JPH109622A - 吸収式冷凍装置を用いた空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 除湿運転を安価な運転経費で行う。 【解決手段】 吸収器３から冷却塔ＣＴへ接続された冷
却水流路３４に液・液熱交換器３５を設けて、液・液熱
交換器３５の他方の管路に除湿運転用回路６０を設け
て、除湿運転用回路６０の除湿運転用熱交換器６１を、
室内機ＲＵの空調熱交換器４４に並設する。吸収器３の
排熱を液・液熱交換器３５で除湿運転用回路６０側へ熱
交換して除湿運転用熱交換器６１へ伝送する。室内機Ｒ
Ｕでは、室内空気を空調熱交換器４４で冷却して結露さ
せた後、除湿運転用熱交換器６１で加熱するため、室内
温度の低下がなく、除湿のみを行うことができる。吸収
器３の排熱を室内空気の再加熱に利用するため、再加熱
のための熱源が不要になったり、あるいは熱源の熱量を
抑えることができ、運転経費を抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、臭化リチウムなど
の水溶液を吸収液とする吸収式冷凍装置を用いた空調装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸収式冷凍装置では、再生器においてバ
ーナで低濃度吸収液を加熱して沸騰させ、高濃度吸収液
と冷媒液とを生成する。高濃度吸収液が吸収器において
吸収コイルの表面に散布され、他方、冷媒液が蒸発器に
おいて蒸発コイルに散布されると、蒸発コイル表面で
は、冷媒液が蒸発コイルから気化熱を奪って蒸発し、吸
収コイル表面では、高濃度吸収液が冷媒蒸気を吸収して
発熱する。なお、吸収器において、冷媒を吸収して低濃
度化した吸収液は、吸収液ポンプによって再生器に戻
る。

【０００３】上記の吸収サイクルにおいて、蒸発コイル
で熱が奪われた冷温水は、ポンプの作動により室内機に
設けられた熱交換器を循環して室内機における冷却源と
なる。室内機は、熱交換器とブロワからなり、室内空気
は、蒸発コイルから供給された冷温水が循環する熱交換
器により冷却されて、ブロワにより室内に吹き出す。こ
のとき、室内機の熱交換器で逆に温度が上昇した冷温水
は、蒸発コイルで再び冷却される。

【０００４】他方、吸収コイルの表面で吸収液が冷媒蒸
気を吸収する際に発生した熱は、吸収コイル内をポンプ
の作動により通過する排熱用冷却水により、外部に設け
られた冷却塔へ移動し、冷却塔で放出される。冷却塔で
は、冷却効率を大きくするために、例えば、落下する冷
却水を大気中に一部蒸発させて、残りの冷却水を冷却す
る自己冷却がなされており、また、送風機からの送風に
より、水の蒸発を促進させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】昨今では、空調装置に
おいて、室内機により単に冷却するのみでなく、室内温
度を下げないで湿度だけを下げるアメニティドライ運転
が望まれている。しかし、上記の構成からなる吸収式冷
凍装置を用いた空調装置において、アメニティドライ運
転を行うためには、室内空気を室内機の熱交換器で冷却
して結露させた後に、冷却された空気を再加熱する必要
があり、そのために、除湿運転の運転コストが割高にな
る問題が生じる。

【０００６】本発明は、安価な運転経費で、快適な除湿
運転が可能な吸収式冷凍装置を用いた空調装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１で
は、吸収液による吸収サイクルを形成した吸収式冷凍装
置の蒸発器の蒸発コイル内を通過する空調用冷温水を室
内機に備えられた空調熱交換器に循環させる空調装置に
おいて、前記吸収式冷凍装置の吸収器の吸収コイル内を
循環する排熱用冷却水の放熱をするための排熱回路に前
記排熱用冷却水の排熱を放出するための液・液熱交換器
を設けるとともに、該液・液熱交換器によって熱交換さ
れた排熱を前記室内機の前記空調熱交換器に並設された
除湿運転用熱交換器へ供給するための温水を循環させる
除湿運転用循環回路を設け、除湿運転を行う場合には、
前記室内機において、室内空気を前記空調熱交換器で冷
却した後に前記除湿運転用熱交換器で加熱することを技
術的手段とする。

【０００８】上記構成により、本発明では、吸収サイク
ルにおいて吸収液が冷媒を吸収する際に発生する熱が、
排熱回路を循環する排熱用冷却水によって排熱回路に設
けられた液・液熱交換器へ移動し、さらに、液・液熱交
換器で、除湿運転用循環回路の温水へ伝達される。除湿
運転用循環回路においては、伝達された熱は温水によっ
て除湿運転用熱交換器へ移動し、加熱用の熱源となる。
室内機では、室内空気は、空調熱交換器で冷却される
と、結露して水分が低下し、その後、除湿運転用熱交換
器によって加熱されて、再び温度が上昇する。この結
果、湿度が低下し、温度が低下がない空気を室内へ放出
させることができる。以上のとおり、本発明では、吸収
サイクルにおける吸収器で発生した吸収熱を利用して、
除湿運転時における室内空気の再加熱を行うため、一旦
冷却された空気を再加熱するための、新たな熱源を必要
としない。従って、室内温度を低下させない、あるいは
低下の程度を抑えた除湿運転における運転経費を抑える
ことができる。

【０００９】請求項２では、請求項１において、前記除
湿運転用循環回路に、前記液・液熱交換器で前記排熱用
冷却水の排熱が熱交換され前記除湿運転用熱交換器へ向
かう前記温水を加熱するための加熱手段を備えたことを
技術的手段とする。これにより、一旦冷却された室内空
気の温度を、元の温度に確実に戻すことができる。ま
た、除湿運転用循環回路は、液・液熱交換器と室内機の
除湿運転用熱交換器とによって閉回路を形成しているた
め、除湿運転用循環回路の断熱処理を十分に施すことに
よって、加熱手段によって与えた熱の除湿運転用循環回
路からの放出を抑制できる。従って、加熱手段によって
与える熱量を抑制でき、除湿運転における運転経費を最
小限に抑制できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に関わる空調装置
を示す。空調装置は、室外機としての吸収式冷凍装置１
００と室内機ＲＵとからなり、吸収式冷凍装置１００
は、冷凍機本体１０１と冷却塔（クーリングタワー）Ｃ
Ｔとから構成される。なお、空調装置は、制御装置１０
２により制御される。

【００１１】冷凍機本体１０１は、冷媒及び吸収液とし
ての臭化リチウム水溶液の吸収サイクルを形成するもの
で、加熱源としてのガスバーナＢが下方に備えられた高
温再生器１と、この高温再生器１の外側に被さるように
配置された低温再生器２と、さらに低温再生器２の外周
に向かって二重に配置された吸収器３および蒸発器４
と、低温再生器２の外周で吸収器３の上方に配置された
凝縮器５とを、幾つかの通路で接続してなる。

【００１２】高温再生器１は、ガスバーナＢによって加
熱される加熱タンク１１の上方に中濃度吸収液分離筒１
２を延長させて設け、中濃度吸収液分離筒１２の上方か
らその外周に覆い被さるように縦型円筒形の気密性の冷
媒回収タンク１０が設けられている。これにより、高温
再生器１では、加熱タンク１１の内部に収容された低濃
度吸収液をガスバーナＢによって加熱して、低濃度吸収
液中の冷媒としての水を蒸発させて冷媒蒸気（水蒸気）
として中濃度吸収液分離筒１２の外側へ分離させ、冷媒
蒸気の蒸発により濃化した中濃度吸収液を中濃度吸収液
分離筒１２の内側の貯留部１２１に残し、分離した冷媒
蒸気を冷媒回収タンク１０で回収する。

【００１３】低温再生器２は、冷媒回収タンク１０の外
周に偏心して設置した縦型円筒形の低温再生器ケース２
０を有し、低温再生器ケース２０の天井の周囲には冷媒
蒸気出口２１が設けられている。低温再生器ケース２０
の天井の頂部は、中濃度吸収液流路Ｌ１により熱交換器
Ｈを介して中濃度吸収液分離筒１２の貯留部１２１と連
結されている。中濃度吸収液流路Ｌ１には、吸収液を制
限するためのオリフィス（図示なし）が設けられてい
て、低温再生器ケース２０内へは中濃度吸収液分離筒１
２との圧力差により中濃度吸収液が供給される。これに
より、低温再生器２では、低温再生器ケース２０内に供
給された中濃度吸収液を、冷媒回収タンク１０の外壁を
熱源として再加熱し、中濃度吸収液は低温再生器ケース
２０の上部の気液分離部２２で冷媒蒸気と高濃度吸収液
とに分離され、高濃度吸収液は、高濃度吸収液受け部２
３に貯留される。

【００１４】低温再生器ケース２０の外周下部には、縦
型円筒形で気密性の蒸発・吸収ケース３０が、外周上部
には凝縮器ケース５０がそれぞれ同心的に配されてお
り、冷媒回収タンク１０、低温再生器ケース２０、蒸発
・吸収ケース３０は、各底板部１３で一体に溶接されて
冷凍機本体１０１を形成している。なお、低温再生器ケ
ース２０は、冷媒蒸気出口２１および隙間５Ａを介して
凝縮器ケース５０内と連通している。

【００１５】吸収器３は、蒸発・吸収ケース３０内の内
側部分内に縦型円筒状に巻設され内部を排熱用冷却水が
流れる吸収コイル３１が配置され、吸収コイル３１の上
方には、高濃度吸収液を吸収コイル３１に散布するため
の高濃度吸収液散布具３２が配置されている。高濃度吸
収液散布具３２は、熱交換器Ｈを介して低温再生器２の
高濃度吸収液受け部２３と連結された高濃度吸収液流路
Ｌ２の開口部から供給される高濃度吸収液を受けて散布
し、吸収コイル３１内には、冷房運転時に、冷却塔ＣＴ
で冷却された排熱用冷却水が循環する。

【００１６】吸収器３では、高濃度吸収液が圧力差によ
り高濃度吸収液流路Ｌ２から流入し、流入した高濃度吸
収液は、高濃度吸収液散布具３２により吸収コイル３１
の上端に散布され、吸収コイル３１の表面に付着して薄
膜状になり、重力の作用で下方に流下し、水蒸気を吸収
して低濃度吸収液となる。この水蒸気を吸収する際に吸
収コイル３１の表面で発熱するが、吸収コイル３１を循
環する排熱用冷却水により冷却される。なお、高濃度吸
収液に吸収される水蒸気は後述する蒸発器４で冷媒蒸気
として発生したものである。吸収器３の底部３３は、熱
交換器Ｈおよび吸収液ポンプＰ１が装着された低濃度吸
収液流路Ｌ３で加熱タンク１１の底部と連結されてお
り、吸収液ポンプＰ１の作動により吸収器３内の低濃度
吸収液は加熱タンク１１内へ供給される。

【００１７】蒸発器４は、蒸発・吸収ケース３０内の吸
収コイル３１の外周に設けた縦型円筒形で連通口付きの
仕切壁４０の外周に、内部を冷暖房用の冷温水が流れる
縦型円筒形の蒸発コイル４１を配設し、その上方に冷媒
液散布具４２を取り付けてなる。なお、蒸発器４の底部
４３は、暖房用電磁弁６を有する暖房用吸収液流路Ｌ４
により中濃度吸収液分離筒１２の貯留部１２１と連通し
ている。

【００１８】蒸発器４では、冷房運転時に冷媒液散布具
４２より冷媒液（水）を蒸発コイル４１の上に滴下させ
ると、滴下された冷媒液は、表面張力で蒸発コイル４１
の表面を濡らして膜状となり、重力の作用で下方へ降下
しながら低圧（例えば、６．５ｍｍＨｇ）となっている
蒸発・吸収ケース３０内で蒸発コイル４１から気化熱を
奪って蒸発し、蒸発コイル４１内を流れる空調用の冷温
水を冷却する。

【００１９】凝縮器５は、凝縮器ケース５０の内部に冷
却塔ＣＴで冷却された排熱用冷却水が内部を循環する冷
却コイル５１を配設してなる。凝縮器ケース５０は、冷
媒流路Ｌ５により冷媒回収タンク１０の底部１４と連通
し、冷媒流路Ｌ５には、冷媒回収タンク１０から凝縮器
ケース５０への冷媒流量を制限するためのオリフィス
（図示なし）が設けられているとともに、凝縮器ケース
５０内は冷媒蒸気出口２１および隙間５Ａを介して低温
再生器２と連通していて、いずれも圧力差（凝縮器ケー
ス内では約７０ｍｍＨｇ）により冷媒が供給される。凝
縮器５では、凝縮器ケース５０内に供給された冷媒蒸気
は、冷却コイル５１により冷却されて液化する。凝縮器
５の下部と蒸発器４の蒸発コイル４１の上方に配置され
た冷媒液散布具４２とは、冷媒液供給路Ｌ６で連通して
いる。液化した冷媒液は、冷媒液供給路Ｌ６に設けられ
た冷媒冷却器５２を経て冷媒液散布具４２に供給され
る。

【００２０】以上の構成により、吸収液は、高温再生器
１→中濃度吸収液流路Ｌ１→低温再生器２→高濃度吸収
液流路Ｌ２→吸収器３→吸収液ポンプＰ１→低濃度吸収
液流路Ｌ３→高温再生器１の順に循環する。また、冷媒
は、高温再生器１（冷媒蒸気）→冷媒流路Ｌ５（冷媒蒸
気）又は低温再生器２（冷媒蒸気）→凝縮器５（冷媒
液）→冷媒供給路Ｌ６（冷媒液）→冷媒冷却器５２（冷
媒液）→冷媒液散布具４２（冷媒液）→蒸発器４（冷媒
蒸気）→吸収器３（吸収液）→吸収液ポンプＰ１→低濃
度吸収液流路Ｌ３→高温再生器１の順に循環する。

【００２１】上記、吸収液と熱交換する吸収器３の吸収
コイル３１と凝縮器５の冷却コイル５１は、接続されて
連続コイルを形成しており、連続コイルは、冷却水流路
３４によって冷却塔ＣＴと接続されて冷却水循環路を形
成している。この冷却水循環路において、吸収コイル３
１の入口と冷却塔ＣＴとの間の冷却水流路３４には、連
続コイル内へ冷却水を送り込むための冷却水ポンプＰ２
が装着され、他方、冷却コイル５１の出口と冷却塔ＣＴ
との間の冷却水流路３４には、液・液熱交換器３５が装
着され、冷却水ポンプＰ２の作動により連続コイルを通
過する冷却水は、吸収コイル３１で吸収熱を、冷却コイ
ル５１で凝縮熱をそれぞれ吸熱して比較的高温となっ
て、液・液熱交換器３５でその熱の一部を放出した後
に、冷却塔ＣＴに供給される。

【００２２】上記の構成により、冷房運転時及び後述す
る除湿運転時には、冷却水ポンプＰ２の作動により冷却
塔ＣＴ内の冷却水が、冷却塔ＣＴ→冷却水ポンプＰ２→
吸収コイル３１→冷却コイル５１→液・液熱交換器３５
→冷却塔ＣＴの順に循環する。冷却塔ＣＴでは、落下す
る冷却水を大気中に一部蒸発させて、残りの冷却水を冷
却する自己冷却がなされており、上記液・液熱交換器３
５でその熱の一部を放出した冷却水は、大気中に放熱し
て低温度になる排熱サイクルを形成している。なお、送
風機Ｓからの送風により、水の蒸発を促進させている。

【００２３】蒸発器４の蒸発コイル４１には、室内機Ｒ
Ｕに設けられた空調熱交換器４４がゴムホース等で形成
された冷温水流路４７で連結されていて、冷温水流路４
７には、冷温水ポンプＰ３が設けられている。以上の構
成により、蒸発コイル４１で低温度となった冷温水は、
蒸発コイル４１→冷温水流路４７→空調熱交換器４４→
冷温水流路４７→冷温水ポンプＰ３→蒸発コイル４１の
順で循環する。

【００２４】室内機ＲＵには、空調熱交換器４４ととも
に除湿運転用熱交換器６１が設けられているとともに、
これらの熱交換器４４、６１に対して、室内空気を空調
熱交換器４４→除湿運転用熱交換器６１→室内の順に通
過させるブロワ４６が備えられている。

【００２５】除湿運転用熱交換器６１は、除湿運転時に
室内温度の低下を防止するアメニティドライを行うため
に設けられたもので、液・液熱交換器３５において冷却
水流路３４側の配管に対向して設けられた配管を有する
除湿運転用回路６０によって循環回路が形成されてい
る。液・液熱交換器３５と除湿運転用熱交換器６１とを
接続する除湿運転用回路６０には、温水を循環させるた
めの温水循環ポンプ６２と、供給する温水の温度をより
高くするための補助バーナ６３を備えた加熱器６４とが
配設されている。

【００２６】以上の構成により、除湿運転時には、冷却
水流路３４の排熱が液・液熱交換器３５によって除湿運
転用回路６０側へ伝達され、さらに、加熱器６４によっ
て温度が高められた温水が除湿運転用熱交換器６１へ供
給されて、室内機ＲＵでは、空調熱交換器４４で冷却さ
れて結露した後の室内空気が、除湿運転用熱交換器６１
で加熱される。これにより、室内空気の除湿のみを行
い、温度を低下させることなく再び室内へ吹き出すこと
ができる。

【００２７】なお、吸収液流路Ｌ４および暖房用電磁弁
６は、暖房運転用に設けられたもので、暖房運転時に
は、暖房用電磁弁６を開弁し、吸収液ポンプＰ１を作動
させる。これにより、中濃度吸収液分離筒１２内の高温
度の中濃度吸収液が、蒸発器４の底部４３から蒸発器４
内へ流入し、蒸発コイル４１内の冷温水が加熱され、加
熱された蒸発コイル４１内の冷温水は、冷温水ポンプＰ
３の作動により冷温水流路４７から空調用熱交換器４４
へ供給され、暖房の熱源となる。蒸発器４内の中濃度吸
収液は、仕切板４０の連通口から吸収器３側へ入り、低
濃度吸収液流路Ｌ３を経て、吸収液ポンプＰ１により加
熱タンク１１へ戻される。

【００２８】以上のとおり、本発明によれば、除湿運転
時に、吸収コイル３１及び冷却コイル５１で発生した熱
を、冷却水流路３４によって液・液熱交換器３５へ排熱
として伝達し、さらに、熱交換して加熱された温水を除
湿運転用回路６０によって室内機ＲＵの除湿運転用熱交
換器６１へ伝達して利用するため、除湿運転用回路６０
の温水を加熱する加熱器６４の熱源となる補助バーナ６
３の熱量を抑制することができる。従って、除湿運転に
おける運転経費を抑制できる。また、本実施例では、冷
却水流路３４の排熱が液・液熱交換器３５を介して除湿
運転用回路６０へ伝達され、冷却水流路３４の排熱を利
用するための除湿運転用回路６０が冷却水流路３４と完
全に別回路を形成しているため、冷却水流路３４に設け
られた冷却塔ＣＴにおいて混入する恐れのある塵、埃等
が除湿運転用回路６０及び除湿運転用熱交換器６１へ混
入することがない。従って、除湿運転用回路６０及び除
湿運転用熱交換器６１に詰まりが発生する不具合が生じ
ることがなく、除湿運転用回路６０及び除湿運転用熱交
換器６１の保守、整備の負担がなく、保守費用を抑える
ことができる。

【００２９】上記実施例では、冷却水流路３４の冷却塔
ＣＴを、冷却水の一部を蒸発させて冷却水を自己冷却す
る開放式のものとしたが、図２に示すように、冷却水流
路３４を循環する冷却水が、大気に開放されていない密
閉回路を形成した水冷装置７０でもよい。図２では、水
冷装置７０は、冷却水流路３４の一部を形成する水冷熱
交換器７１の上方に放熱用の散水タンク７２を配し、水
冷熱交換器７１には放熱フィン７３を付設し、散水タン
ク７２から水冷熱交換器７１に放水された放熱用水を水
冷熱交換器７１の下方に設置した水受けタンク７４によ
って受けて、揚水ポンプＰ４を備えた揚水管路７５から
再び散水タンク７２へ揚水する。揚水管路７５は水源管
路７６と接続されており、水受けタンク７４内に備えら
れた水位センサ７７により水受けタンク７４内の水量が
設定レベルより低下すると、水源管路７６から水が供給
される。７８は、送風機である。

【００３０】上記各実施例では、加熱器６４の熱源とし
てバーナを示したが、電気ヒータ等他の熱源でよい。ま
た、加熱器６４は必ずしも設ける必要はない。尚、上記
実施例では、二重効用型で説明したが一重効用型でもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す空調装置の概略構成図で
ある。

【図２】本発明の他の実施例を示す空調装置の概略構成
図である。

【符号の説明】

１００ 吸収式冷凍装置 ４ 蒸発器 ４１ 蒸発コイル ＲＵ 室内機 ４４ 空調熱交換器 ３ 吸収器 ３１ 吸収コイル ３４ 冷却水流路（排熱回路） ３５ 液・液熱交換器 ６１ 除湿運転用熱交換器 ６０ 除湿運転用回路（除湿運転用循環回路） ６４ 加熱器（加熱手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収液による吸収サイクルを形成した吸
   収式冷凍装置の蒸発器の蒸発コイル内を通過する空調用
   冷温水を室内機に備えられた空調熱交換器に循環させる
   空調装置において、 前記吸収式冷凍装置の吸収器の吸収コイル内を循環する
   排熱用冷却水の放熱をするための排熱回路に前記排熱用
   冷却水の排熱を放出するための液・液熱交換器を設ける
   とともに、該液・液熱交換器によって熱交換された排熱
   を前記室内機の前記空調熱交換器に並設された除湿運転
   用熱交換器へ供給するための温水を循環させる除湿運転
   用循環回路を設け、除湿運転を行う場合には、前記室内
   機において、室内空気を前記空調熱交換器で冷却した後
   に前記除湿運転用熱交換器で加熱することを特徴とする
   吸収式冷凍装置を用いた空調装置。
2. 【請求項２】 前記除湿運転用循環回路に、前記液・液
   熱交換器で前記排熱用冷却水の排熱が熱交換され前記除
   湿運転用熱交換器へ向かう前記温水を加熱するための加
   熱手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の吸収式
   冷凍装置を用いた空調装置。