JPH10300262A - 空冷吸収式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 冷房運転時における２次冷媒の異常過熱を防
止することにより、２次冷媒にフロン系冷媒を用いたと
しても冷媒分解が生じないようにする。 【解決手段】 １次冷媒が循環し高温再生器１、気液分
離器４、暖房熱源を得るための温熱熱交換器５、低温再
生器６、空冷凝縮器９、蒸発器１２、空冷吸収器１５を
順次接続してなる１次冷媒回路Ｘと、２次冷媒ｙが循環
し、温熱熱交換器５、利用側熱交換器１７、蒸発器１２
を順次接続してなる２次冷媒回路Ｙとを備えた冷凍装置
において、フロン系冷媒を２次冷媒ｙとして使用し、温
熱熱交換器５の入口及び出口を低温再生器の１次冷媒出
口及び気液分離器４に夫々接続し、分離器４と連通する
凝縮液還流回路２１に、冷房時閉弁暖房時開弁する弁２
５を設け、冷房時再生器６を通過し飽和した水蒸気ａ
（１００℃程度）が温熱熱交換器５に流入し、交換器５
の温度が１００℃程度に抑えられるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、空冷吸収式冷凍
装置に関し、さらに詳しくは空冷吸収式冷凍装置におけ
る２次冷媒の過熱を防止する機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空冷吸収式冷凍装置は、１次冷
媒が循環し、再生器、気液分離器、１次冷媒（例えば、
１次冷媒蒸気）から暖房熱源を得る温熱熱交換器、空冷
凝縮器、１次冷媒（例えば、凝縮１次冷媒液）から冷房
熱源を得る蒸発器および空冷吸収器を接続してなる１次
冷媒回路と、２次冷媒が循環し、前記温熱熱交換器、利
用側熱交換器および前記蒸発器を接続してなる２次冷媒
回路とを備えて構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成の空
冷吸収式冷凍装置の場合、暖房運転時における暖房熱源
として気液分離器から供給される高温の１次冷媒蒸気の
保有する熱を温熱熱交換器により２次冷媒へ伝達するよ
うにしているため、冷房運転時においても、温熱熱交換
器を流れる２次冷媒は、高温の１次冷媒蒸気にさらされ
ることとなる。この場合、２次冷媒として水を用いてい
る空冷吸収式冷凍装置においては、２次冷媒回路を循環
する水が高圧となるおそれがある点を除いてあまり問題
はない。なお、循環水の高圧化を防止するために、冷水
が得られる蒸発器と温熱熱交換器とを直列に接続したも
のがある。

【０００４】ところが、２次冷媒としてフロン系冷媒
（例えば、Ｒ４０７ｃ等の混合冷媒）を用いた場合、空
冷吸収式冷凍装置を上記構成のままとすると、冷房運転
時において温熱熱交換器に高温の１次冷媒蒸気（１５０
℃以上）が供給されることとなるため、２次冷媒である
フロン系冷媒が高温にさらされることとなる。すると、
フロン系冷媒が分解してしまうという不具合が生じる。

【０００５】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、冷房運転時における２次冷媒の異常過熱を防止す
ることにより、２次冷媒にフロン系冷媒を用いたとして
も冷媒分解が生じないようにすることを目的とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明の第１の基本構
成では、上記課題を解決するための手段として、１次冷
媒が循環し、高温再生器１、気液分離器４、暖房熱源を
得るための温熱熱交換器５、低温再生器６、空冷凝縮器
９、冷房熱源を得るための蒸発器１２および空冷吸収器
１５を順次接続してなる１次冷媒回路Ｘと、２次冷媒ｙ
が循環し、前記温熱熱交換器５、利用側熱交換器１７お
よび前記蒸発器１２を順次接続してなる２次冷媒回路Ｙ
とを備えた空冷吸収式冷凍装置において、前記２次冷媒
ｙとしてフロン系冷媒を採用するとともに、前記温熱熱
交換器５の入口および出口を、前記低温再生器６におけ
る１次冷媒出口および前記気液分離器４にそれぞれ接続
し且つ該気液分離器４と連通する凝縮液還流回路２１
に、冷房運転時に閉弁し、暖房運転時に開弁する開閉弁
２５を介設している。

【０００７】上記のように構成したことにより、冷房運
転時においては、低温再生器６を通過して飽和した蒸気
（１００℃程度）が温熱熱交換器５に流入するため、温
熱熱交換器５の温度が１００℃程度に抑えられることと
なる。従って、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異
常過熱が防止され、２次冷媒ｙとして用いられているフ
ロン系冷媒の分解が防止されることとなり、装置の信頼
性を確保することができる。また、暖房運転時において
は、気液分離器４から低温再生器６を経て温熱熱交換器
５へ１次冷媒蒸気ａ（１３０℃程度）が供給されること
となり、該１次冷媒蒸気ａの保有する熱が暖房熱源とし
て２次冷媒ｙへ伝達されることとなる。従って、暖房運
転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止すること
ができる。

【０００８】本願発明の第１の基本構成において、前記
凝縮液回路回路２１に、前記開閉弁２５に代えて液シー
ル部３０を設けた場合、開閉弁２５を省略できることと
なり、コストダウンに寄与する。

【０００９】本願発明の第２の基本構成では、上記課題
を解決するための手段として、１次冷媒が循環し、高温
再生器１、気液分離器４、暖房熱源を得るための温熱熱
交換器５、低温再生器６、空冷凝縮器９、冷房熱源を得
るための蒸発器１２および空冷吸収器１５を順次接続し
てなる１次冷媒回路Ｘと、２次冷媒ｙが循環し、前記温
熱熱交換器５、利用側熱交換器１７および前記蒸発器１
２を順次接続してなる２次冷媒回路Ｙとを備えた空冷吸
収式冷凍装置において、前記２次冷媒ｙとしてフロン系
冷媒を採用するとともに、前記温熱熱交換器５を、前記
低温再生器６における吸収液通路６ａに配設している。

【００１０】上記のように構成したことにより、冷房運
転時においては、低温再生器６における吸収液温度は飽
和蒸気（１００℃程度）と同等となっているため、温熱
熱交換器５の温度が１００℃程度に抑えられることとな
る。従って、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異常
過熱が防止され、２次冷媒ｙとして用いられているフロ
ン系冷媒の分解が防止されることとなり、装置の信頼性
を確保することができる。また、暖房運転時において
は、気液分離器４から低温再生器６に供給される吸収液
（１３０℃程度）の保有する熱が暖房熱源として２次冷
媒ｙへ伝達されることとなる。従って、暖房運転時にお
ける成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができ
る。

【００１１】本願発明の第２の基本構成において、前記
気液分離器４から前記低温再生器６へ供給される中間濃
溶液と前記空冷吸収器１５から前記気液分離器４へ還流
される吸収希溶液とを熱交換させる高温溶液熱交換器７
と、前記中間濃溶液が流通する配管に、前記高温溶液熱
交換器７をバイパスし且つ暖房運転時にのみ開通するバ
イパス回路３２とを設けた場合、暖房運転時において低
温再生器６へは高温溶液熱交換器７をバイパスした（即
ち、高温溶液熱交換器７において吸収希溶液ｃに熱回収
されない）中間濃溶液ｂが供給されることとなり、冷房
運転時において高温再生器１へ還流される吸収希溶液ｃ
への熱回収を有効に行いつつ、暖房運転時における成績
係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができる。

【００１２】本願発明の第３の基本構成では、上記課題
を解決するための手段として、１次冷媒が循環し、高温
再生器１、気液分離器４、暖房熱源を得るための温熱熱
交換器５、低温再生器６、空冷凝縮器９、冷房熱源を得
るための蒸発器１２および空冷吸収器１５を順次接続し
てなる１次冷媒回路Ｘと、２次冷媒ｙが循環し、前記温
熱熱交換器５、利用側熱交換器１７および前記蒸発器１
２を順次接続してなる２次冷媒回路Ｙとを備えた空冷吸
収式冷凍装置において、前記２次冷媒ｙとしてフロン系
冷媒を採用するとともに、前記気液分離器４から前記低
温再生器６へ供給される中間濃溶液ｂと前記空冷吸収器
１５から前記気液分離器４へ還流される吸収希溶液ｃと
を熱交換させる高温溶液熱交換器７を付設し且つ該高温
溶液熱交換器７の下流側に前記温熱熱交換器５を配設し
ている。

【００１３】上記のように構成したことにより、冷房運
転時においては、高温溶液熱交換器７の下流側の吸収液
温度は高温溶液熱交換器７における熱回収により１３０
℃程度となっているため、温熱熱交換器５の温度が１３
０℃程度に抑えられることとなる。従って、温熱熱交換
器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防止され、２次冷
媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止さ
れることとなり、装置の信頼性を確保することができ
る。また、暖房運転時においては、気液分離器４から高
温溶液熱交換器７を通過した中間濃溶液ｂ（１３０℃程
度）の保有する熱が暖房熱源として２次冷媒ｙへ伝達さ
れることとなる。従って、暖房運転時における成績係数
（ＣＯＰ）の低下を防止することができる。

【００１４】本願発明の第３の基本構成において、前記
温熱熱交換器５と前記高温溶液熱交換器７とを一体化し
た場合、コストダウンを図ることができる。

【００１５】また、前記温熱熱交換器５における１次冷
媒通路の出口を、前記気液分離器４からの１次冷媒蒸気
ａが供給されるとともに前記温熱熱交換器５より高位で
あって前記気液分離器４と同一高さもしくはそれより低
位に配置された暖房用吸収器５３を介して前記高温再生
器１に接続した場合、暖房運転時において温熱熱交換器
５の１次冷媒通路に供給された吸収濃溶液ｂが暖房吸収
器５３に入り、そこで１次冷媒蒸気ａを吸収して吸収希
溶液ｃとなって高温再生器１へ還流されることとなり、
暖房運転時における１次冷媒の搬送をスムーズに行うこ
とができる。

【００１６】また、前記低温再生器６における吸収液通
路６ａに、第２の温熱熱交換器４３を配設した場合、暖
房運転時における成績係数（ＣＯＰ）がより向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
願発明の幾つかの好適な実施の形態について詳述する。

【００１８】以下の各実施の形態においては、吸収液と
して例えば臭化リチウム水溶液（ＬｉＢｒ水溶液）が採
用され、１次冷媒回路Ｘを循環する１次冷媒として水お
よび水蒸気が採用され、２次冷媒回路Ｙを循環する２次
冷媒ｙとしてフロン系冷媒（例えば、Ｒ４０７ｃ等の混
合冷媒）が採用されている。

【００１９】第１の実施の形態（請求項１に対応） 図１には、本願発明の第１の実施の形態にかかる空冷吸
収式冷凍装置の全体的な冷凍システムの構成が示されて
いる。

【００２０】図１において、符号１は高温再生器であ
り、ガスバーナ等の加熱源２を備えている。該高温再生
器１の上方には、沸騰気液通路３を介して連通された気
液分離器４が設けられている。前記高温再生器１におい
ては、吸収希溶液ｃ（即ち、臭化リチウム希溶液）を加
熱沸騰させて、沸騰気液通路３を介して上方に位置する
気液分離器４に供給し、ここで１次冷媒蒸気である水蒸
気ａと吸収濃溶液ｂ（即ち、臭化リチウム濃溶液）とに
分離再生するようになっている。

【００２１】前記臭化リチウム希溶液ｃは、後に詳述す
る空冷吸収器１５において吸収濃溶液である臭化リチウ
ム濃溶液ｂに１次冷媒凝縮液である水ｄを吸収して得ら
れ、低温溶液熱交換器１４および高温溶液熱交換器７を
経て予熱されて気液分離器４に供給され、その後高温再
生器１へ還流されることとなっている。

【００２２】前記気液分離器４において分離された水蒸
気ａは低温再生器６に送られる。一方、前記気液分離器
４において分離された臭化リチウムの中間濃溶液ｂは、
前記高温溶液熱交換器７において前記した臭化リチウム
希溶液ｃと熱交換した後に前記低温再生器６の吸収液通
路６ａへ供給される。なお、低温再生器６に供給される
中間濃溶液ｂの温度は１３０℃程度とされる。符号８は
排ガスを排出するための排ガス通路である。

【００２３】前記低温再生器６においては、気液分離器
４から供給された水蒸気ａと中間濃溶液ｂとを熱交換さ
せることにより、水蒸気ａを凝縮させるとともに中間濃
溶液ｂ中に含まれる残余水分を蒸発させてさらに高濃度
の臭化リチウム溶液をとりだす。

【００２４】前記低温再生器６において中間濃溶液ｂか
ら蒸発された水蒸気ａは、空冷凝縮器９に送られて凝縮
液化されて１次冷媒凝縮液（即ち、凝縮水ｄ）となり冷
媒タンク１０に溜められる。また、前記低温再生器６に
おいて凝縮液化された凝縮水ｄも空冷凝縮器９の下端に
おいて合流した後冷媒タンク１０に溜められる。なお、
低温再生器６を出た水蒸気ａは飽和蒸気（１００℃程
度）となっている。

【００２５】前記冷媒タンク１０に溜められた凝縮水ｄ
は、冷媒ポンプ１１により蒸発器１２の散布装置１３へ
供給される。また、前記低温再生器６から取り出された
臭化リチウム濃溶液ｂは、低温溶液熱交換器１４におい
て前記した臭化リチウム希溶液ｃと熱交換した後に空冷
吸収器１５の吸収液分配容器１６に供給される。

【００２６】前記蒸発器１２は、利用側熱交換器１７を
含む２次冷媒回路Ｙを循環する２次冷媒ｙ（例えば、Ｒ
４０７Ｃ等）と冷媒タンク１０から送られる凝縮水ｄと
を熱交換させるものであり、冷房運転時の冷熱源を得る
作用をなす。なお、蒸発器１２において蒸発しきれなか
った凝縮水ｄは、凝縮水還流回路２９を介して冷媒ポン
プ１１の上流側に還流される。

【００２７】そして、前記空冷吸収器１５から取り出さ
れた臭化リチウム希溶液ｃは、溶液ポンプ１８により前
述したように低温溶液熱交換器１４および高温溶液熱交
換器７を経て気液分離器４に戻される。

【００２８】しかして、本実施の形態においては、低温
再生器６における１次冷媒出口（換言すれば、蒸気出口
６ｂ）と前記気液分離器４との間には、暖房熱源を得る
ための温熱熱交換器５が介設されており、該温熱熱交換
器５と該気液分離器４と連通する凝縮液還流回路２１
に、冷房運転時に閉弁し、暖房運転時に開弁する開閉弁
２５が介設されている。この温熱熱交換器５は、後に詳
述する利用側熱交換器１７を含む２次冷媒回路Ｙを循環
する２次冷媒ｙ（例えば、Ｒ４０７ｃ）と低温再生器６
を通過した飽和水蒸気（１００℃程度）とが熱交換して
暖房運転時の温熱源を得る作用をなす。そして、温熱熱
交換器５において凝縮した１次冷媒凝縮液ｄ（即ち、凝
縮水）は凝縮液還流回路２１を介して前記気液分離器４
へ還流される。なお、低温再生器６の蒸気出口６ｂから
温熱熱交換器５に至る配管に、冷房運転時に閉弁され、
暖房運転時に開弁される開閉弁を介設してもよい。この
温熱熱交換器５としては、シェルアンドコイル式熱交換
器、シェルアンドチューブ式熱交換器、二重管式熱交換
器、プレート式熱交換器等が採用される。

【００２９】図面中、符号２６，２７は冷暖切換弁であ
り、それぞれ冷房運転時には開弁され、暖房運転時には
閉弁されることとなっている。

【００３０】上記のように構成された空冷吸収式冷凍装
置は、次のように作用する。

【００３１】（Ｉ） 冷房運転時 開閉弁２５を閉弁し、冷暖切換弁２６，２７を開弁した
状態において、加熱源であるガスバーナ２に点火して高
温再生器１を作動させると、沸騰気液が気液分離器４へ
供給され、ここで水蒸気ａと臭化リチウムの中間濃溶液
ｂとに分離され、水蒸気ａは低温再生器６へ、中間濃溶
液ｂは高温溶液熱交換器７において臭化リチウム希溶液
ｃを加熱した後低温再生器６へ供給される。

【００３２】低温再生器６においては、中間濃溶液ｂが
水蒸気ａとの熱交換により加熱されて水蒸気ａを蒸発さ
せ、自身さらに濃縮される。ここで、中間濃溶液ｂとの
熱交換により凝縮した凝縮水ｄは空冷凝縮器９の下部を
経て冷媒タンク１０に溜め込まれる。一方、低温再生器
６において中間濃溶液ｂから蒸発した水蒸気ａは空冷凝
縮器９において凝縮されて凝縮水ｄとなり、冷媒タンク
１０に溜め込まれる。

【００３３】冷媒タンク１０に溜められた凝縮水ｄは、
冷媒ポンプ１１により散布装置１３へ供給された後、蒸
発器１２に散布され、ここで、２次冷媒ｙと熱交換して
自身蒸発するとともに、２次冷媒ｙを冷却する。かくし
て冷却された２次冷媒ｙは利用側熱交換器１７において
冷房用の冷熱源として利用される。

【００３４】一方、前記低温再生器６から取り出された
臭化リチウム濃溶液ｂは、低温溶液熱交換器１４におい
て前記した臭化リチウム希溶液ｃと熱交換した後に吸収
液分配容器１６を経て空冷吸収器１５に供給され、前記
蒸発器１２で得られた水蒸気ａを吸収し、臭化リチウム
希溶液ｃとなる。

【００３５】そして、前記空冷吸収器１５から取り出さ
れた臭化リチウム希溶液ｃは、溶液ポンプ１８により前
述したように低温溶液熱交換器１４および高温溶液熱交
換器７を経る過程において余熱されて気液分離器４に戻
される。

【００３６】上記したように、冷房運転時においては、
低温再生器６を通過して飽和した水蒸気ａ（１００℃程
度）が温熱熱交換器５に流入するため、温熱熱交換器５
の温度が１００℃程度に抑えられることとなる。従っ
て、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防
止され、２次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒
の分解が防止されることとなり、装置の信頼性を確保す
ることができる。

【００３７】（ＩＩ） 暖房運転時 開閉弁２５を開弁し、冷暖切換弁２６，２７を閉弁した
状態において、加熱源であるガスバーナ２に点火して高
温再生器１を作動させると、沸騰気液が気液分離器４へ
供給され、ここで水蒸気ａと臭化リチウムの中間濃溶液
ｂとに分離され、水蒸気ａは低温再生器６を経て温熱熱
交換器５へ供給される。

【００３８】そして、温熱熱交換器５においては、２次
冷媒ｙとの熱交換により飽和水蒸気ａが凝縮され、得ら
れた凝縮水は凝縮液循環回路２１を介して気液分離器４
へ還流され、その後高温再生器１へ戻される。つまり、
飽和水蒸気ａの保有する熱は、２次冷媒ｙに暖房用の温
熱源として与えられるのである。

【００３９】上記したように、暖房運転時においては、
温熱熱交換器５へ低温再生器６から出た飽和水蒸気ａが
供給され、該飽和水蒸気ａの保有する熱が暖房熱源とし
て２次冷媒ｙへ伝達されることとなる。従って、暖房運
転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止すること
ができる。

【００４０】第２の実施の形態（請求項１、２に対応） 図２には、本願発明の第２の実施の形態にかかる空冷吸
収式冷凍装置の全体的な冷凍システムの構成が示されて
いる。

【００４１】この場合、温熱熱交換器５と気液分離器４
とを連絡する凝縮液還流回路２１には、開閉弁２５に代
えてＵ字管からなる液シール部３０が介設されている。
該液シール部３０は、冷房運転時において温熱熱交換器
５において凝縮された凝縮水を封入し、低温再生器６か
ら温熱熱交換器５を経て気液分離器４へ飽和水蒸気が短
絡してしまうのを防止するものであり、開閉弁と同等の
作用をなす。このようにすると、開閉弁が不要となるの
で、コストダウンに寄与することとなる。その他の構成
および作用効果は第１の実施の形態におけると同様なの
で説明を省略する。

【００４２】第３の実施の形態（請求項３、４に対応） 図３には、本願発明の第３の実施の形態にかかる空冷吸
収式冷凍装置の全体的な冷凍システムの構成が示されて
いる。

【００４３】この場合、温熱熱交換器５は、低温再生器
６における吸収液通路６ａに配設されている。また、冷
暖切換弁２６は省略され、中間濃溶液ｂが流通する配管
３１には、高温溶液熱交換器７をバイパスし且つ暖房運
転時にのみ開通するバイパス回路３２が設けられてい
る。該バイパス回路３２には、冷房運転時に閉弁し、暖
房運転時に開弁する開閉弁３３が介設されている。さら
に、低温再生器６から低温溶液熱交換器１４に至る配管
３４から分岐して高温再生器１に至る分岐回路３５が付
設されており、該分岐回路３５には、冷房運転時に閉弁
し、暖房運転時に開弁する開閉弁３６が介設されてい
る。符号３７は低温溶液熱交換器１４から吸収液分配容
器１６に至る配管に介設された冷暖切換用の開閉弁であ
る。

【００４４】上記のように構成したことにより、冷房運
転時においては、開閉弁３３，３６を閉弁し、冷暖切換
弁２７および開閉弁３７を開弁した状態で高温再生器１
を駆動させる。すると、低温再生器６の吸収液通路６ａ
には、気液分離器４により分離された中間濃溶液ｂが高
温溶液熱交換器７を経て供給されることとなり、吸収液
通路６ａの温度は飽和蒸気（１００℃程度）と同等とな
る。従って、温熱熱交換器５の温度が１００℃程度に抑
えられることとなり、温熱熱交換器５における２次冷媒
ｙの異常過熱が防止される結果、２次冷媒ｙとして用い
られているフロン系冷媒の分解が防止され、装置の信頼
性を確保することができる。

【００４５】一方、暖房運転時においては、冷暖切換弁
２７および開閉弁３７を閉弁し、開閉弁３３，３６を開
弁した状態で高温再生器１を駆動させる。すると、低温
再生器６の吸収液通路６ａには、気液分離器４により分
離された中間濃溶液ｂが直接供給されることとなり、吸
収液通路６ａの温度は１３０℃程度となる。従って、暖
房運転時においては、気液分離器４から低温再生器６に
供給される吸収液（１３０℃程度）の保有する熱が暖房
熱源として２次冷媒ｙへ伝達されることとなり、暖房運
転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止すること
ができる。なお、低温再生器６における２次冷媒ｙとの
熱交換により冷却された中間濃溶液ｂは、配管３４およ
び分岐回路３５を介して高温再生器１へ還流される。

【００４６】その他の構成および作用効果は第１の実施
の形態におけると同様なので説明を省略する。

【００４７】第４の実施の形態（請求項５に対応） 図４には、本願発明の第４の実施の形態にかかる空冷吸
収式冷凍装置の全体的な冷凍システムの構成が示されて
いる。

【００４８】この場合、温熱熱交換器５は、高温溶液熱
交換器７の下流側に配設されている。また、この温熱熱
交換器５から低温再生器６に至る配管３８における冷暖
切換弁２６の上流側から分岐して高温再生器１へ至る分
岐回路３９が付設されており、該分岐回路３９には、冷
房運転時に閉弁し、暖房運転時に開弁する開閉弁４０が
介設されている。

【００４９】上記のように構成したことにより、冷房運
転時においては、開閉弁４０を閉弁し、冷暖切換弁２
６，２７を開弁した状態で高温再生器１を駆動させる。
すると、温熱熱交換器５には、気液分離器４により分離
された中間濃溶液ｂが高温溶液熱交換器７を経て供給さ
れることとなり、温熱熱交換器５の温度が高温溶液熱交
換器７における熱回収により１３０℃程度に抑えられる
こととなる。従って、温熱熱交換器５における２次冷媒
ｙの異常過熱が防止されることとなり、２次冷媒ｙとし
て用いられているフロン系冷媒の分解が防止され、装置
の信頼性を確保することができる。

【００５０】一方、暖房運転時においては、冷暖切換弁
２６，２７を閉弁し、開閉弁４０を開弁した状態で高温
再生器１を駆動させる。すると、温熱熱交換器５には、
気液分離器４により分離された中間濃溶液ｂが高温溶液
熱交換器７を経て供給されるが、この時高温溶液熱交換
器７には吸収希溶液ｃが供給されていないため、温熱熱
交換器５の温度は１３０℃程度となる。従って、暖房運
転時においては、気液分離器４から供給される吸収液
（１３０℃程度）の保有する熱が暖房熱源として２次冷
媒ｙへ伝達されることとなり、暖房運転時における成績
係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができる。なお、
温熱熱交換器５における２次冷媒ｙとの熱交換により冷
却された中間濃溶液ｂは、分岐回路３９を介して高温再
生器１へ還流される。

【００５１】その他の構成および作用効果は第１の実施
の形態におけると同様なので説明を省略する。

【００５２】第５の実施の形態（請求項５、６に対応） 図５には、本願発明の第５の実施の形態にかかる空冷吸
収式冷凍装置の全体的な冷凍システムの構成が示されて
いる。

【００５３】この場合、温熱熱交換器５と高温溶液熱交
換器７とは一体化されて熱交換器ユニットＡとされてい
る。該熱交換器ユニットＡは、図６に示すように、複数
の伝熱プレート４１，４１・・を積層し、これらの伝熱
プレート４１，４１・・間に通路４２Ａ，４２Ｂ・・を
形成したプレート式熱交換器として構成されており、通
路４２Ａ，４２Ｃに中間濃溶液ｂを流通させ、通路４２
Ｂに吸収希溶液ｃを流通させ、通路４２Ｄに２次冷媒ｙ
を流通させるようにしている。このようにすれば、大幅
なコストダウンを図ることができる。その他の構成およ
び作用効果は第４の実施の形態におけると同様なので説
明を省略する。

【００５４】第６の実施の形態（請求項５、６、８に対
応） 図７には、本願発明の第６の実施の形態にかかる空冷吸
収式冷凍装置の全体的な冷凍システムの構成が示されて
いる。

【００５５】この場合、第５の実施の形態にかかる空冷
吸収式冷凍装置における低温再生器６の吸収液通路６ａ
に第２の温熱熱交換器４３を配設している。また、冷暖
切換弁２６，２７は、低温再生器６における吸収液通路
６ａの上部から空冷凝縮器９へ至る配管４４および冷媒
ポンプ１１から吸収液分配容器１６における散布装置１
３へ至る配管４５から分岐して吸収液分配容器１６の底
部に至る配管４６にそれぞれ介設されている。

【００５６】上記のように構成したことにより、冷房運
転時においては、冷暖切換弁２６を開弁し、冷暖切換弁
２７を閉弁した状態で、高温再生器１を駆動させと、温
熱熱交換器５には、気液分離器４により分離された中間
濃溶液ｂが高温溶液熱交換器７を経て供給されることと
なり、温熱熱交換器５の温度が１３０℃程度に抑えられ
ることとなる。従って、温熱熱交換器５における２次冷
媒ｙの異常過熱が防止されることとなり、２次冷媒ｙと
して用いられているフロン系冷媒の分解が防止され、装
置の信頼性を確保することができる。また、低温再生器
６の吸収液通路６ａには、気液分離器４により分離され
た中間濃溶液ｂが高温溶液熱交換器７を経て供給される
こととなり、吸収液通路６ａの温度は飽和蒸気（１００
℃程度）と同等となる。従って、第２の温熱熱交換器４
３の温度が１００℃程度に抑えられることとなり、第２
の温熱熱交換器４３においても、２次冷媒ｙの異常過熱
が防止される結果、２次冷媒ｙとして用いられているフ
ロン系冷媒の分解が防止され、装置の信頼性を確保する
ことができる。

【００５７】一方、暖房運転時においては、冷暖切換弁
２６を閉弁し、冷暖切換弁２７を開弁した状態で高温再
生器１を駆動させと、温熱熱交換器５には、気液分離器
４により分離された中間濃溶液ｂが高温溶液熱交換器７
を経て供給され、温熱熱交換器５の温度は１３０℃程度
となる。従って、暖房運転時において、温熱熱交換器５
では気液分離器４から高温溶液熱交換器７を経て供給さ
れる吸収液（１３０℃程度）の保有する熱が暖房熱源と
して２次冷媒ｙへ伝達されるとともに、低温再生器６に
おいては、気液分離器４から供給された水蒸気ａおよび
温熱熱交換器５を経て供給された中間濃溶液ｂの保有す
る熱が暖房熱源として２次冷媒ｙに伝達される。従っ
て、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防
止することができる。なお、低温再生器６から出た凝縮
水ｄは冷媒タンク１０、冷媒ポンプ１１を経て配管４６
から吸収液分配容器１６の底部に送られる一方、中間濃
溶液ｂは、そのまま冷媒分配容器１６の底部へ送られ
る。そして、冷媒分配容器１６において合流された凝縮
水ｄと中間濃溶液ｂとは、空冷吸収器１５、溶液ポンプ
１８、低温溶液熱交換器１４および高温溶液熱交換器７
を経て気液分離器４へ還流される。

【００５８】その他の構成および作用効果は第５の実施
の形態におけると同様なので説明を省略する。

【００５９】第７の実施の形態（請求項５〜７に対応） 図８には、本願発明の第７の実施の形態にかかる空冷吸
収式冷凍装置の全体的な冷凍システムの構成が示されて
いる。

【００６０】この場合、温熱熱交換器５と高温溶液熱交
換器７とは一体化されて熱交換器ユニットＡとされてい
る。該熱交換器ユニットＡは、図９に示すように、複数
の伝熱プレート４１，４１・・を積層し、これらの伝熱
プレート４１，４１・・間に通路４２Ａ，４２Ｂ・・を
形成したプレート式熱交換器として構成されており、通
路４２Ａ，４２Ｃに吸収吸収液ｃを流通させ、通路４２
Ｂに中間濃溶液ｂを流通させ、通路４２Ｄに２次冷媒ｙ
を流通させるようにしている。また、高温溶液熱交換器
７から低温再生器６に至る配管３８から分岐して低温溶
液熱交換器１４と高温溶液熱交換器７との間の吸収希溶
液配管４８に至る分岐回路４９が付設されており、該分
岐回路４９には、冷房運転時に閉弁し、暖房運転時に開
弁する開閉弁５０が介設されている。さらに、高温溶液
熱交換器７から気液分離器４に至る吸収希溶液配管５１
（換言すれば、温熱熱交換器５における１次冷媒通路）
から分岐して高温再生器１に至る分岐回路５２が付設さ
れており、該分岐回路５２には、前記温熱熱交換器５よ
り高位であって前記気液分離器４と同一高さもしくはそ
れより低位に配置され且つ前記気液分離器４からの水蒸
気ａが供給される暖房用吸収器５３が設けられている。
符号５４は冷房運転時に開弁され、暖房運転時に閉弁す
る冷暖切換弁である。その他の構成は第５の実施の形態
におけると同様なので説明を省略する。

【００６１】上記のように構成したことにより、冷房運
転時においては、冷暖切換弁２６，２７，５４を開弁
し、開閉弁５０を閉弁した状態で高温再生器１を駆動さ
せると、温熱熱交換器５には、気液分離器４により分離
された中間濃溶液ｂが高温溶液熱交換器７を経て供給さ
れることとなり、温熱熱交換器５の温度が１３０℃程度
に抑えられることとなる。従って、温熱熱交換器５にお
ける２次冷媒ｙの異常過熱が防止されることとなり、２
次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防
止され、装置の信頼性を確保することができる。

【００６２】一方、暖房運転時においては、冷暖切換弁
２６，２７，５４を閉弁し、開閉弁５０を開弁した状態
で高温再生器１を駆動させと、温熱熱交換器５には、気
液分離器４により分離された中間濃溶液ｂが高温溶液熱
交換器７を経て供給されるが、この時高温溶液熱交換器
７には吸収希溶液ｃが供給されていないため、温熱熱交
換器５の温度は１３０℃程度となる。従って、暖房運転
時においては、気液分離器４から供給される吸収液（１
３０℃程度）の保有する熱が暖房熱源として２次冷媒ｙ
へ伝達されることとなり、暖房運転時における成績係数
（ＣＯＰ）の低下を防止することができる。なお、温熱
熱交換器５における２次冷媒ｙとの熱交換により冷却さ
れた中間濃溶液ｂは、分岐回路４９、吸収希溶液配管４
８、高温溶液熱交換器７、吸収希溶液配管５１および分
岐回路５２を介して暖房吸収器５３に供給され、ここ
で、気液分離器４から供給された水蒸気ａを吸収して吸
収希溶液ｃとなって高温再生器１へ還流される。このよ
うにすると、暖房運転時における１次冷媒の搬送をスム
ーズに行うことができる。その他の作用効果は第５の実
施の形態におけると同様なので説明を省略する。

【００６３】

【発明の効果】本願発明の第１の基本構成によれば、冷
房運転時において、暖房熱源を得るための温熱熱交換器
５を低温再生器６の１次冷媒出口側に接続するようにし
ているので、温熱熱交換器５の温度が飽和蒸気の温度
（１００℃程度）に抑えられることとなり、温熱熱交換
器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防止され、２次冷
媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止さ
れる結果、装置の信頼性を確保することができるという
優れた効果がある。また、暖房運転時においては、気液
分離器４から低温再生器６を経て温熱熱交換器５へ１次
冷媒蒸気ａ（１３０℃程度）が供給されることとなって
いるので、該１次冷媒蒸気ａの保有する熱が暖房熱源と
して２次冷媒ｙへ伝達されることとなり、暖房運転時に
おける成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができ
るという効果もある。

【００６４】本願発明の第１の基本構成において、前記
凝縮液回路回路２１に、前記開閉弁２５に代えて液シー
ル部３０を設けた場合、開閉弁２５を省略できることと
なり、コストダウンに寄与する。

【００６５】本願発明の第２の基本構成によれば、温熱
熱交換器５を、低温再生器６における吸収液通路６ａに
配設して、冷房運転時において、温熱熱交換器５の温度
が１００℃程度に抑えられるようにしたので、温熱熱交
換器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防止され、２次
冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒の分解が防止
されることとなり、装置の信頼性を確保することができ
るという優れた効果がある。また、暖房運転時において
は、気液分離器４から低温再生器６に供給される吸収液
（１３０℃程度）の保有する熱が暖房熱源として２次冷
媒ｙへ伝達されるようにしたので、暖房運転時における
成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができるとい
う効果もある。

【００６６】本願発明の第２の基本構成において、前記
気液分離器４から前記低温再生器６へ供給される中間濃
溶液ｂと前記空冷吸収器１５から前記気液分離器４へ還
流される吸収希溶液ｃとを熱交換させる高温溶液熱交換
器７と、前記中間濃溶液ｂが流通する配管３１に、前記
高温溶液熱交換器７をバイパスし且つ暖房運転時にのみ
開通するバイパス回路３２とを設けた場合、暖房運転時
において低温再生器６へは高温溶液熱交換器７をバイパ
スした（即ち、高温溶液熱交換器７において吸収希溶液
ｃに熱回収されない）中間濃溶液ｂが供給されることと
なり、冷房運転時における高温再生器１へ還流される吸
収希溶液ｃへの熱回収を有効に行いつつ、暖房運転時に
おける成績係数（ＣＯＰ）の低下を防止することができ
る。

【００６７】本願発明の第３の基本構成によれば、気液
分離器４から低温再生器６へ供給される中間濃溶液ｂと
空冷吸収器１５から前記気液分離器４へ還流される吸収
希溶液ｃとを熱交換させる高温溶液熱交換器７の下流側
に温熱熱交換器５を配設して、冷房運転時において、温
熱熱交換器５の温度が高温溶液熱交換器７の下流側の吸
収液温度１３０℃程度と同等に抑えられるようにしたの
で、温熱熱交換器５における２次冷媒ｙの異常過熱が防
止され、２次冷媒ｙとして用いられているフロン系冷媒
の分解が防止されることとなり、装置の信頼性を確保す
ることができるという優れた効果がある。また、暖房運
転時においては、気液分離器４から高温溶液熱交換器７
を通過した中間濃溶液ｂ（１３０℃程度）の保有する熱
が暖房熱源として２次冷媒ｙへ伝達されるようにしたの
で、暖房運転時における成績係数（ＣＯＰ）の低下を防
止することができるという効果もある。

【００６８】本願発明の第３の基本構成において、前記
温熱熱交換器５と前記高温溶液熱交換器７とを一体化し
た場合、コストダウンを図ることができる。

【００６９】また、前記温熱熱交換器５における１次冷
媒通路の出口を、前記気液分離器４からの１次冷媒蒸気
ａが供給されるとともに前記温熱熱交換器５より高位で
あって前記気液分離器４と同一高さもしくはそれより低
位に配置された暖房用吸収器５３を介して前記高温再生
器１に接続した場合、暖房運転時において温熱熱交換器
５の１次冷媒通路に供給された吸収濃溶液ｂが暖房吸収
器５３に入り、そこで１次冷媒蒸気ａを吸収して吸収希
溶液ｃとなって高温再生器１へ還流されることとなり、
暖房運転時における１次冷媒の搬送をスムーズに行うこ
とができる。

【００７０】また、前記低温再生器６における吸収液通
路６ａに、第２の温熱熱交換器４３を配設した場合、暖
房運転時における成績係数（ＣＯＰ）がより向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施の形態にかかる空冷吸収
式冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。

【図２】本願発明の第２の実施の形態にかかる空冷吸収
式冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。

【図３】本願発明の第３の実施の形態にかかる空冷吸収
式冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。

【図４】本願発明の第４の実施の形態にかかる空冷吸収
式冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。

【図５】本願発明の第５の実施の形態にかかる空冷吸収
式冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。

【図６】本願発明の第５の実施の形態にかかる空冷吸収
式冷凍装置における熱交換器ユニットの内部を透視した
斜視図である。

【図７】本願発明の第６の実施の形態にかかる空冷吸収
式冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。

【図８】本願発明の第７の実施の形態にかかる空冷吸収
式冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。

【図９】本願発明の第７の実施の形態にかかる空冷吸収
式冷凍装置における熱交換器ユニットの内部を透視した
斜視図である。

【符号の説明】

１は高温再生器、４は気液分離器、５は温熱熱交換器、
６は低温再生器、６ａは吸収液通路、９は空冷凝縮器、
１１は冷媒ポンプ、１２は蒸発器、１５は空冷吸収器、
１７は利用側熱交換器、１８は溶液ポンプ、２１は凝縮
液還流回路、２５は開閉弁、３０は液シール部、３２は
バイパス回路、３３は開閉弁、４３は第２の温熱熱交換
器、５３は暖房用吸収器、ａは１次冷媒蒸気（水蒸
気）、ｂは吸収濃溶液（臭化リチウム濃溶液）、ｃは吸
収希溶液（臭化リチウム希溶液）、ｄは１次冷媒凝縮液
（凝縮水）、Ｘは１次冷媒回路、Ｙは２次冷媒回路、ｙ
は２次冷媒。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薬師寺 史朗 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 内海 正人 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次冷媒が循環し、高温再生器（１）、
   気液分離器（４）、暖房熱源を得るための温熱熱交換器
   （５）、低温再生器（６）、空冷凝縮器（９）、冷房熱
   源を得るための蒸発器（１２）および空冷吸収器（１
   ５）を順次接続してなる１次冷媒回路（Ｘ）と、２次冷
   媒（ｙ）が循環し、前記温熱熱交換器（５）、利用側熱
   交換器（１７）および前記蒸発器（１２）を順次接続し
   てなる２次冷媒回路（Ｙ）とを備えた空冷吸収式冷凍装
   置であって、前記２次冷媒（ｙ）としてフロン系冷媒を
   採用するとともに、前記温熱熱交換器（５）の入口およ
   び出口を、前記低温再生器（６）における１次冷媒出口
   および前記気液分離器（４）にそれぞれ接続し且つ該気
   液分離器（４）と連通する凝縮液還流回路（２１）に
   は、冷房運転時に閉弁し、暖房運転時に開弁する開閉弁
   （２５）を介設したことを特徴とする空冷吸収式冷凍装
   置。
2. 【請求項２】 前記凝縮液回路回路（２１）には、前記
   開閉弁（２５）に代えて液シール部（３０）を設けたこ
   とを特徴とする前記請求項１記載の空冷吸収式冷凍装
   置。
3. 【請求項３】 １次冷媒が循環し、高温再生器（１）、
   気液分離器（４）、暖房熱源を得るための温熱熱交換器
   （５）、低温再生器（６）、空冷凝縮器（９）、冷房熱
   源を得るための蒸発器（１２）および空冷吸収器（１
   ５）を順次接続してなる１次冷媒回路（Ｘ）と、２次冷
   媒（ｙ）が循環し、前記温熱熱交換器（５）、利用側熱
   交換器（１７）および前記蒸発器（１２）を順次接続し
   てなる２次冷媒回路（Ｙ）とを備えた空冷吸収式冷凍装
   置であって、前記２次冷媒（ｙ）としてフロン系冷媒を
   採用するとともに、前記温熱熱交換器（５）を、前記低
   温再生器（６）における吸収液通路（６ａ）に配設した
   ことを特徴とする空冷吸収式冷凍装置。
4. 【請求項４】 前記気液分離器（４）から前記低温再生
   器（６）へ供給される中間濃溶液（ｂ）と前記空冷吸収
   器（１５）から前記気液分離器（４）へ還流される吸収
   希溶液（ｃ）とを熱交換させる高温溶液熱交換器（７）
   と、前記中間濃溶液（ｂ）が流通する配管（３１）に
   は、前記高温溶液熱交換器（７）をバイパスし且つ暖房
   運転時にのみ開通するバイパス回路（３２）とを設けた
   ことを特徴とする前記請求項３記載の空冷吸収式冷凍装
   置。
5. 【請求項５】 １次冷媒が循環し、高温再生器（１）、
   気液分離器（４）、暖房熱源を得るための温熱熱交換器
   （５）、低温再生器（６）、空冷凝縮器（９）、冷房熱
   源を得るための蒸発器（１２）および空冷吸収器（１
   ５）を順次接続してなる１次冷媒回路（Ｘ）と、２次冷
   媒（ｙ）が循環し、前記温熱熱交換器（５）、利用側熱
   交換器（１７）および前記蒸発器（１２）を順次接続し
   てなる２次冷媒回路（Ｙ）とを備えた空冷吸収式冷凍装
   置であって、前記２次冷媒（ｙ）としてフロン系冷媒を
   採用するとともに、前記気液分離器（４）から前記低温
   再生器（６）へ供給される中間濃溶液（ｂ）と前記空冷
   吸収器（１５）から前記気液分離器（４）へ還流される
   吸収希溶液（ｃ）とを熱交換させる高温溶液熱交換器
   （７）を付設し且つ該高温溶液熱交換器（７）の下流側
   に前記温熱熱交換器（５）を配設したことを特徴とする
   空冷吸収式冷凍装置。
6. 【請求項６】 前記温熱熱交換器（５）と前記高温溶液
   熱交換器（７）とを一体化したことを特徴とする前記請
   求項５記載の空冷吸収式冷凍装置。
7. 【請求項７】 前記温熱熱交換器（５）における１次冷
   媒通路の出口を、前記気液分離器（４）からの１次冷媒
   蒸気（ａ）が供給されるとともに前記温熱熱交換器
   （５）より高位であって前記気液分離器（４）と同一高
   さもしくはそれより低位に配置された暖房用吸収器（５
   ３）を介して前記高温再生器（１）に接続したことを特
   徴とする前記請求項５および請求項６のいずれか一項記
   載の空冷吸収式冷凍装置。
8. 【請求項８】 前記低温再生器（６）における吸収液通
   路（６ａ）に、第２の温熱熱交換器（４３）を配設した
   ことを特徴とする前記請求項５および６のいずれか一項
   記載の空冷吸収式冷凍装置。