JPS58198658A - 吸収式冷暖房機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気調和装置などに使用される７０ンを冷媒と
する吸収式冷暖房機に関するものである。

従来のこの樵冷暖房機を第１図を引用して説明するに、
その主要部は発生器ｌ、凝縮器２．蒸発器３．吸収器４
．循環ポンプ５．気液分離器６および溶液タンク８によ
シ構成されている。前記循環ポンプ５に容積形ポンプで
あるピストンポンプを使用して回転数を増加させたとこ
ろ、ピストンポンプの吐出量が減少し、かつ騒音レベル
が著しく増大する不具合を生ずることが判った。そこで
種々の実験、研究の結果、前記ポンプ吐出量の減少は、
ポンプ５の吸込管３６で発生した冷媒蒸気がポンプ５内
に吸込まれることに１９生じ、また騒音レベルの著大は
ポンプ５内に吸込まれた冷媒蒸気がポンプ５内で昇圧さ
れて消滅することにより生ずることが判明した。

上記吸込管３６における冷媒蒸気の開生およびポンプ５
内における冷媒蒸気の消滅はキャビテーション現象であ
る。この現象を発生させないための必ｉ！有効ヘッドに
相当する圧力ｔ”　Ｐｔｍｑ　％溶液タンク８の気相部
の圧力ｆＰｔ、ポンプ５の吸込口における朗和圧力をＰ
＋−１ｆｆｊ液タンク８からポンプ５の吸込口までの液
ヘッドに相当する圧力および前記両者間の圧力損失をそ
れぞれＰｈ。

ΔＰとすれば、キャビテーションｔ−発生しないための
条件は下記（１）式のとおりである。

Ｐ　−−ｑ　（（Ｐ　ｒ　　Ｐ凰−）＋Ｐｈ−ΔＰ　　
・・・　（１）また溶液の飽和圧力Ｐ、は Ｐ、ミｆ（ξ・Ｔ）　　　　　　　・・・・・・　（２
）で嵌わされ、溶液の濃度ξおよび亀！Ｔにより一意的
に定まる関数でるる。

上記中ヤビテーションの発生を防止する方法として、上
記（１）式より （ａ）　　必４＆有効吸込ヘッドＰ　ｔ−（’に小さく
する。

（ｂ）　　液ヘッドＰ−を大きくす、る。

（Ｃ）　　圧力損失ΔＰｔ−小さくする。

（ｄ）　　ｔｌｌ液タンクの気相部とポンプ吸込口での
飽和圧力との圧力差（ＦＴ　　Ｐ＋−）を大きくする。

ことがめげられる。

上記（→項の方法としては、ポンプの１回当りの吐出ｔ
’を多量に、かつ回数を減少させることが考えられ、そ
のポンプとしては例えばダイヤスラムポンプを使用する
。ところがこの方法中はポンプが大形化して高価になる
恐れがある。

上記（ｂ）項の方法としては、溶液タンク８とポンプ５
との高低差を大きくすることが考えられ、また（Ｃ）項
の方法としては、吸込管３６を太くすると共に短かくシ
、かつストレーナを配設しないことが考えられる。さら
に究極的方法として溶液タンク８とポンプ５を一体化す
ることが考えられる。

このように前記（ｂ）項と（Ｃ）項ははソ相反する対策
を必要とし、その（婉項と（Ｃ）項とを同時に満足させ
るには、溶液タンク８ｔ−大きなものとしなければなら
ないので封入する溶液量が増大し、全体の構造も大きく
なり、しかもサイクルの立上りに時間を要するなどの欠
点がある。

上記（ｄ）項の一つの方法としては、配管３６を冷却す
ることが考えられる。この方法は前記（２）式の関係を
用いてポンプ５の吸込口における飽和圧力Ｐ＋−ｔ−低
下させるものであるが、専用の冷却器を必要とするため
、コスト局となシ、スペースを要し、かつサイクルの性
能低下を招く恐れがある。

上記（ｄ）項の他の方法としては、吸収器において十分
な過冷却を行うことが考えられる。ところがｍ液タンク
８の圧力Ｐｙは気液界面の濃度６丁、温［Ｔｔにより定
まる飽和圧力Ｐｔ−に等しく、すなわち □ Ｐｔ＝Ｐ！１　　　　　　　　　　　　　　・・・・・
・・・・　　（３）となる。吸収器から溶液タンク８に
流入する溶液の濃度ξ！−とｍ液タンク８から流出する
ｍ液の濃度、すなわちポンプ５の吸込口の濃度ξ１は等
しく、溶液−ンク８内の温度Ｔｔとポンプ５の吸込口の
温度Ｔｓもはソ等しい。すなわちＰｔ５ｉ＝ｆ（８丁　
、Ｔｔｌ＝ｆ（ξｔ　　、　　Ｔ＋　）＝Ｐｓ　　　（
４１となる。上記（３）、（４）式より ２丁　”Ｐｔ　　　　　　　　　　　　　　　・・・・
・・・・・　（５）となり、この吸収器４において十分
な過冷却を行う方法は、キャビテーショ／の発生を防止
するに有効な手段でないことが判明した。

本発明は上記にかんがみ溶液タンクの気相部と循環ポン
プの吸込口の飽和圧力との圧力ｉｔ大さくシ、その吸込
配管におけるキャビテーションの発生を防止し、騒音の
低減をはかると共に、安定したサイクル性能をうろこと
を目的とするもので、吸収器と循環ポンプとの間に配設
した＃ｒ液ポンプに不凝縮カスを封入したことｔ−特徴
とするものである。

以下本発明の実施例を図面について説明する。

第１図において、１は加熱源例えばバーナ１０ｔ−有す
る発生器、２は気液分離器６および配管３１を介して発
生器１に接続された凝縮器、３は絞り例えば減圧弁１３
Ｊ？工ひ配ｔ　３２　ｋｊｒ　シ（咬縮器２に接続され
九蒸発器、４は配管３３を介して蒸発器３に、絞ｂｖｌ
ｌえば減圧弁１４および配管３４ｔ−介して気液分離器
６にそれぞれ接続された吸収器、５Ｖｉ配管３５、液タ
ンク８、ストレーナ９および配管３６を介して吸収器４
に接続された循環ポンプで、前記液タンク８には締切り
弁１２を有する配管３８に接続された不凝縮ガス溜８ａ
が付設されている。７は発生器１と循環ポンプ５との間
に設けられた熱交換器で、この熱交換器７を前記配管３
４が貫通している。ｌｌａ〜１１Ｃは凝縮器２、蒸発器
３および吸収器４にそれぞれ付設された冷却源例えばフ
ァン、１５．１６はそれぞれ気液分離器６およびｍ液タ
ンク８の気液界面である。

次に上記のような構成からなる本実施例の作用について
説明する。

発生器ｌでバーナ１０によシ加熱された濃溶液は、冷媒
蒸気ｆ発生して気液分離器６に流入し、こ＼で冷媒蒸気
と希溶液に分離される。この分離された高圧の冷媒蒸気
は配管３１を経て凝縮器２に流入し、この凝縮器２でフ
ァンｌｌａによる冷気を介して冷却された液冷媒となる
。この′液冷媒は配管３２および減圧弁１３を流通して
低圧となシ、蒸発器３に流入してファンｌｌｂによる冷
気から熱を奪って冷媒蒸気となる。この冷媒蒸気は配管
３３を流通して吸収器４に流入する。

一方、気液分離器６で冷媒を分離した希溶液は熱交換器
７の濃溶液と熱交換して冷却され、さらに減圧弁１４に
より低圧とされた後に、配管３３を流通する冷媒蒸気と
混合して吸収器４に流入する。吸収器４に流入した冷媒
蒸気と希溶液の混合液は７７ンｌＩＣによシ冷却されて
濃溶液とな９、濃溶液は配管３５ｆ：、経て溶液タンク
８の不凝縮ガス溜８ａ７流入する・この溶液夕′り８か
ら吐出された濃ｉ液はストレーナ９および配管３６ｔ−
経てポンプ５に流入し、こ＼で昇圧された後に配管３７
および熱交換器７を経て発生器ｌに流入する。

前記蒸発器３においてファン１１ｂから送られ圧空気は
、冷媒の蒸発時に必要とする蒸発潜熱分の熱量を奪われ
るため、空気調和における冷房源および除湿源となる。

本実施例では、溶液タンク８に不凝縮カス溜８ａを付設
したが、この不凝縮カス溜を廃止して配管３５に不凝縮
カス分圧を超える液トラップを設け、不凝縮ガスが吸収
器４および蒸発器３へ逆流しないように構成してもよい
。また発生器１と気液分離器６１一体に構成してもよい
。

上述したように本実施例によれば、溶液タンク８中へ少
量の不凝縮カスを封入し、下記＋６１式の粂件 Ｐテ）　Ｐ　を口＝　Ｐ　ｒ　ａ　　　　　　　　　　
・・・・・・　（６）を満足させることによシ、循環ポ
ンプ５の吸込配管３６内にキャビテーションが発生する
のを防止し、騒音レベルを低減させることができる。

＃Ｉ２図は本実施例における実験結果の一例、すなわち
溶液タンク内の不凝縮カス分圧を変えた時の吐出量およ
び騒音レベルの変動を調べた結果を示し九ものである。

この図ニジ溶液タンク８内の不凝縮ガスの分圧が数％以
上であれば、その分圧が０％の時に比べて循環ポンプ５
の吐出量は３％増大し、かつ騒音レベルは１ＯｄＢ以上
低減することが明らかである。また本実施例によれば、
循環ポンプ５を溶液タンク８よシも高所に設置できるの
で、従来の吸収式冷暖房慎のように循環ポンプを最装置
に配設する必要がない利点がある。

また本実施例によれば、蒸発器３および吸収器４の圧力
が約２０ＫＰ、上昇するため、全体の性舵は１〜２％低
下する恐れがあるが、その反面、循環ポンプ５の吐出量
が安定しているため、発生器１における異常な温度上昇
およびこれに伴うフロンの分解の危険性を排除できるの
で、長時間にわたって安定したサイクル性能をうろこと
ができる。

第３凶は他の実施例を示したもので、凝縮器２の屈曲ｍ
または出口と不凝縮ガス溜８ａまたは配管３８とを配管
３９によシ連絡し、この配管３９に絞υ４０および電磁
弁または手動弁４１ｔｌ−設けた点が第１図に示す実施
例と異なり、その他の構成は同一であるから説明を省略
する。

この実施例は上記のような構成からなり、電磁弁４１は
運転停止時には閉状態に保持され、運転時には任意に開
閉される。そして電磁弁４１が開状態の場合、凝縮器２
の屈曲部にある不ａｍカスは、冷媒蒸気と一緒に配管３
９および絞り４０を流通しズ減圧され良後に、溶液タン
ク８の不凝縮ガス溜８ａに流入する。この不凝縮ガスと
一緒に溶液タンク８に流入した冷媒蒸気は気液界１ｆｌ
１６で溶液に吸収され、不凝縮ガスのみが浴液タンク８
に残留する。この溶液タンク８内の不凝縮ガス分圧が一
足偽以上になれば、配管３８に設けた締切シ弁１２を開
放し、不凝縮カスを冷媒蒸気と一緒に放出する。このよ
うな実施例によれば、第１図に示す実施例と同様な効果
をうろことができる。

以上説明したように本発明によれば、循環ポンプの吸込
配管内に冷媒蒸気が発生するのを防止することにより、
循環ポンプの吐出量の増大および騒音の低減ｔ−はかる
ことができる。また同時に吸込配管内に冷媒蒸気が発生
しにくくなるので循環ポンプをタンクよシ高いところに
設置可能となる。

したがって循環ポンプの吐出量の低減にぶる発生器での
異常な温度上昇およびこれに伴う７０ンの分解という、
危険性を解消し、長期間にわたって安定したサイクル性
能をうろことができ、かつ従来のように循環ポンプを最
低直に設置する必要性を排除することができる。

【図面の簡単な説明】

第１区は本発明の吸収式冷暖房機の一実施例を示す系統
図、第２図は同実施例の溶液タンク内の不＃縮ガス分圧
と吐出量および騒音レベルの関係を示す収明図、第３図
は本発明に係わる他の実施例を示す系統図である。 ４・・・吸収器、５・・・循環ポンプ、８・・・溶液タ
ンク、８ａ・・・不凝縮カス溜。 雰ｆ液７嬰７内つ汗罎屯Ｊ宿乃・′スタ１￥５３　　回 ｑ４０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸収器、循環ポンプおよびこの両者の間に配設された溶
   液タンクｆ：備える公知の吸収式冷暖房機において、前
   記溶液タンクに不凝縮ガスを封入したことを待機とする
   吸収式冷暖房機。