CN101713598A - 吸收式冷冻机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种吸收式冷冻机，根据构成部件少且配管被简化的结构，可以提高自在吸收式冷冻机内流过的热源流体的热量回收效率。特别是，根据可实现从在高温再生器流通的热源流体进行热量回收的热量回收器的小型化的结构，能够提高热源流体的潜势热的热量回收效率。在该吸收式冷冻机中，将稀吸收液从吸收器向高温再生器流通的稀吸收液管分支成第一稀液管和第二稀液管，在第一稀液管构成为在高温再生器流通的热源流体向第一热量回收器、疏水器、第二热量回收器流通，第二稀液管具有与在高温再生器生成的中间吸收液进行热交换的高温热交换器和与在低温再生器生成的浓吸收液进行热交换的低温热交换器。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于冷冻/空调的吸收式冷冻机(包含吸收式冷温水机)，特别涉及蒸气焚烧的双重效用吸收式冷冻机。
背景技术
一直以来，随着对地球环境温度的关心程度的提高，对机器的高效化的要求越来越高。特别是，对运转时间长的地域的制冷供暖设施或商业设施等而言，这种倾向很显著，渴望提高机械效率。
而且，相对于该期望，提出有提高自在吸收式冷冻机内流过的热源流体的热量回收效率的技术(例如参照专利文献1)。
但是，由于该技术是将从吸收器向高温再生器供给的稀液流通的稀液管多次分支及汇合，因此，难以调整在分支后的各稀液管流通的稀液，从而花费工夫。另外，为了使吸收式冷冻机高效化，需要提高各溶液热交换器的温度效率，但若浓液的温度降低，则存在结晶的可能性，存在不能提高低温热交换器的温度效率的问题。另外，若为了降低辅机动力而削减冷却水的流量，则也存在所述冷却水的温度上升而导致运转压力也上升的问题。
与此相对，具有用于解决上述课题的如下构成，该构成设置有低压吸收器及低压蒸发器、高压吸收器及高压蒸发器。
专利文献1：(日本)特开2001-056160号公报
专利文献2：(日本)特开2005-300126号公报
但是，专利文献2的构成必须对热源流体流通的蒸气管及自该热源流体进行热量回收的热量回收器进行高压设计，从而存在制作成本增高的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种技术，该技术根据构成部件少且配管被简化的结构，可以提高自在吸收式冷冻机内流过的热源流体的热量回收效率。特别是，提供一种根据如下结构能够提高热源流体的潜势热的热量回收效率的技术，该结构将在高温再生器流通的热源流体分割到两个热量回收器而进行热量回收并可实现热量回收器的小型化。
第一发明的吸收式冷冻机，具有：高温再生器，其使热源流体流通来加热稀吸收液，并生成制冷剂蒸气和中间吸收液；低温再生器，其利用生成的所述制冷剂蒸气再加热所述中间液而生成制冷剂蒸气和浓吸收液；冷凝器，其使在所述高温再生器生成的制冷剂蒸气和在所述低温再生器生成的制冷剂蒸气汇合并冷凝，并且与通过该低温再生器而冷凝的制冷液汇合；蒸发器，其将来自所述冷凝器的制冷液分散到冷水管上并再次蒸发而能够向热负载进行冷热供给；吸收器，其使来自所述低温再生器的浓吸收液流入并使来自所述蒸发器的制冷剂蒸气被该浓吸收液吸收而生成稀吸收液，该吸收式冷冻机的特征在于，将从所述吸收器向所述高温再生器连通地设置且所述稀吸收液流通的稀吸收液管分支成第一稀吸收液管和第二稀吸收液管，将第一稀吸收液管和第二稀吸收液管分别向所述高温再生器连通地设置，并且，在所述第一稀吸收液管设置与在所述高温再生器流通的热源流体进行热交换的热量回收器，第二稀吸收液管具有与在所述高温再生器生成的中间吸收液进行热交换的高温热交换器和与在所述低温再生器生成的浓吸收液进行热交换的低温热交换器，将所述热量回收器至少分割为第一热量回收器和第二热量回收器这两个而进行设置，在所述高温再生器流通的热源流体在所述第一热量回收器流通并经由疏水器(チ一ムトラツプ)向所述第二热量回收器流通。
第二发明的吸收式冷冻机，在第一发明的基础上，其特征在于，向设于所述第一稀吸收液管上的所述热量回收器的所述吸收器侧设置制冷剂排出热量回收器，在该制冷剂排出热量回收器中，在该第一稀吸收液管内流通并向高温再生器流动的稀吸收液和在低温再生器流通而散热冷凝后的制冷液进行热交换。
根据第一发明，在第一稀吸收液管设置至少与在高温再生器流通的热源流体进行热交换的热量回收器，第二稀吸收液管具有与在高温再生器生成的中间吸收液进行热交换的高温热交换器和与在所温再生器生成的浓吸收液进行热交换的低温热交换器，根据构成部件少且配管被简化的结构，可以提高自在高温再生器流过的热源流体的热量回收效率。另外，在分支后的第一稀吸收液管和第二稀吸收液管流通的稀液的调整变得容易，可以提高自热源流体的热量回收效率。特别是，在高温再生器流通的热源流体在第一稀吸收液管流通期间，在第一热量回收器进行热量回收，并经由疏水器在第二热量回收器进一步进行热量回收。由此，根据可实现包含热量回收器小型化在内的热源流体管路的简化设计的结构，利用第一热量回收器、第二热量回收器及制冷剂排出热量回收器，可有效进行自热源流体向稀吸收液的热量回收，并可提高吸收式冷冻机的效率。
根据第二发明，除第一发明的效果之外，通过设置制冷剂排出热量回收器，在该制冷剂排出热交换器中，在第一稀吸收液管内流通而流向高温再生器的稀吸收液和在低温再生器流通而散热冷凝的制冷液进行热交换，由此，可自在低温再生器流通而散热冷凝的制冷液进行热量回收，并且也可自热源流体进行热量回收，从而可提高机械效率。
本发明的吸收式冷冻机，具有：高温再生器，其使热源流体流通来加热稀吸收液，并生成制冷剂蒸气和中间吸收液；低温再生器，其利用生成的所述制冷剂蒸气再加热所述中间液而生成制冷剂蒸气和浓吸收液；冷凝器，其使在所述高温再生器生成的制冷剂蒸气和在所述低温再生器生成的制冷剂蒸气汇合并冷凝，并且与通过该低温再生器而冷凝的制冷液汇合；蒸发器，其将来自所述冷凝器的制冷液分散到冷水管上并再次蒸发而能够向热负载进行冷热供给；吸收器，其使来自所述低温再生器的浓吸收液流入并使来自所述蒸发器的制冷剂蒸气被该浓吸收液吸收而生成稀吸收液，将从所述吸收器向所述高温再生器连通地设置且所述稀吸收液流通的稀吸收液管分支成第一稀吸收液管和第二稀吸收液管，将第一稀吸收液管和第二稀吸收液管分别向所述高温再生器连通地设置，并且，在所述第一稀吸收液管设置与在所述高温再生器流通的热源流体进行热交换的热量回收器，第二稀吸收液管具有与在所述高温再生器生成的中间吸收液进行热交换的高温热交换器和与在所述低温再生器生成的浓吸收液进行热交换的低温热交换器，将所述热量回收器至少分割为第一热量回收器和第二热量回收器这两个而进行设置，在所述高温再生器流通的热源流体在所述第一热量回收器流通并经由疏水器向所述第二热量回收器流通。本发明的实施例记载在后面。
附图说明
图1是本发明的吸收式冷冻机的配管构成图；
图2是本发明的吸收式冷冻机的外观构成图。
附图标记说明
1高温再生器 2热源流体管
3低温再生器 4冷凝器
5上机体 6蒸发器
7吸收器 8下机体
9低温热交换器 10高温热交换器
11制冷剂泵 12吸收液泵
13、14分离器 15稀液管
15A第一稀液管 15B第二稀液管
16、17吸收液管 18蒸气截止阀
19、20、21制冷剂管 22冷却水管
23载冷剂管 24制冷剂排出热量回收器
25第一热量回收器 26第二热量回收器
27、28控制阀 100吸收式冷冻机
具体实施方式
实施例1
下面，说明本发明的吸收式冷冻机100的实施例。图1是本发明的吸收式冷冻机100的配管构成图，图2是本发明的吸收式冷冻机100的外观构成图。
本发明的吸收式冷冻机100例如是制冷剂使用水、吸收液使用溴化锂(LiBr)溶液的双重效用吸收式冷冻机，其具有：高温再生器1，供给热源流体(高温、高压的水蒸气、高温水等)的热源供给管2经由其内部而进行配管，通过加热稀吸收液(以下称为“稀液”)产生制冷剂蒸气而浓缩成中间吸收液(以下称为“中间液”)；上机体5，其内置有低温再生器3和冷凝器4，该低温再生器3利用所述蒸气制冷剂加热所述中间液而使其成为浓吸收液(以下称为“浓液”)，该冷凝器4使从低温再生器3供给的制冷剂蒸气与在冷却水管22流动的冷却水进行热交换并使其冷却、冷凝；下机体8，其内置有蒸发器6及吸收器7。冷却水管22经由下机体8的吸收器7内而配设于冷凝器4内。
设于下机体8的蒸发器6内上部的分散器6A构成为，与制冷剂管21的终端侧连接，该制冷剂管21在中间存在制冷剂泵11且始端与蒸发器6的下部连接，利用制冷剂泵11的运转，可以将贮留于蒸发器6下部的制冷液流过制冷剂管21并利用分散器6A分散到水等载冷剂(ブライン)在内部流通的载冷剂管23上。
而且，从下机体8的吸收器7下部侧具有吸收液泵12并延伸的稀液管15分支成第一稀液管15A(第一稀吸收液管15A)和第二稀液管15B(第二稀吸收液管15B)，这些第一稀液管15A及第二稀液管15B分别向高温再生器1连通地连接。
在第一稀液管15A上设置有：控制阀27，其控制在该第一稀液管15A内流通的稀液的流量；制冷剂排出热量回收器24，其与在高温再生器1再生且向冷凝器4流通的、位于吸收液管19内的制冷剂蒸气进行热交换；第一热量回收器25和第二热量回收器26，其设于流通高温再生器1后的热源流体管2且与热源流体管2内的热源流体进行热交换。朝制冷剂排出热量回收器24的下游侧即朝与高温再生器1靠近的方向，在第一稀液管15A上依次配设有第二热量回收器26和第一热量回收器25。由此，如后所述，依次利用第一热量回收器25、第二热量回收器26与在高温再生器流通的热源流体进行热交换，并从所述热源流体进行热量回收。
另外，第二稀液管15B在入口侧具有控制阀28，且依次设置有设于吸收液管17的低温热交换器9和设于吸收液管16的高温热交换器10。该吸收液管17从低温再生器3的下部侧向设置于下机体8的吸收器7内侧上部的分散器7A连接，该吸收液管16使在高温再生器1生成的中间液向低温再生器3流通。控制阀27、28设于与稀液管15分支成第一稀液管15A和第二稀液管15B的部位紧靠后方的部位。
而且，构成为可以根据吸收液泵12的运转及控制阀27、28的开度，控制第一稀液管15A及第二稀液管15B的流量，将贮留于吸收器7下部侧的稀液输送到高温再生器1。
另外，高温再生器1和低温再生器3由具有高温热交换器10的吸收液管16连接，在高温再生器1蒸气分离制冷剂而使吸收液浓度变高的中间液，利用吸收液管16输送到低温再生器3。
并且，高温再生器1和冷凝器4构成为由制冷剂管19连接，该制冷剂管19经由低温再生器3的内部且设置有制冷剂排出热量回收器24，在高温再生器1被热源流体加热而由吸收液蒸发分离而被供给的蒸气制冷剂，经由低温再生器3可流入冷凝器4。
另外，低温再生器3的下部侧和设于下机体8的吸收器7内侧上部的分散器7A构成为，由设有低温热交换器9的吸收液管17连接，在低温再生器3，使能够吸收制冷剂而被再生的浓液，在低温热交换器9向在第二稀液管15B内流通的稀液散热并可流入吸收器7。
在如上所述构成的本发明的吸收式冷冻机100中，若打开对热源供给管2进行开闭的蒸气截止阀18，使热源流体向热源流体管2流通，则高温再生器1内的稀液被所述热源流体加热而沸腾，可得到从稀液蒸发分离的制冷剂蒸气和蒸气分离制冷剂而使吸收液的浓度变高的中间液。
这样在高温再生器1生成的高温制冷剂蒸气，经过制冷剂管19而进入低温再生器3，对经过吸收液管16而流入低温再生器3内的中间液进一步进行加热，并且，在制冷剂排出热量回收器24对在第一稀液管15A流通的稀液进行加热，从而散热冷凝并流向冷凝器4。另一方面，在高温再生器1生成的吸收液(中间液)利用吸收液管16经由高温热交换器10，对在第二稀液管15B流通的稀液进行加热并进入低温再生器3。
另外，在低温再生器3，被在制冷剂管19内流通的制冷剂蒸气加热而由中间液蒸发分离的制冷剂蒸气，经由分离器13(エリミネ一タ)进入邻接的冷凝器4，与在冷却水管22内流通的冷却水进行热交换并冷凝液化，并与从制冷剂管19冷凝而供给的制冷剂汇合，在制冷剂管20流通并流向下机体8的蒸发器6。
进入蒸发器6并贮留于下部的制冷液，由制冷剂泵11从蒸发器6的分散器6A分散到载冷剂管23之上，并从经由载冷剂管23供给的水等载冷剂吸热而蒸发，从而冷却在载冷剂管23内部流通的载冷剂。
在蒸发器6蒸发的制冷剂经由分离器14进入邻接的吸收器7，在低温再生器3中被蒸发分离制冷剂并浓缩再生的吸收液(浓液)吸收，即，被利用吸收液管17并经由低温热交换器9而供给的从分散器7A分散到冷却水管22上的吸收液(浓液)吸收。
而且，在吸收器7，吸收制冷剂后浓度变稀的吸收液即稀液，利用吸收液泵12的运转向稀液管15流出，并根据控制阀27、28的开度被控制而向第一稀液管15A及第二稀液管15B分流，在这些第一稀液管15A及第二稀液管15B流通并分别流向高温再生器1。
从一个稀液管15经由控制阀27流向第一稀液管15A的稀液，在制冷剂排出热量回收器24，被在高温再生器1从吸收液蒸发分离的制冷剂蒸气加热，进而，通过第二热量回收器26及第一热量回收器25，被热源流体加热而流向高温再生器1，该热源流体在热源流体管2内流通且对贮留于高温再生器1内的吸收液进行加热。
从另一个稀液管15经由控制阀28流向第二稀液管15B的稀液，在低温热交换器9中，被从低温再生器3的下部侧向低压吸收器7A供给的浓液加热，进而，在高温热交换器10中，被经过吸收液管16从高温再生器1向低温再生器3供给的中间液加热而流向高温再生器1。
在本发明中，将设于第一稀液管15A上的热量回收器分割为第一热量回收器25和第二热量回收器26这两个而进行设置，在高温再生器1流通的热源流体构成为在第一热量回收器25流通，并经由疏水器(スチ一ムトラツプ)21向第二热量回收器26流通。上述情况为在疏水器21的前后以构成蒸气或排出水(成为冷凝水的蒸气)的方式将热量回收器分开。即，在第一热量回收器25中，回收热源流体(蒸气、排出水)的潜热/显热，在第二热量回收器26中回收显热。
如果不像上所述将设于第一稀液管15A上的热量回收器分割，在这种情况下，热源流体流通的整个部分成为用于高压的设计，热量回收器也成为高压容器，从而成为大型化，导致成本上升。但是，在本发明中，如上所述，通过分割热量回收器，疏水器21之后的结构不采用高压设计即可，可以使热源流体管路的设计简化，并且，可以使构成压力容器的第一热量回收器25小型化。
这样，可实现热量回收器的小型化，并根据构成部件少且配管被简化后的结构，可有效进行从在热源流体管2内流通的高温高压蒸气的热源流体向稀液的热量回收，可提高自热源流体的热量回收效率，并可提高机械效率。另外，在分支后的第一稀液管15A和第二稀液管15B流通的稀液的调整，由于可分别单独进行，故调整变得容易，可以提高自热源流体的热量回收效率，并可提高机械效率。
另外，在第一稀液管15A内流通并向高温再生器1流动的稀吸收液和在低温再生器3流通而散热冷凝的制冷液，通过设置进行热交换的制冷剂排出热量回收器24，可以自在低温再生器3流通而散热冷凝的制冷液进行热量回收，并且，也可自在热源流体管2内流通的热源流体进行热量回收。通过第一热量回收器25、第二热量回收器26及制冷剂排出热量回收器24，可有效进行自热源流体向稀吸收液的热量回收，并可提高吸收式冷冻机的效率。
通过使制冷剂和吸收液如上所述进行循环，在经由蒸发器6的内部而设置的载冷剂管23内，因制冷剂的气化热而冷却的水等载冷剂，可以经由载冷剂管23向未图示的空调负载循环供给，因此，可进行制冷等冷却运转。
而且，将向高温再生器1供给的稀液分流到第一稀液管15A和第二稀液管15B，并将在高温再生器1加热吸收液的所述热源流体的热源用于各稀液的加热，从而可利用上述热源流体直至其达到低温区域，可削减蒸气消耗量并增大低温热交换器9的结晶余量(可扩大难以结晶的范围)。另外，如上所述，将从吸收器7向高温再生器1连通的稀液管15，分支成第一稀液管15A和第二稀液管15B，由于这些稀液管直接向所述高温再生器1连通，故可以容易地调整在分支后的各稀液管流通的稀液的流量分配。
并且，如图2所示，在本发明的吸收式冷冻机100中，由于在上部配置内置有低温再生器3、冷凝器4的上机体5及高温再生器1，在下方配设内置有蒸发器6及吸收器7的下机体8，因此，成为抑制了高度方向的尺寸的适用于小型化的吸收式冷冻机。
另外，由于该下机体8与现有技术同样地并列设置蒸发器和吸收器，故不会使内部结构复杂化，在维护检查或修理时也能够与现有技术同样地进行。
工业实用性
本发明并不限于上述实施例，在不脱离本发明主旨的范围内可进行适当变更，本发明适用于通过将热源的热量回收来提高机械效率的吸收式冷冻机。
Claims (2)
1.一种吸收式冷冻机，具有：高温再生器，其使热源流体流通来加热稀吸收液，并生成制冷剂蒸气和中间吸收液；低温再生器，其利用生成的所述制冷剂蒸气再加热所述中间吸收液而生成制冷剂蒸气和浓吸收液；冷凝器，其使在所述高温再生器生成的制冷剂蒸气和在所述低温再生器生成的制冷剂蒸气汇合并冷凝，并且与通过该低温再生器而冷凝的制冷液汇合；蒸发器，其将来自所述冷凝器的制冷液分散到冷水管上并再次蒸发而能够向热负载进行冷热供给；吸收器，其使来自所述低温再生器的浓吸收液流入并使来自所述蒸发器的制冷剂蒸气被该浓吸收液吸收而生成稀吸收液，该吸收式冷冻机的特征在于，
将从所述吸收器向所述高温再生器连通地设置且所述稀吸收液流通的稀吸收液管分支成第一稀吸收液管和第二稀吸收液管，将第一稀吸收液管和第二稀吸收液管分别向所述高温再生器连通地设置，并且，在所述第一稀吸收液管设置与在所述高温再生器流通的热源流体进行热交换的热量回收器，第二稀吸收液管具有与在所述高温再生器生成的中间吸收液进行热交换的高温热交换器和与在所述低温再生器生成的浓吸收液进行热交换的低温热交换器，将所述热量回收器至少分割为第一热量回收器和第二热量回收器这两个而进行设置，在所述高温再生器流通的热源流体在所述第一热量回收器流通并经由疏水器向所述第二热量回收器流通。
2.如权利要求1所述的吸收式冷冻机，其特征在于，向设于所述第一稀吸收液管上的所述热量回收器的所述吸收器侧设置制冷剂排出热量回收器，在该制冷剂排出热量回收器中，在该第一稀吸收液管内流通并向高温再生器流动的稀吸收液和在低温再生器流通而散热冷凝后的制冷液进行热交换。
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