JPH03168567A - 吸収冷暖房機 - 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〕 本発明は空気調和装置用の吸収冷暖房機に係り、特に、
冷媒に水を使用して液冷媒を直接室内機に循環するのに
好適な吸収冷暖房機に関する。

〔従来の技術〕

従来この種の吸収冷暖房機は、いわゆる、冷温水機であ
る。すなわち，冷房運転時は蒸発器伝熱管群上に液冷媒
を散布してその蒸発潜熱により伝熱管内を流れる冷水を
冷却し、冷温水ポンプにより冷温水配管を経由して室内
機に送って空気と熱交換させて冷房作用を得ていた。ま
た、暖房運転時は温水熱交換器に高温冷媒蒸気を凝縮さ
せてその凝縮潜熱により伝熱管内を流れる温水を加熱し
て冷温水ポンプにより冷温水配管を経由して室内機に送
って空気と熱交換させて暖房作用を得ていた。なお、冷
温水の温度差による冷温水の体積膨張を逃すために補給
水配管と接続したシスターン、又は、膨張タンクを冷温
水配管に接続配備されている。しかし、この種の吸収冷
暖房機では、蒸発器における冷媒と冷水の熱交換温度差
が大きく，システムとしての温度利用効率が低いため機
器が大型化するという問題があり、フラッシュ蒸発器を
使って、直接、熱交換する方式の冷媒循環システムの吸
収冷暖房機がある。

上述の従来装置は，例えば、特開昭６３−１７６９５７
号、特開昭６３−１７６９６４号公報に記載のようにな
っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この種の吸収冷暖房機では，室外機のフラッシ
ュ蒸発器は室内機を連絡する冷媒配管系統を真空に保持
する必要があり、冷媒配管系統が金属を用いるために重
くて作業性が悪いという問題があり、機内に空気がもれ
るとその酸素の働きにより機器の腐食劣化が著しく、ま
た、熱伝達低下により溶液が過濃縮されて結晶が起こっ
てサイクル構成が不能になる，さらに、油気装置を大型
にする必要があるなと、実用的な冷媒直接循環式の吸収
冷暖房機の実現は困難であった。

本発明の目的は室内機と室外機を空気漏れのない軽量の
配管として施工性の良い実用的な吸収冷暖房機を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達戒するために、本発明に係る吸収冷暖房機
の構成は、再生器，空冷凝縮器，フラッシュ蒸発器，空
冷吸収器，ジェット凝縮器，溶液熱交換器，溶液ポンプ
，室内機，冷媒ポンプ，および、これらを作動的に接続
する配管系からなり、フラッシュ蒸発器及びジェット凝
縮器と室内機とを冷媒循環ポンプ及び切り替え弁を介し
て可撓性プラスチックに酸素不透層を複合配置した冷媒
配管で接続したものである。

さらに、施工性を向上するために撓性プラスチックに酸
素不透層を複合配置した冷媒配管をポリエチレン層と金
属層及びポリエチレン層の３層から構威され、酸素不透
層が金属であるようにしたものである。

〔作用〕

冷房時、フラッシュ蒸発器では室内機で熱交換して高温
になった高温液冷媒を飽和温度よりも低温のフラッシュ
蒸発器に導き自己蒸発させて，その蒸発潜熱で液冷媒を
冷却して低温の液冷媒を生或する。なお、蒸発した冷媒
蒸気は吸収器に送って溶液に吸収させ、再生器で外部熱
源により加熱されて冷媒蒸気を発生して溶液は濃縮され
、冷媒蒸気は凝縮器で冷却されて凝縮液化されてフラッ
シュ蒸発器に送られる。また，濃縮された溶液は吸収器
に戻る。このように、冷房サイクルが真空下で動作して
おり、可撓性プラスチックに酸素不透層を複合配置した
冷媒配管内を低温の液冷媒が流れる。液冷媒は室内機ま
での距離が遠いときや室内機が高い位置にあるときは冷
媒ポンプヘッドが高いため、液圧は冷媒ポンプ運転中は
大気圧よりも高いが、停止時は大気圧よりも低圧である
。

しかし、酸素不透層の働きにより、酸素が配管内の冷媒
に侵入しない。

暖房時、ジェット凝縮器は室内機から戻る低温の液冷媒
に再生器で発生した冷媒蒸気を凝縮させて加熱して高温
の液冷媒を生或する。高温の液冷媒は冷媒循環ポンプ及
び切り替え弁を介して可撓性プラスチックに酸素不透層
を複合配置した冷媒配管を経由して室内機に送られ空気
と熱交換して、再び切り替え弁を介して可撓性プラスチ
ックに酸素不透層を複合配置した冷媒配管を経由してジ
ェット凝縮器内に散布される。この，高温液冷媒は大気
圧力よりも低圧であるが、酸素不透層の働きにより、酸
素が配管内の冷媒に侵入しない。

以上により、どんな運転条件でも可撓性プラスチックに
酸素不透層を複合配置した冷媒配管を酸素が透過して吸
収冷暖房機内に侵入しないので、機器の腐食劣化や熱伝
達低下による溶液の過濃縮による結晶が起こらず、安全
確実に運転できる。

また、抽気装置を小型に出来るため，機器をコンパクト
にできる。

さらに、ポリエチレンに金属フィルムを酸素不透層とし
たので管内、及び、管外の摩擦抵抗が小さく、液の流動
圧力損失を小さくすることができる。また、カバーのコ
ンジットパイプにこれら配管を挿入する際の摩擦が小さ
いため作業性が良い。

さらに、金属フイルムはプラスチックに比べ一般に薄く
て強度があり、そのため、軽量で、さらに長時間の応力
に対するクリープ特性が優れているという便利さがある
。

〔実施例〕

以下、本発明の各実施例を第■図および第２図を参照し
て説明する。まず、第１図は、本発明の一実施例に係る
吸収冷暖房機のサイクル系統図である。

第１図に示す吸収冷暖房機は、高温再生器１，低温再生
器２，空冷凝縮器（以下単に凝縮器という）３，フラッ
シュ蒸発器４，空冷吸収器（以下単に吸収器という）５
，低温熱交換器６，高温熱交換器７，溶液循環ポンプ（
以下単１こ溶液ポンプトイう）８，溶液スプレボンプ９
，冷媒循環ボンプ１０，ジェット凝縮器土工，温冷媒循
環ボンプ↓２，バーナ１４、およびこれらを作動的に接
続する溶液，冷媒配管系，凝縮器３および吸収器５へ冷
却空気を白い矢印方向に供給する冷却ファン１５からな
る室外機１６，冷冷媒空気熱交換器１７，温冷媒熱交換
器１８，送風ファン１９，冷媒制御弁２０，温冷媒制御
弁２１、からなる室内機２２、及び、冷媒配管２３，温
冷媒配管２４から構成されている。

室外［１６は、吸収器５が気相部でフラッシュ蒸発器４
に接続され、凝縮器３が低温再生器２の気相部と接続さ
れ、高温再生器１の気相部がジエット凝縮器１１及び低
温再生器２の加熱管部にそれぞれ接続されている。

ここに、フラッシュ蒸発器４の液冷媒は冷媒循環ポンプ
１０により、逆止弁２５，冷媒配管２３を経て室内器２
２の冷冷媒空気熱交換器ｌ７に流入し、さらに、冷媒制
御弁２０，冷媒配管２３を経て、再び、フラッシュ蒸発
器４に戻る冷冷媒循環系を構威している。なお、フラッ
シュ蒸発器４は、吸収器５の蒸気入り口部に隣接して冷
媒散布装置２６，金網充填物２７，液滴除去機構２８，
液冷媒タンク２９からなる。

また、ジェット凝縮器１１の液冷媒は温冷媒循環ポンプ
１２により、逆止弁２６，温冷媒配管２４を経て室内器
２２の温冷媒空気熱交換器１８に流入し、さらに，温冷
媒制御弁２１，温冷媒配管２４を経て、再び、ジェット
凝縮器１１に戻る温冷媒循環系を構威している。なお、
ジェット凝縮器１１の上部に冷媒散布装置３０が設置さ
れ、温冷媒循環ポンプ１２のサクション管３ｌから分岐
して逆Ｕ字液シール３７を経て高温再生器１に戻る液冷
媒戻り流路が設けられている。

つぎに、冷房運転時のサイクルの動作について説明する
。高温再生器１内の臭化リチウム水溶液はバーナ１４で
燃焼される石油，都市ガスなどの燃焼ガスで加熱されて
沸騰し、冷媒蒸気を発生して濃縮される。発生した冷媒
蒸気は低温再生器２の管内で凝縮し、その凝縮潜熱で管
外の溶液を加熱する。凝縮液化した液冷媒は減圧手段を
経て空冷凝縮器３に送られる。また、加熱された溶液は
冷媒蒸気を発生して濃縮される。発生した冷媒蒸気は凝
縮器３に導かれ、空冷ファン１５で送風される冷却空気
で冷却されて凝縮する。この液冷媒はＵ字液シール１３
を経てフラッシュ蒸発器４に送られる。一方、高温再生
器１で濃縮された溶液は高温熱交換器７を経由して低温
再生器２で濃縮された溶液と一緒に低温熱交換器８を経
て，溶液スプレボンプ９により空冷吸収器５の管内に散
布され、冷却空気で冷却され、フラッシュ蒸発器４から
の冷媒蒸気を吸収して希溶液となり溶液循環ポンプ８で
再び低温熱交換器７を経て低温再生器２，及び、高温再
生器１へ送られる。また、フラッシュ蒸発器４で冷媒の
一部を蒸発させて低温になった液冷媒は，冷媒循環ポン
プ１０により、逆止弁２２，冷媒配管２３を経由して室
内機２２の冷媒空気熱交換器１７に送られ送風ファン１
９で送られる室内の空気と熱交換して冷房作用を発揮す
る。冷媒空気熱交換器１７で温められた冷媒は冷媒制御
弁２０，冷媒配管２３を経由して室外器１６に戻り、フ
ラッシュ蒸発器４の冷媒散布装置２６から金網充填物２
７上に分散されて一部を蒸発させる。この金網充填物２
７は液冷媒の気液接触面積を大きくして蒸発効率を上げ
るのに役立つ。

蒸発した冷媒蒸気は液滴除去機構２８を経由して吸収器
５に導かれる。サイクル内の溶液の濃縮によって分離さ
れた液冷媒はフラッシュ蒸発器４の下部の液冷媒タンク
２９に貯溜し、濃縮がある限度以上になった場合は、オ
ーバーフロー管３２を介して吸収器５に溢れるようにな
っている。このようにしたのでサイクル内の溶液が過濃
縮されて結晶することが無く、安全に運転できる。

次に、暖房時の暖房サイクルについて説明する。

暖房時は高温再生器１に希溶液を供給する配管途中に設
けた冷暖房切り替え弁３３、及び、濃溶液が高温熱交換
器７を経由して戻る配管途中に設けた冷暖房切り替え弁
３４，低温再生器２に冷媒蒸気を供給する配管途中に設
けた冷暖房切り替え弁３５を閉止する。高温再生器１の
発生蒸気はジェット凝縮器１１に導かれ室内機２２から
戻った液冷媒に、直接、凝縮させて加熱し、高温の液冷
媒を温冷媒循環ボンプ１２により逆止弁３６を経由して
、温冷媒配管２４により室内機２２の温冷媒熱交換器１
８に送って暖房に供する。ジェット凝縮器１１で凝縮し
た冷媒は，ジェット凝縮器１１の冷媒液面が所定よりも
高くなるとＩＵ字シール３７を介して高温再生器１に戻
されるため、高温再生器１内の溶液が不足したり、過濃
縮によって高温になったりする事が無く安全に運転でき
る。

ここに、冷暖房用の液冷媒は密閉循環サイクルでありな
がら、フラッシュ蒸発器４，ジェット凝縮器１１の気相
部に開放されているので、この冷媒循環系にシスターン
や温度変動による液圧調整用の冷媒タンク及び補給水は
不要であり、システムは極めて簡単である。

なお、本実施例ではセパレートエアコンで実施例を説明
したが、室内器は１台に限らず二台あるいは三台以上に
も適用できることはいうまでもない。

第２図は本発明の冷媒配管２３及び温冷媒配管２４の部
分断面図である。口径が約１６１Ｉ１ｌ１の場合，内側
に０．５ｍ程度の厚さのポリエチレン層４１、中間に０
．１ｗｎ〜０．３ｎｗｎ程度の厚さのアルミ層４２、外
側に、また、１［ＩＩＩ１〜５ｍ程度の厚さのポリエチ
レン層４３を配置した構造である。これらはコンジット
管４４内に往復配管二本が信号線と一緒に挿入される。

外側がポリエチレンであり摩擦抵抗が小さくコンジット
管４４内挿入しやすい。

また、冷媒配管２３の端部接続金具４５は挿入金具４６
，○リングパッキン４７，本体金具４８，袋ナット４９
からなる。冷媒配管２３、又は，温冷媒配４ｖ２４の端
部に挿入金具４６を加熱しながら押し当てるポリエチレ
ンが軟化してピタツリと配管内に挿入できる。挿入金具
４６の外側には鋸歯状の刻みが設けられており、挿入さ
れた配管は抜けない。また、端面ば平滑になっており、
Ｏリングパッキン４７を漏れなくシールできる様になっ
ている。Ｏリングパッキン４７は本体金具４８のＯリン
グ溝に接着されており、挿入金具４６の端部平滑面を押
し当てるだけで外部とシールされる。なお、袋ナット４
９は挿入金具４６を本体金具４８にねじで押しつけるよ
うになっている。さらに、袋ナット４９の内側は冷媒配
管２３．２４を挿入金具４６の鋸歯状の刻みに押しつけ
るように段差が設けられており、さらにしっかりと冷媒
配管２３．２４を挿入金具４６に固定する役目を果たす
。以上のようにしたので、冷媒配管２３，２４の着脱は
袋ナット４９を緩めて外すだけで良いので極めて作業性
が良いという利点がある。また、○リングパッキン４７
が本体金具４８のＯリング溝に接着されているため、作
業中に○リングパッキン転がって熊＜シてしまったり、
落して泥がついてシール性が低下するなどの不具合が起
こらず信頼性が高い。また、アルミ層４２があるため、
熱い温冷媒を流してもポリエチレンが軟化してクリープ
を起こす条件でも強度を保持できる。

特に、吸収冷暖房機運転停止時、温冷媒循環ボンプ１２
の吐出圧力が加わらないために真空になる温冷媒配管２
４は、ポリエチレンだけで肉圧が薄いと大気に押されて
つぶれてしまい、そのまま、冷却されて配管が変形し、
流路を十分に確保できなくむる。すなわち、再起動時は
変形配管内を冷媒が十分流れること無く、能力不足にな
る。ところが、アルミ層が有るため、高温度の温冷媒が
流れていて、突然、運転停止となって真空になっても、
つぶれることが無く、再起動時でも配管変形による冷媒
循環量の不足が起こらず、常に，十分な冷媒循環量を確
保できる。

本実施例ではアルミ層４２をポリエチレンのクＪ−プ強
度補強部材として利用するとともに酸素不透層の役割も
果たした。アルミ層の代わりにステレンス，鉄，銅など
の金属材料を使っても同じ効果が得られるのは明白であ
る。しかし、アルミは銅に比バで１／５程度の密度であ
り軽量化できる。また、これら金属材料は冷媒にさらさ
れ無いため腐食することが無い利点がある。

第３図を使って本発明の他の実施例を説明する。

第２図の実施例と異なる点はアルミ層４２の外側に発泡
ポリウレタン層５０、さらに、最外層にポリエチレン層
４３を配置した点である。発泡ポリウレタン層５０は冷
媒配管２３．２４の断熱材層としてたくさんの気相部を
含み、熱の侵入、及び、放熱を防止する効果がある。

第４図を使って本発明の他の実施例を説明する。

第２図の実施例と異なる点はアルミ層４２が二重になっ
ている点である。アルミ層とアルミ層にはさまれた中間
ポリエチレン層５１は断熱材としても働き、さらに、ア
ルミ表面からの輻射による放熱を小さくする効果がある
。なお、中間ポリエチレン層５１に発泡ポリエチレンや
、発泡ボリスチレン，発泡ポリウレタンなどの発泡プラ
スチックを用いても同じく断熱効果が得られる。

第５図を使って本発明の他の実施例を説明する。

第２図，第３図，第４図の実施例と異なる点は冷媒配管
２３．２４がラミネートチューブ５２となっている点で
ある。本実施例は，前述の実施例と異なり、配管の軸方
向に対する自立性は無く、コンジット間４４内に挿入し
て用いる。ラミネートチューブ５２はポリエチレンフイ
ルム５４にアルミ蒸着層５３及びコーテイン層５５から
なり、三枚以上重ねて軸方向に融着したものである。各
フイルム層間には空気や窒素ガス，炭酸ガス等がはさま
れている。冷媒循環ポンプ１０．１２が運転されている
ときはポンプ吐出圧力により冷媒配管２３’，２４は膨
らんで冷媒流路を形戊する。これらポンプが停止すると
大気圧力により押しつぶされて偏平化している。従って
、運転停止時は液冷媒が室外機１６に自動的に戻るため
に、液冷媒タンク２９の容量を増やすこと無く冷媒量を
調整でき、小形にできる利点がある。さらに、非常に軽
量であり、コンジット管４４に納めたままの移動も極め
て容易である。また、ラミネートチューブ５２の各フイ
ルム間が断熱作用を持っているため、放熱ロスが極めて
小さいという利点がある。内面のポリエチレン層が冷媒
側に接するため流動抵抗が小さく、かつ、全体を扁平に
したり、丸めたりできるので取扱も容易である。アルミ
蒸着膜５３部分が空気の不透層になっているのは前述の
実施例と同じである。なお、ラミネートチューブ５２外
側にさらに、発砲ポリエチレンや、発泡ボリスチレン，
発泡ポリウレタンなどの発泡プラスチックのカバーを設
けることもできる。また、さらに，ポリエチレン力バー
層５６を設けて、軸方向に強度を持たせて単独でも用い
る事ができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば室内機と室外機をプラスチック管に酸素
不透層を設けた空気が漏れない軽量の配管として酸素浸
入を防止したので、■機内に空気がもれないため、機器
の腐食劣化を起こすこと無く、■熱伝達低下により溶液
が過濃縮されて結晶が起こってサイクル構成不能になる
事無く、■油気装置を小形にでき、■配管が軽いため施
工性が良いなど、実用的な冷媒直接循環式の吸収冷暖房
機を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステム系統図、第２
図は本発明の第工図の冷媒配管の部分断面図である。第
３図ないし第５図は本発明の他の実施例の冷媒配管の部
分断面図。 １・・・高温再生器、２・・低温再生器、３・・・空冷
凝縮器、４・・・フラッシュ蒸発器、５・・・空冷吸収
器、６・・低温熱交換器、７・・・高温熱交換器、８・
・・溶液循環ポンプ、９・・溶液スプレポンプ、１０・
・・冷媒循環ポンプ、１１・・・ジェット凝縮器、１２
・・・温冷媒第ｌ口 第２口 第４−図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、溶液熱交換器、
   溶液ポンプ、冷媒ポンプ、およびこれらを作動的に接続
   する配管系からなる吸収冷暖房機において、 液冷媒をフラッシュ蒸発させて冷たい液冷媒を生成する
   冷媒生成室が前記蒸発器に相当し、前記蒸発器と室内機
   とを冷媒循環ポンプを介して可撓性プラスチックに酸素
   不透層を複合配置した冷媒配管で接続したことを特徴と
   する吸収冷暖房装置。