JPH0830630B2

JPH0830630B2 - 二重効用吸収式冷凍機

Info

Publication number: JPH0830630B2
Application number: JP5603388A
Authority: JP
Inventors: 雅司長尾
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-03-11
Filing date: 1988-03-11
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH01230961A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、二重効用吸収式冷凍機に係り、特に、冷房
と暖房とを１台で行うものにおいて、吸収剤溶液，冷媒
量の調整を行うのに好適な二重効用吸収式冷凍機に関す
るものである。

［従来の技術］一般に、二重効用吸収式冷凍機では、吸収剤溶液とし
て臭化リチウム水溶液、冷媒として水を利用して、冷房
と暖房とを１台でまかなえるように構成されている。

吸収式冷凍機の濃度サイクルは、どれだけの臭化リチ
ウムと水とを混合させた溶液を循環させてサイクルを構
成するかということであり、（１）蒸発器の底部にスペースをとって冷媒タンクと
し、吸収器の底部にスペースをとって溶液タンクとする
手段、（２）一時的に冷媒を溜めたり溶液を溜めたりする、す
なわち、冷房中は冷媒を溜めこみ、暖房中は溶液を溜め
込む補助タンクを、ユニット上に別置に設けて配管する
手段、などが一般に行われている。

また、暖房運転時に、補助タンクなどの増設なしに、
従来より高い温水取出温度を得るために、凝縮器内に、
冷媒液の溢流しうる堰を設け、冷房運転時に凝縮器から
蒸発器へ冷媒液を導く配管と、暖房運転時に凝縮器から
蒸発器へ冷媒液を導く配管とを、前記堰を境にしてそれ
ぞれ独立に設けたものが開発されており、特開昭62-917
61号公報に開示されている。

［発明が解決しようとする課題］通常の冷房運転中に要求される溶液濃度の変動幅は、
従来機が保有している蒸発器底部のダクトスペースと吸
収器底部のダクトスペースにおける、それぞれ冷媒液と
臭化リチウム水溶液との溜り具合で調整がきる範囲であ
る。

しかし、年間空調用途として、（１）広範囲の運転条件、例えば冷水出口温度７℃〜15
℃、冷却水入口温度15℃〜32℃の運転条件を満たす必要
があるとき、（２）蒸発器で温水を取り出す、つまり、冷水が温水と
なる暖房方式を採用するとき、など、通常の調整範囲を
大幅に（平均濃度で３〜５％以上）越えて低濃度または
高濃度サイクルを組む必要がある場合は、従来機の前記
保有スペースではまかない切れず、蒸発器および吸収器
の底部のスペースを大きくしたり、機械の上に補助タン
クを設置して、高濃度サイクルの運転時は補助タンクに
冷媒を溜め、低濃度サイクルの運転時は溶液を溜めるな
どの方法で対処しているが、省スペース、製品コスト、
操作性に問題があった。

すなわち、蒸発器および吸収器の底部スペースの大形
化では機械全体が20％近く高くなることになり、補助タ
ンクを設ける方式では、全体高さが10％程度増加し、冷
房，暖房のサイクル切替時の操作に多大の時間を必要と
していた。

また、上記特開昭62-91761号公報記載の技術は、補助
タンクなどの増設のないものであるが、取出し温水温度
を高めるためのもので、濃度サイクルを切替えること、
濃度調整範囲を広げることについては論じられていなか
った。

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、補助タンク等を増設することなく、
吸収剤溶液の濃度調整および濃度サイクルの切替えを容
易に行なって、冷房，暖房運転を行うことができ、装置
の小形化、製品コストの低減、操作性の向上を達成しう
る二重効用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、本発明に係る二重効用吸
収式冷凍機の構成は、蒸発器、吸収器、凝縮器、低温再
生器、高温再生器、溶液熱交換器、溶液ポンプ、冷媒ポ
ンプ、およびこれら機器を作動的に接続する配管系から
なる二重効用吸収式冷凍機において、上記凝縮器に、冷
房運転時に当該凝縮器の冷媒皿の上部から前記蒸発器へ
冷媒液を導く配管と、暖房運転時に前記冷媒皿の下部か
ら冷媒液を排出する冷媒排出弁を具備した配管とを設け
るとともに、上記低温再生器に、暖房運転時に当該低温
再生器の上部から上記熱交換器を経て上記吸収器へ溶液
を導く配管と、冷房運転時に当該低温再生器の下部から
溶液を排出する溶液排出弁を具備した配管とを設けたも
のである。

なお付記すると、本発明に係る二重効用吸収式冷凍機
は、蒸発器、吸収器、凝縮器、低温再生器、高温再生
器、溶液熱交換器、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、およびこ
れら機器を作動的に接続する配管系からなる二重効用吸
収式冷凍機において、吸収剤溶液が高濃度のサイクルを
必要とするときは、上記凝縮器の冷媒皿に冷媒液を溜め
るようにし、吸収剤溶液が低濃度のサイクルを必要とす
るときは、上記低温再生器に溶液を溜めるとともに、上
記凝縮器に溜めていた冷媒液を排出することによって、
吸収剤溶液と冷媒液との濃度サイクルを高濃度と低濃度
との二段階に切替えるように構成したものである。

［作用］上記技術手段による働きは次の考え方によるものであ
る。

吸収剤溶液の濃度調整ないし濃度サイクル切替え上、
通常の冷房運転のように比較的高濃度サイクルを必要と
するときに、一時的に冷媒液を溜め込むスペースとして
は、凝縮器の冷媒皿を利用する。

すなわち、従来、吸収作用促進剤（以下オクチルとい
う）の分離部として利用していたスペースを利用し、オ
クチル分離，冷媒溜め兼用とするものとし、冷媒を溜め
ないとき（低濃度サイクル時）は、オクチル分離機能を
なくし、冷媒皿下部の配管の冷媒排出弁を開いて冷媒を
全部排出し蒸発器へ送る。

一方、平均濃度を３〜４％も薄くしないと成立しない
運転、すなわち蒸発器部の冷水管から温水を取り出す暖
房運転のように、低濃度サイクルを必要とするときは、
一時的に溶液を溜め込むスペースとして低温再生器を利
用する。

すなわち、通常の冷房運転時（高濃度サイクル時）に
は低温再生器内の溶液レベルは管群高さの約40〜80％で
あるが、溶液を溜め込む暖房運転時（低濃度サイクル
時）は、低温再生器下部の配管の溶液排出弁を閉じ、低
温再生器内の溶液レベルは管群高さの約150〜200％とす
るものである。

［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、本発明の一実施例に係る二重効用吸収式冷
凍機の構成を示すサイクル系統図、第２図は、第１図の
凝縮器および低温再生器部の詳細図で、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図である。

第１図において、1aは高温再生器、1bは低温再生器、
２は凝縮器、３は蒸発器、４は吸収器、５は溶液熱交換
器、6aは濃溶液、6bは稀溶液、７は冷媒、8aは溶液ポン
プ、8bは冷媒ポンプ、９は蒸発器管束、10は冷水、11
は、蒸発器３における冷媒のスプレーノズル、12は吸収
器冷却管、13は冷却水、14は高温冷媒蒸気、15は凝縮器
冷却管、16は、高温再生器1aから低温再生器1bへ通じる
冷媒蒸気管、17は、前記冷媒蒸気管16に連通する低温再
生器管束である。

上記の凝縮器２、低温再生器1b部の詳細を第２図に示
す。

第２図（ａ）は、凝縮器２、低温再生器1bにおける接
続配管系を示し、第２図（ｂ）は、主としてオクチル分
離部を示し、他の配管系は図示を省略している。

第２図において、18は、凝縮器２内の凝縮器冷却管15
の下部に設けた冷媒皿、19は、凝縮器２と低温再生器1b
との連通部に設けたミストセパレータ、20は、冷媒皿18
内の堰、21は、オクチル分離部、21aは、オクチル分離
部21で冷媒液表面に分離されたオクチル、22は、そのオ
クチル21aを溶液剤へ戻すためのオクチル戻しパイプで
ある。

23は、冷媒皿18上部から蒸発器３へ接続する冷媒液配
管、24は冷媒排出弁、25は、冷媒排出弁24を具備し、冷
媒皿18の下部に接続する冷媒液配管で、この冷媒液配管
25は前記冷媒液配管23に接続合流する。

26は、低温再生器1bの溶液溜り部の上部から溶液熱交
換器５を経て吸収器４へ接続する濃溶液配管、27は溶液
排出弁、28は、溶液排出弁27を具備し低温再生器1bの下
部に接続する濃溶液配管で、この濃溶液配管28は前記濃
溶液配管26に接続合流する。

このような構成の二重効用吸収式冷凍機の作用を説明
する。

まず、通常の冷房運転のサイクルについて、各機器の
作用を説明する。

（Ａ）蒸発器３蒸発器３の蒸発器管束９の管内には冷水10が通じてお
り、管外には冷媒ポンプ8bから供給された冷媒７がスプ
レーノズル11によって散布され、その蒸発潜熱によって
冷水から熱を奪う。

（Ｂ）吸収器４吸収剤溶液に係る臭化リチウム水溶液は、同じ温度の
水よりも蒸気圧が著しく低く、かなり低い温度において
再生する水蒸気を吸収する。吸収器４では、蒸発器３で
蒸発した冷媒蒸気が、吸収器４の冷却管12の外面に散布
された臭化リチウム水溶液（濃溶液）に吸収され、この
とき発生する吸収熱は管内を通る冷却水13により冷却さ
れる。

（Ｃ）高，低温再生器1a,1b 吸収器４で冷媒を吸収して濃度が低下した稀溶液6bは
吸収力が弱くなる。そこで溶液ポンプ8aにより、一部は
高温再生器1aに送られガスバーナ等によつて加熱され、
高温の冷媒蒸気14を蒸発分離し、溶液は濃縮され、その
濃溶液6aは吸収器４に戻る。さらに吸収器から出た稀溶
液6bの一部は溶液ポンプ8aにより低温再生器1bに送ら
れ、高温再生器1aで発生した高温冷媒蒸気14により加熱
濃縮され、その濃溶液は溶液熱交換器５の中で高温再生
器から出た濃溶液6aと混合されて濃溶液６として吸収器
４に戻る。

（Ｄ）凝縮器２高温再生器1aで分離された高温冷媒蒸気14は、低温再
生器1bでその熱の一部を放出して凝縮器２に入り、ここ
で凝縮器冷却管15の管内を流れる冷却水13によって冷却
されて凝縮液化し、冷媒液となって蒸発器３に戻る。

（Ｅ）溶液熱交換器５吸収器４から高温再生器1a、低温再生器1bに向かう低
温の稀溶液6bを、高温再生器1a、低温再生器1bから吸収
器４に向かう高温の濃溶液6aによって予熱し、熱効率を
高める。

（Ｆ）溶液，冷媒ポンプ8a,8b 溶液ポンプ8aは臭化リチウム水溶液を循環させ、冷媒
ポンプ8bは冷媒（水）を循環させる。

以上が通常の冷房運転のサイクルであるが、冷水、冷
却水の温度により濃度の高低幅が大きくなると冷媒と溶
液の保有スペースに無理が生じ、運転不能となる。ま
た、特に平均濃度を３〜４％も薄くしないと成立しない
蒸発器暖房運転方式（冷水から温水を取出す）を採用す
る場合は、そのままでは運転できない。

したがって、従来技術では、機械の上に補助タンクを
設置し、冷房運転時は冷媒を溜め込み、暖房運転時は、
その冷媒を排出してそのあとに溶液を封入し、濃度範囲
のシフトを行うことになっていた。

以下、第1,2図を参照して、冷房運転、暖房運転で吸
収剤溶液の濃度サイクルを切替えた本実施例について説
明する。

比較的高濃度サイクルである冷房運転時は、凝縮器１
の凝縮器冷却管15内を冷却水13が流れ、低温再生器３で
発生した冷媒蒸気がミストセパレータ19を経て凝縮器２
に至り凝縮し、冷媒皿18に溜る。冷媒皿18に溜った冷媒
は、オクチル分離部21でオクチル21aを分離する。オク
チルを含まない冷媒液は、オーバーフロー管として機能
する冷媒液配管23を通って蒸発器３へ導かれる。このと
き、冷媒排出弁24は全閉されている。

一方、低温再生器1bでは、溶液レベルが低く、濃溶液
は溶液排出弁27が全開した濃溶液配管28を通って溶液熱
交換器５、吸収器４へ導かれる。

次に、低濃度サイクルを必要とする暖房運転時は、冷
媒排出弁24が全開となり、冷房運転時に凝縮器２の冷媒
皿18に保有していた冷媒を冷媒液配管25から排出し蒸発
器３へ送る。

一方、溶液排出弁27は全閉となり、低温再生器1b内の
溶液は、溶液オーバーフロー管として機能する濃度液配
管26から溶液熱交換器５、吸収器４へ導かれ、低温再生
器1b内には冷房運転時の溶液のほぼ200％の溶液が保有
されることになる。

また、暖房運転時は、凝縮器２の冷媒皿18におけるオ
クチル分離は不必要となる。さらに、冷却水13が凝縮器
冷却管15内を流れていないので、強制的な凝縮が行なわ
れないので、実質的に、低温再生器1bでの熱交換は溶液
加熱のみとなり、液面高さによる弊害はない。

本実施例によれば次の効果がある。

（１）補助タンクを必要としないので、従来製品にくら
べ10〜20％小形化が達成される。

（２）従来製品にくらべ製品コストが約５％低減され
る。

（３）冷暖房切替操作については、冷房運転時：冷媒排出弁24…全閉溶液排出弁27…全開暖房運転時：冷媒排出弁24…全開溶液排出弁27…全閉と、待ち時間なしのワンタッチ切替で可能となる。すな
わち、切替操作は、従来補助タンクを設けた製品で少な
くとも60分を要した切替操作時間を１分に短縮でき、操
作性の向上が著しい。

［発明の効果］以上述べたように、本発明によれば、補助タンク等を
増設することなく、吸収剤溶液の濃度調整および濃度サ
イクル切替えを容易に行なって、冷房，暖房運転を行う
ことができ、装置の小形化、製品コストの低減、操作性
の向上を達成しうる二重効用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、本発明の一実施例に係る二重効用吸収式冷凍
機の構成を示すサイクル系統図、第２図は、第１図の凝
縮器および低温再生器部の詳細図で、（ａ）は正面図、
（ｂ）は側面図である。 1a……高温再生器、1b……低温再生器、２……凝縮器、
３……蒸発器、４……吸収器、５……溶液熱交換器、8a
……溶液ポンプ、8b……冷媒ポンプ、15……凝縮器冷却
管、18……冷媒皿、23,25……冷媒液配管、24……冷媒
排出弁、26,28……濃溶液配管、27……溶液排出弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発器、吸収器、凝縮器、低温再生器、高
温再生器、溶液熱交換器、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、お
よびこれら機器を作動的に接続する配管系からなる二重
効用吸収式冷凍機において、上記凝縮器に、冷房運転時
に当該凝縮器の冷媒皿の上部から前記蒸発器へ冷媒液を
導く配管と、暖房運転時に前記冷媒皿の下部から冷媒液
を排出する冷媒排出弁を具備した配管とを設けるととも
に、上記低温再生器に、暖房運転時に当該低温再生器の
上部から上記熱交換器を経て上記吸収器へ溶液を導く配
管と、冷房運転時に当該低温再生器の下部から溶液を排
出する溶液排出弁を具備した配管とを設けたことを特徴
とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項２】蒸発器、吸収器、凝縮器、低温再生器、高
温再生器、溶液熱交換器、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、お
よびこれら機器を作動的に接続する配管系からなる二重
効用吸収式冷凍機において、吸収剤溶液が高濃度のサイ
クルを必要とするときは、上記凝縮器の冷媒皿に冷媒液
を溜めるようにし、吸収剤溶液が低濃度のサイクルを必
要とするときは、上記低温再生器に溶液を溜めるととも
に、上記凝縮器に溜めていた冷媒液を排出することによ
って、吸収剤溶液と冷媒液との濃度サイクルを高濃度と
低濃度との二段階に切替えるように構成したことを特徴
とする二重効用吸収式冷凍機。