JP3742916B2 - 空冷吸収式冷凍装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本願発明は、空冷吸収式冷凍装置に関し、さらに詳しくは空冷吸収式冷凍装置における２次冷媒の過熱を防止する機構に関するものである。
【従来の技術】
【０００３】
一般に、空冷吸収式冷凍装置は、１次冷媒が循環し、再生器、気液分離器、１次冷媒（例えば、１次冷媒蒸気）から暖房熱源を得る温熱熱交換器、空冷凝縮器、１次冷媒（例えば、凝縮１次冷媒液）から冷房熱源を得る蒸発器および空冷吸収器を接続してなる１次冷媒回路と、２次冷媒が循環し、前記温熱熱交換器、利用側熱交換器および前記蒸発器を接続してなる２次冷媒回路とを備えて構成されている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような構成の空冷吸収式冷凍装置の場合、暖房運転時における暖房熱源として気液分離器から供給される高温の１次冷媒蒸気の保有する熱を温熱熱交換器により２次冷媒へ伝達するようにしているため、冷房運転時においても、温熱熱交換器を流れる２次冷媒は、高温の１次冷媒蒸気にさらされることとなる。この場合、２次冷媒として水を用いている空冷吸収式冷凍装置においては、２次冷媒回路を循環する水が高圧となるおそれがある点を除いてあまり問題はない。なお、循環水の高圧化を防止するために、冷水が得られる蒸発器と温熱熱交換器とを直列に接続したものがある。
【０００５】
ところが、２次冷媒としてフロン系冷媒（例えば、Ｒ４０７ｃ等の混合冷媒）を用いた場合、空冷吸収式冷凍装置を上記構成のままとすると、冷房運転時において温熱熱交換器に高温の１次冷媒蒸気（１５０℃以上）が供給されることとなるため、２次冷媒であるフロン系冷媒が高温にさらされることとなる。すると、フロン系冷媒が分解してしまうという不具合が生じる。
【０００６】
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、冷房運転時における２次冷媒の異常過熱を防止することにより、２次冷媒にフロン系冷媒を用いたとしても冷媒分解が生じないようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の第１の基本構成では、上記課題を解決するための手段として、１次冷媒が循環し、高温再生器１、気液分離器４、暖房熱源を得るための温熱熱交換器５、低温再生器６、空冷凝縮器９、冷房熱源を得るための蒸発器１２および空冷吸収器１５を順次接続してなる１次冷媒回路Ｘと、２次冷媒ｙが循環し、前記温熱熱交換器５、利用側熱交換器１７および前記蒸発器１２を順次接続してなる２次冷媒回路Ｙとを備えた空冷吸収式冷凍装置において、前記２次冷媒ｙとしてフロン系冷媒を採用するとともに、前記低温再生器６における１次冷媒出口と前記気液分離器４との間に、前記温熱熱交換器５を介設し且つ該温熱熱交換器５とを連通する凝縮液還流回路２１に、冷房運転時に閉弁し、暖房運転時に開弁する開閉弁２５を介設している。
【０００８】
上記のように構成したことにより、冷房運転時においては、低温再生器６を通過して飽和した蒸気（１００℃程度）が温熱熱交換器５に流入するため、温熱熱交換器５の温度が１００℃程度に抑えられることとなる。従って、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防止され、２次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止されることとなり、装置の信頼性を確保することができる。また、暖房運転時においては、気液分離器４から低温再生器６を経て温熱熱交換器５へ１次冷媒蒸気ａ（１３０℃程度）が供給されることとなり、該１次冷媒蒸気ａの保有する熱が暖房熱源として２次冷媒ｙへ伝達されることとなる。従って、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができる。
【０００９】
本願発明の第１の基本構成において、前記凝縮液還流回路２１に、前記開閉弁２５に代えて液シール部３０を設けた場合、開閉弁２５を省略できることとなり、コストダウンに寄与する。
【００１０】
本願発明の第２の基本構成では、上記課題を解決するための手段として、１次冷媒が循環し、高温再生器１、気液分離器４、暖房熱源を得るための温熱熱交換器５、低温再生器６、空冷凝縮器９、冷房熱源を得るための蒸発器１２および空冷吸収器１５を順次接続してなる１次冷媒回路Ｘと、２次冷媒ｙが循環し、前記温熱熱交換器５、利用側熱交換器１７および前記蒸発器１２を順次接続してなる２次冷媒回路Ｙとを備えた空冷吸収式冷凍装置において、前記２次冷媒ｙとしてフロン系冷媒を採用するとともに、前記低温再生器６における吸収液通路６ａに、前記２次冷媒ｙが供給される温熱熱交換器５の熱交換部を配設している。
【００１１】
上記のように構成したことにより、冷房運転時においては、低温再生器６における吸収液温度は飽和蒸気（１００℃程度）と同等となっているため、温熱熱交換器５の温度が１００℃程度に抑えられることとなる。従って、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防止され、２次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止されることとなり、装置の信頼性を確保することができる。また、暖房運転時においては、気液分離器４から低温再生器６に供給される吸収液（１３０℃程度）の保有する熱が暖房熱源として２次冷媒ｙへ伝達されることとなる。従って、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができる。
【００１２】
本願発明の第２の基本構成において、前記気液分離器４から前記低温再生器６へ供給される中間濃溶液と前記空冷吸収器１５から前記気液分離器４へ還流される吸収希溶液とを熱交換させる高温溶液熱交換器７と、前記中間濃溶液が流通する配管に、前記高温溶液熱交換器７をバイパスし且つ暖房運転時にのみ開通するバイパス回路３２とを設けた場合、暖房運転時において低温再生器６へは高温溶液熱交換器７をバイパスした（即ち、高温溶液熱交換器７において吸収希溶液ｃに熱回収されない）中間濃溶液ｂが供給されることとなり、冷房運転時において高温再生器１へ還流される吸収希溶液ｃへの熱回収を有効に行いつつ、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができる。
【００１３】
本願発明の第３の基本構成では、上記課題を解決するための手段として、１次冷媒が循環し、高温再生器１、気液分離器４、暖房熱源を得るための温熱熱交換器５、低温再生器６、空冷凝縮器９、冷房熱源を得るための蒸発器１２および空冷吸収器１５を順次接続してなる１次冷媒回路Ｘと、２次冷媒ｙが循環し、前記温熱熱交換器５、利用側熱交換器１７および前記蒸発器１２を順次接続してなる２次冷媒回路Ｙとを備えた空冷吸収式冷凍装置において、前記２次冷媒ｙとしてフロン系冷媒を採用するとともに、前記気液分離器４から前記低温再生器６へ供給される中間濃溶液ｂと前記空冷吸収器１５から前記気液分離器４へ還流される吸収希溶液ｃとを熱交換させる高温溶液熱交換器７を付設し且つ該高温溶液熱交換器７の下流側に前記温熱熱交換器５を配設する一方、前記温熱熱交換器５における１次冷媒通路の出口を、前記気液分離器４からの１次冷媒蒸気ａが供給されるとともに前記温熱熱交換器５より高位であって前記気液分離器４と同一高さもしくはそれより低位に配置された暖房用吸収器５３を介して前記高温再生器１に接続している。
【００１４】
上記のように構成したことにより、冷房運転時においては、高温溶液熱交換器７の下流側の吸収液温度は高温溶液熱交換器７における熱回収により１３０℃程度となっているため、温熱熱交換器５の温度が１３０℃程度に抑えられることとなる。従って、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防止され、２次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止されることとなり、装置の信頼性を確保することができる。また、暖房運転時においては、気液分離器４から高温溶液熱交換器７を通過した中間濃溶液ｂ（１３０℃程度）の保有する熱が暖房熱源として２次冷媒ｙへ伝達されることとなる。従って、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができる。しかも、暖房運転時において温熱熱交換器５の１次冷媒通路に供給された吸収濃溶液ｂが暖房吸収器５３に入り、そこで１次冷媒蒸気ａを吸収して吸収希溶液ｃとなって高温再生器１へ還流されるようにしているので、暖房運転時における１次冷媒の搬送をスムーズに行うことができる。
【００１５】
本願発明の第３の基本構成において、前記温熱熱交換器５と前記高温溶液熱交換器７とを一体化した場合、コストダウンを図ることができる。
【発明の実施の形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾つかの好適な実施の形態および参考例について詳述する。
【００１７】
以下の各実施の形態および参考例においては、吸収液として例えば臭化リチウム水溶液（ＬｉＢｒ水溶液）が採用され、１次冷媒回路Ｘを循環する１次冷媒として水および水蒸気が採用され、２次冷媒回路Ｙを循環する２次冷媒ｙとしてフロン系冷媒（例えば、Ｒ４０７ｃ等の混合冷媒）が採用されている。
【００１８】
第１の実施の形態（請求項１に対応）
図１には、本願発明の第１の実施の形態にかかる空冷吸収式冷凍装置の全体的な冷凍システムの構成が示されている。
【００１９】
図１において、符号１は高温再生器であり、ガスバーナ等の加熱源２を備えている。該高温再生器１の上方には、沸騰気液通路３を介して連通された気液分離器４が設けられている。前記高温再生器１においては、吸収希溶液ｃ（即ち、臭化リチウム希溶液）を加熱沸騰させて、沸騰気液通路３を介して上方に位置する気液分離器４に供給し、ここで１次冷媒蒸気である水蒸気ａと吸収濃溶液ｂ（即ち、臭化リチウム濃溶液）とに分離再生するようになっている。
【００２０】
前記臭化リチウム希溶液ｃは、後に詳述する空冷吸収器１５において吸収濃溶液である臭化リチウム濃溶液ｂに１次冷媒凝縮液である水ｄを吸収して得られ、低温溶液熱交換器１４および高温溶液熱交換器７を経て予熱されて気液分離器４に供給され、その後高温再生器１へ還流されることとなっている。
【００２１】
前記気液分離器４において分離された水蒸気ａは低温再生器６に送られる。一方、前記気液分離器４において分離された臭化リチウムの中間濃溶液ｂは、前記高温溶液熱交換器７において前記した臭化リチウム希溶液ｃと熱交換した後に前記低温再生器６の吸収液通路６ａへ供給される。なお、低温再生器６に供給される中間濃溶液ｂの温度は１３０℃程度とされる。符号８は排ガスを排出するための排ガス通路である。
【００２２】
前記低温再生器６においては、気液分離器４から供給された水蒸気ａと中間濃溶液ｂとを熱交換させることにより、水蒸気ａを凝縮させるとともに中間濃溶液ｂ中に含まれる残余水分を蒸発させてさらに高濃度の臭化リチウム溶液をとりだす。
【００２３】
前記低温再生器６において中間濃溶液ｂから蒸発された水蒸気ａは、空冷凝縮器９に送られて凝縮液化されて１次冷媒凝縮液（即ち、凝縮水ｄ）となり冷媒タンク１０に溜められる。また、前記低温再生器６において凝縮液化された凝縮水ｄも空冷凝縮器９の下端において合流した後冷媒タンク１０に溜められる。なお、低温再生器６を出た水蒸気ａは飽和蒸気（１００℃程度）となっている。
【００２４】
前記冷媒タンク１０に溜められた凝縮水ｄは、冷媒ポンプ１１により蒸発器１２の散布装置１３へ供給される。また、前記低温再生器６から取り出された臭化リチウム濃溶液ｂは、低温溶液熱交換器１４において前記した臭化リチウム希溶液ｃと熱交換した後に空冷吸収器１５の吸収液分配容器１６に供給される。
【００２５】
前記蒸発器１２は、利用側熱交換器１７を含む２次冷媒回路Ｙを循環する２次冷媒ｙ（例えば、Ｒ４０７Ｃ等）と冷媒タンク１０から送られる凝縮水ｄとを熱交換させるものであり、冷房運転時の冷熱源を得る作用をなす。なお、蒸発器１２において蒸発しきれなかった凝縮水ｄは、凝縮水還流回路２９を介して冷媒ポンプ１１の上流側に還流される。
【００２６】
そして、前記空冷吸収器１５から取り出された臭化リチウム希溶液ｃは、溶液ポンプ１８により前述したように低温溶液熱交換器１４および高温溶液熱交換器７を経て気液分離器４に戻される。
【００２７】
しかして、本実施の形態においては、低温再生器６における１次冷媒出口（換言すれば、蒸気出口６ｂ）と前記気液分離器４との間には、暖房熱源を得るための温熱熱交換器５が介設されており、該温熱熱交換器５と該気液分離器４とを連通する凝縮液還流回路２１に、冷房運転時に閉弁し、暖房運転時に開弁する開閉弁２５が介設されている。この温熱熱交換器５は、後に詳述する利用側熱交換器１７を含む２次冷媒回路Ｙを循環する２次冷媒ｙ（例えば、Ｒ４０７ｃ）と低温再生器６を通過した飽和水蒸気（１００℃程度）とが熱交換して暖房運転時の温熱源を得る作用をなす。そして、温熱熱交換器５において凝縮した１次冷媒凝縮液ｄ（即ち、凝縮水）は凝縮液還流回路２１を介して前記気液分離器４へ還流される。なお、低温再生器６の蒸気出口６ｂから温熱熱交換器５に至る配管に、冷房運転時に閉弁され、暖房運転時に開弁される開閉弁を介設してもよい。この温熱熱交換器５としては、シェルアンドコイル式熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、二重管式熱交換器、プレート式熱交換器等が採用される。
【００２８】
図面中、符号２６，２７は冷暖切換弁であり、それぞれ冷房運転時には開弁され、暖房運転時には閉弁されることとなっている。
【００２９】
上記のように構成された空冷吸収式冷凍装置は、次のように作用する。
（Ｉ） 冷房運転時
開閉弁２５を閉弁し、冷暖切換弁２６，２７を開弁した状態において、加熱源であるガスバーナ２に点火して高温再生器１を作動させると、沸騰気液が気液分離器４へ供給され、ここで水蒸気ａと臭化リチウムの中間濃溶液ｂとに分離され、水蒸気ａは低温再生器６へ、中間濃溶液ｂは高温溶液熱交換器７において臭化リチウム希溶液ｃを加熱した後低温再生器６へ供給される。
【００３０】
低温再生器６においては、中間濃溶液ｂが水蒸気ａとの熱交換により加熱されて水蒸気ａを蒸発させ、自身さらに濃縮される。ここで、中間濃溶液ｂとの熱交換により凝縮した凝縮水ｄは空冷凝縮器９の下部を経て冷媒タンク１０に溜め込まれる。一方、低温再生器６において中間濃溶液ｂから蒸発した水蒸気ａは空冷凝縮器９において凝縮されて凝縮水ｄとなり、冷媒タンク１０に溜め込まれる。
【００３１】
冷媒タンク１０に溜められた凝縮水ｄは、冷媒ポンプ１１により散布装置１３へ供給された後、蒸発器１２に散布され、ここで、２次冷媒ｙと熱交換して自身蒸発するとともに、２次冷媒ｙを冷却する。かくして冷却された２次冷媒ｙは利用側熱交換器１７において冷房用の冷熱源として利用される。
【００３２】
一方、前記低温再生器６から取り出された臭化リチウム濃溶液ｂは、低温溶液熱交換器１４において前記した臭化リチウム希溶液ｃと熱交換した後に吸収液分配容器１６を経て空冷吸収器１５に供給され、前記蒸発器１２で得られた水蒸気ａを吸収し、臭化リチウム希溶液ｃとなる。
【００３３】
そして、前記空冷吸収器１５から取り出された臭化リチウム希溶液ｃは、溶液ポンプ１８により前述したように低温溶液熱交換器１４および高温溶液熱交換器７を経る過程において余熱されて気液分離器４に戻される。
【００３４】
上記したように、冷房運転時においては、低温再生器６を通過して飽和した水蒸気ａ（１００℃程度）が温熱熱交換器５に流入するため、温熱熱交換器５の温度が１００℃程度に抑えられることとなる。従って、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防止され、２次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止されることとなり、装置の信頼性を確保することができる。
（ＩＩ） 暖房運転時
開閉弁２５を開弁し、冷暖切換弁２６，２７を閉弁した状態において、加熱源であるガスバーナ２に点火して高温再生器１を作動させると、沸騰気液が気液分離器４へ供給され、ここで水蒸気ａと臭化リチウムの中間濃溶液ｂとに分離され、水蒸気ａは低温再生器６を経て温熱熱交換器５へ供給される。
【００３５】
そして、温熱熱交換器５においては、２次冷媒ｙとの熱交換により飽和水蒸気ａが凝縮され、得られた凝縮水は凝縮液循環回路２１を介して気液分離器４へ還流され、その後高温再生器１へ戻される。つまり、飽和水蒸気ａの保有する熱は、２次冷媒ｙに暖房用の温熱源として与えられるのである。
【００３６】
上記したように、暖房運転時においては、温熱熱交換器５へ低温再生器６から出た飽和水蒸気ａが供給され、該飽和水蒸気ａの保有する熱が暖房熱源として２次冷媒ｙへ伝達されることとなる。従って、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができる。
【００３７】
第２の実施の形態（請求項２に対応）
図２には、本願発明の第２の実施の形態にかかる空冷吸収式冷凍装置の全体的な冷凍システムの構成が示されている。
【００３８】
この場合、温熱熱交換器５と気液分離器４とを連絡する凝縮液還流回路２１には、開閉弁２５に代えてＵ字管からなる液シール部３０が介設されている。該液シール部３０は、冷房運転時において温熱熱交換器５において凝縮された凝縮水を封入し、低温再生器６から温熱熱交換器５を経て気液分離器４へ飽和水蒸気が短絡してしまうのを防止するものであり、開閉弁と同等の作用をなす。このようにすると、開閉弁が不要となるので、コストダウンに寄与することとなる。その他の構成および作用効果は第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００３９】
第３の実施の形態（請求項３、４に対応）
図３には、本願発明の第３の実施の形態にかかる空冷吸収式冷凍装置の全体的な冷凍システムの構成が示されている。
【００４０】
この場合、温熱熱交換器５の熱交換部は、低温再生器６における吸収液通路６ａに配設されている。また、冷暖切換弁２６は省略され、中間濃溶液ｂが流通する配管３１には、高温溶液熱交換器７をバイパスし且つ暖房運転時にのみ開通するバイパス回路３２が設けられている。該バイパス回路３２には、冷房運転時に閉弁し、暖房運転時に開弁する開閉弁３３が介設されている。さらに、低温再生器６から低温溶液熱交換器１４に至る配管３４から分岐して高温再生器１に至る分岐回路３５が付設されており、該分岐回路３５には、冷房運転時に閉弁し、暖房運転時に開弁する開閉弁３６が介設されている。符号３７は低温溶液熱交換器１４から吸収液分配容器１６に至る配管に介設された冷暖切換用の開閉弁である。
【００４１】
上記のように構成したことにより、冷房運転時においては、開閉弁３３，３６を閉弁し、冷暖切換弁２７および開閉弁３７を開弁した状態で高温再生器１を駆動させる。すると、低温再生器６の吸収液通路６ａには、気液分離器４により分離された中間濃溶液ｂが高温溶液熱交換器７を経て供給されることとなり、吸収液通路６ａの温度は飽和蒸気（１００℃程度）と同等となる。従って、温熱熱交換器５の温度が１００℃程度に抑えられることとなり、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防止される結果、２次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止され、装置の信頼性を確保することができる。
【００４２】
一方、暖房運転時においては、冷暖切換弁２７および開閉弁３７を閉弁し、開閉弁３３，３６を開弁した状態で高温再生器１を駆動させる。すると、低温再生器６の吸収液通路６ａには、気液分離器４により分離された中間濃溶液ｂが直接供給されることとなり、吸収液通路６ａの温度は１３０℃程度となる。従って、暖房運転時においては、気液分離器４から低温再生器６に供給される吸収液（１３０℃程度）の保有する熱が暖房熱源として２次冷媒ｙへ伝達されることとなり、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができる。なお、低温再生器６における２次冷媒ｙとの熱交換により冷却された中間濃溶液ｂは、配管３４および分岐回路３５を介して高温再生器１へ還流される。
【００４３】
その他の構成および作用効果は第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００４４】
第１の参考例
図４には、第１の参考例にかかる空冷吸収式冷凍装置の全体的な冷凍システムの構成が示されている。
【００４５】
この場合、温熱熱交換器５は、高温溶液熱交換器７の下流側に配設されている。また、この温熱熱交換器５から低温再生器６に至る配管３８における冷暖切換弁２６の上流側から分岐して高温再生器１へ至る分岐回路３９が付設されており、該分岐回路３９には、冷房運転時に閉弁し、暖房運転時に開弁する開閉弁４０が介設されている。
【００４６】
上記のように構成したことにより、冷房運転時においては、開閉弁４０を閉弁し、冷暖切換弁２６，２７を開弁した状態で高温再生器１を駆動させる。すると、温熱熱交換器５には、気液分離器４により分離された中間濃溶液ｂが高温溶液熱交換器７を経て供給されることとなり、温熱熱交換器５の温度が高温溶液熱交換器７における熱回収により１３０℃程度に抑えられることとなる。従って、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防止されることとなり、２次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止され、装置の信頼性を確保することができる。
【００４７】
一方、暖房運転時においては、冷暖切換弁２６，２７を閉弁し、開閉弁４０を開弁した状態で高温再生器１を駆動させる。すると、温熱熱交換器５には、気液分離器４により分離された中間濃溶液ｂが高温溶液熱交換器７を経て供給されるが、この時高温溶液熱交換器７には吸収希溶液ｃが供給されていないため、温熱熱交換器５の温度は１３０℃程度となる。従って、暖房運転時においては、気液分離器４から供給される吸収液（１３０℃程度）の保有する熱が暖房熱源として２次冷媒ｙへ伝達されることとなり、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができる。なお、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙとの熱交換により冷却された中間濃溶液ｂは、分岐回路３９を介して高温再生器１へ還流される。
【００４８】
その他の構成および作用効果は第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００４９】
第２の参考例
図５には、第２の参考例にかかる空冷吸収式冷凍装置の全体的な冷凍システムの構成が示されている。
【００５０】
この場合、温熱熱交換器５と高温溶液熱交換器７とは一体化されて熱交換器ユニットＡとされている。該熱交換器ユニットＡは、図６に示すように、複数の伝熱プレート４１，４１・・を積層し、これらの伝熱プレート４１，４１・・間に通路４２Ａ，４２Ｂ・・を形成したプレート式熱交換器として構成されており、通路４２Ａ，４２Ｃに中間濃溶液ｂを流通させ、通路４２Ｂに吸収希溶液ｃを流通させ、通路４２Ｄに２次冷媒ｙを流通させるようにしている。このようにすれば、大幅なコストダウンを図ることができる。その他の構成および作用効果は第４の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００５１】
第３の参考例
図７には、第３の参考例にかかる空冷吸収式冷凍装置の全体的な冷凍システムの構成が示されている。
【００５２】
この場合、第２の参考例にかかる空冷吸収式冷凍装置における低温再生器６の吸収液通路６ａに第２の温熱熱交換器４３を配設している。また、冷暖切換弁２６，２７は、低温再生器６における吸収液通路６ａの上部から空冷凝縮器９へ至る配管４４および冷媒ポンプ１１から吸収液分配容器１６における散布装置１３へ至る配管４５から分岐して吸収液分配容器１６の底部に至る配管４６にそれぞれ介設されている。
【００５３】
上記のように構成したことにより、冷房運転時においては、冷暖切換弁２６を開弁し、冷暖切換弁２７を閉弁した状態で、高温再生器１を駆動させと、温熱熱交換器５には、気液分離器４により分離された中間濃溶液ｂが高温溶液熱交換器７を経て供給されることとなり、温熱熱交換器５の温度が１３０℃程度に抑えられることとなる。従って、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防止されることとなり、２次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止され、装置の信頼性を確保することができる。また、低温再生器６の吸収液通路６ａには、気液分離器４により分離された中間濃溶液ｂが高温溶液熱交換器７を経て供給されることとなり、吸収液通路６ａの温度は飽和蒸気（１００℃程度）と同等となる。従って、第２の温熱熱交換器４３の温度が１００℃程度に抑えられることとなり、第２の温熱熱交換器４３においても、２次冷媒ｙの異常過熱が防止される結果、２次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止され、装置の信頼性を確保することができる。
【００５４】
一方、暖房運転時においては、冷暖切換弁２６を閉弁し、冷暖切換弁２７を開弁した状態で高温再生器１を駆動させと、温熱熱交換器５には、気液分離器４により分離された中間濃溶液ｂが高温溶液熱交換器７を経て供給され、温熱熱交換器５の温度は１３０℃程度となる。従って、暖房運転時において、温熱熱交換器５では気液分離器４から高温溶液熱交換器７を経て供給される吸収液（１３０℃程度）の保有する熱が暖房熱源として２次冷媒ｙへ伝達されるとともに、低温再生器６においては、気液分離器４から供給された水蒸気ａおよび温熱熱交換器５を経て供給された中間濃溶液ｂの保有する熱が暖房熱源として２次冷媒ｙに伝達される。従って、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができる。なお、低温再生器６から出た凝縮水ｄは冷媒タンク１０、冷媒ポンプ１１を経て配管４６から吸収液分配容器１６の底部に送られる一方、中間濃溶液ｂは、そのまま冷媒分配容器１６の底部へ送られる。そして、冷媒分配容器１６において合流された凝縮水ｄと中間濃溶液ｂとは、空冷吸収器１５、溶液ポンプ１８、低温溶液熱交換器１４および高温溶液熱交換器７を経て気液分離器４へ還流される。
【００５５】
その他の構成および作用効果は第２の参考例におけると同様なので説明を省略する。
【００５６】
第４の実施の形態（請求項５、６に対応）
図８には、本願発明の第４の実施の形態にかかる空冷吸収式冷凍装置の全体的な冷凍システムの構成が示されている。
【００５７】
この場合、温熱熱交換器５と高温溶液熱交換器７とは一体化されて熱交換器ユニットＡとされている。該熱交換器ユニットＡは、図９に示すように、複数の伝熱プレート４１，４１・・を積層し、これらの伝熱プレート４１，４１・・間に通路４２Ａ，４２Ｂ・・を形成したプレート式熱交換器として構成されており、通路４２Ａ，４２Ｃに吸収吸収液ｃを流通させ、通路４２Ｂに中間濃溶液ｂを流通させ、通路４２Ｄに２次冷媒ｙを流通させるようにしている。また、高温溶液熱交換器７から低温再生器６に至る配管３８から分岐して低温溶液熱交換器１４と高温溶液熱交換器７との間の吸収希溶液配管４８に至る分岐回路４９が付設されており、該分岐回路４９には、冷房運転時に閉弁し、暖房運転時に開弁する開閉弁５０が介設されている。さらに、高温溶液熱交換器７から気液分離器４に至る吸収希溶液配管５１（換言すれば、温熱熱交換器５における１次冷媒通路）から分岐して高温再生器１に至る分岐回路５２が付設されており、該分岐回路５２には、前記温熱熱交換器５より高位であって前記気液分離器４と同一高さもしくはそれより低位に配置され且つ前記気液分離器４からの水蒸気ａが供給される暖房用吸収器５３が設けられている。符号５４は冷房運転時に開弁され、暖房運転時に閉弁する冷暖切換弁である。その他の構成は第２の参考例におけると同様なので説明を省略する。
【００５８】
上記のように構成したことにより、冷房運転時においては、冷暖切換弁２６，２７，５４を開弁し、開閉弁５０を閉弁した状態で高温再生器１を駆動させると、温熱熱交換器５には、気液分離器４により分離された中間濃溶液ｂが高温溶液熱交換器７を経て供給されることとなり、温熱熱交換器５の温度が１３０℃程度に抑えられることとなる。従って、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防止されることとなり、２次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止され、装置の信頼性を確保することができる。
【００５９】
一方、暖房運転時においては、冷暖切換弁２６，２７，５４を閉弁し、開閉弁５０を開弁した状態で高温再生器１を駆動させと、温熱熱交換器５には、気液分離器４により分離された中間濃溶液ｂが高温溶液熱交換器７を経て供給されるが、この時高温溶液熱交換器７には吸収希溶液ｃが供給されていないため、温熱熱交換器５の温度は１３０℃程度となる。従って、暖房運転時においては、気液分離器４から供給される吸収液（１３０℃程度）の保有する熱が暖房熱源として２次冷媒ｙへ伝達されることとなり、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができる。なお、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙとの熱交換により冷却された中間濃溶液ｂは、分岐回路４９、吸収希溶液配管４８、高温溶液熱交換器７、吸収希溶液配管５１および分岐回路５２を介して暖房吸収器５３に供給され、ここで、気液分離器４から供給された水蒸気ａを吸収して吸収希溶液ｃとなって高温再生器１へ還流される。このようにすると、暖房運転時における１次冷媒の搬送をスムーズに行うことができる。その他の作用効果は第２の参考例におけると同様なので説明を省略する。
【発明の効果】
【００６０】
本願発明の第１の基本構成によれば、冷房運転時において、暖房熱源を得るための温熱熱交換器５を低温再生器６の１次冷媒出口側と気液分離器４との間に接続するようにしているので、温熱熱交換器５の温度が飽和蒸気の温度（１００℃程度）に抑えられることとなり、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防止され、２次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止される結果、装置の信頼性を確保することができるという優れた効果がある。また、暖房運転時においては、気液分離器４から低温再生器６を経て温熱熱交換器５へ１次冷媒蒸気ａ（１３０℃程度）が供給されることとなっているので、該１次冷媒蒸気ａの保有する熱が暖房熱源として２次冷媒ｙへ伝達されることとなり、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができるという効果もある。
【００６１】
本願発明の第１の基本構成において、前記凝縮液還流回路２１に、前記開閉弁２５に代えて液シール部３０を設けた場合、開閉弁２５を省略できることとなり、コストダウンに寄与する。
【００６２】
本願発明の第２の基本構成によれば、温熱熱交換器５の熱交換部を、低温再生器６における吸収液通路６ａに配設して、冷房運転時において、温熱熱交換器５の温度が１００℃程度に抑えられるようにしたので、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防止され、２次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止されることとなり、装置の信頼性を確保することができるという優れた効果がある。また、暖房運転時においては、気液分離器４から低温再生器６に供給される吸収液（１３０℃程度）の保有する熱が暖房熱源として２次冷媒ｙへ伝達されるようにしたので、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができるという効果もある。
【００６３】
本願発明の第２の基本構成において、前記気液分離器４から前記低温再生器６へ供給される中間濃溶液ｂと前記空冷吸収器１５から前記気液分離器４へ還流される吸収希溶液ｃとを熱交換させる高温溶液熱交換器７と、前記中間濃溶液ｂが流通する配管３１に、前記高温溶液熱交換器７をバイパスし且つ暖房運転時にのみ開通するバイパス回路３２とを設けた場合、暖房運転時において低温再生器６へは高温溶液熱交換器７をバイパスした（即ち、高温溶液熱交換器７において吸収希溶液ｃに熱回収されない）中間濃溶液ｂが供給されることとなり、冷房運転時における高温再生器１へ還流される吸収希溶液ｃへの熱回収を有効に行いつつ、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができる。
【００６４】
本願発明の第３の基本構成によれば、気液分離器４から低温再生器６へ供給される中間濃溶液ｂと空冷吸収器１５から前記気液分離器４へ還流される吸収希溶液ｃとを熱交換させる高温溶液熱交換器７の下流側に温熱熱交換器５を配設して、冷房運転時において、温熱熱交換器５の温度が高温溶液熱交換器７の下流側の吸収液温度１３０℃程度と同等に抑えられるようにしたので、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防止され、２次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止されることとなり、装置の信頼性を確保することができるという優れた効果がある。また、暖房運転時においては、気液分離器４から高温溶液熱交換器７を通過した中間濃溶液ｂ（１３０℃程度）の保有する熱が暖房熱源として２次冷媒ｙへ伝達されるようにしたので、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができるという効果もある。しかも、暖房運転時において温熱熱交換器５の１次冷媒通路に供給された吸収濃溶液ｂが暖房吸収器５３に入り、そこで１次冷媒蒸気ａを吸収して吸収希溶液ｃとなって高温再生器１へ還流されるようにしているので、暖房運転時における１次冷媒の搬送をスムーズに行うことができるという効果もある。
【００６５】
本願発明の第３の基本構成において、前記温熱熱交換器５と前記高温溶液熱交換器７とを一体化した場合、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の第１の実施の形態にかかる空冷吸収式冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。
【図２】 本願発明の第２の実施の形態にかかる空冷吸収式冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。
【図３】 本願発明の第３の実施の形態にかかる空冷吸収式冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。
【図４】 本願発明の第１の参考例にかかる空冷吸収式冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。
【図５】 本願発明の第２の参考例にかかる空冷吸収式冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。
【図６】 本願発明の第２の参考例にかかる空冷吸収式冷凍装置における熱交換器ユニットの内部を透視した斜視図である。
【図７】 本願発明の第３の参考例にかかる空冷吸収式冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。
【図８】 本願発明の第４の実施の形態にかかる空冷吸収式冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。
【図９】 本願発明の第４の実施の形態にかかる空冷吸収式冷凍装置における熱交換器ユニットの内部を透視した斜視図である。
【符号の説明】
１は高温再生器、４は気液分離器、５は温熱熱交換器、６は低温再生器、６ａは吸収液通路、９は空冷凝縮器、１１は冷媒ポンプ、１２は蒸発器、１５は空冷吸収器、１７は利用側熱交換器、１８は溶液ポンプ、２１は凝縮液還流回路、２５は開閉弁、３０は液シール部、３２はバイパス回路、３３は開閉弁、４３は第２の温熱熱交換器、５３は暖房用吸収器、ａは１次冷媒蒸気（水蒸気）、ｂは吸収濃溶液（臭化リチウム濃溶液）、ｃは吸収希溶液（臭化リチウム希溶液）、ｄは１次冷媒凝縮液（凝縮水）、Ｘは１次冷媒回路、Ｙは２次冷媒回路、ｙは２次冷媒。

Claims (6)

1. １次冷媒が循環し、高温再生器（１）、気液分離器（４）、暖房熱源を得るための温熱熱交換器（５）、低温再生器（６）、空冷凝縮器（９）、冷房熱源を得るための蒸発器（１２）および空冷吸収器（１５）を順次接続してなる１次冷媒回路（Ｘ）と、２次冷媒（ｙ）が循環し、前記温熱熱交換器（５）、利用側熱交換器（１７）および前記蒸発器（１２）を順次接続してなる２次冷媒回路（Ｙ）とを備えた空冷吸収式冷凍装置であって、前記２次冷媒（ｙ）としてフロン系冷媒を採用するとともに、前記低温再生器（６）における１次冷媒出口と前記気液分離器（４）との間には、前記温熱熱交換器（５）を介設し且つ該温熱熱交換器（５）と気液分離器（４）とを連通する凝縮液還流回路（２１）には、冷房運転時に閉弁し、暖房運転時に開弁する開閉弁（２５）を介設したことを特徴とする空冷吸収式冷凍装置。
2. 前記凝縮液還流回路（２１）には、前記開閉弁（２５）に代えて液シール部（３０）を設けたことを特徴とする前記請求項１記載の空冷吸収式冷凍装置。
3. １次冷媒が循環し、高温再生器（１）、気液分離器（４）、暖房熱源を得るための温熱熱交換器（５）、低温再生器（６）、空冷凝縮器（９）、冷房熱源を得るための蒸発器（１２）および空冷吸収器（１５）を順次接続してなる１次冷媒回路（Ｘ）と、２次冷媒（ｙ）が循環し、前記温熱熱交換器（５）、利用側熱交換器（１７）および前記蒸発器（１２）を順次接続してなる２次冷媒回路（Ｙ）とを備えた空冷吸収式冷凍装置であって、前記２次冷媒（ｙ）としてフロン系冷媒を採用するとともに、前記低温再生器（６）における吸収液通路（６ａ）には、前記２次冷媒（ｙ）が供給される温熱熱交換器（５）の熱交換部を配設したことを特徴とする空冷吸収式冷凍装置。
4. 前記気液分離器（４）から前記低温再生器（６）へ供給される中間濃溶液（ｂ）と前記空冷吸収器（１５）から前記気液分離器（４）へ還流される吸収希溶液（ｃ）とを熱交換させる高温溶液熱交換器（７）と、前記中間濃溶液（ｂ）が流通する配管（３１）には、前記高温溶液熱交換器（７）をバイパスし且つ暖房運転時にのみ開通するバイパス回路（３２）とを設けたことを特徴とする前記請求項３記載の空冷吸収式冷凍装置。
5. １次冷媒が循環し、高温再生器（１）、気液分離器（４）、暖房熱源を得るための温熱熱交換器（５）、低温再生器（６）、空冷凝縮器（９）、冷房熱源を得るための蒸発器（１２）および空冷吸収器（１５）を順次接続してなる１次冷媒回路（Ｘ）と、２次冷媒（ｙ）が循環し、前記温熱熱交換器（５）、利用側熱交換器（１７）および前記蒸発器（１２）を順次接続してなる２次冷媒回路（Ｙ）とを備えた空冷吸収式冷凍装置であって、前記２次冷媒（ｙ）としてフロン系冷媒を採用するとともに、前記気液分離器（４）から前記低温再生器（６）へ供給される中間濃溶液（ｂ）と前記空冷吸収器（１５）から前記気液分離器（４）へ還流される吸収希溶液（ｃ）とを熱交換させる高温溶液熱交換器（７）を付設し且つ該高温溶液熱交換器（７）の下流側に前記温熱熱交換器（５）を配設する一方、前記温熱熱交換器（５）における１次冷媒通路の出口を、前記気液分離器（４）からの１次冷媒蒸気（ａ）が供給されるとともに前記温熱熱交換器（５）より高位であって前記気液分離器（４）と同一高さもしくはそれより低位に配置された暖房用吸収器（５３）を介して前記高温再生器（１）に接続したことを特徴とする空冷吸収式冷凍装置。
6. 前記温熱熱交換器（５）と前記高温溶液熱交換器（７）とを一体化したことを特徴とする前記請求項５記載の空冷吸収式冷凍装置。

Images