JPH0441269B2 - - 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。その動作を略述すると、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を介して導入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から移送されて
きた濃吸収液が、散布装置１３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
液となつて稀吸収液管路１４を介して熱交換器１
５で前述の中間再生器１２より中間吸収器９へ向
かう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１６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１７を流過して凝縮器１８に
導入される。この冷媒蒸気は、外部から冷却水用
コイル１９に導入された冷却水により冷却されて
冷媒液となり、ポンプ２０によつて管路２１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２２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。このように吸収器での取
り出し温度を高めることは熱の利用用途を大幅に
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図の発明は、第２図に示すように、凝縮器
１８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吸
収する中間吸収器３８と、この中間吸収器３８で
稀薄となつた稀吸収液が稀吸収液管路４１を介し
て導入されると共に凝縮器１８に冷媒蒸気を導出
する中間再生器３４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１８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２５と、こ
の中間蒸発器２５で蒸発した冷媒蒸気が導入さ
れ、中間再生器３４で凝縮された濃吸収液が濃吸
収液管路３３を介して導入され、冷媒蒸気が濃吸
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、
中濃吸収液を中濃吸収液管路３９を介して中間吸
収器３８に供給する加熱用吸収器２６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
８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吸収
する中間吸収器３８と、この中間吸収器３８で稀
薄となつた稀吸収液が稀吸収液管路４１を介して
導入されると共に凝縮器１８に冷媒蒸気を導出す
る中間再生器３４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１８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２５と、この
中間蒸発器２５で蒸発した冷媒蒸気が導入され、
中間再生器３４で濃縮された濃吸収液が濃吸収液
管路３３を介して導入され、冷媒蒸気が濃吸収液
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、中濃
吸収液を中濃吸収液管路３９を介して中間吸収器
３８に供給する加熱用吸収器２６と、濃吸収液管
路３３と中濃吸収液管路３９との間で熱交換を行
なわせる熱交換器４７と、稀吸収液管路４１と中
濃吸収液管路３９との間で熱交換を行なわせる熱
交換器４８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２３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２４に中間蒸発器２５と加
熱用吸収器２６とを付加したものである。図中の
中間蒸発器２５は、凝縮器１８から蒸発器１に向
かう冷媒液の管路２１における分岐点２１Ａから
枝路２７を、その先端が内部の液溜り２５ａ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２５には、液溜り２５ａの冷媒液を移
送ポンプ２８で移送してその内部で散布させるた
めの散布装置２９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３０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２６に導入する冷媒
蒸気管路３１が中間蒸発器２５の上部に設けら
れ、その他端は加熱用吸収器２６の上部に連結さ
れている。この加熱用吸収器２６には、移送ポン
プ３２により濃吸収液管路３３を介して移送され
てきた中間再生器３４の濃吸収液を、その内部で
散布する散布装置３５が備えられている。散布さ
れた濃吸収液は、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３６の一端部３６Ａが加熱用吸収器２６の内部
に装着され、その他端部３６Ｂ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３６に
は熱媒を循環させる循環ポンプ３７が介在されて
いる。さらに、加熱用吸収器２６の液溜り２６ａ
に貯留する中濃吸収液を、中間吸収器３８に移送
させる中濃吸収液管路３９が設けられ、その先端
は中間吸収器３８の散布装置４０に接続されてい
る。なお、４１は稀吸収液管路で、中間吸収器３
８の液溜り３８ａの稀吸収液を中間再生器３４の
液溜り３４ａに流入させるために設けられてい
る。ところで、中間吸収器３８の内部圧力は前述
の中間再生器３４の内部圧力よりも僅かに低いの
で、稀吸収液管路４１に図示しないポンプを設け
るか、中間吸収器３８を中間再生器３４よりも高
い位置に設けて液溜り３８ａの稀吸収液を中間再
生器３４に重力で流下させるようにすればよい。

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３６の他端部３
６Ｂ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により移
送されてきた濃吸収液が散布装置４５から散布さ
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
した後、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４ａ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３８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３８に導入さ
れた冷媒蒸気は、冷却水用コイル１０の表面で冷
却されながら後述する加熱用吸収器２６からの中
濃吸収液に吸収される。その結果、低温のもとで
冷媒蒸気が中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３８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３８内で
冷媒蒸気を吸収した中濃吸収液は、稀吸収液とな
り液溜り３８ａに溜る。液溜り３８ａの稀吸収液
は低圧の中間再生器３４の液溜り３４ａに稀吸収
液管路４１を介して流れ込む。この稀吸収液は外
部から熱源用コイル１６を通して供給される廃熱
により加熱され、一部は冷媒蒸気となつて管路１
７より凝縮器１８へ導入され、残部は濃吸収液と
なつて液溜り３４ａに貯留される。凝縮器１８に
導入された冷媒蒸気は、冷却水用コイル１９より
供給される冷却水に冷却され冷媒液となつて液溜
り１８ａに溜る。冷媒液はポンプ４６により管路
２１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２１Ａで分流され、枝
路２７より中間蒸発器２５の液溜り２５ａに流れ
込む。流れ込んだ冷媒液は移送ポンプ２８により
移送され散布装置２９により散布される。このと
き熱源用コイル３０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３１より加熱用吸収器２６に導
入される。加熱用吸収器２６内では前述の中間再
生器３４の濃吸収液が、移送ポンプ３２により移
送され散布装置３５より循環供給路３６の一端部
３６Ａに向けて散布される。その結果、濃吸収液
は導入された冷媒蒸気を一端部３６Ａの表面で吸
収し、凝縮潜熱を発生して循環供給路３６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３７により循環供給路３６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３６Ｂを流過するときに、散布装置４３より散
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３６内を
循環し他端部３６Ｂ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２６内で冷媒蒸気を吸収した濃吸収液は、高
温の中濃吸収液となつて液溜り２６ａに落下して
溜る。この中濃吸収液は、中濃吸収液管路３９内
を流過して中間吸収器３８の散布装置４０に散布
される。このとき導入された冷媒蒸気を中濃吸収
液が吸収することは前述した通りである。なお、
前述の管路２１の分岐点２１Ａ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１ａ
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、濃吸収液管路３
３と中濃吸収液管路３９との間で熱交換を行わせ
る熱交換器４７と、稀稀吸収液管路４１と中濃吸
収液管路３９との間で熱交換を行わせる熱交換器
４８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４７
を介在させることにより中間再生器３４の濃吸収
液が移送ポンプ３２を介して加熱用吸収器２６に
移送される途中、加熱用吸収器２６の高温の中濃
吸収液によつて加熱される。その結果、濃吸収液
は加熱用吸収器２６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３６の一端部３６Ａにおい
て熱媒に吸収される。一方、熱交換器４８を介在
させることにより加熱用吸収器２６から中間吸収
器３８へ向かう中濃吸収液によつて中間吸収器３
８から中間再生器３４への稀吸収液が加熱され
る。その結果、中間吸収器３８の低温の稀吸収液
はその温度を高められ、中間再生器３４内で冷媒
蒸気になることが助長され、中間再生器３４内の
濃吸収液の濃度が高まるので、加熱用吸収器２６
で発生する熱量が高まつて循環供給路３６の一端
部３６Ａ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一つであ
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効率でもつ
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、
１８……凝縮器、２３……吸収ヒートポンプ、２
５……中間蒸発器、２６……加熱用吸収器、３３
……濃吸収液管路、３４……中間再生器、３８…
…中間吸収器、３９……中濃吸収液管路、４１…
…稀吸収液管路、４７，４８……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
   吸収する中間吸収器と、この中間吸収器で稀薄と
   なつた稀吸収液が稀吸収液管路を介して導入され
   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、前記中間再生器で濃縮された濃吸収液が濃吸
   収液管路を介して導入され、冷媒蒸気が濃吸収液
   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、中
   濃吸収液を中濃吸収液管路を介して中間吸収器に
   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
   吸収する中間吸収器と、この中間吸収器で稀薄と
   なつた稀吸収液が稀吸収液管路を介して導入され
   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、前記中間再生器で濃縮された濃吸収液が濃吸
   収液管路を介して導入され、冷媒蒸気が濃吸収液
   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、中
   濃吸収液を中濃吸収液管路を介して中間吸収器に
   供給する加熱用吸収器と、 前記濃吸収液管路と中濃吸収液管路との間で熱
   交換を行なわせる熱交換器と、 前記稀吸収液管路と中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、前記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。