JPH0379633B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 発明の技術分野 本発明は、ジメチルフオルムアミド（DMFと
いう）−フロン22（R22という）、テトラエチレン
グリコールジメチルエーテル（E181という）−
R22、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（NPという）
−トリフルオロエタノール（TFEという）等の
有機系吸収剤と冷媒を用いた吸収冷温水機に関
し、特に、太陽熱利用温水、排温水等の低温水或
いは外気その他の低温流体の安価な熱エネルギー
を利用して冬期には低温流体の温度レベル以上の
暖房・給湯用温水を取り出し、夏期には冷房用冷
水を取り出せるようにしたものに関する。

(ロ) 従来技術 吸収剤と冷媒に水−アンモニア、臭化リチウム
−水を用いた吸収冷凍機或いは吸収ヒートポンプ
（吸収冷温水機）は、従来、広く知られている。

(ハ) 従来技術の問題点 上記した従来の吸収冷温水機においては、機器
間を循環する冷媒の凍結や吸収液の結晶、凝固を
伴ない易く、外気等の安価な低温流体のみを利用
して所定の冷温水を取り出せるようにした吸収冷
温水機の実用化は難かしい問題があつた。

(ニ) 問題点を解決する手段 本発明は、上記問題点に鑑み、吸収冷温水機の
作動流体にR22、TFE等の有機系冷媒とDMF、
NP等の有機系吸収剤を用い、かつ温水取り出し
時と冷水取り出し時とにおいて、蒸発器と吸収器
との機能を逆転させるように作動流体、熱源流体
及び冷却流体の流路を切替える構成にすることに
より、太陽熱利用温水や外気等の安価な熱エネル
ギーを利用して、冬には熱源流体温度以上の温水
を得、夏には冷水を得ることのできる吸収冷温水
機の実用化を達成したものである。

(ホ) 実施例 第１図は本発明の一実施例を示すもので、１
は、太陽熱利用温水等の低温水が流通する熱源管
２を収納し、冷媒を吸収して冷媒量の多くなつた
吸収液（以下、濃液という）を低温流体の熱で沸
騰させることにより冷媒をガス化して分離し、冷
媒量の少ない吸収液（以下、稀液という）を作る
発生器、３は、発生器１で気化する冷媒にガス状
態で混入している吸収剤を流下する液状の吸収剤
との接触で分離し、冷媒ガスの割合を増大させる
精留器、４は、精留器３から送られてくるガス流
を冷却して吸収剤成分の最終分離する分縮器、５
は、分縮器４において吸収剤成分の殆んどなくな
つたガス流を外気で冷却して液化し、この液化冷
媒を、四方弁６を介して、第１容器７若しくは第
２容器８に供給する空冷式凝縮器、９は、第１容
器７と第２容器８とで成り、発生器１からの稀液
が、四方弁６を介して、第１容器７若しくは第２
容器８に供給され、第１容器７において凝縮器５
からの液化冷媒を気化させた場合には、この気化
冷媒を第２容器８において発生器１からの稀液に
吸収させ、第２容器８において液化冷媒を気化さ
せた場合には、この気化冷媒を第１容器７におい
て稀液に吸収させるように第１容器７と第２容器
８との蒸発吸収作用が切替わる蒸発吸収器、１０
は稀液と濃液とを熱交換させる溶液熱交換器、１
１は、蒸発吸収器９からの濃液を分縮器４、溶液
熱交換器１０、濃液散布器１２を順次経由させて
発生器１へ送る濃液ポンプ、１３及び１３′は減
圧器で、これらは、冷媒ガス管１４、冷媒液管１
５、第１冷媒・稀液管１６、第２冷媒・稀液管１
７、冷媒・稀液分配管１８，１８′…、冷媒・稀
液分散器１９、第１冷媒・濃液管２０、第２冷
媒・濃液管２１、濃液管２２及び稀液管２３で気
密に配管接続されて冷媒と吸収液との循環径路を
形成している。

前記第１容器７には水管２４が収納され、該水
管に液化冷媒若しくは稀液が散布されるようにな
つており、第２容器８には、その内側に前記熱源
管２と並列接続された開閉弁２５，２５′付きの
熱源管２′が収納されて該熱源管に液化冷媒が散
布されるようになつていると共に外側には多数の
フイン２６，２６…が形成されて器内を流通する
稀液が外気で冷却されるようになつている。２７
は前記第２容器８に配備した送風機、２８は空冷
式凝縮器５に配備した送風機であり、２９及び３
０は夫々発生器１及び精留器３に収納した充填材
である。

次に第１図に示した吸収冷温水機の運転動作に
ついて説明する。冷水を取り出すときは、熱源管
２に太陽熱利用温水等の低温水を流す一方熱源管
２′の開閉弁２５，２５′を閉じて発生器１にのみ
低温水を供給し、冷媒液管１５と第１冷媒・稀液
管１６と、稀液管２３と第２冷媒・稀液管１７と
が夫々連通するように四方弁６の流路（破線で示
した流路）をセツトし、かつ、送風機２７，２８
及び濃液ポンプ１１を作動させ、水管２４に水を
流して運転する。而して、発生器１で生じた吸収
剤成分を含有する冷媒ガスは、充填材２９を通過
する間に濃液散布器１２から散布されて流下する
濃液と接触して吸収剤含有率を低下し、更に精留
器３の充填材３０を通過して吸収剤含有率を低下
しつつ分縮器４に至る。分縮器４に至つた冷媒ガ
スは該分縮器に収納した濃液管２２内を流通する
濃液に冷却されて凝縮し、この凝縮した冷媒量の
多い吸収液（以下、還流液という）は充填材３
０，２９へと流下しつつ発生器１へ戻る間に該発
生器から上昇して来る冷媒ガスの吸収剤成分を分
離するための気液接触用液として利用される。こ
のようにして吸収剤成分の殆んどなくなつた冷媒
ガスは、分縮器４から冷媒ガス管１４を経て空冷
式凝縮器５に至り、外気で冷却されて液化する。
この液化冷媒は冷媒液管１５を通つて四方弁６を
経由し、第１冷媒・稀液管１６を通つて減圧器１
３を経由した後、第１容器７内の冷媒・稀液分散
器１９に至る。一方、発生器１において冷媒成分
の少くなつた稀液は、該発生器底部から稀液管２
３、溶液熱交換器１０、稀液管２３、四方弁６、
第２冷媒・稀液管１７、減圧器１３′、冷媒・稀
液分配管１８，１８′…を経て第２容器８へ至る。
そして、前記分散器１９から第１容器７内の水管
２４へ散布された液化冷媒は該水管を流通する水
より吸熱して気化し、この気化冷媒は、送風機２
７で送風される外気によつて冷却され乍ら第２容
器８内を流れる稀液に吸収される。このようにし
て、前記水管２４から冷水が得られる。すなわ
ち、蒸発吸収器９において、第１容器７は蒸発
器、第２容器８は吸収器としての機能を有してい
るのである。気化冷媒を吸収した稀液は濃液とな
り、この濃液と第１容器７内で気化しなかつた未
気化冷媒液は、第１、第２冷媒・濃液管２０，２
１、濃液管２２を通つて濃液ポンプ１１、分縮器
４、溶液熱交換器１０を経由し、濃液散布器１２
に至つて発生器１に戻る。

また、温水を取り出すときは、前記開閉弁２
５，２５′を開いて発生器１及び第２容器８に低
温水を供給し、冷媒液管１５と第２冷媒・稀液管
１７と、稀液管２３と第１冷媒・稀液管１６とが
夫々連通するように四方弁６の流路（実線で示し
た流路）をセツトし、かつ、送風機２８は停止
し、送風機２７及び濃液ポンプ１１を作動させ、
水管２４に水を流して運転する。

温水取り出し時において、発生器１で生じた冷
媒ガスが凝縮器５で液化して四方弁６に至るまで
の動作、還流液の動作、発生器１からの稀液が四
方弁６に至るまでの動作並びに蒸発吸収器９から
の濃液が発生器１へ戻るまでの動作は冷水取り出
し時と同様であるので説明を省略する。

而して、液化冷媒は、四方弁６から第２冷媒・
稀液管１７を通つて減圧器１３′を経由し、冷
媒・稀液分配管１８，１８′…を経て第２容器８
に至り、該容器内の熱源管２′に散布される。一
方、稀液は、四方弁６から第１冷媒・稀液管１６
を通つて減圧器１３を経由し、第１容器７内の冷
媒・稀液分散器１９に至り、第１容器７内の水管
２４に散布される。そして、熱源管２′に散布さ
れた液化冷媒は、該管内に流通する低温水より吸
熱して気化し、この気化冷媒が第１容器７内の水
管２４に散布される稀液に吸収される際に発生す
る熱（以下、吸収熱という）によつて該水管から
低温水の温度以上の温水が得られる。すなわち、
蒸発吸収器９において、第１容器７は吸収器、第
２容器８は蒸発器としての機能を有しているので
ある。

第２図は、第１図に示した本発明実施例におい
て、作動流体としてR22を冷媒に、DMFを吸収
剤に用いて運転した場合のデユーリング線図の一
例を示したもので、夏期においては約90℃の太陽
熱利用温水を約85℃になるまで使用し、約35℃の
外気を使用して約14℃で水管２４に入つてくる水
を約９℃の冷水として取り出し（第２図Ｃ参照）、
冬期においては約45℃の太陽熱利用温水を約40℃
になるまで使用し、約７℃の外気を使用して約58
℃で水管２４に入つてくる水を約63℃の温水とし
て取り出したサイクル例（第２図Ｈ参照）を示し
たものである。尚、冬期において、外気温が例え
ば０℃にまで低下し、それに伴なつて太陽熱利用
温水も例えば37℃に低下した場合でも本発明吸収
冷温水機にあつては約57℃の温水を得られること
も確認された。

第２図から明らかなように、吸収冷温水機の作
動流体としてR22−DMFを用いることにより、
駆動熱源温度を低くても冷凍サイクル又はヒート
ポンプサイクルが形成されるので、排温水や太陽
熱利用温水、外気等の低温流体のみを使用して、
冷房用冷水又は暖房・給湯用温水を得ることがで
き、灯油やガス等の高価な熱源を使用しなくても
良く、省エネルギーかつ経済的な吸収冷温水機と
なる。尚、作動流体にR22−E181、TFE−NPを
用いた場合にも同様に冷水、温水が得られる。

(ヘ) 発明の効果 以上のように、本発明吸収冷温水機は、作動流
体としてR22、TFE等の有機系冷媒とDMF、NP
等の有機系吸収剤を用いたものであるから、作動
流体の性質上、凝固点が低く、しかも駆動熱源の
温度レベルが低くても冷媒の凍結や吸収液の結
晶、凝固を生じることなく冷凍運転又はヒートポ
ンプ運転を行なうことができ、かつ、温水取り出
し時即ちヒートポンプ運転時と冷水取り出し時即
ち冷凍運転時とにおいて、蒸発器と吸収器との機
能を逆転させるように作動流体、低温水や外気等
の熱源流体及び外気等の冷却流体の流路を切替え
るようにしたものであるから、太陽熱利用温水や
外気等の安価な熱エネルギーのみを利用して冬に
は熱源流体温度以上の暖房・給湯用温水を得、夏
には冷房用冷水を得ることができ、実用的価値大
なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す回路構成概
略説明図、第２図は、第１図に示した実施例にお
いて作動流体としてR22を冷媒に、DMFを吸収
剤に用いて運転したときのデユーリング線図の一
例を示したものである。第２図中、パラメータの
数値は冷媒濃度の百分率、Ｈはヒートポンプ運転
のサイクル、Ｃは冷凍運転のサイクルを示す。 １……発生器、２，２′……熱源管、５……凝
縮器、６……四方弁、７……第１容器、８……第
２容器、９……蒸発吸収器、１０……溶液熱交換
器、２４……水管、２５，２５′……開閉弁、２
６……フイン、２７……送風機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フロン22、トリフルオロエタノール等の有機
   系冷媒とジメチルフオルムアミド、Ｎ−メチル−
   ２−ピロリドン等の有機系吸収剤を用い、太陽熱
   利用温水等低温流体の流通する熱源管を収納した
   発生器、凝縮器、水管を収納した第１容器と内側
   に低温流体の流通する熱源管を収納すると共に外
   側に外気と熱交換するためのフインを形成した第
   ２容器とで成る蒸発吸収器並びに溶液熱交換器を
   配管接続し、前記発生器及び第２容器に収納した
   熱源管に低温流体を流通させると共に第２容器内
   の熱源管へ凝縮器からの冷媒液を散布して気化さ
   せた冷媒が第１容器内の水管へ散布せしめた吸収
   液に吸収されるようにし、前記発生器に収納した
   熱源管にのみ低温流体を流通させると共に第１容
   器内の水管へ凝縮器からの冷媒液を散布して気化
   させた冷媒が第２容器内を流通させつつ外気で冷
   却した吸収液に吸収されるように前記蒸発吸収器
   の蒸発吸収作用を切替える機構を備え、前記水管
   から冷水と温水とのいずれかを取り出し得るよう
   にした吸収冷温水機。