JP3133519B2 - 吸収式冷凍機の熱媒体回路 - Google Patents

吸収式冷凍機の熱媒体回路

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JP3133519B2 JP04283991A JP28399192A JP3133519B2 JP 3133519 B2 JP3133519 B2 JP 3133519B2 JP 04283991 A JP04283991 A JP 04283991A JP 28399192 A JP28399192 A JP 28399192A JP 3133519 B2 JP3133519 B2 JP 3133519B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、漏洩すると人体や環境
に危害を及ぼす恐れの強いアンモニアやプロピレンなど
を冷媒として使用する、吸収冷凍機の熱媒体回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】アンモニアを冷媒として使用する吸収式
冷凍機は、従来から各方面で広範に使用されているが、
オゾン層を破壊するとしてその使用が制限されることに
なったフロンの代替冷媒としても注目され、現在も盛ん
に研究されている。
【0003】例えば、特公平3−64784号公報には
冷媒としてアンモニアを用いた低温吸収式冷凍機が開示
され、さらにこの種の吸収式冷凍機として、例えば図3
に例示した構成の、アンモニアを冷媒とし、アンモニア
水溶液を吸収液とした吸収式冷凍機が周知である。
【0004】図3に例示した吸収式冷凍機は、室内熱交
換器1・室外熱交換器2・冷熱交換器3・温熱交換器4
・吸収器5・冷媒蒸気発生器(以下、単に発生器と記
す)6・八方弁7を配管接続し、
【0005】吸収器5および温熱交換器4で加熱した熱
媒体(例えば、水)を、八方弁7の切替操作によって、
室内熱交換器1に供給して暖房や給湯の熱源としたり、
冷熱交換器3で冷媒が気化する際に生じる冷熱により冷
却した熱媒体(例えば、水)を、室内熱交換器1に供給
して冷房用の冷熱源とする装置である。
【0006】すなわち、図3に示した吸収式冷凍機にお
いては、毒性と可燃性を有する危険で取り扱いに注意を
要するアンモニア冷媒は、冷熱交換器3・温熱交換器4
それぞれで熱媒体と熱交換し、冷熱交換器3では熱媒体
に冷熱を与え、温熱交換器4では熱媒体に温熱を与える
のみで、室内熱交換器1および室外熱交換器2に危険な
冷媒が直接流入することがない構成とし、
【0007】室内熱交換器1・室外熱交換器2や、これ
ら機器への配管部などに腐食や亀裂を生じることがあっ
ても、毒性と可燃性を有する危険なアンモニア冷媒が漏
洩して、人体や環境に危害を及ぼすことがないようにな
っている。
【0008】なお、前記八方弁7の切替操作による熱媒
体回路の具体的な連結形成を説明すると、暖房運転モー
ドにセットした時には、吸収器5・温熱交換器4・室内
熱交換器1が、熱媒体管11・12・13・14および
ポンプP2を有する熱媒体管15を介して連通する温熱
供給のための熱媒体回路を形成し、且つ、冷熱交換器3
・室外熱交換器2が、熱媒体管16・17・18および
ポンプP1を有する熱媒体管19を介して連通する放熱
のための熱媒体回路を形成し、
【0009】前記八方弁7を冷房運転モードにセットす
ると、吸収器5・温熱交換器4・室外熱交換器2が熱媒
体管11・12・17・18・15を介して連通する放
熱のための熱媒体回路を形成し、冷熱交換器3・室内熱
交換器1が熱媒体管16・13・14・19を介して連
通する冷房のための熱媒体回路を形成する。
【0010】また、発生器6が加熱生成した冷媒蒸気を
温熱交換器4・減圧弁V1・冷熱交換器3を経由して吸
収器5に導く冷媒経路21と、冷媒の蒸発した吸収液を
吸収器5に導く減圧弁V2を有する稀液経路22と、ポ
ンプP3を有する濃液還流経路23とから、冷媒の循環
回路が形成されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の吸
収式冷凍機においては、冷熱交換器・温熱交換器・吸収
器の熱交換部に腐食や亀裂が生じると、冷媒が熱媒体の
循環する回路に侵入する可能性がある。このため、室内
熱交換器に腐食や亀裂が生じると、水などの熱媒体と共
にアンモニアやプロピレンなどの有害な冷媒が室内に漏
洩する。また、室外熱交換器や途中の配管部に腐食や亀
裂が生じると、各所に危険な冷媒が漏洩することにな
り、この点の解決が課題となっていた。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した従来技
術の課題を解決するためになされたもので、冷熱交換
器、温熱交換器、吸収器、室内熱交換器、室外熱交換器
などを配管接続すると共に、アンモニアなど、人体や環
境に危害を及ぼす恐れの強い冷媒を使用した吸収式冷凍
機の、冷熱交換器、温熱交換器、吸収器などにおいて冷
媒と熱交換可能に設けた熱媒体回路であって、毒性およ
び活性度の低い気体を冷媒封入圧力より高い圧力で封入
すると共に、圧力スイッチを備えたことを特徴とする吸
収式冷凍機の熱媒体回路と、
【0013】冷熱交換器および温熱交換器を、何れも冷
媒が内側を流れ、外側を毒性および活性度の低い気体が
熱媒体として流れるように二重管に形成すると共に、前
記気体を冷媒圧力より大きい圧力で封入したことを特徴
とする吸収式冷凍機の熱媒体回路と、を提供し、前記従
来技術の課題を解決するものである。
【0014】
【作用】熱媒体の回路には毒性および活性度の低い気体
が、冷媒の封入圧力より高い圧力で封入されているの
で、冷媒と熱媒体との熱交換部に腐食や亀裂などを生じ
て連通が可能になっても、熱媒体回路に封入された毒性
と活性度の低い気体が連通部を介して冷媒回路の側に流
入するのみで、アンモニアなど危害を及ぼす恐れの強い
冷媒が熱媒体回路に侵入することが防止される。
【0015】このため、室内熱交換器・室外熱交換器
や、これら機器への配管部などに腐食や亀裂を生じるこ
とがあっても、毒性と可燃性を有する危険な冷媒が、室
内などの大気中に漏れ出ることがないので、人体や環境
に危害を及ぼす恐れがない。
【0016】
【実施例】以下、図1・2に基づいて本発明の一実施例
を説明する。なお、符号については、図3に示した装置
と同一の機能を持つ部分には、同一の符号を付した。
【0017】吸収式冷凍機としての基本構成は前記図3
の場合と同様であり、室内熱交換器1・室外熱交換器2
・冷熱交換器3・温熱交換器4・吸収器5・発生器6・
八方弁7を配管接続し、冷熱交換器3・温熱交換器4・
吸収器5において冷媒と熱媒体とが熱交換可能となって
おり、冷媒回路に例えばアンモニア冷媒を封入し、室内
熱交換器1に冷熱や温熱を供給して、冷暖房や給湯運転
などが行える構成となっている。
【0018】そして、室内熱交換器1・室外熱交換器2
・冷熱交換器3・温熱交換器4・吸収器5を八方弁7の
切替により適宜連結して形成する熱媒体回路の、熱媒体
管19には、例えばゲージ圧(以下、単に圧力と記す)
が20kgf/cm以下になった時と、23kgf/
cmを越えた時に、それぞれ所定の制御信号を出力す
ることのできる圧力スイッチS1を、熱媒体管15に
は、例えば圧力が20kgf/cm以下になった時
と、23kgf/cmを越えた時に、それぞれ所定の
制御信号出力することのできる圧力スイッチS2を設
置し、熱媒体管14には、例えば圧力が25kgf/c
を越えると一時的に開放動作して圧力を低下させる
安全弁V3を、熱媒体管18には、例えば圧力が25k
gf/cmを越えると一時的に開放動作して圧力を低
下させる安全弁V4を設置してある。
【0019】冷熱交換器3・温熱交換器4は、図2に例
示したように何れも二重管に形成され、漏洩すると危険
なアンモニア冷媒が内側の管路31を流れ、これと熱交
換する熱媒体が外側の管路32を流れるように配管して
ある。
【0020】そして、八方弁7の切替操作により、室内
熱交換器1・室外熱交換器2・冷熱交換器3・温熱交換
器4・吸収器5を適宜連結して形成する熱媒体の回路に
は、無毒で化学的に極めて安定な、例えばヘリウムガス
が熱媒体として、冷媒の封入圧力(例えば、20kgf
/cm)より大きい圧力(例えば、22kgf/cm
)でもって封入され、冷熱交換器3・温熱交換器4に
おいて外側の管路32を流れる際に、内側の管路31を
流れるアンモニア冷媒と隔壁33を介して熱交換するよ
うに構成してある。
【0021】ヘリウムガスの外にも、毒性が全くないか
少ないもので、且つ化学的に不活性か活性度の低い気
体、例えばアルゴンガス、窒素ガスなどが熱媒体として
使用できる。
【0022】上記構成になる本発明の熱媒体回路におい
ては、二重管に形成した冷熱交換器3・温熱交換器4の
隔壁33に腐食や亀裂を生じ、管路31・32が連通し
ても、外側の管路32に相対的に大きい圧力で封入した
熱媒体のヘリウムガスが、内側の管路31により小さい
圧力で封入したアンモニア冷媒の側に流入し、管路31
を流れる危険な冷媒が管路32を流れる熱媒体の中に侵
入することがない。
【0023】そして、熱媒体の回路に腐食や亀裂を生じ
て熱媒体のヘリウムガスが漏洩すると、圧力スイッチS
1・S2の示す圧力が異常に低下する。この現象は、隔
壁33が破れてヘリウムガスが相対的に圧力の低いアン
モニア冷媒の側に流入した時にも生じるので、圧力スイ
ッチS1・S2の圧力を監視しておれば、冷熱交換器3
・温熱交換器4の異常を含めて検知することが可能であ
り、運転停止などの所定の制御信号を自動的に出力する
ことができる。
【0024】一方、高圧で封入した熱媒体のヘリウムガ
スが、運転中に何らかの要因で圧力が異常に上昇した時
にも、圧力スイッチS1・S2がこれを検知して、例え
ば運転を一時停止する制御信号を出力することにより、
熱媒体管が破裂したりする危険が防止されるようになっ
ている。
【0025】また、安全弁V3・V4の設置によって
も、熱媒体回路の圧力が所定値を越えると、例えば一時
的に開放して圧力を低下させる機能が自動的に動作する
ので、媒体回路の圧力が所定値を越えて異常に上昇する
ことはない。
【0026】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱
しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【0027】例えば、圧力スイッチS1・S2、安全弁
V3・V4は他の適宜の位置に設置することもできる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、冷熱交換
器、温熱交換器、吸収器、室内熱交換器、室外熱交換器
などを配管接続すると共に、アンモニアなど、人体や環
境に危害を及ぼす恐れの強い冷媒を使用した吸収式冷凍
機の、冷熱交換器、温熱交換器、吸収器などにおいて冷
媒と熱交換可能に設けた熱媒体回路であって、毒性およ
び活性度の低い気体を冷媒封入圧力より高い圧力で封入
すると共に、圧力スイッチを備えたことを特徴とする吸
収式冷凍機の熱媒体回路であり、
【0029】冷熱交換器および温熱交換器を、何れも冷
媒が内側を流れ、外側を毒性および活性度の低い気体が
熱媒体として流れるように二重管に形成すると共に、前
記気体を冷媒圧力より大きい圧力で封入したことを特徴
とする吸収式冷凍機の熱媒体回路であるので、
【0030】毒性や可燃性を有するアンモニア冷媒な
ど、危険の大きい冷媒が空調室内などに漏洩する懸念が
大幅に減少した。すなわち、空調室内に循環供給される
毒性および活性度の低い気体の熱媒体とアンモニアなど
の危険性が高い冷媒とが熱交換する熱交換器の管壁に亀
裂などが生じることがあっても、アンモニアなどの危険
な冷媒が高圧側の熱媒体回路に流入することがない。こ
のため、アンモニアなどの危険性の高い冷媒は、空調室
内に供給されることはなく、したがって空調室内に漏れ
出ることもない。また、圧力スイッチの取付部で漏れが
発生したときにも、熱媒体が漏れるだけで、アンモニア
などの危険性の高い冷媒の漏れは回避される。
【0031】しかも、熱媒体回路はその圧力スイッチに
より常時監視されているので、熱媒体回路の圧力が低下
し、アンモニアなどの危険な冷媒が熱媒体回路に流入す
る可能性があるときには、その圧力低下が遅滞なく検出
されるので、冷媒の漏洩対策を速やかに講じることがで
きるなど、安全性が顕著に改善された。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の説明図である。
【図2】本発明の要部の説明図である。
【図3】従来例の説明図である。
【符号の説明】
1 室内熱交換器 2 室外熱交換器 3 冷熱交換器 4 温熱交換器 5 吸収器 6 (冷媒蒸気)発生器 7 八方弁 11・12・13・14・15・16・17・18・19 熱媒体管 21 冷媒経路 22 稀液経路 23 濃液還流経路 31・32 管路 33 隔壁 P1・P2・P3 ポンプ S1・S2 圧力スイッチ V1・V2 減圧弁 V3・V4 安全弁

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷熱交換器、温熱交換器、吸収器、室内
    熱交換器、室外熱交換器などを配管接続すると共に、ア
    ンモニアなど、人体や環境に危害を及ぼす恐れの強い冷
    媒を使用した吸収式冷凍機の、冷熱交換器、温熱交換
    器、吸収器などにおいて冷媒と熱交換可能に設けた熱媒
    体回路であって、毒性および活性度の低い気体を冷媒封
    入圧力より高い圧力で封入すると共に、圧力スイッチを
    備えたことを特徴とする吸収式冷凍機の熱媒体回路。
  2. 【請求項2】 冷熱交換器、温熱交換器、吸収器、室内
    熱交換器、室外熱交換器などを配管接続すると共に、ア
    ンモニアなど、人体や環境に危害を及ぼす恐れの強い冷
    媒を使用した吸収式冷凍機の、冷熱交換器、温熱交換
    器、吸収器などにおいて冷媒と熱交換可能に設けた熱媒
    体回路であって、冷熱交換器および温熱交換器を、何れ
    も冷媒が内側を流れ、外側を毒性および活性度の低い気
    体が熱媒体として流れるように二重管に形成すると共
    に、前記気体を冷媒圧力より大きい圧力で封入したこと
    を特徴とする吸収式冷凍機の熱媒体回路。
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