JPH0663676B2 - 冷暖房装置 - Google Patents

冷暖房装置

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JPH0663676B2
JPH0663676B2 JP7414388A JP7414388A JPH0663676B2 JP H0663676 B2 JPH0663676 B2 JP H0663676B2 JP 7414388 A JP7414388 A JP 7414388A JP 7414388 A JP7414388 A JP 7414388A JP H0663676 B2 JPH0663676 B2 JP H0663676B2
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cooling
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修一 山口
太朗 池口
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、吸収冷温熱源機と室内空調機とからなる冷暖
房装置に係り、特に、室内空調機との熱搬送媒体を低沸
点熱媒体で形成して冷暖房時のランニングコストの低減
と熱搬送回路の簡素化を図るのに好適な冷暖房装置に関
する。
〔従来の技術〕
従来の吸収冷温熱源機は、主として水を冷媒として冷温
水を発生し、室内空調機へ冷温水ポンプによる熱搬送手
段で循環し冷暖房を行っている。すなわち第6図に示さ
れるように、吸収冷温熱源機A′は冷房用冷却器Dと冷
暖房用熱源1とを備え、冷温水を発生して室内空調機B
へ冷温水ポンプPを介して循環している。しかしなが
ら、熱搬送媒体としての冷温水は主として水であって、
搬送のための冷温水ポンプの電気消費量によるランニン
グコストが大きい。また、冷温水の熱の授受が顕熱によ
って変化し、配管サイズが大きくなって工事のイニシア
ルコストが高くなっている。
一方では、冷房時、室内空調機に導く冷水の温度は7℃
の低温が一般的であるが、この時の吸収冷温熱源機の冷
媒蒸発温度は約5℃である。
第5図に吸収冷凍機の蒸発温度と成績係数の関係が示さ
れるように、吸収冷温熱源機は冷凍運転特性上、冷水温
度が高い状態で運転されることが望ましいが、前記のよ
うな低温で運転することは、成績係数が低下し、ランニ
ングコストの増大をまねく。
さらに、吸収冷温熱源機を空冷化する場合、7℃の冷水
を得るためには、吸収溶液である臭化リチウム溶液の濃
度を高くしなければならず、溶液が晶析して技術的に困
難な問題があった。
その上に熱搬送媒体が水の場合は凍結防止機能とその制
御回路が必要である。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の冷暖房装置にあっては、室内空調機への熱搬送媒
体が水のため、冷房時の成績係数が低く、かつ、冷温水
ポンプ用の電力を消費してランニングコストが増大して
おり、凍結防止機構も必要という問題点があった。
本発明の目的は、吸収冷温熱源機から室内空調機への熱
搬送媒体を低沸点熱媒体で形成して冷房時は圧縮式ヒー
トポンプ、暖房時はヒートサイフオンにより搬送し、熱
搬送回路の簡素化とランニングコストの低減を図った冷
暖房装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
前記の目的を達成するため、本発明に係る冷暖房装置
は、蒸発器で熱搬送媒体と熱交換した冷媒蒸気は吸収器
で溶液に吸収され、その溶液は熱交換器及び再生器を介
して加熱されて分離器で分離され、分離された一方の冷
媒蒸気は凝縮器を経由して蒸発器に戻り、他方の溶液は
熱交換器を介して吸収器に戻ってサイクルが形成される
吸収冷温熱源機と、この吸収冷温熱源機に熱搬送媒体の
熱搬送回路を介して接続しかつ室内熱交換器を備えた室
内空調機とからなる冷暖房装置において、熱搬送媒体を
低沸点熱媒体で形成し、冷房時に対応して、低沸点熱媒
体に圧縮式ヒートポンプサイクルを形成させる圧縮手段
及び膨脹手段を熱搬送回路に配設し、暖房時に対応し
て、低沸点熱媒体にフヒートサイフォン回路を形成させ
て水頭差により圧縮手段及び膨脹手段をバイパスして循
環させる逆止弁をそれぞれのバイパス路に設けるととも
に前記室内熱交換器を前記蒸発器より高い位置に少くと
も水頭差を維持して配置した構成とし、溶液を臭化リチ
ウム、冷媒を水とした空冷又は水冷式の二重効用又は単
効用吸収冷温熱源機を適用するとともに、熱搬送媒体は
フロン等で形成する。
〔作用〕
本発明によれば、冷暖房装置の吸収冷温熱源機から室内
空調機への熱搬送媒体を低沸点熱媒体で形成することに
よって、冷房時は熱搬送回路中の圧縮機(圧縮手段)の
駆動により熱媒体ガスが高圧となり、吸収冷温熱源機の
蒸発器に導かれて凝縮し、その熱媒体液は室内空調機の
キャピラリチューブ(膨脹手段)を経由して減圧し、室
内空気と熱交換して蒸発し圧縮機に戻る。暖房時は、吸
収冷温熱源機の冷暖房切換弁が開いて蒸発器を介して熱
搬送回路の熱媒体が蒸発する。そして蒸発された熱媒体
は、圧縮機をバイパスして室内熱交換器に流れ、室内空
気と熱交換し凝縮される。凝縮された熱媒体液はキャピ
ラリチューブをバイパスして水頭差によって自然循環
し、蒸発器に戻る。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図〜第5図を参照しながら説明
する。
第1図に示されるように、蒸発器6で熱搬送媒体と熱交
換した冷媒蒸気は吸収器5で溶液に吸収され、その溶液
は溶液ポンプ9により高温熱交換器7及び低温熱交換器
8を経由して高温再生器1に送られ、ガス、灯油、蒸気
及び太陽などの熱エネルギーにより加熱されて分離器2
で分離され、分離された一方の冷媒蒸気は低温再生器3
を経由して凝縮器4で凝縮されて蒸発器6に戻り、他方
の溶液は高温熱交換器7及び低温熱交換器8で熱交換し
て吸収器5に戻ってサイクルが形成される吸収冷温熱源
機Aと、この吸収冷温熱源機Aに熱搬送媒体の熱搬送回
路Cを介して接続する室内熱交換器18を備えた室内空
調機Bとからなる冷暖房装置において、熱搬送媒体をフ
ロン等の低沸点熱媒体で形成し、実線矢印で示される冷
房時に対応して、低沸点媒体を蒸発器6で凝縮して室内
熱交換器18で蒸発する圧縮式ヒートポンプサイクルを
形成させる圧縮機12からなる圧縮手段及びキャピラリ
チューブ(細管)からなる膨脹手段を熱搬送回路Cに配
設し、点線矢印で示される暖房時に対応して、低沸点熱
媒体が室内熱交換器18で凝縮しかつ蒸発器6で蒸発す
るヒートサイフオン回路を形成させて水頭差Hにより圧
縮手段及び膨脹手段をバイパスして循環させる逆止弁1
3及び14をそれぞれのバイパス路に設けるとともに室
内熱交換器18を蒸発器6より高い位置に少くとも水頭
差Hを維持して配置するように構成される。
なお、それぞれの機器及び熱搬送回路Cはそれぞれの配
管で連絡され、分離器2から蒸発器6に冷暖切換弁10
を介して配管で連絡されるラインは、冷房時はこの冷暖
切換弁10が閉、暖房時は開となる。そして凝縮器4及
び吸収器5は冷却ファン11により空気で冷却され、圧
縮機12はモータ等で駆動される。
第2図は水冷式吸収冷温熱源機A′が示されるが、吸収
器16及び凝縮器17が水で冷却され、圧縮機12を備
えた圧縮式熱搬送回路Cが組合わせてある。位置関係と
しては、室内熱交換器18は蒸発器6より必ず高い位置
にあって高低差(水頭差)Hが必要である。
次に、本実施例の作用を冷房時と暖房時に分けて第1図
を参照しながら説明する。まず冷房時において、吸収冷
温熱源機Aは、吸収冷凍サイクルを形成しており、蒸発
器6で液冷媒(水)が蒸発し、吸収器5にて吸収溶液
(臭化リチウム溶液)に吸収される。この時、圧縮式熱
搬送回路Cでは冷房サイクルに切換えられており、圧縮
機12が駆動されて低沸点熱媒体(フロン)が高圧とな
り、蒸発器6に導かれて蒸発潜熱を奪われて凝縮し熱媒
体液となる。この熱媒体液は室内空調機Bに入って、キ
ャピラリチューブ15により断熱膨脹され、室内空気と
室内熱交換器18で熱交換して蒸発し圧縮機12に戻さ
れ、熱搬送サイクルを形成する。よって圧縮式熱搬送回
路Cにおいては、蒸発器6は凝縮器、又室内熱交換器1
8は蒸発器として作用する。
次に暖房時において、吸収冷温熱源機Aが暖房サイクル
を形成して冷暖房切換弁10が開となり、蒸発器6で
は、冷媒蒸気が凝縮して凝縮潜熱を発生する。この時熱
搬送回路Cにおいては暖房サイクルに切換わり、フロン
が蒸発器6で凝縮器潜熱をもらって蒸発し、それが圧縮
機12を通らず逆止弁13のバイパス路から流れて室内
空調機Bに流入する。そこで室内熱交換器18とファン
により室内空気へ熱が移動し、フロンは凝縮する。凝縮
されたフロンはキャピラリチューブ15を通らず逆止弁
14を通りHの高低差(水頭差)によるヒートサイフォ
ンの自然循環力により蒸発器6に戻り熱搬送サイクルを
形成する。よって暖房時では蒸発器6は蒸発器、室内熱
交換器18は凝縮器として作用する。
ところで自然循環力Fは冷媒の相変化に伴う比重差と冷
媒液柱の高低差によって起こる。第3図のようなモデル
で考えると自然循環力Fは式−(1)で示される。
F=(H−)(γL−γV) ……(1) ここに、H:熱搬送回路管の液柱高さ〔m〕 :蒸発器の熱搬送媒体液面高さ〔m〕 γL:熱搬送媒体液比重量〔kg/m3〕 γV:熱搬送媒体ガス比重量〔kg/m3〕 従って、(H−)が大きければ、自然循環力Fは大き
くなり、冷媒の循環量は、この自然循環力と配管系の抵
抗と室内熱交換器の特性から決定される。
冷房時は、第4図のP(圧力)−i(エンタルピ)線図
に示されるように、一般的な圧縮式ヒートポンプサイク
ル(abcd)における圧縮比より吸収冷温熱源機との
適合による圧縮式ヒートポンプサイクル(a′b′c′
d′)による圧縮比の方が約1/3程度小さくなり、それ
により圧縮機容量も格段に小さくでき、圧縮機入力によ
るランニングコストが小さくなる。又暖房時はヒートサ
イフォン方式を利用するため、搬送費が無償になり総合
的に搬送費のランニングコストが低減される。また、吸
収冷温熱源機の蒸発器は、圧縮式熱搬送回路の凝縮器と
して作用するため、吸収冷凍サイクルの蒸発器の蒸発温
度Tを高くする事が出来る。第5図に示されるように、
例えば5℃から10℃まで上がると成績係数Rが上昇し
て吸収冷温熱源機のランニングコストの低減が可能とな
り、水冷式から空冷式吸収冷温源機への技術的展開が容
易となる。
そして吸収冷温熱源機から室内空調機への熱搬送媒体が
フロンの潜熱変化を用いた熱移動となるため、熱容量が
大きく循環量が1/40〜1/50となり、配管サイズが小口径
で簡素化され工事が省力化される。
さらに、熱搬送媒体がフロンであるため、冬期に配管中
における凍結の心配がない。
〔発明の効果〕
本によれば、冷暖房装置の吸収冷温熱源機から室内空調
機への熱搬送媒体を低沸点熱媒体で形成し、その回路に
圧縮及び膨脹手段とそのバイパス路を設けることによっ
て、冷房時は圧縮式ヒートポンプサイクル、暖房時はヒ
ートサイフォン方式で運転できるため、熱搬送回路のラ
ンニングコストが低減するとともに、蒸発器の蒸発温度
が高くできて成績係数が向上し、吸収冷温熱源機のラン
ニングコストが低減する。それは又空冷式吸収冷温熱源
機への技術的展開を容易にする。一方、フロン等の低沸
点熱媒体は熱容量が大きいため、配管サイズが小口径に
なって省力化され、かつ、冬期でも凍結しない効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すフローチャート、第2
図は本発明の他の実施例を示すフローチャート、第3図
は本発明の作用を説明するフローチャート、第4図及び
第5図は本発明の効果を説明するグラフ、第6図は従来
の技術を示すフローチャートである。 1……再生器(高温)、2……分離器、 3……再生器(低温)、4……凝縮器、5……吸収器、 6……蒸発器、7……熱交換器(高温)、 8……熱交換器(低温)、 12……圧縮手段(圧縮機)、 13,14……逆止弁、 15……膨脹手段(キャピラリチューブ)、 18……室内熱交換器、A……吸収冷温熱源機、 B……室内空調機、C……熱搬送回路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】蒸発器で熱搬送媒体と熱交換した冷媒蒸気
    は吸収器で溶液に吸収され、該溶液は熱交換器及び再生
    器を介して加熱されて分離器で分離され、分離された一
    方の前記冷媒蒸気は凝縮器を経由して前記蒸発器に戻
    り、他方の溶液は前記熱交換器を介して前記吸収器に戻
    ってサイクルが形成される吸収冷温熱源機と、該吸収冷
    温熱源機に前記熱搬送媒体の熱搬送回路を介して接続し
    かつ室内熱交換器を備えた室内空調機とからなる冷暖房
    装置において、前記熱搬送媒体を低沸点熱媒体で形成
    し、冷房時に対応して、前記低沸点熱媒体に圧縮式ヒー
    トポンプサイクルを形成させる圧縮手段及び膨脹手段を
    前記熱搬送回路に配設し、暖房時に対応して、前記低沸
    点熱媒体にヒートサイフォン回路を形成させて水頭差に
    より前記圧縮手段及び前記膨脹手段をバイパスして循環
    させる逆止弁をそれぞれのバイパス路に設けるとともに
    前記室内熱交換器を前記蒸発器より高い位置に少くとも
    前記水頭差を維持して配置したことを特徴とする冷暖房
    装置。
  2. 【請求項2】溶液を臭化リチウムで形成するとともに冷
    媒を水で形成し、空冷又は水冷式二重効用吸収冷温熱源
    機を備えた請求項1記載の冷暖房装置。
  3. 【請求項3】溶液を臭化リチウムで形成するとともに冷
    媒を水で形成し、空冷又は水冷式単効用吸収冷温熱源機
    を備えた請求項1記載の冷暖房装置。
JP7414388A 1988-03-28 1988-03-28 冷暖房装置 Expired - Lifetime JPH0663676B2 (ja)

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JPH01247968A (ja) 1989-10-03

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