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太陽光式臭化リチウム吸収式冷凍機
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。吸収器からの希釈溶液はLTG溶液ポンプによって搬送され、低温熱交換器で加熱された後、LTGに入る。LTG内では、希釈溶液はHTGから流れる高圧高温の冷媒蒸気によって加熱・沸騰され、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に送られます。HTG内では、燃料燃焼によって発生した熱がLiBr溶液を加熱し、高圧・高温の冷媒蒸気を生成し、溶液はさらに濃縮されて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内の希釈溶液を加熱し、冷媒水に凝縮します。この冷媒水は、LTGで発生した冷媒蒸気とともに絞りと減圧を経て凝縮器に入り、凝縮器内の冷却水によって凝縮圧力に応じた冷媒水に冷却されます。
凝縮器内の冷媒水は、U字管で絞り込まれた後、蒸発器に入り、冷媒ポンプによって送られ、蒸発器管群に噴霧され、冷水の熱を吸収して蒸発し、管内の冷水の温度が低下することで、冷凍の目的が達成される。
LTGからの中間溶液の一部がHTGからの濃縮溶液と混合された後、低温熱交換器を通過して吸収器に入り、吸収器チューブ群に噴霧され、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る。蒸発器で冷媒蒸気を吸収して希釈されたLiBr溶液は、発生器ポンプによって発生器に送られ、加熱・濃縮されて冷凍サイクルが完了する。このプロセスが繰り返されることで、蒸発器は空調や製造工程用の低温冷水を連続的に生成することができる。
加熱サイクル
図2に、直接燃焼式LiBr吸収式チラー（ヒーター）の加熱プロセスを示す。冷却水回路と冷媒水回路の運転を停止し、冷水回路を給湯回路に切り替える。吸収器、凝縮器、LTG、高温熱交換器、低温熱交換器の運転を停止する。吸収器内の希釈液は、溶液ポンプによってHTGに送られ、濃縮される。発生した冷媒蒸気は、チューブとバルブF7を通って蒸発器に入り、蒸発器チューブ群上で凝縮し、給湯を加熱する。凝縮した冷媒水は、バルブF9を通って蒸発器水トレイから吸収器に入る。HTG内の濃縮液は、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液となる。希釈液は、溶液ポンプによってHTGに戻され、加熱される。上記のサイクルが繰り返し行われ、連続加熱プロセスが形成される。
2.2プロセスフロー図m
2.3主要構成要素と機能
1. 発電機
生成関数:発電機はチラー熱源が発生器に入り、希釈された臭化リチウム溶液を加熱します。希釈溶液中の水は冷媒蒸気として蒸発し、凝縮器に入ります。同時に、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採用したこの発生器は、伝熱管、管板、支持板、シェル、蒸気箱、水室、および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高圧の容器である発生器は、内部がほぼゼロに近い真空状態（微小な負圧）となっています。
2. コンデンサー
コンデンサー機能：凝縮器は熱発生装置です。発生器からの冷媒蒸気が凝縮器に入り、給湯をより高い温度に加熱します。これにより暖房効果が得られます。冷媒蒸気が給湯を加熱した後、冷媒蒸気の形で凝縮し、蒸発器に入ります。
シェルアンドチューブ構造を採用した凝縮器は、伝熱管、管板、支持板、シェル、貯水タンク、および水室から構成される。通常、凝縮器と発生器は配管で直接接続されているため、両者の圧力はほぼ同一である。
3. 蒸発器
蒸発器の機能：蒸発器は廃熱回収装置です。凝縮器からの冷媒水が伝熱管の表面から蒸発し、管内のCHWの熱を奪って冷却します。こうして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、および水室から構成される。蒸発器の作動圧力は、発生器圧力の約1/10である。
4. アブソーバー
吸収機能：吸収器は熱発生装置です。蒸発器からの冷媒蒸気は吸収器に入り、そこで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過程で、大量の熱が発生し、給湯温度を上昇させます。こうして暖房効果が得られます。
シェルアンドチューブ構造を採用した吸収器は、伝熱管、管板、支持板、シェル、パージ管、噴霧器、および水室から構成されます。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大きく受ける箇所です。
5. 熱交換器
熱交換器の機能：熱交換器は、臭化リチウム溶液中の熱を回収するために使用される廃熱回収装置です。濃縮溶液中の熱は、熱交換器によって希釈溶液に伝達され、熱効率の向上に利用されます。
プレート構造を採用したこの熱交換器は、高い熱効率と顕著な省エネルギー効果を実現しています。
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、高真空状態を維持する準備ができています。運転中、希釈液が高速で流れ、エジェクタノズル周辺に局所的な低圧領域を生成します。これにより、ヒートポンプから非凝縮性空気が排出されます。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、自動システムは内部の高真空状態を維持し、システムの性能と耐用年数を最大限に確保します。
エアパージシステムは、エジェクター、クーラー、オイルトラップ、エアシリンダー、およびバルブで構成されるシステムです。
7.溶液ポンプ
溶液ポンプは、臭化リチウム溶液を供給し、ヒートポンプ内部における作動液体の正常な流れを確保するために使用される。
この溶液ポンプは、液漏れゼロ、低騒音、高い防爆性能、最小限のメンテナンス、そして長い耐用年数を特長とする、完全密閉型の缶入り遠心ポンプです。
8. 冷媒ポンプ
冷媒ポンプは、冷媒水を供給し、蒸発器への冷媒水の正常な噴霧を確保するために使用されます。
この冷媒ポンプは、液漏れゼロ、低騒音、高い防爆性能、最小限のメンテナンス、そして長い耐用年数を特長とする、完全密閉型の缶入り遠心ポンプです。
9. 真空ポンプ
真空ポンプは、起動段階での真空パージと運転段階での空気パージに使用されます。
この真空ポンプは回転羽根車を採用しています。その性能を左右するのは真空オイル管理です。オイルの乳化を防ぐことで、エアパージ性能が明らかに向上し、耐用年数も長くなります。
10.電気キャビネット
LiBrヒートポンプの制御センターとして、電気キャビネットには主要な制御装置と電気部品が収容されています。
3.ユニットの特徴
火力発電、石油掘削、石油化学、鉄鋼、化学処理などの分野における低温廃温水や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て、低温温水を高温温水に変換し、地域暖房やプロセス加熱に利用できます。
冷暖房兼用
天然ガスまたは蒸気を動力源とする、二重効果吸収式熱源ポンプ廃熱を非常に高い効率で回収できます（COPは2.4に達します）。暖房機能と冷房機能の両方を備えており、特に暖房と冷房の同時使用が必要な場合に適しています。
二相吸収と高温
クラスIIの二相吸収式ヒートポンプは、他の熱源を使わずに廃温水の温度を80℃まで上昇させることができます。
インテリジェント制御＆簡単操作
完全自動制御により、ワンボタンでのオン/オフ、負荷調整、溶液濃度制限制御、遠隔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/停止、タイマーによるオン/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、ヒューマンマシン対話（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、強力かつ包括的な機能を備えています。
■完了ユニット異常自己診断および保護機能
制御システム（AI、V5.0）は、34種類の異常自己診断・保護機能を備えています。異常レベルに応じてシステムが自動的に対策を講じることで、事故を未然に防ぎ、人的労力を最小限に抑え、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聖油
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の出力を自動調整できます。この機能は、起動・停止時間や希釈時間を短縮するだけでなく、待機電力とエネルギー消費量の削減にも貢献します。
■独自のソリューション循環量 制御技術
制御システム（AI、V5.0）は、革新的な三値制御技術を用いて溶液循環量を調整します。従来、溶液循環量の制御には発生器の液面レベルのみが用いられていました。この新技術は、濃縮溶液の濃度と温度、そして発生器内の液面レベルという3つの要素の利点を組み合わせます。さらに、溶液ポンプには高度な周波数可変制御技術を適用することで、最適な循環溶液量を実現します。この技術により、運転効率が向上し、起動時間とエネルギー消費量が削減されます。
■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、濃縮溶液の濃度と量、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、高濃度条件下でもチラーを安全かつ安定的に稼働させ、チラーの運転効率を向上させ、結晶化を防止することができます。
■インテリジェント自動空調パージ関数
制御システム（AI、V5.0）は、真空状態をリアルタイムで監視し、非凝縮性空気を自動的に排出することができます。
■独自の希釈停止制御
この制御システム（AI、V5.0）は、希釈運転に必要な各種ポンプの運転時間を、濃縮液濃度、周囲温度、残存冷媒水量に応じて制御できます。そのため、チラー停止後も最適な濃度を維持できます。結晶化が防止され、チラーの再起動時間が短縮されます。
■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通して、オペレーターはチラーの性能に関する12の重要なパラメータについて、リアルタイム表示、補正、設定といった操作を実行できます。また、過去の運転履歴を記録することも可能です。
■ユニット障害管理システム
操作インターフェースに一時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て詳細を解析し、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。また、過去の障害履歴を分類・統計分析することで、オペレーターによる保守サービスを容易にします。
