JPH0694961B2

JPH0694961B2 - 吸収ヒ−トポンプ装置

Info

Publication number: JPH0694961B2
Application number: JP7959286A
Authority: JP
Inventors: 米造井汲; 数恭伊良皆
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1986-04-07
Filing date: 1986-04-07
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPS62237261A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は発生器および蒸発器に供給する熱源流体よりも
高温の被加熱流体を吸収器から取出す吸収ヒートポンプ
（以下、この種の吸収ヒートポンプ装置という）の改良
に関する。

（ロ）従来の技術この種の吸収ヒートポンプ装置の従来の技術として、例
えば特公昭60−25711号公報にみられるように、二重効
用の吸収ヒートポンプサイクルを生成させて熱源流体よ
りも高温の被加熱流体を得るもの〔以下、二重効用型の
従来の装置という〕が知られている。

また、別の従来の技術として、例えば特開昭58−203364
号公報にみられるように、一重効用の吸収ヒートポンプ
サイクルを生成させて、熱源流体よりも高温の被加熱流
体を得るもの〔以下、一重効用型の従来の装置という〕
が知られている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点二重効用型の従来の装置においては、例えば110℃程度
の廃蒸気の熱を活用して145℃程度の高温水を得たい場
合、約10℃の冷却水を凝縮器に供給する必要がある。そ
して、この場合、10℃程度の冷却水を容易に得ることの
可能な冬期には問題がないものの、冷却水温の高くなる
夏期には十分に高温の温水を得られない問題がある。一
方、一重効用型の従来の装置においては、この場合、約
35℃の冷却水を凝縮器に供給する必要があり、二重効用
型の装置とは逆に夏期には問題がなく、冷却水温の低く
なる冬期に145℃程度の高温水を得ようとすると発生器
内の吸収液濃度が高くなって結晶を生じやすい問題があ
る。

このため、一重効用型の装置と二重効用型の装置とを設
置する手段が考えられるものの、この手段は２台の装置
を必要としてコスト高および設備全体の大型化を招く問
題点を有している。

本発明は、この問題点に鑑み、１台の装置で所望の高温
水を夏期にも冬期にも容易に得ることの可能なこの種の
吸収ヒートポンプ装置の提供を目的としたものである。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は、上記の問題点を解決する手段として、二重効
用型のこの種の吸収ヒートポンプ装置の高温発生器と低
温発生器および／または凝縮器とを開閉弁付きの均圧管
で接続してこの種の吸収ヒートポンプ装置を構成したも
のである。

（ホ）作用本発明の装置においては、均圧管の開閉弁を閉じて運転
することにより二重効用の吸収ヒートポンプ作用を発揮
する一方、開閉弁を開くことにより高温発生器と低温発
生器と凝縮器とが均圧化されるに伴ない低温発生器が冷
媒や吸収液の流路として働いて一重効用の吸収ヒートポ
ンプ作用を発揮する。

このため、本発明のこの種の吸収ヒートポンプ装置によ
れば、１台の装置で二重効用型と一重効用型のこの種の
吸収ヒートポンプの機能を兼ねることができ、通常、簡
便に得ることの可能な冷却水の温度の異なる時期〔冬期
と夏期など〕にもほぼ所望温度の被加熱流体を容易に取
得することができる。かつまた、１台の装置の設置で済
むので、設備費が安価であり、設置スペースも小さくな
って設備の小型化が可能となる。

（へ）実施例第１図は本発明によるこの種の吸収ヒートポンプ装置の
概略構成説明図である。第１図において、（１）は高温
発生器、（２）は低温発生器、（３）は凝縮器、（４）
は蒸発器、（５）は吸収器、（６）は低温溶液熱交換
器、（７）は高温溶液熱交換器、(P_A)は吸収液用ポン
プ、(P_CR)は凝縮器（３）から蒸発器（４）へ冷媒液を
送るためのポンプ、(P_ER)蒸発器（４）での未気化冷媒
を再循環させるためのポンプ、（８）は低温発生器
（２）に流入する吸収液の濃縮に活用した高温発生器
（１）からの冷媒のドレンを貯える冷媒液溜め、(P_DR)
は冷媒液溜め（８）から蒸発器（４）へ冷媒液を送るた
めのポンプであり、これら機器を希吸収液の流下する管
路（９）、中間濃度の吸収液の流れる管路（10）、濃吸
収液の送られる管路（11）、（12）、（13）、（14）、
冷媒液の送られる管路（15）、（16）、（17）、冷媒の
流れる管路（18）、（19）、冷媒液の送られる管路（2
0）、（21）、冷媒液の還流する管路（22）、（23）、
冷媒蒸気の流れるダクト（24）、（25）で接続すること
により、冷媒〔水〕と吸収液〔臭化リチウム水溶液〕の
循環路を形成して二重効用型のこの種の吸収ヒートポン
プ装置が構成されている。

（26）は高温発生器（１）の給熱器、（27）は低温発生
器（２）の加熱器、（28）は凝縮器（３）の冷却器、
（29）は蒸発器（４）の給熱器、（30）は吸収器（５）
の被加熱器である。また、（31）、（32）は給熱器（2
6）と接続した管路〔この管路には廃蒸気や温排水ある
いは太陽熱利用温水などの低温熱源流体が流される。〕
（33）、（34）は冷却器（28）と接続した冷却水流通用
管路、（35）、（36）は給熱器（29）と接続した管路
〔この管路には低温熱源流体が流される。〕であり、
（37）、（38）は被加熱器（30）と接続した管路〔この
管路には水その他の被加熱流体が流される。〕である。

そして、(T_U)は高温発生器（１）の気相部と凝縮器
（３）の気相部を結んだ均圧管であり、この均圧管には
開閉弁(V_CH)が配備されている。また、(S_W)は管路（3
3）に備えた温度検出器で、この検出器の感知温度が約1
5℃以上になるとその信号により開閉弁(V_CH)が開かれる
と共にポンプ(P_DR)が停止されるようになっている。

次に、このように構成されたこの種の吸収ヒートポンプ
装置〔以下、本装置という〕の運転動作例を説明する。

なお、本装置の設置場所における運転条件として、約11
0℃の廃蒸気が得られ、冬期には５℃〜10℃程度の冷却
水が得られる一方で夏期には30℃〜35℃程度の冷却水が
得られるものとし、約145℃の高温水を本装置により取
得する必要があるものとする。また、本装置の各機器の
伝熱面積は上記の運転条件に適合するよう設計されてい
るものとする。

今、本装置の被加熱器（30）に温水を循環させつつ給熱
器（26）、（29）に約110℃の廃蒸気を供給すると共に
約10℃の冷却水を冷却器（28）に供給し、ポンプ(P_CR)、
(P_ER)、(P_DR)および吸収液用ポンプ(P_A)を駆動すること
により、高温発生器（１）において給熱器（26）に散布
される希吸収液が沸騰して冷媒蒸気が分離し、また、こ
の冷媒蒸気は、管路（18）を経て加熱器（27）へ至りこ
れに散布される吸収液を沸騰させて濃縮しつつ加熱器
（27）内で凝縮し、冷媒ドレンとなる。そして、この冷
媒ドレンは冷媒液溜め（８）を経てポンプ(P_DR)により
蒸発器（４）へ送られる。かつまた、加熱器（27）内の
冷媒の熱で吸収液から分離した冷媒蒸気すなわち低温発
生器（２）において発生した冷媒蒸気は凝縮器（３）で
液化され、その液化冷媒はポンプ(P_CR)により蒸発器
（４）へ送られる。そして、冷媒は蒸発器（４）で気化
する。一方、高温発生器（１）、低温発生器（２）にお
いて冷媒の逐次分離された吸収液は、吸収液用ポンプ(P
_A)により吸収器（５）へ送られ、ここで蒸発器（４）か
らの気状冷媒〔冷媒蒸気〕を吸収して希釈されつつ発熱
し、この発熱で被加熱器（30）内の温水を昇温させる。
そして、希釈した吸収液は高温発生器（１）へ戻る。こ
のような冷媒と吸収液の循環による二重効用の吸収ヒー
トポンプサイクルが生じ、蒸発器（４）および吸収器
（５）の器内圧力が約820mmHg、低温発生器（２）およ
び凝縮器（３）の器内圧力が約14mmHg、高温発生器
（１）の器内圧力が約140mmHgに保たれてこれら機器が
作動し、吸収器（５）における吸収液の飽和温度が147
〜158℃程度となり、被加熱器（30）を循環する温水
が、約５℃昇温されて145℃程度となり、負荷側へ送ら
れる。なお、この吸収ヒートポンプサイクルにおいて濃
吸収液、中間濃度の吸収液、希吸収液の濃度はそれぞれ
60％、58％、56％である。

また、今、冷却器（28）へ約10℃の冷却水を供給する代
りに約35℃の冷却水を送って本装置を運転した場合、温
度検出器(S_W)の信号により開閉弁(V_CH)は閉から開へ切
換えられ、高温発生器（１）と凝縮器（３）および低温
発生器（２）とが連通する。そして、高温発生器（１）
で吸収液から分離した冷媒蒸気は、主に、流れの抵抗の
小さい均圧管(T_U)を経由して凝縮器（３）へ流れ、ここ
で凝縮される。このため、高温発生器（１）内の吸収液
の飽和蒸気圧は凝縮器（３）内の冷媒液の飽和蒸気圧と
平衡関係に保たれるようになる。同様に、凝縮器（３）
と連通している低温発生器（２）内の飽和蒸気圧も高温
発生器（１）のそれと同じになる。その結果、加熱器
（27）内の冷媒は加熱能力を喪失し、低温発生器（２）
は吸収液の流路として機能するようになる。そして、一
重効用の吸収ヒートポンプサイクルが生じる。ちなみ
に、この吸収ヒートポンプサイクルにおいては、高温発
生器（１）および低温発生器（２）ならびに凝縮器
（３）の器内圧力は約90mmHg、蒸発器（４）および吸収
器（５）の器内圧力は約820mmHgで、濃吸収液と希吸収
液の濃度はそれぞれ約60％と約56％となり、吸収器
（５）における吸収液の飽和温度が147〜158℃程度にな
って約140℃で被加熱器（30）に流入した温水はここか
ら約145℃で流出する。

第２図は、上記の吸収ヒートポンプサイクルを示したデ
ューリング線図で、この図においてａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ
→ｆ→ａのサイクルは二重効用の吸収液サイクルを表わ
し、ａ→ｂ→ｇ→ｈ→のサイクルは一重効用の吸収液サ
イクルを表わしている。

なお、本装置において、一重効用のサイクルで運転した
場合、低温溶液熱交換器（６）を殆んど熱交換の機能を
発揮しないので、温度検出器(S_W)の信号により弁（Ｖ）
を開いて管路（39）経由で吸収液を流すようにしても良
い。また、管路（20）をポンプ(P_CR)の吸込み側へ接続
した場合、ポンプ(P_DR)は不要となるので、このポンプ
の温度検出器(S_W)による発停制御も不要となる。なおま
た、均圧管(T_U)の代りに開閉弁(V_X)付きの別の均圧管
（Ｔ）を配備しても良い。さらにまた、開閉弁(T_U)もし
くは開閉弁（Ｔ）と弁（Ｖ）の開閉の切換えおよびポン
プ(P_DR)の発停を温度検出器(S_W)で行なう代りに温度検
出器（Ｓ）あるいはその他の物理量〔例えば蒸発器
（４）内の冷媒温度、高温発生器（１）内の吸収液温度
など〕の検出器で行なうことも可能である。

上記のように、本装置によれば、約10℃の冷却水の得ら
れる冬期には二重効用のサイクルを生じ、約35℃の冷却
水の得られる夏期には一重効用のサイクルを生じてほぼ
所望温度〔約145℃〕の高温水を取出すことができる。

なお、(L₁)、(L₂)、(L₃)、(L₄)、(L₅)、(L₆)は液面リレーで
あり、（40）、（41）、（42）はダンパーである。ま
た、（43）は弁（44）付きの冷媒ブロー用管路である。

なおまた、図示していないが、本装置は廃蒸気と冷却水
との熱交換器を備えている。そして、冬期に得られる冷
却水が10℃未満である時これを上記熱交換器で10℃に昇
温して凝縮器（３）の冷却器（28）へ供給し、また、夏
期に得られる冷却水が35℃未満である時これを35℃に昇
温して冷却器（28）へ供給するようになっている。

（ト）発明の効果以上のとおり、本発明の装置によれば、１台で一重効用
型と二重効用型のこの種の吸収ヒートポンプ装置の機能
を兼ねることができ、夏期と冬期のいずれにおいてもほ
ぼ所望温度の被加熱流体を簡便かつ安価な設備で得られ
るとう実用的効果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるこの種の吸収ヒートポンプ装置の
一実施例を示した概略構成説明図、第２図は第１図に示
した装置の吸収ヒートポンプサイクルの一例を表わした
デューリング線図である。（１）…高温発生器、（２）…低温発生器、（３）…凝
縮器、（４）…蒸発器、（５）…吸収器、(P_CR)…ポン
プ、(P_A)…吸収液用ポンプ、（18）…管路、（26）…給
熱器、（27）…加熱器、（28）…冷却器、（29）…給熱
器、（30）…被加熱器、(T_U)、（Ｔ）…均圧管、(S_W)、
（Ｓ）…温度検出器、(V_CH)、(V_X)…開閉弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高温発生器、低温発生器、凝縮器、吸収器
および蒸発器を配管接続して冷媒と吸収液の循環路を構
成し、かつ、凝縮器に冷却流体を流通させ、蒸発器と高
温発生器に熱源流体を供給し、吸収器に被加熱流体を流
通させることにより高温発生器を蒸発器および吸収器よ
りも低圧で作動させると共に凝縮器および低温発生器を
高温発生器よりも低圧で作動させて吸収器における吸収
液が冷媒を吸収する際に発生す熱で被加熱流体を熱源流
体の温度よりも昇温するように構成した吸収ヒートポン
プ装置において、高温発生器と凝縮器および／または低
温発生器とを結ぶ開閉弁付き均圧管が備えられているこ
とを特徴とした吸収ヒートポンプ装置。