JP3719490B2 - Absorption refrigeration system - Google Patents
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- Y02B30/62—Absorption based systems
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収式冷凍装置に関し、特に、吸収冷凍サイクル運転に伴って発生する不凝縮水素ガスを還元除去する機能を有する吸収式冷凍装置に関する。
【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では、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】
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。
【0006】
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)。
【0007】
なお、アルコール系冷媒に限らず、リチウムブロマイド(LiBr)を吸収剤とし、水を冷媒とする組み合わせを使用したシステム、あるいはアンモニア(NH3 )を冷媒とし、水を吸収剤とする組合わせを使用したシステムにおいても、使用されている水から水素ガスが発生するため、同様に、この水素ガスの除去が必要である。
【0008】
上記公報に開示された不凝縮ガスの排出装置によれば、発生した水素ガスは除去されるが、次の問題点があった。すなわち、この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ので、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、アルコール系冷媒を使用するシステムでは、冷媒中に含まれている水分が徐々に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。
【0009】
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装置を提供することを目的とする。
【0010】
【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装置において、吸収冷凍サイクル運転に伴って発生する水素ガスと接触して還元反応を生じさせる酸化金属を主成分とする水素ガス除去装置を凝縮器内部に設けた点に特徴がある。
【0011】
この特徴によれば、発生する水素ガスが酸化金属と接触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、生成した水が水素ガス除去装置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。特に、水素ガス除去装置を凝縮器内に設けたので、還元反応に適した熱を冷媒蒸気から得ることができる。
【0012】
【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。なお、以下の説明において参照する図面の同符号は互いに同一または同等部分を示す。図7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く、吸収剤溶液については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。また、上記冷媒と吸収剤溶液との組合わせのほか、例えばリチウムブロマイド(LiBr)を吸収剤とし、水を冷媒とする組み合わせ、あるいはアンモニア(NH3 )を冷媒とし、水を吸収剤とする組合わせを使用することができる。
【0013】
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。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。
【0014】
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。
【0015】
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低下する。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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
上記構成において、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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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、水素ガス除去装置を備えた凝縮器の断面図である。同図において、凝縮器9はケーシング91およびケーシング91内に設置されたコア92、ならびにコア92に隣接して設けられた還元部つまり水素ガス除去装置93を有している。ケーシング91の一方の端面には、精留器6から給送される冷媒蒸気の受入口94が設けられている。コア92は複数枚の板材(フィン)および該フィンを貫通するパイプ95からなり,このパイプ95は冷却水の通路である管路2aの一部をなしている。
【0029】
還元部としての水素ガス除去装置93はケーシング9の上部から凝縮器9の内部に突出させられたチューブ96と該チューブ96が挿入される孔の開口部に形成されたねじ部に螺入されたキャップ97を有する。チューブ96はキャップ97が螺挿されることによりケーシング91に固定されるとともに上部開口が塞がれる。チューブ96の下部にはメッシュつまりフィルタ(網)98が設けられている。フィルタ98で底部がカバーされたチューブ96内には、粉末または粒状の酸化金属99が充填される。
【0030】
酸化金属99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。
【0031】
吸収冷凍サイクルによって発生して凝縮器9に溜まっている水素ガスH2 はチューブ96内の酸化金属99とフィルタ98を通じて接触し、その結果、酸化金属99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、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。
【0032】
こうして、凝縮器9内に溜まった水素ガスが酸化金属99と接触して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。また、冷媒としてリチウムブロマイドやアンモニアを使用した場合は、これらと組合わされる吸収剤溶液が水であるため、H2 ガスが除去されて水が生成されたとしても吸収冷凍サイクルになんら悪影響を及ぼすことがないのはもちろんである。
【0033】
図示のように、凝縮器9内の、冷媒蒸気の受入口94から離れた位置に水素ガス除去装置93を設置することにより、酸化金属99が冷媒によって濡れることによる反応効率の低下を抑制することができる。これは、冷媒蒸気の受け入れ口94から遠く離れた位置では冷媒蒸気の凝縮が進行していて付着がほとんどなくなり、酸化金属の表面が付着した冷媒液の膜で覆われることを抑制できるからである。
【0034】
前記水素ガス除去装置93は図1の位置に配置するのに限られない。図2は水素ガス除去装置93の他の設置例を示す凝縮器9の概略図である。この例では冷媒蒸気の受入口94側に水素ガス除去装置93を配置した。この配置によれば水素ガス除去装置93は導入された比較的温度の高い冷媒蒸気にさらされることになり、酸化金属99がその還元に適した温度に保持されるという利点がある。
【0035】
次に、水素ガス除去装置の変形例を説明する。図3は水素ガス除去装置の第1の変形例に係る凝縮器9の断面図、図4は図3のA−A矢視図である。図3,図4において、水素ガス除去装置100はコア92に設けられている。この水素ガス除去装置100は、コア92を構成する複数枚のフィンのうち最も外側のフィンに固着されているシェル部101、および該シェル部101下部の開放部に設けられたフィルタ102、ならびにシェル部101およびフィルタ102で囲繞されたスペースに充填された酸化金属99からなる。この第1の変形例では、導入された冷媒蒸気によって温度が高められたコア92から水素ガス除去装置100のシェル部101およびシェル部101に保持された酸化金属99に直接的に熱伝播する。その結果、酸化金属99は、還元促進熱量をコア92から安定的に受けることができる。
【0036】
図5は、水素ガス除去装置の第2の変形例を含む凝縮器9の断面図、図6は図5のB−B矢視図である。図5,図6において、水素ガス除去装置103は2か所に設けられている。水素ガス除去装置103はシェル部104が冷却水の管路の一部を構成するパイプ95を取り囲むように、換言すれば、パイプ95がシェル部104を貫通するように配置されている。この第2の変形例では、導入された冷媒蒸気の温度のほか、冷媒蒸気によって温度が高められたコア92からパイプ95に伝播した熱によって水素ガス除去装置100のシェル部101およびシェル部101に保持された酸化金属99が適温に保持される。
【0037】
上述の実施形態では、チューブ96またはシェル部101内に粉末状ないし粒状の酸化金属99を充填したが、本発明はこれに限らない。例えば、チューブ96やシェル部101の外周に酸化金属の層を焼結等で形成し、この層に水素ガスを接触させるようにしてもよい。この場合、フィルタ98やフィルタ102は不要であるし、チューブ96やシェル部101を、中実のロッドやプレートに代えても良い。酸化金属の層を形成するロッドやプレートの表面の形状は、表面積を大きくするため波形や凹凸のある面にしてもよい。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。
【0038】
上述のように、本実施形態の吸収式冷凍機では、運転中、凝縮器9内に溜まった水素ガスは水素ガス除去装置内の酸化金属99に接触し、還元反応により水が生成される。この結果、水素ガスは除去される。この還元反応は精留器から流入する高温の冷媒蒸気の熱量によって促進される。
【0039】
【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5の発明によれば、吸収冷凍装置の運転に伴うサイクルで発生した水素は酸化金属の還元反応により除去され、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、例えば、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。
【0040】
また、水素ガス除去装置を凝縮器内に設けたので、凝縮器外に設けた水素ガス除去装置を管路で凝縮器と接続するのと比較して特別なシール構造が不要であるし、凝縮器内に導入される冷媒蒸気の温度を還元反応に利用することができる、特に、請求項2の発明によれば、冷媒蒸気によって水素ガス除去装置の酸化金属の濡れを防止する配慮がなされる。また、請求項3の発明によれば高温の冷媒蒸気によって反応効率を高めることができる。また、請求項4の発明によれば、冷媒蒸気の温度のみならず、冷媒蒸気にさらされたコア板の温度を活用することもできる。さらに請求項5の発明によれば、冷媒蒸気の温度のみならず、冷媒蒸気にさらされた冷却水管の温度を活用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態に係る凝縮器の要部断面図である。
【図2】 第1実施形態の変形例を示す凝縮器の模式断面図である。
【図3】 第2実施形態に係る凝縮器の要部断面図である。
【図4】 図3のA−A矢視図である。
【図5】 第3実施形態に係る凝縮器の要部構成図である。
【図6】 図5のB−B矢視図である。
【図7】 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、 91…ケーシング、 92…コア、 93,100…水素ガス除去装置、 94…冷媒受入口、 95…冷却水管、 96…チューブ、 97…キャップ、 98,102…フィルタ、 99…酸化金属[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an absorption refrigeration apparatus, and more particularly to an absorption refrigeration apparatus having a function of reducing and removing uncondensed hydrogen gas generated during an absorption refrigeration cycle operation.
[0002]
[Prior art]
Absorption refrigerators that are operated in an absorption refrigeration cycle have been known as cooling devices. However, in recent years, attention has been focused on advantages such as energy efficiency during operation. There is an increasing demand for absorption refrigerators that can also perform heat pump heating operation using the pumped heat. For example, Japanese Patent Publication No. 6-97127 proposes an absorption chiller / heater that can be operated in three modes of cooling operation, heating by heat pump operation, and heating by direct-fired (boiler) operation.
[0003]
In the absorption refrigeration cycle of the absorption refrigerator, a very small amount of non-condensable gas such as hydrogen gas is generated due to contact reaction between the components in the refrigerant and the metal material forming the refrigerant flow path and the corrosion inhibitor. . It is known that this non-condensable gas lowers 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 remarkably lowers the operating efficiency of air conditioning. . For this reason, the maintenance which discharge | releases this noncondensable gas out of an apparatus using extraction means, such as a vacuum pump, was needed for every fixed period.
[0004]
Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-121911 and 5-9001 disclose devices for discharging non-condensable gas generated in an absorption refrigerator outside the apparatus. In these apparatuses, the non-condensable gas separated from the refrigerant liquid is guided to a heated palladium pipe, and the non-condensable gas is released into the atmosphere using the selective permeability of palladium.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In an absorption refrigeration apparatus that uses an alcohol-based refrigerant such as fluorinated alcohol for the absorption refrigeration cycle, corrosion of the metal material forming the refrigerant flow path can be suppressed by mixing water in the refrigerant. Are known. In this case, since the mixed water reacts with aluminum forming the refrigerant flow path to generate a trace amount of hydrogen gas, it needs to be removed.
[0006]
Hydrogen gas is generated by the following anode reaction and cathode reaction. Anode reaction: Al → Al 3 + 3e − , Al 3 + 3OH → AlOOH · H 2 O (hydration of aluminum ions (boehmite film formation)), cathode reaction: 3H + 3e → 3 / 2H 2 (hydrogen generation).
[0007]
Not limited to alcohol-based refrigerants, a system using a combination of lithium bromide (LiBr) as an absorbent and water as a refrigerant, or a combination of ammonia (NH 3 ) as a refrigerant and water as an absorbent is used. In this system, since hydrogen gas is generated from the water used, it is necessary to remove this hydrogen gas as well.
[0008]
According to the non-condensable gas discharge device disclosed in the above publication, the generated hydrogen gas is removed, but there are the following problems. In other words, in this non-condensable gas discharge device, the generated hydrogen gas is discharged outside the apparatus, so that the structure for maintaining the airtightness in the apparatus becomes complicated. In addition, in a system using an alcohol-based refrigerant, moisture contained in the refrigerant is gradually reduced, so that there is a problem that an appropriate amount of water necessary for suppressing corrosion cannot be secured.
[0009]
In view of the above problems, the present invention is an absorption refrigeration capable of removing generated non-condensable gas without lowering the degree of vacuum in the machine and maintaining an appropriate amount of moisture in the refrigerant. An object is to provide an apparatus.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for solving the above-described problems and achieving the object includes an evaporator containing a refrigerant, an absorber that absorbs refrigerant vapor generated in the evaporator with an absorbent solution, and an absorbent concentration of the solution. In order to recover the refrigerant, an absorption type having a regenerator for extracting the refrigerant vapor by heating the absorbent solution and a condenser for condensing the refrigerant vapor extracted by the regenerator and supplying the condensed refrigerant vapor to the evaporator The refrigeration apparatus is characterized in that a hydrogen gas removal apparatus mainly composed of metal oxide that brings about a reduction reaction in contact with hydrogen gas generated during the absorption refrigeration cycle operation is provided inside the condenser.
[0011]
According to this feature, the generated hydrogen gas comes into contact with the metal oxide to cause a reduction reaction, thereby generating water and removing the hydrogen gas. By removing the hydrogen gas in this way, it is possible to prevent a decrease in operating efficiency due to a decrease in the degree of vacuum of each part of the refrigerant passage such as a condenser, an evaporator, an absorber, etc., and the generated water returns from the hydrogen gas removal device to the refrigerant passage. Thus, the moisture in the refrigerant is maintained at an appropriate amount. In particular, since the hydrogen gas removing device is provided in the condenser, heat suitable for the reduction reaction can be obtained from the refrigerant vapor.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals in the drawings refer to the same or equivalent parts. FIG. 7 is a system block diagram showing a main configuration of an absorption refrigerator according to an embodiment of the present invention. Here, an absorption type air conditioner is assumed as an embodiment of the absorption refrigerator. The
[0013]
The
[0014]
When the
[0015]
The refrigerant is guided to the spraying means 1b provided in the
[0016]
When the fluorinated alcohol vapor, that is, the refrigerant vapor is absorbed by the solution of the
[0017]
The solution is guided to the spraying means 2b provided in the
[0018]
The solution diluted by absorbing the refrigerant vapor in the
[0019]
The solution (concentrated liquid) heated by the
[0020]
When the dilute liquid fed to the
[0021]
Although the purity of the vapor supplied from the
[0022]
The high temperature concentrated liquid in the pipe line 7a that has come out of the
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
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
[0026]
On the other hand, during the heating operation, the first four-way valve V1 and the second four-way valve V1 are switched so that the
[0027]
If the outside air temperature becomes extremely low during the heating operation, it becomes difficult to pump heat from the outside air via the
[0028]
Then, the hydrogen gas removal apparatus provided in the said air conditioning apparatus is demonstrated. FIG. 1 is a cross-sectional view of a condenser equipped with a hydrogen gas removal device. In the figure, the
[0029]
A hydrogen
[0030]
As the
[0031]
The hydrogen gas H 2 generated by the absorption refrigeration cycle and stored in the
[0032]
Thus, since water is generated when the hydrogen gas accumulated in the
[0033]
As shown in the figure, by installing a hydrogen
[0034]
The hydrogen
[0035]
Next, a modification of the hydrogen gas removal device will be described. 3 is a cross-sectional view of a
[0036]
FIG. 5 is a cross-sectional view of a
[0037]
In the above-described embodiment, the powdered or
[0038]
As described above, in the absorption refrigerator according to the present embodiment, during operation, the hydrogen gas accumulated in the
[0039]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the first to fifth aspects of the present invention, hydrogen generated in the cycle accompanying the operation of the absorption refrigeration apparatus is removed by a metal oxide reduction reaction, and water is generated. Accordingly, since the degree of vacuum of the refrigerant passage does not decrease, high operating efficiency can be maintained, and the generated water is not discharged outside the apparatus. For example, the moisture content of the refrigerant mixed with water is appropriately maintained. be able to.
[0040]
In addition, since the hydrogen gas removal device is provided in the condenser, a special seal structure is not required and the hydrogen gas removal device provided outside the condenser is connected to the condenser via a pipe line. The temperature of the refrigerant vapor introduced into the vessel can be used for the reduction reaction. In particular, according to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a condenser according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a condenser showing a modification of the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a condenser according to a second embodiment.
4 is an AA arrow view of FIG. 3;
FIG. 5 is a main part configuration diagram of a condenser according to a third embodiment.
6 is a view taken along arrow BB in FIG. 5;
FIG. 7 is a system diagram showing a configuration of an absorption type air conditioner according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
吸収冷凍サイクル運転に伴って発生する水素ガスと接触して還元反応を生じさせる酸化金属を主成分とする水素ガス除去装置を前記凝縮器内部に設けたことを特徴とする吸収式冷凍装置。An evaporator containing a refrigerant, an absorber that absorbs the refrigerant vapor generated in the evaporator with an absorbent solution, and the refrigerant solution is extracted by heating the absorbent solution to restore the absorbent concentration of the solution. An absorption refrigeration apparatus having a regenerator and a condenser for condensing the refrigerant vapor extracted by the regenerator and supplying the condensed refrigerant vapor to the evaporator,
An absorption refrigeration apparatus comprising a hydrogen gas removal device mainly comprising a metal oxide that is brought into contact with hydrogen gas generated during an absorption refrigeration cycle operation to cause a reduction reaction inside the condenser.
前記水素ガス除去装置が、前記凝縮器内において前記受入口が設けられたケーシングの面に対向する面寄りに設けられていることを特徴とする請求項1記載の吸収式冷凍装置。The condenser casing is provided with an inlet for receiving refrigerant vapor from the regenerator,
The absorption refrigeration apparatus according to claim 1, wherein the hydrogen gas removing device is provided near a surface facing the surface of the casing provided with the receiving port in the condenser.
前記水素ガス除去装置が、前記受入口が設けられたケーシングの面に近接して設けられていることを特徴とする請求項1記載の吸収式冷凍装置。The condenser casing is provided with an inlet for receiving refrigerant vapor from the regenerator,
2. The absorption refrigeration apparatus according to claim 1, wherein the hydrogen gas removing device is provided close to a surface of the casing provided with the receiving port.
前記水素ガス除去装置が、前記冷却水の管路に密着して設けられていることを特徴とする請求項4記載の吸収式冷凍装置。The condenser is provided with a core plate for condensing the refrigerant vapor and a cooling water pipe fixed to the core plate,
The absorption refrigeration apparatus according to claim 4, wherein the hydrogen gas removing device is provided in close contact with a pipe of the cooling water.
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