JP3290464B2 - 複合冷凍装置 - Google Patents
複合冷凍装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複合冷凍装置、より詳
しくは第１効用および第２効用の２つの吸収式ヒートポ
ンプシステムを組み合わせた二重効用吸収式ヒートポン
プに対して、さらに機械的圧縮機を付設した複合冷凍装
置に関する。
しくは第１効用および第２効用の２つの吸収式ヒートポ
ンプシステムを組み合わせた二重効用吸収式ヒートポン
プに対して、さらに機械的圧縮機を付設した複合冷凍装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の吸収式ヒートポンプについて
は、その機器の改良とともに、システムの改良について
も著しいものがある。その代表例は、二重効用によるヒ
ートポンプである。
は、その機器の改良とともに、システムの改良について
も著しいものがある。その代表例は、二重効用によるヒ
ートポンプである。
【０００３】この二重効用ヒートポンプシステムで最も
効率の良い運転方法は、第１凝縮器の熱と第１吸収器の
熱とを第１発生器に移動させることである。かかる構成
で、第２凝縮器および第２吸収器から熱を取ることによ
り、第１発生器に与えた熱量Ｑの４倍分の熱量４Ｑを外
部に取り出すことができる。
効率の良い運転方法は、第１凝縮器の熱と第１吸収器の
熱とを第１発生器に移動させることである。かかる構成
で、第２凝縮器および第２吸収器から熱を取ることによ
り、第１発生器に与えた熱量Ｑの４倍分の熱量４Ｑを外
部に取り出すことができる。
【０００４】この関係が成立するためには、第１効用お
よび第２効用で、同じ二作動体を利用した場合には、第
１蒸発器と第２蒸発器の温度をほぼ同一とする場合に
は、第１発生器の温度を高くし、かつ第１凝縮器および
第１吸収器の温度を高める必要がある。
よび第２効用で、同じ二作動体を利用した場合には、第
１蒸発器と第２蒸発器の温度をほぼ同一とする場合に
は、第１発生器の温度を高くし、かつ第１凝縮器および
第１吸収器の温度を高める必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、冷媒と吸収剤
とが、水−リチュウムブロマイド系の場合には、第１発
生器の温度および濃度を高くすれば成立するが、この場
合の温度は180 ℃以上となり、腐食が進行して実用化で
きない。
とが、水−リチュウムブロマイド系の場合には、第１発
生器の温度および濃度を高くすれば成立するが、この場
合の温度は180 ℃以上となり、腐食が進行して実用化で
きない。
【０００６】また、水−アンモニア系の場合には、温度
が高く、かつアンモニア濃度が薄い条件で運転する必要
があり、高圧容器が必要となり設備費が嵩むとともに、
その安定運転のためには、発生するベーパーの濃度を一
定とするために、第１発生器において還流操作が必要と
なる。その結果、熱効率が低下する。
が高く、かつアンモニア濃度が薄い条件で運転する必要
があり、高圧容器が必要となり設備費が嵩むとともに、
その安定運転のためには、発生するベーパーの濃度を一
定とするために、第１発生器において還流操作が必要と
なる。その結果、熱効率が低下する。
【０００７】したがって、本発明の課題は、装置的な制
約を解消するとともに、熱効率が高いヒートポンプシス
テムを構築することにある。
約を解消するとともに、熱効率が高いヒートポンプシス
テムを構築することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は、それぞれ冷
媒と吸収剤を用いて、第１発生器、第１蒸発器、第１吸
収器により第１吸収式ヒートポンプを構成し、第２発生
器、第２凝縮器、第２蒸発器、第２吸収器により第２吸
収式ヒートポンプを構成するとともに、第１発生器で発
生したベーパーを第２発生器の加熱器に通すとともに、
その凝縮液を第１蒸発器に導き、外部駆動熱源を第１発
生器の駆動熱源とし、第１吸収器と第２発生器との間で
循環する第１熱媒循環路を構成し、前記第１吸収器で加
温され第１熱媒循環路を通る熱媒の熱、ならびに第１発
生器で発生し第２発生器の前記加熱器に移行したベーパ
ーの持っている熱を第２発生器の駆動熱源とし、前記第
２凝縮器および第２吸収器のうち少なくとも一方と第１
蒸発器との間を第２熱媒循環路で連結し、第１蒸発器の
加熱源とし、前記第２蒸発器で発生したベーパーは機械
的圧縮機で昇圧して第２吸収器での凝縮を図ることで解
決できる。
媒と吸収剤を用いて、第１発生器、第１蒸発器、第１吸
収器により第１吸収式ヒートポンプを構成し、第２発生
器、第２凝縮器、第２蒸発器、第２吸収器により第２吸
収式ヒートポンプを構成するとともに、第１発生器で発
生したベーパーを第２発生器の加熱器に通すとともに、
その凝縮液を第１蒸発器に導き、外部駆動熱源を第１発
生器の駆動熱源とし、第１吸収器と第２発生器との間で
循環する第１熱媒循環路を構成し、前記第１吸収器で加
温され第１熱媒循環路を通る熱媒の熱、ならびに第１発
生器で発生し第２発生器の前記加熱器に移行したベーパ
ーの持っている熱を第２発生器の駆動熱源とし、前記第
２凝縮器および第２吸収器のうち少なくとも一方と第１
蒸発器との間を第２熱媒循環路で連結し、第１蒸発器の
加熱源とし、前記第２蒸発器で発生したベーパーは機械
的圧縮機で昇圧して第２吸収器での凝縮を図ることで解
決できる。
【０００９】この場合、第２熱媒循環路において、熱媒
は第２吸収器、第２凝縮器の順で両者を通った後に第１
蒸発器に至るように構成することができる。
は第２吸収器、第２凝縮器の順で両者を通った後に第１
蒸発器に至るように構成することができる。
【００１０】他方で、それぞれ冷媒と吸収剤を用いて、
第１発生器、第１蒸発器、第１吸収器により第１吸収式
ヒートポンプを構成し、第２発生器、第２凝縮器、第２
蒸発器、第２吸収器により第２吸収式ヒートポンプを構
成するとともに、第１発生器で発生したベーパーを第２
発生器の加熱器に通すとともに、その凝縮液を第１蒸発
器に導き、外部駆動熱源を第１発生器の駆動熱源とし、
第１吸収器と第２発生器との間で循環する第１熱媒循環
路を構成し、前記第１吸収器で加温され第１熱媒循環路
を通る熱媒の熱、ならびに第１発生器で発生し第２発生
器の前記加熱器に移行したベーパーの持っている熱を第
２発生器の駆動熱源とし、前記第２蒸発器と第１蒸発器
との間を第３熱媒循環路で連結し、第１蒸発器の加熱源
とし、前記第２蒸発器で発生したベーパーは機械的圧縮
機で昇圧して第２吸収器での凝縮を図ることでも解決で
きる。ここで、第２吸収器と第２凝縮器との間を第４熱
媒循環路で連結することができる。また、本発明におけ
る第１効用における冷媒と吸収剤は気液平衡をもたない
水−リチュウムブロマイドまたはＴＦＥ（テトラフルオ
ロエチレン）−Ｅ１８１（テトラエチレングリコール
ジメチルエーテル）であり、第２効用における冷媒と吸
収剤は、冷媒が圧縮性のある水−アンモニアまたはＲ１
３４ａ−Ｅ１８１とすることができる。
第１発生器、第１蒸発器、第１吸収器により第１吸収式
ヒートポンプを構成し、第２発生器、第２凝縮器、第２
蒸発器、第２吸収器により第２吸収式ヒートポンプを構
成するとともに、第１発生器で発生したベーパーを第２
発生器の加熱器に通すとともに、その凝縮液を第１蒸発
器に導き、外部駆動熱源を第１発生器の駆動熱源とし、
第１吸収器と第２発生器との間で循環する第１熱媒循環
路を構成し、前記第１吸収器で加温され第１熱媒循環路
を通る熱媒の熱、ならびに第１発生器で発生し第２発生
器の前記加熱器に移行したベーパーの持っている熱を第
２発生器の駆動熱源とし、前記第２蒸発器と第１蒸発器
との間を第３熱媒循環路で連結し、第１蒸発器の加熱源
とし、前記第２蒸発器で発生したベーパーは機械的圧縮
機で昇圧して第２吸収器での凝縮を図ることでも解決で
きる。ここで、第２吸収器と第２凝縮器との間を第４熱
媒循環路で連結することができる。また、本発明におけ
る第１効用における冷媒と吸収剤は気液平衡をもたない
水−リチュウムブロマイドまたはＴＦＥ（テトラフルオ
ロエチレン）−Ｅ１８１（テトラエチレングリコール
ジメチルエーテル）であり、第２効用における冷媒と吸
収剤は、冷媒が圧縮性のある水−アンモニアまたはＲ１
３４ａ−Ｅ１８１とすることができる。
【００１１】
【作用】本発明における第１の態様においては、第１効
用の吸収式ヒートポンプと第２効用の吸収式ヒートポン
プとを組み合わせるとともに、第２凝縮器および第２吸
収器の熱を第１蒸発器の加温に用いているので、第１吸
収器の操作温度を高めることができる。また、第２蒸発
器で発生したベーパーを機械的圧縮機により圧縮昇圧し
て第２吸収器に導いているので、第２吸収器の操作圧力
を高めることができ、これに対応して第２発生器の操作
温度を下げることができ、もって操作温度の高い第１吸
収器から操作温度の低い第２発生器への熱移動が容易に
行われる。
用の吸収式ヒートポンプと第２効用の吸収式ヒートポン
プとを組み合わせるとともに、第２凝縮器および第２吸
収器の熱を第１蒸発器の加温に用いているので、第１吸
収器の操作温度を高めることができる。また、第２蒸発
器で発生したベーパーを機械的圧縮機により圧縮昇圧し
て第２吸収器に導いているので、第２吸収器の操作圧力
を高めることができ、これに対応して第２発生器の操作
温度を下げることができ、もって操作温度の高い第１吸
収器から操作温度の低い第２発生器への熱移動が容易に
行われる。
【００１２】一方、第２発生器の操作温度を−40℃（水
−アンモニア系の場合）にしても、機械的圧縮機による
圧縮比を選定して、通常の冷凍機のように、凝縮器の圧
力まで加圧することなく、吸収器の中間圧力までの上昇
で、冷凍システムを構築できるので、本発明に係る機械
的圧縮機の消費動力は、従来の冷凍システムにおいて用
いられる冷凍機の機械的圧縮機の消費動力に比較して、
１／２〜１／３程度となる。しかも、機械的圧縮機を用
いることで、第２蒸発器の圧力を自由に調整でき、この
ために第２蒸発器の温度も、たとえば−40℃〜０℃の範
囲内で自由に調整できる。
−アンモニア系の場合）にしても、機械的圧縮機による
圧縮比を選定して、通常の冷凍機のように、凝縮器の圧
力まで加圧することなく、吸収器の中間圧力までの上昇
で、冷凍システムを構築できるので、本発明に係る機械
的圧縮機の消費動力は、従来の冷凍システムにおいて用
いられる冷凍機の機械的圧縮機の消費動力に比較して、
１／２〜１／３程度となる。しかも、機械的圧縮機を用
いることで、第２蒸発器の圧力を自由に調整でき、この
ために第２蒸発器の温度も、たとえば−40℃〜０℃の範
囲内で自由に調整できる。
【００１３】本発明において、機械的圧縮機を用いる他
の利点として、本発明の第２の態様のように、前述のよ
うに、第２発生器の操作温度を下げることができるの
で、中温水（50〜60℃程度）を第２発生器に供給し、第
１蒸発器において蒸発操作を行い、この第１蒸発器と第
２蒸発器との間の第３循環路において、冷水の製造を効
率的に行うことができ、ちなみに０℃〜10℃程度の冷水
を得る場合の成績係数は2.1 〜2.6 となり、きわめて高
いものとなる。
の利点として、本発明の第２の態様のように、前述のよ
うに、第２発生器の操作温度を下げることができるの
で、中温水（50〜60℃程度）を第２発生器に供給し、第
１蒸発器において蒸発操作を行い、この第１蒸発器と第
２蒸発器との間の第３循環路において、冷水の製造を効
率的に行うことができ、ちなみに０℃〜10℃程度の冷水
を得る場合の成績係数は2.1 〜2.6 となり、きわめて高
いものとなる。
【００１４】他方で、第１発生器の熱源としては、蒸気
や燃焼ガスなどを利用できるので、このためにたとえば
−30℃のブラインを製造する場合の成績係数は、2.1 で
あり、これに要するエネルギーの47％が機械的圧縮機を
駆動するための電気エネルギーで、残りの53％は第１発
生器への入熱用熱エネルギーであり、従来の吸収冷凍機
と比較して、いずれも効率的である。
や燃焼ガスなどを利用できるので、このためにたとえば
−30℃のブラインを製造する場合の成績係数は、2.1 で
あり、これに要するエネルギーの47％が機械的圧縮機を
駆動するための電気エネルギーで、残りの53％は第１発
生器への入熱用熱エネルギーであり、従来の吸収冷凍機
と比較して、いずれも効率的である。
【００１５】
【実施例】以下本発明を図１を参照しながら実施例によ
りさらに詳説する。それぞれ冷媒と吸収剤を用いて、第
１発生器１、第１蒸発器３、第１吸収器４により第１吸
収式ヒートポンプを構成し、第２発生器１１、第２凝縮
器１２、第２蒸発器１３、第２吸収器１４により第２吸
収式ヒートポンプを構成する。ここに第１効用において
は、水−リチュウムブロマイド系を、第２効用において
は水−アンモニア系を用いることができる。
りさらに詳説する。それぞれ冷媒と吸収剤を用いて、第
１発生器１、第１蒸発器３、第１吸収器４により第１吸
収式ヒートポンプを構成し、第２発生器１１、第２凝縮
器１２、第２蒸発器１３、第２吸収器１４により第２吸
収式ヒートポンプを構成する。ここに第１効用において
は、水−リチュウムブロマイド系を、第２効用において
は水−アンモニア系を用いることができる。
【００１６】第１発生器１には、適宜の外部駆動熱源２
０が外部から与えられ、この第１発生器１で発生したベ
ーパーを供給管路２１を通して第２発生器１１の加熱器
２に通した後に、ここでの凝縮液を第１蒸発器３に導く
ように構成されている。ここで、加熱器２は第１凝縮器
として動作する。
０が外部から与えられ、この第１発生器１で発生したベ
ーパーを供給管路２１を通して第２発生器１１の加熱器
２に通した後に、ここでの凝縮液を第１蒸発器３に導く
ように構成されている。ここで、加熱器２は第１凝縮器
として動作する。
【００１７】また、第１吸収器４と第２発生器１１との
間でポンプ２２により循環する第１熱媒循環路２３を構
成し、第１吸収器４で加温され第１熱媒循環路２３を通
る熱媒および第１発生器１で発生したベーパーの持って
いる熱を第２発生器１１の駆動熱源とする構成としてあ
る。
間でポンプ２２により循環する第１熱媒循環路２３を構
成し、第１吸収器４で加温され第１熱媒循環路２３を通
る熱媒および第１発生器１で発生したベーパーの持って
いる熱を第２発生器１１の駆動熱源とする構成としてあ
る。
【００１８】第１発生器１から第２発生器１１に至った
ベーパーは加熱器２において凝縮し、第２効用系に対し
て熱を与え、ここで凝縮した凝縮液は第１蒸発器３に導
かれ、後述の第２熱媒循環路２４を通る熱媒（この場合
は加温水）によって蒸発され、蒸発ベーパーは管路５０
を介して第１吸収器４に導かれる。
ベーパーは加熱器２において凝縮し、第２効用系に対し
て熱を与え、ここで凝縮した凝縮液は第１蒸発器３に導
かれ、後述の第２熱媒循環路２４を通る熱媒（この場合
は加温水）によって蒸発され、蒸発ベーパーは管路５０
を介して第１吸収器４に導かれる。
【００１９】第１吸収器４と第１発生器１との間には、
循環ポンプ２５による第１発生器１での濃縮に伴う濃厚
液の供給管路２６および吸収凝縮に伴う希薄液の返送管
路２７による第１交換管路が構成されている。この循環
交換過程において、濃厚液と希薄液との熱交換が第１熱
交換器２８により行われるようになっている。したがっ
て、管路５０を経て第１吸収器４に導かれたベーパー
は、第１発生器１からの濃厚液と接触して吸収凝縮し、
この際の凝縮熱が第２発生器１１の加熱熱源とされる。
循環ポンプ２５による第１発生器１での濃縮に伴う濃厚
液の供給管路２６および吸収凝縮に伴う希薄液の返送管
路２７による第１交換管路が構成されている。この循環
交換過程において、濃厚液と希薄液との熱交換が第１熱
交換器２８により行われるようになっている。したがっ
て、管路５０を経て第１吸収器４に導かれたベーパー
は、第１発生器１からの濃厚液と接触して吸収凝縮し、
この際の凝縮熱が第２発生器１１の加熱熱源とされる。
【００２０】低温側を担当する第２効用ヒートポンプに
おいても同様であり、加熱器２および第１吸収器４から
の熱を受けて駆動される第２発生器１１での蒸発冷媒
（この場合アンモニアベーパー）は、供給管路２９によ
り第２凝縮器１２に供給され、そこでの凝縮液は供給管
路３０により第２蒸発器１３に導かれる。第２蒸発器１
３では、吸熱源３８が供給され、アンモニアベーパーの
蒸発が行われる。蒸発したアンモニアベーパーは第２吸
収器１４に機械的圧縮機３１により圧縮昇圧されて供給
管路３２を介して供給されるようになっている。第２吸
収器１４と第２発生器１１との間には、循環ポンプ３３
による濃厚液供給管路３４および希薄液返送管路３５に
よる第２交換路が構成されている。この循環過程におい
て、濃厚液と希薄液との熱交換が第２熱交換器３６によ
り行われるようになっている。
おいても同様であり、加熱器２および第１吸収器４から
の熱を受けて駆動される第２発生器１１での蒸発冷媒
（この場合アンモニアベーパー）は、供給管路２９によ
り第２凝縮器１２に供給され、そこでの凝縮液は供給管
路３０により第２蒸発器１３に導かれる。第２蒸発器１
３では、吸熱源３８が供給され、アンモニアベーパーの
蒸発が行われる。蒸発したアンモニアベーパーは第２吸
収器１４に機械的圧縮機３１により圧縮昇圧されて供給
管路３２を介して供給されるようになっている。第２吸
収器１４と第２発生器１１との間には、循環ポンプ３３
による濃厚液供給管路３４および希薄液返送管路３５に
よる第２交換路が構成されている。この循環過程におい
て、濃厚液と希薄液との熱交換が第２熱交換器３６によ
り行われるようになっている。
【００２１】一方、第２吸収器１４、第２凝縮器１２、
および第１蒸発器３とは、この順で連結された第２熱媒
循環路２４が構成されている。３７はその循環用のポン
プである。この第２熱媒循環路２４では、第２吸収器１
４での冷却管１４ａおよび第２凝縮器１２での冷却管１
２ａ部分で熱を奪い取り、この熱を第１効用の第１蒸発
器３に与え、もし余剰分がある場合には、熱交換器３９
で温水４０などとして取り出すようになっている。
および第１蒸発器３とは、この順で連結された第２熱媒
循環路２４が構成されている。３７はその循環用のポン
プである。この第２熱媒循環路２４では、第２吸収器１
４での冷却管１４ａおよび第２凝縮器１２での冷却管１
２ａ部分で熱を奪い取り、この熱を第１効用の第１蒸発
器３に与え、もし余剰分がある場合には、熱交換器３９
で温水４０などとして取り出すようになっている。
【００２２】この第１実施例の場合、第１蒸発器３に熱
を与える際に、第２吸収器１４または第２凝縮器１２の
一方から与えることもできる。
を与える際に、第２吸収器１４または第２凝縮器１２の
一方から与えることもできる。
【００２３】かかるシステムにおいて、水−アンモニア
系の第２効用において、第２蒸発器１３での温度と圧力
を適切に選定することにより、そこでの蒸発温度をとし
ては、−40℃〜０℃の範囲の低温を得ることができる。
系の第２効用において、第２蒸発器１３での温度と圧力
を適切に選定することにより、そこでの蒸発温度をとし
ては、−40℃〜０℃の範囲の低温を得ることができる。
【００２４】ところで、従来、水−リチュウムブロマイ
ド系の吸収冷凍機では、０℃以下の低温を得ることがで
きないとともに、水−アンモニア系では気液平衡がある
ために、前述のように還流操作が必要であり、熱効率が
悪いものであった。
ド系の吸収冷凍機では、０℃以下の低温を得ることがで
きないとともに、水−アンモニア系では気液平衡がある
ために、前述のように還流操作が必要であり、熱効率が
悪いものであった。
【００２５】しかるに、第２効用ヒートポンプを構成す
るに際して、機械的圧縮機３１により冷媒（アンモニ
ア）を圧縮昇圧させるようにしたので、第２吸収器１４
での操作圧力が高まり、これに対応して第２発生器１１
の温度が低下する。もって、第２発生器においての還流
操作を不要として、その第２効用ヒートポンプを駆動さ
せることができ、熱効率の高い運転を行うことができ
る。そして、第２蒸発器１３の伝熱管１３ａを通った吸
熱源３８は、最終的に−40℃〜０℃の範囲の低温熱源３
８ａとして得られる。
るに際して、機械的圧縮機３１により冷媒（アンモニ
ア）を圧縮昇圧させるようにしたので、第２吸収器１４
での操作圧力が高まり、これに対応して第２発生器１１
の温度が低下する。もって、第２発生器においての還流
操作を不要として、その第２効用ヒートポンプを駆動さ
せることができ、熱効率の高い運転を行うことができ
る。そして、第２蒸発器１３の伝熱管１３ａを通った吸
熱源３８は、最終的に−40℃〜０℃の範囲の低温熱源３
８ａとして得られる。
【００２６】前述の機械的圧縮機３１は、ガスエンジ
ン、ガスタービンまたはディーゼルエンジンなどの内燃
機関により駆動させることもでき、この場合には、その
排ガスの持っている熱を第１発生器に投入することによ
り、さらに運転効率（成績係数）を高めることができ
る。
ン、ガスタービンまたはディーゼルエンジンなどの内燃
機関により駆動させることもでき、この場合には、その
排ガスの持っている熱を第１発生器に投入することによ
り、さらに運転効率（成績係数）を高めることができ
る。
【００２７】本発明においては、前述の低温熱源３８ａ
を利用して冷凍用として、あるいは低温熱源３８ａを冷
水として得て、かつ熱交換器３９からたとえば５０℃程
度の温水４０を得ることで、冷凍専用あるいは温水・冷
水製造専用のヒートポンプとすることができる。そし
て、前述の内燃機関により機械的圧縮機３１を駆動させ
る場合には、効率の高いコージェネレーションシステム
を構築できる。
を利用して冷凍用として、あるいは低温熱源３８ａを冷
水として得て、かつ熱交換器３９からたとえば５０℃程
度の温水４０を得ることで、冷凍専用あるいは温水・冷
水製造専用のヒートポンプとすることができる。そし
て、前述の内燃機関により機械的圧縮機３１を駆動させ
る場合には、効率の高いコージェネレーションシステム
を構築できる。
【００２８】従来、たとえば寒冷地において外気温度が
−５℃〜−２０℃程度になった場合には、この熱を利用
して吸収冷凍機を駆動することは不可能であったが、本
発明によれば、これが可能となり、成績係数を２以上で
運転を行うことができる。
−５℃〜−２０℃程度になった場合には、この熱を利用
して吸収冷凍機を駆動することは不可能であったが、本
発明によれば、これが可能となり、成績係数を２以上で
運転を行うことができる。
【００２９】本発明において、たとえば５０℃の温水を
得る場合の成績係数は2.3 、−20℃の冷水製造の場合の
成績係数は1.3 である。したがって、従来の吸収式冷凍
機の場合に比較して、高い成績係数であることが判明す
る。
得る場合の成績係数は2.3 、−20℃の冷水製造の場合の
成績係数は1.3 である。したがって、従来の吸収式冷凍
機の場合に比較して、高い成績係数であることが判明す
る。
【００３０】他方、従来、工場などにおいては、６０℃
程度のいわゆる中温水は、その量が膨大であるにもかか
わらず利用用途が限定されており、多くの場合が捨てら
れているのが現状である。そこで、図２に示すように、
外部駆動熱源２０と吸熱源（第３熱媒循環路を通る吸熱
源）の中間温度の中温水４１の持っている熱を加熱器４
２を介して与えることで、第２効用の吸収式ヒートポン
プにおける冷凍能力をより高めることができる。
程度のいわゆる中温水は、その量が膨大であるにもかか
わらず利用用途が限定されており、多くの場合が捨てら
れているのが現状である。そこで、図２に示すように、
外部駆動熱源２０と吸熱源（第３熱媒循環路を通る吸熱
源）の中間温度の中温水４１の持っている熱を加熱器４
２を介して与えることで、第２効用の吸収式ヒートポン
プにおける冷凍能力をより高めることができる。
【００３１】図２に示す例においては、第４熱媒循環路
４５において、循環ポンプ３７により循環される熱媒
が、第２吸収器１４での冷却管１４ａおよび第２凝縮器
１２での冷却管１２ａ部分で熱を奪い取り、この熱を温
水加熱器４３で温水４４として与えることにより外部に
放熱させるようにしてある。また、第３熱媒循環路４６
において、循環ポンプ４７により循環される熱媒が、第
２蒸発器１３での冷却管１３ａおよび第１蒸発器３を通
り、熱交換器４８で冷水４９を取り出すようにしてあ
る。
４５において、循環ポンプ３７により循環される熱媒
が、第２吸収器１４での冷却管１４ａおよび第２凝縮器
１２での冷却管１２ａ部分で熱を奪い取り、この熱を温
水加熱器４３で温水４４として与えることにより外部に
放熱させるようにしてある。また、第３熱媒循環路４６
において、循環ポンプ４７により循環される熱媒が、第
２蒸発器１３での冷却管１３ａおよび第１蒸発器３を通
り、熱交換器４８で冷水４９を取り出すようにしてあ
る。
【００３２】次に実施例を示して、本発明の効果を明ら
かにする。 （実施例１）この実施例１は、図１に示す構成のもの
で、冷媒および吸収剤として、第１効用においては水−
リチュウムブロマイドを、第２効用においては水−アン
モニアを用いた。外部からの駆動熱源２０としては、圧
力（８kgf/cm2abs）の蒸気を用いるとともに、各機器で
の濃度、温度および圧力は以下の通りである。
かにする。 （実施例１）この実施例１は、図１に示す構成のもの
で、冷媒および吸収剤として、第１効用においては水−
リチュウムブロマイドを、第２効用においては水−アン
モニアを用いた。外部からの駆動熱源２０としては、圧
力（８kgf/cm2abs）の蒸気を用いるとともに、各機器で
の濃度、温度および圧力は以下の通りである。
【００３３】 ＜第１効用＞ 濃度（wt％） 温度（℃） 圧力（mmHg） 第１発生器１ 62〜66 174 760 第１凝縮器２ 凝縮水 100 760 第１蒸発器３ 凝縮水 40 55 第１吸収器４ 62〜66 96〜100 55 ＜第２効用＞ 濃度（wt％） 温度（℃） 圧力（kgf/cm2abs) 第２発生器１１ 45〜50 84〜90 20.7〜20.8 第２凝縮器１２ ドレン 50 20.7〜20.8 第２蒸発器１３ アンモニア −10 3.08〜3.10 第２吸収器１４ 45〜50 89〜90 6.0〜6.2 他方、中間機械的圧縮機３１として、250KW のスクリュ
ー型アンモニア圧縮機（圧縮比2.0 〜2.4 、吸入量4200
〜4600kg／hr）を用いた。その結果、熱交換器３９で
は、入口温度40℃の水を、出口温度50〜52℃の温水に加
熱でき、その温水の総熱量は3.26×106 Kcal／hrとなっ
た。第２蒸発器での蒸発温度は−10℃であり、冷水３８
ａの製造能力は1.52×106 Kcal／hrとなった。
ー型アンモニア圧縮機（圧縮比2.0 〜2.4 、吸入量4200
〜4600kg／hr）を用いた。その結果、熱交換器３９で
は、入口温度40℃の水を、出口温度50〜52℃の温水に加
熱でき、その温水の総熱量は3.26×106 Kcal／hrとなっ
た。第２蒸発器での蒸発温度は−10℃であり、冷水３８
ａの製造能力は1.52×106 Kcal／hrとなった。
【００３４】（実施例２）この実施例２は、図２に示す
構成のもので、冷媒および吸収剤として、第１効用にお
いては水−リチュウムブロマイドを、第２効用において
は水−アンモニアを用いた。外部からの駆動熱源２０と
しては、圧力10kgf/cm2absの蒸気を、8.54×106 Kcal／
hrで第１発生器１に供給するとともに、下水処理場の焼
却炉のスクラバー排水の持っている熱を利用するために
これを第２発生器１１に7.0 ×106Kcal／hrで供給し
た。加熱器４２の入口温度は75℃、出口温度は54℃であ
る。各機器での温度および圧力は以下の通りである。
構成のもので、冷媒および吸収剤として、第１効用にお
いては水−リチュウムブロマイドを、第２効用において
は水−アンモニアを用いた。外部からの駆動熱源２０と
しては、圧力10kgf/cm2absの蒸気を、8.54×106 Kcal／
hrで第１発生器１に供給するとともに、下水処理場の焼
却炉のスクラバー排水の持っている熱を利用するために
これを第２発生器１１に7.0 ×106Kcal／hrで供給し
た。加熱器４２の入口温度は75℃、出口温度は54℃であ
る。各機器での温度および圧力は以下の通りである。
【００３５】 ＜第２効用＞ 温度（℃） 圧力（kgf/cm2abs) 第２発生器１１ 42〜45 11.9 第２凝縮器１２ 30 11.9 第２蒸発器１３ 7 5.6 第２吸収器１４ 30〜36 6.7 他方、機械的圧縮機３１として、112 KWのスクリュー型
アンモニア圧縮機を用いた。その結果、７℃の冷水を1
8.0×106 Kcal／hrの出熱量で得ることができた。この
場合の熱量基準の成績係数は、廃熱を除外した入熱基準
では2.1 であり、冷水製造の能力も高い。
アンモニア圧縮機を用いた。その結果、７℃の冷水を1
8.0×106 Kcal／hrの出熱量で得ることができた。この
場合の熱量基準の成績係数は、廃熱を除外した入熱基準
では2.1 であり、冷水製造の能力も高い。
【００３６】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、熱効率が
高いヒートポンプシステムを構築することができる。
高いヒートポンプシステムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の態様のフローシートである。
【図２】本発明の第２の態様のフローシートである。
１…第１発生器、２…加熱器（第１凝縮器）、３…第１
蒸発器、４…第１吸収器、１１…第２発生器、１２…第
２凝縮器、１３…第２蒸発器、１４…第２吸収器、２３
…第１熱媒循環路、２４…第２熱媒循環路、３１…機械
的圧縮機、４５…第４熱媒循環路、４６…第３熱媒循環
路。
蒸発器、４…第１吸収器、１１…第２発生器、１２…第
２凝縮器、１３…第２蒸発器、１４…第２吸収器、２３
…第１熱媒循環路、２４…第２熱媒循環路、３１…機械
的圧縮機、４５…第４熱媒循環路、４６…第３熱媒循環
路。
Claims (5)
- 【請求項１】それぞれ冷媒と吸収剤を用いて、第１発生
器、第１蒸発器、第１吸収器により第１吸収式ヒートポ
ンプを構成し、第２発生器、第２凝縮器、第２蒸発器、
第２吸収器により第２吸収式ヒートポンプを構成すると
ともに、第１発生器で発生したベーパーを第２発生器の
加熱器に通すとともに、その凝縮液を第１蒸発器に導
き、 外部駆動熱源を第１発生器の駆動熱源とし、第１吸収器
と第２発生器との間で循環する第１熱媒循環路を構成
し、前記第１吸収器で加温され第１熱媒循環路を通る熱
媒の熱、ならびに第１発生器で発生し第２発生器の前記
加熱器に移行したベーパーの持っている熱を第２発生器
の駆動熱源とし、 前記第２凝縮器および第２吸収器のうち少なくとも一方
と第１蒸発器との間を第２熱媒循環路で連結し、第１蒸
発器の加熱源とし、 前記第２蒸発器で発生したベーパーは機械的圧縮機で昇
圧して第２吸収器での凝縮を図る構成としたことを特徴
とする複合冷凍装置。 - 【請求項２】第２熱媒循環路において、熱媒は第２吸収
器、第２凝縮器の順で両者を通った後に第１蒸発器に至
る請求項１記載の複合冷凍装置。 - 【請求項３】それぞれ冷媒と吸収剤を用いて、第１発生
器、第１蒸発器、第１吸収器により第１吸収式ヒートポ
ンプを構成し、第２発生器、第２凝縮器、第２蒸発器、
第２吸収器により第２吸収式ヒートポンプを構成すると
ともに、第１発生器で発生したベーパーを第２発生器の
加熱器に通すとともに、その凝縮液を第１蒸発器に導
き、 外部駆動熱源を第１発生器の駆動熱源とし、第１吸収器
と第２発生器との間で循環する第１熱媒循環路を構成
し、前記第１吸収器で加温され第１熱媒循環路を通る熱
媒の熱、ならびに第１発生器で発生し第２発生器の前記
加熱器に移行したベーパーの持っている熱を第２発生器
の駆動熱源とし、 前記第２蒸発器と第１蒸発器との間を第３熱媒循環路で
連結し、第１蒸発器の加熱源とし、 前記第２蒸発器で発生したベーパーは機械的圧縮機で昇
圧して第２吸収器での凝縮を図る構成としたことを特徴
とする複合冷凍装置。 - 【請求項４】第２吸収器と第２凝縮器との間を第４熱媒
循環路で連結した請求項３記載の複合冷凍方法。 - 【請求項５】第１効用における冷媒と吸収剤は水−リチ
ュウムブロマイドまたはＴＦＥ−Ｅ１８１であり、第２
効用における冷媒と吸収剤は水−アンモニアまたはＲ１
３４ａ−Ｅ１８１である請求項１または３記載の複合冷
凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13914392A JP3290464B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 複合冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13914392A JP3290464B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 複合冷凍装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332633A JPH05332633A (ja) | 1993-12-14 |
| JP3290464B2 true JP3290464B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=15238566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13914392A Expired - Fee Related JP3290464B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 複合冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3290464B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112020003292T5 (de) | 2019-07-10 | 2022-05-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Thermoplastische Harzzusammensetzung, Formartikel und Erzeugnis |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5514003B2 (ja) * | 2010-06-15 | 2014-06-04 | 荏原冷熱システム株式会社 | 吸収ヒートポンプ |
| KR101582238B1 (ko) * | 2014-04-22 | 2016-01-04 | 엘지전자 주식회사 | 흡수식 히트펌프 |
| EP4317850A4 (en) | 2021-03-31 | 2025-03-12 | Osaka Gas Co Ltd | ABSORPTION REFRIGERATION CYCLE AND COMPRESSION ABSORPTION REFRIGERATION CYCLE |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP13914392A patent/JP3290464B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112020003292T5 (de) | 2019-07-10 | 2022-05-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Thermoplastische Harzzusammensetzung, Formartikel und Erzeugnis |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05332633A (ja) | 1993-12-14 |
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