JPS61153351A

JPS61153351A - 吸収式冷温水機

Info

Publication number: JPS61153351A
Application number: JP27285584A
Authority: JP
Inventors: 清水　民男; 昭典山口; 種家　克己; 大内　富久; 臼井　三平; 章西口; 河野　恭二; 皆川　喜三郎; 杉本　滋郎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-12-26
Filing date: 1984-12-26
Publication date: 1986-07-12
Anticipated expiration: 2004-12-26
Also published as: JPH0228780B2

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、その蒸発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
いは帯温再生器での凝縮。

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
、この種の装置として関連するものには、例えば、特開
昭５７−７３３６７　。

特開昭５７−１３６０６６　、特開昭５７−１３００６
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、占有中間大という欠点がある。

（ｅ）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
ら凝縮溶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〕

本発明の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、冷房時に高温再生器と蒸発器
との差圧が、冷媒液の液柱ヘッドと絞りで保持でき、そ
のため、高温再生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、高温再生器と
蒸発器とを接続するとともに、冷房時にその閉塞を確実
なものとするとため、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ことを主な特徴とす
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
縮量、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Ｕ字シール、絞り１９を介して導く
冷媒液導管、１１は高温再生器１の気相部と蒸発器４と
を連絡するＵ字シール管。

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は前記スプレ管より分
岐して低温の冷媒液をＵ字シール管１１に導く分岐管、
１６は冷媒タンク１４の冷媒液を吸収器５に排出する冷
媒ブロー管、１７は該ブロー操作を制御するブロー弁で
ある。

次に上記のような構成す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、ブロー弁１７を閉にして冷媒液を
Ｕ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ＩＩ４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Ｋｍ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、高温再生
器１から、Ｕ字シール管１１を経由して冷媒蒸気が蒸発
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高温再生器１と蒸発器４との
差圧は大きく、冷媒液の液柱ヘッドと配管途中の絞りを
用いて維持する必要がある。

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８．ＯｍＡｑ程度であり、吸収式冷温
水機全体の高さは大略１．５　ｍあるので、高温再生器
１の気相部と蒸発器４とを連通させた配管に絞り３２を
設けて０．７　ｍＡｑ程度に減圧しかつ８字シール管１
１を設けてその中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高温再生器１から、８字シール管１
１を経由して蒸発器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、単に冷媒液を満たしただけでは
、高温再生器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８字シール管１１へ連続し
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、８字シ
ール管１１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８字シ
ール管１１の底部より蒸発ｌ１４側に接続すれば、８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
ほとんど凝縮変化することなく、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、８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
８字シール管１１に流入する。８字シール管１１の蒸発
器４側の配管高さを略々１ｍ程度にすれば高温再生器１
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。

さらに、ブロー弁１７を流通する冷媒はたかだか６０℃
程度の液であり１機能的には小流量であるため、小口径
の安価な弁を使用できる。

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１３の働きで、冷媒液面が冷媒タンク１４
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。また吸収溶液の冷媒濃度が高くなるので
、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の圧力が大気圧を越えないよ
うにでき、る。

本発明の第２の実施例を第２図により説明する。

第２図において、１１は高温再生器１の気相部と気液分
離器２８とを連結する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８字シール管１
１の逆Ｕ字部の頂上部に設けた小口径のガス抜き穴、２
５は一端を８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２
８と蒸発器４とを連通ずる配管、３０は気泡ポンプ管２
５と冷媒タンク１４の底部とを連通させる配管、気液分
離器２８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に開放された位置より下部
において吸収器５と接続されている。他の構成は第１図
と同一であるので説明は省略する。

かかる構成において、冷房時の冷房サイクルそのものは
第１図の説明と同一である。かかる冷房サイクルを実現
するためには、高温再生器１から、絞り３２．８字シー
ル管１１、気泡ポンプ管２５、気液分離器２８、配管２
９を経由して蒸発器４へ冷媒蒸気が流通するのを抑止す
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１分岐管１５より８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、
第１図の説明と同一の原理により、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、高温再
生器１から、絞り３２．８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８字シール管１１のＵ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８字シール管
１１に流入する。ガス抜き穴２７とＵ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８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２８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を介して吸収器５へ流入する。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、第２の実施例では、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
はかれるだけでなく、第１の実施例で必要としたブロー
弁１７が不用となり、何ら機械的操作なしに暖房ができ
る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、８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大口径の
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で行えるので、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、第２の実施例によれば、冷媒ポンプの運転動力が
不用で、ブロー弁１７も不用にできるので、さらに信頼
性、操作性が向上するだけでなく。

省エネルギがはかれる効果がある。

また、この実施例によれば、高温再生器の冷媒蒸気を利
用しているので冷媒ニーシール配管１１の口径を小さく
できる。

〔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
のための弁類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】

第１図は本発、明の一実施例のサイクルフロー図、第２
図は本発明の他の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・・・低温
熱交換器、７・・・高温熱交換器、８・・・循環ポンプ
、９・・・冷媒スプレポンプ、１０・・・冷媒液導管、
１１・・・Ｕ字シール管、１２・・・冷媒スプレ導管、
１３・・・フロート弁、１４・・・冷媒タンク、１６・
・・冷媒ブロー管、１７・・・弁、１５・・・分岐管、
１８．１９・・・絞り、２０゜２１・・・ミストセパレ
ータ、２２，２３．２４・・・スプレヘッダ、２５・・
・気泡ポンプ管、２６・・・蒸気導管、２７・・・ガス
抜き穴、２８・・・気液分離器、２９、−〉

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、前記高温再生
器（また高温再生器から低温再生器間の冷媒蒸気配管と
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したことを特徴とする吸収式冷温水
機。２、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、リフトされた液冷媒を吸収器に導い
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の吸収式
冷温水機。