JPH0353544B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二重効用の吸収ヒートポンプサイク
ルを形成させて吸収器及び凝縮器から取り出した
温水を高温再生器からの冷媒で適宜加熱して昇温
できるようにすると共に当該温水で凝縮液化或い
は冷却された冷媒を凝縮器に適宜導入して吸収ヒ
ートポンプサイクルに有効活用するようにし、か
つ所望温度の温水を効率良く安定的に取り出すよ
うにした吸収ヒートポンプに関する。

従来、二重効用の吸収ヒートポンプの高温再生
器に温水器を付設し、該温水器に、吸収器及び凝
縮器に収納した温水管を収納し、吸収器及び凝縮
器から取り出した温水を高温再生器で発生した冷
媒蒸気により加熱昇温し、当該温水により凝縮冷
却された冷媒ドレンを高温再生器へ戻すようにし
た吸収ヒートポンプが知られている。

斯る従来の吸収ヒートポンプは高温水を取り出
し得るものであるが、高温再生器で加熱分離され
た冷媒が温水器に収納した温水管内の温水を加熱
昇温するのに消費されるために吸収ヒートポンプ
サイクルに活用される冷媒が不足する問題点があ
つた。換言すれば、高温再生器と温水器との間を
循環する冷媒量と吸収ヒートポンプサイクルを循
環する冷媒量とがアンバランスになる欠点があつ
た。その結果、高温再生器に供給した熱エネルギ
ーが吸収ヒートポンプに有効に活用されず、ヒー
トポンプ効率が著しく低下し、更に蒸発器に供給
される冷媒が著しく不足し、正常なヒートポンプ
運転が行なわれず、負荷に応じた所望温度の温水
を効率良く安定して得られない欠点があつた。

本発明は、斯る点に鑑み、二重効用の吸収ヒー
トポンプにおいて、高温再生器から低温再生器を
経て凝縮器に至る冷媒経路とは別の冷媒径路を高
温再生器と凝縮器との間に設け、さらに別の冷媒
経路には流量制御弁と温水器とを配設し、かつ、
吸収器及び凝縮器を経由した温水が前記温水器を
経由するようにし、温水の凝縮器出口温度を検出
しつつ前記流量制御弁を制御して吸収ヒートポン
プサイクルに活用する冷媒循環量を調節すると共
に温水の温水器出口温度を検出しつつ高温再生器
への加熱量を調節する構成を採ることにより、負
荷に応じた所望温度の温水を安定的にかつ効率良
く取り出すことを目的としたものである。

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。１は灯油等燃料の燃焼加熱室２と該加熱室か
ら燃焼ガスを導いて器外へ排出する導熱管３，３
…とを有し、該管を流れる燃焼ガスの高熱により
稀液から冷媒蒸気を加熱分離して中間液に再生す
る高温再生器、４は、前記高温再生器１からの冷
媒蒸気の熱で中間液から更に冷媒蒸気を加熱分離
して濃液に再生する低温再生器、５は前記両再生
器１，４からの冷媒を凝縮かつ冷却する凝縮器、
６は凝縮器５からの冷媒液を気化せしめる蒸発
器、７は前記蒸発器６からの気化冷媒を低温再生
器４で再生された濃液に吸収せしめて器内を低圧
に維持し蒸発器６での冷媒気化作用を維持するよ
うにした吸収器、８及び９は低温及び高温溶液熱
交換器で、これらは冷媒導管１０、冷媒液流下管
１１、冷媒ポンプ１２を有する冷媒循環路１３、
溶液ポンプ１４を有する稀液管１５、中間液管１
６及び濃液管１７で気密に配管接続されている。
そして、１８は前記冷媒導管１０から分岐した冷
媒導管で、該分岐冷媒導管には温水器１９を設
け、かつ該温水器底部と前記凝縮器５とを冷媒ド
レン管２０で接続している。

２１は前記蒸発器６に収納した低熱源供給管、
２２は吸収器７、凝縮器５及び温水器１９に逐次
収納した温水取り出し管である。

２３は前記冷媒ドレン管２０に配設した冷媒流
量制御弁、２４は前記高温再生器１の燃焼加熱室
２に燃料を供給する燃料供給路２５に配設した燃
料制御弁、２６は前記温水取り出し管２２を流れ
る温水の温水器１９出口側温度を検知する第１温
度検出器、２７は前記温水取り出し管２２を流れ
る温水の凝縮器５出口側温度を検知する第２温度
検出器、２８は前記低熱源供給管２１を流れる熱
源流体の蒸発器６入口側温度を検知する第３温度
検出器である。そして、第１温度検出器２６の信
号により第１温度調節器２９を介して燃料制御弁
２４の開度を制御すると共に第２温度検出器２７
の信号により第２温度調節器３０を介して冷媒流
量制御弁２３の開度を制御する。また、熱源流体
温度が設定値以下となつた際には第３温度検出器
２８の信号により第３温度調節器３１を介して冷
媒ポンプを停止するよう制御する。

次に、斯る構成の吸収ヒートポンプの動作及び
制御動作の一例を説明する。ここにおいて、温水
負荷（図示せず）に供給する温水の温度の標準仕
様値換言すれば温水取り出し管２２を流れる温水
の温水器１９出口温度の基準設定値を例えば50℃
とし、温水の凝縮器５出口温度が50℃即ち前記標
準仕様値以上のときには前記冷媒流量制御弁２３
を全閉にセツトし、かつ燃料制御弁２４の開度を
例えば50％にセツトするように設定している。

そして、高温再生器１を駆動すると共に低熱源
供給管２１に工場や化学プラント等の設備から排
出される廃温水その他の低温熱源流体を供給し、
かつ温水取り出し管２２に温水負荷或いは水源
（図示せず）等からの水を流して、運転し温水を
取り出す。

而して、例えば、低温熱源流体の供給量若しく
は温度が低下して蒸発器６の気化冷媒量が減少
し、吸収器７での冷媒吸収に伴なう温水取り出し
管２２への放熱が減少したり、或いは水源等から
の水温が低下したりすることによつて温水の凝縮
器５出口温度が50℃未満になると、前記第２温度
検出器２７の信号により第２温度調節器３０を介
して冷媒流量制御弁２３を開き始め、48℃に達す
ると全開となるように比例制御する（第２図Ｂ参
照）。

冷媒流量制御弁２３を制御することにより、高
温再生器１からの冷媒蒸気が温水器１９を流通
し、該温水器内で温水取り出し管２２を流れる温
水が昇温され、高温再生器１への加熱量を増加さ
せることなく、温水温度を前記標準仕様値にする
ことができる。また温水器１９内で温水取り出し
管２２を流れる温水と熱交換した冷媒蒸気は冷媒
ドレンとなつて凝縮器５へ送られる。すなわち、
高温再生器１で加熱分離された冷媒は、冷媒導管
１０を通して低温再生器４を経て凝縮器５に至
り、更に冷媒液流下管１１を通して蒸発器６に至
る径路（以下、第１冷媒径路と云う）と、冷媒導
管１０、分岐冷媒導管１８、温水器１９、冷媒ド
レン管２０を順次通して凝縮器５に至り、更に冷
媒液流下管１１を通して蒸発器６に至る径路（以
下、第２冷媒径路と云う。）とで、蒸発器６に送
られて吸収ヒートポンプサイクルを循環する。そ
の結果、例えば、水源の水温が低下した場合に
は、第２冷媒径路からの冷媒が吸収ヒートポンプ
サイクルに有効に活用され、吸収器７において温
水をより高く昇温でき、吸収ヒートポンプの効率
言い代えれば成績係数が向上する。

尚、前記第２冷媒径路は第１図に示したものに
限らず、例えば冷媒ドレン管２０を蒸発器６に接
続するようにしても良い。尤も、冷媒ドレン管２
０を凝縮器５に接続し、冷媒ドレン分配器（図示
せず）を介して凝縮器５内に収納した温水取り出
し管２２に冷媒ドレンを散布するようにした方が
熱を有効に利用することができる。

このように、温水取り出し管２２を流れる温水
の凝縮器５出口温度に応じて冷媒流量制御弁２３
の開度制御を行なうことにより、例えば低温熱源
流体の供給量即ちエネルギー変化の影響による蒸
発器６の冷媒気化能力至いては吸収器７の冷媒吸
収量即ち吸収ヒートポンプ能力変化に応じて吸収
ヒートポンプサイクルを循環する冷媒量が調節さ
れ、安定したヒートポンプ運転が行なわれ、かつ
所望温度の温水を効率良く取り出すことができ
る。尚冷媒流量制御弁２３を温水の凝縮器５出口
温度で制御する代りに吸収器７出口温度に応じて
制御しても良い。尤も、前者の方が凝縮器５内で
の冷媒循環量変化の影響によるヒートポンプ能力
変化を直接反映する温水温度変化を検知できるの
で、制御の追従性が迅速でありかつ正確を期し得
る。

次に、前述したように冷媒流量制御弁２３を全
開にしても、例えば温水負荷が更に増大して、温
水の温水器１９出口温度が基準設定値（50℃）に
達しない場合には、前記第１温度検出器２６の信
号により第２温度調節器２９を介して前記燃料制
御弁２４の開度を増し、温水温度が48℃になつた
ときに全開するように比例制御する（第２図Ａ参
照）。このように、負荷に応じて高温再生器１へ
の加熱量を調節することによつて所望温度の温水
を安定的に取り出すことができる。

また、例えば低温熱源流体の温度が上昇する等
の原因でヒートポンプ能力が高まり、温水の凝縮
器５出口温度が50℃を越えると、第２温度検出器
２７の信号により冷媒流量制御弁２３を全閉に
し、かつ、温水の温水器１９出口温度も基準設定
値（50℃）を越え、第１温度検出器２６の信号に
より燃料制御弁２４の開度を減じるように制御す
る（第２図Ａ，Ｂ参照）。

このように制御することにより、高温再生器１
への加熱量を節約しつつ所望温度の温水を取り出
すことができる。

尚、本発明吸収ヒートポンプの制御動作例にお
いては、温水の所望温度として50℃を標準仕様値
とし、52℃を上限仕様値に設定しているので、温
水の温水器１９出口温度が52℃を越える高温再生
器１への加熱が停止され（第２図Ａ参照）、運転
を一時的に休止する。そして、温水の温水器１９
出口温度が52℃以下になると再び運転を開始す
る。

また、低温熱源流体温度が著しく低下して蒸発
器６での冷媒気化作用を行なえなくなつた場合に
は、前記第３温度検出器２８の信号により第３温
度調節器３１を介して冷媒ポンプ１２の作動を停
止する。この場合には吸収器７での温水加熱が行
なわれないので、温水の凝縮器５出口温度は通常
48℃以下となつており、冷媒流量制御弁２３が全
開とされ、燃料制御弁２４は温水負荷に応じて、
即ち、温水の温水器１９出口温度に対応して制御
され、温水取り出し管２２を流れる温水は凝縮器
５及び温水器１９において高温再生器１で分離さ
れた冷媒の熱で昇温される。

このようにして、仕様値（48℃乃至52℃）の温
水を取り出すことができ、又冷媒ポンプ１２の消
費電力も節約できる。

以上のように、本発明は、二重効用の吸収ヒー
トポンプにおいて、高温再生器から蒸発器に至る
第１冷媒径路とは別に第２冷媒径路を設け、かつ
第２冷媒径路には温水器を配設し、第１温度検出
器により温水の凝縮器出口温度又は吸収器出口温
度を検出し、検出温度に基づいて第１温度調節器
により流量制御弁の開度を制御し、かつ、第２温
度検出器により温水の温水器出口温度を検出し、
検出温度に基づいて第２温度調節器により加熱量
制御弁の開度を制御するようにしたものであるか
ら、温水負荷や低温熱源流体の熱エネルギーが変
化しても所望温度の温水を安定的にかつ効率良く
取り出すことができ、実用上有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の回路構成概略説明図、
第２図Ａは温水の温水器出口温度に対応する燃料
制御弁の開度を示した線図、第２図Ｂは温水の凝
縮器出口温度に対応する冷媒流量制御弁の開度を
示した線図である。 １……高温再生器、４……低温再生器、５……
凝縮器、６……蒸発器、７……吸収器、８，９…
…低温及び高温溶液熱交換器、１０……冷媒導
管、１１……冷媒液流下管、１８……分岐冷媒導
管、１９……温水器、２０……冷媒ドレン管、２
１……低熱源供給管、２２……温水取り出し管、
２３……冷媒流量制御弁、２４……燃料制御弁、
２６，２７……第１、第２温度検出器、２９，３
０……第１、第２温度調節器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器及
   び溶液熱交換器を備えた吸収ヒートポンプにおい
   て、高温再生器から低温再生器を経て凝縮器へ至
   る冷媒経路とは別に、温水器を介して高温再生器
   から凝縮器へ至る流量制御弁付きの冷媒経路を設
   け、吸収器及び凝縮器に収納した温水取り出し管
   を温水器に収納し、温水取り出し管を流れる温水
   の凝縮器出口温度あるいは、吸収器出口温度を検
   知する第１温度検出器と、この第１温度検出器の
   信号により前記流量制御弁の開度を制御する第１
   温度調節器と、温水取り出し管を流れる温水の温
   水器出口温度を検知する第２温度検出器と、この
   第２温度検出器の信号により高温再生器に配設し
   た加熱量制御弁の開度を制御する第２温度調節器
   とを備えたことを特徴とする吸収ヒートポンプ。