JPH05322358A - 逆浸透膜を利用した吸収式冷水機 - Google Patents

逆浸透膜を利用した吸収式冷水機

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JPH05322358A
JPH05322358A JP13354492A JP13354492A JPH05322358A JP H05322358 A JPH05322358 A JP H05322358A JP 13354492 A JP13354492 A JP 13354492A JP 13354492 A JP13354492 A JP 13354492A JP H05322358 A JPH05322358 A JP H05322358A
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JP
Japan
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refrigerant
absorption
evaporator
liquid
reverse osmosis
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Application number
JP13354492A
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English (en)
Inventor
Kunio Takahashi
國男 高橋
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Aqua Unity Co Ltd
Original Assignee
Aqua Unity Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 冷媒で希釈された吸収液を再生するのに熱の
代わりに逆浸透膜を使用し装置を簡素化しかつ危険性の
ない取扱い容易化。 【構成】 吸収式冷水機において蒸発器1で蒸発した冷
媒蒸気を凝縮して希釈された吸収器6内の液を加熱手段
を用いずに再生するために吸収器6の下端9からの希釈
液をポンプ11を用いフイルタ12を交互に通し、逆浸
透膜13で冷媒を分離し、分離された冷媒は冷媒槽14
を通り冷媒ポンプ16を介して蒸発器1の滴下トレー3
から滴下蒸発して冷水コイル2内の水を冷却する。蒸発
器1の底部に溜った冷媒液は循環ポンプ4を介し導管5
を経て再循環する。逆浸透膜13により冷媒を分離した
吸収濃液は槽15よりポンプ18を介し導管19、真空
ポンプ20を経て吸収器6の滴下トレー8より滴下し蒸
発器1から蒸発した冷媒を吸収して希釈液となり再び循
環する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷房設備等に利用され
得る吸収式冷水機に関するものである。
【0002】
【従来技術】従来冷房設備に利用されている冷凍機とし
ては、フロンを利用したターボ冷凍機、パッケージエア
コン、チラー類及びフロン類を使用しない吸収式冷温水
機に大別され、大型機には吸収式が広く利用されるよう
になってきている。
【0003】添付図面の図2には吸収式冷温水機の原理
を示し、蒸発器Aと、吸収器Bと、再生器Cと、熱交換
器Dと、凝縮器Eとで構成されている。蒸発器A内には
冷水管Fが通り、吸収器B及び凝縮器Eには冷却水管G
が伸びている。蒸発器Aと吸収器Bとは連結されてお
り、蒸発器A内で冷水を冷却する冷媒として水が用いら
れ、蒸発器A内で蒸発した冷媒蒸気(水蒸気)を吸収す
る吸収剤として通常臭化リチウムの水溶液が使用され、
また蒸発器A及び吸収器B内は、得ようとする冷水の温
度に応じて所要の圧力(例えば7℃の冷水を得る場合に
は蒸発器A内の冷媒を4℃で蒸発させる必要があるた
め、4℃の水の飽和水蒸気圧である約6mmHg)に保持し
て、蒸発器A内で蒸発した冷媒を吸収剤で吸収すること
により連続して所望の温度の冷水を得るようにしたもの
であり、吸収液の吸湿力は液の濃度が高いほどまた温度
が低いほど強いが、吸収液が蒸発した冷媒を吸収すると
吸収液の濃度が下がるだけでなく吸収熱を発生し、吸収
液の温度が高くなり、吸湿力が低下することになる。そ
のため吸収器B内に冷却水を通して吸収液の温度上昇を
抑えると共に希釈した吸収液を再生器Cで加熱して水蒸
気と吸収剤濃液とに分離する。この場合の加熱手段とし
ては燃料の燃焼や、外部からの高温高圧蒸気が利用され
ている。再生器Cで分離された冷媒蒸気は凝縮器Eで冷
却水により冷却されて液体となり冷媒として蒸発器Aへ
戻される。一方、再生器Cで分離された吸収剤濃液は熱
交換器Dで吸収器Bから再生器Cへ送られる希釈された
比較的低温の吸収液と熱交換し吸収濃液として吸収器B
へ戻される。このような冷水製造原理に基いて単純に構
成したものは一重効用吸収冷温水機として知られてい
る。
【0004】このような装置の効率をさらに上げるた
め、冷媒蒸気を発生させる再生器を二段設け、一度発生
した冷媒蒸気を利用して吸収液を再度加熱し、冷媒蒸気
を発生するようにし、そして熱交換器二段設けた二重効
用吸収冷温水機も種々の形式のものが知られている。こ
の二重効用吸収冷温水機一例を図3に示し、図示装置は
蒸発器A、吸収器B、高温再生器C1、低温再生器C2、高
温熱交換器D1、低温熱交換器D2、凝縮器Eとで構成され
ている。蒸発器Aには冷温水配管Fの一部が挿置されて
おり、蒸発器Aの上部には冷媒管Hが取り付けられ、冷
水機として運転される場合に通常水から成る冷媒が散布
され、冷温水配管Fの表面からその中を流れる水を冷却
して冷水を作り出す。吸収器Bは内部に冷却水を通す吸
収器管G及び吸収剤濃液(通常臭化リチウムの水溶液)
散布装置Iを備えている。装置を冷水機として運転する
場合には、蒸発器A内で蒸発した冷媒蒸気を吸収器B内
で吸収剤濃液によって吸収することにより連続して所望
の温度の冷水が冷温水配管F内に得られるようにされ
る。吸収液の温度上昇は吸収器B内を通る吸収器管H内
の冷却水により抑えられ、希釈した吸収剤希液は高温再
生器C1で加熱されて冷媒蒸気と吸収剤濃液とに分離され
る。この場合の加熱手段としては燃料の燃焼による用い
られているが、代わりに、外部からの高温高圧蒸気を利
用することもできる。高温再生器C1で分離された水蒸気
すなわち冷媒蒸気は低温再生器C2へ送られ、吸収器Bか
ら高温再生器C1へ送られる吸収剤希液により高温熱交換
器D1で熱交換されて温度の下がった高温再生器C1からの
吸収剤濃液を再加熱し、濃縮させる。そして冷媒蒸気は
凝縮器Eへ送られそこで冷却水により冷却され凝縮され
て冷媒液となり、蒸発器Aに冷媒として戻される。一
方、高温再生器C1で分離され、低温再生器C2で濃縮され
た吸収剤濃液は低温熱交換器D2で低温の吸収剤希液と熱
交換され、吸収器Bの吸収剤濃液散布装置Iへ送られ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の吸収
式冷水機においては、冷媒で希釈した吸収液から冷媒蒸
気を分離するのに燃料や高温高圧蒸気を利用した再生器
が使用されており、そのため装置が複雑かつかさばるだ
けでなく、危険性があり、取扱い難いという問題点があ
った。
【0006】そこで、本発明は、冷媒で希釈された吸収
液を再生するのに熱の代わりに逆浸透膜を使用して従来
の吸収式冷水機に伴う問題点を解決した吸収式冷水機を
提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による吸収式冷水機は、内部に冷水管の一
部を配置し、冷水管内を流れる冷水により冷媒を蒸発さ
せる蒸発器と、吸収濃液により、蒸発器からの冷媒蒸気
を凝縮し熱を吸収する吸収器と、蒸発器からの冷媒蒸気
の凝縮により希釈された吸収希液を吸収濃液と冷媒とに
分離する逆浸透膜を備えた分離装置と、分離装置で分離
した吸収濃液を吸収器へ戻す吸収濃液導管路と、分離装
置で分離した冷媒を蒸発器へ戻す冷媒導管路とから成る
ことを特徴としている。好ましくは、分離装置には逆浸
透膜の前段にフィルタ装置が設けられ、そして逆浸透膜
の後段に負圧発生手段が設けられ得る。また、吸収器、
分離装置及び吸収濃液導管路は真空容器で構成され得
る。
【0008】
【作用】本発明による吸収式冷水機においては、冷媒蒸
気の凝縮により希釈された吸収希液を吸収濃液と冷媒と
に分離するのに逆浸透膜使用し、加熱手段を使用してな
いので、冷媒を凝縮させるための熱エネルギや燃料の燃
焼による炉の損失及び廃ガスと一緒に放出される熱エネ
ルギの損失がなく、使用される熱エネルギの総量は極め
て少なくすることができる。また、従来の吸収式冷水機
のように高温及び低温再生器、凝縮器、低温及び高温熱
交換器が不要であるので、放熱が少なく、配管径、循環
ポンプ及びクーリングタワー等は小さくすることができ
る。さらに、分離装置における逆浸透膜の前段にフィル
タ装置を設けた場合には、吸収器からの吸収希液を逆浸
透膜に通す前に濾過し、それにより逆浸透膜の目詰まり
を防止して、逆浸透膜による長期間安定した分離作用が
行われ得るようにしている。また、逆浸透膜の後段に負
圧発生手段を設けた場合には、逆浸透膜の外側は真空に
され、それにより逆浸透の効率を上げることができるよ
うななる。
【0009】
【実施例】以下添付図面の図1を参照して本発明の実施
例について説明する。図1には本発明による吸収式冷水
機の一実施例を概略的に示す。を用いて説明する。1は
蒸発器で、その内部には冷水を通す冷水管2の一部が配
置されている。蒸発器1の上部には純水から成り得る冷
媒を冷水管2上に滴下させる冷媒滴下トレー3が設けら
れ、この冷媒滴下トレー3から滴下した冷媒は冷水管2
を外側から冷やしその一部は蒸発し、残りの冷媒は蒸発
器1の下部に溜まる。この下部に溜まった冷媒は冷媒循
環ポンプ4により冷媒循環導管5を介して上部の冷媒滴
下トレー3へ戻されるように構成されている。蒸発器1
に隣接しかつ連通して吸収器6が設けられ、この吸収器
6内には冷却水管7が通されている。吸収器6の上部に
は吸収性の高い液体、通常臭化リチウムから成る吸収濃
液を滴下させる吸収濃液滴下トレー8が設けられ、吸収
濃液滴下トレー8から滴下された吸収濃液は蒸発器1内
で蒸発した冷媒蒸気を吸収する。それにより吸収濃液は
希釈されながら吸収器6の下部の吸収希液槽9内へ流下
していく。吸収濃液が蒸発器1からの冷媒蒸気を吸収す
る際に吸収熱が発生されるが、この吸収熱は冷却水管7
内を流れる冷却水によって奪われ、吸収液の温度上昇を
抑えるようにしている。吸収熱は冷媒の蒸発潜熱に匹敵
し、従って冷水管2内を流れる冷水の熱量は冷媒の蒸発
によって奪われ、こうして発生された冷媒蒸気が吸収液
に吸収されることにより吸収液に移り、そして冷却水管
7内を流れる冷却水に移ることになる。吸収液の吸湿力
はその濃度が高くしかも温度が低いほど強く、そして飽
和水蒸気圧で表すことができ、吸収液の飽和水蒸気気圧
と、濃度と、温度との関係は通常デューリング線図で表
され、例えば4℃の水の飽和蒸気圧は約6mmHgであり、
6mmHgの圧力の水蒸気を吸収するためには、吸収液はこ
れ以下の飽和水蒸気圧をもつようにように濃度及び温度
について設定される。
【0010】また、図1において、10は蒸発器1からの
冷媒蒸気の凝縮により希釈された吸収希液を吸収濃液と
冷媒とに分離する分離装置で、この分離装置10は図示実
施例では、加圧ポンプ11と、選択的に使用され得る並列
に設けられた二つのフイルタ12と、逆浸透膜13と、冷媒
槽14と、吸収濃液槽15とから成っており、これらの各構
成要素は図示したように連結されている。すなわち、吸
収器6の下部の吸収希液槽9内の吸収希液は加圧ポンプ
11により加圧されて二つのフイルタ12の一方を通り、逆
浸透膜13に送られる。加圧ポンプ11による加圧は、分離
装置10に使用する逆浸透膜13の動作特性や装置の配管径
等に応じて適宜設定され得る。逆浸透膜13では、蒸発し
た冷媒蒸気を吸収して希釈した吸収希液は冷媒と吸収濃
液とに分離され、そして冷媒槽14及び吸収濃液槽15にそ
れぞれ回収される。こうして回収された冷媒槽14内の冷
媒は冷媒戻しポンプ16によって冷媒戻し管17を通って蒸
発器1の上部の冷媒滴下トレー3に戻される。一方、吸
収濃液槽15に回収された吸収濃液は、吸収濃液移送ポン
プ18によって吸収濃液移送管19を通って吸収器6の上部
の吸収濃液滴下トレー8へ移送される。吸収濃液移送管
19の途中には負圧発生手段を成す真空ポンプ20が挿置さ
れ、この真空ポンプ20は逆浸透膜13の出口側を負圧にし
て逆浸透膜13による逆浸透作用の効率を高めるようにし
ている。
【0011】図示装置の動作においては、逆浸透膜13の
前段に設けられた二つのフイルタは通常どちらか一方が
用いられ、そして一方のフイルタが不純物で目詰まりし
た場合に他方のフイルタに切換えて装置の運転を止めず
に交換することができ、連続して装置を作動できるよう
にしている。また逆浸透膜13に流入する前にフイルタ12
で吸収希液から不純物を取り除いているので、逆浸透膜
13を長期間安定して作動させることができる。
【0012】ところで図示実施例では、冷媒の容器、蒸
発器、吸収器、吸収希液槽及び吸収濃液槽等は負圧に保
持され、一体に構成されるが、代わりに、これらの構成
要素を別々に構成して設置スペースの限られた場所に設
置するようにすることができる。また、分離装置におい
て使用される逆浸透膜としては中空繊維型モジュール、
スパイラル型モジュール、管状型モジュール等適当な形
式のものを利用することができる。さらに、真空ポンプ
の設置場所は図示実施例における吸収濃液移送管19に限
られるのではなく、必要に応じて配管系の任意の位置に
設けることができる。さらにまた、図示実施例では分離
装置には逆浸透膜を一段設けているが、必要に応じて二
段またはそれ以上設けることも可能であり、その場合前
段のフイルタに限外濾過膜を利用することもでき、また
逆浸透膜の代わりに限外濾過膜等の適当な分離膜を利用
することもできる。
【0013】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の吸収
式冷水機においては、冷媒蒸気によって希釈した吸収希
液から加熱手段を用いずに逆浸透膜で物理的に冷媒を分
離するように構成しているので、従来の吸収式装置で必
要であった燃料や高温高圧蒸気を使用する必要がなく、
燃焼室、高温再生器を設ける必要がなく、しかも温度上
昇が生じないので、低温再生器、冷媒の凝縮器、高温及
び低温熱交換器も設ける必要がなく、装置の構成を大幅
に簡素化、小型化できるだけでなく、装置を安全に運転
することができるようになる。また吸収器において吸収
液を冷却する冷却水は従来のようにクーリングタワーで
放熱されるが、従来のように凝縮器で冷媒を冷却する必
要がないので、放熱量が少なくなり、配管径を小さくで
き、また循環ポンプやクーリングタワーを小型化でき、
装置のコスト及び運転コストを大幅に低減させることが
できる。さらに、装置の運転において使用されるエネル
ギは実質的に、逆浸透膜を介して吸収希液を通過させる
加圧用ポンプの運転に要する電機エネルギだけであるの
で、エルネギの損失が少なく、従来の吸収式装置に比較
して大幅な省エネが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による吸収式冷水機の一実施例を示す
概略線図。
【図2】 吸収式冷水機の原理を示す概略線図。
【図3】 従来の吸収式冷温水機の一例を示す概略線
図。
【符号の説明】
1:蒸発器 2:冷水管 3:冷媒滴下トレー 4:冷媒循環ポンプ 5:冷媒循環導管 6:吸収器 7:冷却水管 8:吸収濃液滴下トレー 9:吸収希液槽 10:分離装置 11:加圧ポンプ 12:フイルタ 13:逆浸透膜 14:冷媒槽 15:吸収濃液槽 16:冷媒戻しポンプ 17:冷媒戻し管 18:吸収濃液移送ポンプ 19:吸収濃液移送管 20:真空ポンプ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部に冷水管の一部を配置し、冷水管内を
    流れる冷水により冷媒を蒸発させる蒸発器と、吸収濃液
    により、蒸発器からの冷媒蒸気を凝縮し熱を吸収する吸
    収器と、蒸発器からの冷媒蒸気の凝縮により希釈された
    吸収希液を吸収濃液と冷媒とに分離する逆浸透膜を備え
    た分離装置と、分離装置で分離した吸収濃液を吸収器へ
    戻す吸収濃液導管路と、分離装置で分離した冷媒を蒸発
    器へ戻す冷媒導管路とを有することを特徴とする逆浸透
    膜を利用した吸収式冷水機。
  2. 【請求項2】分離装置が逆浸透膜の前段にフィルタ装置
    を備えている請求項1に記載の逆浸透膜を利用した吸収
    式冷水機。
  3. 【請求項3】分離装置が逆浸透膜の後段に負圧発生手段
    を備えている請求項1に記載の逆浸透膜を利用した吸収
    式冷水機。
  4. 【請求項4】吸収器、分離装置及び吸収濃液導管路を真
    空容器で構成した請求項1に記載の逆浸透膜を利用した
    吸収式冷水機。
JP13354492A 1992-05-26 1992-05-26 逆浸透膜を利用した吸収式冷水機 Pending JPH05322358A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018013277A (ja) * 2016-07-20 2018-01-25 矢崎エナジーシステム株式会社 吸収式システム
KR20200058177A (ko) * 2018-11-19 2020-05-27 이상규 역삼투압 필터 부재가 적용된 흡수식 냉동 장치
KR102144935B1 (ko) * 2020-03-13 2020-08-14 (주)월드이엔씨 비가열식 재생공정을 이용한 흡수식 냉동기
KR102144934B1 (ko) * 2020-03-13 2020-08-14 (주)월드이엔씨 비가열식 재생공정을 이용한 흡수식 냉동기
WO2021097551A1 (en) * 2019-11-22 2021-05-27 Barnieh Inventions Inc. Apparatus and method for separating a working fluid from an absorbent

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