JPS61101766A

JPS61101766A - 吸収式冷温水機

Info

Publication number: JPS61101766A
Application number: JP22203984A
Authority: JP
Inventors: 強岡本; 昭典山口; 種家　克己; 大内　富久
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-10-24
Filing date: 1984-10-24
Publication date: 1986-05-20

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】〔発明の利用分野〕本発明は空気調和装置等に用いられる吸収式冷温水機に
係り、特に冷水と温水を蒸発器から共通配管で取出すの
に好適な吸収式冷温水機に関する。

〔発明の背景〕

従来のこの種冷温水機の温水取出し方法としては、（ａ）再生器で発生した冷媒蒸気を弁を介して直接蒸発
器又は吸収器に導入し、蒸発器管群内を流通する温水と
熱交換させ、その発熱器管群より温水を取出す方法。こ
の種の装置として関連するものには例えば特開昭５８−
９６９６３号、実開昭５７−１１６０７６が挙げられる
。

（ｂ）再生器の蒸気配管を分岐して別個に設けた温水用
熱交換器に導入し、この温水用熱交換器より温水を取出
す方法。この種の装置として関連するものには例えば、
特開昭４９−７８２５１が挙げられる。

（ｃ）暖房時に再生器の溶液濃度をきわめて薄くして、
沸点上昇を抑制し、再生器で発生した冷媒蒸気を直接或
いは低温再生粉での凝縮。

再蒸発を行って凝縮器に導入し、凝縮器管群内を流通す
る温水と熱交換させ、凝縮器管群より温水を取出す方法
。この種の装置とじて関連するものには１例えば、特開
昭５７−７３３．６７　。

特開昭５７−１３６０６６　、特開昭５７−１３６０６
３が挙げられる。

しかし、上記（ａ）の方法では大口径の切換弁を必要と
し、かつ、該切換弁は高温の溶液と冷媒蒸気が流通する
ことから、耐久性のある高価な弁を必要とする欠点があ
る。

また、（ｂ）の方法では、別設の熱交換器を必要とし、
コスト高、占有空間大という欠点がある。

（ｃ）の方法は吸収式冷温水機としては構造が簡単であ
るが、冷房時と暖房時に負荷の配管接続を蒸発器管群か
ら凝縮容器管群に切換える必要があり、冷暖房の切換操
作が複雑化する欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記従来技術の有する種々の欠点に鑑
み為したもので、冷媒液柱ヘッドによる差圧維持機能を
利用し、冷房時に凝縮器で凝縮させる冷媒蒸気を、暖房
時に蒸発器で凝縮させることにより、冷房と暖房の切換
操作が簡単で、かつ配管接続の切換えなしに冷暖房が行
えるとともに、切換用の弁などを使用しないため信頼性
を向上せしめる吸収式冷温水機を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は水やメタノールなどのアルコールを冷媒とする
吸収式冷温水機において、冷房時に凝縮器と蒸発器との
差圧が、冷媒液の液柱ヘッドで保持でき、そのため、凝
縮器と蒸発器との間を前記差圧を液柱ヘッドで閉塞しう
るだけの高さく深さ）を有するＵ字状配管（以下Ｕ字シ
ール管と呼ぶ）によって、凝縮器と蒸発器とを接続する
とともに、冷房時にその閉塞を確実なものとするため、
冷媒スプレポンプの吐出管から前記Ｕ字シール管に冷媒
液を供給すると共に再生器で発生した冷媒蒸気を駆動源
とする気泡ポンプを蒸発器に設けたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図において、１は高温再生器、２は低温　　　　□再生
器、３は凝縮器、４は蒸発器、５は吸収器。

６は低温熱交換器、７は高温熱交換器、８は循環ポンプ
、９は冷媒スプレポンプ、１０は凝縮器３の凝縮冷媒液
を蒸発器４に０字シール、絞り１９を介して導く冷媒液
配管、１２は冷媒ポンプ９の吐出とスプレヘッダ２２と
をフロート弁１３を介して連絡するスプレ管、１４は蒸
発器の冷媒タンク、１５は前記スプレ管により分岐して
低温の冷媒液を６字シール管１１に導く分岐管、１１は
凝縮器３の気相部と気液分離器２８とを連絡するＵ字と
逆Ｕ字を組合せたＵ字シール管、２７は気液分離器２８
内に設けた６字シール管１１の逆Ｕ字部の頂上部に設け
た小口径のガス抜き穴、２５は一端を６字シール管１１
に接続し、他端を気液分離器２８に開放された気泡ポン
プ管、２９は気液分離器２８と蒸発器４とを連通ずる配
管、３０は気泡ポンプ管２５と冷媒タンク１４の底部と
を連通させる配管、気液分離器２日と吸収器５とを連通
ずる配管で、３１は気泡ポンプ管２５が気液分離器２８
に開放された位置下部においてエゼクタ−３２に接続さ
れている。

次に上記のような溝成から成る本実施例の作用について
説明する。

冷房運転の場合には、冷媒液を６字シール管１１に送り
込みながら運転する。

高温再生器１で発生した冷媒蒸気は低温再生器２の伝熱
管２ａ内に導かれ、管外を流下する溶液と熱交換して凝
縮液化し、絞り１８を経由して凝縮器３に流入する。低
温再生器２で発生した冷媒蒸気は凝縮器３に導かれ、伝
熱管へ群内を流通する冷却水３ａにより冷却されて凝縮
液化する。これらの冷媒液は冷媒液導管１０．絞り１９
を経由して蒸発器４に流入する。蒸発器４では、冷媒ス
プレポンプ９により伝熱管群上に冷媒液が強制散布され
て、管群内を流通する冷水４ａと熱交換して蒸発し、蒸
発潜熱として冷水４ａから熱を奪い、冷凍作用が得られ
る。この蒸発した冷媒は吸収器５へ流出して吸収器管群
内の冷却水５ａにより冷却された管外の吸収液に吸収さ
れる。

なお、吸収器５の溶液は循環ポンプ８により。

１部は低温熱交換器６を経由して低温再生器２へ、残り
は低温熱交換器６．高温熱交換器７．流量制御機構（図
示せず）を経由して高温再生器１へ供給され、それぞれ
冷媒蒸気を発生して冷媒濃度がうすくなって、吸収器５
に戻る。高温再生器１と低温再生器２に並列的に溶液を
供給する構成となっている。

上記動作で冷房サイクルを実現するためには、凝縮器３
から、０字シール管１１を経由して冷媒蒸気が蒸気器４
へ流通するのを抑止する必要がある。

水やメタノールなどのアルコールを冷媒とする吸収式冷
温水機においては冷房時の凝縮器３と蒸発器４との差圧
は小さく、冷媒液の液柱ヘッドで十分差圧を維持できる
。例えば、水を冷媒とし、通常使用される運転条件では
前記差圧はたかだか０　、７　ｍ　Ａ　ｑ　程度であり
、吸収式冷温水機全体の高さは大略１．５ｍ以上あるの
で、凝縮器３の気相部と蒸発器４とを連通させたＵ字シ
ール管１１゛′　　　　に冷媒液を満たせば液柱ヘッド
による差圧維持機能により凝縮器３から、０字シール管
１１を経由した蒸発器４へ冷媒蒸気が流通することを抑
止できる。しかしながら、ｒ修に冷ｗ：、液を満たした
だけでは、凝縮器３からの冷媒蒸気がＵシールを形成す
る冷媒液面で凝縮液化し、徐々に冷媒液が加熱され、Ｕ
シールの蒸発器４側において再沸騰し。

差圧維持機能が破壊されてしまう可能性がある。

本発明では、冷房時に冷媒スプレポンプ９の運転により
蒸発器４内の圧力とほぼ同一の飽和圧力を有する冷却さ
れた冷媒液が分岐管１５より１１字シール管１１へ連通
して供給されるので、再沸とうを起すことなく液柱ヘッ
ドによる差圧維持機能を保持でき、凝縮器３から、Ｕ字
シール管］１を経由して蒸発器４へ冷媒蒸気が流通せず
、冷房サイクルを実現できる。

さらに、分岐管１５とＵ字シール管の接続個所を０字シ
ール管１１の底部より蒸発器４側に接続すれば、０字シ
ール管１１の底部より凝縮器３側の冷媒液はほとんど動
かない。この場合、凝縮器３側の冷媒液の表面温度は略
々凝縮温度、底部は略々蒸発温度となり、いわゆる温度
成層が形成され、凝縮器３側の冷媒液面で冷媒蒸気がほ
とんど凝縮液化するこなく、性能低下を抑止できる効果
がある。

暖房運転の場合には、凝縮器３の冷却水３ａ。

吸収器５の冷却水５ａを止めて、ブロー弁１７を開にし
て運転する。と、冷媒ポンプ９により冷媒タンク１４の
冷媒液がブロー管１６．ブロー弁１７を経由して吸収器
５に排出され吸収溶液中の冷媒濃度を高めるとともに、
ブロー管１６より高い位置に設けた分岐管１５へは冷媒
液がほとんど供給されなくなり、０字シール管１１には
冷媒液が供給されなくなる。高温再生器１で発生した冷
媒蒸気は低温再生器２の伝熱管２ａ内に導かれ、管外を
流下する溶液と熱交換して凝縮液化し、絞り１８を経由
して凝縮器３に流入する。低温再生器２で発生した冷媒
蒸気は凝縮器３に導かれるが、凝縮器３の伝熱管群内に
冷却水３ａが通水されていないため、凝縮液化できず、
０字シール管１１に流入する。０字シール管１１の蒸発
器４側の配管高さを略々１ｍ程度にすれば凝縮器３内の
冷媒蒸気圧で容易にＵシール管１１に形成される液柱ヘ
ッドによる差圧維持機能を破壊し、冷媒蒸気が蒸発器４
内に流入し、蒸発器４の伝熱管群の表面で凝縮し、管群
内を流通する温水４ａを加熱し暖房作用を発生する。

分岐管１５から冷媒液が多少流入しても気泡ポンプ作用
で冷媒蒸気とともに冷媒液が蒸発器４に流出し、暖房作
用に支障を起さない。

冷媒スプレポンプ９の吐出量は冷媒循環量より多いので
、フロート弁１−３の働きで、冷媒液面が冷媒タンク１
４の下部に形成されるため、ポンプ９のキャビテーショ
ンを防止できる。また吸ｌｔｖ溶液の冷媒濃度が高くな
るので、溶液の沸点」二昇が冷房時より小さくなり、し
たがって蒸発器４の凝縮圧力が冷房時の凝縮器３の凝縮
圧力より多少高くしても高温再生器１の圧力が大気圧を
越えないようにできる。

冷房サイクルを実現するためには、凝縮器３から、０字
シール管１１．気泡ポンプ管２５．気液分離器２８．配
管２９を経由して蒸発器４へ冷媒蒸気が流通するのを伸
出する必要がある。

本実施例では、冷房時に冷媒スプレポンプ９の運転によ
り、蒸発器４内の圧力とほぼ同一の飽和圧力を有する冷
却された冷媒液が、分岐管１５より０字シール管１１へ
連続して供給され、ガス抜き穴２７の作用も加わって、
再沸とうを起こすことなく液柱ヘッドによる差圧維持機
能を保持でき。

凝縮器３から、０字シール管１１を経て蒸発器４に冷媒
蒸気が流通することなく、冷房サイクルを実現できる。

ガス抜き穴２７がない場合、Ｕ字シール管１１内に冷媒
液が充満する可能性があり。

その場合、気泡ポンプ管２５の開放端の位置と０字シー
ル管１１の０字部１１ａの底部位置との高さに見合う液
柱ヘッドが確保できるだけで、この液柱ヘッドだけでは
差圧維持機能が保持できず、液シールが破壊され、結果
的に凝縮器３から蒸発器４へ冷媒蒸気が流出してしまう
可能性がある。

暖房Ｍ＠の場合には、凝縮器３の冷却水３ａ。

吸収器５の冷却水５ａを止めるとともに冷媒ポンプ９の
運転を止める。高温再生器１で発生した冷媒蒸気は低温
再生器１の伝熱管２ａ内に導かれ、管外を流下する溶液
と熱交換して凝縮液化し、絞り１８を経て凝縮器３に流
入する。低温再生器２で発生した冷媒蒸気は凝縮器３に
導かれるが、冷却水３ａが通水されていないため、凝縮
液化できず、０字シール管１１に流入する。ガス抜き穴
２７と０字部１１ａとの高さを略々１　ｍ　Ａ　ｑ程度
にすれば、凝縮器３内の冷媒蒸気圧で容易に０字シール
管１１に形成される液柱ヘッドによる差圧維持機能を破
壊し、冷媒蒸気がガス抜き穴２７を介して気液分離器２
８に流通するとともに、大部分の冷媒蒸気は気泡ポンプ
管２５に流入し、該冷媒蒸気を駆動源とした気泡ポンプ
作用により、冷媒導管３０を経由して冷媒タンク１４の
冷媒液を揚液し、冷媒蒸気は気液分離器より配管２９を
介して蒸発器４へ、冷媒液は配管３１からエゼクタ−３
２を介してスプレーヘッダー２２から吸収器５内に散布
する。蒸発器４内に流入した冷媒蒸気は蒸発器４の伝熱
管群の表面で凝縮し、管群内を流通する温水４ａを加熱
し暖房作用を発生する。

一方、暖房時は、吸収器５に流入した冷媒液により吸収
溶液の冷媒濃度は冷房時より高くなるので、溶液の沸点
上昇が冷房時より小さくなり、したがって、蒸発器４の
凝縮圧力が冷房時の凝縮器３の凝縮圧力より多少高くて
も高温再生器１の圧力が大気圧を超えないようにできる
。

以上説明したように、実施例では、冷媒スプレポンプを
運転することなく暖房ができるので省エネルギがはかれ
、何ら機械的操作なしに暖房ができので信頼性を向上で
きる効果がある。

以上のように本発明の実施例によれば、０字シール管１
１を用いた、液柱ヘッドの差圧維持機能を効果的に活用
することにより、冷媒蒸気を流通させるための穴口径の
切換弁を必要とせず、或いは暖房専用の熱交換器を必要
とせず、或いは冷房時と暖房時に負荷配管の接続を切換
える操作を必要とせずに、蒸発器４に流通する冷水（温
水）４ａにより冷房或いは暖房が行えるので、冷房と暖
房の切換操作が簡単で、操作性が向上し、信頼性が向上
し、さらに安価な効果がある。

また、冷媒ポンプの運転動力が不用で、省エネルギがは
かれる効果がある。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、配管の切換えや流路開閉
のための昇順を設置することなく、冷房運転と暖房運転
との切換えを行うことができる吸収式冷温水機を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例のサイクルフロー図である。１・・・高温再生器、２・・・低温再生器、３・・凝縮
器、４・・・蒸発器、５・・吸収器、６・・・低＠熱交
換器、７・・・高温熱交１２器、８・・・循環ポンプ、
９・・・冷媒スプレポンプ、１０・・・冷媒液導管、１
１・・・Ｕ字シール管、１２・・・冷媒スプレ導管、１
：３・・・フロート弁、１４・・・冷媒タンク、１５・
・・分岐管、］、８．１．９・・・絞り、２０．２１・
・・ミストセパレータ、２２゜２３．２４・・・スプレ
ヘッダ、２４・・・気泡ポンプ管。２６・・・蒸気導管、２７・・ガス抜き穴、２８・・気
液分離器、２９・・・蒸気導管、３２・・・エゼクタ。

Claims

【特許請求の範囲】

１、複数の再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、熱交換器
、溶液循環ポンプ、冷媒スプレポンプなどを動作的に配
管接続して成る吸収式冷温水機において、前記凝縮器と
蒸発器とをＵ字シール管を介して接続するとともに、該
Ｕ字シール管に、蒸発器冷媒散布ポンプの吐出側から分
岐した分岐管を接続するとともに、再生器で発生した冷
媒蒸気を駆動源とする気泡ポンプを蒸発器に設け、循環
ポンプの吐出側から分岐した分岐管にエゼクターを設け
てリフトされた液冷媒をスプレーヘッダーから吸収器に
散布したことを特徴とする吸収式冷温水機。