JP2000274860A

JP2000274860A - ヒートポンプサイクル型吸収式冷凍および暖房同時取出し機ならびに方法

Info

Publication number: JP2000274860A
Application number: JP11081949A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Takei; 俊孝武居; Tadahiko Yamamoto; 忠彦山本; Takaya Ishiguro; 貴也石黒
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2000-10-06
Anticipated expiration: 2019-03-25
Also published as: JP3397164B2

Abstract

(57)【要約】【課題】吸収式冷凍サイクルを利用して暖房を行うと
きの成績係数ＣＯＰを向上させる。【解決手段】アンモニア吸収式冷凍サイクルを形成す
る蒸発器１で、冷熱媒体から奪った熱を、吸収器２で温
伝熱管１１を流れる５０℃程度の温水などの温熱媒体に
与え、ヒートポンプの作用で暖房を行う。吸収器２は、
冷伝熱管１２も設け、暖房負荷が小さいとき、２２℃程
度の低温の冷却水などの冷却媒体を流して、全体として
必要な熱の吸収が可能となるように冷却する。通常の冷
凍運転の成績係数に暖房負荷への供給熱分の寄与による
増加分が追加され、高い成績係数を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸収式冷凍サイク
ルを用いて、冷凍装置としての運転を続けながら温水の
給湯や暖房負荷に対する暖房用の温熱の供給が可能なヒ
ートポンプサイクル型吸収式冷凍および暖房同時取出し
機ならびに方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、蒸気圧縮式冷凍装置とともに
吸収式冷凍装置が各種冷凍機や空気調和装置に用いられ
ている。蒸気圧縮式の空気調和装置では、冷媒を蒸発さ
せて冷却を行う蒸発器と、冷媒を凝縮させる凝縮器との
役割を入換える逆サイクル方式で冷凍運転と暖房運転と
を切換えることができる。このような可逆サイクル方式
の空気調和装置では、ヒートポンプとして周囲を冷却し
た熱を熱源として暖房を行うことができるので、装置の
効率の指標の１つである成績係数（ＣＯＰ）を比較的高
い状態にすることができる。

【０００３】しかしながら、蒸気圧縮式冷凍機では、フ
ロンなどの使用が規制される冷媒を使用することになる
ので、将来的に広く利用することは困難である。現在
は、フロンなどを用いない吸収式冷凍機の利用が注目を
集めている。また、吸収式冷凍機は、たとえばコージェ
ネレーションシステムを構成する場合に、比較的低温の
熱源を発生器の熱源として有効に利用することができる
ので好ましい。吸収式冷凍機は、アンモニアを冷媒とし
て水を吸収液とするアンモニア吸収式冷凍機と、臭化リ
チウム（ＬｉＢｒ）などの溶液を吸収液として水を冷媒
とする吸収式冷凍機との大別して２種類の方式が用いら
れている。このうち、水を冷媒として用いる方式では、
水の凝固点である０℃以下の低温まで用いることはでき
ない。低温まで冷却することが必要な場合は、アンモニ
ア吸収方式を用いる必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】アンモニア吸収液冷凍
機は、特に大形の装置として世界的に広く用いられてい
る。アンモニア吸収式冷凍機を備える工場などでは、冷
凍を必要とするような夏季などでは冷凍能力を最大限に
発揮させ、暖房を必要とするような冬季では冷凍だけで
はなく暖房に使用可能であることが要望されている。し
かしながら、蒸気圧縮式冷凍機の逆サイクルのように、
冷凍運転と暖房運転とを完全に切換える場合は蒸発温度
（または外気温度）の低下に伴い、極端に暖房能力が低
下する不具合が生ずる。

【０００５】本発明の目的は、効率的に冷凍運転を続け
ながら、給湯や暖房負荷への暖房用の熱を供給すること
ができるヒートポンプサイクル型吸収式冷凍および暖房
同時取出し機ならびに方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、蒸発器（１）
で冷媒を蒸発させる際の蒸発熱で冷熱媒体を冷却し、蒸
発した冷媒を吸収器（２，２９，４０）で吸収液に吸収
し、冷媒を吸収した吸収液を発生器（３）で加熱して冷
媒を蒸発させ、蒸発した冷媒を凝縮器（４）で凝縮させ
てから蒸発器（１）で蒸発させるとともに、発生器
（３）から冷媒を蒸発させた吸収液を吸収器（２，２
９，４０）に導いて吸収式冷凍サイクルを形成するヒー
トポンプサイクル型吸収式冷凍および暖房同時取出し機
であって、吸収器（２，２９，４０）は、冷媒の吸収液
への吸収熱を吸収するための温熱媒体が流通する伝熱路
（１１，３１，４１）を備え、冷熱媒体は、冷凍用また
は冷房用の負荷に供給され、温熱媒体は暖房用の負荷
（２８）に供給されることを特徴とするヒートポンプサ
イクル型吸収式冷凍および暖房同時取出し機である。

【０００７】本発明に従えば、吸収式冷凍サイクルの蒸
発器（１）では、冷熱媒体を冷媒を蒸発させる蒸発熱を
吸収することによって冷却し、冷却した冷熱媒体を冷凍
用または冷房用の負荷に供給する。吸収器（２，２９，
４０）は、蒸発器（１）で蒸発した冷媒を吸収液に吸収
させる際に発生する吸収液を温熱媒体に吸収させ、暖房
用の負荷（２８）に供給する。温熱媒体には、蒸発器
（１）で冷熱媒体から吸収した蒸発熱も吸収熱として与
えられるので、ヒートポンプの作用として効率的に暖房
や温水の加温を行うことができる。蒸発器では、冷熱媒
体を冷却する冷凍運転または冷房運転が可能であるの
で、冷凍または冷房と暖房とを並行して効率よく行うこ
とができる。

【０００８】また本発明で前記吸収器（２）は、胴体
（２１）内の上側に配置され、前記温熱媒体が流通する
伝熱路としての温伝熱管（１１）と、胴体（２１）内で
温伝熱管（１１）の下側に配置され、該温熱媒体よりも
低温の冷却媒体が流通する冷伝熱管（１２）と、胴体
（２１）内の上部に配置され、該温伝熱管（１１）およ
び該冷伝熱管（１２）に吸収液を散布するノズル（１
３）とを備えることを特徴とする。

【０００９】本発明に従えば、吸収器（２）の胴体（２
１）内には、温熱媒体が流通する温伝熱管（１１）と、
温熱媒体よりも低温の冷却媒体が流通する冷伝熱管（１
２）とが上下に配置され、ノズル（１３）から散布され
る吸収液に冷媒蒸気が吸収される際に発生する吸収熱に
よって加温される。暖房を必要とするような寒冷な時季
には、凝縮器（４）の冷却水温度も低下して、凝縮器
（４）の圧力が低下し、稀溶液濃度が減少するので、吸
収温度を高くすることができる。冷伝熱管（１２）に温
熱媒体よりも低温の冷却媒体を、たとえば冷却水などと
して流通させれば、冷伝熱管（１２）によって吸収熱を
吸収し暖房負荷が小さく、温熱媒体の需要が少ないとき
の調整を行うことができる。

【００１０】また本発明で前記吸収器（２９）は、胴体
（３０）内の上部から中間部までを仕切る仕切板（３
５）と、仕切板（３５）によって仕切られる胴体（３
０）内の一方の空間に配置され、前記温熱媒体が流通す
る伝熱路としての温伝熱管（３１）と、該温伝熱管（３
１）に吸収液を散布する温ノズル（３３）と、該仕切板
（３５）によって仕切られる胴体（３０）内の他方の空
間に配置され、該温熱媒体よりも低温の冷却媒体が流通
する冷伝熱管（３２）と、該冷伝熱管（３２）に吸収液
を散布する冷ノズル（３４）と、該温ノズル（３３）お
よび該冷ノズル（３４）に供給する吸収液の流量を調整
する弁（３７）とを備えることを特徴とする。

【００１１】本発明に従えば、吸収器（２９）の胴体
（３０）内の空間を上部から中間部まで仕切板（３５）
によって仕切り、一方の空間に温伝熱管（３１）を配置
し、他方の空間に冷伝熱管（３２）を配置する。温伝熱
管（３１）には温熱媒体を流通させ、冷伝熱管（３２）
には温熱媒体よりも低温の冷却媒体を流通させ、温ノズ
ル（３３）と冷ノズル（３４）とから吸収液をそれぞれ
散布する。弁（３７）によって、温ノズル（３３）およ
び冷ノズル（３４）に供給する吸収液の流量を調整する
ので、吸収器（２９）全体としては吸収式冷凍サイクル
で必要な吸収熱の吸収を行いながら、温伝熱管（３１）
内の温熱媒体を暖房に好適な高温に加温し、暖房負荷が
小さく、温熱媒体の需要が小さいときには、冷熱媒体に
吸収熱を吸収させることができる。

【００１２】また本発明は、前記冷ノズル（３４）に供
給する吸収液を、前記冷却媒体を用いて冷却する冷却器
（３８）をさらに含むことを特徴とする。

【００１３】本発明に従えば、吸収器（２９）内で冷伝
熱管（３２）を冷却する冷ノズル（３４）に供給する吸
収液を、冷却器（３８）で冷却するので、吸収器（２
９）内には低温の吸収液を散布することができ、暖房負
荷が減少するときなどに、冷伝熱管（３２）側での冷媒
の吸収能力を高めて多くの吸収熱を吸収させ、温伝熱管
（３１）内の温熱流体への加熱量を減少させることがで
きる。

【００１４】また本発明で前記吸収器（４０）は、前記
温熱媒体の伝熱路としての伝熱管（４１）を備え、該伝
熱管（４１）には、該温熱媒体、または外部の放熱器
（２３）で放熱するための冷却媒体のいずれかが流通す
るように、切換可能であることを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、吸収器（４０）内の伝熱
管（４１）内には、温熱媒体、または外部の放熱器（２
３）で放熱するための冷却媒体のいずれかが流通するよ
うに切換可能であるので、暖房が不要で、冷凍負荷が大
きな時季には放熱器（２３）で放熱した冷却媒体を吸収
器（４０）と凝縮器（４）に流通させ、暖房負荷が大き
くなると、主として、冷却媒体は凝縮器（４）に流通さ
せ、吸収器（４０）に温熱媒体を流通させ、吸収熱を暖
房用に利用することができる。

【００１６】また本発明は、前記吸収器（４０）から冷
媒を吸収した吸収液を発生器（３）に導く経路に、発生
器（３）からの冷媒を蒸発させた吸収液と熱交換させる
熱交換器（６）と、該熱交換器（６）に対し、冷媒を吸
収した吸収液または冷媒を蒸発させた吸収液をバイパス
させるバイパス弁（４４，４５）とを備えることを特徴
とする。

【００１７】本発明に従えば、吸収器（４０）から発生
器（３）に、冷媒を吸収した吸収液を導く経路に設ける
熱交換器（６）で、発生器（３）で冷媒を蒸発させた吸
収液を導いて熱交換を行う際に、バイパス弁（４４，４
５）を設けて、吸収液をバイパスすることができる。バ
イパス弁（４４，４５）を開けることにより、熱交換器
（６）の温度効率が低下し、より高温の吸収液を吸収器
（４０）内の伝熱管（４１）に散布することができ、よ
り高温の温熱媒体を得ることができる。

【００１８】さらに本発明は、蒸発器（１）で冷媒を蒸
発させる際の蒸発熱で冷熱媒体を冷却し、蒸発した冷媒
を吸収器（２，２９，４０）で吸収液に吸収し、冷媒を
吸収した吸収液を発生器（３）で加熱して冷媒を蒸発さ
せ、蒸発した冷媒を凝縮器（４）で凝縮させるととも
に、発生器（３）から冷媒を蒸発させた吸収液を吸収器
（２，２９，４０）に導いて形成される吸収式冷凍サイ
クルで、暖房を必要とする時季に、暖房が不要な時季の
冷却媒体よりも低温の冷却媒体を用いて凝縮器（４）を
冷却し、一部は吸収器（２，２９，４０）も冷却し、蒸
発器（１）で吸収する冷熱媒体からの熱を、暖房を必要
とする時季に暖房が不要な時季の冷却媒体よりも高温の
温熱媒体を用いて、吸収器（２，２９，４０）で回収
し、該温熱媒体で暖房負荷への熱の供給を行うことを特
徴とする吸収式冷凍サイクルを用いる暖房方法である。

【００１９】本発明に従えば、暖房を必要とする時季
は、暖房が不要な時季よりも、冷却媒体として用いる冷
却水などが低温になっているので、凝縮器（４）での凝
縮圧力が下がり、稀溶液濃度が減少し、吸収器（２，２
９，４０）内の溶液温度が高くなり、より高温の温熱媒
体を流通させることができるようになる。蒸発器（１）
で冷熱媒体を冷却して回収する熱を、吸収器（２，２
９，４０）で温熱媒体に回収するヒートポンプサイクル
を形成するので、蒸発器（１）で冷凍または冷房用に冷
熱を利用しながら、吸収器（２，２９，４０）で暖房用
の温熱を利用することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の第１形態
としての吸収式冷凍暖房装置の概略的な構成を示す。本
実施形態の吸収式冷暖房装置は、アンモニア吸収式冷凍
サイクルによって、蒸発器（１）で冷媒であるアンモニ
アが蒸発し、冷熱媒体である冷却ブラインを０℃以下に
冷却することができる。蒸発器（１）で蒸発したアンモ
ニア冷媒は、吸収器（２）で吸収液である稀溶液に吸収
される。稀溶液は、発生器（３）に送られ、加熱されて
アンモニア冷媒が蒸発し、吸収液は濃溶液になり、吸収
器（２）に送られる。発生器（３）から発生されたアン
モニア冷媒の蒸気は、凝縮器（４）で凝縮され、液冷媒
として蒸発器（１）に送られる。本発明では、後述する
ように、吸収器（２）から温水を取出すことが特徴であ
る。

【００２１】発生器（３）で吸収液であるアンモニア水
溶液を加熱すると、冷媒であるアンモニアとともに水分
も蒸発する。発生器（３）から純度の高いアンモニア蒸
気を凝縮器（４）に送るため、精留塔（５）が設けられ
る。精留塔（５）の下部には、発生器（３）からのアン
モニアと水の混合水蒸気が送られる。精留塔（５）から
は、精留に利用されたアンモニア水溶液が、発生器
（３）の上部にフィードされる。この溶液は、発生器
（３）で加熱、濃縮され、高温の稀溶液になって溶液熱
交換器（６）に送られる。

【００２２】精留塔（５）は、発生器（３）から送られ
てくる純度の低い冷媒ガス、たとえば５０〜６０％を、
高純度、たとえば９９．８％のアンモニアガスに濃縮す
る。精留塔（５）内には、バブルキャプ式等のトレイ
（７）が複数段、たとえば６〜１８段設置されている。
各トレイ（７）では、アンモニアの純度の高い濃溶液
と、アンモニアと水との混合蒸気が気液接触し、混合蒸
気中の水蒸気は濃溶液中に吸収され、その時に発生する
凝縮熱で濃溶液中のアンモニアがガス化する。トレイ
（７）の各段毎にこれを繰返すことによって、高純度の
アンモニアガスが得られる。この精留の過程で不可欠な
加熱量として、精留熱（ｑR ）がある。この精留熱ｑR
は、蒸発温度が低いほど大になる。

【００２３】凝縮器（４）は、高純度のアンモニアガス
を冷却して凝縮させ、その一部はリフラックスポンプ
（８）によって、精留塔（５）の頂部に送られ、精留の
ために利用される。凝縮したアンモニア冷媒は冷媒過冷
却器（９）からブリード熱交換器（９）を介して蒸発器
（１）に送られる。冷媒過冷却器（８）では、凝縮器
（４）からの暖かい冷媒液と、蒸発器（１）からの冷た
い冷媒ガスとを熱交換させ、冷媒液を過冷却させて冷凍
効率を向上させることができる。

【００２４】蒸発器（１）では、冷媒液であるアンモニ
ア液が伝熱管内を流れる冷熱媒体から熱を奪い、蒸発し
て純度１００％のガスになる。したがって、沸騰してい
る冷媒液側の純度は９９．８％よりも低下する。蒸発器
（１）内の冷媒液の純度を９６〜９８％に保つため、蒸
発器（１）内の冷媒液を冷媒循環量の４〜５％程度ブリ
ード熱交換器（１０）に放出する。ブリード熱交換器
（１０）は、放出された液冷媒の冷熱を回収するため、
冷媒過冷却器（９）から蒸発器（１）に送られる冷媒液
をさらに過冷却する。ブリード冷媒は、ブリード熱交換
器（１０）でガス化して、吸収器（２）で吸収液に吸収
される。

【００２５】溶液熱交換器（６）は、発生器（３）から
の高温稀溶液と、吸収器（２）からの低温濃溶液とを熱
交換させて、発生器（３）の必要熱量を削減させるとと
もに、吸収器（２）へは低温の稀溶液を送ることによっ
て、吸収器の吸収性能を向上させる。吸収器（２）で
は、吸収力の強い稀溶液を吸収器伝熱管上に散布し、伝
熱環上の溶液フィルムで冷媒ガスを吸収する。溶液ポン
プ（１４）は、吸収器（２）からの濃溶液を、高圧部の
発生器（３）に送るために使用され、約２００ｍｍＨ₂
Ｏのヘッド圧が必要であり、一般に多段式のタービン
ポンプが使用される。

【００２６】溶液制御弁（１５）は、冷熱媒体である被
冷却ブラインの温度を温度検出器（１６）で検出して、
温度制御器１７が開度を制御し、アンモニア濃溶液の循
環流量を調整する。蒸発器（１）の圧力を検出して制御
することもできる。冷凍負荷に比例した溶液循環流量に
絞るため、比例制御で弁開度が制御される。容量制御弁
（１８）は、冷凍負荷に応じた入熱量を発生器（３）に
供給するために設けられる。温度検出器（１９）が検出
する発生器（３）からのアンモニア稀溶液の温度に比例
するように、温度制御器（２０）によって比例制御によ
る弁開度の制御が行われる。

【００２７】図２は、本実施形態の吸収器（２）の概略
的な断面構成を示す。胴体（２１）内には、冷熱媒体が
流れる冷伝熱管（１２）の上方に温熱媒体である温水が
流れる温伝熱管（１１）が収納され、吸収熱を吸収して
温熱媒体の加温を行う。なお、温伝熱管（１１）および
冷伝熱管（１２）は説明の便宜上屈曲させた１本の管と
して表現しているけれども、管群として複数本を組合わ
せて構成することもでき、また直管を束ねて用いること
もできる。このことに関して、他の実施形態でも同様で
ある。

【００２８】ノズル（１３）から散布される吸収液は、
まず温伝熱管（１１）上に冷媒ガスを吸収するフィルム
を形成し、次に冷伝熱管（１２）上で冷媒ガスを吸収す
る。冷伝熱管（１２）を流れる冷却媒体である冷却水の
流量は、冷凍負荷に応じて流量制御弁（２２）で調整可
能である。冷却水の温度は、夏季には約３０℃に上がる
けれども、暖房を必要とする冬季には２２℃程度以下に
下げることができる。冷伝熱管（１２）内を流れる冷却
媒体の流量を減少させると、温伝熱管（１１）内を流れ
る温熱媒体に得られる熱量が上昇する。

【００２９】温伝熱管（１１）には、クーリングタワー
（２３）からの冷却水を、開閉弁（２４，２５）を開
き、開閉弁（２６，２７）を閉じて導くことができる。
たとえば夏季等で冷凍負荷が大きいとき、３０℃の冷却
水を温伝熱管（１１）に冷伝熱管（１２）と同様に流し
て、従来と同様な吸収器（２）の冷却を行わせることが
できる。開閉弁（２４，２５）を閉じ、開閉弁（２６，
２７）を開けば、温伝熱管（１１）に暖房負荷（２８）
に供給する５０〜５５℃の温水を流すことができる。

【００３０】図３は、本実施形態での吸収サイクルを、
ＮＨ₃−Ｈ₂Ｏ濃度エンタルピ線図上で示す。実線は冬
季、破線は夏季を示す。夏季は吸収器（２）に３０℃の
冷却水を供給して、図１にＣとして示す吸収器（２）の
出側の濃溶液の温度が約３６℃程度となるような溶液サ
イクルで吸収式冷凍サイクルが運転される。冬季は、冷
却水の温度が２２℃程度に低下するので、凝縮器（４）
での凝縮温度を下げて凝縮圧力を下げることができ、稀
溶液濃度を下げて、実線で示すように、温伝熱管（１
１）上での吸収温度を上げることができ、たとえば５５
℃程度に上昇させて、吸収器（２）から温水を得ること
ができる。

【００３１】夏季に３０℃の冷却水を用いて冷凍のみを
行うと、発生器（３）への入熱に対する蒸発器（１）か
らの冷熱供給量の比としての成績係数は、蒸発温度によ
って変わるが、一例として、冷凍サイクルＣＯＰ＝０．
５５程度の数値が得られる。冬季に、冷却水の温度が２
２℃程度に低下すると、冷凍の成績係数は若干減少し、
ＣＯＰ＝０．５程度となる。しかし、温伝熱管（１１）
に温水を流して行う暖房で、温水温度の影響を受けるが
ＣＯＰ＝０．８程度が得られるので、総合的な成績係数
は、トータルでＣＯＰ＝１．３まで向上する。

【００３２】前述のような高いＣＯＰは、冷凍運転と同
時に暖房を行うことによって実現される。すなわち、冷
凍運転で蒸発器（１）で冷熱媒体から奪った熱を、吸収
器）２）での吸収熱として発生させ、温熱媒体に吸収さ
せるヒートポンプの作用で、総合的なＣＯＰを高めるこ
とができる。

【００３３】図４は、高ＣＯＰ可能なヒートポンプサイ
クルとして使用可能な範囲を、斜線を施して示す。な
お、本発明を適用すれば、冬季のみに暖房を行うばかり
ではなく、夏季にも温水などを冷凍運転を続けながら効
率よく取出すことができる。本発明の対象となる吸収式
冷凍暖房装置は、たとえば冷凍食品工場での冷凍運転用
に設置されたり、コージェネレーションシステムを構成
したりして使用される。このような場合、冬季に暖房が
必要になるばかりではなく、夏季にもシャワーや風呂
用、あるいは洗浄用などに温水が必要になる。本発明を
適用すれば、温水を効率よく取出すことができる。

【００３４】図５は、本発明の実施の第２形態として、
吸収式冷凍暖房装置の吸収器（２９）の概略的な断面構
成を示す。吸収式冷凍サイクル全体の構成は、基本的に
図１の構成と同等であり、ＣＯＰの向上を図ることがで
きる。本実施形態で、図１の実施形態に対応する部分に
は同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実
施形態の吸収器（２９）の胴体（３０）内には、温伝熱
管（３１）と冷伝熱管（３２）とが横方向に並べて配置
される。温伝熱管（３１）および冷伝熱管（３２）の上
方には、温ノズル（３３）および冷ノズル（３４）が配
置され、胴体（３０）内部は仕切板（３５）によって上
部から中間部まで仕切られる。流量制御弁（７）は冷ノ
ズル（３４）に供給される吸収液の流量を調整するため
に設けられる。

【００３５】図６は、本発明の実施の第３形態として、
図５の実施形態と同様な吸収器（２９）で、吸収液を冷
却器（３８）を用いて２２℃の冷却水で冷却する構成を
示す。先行して説明している部分と対応する部分には同
一の参照符を付し、重複する説明は省略する。溶液循環
ポンプ（３６）によって循環する吸収液を、冷却器（３
８）内の冷却水管（３９）に２２℃の冷却水を流すこと
によって冷却し、冷ノズル（３４）から吸収器（２９）
の胴体（３０）内に散布する吸収液の温度を低下させ、
吸収能力を増大させることができる。

【００３６】図７は、本発明の実施の第４形態の概略的
な構成を示す。夏季には、クーリングタワー（２３）を
使用するため冷却水の温度は３０℃程度に上昇してしま
うけれども、気温が下がって暖房の必要性が高まると、
冷却水の温度が低下し、冷却水を使用する凝縮器（４）
での凝縮温度が低下する。吸収温度を上げることができ
るので、開閉弁（２４，２５）を閉じて、開閉弁（２
６，２７）を開いて、吸収器（４０）の伝熱管（４１）
から暖房負荷（２８）に温水を供給することができる。
暖房負荷が小さいときは、冷却器（４２）で伝熱管（４
１）に流入する温水の温度が高くなり過ぎるのを防ぐこ
とができる。冷却器（４２）には、２２℃の冷却水を冷
却水管（４３）で流通させる。

【００３７】図８は、本発明の実施の第５形態として、
図７の実施形態と同様な吸収器（４０）で伝熱管（４
１）内に５０℃の温水を供給し、５５℃程度に昇温させ
て暖房負荷に供給する構成を示す。先行して説明してい
る部分と対応する部分には同一の参照符を付し、重複す
る説明は省略する。本実施形態では、万一温水温度が５
５℃よりも下がると困るので、ノズル（１３）に供給す
る稀溶液の温度を上げる必要がある。本実施形態では、
溶液熱交換器（６）にバイパス弁（４４，４５）を設
け、溶液熱交換器（６）で熱交換を行う吸収液の流量を
１００％からたとえば５０％に低下させて、熱交換によ
って、ノズル（１３）に供給される稀溶液の温度を上昇
させて温水温度の上昇を図ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、蒸発器
（１）で冷熱媒体を冷却して冷凍用または冷房用の負荷
に冷熱を供給しながら吸収器（２，２９，４０）で温熱
媒体に熱を吸収させるヒートポンプの作用を行わせ、効
率よく冷凍運転と暖房運転とを行わせることができ、成
績係数としても冷凍運転と暖房運転とを合わせて、総合
的に高いＣＯＰを得ることができる。

【００３９】また本発明によれば、吸収器（２）の胴体
（２１）内に上下に温伝熱管（１１）と冷伝熱管（１
２）とを配置し、冷伝熱管（１２）に低温の冷却媒体を
流すことによって、暖房負荷が減少するときの調整を行
い、温伝熱管（１１）内に流す温熱媒体を、温水や暖房
に有効に利用することができる。

【００４０】また本発明によれば、吸収器（２９）の胴
体（３０）内を仕切板（３５）で仕切って温伝熱管（３
１）と冷伝熱管（３２）とを並べて配置し、冷伝熱管
（３２）に低温の冷却媒体を流すことによって、暖房負
荷が減少するときの調整を行い、温伝熱管（３１）内に
流す温熱媒体を、温水や暖房に有効に利用することがで
きる。弁（３７）によって、温伝熱管（３１）側に温ノ
ズル（３３）から散布する吸収液と冷伝熱管（３２）側
に冷ノズル（３４）から散布する吸収液との割合を調整
することができるので、効率的な運転を行うことができ
る。

【００４１】また本発明によれば、冷ノズル（３４）に
供給する吸収液の温度を冷却するので、暖房負荷が小さ
いときに、冷伝熱管（３２）側での吸収能力を向上させ
ることができる。

【００４２】また本発明によれば、吸収器（４０）内の
伝熱管（４１）に冷却媒体と温熱媒体とを切換えて流す
ことができるので、冷凍運転のみと、暖房運転との併用
とを効率よく切換えることができる。

【００４３】また本発明によれば、吸収器（４０）から
発生器（３）に送る吸収液と発生器（３）から吸収器
（４０）に送る吸収液との間で熱交換する熱交換器
（６）をバイパスして、吸収器（４０）内に散布される
吸収液の温度を上昇させることができ、伝熱管（４１）
内の温水を効率よく加温することができる。

【００４４】さらに本発明によれば、暖房を必要とする
時季に、冷却水などの冷却媒体の温度が低温になること
を利用して、高い成績効率ＣＯＰで、冷凍運転と暖房運
転とを平行して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態としての吸収式冷凍暖
房装置の全体的な構成を示す配管系統図である。

【図２】図１の実施形態の吸収器（２）の概略的な構成
を示す簡略化した断面図である。

【図３】図１の実施形態の吸収器（２）での溶液サイク
ルを示すＮＨ₃−Ｈ₂Ｏ溶液エンタルピ線図である。

【図４】図１の実施形態での冷凍負荷と使用可能な暖房
負荷との関係を示グラフである。

【図５】本発明の実施の第２形態としての吸収器（２
９）の概略的な構成を示す簡略化した断面図である。

【図６】本発明の実施の第３形態として、吸収器（２
９）に関連する構成を示す簡略化した断面図である。

【図７】本発明の実施の第４形態としての吸収器（４
０）の概略的な構成を示す簡略化した断面図である。

【図８】本発明の実施の第５形態として、溶液熱交換器
（６）のバイパスに関連する構成を示す簡略化した断面
図である。

【符号の説明】

１蒸発器２，２９，４０吸収器３発生器４凝縮器５精留塔６溶液熱交換器１１，３１温伝熱管１２，３２冷伝熱管１３ノズル１４溶液ポンプ２１，３０胴体２２，３７流量制御弁２３クーリングタワー２４，２５，２６，２７開閉弁２８暖房負荷３３温ノズル３４冷ノズル３５仕切板３６溶液循環ポンプ３８，４２冷却器３９，４３冷却水管４１伝熱管４４，４５バイパス弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石黒貴也大阪府摂津市西一津屋１番１号ダイキン工業株式会社淀川製作所内Ｆターム(参考） 3L093 AA04 BB01 BB03 BB21 BB29 BB37 BB41 BB43 BB49 LL05 MM02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発器（１）で冷媒を蒸発させる際の蒸
発熱で冷熱媒体を冷却し、蒸発した冷媒を吸収器（２，
２９，４０）で吸収液に吸収し、冷媒を吸収した吸収液
を発生器（３）で加熱して冷媒を蒸発させ、蒸発した冷
媒を凝縮器（４）で凝縮させてから蒸発器（１）で蒸発
させるとともに、発生器（３）から冷媒を蒸発させた吸
収液を吸収器（２，２９，４０）に導いて吸収式冷凍サ
イクルを形成するヒートポンプサイクル型吸収式冷凍お
よび暖房同時取出し機であって、吸収器（２，２９，４
０）は、冷媒の吸収液への吸収熱を吸収するための温熱
媒体が流通する伝熱路（１１，３１，４１）を備え、冷熱媒体は、冷凍用または冷房用の負荷に供給され、温
熱媒体は暖房用の負荷（２８）に供給されることを特徴
とするヒートポンプサイクル型吸収式冷凍および暖房同
時取出し機。
【請求項２】前記吸収器（２）は、胴体（２１）内の上側に配置され、前記温熱媒体が流通
する伝熱路としての温伝熱管（１１）と、胴体（２１）内で温伝熱管（１１）の下側に配置され、
該温熱媒体よりも低温の冷却媒体が流通する冷伝熱管
（１２）と、胴体（２１）内の上部に配置され、該温伝熱管（１１）
および該冷伝熱管（１２）に吸収液を散布するノズル
（１３）とを備えることを特徴とする請求項１記載のヒ
ートポンプサイクル型吸収式冷凍および暖房同時取出し
機。
【請求項３】前記吸収器（２９）は、胴体（３０）内の上部から中間部までを仕切る仕切板
（３５）と、仕切板（３５）によって仕切られる胴体（３０）内の一
方の空間に配置され、前記温熱媒体が流通する伝熱路と
しての温伝熱管（３１）と、該温伝熱管（３１）に吸収液を散布する温ノズル（３
３）と、該仕切板（３５）によって仕切られる胴体（３０）内の
他方の空間に配置され、該温熱媒体よりも低温の冷却媒
体が流通する冷伝熱管（３２）と、該冷伝熱管（３２）に吸収液を散布する冷ノズル（３
４）と、該温ノズル（３３）および該冷ノズル（３４）に供給す
る吸収液の流量を調整する弁（３７）とを備えることを
特徴とする請求項１記載のヒートポンプサイクル型吸収
式冷凍および暖房同時取出し機。
【請求項４】前記冷ノズル（３４）に供給する吸収液
を、前記冷却媒体を用いて冷却する冷却器（３８）をさ
らに含むことを特徴とする請求項３記載のヒートポンプ
サイクル型吸収式冷凍および暖房同時取出し機。
【請求項５】前記吸収器（４０）は、前記温熱媒体の伝熱路としての伝熱管（４１）を備え、該伝熱管（４１）には、該温熱媒体、または外部の放熱
器（２３）で放熱するための冷却媒体のいずれかが流通
するように、切換可能であることを特徴とする請求項１
記載のヒートポンプサイクル型吸収式冷凍および暖房同
時取出し機。
【請求項６】前記吸収器（４０）から冷媒を吸収した
吸収液を発生器（３）に導く経路に、発生器（３）からの冷媒を蒸発させた吸収液と熱交換さ
せる熱交換器（６）と、該熱交換器（６）に対し、冷媒を吸収した吸収液または
冷媒を蒸発させた吸収液をバイパスさせるバイパス弁
（４４，４５）とを備えることを特徴とする請求項５記
載のヒートポンプサイクル型吸収式冷凍および暖房同時
取出し機。
【請求項７】蒸発器（１）で冷媒を蒸発させる際の蒸
発熱で冷熱媒体を冷却し、蒸発した冷媒を吸収器（２，
２９，４０）で吸収液に吸収し、冷媒を吸収した吸収液
を発生器（３）で加熱して冷媒を蒸発させ、蒸発した冷
媒を凝縮器（４）で凝縮させるとともに、発生器（３）
から冷媒を蒸発させた吸収液を吸収器（２，２９，４
０）に導いて形成される吸収式冷凍サイクルで、暖房を必要とする時季に、暖房が不要な時季の冷却媒体
よりも低温の冷却媒体を用いて凝縮器（４）を冷却し、
一部は吸収器（２，２９，４０）も冷却し、蒸発器（１）で吸収する冷熱媒体からの熱を、暖房を必
要とする時季に暖房が不要な時季の冷却媒体よりも高温
の温熱媒体を用いて、吸収器（２，２９，４０）で回収
し、該温熱媒体で暖房負荷への熱の供給を行うことを特徴と
するヒートポンプサイクル型吸収式冷凍および暖房同時
取出し方法。