JPS6062563A - 吸収冷凍機を用いた冷温熱源製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、吸収冷凍機を用いて、低ポテンシヤルエネル
ギ及び高ポテンシャルエネルギを併用又は単独使用して
、冷温熱源を製造する方法に関するものである。

冷温熱源を製造するために加熱エネルギを要し従来は石
油、石炭などの化石燃料及びその誘導体としての燃料（
重油、都市ガス）の燃焼熱、又はこの燃焼熱を用いて生
成した高圧蒸気、高温水などの高温の高ポテンシャルエ
ネルギが用いられて来ている。しかし高ポテンシャルエ
ネルギは高価であり、また、将来の化石燃料の涸渇を防
止するために化石燃料の使用量の抑制が望まれている。

一方、太陽熱を利用した温水、工場などの排温水、蒸気
原動機より排出される低圧蒸気などの低ポテンシヤルエ
ネルギは量も豊富であり安価であるにも拘らず、例えば
１００℃以下の低温であるため、また生産験が一定せず
必要な時に直ちに必要な量を得ること、または長時間に
わたっである量を確保すること、などが内錐なため利用
されず、従来はそのまま環境に無駄に廃却されていた。

この低ポテンシヤルエネルギを利用した温熱源製造装置
においては、低ポテンシヤルエネルギが不足している時
には別に補助ボイラな必要とするなど構造、作用が複雑
であった。

本発明は、従来の方式の上記の欠点を除き、低ポテンシ
ヤルエネルギの変Ｗ１１及び負荷の変動に応じて、低ポ
テンシヤルエネルギの不足分を高ポテンシャルエネルギ
の供給制御により容易に補うことができ、かつ装置の構
造を極めて簡単となすことができる、吸収冷凍機を用い
た冷温熱源製造方法を提供することを目的とするもので
ある。即ち、低ポテンシヤルエネルギと高ポテンシャル
エネルギがある場合、低ポテンシヤルエネルギを優先し
て用いる冷温熱源製造方法を提供することを目的とする
ものである。

さらに本発明は、温熱源製造時にも、特別な補助加熱装
置を用いることなしに低ポテンシヤルエネルギを有効に
優先して用いることができる冷温熱源製造方法を提供す
ることを第２の目的とじている。

さらに本発明は、低ポテンシヤルエネルギを冷温熱源製
造に用いていない場合でも蓄熱を行なうことがで去る冷
温熱源製造方法を提供することを第３の目的きしている
。

本発明は、蒸発器、吸収器、発生器及び凝縮器を備えた
吸収冷凍機を用い、低ポテンシヤルエネルギ及び高ポテ
ンシャルエネルギを利用可能とする冷温熱源製造方法に
おいて、低ポテンシヤルエネルギの熱媒体系路と、冷温
熱源製造装置との１可を蓄熱器を介して接続し、冷熱源
製造時又は温熱源製造時に、低ポテンシヤルエネルギ熱
媒体が、系外より得た熱を系内に対して放熱しているか
、系内の熱を受熱して系外に棄てているかを判別するた
めに、放熱状轢の下限状態に相当する低ポテンシヤルエ
ネルギの値を利用可能な下限値として設定し、前記低ポ
テンシヤルエネルギが、前記利用可能な下限値を越えて
いる場合は、低ポテンシヤルエネルギ熱媒体が、系内へ
放熱し１４る状態にあ７ｔ、Ｌ−みて−４なイ田所テン
・ツヤＪレエ　太ル？か力ｎ軌ｉ庫として優先的に１重
用し、なお不足があれば、不足分を前記発生器において
前記高ポテンシャルエネルギにて補助的に加熱し、前記
低ポテンシヤルエネルギが、前記利用可能な下限値以下
の場合は、低ポテンシヤルエネルギ熱媒体が系内から受
熱する状態にあるとみて、該低ポテンシヤルエネルギの
サイクルを冷温熱源製造サイクルから切り離して、前記
高ポテンシャルエネルギのみを加熱源として使用し、同
時に低ポテンシヤルエネルギ熱媒体の有するエネルギを
前記蓄熱器に蓄熱することを特徴とする吸収冷凍機を用
いた冷温熱源製造方法である。

本発明を実施例につき図面を用いて説明する。

吸収冷凍サイクルを形成する機器として、缶胴１の中に
１体に（青酸された蒸発器Ｅ及び吸収器Ａ１缶胴２の中
に一体に構成された凝縮器Ｃ及び低温発生器ＧＬ、単独
に形成されている高温発生器ＧＨ％高温溶液熱交換器Ｈ
ＥＨ１低温溶液熱交換器ＨＥＬが備えられ、これらの機
器ケ接続して、溶液系路としては管路３，４．Ｉｓ、６
，７，８，９，１０゜散布′α１１，１２、溶液ポンプ
ｓｐが設けられ、冷奴系路としては、管路１３，１４，
１５，１６゜１？、５６、散布管１８、弁５７．５８、
冷媒ポンプＥＰ、受皿１９．２０、加熱管２１が設けら
れ、溶液加熱機構としては、低温発生器ＧＬＯ中に、二
重効用加熱管として前記加熱管２１が、溶液低温加熱管
として加熱管２２が、管路３９，４０に接続して設けら
れ、また、燃料管２３を通り燃料弁２４で流用を制御さ
れるＡ石油などの燃料を燃焼せしめるバーナ２５、ボイ
ラ缶胴２６、煙管２７を有する高温発生器ＧＨが溶液高
温加熱機構として備えられ、冷熱媒体系路としては管路
２Ｂ。

２９．３０，３１，３２、冷水管６１．　三方弁３３．
３４、ポンプ３５を備え、冷却水系路としては、冷却水
管３６．１７を備え、これらによる吸収冷凍サイクルに
より冷熱源製造サイクルを形成している。

３８は負荷、５９は冷水出口温度の温度検出器、６０は
加熱管２２の入口温度の温度検出器である。

温熱源製造サイクルを構成する機器としては、温熱媒体
加熱機構の温熱媒体低温加熱機構として太陽熱の集熱器
４１が備えられ、また温熱媒体高温加熱機構として受熱
管４２を収容する高温発生器ＧＨが利用される。温熱媒
体系路として、ポンプ４３、管路４４．４５により低温
の低ポテンシヤルエネルギの熱媒体系路が形成され、蓄
熱器６４を介して冷温熱源製造装置と接続している。冷
温熱源製造装置側の温熱媒体系路としては、４６゜４７
．４８，４９，５０，５１，５５．三方弁５２゜５３．
５４、前記蓄熱器６４、前記受熱管４２、（以下は冷熱
媒体系路と共用、但し異なる負荷に対し別系路としても
よく、この場合は、冷熱源と温熱源とを同時に埒造する
ことも可能となる）管路３０，３１．３２、三方弁３３
．３４、ポンプ３５が備えられている。６２．６３はそ
れぞれ集熱器４１の出口温度負荷３８の入口温度を検出
する温度検出器である。６５はポンプ、６６はチェツキ
弁である。

しかして、冷熱源又は温熱源製造時において、溶液高温
加熱機構と温熱媒体高温加熱機構を兼用している高温発
生器ＧＨにおいて、与えられるエネルギは、高温の高ポ
テンシャルエネルギであり、温熱源製造時に温熱媒体低
温加熱機構としての集熱器４１にて与えられるエネルギ
、又は冷熱源製造時に集熱器４１により熱を受けた熱媒
体により蓄熱器６４を介して溶液低温加熱機構としての
加熱ｖ２２にて与えられるエネルギは低温の低ポテンシ
ヤルエネルギである。

上記の如き装置の作用につき説明する。

先ず、冷熱源製造時には、第２図の如く、三方弁５２．
５３．５４を切り替えて、太陽熱を受けて集熱器４１に
より加熱された熱媒体により蓄熱器６４を介して加熱さ
れた熱媒体を加熱管２２に導き再び蓄熱器６４に循環せ
しめ、溶液系路は弁５７を閉じ、弁５８を開き、集熱器
４１から与えられる低ポテンシヤルエネルギに対して単
効用の方式となし、冷熱媒体系路としては三方形３３．
３４を切り替えて冷水管６１を負荷３８と接続する。

この状態で溶液ポンプＳＰ、冷媒ポンプＢＰ、ポンプ３
５．４３を運転すれば、太陽熱から集熱して得られた低
ポテンシヤルエネルギによす単効用吸収・冷凍サイクル
が作動せしめられて冷水が製造され負荷３８に送られる
。

負荷量に対して集熱器４１における集熱量が極めて少な
いかまたはゼロの場合は、後述の如く低ポテンシヤルエ
ネルギを加熱管２２に導かず、高ポテンシャルエネルギ
のみにより冷凍サイクルを運転する。この、利用し得る
最低の低ポテンシヤルエネルギ量を利用可能下限値と称
すれば、この利用可能下限値は負荷量に応じて変化して
設定してもよく、また予め一定に定めてもよい。利用可
能下限値の検出は、加熱管２２の入口温度の温度検出器
６０による検出、加熱管２２の入口温度と出口温度との
温咋差の検出、などにより検出し、一定の設定値又は負
荷に応じて変化する設定値を定める。

低ポテンシヤルエネルギを有効に利用するためには、低
ポテンシヤルエネルギ熱媒体が放熱を行なうことは許す
が、受熱を行なうことは避けなければならない。放熱状
態の下限状態に和尚する低ポテンシャルエネルギの値を
［利用可能な下限イ【とすれば、間接的にこの値を設定
するために、低ポテンシヤルエネルギ熱媒体の温度を検
出し、放熱状態か受熱状態かを判定すべく、放熱状態の
下限の状態における温度又は温度差を利用可能下限値と
して設定する。検出値がこの下限値を越えたら放熱状態
と見て低ポテンシヤルエネルギを利用し、検出値が下限
値以下であるならば低ポテンシヤルエネルギの利用を避
けるようにする。

例えば、低ポテンシヤルエネルギの利用は加熱管２２の
入口温度Ｔ１　と出口温度Ｔ２との差△Ｔ−’ｌ”　１
’ｌ’　２　全Ｑであることが条件であるが、ポンプ４
３の動力消費及び計器精度を考え、例えばＴ１及びＴ２
を検出し、はぼΔＴ　＜　０．５℃となった時にこれを
検出し、利用可能下限値以下になったと見なして低ポテ
ンシヤルエネルギを切り離す制御を行なう。また温度検
出器６２により集熱器４１の出口温度を検出し、所定の
温度以下の場合に下限値以下になったと見なしてもよい
。

例えば、集熱器４１の入口温度を１１とし、出を利用す
るためには、ｔｌと１２とをそれぞれ温度検出器で検出
し、△”−１２−ｔｌ＞０なることが条件である。計器
精度などを考慮して△ｔ４０．５℃となった時、これを
利用可能下限値以下になったとして低ポテンシヤルエネ
ルギを切離す制御を行なってもよい。

上述の如き△Ｔ１Δｔなどの検出によって低ポテンシヤ
ルエネルギが利用可能下限値を越えることが判定された
ならば、第２図の如きサイクルにより運転が続行される
。

しかして、運転開始当初から、或いは負荷の変動により
、負荷に対して低ポテンシヤルエネルギ量が不足である
場合には、この不足状態を、温度検出器５９による冷水
出口温度の検出、蒸発器Ｅ又は吸収器Ａの中の液面の検
出などにより検出し、不足であると判定された場合には
、第３図に示す如（弁５７を開き、弁５８を閉じ、燃料
弁２４を開いてバーナ２５を点火し、高温発生器ＧＨに
おける高ポテンシャルエネルギによる溶液の加熱作用、
及び低温発生器ＧＬにおける二重効用的加熱作用が補助
的に加えられる。この場合、温度検出器５９における冷
水出口温度又は蒸発器、吸収器の液面の検出などにより
、冷水出口温塵が一定になるように燃料弁２４を調節す
れば、前述の如く、低ポテンシヤル熱媒体温度を検出し
て、例えば△Ｔ＞０又は△１＞０なることを確かめなが
ら低ポテンシヤルエネルギを利用し、低ポテンシヤルエ
ネルギ熱媒体が受熱するのを防ぐようになっているので
、低ポテンシヤルエネルギを優先的に１史用し、かつ、
負荷変動又は低ポテンシヤルエネルギの変動に応じて高
ポテンシャルエネルギを適切に有効に補助的に用いるこ
とができる。

また、前述の如く、起動待当初又は低ポテンシヤルエネ
ルギ源の変動により、低ポテンシヤルエネルギ量が利用
可能下限値以下になったことが判定された場合には、第
４図に示す如く、三方弁５２゜５４が切り替えられ、ポ
ンプ４３が停止して、加熱管２２から低、−１？テンシ
ヤルエネルギサイクルが切り離され、高ポテンシャルエ
ネルギのみによる二重効用吸収冷凍サイクルが作動して
冷水を製造する。

この場合ポンプ４３の運転を続行して集熱器４１で得ら
れた低ポテンシヤルエネルギを蓄熱器６４に蓄熱してお
くことができる。

次に温熱源興造時にｉ−Ｊ、ｆｆ１５図の如く三方弁３
３゜３４．５２，５３．５４を切り替えて、蓄熱器６４
にて加熱される温熱媒体を負荷に導くようにする。

この例においては起動当初はバーナ２５による加熱は行
なわない。どの状態においてポンプ４３゜３５を運転す
れば、温熱媒体低温加熱機構としての集熱器４１におい
て太陽熱から得られた低ポテンシヤルエネルギにより加
熱されて温熱媒体としての温水が製造され、負荷３８に
送られる。

負荷３８に対し、低ポテンシヤルエネルギが不足してい
る場合には、その不足状態を集熱器４１の出口温度また
は負荷３８の入口温度などを温度検出器６２又は６３な
どにより検出することにより判定し、不足であると１１
定された場合には、燃料弁？４を開いてバーナ２５を点
火し、温熱媒体高温加熱機構としての高温発生器Ｇ　Ｉ
（における高ポテンシャルエネルギによる温水の加熱作
用が補助的に加えられる。この場合、温度検出器６３に
おける負荷３８人口温度の検出などにより、負荷３８人
口ｔｌｆＡ、　Ｗが一定になるように燃料弁２４を副部
すれば、低ポテンシヤルエネルギを優先的に使用し、か
つ負荷変動又は低ポテンシヤルエネルギの変動に応じて
高ポテンシャルエネルギを適切に有効に補助的に用いる
ことができる。これは、熱媒体を先ず低ポテンシヤルエ
ネルギにて加熱し昇温せしめた後、不足分を発生器にお
いて高ポテンシャルエネルギにて補助的に加熱するよう
にしたことによる。

また、前述と同様に起動待当初又は低ポテンシヤルエネ
ルギ源の変動により、低ポテンシヤルエネルギ量が利用
可能下限値以下になったことが温度検出器６２又は６３
などにより判定された場合には、第６図に示す如く、三
方弁５２．５３が切り替えられ、ポンプ４３が停止して
、負１ｄ↑３８から低ポテンシヤルエネルギが切り離さ
れ、高ポテンシャルエネルギのみにより、受熱管４２に
おける加熱が行なわれる。

第７図は別の実姉例を示し、集熱器４１を含む低ポテン
シヤルエネルギの熱媒体系路と冷温媒体製造装置本体と
の間が蓄熱器６４を介して前述の例と異なる回路で接続
しているものであり、前述の如く、低ポテンシヤルエネ
ルギが利用可能下限値以下となって低ポテンシヤルサイ
クルが切り離された場合でも、ポンプ４３を運転して蓄
熱器４１に蓄熱することができる。また、十分に蓄熱さ
れた場合には、低ポテンシヤルエネルギ源として、外界
からの低ポテンシヤルエネルギが利用可能下限値以下に
なっても利用することができる。

この実施例における運転状態として、冷熱源製造時にお
いて、加熱管２２への低ポテンシヤルエネルギの供給状
態を第８図に、；黒熱源製造時において温熱媒体に低ポ
テンシヤルエネルギを与える状態を第９図に（世し第８
図、第９図とも高温発生器ＧＨを作動せしめる場合もあ
るが図示せず）、低ポテンシヤルエネルギサイクルを切
り離して高ポテンシャルエネルギのみにより温熱源製造
を行なう場合を＠１０図に示す。

第１１図は別の実／１ｆｌｉ例で、受熱管４２が、高温
発生ｋ　ＧＨと連通した加熱室６７に収容されている例
である。

第１２図は別の実施例で、温熱源製造時に温熱媒体低温
加熱機構としての集熱器４１と温熱媒体高温加熱機構と
しての受熱管４２が並列に設けられている例であり、負
荷３８と高及び低ポテンシヤルエネルギの各相互の関係
に応じて配置４４と６８吉に分配する流量を弁６９にて
制御する。例えば集熱器４１の出口温度、受熱管４２の
出口温度を測定し、面温度がほぼ等しくなるよう流量の
分配を制御する。

第１３図は負荷側の一例を示し、蓄熱タンク７０゜ポン
プ７１を設ければ、低及び温熱源の貯熱を行なうと共に
、負荷変更の場合でも供給熱源の安定化をはかることが
できる。

μ上の実施例は、上述の如く構成され作用するので、冷
温熱源の製造に高ポテンシャルエネルギを補助加熱装置
として利用し、システム全体の簡素化を行なったこと、
特に温熱源製造システムの簡素化により、冷温熱源製造
の補助の高ポテンシャルエネルギを加熱源として利用し
、負荷に応じた加熱源の制御を補助病ポテンシャルエネ
ルギで行なうことにより、制御が容易となり、低ポテン
シヤルエネルギが過小となった場合には、この低ポテン
シヤルエネルギのサイクルを切離して、停止または蓄熱
のサイクルとして、一方では補助の高ポテンシャルエネ
ルギのみを使用して？’＞　ＦＡ源の製造を行なうこと
ができる。

第１４図には蓄熱器６４を用いずに低ポテンシヤルエネ
ルギの熱媒体が直接に冷温熱源製造装置に導かれる例が
示されているが、本願の実施例はこの例と比べ、低ポテ
ンシヤルエネルギの蓄熱を行なうことができる利点があ
る。

本発明により、低、Ｉ？テンシャルエネルギ熱媒体の作
用は系内に熱を放出するのみとなし、高ポテンシャルエ
ネルギなどによる系内の熱を低ポテンシヤルエネルギ熱
媒体が受熱して系外へ棄てることを防ぎ、また、温熱源
製造時においても特別な加熱装置を必要とすることなく
低ポテンシヤルエネルギを有効に回収利用し、安価な低
ポテンシヤルエネルギを有効に回収して優先的に利用し
、或いは蓄熱して有効利用をはかり貴重な化石燃料によ
る高価な高ポテンシャルエネルギの使用を節減し、その
供給制御を容易となし、かつ装置の構造を簡単となすこ
とができる、吸収冷凍機を用いた冷温熱源製造方法を提
供することができ、実用上、低エネルギ利用上、廃熱回
収上、省エネルギ上極めて大なる効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜１３図は本発明の実施例に関するもので、第１図
は７０−シート、第２図ないし第６図はその各種運転状
況を示す７０−シート、第７図は別の実施例の部分的フ
ローシート、第８図ないし第１０図はその各種運転状況
を示すフローシート、第１１図は別の実施例の部分的フ
ローシート、第１２図は別の実施例のフローシート、第
１３図は負荷側の別の実施例の部分装置の例の７０−シ
ートである。 １．２・・・・・・缶胴、３，４，５，６，７，８゜９
．１０・・・・・・管路、１１．１２・・・・・・散布
管、１３．１４，１５，１６．１７・・・・・・管路、
１Ｂ・・・・・・散布管、１９．２０・・・・・・受皿
、２１゜２２・・・・・・加熱管、２３・・・・・・燃
料管、２４・・・燃料弁、２Ｓ・・・・・・バーナ、２
６・・・・・・ボイラ缶胴、２７・・・・・・煙管、２
８　、２９　、３０　。 ３１．３２・・・・・・管路、　３３，３ト・・・・・
三方弁、３５・・・・・・ポンプ、３６．３７・・・・
・・冷却水管、３Ｂ・・・・・・負荷、３９．４０・・
・・・・管路、４１・・・・・・集熱器、４２・・・・
・・受熱管、４３・・・・・・ポンプ、４４．４５．４
６．４７．４８，４９゜５０．５１・・・・・・管路、
　５２，５３．！ｓ４・・・・・・三方弁、５５．５６
・・・・・・管路、５７，５８・・・・・・弁、５９．
６０・・・・・・温度検出器、６１・・・・・・冷水管
、　６２．６８・・・・・・温度検出器。 ６４・・・・・・蓄熱器、６５・・・・・・ポンプ％　
６６・・・チェツキ弁％　６７・・・・・・加熱室、６
８・・・・・・配管、６９・・・・・・弁、７０・・・
・・・貯熱タンク、７１・・・・・・弁、 Ａ・・・・・・吸収器、Ｃ・・・・・・凝縮器、Ｅ・・
・・・・蒸発器、ＧＨ・・・・・・高温発生器、　ＧＬ
・・・・・・低温発生器、　ＨＥＨ・・・・・・高温溶
液熱交換器、ＨＥ　Ｌ・・・・・・低温溶液熱交換器、
ＳＰ・・・・・・溶液ポンプ、ＥＰ・・・・・・冷媒ポ
ンプ。 特許出願人　株式会社荏原−１縛作所 復代理人弁理士　千　１）　稔 手続補正書（方式） 昭和５９年ｉｏ月１日 特許庁長官　志賀　学　殿 １　事件の表示 昭和５９年　特　許　願第１００５９２号３、補正をす
る者 事件との関係　特許出願人 住所（居所） 氏名（名称）　（０２３）　株式会社荏原製作所４、代
理人 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象　図　面 ８、補正の内容　別紙の通り　１．＃）７゛１１ 図面の’７’：”ｌ”ｉ　（、ｊ”Ｔ　’：’＋：に変
更なし）　−７方式／１＼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸発器、吸収器、発生器及び凝縮器を備えた吸収冷
   凍機を用い、紙ポテンシャルエネルギ及び高ポテンシャ
   ルエネルギを利用可能とする冷温熱源製造方法において
   、 低ポテンシヤルエネルギの熱媒体系路と、冷温熱源製造
   装置との間を蓄熱器を介して接続し、 冷熱源製造時又は温熱源製造時に、 低ポテンシヤルエネルギ熱媒体が、系外より得た熱を系
   内に対−して放熱しているか、系内の熱を受熱して系外
   に棄てているかを判別するために、放熱状態の下限状態
   に相当する低ポテンシヤルエネルギの値を利用可能な下
   限値として設定し、 前記低ポテンシヤルエネルギが、前記利用可能な下限値
   を越えている場合は、低ポテンシヤルエネルギ熱媒体が
   、系内へ放熱し得る状態にあるとみて、該低ポテンシヤ
   ルエネルギを加熱源として優先的に使用し、 なお不足があれば、不足分を前記発生器において前記高
   ポテンシャルエネルギにて補助的に加熱し、 前記低ポテンシヤルエネルギが、前記利用可能な下限値
   以下の場合は、低ポテンシヤルエネルギ熱媒体が、系内
   から受熱する状態にあるとみて、該低ポテンシヤルエネ
   ルギのサイクルを冷温熱源製造サイクルから切り離して
   、前記高ポテンシャルエネルギのみを加熱源として使用
   し、同時に低ポテンシヤルエネルギ熱媒体の有するエネ
   ルギを前記蓄熱器に蓄熱する ことを特徴とする吸収冷凍機を用いた冷温熱源製造方法
   。