JPH0359359A - 吸収式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、吸収式冷凍装置に係り、特に冷凍機の小形化
、高性能化に好適な吸収式冷凍装置に関するものである
。

［従来の技術］ 従来の吸収式冷凍装置は、例えばｒ冷凍空調技術Ｊ　Ｖ
ＯＬ、３１．Ｎｏ、３７０．昭和５５年１２月号９ペー
ジ、図７，１９、あるいは特開昭５９−３６１７３号公
報に記載のように、蒸発器、吸収器ともに１段構成であ
り、蒸発器における冷水との熱交換形態も、吸収器にお
ける冷却水との熱交換形態も、特に向流形ではなく、単
純な熱交換を行なっているものであった。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は蒸発器における冷水と冷媒との熱交換形
態について特に配慮されておらず、さらに吸収器におけ
る吸収溶液と冷却流体との熱交換形態についても配慮さ
れておらず、蒸発器、吸収器の性能向上および小形化に
限界があった。

本発明は、上記従来技術における課題に鑑みてなされた
もので、吸収式冷凍装置の蒸発器および吸収器の性能を
向上することと小形化することを目的としており、さら
に、これらの小形、高性能の蒸発器、吸収器を用いて、
例えば冷却用流体の温度が高くても安定して冷房動作が
できる、小形。

高性能の吸収式冷凍装置を提供することを、その目的と
するものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を遠戚するために、本発明の吸収式冷凍装置に
係る第１の発明をもっとも基本的構成は。

少なくとも、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器、溶液ポ
ンプを備え、これらを作動的に接続する配管系を備えて
なる吸収式冷凍装置において、蒸発器を多段蒸発器とし
、 この多段蒸発器の各段を蒸発温度の高い段から低い段へ
の順に配設し、蒸発温度の高い段から低い段への順に冷
水を流通させる伝熱管部を前記多段蒸発器の各段に配設
し、この冷水を負荷側へ送り循環させる冷水配管系を備
えたものである。

また、本発明の吸収式冷凍装置に係る第１の発明のより
具体的構成は、 少なくとも、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器。

溶液ポンプを備え、これらを作動的に接続する配管系を
備えてなる吸収式冷凍装置において、蒸発器を多段蒸発
器とし、 この多段蒸発器の各段を蒸発温度の高い段から低い段へ
の類に配設し、蒸発温度の高い段から低い段への順に冷
水を流通させる伝熱管部を前記多段蒸発器の各段に配設
し、この冷水を負荷側へ送り循環させる冷水配管系を備
えるとともに、吸収器を多段吸収器とし、 この多段吸収器の各段を飽和蒸気温度の高い段から低い
段への順に配設し、飽和蒸気温度の高い段から低い段へ
の順の前記多段吸収器の各段と、蒸発温度の高い段から
低い段への順の前記多段蒸発器の各段とを、それぞれ各
段ごとに独立に連通ずる蒸気流路を備えたものである。

さらに、本発明の吸収式冷凍装置に係る第２の発明の構
成は。

少なくとも、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器、溶液ポ
ンプを備え、これらを作動的に接続する配管系を備えて
なる吸収式冷凍装置において、蒸発器を多段フラッシュ
形蒸発器とし、この多段フラッシュ形蒸発器の各段を蒸
発温度の高い段から低い段への順に液冷媒を送り込み、
この冷媒を負荷側へ送り循環させる冷媒配管系を備える
とともに、 吸収器を多段吸収器とし、 この多段吸収器の各段を飽和蒸気温度の高い段から低い
段への順に配設し、飽和蒸気温度の高い段から低い段へ
の順の前記多段吸収器の各段と、蒸発温度の高い段から
低い段への順の前記多段フラッシュ形蒸発器の各段とを
、それぞれ各段ごとに独立に連通ずる蒸気流路を備えた
ものである。

［作用］ 多段蒸発器の各段は、蒸発温度の高い段から順に１段づ
つ、多段吸収器の各段のうち飽和蒸気温度の高い段から
順に１段づつ、蒸気流路に係るダクトでそれぞれ独立に
結合していく構造をとっている。

したがって、蒸発温度の低い蒸発器の段には、飽和蒸気
温度の低い吸収器の段が連通しているので、蒸発温度が
低いにもかかわらず十分な蒸発。

吸収が維持できる。

また、飽和蒸気温度の高い吸収器の段には蒸発温度の高
い蒸発器の段が連通しているので、こちらも十分な蒸発
、吸収が維持できる。

しかも、このようにしてできた温度の異なる段を温度類
に並べていくことで温度勾配をつけ、これに冷水、冷媒
、冷却流体等をそれぞれ向流熱交換になるように流すこ
とで熱交換効率の向上を図ることができる。

しかも、これにより、さらに各段の温度勾配をつけるこ
とができるので、各段における吸収、蒸発能力も向上す
ることになり、吸収式冷凍装置の安定した動作が実現す
る。

［実施例］ 以下、本発明の各実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る空冷吸収式冷凍機の
系統図である０図中の白い太い矢印は風の流れ、実線矢
印は冷媒または溶液の流れる方向を示している。

本実施例では、冷媒として水、吸収剤として塩類水溶液
、例えばＬｉＢｒ水溶液を用いる空冷吸収式冷凍機につ
いて説明するが、他の冷媒、吸収剤を用いる場合の構成
も同様である。

第１図において、１は多段蒸発器で、本実施例では、１
段１ａ、２段１ｂ、３段１ｃ、４段１ｄの４段の各蒸発
器を積層した形式である。この多段蒸発器１の各段は独
立しており、蒸発温度の高い段から低い段への順に配設
されて各段の蒸発温度および圧力は異なっている。多段
蒸発器１の各段には、冷水を流通する伝熱管１０が配設
されている。

２は、空気流１８ａ、１８ｂによって空冷される多段吸
収器で、本実施例では、工段２ａ、２段２ｂ、３段２ｃ
、４段２ｄの４段の各吸収器を並設した形式である。こ
の多段吸収器２の各段は独立しており、飽和蒸気温度の
高い段から低い段への順に配設されている。換言すれば
、多段吸収器２の各段は冷却用流体（ここでは送風機に
よる空気流）１８ａで冷却されるもので、冷却用流体の
上流から下流に向けて２ｄ、２ｃ、２ｂ、２ａの順に並
べられている。

３　（３ａ　ｒ　３　ｂ　ｓ　３　ｃ　ｅ　３　ｄの総
称）は、蒸気流路に係る蒸気ダクトである。飽和蒸気温
度のもっとも高い１段吸収器２ａと蒸発温度のもっとも
高い１段蒸発器１ａとを蒸気ダクト３ａによって連通し
ている９次に飽和蒸気温度の高い２段吸収器２ｂと蒸発
温度の高い２段蒸発器１ｂとを蒸気ダクト３ｂによって
連通している。以下、３段吸収器２ｃと３段蒸発器１ｃ
とを蒸気ダクト３ｃによって連通し、もっとも飽和蒸気
温度の低い４段吸収器２ｄにもっとも蒸発温度の低い４
段蒸発器１ｄとを蒸気ダクト３ｄによって連通している
。

４は再生器、５は、空気流１９ａ、１９ｂによって空冷
される凝縮器、６は、負荷側、例えば冷房すべき室内に
あるファンコイル、７は溶液循環ポンプ、８は冷媒スプ
レーポンプ、９は冷水循環ポンプを示している。

１１は、多段蒸発器１内に冷媒液を散布するスプレ一部
、１２は、再生器４と多段吸収器２とを結ぶ濃溶液配管
、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、多段吸収器２の
各段２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ内に溶液を散布するスプレ
一部である。

１３は、再生器４の熱源、１４は、多段吸収器２と再生
器４とを結ぶ稀溶液配管で、前記溶液循環ポンプ７を具
備している。１５は、再生器４と凝縮器５とを結ぶ冷媒
蒸気配管、１６は、凝縮器５と多段蒸発器１とを結ぶ液
冷媒配管、１７は、多段蒸発器１内の伝熱管１０に接続
する冷水配管で、冷水循環ポンプ９を具備し、ファンコ
イル６に冷水を送る冷水循環配管系を構成している。

冷水配管系の冷水は、多段蒸発器１の１段蒸発器１ａか
ら伝熱管１０に入り、２，３段の蒸発器ｌｂ、ｌｃを経
て４段蒸発器１ｄの伝熱管１０から冷水配管１７へ送出
される。冷水は、多段蒸発器を出たあと冷水循環ポンプ
９を経てファンコイル６に送られる。ファンコイル６で
は室内空気２０ａを調和空気２０ｂに冷房し、冷水は暖
められて再び冷水配管１７を通って１段蒸発器１ａの伝
熱管１０へ送られ循環するようになっている。

また、冷媒は、凝縮器５から液冷媒配管１６を通って多
段蒸発器１のスプレ一部１１から１段蒸発器１ａへ散布
される。これにより冷媒は１ａにて一部蒸発する。蒸発
しないで残った冷媒は次の２段蒸発器１ｂに散布され再
度蒸発する。同様にｌｃ、ｌｄへと冷媒が散布される。

４段蒸発器１ｄで最終まで蒸発しないで残った冷媒は１
ｄを出て冷媒スプレーポンプ８を通り、途中、凝縮器５
から来た冷媒と合流し、ふたたびスプレ一部１１から１
段蒸発器１ａに散布されるようになっている。

多段吸収器２には、再生器４から濃溶液配管１２を経て
送られた濃い吸収剤が、各段の吸収器２ａ、２ｂ、２ｃ
、２ｄにスプレ一部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを
介して散布される。

散布されて冷媒蒸気を吸収した吸収剤は稀薄な吸収剤溶
液となって稀溶液配管１４により溶液循環ポンプ７を経
て再生器４に入り、熱源１３により加熱され煮つめられ
て濃い吸収剤溶液となり再び多段吸収器２へ戻る。再生
器４で分離された冷媒蒸気は凝縮器５で冷却用流体１９
ａ、１９ｂ　（空気流）と熱交換して凝縮されて液冷媒
となる。

前述のように、１段蒸発器１ａと１段吸収器２ａとを蒸
気ダクト３ａで、２段蒸発器１ｂと２段吸収器２ｂとを
蒸気ダクト３ｂで、３段蒸発器１Ｃと３段吸収器２ｃと
を蒸気ダクト３ｃで、４段蒸発器１ｄと４段吸収器２ｄ
とを蒸気ダクト３ｄで結合したので、多段蒸発器１．多
段吸収器２には次のような作用効果を得ることができ、
冷凍能力の向上を図ることができる。

すなわち、多段吸収器２のうち、４段吸収器２ｄは、冷
却用流体に係る空気流１８ａによって最初に冷却される
段なのでもっとも冷えるところである。したがって、飽
和蒸気温度はもっとも低い。

この４段吸収器２ｄには多段蒸発器１の４段蒸発器１ｄ
が結合されているので、４段蒸発器１ｄは各段の中でも
っとも蒸発温度の低くとれる段となる。このため、４段
蒸発器１ｄでは、前段１ａ。

ｌｂ、ｌｃで冷却された冷水でもさらに協力に冷却でき
る。

一方、多段吸収器の２ｃ、２ｂ、２ａになるにつれて、
前段の冷却に使用された温度の高い空気流で冷却しなけ
ればならないので、各膜吸収器２ｃ、２ｂ、２ａになる
につれて飽和蒸気温度は上昇する。しかし、各膜吸収器
２ｃ、２ｂ、２ａにそれぞれ連通されている各膜蒸発器
１ｃ、ｌｂ。

１ａは、３段蒸発器１ｃから１段蒸発器１ａにさかのぼ
るにつれて冷却すべき冷水温度が高くなっている。この
ため、各膜蒸発器１ｃ、ｌｂ、ｌａになるにつれて蒸発
温度が高くなり、たとえ、多段吸収器２の飽和蒸気温度
が各膜吸収器２ｃ、２ｂ、２ａになるにつれて上昇した
としても、それぞれに多段蒸発器１の各段の蒸発温度を
高く設定できるので充分な蒸発吸収作用を実現できる。

しかも、都合の良いことに、多段蒸発器１においては、
各膜蒸発器１ａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄに進むにつれて蒸発
温度を段々に低く設定することができるので、冷媒と冷
水との熱交換を向流形にすることができる。したがって
、蒸発器の高性能化、小形化が可能となる。

一方、多段吸収器２においても、多段吸収器２ｄ、２ｃ
、２ｂ、２ａに進むにつれて飽和蒸気温度を高く設定す
ることができるので、冷却用流体と吸収剤の熱交換を向
流形にすることができる。

したがって、吸収器の高性能化、小形化が可能となる。

しかも、小さい空気流（冷却用流体）に多量の熱を捨て
ることができるので、冷却用流体の駆動設備の小形化が
可能である。

さらに、同じ温度の冷却用流体があったとしてもそれを
より高い温度まで上昇させて熱を捨てることができるの
で、冷房サイクルの動作範囲を広げることができる。つ
まり、高い温度の冷却用流体であっても冷房サイクルが
成り立ち、安定して冷房動作ができる小形の冷凍機を提
供することができる。

次に、第２図は、本発明の他の実施例に係る空冷吸収式
冷凍機の系統図である。図中、第１図と同一符号のもの
は、同等部分であるから、その説明を省略する。

第２図の実施例は、先の第１図の実施例の多段蒸発器１
をフラッシングタイプの多段蒸発器としたものである。

第２図において、２１は、フラッシュ形多段蒸発器で、
１段２１ａ、２段２１ｂ、３段２１ｃ。

４段２１ｄの各膜蒸発器を積層した形式である。

このフラッシュ形多段蒸発器２１の各段は独立しており
、蒸発温度の高い段から低い段への順に配設されて各段
の蒸発温度および圧力は異なっている。２２は、フラッ
シュ形多段蒸発器２１に接続する冷媒配管で、冷媒循環
ポンプ２３を具備し、ファンコイル６Ａに冷媒を送る冷
媒循環配管系を構成している。

第２図の実施例における冷房運転では、ファンコイル６
Ａに直接冷媒を送るようになっている。

このため、多段蒸発器２１における熱交換は、伝熱管壁
を隔てた２流体間ののものではなくなるが、基本的には
蒸発温度の高い１段蒸発器２１ａにファンコイル２１か
ら戻ってきた温度の高い冷媒を戻し、順に２，３段蒸発
器２１ｂ、２１ｃと蒸発させつつ温度を下げていき、最
後に最も蒸発温度の低い４段蒸発器２１ｄで可能なかぎ
り温度を下げることができるので、あたかも冷媒と多段
蒸発器との間で向流形熱交換を行う形になる。

したがって、第２図の実施例によれば、先の第１図の実
施例と同様の効果が期待される。

なお、上記の各実施例は、多段蒸発器、多段吸収器を４
段としたものを説明したが、４段に限定されるものでな
いことは言うまでもない。

また、上記の各実施例では空冷吸収式冷凍機の例を説明
したが１本発明は、空冷式に限らず水冷式にも適用する
ことが可能である。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば、吸収式冷
凍装置の蒸発器および吸収器の性能向上と小形化を図る
ことができる。

また、これらの小形、高性能の蒸発器、吸収器を用いて
、例えば冷却用流体の温度が高くても安定して冷房動作
のできる、小形、高性能の吸収式冷凍装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第を図は、本発明の一実施例に係る空冷吸収式冷凍機の
系統図、第２図は、本発明の他の実施例に係る空冷吸収
式冷凍機の系統図である。 １・・・多段蒸発器、１ａ・・・１段蒸発器、１ｂ・・
・２段蒸発器、１ｃ・・・３段蒸発器、１ｄ・・・４段
蒸発器、２・・・多段吸収器、２ａ・・・１段吸収器、
２ｂ・・・２段吸収器、２ｃ・・・３段吸収器、２ｄ・
・・４段吸収器、３　、３　ａ　、　３　ｂ　、　３　
ｃ　、　３　ｄ−蒸気ダクト、４・・・再生器、５・・
・凝縮器、６，６Ａ・・・ファンコイル、７・・・溶液
循環ポンプ、８・・・冷媒スプレポンプ、９・・・冷水
循環ポンプ、１０・・・伝熱管、１７・・・冷水配管、
２１・・・フラッシュ形多段蒸発器、２１ａ・・・１段
蒸発器、２１ｂ・・・２段蒸発器、２１ｃ・・・３段蒸
発器、２１ｄ・・・４段蒸発器、２２・・・冷媒配管、
２３・・・冷媒循環ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器、溶
   液ポンプを備え、これらを作動的に接続する配管系を備
   えてなる吸収式冷凍装置において、 蒸発器を多段蒸発器とし、 この多段蒸発器の各段を蒸発温度の高い段から低い段へ
   の順に配設し、 蒸発温度の高い段から低い段への順に冷水を流通させる
   伝熱管部を前記多段蒸発器の各段に配設し、 この冷水を負荷側へ送り循環させる冷水配管系を備えた ことを特徴とする吸収式冷凍装置。 ２、少なくとも、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器、溶
   液ポンプを備え、これらを作動的に接続する配管系を備
   えてなる吸収式冷凍装置において、 蒸発器を多段蒸発器とし、 この多段蒸発器の各段を蒸発温度の高い段から低い段へ
   の順に配設し、 蒸発温度の高い段から低い段への順に冷水を流通させる
   伝熱管部を前記多段蒸発器の各段に配設し、 この冷水を負荷側へ送り循環させる冷水配管系を備える
   とともに、 吸収器を多段吸収器とし、 この多段吸収器の各段を飽和蒸気温度の高い段から低い
   段への順に配設し、 飽和蒸気温度の高い段から低い段への順の前記多段吸収
   器の各段と、蒸発温度の高い段から低い段への順の前記
   多段蒸発器の各段とを、それぞれ各段ごとに独立に連通
   する蒸気流路を備えた ことを特徴とする吸収式冷凍装置。 ３、少なくとも、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器、溶
   液ポンプを備え、これらを作動的に接続する配管系を備
   えてなる吸収式冷凍装置において、 蒸発器を多段フラッシュ形蒸発器とし、 この多段フラッシュ形蒸発器の各段を蒸発温度の高い段
   から低い段への順に配設し、 蒸発温度の高い段から低い段への順に液冷媒を送り込み
   、 この冷媒を負荷側へ送り循環させる冷媒配管系を備えた ことを特徴とする吸収式冷凍装置。 ４、少なくとも、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器、溶
   液ポンプを備え、これらを作動的に接続する配管系を備
   えてなる吸収式冷凍装置において、 蒸発器を多段フラッシュ形蒸発器とし、 この多段フラッシュ形蒸発器の各段を蒸発温度の高い段
   から低い段への順に配設し、 蒸発温度の高い段から低い段への順に液冷媒を送り込み
   、 この冷媒を負荷側へ送り循環させる冷媒配管系を備える
   とともに、 吸収器を多段吸収器とし、 この多段吸収器の各段を飽和蒸気温度の高い段から低い
   段への順に配設し、 飽和蒸気温度の高い段から低い段への順の前記多段吸収
   器の各段と、蒸発温度の高い段から低い段への順の前記
   多段フラッシュ形蒸発器の各段とを、それぞれ各段ごと
   に独立に連通する蒸気流路を備えた ことを特徴とする吸収式冷凍装置。 ５、多段吸収器は、飽和蒸気の低い段から高い段への順
   に冷却用流体を流通させるように構成したことを特徴と
   する請求項２または４記載のいずれかの吸収式冷凍装置
   。