JP2988616B2 - 吸収式空調機 - 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空調機に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸収式空調機では、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液とを生成する。冷媒液は、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
蒸発コイルに散布して蒸発させ冷温水を冷却する。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
れる冷却コイルに高濃度吸収液を散布しながら吸収す
る。冷却水は、冷却水流路を通じて冷却水ポンプで冷却
塔に循環されて冷却される。

【０００３】冷媒を吸収して低濃度化した低濃度冷媒
は、吸収液ポンプを設けた低濃度吸収液流路を経て前記
再生器に戻す。一方、暖房運転時は、再生器において低
濃度吸収液がバーナで加熱されることにより高温蒸気冷
媒が蒸発器に送り込まれるとともに、蒸発コイルと熱交
換して降温液化した液冷媒は冷却水ポンプにより前記再
生器に戻される。

【０００４】また、外気温が低い状態での暖房運転時に
は、冷却水流路の冷却水が凍結する恐れがあるため、冷
却水流路に設けた排水弁を開弁して冷却水を排出するよ
うにしている。冷温水は、冷温水流路を通じて冷温水ポ
ンプにより室内機に循環される。室内機は、空調用熱交
換器、ブロワ、および冷温水流路の開閉弁を有し、ブロ
ワで送風しながら開閉弁を開いて空調用熱交換器に冷温
水を流し、熱交換器により熱交換された空調空気を室内
に吹出す。

【０００５】この空調機では、空調能力の調整をバーナ
での発熱量の増減により行うため、発熱量の変化を再生
器に取り付けた温度センサにより検出している。制御装
置は、再生器内の吸収液の温度が１７０℃前後の一定範
囲内になるように吸収液ポンプを制御し、吸収液の循環
流量を増減させている。このため、吸収液ポンプは、吐
出量の増減を制御し易い型式のものを採用することが望
ましい。また、室内器は、ブロワの風量と、冷温水の温
度および流量との両方で空調エネルギー量が増減できる
ため、冷温水の流量を最適制御する必要性は高くない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】冷却水ポンプと、吸収
液ポンプと、冷温水ポンプという３つのポンプを装着し
なければならないため、ポンプの装着に必要なスペース
が大きくなり、空調機のコンパクト化ができない。この
発明の目的は、機器のコンパクト化を可能にした吸収式
空調機の提供にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、再生器にお
いて低濃度吸収液を高濃度吸収液と冷媒液とに分離し、
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前記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、冷却水ポ
ンプを有する冷却水流路により冷却塔に連結されるとと
もに、内部を排熱用の冷却水が流れる冷却コイルに前記
高濃度吸収液を散布して前記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す吸
収式冷凍手段と、前記再生器から前記蒸発器に高温蒸気
冷媒が送り込まれるとともに、熱交換により降温液化し
た液冷媒を前記吸収液ポンプにより前記再生器に戻す暖
房手段と、冷温水ポンプを有する冷温水流路により前記
蒸発コイルに連結された空調用熱交換器、およびブロワ
を有する室内機とからなる空調機において、前記吸収液
ポンプおよび前記冷温水ポンプは、１つの両軸モーター
で駆動されるタンデムポンプであることを特徴とする。

【０００８】請求項２に記載の発明では、前記吸収液ポ
ンプはカスケードポンプであり、前記冷温水ポンプは遠
心式ポンプであることを特徴とする。請求項３に記載の
発明では、前記両軸モーターの両出力軸と、前記吸収液
ポンプおよび前記冷温水ポンプとは、マグネットカップ
リングで連結されたことを特徴とする。請求項４に記載
の発明では、前記暖房手段は、前記冷却水流路に配設さ
れた排水弁を開弁し、冷却水を排水する凍結防止手段を
有することを特徴とする。

【０００９】

【発明の作用・効果】この空調機では、１つの両軸モー
ターで吸収液ポンプおよび冷温水ポンプを運転している
ので、空調機の部品数の低減とコンパクト化が可能とな
る。請求項２の構成では、吸収液の吐出量の適性な制御
が容易になるとともに、室内機の能力も維持できる。請
求項３の構成では、吸収液または冷温水の漏れを長期
間、確実に防止できる。請求項４の構成では、暖房運転
時に凍結防止のため冷却水流路の冷却水を排水するが、
冷却水ポンプはタンデムポンプではないため、他のポン
プの運転のために作動させるという不具合が防止でき
る。これにより、空運転によるポンプの寿命の低下を防
止できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は空調機を示し、冷凍機本体
１０１および冷却塔（クーリングタワー）ＣＴからなる
吸収式冷凍装置１００を室外機として備えるとともに、
室内機２００が付設されている。この空調機は、制御装
置３００により制御される。

【００１１】冷凍機本体１０１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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】低温再生器ケース２０内には、圧力差によ
り熱交換器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。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。

【００１５】冷媒回収タンク１０、低温再生器ケース２
０、蒸発・吸収ケース３０は、底板１３に一体に溶接さ
れて前記冷凍機本体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、前
記冷媒蒸気出口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。

【００１６】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。

【００１７】低温再生器２の高濃度吸収液受け部２２
は、熱交換器Ｈを介して高濃度吸収液供給路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、冷却された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。

【００１８】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Ｖ1 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。

【００１９】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
なっている気密性容器３０内で蒸発し、蒸発コイル４１
内を流れる冷暖房用の冷温水を冷却する。

【００２０】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１４と連通するとともに、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。

【００２１】凝縮器ケース５０に供給された冷媒は、冷
却コイル５１により冷却されて液化する。凝縮器５の下
部と蒸発器４の蒸発コイル４１の上方に設置された冷媒
液散布具４２とは、冷媒液供給路Ｌ6 で連通している。
液化した冷媒液は、冷媒液供給路Ｌ6 に設けられた冷媒
冷却器５２を経て冷媒液散布具４２に供給される。

【００２２】この実施例では、冷却コイル３１は冷却コ
イル５１に接続し、さらに冷却塔ＣＴと冷却水流路３４
で接続してある。冷却水循環路３４には、遠心式ポンプ
である冷却水ポンプＰ2 が装着され、冷却コイル３１お
よび冷却コイル５１で吸熱して高温となった冷却水が、
冷却塔ＣＴに供給されて大気中に放熱して低温度になる
排熱サイクルを形成している。

【００２３】冷房運転時には、冷却水ポンプＰ2 により
冷却水が、冷却塔ＣＴ→冷却コイル３１→冷却コイル５
１→冷却塔ＣＴの順に循環している。なお、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。

【００２４】室内器２００は、空調用熱交換器４４、お
よびブロワ４５を有する。蒸発コイル４１の両端は、ゴ
ムホース製の冷温水流路４６で空調用熱交換器４４に連
結されている。冷温水流路４６には、冷温水ポンプＰ3
が設けられており、空調用熱交換器４４に冷温水を循環
させる。空調用熱交換器４４の上流の冷温水流路４６に
は電磁式開閉弁４７が設けられている。

【００２５】暖房運転時は、暖房用電磁弁Ｖ1 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に底部４３から流入する。
蒸発コイル４１内の冷温水は、加熱されて冷温水ポンプ
Ｐ3 により冷温水流路４６で室内器２００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。

【００２６】また、暖房運転時は、外気温が低いため寒
冷地では冷却水循環路３４の冷却水が凍結する恐れがあ
る。このため、暖房運転指示があると制御装置３００は
排水弁３４ａを開弁させ冷却水を排水させる。なお、冷
房運転指示があった際に冷却水循環路３４内に冷却水が
存在しない場合は、給水弁３４ｂを介して冷却水循環路
３４に冷却水が供給される。また、暖房運転時は、冷却
水循環路３４の冷却水がないため、冷却水ポンプＰ2 は
作動しない。

【００２７】吸収液ポンプＰ1 および冷温水ポンプＰ3
は、図２に示す如く、１つの両軸モーター６の両出力軸
６１、６２によって駆動されるタンデムポンプＴとなっ
ている。両出力軸６１、６２と、吸収液ポンプＰ1 およ
び冷温水ポンプＰ3 とは、それぞれマグネットカップリ
ング６３、６４により連結されている。両出力軸６１、
６２の先端側には、マグネットカップリング６３、６４
の駆動側部材である筒部の内周に多数の磁石Ｍを列設し
た円筒継手６５、６６が設けられている。

【００２８】吸収液ポンプＰ1 はこの実施例ではカスケ
ードポンプであり、吸入口７１および吐出口７２が設け
られたポンプケーシング７内に、インペラ７３を配して
いる。インペラ７３には、前記筒状継手６５内に同軸的
に差し込まれるとともに、磁石Ｍと対応して多数の磁石
Ｎが円筒状に列設された被動側部材である円柱継手７５
が連結されている。

【００２９】円筒継手６５と円柱継手７５との間はステ
ンレス製の隔壁７６により液密的に仕切られている。吸
収液ポンプＰ1 にカスケードポンプを採用したのは、回
転速度の増大に応じて吐出量も増大し、吸収液の流量制
御に好適であるという理由による。また、マグネットカ
ップリング６３を採用したのは、隔壁７６により吸収液
が両軸モーター６側に漏れることを確実に防止するため
である。なお、隔壁７６は、耐蝕耐久性に優れた非磁性
体であれば、ステンレス以外の材料が使用できる。

【００３０】冷温水ポンプＰ3 はこの実施例では遠心式
ポンプであり、吸入口８１および吐出口８２が設けられ
たポンプケーシング８内に、インペラ８３を配してい
る。インペラ８３には、前記円筒継手６６内に同軸的に
差し込まれるとともに、磁石Ｍと対応して多数の磁石Ｎ
が円筒状に列設された被動側部材である円柱継手８５が
連結されている。円筒継手６６と円柱継手８５との間は
比較的に安価である樹脂製の隔壁８６により液密的に仕
切られている。

【００３１】タンデムポンプＴは、両軸モーター６の回
転に伴い、両出力軸６１、６２に設けたマグネットカッ
プリング６３、６４を介してインペラ７３、８３が駆動
されて回転する。この回転速度は、加熱タンク１１に取
り付けられ、内部の低濃度吸収液の温度を検出する温度
センサ１５の出力により制御装置３００によって制御さ
れる。マグネットカップリング６４を採用したのは、隔
壁８６により冷温水が両軸モーター６側に漏れることを
長期に渡って確実に防止するためである。

【００３２】加熱タンク１１内の低濃度吸収液の温度
が、沸騰に最適な１７０℃前後の一定範囲内の温度を維
持できるように吸収液ポンプＰ1 の吐出量を制御する。
すなわち、吸収液ポンプＰ1 が、温度の維持に必要な吐
出量となるように両軸モーター６の回転速度が制御され
る。

【００３３】吸収液ポンプＰ1 の回転速度の変化に伴い
冷温水ポンプＰ3 の回転速度も変化するが、冷温水ポン
プＰ3 は遠心式ポンプであるため、吐出量は回転速度の
変化に対し吐出量はほぼ一定である。このため、冷温水
の循環量は、両軸モーター６の回転速度が増減してもほ
ぼ一定である。しかしながら、室内機２００による空調
エネルギー量は、冷温水温度によって増減できるため、
空調能力の低下は補足される。

【００３４】なお、上記実施例では加熱源としてバーナ
を使用しているが、電気ヒータなど他の熱源が利用でき
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】タンデムポンプの断面図である。

【符号の説明】

１ 高温再生器 ２ 低温再生器 ３ 吸収器 ３０ 蒸発・吸収ケース ３１ 冷却コイル ４ 蒸発器 ４０ 仕切壁 ４１ 蒸発コイル ４４ 空調用熱交換器 ４６ 冷温水流路 ４７ 電磁開閉弁 ５ 凝縮器 ５１ 冷却コイル ６ 両軸モーター １００ 吸収式冷凍装置 １０１ 冷凍機本体 ２００ 室内機 ＣＴ 冷却塔 Ｐ1 吸収液ポンプ Ｐ3 冷温水ポンプ Ｔ タンデムポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野邑 直人 名古屋市中川区福住町２番26号 リンナ イ株式会社内 (72)発明者 福知 徹 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大 阪瓦斯株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−219375（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−190542（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−18266（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25B 15/00 F25B 15/00 303 F25B 41/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 再生器において低濃度吸収液を高濃度吸
   収液と冷媒液とに分離し、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前記冷媒
   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、冷却水ポンプを有する冷却水流路によ
   り冷却塔に連結されるとともに、内部を排熱用の冷却水
   が流れる冷却コイルに前記高濃度吸収液を散布して前記
   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す吸収式冷凍手段と、 前記再生器から前記蒸発器に高温蒸気冷媒が送り込まれ
   るとともに、熱交換により降温液化した液冷媒を前記吸
   収液ポンプにより前記再生器に戻す暖房手段と、 冷温水ポンプを有する冷温水流路により前記蒸発コイル
   に連結された空調用熱交換器、およびブロワを有する室
   内機とからなる空調機において、 前記吸収液ポンプおよび前記冷温水ポンプは、１つの両
   軸モーターで駆動されるタンデムポンプであることを特
   徴とする吸収式空調機。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記吸収液ポンプは
   カスケードポンプであり、前記冷温水ポンプは遠心式ポ
   ンプであることを特徴とする吸収式空調機。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記両軸モーターの
   両出力軸と、前記吸収液ポンプおよび前記冷温水ポンプ
   とは、マグネットカップリングで連結されたことを特徴
   とする吸収式空調機。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
   暖房手段は、前記冷却水流路に配設された排水弁を開弁
   し、冷却水を排水する凍結防止手段を有することを特徴
   とする吸収式空調機。