JPH06300389A - 吸収式空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸収器を多段化すると共に凝縮器を組合せる
ことで濃度幅を大きくし、吸収性能を向上させる。 【構成】 前面上段に凝縮器２、前面下段に低濃度吸収
器３を配置し、これら凝縮器２と低濃度吸収器３の後方
に高濃度吸収器４を配置し、冷却風の流れ方向下流側に
高濃度吸収器４を配置した吸収式空気調和装置１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸収式空気調和装置の吸
収器の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷蔵庫や空気調和器（エアコンデショ
ナ）の心臓部である空気調和装置には、蒸気圧縮式空気
調和装置と吸収式空気調和装置とが主に採用されてい
る。蒸気圧縮式空気調和装置は冷媒をコンプレッサで圧
縮することに特徴があり広く採用されているが、コンプ
レッサの音が気になる場合には、圧縮行程を化学的に行
なう吸収式空気調和装置が採用される。

【０００３】図６は従来の吸収式空気調和装置の原理図
であり、吸収式空気調和装置１００は吸収器１０２、再
生器１０３、凝縮器１０４、膨張弁１０５、蒸発器１０
６、ポンプ１０７、内部熱交換器１０８および連絡配管
からなる。このサイクルでは例えば冷媒は純水、吸収液
はリチウムブロマイド（ＬｉＢｒ）である。

【０００４】膨張弁１０５で低圧とされた冷媒液は蒸発
器１０６で外部の熱を吸収して蒸発する。このときの蒸
発熱が空気調和装置の冷却源となる。蒸発器１０６で生
成された低圧の冷媒蒸気は吸収器１０２で吸収液に吸収
される。吸収液は冷媒蒸気で薄められた希液となり、ポ
ンプ１０７、内部熱交換器１０８を介して再生器１０３
に至る。１０２Ｆはファンであって吸収器１０２の放熱
を促進する。再生器１０３は、加熱源１０９から約１０
５℃の熱源が導入される。その温水ヒータ１０９Ｈで吸
収液（希液）は加熱され、内包していた冷媒を蒸発とい
う形で放出する。冷媒を放出して濃くなった吸収液は内
部熱交換器１０８に向い、内部熱交換器１０８で保有熱
を低温側の希液に与えることで自身はやや低温になり、
吸収器１０２に戻る。

【０００５】一方、再生器１０３で生成された高圧の冷
媒蒸気は凝縮器１０４に至る。冷媒蒸気は大気温度より
数十℃高いので、ファン１０４Ｆの送風で冷却され、結
果として保有熱を大気に放出する。冷媒蒸気は冷却され
て液化し、高圧の冷媒液の状態で膨張弁１０５に至り、
膨張弁１０５で膨張減圧される。

【０００６】以上のごとく吸収式空気調和装置１００は
従来の圧縮機（コンプレッサ）の役目を吸収器１０２と
再生器１０３とに置き換えたのでコンプレッサ音が無
く、コンプレッサ動力が不要となる。

【０００７】空気調和装置の具体例は、例えば特開平２
−１１８３６６号に示されていて、それの第１図によれ
ば、散布部９から吸収液を滴下し、それに冷媒を吸収さ
せつつ流下管部４を流下させ、吸収液を第１段吸収器１
で冷却する。第１段吸収器１の下部に溜まった吸収液は
ポンプ１０で汲み上げられ、散布部１１を介して第２段
吸収器（中間吸収器）に滴下される。この様に、従来は
各段毎にポンプ１０，１２を備えている。

【０００８】前記流下管部４は吸収液が下向きに流れる
間に冷却されるので、上部が高温で下部が低温である。
吸収液を冷却する点からは、管部４は長いほど温度差が
大きくとれるので吸収性能が高い。図７は吸収液の濃度
と冷媒の吸収量の関係を示すグラフであり、吸収液は濃
度が高いほど結晶化しやすく、また、吸収液は低温ほど
結晶化しやすいことを示す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】例えば、高濃度の吸収
液を流す管部４をあまり長くすると管部４の上部に結晶
が析出することがある。そこで、特開平２−１１８３６
６号の第１図に示されたように従来は上下にあまり温度
差が付かぬ程度に管部４を短い寸法とし、この管部４を
複数段並設するようにしている。

【００１０】管部４の段数が増すと、冷却風の圧力損失
が急増するので強力なファンが必要となり、ファン騒音
が増加する。また、段毎にポンプを設けるので、ポンプ
の台数が増加し、全体的に装置が大型となる。そこで本
発明の目的は吸収器を多段化すると共に凝縮器を組合せ
ることで濃度幅を大きくし、吸収性能を向上させること
にある。又、溶液循環量を低減することでポンプのコン
パクト化を図る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本発明は、前面上段に凝縮器、前面下段に低濃度吸収器
を配置し、これら凝縮器と低濃度吸収器の後方に少なく
とも一段の高濃度吸収器を配置し、高濃度吸収器で処理
した吸収液を低濃度吸収器へ送給すべく高濃度吸収器を
低濃度吸収器に接続し、冷却風の流れ方向下流側に高濃
度吸収器を配置する。

【００１２】高濃度吸収器の下端と前記低濃度吸収器の
下端とをコネクションボックスで接続し、このコネクシ
ョンボックスに低濃度吸収器へ向かう吸収液の流量を制
限する堰を設けるとよい。

【００１３】

【作用】低濃度吸収器を空気で強冷して、同吸収器の高
さ方向に温度差を付ける。低濃度吸収器若しくは凝縮器
で温められた空気で高濃度吸収器を緩冷却する。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に
説明する。図１は本発明にかかる吸収式空気調和装置の
原理図である。吸収式空気調和装置１は、周知の通り蒸
発器、吸収器、再生器及び凝縮器よりなるが吸収器の構
造と凝縮器の配置に次に述べる特徴がある。

【００１５】即ち、前面上段に凝縮器２、前面下段に低
濃度吸収器３を配置し、これら凝縮器２と低濃度吸収器
３の後方に高濃度吸収器４を配置し、高濃度吸収器４の
下端と前記低濃度吸収器３の下端とをコネクションボッ
クス５で接続し、このコネクションボックス５に吸収液
の流量を制限する堰６を設けたことを特徴とする。

【００１６】前記低濃度吸収器３は上部ヘッダ３ａとコ
ネクションボックス５との間に複数の伝熱管３ｂを図表
裏方向に並設し、これら伝熱管３ｂに伝熱フィン３ｃを
付設し、また前記上部ヘッダ３ａ内部に吸収液散布管３
ｄを収納してなる。同様に、前記高濃度吸収器４は上部
ヘッダ４ａとコネクションボックス５との間に複数の伝
熱管４ｂを並設し、これら伝熱管４ｂに伝熱フィン４ｃ
を付設し、また前記上部ヘッダ４ａ内部に吸収液散布管
４ｄを収納してなる。

【００１７】前記コネクションボックス５は高・低濃度
吸収器３，４の下部ヘッダを一体化したものに相当し、
堰６で部分的に仕切り、仕切られた一方から第１ポンプ
Ｐ１を含む第１循環路８を分岐し、この循環路８の先を
吸収液散布管３ｄに接続し、仕切られた他方から第２ポ
ンプＰ２を含む第２循環路９を分岐し、この循環路９の
先を吸収液散布管４ｄに接続する。

【００１８】そして、高・低濃度吸収器３，４の周囲に
蒸発器１０、再生器１１、熱交換器１２を配置し、これ
らを図示する第３管１３、第４管１４、第５管１５、第
６管１６、第７管１７及び第８管１８、第９管１９で接
続する。

【００１９】以上の構成からなる吸収式空気調和装置の
作用を次に説明する。図１において、第１循環路８中の
吸収液（希液）は図下部の第３管１３、熱交換器１２そ
して第４管１４を経由して再生器１１に送られる。吸収
液（希液）は再生器１１で冷媒が分離され、濃い吸収液
となる。

【００２０】冷媒は図上部の第５管１５→凝縮器２→第
６管１６→蒸発器１０→第７管１７の順で送られてコネ
クションボックス５へ吹込まれる。冷媒は途中の凝縮器
２で強制冷却される。また、コネクションボックス５に
吹込まれた冷媒（蒸気）は破線矢印の如く伝熱管３ｂ、
４ｂ内部を上昇する。

【００２１】一方、前記再生器１１で濃化された吸収液
（濃液）は第８管１８及び第９管１９を介してコネクシ
ョンボックス５の高濃度吸収器４側に供給される。この
吸収液（濃液）は第２循環路９にて汲み上げられ、吸収
液散布管４ｄから滴下される。この滴下吸収液は伝熱管
４ｂの内壁を流下するように配慮されていて、流下する
間に上昇中の冷媒（蒸気）を吸収し、また、流下しつつ
冷却される。この作用を第２循環路９にて繰り返すこと
で、濃い吸収液は徐々に薄くなる。

【００２２】ある程度薄くなった吸収液の一部が堰６を
乗り越えて低濃度吸収器３側へ移動し、そこで第１循環
路８、第１ポンプＰ１、吸収液散布管３ｄ、伝熱管３ｂ
を循環する間に更に薄められる。

【００２３】図２は本発明の吸収器における吸収液の濃
度を示すグラフであり、高濃度吸収器の吸収液は伝熱管
の下部に向って薄くなり、低濃度吸収器では更に薄くな
る。図３は本発明の凝縮器と吸収器における吸収液の温
度を示すグラフであり、高濃度吸収器の伝熱管の上部が
最も高温となり、同伝熱管の下部がやや低温となり、低
濃度吸収器の伝熱管はそれよりも低温となる。

【００２４】吸収液が薄い低濃度吸収器３は図１に示す
とおりに冷却風で急冷され、それの伝熱管３ｂの長さが
小さい割りに管上下の温度差（図３のｔ１に相当）は大
きい。これは図７から明らかな如く、吸収液の濃度が十
分に小さければ、液の温度レベルが低温であっても結晶
析出の恐れは無く、急冷が可能であると言える。

【００２５】一方、高濃度吸収器４は図１に示すとおり
に凝縮器２若しくは低濃度吸収器３と熱交換して暖めら
れた空気で緩冷却される。また、温度レベルは高温側に
ある。図７において、吸収液の濃度は高いものの、結晶
化し難い領域から例えば図中の破線の上を変化させれば
結晶化の問題は無い。なお、高濃度吸収器の伝熱管４ｂ
は低濃度吸収器の伝熱管３ｂの約２倍の長さとしたが、
これは高濃度吸収器の伝熱管４ａが緩冷却されるため単
位長さ当りの温度降下が小さく、従って、長さを長くし
て所定の温度差を確保する必要があるためである。

【００２６】図４は本発明の吸収式空気調和装置の別実
施例図であり、図１の高濃度吸収器を複数段とし、風の
流れ方向に低濃度吸収器３、中濃度吸収器２０、高濃度
吸収器４をその順に並べ、コネクションボックス５内に
堰２１，２２を立設したものである。高濃度吸収器４の
高さ寸法に制限がある場合に適している。

【００２７】図５は本発明の吸収式空気調和装置の更な
る別実施例図であり、図１のコネクションボックス５
を、下部ヘッダ２４，２５と連結管２６と調節弁２７と
に置き換えたものである。連結管２６を延長すれば、低
濃度吸収器３と高濃度吸収器４との間隔を自由に設定若
しくは変更できて便利である。

【００２８】

【発明の効果】以上に述べた通り本発明は、前面上段に
凝縮器、前面下段に低濃度吸収器を配置し、これら凝縮
器と低濃度吸収器の後方に高濃度吸収器を配置し、前面
から冷却風を流すように構成し、前面上段の凝縮器で冷
却風と熱交換して熱交換で温められた空気で高濃度吸収
器の上部を緩冷却するようにしたので、高濃度吸収器内
で結晶が析出する恐れはない。又、前面下段の低濃度吸
収器で冷却風と熱交換された温められた空気で高濃度吸
収器の下部を緩冷却するようにしたので、高濃度吸収器
内で結晶が析出する恐れはない。従って、高濃度吸収器
は結晶を析出することなく、高さ方向に十分な温度差を
付けることができる。一方、低濃度吸収器は高濃度吸収
器の約半分の高さしかないにもかかわらず、空気で強冷
されるために、高さ方向に十分な温度差を付けることが
できる。従って、本発明によれば装置の高さ寸法を大き
くすることがきるので、装置の冷却風流れ方向での寸法
を小さくすることができる。段数が少ないので必要なポ
ンプの数は少なくなることから全体的に装置のコンパク
ト化が図れる。更に、結晶防止による濃度幅の低減でポ
ンプ出力も低減できる。また、段数が少ないことから、
冷却風発生用のファンのパワーは小さくすることがで
き、ファン騒音の低減化が容易となる。

【００２９】又、高濃度吸収器の下端と低濃度吸収器の
下端とをコネクションボックスで接続し、このコネクシ
ョンボックスに低濃度吸収器へ向かう吸収液の流量を制
限する堰を設ければ、高・低濃度吸収器を容易に接続す
ることができ、且つ流量制御機構はごく簡単な堰のみで
よいので、装置の簡略化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる吸収式空気調和装置の原理図

【図２】本発明の吸収器における吸収液の濃度を示すグ
ラフ

【図３】本発明の凝縮器と吸収器における吸収液の温度
を示すグラフ

【図４】本発明の吸収式空気調和装置の別実施例図

【図５】本発明の吸収式空気調和装置の更なる別実施例
図

【図６】従来の吸収式空気調和装置の原理図

【図７】吸収液の濃度と冷媒の吸収量の関係を示すグラ
フ

【符号の説明】

１…吸収式空気調和装置、２…凝縮器、３…低濃度吸収
器、４…高濃度吸収器、５…コネクションボックス、６
…堰、１０…蒸発器、１１…再生器、１２…熱交換器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柿崎 真二 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 川口 昇 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 坂井 耐事 東京都渋谷区桜丘町31番２号 東洋ラジエ ーター株式会社内 (72)発明者 吉田 信一 東京都渋谷区桜丘町31番２号 東洋ラジエ ーター株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器より
   なる吸収式空気調和装置において、吸収式空気調和装置
   は、前面上段に凝縮器、前面下段に低濃度吸収器を配置
   し、これら凝縮器と低濃度吸収器の後方に少なくとも一
   段の高濃度吸収器を配置し、高濃度吸収器で処理した吸
   収液を低濃度吸収器へ送給すべく高濃度吸収器を低濃度
   吸収器に接続し、冷却風の流れ方向下流側に高濃度吸収
   器を配置したことを特徴とする吸収式空気調和装置。
2. 【請求項２】 前記高濃度吸収器の下端と前記低濃度吸
   収器の下端とをコネクションボックスで接続し、このコ
   ネクションボックスに低濃度吸収器へ向かう吸収液の流
   量を制限する堰を設けたことを特徴とする請求項１記載
   の吸収式空気調和装置。