JPH09280684A - 液相分離型吸収式冷凍装置 - Google Patents
液相分離型吸収式冷凍装置Info
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 再生器（分離器）での加熱操作に必要な熱量
を減らし、凝縮器を省いて作動媒体の循環過程を簡素化
した高効率の吸収式冷凍装置を提供する。 【解決手段】 液相分離現象を利用して吸収溶液を濃度
の異なる２溶液に分離する液相分離型吸収式冷凍装置に
おいて、作動媒体溶液１と冷却負荷からの戻り熱媒体３
とを熱交換させる蒸発器２と、前記蒸発器２で蒸発した
作動媒体蒸気４を希薄溶液１９に吸収させる吸収器５
と、前記吸収器５からの吸収溶液６を加熱して作動媒体
溶液１２と希薄溶液１３とに液液分離する分離器１０
と、前記分離器１０において分離した溶液１４，１６を
前記吸収器５から前記分離器１０に供給される吸収溶液
８と熱交換させる熱交換器１８とを有し、前記機器類を
それぞれ管路で接続すると共に、それぞれの管路に、加
圧手段９、膨張手段１５、減圧手段１７を設けたもので
ある。
を減らし、凝縮器を省いて作動媒体の循環過程を簡素化
した高効率の吸収式冷凍装置を提供する。 【解決手段】 液相分離現象を利用して吸収溶液を濃度
の異なる２溶液に分離する液相分離型吸収式冷凍装置に
おいて、作動媒体溶液１と冷却負荷からの戻り熱媒体３
とを熱交換させる蒸発器２と、前記蒸発器２で蒸発した
作動媒体蒸気４を希薄溶液１９に吸収させる吸収器５
と、前記吸収器５からの吸収溶液６を加熱して作動媒体
溶液１２と希薄溶液１３とに液液分離する分離器１０
と、前記分離器１０において分離した溶液１４，１６を
前記吸収器５から前記分離器１０に供給される吸収溶液
８と熱交換させる熱交換器１８とを有し、前記機器類を
それぞれ管路で接続すると共に、それぞれの管路に、加
圧手段９、膨張手段１５、減圧手段１７を設けたもので
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液相分離型吸収式
冷凍装置に係り、特に、液相分離現象を利用した吸収式
冷凍サイクルを構成することにより、装置全体の小型化
及び高効率化を実現する冷凍装置に関する。
冷凍装置に係り、特に、液相分離現象を利用した吸収式
冷凍サイクルを構成することにより、装置全体の小型化
及び高効率化を実現する冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の冷凍装置には、冷凍サイクル内に
必ず凝縮器が配置してあった。従来の圧縮式冷凍装置の
場合、圧縮機により圧縮された作動媒体（冷媒）を凝縮
器に送り凝縮させていた。また、従来の吸収式冷凍装置
の場合、再生器内で吸収溶液を加熱し冷媒を蒸発させる
ことにより冷媒を気体状態で吸収溶液から分離し、その
後、凝縮器に送り凝縮させていた。すなわち、どちらの
場合にも、冷媒の循環サイクルにおいて、冷媒蒸気を凝
縮させるための凝縮器が蒸発器の手前に必要であった。
このような凝縮器は、冷媒蒸気を空気、冷却水等と熱交
換させて作動媒体を凝縮させる仕組みになっているの
で、冷凍装置内の他の構成機器に比べて機器が大きく、
装置全体の大きさに占める割合が高い。そのため、装置
が大型になってしまう原因となっていた。
必ず凝縮器が配置してあった。従来の圧縮式冷凍装置の
場合、圧縮機により圧縮された作動媒体（冷媒）を凝縮
器に送り凝縮させていた。また、従来の吸収式冷凍装置
の場合、再生器内で吸収溶液を加熱し冷媒を蒸発させる
ことにより冷媒を気体状態で吸収溶液から分離し、その
後、凝縮器に送り凝縮させていた。すなわち、どちらの
場合にも、冷媒の循環サイクルにおいて、冷媒蒸気を凝
縮させるための凝縮器が蒸発器の手前に必要であった。
このような凝縮器は、冷媒蒸気を空気、冷却水等と熱交
換させて作動媒体を凝縮させる仕組みになっているの
で、冷凍装置内の他の構成機器に比べて機器が大きく、
装置全体の大きさに占める割合が高い。そのため、装置
が大型になってしまう原因となっていた。
【０００３】また、従来の圧縮式冷凍装置の場合、冷媒
を気体状態で圧縮するので、液体状態での加圧操作に比
べて、大きな動力が必要であった。一方、従来の吸収式
冷凍装置の場合、再生器内で吸収溶液を加熱し冷媒を蒸
発させることにより冷媒を気体状態で吸収溶液から分離
していたので、その加熱量として、吸収溶液を蒸発温度
まで昇温するための加熱量の他に、冷媒を蒸発させるた
めの加熱量も必要であった。後者の加熱量は、その冷凍
装置が発生する冷凍熱量に匹敵する大きさであるため、
この加熱量を減らすことなしに冷凍装置の性能を改善す
ることは難しかった。
を気体状態で圧縮するので、液体状態での加圧操作に比
べて、大きな動力が必要であった。一方、従来の吸収式
冷凍装置の場合、再生器内で吸収溶液を加熱し冷媒を蒸
発させることにより冷媒を気体状態で吸収溶液から分離
していたので、その加熱量として、吸収溶液を蒸発温度
まで昇温するための加熱量の他に、冷媒を蒸発させるた
めの加熱量も必要であった。後者の加熱量は、その冷凍
装置が発生する冷凍熱量に匹敵する大きさであるため、
この加熱量を減らすことなしに冷凍装置の性能を改善す
ることは難しかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決し、再生器（分離器）での加熱操作に
必要な熱量を減らし、且つ、従来の冷凍装置では必要で
あった凝縮器を省き、作動媒体の循環過程を簡素化した
高効率の吸収式冷凍装置を提供することを課題とする。
術の問題点を解決し、再生器（分離器）での加熱操作に
必要な熱量を減らし、且つ、従来の冷凍装置では必要で
あった凝縮器を省き、作動媒体の循環過程を簡素化した
高効率の吸収式冷凍装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では、液相分離現象を利用して吸収溶液を濃
度の異なる作動媒体溶液と希薄溶液の２溶液に分離する
液相分離型吸収式冷凍装置において、作動媒体溶液と冷
却負荷からの戻り熱媒体とを熱交換させる蒸発器と、前
記蒸発器で蒸発した作動媒体蒸気を希薄溶液に吸収させ
る吸収器と、前記吸収器からの吸収溶液を加熱して作動
媒体溶液と希薄溶液とに液液分離する分離器と、前記分
離器において分離した溶液のうち少なくとも一方の溶液
を前記吸収器から前記分離器に供給される吸収溶液と熱
交換させる熱交換器とを有し、前記機器類をそれぞれ管
路で接続すると共に、前記吸収器から分離器に至る管路
には加圧手段を、前記分離器で分離された作動媒体溶液
を蒸発器に送る管路には膨張手段を、前記分離器で分離
された希薄溶液を吸収器に送る管路には減圧手段をそれ
ぞれ設けることとしたものである。
に、本発明では、液相分離現象を利用して吸収溶液を濃
度の異なる作動媒体溶液と希薄溶液の２溶液に分離する
液相分離型吸収式冷凍装置において、作動媒体溶液と冷
却負荷からの戻り熱媒体とを熱交換させる蒸発器と、前
記蒸発器で蒸発した作動媒体蒸気を希薄溶液に吸収させ
る吸収器と、前記吸収器からの吸収溶液を加熱して作動
媒体溶液と希薄溶液とに液液分離する分離器と、前記分
離器において分離した溶液のうち少なくとも一方の溶液
を前記吸収器から前記分離器に供給される吸収溶液と熱
交換させる熱交換器とを有し、前記機器類をそれぞれ管
路で接続すると共に、前記吸収器から分離器に至る管路
には加圧手段を、前記分離器で分離された作動媒体溶液
を蒸発器に送る管路には膨張手段を、前記分離器で分離
された希薄溶液を吸収器に送る管路には減圧手段をそれ
ぞれ設けることとしたものである。
【０００６】前記吸収式冷凍装置において、蒸発器から
吸収器へ作動媒体蒸気を導く管路には、圧縮機を設ける
のがよく、また、吸収器は冷却水で冷却するのがよい。
このように、本発明では、液相分離現象を起こす物質を
利用し、分離器内の圧力、温度及び吸収溶液濃度条件を
変化させることにより、吸収溶液から作動媒体を液体状
態で分離している。液相分離現象を起こす物質として
は、例えばトリエチルアミン水溶液が挙げられる。
吸収器へ作動媒体蒸気を導く管路には、圧縮機を設ける
のがよく、また、吸収器は冷却水で冷却するのがよい。
このように、本発明では、液相分離現象を起こす物質を
利用し、分離器内の圧力、温度及び吸収溶液濃度条件を
変化させることにより、吸収溶液から作動媒体を液体状
態で分離している。液相分離現象を起こす物質として
は、例えばトリエチルアミン水溶液が挙げられる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明によれば、液相分離現象を
起こす媒体を吸収溶液として用い、その吸収溶液が液相
分離現象を起こす温度、圧力及び吸収溶液濃度条件を分
離器内で実現する。液液分離した吸収溶液の一方の溶液
は作動媒体として膨張等の手段を介して蒸発器に送られ
る。他方の溶液は減圧弁等の手段を介して吸収器に送ら
れ、吸収器内において、蒸発器で蒸発した作動媒体を吸
収した後、溶液ポンプにより分離器へ送られる。少なく
とも、以上のような構成によって作動媒体の循環サイク
ルを形成し、冷凍装置として作動させる。
起こす媒体を吸収溶液として用い、その吸収溶液が液相
分離現象を起こす温度、圧力及び吸収溶液濃度条件を分
離器内で実現する。液液分離した吸収溶液の一方の溶液
は作動媒体として膨張等の手段を介して蒸発器に送られ
る。他方の溶液は減圧弁等の手段を介して吸収器に送ら
れ、吸収器内において、蒸発器で蒸発した作動媒体を吸
収した後、溶液ポンプにより分離器へ送られる。少なく
とも、以上のような構成によって作動媒体の循環サイク
ルを形成し、冷凍装置として作動させる。
【０００８】次に、本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。図１に本発明に係る吸収式冷凍装置のサイクル構成
図を示す。図１において、蒸発器２内には作動媒体溶液
１があり、冷却負荷からの戻り熱媒体３と熱交換して作
動媒体蒸気４を発生する。作動媒体蒸気４は吸収器５に
拡散し、希薄溶液１９に吸収されて吸収溶液６となる。
吸収器５は冷却水７で冷却されている。吸収溶液６は溶
液ポンプ９で加圧され、加圧された吸収溶液８となり、
熱交換器１８で熱せられて分離器１０に送られ、加熱源
１１で加熱されて、作動媒体溶液１２と希薄溶液１３と
に液相分離する。分離器１０内の希薄溶液１３から導か
れた希薄溶液１６は、熱交換器１８を通り冷却されて減
圧弁１７で減圧されて、減圧された希薄溶液１９となっ
て吸収器５に送られる。一方、分離器１０内の作動媒体
溶液１２から導かれた作動媒体溶液１４は、熱交換器１
８を通り冷却されて膨張弁１５を経て作動媒体溶液１と
なって蒸発器２に送られる。そして蒸発器２で作動媒体
溶液１は蒸発し、吸収器５に拡散して希薄溶液１９に吸
収されて循環する。
る。図１に本発明に係る吸収式冷凍装置のサイクル構成
図を示す。図１において、蒸発器２内には作動媒体溶液
１があり、冷却負荷からの戻り熱媒体３と熱交換して作
動媒体蒸気４を発生する。作動媒体蒸気４は吸収器５に
拡散し、希薄溶液１９に吸収されて吸収溶液６となる。
吸収器５は冷却水７で冷却されている。吸収溶液６は溶
液ポンプ９で加圧され、加圧された吸収溶液８となり、
熱交換器１８で熱せられて分離器１０に送られ、加熱源
１１で加熱されて、作動媒体溶液１２と希薄溶液１３と
に液相分離する。分離器１０内の希薄溶液１３から導か
れた希薄溶液１６は、熱交換器１８を通り冷却されて減
圧弁１７で減圧されて、減圧された希薄溶液１９となっ
て吸収器５に送られる。一方、分離器１０内の作動媒体
溶液１２から導かれた作動媒体溶液１４は、熱交換器１
８を通り冷却されて膨張弁１５を経て作動媒体溶液１と
なって蒸発器２に送られる。そして蒸発器２で作動媒体
溶液１は蒸発し、吸収器５に拡散して希薄溶液１９に吸
収されて循環する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を、実施例により具体的に説明
する。 実施例１ 前記図１を用いて、本発明の冷凍装置のそれぞれの構成
を説明する。 （冷凍サイクルの構成）作動媒体及び吸収溶液として、
トリエチルアミン水溶液を使用する。トリエチルアミン
水溶液の温度−濃度図を図２に示す。約１８．５℃以下
では、トリエチルアミンと水はどの混合比でも溶け合う
が、その温度以上では、濃度の異なる２液相が共存する
（液液平衡）濃度領域が存在する。図２で、×点は下部
臨界溶解温度（ＬＣＳＴ：Lower Critical Solution Te
mperature)を示す。本発明に係る冷凍装置には、このよ
うに下部臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）が存在する媒体を用
いるのが望ましい。実施例では、吸収温度１８℃、蒸発
温度６℃、分離温度６０℃と設定する。作動媒体溶液、
希薄溶液は、それぞれ９６．３重量％、２．２３重量％
の水溶液とする。
する。 実施例１ 前記図１を用いて、本発明の冷凍装置のそれぞれの構成
を説明する。 （冷凍サイクルの構成）作動媒体及び吸収溶液として、
トリエチルアミン水溶液を使用する。トリエチルアミン
水溶液の温度−濃度図を図２に示す。約１８．５℃以下
では、トリエチルアミンと水はどの混合比でも溶け合う
が、その温度以上では、濃度の異なる２液相が共存する
（液液平衡）濃度領域が存在する。図２で、×点は下部
臨界溶解温度（ＬＣＳＴ：Lower Critical Solution Te
mperature)を示す。本発明に係る冷凍装置には、このよ
うに下部臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）が存在する媒体を用
いるのが望ましい。実施例では、吸収温度１８℃、蒸発
温度６℃、分離温度６０℃と設定する。作動媒体溶液、
希薄溶液は、それぞれ９６．３重量％、２．２３重量％
の水溶液とする。
【００１０】（蒸発器）図３に、蒸発温度６℃でのトリ
エチルアミン−水２成分系の相図を示す。蒸発器２内
（３．８６ｋＰａ）において、作動媒体溶液１は、図中
に示したＡ点で蒸発する。蒸発した作動媒体蒸気４は吸
収器５へ拡散する。また、蒸発器２内には、従来の冷凍
装置と同様に、冷却負荷からの戻り熱媒体３を流す管路
が設けてあり、作動媒体蒸気４の蒸発熱を熱交換により
回収し、冷熱として利用できるようになっている。な
お、本実施例の場合には、蒸発点Ａが共通点（９６．２
重量％）近傍なので、作動媒体溶液１はほとんど同じ濃
度で蒸発する。しかしながら、温度条件が異なる場合や
他の媒体を用いた場合には、作動媒体溶液１と同蒸気４
の濃度が異なり、蒸発器２において作動媒体溶液１の濃
度に偏りが生ずるという不具合が予想される。このよう
な場合には、希薄溶液１６の一部を蒸発器２へ送り、作
動媒体溶液１の濃度制御を行うことによりこの問題を解
決することができる。
エチルアミン−水２成分系の相図を示す。蒸発器２内
（３．８６ｋＰａ）において、作動媒体溶液１は、図中
に示したＡ点で蒸発する。蒸発した作動媒体蒸気４は吸
収器５へ拡散する。また、蒸発器２内には、従来の冷凍
装置と同様に、冷却負荷からの戻り熱媒体３を流す管路
が設けてあり、作動媒体蒸気４の蒸発熱を熱交換により
回収し、冷熱として利用できるようになっている。な
お、本実施例の場合には、蒸発点Ａが共通点（９６．２
重量％）近傍なので、作動媒体溶液１はほとんど同じ濃
度で蒸発する。しかしながら、温度条件が異なる場合や
他の媒体を用いた場合には、作動媒体溶液１と同蒸気４
の濃度が異なり、蒸発器２において作動媒体溶液１の濃
度に偏りが生ずるという不具合が予想される。このよう
な場合には、希薄溶液１６の一部を蒸発器２へ送り、作
動媒体溶液１の濃度制御を行うことによりこの問題を解
決することができる。
【００１１】（吸収器）図４に、吸収温度１８℃での同
系の相図を示す。吸収器５内において、蒸発器２からの
作動媒体蒸気４を、希薄溶液１９で接触、吸収する。気
液平衡に達するまで吸収が進み、溶液濃度５．３重量％
の吸収溶液６となって吸収器５内に溜まる。この時の平
衡圧は３．８６ｋＰａである。図４において、Ｂ点は作
動媒体蒸気４、Ｃ点は希薄溶液１９、Ｄ点は吸収溶液６
を示す。吸収溶液６は、溶液ポンプ９を介して加圧さ
れ、熱交換器１８を通って分離器１０に送られる。ま
た、吸収器５内には、従来の冷凍装置と同様に冷却水等
の冷却用熱媒体７を流す管路が設けてあり、作動媒体４
の吸収熱を熱交換により回収し、吸収温度が一定に保た
れるようになっている。
系の相図を示す。吸収器５内において、蒸発器２からの
作動媒体蒸気４を、希薄溶液１９で接触、吸収する。気
液平衡に達するまで吸収が進み、溶液濃度５．３重量％
の吸収溶液６となって吸収器５内に溜まる。この時の平
衡圧は３．８６ｋＰａである。図４において、Ｂ点は作
動媒体蒸気４、Ｃ点は希薄溶液１９、Ｄ点は吸収溶液６
を示す。吸収溶液６は、溶液ポンプ９を介して加圧さ
れ、熱交換器１８を通って分離器１０に送られる。ま
た、吸収器５内には、従来の冷凍装置と同様に冷却水等
の冷却用熱媒体７を流す管路が設けてあり、作動媒体４
の吸収熱を熱交換により回収し、吸収温度が一定に保た
れるようになっている。
【００１２】（分離器）図５に、分離温度６０℃での同
系の相図を示す。分離器１０内は、加熱装置１１により
６０℃に保たれている。吸収器５内の吸収溶液６をこの
温度まで加熱した時の平衡圧は５３．２ｋＰａなので、
吸収溶液６を溶液ポンプ９で５４ｋＰａに加圧して分離
器１０に送る。この加圧操作により、吸収溶液８は分離
器１０内において蒸発せず液体状態で存在する。また、
吸収溶液８は、液相分離現象により、２．２３重量％溶
液（希薄溶液１３）と９６．３重量％溶液（作動媒体溶
液１２）の上下２層に分離する。図５において、Ｅ点は
作動媒体溶液１２、Ｆ点は希薄溶液１３、Ｇ点は吸収溶
液８を示す。本実施例では作動媒体溶液１２が上層とな
るが、他の媒体で上下の位置関係が逆になっても差し支
えない。液相分離後、作動媒体溶液１２は膨張弁１５を
介して蒸発器２に送られ、他方の希薄溶液１３は減圧弁
１７を介して吸収器５に送られる。なお、本実施例で
は、分離器１０内に空隙部を設けて空気を封入してあ
る。これにより、分離器１０内での各溶液８，１２，１
３の体積膨張などによる圧力変動を緩和し、分離性能の
不具合を解消することができる。
系の相図を示す。分離器１０内は、加熱装置１１により
６０℃に保たれている。吸収器５内の吸収溶液６をこの
温度まで加熱した時の平衡圧は５３．２ｋＰａなので、
吸収溶液６を溶液ポンプ９で５４ｋＰａに加圧して分離
器１０に送る。この加圧操作により、吸収溶液８は分離
器１０内において蒸発せず液体状態で存在する。また、
吸収溶液８は、液相分離現象により、２．２３重量％溶
液（希薄溶液１３）と９６．３重量％溶液（作動媒体溶
液１２）の上下２層に分離する。図５において、Ｅ点は
作動媒体溶液１２、Ｆ点は希薄溶液１３、Ｇ点は吸収溶
液８を示す。本実施例では作動媒体溶液１２が上層とな
るが、他の媒体で上下の位置関係が逆になっても差し支
えない。液相分離後、作動媒体溶液１２は膨張弁１５を
介して蒸発器２に送られ、他方の希薄溶液１３は減圧弁
１７を介して吸収器５に送られる。なお、本実施例で
は、分離器１０内に空隙部を設けて空気を封入してあ
る。これにより、分離器１０内での各溶液８，１２，１
３の体積膨張などによる圧力変動を緩和し、分離性能の
不具合を解消することができる。
【００１３】（熱交換器）熱交換器１８において、吸収
器５から分離器１０へ送られる吸収溶液８と、分離器１
０から導かれた希薄溶液１６及び作動媒体溶液１４とを
熱交換させる。なお、本実施例のサイクル構成図では熱
交換器１８を一つにまとめて示してあるが、複数に分け
て接続してもよい。図６に熱交換器１８内での各溶液
８，１４，１６の温度変化を示す。温度差２℃で熱交換
させると、吸収溶液８（ａ）は１８℃から５８℃へ加熱
され、希薄溶液１６と作動媒体溶液１４（ｂ）は６０℃
から２０℃へ冷却される。すなわち、分離器１０での加
熱量は、吸収溶液８を５８℃から６０℃への加熱分とな
る。
器５から分離器１０へ送られる吸収溶液８と、分離器１
０から導かれた希薄溶液１６及び作動媒体溶液１４とを
熱交換させる。なお、本実施例のサイクル構成図では熱
交換器１８を一つにまとめて示してあるが、複数に分け
て接続してもよい。図６に熱交換器１８内での各溶液
８，１４，１６の温度変化を示す。温度差２℃で熱交換
させると、吸収溶液８（ａ）は１８℃から５８℃へ加熱
され、希薄溶液１６と作動媒体溶液１４（ｂ）は６０℃
から２０℃へ冷却される。すなわち、分離器１０での加
熱量は、吸収溶液８を５８℃から６０℃への加熱分とな
る。
【００１４】（性能試算結果）以上のような循環過程を
連続的に行うことにより、冷凍サイクルとして作動させ
ることができる。以下に実施例についての試算条件と冷
凍性能の試算結果を示す。 ◎試算条件 吸収温度： １８℃、 蒸発温度： ６℃、 分離温度： ６０℃、 熱交換温度差： ２℃、 ◎試算結果 溶液ポンプ動力： ＜１ｋＪ／ｋｇ、 分離器加熱量： ２５０ｋＪ／ｋｇ、 冷熱発生量： ４００ｋＪ／ｋｇ、 ＣＯＰ： １．６、
連続的に行うことにより、冷凍サイクルとして作動させ
ることができる。以下に実施例についての試算条件と冷
凍性能の試算結果を示す。 ◎試算条件 吸収温度： １８℃、 蒸発温度： ６℃、 分離温度： ６０℃、 熱交換温度差： ２℃、 ◎試算結果 溶液ポンプ動力： ＜１ｋＪ／ｋｇ、 分離器加熱量： ２５０ｋＪ／ｋｇ、 冷熱発生量： ４００ｋＪ／ｋｇ、 ＣＯＰ： １．６、
【００１５】冷凍サイクルとしての成績係数は１．６に
達し、冷凍サイクルとして機能する。また、図７に蒸発
温度と成績係数の関係を試算した結果を示す。蒸発温度
が高くなると成績係数が急激に上昇することがわかる。
また、本発明のサイクルにおいて、蒸発器２から吸収器
５へ作動媒体蒸気４を導く管路に圧縮機を設けた場合、
蒸発器２で発生した作動媒体蒸気４を圧縮機を用いて加
圧して吸収器５に送ることで、図８に示すように、吸収
器５内圧力を高めることができる。図８において、Ｂ点
は作動媒体蒸気４、Ｃ点は希薄溶液１９、Ｄ点は吸収溶
液６を示す。結果として、圧縮機を設けないサイクルに
比べて、同量の希薄溶液１９で作動媒体蒸気４をより多
く吸収することができるようになるので、希薄溶液１９
の循環量を減らし、分離器１０での加熱量及び溶液ポン
プ９での必要動力を減らすことができる。
達し、冷凍サイクルとして機能する。また、図７に蒸発
温度と成績係数の関係を試算した結果を示す。蒸発温度
が高くなると成績係数が急激に上昇することがわかる。
また、本発明のサイクルにおいて、蒸発器２から吸収器
５へ作動媒体蒸気４を導く管路に圧縮機を設けた場合、
蒸発器２で発生した作動媒体蒸気４を圧縮機を用いて加
圧して吸収器５に送ることで、図８に示すように、吸収
器５内圧力を高めることができる。図８において、Ｂ点
は作動媒体蒸気４、Ｃ点は希薄溶液１９、Ｄ点は吸収溶
液６を示す。結果として、圧縮機を設けないサイクルに
比べて、同量の希薄溶液１９で作動媒体蒸気４をより多
く吸収することができるようになるので、希薄溶液１９
の循環量を減らし、分離器１０での加熱量及び溶液ポン
プ９での必要動力を減らすことができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
ることができる。 （１）凝縮器の撤廃 従来の吸収式、圧縮式冷凍機に必要不可欠であった凝縮
器は、広い表面積を必要とする熱交換器で構成されてい
る。本発明に係る冷凍装置においては、構成機器の中に
凝縮器がないので、本発明は、装置全体の小型化に効果
がある。 （２）加圧装置に小型化、小動力化 本発明に係る冷凍装置においては、吸収器から分離器へ
の加圧操作は液体状態で行う。この操作に必要な動力
は、従来の圧縮式冷凍機における気体状態での加圧操作
の場合よりも小さくなることが期待でき、冷凍装置とし
ての性能の向上が期待できる。また、気体状態で圧縮す
る圧縮機と違って吸収溶液を液体状態で加圧するので、
加圧装置の小型化も期待できる。
ることができる。 （１）凝縮器の撤廃 従来の吸収式、圧縮式冷凍機に必要不可欠であった凝縮
器は、広い表面積を必要とする熱交換器で構成されてい
る。本発明に係る冷凍装置においては、構成機器の中に
凝縮器がないので、本発明は、装置全体の小型化に効果
がある。 （２）加圧装置に小型化、小動力化 本発明に係る冷凍装置においては、吸収器から分離器へ
の加圧操作は液体状態で行う。この操作に必要な動力
は、従来の圧縮式冷凍機における気体状態での加圧操作
の場合よりも小さくなることが期待でき、冷凍装置とし
ての性能の向上が期待できる。また、気体状態で圧縮す
る圧縮機と違って吸収溶液を液体状態で加圧するので、
加圧装置の小型化も期待できる。
【００１７】（３）加熱装置の小型化 本発明に係る冷凍装置においては、従来の吸収式冷凍機
に比べて加熱量が少なく済む。このことにより、加熱装
置を小型化することができる。また、冷凍装置としての
性能向上も期待できる。また、圧縮機を設けることによ
り、上記（１），（２），（３）の効果に加えて、圧縮
機で消費する力学的エネルギーと、分離器で消費する熱
エネルギーの釣り合いを考慮してサイクルを構成するこ
とで、装置の適用範囲が広くなるという効果がある。
に比べて加熱量が少なく済む。このことにより、加熱装
置を小型化することができる。また、冷凍装置としての
性能向上も期待できる。また、圧縮機を設けることによ
り、上記（１），（２），（３）の効果に加えて、圧縮
機で消費する力学的エネルギーと、分離器で消費する熱
エネルギーの釣り合いを考慮してサイクルを構成するこ
とで、装置の適用範囲が広くなるという効果がある。
【図１】本発明に係る吸収式冷凍装置のサイクル構成図
【図２】実施例で用いた媒体の温度−濃度図
【図３】実施例における蒸発器内温度での媒体の相図
【図４】実施例における吸収器内温度での媒体の相図
【図５】実施例における分離器内温度での媒体の相図
【図６】実施例における熱交換器内での各溶液の温度変
化を示すグラフ
化を示すグラフ
【図７】実施例における蒸発温度と成績係数の相関関係
を示すグラフ
を示すグラフ
【図８】圧縮機を設けた場合の吸収器内温度での媒体の
相図
相図
１…作動媒体溶液、２…吸収器、３…冷却負荷からの戻
り熱媒体、４…作動媒体蒸気、５…分離器、６…吸収溶
液、７…冷却水、８…加圧された吸収溶液、９…溶液ポ
ンプ、１０…分離器、１１…加熱源、１２，１４…液相
分離した吸収溶液（作動媒体溶液）、１３，１６…液相
分離した吸収溶液（希薄溶液）、１５…膨張弁、１７…
減圧弁、１８…熱交換器、１９…減圧された希薄溶液 ×…下部臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）、Ａ…作動媒体の蒸
発点、Ｂ，Ｂ′…作動媒体蒸気、Ｃ，Ｃ′…希薄溶液、
Ｄ，Ｄ′…吸収溶液、Ｅ…作動媒体溶液、Ｆ…希薄溶
液、Ｇ…吸収溶液、ａ…吸収溶液、ｂ…作動媒体溶液と
希薄溶液
り熱媒体、４…作動媒体蒸気、５…分離器、６…吸収溶
液、７…冷却水、８…加圧された吸収溶液、９…溶液ポ
ンプ、１０…分離器、１１…加熱源、１２，１４…液相
分離した吸収溶液（作動媒体溶液）、１３，１６…液相
分離した吸収溶液（希薄溶液）、１５…膨張弁、１７…
減圧弁、１８…熱交換器、１９…減圧された希薄溶液 ×…下部臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）、Ａ…作動媒体の蒸
発点、Ｂ，Ｂ′…作動媒体蒸気、Ｃ，Ｃ′…希薄溶液、
Ｄ，Ｄ′…吸収溶液、Ｅ…作動媒体溶液、Ｆ…希薄溶
液、Ｇ…吸収溶液、ａ…吸収溶液、ｂ…作動媒体溶液と
希薄溶液
Claims (2)
- 【請求項１】 液相分離現象を利用して吸収溶液を濃度
の異なる作動媒体溶液と希薄溶液の２溶液に分離する液
相分離型吸収式冷凍装置において、作動媒体溶液と冷却
負荷からの戻り熱媒体とを熱交換させる蒸発器と、前記
蒸発器で蒸発した作動媒体蒸気を希薄溶液に吸収させる
吸収器と、前記吸収器からの吸収溶液を加熱して作動媒
体溶液と希薄溶液とに液液分離する分離器と、前記分離
器において分離した溶液のうち少なくとも一方の溶液を
前記吸収器から前記分離器に供給される吸収溶液と熱交
換させる熱交換器とを有し、前記機器類をそれぞれ管路
で接続すると共に、前記吸収器から分離器に至る管路に
は加圧手段を、前記分離器で分離された作動媒体溶液を
蒸発器に送る管路には膨張手段を、前記分離器で分離さ
れた希薄溶液を吸収器に送る管路には減圧手段をそれぞ
れ設けることを特徴とする液相分離型吸収式冷凍装置。 - 【請求項２】 前記蒸発器から吸収器へ作動媒体蒸気を
導く管路には、圧縮機を設けることを特徴とする請求項
１記載の液相分離型吸収式冷凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11303196A JP3466018B2 (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 液相分離型吸収式冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11303196A JP3466018B2 (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 液相分離型吸収式冷凍装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09280684A true JPH09280684A (ja) | 1997-10-31 |
| JP3466018B2 JP3466018B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=14601728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11303196A Expired - Fee Related JP3466018B2 (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 液相分離型吸収式冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3466018B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020242401A1 (en) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | Maxeff Teknoloji̇ Anoni̇m Şi̇rketi̇ | Absorption heating and cooling system with increased energy efficiency |
| JP2021512210A (ja) * | 2018-01-26 | 2021-05-13 | ジェー． ノヴェク，イーサン | 能動的な雲点の調整および冷蔵サイクルのためのシステムおよび方法 |
| CN114923231A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-08-19 | 东南大学 | 一种lcst型温敏性离子液体除湿空调系统 |
-
1996
- 1996-04-11 JP JP11303196A patent/JP3466018B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021512210A (ja) * | 2018-01-26 | 2021-05-13 | ジェー． ノヴェク，イーサン | 能動的な雲点の調整および冷蔵サイクルのためのシステムおよび方法 |
| WO2020242401A1 (en) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | Maxeff Teknoloji̇ Anoni̇m Şi̇rketi̇ | Absorption heating and cooling system with increased energy efficiency |
| CN114923231A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-08-19 | 东南大学 | 一种lcst型温敏性离子液体除湿空调系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3466018B2 (ja) | 2003-11-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |