.

請求項５に記載の吸収式冷凍機において、前記低圧再生器への入熱を遮断することにより単効用サイクルとすることを特徴とする吸収式冷凍機の運転方法。6. The absorption refrigerator according to claim 5 , wherein a single-effect cycle is established by blocking heat input to the low-pressure regenerator.

請求項３又は４に記載の吸収式冷凍機において、
熱源温度が所定温度以下の場合には、前記高圧再生器の溶液を前記低圧再生器に導くとともに、前記低温吸収器の希溶液を前記高温吸収器に導き、熱源温度が前記所定温度を超える場合には、前記高圧再生器の溶液を前記濃溶液バイパス回路に導くとともに、前記低温吸収器の希溶液を前記希溶液バイパス回路に導くことにより、単効用サイクルとすることを特徴とする吸収式冷凍機の運転方法。In the absorption refrigerator according to claim 3 or 4 ,
When the heat source temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, the solution of the high pressure regenerator is guided to the low pressure regenerator, the dilute solution of the low temperature absorber is guided to the high temperature absorber, and the heat source temperature exceeds the predetermined temperature. The absorption refrigeration is characterized in that a single-effect cycle is obtained by guiding the solution of the high-pressure regenerator to the concentrated solution bypass circuit and guiding the diluted solution of the low-temperature absorber to the diluted solution bypass circuit. How to operate the machine.