JP2009002540A - 吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸収器における吸収液の過冷却を防止することにより、当該吸収液の吸収能力を低下させずに、エネルギー効率を向上させて、成績係数（ＣＯＰ値）の低下を防止できる吸収式冷凍機を提供する。
【解決手段】蒸発器１、吸収器２、再生器３、凝縮器４を備えるとともに、吸収器２と再生器３との間で、吸収液Ｄが循環する吸収液循環路７を備え、吸収器２において冷媒が吸収されて希吸収液Ｄ１が生成され、再生器３において冷媒が蒸発して濃吸収液Ｄ２が生成されて作動する吸収式冷凍機１００であって、再生器３から吸収器２に流通する濃吸収液Ｄ２を外部から導入された冷却媒体Ｃとの熱交換により冷却する吸収器用熱交換器５を、吸収器２の外部の吸収液循環路７に備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸収器内に吸収液を有する吸収式冷凍機、さらに詳しくは、冷媒液を蒸発させる蒸発器と、蒸発器で発生した冷媒蒸気を吸収液に吸収させて希吸収液を生成する吸収器と、吸収器で生成した希吸収液を加熱手段で加熱して冷媒蒸気と濃吸収液とに分離再生する再生器と、再生器で再生した冷媒蒸気を液化させる凝縮器とを備えた吸収式冷凍機に関する。

上記のような吸収式冷凍機は、冷媒液を蒸発器において蒸発させ、この蒸発による気化熱で蒸発器内の熱交換器を通流する冷却対象媒体を冷却し、冷房等の冷熱需要に対応することができる。
このような従来の吸収式冷凍機として、例えば、特許文献１が挙げられる。
特許文献１には、図３に示すように、冷媒液としての水を低圧力下で蒸発させる蒸発器５０と、蒸発器５０で発生した水蒸気を吸収液に吸収させて希吸収液を生成する吸収器５１と、吸収器５１で生成した希吸収液を加熱手段５２で加熱して水蒸気と濃吸収液とに分離再生する再生器５３と、再生器５３で再生した水蒸気を液化させる凝縮器５４とを備え、吸収器５１と再生器５３との間で吸収液が循環するように構成された吸収式冷凍機６０が開示されている。
したがって、吸収液は、濃度を変化させられた状態で吸収器５１と再生器５３との間を循環し、冷媒は、相状態を変化させられた状態で蒸発器５０、吸収器５１、再生器５３、蒸発器５４の間を移流するサイクルを繰り返すこととなる。
ここで、上記サイクルでは、蒸発器５０においては水蒸気の蒸発による気化熱で蒸発器５０内の熱交換器５５を流通する冷却対象媒体から熱を奪って冷却し、当該冷却対象媒体により回収した冷熱を有効に冷房等の冷熱需要に供給することができ、また、吸収器５１においては濃吸収液が吸収器５１内でスプレーされて水蒸気を吸収する際の吸収熱を、熱交換器５６を流通する冷却媒体により回収して外部に捨てることにより、吸収器５１内の吸収液の温度上昇を防止することができる。

特開平１−２１９４５３号公報

上記従来の吸収式冷凍機６０では、熱交換器５６により吸収器５１内の吸収液の温度を作動に必要な適温に保つ。
しかしながら、このような従来の吸収式冷凍機６０では、以下の現象が発生することが判明した。
吸収器５１内の熱交換器５６には比較的低温の冷却媒体（通常、冷却水）が流通しており、当該熱交換器５６に再生器５３で生成された濃吸収液をスプレーする際には、吸収により発生する吸収熱を系外に出すため冷却媒体で冷却し、冷媒の吸収を促進するが、当該濃吸収液が水蒸気を吸収して希吸収液となり、何らかの理由でこの希吸収液が多量に生成された場合等には、熱交換器５６の一部がこの希吸収液に接触して、その熱交換部位で希吸収液を過冷却してしまうことがあった。冷媒の凝縮吸収温度は概ね冷却媒体の温度で決まるが、このような現象を起こしている状態では、過冷却分だけ当該冷媒の凝縮吸収温度が冷却媒体の温度より高くなることとなり、吸収式冷凍機６０の成績係数（ＣＯＰ値）を低下させることとなっていた。

本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、吸収器における吸収液の過冷却を防止することにより、当該吸収液の吸収能力を低下させずに、エネルギー効率を向上させて、成績係数の低下を防止できる吸収式冷凍機を提供する点にある。

この目的を達成するために、本発明にかかる吸収式冷凍機の第１特徴構成は、蒸発器、吸収器、再生器、凝縮器を備えるとともに、前記吸収器と前記再生器との間で、吸収液が循環する吸収液循環路を備え、前記吸収器において冷媒が吸収されて希吸収液が生成され、前記再生器において前記冷媒が蒸発して濃吸収液が生成されて作動する吸収式冷凍機であって、前記再生器から前記吸収器に流通する前記濃吸収液を外部から導入された冷却媒体との熱交換により冷却する吸収器用熱交換器を、当該吸収器の外部の前記吸収液循環路に備えた点にある。

上記第１特徴構成によれば、上記吸収器用熱交換器を吸収器の外部であって、吸収器と吸収器用熱交換器とを連通する吸収液循環路に配置するので、吸収器用熱交換器内において、吸収式冷凍機の外部から導入された比較的低温の冷却媒体と吸収液循環路を流通する濃吸収液との間で熱交換を行って、吸収式冷凍機の運転を良好に維持できる。また、吸収器内に熱交換器を設ける必要がないため、吸収器内に熱交換器が存在することにより、その近傍の希吸収液が過冷却となるという問題は起こり得ない。
したがって、過冷却部位の発生に伴う余分な冷媒の凝縮吸収温度の上昇を招くことがなくなり、成績係数（ＣＯＰ値）の低下を防止することができる。

本発明にかかる吸収式冷凍機の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加え、前記吸収液循環路が、前記吸収器から前記再生器に前記希吸収液を流通する往路と、前記再生器から前記吸収器に前記濃吸収液を流通する復路とを備えて構成され、前記往路と前記復路との間に、前記往路を流通する前記希吸収液の一部を前記復路における前記吸収器用熱交換器の上流側に直接導入するバイパス路を設けた点にある。

上記第２特徴構成によれば、上記吸収液循環路を流通する吸収器からの希吸収液の一部を、再生器を経由せずに吸収器用熱交換器を経由して直接吸収器に戻すバイパス路を設けているので、吸収器からの比較的低温の希吸収液の一部を、再生器において加熱されて比較的高温の濃吸収液と合流させて吸収器用熱交換器に流通させることによって、吸収器に戻る吸収液（希吸収液及び濃吸収液）の全てを充分に冷却して、吸収器内における吸収能力を向上させることができるとともに、比較的低温の希吸収液の一部が再生器において加熱されてしまうことを防止して、再生器内に投入するエネルギーを節約できる。この際、上記吸収液循環路の往路において、吸収器とバイパス路との間にポンプを設置しておけば、単一のポンプで上記作用効果を充分に発揮することができる。

本発明にかかる吸収式冷凍機の第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、前記吸収液循環路における前記吸収器用熱交換器と前記吸収器との間にエゼクターを設け、前記濃吸収液と前記蒸発器からの冷媒蒸気とを混合する点にある。

上記第３特徴構成によれば、吸収器内で吸収液に冷媒蒸気が吸収される場合において、濃吸収液と蒸発器からの冷媒蒸気との混合を促進し、冷媒蒸気の吸収を容易にすることができる。
すなわち、吸収器用熱交換器において冷却された濃吸収液をエゼクターの駆動流体とし、冷媒蒸気を吸入流体として混合することにより、濃吸収液と冷媒蒸気とを細かな粒子とすることで混合状態がよく、確実な混合をすることができ、濃吸収液に冷媒蒸気の吸収が容易な状態として、吸収効率を向上させることができる。
これにより、冷媒蒸気を混合する際に動力を必要とするポンプ等の駆動源を設けなくても濃吸収液の吸収能力の向上を図ることができるとともに、ポンプ等が消費するエネルギーを不要として、ＣＯＰ値を向上させることができる。

本発明に係る吸収式冷凍機１００の実施形態について図面に基づいて説明する。
この吸収式冷凍機１００は、図１に示すように、単効用吸収式冷凍機であり、冷媒液を蒸発させる蒸発器１、この蒸発器１で発生した冷媒蒸気を受け入れて、濃吸収液に吸収させ濃度の低い希吸収液を生成する吸収器２、この吸収器２で生成された希吸収液を受け入れて、濃度の高い濃吸収液として再生する再生器３、この再生器３で生成される冷媒蒸気を受け入れて、冷媒液として凝縮させて外部に熱を放出する凝縮器４、濃吸収液と冷却媒体とで熱交換させる吸収器用熱交換器５、希吸収液と濃吸収液とで熱交換させる再生濃吸収液熱交換器６、吸収器２と再生器３との間で吸収液を循環させる吸収液循環路７、再生器３、凝縮器４、蒸発器１、吸収器２の順で冷媒を流通させる冷媒流通路８、希吸収液を加熱して濃吸収液とする加熱手段１０、濃吸収液をスプレーして冷媒蒸気と混合する混合手段としての噴霧器１１を備えて構成されている。
この吸収式冷凍機１００には、吸収液としての臭化リチウム水溶液、冷媒（冷媒液、冷媒蒸気）としての水が封入されている。
そして、蒸発器１には、冷却対象媒体Ｕが流通する蒸発器用熱交換器１ａが設けられ、再生器３には、温水Ｈが流通する加熱手段１０が設けられ、凝縮器４には、冷却媒体Ｃが流通する凝縮器用熱交換器４ａが設けられている。

この吸収式冷凍機１００を構成する各機器について、図１に基づいて説明する。

蒸発器１は、冷媒液としての水Ｌを蒸発させる機器であり、蒸発した冷媒蒸気としての水蒸気Ｓを後述する吸収器２に導入することができるように当該吸収器２と連通されている。また、水蒸気Ｓの蒸発により、蒸発器用熱交換器１ａ内を流通する冷却対象媒体Ｕから気化熱を奪い、当該冷却対象媒体Ｕを冷却する。なお、水Ｌは、後述する凝縮器４から絞り弁Ｔ１を介して供給される。

吸収器２は、後述する再生器３から送り返されてくる濃度の高い濃吸収液Ｄ２に水蒸気Ｓを吸収させて希吸収液Ｄ１を生成する機器であり、蒸発器１にて発生した水蒸気Ｓを導入し、後述する再生器３から送り返される濃吸収液Ｄ２と混合して当該水蒸気Ｓを吸収させ希吸収液Ｄ１を生成する。吸収器２は、希吸収液Ｄ１を後述する再生器３に送り返すことができ、再生器３で生成した濃吸収液Ｄ２を吸収器２に送り返すことができるように、後述する吸収液循環路７により再生器３と連通されている。吸収器２には、濃吸収液Ｄ２と水蒸気Ｓとを混合する混合手段としての噴霧器１１を備え、吸収器２内で当該濃吸収液Ｄ２を噴霧して、水蒸気Ｓと良好に混合することができるように構成されている。
なお、本願における吸収器２内には、従来設けられていた冷却媒体Ｃが流通する熱交換器は設けられていない。

再生器３は、希吸収液Ｄ１を加熱手段１０で加熱して水蒸気Ｓと濃吸収液Ｄ２とに分離再生する機器であり、吸収器２にて生成された希吸収液Ｄ１をポンプＰを介して導入し、加熱手段１０を流通する温水Ｈとの熱交換により当該希吸収液Ｄ１が、高濃度で高温の濃吸収液Ｄ２と高温の水蒸気Ｓとに分離再生される。再生器３は、この高温の濃吸収液Ｄ２を吸収器２に送り、一方、高温の水蒸気Ｓは後述する凝縮器４に送ることができるようにそれぞれと連通されている。

凝縮器４は、水蒸気Ｓを凝縮させて液化する機器であり、再生器３にて分離再生された水蒸気Ｓを導入することができるように当該再生器３と連通されている。凝縮器４は、当該水蒸気Ｓを凝縮器用熱交換器４ａを流通する冷却媒体Ｃとの熱交換により凝縮液化させる。凝縮器４は、凝縮液化されて生成される水Ｌを、絞り弁Ｔ１を介して蒸発器１に送ることができるように当該蒸発器１と連通されている。

また、図１に示すように、これら蒸発器１、吸収器２、再生器３、凝縮器４間には、上記吸収液Ｄ（希吸収液Ｄ１、濃吸収液Ｄ２）、冷媒（水Ｌ、水蒸気Ｓ）をそれぞれ流通させることができる流通路が設けられている。

吸収器２と再生器３との間には、吸収液Ｄを、循環的に流通させることができる吸収液循環路７が形成されている。
吸収液循環路７は、吸収器２から希吸収液Ｄ１を、濃度変化を伴いながら、後述するポンプＰ、再生濃吸収液熱交換器６を介して再生器３に流通させ、再生器３にて再生された濃吸収液Ｄ２を再生濃吸収液熱交換器６、三方弁Ａ、吸収器用熱交換器５、絞り弁Ｔ２を介して吸収器２に流通させて、吸収液Ｄ（希吸収液Ｄ１、濃吸収液Ｄ２）を吸収器２と再生器３との間で循環させることができる。
したがって、この吸収液循環路７は、吸収器２から再生器３に希吸収液Ｄ１を流通する往路７ａと、再生器３から吸収器２に濃吸収液Ｄ２を流通する復路７ｂとを備えて構成されており、この往路７ａと復路７ｂとの間に、往路７ａを流通する希吸収液Ｄ１の一部を復路７ｂにおける吸収器用熱交換器５の上流側に直接導入可能なバイパス路９が設けられている。
バイパス路９は、吸収器２から再生器３に供給される比較的低温の希吸収液Ｄ１の一部と、再生器３から吸収器２に供給される比較的高温の濃吸収液Ｄ２とを合流させ、吸収器用熱交換器５を介して吸収器２に戻すことができるように構成されている。

再生器３、凝縮器４、蒸発器１、吸収器２の間には、冷媒（水Ｌ、水蒸気Ｓ）を、流通させることができる冷媒流通路８が設けられている。
冷媒流通路８は、再生器３において再生された高温の水蒸気Ｓを、相変化を伴いながら、再生器３、凝縮器４、絞り弁Ｔ１、蒸発器１、吸収器２の順で流通させることができるように構成されている。なお、上記冷媒（水Ｌ、水蒸気Ｓ）は吸収器２から再生器３へも移動するが、この場合は、吸収液Ｄに吸収された状態で当該吸収液とともに上記吸収液循環路７内を流通することとなる。したがって、実際には、上記冷媒（水Ｌ、水蒸気Ｓ）は吸収液循環路７及び冷媒流通路８により、蒸発器１、吸収器２、再生器３、凝縮器４の間を循環している。

吸収器用熱交換器５は、伝熱管を備えた熱交換器から構成されており、吸収液循環路７の復路７ｂにおける絞り弁Ｔ２と三方弁Ａとの間に設けられ、再生器３において再生された濃吸収液Ｄ２と冷却媒体Ｃとの間で熱交換を行うことができるように構成されている。当該冷却媒体Ｃは、吸収式冷凍機１００の外部から供給する流体であり、本実施形態では、上記凝縮器４内の凝縮器用熱交換器４ａを通流する冷却媒体Ｃと同一の流体とされている。このように冷却媒体Ｃを共用することにより、装置構成の簡略化を図るとともに、有効に熱を回収して外部に排出することができる。なお、当該冷却媒体Ｃを、吸収式冷凍機１００の外部から導入して吸収器用熱交換器５、凝縮器用熱交換器４ａを介して外部に放出可能に構成された冷却媒体流通路１３が設けられている。

再生濃吸収液熱交換器６は、伝熱管を備えた熱交換器から構成されており、吸収液循環路７の往路７ａにおけるポンプＰ（バイパス路９と往路７ａとの分岐点）と再生器３との間であって、復路７ｂにおける三方弁Ａと再生器３との間に設けられ、吸収器２において水蒸気Ｓを吸収した希吸収液Ｄ１と再生器３において再生された濃吸収液Ｄ２とで熱交換を行うことができるように構成されている。

加熱手段１０は、吸収器２から再生器３内に送られた希吸収液Ｄ１に熱を供給する機器であり、当該希吸収液Ｄ１に吸収された冷媒を水蒸気Ｓとして蒸発させて、濃吸収液Ｄ２と水蒸気Ｓとに分離再生することができる。例えば、伝熱管に温水Ｈを供給して希吸収液Ｄ１を加熱可能な熱交換器により構成する。

噴霧器１１は、濃吸収液Ｄ２を霧状にスプレーすることができる機器であり、再生器３において再生された濃吸収液Ｄ２を、吸収器２内の上部から霧状に噴霧し、蒸発器１から導入される水蒸気Ｓと良好に混合することができるように構成されている。

三方弁Ａは、吸収液循環路７の復路７ｂにおいて再生濃吸収液熱交換器６と吸収器用熱交換器５との間に設けられ、バイパス路９を介して吸収器２から送られてくる希吸収液Ｄ１と再生器３から送られてくる濃吸収液Ｄ２とを合流させて、吸収器用熱交換器５、絞り弁Ｔ２を介して吸収器２に流量を調整しつつ、戻すことができるように構成されている。
したがって、吸収液循環路７においては、吸収液Ｄを、濃度変化を伴いながら、吸収器２からポンプＰ、バイパス路９、三方弁Ａ、吸収器用熱交換器５、絞り弁Ｔ２を介して吸収器２に循環できる循環路が形成されている。

絞り弁Ｔ１は、凝縮器４と蒸発器１との間に設けられ、凝縮器４において液化した水Ｌの圧力を開放して、水Ｌを蒸発器１へ供給できるように構成されている。
絞り弁Ｔ２は、吸収液循環路７の復路７ｂにおいて吸収器用熱交換器５と吸収器２との間に設けられ、吸収器用熱交換器５によって低温状態とされた濃吸収液Ｄ２の圧力を開放して、濃吸収液Ｄ２を吸収器２へ供給できるように構成されている。
したがって、これら２つの絞り弁Ｔ１、Ｔ２によって、再生器３及び凝縮器４の圧力と、蒸発器１及び吸収器２の圧力とを、適当な動作圧力状態に区分可能となっている。

ポンプＰは、吸収液循環路７の往路７ａにおいて吸収器２と再生濃吸収液熱交換器６（バイパス路９と往路７ａとの分岐点）との間に設けられ、三方弁Ａの開度を調整することで、吸収器２からの希吸収液Ｄ１を再生濃吸収液熱交換器６を介して再生器３に供給するとともに、バイパス路９を介して吸収器２に希吸収液Ｄ１を供給することができ、これら供給流量をそれぞれ調整することが可能に構成されている。
したがって、ポンプＰの出力に応じてそれぞれの供給流量を調整することにより、再生器３、吸収器２等における再生、吸収速度等を調整して、吸収式冷凍機１００の運転状態を変化させることができ、最適な運転状態を実現することが可能である。

次に、本願に係る吸収式冷凍機１００の動作について、図１に基づいて説明する。
本願の吸収式冷凍機１００の蒸発器１、吸収器２、再生器３、凝縮器４は、上記の様に吸収液循環路７及び冷媒流通路８により連通されて閉鎖系を形成しており、この閉鎖系は低圧条件（数ｍｍＨｇから数十ｍｍＨｇ程度）に保たれた条件下において動作をするものである。具体的には、蒸発器１及び吸収器２は、ほぼ圧力の等しい負圧状態とされ、再生器３及び凝縮器４は、それぞれ運転に適した負圧状態とされており、絞り弁Ｔ１、Ｔ２により、蒸発器１及び吸収器２の圧力は、再生器３及び凝縮器４の圧力よりも低い状態に保たれて、吸収式冷凍機１００が動作するものである。

上記条件下において、まず、三方弁Ａにおけるバイパス路９側の弁が閉じている場合について、図１に基づいて説明する。
蒸発器１内の蒸発器用熱交換器１ａを流通する冷却対象媒体Ｕから、当該蒸発器１内に存在する水Ｌが熱を奪う（冷却する）と、当該水Ｌは蒸発して水蒸気Ｓとなり冷媒流通路８を流通して吸収器２側に移流する。この際、水蒸気Ｓは、再生器３から絞り弁Ｔ２を介して供給されて噴霧器１１によりスプレーされた濃吸収液Ｄ２と良好に混合され、当該濃吸収液Ｄ２に効率よく吸収される。この濃吸収液Ｄ２は水蒸気Ｓを吸収することで、吸収熱により温度が上昇し、臭化リチウムの濃度が低下した希吸収液Ｄ１となり吸収器２の底部に貯留する。
この希吸収液Ｄ１は、ポンプＰにより吸引されて吸収液循環路７の往路７ａを流通して再生器３に供給されるが、上記吸収熱により温度が上昇しているとはいえ比較的温度が低いため、再生器３において加熱手段１０により加熱されて高温となっている濃吸収液Ｄ２と再生濃吸収液熱交換器６内で熱交換して温度を上昇させ、一方、濃吸収液Ｄ２は、温度を低下させて冷却器用熱交換器５に流通してから吸収器２に送られることとなる。これにより、加熱手段１０において希吸収液Ｄ１を加熱するためのエネルギー、吸収器用熱交換器５において濃吸収液Ｄ２を冷却するためのエネルギーを節約することができ、ＣＯＰ値の低下を防止することができる。

再生器３に供給された希吸収液Ｄ１は、加熱手段１０により加熱されて臭化リチウムの濃度が上昇した濃吸収液Ｄ２と水蒸気Ｓとに再生分離される。そして、この濃吸収液Ｄ２は、再生器３と吸収器２との圧力差により吸収器２に戻されるが、その過程で、上記のように再生濃吸収液熱交換器６で希吸収液Ｄ１と熱交換して温度が低下する。この温度が低下した濃吸収液Ｄ２は、吸収器用熱交換器５に流通させられ、吸収式冷凍機１００の外部から供給される冷却媒体Ｃとの熱交換により、水蒸気Ｓを吸収するために冷却される。この濃吸収液Ｄ２の温度は、冷却媒体Ｃの温度に依存するが概ね３２℃〜３５℃程度とされ、上記温度付近にまで冷却された濃吸収液Ｄ２は、噴霧器１１により吸収器２の上部から霧状にスプレーされて水蒸気Ｓと混合され、当該水蒸気Ｓを吸収し易い状態にされている。なお、この際には冷却媒体Ｃの温度が低くなる程、ＣＯＰ値は向上する。
したがって、濃吸収液Ｄ２の温度を冷却媒体Ｃで冷却できる限度まで冷却して濃吸収液Ｄ２の吸収能力の低下を防止しつつ、吸収器２内に存在する希吸収液Ｄ１の過冷却も防止することができ、濃吸収液Ｄ２の温度をより冷却媒体Ｃの温度に近づけて、ＣＯＰ値の低下を防止することができる。
また、再生器３において再生された水蒸気Ｓは、冷媒流通路８を流通して凝縮器４に移流し、凝縮器４内の凝縮器用熱交換器４ａを流通する冷却媒体Ｃと熱交換して液化させられて水Ｌが生成され、凝縮熱を当該冷却媒体Ｃに放出して吸収式冷凍機１００の外部に熱を捨てることができる。この水Ｌは、冷媒流通路８を流通し、絞り弁Ｔ１を通過して圧力が低下した状態で、蒸発器１に流入する。この蒸発器１内には、上述の通り、冷却対象媒体Ｕが流通する蒸発器用熱交換器１ａが設けられており、蒸発器１内に流入した水Ｌは、冷却対象媒体Ｕとの熱交換により蒸発させられて水蒸気Ｓを発生し、冷却対象媒体Ｕを蒸発熱により冷却して吸収式冷凍機１００の外部に冷熱を供給することができ、当該水蒸気Ｓは、吸収器２に移流して、上記動作が繰り返されることとなる。

次に、三方弁Ａにおけるバイパス路９側の弁の開度が調整されている場合について説明する。
上述の通り、三方弁Ａにおけるバイパス路９側の弁が閉じている場合には、吸収器用熱交換器５及び再生濃吸収液熱交換器６のみにより吸収器２に供給される濃吸収液Ｄ２を冷却していたが、冷却負荷によっては、三方弁Ａにおけるバイパス路９側の弁の開度を調整して吸収器２から再生器３に供給される希吸収液Ｄ１の一部を、再生器３から吸収器２に供給される濃吸収液Ｄ２と直接合流させ、当該濃吸収液Ｄ２の温度を低下させて吸収器用熱交換器５、吸収器２に供給する。
具体的には、吸収液循環路７の往路７ａを流通して吸収器２から再生器３へ供給される希吸収液Ｄ１の一部をバイパス路９に流通させ、このバイパス路９を流通してきた希吸収液Ｄ１と再生器３から流通してきた濃吸収液Ｄ２とを、復路７ｂにおける再生濃吸収液熱交換器６と吸収器用熱交換器５との間で合流させて、吸収器２側に供給できるように三方弁Ａを開いて、希吸収液Ｄ１の吸収器２への流量及び再生器３への流量を調整する。
これにより、吸収器２から再生器３に供給される比較的低温の希吸収液Ｄ１と比較的高温の濃吸収液Ｄ２とを合流して混合し、この希吸収液Ｄ１が混合された濃吸収液Ｄ２を温度低下させた状態で吸収器用熱交換器５に供給することができ、この吸収器用熱交換器５内で熱交換する冷却媒体Ｃの流量を適切にすることができる。また、吸収器２から再生器３に供給される比較的低温の希吸収液Ｄ１の全てを再生器３に供給しなくても済むことから、再生器３内の加熱手段１０において希吸収液Ｄ１を加熱するための熱を節約することができる。これにより、冷却負荷に従って好適な運転状態を確保し、ＣＯＰ値の低下を防止することができる。
上記三方弁Ａの開度は、吸収器２内と再生器３内の温度、希吸収液Ｄ１と濃吸収液Ｄ２と冷却媒体Ｃと温水Ｈの温度、流量等に基づいて適宜調整することができ、上記ポンプＰの出力をも調整することで、吸収式冷凍機１００の運転状態を所望の状態にコントロールすることができる。
なお、吸収器用熱交換器５及び再生濃吸収液熱交換器６により、吸収器２に供給される濃吸収液Ｄ２を冷却できる点は、上記三方弁Ａにおけるバイパス路９側の弁が閉じている場合と同様であるので、説明を省略する。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、吸収器２内に供給する濃吸収液Ｄ２と水蒸気Ｓとの混合を、混合手段としての噴霧器１１を用いて行うように吸収式冷凍機１００を構成したが、これに限らず、濃吸収液Ｄ２と水蒸気Ｓとを適切に混合することができる機器であれば特に制限なく用いることができ、例えば、図２に示すように、エゼクター１２を用いた吸収式冷凍機２００とすることができる。
具体的には、吸収液循環路７の復路７ｂにおいて吸収器２と吸収器用熱交換器５との間にエゼクター１２を設け、当該復路７ｂを流通する吸収器用熱交換器５で冷却された濃吸収液Ｄ２をエゼクター１２の駆動流体とし、水蒸気Ｓを吸入流体として混合することにより、濃吸収液Ｄ２と水蒸気Ｓとを細かな粒子とすることで混合状態がよく、確実な混合をすることができ、濃吸収液Ｄ２に水蒸気Ｓの吸収が容易な状態として、吸収効率を向上させることができる。これにより、水蒸気Ｓを混合する際に動力を必要とするポンプ等の駆動源を設けなくても濃吸収液Ｄ２の吸収能力の向上を図ることができるとともに、ポンプ等が消費するエネルギーを不要として、ＣＯＰ値を向上させることができる。
なお、上記実施形態では、吸収液循環路７の復路７ｂにおいて絞り弁Ｔ２を設けたが、本実施形態では、エゼクター１２が絞り弁Ｔ２の役割を担っている。
その他の構成は、上記実施形態と同様であるため、説明を省略する。

（２）上記実施形態では、吸収液として臭化リチウム水溶液を用い、冷媒として水を用いたが、これに限らず、吸収式冷凍機における吸収、再生等を適切に行うことができる吸収液と冷媒の組み合わせであれば、特に制限なく用いることができ、例えば、吸収液としてアンモニア水溶液、冷媒としてアンモニアを用いて構成することもできる。

（３）上記実施形態では、吸収液循環路７の往路７ａと復路７ｂとの間にバイパス路９を設けたが、吸収器２内の吸収液の過冷却を適切に防止できれば、このバイパス路９を設けない構成とすることもできる。

（４）上記実施形態では、加熱手段１０として伝熱管に温水Ｈを流通させて濃吸収液Ｄ１を加熱するように構成したが、濃吸収液Ｄ２を良好に加熱することができる機器であれば特に制限なく用いることができ、例えば、ガスバーナや蒸気式の加熱装置を用いることもできる。

（５）上記実施形態では、吸収式冷凍機１００として単効用吸収式冷凍機について説明したが、ＣＯＰ値の低下を防止することができる構成であれば、特に制限なく採用することができ、例えば、二重効用、三重効用の吸収式冷凍機として構成することもできる。

（６）上記実施形態では、吸収液循環路７の復路７ｂ上においてバイパス路９と合流する箇所に三方弁Ａを設けたが、吸収液循環路７及びバイパス路９を流通する吸収液Ｄを再生器３及び吸収器２に適切な流量、温度で供給することができれば、三方弁Ａを設けずに、吸収液循環路７の往路７ａ上においてバイパス路９と分岐する箇所に三方弁を設ける構成とすることも可能である。

吸収器における吸収液の過冷却を防止することにより、当該吸収液の吸収能力を低下させずに、エネルギー効率を向上させて、成績係数（ＣＯＰ値）の低下を防止できる吸収式冷凍機を提供する。

本願の実施形態に係る吸収式冷凍機の概略図 本願の別実施形態に係る吸収式冷凍機の概略図 従来の吸収式冷凍機の概略図

符号の説明

１ 蒸発器
２ 吸収器
３ 再生器
４ 凝縮器
５ 吸収器用熱交換器
６ 再生濃吸収液熱交換器
７ 吸収液循環路
７ａ 往路
７ｂ 復路
９ バイパス路
１１ 噴霧器（混合手段）
１２ エゼクター（混合手段）
１００、２００ 吸収式冷凍機
Ｓ 水蒸気（冷媒蒸気）
Ｌ 水（冷媒液）
Ｄ 吸収液
Ｄ１ 希吸収液
Ｄ２ 濃吸収液
Ｃ 冷却媒体
Ｐ ポンプ
Ａ 三方弁
Ｔ１、Ｔ２ 絞り弁

Claims (3)

1. 蒸発器、吸収器、再生器、凝縮器を備えるとともに、前記吸収器と前記再生器との間で、吸収液が循環する吸収液循環路を備え、
   前記吸収器において冷媒が吸収されて希吸収液が生成され、
   前記再生器において前記冷媒が蒸発して濃吸収液が生成されて作動する吸収式冷凍機であって、
   前記再生器から前記吸収器に流通する前記濃吸収液を外部から導入された冷却媒体との熱交換により冷却する吸収器用熱交換器を、当該吸収器の外部の前記吸収液循環路に備えた吸収式冷凍機。
2. 前記吸収液循環路が、前記吸収器から前記再生器に前記希吸収液を流通する往路と、前記再生器から前記吸収器に前記濃吸収液を流通する復路とを備えて構成され、
   前記往路と前記復路との間に、前記往路を流通する前記希吸収液の一部を前記復路における前記吸収器用熱交換器の上流側に直接導入するバイパス路を設けた請求項１に記載の吸収式冷凍機。
3. 前記吸収液循環路における前記吸収器用熱交換器と前記吸収器との間にエゼクターを設け、前記濃吸収液と前記蒸発器からの冷媒蒸気とを混合する請求項１又は２に記載の吸収式冷凍機。

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