JP2567662B2

JP2567662B2 - 空冷式二重効用吸収冷凍機

Info

Publication number: JP2567662B2
Application number: JP63117667A
Authority: JP
Inventors: 貴雄田中; 米造井汲; 唯人小林
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1996-12-25
Anticipated expiration: 2011-12-25
Also published as: JPH01285753A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は空冷凝縮器、空冷吸収器を有する空冷二重効
用吸収冷凍機の改良に関する。

（ロ）従来の技術一般に、空冷の吸収器や凝縮器を有する吸収冷凍機に
おいては、水冷式吸収冷凍機の冷却水と同温レベルの冷
却空気を用いた場合、水冷式のものにくらべ、機内の飽
和蒸気圧、飽和温度が高くなりやすく、冷凍出力の温度
レベルが高くなると共に冷凍効率も低くなりやすい欠点
がある。

そこで、冷凍効率を高めると共に冷凍出力の温度レベ
ルも低くするための従来の技術として、例えば特公昭58
−15702号公報でみられるように、蒸発器の熱交換用コ
イルと空冷吸収器の冷却用コイルとの間に熱交換器を設
け、この熱交換器の冷却用コイル側には冷媒液の一部を
散布すると共に蒸発器の熱交換用コイル側には濃吸収液
の一部を散布する構成の水−リチウム塩系空冷式二重効
用吸収冷凍機〔上記公報の第３図参照〕が提案されてい
る。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記した従来の空冷式二重効用吸収冷凍機において
は、その熱交換器の一方の側に冷媒液を流してその気化
潜熱で他方の側の濃吸収液を冷やすことにより、その飽
和蒸気圧・温度を下げて蒸発器内の飽和温度を低めるよ
うにしたものであるから、吸収器の冷却空気〔外気〕の
温度の高い夏期にあっても冷房に十分な低温レベルの冷
凍出力を取出し得る利点がある。それ故、効率の良い二
重効用吸収冷凍機の空冷化を実現し得るものとしての価
値がある。しかし、酷暑の日などのように外気温の高い
とき、空冷凝縮器内の飽和温度・蒸気圧の上昇に伴ない
高温再生器内のそれの過度の上昇を招きやすく、水−リ
チウム塩系二重効用吸収冷凍機の高温再生器の構造特性
に起因してその伝熱管の腐食や損傷を引起しやすい欠点
がある。

本発明は、従来の水−リチウム塩系空冷式二重効用吸
収冷凍機の上記欠点に鑑み、外気温の高いときにも、高
温再生器内の蒸気圧・温度の過度の上昇を防ぐことの可
能な空冷式二重効用吸収冷凍機の提供を課題としたもの
である。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、高温再生器、低温再生器、空冷凝縮器、蒸
発器、空冷吸収器、低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換
器などの機器を配管接続して冷媒と吸収液との循環路を
形成した空冷式二重効用吸収冷凍機において、循環路
は、空冷吸収器から低温溶液熱交換器および高温溶液熱
交換器を経て高温再生器に至る希吸収液管路と、高温再
生器から高温溶液熱交換器および低温溶液熱交換器を経
て空冷吸収器に至る濃吸収液管路と、低温溶液熱交換器
から高温溶液熱交換器に至る希吸収液管路から弁を介し
て分岐して低温再生器に至る希吸収液管路と、低温再生
器から低温溶液熱交換器に至り低温再生器からの濃吸収
液が高温再生器からの濃吸収液と合流する濃吸収液管路
と、高温再生器から低温再生器に至る冷媒蒸気管路と、
低温再生器から空冷凝縮器に至る冷媒ドレン管路と、低
温再生器から空冷凝縮器に至る冷媒蒸気通路と、高温再
生器からの冷媒蒸気が低温再生器をバイパスして空冷凝
縮器に流れるように弁を介して設けられたバイパス管路
とを備え、空冷凝縮器および空冷吸収器の冷却空気が設
定温度を超えた場合に夫々の弁の開閉を切換えて高温再
生器からの冷媒蒸気および濃吸収液が低温再生器をバイ
パスするよう構成されている空冷式二重効用吸収冷凍機
を提供するものである。

（ホ）作用本発明の空冷式二重効用吸収冷凍機においては、外気
温の高いときに、冷媒と吸収液が低温再生器をバイパス
して循環することにより、一重効用の吸収冷凍サイクル
を生成する作用がある。このため、高温再生器内の飽和
温度・蒸気圧は空冷凝縮器内のそれとほぼ等しくなり、
二重効用のサイクル時とくらべ高温再生器内の温度・蒸
気圧がはるかに低くなる。したがって、酷暑の日などの
ように外気温の高いときにも高温再生器内の過度の圧力
上昇、温度上昇を防ぐことができ、その構造部材の腐食
や損傷などを軽減することができる。

また、二重効用のサイクル時には、空冷吸収器からの
希吸収液は低温溶液熱交換器及び高温溶液熱交換器を経
て高温再生器へ送られ、低温溶液熱交換器では希吸収液
が高温溶液熱交換器からの濃吸収液と低温再生器からの
濃吸収液と熱交換して加熱され、更に高温溶液熱交換器
では低温溶液熱交換器からの希吸収液が高温再生器から
の高温の濃吸収液と熱交換して加熱され、温度上昇した
希吸収液が高温再生器へ送られるため、運転効率を向上
することができ、かつ、一重効用の冷凍サイクル時に
も、低温溶液熱交換器では希吸収液が高温溶液熱交換器
からの濃吸収液と熱交換して加熱され、更に高温溶液熱
交換器では低温溶液熱交換器からの希吸収液が高温再生
器からの高温の濃吸収液と熱交換して加熱され、低温溶
液熱交換器と高温溶液熱交換器との双方で温度上昇した
希吸収液が高温再生器へ送られるため、運転効率を向上
することが可能になる。

（ヘ）実施例図面は本発明の一実施例としての空冷式二重効用吸収
冷凍機の概略構成説明図である。

図において、（１）は高温再生器、（２）は低温再生
器、（３）は空冷凝縮器、（４），（５）は第1,第２蒸
発器、（６），（７）は第1,第２空冷吸収器、（８），
（９）は低温，高温溶液熱交換器、（10），（11）は第
1,第２吸収液用ポンプ、（12）は冷媒液用ポンプであ
り、これら機器は冷媒蒸気用のダクト（13）、凝縮した
冷媒液の流れる管路（14）、冷媒液の還流用管路（1
5）、濃吸収液の流れる管路（16），（17），（18），
（19）、中間濃度の吸収液の送られる管路（20）、希吸
収液の送られる管路（21），（22），（23），（24）、
気化冷媒用の第1,第２ダクト（25），（26）、高温の冷
媒蒸気用の管路（27）、冷媒ドレン用の管路（28）で接
続されて冷媒〔水〕と吸収液〔臭化リチウム水溶液〕の
循環路が形成されている。

（Ｂ）は高温再生器（１）のバーナーであり、（29）
は燃焼ガスの流路、（Ｆ）は燃料の供給路である。（3
0）は送風機で、これにより外気が第２吸収器（７）か
ら第１吸収器（６）を経て凝縮器（３）へ送られるよう
になっている。

（31）は低温再生器（２）の加熱器、（32），（33）
はそれぞれ第1,第２蒸発器（４），（５）の冷水器、
（34），（35），（36）は冷水器（32），（33）を直列
に接続した冷水用管路で、これら管路は冷房用の室内熱
交換ユニット〔図示せず〕と結ばれている。（37），
（38），（39），（40），（41）はそれぞれ低温再生器
（２）、第1,第２蒸発器（４），（５）、第1,第２吸収
器（６），（７）用の液散布器であり、液散布器（4
0），（41）によって散布された吸収液はそれぞれ第1,
第２吸収器（６），（７）の伝熱管内壁に沿って流下し
つつ管外の冷却空気で冷やされる。また、吸収器の伝熱
管、凝縮器（３）の伝熱管には放熱用のフィンが設けて
ある。

（42）は高温再生器（１）と第１吸収器（６）の液溜
とを結んだＵ字状オーバーフロー用管路、（43）は管路
（42）と管路（20）のポンプ吐出側と結んだ管路であ
る。また、（44）は第１蒸発器（４）の液溜から第１吸
収器（６）の液溜へ至るオーバーフロー用管路であり、
（45）は第１蒸発器（４）の液溜と底部と第１吸収器
（６）の液溜とを結んだ冷媒ブロー用管路である。

また、（V₁），（V₂），（V₃），（V₄），（V₅），
（V₆）はそれぞれ管路（14），（15），（20），（2
1），（22），（24）に配備したダンパー型開閉弁、（V
₇），（V₈），（V₉），（V₁₀），（V₁₁），（V₁₂），
（V₁₃）はそれぞれ管路（18），（19），（20），（2
1），（28），（42），（43），（45）に配備した弁で
あり、（V_F）は燃料供給路（Ｆ）に備えた弁である。な
お、（Ｌ）は第１蒸発器（４）の液溜に設けた液面リレ
ーで、これによりポンプ（12）の発停および吐出量の制
御が行なわれる。なおまた、（S_W）は管路（36）に備え
た冷水温度センサーで、この信号により温度調節器
（Ｒ）を介して弁（V_F）の開度および開閉の制御が行な
われる。

かつまた、（46）は高温再生器（１）からの高温冷媒
蒸気の流れる管路（27）より分岐して冷媒蒸気用のダク
ト（13）へ至るバイパス管路で、これには弁（V₁₄）が
備えてある。（S_A）は凝縮器（３）出口側の外気温度の
センサーであり、この信号によりコントローラー（Ｃ）
を介して弁（V₅），（V₆），（V₇），（V₁₀），（V₁₄）
の開閉が制御される。ちなみに、センサー（S_A）の感知
温度が基準値〔例えば46℃〕以下のとき、ダンパー型開
閉弁（V₅），（V₆）は半開（50％開度）にセットされる
と共に（V₇），（V₁₀）は全開にセットされ、かつ、弁
（V₁₄）は全閉にセットされる。一方、基準値を越えた
とき、弁（V₆），（V₇），（V₁₀）は全閉にセットさ
れ、かつ、弁（V₅），（V₁₄）は全開にセットされる。
なおセンサー（S_A）の配備箇所は第２吸収器（７）入口
側であっても良い〔基準値は例えば38℃にする。〕。

このように、外気温度の設定値を基準にコントローラ
ー（Ｃ）を介して弁（V₅），（V₆），（V₇），
（V₁₀），（V₁₄）の開閉を切換える構成とした吸収冷凍
機〔以下、本機という〕においては、例えば室外の外気
温度が35℃であって基準値よりも低いとき、吸収液は低
温再生器（２）を出入すると共に、高温再生器（１）か
ら流出した冷媒蒸気は、低温再生器（２）の加熱器（3
1）を経由して低温再生器（２）内の吸収液を加熱濃縮
した後、ドレンとなり、このドレンが凝縮器（３）へ流
れる。つまり、冷凍効率の高い二重効用の吸収冷凍サイ
クルとなる。そして、外気温度が基準値よりも低いと
き、これに伴ない本機の構成機器内の飽和温度・蒸気圧
も低くなるので、高温再生器（１）内の蒸気圧は大気圧
〔760mmHg〕よりも低圧に保たれる。また、第２空冷吸
収器（７）からの希吸収液は低温溶液熱交換器（８）及
び高温溶液熱交換器（９）を経て高温再生器（１）へ送
られ、低温溶液熱交換器（８）では希吸収液が高温溶液
熱交換器（９）からの濃吸収液と低温再生器（２）から
の濃吸収液と熱交換して加熱され、更に高温溶液熱交換
器（９）では低温溶液熱交換器（８）からの希吸収液が
高温再生器（１）からの高温の濃吸収液と熱交換して加
熱され、温度上昇した希吸収液が高温再生器（１）へ送
られる。

一方、例えば室外の外気温度が40℃まで上昇して基準
値を越えたとき、冷媒および吸収液は低温再生器（２）
をバイパスし、一重効用の吸収冷凍サイクルができる。
そして、高温再生器（１）の気相部は、バイパス管路
（46）、ダクト（13）を通して空冷凝縮器（３）の気相
部とを連通するので、その飽和蒸気圧とほぼ同圧とな
る。したがって、高温再生器（１）内は大気圧よりも低
圧に保たれる。ちなみに室外の外気温が40℃の場合、本
機の凝縮器（３）および高温再生器（１）内の飽和蒸気
圧は500〜600mmHg程度である。また、高温再生器（１）
内の吸収液の温度は160℃以下に保たれる。また、低温
溶液熱交換器（８）では希吸収液が高温溶液熱交換器
（９）からの濃吸収液と熱交換して加熱され、更に高温
溶液熱交換器（９）では低温溶液熱交換器（８）からの
希吸収液が高温再生器（１）からの高温の濃吸収液と熱
交換して加熱され、低温溶液熱交換器（８）と高温溶液
熱交換器（９）との双方で温度上昇した希吸収液が高温
再生器（１）へ送られる。

また、本機においては、弁（V₅），（V₆），（V₇），
（V₁₀），（V₁₄）の開閉切換えを外気温度センサー
（S_A）の信号で行なう代りに例えば高温再生器（１）の
気相部に配備した圧力センサー（S_P）の信号で行なって
も良い。この圧力センサーを用いる場合の基準値は760m
mHgとする。なおまた、高温再生器（１）の液温センサ
ーを用いても良い。この場合の基準値は、臭化リチウム
水溶液〔吸収液〕によって再生器の構造部材の腐食の進
行の早まる温度、すなわち、160℃以下とするのが好ま
しい。

かつまた、本機においては、弁（V₅），（V₆），
（V₇），（V₁₀），（V₁₄）の開閉切換えを手作業で行な
っても良いことは勿論である。

なお、ダンパー型開閉弁（V₅），（V₆）の代りに管路
（22）の分岐部分に、また、弁（V₁₀），（V₁₄）の代り
に管路（27）の分岐部分にそれぞれ三方弁を配備して流
路の切換えを行うようにしても良いことは無論である。
なおまた、低温再生器（２）と低温溶液熱交換器（８）
との液のヘッド差が十分に大きく、一重効用のサイクル
時に溶液熱交換器（８）側から低温再生器（２）側への
液の逆流が起きないように設計されている場合、弁
（V₇）の配備を省略しても良いことも無論である。

（ト）発明の効果以上のとおり、本発明は、空冷吸収器、空冷凝縮器を
有する二重効用吸収冷凍機において、外気温度あるいは
これと関連して変化する物理量を検出しつつ外気温が所
定値を越えたときに二重効用のサイクルから一重効用の
それへ切換えるようにしたものであるから、外気温が高
くなって機内の各々の構成機器内の飽和蒸気圧・飽和温
度が上昇しても、高温再生器内の圧力，温度を低く保つ
効果を有し、その過熱や過度の圧力上昇の防止効果を有
する。

それ故、本発明は、高温再生器の構造部材の腐食や損
傷の少ない空冷式二重効用吸収冷凍機の実用化に役立つ
ものとして高い価値を有する。

また、低温溶液熱交換器から高温溶液熱交換器に至る
希吸収液管路から弁を介して分岐して低温再生器に至る
希吸収液管路を備え、弁を閉じることによって、吸収液
は低温再生器をバイパスするため、吸収液が低温再生器
をバイパスして流れるためのバイパス管路を新たに設け
る必要が無く、この結果、吸収冷凍機の構成の簡略化を
図ることができる。

更に、二重効用のサイクル時には、空冷吸収器からの
希吸収液は低温溶液熱交換器及び高温溶液熱交換器を経
て高温再生器へ送られ、低温溶液熱交換器では希吸収液
が高温溶液熱交換器からの濃吸収液と低温再生器からの
濃吸収液と熱交換して過熱され、希吸収液が高温溶液熱
交換器からの濃吸収液と低温再生器からの濃吸収液との
双方によって温度上昇し、更に高温溶液熱交換器では低
温溶液熱交換器からの希吸収液が高温再生器からの高温
の濃吸収液と熱交換して過熱され、温度上昇した希吸収
液が高温再生器へ送られ、高温再生器の加熱量を低減で
きるため、運転効率を向上することができるとともに、
一重効用の冷凍サイクル時にも、低温溶液熱交換器では
希吸収液が高温溶液熱交換器からの濃吸収液と熱交換し
て加熱され、更に高温溶液熱交換器では低温溶液熱交換
器からの希吸収液が高温再生器からの高温の濃吸収液と
熱交換して加熱され、低温溶液熱交換器と高温溶液熱交
換器との双方によって温度上昇した希吸収液が高温再生
器へ送られ、高温再生器の加熱量を低減できるため、運
転効率を向上することができ、二重効用のサイクル時と
一重効用の冷凍サイクル時との双方の運転効率を向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての空冷式二重効用吸収
冷凍機を示した概略構成説明図である。（１）……高温再生器、（２）……低温再生器、（３）
……空冷凝縮器、（４），（５）……第1,第２蒸発器、
（６），（７）……第1,第２空冷吸収器、（８），
（９）……低温，高温溶液熱交換器、（10），（11），
（12）……ポンプ、（13）……ダクト、（14）〜（24）
……管路、（25），（26）……ダクト、（27），（28）
……管路、（31）……加熱器、（V₅），（V₆）……ダン
パー型開閉弁、（V₇），（V₁₀），（V₁₄）……弁、
（S_A）……外気温度センサー、（S_P）……圧力センサ
ー、（Ｃ）……コントローラー。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高温再生器、低温再生器、空冷凝縮器、蒸
発器、空冷吸収器、低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換
器などの機器を配管接続して冷媒と吸収液との循環路を
形成した空冷式二重効用吸収冷凍機において、循環路
は、空冷吸収器から低温溶液熱交換器および高温溶液熱
交換器を経て高温再生器に至る希吸収液管路と、高温再
生器から高温溶液熱交換器および低温溶液熱交換器を経
て空冷吸収器に至る濃吸収液管路と、低温溶液熱交換器
から高温溶液熱交換器に至る希吸収液管路から弁を介し
て分岐して低温再生器に至る希吸収液管路と、低温再生
器から低温溶液熱交換器に至り低温再生器からの濃吸収
液が高温再生器からの濃吸収液と合流する濃吸収液管路
と、高温再生器から低温再生器に至る冷媒蒸気管路と、
低温再生器から空冷凝縮器に至る冷媒ドレン管路と、低
温再生器から空冷凝縮器に至る冷媒蒸気通路と、高温再
生器からの冷媒蒸気が低温再生器をバイパスして空冷凝
縮器に流れるように弁を介して設けられたバイパス管路
とを備え、空冷凝縮器および空冷吸収器の冷却空気が設
定温度を超えた場合に夫々の弁の開閉を切換えて高温再
生器からの冷媒蒸気および濃吸収液が低温再生器をバイ
パスするよう構成されていることを特徴とした空冷式二
重効用吸収冷凍機。