JPS6014987B2 - 二重効用吸収冷暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷煤液及び吸収溶液を用いて吸収冷凍サイク
ルを行なう二重効用吸収式冷凍装置を用いて、冷房サイ
クルと暖房サイクルとに切換え使用できる二重効用吸収
冷暖房装置に関するものである。

従来の吸収冷凍装置例えば発生器を複数設けた二重効用
吸収冷凍装置にて暖房サイクルを行わせるためには第１
図に示すように配管中の弁操作で冷房サイクルと暖房サ
イクルを行うことができるようにしてあり、この構成例
の暖房サイクルでは高温発生器で発生し低温発生器で吸
収溶液と熱交換して凝縮した冷煤液および低温発生器で
発生し凝縮器で凝縮した冷媒液を、低温発生器の吸収溶
液の入口または入口附近にて、吸収溶液中に混入しなが
ら暖房運転を行なっている。

（温水は吸収器および凝縮器より取り出す）そして低温
発生器に冷煤液を混入するのは、低温発生器内溶液濃度
を下げ、凝縮器の圧力にて溶液の沸騰する温度を下げる
ことになり低温発生器の加熱源である高温発生器の冷煤
蒸気圧力を下げる結果となる。従って負荷が非常に小さ
い場合とか凝縮器を冷却する外部流体例えば冷却水又は
暖房時の温水が低温であるときなど温水温度が低い場合
（起動時又は温水温度の設定値を下げた時）に高温発生
器内圧が下がりすぎ、高温発生器から溶液が出にくくな
る。即ち、高温発生器の溶液循環（出入量）が悪くなり
この溶液循環量が減少すると、濃度幅が大きくなり、高
温発生器出口濃度が上昇、結晶の危険が生じる傾向を持
つ。これは第２図のサイクル図にも示す通りであり、全
負荷において温水出口温度と高温発生器内圧との関係の
例の第３図によっても明らかであるが、従来機の決定的
な欠点は高温発生器内圧低下によって生ずる溶液循環悪
化は高温発生器濃度が濃くなり濃縮されるに従し、低温
発生器濃度は稀釈される結果、低温発生器温度低下につ
ながって高温発生器の内圧低下が進むとどんどん進んで
いってしまい一度過剰稀釈が生ずると自己回復能力がな
く安全運転に支障をさたす不便があった。また、高温発
生器内の圧力が低い場合にも溶液循環量を減少せしめな
いために、高温発生器の濃溶液を、抵抗の大きい高温熱
交換器も低温熱交換器も通さずにバイパスにより直接吸
収器又は吸収器へ流入する溶液管路に流入せしめる方式
もあるが、温度の非常に高い溶液を直接低圧の吸収器に
戻すのでフラッシングを起こし、騒音の発生並びにキヤ
ビテーションによる腐蝕などをひき起こしたり、またバ
イパス中に弁を設けて周囲条件に応じてバイパスの流量
を制御するような場合にこの弁は耐熱性のない高級なも
のが要求され高価となりまた熱によるトラブルも多く、
また高温熱交換器内においては、既に上流側に開かれた
バイパスに大部分の溶液が流れることによって液が停滞
し、液の濃度差による腐蝕あるいは結晶の危険があり、
さらに冷房サイクル時であれば効率が極めて悪くなる、
などの欠点を有するものであった。

本発明は、高温発生器からの濃溶液の系路を高温熱交換
器を経由した後分岐せしめて、分岐系路は低温熱交換器
を経由せずに吸収器又は吸収器に流入する溶液系路に接
続せしめたことにより、従釆のものの上記の欠点を除き
、高温発生器の圧力が低い場合においても溶液の循環量
の低下を防ぎ、高温発生器内の溶液の濃度の過大上昇に
よるトラブルを未然に防止し、安定した運転を行なわし
め、しかもフラツシングの発生を抑止して騒音や腐蝕を
防ぎ、高温熱交換器においては高温溶液が停滞すること
なく腐蝕、結晶などの危険がなく、さらに冷房サイクル
時であっても効率をあまり低下せしめずに結晶を防止す
ることができる二重効用吸収冷暖房装置を提供すること
を目的とするものである。本発明は、吸収器、低温発生
器、高温発生器、低温熱交換器、高温熱交換器を接続し
て溶液循環路が形成され、前記吸収器から前記高温発生
器に至る稀溶液の系路が前記低温熱交換器及び前記高温
熱交換器を経由するよう配設され、前記高温発生器で濃
縮された濃溶液の系路が前記高温熱交換器を経由せしめ
られたる後分岐点で分岐され、分岐系路が低温熱交換器
をバィパスし、前記吸収器又は該吸収器に流入する溶液
系路に接続点において接続されていることを特徴とする
二重効用吸収冷暖房装置である。

本発明を実施例につき第４図を参照して説明すると、高
温発生器１、低温発生器２、凝縮器３、蒸発器４、吸収
器５、低温熱交換器６、高温熱交換器７を配管接続して
吸収冷凍サイクルを構成する機構と、前記配管中に冷暖
房切換機構の弁８，９とを備えて冷房サイクルと暖房サ
イクルとを行う装置において、凝縮器３より導出され、
蒸発器４に入る凝縮液戻り配管１８に弁８を設けると共
に、弁９を有する袷煤液バイパス配管１９が前記戻り配
管１８に備えられ、該冷煤液バイパス配管１９は高温熱
交換器７から低温発生器２に連結される系路及び／又は
低温発生器２に連結してある。

また前記弁９は適宜関度を調節可能な弁例えば調節弁、
ＯＮ−ＯＦＦ弁などの弁とし運転状態に応じて袷煤混入
量を調節するように制御をするようにしたものである。
しかして、高温発生器１の溶液溜２０から濃溶液の系路
として管路１３，１３′，１６，１６′が備えられ、高
温熱交換器７及び低温熱交換器６を経由している。

この濃溶液系路は高温熱交換器７を経由したあと、分岐
点２６にて分岐系路を形成する分岐管２７を分岐せしめ
る。分岐管２７は、途中に弁２８を備えかつその終端は
、吸収器５に流入する溶液系路である管路２５に接続点
２９において接続し低温熱交換器６をバィパスして吸収
器５に流入するようになっている。１′，２′は発生器
チューブ、３′は凝縮器チューブ、４′は蒸発器チュー
ブ、５′は吸収器チューブ、１１は配管、１４は冷煤ポ
ンプ、１５は溶液ポンプ、１７は弁、２１は冷煤蒸気導
管、２２は配管、２４は冷嬢循環管路、２５はノズルで
ある。

前記吸収器５からの稀溶液を溶液ポンプ１５で低温熱交
換器６及び高温熱交換器７を経て高温発生器１に導いた
配管１１中で低温熱交換器６の被加熱側と高温熱交換器
７の被加熱側との間から低温発生器２に導く配管１２が
設けられ、必要に応じ吸収器５からの稀溶液の一部をバ
イパスするようになっている。以上の如く構成された実
施例の作用を説明すれば、前記弁８を開き、弁９を閉じ
て運転すれば、冷房サイクルを行なう。

即ち稀溶液は溶液ポンプ１５により低温熱交換器６、高
温熱交換器７を経て高温発生器１に送られ、ここで高温
まで加熱されて袷煤蒸気を放出し、濃縮されて中間溶液
となる。この溶液は高温熱交換器７に入り、吸収器５か
らの稀溶液との熱交換により温度が低下し、次で低温発
生器２に入りここで先に高温発生器１で発生した冷煤蒸
気により加熱されて、冷媒蒸気を更に放出し、溶液は濃
度を増して濃溶液となる一方、低温発生器２で発生した
冷煤蒸気は凝縮器３ Ｚに入り、冷却水により冷却され
て凝縮する。また高温発生器１で発生した冷煤蒸気も低
温発生器２で溶液との熱交換により凝縮して凝縮器３に
入る。凝縮器３に溜った冷媒は凝縮液戻り管１８を経て
弁８を通り蒸発器４に還る。低温発生器２をＺ出た濃溶
液は、配管１６，１６′を経て低温熱交換器６で稀溶液
と熱交換をして、吸収器５に入り内部に冷却水の通る伝
熱管の吸収器チューブ５′群にノズル２５からスプレー
される。スプレーされた濃溶液は、冷却水によって冷却
されると共に、蒸発器４にて蒸発した冷媒蒸気を吸収し
て稀溶液となり、この蒸発器４では冷水は袷媒の蒸発に
より熱を奪われて低温となる。稀溶液は前述のようにし
て、低温熱交換器６、高温熱交換器７を経て高温発生器
１に送りこまれ冷房サイクルを行なう。更に暖房サイク
ル時においては、前記弁８は閉、弁９を開とし、凝縮器
３に溜った袷媒液を低温発生器２に入れる。

低温発生器２を出た溶液は低温熱交換器６を経て吸収器
５に入って冷却水（温水）に熱を与え暖房サイクルを一
巡する。こうすると、低温発生器２の溶液濃度は低くな
り、濃度低下のために発生蒸気圧は高くなり、凝縮温度
が上昇する。従って凝縮器３を出てくる冷却水（温水）
の温度は高くなり暖房等に使用できるようになる。しか
して、特に暖房時に、高温発生器１内の圧力が低い場合
に、弁２８を開き分岐管２７を通ぜしめれば高温熱交換
器７を出た濃溶液は、抵抗が少くかつ低圧の接続点２９
に接続している分岐管２７の中を流れ、必要な溶液循環
量が確保できる。従って溶液循環量の減少による濃度の
過大上昇を防ぎ、これによる結晶を未然に防止すること
ができる。しかも高温発生器１からの高温の濃溶液は高
温熱交換器７を通って比較的低温となっているので低圧
の吸収器５に導びかれてもフラツシングを起こすことな
く騒音や腐蝕を防止することができ、弁２８も耐熱性の
要求度が大である必要はなく安価となりまたトラブルも
少なく、さらに、高温熱交換器７内にては常に溶液が所
要量流れているので停滞による腐蝕又は結晶のおそれが
ないものである。その上、冷房サイクル時であっても高
温熱交換器７で熱を回収しているので効率をあまり低下
せしめずに結晶を防ぐことができる。分岐管２７の弁２
８はなくてもよい。

またこの弁２８は手動弁でも自動弁でもよい。この弁２
８の制御は以下の如く種々のケースに対して自動的、手
動的、連続的、間歌的又はオンオフ的に行なって効果を
挙げることができる。（１） 冷房時、暖房時共高温発
生器内圧力が低い場合、又は低い圧力で運転したい場合
、内圧を直接検出するかサイクルの特定の部分の温度に
より間接的に検出して分岐系路を生かす。

（Ｄ） 暖房サイクル時は一般に高温発生器内圧が低い
ので分岐系路を生かす。（ｍ） 冷房、暖房、冷暖房サ
イクル起動時は高温発生器内圧はまだ十分上昇していな
いので、起動時の一定時間の間、又は圧力、温度が所定
の値に達するまでの間分岐系路を生かす。

（Ｗ） 冷暖房装置の停止時に溶液稀釈サイクルとして
分岐系路を生かす。

（Ｖ） 冷却水又は温水の温度が低い時は高圧発生器の
内圧が下がるので、温度検出により分岐系路を生かす。

（町） 以上の項の複数個の組合せの場合。なお暖房サ
イクルのために冷煤を溶液中に混入する構成を弁８，９
、配管１８，１９で示してあるが、弁８，９を三方弁一
つとしたり、一方を省略した他の連結構成とすることも
選んでできる。第４図において配管１２は稀溶液の一部
を低温発生器２に導くもので、低温発生器２内の濃度が
低下し、溶液の沸騰温度が下がり、高温発生器１内の圧
力が下がる。全員荷時あるいは冷却水温が高い場合など
には高温発生器１内の圧力を下げるのは有効であり、ま
た法規上も高温発生器１の内圧を大気圧以下に抑えるこ
とが好ましいが、冷却水温が低い場合には逆に内圧が下
がり過ぎ溶液循環上問題を起こす場合があるので、分岐
系路２７の作用は、配管１２を有さない装置に対しても
有効であるが、配管１２を有する装置に対しては特に有
効である。第５図は別の実施例を示し、接続点２９が吸
収器５の下部に直後設けられ、かつ分岐点２６より接続
点２９が低い位置に設けられているもので、高圧発生器
１の内圧と吸収器５の内圧との差圧のほか、位置ヘッド
も利用され溶液の円滑な循環を行なうことができる。

第６図は別の実施例を示し、接続点２９が、低温発生器
２と吸収器５とを接続するオーバーフローライン３川こ
設けられているものである。

暖簾サイクル時には一般に低温発生器と吸収器との差圧
が大となりガスバィパスが生じ易くなる。ガスバィパス
を生じると騒音が大となるので、オーバーフローライン
３０には通常弁を設け、暖房時にはこの弁を閉じている
が、本実施例の如く接続点２９をオーバーフローライン
３０‘こ設け溶液を流しておくことによりガスバイパス
を防ぐことができる。第７図は別の実施例で、高温発生
器からの冷媒蒸気を吸収器、蒸発器に導くと共に溶液を
循環させているものの例で、このように高圧発生器に吸
収器からの稀溶液を送りながら暖房サイクルを行なうも
のは一般には高圧発生器１の内圧は他の方式に比べ低圧
になる可能性が大きく、この場合吸収溶液サイクルの循
環が悪くなるおそれがあるが、本実施例においては分岐
管２６によりバイパスを設けたことにより、吸収溶液の
サイクルを確保することができ、特に有効なものである
。

本発明は、吸収器、低温発生器、高温発生器、低温熱交
換器、高温熱交換器を接続して溶液循環路が形成され、
前記吸収器から前記高温発生器に至る稀溶液の系路が前
記低温熱交換器及び前記高温熱交換器を経由するよう配
設され、前記高温発生器で濃縮された濃溶液の系路が前
記高温熱交換器を経由せしめられたる後分岐点で分岐さ
れ、分岐系路が低温熱交換器をバィパスし、前記吸収器
又は該吸収器に流入する溶液系路に接続点において接続
されていることにより、高温発生器の内圧が低い場合又
は低い状態で運転したい場合にも高温発生器内の溶液濃
度の過大となるのを防いで結晶の危険を防止することが
できるのみならず、フラッシングを抑制して騒音や腐蝕
を防ぎ、分岐系路中の弁も高度の耐熱度を必要とせずま
た高熱によるトラブルも防ぎ、さらに、高温熱交換器内
の高温高濃度溶液の停滞もなく腐蝕や結晶のおそれがな
く、しかも冷房サイクル時にも効率をあまり低下させず
に結晶を防止することができる二重効用吸収冷暖房装置
を提供することができ、実用上極めて大なる効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従釆例の系統説明図、第２図Ａ，Ｂは第１図例
の圧力と濃度との関係を示すサイクル線図でＡは温水高
、Ｂは温水低の場合である。 第３図は高温発生器内圧と温水出口温度との関係線図、
第４図ないし第７図は本発明のそれぞれ異なる実施例の
系統説明図である。１……高温発生器、２……低温発生
器、１′，２′・・・・・・発生器チューブ、３・・・
・・・凝縮器、３′・・・・・・凝縮器チューブ、４・
・・・・・蒸発器、４′・・・・・・蒸発器チューブ、
５・・・・・・吸収器、５′・・・・・・吸収器チュー
ブ、６…・・・低温熱交換器、７・・・・・・高温熱交
換器、８，９……弁、１０……検出器、１１，１２，１
３，１３′・・・・・・配管、１４・・…・冷煤ポンプ
、１５・・・・・・溶液ポンプ、１６，１６′・・・・
・・配管、１７・・・・・・弁、１８・・・・・・凝縮
液戻り配管、１９・・・・・・冷媒液バイパス配管、２
０・・・・・・溶液溜、２１・・・・・・袷煤蒸気導管
、２２・・・・・・配管、２４・・・・・・冷媒循環管
路、２５・・・・・・ノズル、２６・・・・・・分岐点
、２７・・・・・・分岐管、２８…・・・弁、２９・・
・・・・接続点、３０・・・・・・オーバーフローライ
ン。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 策？図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸収器、低温発生器、高温発生器、低温熱交換器、
   高温熱交換器を接続して溶液循環路が形成され、前記吸
   収器から前記高温発生器に至る稀溶液の系路が前記低温
   熱交換器及び前記高温熱交換器を経由するよう配設され
   、前記高温発生器で濃縮された濃溶液の系路が前記高温
   熱交換器を経由せしめられたる後分岐点で分岐され、分
   岐系路が低温熱交換器をバイパスし、前記吸収器又は該
   吸収器に流入する溶液系路に接続点において接続されて
   いることを特徴とする二重効用吸収冷暖房装置。 ２ 前記分岐系路中に弁を有する特許請求の範囲第１項
   記載の装置。 ３ 前記分岐系路の分岐点に比べ、前記接続点の位置が
   低くなるよう構成されている特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の装置。 ４ 前記接続点が、前記低温発生器と前記吸収器とを連
   絡するオーバーフローラインに設けられている特許請求
   の範囲第１項、第２項又は第３項記載の装置。