JP2514452Y2 - 吸収サイクルの再生器装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は吸収サイクルに用いる再生器装置に関する。

［従来の技術］ 吸収サイクルは熱を効果的に利用できる冷暖房機器に
広く導入され、吸収式冷凍機、冷温水器などに使用され
ている。

この吸収サイクルにおける吸収式冷凍機は、次のよう
に熱交換を行うものである。蒸発器で冷媒を蒸発させて
被冷却流体を冷却し、発生した冷媒蒸気を吸収器で臭化
リチウム水溶液に吸収させる。吸収器では冷却液体を溶
液を冷却液体で冷却する。薄くなった溶液は再生器で加
熱流体で加熱して希溶液に含まれる冷媒を蒸発させ、発
生した冷媒蒸気を凝縮器で冷却液化した後に再び蒸発器
に戻す。一方再生器で加熱されて濃くなった溶液は吸収
器に戻す。

この吸収サイクルの再生器において加熱流体が溶液を
加熱する状態は、溶液に含まれる冷媒の温度および圧力
に影響し、この冷媒の状態は再生器での冷媒の凝縮の状
態に影響し、さらに蒸発器での被冷却液体に対する冷却
の状態に影響を与える。そして、再生器では、加熱流体
が溶液を加熱するために、一般に熱源として85℃以上の
温度の加熱流体が必要である。

この吸収サイクルに用いる再生器は、吸収器から送ら
れてきた溶液を加熱するための加熱流体として、最近で
は経済性の点で太陽光温水器で得た温水を使用すること
が行われている。この太陽光温水器は、建築構造物の屋
根などの太陽光を受けるのに適した箇所に設けた水槽に
溜めた水を太陽光の熱で加熱して温水を得るものであ
る。

［考案が解決しようとする課題］ このような従来の再生器装置では、次に述べる問題が
ある。

太陽光温水器は熱源を太陽光に依存して、天候すなわ
ち日照の状態によって温水を得る度合いが左右され、良
好な日照を期待できない天候の場合には温水を得ること
ができない。このように太陽光温水器は再生器の熱源と
しては不安定であるために、日照を期待できない天候の
場合を考慮して、日照がある時に得られた温水を貯湯槽
に溜めておき、必要に応じて貯湯槽から温水を取出して
再生器に供給するようにしている。しかし、貯湯槽で溜
めた温水を再生器に加熱流体として85℃の温度を維持し
て供給するためには、温水の熱を蓄える面から大きな貯
湯槽を設ける必要がある。

すなわち、貯湯槽から85℃の温度を供給するために
は、熱損失を考慮して87℃程度の温度の温水を貯湯して
おく必要があり、このためには大型の貯湯槽に大量の温
水を貯湯しておく手段が採用されている。

しかし、大型の貯湯槽は大きな設置スペースを占有
し、また一般の貯湯槽に比較して大変高価である。しか
も、大型の貯湯槽温水でも温水を87℃の温度で保持する
には時間的な限界があり、長い時間保持するには限界が
ある。

本考案は前記事情に基づいてなされたもので、再生器
に対して加熱流体である温水を経済的な手段で必要とす
る温度で供給できる吸収サイクルの再生器装置を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために本考案の吸収サイクルの再
生器装置は、温水管を備え吸収器から送られきた冷媒溶
液を温水管を通る温水により加熱して前記吸収器に回送
する再生器と、太陽光を受けてその熱により水を加熱し
て温水を得る太陽光温水器と、電気ヒータ、この電気ヒ
ータにより加熱されてその熱を蓄積する固体蓄熱体およ
び水を通して前記固体蓄熱体から放出される熱により加
熱する熱交換管を備えた固体蓄熱式電気温水器と、前記
太陽光温水器と前記固体蓄熱式電気温水器の熱交換管と
前記再生器の温水管に接続された前記太陽光温水器と前
記固体蓄熱式電気温水器から送られた温水を溜めて前記
再生器の温水管に供給する緩衝槽とを具備してなるもの
である。

［作用］ 再生器の熱源として太陽光温水器と固体蓄熱式電気温
水器を組合せて使用している。日照を期待できず太陽光
温水器で温水を得ることができない場合には、太陽光温
水器に代わってボイラを再生器の熱源として使用する。
吸収サイクルの負荷が多い昼間は太陽光温水器で得た温
水を再生器の加熱流体として使用し、朝や夜間には固体
蓄熱式電気温水器で得た温水を再生器に供給する。

固体蓄熱式電気温水器を採用するのは次の理由によ
る。固体蓄熱式電気温水器に使用する固体蓄熱体は小形
で高い温度の熱を蓄えることができ、温水を蓄える貯湯
槽に比較して蓄熱効率が高い。従って、固体蓄熱電気式
温水器では貯湯槽に比較して小形でありながら固体蓄熱
体が充分に蓄えた高い温度の熱を利用して温水を得、こ
の温水を再生器に加熱流体として供給できる。

一方、固体蓄熱式電気温水器の代りに、電気、油ある
いはガスを熱源とするボイラを用いることが考えられ
る。すなわち、太陽光温水器とボイラとを組合せて、全
く日照を期待できない天候の場合に太陽光温水器に代っ
てボイラを再生器の熱源として使用する。しかし、電
気、油あるいはガスを熱源とするボイラは、再生器の加
熱流体として85℃の温水を供給するためには、固体蓄熱
式電気温水器に比較して設備費が大きく嵩み経済性が大
変悪い。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図は再生器装置の全体の構成を示すもので、図中
１は吸収サイクルに設けられる再生器、２は再生器１の
熱源である太陽光温水器、３は再生器の熱源である固体
蓄熱式電気温水器、４は緩衝槽である。

再生器１は次に述べる構成をなしている。再生器１は
タンク５を備え、このタンク５に、後述する吸収器から
送られてくる冷媒溶液Ｙが流入する溶液入口６、溶液Ｙ
を吸収器に戻す溶液出口７および溶液から蒸発した冷媒
を後述する凝縮器に送る冷媒出口８が形成されている。
タンク５の内部には加熱流体である温水を通す温水管９
が設けてある。なお、温水管９には図示しない給水源か
ら水が供給される。

太陽光温水器２は次に述べる構成をなしている。温水
を得るための水を溜める水槽10を有するもので、この水
槽10には温水出口11aおよび温水入口11bが設けられてい
る。水槽10は建築構造物の屋根などのようにできるだけ
日照条件が良い所に設置する。なお、水槽10には図示し
ない給水源から水が供給される。

固体蓄熱式電気温水器３は第２図および第３図に述べ
る構成をなしている。本体ケース12の内部の上部には固
体蓄熱体13が設けられ、この固体蓄熱体13の内部には風
道14が形成されている。固体蓄熱体13の内部には図示し
ない電源に接続された電気ヒータ15が設けられている。
本体ケース12の内部の下部は空間部とされ、この空間部
には送風機16と、この送風機16の吸込み側に位置する熱
交換管17が設けてあり、この管17には多数の熱伝導用フ
ィン18が取り付けてある。

緩衝槽４は、再生器１の温水管９の両端、太陽光温水
器２の温水入口出口11aおよび温水入口11bおよび固体蓄
熱式電気温水器３の熱交換管17の両端が夫々接続管路を
介して接続されている。

このように構成された再生器装置の作用について説明
する。

太陽光温水器２では、水槽10に溜めた水を太陽光の熱
により加熱して所定温度の温水を得る。この温水は水槽
10の温水出口11aから接続管路を経て緩衝槽４に送られ
る。

固体蓄熱式電気温水器３では次の作用により温水が得
られる。夜間の深夜電力を利用して所定時間電気ヒータ
15により固体蓄熱体13を加熱し、この加熱により得られ
た熱を固体蓄熱体13で蓄積する。緩衝槽４に存在する温
水（水）を接続管路を経て熱交換管17に通し、再び接続
管路を経て緩衝槽４に戻す。送風機16を回転して、固体
蓄熱体13の風道14および本体ケース12の下部空間に存在
する空気を送風機16、風道14、熱交換管17の順で通過す
るように流す。ここで空気が固体蓄熱体13の風道14を流
れる時に固体蓄熱体13が放出する熱により加熱され所定
の温度まで温度上昇する。温度上昇した空気は熱交換管
17を通過する時に、熱交換管17を流れる温水（水）を加
熱する。これにより熱交換管17を流れる水は温度上昇し
て緩衝槽４に戻る。

緩衝槽４に溜められた所定温度の温水は接続管路を経
て再生器１の温水管９に流れ、さらに接続管路を経て再
び緩衝槽４に戻る。再生器１では、吸収サイクルの吸収
器から送られてきた冷媒溶液が溶液入口６からタンク７
の内部に入り温水管９と接触する。これにより冷媒溶液
が温水管９を流れる温水により加熱される。冷媒溶液は
冷媒が蒸発する温度まで加熱する。溶液に含まれる冷媒
は蒸発してタンク５の冷媒出口８から凝縮器に送られ
る。溶液は溶液出口７から吸収器に送られる。

しかして、基本的に必要とする太陽光の日照が得られ
る季節の日中は太陽光温水器２で得た温水を緩衝槽４に
供給し、この温水を緩衝槽４から再生器１の温水管９に
供給する。また、必要とする太陽光の日照が得られない
季節の日中、また必要とする太陽光の日照が得られる季
節の日中でも天候により日照が得られない場合、さらに
は吸収サイクルを夜間運転する場合には、固体蓄熱式電
気温水器３で温水を得て緩衝槽４に供給し、この温水を
緩衝槽４から再生器１の温水管９に供給する。緩衝槽４
から再生器１の温水管９に流れた温水は冷媒溶液との熱
交換により温度低下して緩衝槽４に戻る。このため、再
生器１での熱交換による温度低下を考慮して緩衝槽４に
溜める温水の温度を設定する。緩衝槽４での温水の温度
を維持するために、緩衝槽４の温水を接続管路を介して
太陽光温水器２または固体蓄熱式電気温水器３に送り、
太陽光温水器２または固体蓄熱式電気温水器３で加熱し
て再び緩衝槽１に戻す。

緩衝槽４の機能は次の通りである。その一つは、太陽
光温水器２と固体蓄熱式電気温水器３が相互に不必要な
緩衝を及ぼすことを防止するためである。すなわち、太
陽光温水器２と固体蓄熱式電気温水器３の一方が再生器
１に対して温水を供給する時に、一旦温水を緩衝槽４に
待機させた後再生器１に供給することにより、他方に対
して温水が移動して影響を及ぼすことを防止している。

その二は、再生器１の負荷特性と固体蓄熱式電気温水
器３の出力特性（主として時定数）のマッチングをとる
ためである。すなわち、再生器１の負荷が上昇する時に
固体蓄熱式電気温水器３の出力が追従できないことがあ
り、また再生器１の負荷が低下した時に固体蓄熱式電気
温水器３の出力が大きいこともある。そこで、あらかじ
め緩衝槽４で所定温度の温水を所定量蓄えておくことに
より、再生器１の負荷の変動に対応して温水を供給する
ことができる。

このようにして再生器１に対して安定して必要な温度
の温水を安定して供給できる。このため、再生器１では
温水により冷媒溶液を必要な温度で安定して加熱するこ
とができる。

そして、この実施例では、固体蓄熱式電気温水器に使
用する固体蓄熱体は小形で高い温度の熱を蓄えることが
でき、温水を蓄える貯湯槽に比較して蓄熱効率が高い。
従って、固体蓄熱式電気温水器では貯湯槽に比較して小
形でありながら固体蓄熱体が充分に蓄えた高い温度の熱
を利用して温水を得、この温水を再生器に加熱流体とし
て供給できるので、経済性が大変高い。

ここで、箇所の温度について説明する。再生器１では
冷媒溶液の冷媒を蒸発させるために溶液を85℃で加熱す
る。このため緩衝槽１を加熱流体として85℃の温度の温
水を再生器１に供給する。そこで、太陽光温水器２では
温度87℃の温水を得て緩衝槽４に供給する。また、固体
蓄熱式電気温水器３では温度87℃の温水を得て緩衝槽４
に供給する。このため固体蓄熱式電気温水器３の固体蓄
熱体は温度87℃程度の温度の熱を蓄えるものとする。

本考案の再生器装置を用いた吸収式サイクルの一例で
ある吸収式冷凍機について第４図を参照して説明する。
蒸発器21で冷媒が非加熱流体を冷却する。この時、溶液
から冷媒の一部が蒸発して吸収器22にて臭化リチウム溶
液に吸収される。冷媒を含んだ溶液は熱交換器23を経て
再生器１で温水により加熱され、再び熱交換器23でを経
て吸収器22に戻る。また、再生器１では溶液から冷媒が
蒸発し、この冷媒蒸気は凝縮器24で冷却されて再び蒸発
気器21に戻される。吸収器22と凝縮器24には冷却水を供
給する。また、蒸発器21で冷却された被冷却流体例えば
冷水は空調機25の冷媒として使用する。26は水移送用の
ポンプ、27は冷却塔である。

なお、本考案の装置は吸収式冷凍機に限らず、吸収式
温水器、吸収式ヒートポンプなどにも使用できる。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、再生器に対して
加熱流体である温水を供給する熱源として太陽光温水器
に加えて固体蓄熱式電気温水器を使用するので、再生器
に対して加熱流体である温水を経済的な手段で必要とす
る温度で安定して供給できる吸収サイクルの再生器装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は再生器装置の
構成を示す図、第２図および第３図は固体蓄熱式電気温
水器を示す断面図、第４図は吸収サイクルを示すフロー
シート図である。 １……再生器、２……太陽光温水器、３……固体蓄熱式
電気温水器、４……緩衝槽。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−196567（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−188472（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−105546（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】温水管を備え吸収器から送られてきた冷媒
   溶液を温水管を通る温水により加熱して前記吸収器に回
   送する再生器と、太陽光を受けてその熱により水を加熱
   して温水を得る太陽光温水器と、電気ヒータ、この電気
   ヒータにより加熱されてその熱を蓄積する固体蓄熱体お
   よび水を通して前記固体蓄熱体から放出される熱により
   加熱する熱交換管を備えた固体蓄熱式電気温水器と、前
   記太陽光温水器と前記固体蓄熱式電気温水器の熱交換管
   と前記再生器の温水管に接続され前記太陽光温水器と前
   記固体蓄熱式電気温水器から送られた温水を溜めて前記
   再生器の温水管に供給する緩衝槽とを具備してなる吸収
   サイクルの再生器装置。