JPH1026437A - 吸収式空調機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機器を軽量化すると共に、運転開始の立ち上
がり時間を短縮する。 【解決手段】 高温再生器１０のフィンチューブ式熱交
換器１０ｂ内を流れる低濃度溶液をバーナ１の燃焼熱に
より加熱して水蒸気を発生させると、高温分離器１１で
水蒸気と中間濃度溶液とに分離される。中間濃度溶液は
高温熱交換器５４で温度を下げた後低温再生器２０に供
給され、フィンチューブ式熱交換器２０ｃ内を流れる際
に高温分離器１１からの水蒸気により再加熱され、低温
分離器２３で水蒸気と高濃度溶液とに分離される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は吸収式空調機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、吸収剤による減圧のもとで液
体冷媒を蒸発させるといった吸収式空調機が知られてい
る。このような吸収式空調機では、冷媒蒸気の凝縮熱を
再利用するといった二重効用サイクルが広く利用されて
いる。図３は冷媒に水、吸収剤に臭化リチウムを用いた
従来の二重効用吸収式空調機の概略構成図である。この
吸収式空調機は、バーナ１の燃焼熱によりボイラ１０ａ
内に滞留した低濃度の臭化リチウム水溶液（以下、臭化
リチウムの濃度に応じて単に低濃度溶液、中間濃度溶
液、高濃度溶液と呼ぶ）を加熱する貯液型ボイラ構造の
高温再生器１０と、高温再生器１０により加熱された低
濃度溶液を水蒸気と中間濃度溶液とに分離する高温再生
器気液分離器（以下、単に高温分離器と呼ぶ）１１と、
チューブ２０ｂ内を流れる水蒸気によりボイラ２０ａ内
に滞留した中間濃度溶液を再加熱して水蒸気と高濃度溶
液とに分離する貯液型ボイラ構造の低温再生器２０と、
低温再生器２０からの水蒸気を冷却して液化させる凝縮
器３０と、凝縮器３０により凝縮された水を蒸発させる
蒸発器４０と、蒸発器４０からの水蒸気を高濃度溶液に
より吸収する吸収器５０とを備える。

【０００３】吸収器５０から高温再生器１０への溶液循
環路５１には、低濃度溶液を高温再生器１０に循環する
循環ポンプ５２と、低温再生器２０から送られる高濃度
溶液と熱交換するための低温熱交換器５３と、高温分離
器１１から送られる中間濃度溶液を熱交換するための高
温熱交換器５４とが設けられる。また高温熱交換器５４
から低温再生器２０への溶液循環路１２には、減圧弁１
３が設けられる。また高温分離器１１からの水蒸気を蒸
発器４０へ送るバイパス流路１４が設けられ、その途中
には冷暖房を切替えるためのバイパス三方弁１５が設け
られる。また蒸発器４０には、図示しない室内機の冷媒
である水を循環する冷水管４１が設けられ、室内機では
冷水管４１によって循環される水の温度により空気を調
温して吹出し、冷房動作もしくは暖房動作を行なう。ま
た凝縮器３０及び吸収器５０に送風して冷却するための
送風ファン６０が設けられ、凝縮器３０及び吸収器５０
には冷却効率を上げるためフィン３０ａ，５０ａがそれ
ぞれ設けられる。

【０００４】次に、この吸収式空調機の動作について説
明する。冷房運転時にはバイパス三方弁１５により高温
分離器１１からの水蒸気流路を低温再生器２０側（矢印
ａ）に切替えると共に、送風ファン６０を作動させて凝
縮器３０と吸収器５０とを冷却する。高温再生器１０に
滞留した低濃度溶液をバーナ１の燃焼熱により加熱して
水蒸気を発生させると、高温分離器１１で水蒸気と中間
濃度溶液とに分離される。中間濃度溶液は高温熱交換器
５４で温度を下げた後低温再生器２０に供給され、高温
分離器１１からの水蒸気により再加熱され、水蒸気と高
濃度溶液とに分離される。高濃度溶液は低温熱交換器５
３により温度を下げた後、吸収器５０へ滴下される。ま
た水蒸気は、凝縮器３０で冷却されて凝縮し、蒸発器４
０に送られる。蒸発器４０に送られた水は低圧のため蒸
発し、冷水管４１を流れる水から気化熱に相当する熱を
奪って冷却する。蒸発した水蒸気は吸収器５０に送ら
れ、高濃度溶液に吸収される。その際高濃度溶液が吸収
熱を発生するが、送風ファン６０からの送風を受けてフ
ィン５０ａを通じて冷却される。高濃度溶液は水蒸気を
吸収して低濃度溶液となり、循環ポンプ５２により低温
熱交換器５３、高温熱交換器５４へ送られて温度を上げ
られた後、高温再生器１０で加熱される。

【０００５】次に暖房運転について説明する。暖房運転
時には、バイパス三方弁１５により水蒸気流路をバイパ
ス側（矢印ｂ）に切替えると共に、送風ファン６０を停
止しておく。高温分離器１１からの水蒸気は、蒸発器４
０にそのまま送られるため、冷水管４１を流れる水が水
蒸気の凝縮熱により加熱されて室内機に送られる。水蒸
気は冷却されて水になり、吸収器５０に送られて高濃度
溶液に吸収される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この種の機器は低圧室
の壁厚を厚くする点や、ボイラ２０ａに臭化リチウムを
貯液する点等から、機器の重量が重くなってしまい、設
置工事等の問題で軽量化が強く求められている。しかし
ながら、このような二重効用サイクルでは低温再生器２
０のボイラ２０ａに臭化リチウムを貯液する分、臭化リ
チウム溶液の量が大きくなるため、重量が重くなってし
まうといった問題があった。また溶液量が大きいと、そ
の分運転開始の立ち上がりに時間がかかってしまうとい
った問題があった。

【０００７】本発明の吸収式空調機は上記課題を解決
し、機器を軽量化すると共に、運転開始の立ち上がり時
間を短縮することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の吸収式空調機は、冷媒比率の高い吸収液を加熱して
該吸収液より冷媒比率の低い吸収液と冷媒蒸気とに分離
する高温再生部と、上記高温再生部により分離された上
記吸収液を、該高温再生部により分離された冷媒蒸気に
より加熱して該吸収液より冷媒比率の低い吸収液と冷媒
蒸気とに分離する低温再生部とを備えた吸収式空調機に
おいて、上記高温再生部と上記低温再生部とは、それぞ
れフィンチューブ式熱交換器を備え、フィンチューブ内
を流れる吸収液を外部から加熱することを要旨とする。

【０００９】上記構成を有する本発明の吸収式空調機
は、高温再生部と低温再生部とにそれぞれフィンチュー
ブ式熱交換器を備え、高温再生部にてフィンチューブ内
を流れる冷媒比率の高い吸収液を加熱して冷媒を蒸発さ
せ、冷媒比率の低い吸収液と冷媒蒸気とに分離して低温
再生部に送り、低温再生部にてフィンチューブを流れる
吸収液を冷媒蒸気により再加熱して、更に冷媒比率の低
い吸収液と冷媒蒸気とに分離するといった二重効用サイ
クルにより冷媒を分離する。高温再生部と低温再生部と
が、フィンチューブ内を流れる吸収液を加熱するといっ
た構成により、吸収液を貯液して加熱する必要がないた
め、従来の貯液型ボイラ構造に比べ吸収液の量を少なく
することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の吸収式空調機
の好適な実施例について説明する。図１は、本発明の一
実施例としての吸収式空調機の概略構成図である。この
吸収式空調機は、基本的な構成は従来例の吸収式空調機
と同一であるが、高温再生器１０及び低温再生器２０を
貯液型のボイラ構造ではなくフィンチューブ式熱交換器
を用いたものとした点と、蒸発器４０と吸収器５０とを
一体化した点と、蒸発器４０をバイパスするバイパス流
路１４及びバイパス三方弁１５を設けていない点とで異
なる。その他従来例と重複する部分については同一符号
を付し、その説明を省略する。

【００１１】高温再生器１０は、ガスを燃焼するバーナ
１と、バーナ１の燃焼熱によりチューブ内を流れる低濃
度溶液（臭化リチウム水溶液）を加熱するためのフィン
チューブ式熱交換器１０ｂと、バーナ１にガスを供給す
るガス供給路２と、ガス供給路２で流路の開閉を行なう
元電磁弁３と、ガス供給路２でガス量を調節する比例弁
４と、バーナ１に燃焼用空気を供給する燃焼ファン５と
を備える。フィンチューブ１０ｂは、等間隔に設けられ
た複数のフィンに、蛇行状の管を貫通して形成される。
また、フィンチューブ式熱交換器１０ｂの出口には、加
熱された低濃度溶液を水蒸気と中間濃度溶液とに分離す
る高温分離器１１が設けられる。また、高温分離器１１
で分離され、低温熱交換器５４により温度を下げた後、
フィンチューブ式熱交換器２０ｃに送られる中間濃度溶
液を、高温分離器１１で分離された水蒸気により加熱す
るための低温再生器２０が設けられる。また、フィンチ
ューブ式熱交換器２０ｃの出口には、加熱された中間濃
度溶液を水蒸気と高濃度溶液とに分離する低温再生器気
液分離器（以下、単に低温分離器と呼ぶ）２３が設けら
れる。

【００１２】蒸発器と吸収器とは、図２に示すように、
冷水管４１の外側に同軸に設けられる外管７０により形
成される二重管の、冷水管４１と外管７０との間に形成
される蒸発吸収室７１に一体化して設けられる。外管７
０の外面には、送風ファン６０からの送風により外管７
０を冷却するためのフィン７０ａが設けられる。また凝
縮器３０から蒸発吸収室７１への水流路７２には第１三
方弁７３が設けられ、第１三方弁７３を矢印ｃ側に切替
えることにより、蒸発吸収室７１の冷水管４１の外面に
設けられる環状の受皿７６に水が滴下され、受皿７６に
設けられた穴７６ａから冷水管４１の外面に沿って流さ
れる。また第１三方弁７３を矢印ｄ側に切替えることに
より外管７０の内面に設けられる環状の受皿７７に水が
滴下され、受皿７７に設けられた穴７７ａから外管７０
の内面に沿って流される。同様に低温再生器２０から低
温熱交換器５３を経て供給される高濃度溶液の流路７４
には第２三方弁７５が設けられ、第２三方弁７５を矢印
ｅ側に切替えることにより蒸発吸収室７１の外管７０の
内面に高濃度溶液が滴下され、矢印ｆ側に切替えること
により冷水管４１の外面に高濃度溶液が滴下される。

【００１３】次に、この吸収式空調機の動作について説
明する。図示しない運転開始スイッチがＯＮされると、
循環ポンプ５２を作動し、高温再生器１０の燃焼ファン
５を回転してプリパージを行なう。その後、元電磁弁３
を開き、比例弁４により所定量のガスを供給し、図示し
ないイグナイタにより連続的にスパークしてバーナ１に
点火する。点火動作の後、図示しないフレームロッドに
て炎を検知して燃焼の確認を行なう。燃焼が確認される
と、図示しない温度センサにより冷却管４１の出口温度
を検出し、その検出温度と室内機で設定された温度に対
応する水温との差に応じて、比例弁４の開度を調節する
燃焼制御を行ない、室内機の送風温度を設定温度に近づ
ける。また、比例弁４によるガス量の変化に応じて燃焼
ファン５の回転数を制御し、ガス量と空気量との比を一
定に保つ。また、第１三方弁７３を矢印ｃ側、第２三方
弁７５を矢印ｅ側に切替え、送風ファン６０により二重
管から凝縮器３０の方向（矢印ｇ）へ送風して冷却す
る。

【００１４】高温再生器１０のフィンチューブ式熱交換
器１０ｂ内を流れる低濃度溶液をバーナ１の燃焼熱によ
り加熱して水蒸気を発生させると、高温分離器１１で水
蒸気と中間濃度溶液とに分離される。中間濃度溶液は高
温熱交換器５４で温度を下げた後低温再生器２０に供給
され、フィンチューブ式熱交換器２０ｃ内を流れる際に
高温分離器１１からの水蒸気により再加熱され、低温分
離器２３で水蒸気と高濃度溶液とに分離される。高濃度
溶液は低温熱交換器５３で温度を下げた後、外管７０の
内面に滴下される。また水蒸気は凝縮器３０で冷却され
て凝縮し、蒸発吸収室７１の冷水管４１の外面に滴下さ
れる。滴下された水は低圧のため蒸発し、冷水管４１を
流れる水から気化熱に相当する熱を奪って冷却し、室内
機では冷水管４１を循環する冷水により冷房運転を行な
う。また蒸発した水蒸気は直ちに高濃度溶液に吸収され
る。その際外管７０の内面で高濃度溶液が吸収熱を発生
するが、送風ファン６０からの送風により冷却される。
高濃度溶液は水蒸気を吸収して低濃度溶液となり、循環
ポンプ５２により低温熱交換器５３、高温熱交換器５４
へ送られて温度を上げられた後、高温再生器１０で加熱
される。

【００１５】次に、暖房運転について説明する。暖房運
転時には、第１三方弁７３を矢印ｄ側、第２三方弁７５
を矢印ｆ側に切替える。また、送風ファン６０を冷房運
転時とは逆回転にして、凝縮器３０から二重管の方向
（矢印ｈ）へ送風する。凝縮器３０からの水は蒸発吸収
室７１の外管７０の内面に滴下され、低圧のため蒸発し
て気化熱に相当する熱を奪う。そのため外管７０が冷却
されるが、送風ファン６０により凝縮器３０で発生する
熱を外管７０に送るため、外管７０が過度に冷却される
ことを防止できる。また、蒸発した水蒸気は直ちに冷水
管４１外面の高濃度溶液に吸収され、その際高濃度溶液
が発生する吸収熱により冷水管４１を流れる水を加熱
し、室内機では冷水管４１を循環する温水により暖房運
転を行なう。

【００１６】以上説明したように、本実施例の吸収式空
調機によれば、高温再生器１０と低温再生器２０とにフ
ィンチューブ式熱交換器を備えることで、ボイラ構造に
比べて装置内に必要な臭化リチウム溶液の量を減少させ
ることができるため、運転開始の立ち上がり時間を短縮
することができ、また器具の重量を減らすことができ
る。また、フィンチューブ式熱交換器により、溶液を加
熱する際の熱効率が良くなる。また、高温分離器１１，
低温分離器２３を共通化できるため、製造コストを低減
することができる。また、冷水管４１と外管７０とを二
重管にすることで蒸発器と吸収器とを一体化でき、構造
を簡単にすることができるため、装置を小さくし重量を
小さくすると共に、コストを低減できる。また、蒸発吸
収室７１の向い合った面で蒸発と吸収とを行なうことに
より水蒸気が高濃度溶液によりスムーズに吸収され、更
に冷水管４１を周りから冷却或は加熱するため効率がよ
い。また、暖房運転時には送風ファン６０により凝縮器
３０で発生する熱を外管７０に送るため、外管７０が過
度に冷却されることを防止できる。また、外管７０の外
面にフィン７０ａを設けることで簡単な構成により空冷
することができ、水冷式に比べ冷却用の水管を備えてい
ない分設置の手間が少なくなると共に、メンテナンスの
手間も少なくすることができる。

【００１７】尚、本実施例においては、蒸発器と吸収器
とを一体化としたが、蒸発器と吸収器とを別々に設けて
もよい。また、本実施例では比例弁１４により高温再生
器１０での燃焼量を調節して室内機からの送風温度の調
節を行なったが、循環ポンプ５２により溶液の循環流量
を調節することで温度調節を行なってもよく、また冷水
管４１の水の循環流量を調節することで温度調節を行な
ってもよい。また、室内温度が設定温度未満であればバ
ーナ１の燃焼をストップし、室内温度が設定温度以上で
あればバーナ１の燃焼を行なうというように、バーナ燃
焼のＯＮ／ＯＦＦで室内温度を調節してもよい。また、
高温再生器１０，低温再生器２０のそれぞれのフィンチ
ューブ式熱交換器１０ｂ，２０ｃを同一形状とすれば、
製造コストを低減することができる。

【００１８】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の吸収式空
調機によれば、高温再生部と低温再生部とにフィンチュ
ーブ式熱交換器を備えることで、貯液型ボイラ構造に比
べ、装置内に必要な吸収液の量を少なくすることができ
るため、運転開始の立ち上がり時間を短縮することがで
き、また機器の重量を減らすことができる。また、フィ
ンチューブ式熱交換器により、吸収液を加熱する際の熱
効率が良くなる。また、高温再生部と低温再生部との部
品を共通化できるため、製造コストを低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての吸収式空調機の概略
構成図である。

【図２】二重管の概略構成図である。

【図３】従来の二重効用吸収式空調機の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１０…高温再生器、 １０ｂ…フィンチューブ式熱交換
器、１１…高温再生器気液分離器、 ２０…低温再生
器、２３…低温再生器気液分離器、 ２０ｃ…フィンチ
ューブ式熱交換器、３０…凝縮器、 ４０…蒸発器、
５０…吸収器、 ５３…低温熱交換器、５４…高温熱交
換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒比率の高い吸収液を加熱して該吸収
   液より冷媒比率の低い吸収液と冷媒蒸気とに分離する高
   温再生部と、 上記高温再生部により分離された上記吸収液を、該高温
   再生部により分離された冷媒蒸気により加熱して該吸収
   液より冷媒比率の低い吸収液と冷媒蒸気とに分離する低
   温再生部とを備えた吸収式空調機において、 上記高温再生部と上記低温再生部とは、それぞれフィン
   チューブ式熱交換器を備え、フィンチューブ内を流れる
   吸収液を外部から加熱することを特徴とする吸収式空調
   機。