JP3184072B2 - 吸収式冷凍装置を用いた空調機 - Google Patents

吸収式冷凍装置を用いた空調機

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    • Y02B30/62Absorption based systems

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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

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空調
機に関する。
【0002】
【従来の技術】吸収式冷凍装置を用いた空調機では、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、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する吸収器にお
いて吸収する。冷却水は、冷却水配管を通じて冷却水ポ
ンプで冷却塔に循環され、冷却される。
【0003】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。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、冷房運
転時は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。吸収式冷凍装置を用いた空調機で
は、冷凍能力が大きいため、2つ以上の室内機を並列し
て接続する型式が一般である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この空調機では、空調
機を操作して空調運転を停止すると、冷温水流路の開閉
弁が閉じるが、このとき、冷温水ポンプの吐出圧が開閉
弁の上流の冷温水流路に加わるとともに、冷温水流路で
水撃が発生する。このため、冷温水ポンプを含む冷温水
流路に大きな負荷がかかり寿命を短縮する。
【0005】この発明の目的は、室内機の冷温水流路の
開閉弁を閉じた場合に、冷温水ポンプの吐出圧および水
撃による圧力の上昇を十分に低減できる吸収式冷凍装置
を用いた空調機の提供にある。
【0006】
【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、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
に戻す吸収式冷凍装置と、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、前記冷温水流路の
開閉弁とからなる空調機において、前記空調用熱交換器
および開閉弁の上流と下流とをリリーフ弁付き短絡冷温
水流路で連結したことを特徴とする。
【0007】
【発明の作用・効果】この空調機では、冷温水流路の開
閉弁を閉じた場合に、冷温水はリリーフ弁付き短絡冷温
水流路を介して循環できるので、冷温水ポンプの吐出圧
および水撃による圧力上昇を低減できる。この結果、冷
温水ポンプを含む冷温水流路が高圧で劣化することを防
止でき、耐久性が向上する。
【0008】
【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。
【0009】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。
【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。
【0012】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。
【0013】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。
【0014】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。
【0015】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。
【0016】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、
その上方に冷媒液散布具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。
【0017】冷媒液散布具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。
【0018】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。
【0019】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。
【0020】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。冷却水流路34には、冷却水ポンプP
2 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。
【0021】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。
【0022】室内機200は、空調熱交換器44、およ
びブロワ45を有する。蒸発コイル41の両端は、ゴム
ホース等で形成された冷温水流路46で空調熱交換器4
4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、空調熱交換器44に冷温水を
循環させる。空調熱交換器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。
【0023】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。高温度の中濃度吸
収液は蒸発器4に底43から流入する。蒸発コイル41
内の冷温水は、加熱されて冷温水ポンプP3 により冷温
水流路46で室内機200内の空調熱交換器44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。
【0024】冷温水流路46の空調熱交換器44の下流
と電磁式開閉弁47の上流との間には、吸収式冷凍装置
100内にリリーフ弁6を有する短絡冷温水流路61が
設けられている。リリーフ弁6は、図2、図3に示す如
く、短絡冷温水流路61に形成した弁口62、および該
弁口62を開閉するリターンスプリング63付き弁体6
4を有する。なお、弁体64は、リターンスプリング6
3によって、短絡冷温水流路61において電磁式開閉弁
47の上流の冷温水流路46側に設けた弁口62に付勢
され閉弁している。
【0025】空調機が運転され、室内機200が作動し
ているときは、電磁式開閉弁47が開弁しており、リリ
ーフ弁6はリターンスプリング63の作用で図2に示す
如く閉弁している。使用者が空調を停止するため、室内
機200のオン・オフスイッチにより作動停止操作をす
ると、電磁式開閉弁47が閉弁する。これにより、冷温
水ポンプP3 の吐出圧が電磁式開閉弁47の上流の冷温
水流路46に加わる。
【0026】また、電磁式開閉弁47が閉弁した際に、
流動している冷温水を遮断することにより水撃(ウォー
ターハンマー)が発生し、冷温水流路46の圧力が急激
に増大する。また、吸収式冷凍装置100は、室内機2
00の作動停止後も一定時間の間、吸収液の晶析防止の
ための希釈運転が必要であり、そのためガスバーナBの
燃焼を停止したのち吸収液ポンプP1 および冷却水ポン
プP2 は前記希釈運転の終了後に停止する。
【0027】なお、吸収液ポンプP1 および冷温水ポン
プP3 をモーターを兼用させたタンデムポンプとした場
合には、この希釈運転中は冷温水ポンプP3 が作動する
ため、本発明の短絡冷温水流路61を通して冷温水を循
環させることができる。
【0028】リリーフ弁6は、電磁式開閉弁47が閉弁
して該電磁式開閉弁47の上流側の冷温水流路46の圧
力が上昇すると、図3に示す如く開弁して短絡冷温水流
路61を通じて冷温水流路46の冷温水の循環を確保す
る。これにより、冷温水ポンプP3 の吐出圧による圧力
の上昇が防止できるとともに、水撃のレベルを低減させ
ることができ、冷温水流路46に設けられた電磁式開閉
弁47、冷温水ポンプP3 などに加わる負荷が減少し機
器の耐久性を向上できる。また、円滑な調整運転が可能
になる。
【0029】上記実施例では、短絡冷温水流路61を室
外機である吸収式冷凍装置100内に設けたが、空調熱
交換器44および電磁式開閉弁47の上流と下流とを連
通させるものであれば、室内機200内、あるいは吸収
式冷凍装置100外でかつ室内機200外の配管流路中
に設けてもよい。また、電磁式開閉弁47を上記配管中
または室外機である吸収式冷凍装置100内に設けるこ
とも可能である。さらに、空調熱交換器44を電磁式開
閉弁47の上流側に設けてもよい。なお、加熱源として
は、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。
【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】リリーフ弁付き短絡冷温水流路の断面図であ
る。
【図3】リリーフ弁付き短絡冷温水流路の断面図であ
る。
【符号の説明】
1 高温再生器 2 低温再生器 3 吸収器 31 冷却コイル 4 蒸発器 41 蒸発コイル 44 空調用熱交換器 46 冷温水流路 47 電磁式開閉弁 5 凝縮器 51 冷却コイル 6 リリーフ弁 61 短絡冷温水流路 100 吸収式冷凍装置 200 室内機 CT 冷却塔 L3 低濃度吸収液流路 P1 吸収液ポンプ P3 冷温水ポンプ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 5/00 101 F24F 11/02 102 F25B 15/00 306

Claims (1)

    (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、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装置と、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、前記冷温水流路の開閉弁とからなる空調機におい
    て、 前記空調用熱交換器および開閉弁の上流と下流とをリリ
    ーフ弁付き短絡冷温水流路で連結したことを特徴とする
    吸収式冷凍装置を用いた空調機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4137723A4 (en) * 2020-07-02 2024-04-24 Nippon Thermostat Co., Ltd. RELIEF VALVE AND COOLING CIRCUIT USING IT

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP4137723A4 (en) * 2020-07-02 2024-04-24 Nippon Thermostat Co., Ltd. RELIEF VALVE AND COOLING CIRCUIT USING IT
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