JPH0340301B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二重効用吸収式ヒートポンプに係り
従来より高い温水温度でも高温再生器圧力が大気
圧以下で作動する二重効用吸収式ヒートポンプサ
イクルに関する。

第１図のように従来の二重効用吸収式ヒートポ
ンプでは、温水１２をまず吸収器１に通水し、そ
のあとで凝縮器４に通すことにより、より高い温
度の温水を得るサイクルとなつていた。したがつ
て二重効用吸収式冷凍機サイクルにおいて冷却水
温度を上げただけのサイクルとなり冷却水温度が
高くなつた分だけ低温再生器３における中間溶液
濃度も濃くなり、温度も高くなる。それに伴つ
て、低温再生器溶液２１を加熱するための高温再
生器５で発生する冷媒蒸気の温度（圧力）も高く
する必要があるため高温再生器５の圧力は従来よ
り高くなり、高温再生器圧力、大気圧以下の条件
では、温水出口温度を上げることができなかつ
た。また、温水を凝縮器４、吸収器１の順に通水
した場合、凝縮器４の圧力は下るが、吸収器１の
冷却水となる温水１２の温度が高くなるため、吸
収器１の溶液濃度が高くなり、低温再生器３内の
溶液濃度２１も上り、飽和温度が上るため、大巾
な改善は望めない。

したがつて、吸収式ヒートポンプを熱効率のよ
い二重効用化しても、温水出口温度が高くでき
ず、プロセスの加熱に利用可能な熱量が減るた
め、ヒートポンプに要求される取扱熱量が少なく
なり、熱源水から汲み上げる熱量も少なくなる欠
点があつた。むしろ、一重効用の方が、温水出口
温度を高くできるため、取扱熱量が増え、熱源水
から汲み上げる熱量が多く、省エネルギー効果が
高かつた。

なお、この種のものとして関連するものに例え
ば特開昭54−79859号が挙げられる。

本発明の目的は、二重効用吸収式ヒートポンプ
サイクルにおいて、大気圧以下に高温再生器圧力
を保持し、従来より高い温度の温水を得ることが
可能な二重効用吸収式ヒートポンプを提供するこ
とにある。

二重効用吸収式ヒートポンプサイクルにおいて
できるだけ低い高温再生器圧力にて、できるだけ
高温の温水を得るには、高温再生器にて発生した
冷媒蒸気と熱交換を行う低温再生器の溶液温度を
あまり上げないことであり、吸収器出口における
溶液濃度を上げないことにつながる。また、低温
再生器にて発生した温度の低い冷媒蒸気を凝縮器
にて凝縮させるには、できるだけ温度の低い温水
を凝縮器伝熱管に通す必要がある。まず後者ので
きるだけ温度の低い温水を凝縮器伝熱管に通すた
め、温水を凝縮器から吸収器の順に通水し、前者
の吸収器出口における溶液濃度を上げないため蒸
発器と吸収器と各々二分割し、吸収溶液サイクル
のみ考えると、それぞれ低温再生器または高温再
生器を有する二つの一重効用サイクルとなるよう
に、溶液を流した。そして吸収器入口部の温水で
冷却して冷媒を吸収させた、より低濃度で低温度
の溶液を低温再生器に送ることにより、低温再生
器温度を下げることが可能であり、前述の二条件
を満足することができる。またさらに、蒸発器と
吸収器を各々二分割して、独立した二つの吸収溶
液サイクルを形成することにより、流量調整によ
り高温再生器側サイクルとは無関係に、独立して
低温再生器側の濃度幅を加減することが可能とな
つた。

以下本発明の一実施例を第２図により説明す
る。

第２図に示す符号のうち第１図に示す符号と同
一のものは同一部分を示すものとする。

第２図に於て１ａ，１ｂは隔壁２２により分割
された吸収器で、この各吸収器１ａ（第１の吸収
器），１ｂ（第２の吸収器）はチユーブ１４ａ，１
４ｂ群をそれぞれ内蔵している。２ａ，２ｂは隔
壁２２により分割された蒸発器で、この各蒸発器
２ａ（第１の蒸発器，２ｂ（第２の蒸発器）はチユ
ーブ１５ａ，１５ｂ群をそれぞれ内蔵している。
６ａは吸収器１ａの吸収液を導管７ａ、熱交換器
８ａを介して低温再生器３に送るポンプ。６ｂは
吸収器１ｂの吸収液を導管７ｂ、熱交換器８ｂを
介して高温再生器５に送るポンプ。高温再生器５
にはチユーブ群１８が内蔵され、このチユーブに
は蒸気などの加熱源２３が供給される。１９は高
温再生器５で発生した冷媒蒸気で、低温再生器３
内のチユーブ群１６に流入し、溶液２１を加熱
し、自信は凝縮液化して凝縮器４に流入する。２
０は凝縮器から冷媒液を蒸発器２ａ，２ｂに導く
導管。１０は蒸発器２ａ，２ｂのチユーブ群１５
ａ，１５ｂに冷媒をスプレーさせ蒸発を促進させ
るポンプ。８ａは吸収器１ａから低温再生器３に
送る吸収液と、低温再生器３から吸収器１ａに戻
る吸収液の熱交換器。８ｂは吸収器１ｂから高温
再生器５に送る吸収液と、高温再生器から吸収器
１ｂに戻る吸収液の熱交換器。２０は凝縮器４の
凝縮冷媒を蒸発器２ａ，２ｂに導く導管。１２は
凝縮器４のチユーブ群１７、吸収器１ａ，１ｂの
チユーブ群１４ａ，１４ｂへ供給される温水で、
図示のように凝縮器４から吸収器１ａ，１ｂの順
に流通する。１３は蒸発器２ａ，２ｂのチユーブ
群１５ａ，１５ｂへ供給される低温熱源水で、図
示のように蒸発器２ａ，２ｂのチユーブ群１５
ａ，１５ｂの順に流通する。

本実施例は上記のように隔壁２２の両側に設け
られた吸収器１ａと蒸発器２ａ、および吸収器１
ｂと蒸発器２ｂの各組はそれぞれ独自に吸収と蒸
発の各作用を行うと共に、温水１２および低温熱
源水１３の温度に対し、各組の吸収器と蒸発器
（１ａ対２ａと１ｂ対２ｂ）はそれぞれ独自の吸
収温度および蒸発温度になる。換言すると左側で
は、低温熱源水の高い側の蒸発器２ａと、温水温
度の低い側の吸収器１ａが一組となつて蒸発、吸
収を行い、吸収器１ｂのチユーブ群１４ｂより流
出する最終的な温水温度が高くとも、吸収器１ａ
の吸収液は十分薄くなる。したがつて、低温再生
器３に流入する吸収液濃度が低いため、低温再生
器内の吸収液２１の濃度も下り、凝縮器４のチユ
ーブ群１７に流入する温水温度が従来より高くな
つても吸収液２１の飽和温度が上昇せず、チユー
ブ群１６内の高温再生器５で発生した冷媒蒸気１
９の凝縮温度も上昇せず、結局、高温再生器５の
圧力上昇が防止できる。一方、右側では低温熱源
水の低い側の蒸発器２ｂと温水温度の高い側の吸
収器１ｂが一組となつて蒸発吸収を行うため、吸
収器１ｂの吸収液濃度は高くなるが、この吸収器
１ｂの吸収液は高温再生器５に送られ、高温再生
器５に内蔵されたチユーブ群１８内に流入する加
熱源２３の温度レベルが通常十分高いため、加熱
濃縮される。

以上の吸収溶液サイクルを第３図のデユーリン
グ線図を使つて更に説明する。イは、蒸発器２ａ
の蒸発温度、ロは蒸発器２ｂの蒸発温度、ハは凝
縮器４の凝縮温度を表す。ａは吸収器１ａの吸収
液温度、ｂは吸収器１ｂの吸収液温度、ｃは低温
再生器３の吸収液出口温度を表す。又、吸収液濃
度は右側、図示の矢の方向に行くに従い高くな
る。第３図に示す通り、吸収器１ａの吸収液は蒸
発温度イ、吸収液温度ａからＡ点で示され、同様
にして吸収器１ｂの吸収液を示したＢ点より一見
して大巾に薄くなつていることがわかる。この薄
い吸収器１ａの吸収液を低温再生器３に送るた
め、凝縮器４の温水温度が高くなつて凝縮温度が
ハになつたとしても、吸収液温度はｃにとどま
り、低温再生器に内蔵したチユーブ群１６内で凝
縮する、高温再生器で発生した冷媒蒸気の凝縮温
度も伝熱に必要なΔT分高いc′にとどまる。した
がつて、温水１２の出入口温度が高くなつても、
温度c′の上昇割合が少なく、つまり高温再生器５
の圧力が大気圧を越えない範囲（c′の温度100℃
以下）で取扱われ温水温度が高くなる。又、第３
図からわかる通り、吸収器１ａと低温再生器３で
形成する吸収液サイクルの濃度巾を少なくすると
Ａ点とＢ点接近することになり、ｃの温度が低下
し、より一層高い温水温度まで扱えることがわか
る。なお、吸収器１ｂの吸収液はＣ点で表わさ
れ、高温再生器５内の吸収液はＤ点で表わせる
が、加熱源２３の温度がＤより高いものを選定す
れば本サイクルは成立するのである。Ｃ点および
Ｄ点とも温水温度条件によつては、通常の二重効
用吸収式より吸収液濃度は高くなるが、吸収器１
ｂ内の温度が十分高く、結晶に対する危険はむし
ろ少ない方である。

第４図は、本発明の他の実施例を示し、低温熱
源水は蒸発器２ｂに内蔵されたチユーブ群１５ｂ
に流入した後、蒸発器２ａに内蔵されたチユーブ
群１５ａに流入し、矢印の方向に流出する。その
他は第２図の実施例と同一であるので説明は省略
する。この実施例では、温水１２の出口側に配設
された吸収器１ｂに対応する蒸発器２ｂの蒸発温
度が高く、吸収器１ｂの吸収液濃度が薄くなり、
高温再生器５内の吸収液温度が下るため、加熱源
２３の温度が下げられる利点がある。

以上説明したように、本発明によれば吸収溶液
サイクル効率の高い二重効用吸収式で、温水温度
を高温まで昇温できるため、二重効用吸収式ヒー
トポンプを出た温水で加熱できる熱量が増加し、
低温熱源水（通常は排温水で外界にすてられる
熱）から汲み上げる熱量が、一重効用式よりサイ
クル効率のよい分（1.5倍から２倍）増加し、真
に省エネルギー化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の二重効用吸収式ヒートポンプの
系統図、第２図および第４図は本発明の二重効用
吸収式ヒートポンプの一実施例を示す系統図、第
３図は第２図の吸収溶液サイクルを示すデユーリ
ング線図である。 １ａ，１ｂ……吸収液、２ａ，２ｂ……蒸発
器、３……低温再生器、４……凝縮器、５……高
温再生器、１２……温水、１３……低温熱源水。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、
   吸収器、熱交換器およびポンプ類を作動的に連結
   してなる二重効用吸収式ヒートポンプに於て、前
   記蒸発器および吸収器を隔壁を介してそれぞれ第
   １の蒸発器、第２の蒸発器、及び第１の吸収器、
   第２の吸収器に分割し、この分割された前記第１
   の蒸発器、第２の蒸発器と第１の吸収器、第２の
   吸収器により独自に蒸発と吸収を行わせ、温水を
   前記第１の吸収器、第２の吸収器に直列に通水
   し、前記第１の吸収器と前記低温再生器とで独立
   した第１の吸収溶液サイクルを形成し、前記第２
   の吸収器と前記高温再生器とで独立した第２の吸
   収溶液サイクルを形成すると共に、温水を前記凝
   縮器、第１の吸収器、第２の吸収器の順に通水す
   ることを特徴とする二重効用吸収式ヒートポン
   プ。 ２ 熱源水を第１の蒸発器、第２の蒸発器の順に
   通水することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の二重効用吸収式ヒートポンプ。 ３ 熱源水を第２の蒸発器、第１の蒸発器の順に
   通水することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の二重効用吸収式ヒートポンプ。