JP3553833B2 - Absorption refrigerator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収式冷凍機に関し、特に、機内に発生する不凝縮水素ガスの除去装置を有する吸収式冷凍機に関する。
【0002】
【従来の技術】
吸収式冷凍サイクルで運転される吸収式冷凍機が冷房装置として知られていたが、さらに近年、運転時のエネルギ効率の良さ等の利点が着目され、冷房運転だけでなく、蒸発器で外気から汲み上げた熱を利用したヒートポンプ暖房運転も行えるようにした吸収式冷凍機に対する需要が高まりつつある。例えば、特公平6−97127号公報では、冷房運転、ヒートポンプ運転による暖房、および直火焚き(ボイラ)運転による暖房という3つのモードで運転できるようにした吸収式冷温水機が提案されている。
【0003】
上記吸収式冷凍機の吸収冷凍サイクルは、冷媒中の成分と冷媒流路を形成している金属材料および腐食抑制剤との接触反応等によって、ごく微量の水素ガス等の不凝縮ガスが発生する。この不凝縮ガスは例えば数mmHg〜数百mmHgの低圧環境を維持すべき構成部分である吸収器、蒸発器等の真空度を低下させ、冷暖房の運転効率を著しく低下させることが知られている。このために、真空ポンプ等の抽出手段を用いてこの不凝縮ガスを機外に放出するメンテナンスが一定期間毎に必要となっていた。
【0004】
特開平8−121911号公報や特開平5−9001号公報には吸収式冷凍機内で発生した不凝縮ガスを機外に排出する装置が開示されている。これらの装置では、加熱されたパラジウム管に冷媒液から分離した不凝縮ガスを誘導し、パラジウムの選択透過性を利用して、該不凝縮ガスを大気中に放出している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記不凝縮ガスの排出装置を有する吸収式冷凍機には次の問題点があった。吸収式冷凍サイクルのためフッ化アルコール等のアルコール系冷媒を使用する吸収式冷凍装置においては、冷媒中に水を混入させることで、冷媒流路を形成している金属材料の腐食を抑制できることが知られている。この場合、混入させた水が冷媒流路を形成しているアルミニウムと反応して微量の水素ガスを発生するためこれの除去が必要になる。なお、水素ガスの発生は次のアノード反応とカソード反応による。アノード反応:Al→Al3 +3e− ,Al3 +3OH→AlOOH・H2 O(アルミイオンの水和(ベーマイト被膜生成))、カソード反応:3H+3e→3/2H2 (水素発生)。
【0006】
しかし、上記公報に開示された不凝縮ガスの排出装置では、発生した水素ガスを機外に放出させるようになっているため、機内の気密性を保持するための構造が複雑化することになる。また、徐々に冷媒中に含まれている水分が減少していくことになるため、腐食の抑制に必要な適正量の水が確保されないという問題点がある。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑み、機内の真空度を低下させることなく、かつ、冷媒中の含有水分量を適正量に保持しつつ、発生した不凝縮ガスを除去することができる吸収式冷凍機を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し、目的を達成するための本発明は、冷媒を収容した蒸発器と、前記蒸発器で発生した冷媒蒸気を吸収剤溶液で吸収する吸収器と、前記溶液の吸収剤濃度を回復させるため、該吸収剤溶液を加熱して冷媒蒸気を抽出する再生器と、前記再生器で抽出された冷媒蒸気を凝縮させて前記蒸発器へ供給するための凝縮器とを有する吸収式冷凍機において、前記冷媒としてアルコール系冷媒を使用すると共に、吸収冷凍サイクル中に発生する水素ガスに作用して還元反応を生じさせる酸化金属を主成分とする還元部を具備し、前記還元部を冷媒の通路に設けた点に特徴がある。
【0009】
この特徴によれば、発生する水素ガスが酸化金属に作用して還元反応が起こり、水が生成されて水素ガスは除去される。こうして水素ガスを除去することにより、凝縮器、蒸発器、吸収器等、冷媒通路各部の真空度の低下による運転効率の低下を防止できるし、生成した水が還元部から冷媒通路に戻ることにより、冷媒中の水分は適正量に維持される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図8は本発明の一実施形態に係る吸収式冷凍機の要部構成を示す系統ブロック図である。なお、ここでは、吸収式冷凍機の一実施態様として吸収式冷暖房装置を想定している。蒸発器1には冷媒としてトリフルオロエタノール(TFE)等のフッ化アルコールが、吸収器2には吸収剤を含む溶液としてDMI誘導体(ジメチルイミダゾリジノン)が収容されている。前記冷媒はフッ化アルコールに限らず非凍結範囲が広くとれるものであればよい。溶液についてはDMI誘導体に限らず非結晶範囲が広く取れるものであり、TFEつまり冷媒よりも高い常圧沸点を有し、冷媒を吸収しうる吸収剤であればよい。
【0011】
蒸発器1と吸収器2とは、蒸発(冷媒)通路を介して互いに流体的に連結されており、これら蒸発器1および吸収器2を、例えば30mmHg程度の低圧環境下に保持すると蒸発器1内の冷媒が蒸発し、この冷媒蒸気は前記蒸発通路を介して吸収器2内に入る。吸収器2内では吸収剤溶液が冷媒蒸気を吸収して吸収冷凍動作が行われる。なお、蒸発通路には、冷媒蒸気中に残存するミスト(霧状の冷媒)を加熱して蒸気化させるとともに、凝縮器9から送給されるTFEの温度を下げる働きをする予冷器18が設けられている。
【0012】
バーナ7が点火されると、再生器3によって吸収器2内の溶液濃度が高められる(バーナおよび再生器ならびに溶液濃縮については後述する)。吸収器2内の高濃度溶液が冷媒蒸気を吸収すると蒸発器1内の冷媒が蒸発し、その蒸発時の潜熱によって蒸発器1内が冷却される。蒸発器1には冷水が通過する管路1aが通っている。管路1aを流れる冷水としてはエチレングレコール又はプロピレングレコ−ル水溶液を使用するのが好ましい。管路1aの一端(図では出口端)は第1の四方弁V1の#1開口に、その他端(図では入口端)は第2の四方弁V2の#1開口にそれぞれ連結される。
【0013】
冷媒はポンプP1によって蒸発器1内に設けられた散布手段1bに導かれ、冷水が通過している管路1a上に散布される。冷媒は管路1a内の冷水から蒸発熱を奪って冷媒蒸気となり、冷媒で熱を奪われた管路1a内の冷水はその温度が降下する。冷媒蒸気は前記蒸発通路を通って吸収器2に流入する。蒸発器1内の冷媒は散布手段1bに導かれるほか、その一部はフィルタ4を通って精留器6にも給送される。蒸発器1とフィルタ4との間には流量調節弁V5が設けられている。
【0014】
前記フッ化アルコールの蒸気つまり冷媒蒸気が吸収器2の溶液に吸収されると、吸収熱によって該溶液の温度は上昇する。溶液の吸収能力は該溶液の温度が低いほど、また、溶液濃度が高いほど大きい。そこで、該溶液の温度上昇を抑制するため、吸収器2の内部には冷却水が通る管路2aが設けられる。管路2aの一端(図では出口端)は凝縮器9内を通した後、ポンプP3を介して第1の四方弁V1の#2開口に、管路2aの他端(図では入口端)は第2の四方弁V2の#2開口にそれぞれ連結される。管路2aを通過する冷却水として、前記冷水と同じ水溶液を使用する。
【0015】
溶液はポンプP2によって吸収器2内に設けられた散布手段2bに導かれ、管路2a上に散布される。その結果、溶液は管路2aを通っている冷却水で冷却される。一方、冷却水は熱を吸収するのでその温度が上昇する。吸収器2内の溶液が冷媒蒸気を吸収し、その吸収剤濃度が低下すると吸収能力が低下する。そこで、再生器3および精留器6によって吸収剤溶液から冷媒蒸気を分離発生させることにより、溶液の濃度を高めて吸収能力を回復させる。
【0016】
吸収器2で冷媒蒸気を吸収して希釈された溶液つまり希液は前記散布手段2bに導かれるほか、ポンプP2により管路7bを通じて精留器6に給送され再生器3へと流下する。ポンプP2と再生器3とをつなぐ管路7bには開閉弁V3が設けられている。再生器3には吸収器2から供給される希液を加熱するバーナ7が設けられている。バーナ7はガスバーナが好ましいが、他の型式のどのような加熱手段であってもよい。
【0017】
再生器3で加熱され、冷媒蒸気が抽出されて濃度が高められた溶液(濃液)は、管路7aを通って吸収器2に戻される。管路7a上には開閉弁V4が設けられている。温度が比較的高い濃液は散布手段2cによって管路2a上に散布される。
【0018】
再生器3に給送された希液がバーナ7で加熱されると、冷媒蒸気が発生する。この冷媒蒸気に混入された吸収剤溶液は精留器6で分離され、より一層純度を高められた冷媒蒸気が凝縮器9へ給送される。冷媒蒸気は凝縮器9で冷却されて凝縮液化され、前記予冷器18、減圧弁11を経由して蒸発器1に戻される。この冷媒は管路1a上に散布される。
【0019】
凝縮器9から蒸発器1に供給される蒸気の純度は極めて高くなってはいるが、還流冷媒中にごくわずかに混在する吸収剤成分が長時間の運転サイクルによって蓄積し、蒸発器1内の冷媒の純度が徐々に低下することは避けられない。蒸発器1から冷媒のごく一部をフィルタ4を介して精留器6に給送し、再生器3から生じる冷媒蒸気と共に再び純度を上げるためのサイクルを経るようにすることによって冷媒純度の低下が抑制される。
【0020】
再生器3から出た管路7a中の高温濃液は、吸収器2と精留器6を連結する管路の中間に設けられた熱交換器12により、吸収器2から出た希液と熱交換して冷却された後、吸収器2内に散布される。一方、熱交換器12で予備的に加熱された希液は精留器6へ給送される。こうして熱効率の向上が図られているが、さらに、還流される前記濃液の熱を吸収器2または凝縮器9から出た管路2a内の冷却水に伝達するための熱交換器(図示せず)を設けることにより、吸収器2に還流される濃液の温度をより一層低下させ、冷却水温度はさらに上げることができるような構成をとってもよい。
【0021】
前記冷水または冷却水を外気と熱交換するための顕熱交換器14には管路4a、室内機15には管路3aが設けられている。管路3a、4aの各一端(図では入口端)は第1の四方弁V1の#3および#4開口に、その他端(図では出口端)は第2の四方弁V2の#3および#4開口にそれぞれ連結される。室内機15は冷暖房を行う室内に備えられるもので、冷風または温風の吹出し用ファン(両者は共通)10と吹出し出口(図示せず)とが設けられる。前記顕熱交換器14は室外に置かれ、ファン19で強制的に外気との熱交換が行われる。
【0022】
蒸発器1には冷媒の量を感知するレベルセンサL1、冷媒の温度を感知する温度センサT1、および蒸発器1内の圧力を感知する圧力センサPS1が設けられている。吸収器2には溶液の量を感知するレベルセンサL2が設けられている。凝縮器9には、凝縮した冷媒の量を感知するレベルセンサL9、冷媒の温度を感知する温度センサT9、および凝縮器9内の圧力を感知する圧力センサPS9が設けられている。顕熱交換機14、再生器3、および室内機15にはそれぞれ温度センサT14、T3およびT15が設けられている。顕熱交換機14の温度センサT14は外気温度を感知し、室内機15の温度センサT15は冷暖房をする室内の温度を感知する。また、再生器3の温度センサT3は溶液の温度を感知する。
【0023】
以上の構成において、冷房運転時には、第1の四方弁V1および第2の四方弁V2を、それぞれの#1および#3開口を連通させる一方で、#2および#4開口を連通させるように切替える。この切替えにより、冷媒が散布されて温度が下げられた冷水が室内機15の管路3aへ導かれて室内の冷房が行われる。
【0024】
一方、暖房運転時には、前記第1の四方弁V1および第2の四方弁V1を、それぞれの#1および#4開口を連通させ、#2および#3開口を連通させるように切替える。この切替えにより、暖められた冷却水が室内機15の管路3aへ導かれて室内の暖房が行われる。
【0025】
なお、暖房運転時に、外気温度が極端に低くなると、顕熱交換器14を介して外気から熱を汲み上げ難くなり、暖房能力が低下する。このようなときのために、凝縮器9と再生器3(または精留器6)との間をバイパスする環流通路9aおよび開閉弁17を設けている。すなわち、外気からの熱の汲み上げが困難なときには、吸収冷凍サイクル運転は停止して、再生器3で発生した蒸気を凝縮器9との間で環流させ、バーナ7による加熱熱量を凝縮器9内で効率よく管路2a内の冷却水に伝導させられる直火焚き運転により前記冷却水を昇温させて暖房能力を向上させるようにする。
【0026】
続いて、上記冷暖房装置に設けられている水素ガス除去装置について説明する。図1は本実施形態に係る冷暖房装置の水素ガス除去装置の取付位置を示す模式図である。同図において、凝縮器9には処理タンク91が付設されていて、処理タンク91と凝縮器9とは抽出パイプ(通路手段)92によって連通されている。抽出パイプ92は凝縮器9内に蓄積されている冷媒の液面93の近傍に開口するように高さが決められている。処理タンク91内には、ヒータ(加熱手段)で加熱できるようにした酸化金属を含む還元部としての水素除去アセンブリ(図示しない)が設けられている。この水素除去アセンブリの構造は図2,図3に関して後述する。酸化金属としては、例えば遷移金属の酸化物単体または遷移金属の酸化物同士の混合物を使用できる。一例として、NiO単体、またはNiOを主成分とし、さらにCuO,MnO2 ,Al2 O3 を混合した混合物を使用することができる。また、他の例として、CuO,MnO2 ,Al2 O3 のうちの少なくとも一つを主成分とした混合物を使用することができる。
【0027】
発生した水素ガスH2 は、運転休止中は凝縮器9内に拡散しており、運転中は凝縮器9内のTFE蒸気の流れによって冷媒液面93に張り付くようにして溜まっている。この溜まっている水素ガスH2 が濃度勾配すなわち拡散によって処理タンク91内に流入し、この処理タンク91内に流入した水素ガスH2 はヒータで加熱されている酸化金属と接触し、その結果、酸化金属の還元反応が起こり、水が生成されて水素ガスが除去される。すなわち、例えば、次式(f1)による化学反応が生じる。MOX+XH2 =M+XH2 O…(f1)。ここで、符号Mは遷移金属、Xは定数である。生成された水は抽出パイプ92を通じて凝縮器9内に流入する。
【0028】
こうして、凝縮器9内に溜まった水素ガスが除去されるときに水が生成されるので、冷媒通路内を流れる冷媒内の水含有量が水素ガス除去作用に伴って減少することはない。したがって、冷媒通路を形成している金属材料の腐食を抑制させるため冷媒に混入させている水が適正な量に維持される。
【0029】
次に前記水素除去アセンブリについて説明する。図2は、凝縮器9と該凝縮器9に設けられた処理タンク91の要部正面図、図3は同平面図であり、図1と同符号は同一または同等部分を示す。両図において、凝縮器9の筐体94の正面にはブラケット95が設けられていて、このブラケット95と円筒状のハウジング96のフランジ96aとはボルト(図示せず)によって互いに締結されている。ハウジング96内にはフィルタ(網)97で端部がカバーされたチューブ98が設けられ、このチューブ98の中心にはヒータ102を収容できるヒータホルダ99が設けられている。ヒータホルダ99およびチューブ98は、ハウジング96の端部に形成されためねじに螺入されるおねじが外周に形成されたキャップ100によって押圧固定されている。前記ブラケット95とフランジ96aとの間にはシール部材としてのOリング101が設けられている。チューブ98およびヒータホルダ99の間の空間には酸化金属の粉末Mが適当量充填されている。
【0030】
ヒータ102はキャップ100の中心に設けられた孔からヒータホルダ99内に挿入されており、必要に応じて抜き差し可能である。例えば、1週間に1回程度のメンテナンス時に水素ガス除去をするためにヒータホルダ99内に差し込み、それ以外のときは引き抜いておくことができる。ヒータ102は抵抗体に電流を流して発熱させる周知のものを使用できる。
【0031】
前記水素ガスは抽出パイプ92を通ってフィルタ97の前面に至り、フィルタ97を通過してチューブ98内の酸化金属と接触する。その結果、上記反応によって水が生じ、その水は抽出パイプ92を介して凝縮器9に滴下する。
【0032】
本実施形態では、酸化金属は粉末状のものを用いたが、本発明はこれに限らない。例えば、ヒータホルダ99の外周に酸化金属の層を形成し、水素ガスと接触させるようにしてもよい。その場合、フィルタ97は不要である。また、酸化金属は先に列挙したもの単体でもよいし、酸化金属と水素ガスとの反応を促進させるための触媒作用をもつ物質、例えば、パラジウムもしくはその化合物(PdCl2 )、白金もしくはその化合物等の添加剤を微量混入するようにしてもよい。また、水素ガスH2 除去を促進するため加熱手段としてヒータ102を使用しているが、短時間で処理をしなくてもよい場合にはヒータ102に代えて凝縮器9の凝縮熱、または加熱状態にある冷媒蒸気の熱を加熱手段として使用することもできる。
【0033】
なお、凝縮器9と処理タンク91とをパイプで連結するのに限らない。図4は、凝縮器9と処理タンク91との連結部の変形例に係る模式図である。同図において、処理タンク91は凝縮器9に密着ないし壁面を共有する形で配置し、凝縮器9と処理タンク91との隔壁に通路手段としての開口103を形成している。前記冷媒蒸気や冷媒ならびに水素ガスや生成された水はこの開口103を通過できる。
【0034】
水素ガスと反応させるための酸化金属は凝縮器9に近接して設けるのに限らず、冷媒が通過する場所に連通可能な場所であれば他の場所に配置することもできる。続いて、酸化金属の他の設置場所の例を説明する。まず、図5は凝縮器9と蒸発器1との間に還元部を設置した例を示す模式図である。同図において、蒸発器1と下部で連通している蒸発器タンク104を設け、この蒸発器タンク104と凝縮器9とを抽出パイプ(通路手段)105で連結する。この抽出パイプ105にはバルブ106を設け、このバルブ106および蒸発器タンク104間に酸化金属ホルダ107つまり還元部を設けている。抽出パイプ105は冷媒の液面108,109よりもわずかに上部で凝縮器9および蒸発器タンク104内にそれぞれ開口しているのがよい。
【0035】
酸化金属ホルダ108は、図6のように、抽出パイプ105内にヒータ102を保持するヒータホルダ110を突出させ、このヒータホルダ110の周囲に酸化金属の層ないし被膜を形成することで構成できる。
【0036】
図5の構成において、運転中、水素ガスが凝縮器9の液面108に溜まった場合にバルブ106を開く。そうすると、蒸発器1側よりも凝縮器9が高圧であるため、水素ガスH2 は冷媒蒸気とともにバルブ106を通過して酸化金属ホルダ107に流入する。ここで、ヒータ102によって加熱された酸化金属に水素ガスが接触し、還元反応により水が生成されて水素ガスが除去される。酸化金属ホルダ107で除去できなかった水素ガスは蒸発器タンク104に侵入するが、蒸発器タンク104内の冷媒の液面は蒸発器タンク104と蒸発器1との連通部よりも高い位置に維持されていることから、この液面によって水素ガスが蒸発器1や吸収器2に侵入するのは阻止される。
【0037】
運転停止時に冷媒が蒸発器1に回収されるように制御することにより、運転休止時においても運転中と同様、蒸発器1内の液面は蒸発器1と蒸発器タンク104を連通している開口部より上位に維持され、蒸発器1および吸収器2への水素ガスの侵入は阻止される。運転休止時は、蒸発器1内に冷媒が回収される一方、吸収剤溶液は再生器3に回収されるので、蒸発器1内の冷媒蒸気は吸収器2に吸収されない。その結果、凝縮器9内の圧力が蒸発器1内の圧力よりも低くなり、バルブ106を開くことによって蒸発器タンク104内の冷媒蒸気と、除去しきれなかった水素ガスとが凝縮器9に移動する流れが生じる。こうして、運転中と同様、酸化金属ホルダ107内での酸化金属の還元反応により、水素ガスが除去される。
【0038】
次に、凝縮器9と再生器3との間に還元部を設けた例を図7を参照して説明する。同図において、凝縮器9と再生器3との間を結合する抽出パイプ111(通路手段)の途中にはバルブ112とバルブ113とが設けられ、バルブ112およびバルブ113間には酸化金属ホルダ107つまり還元部が設けられる。水素ガスH2 が蒸発器9に溜まったならば、バルブ112を開く。そうすると冷媒蒸気が抽出パイプ111に流入して凝縮し、この凝縮作用によってバルブ112およびバルブ113間において抽出パイプ111が満杯になるまで冷媒蒸気と水素ガスとが導入される。予め定めた時間後にバルブ112を閉じることにより水素ガスは抽出パイプ111内のバルブ112およびバルブ113間に閉じ込められるため、水素ガスは酸化金属と十分に接触して酸化金属の還元反応が促進される。なお、前記バルブ112を開いてからバルブ113を閉じるまでの時間はタイマによって管理し、自動的にバルブ113を閉じるようにすることができる。
【0039】
システム起動時には、バルブ113を開くことにより、抽出パイプ111内の、凝縮された冷媒(還元反応により生じた水を含む)は再生器3に流入される。再生器3に冷媒を戻したならば、バルブ113を閉じて水素ガス除去装置をリセットする。なお、酸化金属ホルダ107およびバルブ113間の抽出パイプ部分の自然放熱により冷媒の凝縮は起こり得るが、この抽出パイプ部分に冷却フィンを設けるなどした放熱手段111aを設けて積極的に凝縮を促進させるようにしてもよい。
【0040】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1〜請求項11の発明によれば、酸化金属の還元作用により水素が除去され、水が生成される。したがって、冷媒通路の真空度が低下することがないので高い運転効率を維持できるとともに、生成された水は機外に排出されないので、特に、水を混入した冷媒の含有水分量を適正に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る吸収式冷暖房装置の要部構成図である。
【図2】第1実施形態に係る吸収式冷暖房装置の凝縮器の正面図である。
【図3】第1実施形態に係る吸収式冷暖房装置の凝縮器の平面図である。
【図4】第2実施形態に係る吸収式冷暖房装置の要部構成図である。
【図5】第3実施形態に係る吸収式冷暖房装置の要部構成図である。
【図6】第3実施形態に係る吸収式冷暖房装置の還元部の構成図である。
【図7】第4実施形態に係る吸収式冷暖房装置の要部構成図である。
【図8】本発明の実施形態に係る吸収式冷暖房装置の構成を示す系統図である。
【符号の説明】
1…蒸発器、 2…吸収器、 3…再生器、 9…凝縮器、 14…顕熱交換器、 15…室内機、 19…ファン、 20…筐体、 91…処理タンク、 92…抽出パイプ、 93…冷媒液面、 99…ヒータホルダ、 102…ヒータ、 106,112,113…バルブ、 107…還元部、 M…酸化金属[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an absorption refrigerator, and more particularly, to an absorption refrigerator having a device for removing non-condensable hydrogen gas generated in the refrigerator.
[0002]
[Prior art]
Absorption refrigerators operated by absorption refrigeration cycles have been known as cooling devices.In recent years, however, attention has been paid to advantages such as good energy efficiency during operation. There is an increasing demand for absorption chillers that can also perform a heat pump heating operation using the pumped heat. For example, Japanese Patent Publication No. Hei 6-97127 proposes an absorption chiller / heater that can be operated in three modes: cooling operation, heating by heat pump operation, and heating by direct fired (boiler) operation.
[0003]
In the absorption refrigeration cycle of the absorption chiller, a minute amount of non-condensable gas such as hydrogen gas is generated by a contact reaction between a component in the refrigerant and a metal material and a corrosion inhibitor forming the refrigerant channel. . It is known that this non-condensable gas reduces the degree of vacuum of an absorber, an evaporator, etc., which are components that should maintain a low pressure environment of, for example, several mmHg to several hundred mmHg, and significantly lowers the operating efficiency of cooling and heating. . For this reason, maintenance for releasing the non-condensable gas to the outside using an extraction means such as a vacuum pump has been required at regular intervals.
[0004]
JP-A-8-121911 and JP-A-5-9001 disclose devices for discharging non-condensable gas generated in an absorption refrigerator to the outside of the device. In these devices, the non-condensable gas separated from the refrigerant liquid is guided to the heated palladium tube, and the non-condensable gas is released into the atmosphere by using the selective permeability of palladium.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The absorption refrigerator having the non-condensable gas discharge device has the following problems. In an absorption refrigeration apparatus that uses an alcohol-based refrigerant such as a fluorinated alcohol for the absorption refrigeration cycle, it is possible to suppress corrosion of the metal material forming the refrigerant flow path by mixing water into the refrigerant. Are known. In this case, the mixed water reacts with the aluminum forming the refrigerant flow path to generate a small amount of hydrogen gas, which needs to be removed. The generation of hydrogen gas is based on the following anode reaction and cathode reaction. Anode reaction: Al → Al 3 + 3e − , Al 3 + 3OH → AlOOH · H 2 O (hydration of aluminum ion (formation of boehmite film)), Cathode reaction: 3H + 3e → 3 / 2H 2 (hydrogen generation).
[0006]
However, in the non-condensable gas discharge device disclosed in the above publication, the generated hydrogen gas is discharged outside the device, so that the structure for maintaining the airtightness inside the device is complicated. . In addition, since the water contained in the refrigerant gradually decreases, there is a problem that an appropriate amount of water required for suppressing corrosion cannot be secured.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides an absorption refrigeration system capable of removing generated non-condensable gas without lowering the degree of vacuum in the machine and maintaining an appropriate amount of water contained in the refrigerant. The purpose is to provide a machine.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention for solving the above problems and achieving the object includes an evaporator containing a refrigerant, an absorber for absorbing refrigerant vapor generated in the evaporator with an absorbent solution, and an absorbent concentration of the solution. An absorption type having a regenerator for heating the absorbent solution to extract refrigerant vapor, and a condenser for condensing the refrigerant vapor extracted by the regenerator and supplying the vapor to the evaporator to recover the absorbent solution. In the refrigerator, an alcohol-based refrigerant is used as the refrigerant, and a reduction unit mainly containing a metal oxide that acts on hydrogen gas generated during the absorption refrigeration cycle to cause a reduction reaction is provided. It is characterized in that it is provided in the refrigerant passage.
[0009]
According to this feature, the generated hydrogen gas acts on the metal oxide to cause a reduction reaction, whereby water is generated and the hydrogen gas is removed. By removing the hydrogen gas in this manner, it is possible to prevent a decrease in the operating efficiency due to a decrease in the degree of vacuum in each part of the refrigerant passage, such as the condenser, the evaporator, and the absorber, and the generated water returns from the reduction part to the refrigerant passage. The moisture in the refrigerant is maintained at an appropriate amount.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 8 is a system block diagram showing a main configuration of the absorption refrigerator according to one embodiment of the present invention. Here, an absorption type air conditioner is assumed as one embodiment of the absorption type refrigerator. The
[0011]
The
[0012]
When the
[0013]
The refrigerant is guided to the spraying means 1b provided in the
[0014]
When the vapor of the fluorinated alcohol, that is, the refrigerant vapor is absorbed by the solution in the
[0015]
The solution is guided to the spraying means 2b provided in the
[0016]
The solution diluted by absorbing the refrigerant vapor in the
[0017]
The solution (concentrated solution) heated by the
[0018]
When the diluted liquid supplied to the
[0019]
Although the purity of the vapor supplied from the
[0020]
The high-temperature concentrated liquid in the pipe 7a coming out of the
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
In the above configuration, during the cooling operation, the first four-way valve V1 and the second four-way valve V2 are switched so that the
[0024]
On the other hand, at the time of the heating operation, the first four-way valve V1 and the second four-way valve V1 are switched so that the
[0025]
When the outside air temperature becomes extremely low during the heating operation, it becomes difficult to pump heat from the outside air through the
[0026]
Subsequently, the hydrogen gas removing device provided in the cooling and heating device will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a mounting position of a hydrogen gas removing device of a cooling and heating device according to the present embodiment. In the figure, a
[0027]
The generated hydrogen gas H 2 is diffused into the
[0028]
In this way, water is generated when the hydrogen gas accumulated in the
[0029]
Next, the hydrogen removing assembly will be described. FIG. 2 is a front view of a main part of the
[0030]
The
[0031]
The hydrogen gas reaches the front surface of the
[0032]
In the present embodiment, the powdery metal oxide is used, but the present invention is not limited to this. For example, a metal oxide layer may be formed on the outer periphery of the
[0033]
In addition, it is not limited to connecting the
[0034]
The metal oxide for reacting with the hydrogen gas is not limited to being provided in the vicinity of the
[0035]
As shown in FIG. 6, the
[0036]
In the configuration of FIG. 5, the
[0037]
By controlling the refrigerant to be recovered to the
[0038]
Next, an example in which a reducing unit is provided between the
[0039]
When the system is started, by opening the valve 113, the condensed refrigerant (including water generated by the reduction reaction) in the extraction pipe 111 flows into the
[0040]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the first to eleventh aspects of the present invention, hydrogen is removed by the reducing action of the metal oxide, and water is generated. Therefore, since the degree of vacuum in the refrigerant passage does not decrease, high operation efficiency can be maintained, and the generated water is not discharged out of the apparatus. Therefore, particularly, the water content of the refrigerant mixed with water is appropriately maintained. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a main part configuration diagram of an absorption type cooling and heating apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a front view of a condenser of the absorption type air conditioner according to the first embodiment.
FIG. 3 is a plan view of a condenser of the absorption type air conditioner according to the first embodiment.
FIG. 4 is a main part configuration diagram of an absorption type cooling and heating apparatus according to a second embodiment.
FIG. 5 is a main part configuration diagram of an absorption type cooling and heating apparatus according to a third embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram of a reduction unit of an absorption type air conditioning system according to a third embodiment.
FIG. 7 is a main part configuration diagram of an absorption type air conditioner according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is a system diagram showing a configuration of an absorption type cooling and heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (11)
吸収冷凍サイクル中に前記混入した微量の水と反応して発生する水素ガスに作用して還元反応を生じさせることにより前記混入した水の量を所定値に維持するための酸化金属を主成分とする還元部を具備し、
前記還元部を冷媒の通路に設けたことを特徴とする吸収式冷凍機。An evaporator containing a refrigerant, an absorber for absorbing the refrigerant vapor generated in the evaporator with an absorbent solution, and heating the absorbent solution to extract the refrigerant vapor in order to recover the absorbent concentration of the solution. a regenerator, possess a condenser for supplying by condensing the refrigerant vapor extracted in the regenerator to the evaporator, the alcohol-based refrigerant as the refrigerant, the metal corrosion by the refrigerant In the absorption refrigerator in which a small amount of water is mixed in the refrigerant to suppress
A metal oxide for maintaining the amount of the mixed water at a predetermined value by acting on hydrogen gas generated by reacting with the mixed small amount of water during the absorption refrigeration cycle to generate a reduction reaction; A reduction unit that performs
An absorption refrigerating machine characterized in that the reducing section is provided in a refrigerant passage.
該通路手段には、前記凝縮器側および再生器側にそれぞれバルブを設けると共に、
前記両バルブ間に前記還元部を配設したことを特徴とする請求項2記載の吸収式冷凍機。The passage means is coupled to the regenerator;
The passage means is provided with a valve on each of the condenser side and the regenerator side,
The absorption refrigerator according to claim 2, wherein the reduction unit is disposed between the two valves.
該通路手段には、バルブおよび前記還元部を配設したことを特徴とする請求項2記載の吸収式冷凍機。The passage means is coupled to one of the evaporator and the absorber;
3. An absorption refrigerator according to claim 2, wherein a valve and said reducing section are provided in said passage means.
前記通路手段は前記蒸発器および前記蒸発器タンクに結合され、
該通路手段には、バルブおよび前記還元部を配設したことを特徴とする請求項2記載の吸収式冷凍機。An evaporator tank disposed adjacent to the evaporator and fluidly communicated at a lower portion;
The passage means is coupled to the evaporator and the evaporator tank;
3. An absorption refrigerator according to claim 2, wherein a valve and said reducing section are provided in said passage means.
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- 1999-10-08 JP JP28814999A patent/JP3553833B2/en not_active Expired - Lifetime
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