JPH0427466B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、吸収式冷凍装置に係り、特に太陽熱
または排熱を利用して氷点下の冷凍温度を得るの
に好適な吸収式冷凍装置に関するものである。

〔発明の背景〕

まず、従来の太陽熱利用冷凍倉庫用冷凍装置を
第１図を参照して説明する。

第１図は、従来の太陽熱利用冷凍倉庫用冷凍装
置の構成図である。

図に示すように、冷凍倉庫１内には空気冷却器
２と送風機３とが設置されており、倉庫内空気を
冷却する。空気冷却器２には冷凍機４から冷媒配
管８，９により冷媒が循環している。冷凍機４で
は、蓄熱槽６からポンプ１０、熱媒配管１３，１
４によつて熱が供給され、ポンプ１１、冷却水配
管１５，１６によつて冷却塔５から放熱して冷凍
を発生する。

太陽熱は、集熱器７で集められ、ポンプ１２、
熱媒配管１７，１８により蓄熱槽６に貯えられて
いる。冷凍機４は、水を冷媒とする吸収式冷凍機
か、フロンまたはアンモニアを冷媒すると吸収式
冷凍機が使われる。

この従来の冷凍装置では次のような問題点があ
つた。

１ 水を冷媒とする吸収式冷凍機を採用した場
合、氷点下の温度が得られない。

２ フロンまたはアンモニアを冷媒とする吸収式
冷凍機を採用した場合、 (1) 冷媒の蒸発圧力と凝縮圧力との差圧が大き
いので、冷凍サイクルの効率がわるく、図示
しない溶液ポンプの昇圧仕事が大きくなる。

(2) フロンは水に比べて蒸発潜熱が小さいた
め、同じ冷凍能力を得るのに冷媒循環量を多
く必要とし、それにより溶液ポンプ動力が大
きくなる。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、太陽熱または排熱で駆動
し、氷点下の冷凍温度を得る効率の高い吸収式冷
凍機を提供することを、その目的としている。

〔発明の概要〕

本発明に係る吸収式冷凍装置の構成は、再生
器、凝縮器、蒸発器、吸収器、溶液熱交換器およ
びこれらの吸収サイクルの作動機器を連結する配
管からなる高温側吸収式冷凍機と、別に、再生
器、凝縮器、蒸発器、吸収器、溶液熱交換器およ
びこれら吸収サイクルの作動機器を連結する配管
からなる低温側吸収式冷凍機とを備え、前記高温
側吸収式冷凍機の凝縮器を、前記低温側吸収式冷
凍機の再生器内に配設し、前記低温側吸収式冷凍
機の凝縮器を、前記高温側吸収式冷凍機の蒸発器
内に配設して、前記高温側吸収式冷凍機と前記低
温側吸収式冷凍機とを複合した吸収サイクルの作
動機器として連結し、前記高温側吸収式冷凍機の
再生器を外部熱源で加熱し、前記低温側吸収式冷
凍機の蒸発器で外部から吸熱するようにしたもの
である。

なお、付記すると本発明は、太陽熱または排熱
で駆動する高温側冷凍機を水またはアルコール冷
媒の吸収式冷凍機とし、当該高温側冷凍機で発生
した冷媒蒸気の凝縮潜熱で駆動する低温側冷凍機
とし、低温側冷凍機の凝縮器を高温側冷凍機の蒸
発器内に設置する構成として効率よく氷点下の温
度を得るようにした吸収式冷凍装置である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の各実施例を第２図，第３図を参
照して説明する。

まず、第２図は、本発明の一実施例に係る吸収
式冷凍装置を太陽熱利用冷凍倉庫に適用した装置
の構成図で、図中、第１図と同一符号のものは、
従来技術と同等部分であるから、その説明を省略
する。

第２図において、２７は再生器、３０は凝縮
器、３４は蒸発器、３７は吸収器、４０は溶液熱
交換器で、これら吸収サイクル作動機器と、その
作動機器を連結する配管類とで高温側吸収式冷凍
機を構成している。

３１は冷媒配管、３２は冷媒ポンプ、３３は蒸
発器、３４に冷媒を散布する冷媒散布器、３５は
蒸発器３４における冷媒受け、３６は、吸収器３
７に溶液を散布する溶液散布器、３８は、吸収器
３７の溶液受け、３９は溶液ポンプである。

４８は、再生器２７と凝縮器３０とを結ぶ冷媒
配管、５０は、溶液受３８と溶液熱交換器４０と
を結ぶ溶液配管で、管路中に溶液ポンプ３９を備
えている。５２，５３は、再生器２７と溶液熱交
換器４０とを結ぶ溶液配管、５５は、溶液熱交換
器４０から溶液散布器３６へ溶液を送る溶液配管
である。

上記のように構成された高温側吸収式冷凍機
は、冷媒に水、吸収剤に臭化リチウム水溶液（以
下溶液という）を使用し、再生器２７を外部熱源
で加熱し、蒸発器３４で外部から吸熱するもので
ある。再生器２７内には加熱器２８があり、そこ
で溶液は加熱されて冷媒蒸気を発生する。この加
熱器２８には太陽熱蓄熱手段に係る蓄熱槽６から
ポンプ１０、熱媒配管１３，１４によつて熱媒が
供給される。

再生器２７で発生した冷媒蒸気は、冷媒配管４
８で凝縮器３０に導びかれる。凝縮器３０には、
後述する低温側吸収式冷凍機の冷媒Ｒ２２を含ん
だテトラエチレングリコール・ジメチルエーテル
溶液が入つており、冷媒蒸気はその溶液を加熱し
て冷媒Ｒ２２蒸気を発生させ、自らは液化し、冷
媒配管３１を経て冷媒ポンプ３２に吸引されて昇
圧し、冷媒散布器３３から蒸発器３４に散布され
て蒸発する。その冷媒蒸気は、吸収器３７に溶液
散布器３６からスプレされる溶液に吸収され、そ
のときの吸式熱は冷却水配管１５，１６に放出さ
れる。この冷却水は、ポンプ１１により冷却塔５
との間を往復する。

蒸発器３４で蒸発し切れなかつた液冷媒は、冷
媒受３５から再び冷媒ポンプ３２に吸引される。
吸収を終つた溶液受３８の溶液は、溶液ポンプ３
９、溶液配管５０により溶液熱交換器４０に入つ
て加熱され、溶液配管５２から再生器２７に流入
する。

再生器２７で冷媒を放出した溶液は、溶液配管
５３から溶液熱交換器４０に流入して冷却され、
溶液配管５５から溶液散布器３６に送られる。

次に、低温側の吸収式冷凍機について説明す
る。第２図において、３０Ａは再生器、３４Ａは
凝縮器、４４は溶液熱交換器、４６は吸収器、２
は蒸発器の働きをする空気冷却器で、これら吸収
サイクル作動機器と、その作動機器を連結する配
管類とで低温側吸収式冷凍機を構成している。

低温側吸収式冷凍機の再生器３０Ａは、前記の
高温側吸収式冷凍機の凝縮器３０を内設し、低温
側吸収式冷凍機の凝縮器３４Ａは、高温側吸収式
冷凍機の蒸発器３４内に配設されており、高温側
吸収式冷凍機と低温側吸収式冷凍機の複合した吸
収サイクル作動機器を構成している。

５６は、再生器３０Ａと凝縮器３４Ａを結ぶ冷
媒配管、５７は、凝縮器３４Ａと空気冷却器２と
を結ぶ冷媒配管で、管路中に減圧器４３を備えて
いる。５８は、空気冷却器２から出る冷媒配管、
５９は、その冷媒配管５８の延長で吸収器４６に
入る気液流配管、６０は、吸収器４６と溶液熱交
換器４４とを結ぶ溶液配管で、管路中に溶液ポン
プ４７を備えている。６１は、再生器３０Ａと溶
液熱交換器４４を結ぶ溶液配管、６２は、溶液熱
交換器４４と吸収器４６との間に設けられた溶液
配管で、管路中に減圧器４５を備えており、冷媒
配管５８と合流するものである。６３は、溶液熱
交換器４４と再生器３０Ａを結ぶ溶液配管、６
４，６５は、吸収器４６と冷却塔５との間を循環
する冷却水配管である。

低温側吸収式冷凍機は、冷媒にＲ２２、吸収剤
にテトラエチレングリコール・ジメチルエーテル
（以下溶液という）を使用し、再生器３０Ａを加
熱し、空気冷却器２で外部から吸熱するものであ
る。

低温側吸収式冷凍機の再生器３０Ａは、高温側
吸収式冷凍機の凝縮器３０でもあり、高温側の冷
媒蒸気で低温側の溶液は加熱されて冷媒蒸気を発
生する。

再生器３０Ａで発生した冷媒蒸気は、冷媒配管
５６で凝縮器３４Ａに入り凝縮液化する。このと
きの凝縮熱は、高温側吸収式冷凍機の蒸発器３４
として冷媒の水の蒸発熱になる。凝縮器３４Ａ内
での液冷媒は、冷媒配管５７から減圧器４３を経
て減圧され、冷凍倉庫１内にある空気冷却器２に
入つて膨張蒸発する。この蒸発熱は送風機３によ
つて循環する冷凍倉庫１内空気から奪われ、冷凍
倉庫１内が冷される。この場合、Ｒ２２の蒸発温
度は氷点下が実現でき、倉庫１内も氷点下になつ
て、冷凍・冷蔵に供せられる。

空気冷却器２内で蒸発した冷媒蒸気は、冷媒配
管５８を通り、溶液配管６２から減圧器４５で減
圧した溶液と合流し、気液流配管５９から吸収器
４６に入り溶液に吸収される。このときの吸収熱
は冷却水配管６４，６５に放出される。

冷媒蒸気を吸収した溶液は、溶液配管６０、溶
液ポンプ４７から溶液熱交換器４４に入つて加熱
され、溶液配管６３ら再生器３０Ａに流入する。
また、再生器３０Ａ内で冷媒を放出した溶液は、
溶液配管６１から溶液熱交換器４４に入つて冷却
され、溶液配管６２から減圧器４５を経て減圧さ
れる。

このような高温側吸収式冷凍機と低温側吸収式
冷凍機とを複合した構成の吸収式冷凍装置では、
高温側吸収式冷凍機の再生器２７の加熱器２８
を、外部熱源、たとえば太陽熱蓄熱手段に係る蓄
熱槽６からの熱で加熱し、低温側吸収式冷凍機の
蒸発器として機能する空気冷却器２で外部、たと
えば冷凍倉庫１内の循環空気から吸熱して、冷凍
倉庫１内の冷凍・冷蔵・空調が行われる。

本例の場合、蓄熱槽６が130℃、空気冷却器２
で−20℃の低温が得られる。

なお、熱媒配管１３には補助的に加熱器（図示
せず）を設けることも有効である。

本実施例の効果は次のとおりである。

(1) 水を冷媒とする吸収式冷凍を主体として、氷
点下の冷風が得られる。

(2) 高温側吸収式冷凍機、低温側吸収式冷凍機と
も、凝縮圧力と蒸発圧力との圧力差が小さく運
転できるので、サイクル効率がよく、しかも溶
液ポンプ３９，４７の昇圧仕事も少なくてす
む。

(3) 低温側吸収式冷凍機の蒸発圧力を低くとれる
ので、氷点下の蒸発温度が容易に得られ、した
がつて、氷点下の冷風が得られる。

次に、本発明の他の実施例を第３図を参照して
説明する。

第３図は、本発明の他の実施例に係る吸収式冷
凍装置を太陽熱利用冷凍倉庫に適用した装置の構
成図で、図中、第２図と同一符号のものは、先の
実施例と同等部分である。すなわち、集熱器７、
蓄熱槽６、高温側吸収式冷凍機、冷却塔５などに
ついては第２図の実施例と同じであるから、その
説明を省略する。

第３図において、３０Ｂは再生器、３４Ｂは凝
縮器、４４′は溶液熱交換器、４６Ｂは吸収器、
６６はブライン冷却器、２′は蒸発器の働きをす
る空気冷却器で、これら吸収サイクル作動機器
と、その作動機器を連結する配管類とで低温側吸
収式冷凍機を構成している。

低温側吸収式冷凍機の再生器３０Ｂは、高温側
吸収式冷凍機の凝縮器３０を内設し、低温側吸収
式冷凍機の凝縮器３４Ｂおよび吸収器４６Ｂは、
高温側吸収式冷凍機の蒸発器３４内に配設されて
おり、ブライン冷却器６６を備えて、高温側吸収
式冷凍機と低温側吸収式冷凍機の複合した吸収サ
イクル作動機器を構成している。

５７′は、凝縮器３４Ｂとブライン冷却器６６
とを結ぶ冷媒配管で、管路中に減圧器４３′を備
えている。５８′は、ブライン冷却器６６から出
る冷媒配管、５９′は、その冷媒配管５８′の延長
で吸収器４６Ｂに入る気液流配管、６０′は、吸
収器４６Ｂと溶液熱交換器４４′とを結ぶ溶液配
管で、管路中に溶液ポンプ４７′を備えている。
６１′は、再生器３０Ｂと溶液熱交換器４４′とを
結ぶ溶液配管、６２′は、溶液熱交換器４４′と吸
収器４６Ｂとの間に設けられた溶液配管で、管路
中に減圧器４５′を備えており、冷媒配管５８′と
合流するものである。６３′は、溶液熱交換器４
４′と再生器３０Ｂとを結ぶ溶液配管である。

６７はブラインポンプ、６８，６９はブライン
配管で、ブライン冷却器６６と空気冷却器２′と
の間に、ブラインを循環させる配管である。

低温側吸収式冷凍機は、冷媒にＲ２２、吸収剤
にテトラエチレングリコール・ジメチルエーテル
（以下溶液という）を使用し、再生器３０Ｂを加
熱し、空気冷却器２′で外部から吸熱するもので
ある。

低温側吸収式冷凍機の再生器３０Ｂは、高温側
吸収式冷凍機の凝縮器３０でもあり、高温側の冷
媒蒸気で、低温側の溶液は加熱されて冷媒蒸気を
発生する。

再生器３０Ｂで発生した冷媒蒸発気は、冷媒配
管５６で凝縮器３４Ｂに入り凝縮液化する。この
ときの凝縮熱は、高温側吸収式冷凍機の蒸発器３
４として冷媒の水の蒸発熱になる。

凝縮器３４Ｂ内での液冷媒は、冷媒配管５７′
から減圧器４３′を経て減圧し、ブライン冷却器
６６に入つて膨脹蒸発する。この蒸発熱は、ブラ
インポンプ６７、ブライン配管６８，６９、空気
冷却器２′を循環するブラインから奪い、ブライ
ンを冷却する。このブラインは、空気冷却器２′
において、送風機３によつて循環する冷凍倉庫１
内空気を冷却する。この場合もブラインの温度は
氷点下になつて、冷凍倉庫１内も氷点下温度に維
持できる。

ブライン冷却器６６内で蒸発した冷媒蒸気は、
冷媒配管５８′を通り、溶液配管６２′から減圧器
４５′で減圧された溶液と合流し、気液流配管５
９′を経て吸収器４６Ｂに入つて溶液に吸収され
る。このときの吸収熱は、高温側吸収式冷凍機の
蒸発器３４として冷媒の水の蒸発熱になる。

冷媒蒸気を吸収した溶液は、溶液配管６０′、
溶液ポンプ４７′から溶液熱交換器４４′に入つて
加熱され、溶液配管６３′から再生器３０Ｂに流
入する。また、再生器３０Ｂ内で冷媒を放出した
溶液は、溶液配管６１′から溶液熱交換器４４′に
入つて冷却され、溶液配管６２′から減圧器４
５′を経て減圧される。

このような高温側吸収式冷凍機と低温側吸収式
冷凍機を複合した構成の吸収式冷凍装置では、高
温側吸収式冷凍機の再生器２７の加熱器２８を、
外部熱源、たとえば太陽熱蓄熱手段に係る蓄熱槽
６からの熱で加熱し、低温側吸収式冷凍機の蒸発
器として機能する空気冷却器２′、すなわちブラ
イン冷却器６６のブラインが循環する空気冷却器
２′で、冷凍倉庫１内の循環空気から吸熱して、
冷凍倉庫１内の冷凍・冷蔵・空調が行われる。

本例の場合も、空気冷却器２′で−20℃の低温
が得られる。

なお、前記の第２、第３図の各実施例のほか、
特に図示して詳細には説明しないが、第２図の低
温側吸収式冷凍機の凝縮器３４Ａを、高温側吸収
式冷凍機の蒸発器３４内に配設して、第３図のブ
ライン冷却器６６を採用する組合わせの吸収式冷
凍装置、または、第３図の低温側吸収式冷凍機の
凝縮器３４Ｂと吸収器４６Ｂとを、高温側吸収式
冷凍機の蒸発器３３内に配設して、第２図に示す
空気冷却器２を冷媒の蒸発器として作用させる組
合わせの吸収式冷凍装置でも、前述と同様の効果
が得られる。

また、前記各実施例では、高温側吸収式冷凍機
の再生器２７は、太陽熱で加熱される例を説明し
たが、これに限らず、排熱による加熱もでき、燃
焼ガスやスチームによる加熱も可能である。

さらに、高温側吸収式冷凍機は冷媒に水のみで
なくアルコールを、低温側吸収式冷凍機は冷媒に
フロンのみでなくアンモニアを使つても本発明の
目的を達成できる。

さらにまた、前記の第２，３図の実施例におい
て、特に図示しないが再生器２７を出た溶液配管
５３の溶液を、低温側吸収式冷凍機の再生器３０
Ａまたは３０Ｂ内に導びき、そこで溶液配管６３
または６３′から入つた溶液を加熱したのち、溶
液熱交換器４０に流入させても本発明の目的を達
成できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、太陽熱ま
たは排熱で駆動でき、氷点下の冷凍温度を得る効
率の高い吸収式冷凍機を提供することができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の太陽熱利用冷凍倉庫用冷凍装
置の構成図、第２図は、本発明の一実施例に係る
吸収式冷凍装置を太陽熱利用冷凍倉庫に適用した
装置の構成図、第３図は、本発明の他の実施例に
係る吸収式冷凍装置を太陽熱利用冷凍倉庫に適用
した装置の構成図である。 １…冷凍倉庫、２，２′…空気冷却器、３…送
風機、５…冷却塔、６…蓄熱槽、７…集熱器、１
３，１４…熱媒配管、１５，１６…冷却水配管、
２７…再生器、２８…加熱器、３０…凝縮器、３
０Ａ，３０Ｂ…再生器、３２…冷媒ポンプ、３３
…冷媒散布器、３４…蒸発器、３４Ａ，３４Ｂ…
凝縮器、３５…冷媒受け、３６…溶液散布器、３
７…吸収器、３８…溶液受け、３９…溶液ポン
プ、４０，４４，４４′…溶液熱交換器、４３，
４３′，４５，４５′…減圧器、４６，４６Ｂ…吸
収器、４７，４７′…溶液ポンプ、６６…ブライ
ン冷却器、３１，４８，５６．５７，５７′，５
８，５８′…冷媒配管、５９，５９′…気液流配
管、５０，５２，５３，６０，６０′，６１，６
１′，６２，６２′，６３，６３′…溶液配管、６
４，６５…冷却水配管、６６…ブライン冷却器、
６７…ブラインポンプ、６８，６９…ブライン配
管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、溶液熱交
   換器およびこれら吸収サイクルの作動機器を連結
   する配管からなる高温側吸収式冷凍機と、別に、
   再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、溶液熱交換器
   およびこれら吸収サイクルの作動機器を連結する
   配管からなる低温側吸収式冷凍機とを備え、前記
   高温側吸収式冷凍機の凝縮器を、前記低温側吸収
   式冷凍機の再生器内に配設し、前記低温側吸収式
   冷凍機の凝縮器を、前記高温側吸収式冷凍機の蒸
   発器内に配設して、前記高温側吸収式冷凍機と前
   記低温側吸収式冷凍機とを複合した吸収サイクル
   の作動機器として連結し、前記高温側吸収式冷凍
   機の再生器を外部熱源で加熱し、前記低温側吸収
   式冷凍機の蒸発器で外部から吸熱するように構成
   したことを特徴とする吸収式冷凍装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   高温側吸収式冷凍機の蒸発器内に、低温側吸収式
   冷凍機の凝縮器および吸収器を配設したものであ
   る吸収式冷凍装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載のも
   ののいずれかにおいて、低温側吸収式冷凍機の凝
   縮器および吸収器と接続するブライン冷却器を設
   け、そのブライン冷却器のブラインが循環する空
   気冷却器を、低温側吸収式冷凍機の蒸発器として
   作用させるように構成したものである吸収式冷凍
   装置。 ４ 特許請求の範囲第１項ないし第３項記載のも
   ののいずれかにおいて、高温側吸収式冷凍機の再
   生器に設けた加熱器を、太陽熱蓄熱手段に接続し
   たものである吸収式冷凍装置。