JPH06313650A - 吸収式冷暖房機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】配管、ポンプ、膨張弁等を全く用いず、しか
も、熱源として太陽熱や廃熱の利用が可能であるコンパ
クトな吸収式冷暖房機の提供。 【構成】蒸発器２と蒸気吸収発生器３との分離隔壁とし
て、又、蒸発器２と凝縮器４との分離隔壁として、共に
半透膜を設けてある。蒸発器２内の溶媒は熱を吸収して
溶媒蒸気となり、半透膜３１を透過して蒸気吸収発生器
３で再び溶媒となる。そして、この時の凝縮顕熱とそれ
以外の入熱によって、再度溶媒蒸気となって凝縮器４に
入り、ここで外部に放熱すると同時に溶媒となり、半透
膜４１を透過して再び蒸発器２に戻る。更に、蒸発器２
および凝縮器４にそれぞれ、吸熱および放熱用の送気方
向が可逆の送気装置を設け、正逆流により開閉する逆止
弁式の吸排気口も備えて、冷暖房切り替えの容易な吸収
式冷暖房機としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は吸収式の冷暖房機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は、例えば吸収式冷暖房機の一種で
ある臭化リチウム水溶液等を用いた吸収式冷温水発生機
では、蒸発器、吸収器、熱交換器、高温再生器、低温再
生器、および凝縮器等多数の構成機器を多数の配管で結
んでいた。そして、配管の途中にポンプや膨張弁を設け
て、水蒸気吸収のための送液や低圧維持をしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来装置は、数多
くの配管や機器のため大型の固定設備にならざるを得な
い。そのため、通常は冷温水の供給源である間接冷暖房
機としての用途に限られている。また、装置の熱源とし
て、石油、ガス等の有限の化石燃料を使用するのが一般
的であり、同時にポンプ等の動力として電力も必要とす
る。 この発明はこのような実情に鑑みてなされたもの
で、熱源として太陽熱を始めとして低温の廃熱の利用も
可能であり、しかも前記の機能をすべて一体化した、コ
ンパクトで移動可能な、直接方式の吸収式冷暖房機を提
供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の吸収式冷暖房機は、熱吸収により溶媒が蒸
発する蒸発器と、該溶媒蒸気が吸収されかつ該凝縮顕熱
と上記以外の入熱とによって再び溶媒が蒸発する蒸気吸
収発生器との分離隔壁として、又、同じく前記の蒸発器
と、前記蒸気吸収発生器から流入する溶媒蒸気を凝縮さ
せて溶媒とする凝縮器との分離隔壁として、共に、溶質
には不透過性であるが、その溶媒蒸気および溶媒には透
過性である半透膜の仕切り壁を有することを特徴とした
ものである。又、このように構成した吸収式冷暖房機
に、放熱あるいは吸熱のための送気装置を設け、送気の
正逆流により開閉する逆止弁を以て、空気取り入れ口お
よび空気排出口とした送気ダクトをも設けて、冷房・暖
房の切り替えを容易にしている。

【０００５】

【作用】この発明の吸収式冷暖房機では、蒸発器と蒸気
吸収発生器および凝縮器との間の隔壁である半透膜は、
前記各構成部の壁であると同時に、それらを連結する配
管の役割も果たしている。

【０００６】低温での蒸発・熱吸収を促進するために低
圧とした蒸発器で熱を吸収して発生した溶媒蒸気は、隔
壁である前記半透膜を通って、上部の蒸気吸収発生器に
貯留された溶質の溶液に吸収され、この時、蒸発器で奪
った熱を凝縮顕熱として放出する。前記溶媒蒸気の凝縮
によって生成した溶媒は、凝縮顕熱と蒸気吸収発生器へ
の別の入熱によって蒸発させられて、再び溶媒蒸気とな
る。

【０００７】この溶媒蒸気は、凝縮器上部の遮蔽板によ
って守られた放熱板に触れ、放熱板の外側の空気によっ
て冷却されて再度溶媒となる。この溶媒は以下の条件を
満たす時に、凝縮器と蒸発器を隔てている前記半透膜を
通って、再び蒸発器に戻る。つまり、凝縮器内に少量の
溶質を加えておくことにより、凝縮した溶媒によって凝
縮器と蒸発器の差圧に等しい浸透圧以下の溶液濃度にな
ると、溶媒は蒸発器内に移動する。

【０００８】この結果、凝縮器内の溶液濃度は上昇し、
上記浸透圧以上の液濃度になると溶媒の移動は停止す
る。このようにして凝縮器内には、常に希薄溶液が存在
することにより半透膜の気密性が保たれ、蒸発器内は蒸
気吸収発生器および凝縮器内よりも低圧に維持され続
け、前記の熱の移動が繰り返される。これにより、蒸発
器に接する部分は連続的に吸熱し、又、凝縮器に接する
部分は放熱を続けることが出来る。

【０００９】吸熱による冷却部および放熱による加温部
に、送気方向が可逆の送気装置と逆止弁を具備した送気
ダクトを設けると、冷房と暖房の切り替えの容易な吸収
式冷暖房機を実現することが出来る。即ち、吸熱用のダ
クトおよび放熱用のダクトのそれぞれに、空気取り入れ
口および空気排出口として逆止弁を設け、この逆止弁の
開閉によりダクトを外気の通過用の開放式と、内部空気
の循環用の閉鎖式の両方にきりかえることが出来る。よ
って、送気装置の送気方向を逆にすると弁が開から閉、
閉から開に切り替わり、対象居住空間内での冷房用空気
の循環と暖房用空気の循環とを切り替えることが出来
る。

【００１０】このように、蒸発器と蒸気吸収発生器およ
び凝縮器との隔壁に半透膜を用い、又送気方向が可逆式
でかつ、逆止弁内蔵の送気システムを設けることによ
り、吸収式冷暖房機システム全体を効果的に、しかもコ
ンパクトに一体化することができる。

【００１１】

【実施例】次に、添付図１とともに、この発明の実施例
を詳細に説明する。この実施例では溶媒として水を、溶
質として塩化カルシウムを用い、半透膜としては酢酸セ
ルロースを使用した。図中符号１は、吸収式冷暖房機で
あり、蒸発器２、蒸気吸収発生器３、凝縮器４、吸熱用
ダクト５および放熱用ダクト６を有している。符号７は
冷房あるいは暖房の対象となる居住空間である。

【００１２】圧力が約５〜１０ｍｍＨｇに維持された蒸
発器２には、蒸発吸熱板２１と高吸水性樹脂２２を設
け、高吸水性樹脂２２に含浸された水は低圧、低温の下
で蒸発して水蒸気となる。

【００１３】この水蒸気は、上記蒸発器２と圧力を約３
０〜３００ｍｍＨｇとした蒸気吸収発生器３との隔壁で
ある半透膜３１を通って、蒸気吸収発生器３に備えられ
た高吸水性樹脂３２に含浸された飽和塩化カルシウム水
溶液に吸収される。蒸気吸収発生器３は、更に、別の入
熱を吸収する再生熱吸収板３３と半透膜支持床３４を備
えている。塩化カルシウム水溶液中の水は、再生熱吸収
板３３から吸収した熱と、蒸発器２からの水蒸気の凝縮
顕熱によって再び蒸発して、水蒸気となる。

【００１４】同様に、半透膜によって蒸発器と仕切られ
た部分として、この他に凝縮器４がある。凝縮器４に
は、蒸発器２との隔壁である半透膜４１、高吸水性樹脂
４２、放熱板４３、遮蔽板４４および半透膜支持床４５
が設けてある。高吸水性樹脂４２には、低濃度の塩化カ
ルシウム水溶液が含浸してある。前記水蒸気は、放熱板
４３に接触して冷却され凝縮して水となる。蒸発吸熱板
２１と再生熱吸取板３３にて吸収した熱は、この時大気
に放出される。前記の水は、高吸水性樹脂４２に吸収さ
れた後、半透膜４１を通って蒸発器２に戻る。

【００１５】半透膜３１および４１は、酢酸セルロース
の膜で、それぞれ半透膜支持床３４および４５に支えら
れて、低圧の蒸発器２と、それよりも圧力の高い蒸気吸
収発生器３および凝縮器４を仕切っている。

【００１６】吸熱用ダクト５は、冷房用の吸気弁５１と
排気弁５２を具備した循環構造の冷房専用ダクト５３
と、暖房用の吸気弁５４と排気弁５５を具備した外気通
過構造の暖房専用ダクト５６及び冷暖房共用ダクト５７
から成り、送気方向が可逆の送風機５８を内蔵してい
る。

【００１７】放熱用ダクト６は、冷房用の吸気弁６１と
排気弁６２を具備した外気通過構造の冷房専用ダクト６
３と、暖房用の吸気弁６４と排気弁６５を具備した循環
構造の暖房専用ダクト６６及び冷暖房共用ダクト６７か
ら成り、送気方向が可逆の送風機６８を内蔵している。

【００１８】送風機５８及び６８の送気方向を逆にすれ
ば、各吸排気弁が自動的に開閉して冷房と暖房が容易に
切り替わる。

【００１９】尚、蒸発器２及び蒸気吸収発生器３内の圧
力は、吸熱用ダクト５及び放熱用ダクト６に流入する空
気の温度および量によって異なる。

【００２０】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように、低圧
に保たれた吸熱機能をもつ蒸発器と、それよりも圧力の
高い蒸気吸収発生器および凝縮器とを半透膜で仕切るこ
とにより、配管、ポンプおよび膨張弁が不要でかつ、太
陽熱や廃熱を熱源とするコンパクトな冷暖房機を実現す
ることができる。送風機用の動力源として太陽電池を用
いれば、太陽エネルギーだけでこの冷暖房機を駆動させ
ることが出来る。

【００２１】このように、必要な構成要素を全て一体化
した構造のため、容易に住宅等に取り付けが可能であ
る。太陽エネルギーだけで運転する場合には、駐車中の
自動車内を夏季には冷却し、冬季には加温しておくこと
ができる。電話ボックスにも同様の応用が可能である。
その他にも、この冷暖房機を用いた携帯式の保温・保冷
ボックス等種々の用途が考えられる。更に、この冷暖房
機はフロン系の冷媒を用いていないため、省エネルギー
のみではなく、地球環境の保全にも大きく貢献出来る。

【００２２】以上に述べたように、小型のヒートポンプ
であるこの発明を利用すれば、非常に効果的な様々な冷
暖房装置が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図はこの発明の一実施例である吸収式冷暖房機
の概略図である。

【符号の説明】

１ 吸収式冷暖房機 ２ 蒸発器 ３ 蒸気吸収発生器 ４ 凝縮器 ５ 吸熱用ダクト ６ 放熱用ダクト ７ 居住空間

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱吸収により溶媒が蒸発する蒸発器と、
   該溶媒蒸気が吸収されかつ該凝縮顕熱と上記以外の別の
   入熱とによって再び溶媒が蒸発する蒸気吸収発生器との
   分離隔壁として、又、同じく前記の蒸発器と、前記蒸気
   吸収発生器から流入する溶媒蒸気を凝縮させて溶媒とす
   る凝縮器との分離隔壁として、共に、溶質には不透過性
   であるが、その溶媒蒸気および溶媒には透過性である半
   透膜の仕切り壁を有することを特徴とする吸収式冷暖房
   機。
2. 【請求項２】 前記凝縮器の放熱用に送気装置を具備し
   た請求項１に記載の吸収式冷暖房機。
3. 【請求項３】 前記蒸発器の吸熱用に送気装置を具備し
   た請求項１又は２に記載の吸収式冷暖房機。
4. 【請求項４】 前記凝縮器の放熱用および前記蒸発器の
   吸熱用として、共に送気方向が可逆である送気装置を具
   備し、かつ送気の正逆流により開閉する逆止弁を以て空
   気取り入れ口および空気排出口とした前記凝縮器用およ
   び前記蒸発器用の送気ダクトを具備したことを特徴とす
   る請求項１に記載の吸収式冷暖房機。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載の吸収
   式冷暖房機を並列に複数組合わせた吸収式冷暖房機。