二段温水吸収冷凍機

2.1動作原理

吸収器内の希薄溶液は溶液ポンプによってポンプ輸送され、熱交換器で加熱された後、発生器に入ります。発生器内では、希薄溶液は作動温水によって沸騰まで加熱され、冷媒蒸気が生成され、同時に溶液は濃縮されて高濃度溶液となります。

発生器内で発生した冷媒蒸気は冷却水によって冷却され、U型パイプを通って蒸発器水板内に凝縮して冷媒水となります。

蒸発器内の圧力が低いため、冷媒水は冷媒ポンプによってポンプされ、蒸発器管に噴霧されます。冷媒水は冷却水から熱を吸収して蒸発し、管内の冷却水の温度を下げることで冷凍を実現します。

発生器から排出された濃縮液は熱交換器を通過して吸収器に流れ込み、吸収管に滴下します。吸収管内を循環する冷却水によって冷却され、蒸発器から発生する冷媒蒸気を吸収して希薄溶液となります。このように、濃縮液は蒸発器で発生した冷媒蒸気を継続的に吸収し、蒸発器内での蒸発プロセスを維持します。冷媒蒸気を吸収した希薄溶液は、再び発生器に送り返され、再び濃縮されます。これで1サイクルの冷凍サイクルが完了します。このプロセスを継続的に繰り返すことで、蒸発器は空調や産業用冷却用途に使用可能な低温の冷水を継続的に出力します。

二段式温水ユニットは、2つの発生器、2つの凝縮器、2つの蒸発器、そして2つの吸収器で構成されています。溶液は、上部発生器、下部発生器、上部吸収器、そして下部吸収器を直列に流れます。温水は冷水および冷却水と向流で流れ、向流熱交換を引き起こします。

サイクル全体にわたって冷凍能力を合理的に配分し、温度差を最適化し、適切な温度、圧力、濃度パラメータを選択することにより、発生、凝縮、蒸発、吸収の各プロセスが理想的な状態を実現します。これにより、温水熱源をより低い温度まで冷却することが可能になります。

以上のサイクルが繰り返し行われ、連続的な加熱プロセスが形成されます（図1-1）。

2.2プロセスフロー図m

2.3主なコンポーネントと機能

1.ジェネレータ

生成関数:発電機はチラーの動力源です。熱源は発電機に入り、希釈された臭化リチウム（LiBr）溶液を加熱します。希釈溶液中の水分は冷媒蒸気となって蒸発し、凝縮器に入ります。一方、希釈溶液は濃縮され、濃縮溶液となります。

シェル・アンド・チューブ構造を特徴とする本発電機は、伝熱管、管板、支持板、シェル、蒸気室、水室、バッフル板で構成されています。ヒートポンプシステム内で最も圧力の高い容器であるため、発電機内部の真空度はほぼゼロ（微小負圧）に保たれています。

2.コンデンサー

コンデンサー機能:凝縮器は発熱ユニットです。発電機から排出された冷媒蒸気が凝縮器に入り、給湯水を高温に加熱します。これにより加熱効果が得られます。冷媒蒸気は給湯水を加熱した後、冷媒蒸気として凝縮し、蒸発器に入ります。

凝縮器はシェル・アンド・チューブ構造を特徴とし、伝熱管、管板、支持板、シェル、貯水タンク、水室で構成されています。通常、凝縮器と発電機は配管で直接接続されるため、基本的に同じ圧力になります。

3.蒸発器

蒸発器機能:蒸発器は廃熱回収装置です。凝縮器から排出された冷媒水は伝熱管の表面で蒸発し、管内のCHW（凝縮水）の熱を奪って冷却します。これにより廃熱が回収されます。伝熱管の表面から蒸発した冷媒蒸気は吸収器に入ります。

シェル・アンド・チューブ構造を採用した蒸発器は、伝熱管、管板、支持板、シェル、バッフル板、ドリップトレイ、スプリンクラー、水室で構成されています。蒸発器の作動圧力は、発電機圧力の約1/10です。

4.アブソーバー

吸収機能:吸収器は発熱ユニットです。蒸発器から出た冷媒蒸気は吸収器に入り、濃縮溶液に吸収されます。濃縮溶液は希釈溶液となり、ポンプで次のサイクルに送られます。冷媒蒸気が濃縮溶液に吸収される際に、大量の吸収熱が発生し、給湯水を高温に加熱します。こうして加熱効果が得られます。

吸収器はシェル・アンド・チューブ構造を特徴とし、伝熱管、管板、支持板、シェル、パージ管、噴霧器、水室で構成されています。吸収器はヒートポンプシステム内で最も圧力が低い容器であり、非凝縮性空気の影響を最も受けます。

5.熱交換器

熱交換器機能:熱交換器は、臭化リチウム溶液の熱を回収するための廃熱回収装置です。濃縮溶液の熱は熱交換器によって希釈溶液に伝達され、熱効率が向上します。

プレート構造を採用した熱交換器は熱効率が高く、省エネ効果に優れています。

6.自動エアパージシステム

システム機能:エアパージシステムは、ヒートポンプ内の非凝縮性空気を排出し、高真空状態を維持します。運転中は、希釈溶液が高速で流れ、エジェクターノズルの周囲に局所的な低圧領域を形成します。これにより、非凝縮性空気がヒートポンプから排出されます。このシステムはヒートポンプと同時に作動します。ヒートポンプの運転中は、自動システムが内部の高真空を維持し、システム性能と耐用年数の最大化を保証します。

エアパージシステムは、エジェクタ、クーラ、オイルトラップ、エアシリンダ、バルブから構成されるシステムです。

7.ソリューションポンプ

溶液ポンプは、LiBr 溶液を送出するとともに、ヒートポンプ内の液体作動媒体の正常な流れを確保するために使用されます。

ソリューションポンプは、液漏れゼロ、低騒音、高防爆性能、最小限のメンテナンス、長寿命を特徴とする全密閉型缶入り遠心ポンプです。

8.冷媒ポンプ

冷媒ポンプは冷媒水を送出する目的で使用され、蒸発器への冷媒水の正常な噴霧を確実にします。

冷媒ポンプは、液漏れゼロ、低騒音、高防爆性能、最小限のメンテナンス、長寿命を特徴とする全密閉型缶入り遠心ポンプです。

9.真空ポンプ

真空ポンプは起動時の真空引きと運転時のエア抜きに使用します。

真空ポンプは回転式ベーンホイールを備えています。その性能の決め手は真空オイル管理です。オイルの乳化を防ぐことで、エアパージ性能に明らかにプラスの影響を与え、寿命を延ばします。

10.電気キャビネット

LiBr ヒートポンプの制御センターである電気キャビネットには、主要な制御装置と電気部品が収納されています。