JPS5936174B2 - 吸収式冷暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷媒液及び吸収溶液を用いて吸収冷凍サイク
ルを行なう吸収式冷凍装置を用いて、冷房サイクルと暖
房サイクルとに切換え使用できる吸収式冷暖房装置に関
するものである。

一般に吸収冷凍機を用いて暖房サイクルを行わせるため
に温水を取り出すには吸収冷凍機の吸収器・凝縮器から
取り出す方式が知られているが、熱回収のため二重効用
吸収式冷凍機を用いた場合、暖房時には冷房時に比べて
高温発生器の内圧低下が起りやすく溶液循環が悪くなる
傾向があって結晶化するおそれが大きく運転に支障を来
たすので、従来では溶液循環の確保に有効す手段として
吸収器からの稀溶液を高温発生器と低温発生器とに振り
分けて分配する並列フロ一方式をとることが特公昭４６
−３２３８４号などで試みられるにいたっているがこの
方式では低温発生器内で、低温熱交換器と高温熱交換器
との間より、低温発生器に一部分岐してきた溶液を濃縮
すると共に、高温発生器→高温熱交換器からの溶液で前
記溶液を拡乱し、低温発生器での伝熱を良くして熱効率
の向上をはかることができる反面負過が非常に小さい場
合とか、凝縮器を冷却する外部流体例えば冷却水又は暖
房時の泥水が低温であるときには高温発生器の内圧が下
がり過ぎ高温発生器から溶液が出にくくなり、高温発生
器→高温熱交換器→低湿発生器の流れが悪くなって高温
発生器内での過濃縮し結晶の危険が生じるし、一旦高温
発生器の内圧低下が選むとどんどん進んでいって自己回
復しッないなどの安全運転上問題がまだあった。

本発明は、これら従来の不便を適確に除去しようとする
もので、並列フロ一方式の利点をいかし、さらに暖房時
に高温発生器から高温熱交換器を経た溶液の一部を低温
熱交換器又は吸収器に導くことにより暖房サイクル中温
水温度が低い場合でも溶液の結晶現象発生を皆無として
安全に運転することを可能とし暖房並びに冷房両サイク
ルの効率をも著しく向上させることを目的としている。

また本発明の他の目的は冷暖房サイクルの切換を著しく
簡易なものとし取扱い並びに製造が容易であって且つ自
己回復能力のある安価な型式の冷暖房装置とすることに
あり、既存の冷房専用の吸収式冷凍装置に用いても暖房
サイクルを容易に行わせる装置を提供しようとするにあ
る。

本発明は高温発生器、低温発生器、凝縮器、蒸発器、吸
収器、低温熱交換器、高温熱交換器を配管接続して吸収
冷凍サイクルを構成する機構と前記の配管中に冷暖房切
換機構とを備えて冷房サイクルと暖房サイクルとを行う
装置において吸収器おらの稀溶液の一部を、低温熱交換
器の被加熱側と高温熱交換器の被加熱側との間から、低
温発生器に導くと共に、高温発生器からの濃溶液を高温
熱交換器に通した後、低温発蔭器と低温発生器よりも低
圧部とに分岐分配できるようにして分岐サイクルを形成
したことを特徴とする吸収式冷暖房装置である。

また本発明の他の重要な特徴の一つとして前記高温熱交
換器加熱側の出口から、低温発生器よりも低圧部に溶液
を導く配管が弁のある配管であって該弁が高温発生器を
出入する溶液の循環が悪くなるときに開又は開方向に操
作され特に稀釈運転を含む暖房運転即ち冷暖房装置の運
転を終了する際の溶液稀釈運転時又は暖房運転時や冷房
運転の稀釈時に高温発生器内の状態変化例えば内圧変イ
１溶液湿変化、溶液レベル変化や高温熱交換器出口の圧
力又は温度の変動などの溶液循環が悪くなるときの状態
の検出によって手動又は自動的に前記弁を作動させ溶液
循環の確保を効果的にすることをも特徴とするものであ
る。

本発明を実施例につき図面を参照して説明すると、第１
図において高温発生器１、低温発生器２、凝縮器３、蒸
発器４、吸収器５、低温熱交換器６、高温熱交換器７を
配管接続して吸収冷凍サイクルを構成する機構と、前記
の配管中に冷暖房切換機構の弁８，９とを備えて冷房サ
イクルと暖房サイクルとを行う装置において、凝縮器３
より導出され、蒸発器４に入る凝縮液の戻り配管１８に
弁８を設けると共に、弁９を有する冷媒液バイパス配管
１９を前記戻り配管１８に備え、該冷媒液バイ°パス配
管１９を低温発生器２又は高温熱交換器７から低温発生
器２に連結される糸路に連絡しである。

さらに前記吸収器５からの稀溶液を溶液ポンプ２５で低
温熱交換器６及び高温熱交換器７を経て高温発生器１に
導く糸路１５中で低温熱交換器６と高温熱交換器７との
間の溶液路から低温発生器２に導く配管１６で吸収器か
らの稀溶液の一部をバイパスすると共に、高温発生器１
からの濃溶液を配管１１で高温熱交換器７を経たのち配
管１２で低温発生器２と、配管１７で低温発生器よりも
低圧部即ち低温熱交換器６、吸収器５、吸収器５に継が
る配管１４、溶液ポンプ２５の吸込部又は蒸発器４のい
ずれかに分配できるように連結しである。

そして高温熱交換器７の加熱側の出口から低温発生器２
よりも低圧部に濃溶液を導く配管１７中には高温発生器
内の状態変化例えば内圧変（ＩＺ、溶液温変化、溶液レ
ベル変化や高温熱交換器出口の圧力又は温度の変動など
の溶液循環が悪くなるときの状態の検出によって作動で
きる手動又は自動弁（開閉弁又は調節弁）などの弁２７
が設けられている。

そして前記弁８を開き、弁９及び弁２７を閉じて運転す
れば、冷房サイクルを行なう。

即ち稀溶液は溶液ポンプ２５により低温熱交換器６、高
温熱交換器７を経て高温発生器１に送られ、ここで高温
まで加熱されて冷媒蒸気を放出し、濃縮されて中間溶液
となる。

この溶液は高温熱交換器７に入り、吸収器５からの稀溶
液との熱交換により温度が低下し、次で低温発生器２に
入りここで先に高温発生器１で発生した冷媒蒸気により
加熱されて、冷媒蒸気を更に放出し、溶液は濃度を増し
て濃溶液となる一方、低温発生器２で発生した冷媒蒸気
は凝縮器３に入り、冷却水により冷却されで凝縮する。

また高温発生器１で発生した冷媒蒸気も低温発生器２で
溶液との熱交換により凝縮して凝縮器３に入る。

凝縮器３に溜った冷媒は凝縮液戻り配管１８を経て弁８
を通り蒸発器４に還る。

低温発生器２を出た濃溶液は、配管１３を経て低温熱交
換器６で稀溶液と熱交換をして、配管１４を介して吸収
器５に入り内部に冷却水の通る伝熱管の吸収器チューブ
５′群にスプレーされる。

スプレーされた濃溶液は、冷却水によって冷却されると
共に、蒸発器４にて蒸発した冷媒蒸気を吸収して稀溶液
となり、この蒸発器４では冷水は冷媒の蒸発により熱を
套われて低温となる。

稀溶液は前述のようにして、低温熱交換器６、高温熱交
換器７を経て高温発生器１に送りこまれ冷房サイクルを
行なう。

更に暖房サイクル時においては、前記弁８を閉、弁９を
開とし、凝縮器３に溜った冷媒液を低温発生器２に入れ
る。

低温発生器２を出た溶液は低温熱交換器６を経て吸収器
５に入って冷却水（温水）に熱を与え暖房サイクルを一
巡する。

こうすると、低温発生器２の溶液濃度は低くなり、濃度
低下のために発生蒸気圧は高くなり、凝縮温度力月二昇
する。

従って凝縮器３を出てくる冷却水（温水）の温度は高く
なり暖房等に使用できるようになる。

そして前記高温発生器１から出て配管１１で高温熱交換
器７を経た濃溶液の全量を配管１２で低温発生器２に導
かないで分岐サイクルとなるようにその一部を配管１７
でバイパスし低温熱交換器６に導き振り分は分配して高
温発生器１での溶液循環を悪化させることなく運転し結
晶現象を未然に防止することができるものであり、該配
管１７中にある弁２７を高温発生器を出入する溶液の循
環が悪くなるときに開又は開方向に操作され特に稀釈運
転を含む暖房運転即ち冷暖房装置の運転を終了する際の
溶液稀釈運転時又は暖房運転時や冷房運転の稀釈時に作
動すれば高温発生器の内圧が下がり過ぎることなく高温
発生器内での溶液過濃縮もなく安全に運転するこ吉が可
能となる。

第１図の例では、冷暖房切換機構として弁８及び弁９を
用いであるが、この弁８，９に限定されるものではない
。

また高温発生器１で加熱濃縮された溶液の一部を高温熱
交換器７から低温発生器２への配管１２より取り出し低
温発生器２より圧力の低い部分に導く構成として、低混
熱交換器６の入口部にバイパスさせであるがバイパスの
流れを良くするために図中破線で示すように低温熱交換
器６の途中に入れるようにすることもできるし低温熱交
換器６に入る配管１３、低温熱交換器６の−・ラダーな
ど、その他以下各実施態様でも示すように適宜有効な個
所へ連結することが可能である。

なお前記バイパス配管１６は配管１６中に弁（図示せず
）を設は高温発生器１に導く溶液量を増加させた場合に
溶液ポンプ２５の流量が増加してキャビテーションを起
すおそれのあるときに低温発生器２に導く稀溶液を調整
することで適確にこの支障を防Ｉトすることが可能であ
る。

図中１’、２’は発生器チューブ、３′は凝縮器チュー
ブ、４′は蒸発器チューブ、５′は吸収器チューブ、１
０は液溜で必要に応じフロートなどの検出部を設は前記
弁２７に連絡して自動操作できるようにセットできる。

２１は燃料供給管、２２は調整弁で冷水出口湿度で制御
される。

２３は低温発生器２からの凝縮器３への冷媒を導く配管
、２４は冷媒ポンプ、２５は溶液ポη°、２６は冷媒循
環配管である。

第２図の具体例では溶液循環の確保のため循環を良くす
るために前記配管１７を低温発生器２より圧力の低い部
分としての吸収器５に直接連結したもので、該吸収器５
に代えて吸収器５に継がる配管１４に連結するこさもで
きるし、第３図例の如く吸収器５へのオーバーフローパ
イプ２８例えばＪ型ラインに連結することもできる。

第４図の実施例では前記バイパスラインとなる配管１７
に弁２７を入れた例で溶液の循環が悪くなってきたとき
に、該弁２７を開または開きぎみに操作するもので弁２
７は手動弁でも自動開閉弁又は調節弁などの自動弁でも
選んで用いられる。

また溶液の循環状態は高温発生器１の圧力、溶液量又は
溶液レベルの変動若しくは高温熱交換器出口の圧力又は
温度の変動その他で判別でき、これらを適当な検出器（
図示せず）で検知して弁２７を自動操作することもでき
る。

なおこの場合前記弁２７をオープンにする時は稀釈サイ
クルの際をも含む、例えは冷暖房装置の運転を終了する
とき、停止Ｅ後の結晶防止のため、溶液濃度の均一化の
ため、稀釈サイクルを行うがこの稀釈サイクルの際は、
高温発生器１への熱源供給は停止するので高温発生器内
圧は低下し、溶液の循環が悪くなる傾向となるが弁２７
を開とし。

て溶液の循環を良くしておくと、稀釈サイクルの時間は
短くなる。

また弁２７は配管１７に設けるのに代えて配管１２側に
設は若しくは分岐点に三方弁を設けて配管１２と配管１
７との流量配分を調整して実施的な循環確保を稀釈サイ
クルの際、弁２７を開にすることを可能とすることもで
きる。

さらにまたバイパス配管１７を使用すると、冷房運転の
とき、効率低下となるので配管１７の弁２７を冷房時に
閉とすれはよい。

しかし、暖房運転のときは、高温発生器１に入った熱が
温水に出ていくだけ（高温発生器λ熱量＝湿水への熱量
）なのでバイパス配管１７による効率低下はないから暖
房時のみ、弁２７を作動させることですむ。

かくして暖房時、吸収器５・凝縮器３から温水を取り出
すことができる。

一方、冷房時、冷却水（吸収器、凝縮器）が低いとに、
一般に冷房容量は小さくて良く高温発生器１への熱量も
少なく、循環が悪くても結晶の危険はなく運転に支障が
ない。

従って前記弁２７は暖房時又は稀釈サイクル時（冷房後
）作動させるようにしても良い。

第５図の例では、暖房時のみに調整さぜるため配管１７
に弁２７．２７’を設は弁２７は開で弁２７を温度、圧
力などで調節するようにしたものである。

この場合稀釈サイクルのときは冷房にかかわらず弁２７
を開とすることもでき、弁２７′としては第６図示のよ
うに圧力で作動させる形態例えば、バネ２９で弾装した
弁体３０を弁座３１に接離可能に設けたものを用いたり
、第７図示のように感温部３２を有し温度変動で伸び縮
みする弁体３３を弁座３１に臨ましめたものを用いるの
が便利である。

本発明は冷房サイクルに比べ暖房時に高温発生器の内圧
低下によって溶液循環が悪くなる傾向を防ぐための溶液
循環の確保に有効な手段として吸収器からの稀溶液の一
部を、低温熱交換器の被加熱側と、高温熱交換器の被加
熱側との間から、低温発生器に導くと共に、高温発生器
からの濃溶液を高温熱交換器に通した後、低温発生器と
低温発生器よりも低用部とに分岐分配できるようにして
分岐サイクルを形成したことにより高温熱交換器への加
熱流体は全量の濃溶液を流すので冷却されすぎるという
ことがな〈従来の並列フロータイブの欠点を適確に除去
でき高温発生器での溶液濃度ｌ〕を犬さくシ、結晶によ
る支障をなくすことが容易にできて高効率に運転するこ
とを可能にすると共に、冷房または冷房運転を簡単な操
作で切換えることができ、しかも極めて安定した運転を
確保すると共に、その保守保安もらくで取扱上の不便も
なく、構成上でも冷房専用の吸収冷凍機を用いて暖房サ
イクルを効率よく行わせることが可能となり、そのため
に高価な設備を要することなくまた既存装置においても
容易に利用することができ著しく汎用性に富み装置の設
備費並びに運転経費の節減に役立つ有用性がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は系統説明図、第
２図乃至第５図は他の実施例の系統説明図、第６図及び
第７図は弁の一例を示す切断側面図である。 １・・・・・・高温発生器、２・・・・・・低温発生器
、１′ 。 ２′・・・・・・発生器チューブ、３・・・・・・凝縮
器、３′・・・・・・凝縮器チューブ、４・・・・・・
蒸発器、４′・・・・・・蒸発器チューブ、５・・・・
・・吸収器、５′・・・・・・吸収器チューブ、６・・
・・・・低温熱交換器、７・・・・・・高温熱交換器、
８．９・・・・・・弁、１０・・・・・・液溜、１１
、１２ 、１３゜１４．１５，１６．１７・・・・・・
配管、１８・・・・・・凝縮液戻り配管、１９・・・・
・・冷媒液バイパス配管、２０・・・・・・流量調即弁
、２１・・・・・・燃料供給管、２２・・・・・・調整
弁、２３・・・・・・配管、２４・・・・・冷媒ポンプ
、２５・・・・・・溶液ポンプ、２６・・・・・・冷媒
循環配管、２７．２７’・・・・・・弁、２８・・・・
・・オーバーフローパイプ、２９・・・・・・バネ、３
０・・・・・・弁体、３１・・・・・・弁座、３２・・
・・・・感温部、３３・・・・・・弁体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温発生器、低温発生器、凝縮器、蒸発器、吸収器
   、低温熱交換器及び高温熱交換器を配管接続して吸収冷
   凍サイクルを構成する機構と前記配管中に冷暖房切換機
   構とを備えて冷房サイクルと暖房サイクルとを行なう装
   置において、吸収器からの稀溶液の一部を、低温熱交換
   器の被加熱側と高温熱交換器の被加熱側との間から、低
   温発生器に導くと共に、高温発生器からの濃溶液を高温
   熱交換器に通した後、低温発生器と低温発生器よりも低
   圧部とに分岐分配できるようにして分岐サイクルを形成
   したことを特徴とする吸収式冷暖房装置。 換器、吸収器、溶液ポンプ吸込部、蒸発器から選ばれた
   少くとも一つである特許請求の範囲第１項記載の吸収式
   冷暖房装置。 ３ 前記低温発生器よりも低圧部が、吸収器と継がる配
   管である特許請求の範囲第１項記載の吸収式冷暖房装置
   。 ４ 高温熱交換器加熱側の出口から、低温発生器よりも
   低圧部に溶液を導く配管が弁のある配管であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の吸収式冷暖房装置
   。 ５ 前記配管中の弁が、高温発生器を出入する溶液の循
   環が悪くなるときに開又は開方向に操作される弁である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の吸収式冷
   暖房装置。 ６ 前記配管中の弁が、冷暖房装置の運転を終了する際
   の、溶液稀釈運転時に、開とする弁であることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項記載の吸収式冷暖房装置。 ７ 前記配管中の弁が暖房運転のときだけ、作動させる
   弁である特許請求の範囲第５項記載の吸収式冷暖房装置
   。