JPH07849Y2 - 空冷式吸収冷温水機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空冷式吸収冷温水機に係り、特に暖房運転時の
冷媒の凍結防止に配慮した空冷式吸収冷温水機に関す
る。

〔従来の技術〕

この種の空冷式吸収冷温水機として、第３図に示す装置
が知られている。すなわち、高温再生器10は加熱源12が
設けられるとともに、配管14を介して分離器16と連通さ
れている。分離器16には、第１の切換手段である第１三
方弁18を設けた蒸気管20と送液管22とが接続されてい
る。蒸気管20は低温再生器24に内装された伝熱管25の一
端に接続され、該伝熱管25の他端は強制空冷凝縮器26に
配管28を介して連通されている。また、低温再生器24と
強制空冷凝縮器26とは、蒸気管30によって連通されてい
る。強制空冷凝縮器26は冷却ファン82により空気で強制
的に冷却されるようになっている。強制空冷凝縮器26は
管路32を介して第１冷温水熱交換器部50と連通してい
る。第１冷温水熱交換器部50は、冷温水ポンプ58の吐出
側に管路69を介して接続された第１冷温水熱交換器70
と、管路32を通して送られてくる冷媒を一旦受けて前記
第１冷温水熱交換器70の表面部36Bに散布する第１の散
布機構36Aと、前記第１冷温水熱交換器70の外周に一定
の空間をもたせて同軸状に形成された外囲手段である円
筒52Bと、該円筒52Bの外周に形成されたフィン52Cと、
供給される濃溶液を一旦受けて前記円筒52Bの内周壁52D
に散布する第２の散布機構52Aと、前記第１冷温水熱交
換器の下方に設けられた溶液槽52Eとを備えている。

一方前記送液管22は、高温熱交換器40の高温側に接続さ
れ、該高温側の他端は第２の切換手段である第２三方弁
42を備えた配管44を介して低温再生器24と連通してい
る。そして第２三方弁42の他の接続口は管路80を介して
前記第１の散布機構36Aに接続されている。また低温再
生器24は濃溶液配管46により低温熱交換器48の高温側に
接続されており、該高温側の他端は配管50を介して第２
の散布機構52Aに接続されている。

溶液槽52Eには、戻り配管54の一端が接続され、この戻
り配管54の他端は循環ポンプ56、低温熱交換器48の低温
側、高温熱交換機40の低温側を介して高温再生器10に接
続されている。

またフィン52Cを備えた円筒52Bの外面に空気を送り、円
筒52Bの内周面52Dの流体と前記空気とを熱交換させる外
囲手段の外面を空気冷却する手段である冷却ファン84が
設けられている。

さらに、前記第１三方弁18は管路76を介して温水器74に
接続され、該温水器74は、管路78を介して、第２の散布
機構52Aに接続されている。温水器74には、第２冷温水
熱交換器72が内装され、該第２冷温水熱交換器72の一端
は管路71を介して前記第１冷温水熱交換器70に接続さ
れ、他端は管路73を介して負荷に接続されている。

戻り配管54には、循環ポンプの吐出側において分岐が設
けられて管路86が接続され、管路86の他端は電磁弁88を
有する管路89と電磁弁94を有する管路95とに分岐されて
いる。前記管路89は第２の散布機構52Aに接続され、管
路95は第１の散布機構36Aに接続され、電磁弁88を調節
計90からの制御信号で開閉制御できるようにし、電磁弁
94を調節計96からの制御信号で制御できるようにし、調
節計90の検出端92を第２の散布機構52Aに設置すると共
に調節計96の検出端98を第１の散布機構36Aに設置して
ある。

上述の従来例の作用を説明する。

〔冷房運転時〕

冷房運転時は、第１三方弁18および第２三方弁42をそれ
ぞれ低温再生器24側に切り換えると共に、空冷ファン82
および84を運転する。

高温再生器10内の稀溶液は、加熱源12により加熱され、
高温状態となって配管14を通って分離器16に入る。

分離器16は、高温の稀溶液を冷媒蒸気と中間濃度溶液と
に分離し、冷媒蒸気を第１三方弁18・蒸気管20を介して
低温再生器24に内装された伝熱管25に送ると共に、中間
濃度溶液を送液管22により高温熱交換器40に送る。高温
熱交換器40に入った中間濃度溶液は、高温再生器10に送
られる稀溶液と熱交換して稀溶液を温めた後、第２三方
弁42・出側配管44により低温再生器24内に入る。

蒸気管20を通って低温再生器24に内装された伝熱管25に
入った冷媒蒸気は、高温熱交換器40から低温再生器24に
流入する中間濃度溶液を加熱した後、出側配管28により
空冷凝縮器26に導かれる。また、低温再生器24内の中間
濃度溶液は、加熱されて濃溶液と冷媒蒸気とになり、冷
媒蒸気は蒸気管30を介して空冷凝縮器26に導かれ、濃溶
液は濃溶液配管46により低温熱交換器48に導かれる。

空冷凝縮器26内に入った冷媒蒸気は、空冷ファン82によ
り強制的に空気冷却され、液体冷媒となった後、管路32
を介して低圧の第１の散布機構36A内に供給される。第
１の散布機構36Aにより蒸発器として作用する第１冷温
水熱交換器70の外周壁面36Bに散布された液体冷媒は第
１冷温水熱交換器70内を流れる冷房用の水を冷却しつつ
蒸発し、空冷ファン84で空冷される円筒52Bの内周壁面5
2Dに第２の散布機構52Aから散布された濃溶液に吸収さ
れる。

この濃溶液は、低温再生器24から低温熱交換器48に導か
れ、循環ポンプ56により低温熱交換器48に圧送されてく
る稀溶液と熱交換をして冷却された後、第２の散布機構
52Aに供給されてくる。この円筒52Bの内周壁面52Dに散
布された濃溶液は、空冷ファン84によって冷却されると
ともに、蒸発器（36B）から流入してくる冷媒蒸気を吸
収し、稀溶液となり、溶液槽52Eに溜ることとなる。こ
の稀溶液は、戻り配管54を介して循環ポンプ56により吸
引され、低温熱交換器48、高温熱交換器40を介して再び
高温再生器10に送られる。

冷房運転時調節計96の検出端98により第１の散布機構36
A（蒸発器として作用している）の温度が検知され、検
知結果は温度信号として調節計96に入力され、調節計96
により冷媒が凍結温度以下（０℃）にならないように電
磁弁94が開閉制御されて、稀溶液が第１の散布機構36A
に流入し冷媒の凍結を防止する。

〈暖房運転時〉 暖房運転時は、第１三方弁18は管路76側を開くと共に低
温再生器24側を閉じ、第２三方弁42は管路80側を開くと
共に低温再生器24側を閉じ、かつ空冷ファン82を停止
し、空冷ファン84のみが運転される。

高温再生器10内の稀溶液は、加熱源12により加熱され、
高温状態となって配管14を通って分離器16に入る。分離
器16は、高温の稀溶液を冷媒蒸気と濃溶液とに分離し、
冷媒蒸気を第１三方弁18・管路76を介して温水器74に送
ると共に、濃溶液を送液管22により熱交換器40に送る。

温水器74に入った冷媒蒸気は、第２冷温水熱交換器72に
流れる暖房用の水を加熱しつつ凝縮して冷媒液となる。
この冷媒液は管路78を介して第２の散布機構52Aに供給
される。この第２の散布機構52Aにより円筒52Bの内周壁
面52Dに散布された液体冷媒は冷却ファン84により空気
冷却されると、その空気の熱を吸収して蒸発し、第１冷
温水熱交換器70の外周壁面36Bに散布されている濃溶液
に吸収される。

一方、分離器16で分離された濃溶液は、送液管22を介し
て高温熱交換器40に導かれて、この高温熱交換器40で循
環ポンプ56から高温熱交換器40に送られてくる稀溶液と
熱交換をして冷却された後、配管44、第２三方弁42、管
路80を介して第１の散布機構36Aに供給される。第１の
散布機構36Aにより前記濃溶液は、第１冷温水熱交換器7
0の外周壁面36Bに散布される。暖房運転の場合、第１冷
温水熱交換器70の外周壁面36Bが吸収器としての作用を
することになるので、濃溶液が冷媒蒸気を吸収するとき
に発生する吸収熱は第１冷温水熱交換器70を流れる暖房
用の水に与えられることによって、吸収器内を高熱とな
らないようしている。

暖房運転時、調節計90の検出端92により第２の散布機構
52A（蒸発器として作用している）の温度が検知され、
検知結果は温度信号として調節計90に入力され、調節計
90により冷媒が凍結温度以下（０℃）にならないように
電磁弁88が開閉制御されて稀溶液が第２の散布機構52A
に流入し冷媒の凍結及び円筒52Bの外周への着霜を防止
する。

上述の従来例は、暖房運転時冷媒蒸気を濃溶液が吸収す
ることにより発生する吸収熱を第１冷温水熱交換器70を
流れる負荷循環冷温水に与えて、これを温水となし、さ
らに、温水器74にて冷媒蒸気が凝縮するに必要な凝縮熱
を第２冷温水熱交換器72を流れる負荷循環冷温水に与え
て、これを高温とするものである。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、第１冷温水熱交換器部に送風
される空気温度が低下しても、冷媒の凍結が生じないよ
うに、常に散布機構内の液冷媒の温度を検知し、散布機
構に供給する稀溶液の量を制御する必要があり、電気
的、機械的に複雑な装置を必要とした。

本考案の課題は、外気温度の変化があっても複雑な運転
制御を行うことなく冷媒の凍結を避けることのできる空
冷式吸収冷温水機を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を達成するために、本考案は、稀溶液を加熱す
る加熱源が設けてある高温再生器と、この高温再生器に
より加熱した稀溶液を冷媒蒸気と中間濃度溶液とに分離
する分離器と、この分離器からの中間濃度溶液が前記高
温再生器に流入する稀溶液と熱交換をする高温熱交換器
と、前記分離器から導かれた冷媒蒸気を冷房時には低温
再生器に暖房時には温水器に導く第１の切換手段と、該
高温熱交換器からの中間濃度溶液を冷房時には低温再生
器に暖房時には第１の散布機構に導く第２の切換手段
と、冷房時にはこの低温再生器からの冷媒蒸気を凝縮さ
せて液体冷媒としてから第１の散布機構に与える凝縮器
と、前記低温再生器から流入した濃溶液が前記高温熱交
換器に流入する稀溶液と熱交換をして冷却される低温熱
交換器と、冷房時には前記低温熱交換器からの濃溶液の
供給を受けると共に暖房時には前記温水器から暖房時冷
媒供給管を経て液体冷媒の供給を受ける第２の散布機構
とを有し、かつ冷温水を流す第１冷温水熱交換器とこれ
に付属する溶液槽を設けると共に前記温水器内に前記低
温水を流す第２冷温水熱交換器を設け、前記第１冷温水
熱交換器の外周に一定間隔をもたせて囲んだ外囲手段を
設け、前記第１の散布機構は前記第１冷温水熱交換器の
外面に散布し、かつ前記第２の散布機構は前記外囲手段
の内面に散布可能に構成して稀溶液を得るようにし、前
記外囲手段の外面を空気冷却する手段を設けた空冷式吸
収冷温水機において、前記暖房時冷媒供給管に設けられ
た冷媒供給弁と、前記外囲手段の外周に供給される空気
の温度が所定の温度よりも低くなると該冷媒供給弁の開
度を小さくするように制御する制御装置とを備えたもの
である。

前記冷媒供給弁は開閉２位置制御弁とするのが効果的で
ある。

また、第１冷温水交換器に設けられた溶液槽と温水器と
を連通する冷媒バイパス管と、該冷媒バイパス管に設け
られた冷媒バイパス弁と、前記外囲手段の外周に供給さ
れる空気の温度が所定の温度よりも低くなると該冷媒バ
イパス弁の開度を大きくするように制御する制御装置と
を追加して備えれば、更に効果的である。

さらに、冷媒供給弁を三方切換弁として、該弁の入口を
温水器に、２個の出口を第２の散布機構および溶液槽に
接続するとよい。

〔作用〕

暖房運転時には、液冷媒は、第２の散布機構に供給さ
れ、前記外囲手段の内面に散布される。散布された液冷
媒は、周囲から蒸発熱を奪って蒸発する。前記外囲手段
の外面に供給される空気の温度が低下すると、液冷媒の
蒸発に伴って外囲手段の温度が前記空気の温度よりも低
下し、冷媒の凍結温度に近ずく。外囲手段の温度が冷媒
の凍結温度に近ずくような空気の温度になったとき、制
御装置が冷媒供給弁の開度を制御して、第２の散布機構
に供給される液冷媒の量を制限するから、冷媒蒸発量が
減少する。冷媒蒸発量が減少すると、空気から奪われる
蒸発熱の量も減少するから前記外囲手段の温度低下も少
くなる。

冷媒供給弁を開閉２位置制御弁とすれば、冷媒供給弁の
制御装置は、開、閉いずれかの信号のみを出力すればよ
い。

また、第１冷温水熱交換器に設けられた溶液槽と温水器
とを冷媒バイパス弁を介して連通する冷媒バイパス管を
設け、前記外囲手段の外周に供給される空気の温度が所
定の温度よりも低くなると該冷媒供給弁の開度を小さく
するように制御する制御装置を、前記冷媒供給弁に追加
して設けると、冷媒供給弁の開度が少なくなると冷媒バ
イパス弁の開度が大きくなるように制御することがで
き、温水器内に液冷媒が過剰に滞溜しない。

さらに、冷媒供給弁を三方切換弁とすれば、冷媒供給弁
と冷媒バイパス弁とを１個の弁で兼ねることができる。

〔実施例〕

第１図により、本考案の第１の実施例を説明する。第１
図の構成要素が第３図のものと同一のものには同一の符
号を付して説明を省略する。

第１図に示す実施例が第３図の空冷式吸収冷温水機と異
なる点は、本実施例においては、循環ポンプ56の吐出側
配管に分岐して設けられた管路86,89,95,弁88,94,検出
端92,98および調節計90,96を、無くし、新たに温水器74
と第２の散布機構52Aとを連通する暖房時冷媒供給管
（管路78）に冷媒供給弁100を設け、この冷媒供給弁100
と温水器74を接続する管路78と第１冷温水熱交換器の下
方に設けられた溶液槽52Eを冷媒バイパス弁101を介して
連通する管路79と、円筒52Bの外周付近の空気温度を検
出し、温度信号として出力する温度検出手段102と、該
温度信号に基いて冷媒供給弁100および冷媒バイパス弁1
01の開度を制御する制御装置103とを設けた点にある。

暖房運転時には、先に説明したように液冷媒は管路78を
経て第２の散布機構52Aに供給されるが、円筒52Bの外周
に送給される空気温度が、温度検出手段102により常時
検出され、空気温度があらかじめ定められた温度（通常
５〜７℃）より低くなると、制御装置103は、冷媒供給
弁100の開度を小さくすると共に、冷媒バイパス弁101の
開度を大きくして、温水器74から溶液槽52Eへバイパス
される液冷媒の量を増加させる。バイパスされる液冷媒
の量が増えると、円筒52Bの内面で蒸発する冷媒量が減
少して周囲から奪われる熱量が少なくなり、円筒52Bの
温度低下量も少なくなる。本実施例によれば、空気温度
に対応して冷媒供給量を制御できるので、円筒52Bの温
度が冷媒の凍結温度よりも低くなるのを防ぐことができ
る。

本実施例においては、冷媒供給弁100および冷媒バイパ
ス弁101は開度制御可能な弁としたが、これらを開閉２
位置制御弁とし、冷媒流量を弁開時間と弁閉時間の長さ
の比を変えて制御することも可能である。

第２図は本考案の他の実施例を示し、第１図に示した実
施例の冷媒供給弁100と冷媒バイパス弁101を組み合わせ
て１個の三方切換弁104としてものであって、第１図に
示す実施例と同様な効果を奏すると共に、弁の数をへら
し、制御装置を簡易化することができる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、第２の散布機構に液冷媒を供給する管
路に弁を設け、かつ冷却用に供給される空気の温度が所
定の温度よりも低くなると該弁の開度を小さくするよう
に制御する制御装置を設けたので、空気温度が低下した
時、液冷媒の蒸発量を制限して、液冷媒蒸発面の温度が
液冷媒の凍結温度よりも低くなることを防ぐことが可能
となり、空気温度が変動しても簡易な装置で、空冷式吸
収冷温水機の運転を安定に行う効果がある。

液冷媒を第２の散布機構に供給する管路に設ける冷媒供
給弁を開閉２位置制御弁とすることにより、前記弁の開
度を制御する装置を簡易化し、故障のおこりにくい構造
とする効果がある。

また、前記冷媒供給弁と温水器とを接続する管路を溶液
槽に冷媒バイパス弁を介して連通する管路と、前記外囲
手段の外周に供給される空気の温度が所定の温度よりも
低くなると該冷媒バイパス弁の開度を大きくするように
制御する制御装置とを、前記冷媒供給弁及び冷却用に供
給される空気の温度が所定の温度よりも低くなると該冷
媒供給弁の開度を小さくするように制御する制御装置に
加えて設けると、温水器に過剰の液冷媒が滞溜すること
がなく、温水器における第２冷温水熱交換器への熱の供
給が円滑に行われる効果がある。

さらに、前記冷媒供給弁と冷媒バイパス弁の代りに１個
の三方切換弁を設けると、冷媒の凍結を防止すると共に
弁の開度を制御する制御装置が簡易化されると共に、弁
の数を減らして故障をおこりにくくする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す系統図であり、第２図は
本考案の他の実施例を示す系統図であり、第３図は従来
技術の例を示す系統図である。 10……高温再生器、12……加熱源、16……分離器、18…
…第１の切換手段（第１三方弁）、24……低温再生器、
26……凝縮器（強制空冷凝縮器）、36A……第１の散布
機構、40……高温熱交換器、42……第２の切換手段（第
２三方弁）、48……低温熱交換器、52A……第２の散布
機構、52B……外囲手段（円筒部）、52E……溶液槽、70
……第１冷温水熱交換器、72……第２冷温水熱交換器、
74……温水器、78……暖房時冷媒供給管、79……冷媒バ
イパス管、84……外囲手段の外面を空気冷却する手段
（冷却ファン）、100……冷媒供給弁、101……冷媒バイ
パス弁、103……制御装置、104……三方切換弁。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】希溶液を加熱する加熱源が設けてある高温
   再生器と、この高温再生器により加熱した希溶液を冷媒
   蒸気と中間濃度溶液とに分離する分離器と、この分離器
   からの中間濃度溶液が前記高温再生器に流入する希溶液
   と熱交換をする高温熱交換器と、前記分離器から導かれ
   た冷媒蒸気を冷房時には低温再生器に暖房時には温水器
   に導く第１の切換手段と、該高温熱交換器からの中間濃
   度溶液を冷房時には低温再生器に暖房時には第１の散布
   機構に導く第２の切換手段と、冷房時にはこの低温再生
   器からの冷媒蒸気を凝縮させて液体冷媒としてから第１
   の散布機構に与える凝縮器と、前記低温再生器から流入
   した濃溶液が前記高温熱交換器に流入する希溶液と熱交
   換をして冷却される低温熱交換器と、冷房時には前記低
   温熱交換器からの濃溶液の供給を受けるとともに暖房時
   には前記温水器から暖房時冷媒供給管を経て液体冷媒の
   供給を受ける第２の散布機構とを有し、かつ冷温水を流
   す第１冷温水熱交換器とこれに付属する溶液槽を設ける
   とともに前記温水器内に前記冷温水を流す第２冷温水熱
   交換器を設け、前記第１冷温水熱交換器の外周に一定間
   隔をもたせて囲んだ外囲手段を設け、前記第１の散布機
   構は前記第１冷温水熱交換器の外面に散布し、かつ前記
   第２の散布機構は前記外囲手段の内面に散布可能に構成
   して希溶液を得るようにし、前記外囲手段の外面を空気
   冷却する手段を設けた空冷式冷温水機において、前記暖
   房時冷媒供給管に設けられた冷媒供給弁と、前記外囲手
   段の外周に供給される空気の温度が所定の温度よりも低
   くなると該冷媒供給弁の開度を小さくするように制御す
   る制御装置とを有することを特徴とする空冷式吸収冷温
   水機。
2. 【請求項２】冷媒供給弁が開閉２位置制御弁であること
   を特徴とする請求項１に記載の空冷式吸収冷温水機。
3. 【請求項３】第１冷温水熱交換器に設けられた溶液槽と
   温水器とを冷媒バイパス弁を介して連通する冷媒バイパ
   ス管が設けられ、前記制御装置は前記外囲手段の外周に
   供給される空気の温度が所定の温度よりも低くなると該
   冷媒バイパス弁の開度を大きくするように制御するよう
   に構成されていることを特徴とする請求項１もしくは２
   に記載の空冷式吸収冷温水機。
4. 【請求項４】冷媒供給弁が３方切換弁からなり、該弁の
   三個の接続口のうちの入口が温水器に、２個の出口の一
   方が第２の散布機構に、他方が溶液槽に接続されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の空冷式吸収冷温水
   機。