JPS60126558A - 吸収式冷凍装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、吸収式冷凍装置に係シ、特に太陽熱または排
熱を利用して氷点下の冷凍温度を得るのに好適な吸収式
冷凍装置に関するものである。

〔発明の背景〕

まず、従来の太陽熱利用冷凍倉庫用冷凍装置を第１図を
参照して説明する。

第１図は、従来の太陽熱利用冷凍倉庫用冷凍装置の構成
図である。

図に示すように、冷凍倉庫１内には空気冷却器２と送風
機３とが設置されておシ、倉庫内空気を冷却する。空気
冷却器２には冷凍機４がら冷媒配管８，９によシ冷媒が
循環している。冷凍機４では、蓄熱槽６がらポンプ１０
．熱媒配管１３゜１４によって熱が供給され、ポンプ１
１、冷却水配管１５．１６によって冷却塔５から放熱し
て冷凍を発生する。

太陽熱は１、集熱器７で集められ、ポンプ１２、熱媒配
管１７．１８にょシ蓄熱槽６に貯えられている。冷凍機
４は、水を冷媒とする吸収式冷凍機が、フロンまたはア
ンモニアを冷媒とする吸収式冷凍機が使われる。

この従来の冷凍装置では次のような問題点があった。

１　水を冷媒とする吸収式冷凍機を採用した場合、氷点
下の温度が得られない。

２７０ンまたはアンモニアを冷媒とする吸収式冷凍機を
採用した場合、 （１）冷媒の蒸発圧力と凝縮圧力との差圧が大きいので
、冷凍サイクルの効率がわるく、図示しない溶液ポンプ
の昇圧仕事が大きくなる。

（２）フロンは水に比べて蒸発潜熱が小さいため、同じ
冷凍能力を得るのに冷媒循環量を多く必要とし、それに
よシ溶液ポンプ動力が大きくなる。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、太陽熱または排熱で駆動し、氷点下の冷
凍温度を得る効率の高い吸収式冷凍機を提供することを
、その目的としている。

〔発明の概要〕

本発明に係る吸収式冷凍装置の構成は、再生器。

凝縮器、蒸発器、吸収器、溶液熱交換器およびこれら吸
収サイクルの作＠機器を連結する配管からなる高温側吸
収式冷凍機と、別に、再生器、＃縮器、蒸発器、吸収器
、溶液熱交換器およびこれら吸収サイクルの作動機器を
連結する配管からなる低温（１ｉ１］吸収式冷凍機とを
備え、前記高温側吸収式冷凍機の凝縮器を、前記低温側
吸収式冷凍機の再生器内忙配設し、前記低温側吸収式冷
凍機の凝癲器を、前記高温側吸収式冷凍機の蒸発器内に
配設して、前記高温側吸収式冷凍機と前記低温側吸収式
冷凍機とを複合した吸収サイクルの作動機器として連結
し、前記高温側吸収式冷凍機の再生器を外部熱源で加熱
し、前記低温側吸収式冷凍機の蒸発器で外部から吸熱す
るようにしたものである。

なお、付記すると本発明は、太陽熱または排熱で駆動す
る高温側冷凍機を水まだはアルコール冷媒の吸収式冷凍
機とし、当該高温側冷凍機で発生した冷媒蒸気の凝縮潜
熱で駆動する低温側冷凍機を、フロン捷たはアンモニア
冷媒の吸収式冷凍機とし、低温側冷凍機の凝縮器を高温
側冷凍機の蒸発器内に設置する構成として効率よく氷点
下の温度を得るようにした吸収式冷凍装置である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の各実施例を第２図、第３図を参照して説
明する。

まず、第２図は、本発明の一実施例に係る吸収式冷凍装
置を太陽熱利用冷凍倉庫に適用した装置の構成図で、図
中、第１図と同一符号のものは、従来技術と同等部分で
あるから、その説明を省略する。

第２図において、２７は再生器、３ｏは凝縮器、３４は
蒸発器、３７は吸収器、４０は溶液熱交換器で、これら
吸収サイクル作動機器と、その作動機器を連結する配管
類とで高温側吸収式冷凍機を構成している。

３１は冷媒配管、３２は冷媒ポンプ、３３は蒸発器、３
４に冷媒を散布する冷媒散布器、３５は蒸発器３４にお
ける冷媒受け、３６は、吸収器３７に溶液を散布する溶
液散布器、３８は、吸収器３７の溶液受け、３９は溶液
ポンプである。

４８は、再生器２７と凝縮器３０とを結ぶ冷媒配管、５
０は、溶液受３８と溶液熱交換器４０とを結ぶ溶液配管
で、管路中に溶液ポンプ３９を倫えている。５２．５３
は、再生器２７と溶液熱交換器４０とを結ぶ溶液配管、
５５は、溶液熱交換器４０から浴液散布器３６へ溶液を
送る溶液配管である。

上記のように構成された高温側吸収式冷凍機は、冷媒に
水、吸収剤に臭化リチウム水溶液（以下溶液という）を
使用し、再生器２７を外部熱源で加熱し、蒸発器３４で
外部から吸熱するものである。

再生器２７内には加熱器２８があり、そこで溶液は加熱
されて冷媒蒸気を発生する。この加熱器２８には太陽熱
蓄熱手段に係る蓄熱槽６がらポンプ１０、熱媒配管１３
．１４によって熱媒が供給される。

再生器２７で発生した冷媒蒸気は、冷媒配管４８で凝縮
器３ｏに導ひかれる。凝縮器３ｏには、後述する低温側
吸収式冷凍機の冷媒Ｒ２２を含んだテトラエチレングリ
コール・ジメチルエーテル溶液が入っており、冷媒蒸気
はその溶液を加熱して冷媒Ｒ１２２蒸気を発生させ、自
らは液化し、冷媒配管３１を経て冷媒ポンプ３２に吸引
されて昇圧し、冷媒散布器３３から蒸発器３４に散布さ
れて蒸発する。その冷媒蒸気は、吸収器３７に浴液散布
器３６からスプレされる溶液に吸収され、そのときの吸
式熱は冷却水配管１５．１６に放出される。この冷却水
は、ポンプ１１により冷却塔５との間を往榎する。

蒸発器３４で蒸発し切れなかっだ液冷媒は、冷媒受３５
から再び冷媒ポンプ３２に吸引される。

１及収を終った浴液受３８の溶成は、溶液ポンプ３９、
溶液配管５０により溶液熱交換器４ｏに入って加熱され
、溶液配′町５２から再生器２７に流入する。

再生器２７で冷媒を放出した溶液は、溶液配管５３から
溶液熱交ｊ１々器４ｏに流入して冷却され、溶液配管５
５から溶液散布器３６に送られる。

次に、低温側の吸収式冷凍機について説明する。

第２図において、３０Ａは再生器、３４Ａは凝縮器、４
４は溶液熱交換器、４６は吸収器、２は蒸発器の働きを
する望気冷却器で、これら吸収ザイクル作動櫨器と、そ
の作動機器を連結する配管類とで低温側吸収式冷凍機を
構成している。

低温側吸収式冷凍機の再生器３０Ａは、前記の高温側１
ｙＪ１．収式冷凍機の凝縮器３０を内設し、低温側吸収
式冷凍機の凝縮器３４Ａは、高温側吸収式冷凍機の蒸発
器３４内に配設されており、高温側吸収式冷凍機と低温
側吸収式冷凍機の複合した吸収ザイクル作＝Ｉｔ　ｔａ
器を１ａ成している。

５６は、再生器３０Ａと凝縮器３４Ａを結ぶ冷媒配管、
５７は、凝縮器３４Ａと空気冷却器２とを結ぶ冷媒配管
で、管路中に減圧器４３を備えている。５８は、空気冷
却器２から出る冷媒配ａ１５９は、その冷媒配管５８の
延長で吸収器４６に入る気液流（１己管、６０ば、吸収
器４６と溶液熱交換器４４とを結ぶ溶液配管で、管路中
に溶液ポンプ４７を備えている。６１は、再生器３０Ａ
と溶液熱交換器４４を結ぶ溶液配管、６２は、溶液熱交
換ｇａ　４４と１及収器４６との間に設けられた溶液配
管で、管路中に減圧器４５を備えており、冷媒配管５８
と合流するものである。６３は、溶液熱交換器４４と再
生器３０Ａを結ぶ溶液配管、６４゜６５は、吸収器４６
と冷却塔５との間を循環する冷却水配管である。

低温１１ｉ１吸収式冷凍機は、冷媒にＲ２２、吸収剤に
テトラエチレングリコール・ジメチルエーテル（以下溶
液という）を使用し、再生器３０Ａを加熱し、空気冷却
器２で外部から吸熱するものである。

低温・−リ吸収式冷凍機の再生器３０Ａは、高温側吸収
式冷凍１犬の凝縮器３０でもあシ、高温側の冷媒蒸気で
低温側の溶ｌ夜は加熱されて冷媒蒸気を発生する。

再生器３０Ａで発生した冷媒蒸気は、冷媒配管５６で凝
縮器３４Ａに入り凝縮液化する。このときの凝縮熱は、
高温側吸収式冷凍機の蒸発器３４として冷媒の水の蒸発
熱になる。凝縮器３４Ａ内での液冷媒は、冷媒配管５７
から減圧器４３を経て減圧され、冷凍倉庫１内にある空
気冷却器２に人って膨張蒸発する。この蒸発熱は送風機
３によって循環する冷凍倉庫１内空気から奪われ、冷凍
倉庫１内が冷される。この場合、Ｒ２２の蒸発温度は氷
点下が実現でき、倉庫１内も氷点下になって、冷凍・冷
蔵に供せられる。

空気冷却器２内で蒸発した冷媒蒸気は、冷媒配管５８を
通り、溶液配管６２から減圧器４５で減圧した溶液と合
流し、気液流配管５９から吸収器４６に入シ浴液に吸収
される。このときの吸収熱は冷却水ｄｇ”、６４．６５
に放出される。

冷媒蒸気を吸収した浴液ば、浴液配管６０．溶液ポンプ
４７から溶液熱交換器４４に入って加熱され、溶液配α
６３から再生器３０Ａに流入する。

また、再生器３０Ａ内で冷媒を放出した溶液は、尋液配
管６１から浴ｅ、熱交換器４４に入って冷却され、浴液
配管６２から減圧器４５を経て減圧される。

このような高温側吸収式冷凍機と低温側吸収式冷凍機と
を複合した構成の吸収式冷凍装置では、高温側吸収式冷
凍機の再生器２７の加熱器２８を、外部熱源、たとえば
太陽熱蓄熱手段に係る蓄熱槽６からの熱で加熱し、低温
側吸収式冷凍機の蒸発器として機能する空気冷却器２で
外部、たとえば冷凍倉庫１内の循環空気から吸熱して、
冷凍倉庫１内の冷凍・冷蔵・空調が行われる。

本例の場合、蓄熱槽６が１．３０ｉｊ；、空気冷却器２
で一２０Ｃの低温が得られる。

なお、熱媒配管１３には補助的に加熱器（図示せず）を
設けることも有効である。

本実施例の効果は次のとおりである。

（１）　水を冷媒とする吸収式冷凍を主体として、氷点
下の冷風が得られる。

（２）高温側吸収式冷凍機、低【精側吸収式冷凍機とも
、凝縮圧力と蒸発圧力との圧力差が小さく運転できるの
で、サイクル効率がよく、シかも溶藁ポンプ３９．４７
の昇圧仕事も少なくてすむ。

（３）低温側吸収式冷凍機の蒸発圧力を低くとれるので
、氷点下の蒸発温度が容易に得られ、しだがって、氷点
下の冷風が得られる。

次に、本発明の他の実施例を第３図を参照して説明する
。

第３図は、本発明の他の実１．イｕ例に１糸る吸収式冷
凍装置喉を太陽熱利用冷凍倉庫に適用した装置の構成図
で、図中、第２図と同一符号のものは、先の実施例と同
等部分である。すなわち、集熱器７、′蓄熱槽６、高温
側吸収式冷凍機、冷却塔５などについては第２図の実施
例と同じであるから、その説明を省略する。

第３図において、３０Ｂは再生器、３４Ｂは凝縮器、４
４′は溶液熱交換器、４６Ｂは吸収器、６６はブライン
冷却器、２′は蒸発器の働きをする空気冷却器で、これ
ら吸収サイクル作動機器と、その作動機器を連結する配
管類とで低温側吸収式冷凍機を４成している。

低温側吸収式冷凍機の再生器３０Ｂは、高温側吸収式冷
凍機の凝縮器３０を内設し、低温側吸収式冷凍部の凝縮
器３４Ｂおよび吸収器４６Ｂは、高温側吸収式冷凍１」
の蒸発器３４内に配設されており、ブライン冷却器６６
を備えて、高温側吸収式冷凍機と低温側吸収式冷凍機の
複合した吸収ザイクル作動後器を構成している。

５７′は、凝縮５３４Ｂとブライン冷却器６６とを結ぶ
冷媒配管で、管路中に減圧器４３′を備えている。５８
′は、ブライン冷却器６６から出る冷媒配管、５９′は
、その冷媒配管５８′の延長で吸収器４６Ｂに入る気液
流配管、６０′は、吸収器４６Ｂと溶液熱交換器４４′
とを結ぶ溶液配管で、管゛路中に溶液ポンプ４７′を備
えている。

６１′は、再生器３０Ｂと溶液熱交換器４４′とを結ぶ
溶液配管、６２′は、溶液熱交換器４４′と吸収器４６
Ｂとの間に設けられた溶液配管で、管路中に減圧器４５
′を備えており、冷媒配管５８′と合流するものである
。６３′は、溶液熱交換器４４′と再生器３０Ｂとを結
ぶ溶液配管である。

６７はプラインポンプ、６８．６９はブライン配管で、
ブライン冷却器６６と空気冷却器２′との間に、ブライ
ンを循環させる配管である。

低融側吸収式冷凍機は、冷媒にＲ２２、吸収剤１１Ｃテ
ｌ−ラエチレングリコール・ジメチルエーテル（以下溶
液という）を使用し、再生器３ｏＢ−を加熱し、空気冷
却器２′で外部から吸熱するものである。

低温側吸収式冷凍機の再生器３０Ｂはで高温側吸収式冷
凍機の凝縮器３０でもあり、高温側の冷媒蒸気で、低温
側の溶液は加熱されて冷媒蒸気を発生する。

再生器３０Ｂで発生した冷媒蒸気は、冷媒配管５６で凝
縮器３４Ｂに入り凝縮液化する。このときの（Ｖ線熱は
、高温側吸収式冷凍機の蒸発器３４として冷媒の水の蒸
発熱になる。

凝縮器３４Ｂ内での液冷媒は、冷媒配管５７′から減圧
器４３′を経て減圧し、ブライン冷却器６６に入って膨
張蒸発する。この蒸発熱は、ブラインポンプ６７、ブラ
イン配管６８，６９、空気冷却器２′を循環するブライ
ンから奪い、ブラインを冷却する。このブラインは、空
気冷却器２′において、送風機３によって循環する冷凍
倉庫１内空気を冷却する。この場合もブラインの温度は
氷点下になって、冷凍倉庫１内も氷点下温度に維持でき
る。

ブライン冷却器６６内で蒸発した冷媒蒸気は、冷奴配管
５８′を通り、溶液配管６２′から減圧器４５′で減圧
された溶液と合流し、気液流配肯５９′を経て吸収器４
６Ｂに入って溶液に吸収される。このときの吸収熱は、
１荀、・詰測吸収式冷凍・誠の蒸）６器３４として冷媒
の水の蒸＃５熱になる。

冷媒蒸気を吸収した浴液は、溶液配管６０１１浴７夜ボ
ンフ゛４７′からｆ谷を反熱父」奥器４４′に入って力
１熱され、溶７反目己′財６３′からｆ与生召汁３０Ｊ
３に流入する。また、再生器３０．Ｂ内で冷媒を放出し
たイｆｊ液は、浴り仮配・ば６１′から１４液燕父洟器
４４′に入って冷却きれ、溶液配管６２′から減圧器４
５′を経て減圧される。

このような高温側吸収式冷凍機と低温「（１ｊ吸収式冷
凍・賊を複合した構成の吸収式冷凍装置では、高温側１
吸収式冷凍機の再生器２７の加熱器２８を、外部熱源、
たとえば太陽熱蓄熱手段に系る蓄熱槽６からの熱で加熱
し、低温側吸収式冷凍・１滴の蒸発器として機能する免
気冷却器２′、すなわちブライン冷却器６６のブライン
が請壌する墾気冷却器２′で、冷凍倉犀１内の循環空気
から吸熱して、冷凍倉ノボ１〔７１の冷凍・冷蔵・柴調
が行われる。

本ｉりｌの場合も、望気冷却器２′で一２０Ｃの低温が
得られる。

なお、前記の第２．第３図の谷実施し１ｊのほか、慣、
に図示して計則には説明しないが、第２図の低温側吸収
式冷凍（表の凝縮器３４Ａを、高温側吸収式＋９沫＋麦
の蒸発器３４内に配設して、第３図のブライン冷却器６
６’ｊｚ採用する組甘わせの吸収式冷凍装置、または、
第３図の低温あ１１吸収式冷凍機の凝縮器３４Ｂと・吸
収器４６Ｂとを、高温側吸収式冷凍・代の蒸発器３３内
に配設して、第２図に示す宗気冷却器２才冷媒の蒸発器
として作用させる組付わせのｄ収式冷凍装置でも、前述
と同様の効果が１４すられる。

また、再ｉＪ記各実施クリでは、尚温側吸収式冷凍機の
再生器２７ば、太１４熱で加熱される列を説明したが、
これに限らず、排熱による加熱もでき、燃焼ガス−やス
チームによる加熱も可能である。

さらに、高温側吸収式冷凍ｆＡは冷媒に水のみでなくア
ルコールを、低温ｌ１１１１蚊収式冷凍機は冷媒にフロ
ンのみでなくアンモニアを使っても本発明の目的を達成
できる。

さらにまた、前記の第２，３図の実力ｉｕ　？ｌｌに疹
いて、特に図示しないが再生器２７を出た！ｖＩ液配看
５３の浴液を、１代温側吸収式冷凍様の再生器３０Ａま
たは３０Ｂ内に導ひき、そこで溶液配管６３または６３
′から入った溶液を加熱したのち、溶１夜熱父換器４０
に流入させても本発明の目的を達成できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、太陽熱または排熱
で駆動でき一氷点下の冷凍思度を得る動量の高い吸収式
冷凍機を提供すること７ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の太陽熱利用冷凍Ｍｉ用冷凍装置の構成
図、第２図は、本発明の一犬施しＩＪに係る吸収式冷凍
装置を太陽熱利用冷凍倉庫に適用した装置の構成図、第
３図は、本発明の他の実施例に係る・蚊収式冷凍装ｊｔ
を太陽熱利用冷凍倉庫に適用した装置の・１網成図であ
る。 １・・・冷凍バμｇ、２．２’・・・空気冷却器、３・
・・送風機、５・・・冷却塔、６・・・蓄熱槽、７・・
・集熱器、１３゜１４・・・熱媒配置、１５．１６・・
・冷却水配ｆｌ、２７・・・丹生器、２８・・・加熱器
、３０・・・ＬＤ縮器、３０Ａ。 ３０Ｂ・・・再生器、３２・・・冷媒ポンプ、３３・・
・冷媒散布器、３４・・・蒸元器、３４Ａ、３４Ｂ・・
・凝縮器、３５・・・／Ｖ媒受け、３６・・・浴液赦布
器、３７・・・吸収器、３８・・・溶液受け、３９・・
・溶液ポンプ、４０゜４４．４４’・・・浴数熱交換器
、４３．４３’　。 ４．５．４５’・・・減圧器、４６，４６８・・・吸収
器、４７．４’７’−・・・浴液ポンプ、６６・・・ブ
ライン冷却器、３１．４８，５６，５７．５７’　、５
８゜５８　’　−・・冷媒Ｄｅ、’ｔｚ　５９　、５９
　’　−・気液流配′ｕ１５０．５２，５３，６０．６
０’　、６１．６１’。 ６２、６２’　、　６３．　６３’　・・・イテ１１夜
自己管、６４　。 ６５・・・冷却水配ｄ１６６・・・ブライン冷却器、６
７・・・ブラインポンプ、６８．６９・・・ブライン配
管。 代理人　弁理士　高橋明夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、溶液熱交換器お
   よびこれら吸収サイクルの作動機器を連結する配管から
   なる高温側吸収式冷凍機と、別に、再生器、凝縮器、蒸
   発器、吸収器、溶液熱交換器およびこれら吸収サイクル
   の作動機器を連結する配管からなる低温側吸収式冷凍機
   とを備え、前記高温側吸収式冷凍機の凝縮器を、前記低
   温側吸収式冷凍機の再生器内に配設し、前記低温１ｔ（
   １１吸収式冷凍機の凝縮器を、前記高温側吸収式冷凍機
   の蒸発器内に配設して、前記高温側吸収式冷凍機と前記
   低温側吸収式冷凍機とを複合した吸収サイクルの作動機
   器として連結し、前記高温側吸収式冷凍機の再生器を外
   部熱源で加熱し、前記低温側吸収式冷凍機の蒸発器で外
   部から吸熱するように構成したことを各機とする吸収式
   冷凍装置。 ２．４’ｌ’許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   高温側吸収式冷凍機の蒸発器内に、低温側吸収式冷凍機
   の凝縮器および吸収器を配設したものである吸収式冷凍
   装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２坦記載のもののい
   ずれかにおいて、低温側吸収式冷凍機の凝縮器および吸
   収器と接続するブライン冷却器を設け、そのブライン冷
   却器のブラインが循環する空気冷却器を、低温側吸収式
   冷凍機の蒸発器として作用させるように構成したもので
   ある吸収式冷凍装置。 ４、特許請求の範囲第１項ないし第３項記載のもののい
   ずれかにおいて、高温側吸収式冷凍機の再生器に設けた
   加熱器を、太陽熱蓄熱手段に接続したものである吸収式
   冷凍装置。