JPH0441270B2 - - 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では冷媒蒸気を供
給した濃吸収液は、稀吸収液となつて稀吸収液管
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２１
によつて管路２２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２
３により散布され、上述の作動が返される。

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
ることにも要望される。

〔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４０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９と、この中間吸収器９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１９に冷媒蒸気を導出
し、濃吸収液を濃吸収液管路４０に導出する中間
再生器３５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、中間再生
器３５で凝縮された濃吸収液が濃吸収液管路３４
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を介して中間再生器３５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４０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９と、この中間吸収器９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１９に冷媒蒸気を導出
し、濃吸収液を濃吸収液管路４０に導出する中間
再生器３５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、中間再
生器３５で凝縮された濃吸収液が濃吸収液管路３
４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を介して中間再生器３５に
供給する加熱用吸収器２７と、中間再生器３５か
ら加熱用吸収器２７への濃吸収液管路３４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、中間再生器３５から中間吸収器９へ
の濃吸収液管路４０と稀吸収液管路４１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
により濃吸収液管路３４を介して移送されてきた
中間再生器３５の濃吸収液を、その内部で散布す
る散布装置３６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
する中濃吸収液を、中間再生器３５の液溜り３５
ａに流入させる中濃吸収液管路３９が設けられ、
その先端は液溜り３５ａの上方近傍に設けられて
いる。また、前述の濃吸収液管路３４における分
岐点３４Ａから別の濃吸収液管路４０は設けら
れ、その先端は中間吸収器９に内蔵されている散
布装置１４に接続されている。中間吸収器９の液
溜り９ａに貯留する稀吸収液が中間再生器３５の
液溜り３５ａに流過するための稀吸収液管路４１
が中間吸収器９の底部に連結され、その他端は前
述の中濃吸収液管路３９の分岐点３９Ａ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４
ａ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９に導入さ
れ、残部は冷媒蒸気と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９に導入された冷媒蒸気は、冷却水用コイル１
０の表面で冷却されながら中間再生器３５から濃
吸収液管路３４、分岐点３４Ａ，濃吸収液管路４
０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
９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４
ａ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９内で冷媒蒸気を吸収した濃吸収
液は、稀吸収液となり液溜り９ａに溜る。液溜り
９ａの稀吸収液は、稀吸収液管路４１を介して後
述する加熱用吸収器２７からの中濃吸収液と中濃
吸収液管路３９の分岐点３９Ａで合流し、低圧の
中間再生器３５の液溜り３５ａに流れ込む。液溜
り３５ａでは、熱源用コイル１７を通して供給さ
れる廃熱により吸収液は加熱され、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３５ａに貯留され
る。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。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１
ａ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３１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。加熱用吸収器２７内で
は前述の中間再生器３５の濃吸収液が、移送ポン
プ３３により移送され散布装置３６より循環供給
路３７の一端部３７Ａ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３
７Ａの表面で吸収し、凝縮潜熱を発生して循環供
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３７内を循環し他端部３７Ｂ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
濃吸収液は、高温の中濃吸収液となつて液溜り２
７ａに落下して溜る。溜つた中濃吸収液は、中濃
吸収液管路３９内を流過し、中間吸収器９からの
稀吸収液と合流して中間再生器３５の液溜り３５
ａに流れ込むことは、前述した通りである。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、中間再生器３５
から加熱用吸収器２７への濃吸収液管路３４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、中間再生器３５から中間吸収器９
への濃吸収液管路４０と稀吸収液管路４１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再生器３５の濃吸収
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３５から中間吸収器
９へ向かう濃吸収液によつて中間吸収器９から中
間再生器３５への稀吸収液が加熱されるので、中
間吸収器９の低温の稀吸収液はその温度を高めら
れ、中間再生器３５内で冷媒蒸気になることが助
長される。その結果、中間再生器３５内の濃吸収
液の濃度が高まるので、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３７
Ａ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、
９……中間吸収器、１９……凝縮器、２４……吸
収ヒートポンプ、２６……中間蒸発器、２７……
加熱用吸収器、３４，４０……濃吸収液管路、３
５……中間再生器、３９……中濃吸収液管路、４
１……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
   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、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し、濃吸収
   液を前記濃吸収液管路に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、前記中間再生器で凝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、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し、濃吸収
   液を前記濃吸収液管路に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、前記中間再生器で凝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再生器に
   供給する加熱用吸収器と、 前記中間再生器から加熱用吸収器への濃吸収液
   管路と前記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、 前記中間再生器から中間吸収器への濃吸収液管
   路と前記稀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。