JPH0221168A - 冷暖房用冷媒循環系を備えた吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、冷暖房用冷媒循環系を備えた吸収式冷凍機に
係り、特に、冷暖房システムの簡素化、低コスト化、高
効率化に好適な、冷媒により直接冷暖房を行う冷暖房用
冷媒循環系を備えた吸収式冷凍機に関するものである。

［従来の技術］ 従来の吸収式冷凍機は、水を媒体として被空調室に設置
しであるファンコイルから熱をくみ出して冷房したり、
熱を送り込んで暖房したりしていた。このため、この媒
体である水に対して熱の受は渡しを行うために蒸発器と
か温水器という熱交換器が必要であった。したがって、
冷暖房システムの総合効率を上げるには、この蒸発器、
温水器の伝熱性能を向上させなくてはならず、構造が複
雑となっていた。

すなわち、従来の装置は、再生器、凝縮器、吸収器に蒸
発器、温水器を組合わせ、これらを作動的に接続する配
管系に設けた多数のバルブで切替えて冷房運転を行なっ
たり暖房運転を行なったりしていた。そして、水を媒体
にしてファンコイルからの熱を受は渡しして冷暖房がで
きるようになっていた。したがって、蒸発器、温水器と
いう熱交換器を介して水を媒体にファンコイルの熱を受
は渡ししているので、構造が複雑であり操作もやりにく
く、システム全体の効率も悪くなっていた。

この種の装置として関連するものには、例えば特公昭４
４−３２７０７号公報記載の技術が挙げられる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の従来技術について、より具体的に第３図および第
４図を参照して説明する。

第３図は、従来の吸収式冷凍機の冷房サイクルを示す系
統図、第４図は、その吸収式冷凍機の暖房サイクルを示
す系統図である。この吸収式冷凍機では、冷媒として水
を、吸収剤として臭化リチウムを使用する。

冷房サイクルを行うときは、第３図に示すように、蒸発
器２９において冷媒２６を蒸発させ、この気化熱により
蒸発器２９の伝熱管を通して間接的に冷水２５を冷却し
、これを冷媒ポンプ１４によりファンコイル６に送って
冷房を行なっていた。

一方、暖房サイクルを行うときは、第４図に示すように
、冷房サイクルを行うための熱交換器等（蒸発器２９、
吸収器２、凝縮器３）とは別に温水器２３を設置し、高
温再生器４で発生した高温冷媒蒸気２７を温水器２３に
送り込んで凝縮させ、その凝縮熱で冷水２５を加熱して
温水とし、この温水をファンコイル６に送って冷熱を行
なっている。

より詳しく説明すると、冷房運転時は、第３図に示すよ
うに、蒸発器２９で常に冷媒２６を蒸発せさつづけるた
めに冷媒ポンプ２４を動作させて冷媒を循環させ、冷媒
噴出口２１から蒸発器２９内に散布している。蒸発器２
９で蒸発した冷媒蒸気は、溶液噴出口１９から散布され
る吸収剤２８に吸収される。このときの吸収熱を冷却水
（または冷却空気）２０ｂで冷却する。また、常に吸収
能力のある濃い吸収剤２８を溶液噴出口１９から噴出さ
せるために溶液ポンプ１３を作動させる。

このとき、溶液開閉弁１１．１２を開いて、冷媒蒸気を
吸収して稀薄になった吸収剤は溶液開閉弁１２を通り溶
液熱交換器５を通って高温再生器４に入り、ここで熱源
１８によって煮つめられて冷媒蒸気を分散させ、ふたた
び吸収能力のある濃い吸収剤になって溶液熱交換器５、
溶液開閉弁１１を通って吸収器２の溶液噴出口１９から
散布される。高温再生器４で、稀薄な吸収剤から分離さ
れた冷媒蒸気は高温なので冷媒蒸気切替弁１０を通って
凝縮器３に送り込まれ、冷却水（または冷却空気）２０
ａによって冷却凝縮され、ふたたび蒸発器２９にもどる
。

一方、暖房運転時は、第４図に示すように、蒸発器２９
、吸収器２．凝縮器３は必要ないので、冷媒ポンプ２４
および溶液ポンプ１３は停止させる。また、高温再生器
４から吸収器２への吸収剤の循環も必要ないので溶液開
閉弁１１．１２を閉じる。高温再生器から出た高温冷媒
蒸気２７は凝縮器３へは送られず温水器２３へ送って冷
水２５を加熱したあと凝縮されてふたたび高温再生器４
へ戻る。

このように、冷房、暖房サイクルを切替えるために、冷
媒蒸気切換弁１０．溶液開閉弁１１，１２、冷温水切替
弁２２をそれぞれ操作し、溶液ポンプ１３、冷媒ポンプ
２４を操作する必要があり、操作が面倒である。しかも
、蒸発器２９、温水器２３をはじめ熱交換器が多数あっ
て構造が複雑であるという欠点がある。

また、冷凍機部とファンコイル６との熱のやりとりは水
を媒介として蒸発器２９または温水器２３という熱交換
器を通して行なわれるので効率が低い。

本発明は、上記従来技術における課題を解決するために
なされたもので、蒸発器、温水器を１つの単純な空間領
域を有する構成体に置きかえ、冷媒により直接ファンコ
イルと熱の受は渡しが可能となるので、配管も含めて構
造が簡略化でき、冷暖房サイクルとしての熱効率を向上
させつる冷暖房用冷媒循環系を備えた吸収式冷凍機を提
供することを、その目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために１本発明に係る冷暖房用冷媒
循環系を備えた吸収式冷凍機の構成は、少なくとも、再
生器、ａ縮器、吸収器、およびこれらを作動的に接続す
る配管系からなる装置に。

前記凝縮器からの液冷媒を導入してブラッシング蒸発さ
せ、かつ、前記再生器からの高温冷媒蒸気を導入して発
生冷媒温度を制御しうる空間領域を有する構成体を設け
、この構成体を、ファンコイルを備えた冷媒循環系に配
設したものである。

より詳しくは、少なくとも、再生器、凝縮器。

吸収器を備え、前記再生器と前記吸収器とを接続する溶
液配管系に溶液ポンプ、溶液開閉弁、溶液熱交換器を備
えるとともに、ファンコイルを備えた冷媒循環系を設け
、この冷媒循環系に、前記ファンコイルに送給する低温
冷媒または高温冷媒を発生させる空間領域を構成した蒸
発器兼温水発生器を配設し、この蒸発器兼温水発生器は
、冷媒開閉弁を具備し上記凝縮器に接続する液冷媒配管
と、冷媒蒸気開閉弁を具備し上記吸収器に連通ずる冷媒
蒸気流路と、冷媒開閉弁を具備し上記再生器に接続する
液冷媒配管と、冷媒蒸気切替弁を具備し上記再生器に接
続する冷媒蒸気配管とをそれぞれ接続してなるものであ
る。

なお付記すると、本発明を開発した考え方は、従来の蒸
発器および温水器にあたる部分へ、両者の機能をあわせ
もつような空間領域を有する構成体に係る蒸発器兼温水
発生器を設けるようにしたものである。

そして、蒸発器兼温水発生器には冷媒が循環し、ここで
冷された冷媒、またはここで温められた冷媒がつくられ
、その冷媒を直接ファンコイルへ送って被空調室を冷暖
房するような構成になっている。

［作用］ 蒸発器兼温水発生器は、単純な容器状の空間領域を有す
る構成体である。

冷房運転時は、吸収器の作用で容器（蒸発器兼温水発生
器）内は低圧となり、この中に入った冷媒は蒸発する。

そのため、気化熱を奪われて温度が低下し蒸発しきらな
かった冷媒は液体のまま冷却される。この低温の液体冷
媒をそのままファンコイルに送るので簡単に冷房ができ
る。

一方、暖房運転時は、蒸発器兼温水発生器の内は再生器
とほぼ同じ圧力となり、かつ、高温再生器から送られて
くる高温冷媒蒸気により、この中の液冷媒は加熱される
。この高温の液冷媒をそのままファンコイルに送るので
簡単に暖房ができる。

このように、ファンコイルに送る循環冷媒の発生は、単
純な容器内で行なわれるので確実に動作することができ
る。また、冷房、暖房の切替えも数個のバルブの開閉で
可能なので誤動作はしない。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

第１図は１本発明の一実施例に係る吸収式冷凍機の冷房
サイクルを示す系統図、第２図は、その吸収式冷凍機の
暖房サイクルを示す系統図である。

図中、先の第３，４図と同一符号のものは同一部または
相当部を示している。

この吸収式冷凍機では、冷媒として水を、吸収剤として
し臭化リチウムを使用する。

まず、本実施例の冷暖房用冷媒循環系を備えた吸収式冷
凍機の構成を第１図を参照して説明する。

第１図において、１は蒸発器兼温水発生器で。

この蒸発器兼温水発生器１は、内部に単純な空間領域を
有する容器状の構成体である。２は吸収器。

３は凝縮器、４は高温再生器、５は溶液熱交換器。

６は、被空調室に設置されているファンコイルである。

７は冷媒蒸気開閉弁で、この冷媒蒸気開閉弁７は、蒸発
器兼温水発生器１と吸収器２との各上部を連通ずる冷媒
蒸気流路３０に設けられている。

８は冷媒開閉弁で、この冷媒開閉弁８は、蒸発器兼温水
発生器１の底部と高温再生器４とを接続する液冷媒配管
３１に具備され、高温再生器４への冷媒戻し弁として機
能する。

９は冷媒開閉弁で、この冷媒開閉弁９は、蒸発器兼温水
発生器１と凝縮器３底部とを接続する液冷媒配管３２に
具備され、凝縮器３から蒸発器兼温水発生器１への冷媒
戻し弁として機能する。

ＩＣは冷媒蒸気切替弁で、この冷媒蒸気切替弁１０は、
高温再生器４上部と蒸発器兼温水発生器１上部とを接続
する冷媒蒸気配管３３に設けられ、高温再生器４からの
高温冷媒蒸気を冷房、暖房時に凝縮器３側、蒸発器兼温
水発生器１側へ切替える冷房切替弁として機能する。

１１は、濃溶液配管３４に具備された溶液開閉弁、１２
は、稀溶液配管３５に具備された溶液開閉弁、１３は溶
液ポンプ、１４は冷媒ポンプで。

この冷媒ポンプ１４は、ファンコイル６を備えた冷媒循
環系の発生冷媒送出配管３６に装備されている。１５は
、蒸発器兼温水発生器１の上部に開口した冷媒戻り配管
３７の冷媒噴出口、１６は、同じく蒸発器兼温水発生器
１の上部に開口した冷媒蒸気噴出口、１７は、前記蒸発
器兼温水発生器１に開口した冷媒蒸発用ノズル、１８は
、高温再生器４の加熱源、１９は、吸収器２の上部に設
けた溶液噴出口である。

本実施例の装置では、第３図に示した従来の吸収式冷凍
機に装備されている蒸発器２９および温水器２３のかわ
りに蒸発器兼温水発生器１という容器状の構成体を装備
している。これは、冷媒蒸気開閉弁７、冷媒蒸気流路３
ｏを介して吸収器２と結合され、冷媒蒸気切替弁１０と
冷媒開閉弁９とを介して凝縮器３と結合され、冷媒蒸気
切替弁１０と冷媒開閉弁８とを介して高温再生器４と結
合され、さらにファンコイルル６とは冷媒ポンプ１４を
具備する冷媒循環系を介して直接結合されている。そし
て、蒸発器兼温水発生器１には冷媒のみが循環するよう
になっている。

次に、第１図を参照して冷房運転時の動作を説明する。

図中の実線矢印は、溶液、冷媒の流れを示している。

冷房サイクルの場合は、溶液開閉弁１１．１２を開き溶
液ポンプ１３を作動させる。また、冷媒蒸気切替弁１０
は凝縮器側へ流路を切替える。冷媒蒸気開閉弁７を開く
。冷媒開閉弁９を開き冷媒開閉弁８を閉じる。冷媒ポン
プ１４を作動させる。

高温再生器４からの濃い吸収剤（以下濃溶液という）３
０を濃溶液配管３４を介して吸収器２へ送り溶液噴出口
１９から内部へ散布して蒸発器兼温水発生器１から流入
する冷媒蒸気を吸収する働きをする。このとき発生する
潜熱を冷却水（または冷却空気）２０ｂによって取り除
く。

冷媒蒸気を吸収して稀薄になった稀溶液は溶液ポンプ１
３にて再度吸収器２へ送られたり、稀溶液配管３５、溶
液開閉弁１２を通って溶液熱交換器５で熱交換したのち
高温再生器４に入って再び濃溶液に再生され吸収器２へ
送られ＠環するようになっている。

高温再生器４で吸収剤から分離された高温の冷媒蒸気２
７は冷媒蒸気切替弁１０を通って凝縮器３へ送られ、冷
却水（または冷却空気）２０ａと熱交換して冷却凝縮さ
れ液冷媒２６となって冷媒開閉弁９を通り蒸発器兼温水
発生器１へ送られる。

ここへ送られた冷媒は冷媒蒸発用ノズル１７から器内の
空間領域に噴出されると同時に蒸発して気化熱を奪われ
る。蒸発しきれなかった冷媒は液体のまま気化熱を奪わ
れた分冷却されて低温の液冷媒２６となり、そのまま冷
媒ポンプ１４にて発生冷媒送出配管３６を介してファン
コイル６に送られ、被空調室の冷房を行なって冷媒戻り
配管３７を経て再び蒸発器兼温水発生器１に戻ってくる
。

戻ってきた冷媒は温度が上っているので冷媒噴出口１５
から噴出されると同時に蒸発して気化熱を奪われ再度低
温の液冷媒２６となってファンコイル６に送られ冷房作
用が行なわれる。

蒸発器兼温水発生器１でブラッシング蒸発してできた冷
媒蒸気は冷媒蒸気流路３０、冷媒蒸気開閉弁７を通って
吸収器２に送られ、溶液噴出口１９から散布される濃溶
液３０の吸収剤に吸収される。

次に、第２図を参照して暖房運転時の動作を説明する。

図中、第１図と同一符号のものは同一部品を示し、実線
矢印は、溶液、冷媒の流れを示している。

暖房サイクルの場合は、冷媒蒸気切替弁１０は蒸発器兼
温水発生器１側へ切替え、高温再生器４と凝縮器３とは
分離されるように操作する。また。

冷媒蒸気開閉弁７、冷媒開閉弁９、溶液開閉弁１１．１
２を閉じ、溶液ポンプ１３を停止させて、吸収器２、凝
縮器３、溶液熱交換器５の機能を殺してしまう。一方、
冷媒開閉弁８を開く。図中の各弁でハツチングしたもの
は閉じた状態を示す。

冷媒ポンプ１４は作動させる。

高温再生器４で発生した高温冷媒蒸気２７は、冷媒蒸気
切替弁１０、冷媒蒸気配管３３を経て蒸発器兼温水発生
器１に入り冷媒蒸気噴出口１６から噴出され、器内の空
間領域で凝縮し高温の液冷媒となる。さらに、あまった
凝縮熱で他の液冷媒の温度を上昇させる。こうして発生
した高温液冷媒３８を冷媒ポンプ１４にて発生冷媒送出
配管３６を経てファンコイル６に送り、被空調室の暖房
を行う。暖房作用で冷えた液冷媒は冷媒戻り配管３７を
経て蒸発器兼温水発生器１に戻り冷媒噴出口１５から器
内に噴出され、再度高温再生器４からの高温冷媒蒸気で
加熱されて高温液冷媒３８となり、ファンコイル６に送
られ暖房が行われる。

蒸発器兼温水発生器１で余った液冷媒は液冷媒配管３１
、冷媒開閉弁８を通って高温再生器４ヘヘッド差を利用
して戻される。これにより、高温再生器４から冷媒蒸気
切替弁１０を通って蒸発器兼温水発生器１へ行ってしま
う冷媒を補充して高温再生器４内の吸収剤の濃度（溶液
濃度）を一定に保持して暖房サイクルが継続するように
なっている。

本実施例によれば、蒸発器、温水器を一つの単純な容器
または空間に置きかえ、冷媒により直接ファンコイルと
熱の受は渡しが可能となるので、配管も含めて構造が簡
略化でき、冷暖房サイクルとしての熱効率も向上させる
ことができる。

なお、上記実施例における冷、暖房切替え、および冷、
暖房運転制御における各作動部の制御回路については図
示説明を省略した。

［発明の効果コ 以上述べたように１本発明によれば、蒸発器。

温水器を１つの単純な空間領域を有する構成体に置きか
え、冷媒により直接ファンコイルと熱の受は渡しが可能
となるので、配管も含めて構造が簡略化でき、冷暖房サ
イクルとしての熱効率を向上させつる冷暖房用冷媒循環
系を備えた吸収式冷凍機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例に係る吸収式冷凍機の冷房
サイクルを示す系統図、第２図は、その吸収式冷凍機の
暖房サイクルを示す系統図、第３図は、従来の吸収式冷
凍機の冷房サイクルを示す系統図、第４図は、その吸収
式冷凍機の暖房サイクルを示す系統図である。 １・・・蒸発器兼温水発生器、２・・・吸収器、３・・
・凝縮器、４・・・高温再生器、５・・・溶液熱交換器
、６・・・ファンコイル、７・・・冷媒蒸気開閉弁、８
，９・・・冷媒開閉弁、１０・・・冷媒蒸気切替弁、１
１．１２・・・溶液開閉弁、１３・・・溶液ポンプ、１
４・・・冷媒ポンプ、１５・・・冷媒噴出口、１６・・
・冷媒蒸気噴出口、１７・・・冷媒蒸発用ノズル、３０
・・・冷媒蒸気流路、３１．３２・・・液冷媒配管、３
３・・・冷媒蒸気配管、３４・・・濃溶液配管、３５・
・・稀溶液配管、３６・・・発生冷媒送出配管、３７・
・・冷媒戻り配管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくとも、再生器、凝縮器、吸収器、およびこれ
   らを作動的に接続する配管系からなる装置に、 前記凝縮器からの液冷媒を導入してブラッシング蒸発さ
   せ、かつ、前記再生器からの高温冷媒蒸気を導入して発
   生冷媒温度を制御しうる空間領域を有する構成体を設け
   、 この構成体を、ファンコイルを備えた冷媒循環系に配設
   したことを特徴とする冷暖房用冷媒循環系を備えた吸収
   式冷凍機。 ２　少なくとも、再生器、凝縮器、吸収器を備え、前記
   再生器と前記吸収器とを接続する溶液配管系に溶液ポン
   プ、溶液開閉弁、溶液熱交換器を備えるとともに、 ファインコイルを備えた冷媒循環系を設け、この冷媒循
   環系に、前記ファンコイルに送給する低温冷媒または高
   温冷媒を発生させる空間領域を構成した蒸発器兼温水発
   生器を配設し、この蒸発器兼温水発生器は、 冷媒開閉弁を具備し上記凝縮器に接続する液冷媒配管と
   、 冷媒蒸気開閉弁を具備し上記吸収器に連通する冷媒蒸気
   流路と、 冷媒開閉弁を具備し上記再生器に接続する液冷媒配管と
   、 冷媒蒸気切替弁を具備し上記再生器に接続する冷媒蒸気
   配管とを それぞれ接続してなることを特徴とする冷暖房用冷媒循
   環系を備えた吸収式冷凍機。 ３　特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、凝縮器
   からの液冷媒配管が蒸発器兼温水発生器に接続する開口
   端は、冷媒蒸発用ノズルを具備したことを特徴とする冷
   暖房用冷媒循環系を備えた吸収式冷凍機。 ４　特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、ファン
   コイルを備えた冷媒循環系は、蒸発器兼温水発生器の下
   部に発生冷媒送出配管を接続し、蒸発器兼温水発生器の
   上部に戻り配管の噴出口を接続し、冷媒配管時に冷媒ポ
   ンプを具備したことを特徴とする冷暖房用冷媒循環系を
   備えた吸収式冷凍機。 ５　特許請求の範囲第２項ないし第４項記載のもののい
   ずれかにおいて、 冷房運転時は、 冷媒蒸気配管の冷媒蒸気切替弁を凝縮器側に切替えて再
   生器から蒸発器兼温水発生器への冷媒蒸気の流入を遮断
   し、 溶液配管系の溶液開閉弁を開いて溶液ポンプを作動させ
   、 蒸発器兼温水発生器から前記再生器へ戻る液冷媒配管の
   冷媒開閉弁を閉じ、 凝縮器から蒸発器兼温水発生器へ通じる液冷媒配管の冷
   媒開閉弁を開いて、前記蒸発器兼温水発生器へ流入する
   液冷媒を冷媒蒸発用ノズル部で蒸発せしめ、 発生した低温冷媒を冷媒循環系によってファンコイルに
   流通させるように制御回路を構成したことを特徴とする
   冷暖房用冷媒循環系を備えた吸収式冷凍機。 ６　特許請求の範囲第２項ないし第４項記載のもののい
   ずれかにおいて、 暖房運転時は、 冷媒蒸気配管の冷媒蒸気切替弁を蒸発器兼温水発生器側
   へ切替え、 溶液配管系の溶液開閉弁を閉じて溶液ポンプを停止し、 凝縮器と前記蒸発器兼温水発生器とを結ぶ液冷媒配管の
   冷媒開閉弁を閉じ、 吸収器と前記蒸発器兼温水発生器とを結ぶ冷媒蒸気流路
   の冷媒蒸気開閉弁を閉じ、 再生器と前記蒸発器兼温水発生器とを結ぶ液冷媒配管の
   冷媒開閉弁を開き、 前記再生器の高温冷媒蒸気を前記蒸発器兼温水発生器内
   へ導いて、発生した高温冷媒を冷媒循環系によってファ
   ンコイルに流通させるように制御回路を構成したことを
   特徴とする冷暖房用冷媒循環系を備えた吸収式冷凍機。