JP3849965B2 - Heat exchanger, regenerator and absorption chiller / heater - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器(本明細書において、「熱交換器」なる文言は、蒸発、再生等の相変化を伴う熱交換を行うタイプの熱交換器を意味しており、顕熱(液−液)熱交換器は含まれない)と、再生器と、吸収冷温水機に関し、特に、熱交換器、再生器の小型化を図る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の吸収冷温水機J1における高温および低温の2重効用の再生器を有する一般的なブロック構成を図13に示す。符号HGeは高温再生器、LGeは低温再生器、Cnは凝縮器、Evは蒸発器、Abは吸収器、HExは高温側熱交換器、LHxは低温側熱交換器をそれぞれ示している。このような2重効用の再生器による効率向上を図った構成であっても、まだ効率向上の余地がある。
【0003】
図14および図15は、従来の熱交換器(蒸気発生器或いは再生器)の構成を示している。
図14において、ラインA19から供給され、ラインA20から流出する被加熱流体L中に、内部に加熱流体が流れる加熱ラインA15を配置して、当該加熱ラインA15を流れる加熱流体が保有する熱量により被加熱流体を加熱する満液式熱交換器が示されている。この満液式熱交換器における総括伝熱係数Kと温度差△Tとの特性は、加熱ラインA15内の温度と、被加熱流体Lとの温度差を横軸、総括伝熱係数Kを縦軸に取った伝熱特性線図16においては、実線で示す特性線ALとなる。
【0004】
この満液式熱交換の伝熱特性ALは、蒸気を発生して沸騰が起きる場合の特性として、温度差△Tに比例して総括伝熱係数Kが大になる。したがって、温度差△Tが高い領域では総括伝熱係数Kが大きいが、温度差△Tが低い領域では総括伝熱係数Kが小さくなってしまう、という欠点がある。従って、再生器における溶液濃度幅を大きくとるためには、大きな再生器を使用しなければならない。即ち、満液式熱交換器を使用する吸収冷温水機では上記による温度差△Tが低い領域での総括伝熱係数Kの改善が必要である。
【0005】
一方、図15においては、流下液膜式熱交換器が示されている。この流下液膜式熱交換器によれば、ラインB19を介して供給され、ラインB20から流出する被加熱流体は、符号Dで示す様に液滴として滴下されており、被加熱流体の液滴が滴下する空間内に配置された加熱ラインB15は、その表面に被加熱流体の液膜が形成され、加熱ラインB15内を流れる加熱流体が保有する熱量が当該液膜に対して伝熱される。
この流下液膜式熱交換器において、加熱ラインB15内の温度と被加熱流体Dとの温度差△Tを横軸、総括伝熱係数Kを縦軸にした場合の伝熱特性線は、図16の符号BLで示されている。
【0006】
この液膜式熱交換の伝熱特性BLは、温度差△Tに対して総括伝熱係数Kがあまり変わらない特性を有している。したがって、温度差△Tが低い領域でも総括伝熱係数Kが小にならない代わりに、温度差△Tが高い領域でも総括伝熱係数Kが大きくならない欠点がある。そのため、再生器における溶液濃度幅を大きくとるためには大きな再生器を使用しなければならない。即ち、液膜式熱交換器を使用する吸収冷温水機では、温度差△Tが高い領域での総括伝熱係数Kの改善が必要である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、温度差△Tとは無関係に常に良好な総括伝熱係数Kを維持するという特性を備えている熱交換器、再生器、或いはその様な再生器を具備する吸収冷温水機の提供を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱交換器は、第1の熱交換部と第2の熱交換部とを有し、第1の熱交換部は第1の液槽を備え、第1の液槽内に貯留している被加熱流体の中には加熱流体が流れる第1の加熱ラインが配置されており(従って、満液式熱交換器としての構成を具備しており)、前記第2の熱交換部は、第2の液槽を備え、第2の液槽の上方には前記第1の熱交換部を経由した被加熱流体を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から被加熱流体の液滴が滴下される空間内に第2の加熱ラインが配置され(従って、流下液膜式熱交換器としての構成を具備しており)、前記第1の加熱ラインの出口と前記第2の加熱ラインの入口が接続され、前記第1の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されている。
ここで、本明細書において、「熱交換器」なる文言は、満液式熱交換器や流下液膜式熱交換器の様に、蒸発、再生等の相変化を伴う熱交換を行うタイプを意味しており、顕熱(液−液)熱交換器は含まれない。
【0009】
本発明の熱交換器によれば、第1の加熱ラインと被加熱流体との温度差が大きい領域では総括伝熱係数の大きい満液式熱交換とし、第2の加熱ラインと被加熱流体との温度差が小さい領域で総括伝熱係数の大きい流下液膜式熱交換をして、総熱伝達量を大にしている。これにより熱交換器を小型にできる。
【0010】
また本発明の再生器は、第1の熱交換部と第2の熱交換部とを有し、第1の熱交換部は第1の液槽を備え、第1の液槽内に貯留している吸収溶液の中には加熱流体が流れる第1の加熱ラインが配置されており(従って、満液式熱交換器としての構成を具備しており)、前記第2の熱交換部は、第2の液槽を備え、第2の液槽の上方には前記第1の熱交換部を経由した吸収溶液を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から吸収溶液の液滴が滴下される空間内に第2の加熱ラインが配置され(従って、流下液膜式熱交換器としての構成を具備しており)、前記第1の加熱ラインの出口と前記第2の加熱ラインの入口が接続され、前記第1の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されている。
【0011】
かかる構成を具備する本発明の再生器によれば、第1の熱交換部では満液式熱交換、第2の熱交換部では流下液膜式熱交換を行い、全領域において総括伝熱係数を大きくとることが出来るので、再生器における熱伝達効率を向上して、小型化することが出来る。
再生器の効率を向上するためには、吸収溶液の濃度幅を広げなければならない。そして濃度幅を広げることにより、再生器における稀溶液と濃溶液の飽和温度の差が大きくなる。その結果、被加熱側(吸収溶液)と加熱源(一定温度)との温度差ΔTは、再生器の吸収溶液入口では大きくなるが、吸収溶液出口では小さくなる。すなわち、再生器の吸収溶液入口の温度差ΔTは、吸収溶液出口のΔTよりも大きくなる。
本発明によれば、温度差が大きい領域と、温度差が小さい領域に、それぞれ適した熱交換方式を用いることにより、再生器をコンパクトにすることが出来るのである。換言すれば、同一伝熱面積で、再生量を増加することが出来る。
【0012】
また、本発明の吸収冷温水機は、高温再生器と、低温再生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器とを有し、前記低温再生器は、第1の熱交換部と第2の熱交換部とを有し、第1の熱交換部は第1の液槽を備え、第1の液槽内に貯留している吸収溶液の中には、高温再生器で再生した冷媒蒸気が流れる第1の加熱ラインが配置されており、前記第2の熱交換部は、第2の液槽を備え、第2の液槽の上方には前記第1の熱交換部を経由した吸収溶液を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から吸収溶液の液滴が滴下される空間内に第2の加熱ラインが配置され、前記第1の加熱ラインの出口と前記第2の加熱ラインの入口が接続され、前記第1の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されている。
【0013】
かかる構成を有する本発明によれば、吸収溶液を昇温して再生し易い状態とせしめ、再生器における熱伝達効率を向上して、小型化することが出来る。換言すれば、同一伝熱面積で、再生量を増加することが出来るのである。
【0014】
また、本発明の吸収冷温水機は、高温再生器と、低温再生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器とを有し、前記吸収器と前記高温再生器とを接続する稀溶液ラインに排熱焚再生器を介装し、その排熱焚再生器は、第1の熱交換部と第2の熱交換部とを有し、第1の熱交換部は第1の液槽を備え、第1の液槽内に貯留している吸収溶液の中には、外部熱源から供給される加熱流体(例えば高温水等)が流れる第1の加熱ラインが配置されており、前記第2の熱交換部は、第2の液槽を備え、第2の液槽の上方には前記第1の熱交換部を経由した吸収溶液を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から吸収溶液の液滴が滴下される空間内に第2の加熱ラインが配置され、前記第1の加熱ラインの出口と前記第2の加熱ラインの入口が接続され、前記第1の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されている。
かかる構成を有する本発明によれば、再生器を小型化することが出来る。すなわち、同一伝熱面積で、再生量を増加することが出来るのである。
【0015】
本発明の吸収冷温水機は、高温再生器と、低温再生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器とを有し、前記高温再生器は、第1の熱交換部と第2の熱交換部とを有し、第1の熱交換部は第1の液槽を備え、第1の液槽内に貯留している吸収溶液の中には、外部熱源から供給される加熱流体(例えば高圧蒸気等)が流れる第1の加熱ラインが配置されており、前記第2の熱交換部は、第2の液槽を備え、第2の液槽の上方には前記第1の熱交換部を経由した吸収溶液を液滴として滴下する滴下機構が設けられ、該滴下機構から吸収溶液の液滴が滴下される空間内に第2の加熱ラインが配置され、前記第1の加熱ラインの出口と前記第2の加熱ラインの入口が接続され、前記第1の液槽の底部と前記滴下機構とが接続されている。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1および図2に、本発明の第1の実施形態である熱交換器10を示す。
熱交換器10は、第1の熱交換部11(満液式の構成を有する部分)と、第2の熱交換部21(流下液膜式の構成を有する部分)とで構成されている。
第1の熱交換部11は、その内部を加熱流体(温水、蒸気等)が流れる第1の加熱ライン15が、被加熱流体L1中に配置された構造となっている。そして第2の熱交換部21は、第2の加熱ライン18が、被加熱流体の液滴D1が滴下する領域中に配置された構造を有している。
【0017】
満液式熱交換器の構成を具備する第1の熱交換部11は、第1の液槽13と、被加熱流体L1が導入される流入ライン19と、被加熱流体L1中に配置され且つ内部に加熱流体(蒸気、熱水等)が流れている複数の第1の加熱ライン15、とを備えている。
第1の液槽13は、被加熱流体L1が極めて低速で流過する様に複数の邪魔板13bを有しており、加熱された被加熱流体L1を第2の熱交換部21に導く出口部13cが設けられている。
ここで、第1の加熱ライン15は、図示しない熱源から加熱流体(例えば熱水或いは高圧蒸気、その他)が供給されている。
【0018】
流下液膜式熱交換器の構成を具備する第2の熱交換部21は、第2の液槽23と、出口部13cからの被加熱流体L1が導入される皿体16と、皿体16から流下する(被加熱流体L1の)液滴D1中に配置され且つ内部に加熱流体が流れている複数の第2の加熱ライン18と、加熱後に貯留された被加熱流体L1を外部に導く流出ライン20、とを備えている。
第2の液槽23は、その上端部が第1の液槽13の底部と接続され、上部に皿体16を支持し、皿体16の下方に流下液滴D1が放散される空間を有し(すなわち、被加熱流体の液滴を滴下する滴下機構を備えており)、第2の加熱ライン18の下方に加熱された被加熱流体L1が収納される空間を有している。
皿体16の底部には複数の小孔16aが穿孔されており、被加熱流体L1が液滴となって流下するよう構成されている。
そして、第1の加熱ライン15の出口と、第2の加熱ライン18の入口は接続部17によって接続されている。
【0019】
次に、上記構成による熱交換器10の作用を説明する。
図1および図2において、熱交換器10の第1の液槽13上部からライン19を介して被加熱流体L1が導入され、第1の加熱ライン15を介して加熱流体が側方から導入される。被加熱流体L1は、液槽13内を非常に遅い速度で流過する。
一方、貯留された被加熱流体L1内に配置された第1の加熱ライン15は、そのライン壁を介して、温度差△Tによる伝熱により、その保有する熱量を被加熱流体L1に投入して、加熱・昇温させる。
第1の熱交換部11における伝熱の形態は、被加熱流体中に加熱ラインがあるので、上述した様にとなる。即ち、図3において、折線A0で示される総括伝熱係数Kの特性において、符号「A1」で示す領域の特性となる。すなわち、第1の熱交換部11においては、効率の良い満液式熱交換(伝熱による熱交換)で、被加熱流体L1は加熱される。
ちなみに、点線BLは、流下液膜式の場合の総括伝熱係数Kで、こちらの形態を採用すれば熱交換の効率は低くなる。
【0020】
このようにして、第1の熱交換部11で加熱された被加熱流体L1の温度は上昇すると共に、第1の加熱ライン15との温度差△Tは小さくなる。そして被加熱流体L1は、出口部13cを介して、第2の熱交換部21の上部に流入する。
一方、第1の加熱ライン15内を流れる加熱流体の温度は降下して(後記のように、加熱流体が蒸気であれば温度降下は小さく、加熱流体が液体であれば温度降下は大きい)、接続部17を介して第2の加熱ライン18に導かれる。
【0021】
第2の熱交換部21に流入した被加熱流体L1は、皿体16の複数の小孔16aから液滴D1となって流下し、第2の加熱ライン18のライン壁外周に液膜となって付着し加熱される。この時の伝熱の形態は、被加熱流体L1が液膜なので流下液膜式熱交換となる。即ち、図3において、折線A0で示される総括伝熱係数Kの特性において、符号「A2」で示す領域の特性となるので、効率の良好な伝熱による熱交換により、被加熱流体L1は加熱される。
ちなみに、点線ALは、満液式の場合の総括伝熱係数Kで、こちらの形態を採用すれば熱交換の効率は低くなる。
【0022】
このように、加熱側と被加熱側との特定の温度差△T0(図3)を分岐点として、温度差△Tが大きい場合は満液式熱交換とし、温度差△Tが小さい場合に流下液膜式熱交換として、総括伝熱係数Kを常に良好となる様にしている。
【0023】
図5は、本発明を低温再生器に適用した実施形態である第2実施形態にかかる吸収冷温水機2を示している。
以下、図13に示した従来の吸収冷温水機J1と異なる装置、部分を主体に説明する。なお、図13の吸収冷温水機J1と同様な機器については、同様な符号を重複して使用する。
図5および図6において、吸収冷温水機2は所謂「シリーズフロータイプ」の吸収冷温水機として構成されており、低温再生器2LGeは、第1の熱交換部A11と、第2の熱交換部A21、とで構成されている。
第1の熱交換部A11は、満液式熱交換器としての構成を具備しており、第1の加熱ライン32が、高温再生器HGeで発生した冷媒蒸気が流れるライン31に接続しており、被加熱流体である吸収溶液L1中に配置されている。
一方、第2の熱交換部A21は流下液膜式熱交換器としての構成を具備しており、第2の加熱ライン34が吸収溶液L1の液滴D1中に配置されている。
以下の細部については、図2をも参考にして説明する。
【0024】
第1の熱交換部A11は、第1の液槽13と、吸収溶液L1中に配置された複数の第1の加熱ライン32、とを備えている。
第1の液槽13は、高温再生器HGeから導かれた吸収溶液L1が非常に遅い流速で流れる様に、複数の邪魔板13bを有し、加熱された吸収溶液L1を第2の熱交換部A21に導く出口部13cが設けられている。
第1の加熱ライン32は、複数の直ライン(その内部を、高温再生器HGeから導かれた冷媒蒸気が加熱流体として流れている)となって、吸収溶液L1を加熱するよう構成されている。
【0025】
第2の熱交換部A21は、第2の液槽23と、第1の熱交換部A11から導かれた吸収溶液L1が導入される皿体16と、皿体16から流下する液滴D1中に配置された複数の第2の加熱ライン34と、加熱後に貯留された吸収溶液L1を外部に導く流出ライン42、とを備えている。
第2の液槽23は、その上端部で第1の液槽13の底部と接続され、上部に皿体16を支持し、皿体16の下方に流下液滴D1が放散される空間を有し(すなわち、被加熱流体の液滴を滴下する滴下機構を備えており)、第2の加熱ライン34の下方に加熱された吸収溶液L1が貯留される空間を有している。
皿体16には、底部に複数の小孔16aが設けられ、吸収溶液L1が液滴となって流下するよう構成されている。
第2の加熱ライン34は、第1の加熱ライン32の出口に接続部33で接続されて、複数の直ラインとなって液滴D1中に配置されている。
【0026】
上記構成による低温再生器2LGeは、高温再生器HGe、凝縮器Cn、吸収器Abは、以下の様に接続されている。
第1の液槽13の上部に吸収溶液L1を導くライン41は高温再生器HGeに接続され、第1の液槽13下部の吸収溶液L1中に配置されている第1の加熱ライン32は、上述した様に、高温再生器HGeで発生した冷媒蒸気が流れる冷媒蒸気ライン31に接続されている。
第1の液槽13の上部には、凝縮器Cnに連通するライン38が接続されており、第1の液槽13で発生(再生)した冷媒蒸気を導くよう接続されている。
第2の液槽23に配置された第2の加熱ライン34は、ライン35を介して凝縮器Cnに連通する。第2の液槽23の底部23aと吸収器Abとは、ライン42を介して接続されている。そして、第2の液槽23の上部はライン38a(第2の液槽23で発生・再生した冷媒蒸気が流れる冷媒蒸気ライン)及びライン38を介して凝縮器Cnに接続されている。
【0027】
上記構成による吸収冷温水機2の作用を、低温再生器2LGeまわりに限定して説明する。
高温再生器HGeで加熱・濃縮された吸収溶液はライン41を介して、低温再生器2LGeの第1の熱交換部A11に導かれる。そして、高温再生器HGeで発生・再生した冷媒蒸気はライン31を介して冷媒蒸気が、低温再生器2LGeの第1の熱交換部A11に導かれる。
吸収溶液L1は、第1の液槽13内で冷媒蒸気による加熱ライン32で加熱され昇温し、蒸発した冷媒蒸気はライン38を介して凝縮器Cnに導かれる。この時の加熱ライン32と吸収溶液L1との熱交換の形態は、満液式の熱交換である。
【0028】
第1の液槽13で加熱され再生された吸収溶液L1は、第2の熱交換部A21における第2の液槽23に入り、皿体16の小孔16aから、液滴D1となって流下する。
この液滴D1が第2の加熱ライン34に液膜となって接触し、第2の加熱ライン34内を流れる加熱流体が保有する熱量により加熱され、昇温して、冷媒蒸気を発生(再生)させる。この時の加熱ライン34と液滴D1(即ち吸収溶液L1)との熱交換の形態は、流下液膜式熱交換である。
【0029】
図7は、上記の伝熱形態を図式的に説明するもので、第1の加熱ライン32および第2の加熱ライン34内を流れる冷媒蒸気の温度と、それに対する被加熱流体L1の温度状態を示している。
図7の左側の領域(満液式)は、第1の熱交換部A11に対応しており、温度差△Tが大きいので、満液式熱交換により吸収溶液L1を加熱再生している。一方、図7の右側の領域(流下液膜式)は、第2の熱交換部A21に対応しており、温度差△Tが小さいので、流下液膜式熱交換により吸収溶液L1を加熱再生させている。
その結果、温度差△Tの大小に関り無く、総括伝熱係数Kが常に大きい状態で低温再生器LGeで吸収溶液を加熱しているので、従来の満液式熱交換のみに比べて、高い再生効率を維持することが出来る。
図4は、図5−図7で説明した吸収冷温水機の作動を示すデューリング線図であり、満液式の低温再生器の作動である点線で示す特性に対して、総括伝熱係数Kを最良に選択した満液および流下液膜式の合成では、熱伝達がQLgとなって大きくなることがわかる。
【0030】
図8に、本発明の第3の実施形態である吸収冷温水機3を示す。図13に示した従来の吸収冷温水機J1と異なる装置、部分を主として説明する。なお、同様な機器については同様な符号を重複して使用する。
図8および図9において、吸収冷温水器3を構成する排熱焚再生器MGeが稀溶液ラインである稀溶液ライン54に介装されている。その排熱焚再生器MGeは、第1の熱交換部B11と、第2の熱交換部B21、とで構成されている。
第1の熱交換部B11は満液式熱交換器としての構成を具備しており、加熱流体が内部を流れる第1の加熱ライン15が、被加熱流体である稀溶液K中に配置されている。一方、第2の熱交換部B21は流下液膜式熱交換器としての構成を具備しており、第2の加熱ライン18が稀溶液Kの液滴D1中に配置されて、構成されている。
以下の細部については、図2をも参照しつつ説明する。
【0031】
第1の熱交換部B11は、第1の液槽13と、稀溶液K中に配置された複数の第1の加熱ライン15、とを備えている。
第1の液槽13は、吸収器Abから導かれる稀溶液Kが非常に遅い流速で流過するための複数の邪魔板13bを有し、加熱された稀溶液Kを第2の熱交換部B21に導く出口部13cが設けられている。
第1の加熱ライン15は、外部から供給される(加熱流体である)高温水がその内部を流れており、複数の直ラインとなって稀溶液Kを加熱する。
【0032】
第2の熱交換部B21は、第2の液槽23と、第1の熱交換部B11から流入した稀溶液Kが導入される皿体16と、皿体16から流下する液滴D1中に配置された複数の第2の加熱ライン18と、加熱後に貯留された稀溶液Kを外部に導く流出ライン55、とを有している。
第2の液槽23は、その上端部で第1の液槽13の底部と接続され、上部に皿体16を支持しており、皿体16の下方に流下液滴D1が滴下する空間を有し、そして、第2の加熱ライン18の下方には、加熱された稀溶液Kが貯留される空間を有している。
皿体16の底部には複数の小孔16aが形成されており、稀溶液Kが液滴となって流下するよう構成されている。
第2の加熱ライン18は、接続部17を介して、第1の加熱ライン15の出口に接続された複数の直ラインとなって、液滴D1が滴下する空間中に配置されている。
【0033】
上記構成による排熱焚再生器MGeは、高温再生器HGe、凝縮器Cn、吸収器Abは、つぎの様に構成されている。
第1の液槽13に稀溶液Kを供給するライン54は、吸収器Abに接続され、第1の液槽13の稀溶液K中に配置されている第1の加熱ライン15は、外部の熱源である燃焼排熱源(図示せず)に接続されている。また、第1の液槽13から発生(再生)した冷媒蒸気は、ライン57を介して、凝縮器Cnに供給されている。
【0034】
第2の液槽23に配置された第2の加熱ライン18(の出口側)は、図示しない燃焼排熱源に連通している。排熱焚再生器MGe或いは第2の液槽23の底部23aと、高温再生器HGeとは、第2の稀溶液ライン55を介して接続されている。
また、第2の液槽23で発生(再生)した蒸気は、ライン57aを介してライン57に接続されて、凝縮器Cnに連通している。
【0035】
上記構成による吸収冷温水機3の作用を、排熱焚再生器MGeに関連する部分を主として説明する。
吸収器Abで冷媒蒸気を吸収して稀釈された吸収溶液(稀溶液)Kは、第1の稀溶液ライン54を介して、排熱焚再生器MGeの第1の熱交換部B11に流入する。また、外部の排熱焚熱源(図示せず)からは、加熱流体(例えば高温水)が、第1の加熱ライン15に導かれる。
稀溶液Kは、第1の液槽13内で、加熱ライン15内を流れる加熱流体(例えば高温水)が保有する熱量により加熱され昇温し、発生(再生)した冷媒蒸気はライン57を介して凝縮器Cnに送出される。この時の加熱ライン15を流れる加熱流体(例えば高温水)と稀溶液Kとの熱交換の形態は、満液式熱交換である。
第1の液槽13で加熱された稀溶液Kは、第2の熱交換部B21における第2の液槽23に入り、皿体16の小孔16aから液滴D1となって滴下される(すなわち、被加熱流体の液滴を滴下する滴下機構を備えている)。この液滴D1が第2の加熱ライン18に液膜となって接触し、第2の加熱ライン18内を流れる加熱流体が保有する熱量により加熱され、昇温して、冷媒蒸気が再生される。この時の加熱ライン18と液滴D1即ち稀溶液Kとの熱交換の形態は、流下液膜式熱交換である。
【0036】
図10は、上記の伝熱形態を図式的に説明するもので、第1の加熱ライン15および第2の加熱ライン18内を流れる高温水の温度変化と、被加熱流体である稀溶液Kの温度変化とを比較して、温度差△Tと共に示している。
第1の熱交換部B11においては、温度差△Tが大きいので、満液式熱交換により稀溶液Kを加熱再生させている。一方、第2の熱交換部B21では温度差△Tが小さいので、流下液膜式熱交換により稀溶液Kを加熱再生させている。なお、加熱流体が温水の場合は、蒸気の場合とは異なり、熱交換によって加熱流体の温度が低下している。
【0037】
上記のようにして、高温再生器HGeにおける稀溶液Kの再生前に、予め稀溶液Kを外部熱源の高温水により満液式および流下液膜式を併用して、加熱し再生している。そのため、高温再生器HGeにおける加熱量を節約することが出来、しかも、冷媒蒸気の再生量も増加するので、吸収冷温水機の効率が向上するのである。
【0038】
図11は、本発明の第4の実施形態にかかる吸収冷温水機4を示す。
以下、図11の実施形態にかかる吸収冷温水機4について、図13に示した従来の吸収冷温水機J1と異なる装置、部分を主体に説明する。なお、同様な機器については、同様な符号を重複して使用する。
図11および図12において、吸収冷温水機2を構成する高温再生器4HGeは、第1の熱交換部C11と、第2の熱交換部C21、とで構成されている。そして第1の熱交換部C11は、満液式熱交換器として構成されており、その内部に加熱流体が流れる第1の加熱ライン15が、被加熱流体である稀溶液K1中に配置されている。一方、第2の熱交換部C21は流下液膜式熱交換器として構成されており、第1の熱交換部C11を経由した吸収溶液L2の液滴D1が滴下する空間中に、第2の加熱ライン18が配置された構成を具備している。
以下の細部については、図2をも参考にして説明する。
【0039】
第1の熱交換部C11は、第1の液槽13と、稀溶液K1中に配置された複数の第1の加熱ライン15、とで主要構成がされている。
第1の液槽13には、稀溶液K1が非常に遅い流速にて流過するための複数の邪魔板13bと、加熱された稀溶液K1を第2の熱交換部C21に導く出口部13c、とが設けられている。
第2の熱交換部C21は、第2の液槽23と、第1の熱交換部C11から導かれた吸収溶液L2が導入される皿体16と、皿体16から流下する液滴D1中に配置された複数の第2の加熱ライン18と、加熱後に貯留された吸収溶液L2を外部に導く流出ライン41、とを有している。
第2の液槽23は、その上端部で第1の液槽13の底部と接続され、上部に皿体16を支持し、皿体16の下方に流下液滴D1が滴下される空間を有し、第2の加熱ライン18の下方には、加熱された後の吸収溶液L2が貯留される空間を有している。
皿体16には、底部に複数の小孔16aが設けられ、吸収溶液L1が液滴となって滴下するよう構成されている。
第2の加熱ライン18は、接続部17を介して第1の加熱ライン15に接続されており、複数の直ラインの形態で、液滴D1が滴下する空間中に配置されている(すなわち、被加熱流体の液滴を滴下する滴下機構を備えている)。
【0040】
上記構成による高温再生器4HGe、低温再生器LGe、凝縮器Cn、吸収器Abを有する吸収冷温水機4は、次の様に接続されて、冷媒蒸気、吸収溶液が循環している。
第1の液槽13には、吸収器Abから第1の稀溶液ライン54を介して稀溶液K1が供給される。そして、第1の液槽13の稀溶液K1中に配置されている第1の加熱ライン15には、外部の図示しない熱源より、加熱流体である高圧蒸気が供給されている。
第1の液槽13で発生(再生)した冷媒蒸気は、ライン31を介して、凝縮器Cnに供給されている。
【0041】
第2の液槽23に配置された第2の加熱ライン18は、図示しない高圧蒸気源に戻されるよう接続されている。第2の液槽23の底部23a(或いは高温再生器4HGe)と低温再生器LGeとは、吸収溶液ライン41により連通されている。
また、第2の液槽23の上部はライン31aによってライン31に接続されており、第2の液槽23で発生(再生)した冷媒蒸気が、ライン31a、ライン31を介して、低温再生器LGeを経由して、凝縮器Cnに連通する様に構成されている。
【0042】
上記構成による吸収冷温水機4の作用を、高温再生器4HGeに関連する構成を主として説明する。
吸収器Abで冷媒蒸気を吸収して稀釈された稀溶液K1は、第1の稀溶液ライン54を介して、高温再生器4HGeの第1の熱交換部C11に導かれる。また、外部の高圧蒸気源から、第1の加熱ライン15に高圧蒸気が導かれる。
稀溶液K1は第1の液槽13内で、加熱ライン15を流れる高圧蒸気が保有する熱量により、加熱され昇温し、再生される。再生した冷媒蒸気は、ライン31を介して凝縮器Cnに供給される。この時の加熱ライン15と稀溶液K1との熱交換の形態は、満液式熱交換である。
第1の液槽13で加熱され濃縮された稀溶液K1は、第2の熱交換部C21における第2の液槽23に入り、皿体16の小孔16aから液滴D1となって滴下する。この液滴D1が第2の加熱ライン18に液膜となって接触し、第2の加熱ライン18内を流れる加熱流体により加熱されて、昇温し、再生される。この時の加熱ライン18と液滴D1即ち稀溶液K1との熱交換の形態は、流下液膜式熱交換である。
【0043】
上記の伝熱形態を図式的に示すと図7と同様になり、第1および第2の加熱ライン15および18内の高圧蒸気は温度が一定どあるのに対し、被加熱流体である稀溶液K1の温度は徐々に上昇する。
図3で示すのと同様に、第1の熱交換部C11では温度差△Tが大きいので、満液式熱交換により稀溶液K1を加熱再生させる。一方、第2の熱交換部C21では温度差△Tが小さいので、流下液膜式熱交換により吸収溶液L2を加熱再生させている。
上記のようにして、高温再生器4HGeでの稀溶液K1の再生を、従来の満液式熱交換のみに比べて高い再生をさせている。
【0044】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列記する。
(1) 第1の加熱ラインと被加熱流体との熱交換、すなわち加熱流体と被加熱流体との温度差が大きい領域では満液式熱交換とし、第2の加熱ラインと被加熱流体との熱交換、すなわち加熱流体と被加熱流体との温度差が小さい領域では流下液膜式熱交換をしているので、熱伝達量が非常に大きい。
(2) 熱交換器を小型にできる。
(3) 再生器に利用すれば、被加熱側の吸収溶液と加熱源との温度差が小さい領域まで熱交換を行うことが出来るので、吸収溶液の濃度幅を大きく取ることができる。そのため、高効率となる。
(4) 低温再生器、排熱焚再生器に本発明を適用すれば、加熱流体が保有する熱量が吸収溶液に対して効率的に投入され、吸収溶液温度が上昇するので、高温再生器で付加される熱量を減少することが出来るので、吸収冷温水機の効率が向上する。
(5) 低温再生器、排熱焚再生器、高温再生器に本発明を適用すれば、加熱流体が保有する熱量が効率的に吸収溶液に投入される結果、冷媒蒸気の再生量が増加し、吸収冷温水機の効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態にかかる熱交換器の構成図。
【図2】図1の熱交換器の斜視内部詳細図。
【図3】図1および図2に示す熱交換器の伝熱特性線図。
【図4】従来の満液式と本発明とを比較して示すデューリング線図。
【図5】本発明の第2の実施形態にかかる吸収冷温水機を示すブロック構成図。
【図6】図5で使用する低温再生器の構成図。
【図7】本発明で加熱源として蒸気を使用する場合の熱交換器の特性線図。
【図8】本発明の第3の実施形態にかかる吸収冷温水機を示すブロック構成図。
【図9】図8で使用する再生器の構成図。
【図10】本発明で、加熱源として温水を使用する場合の熱交換器の特性線図。
【図11】本発明の第4の実施形態にかかる吸収冷温水機を示すブロック構成図。
【図12】図11で使用する高温再生器の構成図。
【図13】従来の吸収冷温水機を示すブロック構成図。
【図14】満液式再生器の構成説明図。
【図15】流下液膜式再生器の構成説明図。
【図16】満液式再生器と流下液膜式再生器の総括伝熱係数の比較線図。
【符号の説明】
Ab・・・吸収器
Cn・・・凝縮器
Ev・・・蒸発器
HGe・・高温再生器
LGe・・低温再生器
L1・・・被加熱流体
D1・・・液滴
1、2、3、4・・吸収冷温水機
10・・熱交換器
11・・第1の熱交換器
13・・第1の液槽
15・・第1の加熱ライン
17・・接続部
18・・第2の加熱ライン
19・・ライン
20・・流出ライン
21・・第2の熱交換部
23・・第2の液槽[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger (in this specification, the term “heat exchanger” means a heat exchanger of a type that performs heat exchange accompanied by phase change such as evaporation and regeneration, -Liquid) heat exchanger is not included), a regenerator, and an absorption chiller / heater, and more particularly, a technology for miniaturizing a heat exchanger and a regenerator.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 shows a general block configuration having a high-temperature and low-temperature double-effect regenerator in the conventional absorption chiller / heater J1. Reference numeral HGe denotes a high temperature regenerator, LGe denotes a low temperature regenerator, Cn denotes a condenser, Ev denotes an evaporator, Ab denotes an absorber, HEx denotes a high temperature side heat exchanger, and LHx denotes a low temperature side heat exchanger. Even with such a configuration in which efficiency is improved by the double effect regenerator, there is still room for improvement in efficiency.
[0003]
14 and 15 show the configuration of a conventional heat exchanger (steam generator or regenerator).
In FIG. 14, a heating line A15 through which the heating fluid flows is arranged in the heated fluid L supplied from the line A19 and flowing out from the line A20, and the amount of heat held by the heating fluid flowing through the heating line A15 is determined. A full heat exchanger for heating a heated fluid is shown. The characteristics of the overall heat transfer coefficient K and the temperature difference ΔT in this liquid heat exchanger are as follows: the temperature difference between the temperature in the heating line A15 and the fluid L to be heated is the horizontal axis, and the overall heat transfer coefficient K is vertical. In the heat transfer characteristic diagram 16 taken on the shaft, the characteristic line AL is indicated by a solid line.
[0004]
The heat transfer characteristic AL of this full liquid heat exchange has a large overall heat transfer coefficient K in proportion to the temperature difference ΔT as a characteristic when boiling occurs due to generation of steam. Therefore, the overall heat transfer coefficient K is large in the region where the temperature difference ΔT is high, but the overall heat transfer coefficient K is small in the region where the temperature difference ΔT is low. Therefore, in order to increase the solution concentration range in the regenerator, a large regenerator must be used. In other words, in the absorption chiller / heater using the full liquid heat exchanger, it is necessary to improve the overall heat transfer coefficient K in the region where the temperature difference ΔT is low.
[0005]
On the other hand, in FIG. 15, a falling liquid film heat exchanger is shown. According to this falling liquid film type heat exchanger, the heated fluid supplied through the line B19 and flowing out from the line B20 is dropped as a droplet as indicated by the symbol D. As for heating line B15 arrange | positioned in the space where dripping falls, the liquid film of the to-be-heated fluid is formed in the surface, and the calorie | heat amount which the heating fluid which flows through the inside of heating line B15 has transferred to the said liquid film.
In this falling liquid film heat exchanger, the heat transfer characteristic line when the temperature difference ΔT between the temperature in the heating line B15 and the fluid D to be heated is on the horizontal axis and the overall heat transfer coefficient K is on the vertical axis is shown in FIG. It is indicated by 16 code BL.
[0006]
The heat transfer characteristic BL of this liquid film type heat exchange has a characteristic that the overall heat transfer coefficient K does not change much with respect to the temperature difference ΔT. Therefore, the overall heat transfer coefficient K does not decrease even in a region where the temperature difference ΔT is low, but the overall heat transfer coefficient K does not increase even in a region where the temperature difference ΔT is high. Therefore, a large regenerator must be used to increase the solution concentration range in the regenerator. That is, in the absorption chiller / heater using the liquid film heat exchanger, it is necessary to improve the overall heat transfer coefficient K in a region where the temperature difference ΔT is high.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is a heat exchanger having the characteristic of always maintaining a good overall heat transfer coefficient K irrespective of the temperature difference ΔT, and regeneration. Or an absorption chiller / heater equipped with such a regenerator.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The heat exchanger according to the present invention includes a first heat exchange unit and a second heat exchange unit, and the first heat exchange unit includes a first liquid tank and is stored in the first liquid tank. In the heated fluid, a first heating line through which the heating fluid flows is arranged (therefore, a configuration as a full liquid heat exchanger is provided), and the second heat exchanging portion is A dropping mechanism that drops the heated fluid that has passed through the first heat exchange section as droplets is provided above the second liquid tank, and the heated fluid from the dropping mechanism The second heating line is arranged in the space where the droplets of the liquid are dropped (thus having a configuration as a falling liquid film heat exchanger), the outlet of the first heating line and the second The inlet of the heating line is connected, and the bottom of the first liquid tank and the dropping mechanism are connected.
Here, in this specification, the term “heat exchanger” refers to a type that performs heat exchange with phase change such as evaporation and regeneration, such as a full liquid heat exchanger and a falling film heat exchanger. It does not include sensible heat (liquid-liquid) heat exchangers.
[0009]
According to the heat exchanger of the present invention, in a region where the temperature difference between the first heating line and the fluid to be heated is large, liquid heat exchange with a large overall heat transfer coefficient is performed, and the second heating line and the fluid to be heated are In the region where the temperature difference is small, the falling film type heat exchange with a large overall heat transfer coefficient is performed to increase the total heat transfer amount. Thereby, a heat exchanger can be reduced in size.
[0010]
The regenerator of the present invention includes a first heat exchange unit and a second heat exchange unit, and the first heat exchange unit includes a first liquid tank and is stored in the first liquid tank. A first heating line through which a heating fluid flows is arranged in the absorbing solution (which has a configuration as a full liquid heat exchanger), and the second heat exchange unit includes A second liquid tank is provided, and a dropping mechanism is provided above the second liquid tank to drop the absorbing solution that has passed through the first heat exchange unit as a droplet. The second heating line is disposed in the space where the liquid is dropped (thus, the second heating line has a configuration as a falling liquid film heat exchanger), and the outlet of the first heating line and the second heating line Is connected, and the bottom of the first liquid tank and the dropping mechanism are connected.
[0011]
According to the regenerator of the present invention having such a configuration, the first heat exchange section performs full liquid heat exchange, the second heat exchange section performs falling liquid film heat exchange, and the overall heat transfer coefficient in the entire region. Since the heat transfer efficiency in the regenerator can be improved, the size can be reduced.
In order to improve the efficiency of the regenerator, the concentration range of the absorbing solution must be widened. By widening the concentration range, the difference in saturation temperature between the dilute solution and the concentrated solution in the regenerator increases. As a result, the temperature difference ΔT between the heated side (absorbing solution) and the heating source (constant temperature) increases at the absorbing solution inlet of the regenerator, but decreases at the absorbing solution outlet. That is, the temperature difference ΔT at the absorption solution inlet of the regenerator is larger than ΔT at the absorption solution outlet.
According to the present invention, the regenerator can be made compact by using a heat exchange method suitable for a region where the temperature difference is large and a region where the temperature difference is small. In other words, the amount of regeneration can be increased with the same heat transfer area.
[0012]
The absorption chiller / heater according to the present invention includes a high-temperature regenerator, a low-temperature regenerator, a condenser, an evaporator, and an absorber. The low-temperature regenerator includes a first heat exchange unit and a first heat exchanger. The first heat exchanging unit includes a first liquid tank, and in the absorbing solution stored in the first liquid tank, the refrigerant regenerated by the high temperature regenerator A first heating line through which steam flows is disposed, and the second heat exchange unit includes a second liquid tank, and the second liquid tank is routed above the first heat exchange unit. A dropping mechanism for dropping the absorbing solution as a droplet is provided, and a second heating line is disposed in a space in which the droplet of the absorbing solution is dropped from the dropping mechanism, and the outlet of the first heating line and the first heating line are disposed. The inlet of 2 heating lines is connected, and the bottom of the first liquid tank and the dropping mechanism are connected.
[0013]
According to the present invention having such a configuration, it is possible to make the absorbing solution into a state where it can be easily regenerated by increasing the temperature, thereby improving the heat transfer efficiency in the regenerator and reducing the size. In other words, the amount of regeneration can be increased with the same heat transfer area.
[0014]
The absorption chiller / heater of the present invention includes a high-temperature regenerator, a low-temperature regenerator, a condenser, an evaporator, and an absorber, and a rare solution that connects the absorber and the high-temperature regenerator. An exhaust heat soot regenerator is interposed in the line, and the exhaust heat soot regenerator has a first heat exchange part and a second heat exchange part, and the first heat exchange part is a first liquid tank. A first heating line through which a heating fluid (for example, high-temperature water) supplied from an external heat source flows is disposed in the absorbing solution stored in the first liquid tank, The second heat exchange section includes a second liquid tank, and a dropping mechanism for dropping the absorbing solution via the first heat exchange section as a droplet is provided above the second liquid tank. A second heating line is disposed in a space where the absorbing solution droplets are dropped from the mechanism, and the outlet of the first heating line and the inlet of the second heating line are in contact with each other. It is, with the bottom portion of the first liquid tank and the dropping mechanism is connected.
According to the present invention having such a configuration, the regenerator can be reduced in size. That is, the amount of regeneration can be increased with the same heat transfer area.
[0015]
The absorption chiller / heater of the present invention includes a high temperature regenerator, a low temperature regenerator, a condenser, an evaporator, and an absorber. The high temperature regenerator includes a first heat exchange unit and a second heat exchanger. A heat exchange section, the first heat exchange section includes a first liquid tank, and in the absorbing solution stored in the first liquid tank, a heating fluid (from an external heat source ( For example, a first heating line through which high-pressure steam or the like flows is disposed, and the second heat exchange unit includes a second liquid tank, and the first heat exchange is provided above the second liquid tank. A dropping mechanism for dropping the absorbing solution via the section as a droplet, a second heating line is disposed in a space where the absorbing solution droplet is dropped from the dropping mechanism, and the first heating line An outlet and an inlet of the second heating line are connected, and a bottom of the first liquid tank and the dropping mechanism are connected.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 and 2 show a
The
The first
[0017]
The first
The
Here, the
[0018]
The second
The upper end of the
A plurality of
Then, the outlet of the
[0019]
Next, the operation of the
1 and 2, the heated fluid L1 is introduced from the upper part of the
On the other hand, the
The form of heat transfer in the first
Incidentally, the dotted line BL is the overall heat transfer coefficient K in the case of the falling liquid film type, and if this form is adopted, the efficiency of heat exchange becomes low.
[0020]
In this manner, the temperature of the heated fluid L1 heated by the first
On the other hand, the temperature of the heating fluid flowing in the
[0021]
The heated fluid L1 that has flowed into the second
Incidentally, the dotted line AL is the overall heat transfer coefficient K in the case of the full liquid type, and if this form is adopted, the efficiency of heat exchange becomes low.
[0022]
In this way, with a specific temperature difference ΔT0 (FIG. 3) between the heating side and the heated side as a branch point, when the temperature difference ΔT is large, full-liquid heat exchange is performed, and when the temperature difference ΔT is small. As the falling film heat exchange, the overall heat transfer coefficient K is always good.
[0023]
FIG. 5 shows an absorption chiller / heater 2 according to a second embodiment which is an embodiment in which the present invention is applied to a low-temperature regenerator.
Hereinafter, a description will be given mainly of devices and parts different from the conventional absorption chiller / heater J1 shown in FIG. In addition, about the apparatus similar to the absorption cold / hot water machine J1 of FIG. 13, the same code | symbol is used repeatedly.
5 and 6, the absorption chiller / heater 2 is configured as a so-called “series flow type” absorption chiller / heater, and the low-temperature regenerator 2LGe includes a first heat exchange unit A11 and a second heat exchange unit. Part A21.
The first heat exchanging part A11 has a configuration as a full liquid heat exchanger, and the
On the other hand, the second heat exchange section A21 has a configuration as a falling liquid film heat exchanger, and the
The following details will be described with reference to FIG.
[0024]
The first heat exchange unit A11 includes a
The
The
[0025]
The second heat exchanging part A21 is in the
The
The
The
[0026]
In the low-temperature regenerator 2LGe having the above configuration, the high-temperature regenerator HGe, the condenser Cn, and the absorber Ab are connected as follows.
A
A
The
[0027]
The operation of the absorption chiller / heater 2 having the above-described configuration will be described limited to the low temperature regenerator 2LGe.
The absorption solution heated and concentrated by the high temperature regenerator HGe is guided to the first heat exchange part A11 of the low temperature regenerator 2LGe via the
The absorption solution L1 is heated in the
[0028]
The absorption solution L1 heated and regenerated in the
The droplet D1 comes into contact with the
[0029]
FIG. 7 schematically illustrates the above heat transfer mode. The temperature of the refrigerant vapor flowing in the
The left region (full liquid type) in FIG. 7 corresponds to the first heat exchanging part A11, and the temperature difference ΔT is large, so that the absorbing solution L1 is heated and regenerated by the full liquid heat exchange. On the other hand, the area on the right side of FIG. 7 (falling liquid film type) corresponds to the second heat exchanging part A21 and has a small temperature difference ΔT, so that the absorbing solution L1 is heated and regenerated by flowing down liquid film type heat exchange. I am letting.
As a result, regardless of the magnitude of the temperature difference ΔT, the absorption solution is heated by the low-temperature regenerator LGe while the overall heat transfer coefficient K is always large. Therefore, compared to the conventional full liquid heat exchange alone, High regeneration efficiency can be maintained.
FIG. 4 is a Düring diagram showing the operation of the absorption chiller / heater described in FIGS. It can be seen that heat transfer is increased to QLg in the full and falling film type synthesis in which K is best selected.
[0030]
In FIG. 8, the absorption cold / hot water machine 3 which is the 3rd Embodiment of this invention is shown. The apparatus and parts different from the conventional absorption chiller / heater J1 shown in FIG. 13 will be mainly described. In addition, about the same apparatus, the same code | symbol is duplicated and used.
8 and 9, the exhaust heat soot regenerator MGe constituting the absorption chiller / heater 3 is interposed in a
The first heat exchanging part B11 has a configuration as a full liquid heat exchanger, and the
The following details will be described with reference to FIG.
[0031]
The first heat exchange unit B11 includes a
The
In the
[0032]
The second heat exchanging part B21 is in the
The
A plurality of
The
[0033]
The exhaust heat soot regenerator MGe having the above-described configuration has the high temperature regenerator HGe, the condenser Cn, and the absorber Ab configured as follows.
The
[0034]
The 2nd heating line 18 (outlet side) arrange | positioned at the
The steam generated (regenerated) in the
[0035]
The operation of the absorption chiller / heater 3 having the above-described configuration will be mainly described with respect to the portion related to the exhaust heat regenerator MGe.
The absorbing solution (dilute solution) K diluted by absorbing the refrigerant vapor in the absorber Ab flows into the first heat exchange part B11 of the exhaust heat regenerator MGe through the first
The diluted solution K is heated in the
The dilute solution K heated in the
[0036]
FIG. 10 schematically illustrates the above heat transfer mode. The temperature change of the high-temperature water flowing in the
In the first heat exchange part B11, since the temperature difference ΔT is large, the dilute solution K is heated and regenerated by full liquid heat exchange. On the other hand, since the temperature difference ΔT is small in the second heat exchange part B21, the dilute solution K is heated and regenerated by the falling film heat exchange. In addition, when the heating fluid is hot water, unlike the case of steam, the temperature of the heating fluid is reduced by heat exchange.
[0037]
As described above, before the dilute solution K is regenerated in the high temperature regenerator HGe, the dilute solution K is preliminarily heated and regenerated using high temperature water of an external heat source in combination with a full liquid type and a falling liquid film type. Therefore, the heating amount in the high-temperature regenerator HGe can be saved, and the regeneration amount of the refrigerant vapor is also increased, so that the efficiency of the absorption chiller / heater is improved.
[0038]
FIG. 11 shows an absorption chiller / heater 4 according to a fourth embodiment of the present invention.
Hereinafter, the absorption chiller / heater 4 according to the embodiment of FIG. 11 will be described mainly with respect to devices and portions different from those of the conventional absorption chiller / heater J1 shown in FIG. In addition, about the same apparatus, the same code | symbol is duplicated and used.
In FIG. 11 and FIG. 12, the high temperature regenerator 4HGe constituting the absorption chiller / heater 2 is composed of a first heat exchange part C11 and a second heat exchange part C21. And the 1st heat exchange part C11 is comprised as a full liquid type heat exchanger, and the
The following details will be described with reference to FIG.
[0039]
The first heat exchange section C11 is mainly configured by a
In the
The second heat exchanging unit C21 includes the
The
The
The
[0040]
The absorption chiller / heater 4 having the high-temperature regenerator 4HGe, the low-temperature regenerator LGe, the condenser Cn, and the absorber Ab having the above-described configuration is connected as follows, and the refrigerant vapor and the absorption solution are circulated.
The dilute solution K1 is supplied to the
The refrigerant vapor generated (regenerated) in the
[0041]
The
The upper part of the
[0042]
The operation of the absorption chiller / heater 4 with the above configuration will be mainly described with respect to the configuration related to the high temperature regenerator 4HGe.
The diluted solution K1 diluted by absorbing the refrigerant vapor by the absorber Ab is guided to the first heat exchange part C11 of the high-temperature regenerator 4HGe via the first diluted solution line. Further, high-pressure steam is guided to the
The dilute solution K1 is heated and heated in the
The diluted solution K1 heated and concentrated in the
[0043]
The above heat transfer form is schematically shown in FIG. 7, and the high-pressure steam in the first and
As shown in FIG. 3, since the temperature difference ΔT is large in the first heat exchange section C11, the dilute solution K1 is heated and regenerated by the full liquid heat exchange. On the other hand, since the temperature difference ΔT is small in the second heat exchange section C21, the absorbing solution L2 is heated and regenerated by the falling film heat exchange.
As described above, the regeneration of the dilute solution K1 in the high-temperature regenerator 4HGe is made higher than that in the conventional full liquid heat exchange alone.
[0044]
【The invention's effect】
The effects of the present invention are listed below.
(1) Heat exchange between the first heating line and the fluid to be heated, that is, in a region where the temperature difference between the heating fluid and the fluid to be heated is large, full heat exchange is performed. In the region where the heat exchange, that is, the temperature difference between the heated fluid and the fluid to be heated is small, the falling liquid film type heat exchange is performed, so the amount of heat transfer is very large.
(2) The heat exchanger can be made small.
(3) If used in the regenerator, heat exchange can be performed up to a region where the temperature difference between the absorption solution on the heated side and the heating source is small, so that the concentration range of the absorption solution can be increased. Therefore, it becomes highly efficient.
(4) If the present invention is applied to a low-temperature regenerator and a waste heat regenerator, the amount of heat held by the heating fluid is efficiently input to the absorbing solution, and the absorbing solution temperature rises. Since the amount of added heat can be reduced, the efficiency of the absorption chiller / heater is improved.
(5) If the present invention is applied to a low-temperature regenerator, a waste heat regenerator, and a high-temperature regenerator, the amount of heat held by the heating fluid is efficiently input to the absorbing solution, resulting in an increase in the amount of refrigerant vapor regenerated. The efficiency of the absorption chiller / heater is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.
2 is a detailed perspective internal view of the heat exchanger of FIG. 1. FIG.
3 is a heat transfer characteristic diagram of the heat exchanger shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 4 is a Duling diagram showing a comparison between a conventional full liquid type and the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing an absorption chiller / heater according to a second embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram of a low-temperature regenerator used in FIG.
FIG. 7 is a characteristic diagram of a heat exchanger when steam is used as a heating source in the present invention.
FIG. 8 is a block configuration diagram showing an absorption chiller / heater according to a third embodiment of the present invention.
9 is a configuration diagram of a regenerator used in FIG.
FIG. 10 is a characteristic diagram of a heat exchanger when hot water is used as a heating source in the present invention.
FIG. 11 is a block configuration diagram showing an absorption chiller / heater according to a fourth embodiment of the present invention.
12 is a configuration diagram of a high-temperature regenerator used in FIG.
FIG. 13 is a block diagram showing a conventional absorption chiller / heater.
FIG. 14 is a diagram illustrating the configuration of a full liquid regenerator.
FIG. 15 is a configuration explanatory view of a falling liquid film type regenerator.
FIG. 16 is a comparison diagram of the overall heat transfer coefficient of the full liquid regenerator and the falling liquid film regenerator.
[Explanation of symbols]
Ab ... Absorber
Cn: Condenser
Ev ... Evaporator
HGe ・ ・ High temperature regenerator
LGe ... Low temperature regenerator
L1 ... Heated fluid
D1 droplet
1, 2, 3, 4, ... Absorption chiller / heater
10. Heat exchanger
11. First heat exchanger
13. First liquid tank
15. First heating line
17. Connection part
18. Second heating line
19. Line
20. ・ Outflow line
21 .. Second heat exchange section
23 .. Second liquid tank
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