JPS62500801A - 吸収冷凍及びヒ−トポンプシステム - Google Patents

吸収冷凍及びヒ−トポンプシステム

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JPS62500801A
JPS62500801A JP60505249A JP50524985A JPS62500801A JP S62500801 A JPS62500801 A JP S62500801A JP 60505249 A JP60505249 A JP 60505249A JP 50524985 A JP50524985 A JP 50524985A JP S62500801 A JPS62500801 A JP S62500801A
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クラウス・ホレーシイオ・エイチ,ジユニア
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コロンビア・ガス・システム・サ−ビス・コ−ポレ−シヨン
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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】 匿−皇 吸収冷凍及びヒートボンブシステム1里旦豆立 本発明は、吸収及び位相変更熱交換原理に基pzで作動する冷却及び加熱装置、 特に連続的な熱で駆動され、空気で冷却され、多重効果発生器サイクルの、吸収 システムに関するものである。
更に、本発明は、非揮発性の吸収剤と該吸収剤に良く溶解し得る高揮発性の冷媒 とを含む吸収冷却溶剤対と共に使用されるべく構成されたシステムに関するもの である。開示された冷媒対は冷媒としてアンモニヤが又吸収剤としてチオシアン 酸ナトリウムが示されている。
−発二明の背腹 商業的に使用されている吸収冷却装置の主なる二つのタイプとして、(1)冷媒 としてアンモニヤを吸収剤として水を使用する空冷システム、及び(2)冷媒と 、して水を吸収剤として臭化リチウムを使用する水冷システムとがある。
これらは商業的に使用される主なるタイプであり且つこのタイプ及び他のタイプ に関する多くの特許があるけれども、これらの一般原理からの各種の変形例は特 許になっており且つ下記はかかる特許即ちスウエンソン他(Snenson e t al )の米国特許第4055964号及びカッツゾウ(Katzo脣)の 米国特許第2350115号の典型例である。
他の吸収剤、冷媒対を用いた空冷吸収冷却システムを発表している人達がいる。
次の特許即ちロジャイ他(Rojay et al )の米国特許第44335 54号及びヘアリン) (Rearint )の米国特許第3483710号は これらのシステムに関するものである。
この他更に吸収剤として他の塩又は臭化リチウムと組合せられた他の塩を使用す る水冷冷凍システムが特許になっている。次の特許即ちモダール他CMryda hl et aりの米国特許第3609086号及びマノクリス他(Macri ss et al )の米国特許第3541013号はこれらの例である。
二重効果発生器を使用する水冷冷凍回路も又商業的に使用されていて、次の特許 即ちロウニス他(Loweth etal)の米国特許第495420号7ババ バヌ他(Papapanu et al)の米国特許第3389573号、斎胚 他の米国特許第4183228号及びセレウ(Sellew)の米国特許第21 82453号に見られるように特許になっている。
吸収冷凍及び/又は加熱システムにおいて、時折脱離器と呼ばれる発生器は、シ ステムの非−常に重要な部分をなし且つ全体の効率に大いに寄与するものである 。これらの装置の構造には多くの注意が払われており、且つ次の特許即ちフイリ ツプス(Phillips)の米国特許第3323323号、レオナード(Le onard )の米国特許第3608331号、フィリップスの米国特許第41 27993号及びウィルキンソン(Wilkinson )の米国特許第442 4688号には各種のvi置が示されている。
これらの現存の空冷吸収冷凍回路は、各種の吸収剤/冷媒対を使用して0.50 程度の実行冷却係数を示している。これらのシステムは又1.3に達する実行係 数を有するし一トポンプのみを加熱するものとして示されて来た。
ここで用いられているように、実行係数即ちCOPは、当業者により良く理解さ れているBTU/単位時間でシステムに供給されるエネルギーを越えたBTU/ 単位時間での負荷において運ばれるエネルギーとして定義される。
空冷冷凍回路は、水及びエチレングリコール等の不凍溶液から典型的に構成され る中間熱移動溶液の流れを切換えることにより空調室(負@)に対して加熱又は 冷却の何れかを行うことを逆転させ得るものとしても示されている。
高効率化を達成するために二重効果発生器サイクルを用いた液冷吸収冷凍回路は 商業的に利用可能である。しかしながら、これらのシステムは、冷媒が32°F (0℃)で凍り、従ってほぼ40”F(4,4℃)以下の周囲温度のもとでは空 間加熱システムとして使用することができないので、空調空間(加熱f1.荷) の加熱に用いるのに適当ではない。
吸収冷凍及びヒートポンプシステムは、その基本作動特性が良く知られており、 後で本発明について説明されるであろう定義及び背景を確立すること以外に更に 説明することは殆ど無い。
典型的システムにおいて、冷媒である水又は他の位相変更物質は、吸収剤(代表 的には臭化リチウム又は他の塩)に溶解し、これらはたびたび「溶液対」と呼ば れる。
冷媒は、システムを通じて温度を変化さゼるために、吸収剤の溶液の中又は外に 吸収又は離脱(追放)され、吸収熱は加熱及び冷凍効果を生み出すために添加又 は抽出される。
溶液対は被加熱状態にある発生器に入り、適用された熱は冷媒水を凝縮器へ搬送 される蒸気の形に離脱(追放)する、そこで、外周囲からの冷却作用により冷媒 蒸気は液体に凝縮し、該液体は膨張弁を介して熱を得るための蒸発器へ搬送され る。冷凍システムの作動において、蒸発器で得られた熱は冷却負荷からのもので ある。
低圧蒸気は、その後、周囲からの冷却作用により吸収剤溶液が冷媒蒸気の吸収を 可能にするところの吸収器へと移動する。溶液はそれからポンプによって復熱器 に送られる。復熱器は、そこで発生器から吸収器へと流れる吸収剤/冷媒溶液か らの熱が吸収器から発生器へと流れる帰還溶液対を加熱するようになっている逆 流式熱交換器である。加熱サイクルにおいて、吸収器及び/又は凝検器にて適用 される冷却は、加熱負荷に対する熱伝達による。
ここでの便宜及び術語の問題として、同じ圧力で作動する吸収システムのどの部 分もチャンバーと呼ばれる・通常の吸収冷凍/加熱システムは、先行技術におい て3チヤンバーシステムのものが見られるけれども2チヤンバーシステムであっ て、限定使用されていた。ヒートポンプとして作動する時、2チヤンバーシステ ムは相当な加熱能力を発揮するが貧弱な冷却能力しか発揮しない。
冷媒としてアンモニヤ(NH3)を又吸収剤として水(HxO)を用いると、氷 点下にある周囲空気源からヒートポンプ作用が生じる。空気を霜取りを必要とし ないくらいに乾いているものとして扱う理論的算定において、典型的な2チヤン バーN1(2/H,Oヒートポンプは単なる炉として予期される以との可成りの 進歩を示すであろう。しかしながら、ヒートポンプは炉よりも高価であるので、 冷却シーズンの実行利益は加えられた費用を正当化する必要がある。換言すれば 、ヒートポンプは空調器として炉付きの空調器の分離設置コストを相殺するくら い作動しなければならない。
冷却のために、N H3/ Hz Oシステムは約0.5に等しいCOPを持っ ていると予想される。この低い実行指数は過剰な燃料(又はエネルギー)使用に よる法外な燃料(又はエネルギー)コストの原因となる。アンモニヤ/水システ ムのこの低い能力は、もし熱が高い温度のもとて吸収システムに供給されるとす れば、高い温度領域におけるアンモニヤ/水溶液の貧弱な能力特性に原因がある 。
変形列である3チヤンバーシステムは、脱離行程を実施することによりその能力 が改善されることが示唆されている。このことは、駆動熱がシステム(サイクル )に加えられる場合に実行温度の上昇を許すであろう、参照されるカルノーサイ クル効率は増大せしめられるであろうし、実際のサイクルも結果として適合する であろう。
本発明が生まれるまでは、この温度上昇は特にアンモニヤ/水システムにとって 法外に高い圧力を示すと共に、該システムをデータがたやすく利用出来ない領域 において強いて作動させることになるであろう。
加えて圧力は3チヤンバーシステムにおいてアンモニヤ/水を除外する傾向があ る。アンモニヤの置換物質とし、てハロゲン化炭化水素及び他の冷媒のような有 機物質の探索は、これらの高い温度のもとて流体の安定性によって制限される。
1ffi常の有機冷媒の安定性試験は、蒸気圧縮冷却システムにおける作動のた めに油が存在していることが必要であることを示した。これらの高い作動温度は 、作動流体の退化及び/又は構成要素の腐食を生じさせる局部的ホットスポット の時折原因となる燃焼生成物によって特に直接加熱される最も多くの共通冷媒を 除外する。
ウィルキンソン(Wilkinson )の米国特許第4441332号は、冷 却及び/又はヒートポンプに総合能力を与える4チヤンバー吸収冷却システムの 一例である。この先行技術特許は、−溶液対の低温度領域における冷却能力が高 いという利点と総合システムが加熱モードにおいてヒートポンプ状態にある時の 他の溶液対の高温度領域における加熱のための能力が高いという利点とを利用す るために、機械的に総合システムとして統合されている二つの化学的に分離され た2チヤンバーシステムを採用している。
ここに述べられている発明は、高温度のもとで装置及びシステムにおいて取扱わ れた時差外れた流体安定性を有する有機物質をその特性を利用すべく用いたー溶 液対を持つ統合3システムである。本発明のシステム及び構成要素の一部として 作用する典型的な好ましい溶液対は、冷媒としてアンモニヤであり且つ吸収剤と してチオシアン酸ナトリウムである。
その他、例えば1972年11月スヮートメン他(Swartmen et a りによるエイ・ニス・エム・イー(ASMB)刊行物「アンモニヤーチオシアン 酸ナトリウムを用いたソーラー冷却システムの性能(Performance  ofa 5olar Refrigeration System Usiri g Ammonta−3odiumThiocyanaLe ) 、スワートメ ンによるもので1975年国際ソーラーエネルギー会議及び博覧会(the 1 9751nter−national 5olar Energy Congr ess and Exposition)において1975年7月28日から8 月1日にかけて紹介された「組み合わされたソーラー加熱/冷却システム(a  Co1m1>1ned 5olar Ileating / Cooling  System )という標題の刊行物及びマクリス他(Macriss et  al )の米国特許第3458445号によって、この溶液対に対する考察がな されている。
本発明の熱駆動、空気冷却、二重効果発生器サイクル吸収冷却システムは、存在 する先行技術の限界を越えている。本発明の空気冷却システムは、冷却水の必要 性及び加熱作動中の溶媒の凍結を避ける溶媒としてのアンモニヤの使用を排除す る。二重効果発生器システムは、吸収冷凍回路における内部熱回収を通じて高い 効率を可能にする。吸収剤としてのチオシアン酸ナトリウムの使用は、冷媒流の 浄化のための分析器及び精留器の必要性を排除する。加熱/冷却切替え及び霜取 りを行うための内部冷媒流の反転は、加熱作動から冷却作動に切替えるための中 間水/不凍熱伝達ループの必要性を排除する。
lユニM困 その温度/物理的特性がチオシアン酸ナトリウム/アンモニヤ吸収剤/溶媒対の 使用によって強められる二重効果発生器吸収サイクルと、発生器と管中に管が存 在するという概念を含む多層コイル構造の熱交換器とを有する逆流サイクル空気 冷却二重効果冷凍サイクルの配列と、溶液ポンプの要求動力に寄与するエネルギ ー回収モータと外気温度が低い時熱交換器に対する冷媒の霜取り方法としてシス テムからまだ熱が発生している間冷媒を通じて熱交換器に暖い冷媒蒸気を供給す るための冷媒逆流弁の位置決め手段との結合体との組み合わせ。
本発明は、二重効果システムとして発生器部署に導入されたプロセスと一緒に、 高揮発性で化学的且つ温度的に安定な冷媒(アンモニヤ)が吸収剤(チオシアン 酸ナトリウム)に吸収され又はそれから脱離される吸収冷凍及び/又は加熱行程 を含んでいる。
更に概略的には、本発明は、冷却又は加熱負荷と接続された吸収冷凍及び/又は 加熱システムと、ヒートシンク又は熱源と、負荷に対して選択的に熱を供給した り又は除去したりするための好ましくは周囲空気とを含むものであって、 fa+ 非揮発性の吸収剤と該吸収剤に溶解し得る高揮発性の冷媒を含む吸収剤 溶液対を加熱し、該対から溶媒の一部を脱離せしめるようになっていて、前記対 から溶媒を脱離するための十分な燃焼熱を受け得るように構成された第一容器と 、溶媒を受容し且つ溶液対から更に溶媒を脱離するために該溶液対と一緒の溶媒 から熱交換を行うための前記第一容器と接続された少なくとも一個の付加容器と を含んでいる多重効果発生器手段と、(bl 第−及び第二効果発生器と第二熱 交換手段との間に接続された第一熱交換手段であって、第一熱交換手段はそれに 近接した包囲空気と内部流体との間の熱交換を行うように構成され、第二熱交換 手段は負荷と内部流体との間の熱交換を行うように構成され、各熱交換手段は選 択的に第−及び第二発生器に接続され得るようになっている手段と、 IC) 第−及び第二効果発生器手段と第一熱交換手段と第二熱交換手段と選択 的に接続された弁手段であって、(1) 包囲空気との熱9換によって冷媒を冷 却するために冷媒を第一熱交換手段を介して第−及び第二効果発生器手段から導 くと共に、第二熱交換器内での冷媒の膨張による冷媒と負荷との間の熱交t々に よって負荷を冷却するために冷媒を第一熱交換1段から第二熱交換手段に導くこ とによって負荷を冷却し、 (11) 冷媒から負荷への熱交換によって負荷を加熱するためW冷媒を第二熱 交換器を介して第−及び第二効果発生器手段から導くと共に、包囲空気との熱交 換によって冷媒を加熱するために冷媒を第二熱交換手段から第一熱交換手段に導 くことによって負荷を加熱する弁手段と、 +d+ 第二熱交換手段が(cl (i )によって負荷を冷却している時は第 二熱交換手段と、又は第二熱交換手段が(C)(11)によって負荷を加熱して いる時は第一熱交換手段と弁手段を介して選択的に接続され得る吸収手段と、+ a+ 溶液を高圧下の第一発生器手段に移動せしめるために吸収器手段と第一発 生器手段との間に接続されたポンプ手段と を含んでいる。
本発明の一つの目的は、組み合わせとして、弁及び/制御手段によって種々の構 成要素の用途を交換することにより加熱モード又は冷却モードのどちらかで作動 せしめられる吸収冷凍及び/又は加熱システムを提供することである。本発明の もう一つの目的は、二重効果システムにおいて特殊な溶液対である冷媒としての アンモニヤ及び吸収剤としてのチオシアン酸ナトリウムを用いるそのようなシス テムを作動せしめることである。
本発明の更なる目的は、溶液ポンプを強くし且つ外部要求動力を減少させるため に作動溶液を駆動ユニットを1ffi過させることによって吸収冷凍及び/又は 加熱システムの効率を増大させることである。本発明の更に他の目的は、吸収冷 凍及び/又は加熱システムを作動させることである0本発明の更なる目的は、霜 取りサイクル中、システムにおける空間加熱容量の主要部分を維持することであ る0本発明の更なる目的は、加熱及び冷却モードにおいては吸収剤からの高温作 動流体を、加熱モードにおいては内部熱水の予備加熱のために第二熱交換器の高 温作動流体を用いることである0本発明の更なる目的は、必要な冷却空間はある が加熱空間が無い時に内部水を予備加熱するためにポンプを用いることである。
本発明の更なる目的は、冷却COPが0.8.より大であり且つ加熱COPが1 .5より大である空気冷却吸収し−トボンブを提供することである。
本発明の前述された利点及び他の利点は、本発明の好適実施例が詳細に記述され 且つ添付図面に描かれている下記の開示から明らかになるであろう。変形例及び 構造的特徴並びに部品配置が、包含される特許請求の範囲に記述された発明の範 囲を逸脱したり又は利点を犠牲にすることなく、当業者に明らかにされるように 熟考さている。
図面の簡単な説吸 第1図は典型的な二重効果吸収冷凍サイクルシステムの一覧図である。
第2図は冷却モードにある本発明の二重効果吸収システムの一覧図である。
第3図は加熱モードにある本発明の二重効果吸収システムの一覧図である。
第4図は本発明の発生器/復熱器装置の縦断面図である。
第5図は第4図5−5線に沿う水平断面図である。
第6図は本発明の吸収サイクルの概略図である。
第7図は冷媒としてアンモニヤを又吸収剤としてチオシアン酸ナトリウムを用い た本発明の二重効果吸収サイクルの溶液濃度に対する熱の関係を示す線図である 。
第8図は本発明の溶液ポンプ及びエネルギー回収モータ装置の一部破断斜視図で ある。
第9図は冷却及び/又は加熱負荷を有する建物に近接して設置されるよう構成さ れ得る本発明のg T!及びシステムの一実施例の概略縦断面図である。
第10図は本発明の添加物質がある場合と無い場合との本発明の溶液対の腐食に 対する露出時間の比を示すグ木発明の記述において、ここに用いられる用語の意 味が明瞭に理解されていることが重要である。さもないと、全体システムの複雑 さ及び機械、化学、電気技術の様々な分野からの構成要素の使用により、いくつ かのゲースにおいて用語が2昆乱してしまうはずである。
従って、溶液対の話題が)容器か吸収器において冷媒を拾い、発生器に向って進 行状態にあり、そしてシステムの発生器内にて脱離され且つ部分的に冷媒が放た れた溶液よりも吸収剤に刻する比率が高い冷媒を運ぶことに関係する時、ここで は「強い溶液」という用語が使用される。これに対して、冷媒が追放された溶液 は、溶液中の吸収剤に対する比率が低い冷媒を保持する「弱い」又はより弱い溶 液である。
本発明の3チヤンバーシステムにおい°i=、r中<らいの]強度の溶液が発生 器手段の間で採用される。この溶液は、定義によれば、強いl容器よりも弱く且 つ弱い溶液よりも強い78aである。1発生器1及び「吸収器1という用語は同 意語である。「熱交(り器−1という用語は、熱がそれを介して暖かい方から冷 たい方へと導かれる昔通の不通過壁だHによって互いに分離された状態で流体が 接近して通過するW Effと定義される。通常、それは熱が熱い流体から冷た い流体へ移動することと理解される。
ここで使用される場合1、[熱交換器」という用語は、システムの内と夕)即ち 周囲の屋外空気のような外部流体又は地下水又は空調室内生活空間環境空気の熱 を交換する装置と定義される。システJ、内で熱を交換する装置は「復熱器」と 称される。
第1図において、参照すべき点として、二重効果吸収冷凍システムは、容器とし て概略的6ご描かれた第一効果発生器手段3〇七第=効果発生器手段31とを備 えている。発生器手段はシステム内にて気相状態の冷媒32と強い液相溶液35 又は吸収剤を伴う冷媒の中間溶液3Gを収容している。ガスの炎のような外部熱 源から容器30に適用された熱は、容器30における第一圧力下にて強い容器3 5の温度を蒸発意思ノーに上昇・せしめ且つ気化の潜熱を供給する。冷媒蒸気3 2は溶液35から脱離し且つ接続導管29を介して第二効果発生器手段31内の 熱転送手段37へ放出される。
弱い中間溶液36は発生器手段30内に残っていて、そこから熱交換関係に基づ きなから復熱器38を介して搬送され、該復熱器では接続管39を介して発生器 手段30に搬送される強い容器35に熱が転送される。復熱器38から、中間溶 液36は、圧力が第二中間圧力まで減少−u゛シめられる絞り弁41を介して接 続管40の手段により搬送され、接続管45の手段によって第二発生器手段31 の容器の中へ4かれる。
容器31内において、適用された熱は熱転送手段37によって中間溶液36に転 送される。これは更に中間温7夜36の温度を上昇せしめると共に、第二効果発 生器手段31内に冷媒及び吸収剤の弱い容器を残しつつ更に気化状態の冷媒46 を放つのに十分な熱を加える。
二重効果発生器システムは先行技術の中に最も一般的に開示されているけれども 、連続する付加発生器も示されており、このような「多重」効果システムは含ま れる概念の拡張として考えられ得る。
典型的な多重効果吸収冷凍システムにおいて、更なる外部熱は第二即ち後続の発 生器に供給される必要は無い。
利益的効果は、第一効果発生器30からの冷媒蒸気32との熱交換により中間溶 液を更に加熱することにより得られる。しかしながら、第1図において矢印によ って仮想的に描かれた外部熱が容器31に加えられ得る。又、外部熱は復熱器3 8及び67に適用され得る。
第一(高圧)チャンバーの圧力下において部分的に凝縮された冷媒32は、熱転 送手段37から接続管48及び膨張弁49を介して第1図において閉鎖圧力容器 として略示された凝縮器55内へ搬送され、該凝縮器では熱が周囲の屋外空気又 は冷却塔からの水でも良い冷却周囲媒体に転送される。発生器手段31において 放出された冷媒蒸気46は接続管56を介し2て凝縮器55へ搬送される6凝縮 液57は接続管59によって復熱器5日へ搬送され、それから接続管60によっ て膨張弁61へ搬送される。膨張弁61から冷媒は蒸発器62の第三低圧環境の 中へ噴霧され、該蒸発器62では蒸発器62と接触する外部流体媒体から抜き取 られた熱によって冷媒が蒸気状態に戻る。低圧冷媒蒸気63は、蒸発器62へ移 動する凝縮液57から熱が償われる復熱器58を介して搬送される。復熱器58 から低圧蒸気状態の冷媒63は、弱い溶液47が集められた吸収器65へ接続管 64を介して搬送される。
第二効果発生器31における更なる冷媒蒸気の放出の後、弱い溶液47は接続管 66によって復熱器67及び接続管6日を介して絞り弁69へ搬送される。復熱 器67において、熱は第一効果発生器30へ搬送される強いI′a液35へ転送 される。
吸収器65において、冷媒蒸気63は弱い溶液47に吸収されて強い1・3液3 5を生成する。この行程において、熱は周囲媒体又は吸収器と接触する作動流体 に対しこ分離されるや ン容ン夜ポンプ70は強い)3液を接続管71.72.73゜39及び復熱器6 7.38を介し、て第一効果発生2S30へ搬送する。
第1図に示された二重効果吸収システムは、第二効果発生器31が第一発生器手 段30の高圧と蒸発器62及び吸収器65の低圧との間の中間圧力下で作動する ので、3チヤンバーシステムである。
この説明の発明の背景の部分に記載されているように、長年多様な提案が、単一 の冷媒対を用いる3チヤンバーシステムを採用するために行われてきた。本発明 に先立ち、満足し得る溶液苓得るのに障害となる多くの問題がある。これまでに 十分に解決されていない一つの問題は、冷媒が二重効果システムにおいて適当な 圧力下で駆動され得るような高温度のもとで作用し得る適当な溶液対の決定であ る。アンモニヤは冷媒として最も見込みが残っていたが、アンモニヤは法外に複 雑な装置なしでは二重効果システムの発生器から冷媒及び吸収剤蒸気を十分に分 離することが困難なので、アンモニヤの水への吸収性は興味のないものであると 確認された。
本発明においては、冷媒としてのアンモニヤ及び吸収剤としてのチオシアン酸ナ トリウムは、二重効果システムにおいて適当な溶液対であると理解されている。
、てれは、後i4(され?、未発明の他の特徴、50社1み合せにおいて、特に XI実である。例えば、組、71合わされた冷凍及び/又はijD外パ・スー、 =ノーは、′P気気調整/′空間調整に使用する状態に43いて生活圏の外部に 配置され得る。
冷」1□−功[Lμな一凍−q丁αし取−力−p−切−填−1(−が−t111 市−添−7;1−乗−効−來−介−(L−器−−!す1;−櫂り二M−一ゴー? −]−jで一空間加熱及び空間冷却の両方を供給すべく設計された吸収ヒート、 1ξ゛2″ブは、吸収冷却の作用を逆に行わせることなしに加熱及び冷却子−ド 間で反転せしめられることが可能でな[、すれ+fならない。本発明において、 この反転はピー1ポンプ中の冷媒ラインにお1」る切替弁の使用により成し遂げ られても良い。切替弁の配置及び作用は第2図及び第3図に示されており、両図 は冷却及び加熱モードの弁作用を夫々示している。切替えは一個の六方弁によっ て成し遂げられても良い。
冷媒の切替えは、周囲への直接の冷媒熱の転送を可能にする。この処理方法は、 冷媒及び熱源又はヒートシンク間の高い温度差により高い熱転送効率を生み出す と共に、中間熱転送ループの除去によりヒートポンプの重量及びコストを減少さ せる。この冷媒切替えの概念は、あるモードから他のモードに切替えた時ヒート ポンプの効果的作動容積におけるどのような変化も避けるものである。
第2図において、第1図に記載されたシステムに類似した方法で、第一発生器手 段80はガスの炎のような熱1fi84からの熱の適用によって強い溶液83か ら冷媒蒸気82を脱離させる。中くらいの強さの溶液85は容器内に残り、第一 復熱器手段86へ搬送され、絞り弁87を介して第二発生器手段81へ搬送され る。冷媒蒸気82からの熱は熱導入手段88を介して容器81内の溶液85によ って熱交換され、付加蒸気82が容器81内に弱い)3液89を残しつつ中くら いの強さの?3液85から脱離される。
付加熱は、脱離行程を更に強めるために、同じ熱源84又は第二熱源90から供 給されても良い。
第一図のシステムのために記述された方法において、弱い溶液89は第二復熱器 手段95及び絞り弁96を介して吸収器手段97へ移動する。弱い溶液89は蒸 気状態の冷媒82を吸収して強い溶液83となり、該溶液83は溶液ポンプ98 によって復熱器95及び86を介して第一発生器手段80へ戻される。
冷却モードにおける作動中、冷媒蒸気82は第一効果発生器手段80から第一二 方弁手段101及び等エンタルピー膨張弁102を介して第二効果発生器手段8 1を通過した後、第一熱交換手段100へ搬送される。冷媒涼気は第二効果発生 器81から第二二方弁手段99及び第三二方弁手段103を介して第一熱交換器 手段100へ搬送されもする。a検器としての作動中、第一熱交換器100はよ り低温の外気のよ・)な周囲条件によって冷却される。冷却は地面又は冷却塔か らもたらされる地下水によって行われても良い。M 縮された液状冷媒105は 、第一熱交換器100から第四二方弁106.第三復熱器107、第四及び第六 二方弁108及び109及び等エンタルピー膨張弁110を介して第二熱交換器 手段115へ搬送される。膨張弁1.10を介し−C圧力は減少すると共に、冷 媒116は冷却a荷から熱を得ることによって第二熱交換器115内にて気化せ (2められる。低圧下の冷媒蒸気は、熱交換器115から第七及び第八二方弁1 17及び118を介し7復熱器107を通過して吸収器97に搬送される。
アキュムレーター205は過剰な冷媒の収集のために弁118と復熱器107と の間に設けられ′ζいる。過剰な冷媒は、異なる作動状態特“に作動の冷却、加 熱及び霜取りモード間の差異によって第−及び第:二熱交換器1゜O及び115 に収容される冷媒の嘘が変化する結果として生じるかも知れない。
このことは、システムが小量の冷媒が蒸気として又は大量の冷媒が液体として貯 えられることによって作動するどのようなモードでも、システムが最適の溶液濃 度で作動することを可能にする。このことは、様々な作動温度及び圧力下で効果 的に吸収及び脱離するために、システムの無能さによる効率の損失を防止する。
アキュムレーターが冷却モードから加熱モードへ又その逆も同様に変えることを 可能にする冷媒切替えという概念の組み合わされて設けられていることは本発明 の重要な特徴である。通常、作動システムの状態は変化せずに設計又は制御され た媒介変数の中に十分残るのでアキュムレーターは吸収冷凍システムの中には設 けられない。
第3図に関し、加熱モードにおいて、装置は、二方弁99.101,103,1 06,108,109,117及び118が他方へ切替えられていること以外は 、第2図と実質的に同じ状態のままである。装置が変化しないので、種々の構成 要素を示す符号も同一である。
高圧下の液状冷媒82は、弁101において逆流せしめられ、弁109及び膨張 弁110を介して第二熱交換器115 (これはシステムにおいて凝縮器として 作用している。)に接続されている。低圧力下において第二発生器81から付加 される蒸気状態の冷媒82は、弁99及び117を介して逆流セしめられ、第二 熱交換、器115へ搬送されて液状冷媒105に凝縮せしめられて第一発生器8 0からの冷媒と合流せしめられる。液状冷媒105は反転した弁108を介して 搬送され、復熱器lO7及び弁106を介して等エンタルピー膨張弁120及び 弁103へ搬送される。膨張弁120を出発した後、冷媒105は第一熱交換器 100(これはシステムにおいて蒸発器として作用している)に入る。圧力減少 下で液体は外部空気からの熱を吸収することにより気化し、蒸気として弁108 及び復熱器107を介して吸収器97へ搬送されてぞこで弱い溶液89に吸収さ れ、そしてポンプ98により第一発生器手段へ戻される。
第3図で示された加熱モードにおいて、凝縮行程において直接的に冷媒を凝縮す ることにより、第二熱交換器1 ]、 5において負荷に熱が転送される。加え て、吸収器97における冷媒蒸気の吸収は熱を発生する副行程であり、本発明の 行程において負荷への転送の実質的部分は吸収器から運び出される。
本発明の住宅用空羽の実施例において、空間調整負荷は導管78内を流れる不凍 作動溶液という手段によって熱交換器115へ又はその熱交換器から転送され、 該不凍作動溶液は、加熱及び冷却モードの両方において住宅(図示されていない )の空気転送ダクト内の通常の熱交換器から第二熱交換器115x搬送されると 共に加熱モードにおいては吸収器へも搬送される。冷媒又は吸収剤のいrれの毒 性にも付随する問題は、調整空間及び/又は住宅構造により回避される。
作動溶液の成分は、アルコール及び水、又はグリコールおよび水又は他の不凍流 体でも良い。
第3図に示されているように、付加導管79は、吸収器97を介して熱転送関係 にある作動流体の搬送のために他の導管を備えている。導管79は熱転送のため に負荷と接続されており、熱交換器115から作動流体を搬送する導管78から の作動流体の流れと接続されても良い、典型的には、弁76が導管79内の作動 流体の流れを調節しても良く、この手段によって吸収器97からの熱交換が制御 されるようにしても良い。
加熱モードにおいては、第一の熱交換器100は装置において蒸発器として作動 するように反転されているので、熱は周囲を取巻く熱源からのヒートポンプ作用 により吸収器へ付加される。導管79を介しての蒸発器97での熱の転送による かかる熱の使用は、居住空間における他の家庭使用のための重要な回収熱源を提 供するのと同様、ユニットの効率に対し大きなプラスとなる。例えば、導管78 及び79内を搬送される作動流体は、冬季には空調の熱的負荷に対し結合し搬送 され得る。夏季には蒸発器97からの暖かい作動流体は、居住空間の負荷作用領 域で用いられる家庭用温水子鹿熱器を介して搬送され得る。適当な弁による切l A装置によって、蒸発器97及び第二の熱交換器115からの熱エネルギーの種 々の組合わせによる使用が適用され得る。
次の表Aは、居住空間での種々の使用に向けられる作動流体源を示す。空間冷却 負荷と空間加熱負荷とが同時に満足されている限り、その下で水の加熱の可能性 があり得る多くの状況に留意することは極めて重要である。
水加熱用の流れを伴わない導管を介しての流れに熱を付与するために導管79を 介しての流れが構成され得るという付加的な融通性がある。
表へ 冷 却 97 115 − 冷 却 115 − 加 熱 97+115 − − 加 熱 97 115 加 熱 115 97 加 熱 97+115 − 97+11加 熱 97+115 且l工土土L± 本発明の一実施例は、冷媒切替え装置によって構成される特徴的な霜取り方法も しくはサイクルである。
更に第3図において、システムが加熱モードで作動している場合、第一の熱交換 器100は外側周囲を取巻く空気環境から熱を吸収する蒸発器として作用する。
ある状態下では、蒸発器100の外表面は周囲の環境の湿気から霜を氷結せしめ る。蒸発器上の霜のM積はその熱交換効率を減少せしめ、さらにヒートポンプ作 用を妨害し、又システム全体の効率を減少せしめる。
かかる問題を解決するために従来種々の解決策が提案され又試みられたが、何れ も完全に成功もしくは効果を奏するには至らなかった。しかしながら、本発明シ ステムの作動では、霜取りサイクル行程で二方弁99,101.103,117 ,109.106.108及び一時的には118のすべてを切替えることによっ て霜取りが行われる。
熱交換器100を通過する空気流は、ファン170を閉鎖及び/又はシャッタ7 5を閉鎖することによって遮断せしめられる(第9図参照)、熱交換器100内 を流れる温冷媒蒸気82は凝縮され、この冷媒の凝縮によって排出された潜熱は 霜を溶解せしめる。
第二の熱交換器115内を流れる作動溶液78(居住空間の調整負荷へ及びそこ から熱を転送せしめる)は、霜取りサイクル中、該作動溶液を導管79を介して 吸収器97を通ってのみ流させる弁119によって遮断され2、熱は低効率で吸 収器から離れ、さらに居住空間の環境へ搬送される。
本発明の特徴として、熱は霜取りサイクル中導管79を介して吸収器から負荷側 へ流れ続けるや冷却(加熱)空気ヒートポンプの霜の問題を解決するために設け られた従来のシステムにおいては、ヒートポンプを完全に停止させ霜取り中熱を 供給するための電気抵抗加熱(付加的な最低のcopを以って)を使用し、もし くは加熱ガスによる霜取りを用いるのが実情であり、これは空間状態a荷が冷却 され、抵抗コイルで熱を供給することによってこの冷却効果を相殺させる。これ とは反対に、本発明は霜取り中ヒートポンプからの熱の流れを持続させ、霜取り 作用中有用な熱が過度に要求される前に、多くの場合、霜取りは完全になされ得 る。
霜取りサイクルの終りでは、全ての冷媒逆流弁は正規の加熱モード位置に復帰し 、熱交換器100を通過した空気流は復元され、さらに熱交換器115を介して の作動溶液の流れもまた復元される。
従来の制御装置は形成された霜に基因する効率の損失を検知するために設けられ 、霜取りサイクルは自動的に作動せしめられる。
この霜取りサイクルの特徴は、霜取りサイクル中ヒートポンプが調節された空間 へ熱を供給し続は得ることである。蒸気加圧サイクルはこれをなし得す、もし該 シイクルが加熱ガスによる霜取りを用いるならば実際調節された空間を冷却する ことになる。霜取り中放出される熱は、本発明において同じ状態で霜取りしてい ないときに放出される熱の50%以上になるであろう。
第2同に図示された二重効果吸収冷凍サイクルの空間加熱能力は、周囲環境温度 47”F(8,3℃)の設定状態ではほぼ68000 btu/hrであり、低 い戸外温度状態では36000 htu/hrの最小空間加熱能力である。
この空間加熱は必要により作動溶液回路へ付加的な熱を加えることによって増大 され得る。これは、第二の熱交換器の下の及び/又は周囲の離間したガスバーナ 、ガス燃料水加熱器において、もしくは第二の熱回収装置の下流の発生器/熱回 収装置サブシステムにおいて付加的な作動溶液加2JV器を取付けることにより なされ得る。
本明細書の発明の背景の欄で既に述べられたように、他のものは、単一効果吸収 システムにおける冷媒としてのアンモニヤ(Nnt)及び吸収剤としてのチオシ アン酸ナトリウム(NaSCN)の対の溶液で作動するが、本出願人はこの溶液 対を利用した二重効果及び反転可能な加熱及び冷却システムを考案した。このシ ステムの利点は、吸収冷凍回路における内部熱回収及び機械的エネルギー回収を 介して高い効率が許容されることである。
卯ち、吸収剤としてのチオシアン酸ナトリウムの使用は冷媒流を浄化するための 分解器及び精留器の必要性を解消するのである。このアンモニヤ/チオシアン酸 ナトリウム対の冷媒は本発明のシステムへ独特に適合される。
第6図において、冷凍シイクルにおける作動のために冷媒及び溶液について作動 線図が示されている(各値はほぼ記述されている。)この作動条件では、はぼ1 .0の冷凍回路実行係数となることが期待されるであろう。
約350’ F (177℃)の温度において、強い溶液83が約1200ps iaの圧力で第一の発生!S80に入り、ここで外部熱源84によって約37O ’ F (188℃)の温度まで加熱され、冷媒は約270psiaの圧力にあ る第二の発生器81において中ぐらいの強さの溶液85との熱交換関係へと吸収 及び搬送せしめられる。
溶液85は、約33000 bt、u/hrの率で熱源からの直接的な熱の受容 器であった第一の発生器を約370゜F(188℃)の温度状態にしておき復熱 器86を通過し、ここで強い溶液へ約56000btu/hrの率で熱を交喚廿 しめ、さらに温度220’ F (104℃)、圧力1200psiaの状態で 流出する。、復熱器86を流出すると中ぐらいの強さの溶液の温度は220’  F (104℃)であり、それは実質上弁87を介して絞られ、さらに温度22 0°F(104℃)、圧力270psiaの状態で第二の発生器81に到達する 。
第二の発生器において、高圧蒸気は弁102へ入いる前に凝縮され且つ240’  F (116℃)まで冷却され、ここで飽和蒸気及び混合液体へと展開される 。流体ガスから第二の発生器への付加的な約6000btu/hrを伴ってかか る凝縮において作用されたほぼ17000btu/hrは第二の発生器で吸収さ れるべき付加的な冷媒を生じさせ、弁102からの冷媒と混合された場合、15 0゜F(66℃) 、265psia(7)状Li テAt &1器ヘト進む。
復熱器を流出し7て後膨張弁110へ入いる前に約85゜F(29℃)まで低下 せしめられ、さらにその圧力が蒸発器において約76psiaまで減少される限 り約42° F(5,6℃)まで低下せしめられる。蒸発器115は36000 btu/hrを吸収する。即ち、約50° F(10℃)の温度で復熱器107 へ入り、約70psiaの低システム圧力で作動している吸収器97へと温度1 10″F(43°C)の状態で流出する冷媒を蒸発せしめる。
弱い溶液は圧力270psia、 ’431度240° F(115℃)の状態 で第二の発生器81から流出し、復熱器95を通過し、さらに復熱器86への途 中にある強い溶液82へ39000 btu/hrを伝達せしめる。
第7図において、アンモニヤ/チオシアン酸ナトリウム溶液のエンタルピー線図 が用いられ、溶液凝縮に成分交換による成分及び冷凍回路のエンタルピーを示し ている。
冷却モードにおいて、約45パーセントアンモニヤ冷媒73度の強い溶’a、  83は第一の発生器80へ押出され、そこで、該冷媒は、第二の発生器81の入 口へ搬送される約350 btu/ lbのエンタルピーの蒸気冷媒アンモニヤ を排出する外部熱源84によって加熱せしめられる。
このときの熱容量は、ポンプ98から第一の発生器80へと搬送される強い溶液 83と熱交換する復熱器へと流入する溶液85と同様にその最高点に達している 。
さらにアンモニヤ蒸気が約310btu/lbのエンタルピーで排出されるので 第二の発生器81−・入いるところで熱が付加される。
付加された更なる熱は、元来冷媒82から交換された熱によるが、排出ガスもし くは他の熱源90からの付加的な熱が加えられてもよい。
熱は、装置において凝縮器とし2て作動している第一もしくは第二の熱交換器1 00又は115において抽出される。その後、4度は、吸収器97において、約 39パーセントの最低レベルから45パーセントの強い溶液濃度まで増大せしめ られて、溶液ポンプ98の入口へ搬送される。
他の研究によれば、他の吸収剤/冷媒対を用いた空冷吸収冷凍装置が明らかにさ れている。
現存の空冷吸収冷凍回路は、種々の吸収剤及び冷媒対を用いた0、 5の高さの 冷却実行係数を示している。これらのシステムはまle 1.3に達する実行係 数で加熱ポンプのみを加熱するように示されている。
本発明は、凝縮器及び蒸気熱交換器100,115の機能を反転させることによ る切替i可能なシステムにおいてアンモニヤと吸収剤を用いた二重効果システム を独特な形で組合せている。チオシアン酸ナトリウムは特別に選定された吸収剤 である。
このシステムは、バーナ効率0゜85のN Hs及びNa5CN冷媒対を用いた 立証された冷却効率0.85を有する空冷吸収冷媒システムである。二重効果発 生サイクルを使用して高い効率が得られる。
−座二代」甲」ヒ剤とし一1±−±」乙7:’LフI」コしグツ、(−トリエチ レンテトラミン(TETA)を含むアンモニヤ二重及び多重効果吸収冷媒装置に おいて生ずる高温高圧は、臭化リチウムのような知られた吸収剤塩の使用で腐食 の問題を生ゼさせることが知られている。吸収冷凍システムの腐食抑止剤はある 条件下では理解され、また使用されている。これら従来の抑止剤はある特別な作 動状態では効果を奏し得た。
アンモニヤは、チオシアン酸ナトリウムと組合わされて腐食という観点から潜在 的に何らかの問題ある溶液対を生成するという反応性が知られている。
チオシアン酸ナトリウムとアンモニヤの溶液中へのTE T A (H+ s  Cb N 4 )の添加は、高温度、二重効果吸収冷凍システムにおりる腐食に 対する抑止及び制御手段を提供する。このシステムは、閉じた実質的に無気性の 系を形成する吸収剤、第−及び第二の発生器、凝縮器及び蒸発器を含む。
重量で約3.0乃至0.5パーセントの間の吋で、T E Tへ腐食抵抗体の溶 液への添加は、結果的に極めて仔益であることが判明した。
冷却モードにおける本発明の作動システムとして、約99パーセントの吸収剤及 び冷却剤と1パーセントのTETAによる吸収/冷却/抑正合成溶液は、第7図 に示される如くアンモニヤ重量39乃至45パーセントの範囲でアンモニヤを吸 収及び排出する。腐食抵抗付加物によって吸収冷凍システムの作動における極め て良好な結果がさらに助長される。対腐食抵抗性の増大は、第10に表わされた 数値によって明らかにされている。
二重効果吸収冷凍システムにおける腐食は、冷凍回路の有効的な作動を妨げる非 凝縮ガス(優位を占める水素)の放出及び腐食表面からの粒状腐食生成物の分離 に起因し、この生成物は流量制限器及び絞り弁をふさぎ、ポンプ、モータ及び弁 部材等の急速な摩損をもたらし、更に究極において閉ざされた冷凍回路を構成す る容器及び配管系の構造的強度を低下せしめ得る。
第10図は時間的腐食率を表わしているが、l/2パーセントTETAで抑止さ れたシステムの腐食率は、抑止剤なしの同じ鋼材の場合より急激に小さくなる( 又低安定レベルに達する)。
第1O図に示される結果を与えた試験は、アンモニヤ(45重量パーセント)及 びチオシアン酸ナトリウムの溶液対と接触せしめる腐食におけるAIS+926 0畑に対してなされた0曲線195は、非抑止溶液対の試験からのデータを表わ す。曲線196は、溶液対が重量で1/2パーセントの量の抑止剤としての付加 的TETAを含んでいる他は同じ条件でなされた試験結果を示す。
TETA抑止剤は、第一の効果発生器8oでの状態を擬制する第1O図に要約さ れた高圧がま試験におい”ζ冷媒で占められた仄気空間と溶液で占められた液体 空間との間の活性界面におけると同様、これら雨空間おいて存効的に作用する TETA抑止剤はまたポンプ、モータ及び弁部材等の寿命を延ばす溶液対のなめ らかさをも改善する。
次の表Bは、付加的なTETAが含まれた場合の溶液対の向上されたなめらかさ を立証するためのスリー・ボタン・ウェア(three butt、on we ar )試験の結果を示す試験結果表である。一般に知られている潤滑物質との 比較もまた示されている。
表B スリー・ボタン・ウェア試験結果 試験番号 材料ボタン 環 境 接触圧力 運転時間 ウ覧ア率(dlpsia  分 ボタン 7 440C熱搬送液 2100 30 0.72NHq /Na5CN 21 440C熱搬送液 2100600□35NHz /Na5CN 及び付加物(bl 20 440CATFtal 1100 12 7822 440CSAE 3 0(C) 1100 4 150fa) 自動搬送液 (Il+ 3パーセント トリエチレン′テトラミニ/(TPTA)の添加 fcl 自動車エンジンオイル fdl −イン、j−] ・91771インチスライディング/ボン1′ 負荷 (In、’ Wear/In、5Iidins/Pound I、oad) + x l Q T7 表Bの試験結果は、口、・フラニル硬さRc58−T30の焼入れ及び焼νされ たAIS+440C高炭素−とルチンサイトスチンL・ス綱に対して行われた。
−一1J!課−発生9器及Q−4−復−慕−淵−ルさ一1第4図&び第5図に8 9業、二重効果発生器手段の実施例が、駆動熱;てご発生しまた熱を利用す−る 関連した装置の各種構成g素をhいに関係した一つの組立体に統&する装置の中 で示され′τいる、。理解し易くする丸めに、適当な場合には、詣示数字Ijj 、第2図及び第3図に示されたシステムの構成要素に昌゛ルしたもの、J= 1 4しで、りる。
駆仙熱僚8・↓、l!嬌型的に乙上刃′スバーナ1.1、第一効果を土器手段+ 10゜復熱器T1プl’(6,第一1効果発1−器1貨81及び復熱器手段95 をA・む環状構成要素の中心軸120上に′4:、質4−同心的に配Rざl”1 . ’TIいく)。各構成要rは、環状8】イル名しくは一1fJ1.万ltび 、・・′又は複数の垂直に配設された円環体或いは蚊旋状ζ・体として構成され ている。
また各々構成要素は、隣接1.、 、i]一つ中心軸120から半径方向に多少 距離を置いて並lされている。
復熱器86.95及び第一二’j))果発生器81は内側管及び外側管から成り 、所謂チューブ・イン・チューブ構造と言われるもの了・ある。材質は従来のも のであり、管体の壁を介しての良好な2B送のために選定されている。
好適実施例おいて、第一効果発生器80は、接続管137を介して高温復熱器8 6から強い溶液が流入するヘリカルコイル管を含んでいる。pias4からの熱 及び燃焼生成物は発生器80の壁131に衝突する。燃焼生成物が発生器組立体 を介して多少とも半径方向に流れて、構成要素80,86.81及び95のコイ ルの間隙を介して流れるようにするために、バッフル132が設けられ得る。発 生器80の頂部において、中ぐらいの強さの溶液85は、放出された蒸気冷媒8 2が接続管13Bによって第二効果発生器81の内側管へ運ばれるヘッダー/容 器133へ搬送される汽同時に、中ぐらいの強さの溶液85は復熱器86のチュ ーブ・イン・チューブの熱交換コイル構造の外側管を介して運ばれる。内側管1 35は、外側管内を運ばれる中ぐらいの強さの溶液85とは反対の流れ方向に強 い?8 ’If!i、 83を運ぶ。しかしこの溶液85及び83の方向は反転 され得る。
復熱器86の端部において、内側管135は接続管137を介して第一効果発生 器80の開始・端と接続されている。
冷媒蒸気82は接続管138を介して第二効果発生器の内側管と接続されている 。第二効果発生器81の内側管139を゛ト方・へ−in過セる1′:、外側管 140内をV方へ通過ず1も中ぐらいの強さの溶、l汝a 5 +!二の反対方 向流3へ交換関係で冷媒82は通過t−る、第二効果発生2ii81の1′:端 部におい(″、凝縮、きれた魚気)〕2は接続、管144を介して三方弁101 へ運ばれ、fi” l Q 2若しくは弁ii。
における等エンタルピー膨張の後、熱交ta器100又は115へ、切換えられ る。
加熱された中ぐらいの強さの溶液85は第二効果発生器81のり1側管内を−1 ,讐−15、−\ノブ−141において付加的な冷媒82を放出するが、Sちヘ ッダーは第二復熱器95の外側管142−1弱い溶1を夜89を移動せしめる。
付加的冷媒82+、?、:ニプノ弁9弁髪91−2てtg続骨管14Gよって熱 交換器105若し2くはlOOへ接続されている。
弱い溶液は絞り弁96を介して吸収2ト・\戻される。
強い溶N83は、接続管145を介し′ζポンプ9Bがら復熱器゛〕5の内側管 143−・流入する(第2図及び第3図参照)3、弱い溶液89と強い溶液B3 の配置は逆にすることができ11例λば夕)側h= 2容液1(3を内側に溶液 89を配置しく)る。
発生器ユ、−、ソ)185は、7本発明の二重効果吸収システムに用いられる種 々の構成要素80,86.81及び95を効果的に結合(しめる。これら各構成 要素を介しての温度勾配は、−L重効床吸収!トイクルの作動において次第に夕 (方へ向って減少する6かかる温度勾配の高温側の構成要素を取り巻く一連のコ イル内の構成要素の配列及び中心部のバーナにより、熱及び燃焼生成物は自然に 程度を減少させつつ外方へ放出される。バーナは軸上に同心的に配置されて第一 効果発生器に最も近接し、該発生器はサイクル中最高温度の点であり・熱源から 最も効果的な熱の搬送を提供する。コイルの中に垂直に適当な間隔を設けること に加えて、燃焼生成物は半径方向外方へ移動せしめられて、ユニットの他の構成 要素と衝突することによって効率を増大せしめる。例えば、熱源84から熱の幾 分かは、第2図及び第3図に示される第二の直接的な熱源90の効果を生ぜしめ る第二効果発生器81へ直接的に導かれるであろう。
チューブ・イン・チ1−ブの構想は、更に、本発明のシステムで用いられたのと 同様な吸収サイクルにおいて必要である自然熱勾配を生じさせるために、ユニッ トをよりコンパクト化させる。
好適実施例が示され且つ記述されたが、他の構成が異なる作動条件に対し適応さ れ得、例えば、第二効果発イを器81と高温復熱器86が交換され得る。
かかる交換は第二効果発生器を熱源84へより接近して配置せしめることになる が、ある環境において−はその温度がより高温となり、より高い直接的な熱入力 が得られる得るので有益なものとなる9他方、高温復熱器が熱源からの低い熱入 力及び低温度で作動しているので、効率的に損失が生(しるであろう。
ある環境においては、バーナ84からの燃焼生成物の部位が復熱器95の外側管 の外表面で凝縮させられろ凝縮で−1′に台いて最外部の復熱2395を作動す ることは有用である。これは第5図の復熱器95の部位に示されたフィン手段2 00によって外側管の表面領域を増加することにより行われる。このフィンの使 用によって、燃焼ガスの凝縮の潜在的な熱は、復熱器95を通過する強い?8液 の温度をト昇ゼしめる該復熱器の外表面へ分配される。凝縮モ・−ドで作動する ための復熱器の構成は、4乃至8パーセントの本発明の行程及びシステムの全体 的効率を増大させることが期待される。発生器及び復熱器が、中心部に配設され た熱源から半径方向に増大する距離のコイルから成る構成は、凝縮モードを高め る、かかる効率の使用をこの挿システム及び行程に含めるために安価なものにす る。
川り衷」(−乙刀/−千−冬〕1〈−デーニー回、−収」−二−り−7本発明の 型式の吸収冷凍サイクルの作動では、温度1ネルギ一人力に加えるにa 4iA t的エネル1r−人力もまた必要である。a械的エネルr〜の必要性はまずシス テムの溶液対を循環せしめるi8液ポンプを作動するために要求される。第1図 、第2図及び第3図δこおいて、溶液ポンプ70及び80が示され9、これらは 強い溶液を第二及び第一の復熱器を介して第−効果光/1器へ運んでいる。第6 図及び第7図に関し記述された典型的な装置の作動において、?8?&圧力を約 1200psiaまで上昇させるのに要求される機械的エネルギーは、はぼ67 0ワツトである。従来の電気モータ及びポンプを使用してこの機械的エネルギー を得るには、はぼ11パーセントだけ冷凍サイクルのCOPを減少させるv:J 1200ワットの電気的出力の消費を要求する。
最大copを有する本発明システムの実施例において、五つの等エンタルピー絞 り弁87,96.102,120及び]、 10において有効なエネルギーは、 溶液ポンプ98への入力若しくはモータ171及び作動流体ポンプの如き他の機 械的エネルギー人力を増大させ及びこれに対し付加的であるために連結された流 体もしくは膨張モータの型式において弁を構成することによって用いられる。こ の手段によって第8図に示される如く、考慮している典型的なシステムにおいて 約1000ワツトの機械的エネルギーが可成りの程度で効率を増大させるのに供 される。流体モータにおいては、高圧溶液はモータとしてポンプ要素を動かすこ とによって圧力が下げられる。
これらは膨張モータであってよく、流入する加圧された液体は、電気モータの軸 に連結されたタービン様の回転羽根車を駆動するために膨張する。ギアモータ、 ピストンモータ若しくは渦巻モータの如き他の型式の流体モータが用いられても よい、斯して、溶液及び冷媒流は圧力を下げられるので、電気モータの要求が減 少する。
第8図において、内部が理解され得るように側部15】が破断されたハラジング 150を含む回転装置として、エネルギー回収モータ補助システムが示されてい る。補助システム149は、タービン様膨張モータ153−156を回転させる ため共通軸によって連結された電気モータの如く示された回転モータ手段152 を含んでいる。
またモータの共通軸160には三つのステージ157゜158.159を含む、 溶液ポンプ98が連結されている。
更に第2図、第3図及び第4図において、強い溶液83はポンプ98の入口へ流 入し、出口165から復熱器86.95を介して第一効果発生器80へ搬送さf l、る。
中ぐらいの強さの溶液85は入口166よりモータ153へ流入し、出口167 を介して流出する。冷媒82は入口168よりモータ154と155へ流入し、 出口169を介し°ζ流出する。弱い)3液89は入口147より流体モータ1 56へ流入し、出口148を介して流出する。
共通の駆動手段160の相U連結を介して、い(つかの流体モータ153−15 6と電気モータ152は、強い溶液の圧ツノを上げるために必要な機械的エネル ギーを供給するために結合して、第一効果発生器80の圧力でシステムを介して 強い溶液を移動せしめる。同時に、溶液及び冷媒の圧力は吸収サイクルに必要な 圧力まで下げられる。
いくつかの流体モータ153−156及び電気モータ152がシステムを作動さ せるのに必要な機械的エネルギーを供給するために結合されるときは、各ポンプ が別個に作動される場合よりも、システムは極めて程度の高い自己制御状態にな っているという利益がもたらされる。
システムの要求が増減すると、システムを制御するかかる手段も当然の原因及び 結果となる。
ヒートポンプが冷却モードで電気モータ駆動溶液ポンプと共に作動しているとき 、周囲のヒートシンクの温度が上昇すると、ヒートポンプの高圧室の圧力も増大 しなければならず、それによって溶液ポンプが作動しなければならない差圧を増 大せしめる。ポンプ内の差圧が増大すると、ポンプ流量は減少し、ヒートポンプ の対応する実行係数の減少により、ヒートポンプの冷却能力を減少せしめる一定 の温度エネルギー人力と共に、溶液から吸収される冷媒の量は減少する。ヒート ポンプが加熱モードで作動しているとき、周囲の熱源の温度は減少すると、ヒー トポンプの低圧室の圧力は減少するはずであり、又、溶、液ポンプを作動させる べき差圧も増大する。溶液ポンプ内の差圧の増大に呼応するヒートポンプは、冷 却モードにおける場合と同様である。
システムが、溶液ポンプ及び溶液モータ及び/又は冷媒モータと共通して連結さ れた電気駆勃モータにより作動されているとき、熱源又はヒートシンクと負荷と の間の温度差が増大すると、ヒートポンプの高圧室の圧力は増大し、更に溶液モ ータ及び冷媒モータが作動すべき差圧もまた増大する。これは、溶液及び冷媒モ ータからの溶液ポンプへのエネルギー人力を増大せしめ、ポンプ作動している溶 液ポンプに対する増大する差圧の影響を相殺して、溶液の流れを相対的に一定に 維持させる。
外部条件に対する吸収溶液及び冷媒の流れの率を無視するならば、このシステム の制御は、直結された回収モータのない類似のシステムより容易且つ簡単なもの となる。
エネルギー回収モータシステムの種々の構成要素間の共通な機械的結合は、本来 システムにおけるかかる手段の制御安定性を提供する。機械的結合なしでは、弁 調節や電気リレーの如き各構成要素は、配設され且っ作動されるべき他の外部制 御手段に従って夫々独自に作動する。
溶液′の流れは本質的に一定に維持されているので、溶液から冷媒を吸収するた めに必要なエネルギーはまた一定に保たれ、更に、冷媒の流れ、冷却能力及び機 械のCOPは十分に無変化状態に維持される。
第4図において、エネルギー回収システム149が用いられる場合、流体モータ 153は、第一復熱器86の外側管通路と接続管77の挿入位置にある第二効果 発生器81との間に連結される。
流体モータ156は、第二復熱器95の外側管通路と第2図及び第3図における 弁96に代わる吸収器970入り口との間に連結される。第8図の流体モータ1 53及び154は、第2図及び第3図の弁102,120及び110と夫々置き 代わっている。
−差ユL空」L還1−」1刈1 本発明の居住空間−住宅向き空気調節及び加熱の実施例についての概念が、第9 図に略示されている。物理的な装置構成要素の他の構成及び配置はまた本発明の 精神若しくは範囲を逸脱することなく考えられ得る。
第9図において、空気調節及び加熱ユニット165は全体的には実質的に垂直な 中心軸に関して対称的に構成されていて、コンクリート製の土台他の支持体上に 設置され得るフレームベース167上に構築された(図示されないが平面的には 円形若しくは他の形状であってもよい)ハラジング166を含んでいる。ハラジ ング166は、開口169を有する上部覆い168を有する。開口は、枠体17 2若しくは他の手段によって覆い168より懸架された電気モータ171により 駆動されるファン170の如き周囲空気誘導手段の上方に配置されている。
このファン及びモータは中心軸上で回転作動する。
付加フレーム173は、流体作動弁及びit源スイッチ等のための区画178と 同様、制御用の区画174.冷媒切換弁用の区画175.溶液ポンプを駆動する ための電気モータ用の区画176及びポンプ、モータ用の区画177のためのハ ラジングを形成している。
隔離部材180により囲まれた下部において、復熱器107が第二熱交換器手段 115を取り巻いている。居住空間の環境内の熱交換器と連通ずる作動溶液78 の流入及び流出のために、入口181及び出口182が設けられている。ガスバ ーナ84が発生器ユニット185の中心軸すに配置され、該ユニットは第一効果 発生器80゜復熱器86.第二効果発生器81及び復熱器95を有する(第4図 参照)。
吸収器97(断面で示されている)は、中心軸上に配置されたハラジング166 の内周面を回って延在するコイル状の管体である。チヱーブ・イン・チューブ構 造が好適に用いられている。第一熱交換器100は吸収器97の上方に同様に配 置されている。
開口186及び187は、導入された外部空気が第一熱交換器100及び吸収器 97を通過してファン170によって引かれ得るように配設され°Cいる。シャ ッタ76は、吸収器を通過する外部空気流が前述の要求されるべき状態になるよ う制御するために設けられる。送気管190は、ベーナ84から燃焼生成物の排 出のために設けられている。
付加的な熱を供給するために、付加的バーナ206が第二熱交換器115の下方 に配設され得る。この場合、開口169へtP!、vt生成物を運ぶために、付 加的な送気管207が第二熱交換器115の上方に配置されている。
付加的隔離体208は復熱器107と第二熱交換器115との間に設けられてい る。
本発明が居住空間内の毒物、有害物1強撚性化学物質等を直接的に除去すること なしに吸収サイクルを用いる効果的且つ有用な居住空間環境調節ユニットを提供 するという目的に合致することは明らかである。構造を変えることによって、構 成要素の数は減少し、装置はよりコンパクト且つ効率的に構成され得る。
本発明は好適実施例及び実施例をもって記述されたが、ここに記述された概念の 修正もしくは変更は、当業者により行われ得ることが理解される。そしてかかる 修正。
変更は本発明及び従属クレームの範囲内にあるべきものと考えられる。
C0NCENTRATION、FRACTIONεxposURETIME、H oUFls補正書の写補正能訳文)提出書 (特許法第184条の7第1項) 昭和61年 7月14日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.第一熱源と、冷却又は加熱負荷装置と、ヒート・シンク又は第二熱源とに接 続していて、負荷装置に熱を提供するか、又は負荷装置から熱を除去するかを選 択して行う吸収冷凍及び/又は加熱設備において、(a)高揮発性冷媒と吸収剤 とを含む吸収溶液対に第一熱源を適用して、その対から冷媒を脱離する多重効果 発生装置と、 (b)一方がヒート・シンク又は第二熱源と熱交換関係にあって、他方が負荷装 置と熱交換関係にある第一及び第二熱交換装置と、 (c)冷却及び加熱方式で、凝縮器から蒸発器へ及びその逆に、第一及び第二熱 交換器の機能を選択的に切換えて逆にする弁装置と、 (d)何れの熱交換器が蒸発器として作用するかにより、第一又は第二熱交換器 に選択的に接続し得る吸収装置と、(e)発生装置に高圧で溶液流を移送するた めに吸収装置と発生装置との間に接続されているポンプ装置とを含んでいる吸収 冷凍及び/又は加熱設備。 2.選択的に設けられ又は負荷装置から除去された熱が、負荷装置と熱移送関係 にある不凍使用溶液を通して搬送される、請求の範囲1に従う設備。 3.使用溶液が第二熱交換装置を通して搬送される、請求の範囲2に従う設備。 4.設備が加熱方式である時、使用溶液からの熱が家庭用水加熱装置へ搬送され る、請求の範囲3に従う設備。 5.使用溶液が熱移送に関係して家庭用温水加熱装置のみに搬送される、請求の 範囲3に従う設備。 6.使用溶液が熱移送に関係して吸収器に搬送される、請求の範囲2に従う設備 。 7.吸収器から搬送された使用溶液が家庭用温水加熱装置にも搬送される、請求 の範囲6に従う設備。 8.設備が冷却方式である時、吸収器から搬送された使用溶液が家庭用温水加熱 装置に搬送される、請求の範囲7に従う設備。 9.アキュムレーターが、設備における作動状態の一機能として、設備中に設け られていて溶液中の冷媒濃度を調整するようにしている、請求の範囲1に従う設 備。 10.アキュムレーターが、設備における作動状態の一機能として、吸収器と第 一及び第二熱交換器との間に接続されていて溶液中の冷媒濃度を調整するように している、請求の範囲1に従う設備。 11.冷媒濃度が約46%から32%の間に調整されている、請求の範囲10に 従う設備。 12.少くとも一つの復熱装置がポンプ装置と発生装置との間に接続され、かつ 様々な温度で溶液対の流路間に熱を伝達するために発生装置と吸収装置との間に 接続されている、請求の範囲1に従う設備。 13.吸収溶液対が吸収剤としてチオシアン酸ナトリウムを、又冷媒としてアン モニヤを含んでいる、請求の範囲1に従う設備。 14.第一熱源と、冷却又は加熱負荷装置と、ヒート・シンク又は第二熱源とに 接続していて、負荷装置に熱を提供するか、又は負荷装置から熱を除去するかを 選択して行う吸収冷凍及び/又は加熱設備において、(a)非揮発性吸収剤と、 吸収剤中に溶解している高揮発性冷媒とを含んでいる吸収剤溶液対を加熱し、か つその対から冷媒を脱離し、燃焼に十分な熱を受け入れて対から冷媒を脱離する ように構成されている第一容器と、第一容器に接続されていて冷媒を受け入れ、 かつ冷媒から溶液対に熱を交換して溶液対から冷媒を更に脱離する少くとも一つ の付加容器とを含んでいる多重効果発生装置と、 (b)第一及び第二効果発生装置と第二熱交換装置との間に接続されていて、そ の近傍におけるヒート・シンク又は第二熱源とその中の冷媒との間で熱交換する ように構成され、第二熱交換装置が負荷装置とその中の冷媒との間で熱交換する ように構成されて、各熱交換装置が第一及び第二発生装置に選択的に接続し得る 第一熱交換装置と、 (c)第一及び第二効果発生装置と、第一熱交換装置と、第二熱交換装置との間 に接続していて、(i)第一熱交換装置を通して第一及び第二効果発生装置から 冷媒を向けることにより負荷装置を冷却して、ヒート・シンクとの熱交換によっ て冷媒を冷却し、第一熱交換装置から第二熱交換装置へ冷媒を向けて、第二熱交 換装置における冷媒の膨張時、冷媒と負荷装置との間の熱交換によって負荷装置 を冷却し、或は、(ii)第二熱交換装置を通して第一及び第二効果発生装置か ら冷媒を向けることにより負荷袋置を加熱して、冷媒流体から負荷装置への熱交 換によって負荷装置を加熱し、第二熱交換装置かも第一熱交換装置へ冷媒を向け てヒート・シンクとの熱交換により冷媒を加熱すること を選択的に行う弁装置と、 (d)第二熱交換装置が(c)(i)項により負荷装置を冷却している場合には 第二熱交換装置に、又第二熱交換装置が(c)(ii)項により負荷装置を加熱 している場合には第一熱交換装置に弁装置によって選択的に接続し得る吸収装置 と、 (e)吸収装置と第一発生装置との間に接続されていて、第一発生装置に高圧で 高濃度溶液を移送するポンプ装置と を含んでいる吸収冷凍及び/又は加熱設備。 15.吸収溶液対が吸収剤としてチオシアン酸ナトリウムを、又冷媒としてアン モニヤを含んでいる、請求の範囲14に従う設備。 16.第一発生装置からの溶液対が、溶液対から償った熱に対してポンプ装置に より第一発生装置に移送される溶液との熱交換の関係で搬送され、少くとも一つ の第二効果発生装置からの溶液対が溶液対から償った熱に対して第一発生装置に 移送される溶液との熱交換の関係で回送せしめられる、請求の範囲14に従う設 備。 17.発生装置及び補償装置が、熱源を囲む発生装置と発生装置を囲む復熱装置 と全体的に環状複合形体をなして相互に並置されたコイルを有する複数のコイル 管を含んでいる、請求の範囲16に従う設備。 18.多重効果発注器が、 (a)少くとも一つの発生装置に隣接する外部熱源と、(b)熱源を囲んでいて 全体的に環状複合形体をなして相互に並置せられたコイルにより複数のコイルと して構成されている第一発生装置と、 (c)第一発生装置を囲んでいて全体的に環状複合形体をなして相互に並置せら れたコイルにより複数のコイルを含んでいる第一復熱装置と、 (d)第一復熱装置を囲んでいて全体的に環状複合体をなして相互に並置せられ たコイルにより複数のコイルとして構成されている第二発生装置と、 (e)第二発生装置を囲んでいて、全体的に環状複合体をなして相互に並置せら れたコイルにより複数のコイルを含んでいる第二復熱装置と を含んでいる、請求の範囲16に従う設備。 19.冷却又は加熱負荷装置及びヒート・シンク又は熱源、好ましくは外気と接 続していて、負荷装置に熱を提供するか、又は、負荷装置から熱を除去するかを 選択して行う吸収冷凍及び加熱設備において、(a)非揮発性吸収剤と、吸収剤 中によく溶解している高揮発性冷媒とを含んでいる吸収剤溶液対を加熱し、かつ その対から冷媒を脱離する第一効果発生装置と、(b)第一効果発生装置と流体 接続していて、第一効果発生装置から搬送される脱離冷媒からの熱交換に加えて 対から里に冷媒を脱離する第二効果発生装置と、(c)第一及び第二効果発生装 置と第二熱交換装置との間に接続されていて、その近傍における外気とその中の 冷媒との間で熱交換するように構成され、第二熱交換装置が負荷装置と冷媒との 間で熱交換するように構成されて、各熱交換装置が両発生装置に選択的に接続し 得る第一熱交換装置と、 (d)両発生装置と、第一熱交換装置と、第二熱交換装置との間に接続していて 、 (i)第一熱交換装置を通して第一及び第二効果発生装置から冷媒を向けること により負荷装置を冷却して、外気との熱交換によって冷媒を冷却し、第一熱交換 装置から第二熱交換装置へ冷媒を向けて、第二熱交換装置における冷媒の膨張時 、冷媒と負荷装置との間の熱交換によって負荷装置を冷却し、或は、 (ii)第二熱交換装置を通して第一及び第二効果発生装置から冷媒を向けるこ とにより負荷装置を加熱して、冷媒流体から負荷装置への熱交換によって負荷装 置を加熱し、第二熱交換装置から第一熱交換装置へ冷媒を向けて外気との熱交換 により冷媒を加熱することを選択的に行う弁装置と、 (e)第二熱交換装置が(d)(i)項により負荷装置を冷却している場合には 第二熱交換装置に、又第二熱交換装置が(d)(ii)項により負荷装置を加熱 している場合には第一熱交換装置に弁装置によって選択的に接続し得る吸収装置 と、 (f)吸収装置と第一発生装置との間に接続されていて、第一発生装置に高圧で 溶液を移送するポンプ装置とを含んでいる吸収冷凍及び加熱設備。 20.ヒート・シンク又は第二熱源が外気である、請求の範囲14に従う設備。 21.第一熱源と、冷却又は加熱負荷装置と、ヒート・シンク又は第二熱源とし ての外気とに接続していて、負荷装置に熱を提供するか、又は負荷装置から熱を 除去するかを選択して行う吸収冷凍及び/又は加熱設備において、 (a)非揮発性吸収剤と、吸収剤中に溶解している高揮発性冷媒とを含んでいる 吸収剤溶液対を加熱し、かつその対から冷媒を脱離し、燃焼に十分な熱を受け入 れて対から冷媒を脱離するように構成されている第一容器と、第一容器に接続さ れていて冷媒を受け入れ、かつ冷媒から溶液対に熱を交換して溶液対から冷媒を 更に脱離する少くとも一つの付加容器とを含んでいる多重効果発生装置と、 (b)第一発生装置と少くとも一つの付加発生装置と第二熱交換装置との間に接 続されていて、その近傍における外気とその中の冷媒との間で熱交換するように 構成され、第二熱交換装置が負荷装置とその中の冷媒との間で熱交換するように 構成されて、各熱交換装置が発生装置に選択的に接続し得る第一熱交換装置と、 (c)発生装置と、第一熱交換装置と、第二熱交換装置との間に接続していて、 (i)第一熱交換装置を通して発生装置から冷媒を向けることによむ負荷装置を 冷却して、外気との熱交換によって冷媒を冷却し、第一熱交換装置から第二熱交 換装置へ冷媒を向けて、第二熱交換装置における冷媒の膨張時、冷媒と負荷装置 との間の熱交換によって負荷装置を冷却し、或は、 (ii)第二熱交換装置を通して発注装置から冷媒を向けることにより負荷装置 を加熱して、冷媒流体から負荷装置への熱交換によって負荷装置を加熱し、第二 熱交換装置から冷媒を向けて外気との熱交換により冷媒を加熱すること を選択的に行う弁装置と、 (d)第二熱交換装置(1)項により負荷装置を冷却している場合には第二熱交 換装置に、又第二熱交換装置が(c)(ii)項により負荷装置を加熱している 場合には第一熱交換装置に弁装置によって選択的に接続し得る吸収装置と、 (e)吸収装置と第一発生装置との間に接続されていて、第一発注装置に高圧で 高濃度溶液を移送するポンプ装置と、 (f)ポンプ装置と発生装置との間に、又発生装置と吸収装置との間に接続され ていて、発生装置と吸収装置との間に、又接続部において様々な温度で溶液対の 流路間に熱を伝達するための復熱装置と を含んでいる吸収冷凍及び/又は加熱設備。 22.多重効果器が、 (a)少くとも一つの発生装置に隣接する外部熱源と、(b)熱源を囲んでいて 全体的に環状複合形体をなして相互に並置せられたコイルにより複数のコイルと して構成されている第一発生装置と、 (c)第一発生装置を並んでいて全体的に環状複合体をなして相互に並置せられ たコイルにより複数のコイルとして構成されている第二発生装置と、 (d)第二発生装置を囲んでいて全体的に環状複合形体をなして相互に並置せら れたコイルにより複数のコイルを含んでいる第一復熱装置と、 (e)第一復熱装置を囲んでいて、全体的に環状複合体をなして相互に並置せら れたコイルにより複数のコイルを含んでいる第二復熱装置と を含んでいる、請求の範囲16に従う設備。 23.第一熱源と、冷却又は加熱負荷装置と、ヒート・シンク又は第二熱源とに 接続していて、負荷装置に熱を提供するか、又は負荷装置から熱を除去するかを 選択して行う吸収冷凍及び/又は加熱設備において、(a)吸収剤と、この吸収 剤に溶解している冷媒とを含んでいる吸収溶解対を加熱し、かつその対から冷媒 を脱離し、熱源から熱を受け入れて対から冷媒を脱離するように構成されていて 、脱離された冷媒から溶液対への熱交換により、対から更に少くとも一回の冷媒 脱離を行う多重効果発生装置と、 (b)脱離された冷媒を受け入れてヒート・シンク又は第二熱源と熱交換する第 一熱交換器と、脱離された冷媒を受け入れて負荷装置と熱交換する第二熱交換器 と、(c)発生装置と熱交換装置との間に接続されていて、(i)凝縮器として 作動する第一熱交換器に、かつ蒸発器として作動する第二熱交換器に冷媒を向け ることにより負荷装置を冷却し、又は (ii)凝縮器として作動する第二熱交換器に、かつ蒸発器として作動する第一 熱交換器に冷媒を向けることにより負荷装置を加熱すること を選択的に行う弁装置と、 (d)設備が加熱又は冷却方式である時、弁装置ににより第一又は第二熱交換装 置に各々選択的に接続し得る吸収装置と、 (e)吸収装置と発生装置との間に接続されていて、溶液を高圧で発生装置へ移 送するポンプ装置と、(f)(i)熱源を囲んでいて、全体的に環状複合形体を なして相互に並置せられたコイルによる複数のコイルと、 (ii)発生装置を囲んでいて、全体的に環状複合形体をなして相互に並置せら れたコイルによる複数のコイルと を含んでいる発生装置及び復熱装置と、(g)溶液対及び/又は冷媒の圧力エネ ルギー及び/又は膨張エネルギーを機械的エネルギーに変換する手段と、変換さ れた機械的エネルギーを設備における外部供給機械的エネルギーに加える手段と に機械的に接続されているポンプ装置と、 (h)加熱方式においては、熱交換器を通して冷媒の流れの順序を切り換え、第 二熱源と第一熱交換器との接触を中断して負荷装置と第二熱交換器との接触を中 断する手順により設備の霜取りを行い、設備の霜取りが行われる時は霜取り手順 を逆にする手段と を含んでいる吸収冷凍及び/又は加熱設備。 24.吸収溶液対が吸収剤としてチオシアン酸ナトリウムを、又冷媒としてアン モニヤを含んでいる、請求の範囲23に従う設備。 25.吸収溶液対が冷媒としてアンモニヤを、又添加剤としてのトリエチレンテ トラアミンと共に吸収剤としてチオシアン酸ナトリウムを含んでいる、請求の範 囲23に従う設備。 26.多重効果発注装置が第一発生装置と第二発生装置とを含んでいて二重の効 果を提供し、第一発生装置からの溶液対が、溶液対から熱を償うためにポンプ装 置によって第一発生装置に移送される溶液との復熱関係で搬送され、第二発生装 置からの溶液対が、溶液対から熱を償うために第一発生装置に移送される溶液と の復熱関係で回送せしめられる、請求の範囲23に従う設備。 27.多重効果発生装置が、 (a)少くとも一つの発生装置に隣接する外部熱源と、(b)熱源を囲んでいて 、全体的に環状複合形体をなして相互に並置せられたコイルにより複数のコイル として構成されている第一発生装置と、 (c)第一発生装置を囲んでいて、全体的に環状複合形体をなして相互に並置せ られたコイルにより複数のコイルを含んでいる第一復熱装置と、 (d)第一復熱装置を囲んでいて、全体的に環状複合体をなして相互に並置せら れたコイルにより複数のコイルとして構成されている第二発生装置と、(e)第 二発生装置を囲んでいて、全体的に環状複合体をなして相互に並置せられたコイ ルにより複数のコイルを含んでいる第二復熱装置と を含んでいる、請求の範囲26に従う設備。 28.熱が不凍作用溶液を通して選択的に負荷装置から除去されるか、又は負荷 装置に提供せられる、請求の範囲23に従う設備。 29.負荷装置が(c)(i)項により冷却されている時、吸収装置との熱移送 関係でヒート・シンク又は第二熱源を確立することにより、ヒート・シンク又は 第二熱源が使用されて(d)項の吸収装置を冷却し、負荷装置が(c)(ii) 項により加熱されている時、吸収装置との熱移送関係で作用溶液を導くことによ り、作用溶液が使用されて(d)項の吸収装置を冷却する、請求の範囲28に従 う設備。 30.吸収装置との熱交換関係で外気を循環させることにより、負荷装置が(c )(i)項により冷却されている時、ヒート・シンク又は第二熱源が(d)項の 吸収装置を冷却するために使用される外気である、請求の範囲28に従う設備。 31.加熱方式の際、設備の霜取りをする手段が、(a)冷媒の流れを第二熱交 換器から第一熱交換器へ切り換える手段と、 (b)第二熱源と第一熱交換器との間の熱移送を低下させる手段と、 (c)負荷装置と第二熱交換器との間の熱移送を中断させる手段と、 (d)負荷装置と吸収器との間の熱移送を維持させる手段と、 (e)設備が霜取りされる時、霜取り手順を逆にする手段と を含んでいる、請求の範囲23に従う設備。 32.負荷装置が(c)(i)項の手段により冷却されている時、吸収装置との 熱移送関係でヒート・シンクが確立され、負荷装置が(c)(ii)項の手段に より加熱されている時、吸収装置との熱移送関係で負荷装置が確立される、請求 の範囲23に従う設備。 33.ヒート・シンク又は第二熱源が外気であって、熱が不凍作用溶液を通して 選択的に負荷装置から除去されるか又は負荷装置に提供され、吸収装置との熱移 送関係で作用溶液を導くか、又は吸収装置との熱移送関係で外気を導くかの何れ かによって吸収器を選択的に冷却する手段が設けられている、請求の範囲23に 従う設備。 34.第一熱源と、冷却又は加熱負荷装置と、ヒート・シンク又は第二熱源とに 接続していて、機械的エネルギ一の外部熱源が負荷装置に熱を提供するか、又は 負荷装置から然を除去するかを選択して行う吸収冷凍及び/又は加熱設備におい て、 (a)高揮発性冷媒のアンモニヤとチオシアン酸ナトリウムの吸収剤とを含む吸 収溶液対に第一熱源を適用して、その対から冷媒を脱離する多重効果発生装置と 、(b)一方がヒート・シンク又は第二熱源と熱交換関係にあって、他方が負荷 装置と熱交換関係にある第一及び第二熱交換装置と、 (c)冷却及び加熱方式で、凝縮器から蒸発器へ及びその逆に、第一及び第二熱 交換器の機能を選択的に切換えて逆にする弁装置と、 (d)熱交換器が蒸発器として作用する時、第一又は第二熱交換器に選択的に接 続し得しる吸収装置と、(e)発生装置に高圧で溶液流を移送するために吸収装 置と発生装置との間に接続されているポンプ装置と、(f)熱源を囲んでいて、 全体的に環状複合形体をなして相互に並置されているコイルにより複数のコイル 管を含んでいる発生装置と、 (g)冷媒及び/又は溶液対の圧力エネルギーを機械的エネルギーに機械的に変 換する接続手段と、変換された機械的エネルギーを設備に外部から供給される機 械的エネルギーに加える手段と有するポンプ設備と、(h)第二熱交換器から第 一熱交換器へ冷媒を切り換え、第二熱源と第一熱交換器との接触を中断するか、 又は最小にし、かつ負荷装置と第二熱交換器との接触を中断する手順によって設 備を霜取りし、設備が霜取りされる時は霜取り手順を逆にする手段と を含んでいる吸収冷凍及び/又は加熱設備。 35.吸収溶液対が、冷媒としてアンモニヤを、又添加剤としてのトリエチレン テトラアミンと共に吸収剤としてチオシアン酸ナトリウムを含んでいる、請求の 範囲34に従う設備。 36.複数の発生器と複数の熱交換復熱器とを含んでいる多重効果吸収冷凍及び /又は加熱設備において、(a)少くとも一つの発生装置に隣接する外部熱源と 、(b)熱源を囲んでいて全体的に環状複合形体をなして相互に並置せられたコ イルにより複数のコイルとして構成されている第一発生装置と、 (c)第一発生装置を囲んでいて全体的に環状複合形体をなして相互に並置せら れたコイルにより複数のコイルを含んでいる第一復熱装置と、 (d)第一復熱装置を囲んでいて全体的に環状複合体をなして相互に並置せられ たコイルにより複数のコイルとして構成されている第二発生装置と、 (e)第二発生装置を囲んでいて、全体的に環状複合体をなして相互に並置せら れたコイルにより複数のコイルを含んでいる第二復熱装置と を含んでいる、多重効果吸収冷凍及び/又は加熱設備。 37.コイルが螺旋として構成されている、請求の範囲36に従う改良。 38.溶液対を含んでいる冷媒としてのアンモニヤと吸収剤としてのチオシアン 酸ナトリウムとを使用する多重効果吸収冷凍設備において、 (a)少くとも一つの発生装置に隣接する外部熱源と、(b)熱源を囲んでいて 全体的に環状複合形体をなして相互に並置せられたコイルにより複数のコイルと して構成されている第一発生装置と、 (c)第一発注装置を囲んでいて全体的に環状複合形体をなして相互に並置せら れたコイルにより複数のコイルを含んでいる第一復熱装置と、 (d)第一復熱装置を囲んでいて全体的に環状複合体をなして相互に並置せられ たコイルにより複数のコイルとして構成されている第二発生装置と、 (e)第二発生装置を盟んでいて、全体的に環状複合体をなして相互に並置せら れたコイルにより複数のコイルを含んでいる第二復熱装置と を含んでいる、多重効果吸収冷凍設備。 39.高濃度溶液対が、第二復熱器と、第一復熱器と、第一発生器とを通して連 続的に搬送される、請求の範囲38に従う改良。 40.復熱器が二重管熱移送部材を含んでいる、請求の範囲39に従う改良。 41.復熱器コイルが二重管熱移送部材を含んでいる、請求の範囲39に従う改 良。 42.高濃度溶液が復熱器の内部管を通して搬送される、請求の範囲41に従う 改良。 43.第二発生器が二重管熱移送部材を含んでいる、請求の範囲36に従う改良 。 44.少なくとも一つの発生装置と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器とを含んで直 列に接続されている構成要素を有する吸収冷凍及び/又は加熱設備において、冷 媒が吸収剤溶液中において吸収されて、脱離又は遊離せられ、熱と外部に供給さ れた機械的エネルギーが組合されて、冷媒と吸収剤の溶液に使用されるか、又は それから除去される圧力エネルギーに変換され、 (a)溶液及び/又は冷媒の圧力エネルギー及び/又は位相変化エネルギーを機 械的エネルギーに変換する手段と、 (b)設備の外部供給機械的エネルギーを、変換された機械的エネルギーで置換 又は補足する手段とを含んでいる吸収冷凍及び/又は加熱設備。 45.設備に外部供給される機械的エネルギーが、吸収器から少なくとも一つの 発生器へ冷媒/吸収剤溶液を搬送するポンプを駆動する回転モータ装置であって 、溶液中の冷媒と圧力全体における圧力エネルギーと位相変化エネルギーを変換 する手段が、回転モータに付加的に接続されている膨張及び/又は油圧モータで ある、請求の範囲44に従う改良。 46.膨張モータが膨張する冷媒蒸気により回転駆動される羽根を含んでいる、 請求の範囲45に従う改良。 47.回転モータが外部電源により電気的に駆動される、請求の範囲45に従う 改良。 48.膨張及び/又は油圧モータが電動機の軸と接続している、請求の範囲47 に従う改良。 49.電動機と、冷媒/吸収剤溶液ポンプと、膨張及び/又は油圧モータが共通 に接続されている、請求の範囲48に従う改良。 50.少なくとも一つの膨張モータが、少なくとも一つの発生器から凝縮器へ冷 媒を搬送する導管に接続されている、請求の範囲49に従う改良。 51.少なくとも一つの油圧モータが、少なくとも一つの発生器から吸収器へ冷 媒/吸収剤を搬送する導管に接続されている、請求の範囲49に従う改良。 52.(e)項によるポンプ装置が回転モータ装置によって駆動され、少なくと も一つの油圧及び/又は膨張モータ装置が回転モータ装置の共通軸に接続せられ 、油圧及び/又は膨張モータが、発生装置から搬送される溶液対の絞り及び/又 は発生装置から搬送される冷媒の膨張により駆動される、請求の範囲14に従う 設備。 53.回転モータ装置が外部動力供給電機であって、少なくとも一つの膨張モー タが膨張冷媒により回転駆動される羽根を含んでいる、請求の範囲52に従う設 備。 54.電動機と、(e)項によるポンプと、膨張及び油圧モータが共通に接続さ れている、請求の範囲53に従う設備。 55.発生装置と、吸収装置と、加熱方式の際凝縮器として作動する第二熱交換 器から、周囲の流体と熱移送関係にあって加熱方式の際蒸発器として作動する第 一熱交換器へ冷媒の流れを切換えるための手段とを有していて、第二熱交換器が 吸収器と流体接続している第一熱交換器と共に負荷装置と熱移送関係にあり、 (a)加熱方式の作動中、 (i)第二熱交換器かも第一熱交換器へ冷媒の流れを切換え、 (ii)周囲液体と第一熱交換器との間の熱移送を中断するか、又は最小にし、 (iii)第二熱交換器と負荷装置との間の熱移送を中断し、 (iv)第一熱交換器と吸収器との流体接続を中断せずに継続し、 (b)霜取りが完了した時、(a)(i)項と、(a)(ii)項と、(a)( iii)項の行程を逆にする、手順を含んでいる多重効果吸収冷凍設備を箱取り する方法。 56.吸収器が居住構造物の加熱水サブシステムとの熱移送関係で接続されてい る、請求の範囲55に従う方法。 57.(c)冷却方式において、 吸収器と居住構造物の加熱水サブシステムとの間で流体接続を継続する、 請求の範囲56に従う方法。 58.加熱方式において作動する時、第一熱交換器を霜取りするために設けられ ていて、 (i)第二熱交換器から第一熱交換器へ流すために冷媒の流れを切換える手段と 、 (ii)外気と第一熱交換器との接触を中断させる手段と、 (iii)第二熱交換器と負荷装置との間の熱移送の流れを中断させる手段と、 (iv)霜取りが完了した時、(i),(ii)及び(iii)項の行程を逆に する手段と を含んでいる、請求の範囲14に従う吸収冷凍及び加熱設備を霜取りするための 装置。 59.設備が生活区域環境条件システムとして作動される、請求の範囲58に従 う設備。 60.周囲流体が生活区域の外気である、請求の範囲59に従う設備。 61.吸収設備が冷媒としてのアンモニヤと、吸収剤としてのチオシアン酸ナト リウムを有する二重効果サイクルである、請求の範囲58に従う設備。 62.交互に選択される冷却及び加熱方式における作動により、吸収剤中の冷媒 を吸収及び脱離するように作動し得る吸収冷凍及び加熱装置が、 (a)中央軸心からその周りにほぼ対称に構成されていて、半径方向外側へ熱を 先ず分散するように構成されている熱源としてのガスバーナーと、 (b)熱源を囲んで中央軸心の周りにほぼ対称な全体的に環状複合形体をなして 、相互に並置せられたコイルにより複数のコイルとして構成されている少なくと も一つの発生装置と、 (c)該中央軸心の周りにほぼ対称に構成され、バーナから煙道ガスを除き、且 つ装置を通して空気流を導入するように作動し得る外気導入装置と、 (d)冷却方式では凝縮器として、また加熱方式では蒸発器として作動するよう に切換え可能であって、中央軸心の凋むにほぼ対称に構成され、その表面を横切 って外気が導入されるように位置決めされている第一熱交換装置と、 (e)中央軸心の周りにほぼ対称に構成されていて、その表面を横切って導入さ れる外気を有するように配設されている吸収器と、 (f)冷却方式では蒸発器として、又加熱方式では凝縮器として作動するように 切換え可能であって、外気から絶縁され、該中央軸心の周りに対称に位置決めさ れている第二熱交換装置と、 の構成要素を含んでいる吸収冷凍及び加熱装置。 63.構成要素が中央軸心に垂直な平面において全体に環状である、請求の範囲 62に従う装置。 64.構成要素がハウジング内の枠に取り付けられ、ハウジングがシャッタ装置 を設けていて吸収器を横切って導入される外気の流れを制御する、請求の範囲6 2に従う装置。 65.構成要素がハウジング内の枠に取り付けられ、ハウジングがシャツタ装置 を設けていて第一熱交換器を横切って導入される外気の流れを制御する、請求の 範囲62に従う装置。 66.構成要素がハウジング内の枠に取り付けられ、ハウジングがシャツタ装置 を設けていて第一熱交換装置と吸収器を横切って導入される外気の流れを制御す る、請求の範囲62に従う装置。 67.吸収器が、内側管を通して作用流体を、又外側管を通して吸収冷凍溶液を 搬送するために接続されている二重管熱移送装置として構成され、外側管外面を 通って導入きれる外気の量を制御する手段か設けられている、請求の範囲62に 従う装置。 68.高揮発性であって化学的及び熱的に安定な冷媒が吸収剤溶液に対して交互 に吸収及び除表される吸収冷凍及び/又は加熱方法において、冷媒がアンモニヤ であり吸収剤がチオシアン酸ナトリウムである改良。 69.冷媒が二重効果方法で除去される、請求の範囲68に従う改良された方法 。 70.溶液が直列に配置された複数の発生器を通して搬送され、冷媒が各発生器 中の溶液から除表される、請求の範囲69に従う改良された方法。 71.1番自の発生器で脱離された冷媒が、第一発生器から搬送された溶液との 熱交換間係で二番目の発生器を通して搬送される、請求の範囲70に従う改良さ れた方法。 72.溶液が、第二発生器に搬送される前に第一発生器に搬送きれる溶液との復 熱関係により、第一発生器から搬送される、請求の範囲71に従う改良された方 法。 73.発生器に流れる溶液との復熱関係で第一発生器を通る溶液が等エンタルビ ー絞り弁を通して搬送きれ、第二発生器における冷媒かむの熱伝達により、第二 発生器において脱離に適した圧力に下げ分れる、請求の範囲72に従う改良され た方法。 74.第一発生器からの冷媒が、凝縮器に搬送される前に膨張弁を通して第二発 生器かも搬送されて、第二発生器における冷媒の圧力に下げられ、第二発生器か らの冷媒が凝縮器へ搬送される、請求の範囲71に従う改良された方法。 75.低濃度溶液が、第一発生器に搬送される高濃度溶液との復熱関係により第 二発生器から搬送される、請求の範囲74に従う改良された方法。 76.吸収冷凍及び/又は加熱方法において、(a)凝縮器の圧力から蒸発器に おける冷媒媒を蒸発する圧力に下げる膨張弁を通して、凝縮器から蒸発器へ凝縮 冷媒を搬送し、 (b)蒸発器における冷媒が、冷凍法における負荷装置又は加熱法における第二 熱源との熱交換関係で搬送され、(c)蒸発器からの冷媒が吸収器へ搬送される 、手順を含んでいる、請求の範囲74に従う吸収冷凍及び/又は加熱方法。 77.吸収剤溶液がトリエチレンテトラアミンの添加剤を含んでいる、請求の範 囲68に従う方法。 78.溶液が約45重量パーセントのアンモニヤと、約54重量パーセントのチ オシアン酸ナトリウムと、約1重量パーセントのトリエチレンテトラアミンとを 含んでいる、請求の範囲77に従う方法。 79.チオシアン酸ナトリウムと、トリエチレンテトラアミンとを含んでいる冷 凍設備用吸収材組成、80.チオシアン酸ナトリウムが支配的である、請求の範 囲79に従う組成。 81.チオシアン酸ナトリウムが約97〜99.5重量パーセントであって、ト リエチレンテトラアミンが約3.0〜0.5重量パーセントの範囲にある、請求 の範囲80に従う組成。 82.トリエチレンテトラアミンと共にアンモニヤとチオシアン酸ナトリウムを 含んでいる吸収冷凍設備溶液組成。 83.冷媒がアンモニヤであって、トリエチレンテトラアミンと共にチオシアン 酸ナトリウムが吸収剤である、請求の範囲82に従う溶液組成。
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