JPS60118785A - 吸収冷凍機用吸収液 - Google Patents

吸収冷凍機用吸収液

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JPS60118785A
JPS60118785A JP58226161A JP22616183A JPS60118785A JP S60118785 A JPS60118785 A JP S60118785A JP 58226161 A JP58226161 A JP 58226161A JP 22616183 A JP22616183 A JP 22616183A JP S60118785 A JPS60118785 A JP S60118785A
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JP
Japan
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absorption
absorption liquid
methanol
liquid
refrigerant
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Pending
Application number
JP58226161A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Matsumura
宏之 松村
Yasutoshi Shiyouji
恭敏 庄司
Shuzo Takahata
高畠 修蔵
Kunihiko Nakajima
邦彦 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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Publication date
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Priority to JP58226161A priority Critical patent/JPS60118785A/ja
Publication of JPS60118785A publication Critical patent/JPS60118785A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

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】 本発明は、吸収冷凍機に使用される吸収液、詳しくは臭
化リチウム(Lj−Br )を吸収剤とし、メタノール
を冷媒とする吸収液組成物に関するものである。
吸収冷凍機は、冷暖房などの空気温度調節および冷凍な
どを目的とし、冷媒液が蒸発する際の蒸発潜熱を利用し
低温を発生させるとともに、蒸発した冷媒蒸気が吸収液
に吸収されることによシ低温を維持させるものである。
吸収冷凍機の構成は第1図に示す如くであり、主要機器
は再生器1、凝縮器2、吸収器3、蒸発器4、熱交換器
5よりなる。再生器lは外部熱源(石油燃料、都市ガス
、蒸気、排ガスなど)により吸収液を加熱し、冷媒を蒸
発させ吸収液を濃縮させる。ここで吸収液は濃液となる
。凝縮器2は[Jj、止器1よシ蒸発分離した冷媒蒸気
を冷却し液化させる。吸収器3では再生器lより送られ
た濃液が蒸発器4で蒸発した冷媒蒸気を吸収する。ここ
で吸収液は希液となる。吸収器3は凝縮熱、混合熱によ
り温度上昇が生じるため外部冷却水にて冷却される。蒸
発器4では凝縮器2より送られた冷媒を蒸発させ、蒸@
潜熱にて低温の冷液(熱媒体)を発生させるものである
。熱交換器5では、吸収液(a液)と吸収液(希液)ど
を熱交換させる。
これらの構成機器において、再生器1は外部熱源によっ
て加熱せられ、吸収器3および凝縮器2は通常、冷却水
にて冷却され、蒸発器4にて冷液が発生する。一方、吸
収液は、再生器→吸収滞→山止器の順で、冷媒は、再生
器→凝縮器→蒸発器戸吸収器→再止器の順で、外部冷却
水は、吸収器−→凝縮器の順で送られる。
この操作を定常的に連続させることによシ、継続的な冷
凍機能を発揮する。このような吸収冷凍機に使用される
吸収液においては、吸収剤の溶解度が大きくかつ蒸気圧
降下が大きく、吸収剤の晶出温度が低いことが必要であ
る。また冷媒としては蒸発潜熱が大きいことが望まれる
このだめ、従来吸収冷凍機にて使用されている吸収液は
、冷媒として水、吸収剤としてLi、Brなどのハロゲ
ン化リチウムを使用するものが代表的である。現在、冷
暖房などの空調用の吸収冷凍機のほとんど全てにおいて
、この1Br−水系吸収液が使用されている。このLi
Br−水系吸収液は、水の蒸発潜熱が大きいため成績係
数が大きく、かつ吸収液の蒸気圧降下が大きく、捷た低
粘性で比重が比較的小さく取扱い性の点でも良好であり
、吸収液としてすぐれた特性を有する。しかしながら、
(1)冷凍サイクル上吸収器、凝縮器の空冷化ができな
いこと、(2)水の凍結温度が0°Cであるため0°C
以下の低温発生ができないことなどの短所があシ、これ
らが吸収冷凍機の適用゛頭囲の拡大を制服するものとも
なっている。そこで、新しい領域での吸収冷凍機の適応
を図るには、Lj−Br−水系以外の高性能の吸収液が
必要である。一方、L−′1Br−水系以外の吸収液と
して、アンモニアを冷媒とし水を吸収剤とする吸収液、
弗素原子を有する炭化水素を冷媒としこの冷媒を吸収す
るイ」機動を吸収剤とする吸収液なども知られている。
しかしながら、アンモニア系吸収液はその毒性が使用上
の問題であり、弗素原子を有する炭化水素系吸収故では
成績係数が著しく小さく、いづれもLiBr −水系吸
収液に較べると性能面で大幅に見劣ることが明らかであ
る。このように、その他の吸収液を含めても、臭化リチ
ウム−水系吸収液の欠点をおぎない吸収冷凍機の適用分
野の拡大を可能にするためのすべての点を満足できる吸
収液は未だ見い出されていない。
本発明は上記に鑑み、本発明者らが見い出しだものであ
シ、LiBrを吸収剤としメタノールを冷媒とするとと
もに両者を混合せしめた溶液中の水分量を1.5wt%
以下、望ましくは1,0wt%以下とする吸収液によっ
て、成績係数が大きくかつハンドリング性が良好である
とともに、吸収器、凝R?J器の空冷化、また0°C以
下の低温の発生化などを1−可能ならしめ、TJ :L
 B r−水系吸収液では困ガトなる吸収冷凍機の新規
分野への適用を可能ならしめる吸収冷凍機用吸収液を提
供するものである。
以下、本発明の構成を詳細に説明する。メタノールは蒸
発潜熱が大きく吸収液用冷媒に用いる際には成績係数が
大きくなる。またLj−Brの溶解度も大きくかつ蒸気
圧降Fも大なるため、Lj−Br −メタノール吸収液
は下記の優れた特徴を有し、これはL iB r−水系
吸収液にはない長所であシ、吸収冷凍機の新規分野への
適用を可能ならしめるものである。
(1) 冷凍サイクル上、吸収器、凝縮器の空冷化が可
能であること。(クーリングクワ−などの水冷却設備が
不要であり、設置1“hが簡素化する。)(2)0°C
以下の低温の発生が可能である。(冷涼分野にも適用し
得る。) (3)冷媒の蒸気圧が大きいため吸収器、蒸発器のコン
パクト化が可能であること。(吸収器、蒸発器における
伝熱面を小さくし得る。)しかしながら、従来L I 
B r−メタノール吸収液は吸収液の約35〜5 Q 
wt%の低濃度域での晶析、即ちLi−Br−メタノー
ル吸収液のデユーリング線図における冷凍サイクルの近
傍に存在する晶析線の存在が大きな問題とされていた。
これは吸収液が20〜30°Cの比較的高い温度で晶析
するため、吸収冷凍機の運転時の温度管理ならびに運転
停止時の晶析防止対策カ極めて複雑となるためである。
なおとのLi Br−メタノール吸11又液に多量の水
(例えばlQwt%以上)を添加することによって低濃
度域での晶析が発生しなくなることが知られているが、
多量の水分の添加によって蒸気圧が小さくなるなどLi
Br−メタノール吸収液の長所が大幅に低減するため適
切な改良方法とは云えない。
本発明者らは、LiBr−メタノール吸収液につき鋭意
研究の結果、低濃度域での晶析物質はT」l−1臀の結
晶ではなく、Lj−Brのメタノール化物であることな
らびにLiBr−メタノール吸収液中の水分量が1.5
 wt%以下であれば低濃度域での晶析が発生しないこ
とを明らかにした。即ち、該吸収液中の水分量を1.5
wt%以下とすることにょシ、低濃度域の晶析を防ぎL
 j−Br−メタノール吸収液の長所を充分に生かし得
る吸収液とすることを見いだしたものである。
第2図にLj−Br−メタノール吸収液におけるLiB
rのメタノール化物の晶折線を示す。吸収液中の水分量
が1.gw’t、%、1.5wt%、2,0wt%と大
きくなるにしたがって吸収液の晶析温度が高くなり、と
くに2,0wt%では吸収液濃度38〜45 wt% 
における晶析温度が約28〜80’Cであり、運転休止
時には通常の室温下で晶析を発生する。一方、吸収液中
の水分量が1.0wt%以下の際にはこの吸収液の低濃
度域での晶析は0 ’C以上の温度では発生しないこと
が見い出された。
またL I B r−メタノール吸収液における腐食性
は元来極めて小さいものであるが、吸収液の製作時なら
びに冷却運転時等における空気中の水分等のもれこみな
どによって極めて小針(例えばQ、lWl。
%)の水分が吸収液に存在するおそれがあり、この微量
による装置材料の腐食性も長期間のメインテナンスフリ
ーの要求される際には問題となる。
従来、LiBr−水系吸収液では防食剤としてモリブデ
ン酸リチウム、クロム酸リチウム、硝酸リチウムなどの
無機インヒビクーが使用されているが、これらはいづれ
も酸化作用が強く、メタノールを酸化分解させるためL
 1Br−メタノール吸収1校には使用できない。この
ため、本発明では酸化作用を持たないトリルトリアゾー
ル、ベンゾトリアゾールなどの有機防食剤を50〜50
00 ppm の濃1シで吸収液に添加することにより
、徽)歎水分による腐食を抑制するものである。
つぎに実施例および比1咬例について説明する1、冷液
発生機能に係わる実施例および比較例は次の条件下によ
るものである。
冷凍サイクル 一重効用 蒸発器冷却温度 空調用:5°C 冷凍用ニー5°C 吸収液の濃度差 5〜7wt% (濃液と希液の濃度差) 吸収器、凝縮器温度 第1表に示す。
底積係数 吸収液の蒸気圧、潜熱、比熱、混合熱に関す
る物性値をベースとする理 論計算による。熱損失lO%、熱交 換率70%とする。
比較例] 本例は冷暖房などの空調用に適用される代表例であり、
臭化リチウム−水系の吸収液を用い、第2表に示す条件
で実験した。蒸発器温度は5°Cとなり、これより15
°Cの空調用の冷風が得られた。
底積係数は0.675であった。また空調サイクルは第
3図においてA−B−C−Dで示を如くであった。
比較例2 臭化リチウム−水系の吸収液を用い、第2表に示す条件
で実験した。空冷で吸収器温度が50 ″にと高いため
、第3図に示すように冷凍ザイクルΔ′−B’−C’−
D’中に臭化リチウムの晶出線が存在し、冷凍サイク゛
ルとして成り立たなかった。1実施例1 本例は冷暖房などの空調用に適用される例であり、臭化
リチウム−メタノールの吸収液を用い、第2表に示す条
件で実験しだ。なお水分はQ、5wi・%であった。蒸
発器?i1?L度は5°Cであり、15”Gの空調用の
冷風が得られた。底積係数は0.610であシ、比較例
1の場合と較べて遜色はなかった。空調サイクルは第2
図においてA’−B’−C’−1)’で示す如くであっ
た。
実施例2 本例は冷暖房などの空調用に適用されるものであり、臭
化リチウム−メタノールの吸収液を用・ハ、第2表に示
す条件で実験した。なお水分はQ、5wt%であった。
蒸発器温度は比較例1、実施例1と同様に5°Cであシ
、空調用として15°Cの冷風が得られた。成績係数は
0.651であり、従来型の代表例である比較例1と1
咬べて遜色はなかった。空調サイクルは第2図において
A−B−C−Dで示す如くであった。
実施例3 本例は0 ’C以下の低温を要する冷凍用に適用される
ものであり、臭化リチウム−メタノールの吸収液を用い
、第2表に示す条件で実験しだ。なお水分Oよ0.5%
であった。蒸発器81に度は一5°Cでちり、0〜−2
°Cのプラインが得られた。成績係数は0.623であ
り、比較例1に較べて遜色はなかった。冷凍サイクルは
第2表においてA”−B”−C”−D”で示す如くであ
った。なお吸収液(濃液、希液)の濃度を大きくするこ
とによって、より低温の発生が可能である。
(以下余白) つぎに有機防食剤による防食効果に係わる実験例を示す
実験例 メタノール臭化リチウム溶液中で約2000 )Ir 
150°Cの真空中で5s41普通鋼の腐食試験片を用
いた腐食試験を実施した。その結果は第3表のとおりで
あり、防食剤がない場合と比較し、腐食速度は10〜2
0%に丑で軽減されていることを確認した。
ただしモリブデン酸リチウム添加液中からは、ホルムア
ルデヒドが検出されたため、腐食防止効果は認められる
ものの、吸収冷温水機用吸収液の1()J食用7f’5
加剤として好捷しくないことを確認した。
以1−説明した如く、Lj−13rを吸収剤、メタノー
ルを冷媒とするとともに両者を混合せしめた吸収液中の
水分量をl、 5 wt%以下とする吸収液においては
、従来、LiBr−メタノール吸収液において問題とさ
れていた吸収液の低濃度域での晶析現象がなくなり、メ
タノールを冷媒とすることによる特徴を生かし、吸収器
、凝縮器の空冷化によるクーリングタワーなどの水冷却
設備の不要化ならびに0°C以下の低温発生、さらにま
た冷媒蒸気1」二が大きいことによる吸収器、凝縮器に
おける伝夕)面の小型化などによる吸収冷凍機の適用範
囲の大幅な拡大に寄与する技術として極めて有益である
また吸収冷温水機は長期間にわたってメンテナンスフリ
ーであることが要求されるものであり、系内の腐食は水
素ガスの蓄積による冷凍能力の低下や配管などからの液
の漏洩をもたらし、きわめて好ましからざる現象である
。したがって、メタノール冷媒の特徴を生かした冷温水
機を実現ならしめるために、本発明に示した有機防食剤
を3むLiBr−メタノール吸収液を用いることはきわ
めて有益である。
【図面の簡単な説明】
第1図は吸収冷凍機の基本的な構成図、第2図はLiB
r−メタノール吸収afのデユーリング線図、第3図は
LiBr−水吸収液のデユーリング線図である。 l・・・再生器、2・・凝縮器、3・・・吸収器、4・
・・蒸発器、5 ・熱交換器 出 願 人 川崎重工業株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l 臭化リチウムと、メタノールと、水1.5wt%以
    下とからなる吸収冷凍機用吸収液。 2 臭化リチウムど、メタノールと、水1,5wt%以
    下と、有機防食剤50〜5000pI)mとからなる吸
    収冷凍機用吸収液。
JP58226161A 1983-11-29 1983-11-29 吸収冷凍機用吸収液 Pending JPS60118785A (ja)

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