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太陽光LiBr吸収冷凍機
2.1動作原理
冷凍サイクル
このチラー（ヒーター）の冷凍原理を図1に示す。吸収器から排出された希釈溶液は、LTG溶液ポンプによって輸送され、低温熱交換器で加熱された後、LTGに入る。LTGでは、HTGから流入する高圧・高温の冷媒蒸気によって希釈溶液が加熱・沸騰し、中間溶液へと濃縮される。
中間溶液の大部分は、高温熱交換器で加熱された後、HTG溶液ポンプによってHTGに輸送されます。HTGでは、燃料の燃焼によって発生した熱で臭化リチウム（LiBr）溶液が加熱され、高圧・高温の冷媒蒸気が生成されます。この溶液はさらに濃縮され、濃縮溶液となります。
LTGでは、HTGからの高圧高温の冷媒蒸気がLTG内の希薄溶液を加熱して凝縮し、冷媒水となります。この冷媒水は、絞りと減圧によりLTG内で発生した冷媒蒸気とともにコンデンサーに入り、コンデンサー内の冷却水によって凝縮圧力に応じて冷却され、冷媒水となります。
凝縮器内の冷媒水はU字管で絞られて蒸発器に入り、冷媒ポンプによって送られ、蒸発器の管群に噴射され、冷水の熱を吸収して蒸発し、管内の冷水の温度が下がり、冷凍の目的を達成します。
LTGからの中間溶液の一部はHTGからの濃縮溶液と混合され、低温熱交換器を通過して吸収器に入り、吸収管群に噴霧され、冷却水によって冷却されると同時に蒸発器からの冷媒蒸気を吸収して希釈溶液となります。蒸発器で冷媒蒸気を吸収して希釈された臭化リチウム（LiBr）溶液は、生成ポンプによって生成器に送られ、加熱・濃縮され、冷凍サイクルが完了します。このプロセスが繰り返されることで、蒸発器は空調や生産プロセス用の低温冷水を継続的に生成することができます。
加熱サイクル
直火式 LiBr 吸収式冷凍機（ヒーター）の加熱プロセスを図 2 に示します。冷却水回路と冷媒水回路の運転が停止し、冷水回路が家庭用給湯回路に変換されます。吸収器、凝縮器、LTG、高温熱交換器、低温熱交換器は動作を停止します。吸収器内の希釈溶液は HTG に送られ、溶液ポンプによって濃縮されます。生成された冷媒蒸気は、チューブとバルブ F7 を通って蒸発器に入り、蒸発器チューブ クラスターで凝縮し、家庭用給湯を加熱します。凝縮された冷媒水は、蒸発器水トレイからバルブ F9 を通って吸収器に入ります。HTG 内の濃縮溶液はバルブ F8 を通って吸収器に入り、吸収器内の冷媒水と混合されて希釈溶液になります。希釈溶液は溶液ポンプによって HTG に戻され、加熱されます。前述のサイクルが繰り返して発生し、連続加熱プロセスが形成されます。
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、チラー熱源は発生器に入り、希釈された臭化リチウム溶液を加熱します。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て濃厚溶液となります。
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。
3.ユニットの特徴
火力発電、石油掘削、石油化学分野、鉄鋼エンジニアリング、化学処理分野などでの低温廃温水または低圧蒸気の回収に適用できます。河川水、地下水、その他の天然水源を利用し、低温温水を高温温水に変換して地域暖房またはプロセス暖房に使用できます。
デュアル効果（冷房/暖房兼用）
天然ガスまたは蒸気で駆動する二重効果吸収熱ポンプ非常に高い効率で廃熱を回収し（COPは2.4に達する）、暖房と冷房の両方の機能を備えており、特に冷暖房同時需要に適しています。
二相吸収と高温
クラス II の 2 相吸収ヒートポンプは、他の熱源なしで廃温水の温度を 80°C まで上げることができます。
インテリジェント制御と簡単な操作
全自動制御により、ワンボタンのオン/オフ、負荷調整、溶液濃度制限制御、リモート監視を実現できます。
人工知能制御システム AI (V5.0)
■全自動制御機能
制御システム (AI、V5.0) は、ワンキー起動/シャットダウン、タイミングオン/オフ、成熟した安全保護システム、複数の自動調整、システムインターロック、エキスパートシステム、ヒューマンマシンダイアログ (多言語)、ビルディングオートメーションインターフェースなどの強力で完全な機能を備えています。
■完了ユニット異常自己診断・保護機能
制御システム（AI、V5.0）は、34の異常自己診断・保護機能を搭載しています。異常レベルに応じてシステムが自動的に対応策を講じます。これにより、事故の防止、人的負荷の軽減、そしてチラーの持続的かつ安全で安定した運転を実現します。
■個性的lロードa調整f塗油
制御システム（AI、V5.0）には独自の負荷調整機能が搭載されており、実際の負荷に応じてチラー出力を自動調整します。この機能は、起動・停止時間や希釈時間の短縮に役立つだけでなく、アイドル運転やエネルギー消費量の削減にも貢献します。
■独自の溶液循環量 制御技術
制御システム（AI、V5.0）は、革新的な三元制御技術を採用し、溶液循環量を調整します。従来、溶液循環量の制御には生成器内の液位パラメータのみが使用されていました。この新技術は、濃縮溶液の濃度と温度、そして生成器内の液位という2つのパラメータを統合しています。また、溶液ポンプには高度な周波数可変制御技術を適用し、最適な溶液循環量を実現します。この技術により、運転効率が向上し、起動時間と消費電力が削減されます。
■溶液濃度制御テクノロジー
制御システム（AI、V5.0）は、独自の濃度制御技術を採用し、濃縮液の濃度と量、および温水量をリアルタイムで監視・制御します。このシステムにより、高濃度環境下でもチラーを安全かつ安定した状態に保ち、チラーの運転効率を向上させ、結晶化を防止します。
■インテリジェント自動空気パージ関数
制御システム（AI、V5.0）は、真空状態のリアルタイム監視と非凝縮性空気の自動排出を実現します。
■独自の希釈停止制御
この制御システム（AI、V5.0）は、濃縮液濃度、周囲温度、冷媒残水量に応じて、希釈運転に必要な各種ポンプの運転時間を制御することができます。これにより、チラー停止後も最適な濃度を維持できます。結晶化を防止し、チラーの再起動時間を短縮します。
■動作パラメータ管理システム
この制御システム（AI、V5.0）のインターフェースを介して、オペレーターはチラーの性能に関連する12の重要なパラメータについて、リアルタイム表示、補正、設定などの操作を行うことができます。また、過去の運転イベントの記録を保存することもできます。
■ユニット障害管理システム
操作インターフェースに突発的な障害の警告が表示された場合、この制御システム（AI、V5.0）は障害箇所を特定し、詳細を報告し、解決策やトラブルシューティングのガイダンスを提案します。過去の障害の分類と統計分析を実施することで、オペレーターによる保守サービスを容易にします。
