JP3251100B2

JP3251100B2 - 吸収式冷凍機

Info

Publication number: JP3251100B2
Application number: JP13565193A
Authority: JP
Inventors: 徹福知; 薫河本; 和美山本; 克之坂根
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1993-06-07
Filing date: 1993-06-07
Publication date: 2002-01-28
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: JPH06347124A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒液を蒸発させる蒸
発器と、その蒸発器で発生した冷媒蒸気を吸収液に吸収
させる吸収器と、冷媒にて希釈された吸収液を再生する
再生器とが設けられ、前記吸収器と前記再生器が吸収液
循環路にて接続され、前記吸収器から前記再生器へ通流
する吸収液と、前記再生器から前記吸収器へ通流する吸
収液との間で熱交換させる熱交換部が設けられた吸収式
冷凍機に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる吸収式冷凍機では、蒸発器内の圧
力が低下すると、冷媒液が自ら蒸発することによる潜熱
により凍結する虞がある。冷媒が凍結すると、吸収液が
吸収すべき冷媒蒸気が減少して冷凍能力が低下したり、
吸収液が過剰濃縮されるといった不具合を来すので、冷
媒の凍結を防止する必要がある。

【０００３】そこで、従来は、蒸発器内の冷媒温度が設
定温度以下になると、蒸発器に供給される冷媒液に対し
て、吸収器に供給される吸収液を混入させて、冷媒液の
温度を上昇させることにより、冷媒の凍結を防止するた
めの冷媒凍結防止処理を実行していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の吸収式冷凍機では、冷媒凍結防止処理を実行してい
る間は、冷媒液に吸収液が混入されて蒸発器内における
冷媒液の蒸発能力が低下するので、冷凍能力が低下す
る。しかも、一旦、冷媒液に吸収液が混入されてしまう
と、蒸発器内に吸収液が混入された冷媒液が拡散するの
で、冷媒凍結防止処理の終了後、蒸発器内の冷媒液が吸
収液の混入のない状態となって冷媒液の蒸発能力が元の
状態に復帰するのに、比較的長い時間を要する。従っ
て、冷媒凍結防止処理を実行すると、比較的長い時間冷
凍能力が低下するので、改善が望まれていた。

【０００５】本発明は、かかる実情に鑑みて成されたも
のであり、その目的は、冷凍能力の低下を抑制しなが
ら、冷媒の凍結を防止することができる吸収式冷凍機を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による吸収式冷凍
機の特徴構成は、前記蒸発器内の冷媒温度を検出する温
度検出手段と、前記再生器で再生された吸収液を前記熱
交換部よりも上流側から前記吸収器に供給するバイパス
流路と、そのバイパス流路を開閉する流路開閉手段とが
設けられ、前記温度検出手段の検出温度が設定温度以下
になることに基づいて、前記流路開閉手段を閉成状態か
ら開成状態に切り換える制御手段が設けられ、前記再生
器で再生された吸収液を前記熱交換部よりも上流側から
前記吸収器に供給する状態の暖房運転状態に切り換える
ために、暖房用吸収液供給路とその暖房用吸収液供給路
を開閉する冷暖房切り換え弁とが設けられ、前記バイパ
ス流路が前記暖房用吸収液供給路にて構成され、且つ、
前記流路開閉手段が前記冷暖房切り換え弁にて構成され
ている点にある。

【０００７】

【０００８】

【作用】本発明の特徴構成によれば、温度検出手段の検
出温度が設定温度以下になると、流路開閉手段が閉成状
態から開成状態に切り換えられる。すると、再生器内の
圧力は蒸発器内の圧力に対して非常に高い（約１００倍
程度高い）ので、バイパス流路を通じて蒸発器内に噴出
した吸収液から発生した高温の冷媒蒸気が、瞬時に蒸発
器内に充満する。

【０００９】更に、再生器にて再生された吸収液を熱交
換部よりも上流側から吸収器に供給する状態の暖房運転
を行うために、再生器にて再生された吸収液を熱交換部
よりも上流側から吸収器に供給する暖房用吸収液供給路
とその暖房用吸収液供給路を開閉する冷暖房切り換え弁
とを設けて、冷房運転中に温度検出手段の検出温度が設
定温度以下になることに基づいて、制御手段により冷暖
房切り換え弁を閉成状態から開成状態に切り換えるよう
に構成することにより、暖房用吸収液供給路を通じて高
温の吸収液を蒸発器内に噴出させて、高温の冷媒蒸気を
瞬時に蒸発器内に充満させることができるようになり、
暖房用吸収液供給路をバイパス流路として、冷暖房切り
換え弁を流路開閉手段としてそれぞれ兼用させることが
可能となる。

【００１０】

【発明の効果】本発明の特徴構成によれば、高温の冷媒
蒸気が瞬時に蒸発器内に充満するので、短時間で冷媒凍
結防止処理を実行することができるようなった。又、冷
媒液に吸収液が混入されることはないので、冷媒凍結防
止処理の終了後、短時間で蒸発器内の冷媒液の蒸発能力
が元の状態に復帰するので、短時間で冷媒凍結防止処理
を実行できることと相まって、従来に比して、冷凍能力
の低下を大幅に抑制することができるようになった。

【００１１】更に、暖房運転用として設けた暖房用吸収
液供給路及び冷暖房切り換え弁を利用して冷房運転中の
冷媒凍結防止処理を行うことができるようにしたので、
冷凍能力の低下を抑制しながらの冷媒の凍結防止が可能
で且つ暖房運転が可能な吸収式冷凍機を低価格で提供す
ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、図１に基づいて、本発明を二重効用吸
収式冷温水機に適用した実施例について説明する。先
ず、二重効用吸収式冷温水機の全体構成について説明す
る。

【００１３】バーナＢにより吸収液を加熱する高温再生
器１の上方に、縦型円筒形に形成した高温再生器気液分
離器２を配置し、その高温再生器気液分離器２の周部に
縦型の低温再生器３を配置し、その低温再生器３の上方
に低温再生器気液分離器４を配置し、低温再生器３の周
部に縦型の吸収器５を配置し、その吸収器５の周部で下
方に蒸発器６を、且つ、上方に凝縮器７を配置してあ
る。尚、吸収器５及び蒸発器６は、低温再生器３の周部
に形成される閉塞空間内に配置する構造としてあり、そ
の閉塞空間内の下部には、蒸発器６及び吸収器５に連通
する吸収器側液溜まり部５ａを設けてある。又、高温再
生器気液分離器２内の下部には、再生器側液溜まり部２
ａを設けてある。

【００１４】冷媒蒸気と吸収液の上昇流路８で高温再生
器１に高温再生器気液分離器２を接続し、低温再生器３
の上部と低温再生器気液分離器４とを連通させてある。
吸収器５から高温再生器１に低濃度の吸収液（以下、稀
液と称する場合もある）を供給すべく、吸収器側液溜ま
り部５ａと高温再生器１とを溶液ポンプ９を介装した稀
液供給路１０で接続し、高温再生器１から低温再生器３
へ中濃度の吸収液（以下、中液と称する場合もある）を
供給すべく、高温再生器気液分離器２の下部の再生器側
液溜まり部２ａと低温再生器３の下部とを中液供給路１
１で接続し、低温再生器３から吸収器５へ高濃度の吸収
液（以下、濃液と称する場合もある）を供給すべく、低
温再生器気液分離器４と吸収器５の上部の吸収液散布具
１２とを濃液供給路１３で接続してある。

【００１５】中液供給路１１を通流する中液により稀液
供給路１０を通流する稀液を加熱する高温熱交換器１４
を設け、濃液供給路１３を通流する濃液により稀液供給
路１０を通流する稀液を加熱する低温熱交換器１５を設
けてある。

【００１６】高温再生器気液分離器２と低温再生器３と
を区画する隔壁１６を、高温再生器気液分離器２内の冷
媒蒸気で低温再生器３内の吸収液を加熱するための伝熱
壁に形成し、隔壁１６の内面での凝縮により発生した冷
媒液を隔壁１６と内筒１７との間の冷媒液貯留部２ｂに
流下させるように構成してある。

【００１７】高温再生器気液分離器２の冷媒液貯留部２
ｂと凝縮器７とを冷媒液供給路１８で接続し、低温再生
器気液分離器４と凝縮器７とを冷媒蒸気供給路１９で接
続し、凝縮器７内の下部の冷媒液貯留部７ａと蒸発器６
の冷媒液散布具２０とを冷媒液供給路２１で接続してあ
る。

【００１８】冷却水供給源２２からの冷却水を吸収器５
内の冷却コイル２３から凝縮器７内の冷却コイル２４へ
と供給するように、冷却コイル２３と冷却コイル２４と
を接続するとともに、それらに冷却水供給路２５を接続
してある。蒸発器６内の被冷却コイル２６からの冷水を
冷却対象２７に供給するように、被冷却コイル２６と冷
却対象２７とをポンプを介装した冷水供給路２８で接続
してある。

【００１９】後述する暖房運転時に、高温再生器１にて
再生された高温の中液を吸収器５に供給すべく、再生器
側液溜まり部２ａと吸収器側液溜まり部５ａとを暖房用
吸収液供給路２９で接続してある

【００２０】稀液供給路１０を通流する稀液の流量を調
整する稀液流量調整弁Ｖ₁、バーナＢに供給する天然ガ
ス等の燃料のインプット量を調整する燃料流量調整弁Ｖ
₂、暖房用吸収液供給路２９の流路を開閉する冷暖房切
り換え弁Ｖ₃、及び、冷媒液供給路２１の流路を開閉す
る冷媒供給弁Ｖ₄を設けてある。又、冷却コイル２３に
流入する冷却水の温度Ｔ₁を検出する冷却水温度センサ
Ｓ₁、及び、蒸発器６内の冷媒の温度Ｔ₂を検出する温
度検出手段としての冷媒温度センサＳ₂を設けてある。

【００２１】図中のＣはマイクロコンピュータを利用し
た制御部を示す。制御部Ｃは、冷却水温度センサＳ₁及
び冷媒温度センサＳ₂夫々の検出情報、及び、冷暖房切
り換え、冷凍能力調整等の外部からの各種指令に基づい
て、稀液流量調整弁Ｖ₁、燃料流量調整弁Ｖ₂、冷暖房
切り換え弁Ｖ₃、冷媒供給弁Ｖ₄、ポンプ９、及び、バ
ーナＢ等の作動を制御する。以下、制御部Ｃによる制御
作動について説明する。

【００２２】先ず、冷房運転における制御作動について
説明する。制御部Ｃは、外部からの冷房運転開始指令に
基づいて、冷暖房切り換え弁Ｖ₃を閉成状態に、及び、
冷媒供給弁Ｖ₄を開成状態にし、ポンプ９を作動させ、
バーナＢを燃焼させる。

【００２３】以下、冷房運転における吸収液及び冷媒の
作用について説明する。吸収液は、吸収器側液溜まり部
５ａ、稀液供給路１０、高温再生器１、高温再生器気液
分離器２、再生器側液溜まり部２ａ、中液供給路１１、
低温再生器３、低温再生器気液分離器４、濃液供給路１
３、吸収器５の順に循環する冷房運転循環経路を循環す
る。そして、吸収器５にて冷媒蒸気を吸収した吸収液
は、高温再生器１、高温再生器気液分離器２、低温再生
器３、低温再生器気液分離器４を順次通流する過程で、
冷媒が分離されて再生され、その再生された吸収液は吸
収液散布具１２にて吸収器５内に散布され、蒸発器６で
発生した冷媒蒸気を吸収するのである。尚、吸収器５内
で吸収液が冷媒蒸気を吸収することにより生じた吸収熱
は、冷却コイル２３を通流する冷却水に与えて外部に取
り出すようにしてある。

【００２４】一方、高温再生器１で吸収液から発生した
冷媒蒸気は高温再生器気液分離器２で凝縮し、その冷媒
液は冷媒液供給路１８により凝縮器７に供給され、低温
再生器３で吸収液から発生した冷媒蒸気は冷媒蒸気供給
路１９により凝縮器７に供給されて、その冷媒蒸気は冷
却コイル２４の作用で凝縮する。そして、冷媒液貯留部
７ａに貯留されている冷媒液は、冷媒液散布具２０にて
蒸発器６内に散布され、その散布冷媒液は被冷却コイル
２６の作用で蒸発して、その気化熱により、被冷却コイ
ル２６を通流する水が冷却されるのである。

【００２５】更に、制御部Ｃは、要求される冷凍能力に
応じて前記インプット量を調整すべく、燃料流量調整弁
Ｖ₂を制御する。又、制御部Ｃには、前記インプット量
及び冷却水温度Ｔ₁に応じて予め設定した稀液流量調整
弁Ｖ₁の開度を記憶させてある。そして、制御部Ｃは、
前記インプット量及び冷却水温度センサＳ₁の検出冷却
水温度Ｔ₁に基づいて、稀液流量調整弁Ｖ₁の開度を制
御して、吸収液の循環量を制御する。

【００２６】又、冷媒温度センサＳ₂の検出温度Ｔ₂が
設定温度Ｔｓ以下になることに基づいて、冷暖房切り換
え弁Ｖ₃を設定時間だけ開成状態に切り換えるように制
御する。従って、高温再生器１にて再生された高温の吸
収液が暖房用吸収液供給路２９を通じて吸収器５に噴出
供給され、冷媒の凍結が防止される。尚、設定温度Ｔｓ
は、冷媒の凍結を確実に防止できる温度、例えば、３°
Ｃ程度に設定する。

【００２７】次に、暖房運転時の制御作動について説明
する。制御部Ｃは、外部からの暖房運転開始指令に基づ
いて、冷媒供給弁Ｖ₄を閉成状態に、及び、冷暖房切り
換え弁Ｖ₃を開成状態にし、ポンプ９を作動させ、バー
ナＢを燃焼させる。尚、冷却コイル２３及び冷却コイル
２４への冷却水の通流は停止される。

【００２８】以下、暖房運転時における吸収液の作用に
ついて説明する。つまり、吸収液は、吸収器側液溜まり
部５ａ、稀液供給路１０、高温再生器１、高温再生器気
液分離器２、再生器側液溜まり部２ａ、暖房用吸収液供
給路２９、吸収器５の順に循環する暖房運転循環経路を
循環する。そして、吸収器５に供給された高温の吸収液
から発生する冷媒蒸気が、被冷却コイル２６の作用で凝
縮して、その凝縮熱により、被冷却コイル２６を通流す
る水が加熱されるのである。

【００２９】従って、稀液供給路１０、中液供給路１１
及び濃液供給路１３は吸収液循環路として機能し、高温
熱交換器１４は、吸収器５から高温再生器１へ通流する
吸収液と、高温再生器１から吸収器５へ通流する吸収液
との間で熱交換させる熱交換部として機能する。又、高
温再生器１で再生された吸収液を高温熱交換器１４より
も上流側から吸収器５に供給するバイパス流路Ｒを、暖
房用吸収液供給路２９にて構成し、バイパス流路Ｒを開
閉する流路開閉手段Ｖｂを、冷暖房切り換え弁Ｖ₃にて
構成してある。又、制御部Ｃは、冷媒温度センサＳ₂の
検出温度Ｔ₂が設定温度Ｔｓ以下になることに基づい
て、冷暖房切り換え弁Ｖ₃を閉成状態から開成状態に切
り換える制御手段として機能する。

【００３０】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。

【００３１】吸収器５、蒸発器６及び凝縮器７を、
高温再生器気液分離器２、低温再生器３及び低温再生器
気液分離器４とは別体で別置にしても良い。

【００３２】冷媒や吸収液は公知のものから適当に
選定することができる。

【００３３】上記実施例では、本発明を二重効用吸
収式冷温水機に適用する場合について例示したが、単効
用吸収式冷温水機に適用することも可能である。

【００３４】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した二重効用吸収式冷温水機の構
成図

【符号の説明】

１再生器５吸収器６蒸発器１０，１１，１３吸収液循環路１４熱交換部２９暖房用吸収液供給路Ｃ制御手段Ｒバイパス流路Ｓ₂ 温度検出手段Ｖ₃ 冷暖房切替え弁Ｖｂ流路開閉手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂根克之大阪府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)参考文献特開平６−294558（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−21256（ＪＰ，Ｕ) 実開昭55−81654（ＪＰ，Ｕ) 実開昭54−71755（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 15/00 306 F25B 15/00 303

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒液を蒸発させる蒸発器（６）と、そ
の蒸発器（６）で発生した冷媒蒸気を吸収液に吸収させ
る吸収器（５）と、冷媒にて希釈された吸収液を再生す
る再生器（１）とが設けられ、前記吸収器（５）と前記
再生器（１）が吸収液循環路（１０），（１１），（１
３）にて接続され、前記吸収器（５）から前記再生器
（１）へ通流する吸収液と、前記再生器（１）から前記
吸収器（５）へ通流する吸収液との間で熱交換させる熱
交換部（１４）が設けられた吸収式冷凍機であって、前記蒸発器（６）内の冷媒温度を検出する温度検出手段
（Ｓ₂）と、前記再生器（１）で再生された吸収液を前
記熱交換部（１４）よりも上流側から前記吸収器（５）
に供給するバイパス流路（Ｒ）と、そのバイパス流路
（Ｒ）を開閉する流路開閉手段（Ｖｂ）とが設けられ、
前記温度検出手段（Ｓ₂）の検出温度が設定温度以下に
なることに基づいて、前記流路開閉手段（Ｖｂ）を閉成
状態から開成状態に切り換える制御手段（Ｃ）が設けら
れ、前記再生器（１）で再生された吸収液を前記熱交換部
（１４）よりも上流側から前記吸収器（５）に供給する
状態の暖房運転状態に切り換えるために、暖房用吸収液
供給路（２９）とその暖房用吸収液供給路（２９）を開
閉する冷暖房切り換え弁（Ｖ ₃ ）とが設けられ、前記バ
イパス流路（Ｒ）が前記暖房用吸収液供給路（２９）に
て構成され、且つ、前記流路開閉手段（Ｖｂ）が前記冷
暖房切り換え弁（Ｖ ₃ ）にて構成されている吸収式冷凍
機。