JP2951245B2 - 吸収式冷凍装置を用いた冷暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、臭化リチウムな
どの水溶液を吸収液とする吸収式冷凍装置を用いた冷暖
房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸収式冷凍装置を用いた冷暖房装置で
は、冷房運転時は、再生器において、バーナで加熱して
低濃度吸収液を沸騰させ、高濃度吸収液と冷媒とに分離
する。蒸発器において、内部を空調用熱媒体としての冷
温水が流れる蒸発コイルに冷媒液を散布して蒸発させる
とともに冷温水を冷却する。蒸発した冷媒は、吸収器に
おいて内部を排熱用の冷却水が流れる冷却コイルに吸収
液を散布して吸収させる。冷媒を吸収して低濃度化した
低濃度吸収液は、吸収液ポンプを設けた低濃度吸収液流
路から前記再生器に戻る。

【０００３】暖房運転時は、再生器において吸収液を加
熱し、吸収液ポンプを作動させて、加熱吸収液を暖房用
電磁弁付き暖房用吸収液流路を介して蒸発器に供給す
る。加熱吸収液は、蒸発器内で蒸発コイル内を流れる空
調用熱媒体としての冷温水を加熱する。その後、加熱吸
収液は、吸収液ポンプを設けた低濃度吸収液流路から前
記再生器に戻る。この暖房運転の停止時には、暖房用電
磁弁を閉弁させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、暖房運転中は、
暖房用電磁弁の電磁ソレノイドに常時通電していたの
で、電磁ソレノイドの発熱で弁体付近の吸収液が晶析し
て吸収液の流通抵抗が増大したり、暖房用電磁弁の作動
不良が発生する不具合が生じ易い問題があった。この発
明の目的は、暖房用電磁弁の電磁ソレノイドでの発熱を
低減でき、吸収液の晶析が有効に防止できる吸収式冷凍
装置を用いた冷暖房装置の提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、冷房運転時
は、再生器において低濃度吸収液を高濃度吸収液と冷媒
とに分離し、蒸発器において、内部を空調用熱媒体とし
ての冷温水が流れる蒸発コイルに冷媒液を散布して蒸発
させるとともに前記冷温水を冷却し、吸収器において、
内部を排熱用の冷却水が流れる冷却コイルに吸収液を散
布して蒸発した冷媒を吸収させ、冷媒を吸収して低濃度
化した低濃度吸収液を低濃度吸収液流路に設けた吸収液
ポンプにより前記再生器に戻し、暖房運転時は、前記再
生器において吸収液を加熱し、前記吸収液ポンプを作動
させて、加熱吸収液を暖房用電磁弁付き暖房用吸収液流
路を介して前記蒸発器に供給するとともに、前記低濃度
吸収液流路に設けた前記吸収液ポンプにより前記再生器
に戻すことにより、前記蒸発コイル内を流れる前記冷温
水を加熱する吸収式冷凍装置を用いた冷暖房装置におい
て、前記暖房用電磁弁は、前記暖房用吸収液流路に設け
た弁口と、該弁口を開閉する弁体と、通電時に前記弁体
を開弁方向に付勢する電磁ソレノイドと、前記弁体に背
設されるとともに、前記低濃度吸収液流路を流れる低濃
度吸収液の温度により前記弁体を変位または変形させる
感温変形手段とからなり、暖房運転開始時において、前
記弁体は前記電磁ソレノイドで吸引されて前記弁口を開
弁し、つぎに前記低濃度吸収液流路を流れる加熱吸収液
で加熱された前記感温変形手段の変形により開弁状態を
維持することを特徴とする。

【０００６】請求項２に記載の発明では、前記感温変形
手段は、前記弁体を付勢するように配設されるととも
に、前記低濃度吸収液流路を流れる低濃度吸収液の温度
により前記弁体への付勢力を変化させる形状記憶合金製
スプリングであることを特徴とする。請求項３に記載の
発明では、前記感温変形手段は、前記低濃度吸収液流路
を流れる低濃度吸収液の温度により前記弁口を開く形状
記憶合金製弁体であることを特徴とする。

【０００７】請求項４に記載の発明では、前記吸収式冷
凍装置は、前記低濃度吸収液流路を流れる加熱吸収液の
温度センサと、該温度センサの出力により前記暖房用電
磁弁を制御する制御装置とを有することを特徴とする。
請求項５に記載の発明では、前記弁体と前記電磁ソレノ
イドとの嵌合面をＯリングでシールしたことを特徴とす
る。

【０００８】

【発明の作用・効果】この冷暖房装置では、吸収式冷凍
装置の暖房運転時において、暖房用吸収液流路に設けた
弁体を低濃度吸収液流路に配された形状記憶合金製スプ
リング、形状記憶合金製弁体等の感温変形手段の特性ま
たは形態の変化を利用して開弁保持させているので、暖
房運転時において電磁ソレノイドの発熱で弁体付近の吸
収液が高温なり、晶析が発生して流路の閉塞が生じるこ
とを有効に防止できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は吸収式冷凍装置１００を用
いた冷暖房装置２００を示し、クーリングタワー（冷却
塔）ＣＴを備えるとともに、室内器ＣＵが付設されてい
る。吸収式冷凍装置１００は、高温再生器１および低温
再生器２を備え、高温再生器１の下方には、加熱源とし
てのガスバーナＢが配置されている。低温再生器２の外
周には吸収器３および蒸発器４が設けられ、蒸発器４の
上方には凝縮器５が設置されている。

【００１０】高温再生器１は、ガスバーナＢによって加
熱され、内部の低濃度吸収液を沸騰させる加熱タンク１
１と、該加熱タンク１１の頂部から上方に延長され、冷
媒蒸気と、該冷媒蒸気の蒸発により濃化した中濃度吸収
液とを分離する中濃度吸収液分離筒１２とを有する。中
濃度吸収液分離筒１２の外周には、冷媒蒸気を回収する
縦型円筒形の気密性冷媒回収タンク１０が設けられてい
る。

【００１１】低温再生器２は、冷媒回収タンク１０の外
周に偏心して設置した縦型円筒形の低温再生器ケース２
０を有する。低温再生器ケース２０は、天井に冷媒蒸気
出口２１が設けられるとともに、頂部が中濃度吸収液分
離筒１２の底部１２１と中濃度吸収液流路Ｌ1 により連
結されている。低温再生器ケース２０内には、圧力差に
より底部１２１から熱交換器Ｈを介して中濃度吸収液が
供給され、冷媒回収タンク１０の外壁を熱源として再沸
騰し、冷媒蒸気と高濃度吸収液とに分離される。

【００１２】低温再生器ケース２０の外周には、縦型円
筒形で気密性の蒸発・吸収ケース３０が同心的に配さ
れ、蒸発・吸収ケース３０は上方に延設されて凝縮器ケ
ース５０となっている。冷媒回収タンク１０、低温再生
器ケース２０、蒸発・吸収ケース３０は、底板１３に一
体に溶接されて冷凍機本体１０１を形成している。低温
再生器ケース２０の上部は、気液分離部２２となってお
り、冷媒蒸気出口２１および隙間５Ａを介して凝縮器ケ
ース５０内と連通している。

【００１３】吸収器３は、蒸発・吸収ケース３０内の内
側部分内に縦型円筒状に巻設した冷却コイル３１を配置
し、その上方に該冷却コイル３１に高濃度吸収液を散布
するための高濃度吸収液散布具３２を装着してなる。吸
収器３は、冷房運転時に使用され、冷却コイル３１内に
は、冷却塔ＣＴで冷却された排熱用冷却水が循環してい
る。

【００１４】低温再生器２の高濃度吸収液受け部２３
は、熱交換器Ｈを介して高濃度吸収液流路Ｌ2 により、
高濃度吸収液散布具３２へ連結している。高濃度吸収液
散布具３２は、高濃度吸収液が圧力差により流入し、流
入した高濃度吸収液は、冷却コイル３１の上端に散布さ
れ、冷却コイル３１の表面に付着して膜状になり、重力
の作用で下方に流下して行く。吸収器３の底部３３と加
熱タンク１１の底部との間は、熱交換器Ｈおよび吸収液
ポンプＰ1 が装着された低濃度吸収液流路Ｌ3 で連結さ
れている。

【００１５】蒸発器４は、蒸発・吸収ケース３０内の冷
却コイル３１の外周に、縦型円筒形で連通口付き仕切壁
４０を設け、該仕切壁４０の外周に、内部を冷暖房用の
冷温水が流れる縦型円筒形の蒸発コイル４１を配設し、
その上方に冷媒散布具４２を取り付けてなる。蒸発器４
の底部４３は、暖房用電磁弁６を有する暖房用吸収液流
路Ｌ４により中濃度吸収液分離筒１２の底部１２１と連
通している。

【００１６】暖房用電磁弁６は、図２、図３に示す如
く、暖房用吸収液流路Ｌ４に設けた弁口６１と、該弁口
６１を開閉する弁体６２とを備える。弁体６２は、暖房
用吸収液流路Ｌ４と、低濃度吸収液流路Ｌ3 との連通穴
６０内に摺動自在に挿入されている。弁体６２の外周に
は、Ｏリング６３が装着されて連通穴６０の内周面との
シールがなされている。

【００１７】連通穴６０の外周には、制御装置１０２に
より制御され、通電時に弁体６２を吸引して弁口６１を
開弁する電磁ソレノイド６４が取付けられている。弁体
６２は、低濃度吸収液流路Ｌ3 側から形状記憶合金製ス
プリング６５により押圧され、暖房用吸収液流路Ｌ4 側
からスプリング６６により押圧されている。

【００１８】電磁ソレノイド６４への通電がなされてお
らず、電磁ソレノイド６４の吸引力が弁体６２に作用し
ていないときは、図２に示すごとく、形状記憶合金製ス
プリング６５による押圧力が、スプリング６６による押
圧力より大きいため、弁体６２は図示上位に設定され弁
口６１を閉じている。

【００１９】暖房運転がなされるとき電磁ソレノイド６
４に通電される。これにより、弁体６２は図３に示す如
く、形状記憶合金製スプリング６５を圧縮して弁口６１
を開弁する。これにより、暖房用吸収液流路Ｌ４に加熱
タンク１１内で１６０℃前後に加熱された加熱吸収液が
流通し、蒸発器４に供給される。加熱吸収液は蒸発器４
から吸収器３に流入し、吸収器３の底から低濃度吸収液
流路Ｌ3 を通って加熱タンク１１に戻る。

【００２０】蒸発器４で蒸発コイル４１内の冷温水を加
熱した加熱吸収液は、１００℃前後の高温であるため、
低濃度吸収液流路Ｌ3 に配された形状記憶合金製スプリ
ング６５のバネ定数を低レベルに降下させる。このバネ
定数の低減に合わせて電磁ソレノイド６４への通電を停
止させる。

【００２１】この結果、弁体６２は、形状記憶合金製ス
プリング６５による付勢力が、スプリング６６による付
勢力より小さくなったため、弁口６１を開弁している。
なお、冷房運転中は、低濃度吸収液流路Ｌ3 を流れる低
濃度吸収液は４０℃前後であり、形状記憶合金製スプリ
ング６５のバネ定数は高レベルに維持され、形状記憶合
金製スプリング６５の付勢力がスプリング６６の付勢力
より大きいため弁口６１は閉弁している。

【００２２】すなわち、暖房用電磁弁６は、通電時にお
いて、弁体６２は当初は電磁ソレノイド６４で吸引され
て弁口６１を開弁し、つぎに低濃度吸収液流路Ｌ3 を流
れる加熱吸収液で加熱された形状記憶合金製スプリング
６５のバネ定数の変化で開弁状態を維持する。

【００２３】これにより、電磁ソレノイド６４への通電
は短時間でよく、電磁ソレノイド６４の発熱も小さくで
きるため、電磁ソレノイド６４近傍の暖房用吸収液流路
Ｌ4内で吸収液が晶析して弁体６２がロックしたり、吸
収液の流通抵抗が増大するトラブルが防止できる。ま
た、Ｏリング６３が装着されて連通穴６０のシールがな
されているため、低濃度吸収液流路Ｌ3 と暖房用吸収液
流路Ｌ４との間の漏れは生じない。

【００２４】電磁ソレノイド６４への通電の停止は、低
濃度吸収液流路Ｌ3 に設けた温度センサ６７からの出力
により、制御装置１０２が通電停止信号を出力してなさ
れる。なお、温度センサ６７を省略して、制御装置１０
２に付設したタイマーにより一定時間後に電磁ソレノイ
ド６４への通電を停止する構成であってもよい。

【００２５】暖房運転の停止は、ガスバーナＢの燃焼を
停止した後、一定時間吸収液ポンプＰ１を運転する。こ
れにより低濃度吸収液流路Ｌ3 を流れる吸収液の温度が
降下し、形状記憶合金製スプリング６５のバネ定数が高
レベルに復帰する。この結果、形状記憶合金製スプリン
グ６５による付勢力が、スプリング６６による付勢力よ
り大きくなり、弁体６２は図示上位に変位して弁口６１
を閉じる。

【００２６】蒸発コイル４１の両端は、ゴムホース製の
冷温水流路４６で室内器ＣＵに連結され、冷暖房ポンプ
Ｐ3 により室内器ＣＵに冷暖房用の冷温水を循環させ
る。この実施例では、仕切壁４０は、下端が底板１３に
当接し、上端の上方が蒸発器４と吸収器３との連通口と
なっている。

【００２７】冷媒散布具４２は、冷房運転時に使用さ
れ、冷媒液を蒸発コイル４１の上に滴下させる。滴下さ
れた冷媒は、表面張力で蒸発コイル４１の表面を濡らし
て膜状となり重力の作用で下方に降下しながら、低圧と
なっている蒸発・吸収ケース３０内で蒸発コイル４１か
ら気化熱を奪って蒸発し、蒸発コイル４１内を流れる冷
暖房用の冷温水を冷却する。

【００２８】凝縮器５は、冷房運転時に使用され、凝縮
器ケース５０の内部に、内部を冷却塔ＣＴで冷却された
排熱用冷却水が循環している冷却コイル５１を配設して
なる。凝縮器ケース５０は、冷媒流路Ｌ５により冷媒回
収タンク１０の底部と連通するとともに、前記冷媒蒸気
出口２１および隙間５Ａを介して低温再生器２と連通し
ており、いずれも圧力差により冷媒が供給される。供給
された冷媒は、冷却コイル５１により冷却されて液化す
る。

【００２９】凝縮器５の下部と蒸発器４の蒸発コイル４
１の上方に設置された冷媒液散布具４２とは、冷媒流路
Ｌ6 で連通している。冷却コイル３１は冷却コイル５１
に接続し、さらに冷却塔ＣＴと冷却水循環路３４で接続
してある。

【００３０】冷房運転時には、冷却水ポンプＰ2 により
排熱用冷却水が、冷却塔ＣＴ→冷却コイル３１→冷却コ
イル５１→冷却塔ＣＴの順に循環している。吸収液は、
高温再生器１→低温再生器２→吸収器３→吸収液ポンプ
Ｐ1 →高温再生器１の順に循環する。

【００３１】暖房運転時は、暖房用電磁弁６を開弁し、
吸収液ポンプＰ1 を作動させる。これにより、高温度の
中濃度吸収液は蒸発器４内に底４３から流入する。蒸発
コイル４１内の冷温水は、加熱されて冷暖房ポンプＰ3
により冷温水流路４６で室内器ＣＵに供給され、暖房の
熱源となる。蒸発器４内の中濃度吸収液は、仕切壁４０
の連通口から吸収器３側に入り、低濃度吸収液流路Ｌ3
を経て、吸収液ポンプＰ1 により加熱タンク１１へ戻さ
れる。

【００３２】この発明では、弁体６２自体を形状記憶合
金で形成して、低濃度吸収液流路Ｌ3 内を流れる低濃度
吸収液の温度変化により弁口６１を開弁状態に維持する
構成であってもよく、感温変形手段としては、ワックス
・タイプ・サーモスタットを使用してもよい。また、加
熱源として、ガスバーナＢの代わりに電熱ヒータなど他
の熱源が使用できることは当然である。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸収式冷凍装置を用いた冷暖房装置の概念図で
ある。

【図２】暖房用電磁弁の断面図である。

【図３】暖房用電磁弁の断面図である。

【符号の説明】

１ 高温再生器 ２ 低温再生器 ３ 吸収器 ４ 蒸発器 ５ 凝縮器 ６ 暖房用電磁弁 ３０ 蒸発・吸収ケース ３１ 冷却コイル ４０ 仕切筒 ４１ 蒸発コイル ６１ 弁口 ６２ 弁体 ６４ 電磁ソレノイド ６５ 形状記憶合金製スプリング １００ 吸収式冷凍装置 ２００ 冷凍機本体

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷房運転時は、再生器において低濃度吸
   収液を高濃度吸収液と冷媒とに分離し、蒸発器におい
   て、内部を空調用熱媒体としての冷温水が流れる蒸発コ
   イルに冷媒液を散布して蒸発させるとともに前記冷温水
   を冷却し、吸収器において、内部を排熱用の冷却水が流
   れる冷却コイルに吸収液を散布して蒸発した冷媒を吸収
   させ、冷媒を吸収して低濃度化した低濃度吸収液を低濃
   度吸収液流路に設けた吸収液ポンプにより前記再生器に
   戻し、 暖房運転時は、前記再生器において吸収液を加熱し、前
   記吸収液ポンプを作動させて、加熱吸収液を暖房用電磁
   弁付き暖房用吸収液流路を介して前記蒸発器に供給する
   とともに、前記低濃度吸収液流路に設けた前記吸収液ポ
   ンプにより前記再生器に戻すことにより、前記蒸発コイ
   ル内を流れる前記冷温水を加熱する吸収式冷凍装置を用
   いた冷暖房装置において、 前記暖房用電磁弁は、前記暖房用吸収液流路に設けた弁
   口と、該弁口を開閉する弁体と、通電時に前記弁体を開
   弁方向に付勢する電磁ソレノイドと、前記弁体に背設さ
   れるとともに、前記低濃度吸収液流路を流れる低濃度吸
   収液の温度により前記弁体を変位または変形させる感温
   変形手段とからなり、 暖房運転開始時において、前記弁体は前記電磁ソレノイ
   ドで吸引されて前記弁口を開弁し、つぎに前記低濃度吸
   収液流路を流れる加熱吸収液で加熱された前記感温変形
   手段の変形により開弁状態を維持することを特徴とする
   吸収式冷凍装置を用いた冷暖房装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記感温変形手段
   は、前記弁体を付勢するように配設されるとともに、前
   記低濃度吸収液流路を流れる低濃度吸収液の温度により
   前記弁体への付勢力を変化させる形状記憶合金製スプリ
   ングであることを特徴とする吸収式冷凍装置を用いた冷
   暖房装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記感温変形手段
   は、前記低濃度吸収液流路を流れる低濃度吸収液の温度
   により前記弁口を開く形状記憶合金製弁体であることを
   特徴とする吸収式冷凍装置を用いた冷暖房装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
   吸収式冷凍装置は、前記低濃度吸収液流路を流れる加熱
   吸収液の温度センサと、該温度センサの出力により前記
   暖房用電磁弁を制御する制御装置とを有することを特徴
   とする吸収式冷凍装置を用いた冷暖房装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記
   弁体と前記電磁ソレノイドとの嵌合面をＯリングでシー
   ルしたことを特徴とする吸収式冷凍装置を用いた冷暖房
   装置。