JPS6249540B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は給湯併用型吸収冷凍機に関し、さらに
詳しくは、給湯温水を製造する給湯器を蒸発器、
吸収器及び凝縮器に追加して組込まれた一重効用
方式であつて、冷房と給湯の併用運転を可能と
し、安全で、かつ、取扱いが容易で大量給湯に適
し、構造簡潔で超省エネルギー運転が図れる新規
の経済性に富んだ吸収冷凍機の提供にある。

従来、冷媒に水を、吸収液に臭化リチウム水溜
液等を使用する二重効用吸収冷媒機に燃焼装置を
設け、燃料の燃焼による熱エネルギーを直接得る
ことによつて、冷房運転時には冷水を取出し、暖
房運転時には冷房時の冷却水系統を遮断し、これ
より温水を取出すことのできる冷温水発生機が知
られている。そして用途に応じて給湯用温水ヒー
タを取付け、冷水と給湯若しくは温水と給湯の併
用運転または冷水、温水、給湯のそれぞれの専用
運転をすることのできる給湯用温水取出形などの
冷温水発生機が用いられている。

しかし、これらの給湯併用形の冷温水発生機は
いずれも圧力、温度レベルの非常に高い高圧再生
器よりの冷媒蒸気（97℃程度）で加熱して給湯水
（50〜60℃）を得る方式であるため、給湯温度を
維持するための３方制御弁を必要とするのみなら
ず、給湯負荷の極少時において給湯水が100℃近
くまで上昇するなどの危険もあつた。

また、冷暖房負荷と、給湯負荷の種々組合せ条
件で燃焼を制御するために複雑な制御装置が必要
であり、場合によつては、さらに吸収液や冷媒の
循環を正常に保つための高価な装置類、例えば給
湯専用運転時には、給湯が吸収液と直接熱交しな
いように低圧再生器出口冷媒蒸気系路に設けた給
湯用温水ヒータに吸収器と凝縮器を結ぶ冷却水系
路を流通する水を循環せしめ管内を流れる給湯用
温水と熱交換する等の手段も必要であり甚だ不経
済であつた。

さらにまた、従来の機械は大型ないし中型ビル
ヂングの専ら空調設備として設計されており、冷
暖房に比して給湯の熱量は一般に少ない（０〜1/
３）のが実情である。そのため運転エネルギーを
少しでも節減するためには構造複雑にして高価な
二重効用方式を採用する必要があつた。

このような従来方式の欠点を解消し、構造簡素
で、安全で、かつ、取扱いが容易で大量給湯に適
する方法として、本発明者は先に、再生器からの
冷媒蒸気系路にＵ字形導管で連通した複室の分離
器を設け、その高圧室側を給湯器に連結してなる
一重効用手段を備えた給湯取出形吸収冷温水発生
器を提案しているが、この提案では、給湯運転と
暖房運転が安定的に平行して実施される場合にお
いては冷房に必要な運転エネルギーが大巾に節減
できる特徴を有するが、実際の使用においては、
給湯が断続的に行なわれたり、給湯と冷房の必要
度合が一致せずに相互に時間的にずれて発生する
ような場合が多く、この様な場合には、給湯運転
で成生した冷媒液も冷房に必要な分以外は吸収液
系へ戻してしまいせつかくの濃吸収液を稀釈して
しまうので、エネルギーの消費に無駄が発生す
る。さらには、運転停止時には吸収液系全体を結
晶から防止するために稀釈運転をするなどエネル
ギーの見地から十分満足できるものではなかつ
た。

本発明はこのような点を踏まえてなされたもの
であつて、冷房以外に大量の給湯温水の供給を可
能とし、給湯運転と冷房運転の時間的ずれによつ
て起きる弊害を除くための冷媒液および濃吸収液
の蓄液手段を設けることにより、給湯運転中に成
生する冷媒液と濃吸収液を一旦蓄積しておき、冷
凍負荷に応じて蒸発器及び吸収器のそれぞれの管
群上へ散布させることにより加熱媒体の頼ること
なく冷房効果を発生することができるようにした
ものである。又、短時間の停止では濃吸収液を保
有した状態のまま停止もでき、結晶防止は吸収液
系統内の液温が過冷しない程度に間欠的に燃焼に
よつて予感すればよく、省エネルギーを大巾に改
善できるようにしたものである。

第１図において、１は蒸発器、２は吸収器、４
は凝縮器、５は給湯器であつて、いずれも多数の
管群からなる熱交換器を有している。胴３の内部
を横の仕切板６と縦の仕切板７で３室に区切り、
胴下部低圧室に蒸発器１と吸収器２を、胴上部高
圧室の一方に凝縮器４を他方に給湯器５を設けて
ある。再生器８は燃焼室９と加熱胴１０と弁３７
を設けた管路３６から燃料を供給される燃焼装置
１１を有し、内部の稀吸収液は加熱により沸騰し
気泡ポンプを形成し上昇管１２を経て噴出口２０
から分離器１４に至り、ここで吸収液と分離した
冷媒蒸気はエリミネータ１６で更に液適を落し管
路１９を経て給湯器５へ、分離器１４を縦の仕切
板１３で区切つて形成された複室の一方の高圧室
側の底部に溜つた冷媒蒸気が分離された濃吸収液
は、液封の役目をするＵ字形導管１５を通つて他
方の中圧室側へ流動し、ここで再び冷媒蒸気を分
離しエリミネータ１７、管路１８を経て凝縮器４
へそれぞれ流入する。一方、冷媒蒸気が分離され
た濃吸収液は中圧室から流出して管路２８を通り
給湯運転時に一旦蓄積しておくための蓄液タンク
４０に流入し、管路３０に設けた濃吸収液ポンプ
４１により汲み上げられて熱交換器２９を経て管
路４２から散布装置３１に至り吸収器２の管表面
に散布される。

蒸発器１の管内には冷水が、吸収器２と凝縮器
４の管内には冷却水が給湯器５の管内には給湯水
がそれぞれ流れており、装置全体は空気を完全に
排除して十分に気密になし高度の真空に保たれて
いることが肝要である。

さて、凝縮器４と給湯器５に流入した冷媒蒸気
は凝縮されて冷媒液となり、仕切板７の両側の冷
媒液溜めに溜り、管路４３を経て蒸発器１での未
蒸発の冷媒液の冷媒液溜め４４に入り、これより
管路４５に設けた冷媒液ポンプ４６により管路４
５から散布装置２２に至り蒸発器１の管表面に散
布され、蒸発器１内の圧力に相当する蒸発温度で
蒸発し、その時の気化熱で管路２３を経て管内を
流れる冷水を冷却し冷凍効果を与え、この温度の
下つた冷水が管路２４を経て冷房その他の用途に
供されるのである。

冷却水は管路２５から吸収器２に入り、引続き
管路２６を経て凝縮器４に入り管路２７より流出
する。

吸収器２の管表面には冷却水により冷された高
濃度の吸収液が流下していて、蒸発器１で蒸発し
た冷媒蒸気を吸収し濃度が下る。吸収に際し発生
する吸収熱は管内を流れる冷却水に収熱される。
濃度の薄くなつた稀吸収液は胴下部の稀吸収液溜
め２１に溜り、これより管路３２、熱交換器２
９、管路３３を通り再生器８に戻り、冷却サイク
ルを繰返えす。

前記の給湯器５内に流入した冷媒蒸気は、管路
３４を通り給湯器５の管内に流入した給湯温水に
熱を与え凝縮液となり滴下し冷媒液溜めに溜り仕
切板７に設けた液封の役目をするオリフイス４７
より凝縮器４側の冷媒液溜めに入る。加熱された
温水は管路３５を経て貯溜タンク（図示せず）に
貯えられ適宜の用途に用いられる。４８は冷媒液
溜め４４と稀吸収液溜め２１を仕切る仕切り板で
ある。

制御は、通常給湯の需要に応じて行ない、給湯
水温度又は給湯器内圧力を感知する、例えば給湯
器５の出口又は入口付近の管路に設けた感知装置
５０の信号によつて燃料を供給する管路３６の弁
３７の開度を加減し燃焼量を調節すればよい。冷
房に対しては、通常は散布装置２２によつて蒸発
器管群上へ散布するが、冷水温度を感知する、例
えば蒸発器１の入口付近の管路２３に設けた感知
装置５１の信号によつて冷媒液ポンプ及び濃吸収
液ポンプの動作を制御し、冷媒液と吸収器管群上
へ散布する濃吸収液の各量を変えて行なう。給湯
熱量が冷房熱量よりも下まわるような特殊な場合
は冷水温度が通常以上に上昇するので、この冷水
温度上昇信号によつて給湯系よりの信号に優先さ
せて燃焼量を調節する。この場合、Ｕ字形導管１
５の液シールは切れて冷媒蒸気の一部が凝縮器で
凝縮し、吸収液の濃縮と冷媒の散布が促進され冷
水の温度を所定値に維持する。

一方、給湯運転時には再生器８から多量の冷媒
蒸気が分離器１４を経て給湯器５に流入し、ここ
で凝縮して冷媒液を増加せしめるが、同時に濃度
が上つた吸収液が分離器１４から出て蓄液タンク
４０に蓄積される。この蓄積された濃吸収液は、
冷房の需要に応じ素早く濃吸収液ポンプ４１によ
つて熱交換器２９を経て散布装置３１に送られ吸
収器２の管群の管外面に散布され、蒸発器１の冷
凍負荷に応じて蒸発器管群の管外面に散布される
冷媒液より発生する冷媒蒸気を吸収し好適に吸収
能力を保持することになり、新たな燃焼を行なわ
なくても有効な冷房効果が得られ、大巾なエネル
ギー節減なるのである。

尚、この実施例では冷媒液溜めを蒸発器の下部
に設け、冷媒液ポンプで汲み上げて散布するよう
にしたが、仕切板４８を除いて冷媒液ポンプを省
略して凝縮器４及び給湯器５の下部に設けた冷媒
液溜めと散布装置２２を管路で連結し、その管路
に設けた自動弁の開閉によつて散布できるように
してもよい。しかし、この様に冷媒液を吸収液系
へ戻してしまうのは後述するとおり省エネルギー
の点で劣る。又、蓄積タンク４０が濃吸収液系路
に設けられるのが好適ではあるが、例えば稀吸収
液系の稀吸収液溜めを大きくして兼用するので
は、蓄積効果が少なく給湯運転と冷房運転の時間
的ずれの防御効果は十分には得られない。

５２は稀吸収液の熱交換器２９の入口付近又は
濃吸収液の熱交換器２０の出口付近に設けた感温
体、５３は蓄液タンク４０に設けた濃吸収液の感
温体であり、共に吸収液の晶出防止のために液温
の過低を検知して燃焼装置１１に供給する燃料の
管路３６に設けた弁３７の開度を制御し、吸収液
循環系路を適温に維持する。

以上の実施例についての説明から明らかである
ように、本発明の構成によれば、分離器から吸収
器に至る濃吸収液系路に濃吸収液を蓄積しておく
蓄液タンクを設けたから、給湯運転と冷房運転に
時間的ずれがあつても、給湯運転時に成生した濃
吸収液を後の冷房運転において有効に利用するこ
とができる。又、給湯運転で成生した冷媒液は濃
度を下げるために吸収液系へ戻さなくてもよく、
短時間の停止では濃吸収液を保有したままの状態
でも結晶のおそれもなく、結晶の防止には吸収液
系路内の液温が過冷しない程度に間欠的に燃焼量
を制御すればよいのでエネルギーの消費は無駄が
ない。

更に、実際の使用状態においては一般に給湯運
転は断続的に行なわれる場合が多く、また、給湯
と冷房の必要度合が一致せずに相互に時間的にず
れて発生するので第２図に示すように、給湯運転
時に成生された冷媒液を冷房に必要な分以外は吸
収液へ戻してしまう場合（破線で示す曲線）に比
べ、本発明のごとくその冷媒液を戻さず、かつ、
給湯運転時の濃吸収液を希釈せずに蓄積保有する
場合（実線で示す曲線）は給湯比率が高い場合に
燃料が非常に少ないという優れた効果が得られ極
めて有意義な発明である。

尚、第２図の縦軸は冷房のための燃焼量であ
り、横軸は冷房熱量に対する給湯熱量の比であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構造系統図、
第２図は燃料比較曲線図である。 １…蒸発器、２…吸収器、４…凝縮器、５…給
湯器、８…再生器、９…燃焼室、１４…分離器、
２９…熱交換器、４０…蓄液タンク、５０，５１
…感知装置、５２，５３…感知体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸収液再生器に連通した分離器の高圧室及び
   中圧室とそれぞれ連結している給湯器及び凝縮器
   を設けた吸収冷凍機において、給湯運転時に前記
   分離器で冷媒蒸気を分離した濃吸収液を一旦蓄積
   する蓄液タンクを濃吸収液系路に設けたことを特
   徴とする給湯併用型吸収冷凍機。