JPH0379626B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸収ヒートポンプに関し、詳しくは、
再生器から吸収器に向かう濃吸収液の濃度を高め
ると共に加熱用吸収器で取得した高温の熱媒によ
り蒸発器での冷媒蒸気の温度を高め、吸収器での
熱回収温度を高めるようにした吸収ヒートポンプ
に関する。これは、廃熱等の温度の低い熱源を用
いて廃熱源温度より高い温度の熱を取り出すよう
にした吸収ヒートポンプの分野で利用されるもの
である。

〔従来技術〕

従来の吸収ヒートポンプとして第１図に示すよ
うな装置がある。その作動を略述すると、蒸発器
１内で冷媒液が、外部から供給された廃熱により
加熱されて冷媒蒸気となる。管路２を介して吸収
器３に導入されたこの冷媒蒸気は、再生器４から
熱交換器５を介して移送されてきた濃吸収液に吸
収され、その際、凝縮潜熱が発生する。この凝縮
潜熱により温水用コイル６に供給された温水が加
熱され、高温水または飽和蒸気となつて取り出さ
れて熱回収が行なわれる。一方、冷媒蒸気を吸収
した稀吸収液は、熱交換器５で再生器４から吸収
器３に向かう濃吸収液を加熱した後、圧力の低い
再生器４の液溜り４ａに流れ込む。再生器４で
は、外部から熱源用コイル７に供給された廃熱
が、稀吸収液を加熱して冷媒蒸気を発生させると
共に稀吸収液を濃吸収液に再生する。管路８を介
して冷媒蒸気が導入される中間吸収器９内では、
冷却水用コイル１０に冷却水が供給される一方、
ポンプ１１により中間再生器１２から濃吸収液管
路１３を介して移送されてきた濃吸収液が、散布
装置１４により散布される。その結果、濃吸収液
は冷却水用コイル１０の表面で冷却されながら冷
媒蒸気を吸収するので、中間吸収器９の内部圧力
は低下する。この中間吸収器９には管路８で再生
器４が連通されているので、その中の圧力も低下
してその圧力に対する飽和温度も低下する。した
がつて、再生器４では供給される熱源が比較的低
くても充分冷媒蒸気を発生させることができるよ
うになる。また、中間吸収器９で冷媒蒸気を吸収
した濃吸収液は、稀吸収液となつて管路１５を介
して熱交換器１６で前述の濃吸収液管路１３内を
移送される濃吸収液によつて加熱され、中間再生
器１２の液溜り１２ａに流れ込む。この稀吸収液
は中間再生器１２内で外部から熱源用コイル１７
を介して供給される廃熱により加熱され、その一
部は冷媒蒸気となつて管路１８を流過して凝縮器
１９に導入される。この冷媒蒸気は、外部から冷
却水用コイル２０に供給された冷却水により冷却
されて冷媒液となり、ポンプ２１によつて管路２
２を介して蒸発器１の液溜り１ａに移送される。
液溜り１ａの冷媒液は散布装置２３により散布さ
れ、上述の作動が繰り返される。

このような吸収ヒートポンプでは、再生器の圧
力を低下させることができるので、低い熱源で冷
媒蒸気の発生を助長させることができ、その結
果、再生器の濃吸収液の濃度を高めることが可能
となつて吸収器での取り出し温度を高めることが
できる。ところで、この取り出し温度を高めるに
は、吸収器に導入される再生器からの濃吸収液の
濃度を高めることによつて可能となるほかに、吸
収器に導入される蒸発器からの冷媒蒸気の温度を
高めることによつても可能となる。したがつて、
両者を兼ね備えると一層吸収器での取り出し温度
を高めることができる。このような吸収器での取
り出し温度を高めることは熱の利用用途が大幅に
拡大できるので、上述の例のように濃吸収液の濃
度を高めることに加えて、冷媒蒸気の温度を高め
ることも要望される。

〔発明の目的〕

本発明は上述の要望に応えるためになされたも
ので、蒸発器での冷媒蒸気の温度を高め、しか
も、その温度の向上に利用される熱源を有効な熱
サイクルの応用で達成させることのできる吸収ヒ
ートポンプを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明の特徴とするところを図面を参照して説
明する。

第１の発明は、第２図に示すように、凝縮器１
９で凝縮した冷媒液を蒸発させる蒸発器１と、再
生器４との間で循環される吸収液により冷媒蒸気
を吸収するときに生じる凝縮潜熱を外部に取出す
吸収器３と、再生器４で蒸発した冷媒蒸気を濃吸
収液管路１３を介して導入された濃吸収液により
吸収する中間吸収器３５と、濃吸収液管路１３に
濃吸収液を導出すると共に凝縮器１９に冷媒蒸気
を導出する中間再生器３９とを備え、廃熱等の温
度の低い熱源を用いて廃熱源温度より高い温度の
熱を取り出すようにした吸収ヒートポンプであつ
て、凝縮器１９で凝縮した冷媒液の一部を廃熱等
の低温の熱で加熱して蒸発させる中間蒸発器２６
と、この中間蒸発器２６で蒸発した冷媒蒸気が導
入され、中間吸収器３５で稀釈された中濃吸収液
が中濃吸収液管路３４を介して導入され、冷媒蒸
気が中濃吸収液に吸収されることによつて発生す
る高い温度の熱で加熱された熱媒を蒸発器１に循
環供給し、稀吸収液を稀吸収液管路４０を介して
中間再生器３９に供給する加熱用吸収器２７とを
有する吸収ヒートポンプとしたことである。

第２の発明は、第３図に示すように、凝縮器１
９で凝縮した冷媒液を蒸発させる蒸発器１と、再
生器４との間で循環される吸収液により冷媒蒸気
を吸収するときに生じる凝縮潜熱を外部に取出す
吸収器３と、再生器４で蒸発した冷媒蒸気を濃吸
収液管路１３を介して導入された濃吸収液により
吸収する中間吸収器３５と、濃吸収液管路１３に
濃吸収液を導出すると共に凝縮器１９に冷媒蒸気
を導出する中間再生器３９とを備え、廃熱等の温
度の低い熱源を用いて廃熱源温度より高い温度の
熱を取り出すようにした吸収ヒートポンプであつ
て、凝縮器１９で凝縮した冷媒液の一部を廃熱等
の低温の熱で加熱して蒸発させる中間蒸発器２６
と、この中間蒸発器２６で蒸発した冷媒蒸気が導
入され、中間吸収器３５で稀釈された中濃吸収液
が中濃吸収液管路３４を介して導入され、冷媒蒸
気が中濃吸収液に吸収されることによつて発生す
る高い温度の加熱された熱媒を蒸発器１に循環供
給し、稀吸収液を稀吸収液管路４０を介して中間
再生器３９に供給する加熱用吸収器２７と、中濃
吸収液管路３４と稀吸収液管路４０との間で熱交
換を行なわせる熱交換器４８と、中濃吸収液管路
３４と濃吸収液管路１３との間で熱交換を行なわ
せる熱交換器４９とを有する吸収ヒートポンプと
したことである。

〔実施例〕

以下に本発明の吸収ヒートポンプを、その実施
例を示す図面に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例である吸収ヒートポ
ンプ２４の系統図を示す。これは、第１図で説明
した吸収ヒートポンプ２５に中間蒸発器２６と加
熱用吸収器２７とを付加したものである。図中の
中間蒸発器２６は、凝縮器１９から蒸発器１に向
かう冷媒液の管路２２の分岐点２２Ａから枝路２
８を、その先端が内部の液溜り２６ａの上方近傍
に突入した状態で有している。また、この中間蒸
発器２６には、液溜り２６ａの冷媒液を移送ポン
プ２９で移送してその内部で散布させるための散
布装置３０が内蔵されている。さらに、散布され
た冷媒液を加熱して冷媒蒸気を発生させる熱源用
コイル３１もその内部に備えられている。その冷
媒蒸気を加熱用吸収器２７に導入する冷媒蒸気管
路３２が中間蒸発器２６の上部に設けられ、その
他端は加熱用吸収器２７の上部に連結されてい
る。この加熱用吸収器２７には、移送ポンプ３３
により中濃吸収液管路３４を介して移送されてき
た中間吸収器３５の中濃吸収液を、その内部で散
布する散布装置３６が内蔵されている。散布され
た中濃吸収液は、導入された冷媒蒸気を吸収して
凝縮潜熱を発生するようになつている。この発生
した凝縮潜熱を吸収する熱媒が循環する循環供給
路３７の一端部３７Ａが加熱用吸収器２７の内部
に装着され、その他端部３７Ｂは蒸発器１の内部
に設けられている。なお、この循環供給路３７に
は熱媒を循環させる循環ポンプ３８が介在されて
いる。さらに、加熱用吸収器２７の液溜り２７ａ
に貯留する稀吸収液を、中間再生器３９の液溜り
３９ａに流入させる稀吸収液管路４０が設けら
れ、その先端は液溜り３９ａの上方近傍に設けら
れている。また、この液溜り３９ａの稀吸収液を
加熱して濃吸収液に再生するための熱源用コイル
１７が、液溜り３９ａ内に備えられている。再生
された濃吸収液を前述の中間吸収器３５に移送す
る移送ポンプ４１が、濃吸収液管路１３に介在さ
れている。この濃吸収液管路１３の一端は中間再
生器３９の底部に連結され、その先端は中間吸収
器３５に内蔵されている散布装置１４に接続され
ている。

このような構成によれば、次のように作動させ
ることができる。

まず、蒸発器１の液溜り１ａに貯留する冷媒液
は、ポンプ４２により散布装置４３に移送され散
布される。このとき、循環供給路３７の他端部３
７Ｂを流過する高温の熱媒に散布された冷媒液が
加熱され高温の冷媒蒸気となる。この冷媒蒸気が
管路２より吸収器３に導入される一方、吸収器３
内では、低圧の再生器４からポンプ４４により濃
吸収液管路４５を介して移送されてきた濃吸収液
が散布装置４６によつて散布され、導入された冷
媒蒸気が吸収されて凝縮潜熱が発生する。凝縮潜
熱は温水用コイル６内の温水に吸収され、温水は
高温となつて高温水あるいは飽和蒸気となり取り
出される。冷媒蒸気を吸収した濃吸収液は稀吸収
液となり低圧の再生器４に流入する途中、熱交換
器５で前述の低圧の再生器４における飽和温度に
相当する低温の濃吸収液を加熱して再生器４の液
溜り４ａに流れ込む。熱交換器５で加熱された濃
吸収液は、再生器４より高圧の吸収器３の飽和温
度近くまで加熱されて吸収器３内で散布され、前
述したように冷媒蒸気を吸収する。その結果、発
生する凝縮潜熱は、濃吸収液の温度が吸収器３の
飽和温度近くまで達しているので、濃吸収液の温
度を高めるために殆ど使われることなく供給され
た温水の温度を高めるために利用される。ところ
で、再生器４に流入された稀吸収液は、液溜り４
ａに貯留されると共に外部から供給される廃熱に
より熱源用コイル７を介して加熱される。その一
部は冷媒蒸気として管路８を介して中間吸収器３
５に導入され、残部は冷媒蒸気になつた分だけ濃
度が濃くなつて濃吸収液として液溜り４ａに溜
る。中間吸収器３５に導入された冷媒蒸気は、冷
却水用コイル１０の表面で冷却されながら中間再
生器３９から濃吸収液管路１３を介して移送され
てくる濃吸収液に吸収される。その結果、低温の
もとで冷媒蒸気が濃吸収液に吸収されるので、吸
収能率は高まり中間吸収器３５内の圧力は低下
し、再生器４の圧力も管路８を通して下がる。再
生器４内の圧力が低圧となるので、飽和温度は低
下し、比較的低い供給熱源で冷媒蒸気の発生が助
長される。その結果、液溜り４ａに貯留する濃吸
収液の濃度は高くなる。ところで、中間吸収器３
５内で冷媒蒸気を吸収した濃吸収液は、中濃吸収
液となり液溜り３５ａに溜る。液溜り３５ａの中
農吸収液は、中濃吸収液管路３４を介して移送ポ
ンプ３３により移送され、加熱用吸収器２７の散
布装置３６によつて循環供給路３７の一端部３７
Ａに向けて散布される。散布された中濃吸収液
は、後述する中間蒸発器２６から冷媒蒸気管路３
２を介して導入された冷媒蒸気を一端部３７Ａの
表面で吸収する。このとき発生する凝縮潜熱は循
環供給路３７内の熱媒を加熱する。加熱されて高
温となつた熱媒は、循環ポンプ３８により循環供
給路３７内を循環する。この高温の熱媒が循環し
て蒸発器１内の他端部３７Ｂを流過するときに、
散布装置４３によつて散布される冷媒液を加熱し
て冷媒蒸気とする。その結果、低温となつた熱媒
は、循環供給路３７内を循環し一端部３７Ａで前
述と同様に凝縮潜熱により加熱され再び高温とな
る。ところで、加熱用吸収器２７内で冷媒蒸気を
吸収した中濃吸収液は稀吸収液となつて液溜り２
７ａに溜る。この稀吸収液は稀吸収液管路４０を
流過して中間再生器３９の液溜り３９ａに流れ込
む。液溜り３９ａでは、熱源用コイル１７を通し
て供給される廃熱により稀吸収液は加熱され、一
部は冷媒蒸気となつて管路１８より凝縮器１９へ
導入され、残部は濃吸収液となつて液溜り３９ａ
に貯留される。この濃吸収液が中間吸収器３５に
移送されて冷媒蒸気を吸収することは前述の通り
である。一方、凝縮器１９に導入された冷媒蒸気
は、冷却水用コイル２０より供給される冷水に冷
却され冷媒液となつて液溜り１９ａに溜る。この
冷媒液はポンプ４７により管路２２を介して蒸発
器１の液溜り１ａに移送される途中で、その一部
は分岐点２２Ａで分流され、枝路２８より中間蒸
発器２６の液溜り２６ａに流れ込む。流れ込んだ
冷媒液は移送ポンプ２９により移送され散布装置
３０により散布される。このとき熱源用コイル３
１に廃熱が供給されるので、この廃熱によつて冷
媒液は加熱され冷媒蒸気となつて、冷媒蒸気管路
３２より加熱用吸収器２７に導入される。その後
は冷媒蒸気が散布装置３６により散布される中濃
吸収液に吸収されることは前述の通りである。な
お、前述の管路２２の分岐点２２Ａで分流しなか
つた残りの冷媒液はそのまま蒸発器１の液溜り１
ａに流れ込む。以後、上述の作動が繰り返され
る。

第３図は上述の構成に加えて、中濃吸収液管路
３４と稀吸収液管路４０との間で熱交換を行なわ
せる熱交換器４８と、中濃吸収液管路３４と濃吸
収液管路１３との間で熱交換を行なわせる熱交換
器４９とが設けられた第２の発明の概略系統図で
ある。なお、上述の発明と同様の構成には同一の
符号を付してその説明を省略する。

このような構成によつても、上述の発明と同様
に作動させることができると共に、熱交換器４８
を介在させることにより中間吸収器３５の中濃吸
収液が、移送ポンプ３３により加熱用吸収器２７
に移送される途中、加熱用吸収器２７の高温の稀
吸収液に加熱される。その結果、中濃吸収液は加
熱用吸収器２７のほぼ飽和温度とされてその内部
で散布され、そのときに発生する凝縮潜熱は殆ど
すべて循環供給路３７の一端部３７Ａにおいて熱
媒に吸収される。一方、熱交換器４９を介在させ
ることにより中間再生器３９から中間吸収器３５
へ向かう高温の濃吸収液によつて中間吸収器３５
から加熱用吸収器２７への中濃吸収液が加熱され
るので、中間吸収器３５の中濃吸収液はその温度
を高められ、加熱用吸収器２７内での凝縮潜熱の
発生が前述に加えて一層助長される。その結果、
加熱用吸収器２７で発生する熱量が高まつて循環
供給路３７の一端部３７Ａ内を循環する熱媒の吸
収熱量が増大され、蒸発器１での冷媒蒸気の温度
が高まる。

〔発明の効果〕

本発明は以上詳細に説明したように、第１の発
明では、蒸発器で冷媒液を蒸発させる熱源を、加
熱用吸収器内で発生した凝縮潜熱により高温にし
た熱媒を介して供給するようにしたので、吸収ヒ
ートポンプの熱回収温度を高める要素の１つであ
る蒸発器における冷媒蒸気の温度を高めることが
できる。したがつて、再生器の濃吸収液の濃度を
高めることと相まつて熱回収温度を高くすること
ができる。第２の発明においては、熱交換器を介
在させたので、前述の効果をより高い熱高率でも
つて発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吸収ヒートポンプの系統図、第
２図は第１の発明の吸収ヒートポンプの系統図、
第３図は第２の発明の吸収ヒートポンプの系統図
である。 １……蒸発器、３……吸収器、４……再生器、
１３……濃吸収液管路、１９……凝縮器、２６…
…中間蒸発器、２７……加熱用吸収器、３４……
中濃吸収液管路、３５……中間吸収器、３９……
中間再生器、４０……稀吸収液管路、４８，４９
……熱交換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 凝縮器で凝縮した冷媒液を蒸発させる蒸発器
   と、再生器との間で循環される吸収液により冷媒
   蒸気を吸収するときに生じる凝縮潜熱を外部に取
   出す吸収器と、前記再生器で蒸発した冷媒蒸気を
   濃吸収液管路を介して導入された濃吸収液により
   吸収する中間吸収器と、前記濃吸収液管路に濃吸
   収液を導出すると共に前記凝縮器に冷媒蒸気を導
   出する中間再生器とを備え、廃熱等の温度の低い
   熱源を用いて廃熱源温度より高い温度の熱を取り
   出すようにした吸収ヒートポンプにおいて、 前記凝縮器で凝縮した冷媒液の一部を廃熱等の
   低温の熱で加熱して蒸発させる中間蒸発器と、 この中間蒸発器で蒸発した冷媒蒸気が導入さ
   れ、前記中間吸収器で稀釈された中濃吸収液が中
   濃吸収液管路を介して導入され、冷媒蒸気が中濃
   吸収液に吸収されることによつて発生する高い温
   度の熱で加熱された熱媒を前記蒸発器に循環供給
   し、稀吸収液を稀吸収液管路を介して中間再生器
   に供給する加熱用吸収器と、 を有し、この加熱用吸収器で加熱された温度の高
   い熱媒で前記蒸発器の冷媒蒸発温度を高めるよう
   にしたことを特徴とする吸収ヒートポンプ。 ２ 凝縮器で凝縮した冷媒液を蒸発させる蒸発器
   と、再生器との間で循環される吸収液により冷媒
   蒸気を吸収するときに生じる凝縮潜熱を外部に取
   出す吸収器と、前記再生器で蒸発した冷媒蒸気を
   濃吸収液管路を介して導入された濃吸収液により
   吸収する中間吸収器と、前記濃吸収液管路に濃吸
   収液を導出すると共に前記凝縮器に冷媒蒸気を導
   出する中間再生器とを備え、廃熱等の温度の低い
   熱源を用いて廃熱源温度より高い温度の熱を取り
   出すようにした吸収ヒートポンプにおいて、 前記凝縮器で凝縮した冷媒液の一部を廃熱等の
   低温の熱で加熱して蒸発させる中間蒸発器と、 この中間蒸発器で蒸発した冷媒蒸気が導入さ
   れ、前記中間吸収器で稀釈された中濃吸収液が中
   濃吸収液管路を介して導入され、冷媒蒸気が中濃
   吸収液に吸収されることによつて発生する高い温
   度の熱で加熱された熱媒を前記蒸発器に循環供給
   し、稀吸収液を稀吸収液管路を介して中間再生器
   に供給する加熱用吸収器と、 前記中濃吸収液管路と稀吸収液管路との間で熱
   交換を行なわせる熱交換器と、 前記中濃吸収液管路と濃吸収液管路との間で熱
   交換を行なわせる熱交換器と、 を有し、この加熱用吸収器で加熱された温度の高
   い熱媒で前記蒸発器の冷媒蒸発温度を高めるよう
   にしたことを特徴とする吸収ヒートポンプ。