JPH0749896B2 - 冷温切換型吸収冷凍機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、温排水などの熱源流体よりも高温の被加熱流
体と、冷却水などの冷却流体よりも低温の被冷却流体と
を同一の機器で生成することの可能な冷温切換型吸収冷
凍機に関する。

（ロ）従来の技術 上記型式の冷温切換型吸収冷凍機の従来の技術として、
発生器と吸収器とを接続する溶液経路中にポンプと弁付
きのバイパスを並列に挿入すると共に凝縮器と蒸発器と
を接続する冷媒経路中にポンプと弁付きのバイパスを並
列に挿入し、ポンプ回路とバイパス回路を選択切換えて
発生器・凝縮器群と吸収器・蒸発器群との圧力の高低を
切換えるようにしたもの（例えば、特公昭58−25947号
公報）がある。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記した従来のものにおいては、弁付きのバイパス回路
を用いているために配管が複雑となる上に、閉止した弁
や停止させたポンプおよびこれらの吸収液回路に残留す
る吸収液の晶析による流路の閉塞を生じやすく、冷温運
転のスムーズな切換えに支障を来たしやすい問題点があ
る。また、温排水などの温度レベルは廃熱源の種類によ
って異なり、それに伴なって発生器・凝縮器群と吸収器
・蒸発器群との圧力差も異なるため、従来のものにおい
ては、廃熱源の種類に応じて適切な吐出圧を有するポン
プの選定や交換などを必要とする問題点もある。

本発明は、これらの問題点に鑑み、熱源の種類に応じた
ポンプの選定や冷温運転の切換え毎の吸収液流路の切換
えを不要とし、簡便に冷温運転の切換えをなし得る吸収
冷凍機の提供を目的としたものである。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、上記の問題点を解決する手段として、前述の
形式の冷温切換型吸収冷凍機において、希吸収液流路、
濃吸収液流路、凝縮器から蒸発器へ至る冷媒液流路にそ
れぞれ吐出圧可変ポンプを配備し、これらポンプの吐出
圧の高低を切換えると共に発生器・凝縮器群と蒸発器・
吸収器群との圧力の高低を切換える構成としたことに特
徴を有するものである。

（ホ）作 用 本発明の冷温切換型吸収冷凍機においては、蒸発器・吸
収器内の飽和蒸気圧を発生器・凝縮器内のそれよりも低
くすると共に、希吸収液用のポンプの吐出圧を高くし、
濃吸収液用のポンプおよび冷媒液用のポンプの吐出圧を
低くして冷媒および吸収器を循環させることにより、吸
収冷凍作用が発揮され、従来のものと同様に、吸収器の
冷却流体よりも低温レベルの被冷却流体が蒸発器から得
られる。逆に発生器・凝縮器内の飽和蒸気圧を蒸発器・
吸収器内のそれよりも低くすると共に、濃吸収液用のポ
ンプおよび冷媒液用のポンプの吐出圧を高くし、希吸収
液用のポンプの吐出圧を低くして冷媒および吸収液を循
環させることにより、吸収ヒートポンプ作用が発揮さ
れ、発生器や蒸発器に供給した熱源流体よりも高温レベ
ルの被加熱流体が吸収器から得られる。しかも、吸収液
流路の切換えが不要なので、従来のもののような吸収液
の結晶を生じることもなく、冷温運転の切換えをスムー
ズになし得る。

かつまた、本発明の冷温切換型吸収冷凍機においては、
その設置場所や運転時期などの違いから熱源流体や冷却
流体などの温度レベルが異なり、発生器・凝縮器群と蒸
発器・吸収器群との圧力差に違いがある場合にも、この
違いに合わせてポンプ吐出圧を変え得る機能もあるの
で、例えば廃熱源の種類毎にポンプの選定や交換を要す
る従来の冷温切換型吸収冷凍機にくらべ、冷媒と吸収液
の円滑な循環を簡便に保つことができる。

（ヘ）実 施 例 第１図は本発明による冷温切換型吸収冷凍機の一実施例
を示した概略構成説明図である。第１図において、発生
器（Ｇ）と、凝縮器（Ｃ）とは器胴（１）内に形成され
て内圧力のほぼ等しい発生器・凝縮器群を構成してい
る。蒸発器（Ｅ）と吸収器（Ａ）とはダクト（２）によ
り接続されて内圧力のほぼ等しい蒸発器・凝縮器群を構
成している。（３），（４）は吸収器（Ａ）から溶液熱
交換器（Ｘ）を経由して発生器（Ｇ）へ至る希吸収液用
管路であり、（５），（６）は発生器（Ｇ）から溶液熱
交換器（Ｘ）を経由して吸収器（Ａ）へ至る濃吸収液用
管路である。（７）は凝縮器（Ｃ）から蒸発器（Ｅ）へ
至る冷媒液用管路であり、（８）は冷媒液還流用管路で
ある。

そして、希吸収液用管路（３）、濃吸収液用管路
（５）、冷媒液用管路（７）には、それぞれ、吐出圧可
変ポンプ（Ｐ_Ｌ），（Ｐ_Ｈ），（Ｐ_Ｒ）が配備されてい
る。また、（Ｐ）は冷媒液還流用管路（８）に配備した
ポンプである。

（９）は発生器（Ｇ）の加熱器であり、これには熱源流
体としての蒸気や温水などを流通させる。（10）は吸収
器（Ａ）の熱交換器であり、これには冷房サイクル時に
冷却流体としての冷却水などを流通させる一方、暖房サ
イクル時に被加熱流体としての高温水などを流通させ
る。（11）は凝縮器（Ｃ）の冷却器であり、これには冷
却流体としての冷却水などを流通させる。また、（12）
は蒸発器（Ｅ）の熱交換器であり、これには冷房サイク
ル時に被冷却流体としての冷水を流通させる一方、暖房
サイクル時に熱源流体としての温水を流通させる。

次に、このように構成された冷温切換型吸収冷凍機（以
下、本機という）の動作の一例を説明する。

冷房サイクル時においては、加熱器（９）に高温蒸気あ
るいは熱水を供給すると共に熱交換器（10）および冷却
器（11）に冷却水を供給し、かつ、蒸発器（Ｅ）の熱交
換器（12）に被冷却流体としての冷水を流し、ポンプ
（Ｐ_Ｒ）およびポンプ（Ｐ_Ｈ）の吐出圧を例えば零に近
い低圧にセットする一方、ポンプ（Ｐ_Ｌ）の吐出圧を例
えば数百mmHg程度の圧力にセットして本機を運転する。
このような運転を行うことにより、従来の吸収冷凍機と
同様の吸収冷凍サイクルが生成されて冷凍作用が発揮さ
れ、熱交換器（12）出口から冷房あるいはその他の用途
の低温の冷水が得られる。この際の吸収冷凍サイクルは
第２図に示すような右廻りのサイクルとなり、蒸発器・
吸収器群の圧力Ｐ_Ｅは発生器・凝縮器群の圧力Ｐ_Ｃより
も低く保たれる。

暖房サイクル時においては、加熱器（９）および熱交換
器（12）に排温水や廃蒸気などの低温レベルの熱源流体
を供給すると共に冷却器（11）に冷却水を供給し、か
つ、吸収器（Ａ）の熱交換器（10）に被加熱流体として
の水を流し、ポンプ（Ｐ_Ｒ）およびポンプ（Ｐ_Ｈ）の吐
出圧を例えば数百mmHg程度の圧力にセットする一方、ポ
ンプ（Ｐ_Ｌ）の吐出圧を例えば零に近い低圧にセットし
て本機を運転する。このようにして運転することによ
り、第３図に示すような左廻りの吸収ヒートポンプサイ
クルとが生成され、発生器・凝縮器群の圧力Ｐ_Ｃは蒸発
器・吸収器群の圧力Ｐ_Ｅよりも低く保たれる。このサイ
クルにおいては、低圧側の凝縮器（Ｃ）の冷媒液はポン
プ（Ｐ_Ｒ）により冷媒液用管路（７）を通って蒸発器
（Ｅ）に送られ、その熱交換器（12）の熱源流体により
加熱されて蒸発し、蒸発した冷媒はダクト（２）経由で
吸収器（Ａ）に入る。また、発生器（Ｇ）から濃吸収液
はポンプ（Ｐ_Ｈ）により濃吸収液用管路（５），（６）
を通って溶液熱交換器（Ｘ）経由で吸収器（Ａ）に送ら
れ、ここで冷媒蒸気を吸収する。その際、吸収器（Ａ）
の内圧Ｐ_Ｅは数百mmHg程度に保たれているので吸収熱に
より沸点上昇に相当する温度まで吸収液が加熱されて前
述の熱源流体よりも高温となり、高温となった吸収液が
熱交換器（12）内の水を加熱して昇温させる。このた
め、発生器（Ｇ）や蒸発器（Ｅ）に供給した熱源流体よ
りも高温レベルの被加熱流体が熱交換器（12）出口から
得られる。一方、冷媒を吸収した希吸収液は希吸収液用
管路（３），（４）を通ってポンプ（Ｐ_Ｌ）、溶液熱交
換器（Ｘ）経由で発生器（Ｇ）へ流れ、ここで加熱器
（９）の熱源流体により加熱されて蒸気を発生しつつ濃
縮される。そして、濃縮された吸収液はポンプ（Ｐ_Ｈ）
により再び吸収器（Ａ）へ送られる。また、発生器
（Ａ）で発生した冷媒蒸気は凝縮器（Ｃ）の冷却器（1
1）内の冷却水によって冷やされて凝縮し、液化した冷
媒は再びポンプ（Ｐ_Ｒ）により蒸発器（Ｅ）へ送られ
る。このような冷媒と吸収液との循環が繰返されること
によって前述の吸収ヒートポンプサイクルが生成される
のである。なお、このサイクルにおいて、希吸収液が吸
収器（Ａ）と発生器（Ｇ）との間の圧力差や液のヘッド
により管路（３），（５）を流れ得る場合、ポンプ（Ｐ
_Ｌ）は希吸収液を通過させる役割を果せば十分なので、
その吐出圧は零近くにセットしても良い。また、発生器
（Ｇ）や蒸発器（Ｅ）に供給する熱源流体や凝縮器
（Ｃ）に供給する冷却流体の温度レベルが本機の運転時
期や設置場所によって異なる場合、運転中の発生器・凝
縮器群と蒸発器・吸収器群との圧力差も異なることにな
るので、本機の運転時期や設置場所毎に吐出圧可変ポン
プ（Ｐ_Ｒ），（Ｐ_Ｈ），（Ｐ_Ｌ）の吐出圧をセットすれ
ば良い。このため、本機においては、その運転時期や設
置場所毎にポンプの交換を行う煩しさがない。なお、ポ
ンプ吐出圧の設定は、実際の設計では、上記圧力差と液
流路の流通抵抗と液のヘッドとを考慮して行う。そし
て、ポンプ吐出圧を正しく設定することにより、簡便に
冷媒液と吸収液の円滑な循環を保つことができ、これら
液の本機内の一部分での偏在を防ぐことができる。

（ト）発明の効果 以上のとおり、本発明は、発生器・凝縮器群と蒸発器・
吸収器群との圧力の高低および冷媒液用ポンプと濃吸収
液用ポンプと希吸収液用ポンプの吐出圧の高低を切換え
ることにより、１台の吸収冷凍機から熱源流体よりも高
温の被加熱流体と冷却流体よりも低温の被冷却流体とを
交互に取出し得る効果をもたらすと共に、吸収液流路を
切換えて冷温切換えをするために不使用の流路内の液の
結晶を生じやすい従来のものにくらべ、冷温切換えをス
ムーズかつ簡便に切換え得る効果をもたらし、発生器・
凝縮器群と蒸発器・吸収器群との圧力レベルに合わせて
ポンプの吐出圧をセットすることにより、冷媒および吸
収液の円滑な循環を簡便に保ち得る効果を冷温切換型吸
収冷凍機にもたらし、その設置地域や運転時期の違いに
伴なう機器内の圧力レベルの違いに合わせてポンプを交
換する煩したを省き得るなどの実用的価値を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による冷温切換型吸収冷凍機の一実施例
を示した概略構成説明図であり、第２図は第１図に示し
た実施例の冷房サイクル時の吸収冷凍サイクル線図であ
り、第３図は同じく暖房サイクル時の吸収ヒートポンプ
サイクル線図である。 （Ｇ）…発生器、（Ｃ）…凝縮器、（Ｅ）…蒸発器、
（Ａ）…吸収器、（Ｘ）…溶液熱交換器、（２）…ダク
ト、（３），（４），（５），（６），（７），（８）
…管路、（９）…加熱器、（10）…熱交換器、（11）…
冷却器、（12）…熱交換器、（Ｐ_Ｒ），（Ｐ_Ｈ），（Ｐ
_Ｌ）…吐出圧可変ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発生器、凝縮器、蒸発器、吸収器および溶
   液熱交換器を配管接続して冷媒と吸収液の循環路を形成
   し、凝縮器から蒸発器へ至る冷媒液流路および吸収器か
   ら発生器へ至る希吸収液流路ならびに発生器から吸収器
   へ至る濃吸収液流路のそれぞれに吐出圧可変ポンプを配
   備し、これらポンプの吐出圧の高低を切換えると共に発
   生器・凝縮器群と蒸発器・吸収器群との圧力の高低を切
   換える構成としたことを特徴とする冷温切換型吸収冷凍
   機。