專利名稱：利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機及太陽光熱利用系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具備利用太陽光熱來產生蒸汽并且以該蒸汽作為熱源的再生器的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機、及太陽光熱利用系統，適合用于單效、雙效、或三效吸收式冷凍機，特別是適合用于三效蒸汽吸收式冷凍機。
背景技術：
作為利用各種熱源獲得冷熱的裝置，吸收式冷凍機廣泛得到普及，另外，組合了此吸收式冷凍機和太陽光熱集熱器的系統也正得到實用化。作為這種現有技術，例如有記載于日本特開號公報(專利文獻I)的技木。在上述專利文獻I的技術中，記載了這樣的內容，即，利用太陽光熱產生蒸汽，將此發生蒸汽用作吸收式冷凍機的工作熱源，來自此吸收式冷凍機的冷熱被供給空調設備進行空 氣調和。另外，在日本特開2001-82823號公報(專利文獻2)的技術中也記載了組合吸收式冷凍機和太陽光熱集熱器的系統，在該專利文獻2的系統中，記載了這樣的內容，S卩，在睛天時由太陽光熱對在吸收器中被稀釋了的稀溶液進行加熱，由閃蒸再生器使其濃縮，在雨天時等將在吸收器中被稀釋了的稀溶液送往高溫再生器，由利用燃燒器等的燃燒實現的加熱源加熱，使水分蒸發而進行濃縮。專利文獻I :日本特開號公報專利文獻2 :日本特開號公報

發明內容
在上述專利文獻I的技術中，公開了利用太陽光熱使吸收式冷凍機工作的內容，但未對夜間、雨天時使吸收式冷凍機工作的內容加以考慮。另外，在上述專利文獻2的技術中，雖然記載了在不能利用太陽光熱的雨天等利用由燃燒器等的燃燒實現的熱源使吸收式冷凍機工作的內容，但為了使得能夠使用太陽光熱和利用燃燒器等的燃燒實現的加熱源，需要設置高溫再生器和閃蒸再生器雙方，存在成本上升的問題。而且，在上述專利文獻2的技術中，盡管公開了使用太陽光熱和由燃燒器等的燃燒實現的加熱源中的哪一方都能夠使在吸收器中被稀釋了的稀溶液濃縮，但沒有對在能夠使用太陽光熱和由燃燒實現的加熱源雙方的場合進行效率更好的運行加以考慮。本發明的目的在于獲得ー種利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機及太陽光熱利用系統，該利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機及太陽光熱利用系統不設置閃蒸再生器，不論由太陽光熱和利用燃燒所實現的加熱源中的哪個，都能夠使在吸收器中被稀釋了的稀溶液濃縮，并且可進行效率良好的運行。為了達到上述目的，本發明的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機具備以利用太陽光熱生成了的蒸汽為熱源的再生器、吸收器、蒸發器、以及冷凝器，具有用于使從上述吸收器流往上述再生器的稀溶液與從上述再生器流往上述吸收器的濃溶液換熱的熱交換器；其特征在于該利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機具備由利用燃燒實現的加熱源生成蒸汽的単元，該利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機被構成為，不論利用所述由燃燒實現的加熱源生成了的蒸汽和利用上述太陽光熱生成了的蒸汽中的哪一方都可作為上述再生器的熱源投入。優選為，該利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機被構成為，設有蒸汽冷凝水熱回收器，該蒸汽冷凝水熱回收器用于使從上述吸收器流往上述再生器的稀溶液的至少一部分與從上述再生器排出的蒸汽冷凝水進行換熱，從而能夠從上述蒸汽冷凝水進行熱回收。本發明的另ー特征在于太陽光熱利用系統，該太陽光熱利用系統具備蒸汽發生裝置，該蒸汽發生裝置具備利用太陽光熱生成高溫的熱介質的太陽光熱集熱器和從由該太陽光熱集熱器生成了的高溫的熱介質產生蒸汽的蒸汽發生単元，該太陽光熱利用系統被構成為，將由此蒸汽發生裝置生成了的高溫的蒸汽向上述利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機引 導。在這里，上述太陽光熱集熱器最好具有太陽光聚光部、太陽光受熱部、以及絕熱部；該太陽光受熱部接受由該太陽光聚光部聚光了的太陽光并對在內部流通的熱介質進行加熱；該絕熱部按對上述太陽光受熱部的周圍進行絕熱并且使太陽光能夠通過的方式構成。按照本發明，能夠獲得ー種利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機及太陽光熱利用系統，該利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機及太陽光熱利用系統不設置閃蒸再生器，不論由太陽光熱和利用燃燒實現的加熱源中的哪一方都能夠對在吸收器中被稀釋了的稀溶液進行濃縮，而且還可進行效率良好的運行。另外，按照本發明，冷凍機的效率提高，與此相應，能夠減少驅動冷凍機的蒸汽量，可減少從作為可再生能量的太陽光熱產生蒸汽的昂貴的太陽光熱集熱器的集熱面積，可使合并了由太陽光熱集熱器實現的蒸汽發生部和吸收式冷凍機部的太陽光熱利用系統整體的設備費和運行費為最小。


圖I為表示本發明的太陽光熱利用系統的一例的系統圖，為說明白天的運行模式的圖。圖2為圖I所示太陽光熱利用系統的系統圖，為說明夜間的運行模式的圖。圖3為表示本發明的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機的實施例I的系統圖。圖4為說明圖3所示高溫再生器附近的詳細構成的主要部分的系統圖。圖5為作為圖3的主要部分系統圖的與圖4相當的圖，為說明與圖4不同的例子的圖。圖6為說明利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機的具體例的系統圖。圖7為表示本發明的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機的實施例2的系統圖。圖8為表示本發明的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機的實施例2的系統圖，為表不與圖7不同的例子的圖。圖9為分別用指數表示在夜間的運行模式和白天的運行模式下與從蒸汽冷凝水熱回收器流出的蒸汽冷凝水溫度對應的鍋爐效率、吸收式冷凍機效率、以及太陽光集熱器效率并且表示此時的冷熱輸出值的線圖。
具體實施例方式下面，根據

本發明的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機及太陽光熱利用系統的實施例。而且，在各圖中標注了同一附圖標記的部分表示同一或相當的部分。實施例I下面，根據圖I、圖2說明本發明的太陽光熱利用系統的一例。在圖I中，附圖標記11為對太陽光熱進行集熱的太陽光熱集熱器。上述太陽光熱集熱器11由太陽光聚光部、太陽光受熱部、以及透明的絕熱管(絕熱部)構成；該太陽光聚光部由例如作為聚光機構的截面為拋物線形狀的槽式反射鏡朝集熱管會聚太陽光；該太陽光受熱部向在上述集熱管的內部流通的熱介質傳遞能量；該透明的絕熱管(絕熱部)按形成絕熱空間的方式包覆上述集 熱管的外周。由循環泵13將來自溫水箱12的溫水或水等熱介質導入上述太陽光熱集熱器11中，在該太陽光熱集熱器11中由太陽光熱生成例如220 250°C左右的高溫水(壓カ例如為2MPa以上)或高溫水與高溫蒸汽的混合流體，此高溫水或高溫水與高溫蒸汽的混合流體(熱介質)被送往蒸汽發生單元(分離器)14。流入了蒸汽發生単元14的高溫水或高溫水與高溫蒸汽的混合流體被減壓ー些，例如減壓為I. 9MPa左右，從而被分離成例如212°C的蒸汽和溫水，該蒸汽被供給到吸收式冷凍機15，成為其工作熱源。另ー方面，存積在了上述蒸汽發生単元14的下部的溫水由循環泵16送往上述太陽光熱集熱器11，由太陽光熱再次加熱。在上述吸收式冷凍機15中，在稀溶液的濃縮中被使用過了的蒸汽成為例如195°C的蒸汽冷凝水，被送往上述溫水箱12，或者根據情況被直接送往太陽光熱集熱器11。上述吸收式冷凍機15由冷水配管與空調機18連接，從空調機18按例如15°C流入的水在吸收式冷凍機15的蒸發器5中被冷卻到約7°C，此后此冷水再次被供給到上述空調機18,對室內等進行制冷。另外，從冷卻塔等例如向上述吸收式冷凍機15供給例如34°C的冷卻水，與構成吸收式冷凍機15的吸收器6、冷凝器4進行換熱，例如被加熱到39°C，再次返回到上述冷卻塔等。而且，附圖標記I為再生器。附圖標記19為用于生成高溫水或高溫蒸汽的鍋爐，作為夜間、雨天等天氣不好時導致在上述太陽光熱集熱器11中不能由太陽光熱生成高溫水等的場合的備用設備設置。此鍋爐按使用由燃燒器等的燃燒實現的加熱源生成高溫的蒸汽，供給到上述蒸汽發生単元14的方式構成。而且，附圖標記20a 20d、21、22a、22b為設置在各個配管上的開閉閥。上述圖I所示太陽光熱利用系統表示可利用太陽光熱的白天的運行模式，在圖I所示例中，設在溫水配管上的上述開閉閥20a、20b、20d被控制為打開狀態，開閉閥20c為關閉狀態，使得溫水不能流往鍋爐19，鍋爐成為被停止了的狀態。另外，設在來自上述吸收式冷凍機15的蒸汽冷凝水的出ロ側的上述開閉閥21為在使上述吸收式冷凍機15工作的場合被打開，在停止吸收式冷凍機15的場合被關閉的閥。另外，設在對上述吸收式冷凍機15與上述空調機18進行連接的冷水配管上的上述開閉閥22a、22b在使用空調機的場合被打開，在停止空調機的場合被關閉。
在上述太陽光熱利用系統中，根據圖2說明夜間等不能由太陽光熱生成高溫水等的場合的運行模式(以下稱為夜間的運行模式)。在夜間的運行模式下，如圖2所示，設在用于將溫水送往太陽光熱集熱器11的溫水配管上的開閉閥20a、20b、20d被控制為關閉狀態，設在向鍋爐19輸送溫水的溫水配管上的開閉閥20c被控制為打開狀態。另外，燃料被投入上述鍋爐19中，該鍋爐被驅動，對從溫水箱12由循環泵13供給到了鍋爐19的溫水進行加熱，生成高溫的蒸汽，例如I. 9MPa的蒸汽。該蒸汽經過蒸汽發生単元14被供給到上述吸收式冷凍機15，成為其工作熱源。在上述吸收式冷凍機15中，在稀溶液的濃縮中被使用過了的蒸汽成為蒸汽冷凝水，再次返回到上述溫水箱12中。而且，在圖I及圖2所示例中，由太陽光熱集熱器11生成高溫水或高溫水與高溫蒸汽的混合流體即高溫的熱介質，由蒸汽發生単元(分離器)14分離成蒸汽和溫水，將該蒸汽供給到吸收式冷凍機15，但本發明不限于這樣的方式。例如，也可在蒸汽發生単元14內 配置傳熱管，使在上述太陽光熱集熱器11中生成了的高溫的熱介質(水、水以外的流體)流向該傳熱管，另ー方面，將在上述吸收式冷凍機15被利用過了的蒸汽冷凝水(溫水)引導至 上述蒸汽發生単元14，使該蒸汽冷凝水與在上述傳熱管內流動的高溫的熱介質換熱。由在傳熱管內流動的高溫的熱介質對蒸汽發生單元14內的蒸汽冷凝水進行加熱，從而產生產生高溫的蒸汽，將該高溫的蒸汽再次供給到上述吸收式冷凍機15。下面，根據圖3及圖4說明圖I及圖2所示吸收式冷凍機15的構成。圖3為表示本發明的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機的實施例I的系統圖，圖4為說明圖3所示高溫再生器附近的詳細構成的主要部分的系統圖。圖3所示本實施例的吸收式冷凍機15由蒸汽三效吸收式冷凍機構成，該蒸汽三效吸收式冷凍機具備高溫再生器I、中溫再生器2、低溫再生器3，在上述高溫再生器I中如上述那樣投入例如1.9MPa的壓力、溫度212°C的蒸汽。另外，構成為由稀溶液泵(溶液循環泵)70將來自吸收器6的稀溶液并列地供給到上述高溫再生器I、中溫再生器2、以及低溫再生器3的所謂并流循環。另外，在上述高溫再生器I、中溫再生器2、以及低溫再生器3中被濃縮了的溶液(濃溶液)由濃溶液泵(溶液淋灑泵)81返回淋灑到上述吸收器6中。在上述高溫再生器I中從稀溶液分離了的制冷劑蒸氣被送往中溫再生器2，對中溫再生器2內的稀溶液進行了加熱后，流過中溫冷凝液熱交換器95及低溫冷凝液熱交換器85，從而對被提供給中溫再生器2的稀溶液的一部分及被提供給低溫再生器3的稀溶液的一部分進行加熱，此后被送往冷凝器4，由冷卻水冷凝。在上述中溫再生器2中從稀溶液分離了的制冷劑蒸氣被送往低溫再生器3，對低溫再生器3內的稀溶液進行了加熱后，流過低溫冷凝液熱交換器85，從而對被提供給低溫再生器3的稀溶液的一部分進行加熱，此后被送往上述冷凝器4，由冷卻水冷凝。另外，附圖標記8為使從上述吸收器6出來了的稀溶液與被提供給上述吸收器6的濃溶液進行換熱的低溫熱交換器，附圖標記9為使由上述低溫熱交換器8加熱了的稀溶液與來自上述中溫再生器2的濃溶液進行換熱的中溫熱交換器，附圖標記10為使在上述低溫熱交換器8中受到了加熱的稀溶液與來自上述高溫再生器I的濃溶液換熱的高溫熱交換器。在上述冷凝器4中被冷凝了的液體制冷劑被送往蒸發器5，由制冷劑泵55淋灑，從在蒸發器5內流動的冷水吸熱而蒸發，流向上述吸收器6而被溶液吸收。在上述蒸發器5內流動的冷水例如按15°C流入蒸發器5中，被冷卻至一。C，此后供給到上述空調機18(參照圖I)等。從冷卻塔等向上述吸收器6供給在此例中為34°C的冷卻水，對吸收器進行冷卻，此后，上述冷卻水流往上述冷凝器4，對制冷劑蒸氣進行冷卻，自身被加熱至39°C左右，再次返回到冷卻塔等。如上述那樣，將I. 9MPa、溫度212°C的蒸汽投入上述高溫再生器I中，由此熱將高溫再生器I內的溶液濃縮后，上述蒸汽從高溫再生器I成為蒸汽冷凝水流出。然而，該蒸汽冷凝水的溫度處于近200°C的高溫狀態，為此，在本實施例中，還設置了蒸汽冷凝水熱回收器105，從上述高溫熱交換器10的上游側由旁通配管P13引導稀溶液，在上述蒸汽冷凝水熱回收器105中對該稀溶液進行加熱而回收了熱量后，將該稀溶液導入上述高溫再生器I中。作為其結果，能夠進行熱回收直到從上述蒸汽冷凝水熱回收器105流出的蒸汽冷凝水的溫度到達90°C以下。 由上述蒸汽冷凝水熱回收器105獲得的熱回收效果特別是在上述圖2所示夜間的運行模式的場合效果大。在夜間的運行模式下，使供給的燃料燃燒，由鍋爐19生成蒸汽，但相比加熱近200°C的溫水，對在上述蒸汽冷凝水熱回收器105中受到冷卻而到達90°C以下的溫水進行加熱時鍋爐的熱效率大幅度提高。另外，由蒸汽冷凝水熱回收器105也能夠充分地進行熱回收，為此，能夠提高系統整體的效率。然而，在圖I所示白天的運行模式下，由太陽光熱生成高溫水，為此，沒有燃料的消耗。為此，由上述蒸汽冷凝水熱回收器105進行熱回收的優點小。而且，在單獨考慮吸收式冷凍機15的場合，在上述高溫熱交換器10中，提供給上述高溫再生器I的全部稀溶液由來自高溫再生器I的高溫的濃溶液進行了加熱，此時更能使濃溶液的溫度降低，所以，能夠提高吸收式冷凍機15的效率。圖9為分別用指數表示在夜間的運行模式和白天的運行模式下與從上述蒸汽冷凝水熱回收器105流出的蒸汽冷凝水溫度對應的鍋爐效率、吸收式冷凍機效率、以及太陽光集熱器效率并且表示此時的冷熱輸出值的線圖。可以看出，在夜間的運行模式下，當蒸汽冷凝水溫度處在120°C附近時獲得最高的冷熱輸出，另ー方面，在白天的運行模式下，當蒸汽冷凝水溫度處在200°C附近時獲得最高的冷熱輸出。因此，在本實施例中，如圖4所示，在旁通上述高溫熱交換器10而流向蒸汽冷凝水熱回收器105的稀溶液的旁通配管P13的上述蒸汽冷凝水熱回收器入口側設置電磁閥或流量可調的電動閥26。另外，在設置了上述蒸汽冷凝水熱回收器105的蒸汽冷凝水流動的配管P12上按旁通上述蒸汽冷凝水熱回收器105的方式設置旁通配管P14，在該旁通配管P14上也設置電磁閥或流量可調的電動閥27。另外，在上述配管P12的旁通配管P14分支部與蒸汽冷凝水熱回收器105之間也設置電磁閥或流量可調的電動閥28。這些閥(電磁閥或電動閥)26 28按能夠由控制裝置29進行開閉控制或開度控制的方式構成。另外，在上述旁通配管P14匯合的上述蒸汽冷凝水熱回收器105下游側的配管P12上設置用于對流過那里的蒸汽冷凝水的溫度進行檢測的溫度檢測器30。向上述控制裝置29輸入來自上述溫度檢測器30的溫度信息和來自圖I所示太陽光熱利用系統(包含鍋爐)的運行信息，此控制裝置29例如按以下的方式對上述閥26 28進行控制。在圖I所示利用太陽光熱生成蒸汽的白天運行模式的場合，由控制裝置29使得上述閥26和28關閉、閥27打開地進行控制。這樣，從高溫再生器I出來了的蒸汽冷凝水例如按195°C返回到溫水箱12中，該溫水箱12的溫水由循環泵13供給到太陽光熱集熱器11，由太陽光熱例如加熱成220 250°C的高溫水。這樣，重復進行向吸收式冷凍機15的上述高溫再生器I供給例如212°C的蒸汽的那樣的循環。在圖2所示夜間的運行模式的場合，不利用太陽光熱，由利用燃燒實現的加熱源在鍋爐中生成蒸汽，所以，在此場合控制裝置29使得鍋爐效率提高地進行控制。即，在上述閥26 28由電磁閥(開閉閥)構成的場合，將上述閥26和28打開、將閥27關閉地進行控制。這樣，由蒸汽冷凝水熱回收器105從高溫的蒸汽冷凝水進行熱回收，能夠使被提供給高溫再生器I的稀溶液的溫度上升。另外，能夠進行熱回收直到蒸汽冷凝水的溫度也例如到達90°C以下，能夠向上述鍋爐19供給低溫度的溫水，所以，能夠提高鍋爐效率。在上述閥26 28為能夠進行流量調整的電動閥的場合，也能夠使得鍋爐效率和 吸收式冷凍機的效率合起來的效率進ー步提高地進行控制。即，雖然由上述蒸汽冷凝水熱回收器105回收的熱量越多則鍋爐效率越高，但在上述高溫熱交換器10中的換熱量減少，所以，不能在上述高溫熱交換器10中充分地冷卻來自高溫再生器I的濃溶液，吸收式冷凍機15的效率下降。因此，預先用實驗、解析求出鍋爐效率和吸收式冷凍機的效率合起來的整體的效率與由上述溫度檢測器30檢測出的溫度的關系，使得由溫度檢測器30檢測出的溫度處在鍋爐效率(由燃燒實現的加熱源的效率)和吸收式冷凍機的效率合起來的整體的效率進一步提高的規定溫度范圍內地由控制裝置29對上述閥26 28進行控制。通過這樣地構成，能夠使得鍋爐效率和吸收式冷凍機的效率合起來的效率進ー步提高地進行控制。圖5為作為圖3所示高溫再生器I附近的詳細構成的主要部分系統圖的與圖4相當的圖，為說明與圖4不同的例子的圖。在此例中，不設置圖4所示旁通配管P13，而是按這樣的方式構成稀溶液流動的配管P2，即，使通過上述高溫熱交換器10后的稀溶液流經上述蒸汽冷凝水熱回收器105，從蒸汽冷凝水進行熱回收后，使其流入上述高溫再生器I。按照此圖5所示的例，由高溫熱交換器10使被送往高溫再生器I的稀溶液與來自高溫再生器I的濃溶液進行換熱后，能夠再由蒸汽冷凝水熱回收器105從蒸汽冷凝水也進行熱回收。因此，能夠從來自高溫再生器I的濃溶液及蒸汽冷凝水雙方進行熱回收，所以，不會降低吸收式冷凍機的效率，能夠從蒸汽冷凝水也進行熱回收。另外，在此例中，上述閥26 28、上述控制裝置29也不需要，能夠由簡單的構成特別是實現圖2所示夜間的運行模式下的效率提尚。下面，根據圖6說明利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機的優選的具體例。圖6所示本實施例的三效吸收式冷凍機由高溫再生器I、中溫再生器2、低溫再生器3、冷凝器4、蒸發器5、制冷劑泵55、吸收器6、稀溶液泵70、濃溶液泵81、低溫熱交換器8、中溫熱交換器9、高溫熱交換器10、低溫冷凝液熱交換器85、中溫冷凝液熱交換器95、蒸汽冷凝水熱回收器105、以及連接這些設備的溶液配管及制冷劑配管等構成。在本實施例中，冷凍機的制冷劑使用水，吸收劑使用溴化鋰。下面，與運行中的動作一起說明此冷凍機的詳細構成。
為了制冷而提供的冷水在蒸發器5中由制冷劑的蒸發熱進行冷卻，從配管59送往制冷負荷系。此時發生了的制冷劑蒸汽由吸收器6的溶液吸收。由該吸收將蒸發器內的壓力和蒸發溫度維持為低壓、低溫。而且，在本實施例中，蒸發器5及吸收器6成為2層蒸發吸收式的構成。即，在上層側的蒸發部5a蒸發了的制冷劑蒸氣在上層側的吸收部6a被吸收，在下層側的蒸發部5b蒸發了的制冷劑蒸氣在下層側的吸收部6b被吸收。按照該構成，冷凍機的運行效率進一步提尚。在吸收器6中，由高溫再生器I、中溫再生器2、低溫再生器3各再生器過熱濃縮了的溶液即濃溶液由配管P3供給，向傳熱管群63滴下。滴下了的濃溶液由在吸收器6內的傳熱管群63內流動的冷卻水冷卻，并吸收制冷劑蒸氣，成為濃度更稀的溶液即稀溶液，滯留在吸收器6的下部。此稀溶液由稀溶液泵70借助于配管P2分支，送往低溫熱交換器8及低溫冷凝液 熱交換器85。被送到了低溫熱交換器8的稀溶液與流入吸收器6的濃溶液換熱而使溫度上升。另ー方面，被送到了低溫冷凝液熱交換器85的稀溶液與在低溫再生器3內冷凝了的制冷劑液及從中溫再生器2通過了中溫冷凝液熱交換器95的制冷劑液換熱而使溫度上升。此后，這些稀溶液ー時匯合，再分支，一部分由配管P6送往低溫再生器3，另一部分被送往中溫熱交換器9，余下的被送往中溫冷凝液熱交換器95。在上述低溫冷凝液熱交換器85中與稀溶液換熱而降低了溫度的制冷劑液由配管P7引導至冷凝器4。在中溫再生器2中產生了的制冷劑蒸氣經由配管P4被送往傳熱管群33。被送到了低溫再生器3的稀溶液由上述傳熱管群33過熱濃縮而成為濃度濃的溶液，即濃溶液。此濃溶液借助于配管P8與來自高溫再生器I及中溫再生器2的流過配管P3'、P10的濃溶液匯合，由濃溶液泵81經由低溫熱交換器8，由配管P3送往吸收器6。在低溫再生器3中產生了的制冷劑蒸氣被送往冷凝器4，在那里由在冷凝器傳熱管43內流動的冷卻水冷卻而冷凝，與在低溫冷凝液熱交換器85中與稀溶液進行了換熱的制冷劑液一起由配管P9送往蒸發器5。另ー方面，被送到了中溫熱交換器9的稀溶液與來自高溫再生器I、中溫再生器2的濃溶液進行換熱，溫度進ー步上升。另外，被送到了中溫冷凝液熱交換器95的稀溶液與在中溫再生器2內冷凝了的制冷劑液換熱，溫度上升。然后，這些稀溶液ー時匯合，再次分支，一部分由配管PlI送往中溫再生器2，余下的被送往高溫熱交換器10及蒸汽冷凝水熱回收器105。在向上述蒸汽冷凝水熱回收器105輸送稀溶液的旁通配管P13上設置閥(電磁閥或電動閥)26。在中溫冷凝液熱交換器95中與稀溶液換熱而降低了溫度的制冷劑液與在低溫再生器3內冷凝了的液體制冷劑匯合，然后被送往低溫冷凝液熱交換器85。在高溫再生器I中產生了的制冷劑蒸氣經由配管P5被送往傳熱管群53。然后，此時由配管Pll送到了中溫再生器2的稀溶液由制冷劑蒸氣的冷凝熱進行過熱濃縮而成為濃溶液，溢流到浮閥箱24。在浮閥箱24內設置浮閥25。該浮閥25成為根據浮閥箱24內的濃溶液的液位對被送往中溫再生器2的稀溶液量進行調節的流量調整單元。浮閥箱24內的濃溶液借助于配管PlO與在高溫再生器I中受到了過熱濃縮的濃溶液的配管P3'匯合，被引導至中溫熱交換器9的高溫側流路。
被用于中溫再生器2的加熱而在管內冷凝了的制冷劑由配管P5'送往中溫冷凝液熱交換器95，用顯熱對稀溶液加熱后，與在低溫再生器3中冷凝了的制冷劑液匯合，經過低溫冷凝液熱交換器85被送往冷凝器4。另外，在中溫再生器2中產生了的制冷劑蒸氣被送往低溫再生器3，在這里對流入了低溫再生器3中的稀溶液進行過熱濃縮。另ー方面，被送到了上述高溫熱交換器10中的稀溶液與來自高溫再生器I的濃溶液換熱，溫度進ー步上升。另外，被送到了蒸汽冷凝水熱回收器105的稀溶液與在高溫再生器I的加熱中使用過后的蒸氣冷凝水換熱，溫度上升。然后，這些稀溶液匯合，經由設置在浮閥箱24a內的浮閥25a，流入高溫再生器I中。該浮閥25a成為根據浮閥箱24a內的濃溶液的液位對被送往高溫再生器I的稀溶液量進行調節的流量調整單元。在本實施例中，形成為將由配管P12供給到上述高溫再生器I中的蒸汽作為熱源對溶液進行過熱濃縮的構成。另外，從上述配管P12向上述高溫再生器I供給的蒸汽為從 圖I所示包含鍋爐的太陽光熱利用系統供給的蒸汽。另外，在從上述配管P12分支而對上述蒸汽冷凝水熱回收器105進行旁通的旁通配管P14上設置閥(電磁閥或電動閥)27，另外，在上述旁通配管P14分支后的配管P12的上述蒸汽冷凝水熱回收器105入口側設置閥(電磁閥或電動閥)28。這些閥26 28如在上述圖4中說明的那樣，相應于白天的運行模式或夜間的運行模式受到控制。流入了高溫再生器I中的稀溶液借助干與上述熱源蒸汽的換熱受到過熱濃縮而成為了濃溶液后，被送往浮閥箱24a，從那里被送往上述高溫熱交換器10。在高溫熱交換器10中，濃溶液與流入高溫再生器I的稀溶液換熱而降低了溫度后，與在中溫再生器2中受到了過熱濃縮的濃溶液匯合，再被送往中溫熱交換器9。在高溫再生器I中產生了的制冷劑蒸氣由配管P5送往中溫再生器2，對中溫再生器2的稀溶液進行過熱濃縮，在管內冷凝后，由配管P5'引導至中溫冷凝液熱交換器95中。如以上說明的那樣，在本實施例的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機中，利用太陽光熱，能夠獲得200°C以上的高溫蒸汽，為此，通過與三效蒸汽吸收式冷凍機組合，能夠獲得高效率的太陽光熱利用系統。另外，不象以往那樣需要設置閃蒸再生器，由太陽光熱和利用燃燒實現的加熱源中的哪ー個都能夠對在吸收器中被稀釋了的稀溶液進行濃縮。而且，由蒸汽冷凝水熱回收器從在高溫再生器中進行換熱后的蒸汽冷凝水也進行熱回收，所以，特別是能夠大幅度提高由利用燃燒實現的加熱源生成蒸汽而運行吸收式冷凍機的場合的效率。另外，在通過設置上述閥26 28從而使用由太陽光熱生成了的蒸汽運行吸收式冷凍機的場合，不進行在上述蒸汽冷凝水熱回收器105中的熱回收，而是由上述高溫熱交換器10從高溫的濃溶液進行熱回收，從而在太陽光熱利用時也能夠提高吸收式冷凍機的效率。另外，也可使上述閥26 28為開度可調的電動閥，檢測蒸汽冷凝水熱回收器下游的蒸汽冷凝水溫度對上述閥進行控制，從而使得鍋爐(由燃燒實現的加熱源)的運行效率和吸收式冷凍機的運行效率合起來的綜合效率更高地進行控制。而且，在上述實施例中，為了對在蒸汽冷凝水熱回收器105中的熱回收進行控制，設置了 3個閥26 28，但上述閥27不是非要不可。另外，通過設置上述閥28，在不便稀溶液流往蒸汽冷凝水熱回收器105的場合，能夠使得高溫的蒸汽冷凝水也不流往上述蒸汽冷凝水熱回收器105。這樣，具有能夠防止殘存于上述蒸汽冷凝水熱回收器105中的溶液結晶化的效果。而且，在圖6所示實施例中，使從上述中溫熱交換器9出來了的稀溶液的一部分向上述中溫再生器2分支，使余下的稀溶液流入上述高溫熱交換器10中，另外，從高溫熱交換器10出來了的濃溶液與從中溫再生器2出來了的濃溶液匯合，流入中溫熱交換器9。相對于此，在圖3所示場合，從上述低溫熱交換器8出來了的稀溶液分支而分別流入上述中溫熱交換器9及上述高溫熱交換器10。另外，使從高溫熱交換器10出來了的濃溶液、從中溫熱交換器9出來了的濃溶液、以及從低溫再生器3出來了的濃溶液匯合后流入低溫熱交換器
8。即使在形成為這樣的圖3所示的配管構成的場合，也能夠獲得與圖6所示配管構成同樣的效果。實施例2在實施例I中，說明了將本發明適用于三效利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機的 場合，但本發明不限于三效吸收式冷凍機，在ニ效或單效(一效)吸收式冷凍機中也同樣能夠適用。下面根據圖7說明適用于單效利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機的場合的實施例。在圖7中，標注了與圖3同一附圖標記的部分表示同一或相當的部分，所以，省略重復的說明。在圖7中，與圖3不同之處在于再生器I僅為ー個。為此，沒有圖3所示三效場合的中溫再生器2、低溫再生器3，另外，也沒有高溫熱交換器10、中溫熱交換器9、中溫冷凝液熱交換器95、低溫冷凝液熱交換器85等。上述再生器I與實施例I同樣，投入來自包含鍋爐的太陽光熱利用系統的蒸汽。該場合的蒸汽例如使用壓カ0. lMPa、120°C的蒸汽。來自吸收器6的稀溶液由稀溶液泵(溶液循環泵)70供給到上述再生器I。另外，在再生器I中由上述蒸汽濃縮了的溶液(濃溶液)由濃溶液泵(溶液淋灑泵)81返回淋灑到上述吸收器6中。在上述再生器I中從稀溶液分離了的制冷劑蒸氣被送往冷凝器4，由冷卻水冷凝。附圖標記8為使從上述吸收器6出來了的稀溶液與被提供給上述吸收器6的濃溶液換熱的低溫熱交換器。在上述冷凝器4中受到了冷凝的液體制冷劑被送往蒸發器5，由制冷劑泵55淋灑，從在蒸發器5內流動的冷水吸熱而蒸發，流到上述吸收器6中被溶液吸收。在上述蒸發器5內流動的冷水例如按15°C流入蒸發器5而被冷卻到7°C，此后被供給到上述空調機18 (參照圖I)等。從冷卻塔等向上述吸收器6供給在此例中為34°C的冷卻水，對吸收器6進行冷卻，此后上述冷卻水流往上述冷凝器4對制冷劑蒸氣進行冷卻，自身被加熱到39°C左右，再次返回到上述冷卻塔等。如上述那樣，向上述再生器I投入0. IMPa、溫度120°C的蒸汽，由此熱對再生器I內的溶液進行濃縮后，上述蒸汽從再生器I成為蒸汽冷凝水流出。然而，該蒸汽冷凝水的溫度處于100°C前后的高溫狀態，為此，在此實施例2中也與實施例I同樣地設置蒸汽冷凝水熱回收器105，從上述熱交換器8的上游側由旁通配管P13引導稀溶液，在上述蒸汽冷凝水熱回收器105中對該稀溶液進行加熱而進行了熱回收后，將此稀溶液導入上述再生器I中。作為其結果，能夠進行熱回收直到從上述蒸汽冷凝水熱回收器105流出的蒸汽冷凝水的溫度達到90°C以下。上述蒸汽冷凝水熱回收器105周邊的構成按與在實施例I中說明了的上述圖4、圖5同樣的方式構成或進行控制，從而能夠獲得同樣的效果。這樣，本發明在單效吸收式冷凍機也同樣能夠適用，另外，在圖8所示那樣的雙效吸收式冷凍機也同樣能夠適用，盡管與三效的場合相比吸收式冷凍機的效率降低，但能夠獲得大體同樣的效果。而且，在圖8中，標注了與上述圖7、圖3所示部分同一附圖標記的部分表示同一或相當的部分，構成也類似，所以，省略詳細的說明。另外，在上述各實施例中，對吸收式冷凍機的循環構成為并流方式等的場合進行了說明，但本發明不限于并流方式，也可同樣地適用于采用了串流方式、逆流方式的多效循 環(三效循環、雙效循環等)的吸收式冷凍機。另外，本發明的吸收式冷凍機不限于制造冷水的冷凍機，對不僅制造冷水而且還制造溫水的吸收式冷溫水機也同樣能夠適用，在吸收式冷凍機中也包含吸收式冷溫水機。附圖標記的說明I...高溫再生器(再生器)，2...中溫再生器，3...低溫再生器，4...冷凝器，
5...蒸發器，6...吸收器,8...低溫熱交換器,9...中溫熱交換器，10...高溫熱交換器，11...太陽光熱集熱器，12...溫水箱，13、16...循環泵，14...蒸汽發生単元(分離器)，15...吸收式冷凍機，18...空調機，19...鍋爐，20a 20d、21、22a、22b. . 開閉閥，24,24a...浮閥箱、25、25a...浮閥，26 28...閥(電磁閥或電動閥)，29...控制裝置，
30...溫度檢測器，33、34、43、53、63...傳熱管，55...制冷劑泵，59...冷水配管，5a...上層側蒸發部，5b...下層側蒸發器，6a...上層側吸收器，6b...下層側吸收器，70...稀溶液泵(溶液循環泵)，81...濃溶液泵(溶液淋灑泵)，85...低溫冷凝水熱交換器，95...中溫冷凝水熱交換器，105. . 蒸汽冷凝水熱回收器，Pl P12...配管，P13、P14...旁通配管。
權利要求
1.ー種利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機，具備以利用太陽光熱生成了的蒸汽為熱源的再生器、吸收器、蒸發器、以及冷凝器，具有用于使從所述吸收器流往所述再生器的稀溶液與從所述再生器流往所述吸收器的濃溶液換熱的熱交換器，其特征在干 所述利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機具備由利用燃燒實現的加熱源生成蒸汽的單元，該利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機被構成為，不論利用所述由燃燒實現的加熱源生成了的蒸汽和利用所述太陽光熱生成了的蒸汽中的哪一方都能作為所述再生器的熱源投入。
2.根據權利要求I所述的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機，其特征在于所述利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機被構成為，設有蒸汽冷凝水熱回收器，該蒸汽冷凝水熱回收器用于使從所述吸收器流往所述再生器的稀溶液的至少一部分與從所述再生器排出的蒸汽冷凝水進行換熱，從而能夠從所述蒸汽冷凝水進行熱回收。
3.根據權利要求2所述的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機，其特征在于設置了旁通配管，該旁通配管從使稀溶液與濃溶液換熱的所述熱交換器的上游側使稀溶液的至少ー部分分支，并在使該稀溶液經由所述蒸汽冷凝水熱回收器而進行熱回收后，將所述稀溶液返回到所述熱交換器的下游側。
4.根據權利要求3所述的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機，其特征在于在從所述熱交換器的上游側使稀溶液的至少一部分分支而將該稀溶液引導至所述蒸汽冷凝水熱回收器的所述旁通配管上設置了閥，進而在所述蒸汽冷凝水流動的配管上按對所述蒸汽冷凝水熱回收器進行旁通的方式設置了旁通配管，在此旁通配管的分支部與所述蒸汽冷凝水熱回收器入口之間的所述配管上也設置了閥。
5.根據權利要求4所述的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機，其特征在于設置在了所述旁通配管上的閥和設在了所述蒸汽冷凝水流動的配管上的閥被控制成，在由太陽光熱生成了的蒸汽被投入所述再生器的場合關閉、在由利用燃燒實現的加熱源生成了的蒸汽被投入所述再生器的場合打開。
6.根據權利要求5所述的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機，其特征在于由流量可調的電動閥構成設在了所述旁通配管上的閥和設在了所述蒸汽冷凝水流動的配管上的閥，在所述蒸汽冷凝水熱回收器下游側的蒸汽冷凝水流動的所述配管上設置對蒸汽冷凝水的溫度進行檢測的溫度檢測器，具備以使由此溫度檢測器檢測出的溫度處于被預先決定了的規定溫度范圍的方式對所述電動閥進行控制的控制裝置。
7.根據權利要求6所述的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機，其特征在于所述控制裝置以使利用燃燒實現的加熱源的效率和吸收式冷凍機的效率合起來的整體的效率處在進ー步提高的規定的溫度范圍的方式對所述電動閥進行控制。
8.根據權利要求2所述的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機，其特征在于使稀溶液與濃溶液換熱的所述熱交換器的下游側的稀溶液所流動的配管被構成為，使其經由所述蒸汽冷凝水熱回收器后引導至所述再生器。
9.根據權利要求I所述的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機，其特征在于所述吸收式冷凍機為具備高溫再生器、中溫再生器、以及低溫再生器的三效吸收式冷凍機。
10.根據權利要求3所述的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機，其特征在于所述吸收式冷凍機為具備高溫再生器、中溫再生器、以及低溫再生器的三效吸收式冷凍機，具備使從所述吸收器流往高溫再生器的稀溶液與從所述高溫再生器流往吸收器的濃溶液換熱的高溫熱交換器，設置了旁通配管，該旁通配管從此高溫熱交換器的上游側使稀溶液的至少ー部分分支，并在使其經由所述蒸汽冷凝水熱回收器而進行熱回收后，將所述稀溶液返回到所述高溫熱交換器的下游側。
11.ー種太陽光熱利用系統，其特征在于具備蒸汽發生裝置，該蒸汽發生裝置具備利用太陽光熱生成高溫的熱介質的太陽光熱集熱器和從由該太陽光熱集熱器生成了的高溫的熱介質產生蒸汽的蒸汽發生単元，所述太陽光熱利用系統被構成為，將由此蒸汽發生裝置生成了的高溫的蒸汽向權利要求I 10中的任何一項所述的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機引導。
12.根據權利要求11所述的太陽光熱利用系統，其特征在于所述太陽光熱集熱器具有太陽光聚光部、太陽光受熱部、以及絕熱部；該太陽光受熱部接受由該太陽光聚光部聚光了的太陽光并對在內部流通的熱介質進行加熱；該絕熱部對所述太陽光受熱部的周圍進行絕熱并且以使太陽光能夠通過的方式構成。
全文摘要
本發明的利用太陽光熱的蒸汽吸收式冷凍機及太陽光熱利用系統，不論由太陽光熱和利用燃燒實現的加熱源中的哪個都能夠使在吸收器中被稀釋了的稀溶液濃縮，并且可進行效率良好的運行。具備以利用太陽光熱生成了的蒸汽為熱源的再生器、吸收器、蒸發器、以及冷凝器，具有用于使從上述吸收器流往上述再生器的稀溶液與從上述再生器流往上述吸收器的濃溶液換熱的熱交換器。并具備由利用燃燒實現的加熱源生成蒸汽的單元，按利用該由燃燒實現的加熱源生成了的蒸汽和利用上述太陽光熱生成了的蒸汽中的哪一方都可作為上述再生器的熱源投入的方式構成。另外，設置用于使從吸收器流往再生器的稀溶液的至少一部分與從再生器排出的蒸汽冷凝水換熱的蒸汽冷凝水熱回收器，按能夠從蒸汽冷凝水進行熱回收的方式構成。
文檔編號F25B27/00GK102778071SQ20121013594
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月4日 優先權日2011年5月13日
發明者內田修一郎, 吉田純, 川根慎一郎, 武田伸之 申請人:日立空調·家用電器株式會社