JPH04169764A - 吸収ヒートポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は供給された熱源流体より高い温度の温水を取出
す吸収ヒートポンプに関する。

（ロ）従来の技術 例えば特開昭６０−２２１６７１号公報には、機内の濃
吸収液の一部を用いて凝縮器内の不凝縮ガスを抽気する
抽気装置を備え、かっ、機内から抽気装置へ流れる濃吸
収液によって凝縮器から流出した冷媒液を昇温する熱交
換器が凝縮器から蒸発器へ至る冷媒流路の途中に設けら
れた吸収ヒートポンプが開示されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記従来の技術において、例えば冬期のように冷却水の
温度が低い場合には、凝縮器から流出する冷媒液の温度
も低下する。そして、冷媒液の温度が低くなると熱交換
器の出口の濃吸収液の温度が低下し、抽気装置内でさら
に温度が低下した場合、抽気装置内で結晶が発生するお
それがあった。

本発明は抽気装置での吸収液の結晶を回避し、安定して
不凝縮ガスを抽気する吸収ヒートポンプを提供すること
を目的とする。

（二〉課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、蒸発器（６）、吸
収器（５）、発生器（２）及び凝縮器（３）を配管接続
して冷媒と吸収液との循環路を形成し、発生器（２）か
ら吸収器（５）に至り途中に吸収液ポンプ（８）を有し
た吸収液配管（濃液配管）　（１３）と、吸収液ポンプ
（８）から流出した吸収液を用いて機内の不凝縮ガスを
抽気する抽気装置（２３）とを備え、蒸発器（６）及び
発生器（２）に熱源流体を供給し、凝縮器（３）に冷却
水を流し、吸収器（５）から熱源流体より高い温度の被
加熱流体を取出す吸収ヒートポンプにおいて、凝縮器（
３）から蒸発器（６）に至る冷媒液配管（１１）に設け
られ凝縮器（３）からの冷媒液と蒸発器（６）からの熱
源流体とを熱交換する冷媒熱交換器（２２Ａ）と、吸収
液ポンプ（８）の出口側から抽気装置（２３）に至る吸
収液配管（吸収液の送り配管］２７）に設けられ、吸収
液ポンプ（８）からの吸収液と冷媒熱交換器（２２Ａ）
からの冷媒液とが熱交換する吸収液熱交換器（２８）と
を備え、抽気装置（２３）へ送られる吸収液の温度が大
幅に低下することを防止して結晶の発生を回避する吸収
ヒートポンプを提供するものである。

又、凝縮器（３〉から蒸発器（６）へ送られる冷媒液と
蒸発器（６）或いは発生器（２〉から流出した熱源流体
とを熱交換する冷媒熱交換器（２２Ａ）と、吸収液ポン
プ（８）から流出し抽気装置（２３）に送られる吸収液
と冷媒熱交換器（２２Ａ）から流出した冷媒液とを熱交
換する吸収液熱交換器（２８〉とを備え、抽気装置（２
３）へ送られる吸収液の温度が大幅に低下するのを防止
して、抽気装置（２３〉での結晶の発生を防止する吸収
ヒートポンプを提供するものである。

（＊）作用 冷媒熱交換器（２２Ａ＞で蒸発器（６）からの熱源流体
と熱交換し℃温度が上昇した冷媒液が吸収液熱交換器（
２８）へ流れる。そして、吸収液熱交換器（２８）で冷
媒熱交換器（２２Ａ）からの冷媒液と抽気用の吸収液と
が熱交換するので、吸収液熱交換器（２８）で吸収液の
温度が大幅に低下することが防止でき、吸収液熱交換器
（２８）から抽気装置（２３）へ送られた吸収液が結晶
することを回避でき、抽気装置（２３）を安定して運転
することが可能になる。

又、凝縮器（３）から流出して冷媒熱交換器（２２Ａ＞
で温度が上昇した冷媒液と凝縮器（３）から流出して冷
媒熱交換器（２２Ａ）を経ずに流れて来た冷媒液と合流
させ、凝縮器（３〉の出口の冷媒液より温度が上昇した
冷媒液によって吸収液熱交換器（２８〉で抽気用の吸収
液が冷却されるので、吸収液熱交換器（２８）で吸収液
の温度が大幅に低下することを防止でき、抽気装置（２
３）へ送られて来た吸収液が結晶することを回避でき、
抽気装置（２３）を安定して運転することが可能になる
。

（へ）実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の第１の実施例を示し、吸収液に臭化リ
チウム（ＬｉＢｒ＞の水溶液を用い、冷媒に水を用いた
吸収冷凍機の回路構成図である。

第１図において、（１）は発生器（２）及び凝縮器（３
）を収納した下胴、（４）は吸収器（５）及び蒸発器（
６）を収納した上胴である。又、（７）は溶液熱交換器
、（８）は吸収液ポンプ、（９）は冷媒ポンプ、（１ｏ
）は冷媒循環ポンプである。そして、これらの機器は冷
媒液配管（１１）、冷媒液循環配管（１２）、冷媒が分
離して濃度が高くなった吸収液（以下濃液という）が流
れる濃液配管（１３）、冷媒を吸収して濃度が低くなっ
た吸収液（以下釉液という）が流れる補液配管（１４）
により気密に接続され工いる。そして、従来のこの種の
吸収ヒートポンプ（例えば特開昭５８−１３８９６１号
公報に説明されている吸収ヒートポンプ装置を参照）と
同様の冷媒と吸収液との循環路を構成している。

（１５）は発生器（２）の加熱器、（１６）は凝縮器（
３）の冷却器、（１７）は吸収器（５）の被加熱器、（
１８）は蒸発器（６）の加熱器である。（１９）は加熱
器（１５）に接続した熱源供給配管、（２０）は冷却器
（１６）に接続した冷却水配管、（２１）は被加熱器（
１７）に接続し、温水や水蒸気などの被加熱流体を流す
被加熱流体配管（以下温水配管という）、（２２）は加
熱器（１８）に接続した熱源供給配管である。そして、
熱源供給配管（１９）　、　（２２）には排温水又は排
蒸気などの熱源流体が矢印で示したように流れる。（２
２Ａ）は蒸発器り６）の出口側の熱源供給配管（２２）
の途中に設けられた冷媒熱交換器であり、この熱交換器
（２２Ａ）によって凝縮器（３）からの冷媒液と蒸発器
（６）からの熱源流体とが熱交換し、冷媒液の温度は上
昇する。

（２３）は抽気管（２４〉によって凝縮器（３〉の気相
部に接続された抽気装置である。この抽気装置（２３）
は不凝縮ガスタンク（２５）と、この不凝縮ガスタンク
の上に設けられたエゼクタ（２６）とから構成されてい
る。さらに、不凝縮ガスタンク（２５）は上部の不凝縮
ガスの貯留室（２５Ａ）と下部の分離室（２７）とから
構成されている。そして、エゼクタ（２６）と凝縮器（
３）とが上記抽気管（２４）によっ℃接続されている。

又、吸収液ポンプ（８）の吐出側の濃液配管（１３）と
エゼクタ（２６）とが濃液の送り配管（２７）によって
接続されている。そして、送り配管（２７）の途中に吸
収液熱交換器（２８）が設けられ、この熱交換器（２８
）によって送り配管（２７）を流れて来た濃液と冷媒熱
交換器（２２Ａ）から流出した冷媒液とが熱交換し、温
度が低下した濃液がエゼクタ（２６）へ送られる。（３
０）は不凝縮ガスタンク（２５）の上部に接続された不
凝縮ガスの排出配管であり、（３１）は開閉弁、（３２
）は抽気ポンプである。そして、貯留室（２５Ａ）の不
凝縮圧力が高くなったとき、或いは定期的に開閉弁（３
１）を開き、抽気ポンプ（３２）を運転し、不凝縮ガス
を外部に排出する。

上記のように構成された吸収ヒートポンプが運転されて
いるとき、例えば化学プラント、工場などの設備から蒸
発器（６）の加熱器（１８）へ例えば９８°Ｃの高温水
（熱源流体）が流れ、加熱器（１８）で放熱する。そし
て、加熱器（１８）で温度が低下した例えば８８°Ｃの
高温水が加熱器（１８）から冷媒熱交換器（２２Ａ＞へ
流れる。冷媒熱交換器（２２Ａ）では凝縮器（３）から
送られて来た例えば３５℃の冷媒液が冷媒熱交換器（２
２Ａ）にて加熱され温度が上昇し、例えば６５°Ｃの冷
媒液が冷媒熱交換器（２２Ａ）から流出する。又、冷媒
熱交換器（２２Ａ＞にて放熱し、例えば８０℃に温度が
低下した高温水が冷媒熱交換器（２２Ａ）から流出する
。

吸収液ポンプ（８）から吐出した例えば８３°Ｃの濃液
の一部は送り配管（２７）を経て吸収液熱交換器（２８
）へ送られる。吸収液熱交換器（２８）では、８３°Ｃ
の濃液と６５°Ｃの冷奴液とが熱交換し、温度が低下し
て例えば７０℃になった濃液がエゼクタ（２６）へ送ら
れる。又、例えば温度が７５°Ｃに上昇した冷媒液が蒸
発器（６〉へ送られる。そして、エゼクタ（２６）で噴
出された濃液によって凝縮器（３）の不凝縮ガスが抽気
される。ここで、不凝縮ガスタンク（２５）内の温度は
ほぼ７０’Ｃになり、飽和蒸気圧が２０ｍｌｌＨｇにな
る。そして、不凝縮ガスタンク（２５）内の圧力が凝縮
器（３）内の圧力例えば４１１！ｎＨｇより２１ａＨｇ
低くなり、抽気管（２４）を経て不凝縮ガスが抽気され
る。又、凝縮器（３）を流れる冷却水の温度が低下した
場合にも、抽気装置（２３）へ送られる濃液は冷媒熱交
換器（２２Ａ）で温度が上昇した冷媒液と熱交換するの
で、濃液の温度が大幅に低下することはない。

上記実施例によれば、吸収液熱交換器（２８）に流れて
来た抽気用の濃液は、冷媒熱交換器（２２Ａ　）で熱源
流体によって加熱きれて温度が上昇した冷媒液によって
冷却される。このため、例えば季節の変化などに伴い、
冷却水の温度が低下して、凝縮器（３）から流出する冷
媒液の温度が低下した場合も、抽気装置（２３）へ送ら
れる濃液の温度が大幅に低下することを防止でき、抽気
装置（２３）内での濃液の結晶を回避することができる
。又、吸収液熱交換器（２８）で温度が低下した吸収液
が抽気装置（２３）へ送られるので、濃液による不凝縮
ガスの吸収能力が上昇して抽気能力を向上きせることが
できる。

又、凝縮器（３）から蒸発器（６）へ送られる冷媒液は
、冷媒熱交換器（２２Ａ）で温度が上昇し、さらに吸収
液熱交換器（２８）で温度が上昇して蒸発器（６）へ流
入するので、蒸発器（６）の温度をひらに高くすること
ができるとともに、蒸発器（６）の温度を安定きせるこ
とができ、この結果、吸収器（５）の温度を安定許せ、
吸収器（５）から取出きれる温水の温度を安定させるこ
とができる。

又、第１図に破線で示したように発生器（２）の出口側
の熱源供給配管（１９）に冷媒熱交換器（２２Ａ）を設
け、冷媒液を熱源流体で加熱した場合にも、上記実施例
と同様の作用効果を得ることができる９又、蒸発器（６
）からの熱源流体と発生器（２）から熱源流体とを合流
許せ、合流した後の熱源流体で凝縮器（３）からの冷媒
液を加熱した場合にも同様の作用効果を得ることができ
る。

第２図は本発明の第２の実施例を示す吸収ヒートポンプ
の回路構成図であり、第２図において、第１図と同じ構
成のものには、同様の図番を付し、その詳細な説明は省
略する。

第２図において、冷媒熱交換器（２２Ａ）の出口側の冷
媒液配管（１１）に側路管（ＩＩＡ）が接続され、この
側路管（ＩＩＡ）の途中に吸収液熱交換器（２８）が設
けられている。又、（４０）は冷媒液配管（１１）に設
けられた流量調節弁である。そして、吸収冷凍機の運転
時には、冷媒熱交換器（２２Ａ＞で温度が上昇した冷媒
液の一部を吸収液熱交換器（２８）へ流している。そし
て、流量調節弁（４０）の開度を例えば吸収液熱交換器
（２８）から流出した濃液の温度に基づいて調節し、吸
収液熱交換器（２８）に流れる冷媒液の量を調節する。

このため、抽気装置（２３）へ送られる濃液の温度を一
層安定させることができ（抽気装置（２３）での結晶を
回避することができる。

さらに、第３図は本発明の第３の実施例を示す吸収ヒー
トポンプの回路構成図であり、第３図において、第１図
と同じ構成のものには、同様の図番を付し、その詳細な
説明は省略する。

第３図において、（４１）は冷媒熱交換器（２２Ａ）を
側路する側路管であり、この側路管（４１）に吸収液熱
交換器（２８）が設けられている。又、（４２〉は冷媒
熱交換器（２２Ａ）の出口側の冷媒液配管（１１）と吸
収液熱交換器（２８）の入口側の側路管（４１）とを接
続する連絡管、（４３）及び（４４）はそれぞれ冷媒液
配管（１１）及び側路管（４１）に設けられた流量調節
弁である。そして、吸収ヒートポンプの運転時、冷媒液
が実線矢印で示したように流れ、側路管（４１）を流量
調節弁（４４）を経て流れて来た３５°Ｃの冷媒液と、
連絡管（４２）を流れて来た例えば６５°Ｃの冷媒液と
が混合し、上記第１の実施例及び第２の実施例より低い
約５０℃の冷媒液が吸収液熱交換器（２８）に流れる。

ここで、流量調節弁（４４〉の開度は例えば夏期で冷却
水の温度が高く凝縮器（３）からの冷媒液の温度が高い
ときには大きく、冬期で冷却水の温度が低く、凝縮器（
３）からの冷媒液の温度が低いときには手さく調節され
る。

上記第３の実施例において、冷媒熱交換器（２２Ａ）を
通った冷媒液と側路管（４１）を流れて来た冷媒液とが
混合し、約５０℃の冷媒液が吸収液熱交換器（２８）へ
流れる。このため、吸収液熱交換器（２８）から流出す
る濃液の温度はさらに低下し、抽気装置（２３）の抽気
能力をさらに向上きせることができる。

（ト）発明の効果 本発明は以上のように構成された吸収ヒートポンプであ
り、凝縮器から蒸発器に至る冷媒配管に設けられ凝縮器
からの冷媒液と蒸発器からの熱源流体とを熱交換する冷
媒熱交換器と、吸収液ポンプから抽気装置に至る吸収液
配管に設けられ吸収液ポンプから構成される装置に送ら
れる吸収液と冷媒熱交換器から流出した冷媒液とを熱交
換する吸収液熱交換器とを備え、冷媒熱交換器で冷媒液
の温度を上昇し、この冷媒液によって吸収液熱交換器で
吸収液を冷却し、温度を低下させて抽気装置へ送るので
、冷却水の温度が低下したときにも、抽気装置へ送られ
る吸収液の温度が大幅に低下することを防止し、吸収液
の温度を安定させることができ、この結果、抽気装置で
の吸収液の結晶を回避し、抽気装置を安定して運転する
ことができる。又、吸収液ポンプから吐出され、吸収液
熱交換器で温度が低下した吸収液が抽気装置へ送られる
ので、抽気装置の抽気能力を向上させることができる。

又、凝縮器から蒸発器へ送られる冷媒液と蒸発器或いは
発生器から流出した熱源流体とを熱交換する冷媒熱交換
器と、吸収液ポンプから流出して抽気装置に送られる吸
収液と冷媒熱交換器からの冷媒液とを熱交換する吸収液
熱交換器とを備え、冷媒熱交換器で蒸発器或いは発生器
からの熱源流体によって冷媒液を加熱して温度を上昇し
、この冷媒液によって吸収液熱交換器で吸収液を冷却し
て抽気装置へ送るので、抽気装置へ流れる吸収液の温度
が大幅に低下することを防止でき、抽気装置での吸収液
の結晶を回避し、抽気装置を安定して運転することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す吸収ヒートポンプ
の回路構成図、第２図は本発明の第２の実施例を示す吸
収ヒートポンプの回路構成図、第３図は本発明の第３の
実施例を示す吸収ヒートポンプの回路構成図である。 （２）・・・発生器、　（３）・・・凝縮器、　（５）
・・・吸収器、　（６）・・・蒸発器、　（８）・・・
吸収液ポンプ、　（１１）・・・冷媒液配管、　〈１３
〉・・・濃液配管、　（１９）　、　（２２）・・・熱
源供給配管、　（２２Ａ）・・・冷媒熱交換器、（２３
）・・・抽気装置、　（２７）・・・濃液の送り配管、
　（２８）・・・吸収液熱交換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸発器、吸収器、発生器及び凝縮器を配管接続して
   冷媒と吸収液との循環路を形成し、発生器から吸収器に
   至り、途中に吸収液ポンプを有した吸収液配管と、吸収
   液ポンプから流出した吸収液を用いて機内の不凝縮ガス
   を抽気する抽気装置とを備え、蒸発器及び発生器に熱源
   流体を供給し、凝縮器に冷却水を流し、吸収器から熱源
   流体より高い温度の被加熱流体を取出す吸収ヒートポン
   プにおいて、凝縮器から蒸発器に至る冷媒配管の途中に
   設けられ、凝縮器からの冷媒液と蒸発器からの熱源流体
   とを熱交換する冷媒熱交換器と、吸収液ポンプの出口側
   から抽気装置に至る吸収液配管の途中に設けられ、吸収
   液ポンプからの吸収液と上記冷媒熱交換器からの冷媒液
   とを熱交換する吸収液熱交換器とを備えたことを特徴と
   する吸収ヒートポンプ。 ２、蒸発器、吸収器、発生器及び凝縮器を配管接続して
   冷媒と吸収液との循環路を形成し、発生器に接続された
   吸収液ポンプから流出した吸収液を用いて機内の不凝縮
   ガスを抽気する抽気装置を備え、蒸発器及び発生器に熱
   源流体を供給し、凝縮器に冷却水を流し、吸収器から熱
   源流体より高い温度の温水を取出す吸収ヒートポンプに
   おいて、凝縮器から蒸発器へ送られる冷媒液と蒸発器或
   いは発生器から流出した熱源流体とを熱交換する冷媒熱
   交換器と、吸収液ポンプから流出して抽気装置に送られ
   る吸収液と上記冷媒熱交換器から流出した冷媒液とを熱
   交換する吸収液熱交換器とを備えたことを特徴とする吸
   収ヒートポンプ。