JPH0794934B2

JPH0794934B2 - 吸収ヒ−トポンプの容量制御装置

Info

Publication number: JPH0794934B2
Application number: JP62064754A
Authority: JP
Inventors: 成実赤木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1987-03-19
Filing date: 1987-03-19
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPS63231146A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、再生器に高温レベルの熱源流体〔例えば100
℃以上の過熱蒸気〕を供給しつつ蒸発器で低温レベルの
熱源流体〔例えば100℃以下の過熱蒸気〕の熱を汲み上
げ吸収器および凝縮器で放出する熱を取出すようにした
吸収ヒートポンプの容量制御装置に関する。

（ロ）従来の技術上記した吸収ヒートポンプ用容量制御装置の従来の技術
として、吸収ヒートポンプの再生器の加熱量を凝縮器出
口側の被加熱流体温度により調節するもの（例えば実開
昭61−3371号公報参照）やこのものにその調節量をヒー
トポンプ内部の状態量に基いて修正する手段を備えたも
の（例えば特開昭58−208551号公報参照）が知られてい
る。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記した従来の装置において、前者は吸収ヒートポンプ
から取出される被加熱流体をほぼ所望温度に保ち得る利
点をもつ反面、被加熱流体の流量を減らした場合、その
取出し温度の上昇を防ぐように再生器の加熱量を減らす
制御を行うため、再生器で濃縮される溶液言い代えれば
吸収器へ送られる溶液の濃度降下を生じ、吸収器の冷媒
吸収能力の低下延いては蒸発器の冷媒気化能力の低下す
なわち蒸発器の熱の汲み上げ能力の低下を招く欠点をも
っている。

また、後者の装置は、再生器の加熱量調節の過不足を吸
収ヒートポンプ内部の状態量に基いて是正する利点をも
つものの、被加熱流体を所望温度に保つよう加熱量調節
を行う点で前者の装置と同じであるため、被加熱流体の
流量を減らした場合、前者の装置と同様に蒸発器の熱の
汲み上げ能力の低下を招く欠点をもっている。

本発明は、上記の問題点に鑑み、蒸発器の熱の汲み上げ
能力の低下を軽減して吸収ヒートポンプの運転効率を高
く維持することの可能な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ための吸収ヒートポ
ンプの容量制御装置として、再生器への熱源流体の供給
量を調節する制御弁と、蒸発器の冷媒液溜の液量を検出
する第１のセンサーと、被加熱流体の凝縮器出口温度を
検出する第２のセンサーと、第１、第２ののセンサーか
らの信号を入力し、第２のセンサーの検出温度が設定温
度を超えるまでは第１のセンサーの検出液量に応じて制
御弁へ制御信号を出力し、第２のセンサーの検出温度が
設定温度を超えた場合には第２のセンサーの検出温度に
応じて制御弁へ制御信号を出力するコントローラとで構
成したものである。

（ホ）作用本発明の容量制御装置は、被加熱流体の凝縮器出口温度
が設定温度を超えるまでは、再生器の加熱量を調節しつ
つ吸収ヒートポンプの蒸発器内の冷媒液貯留量を調整す
る機能換言すれば吸収ヒートポンプ内を循環する溶液の
濃度を所望の値に調整する作用を発揮する。

このため、吸収ヒートポンプへの被加熱流体の流量を減
らした場合にも、吸収器の冷媒吸収能力の低下を緩和し
て蒸発器の冷媒気化能力すなわち蒸発器の熱の汲み上げ
能力の低下を軽減することができ、ヒートポンプの運転
効率を高く維持することが可能になる。また、被加熱流
体の凝縮器出口温度が設定温度を超えた場合には、被加
熱流体の凝縮器出口温度に応じて制御弁が調節され、再
生器の加熱量が絞られ、凝縮器内部が大気圧以上になる
ことを回避することが可能となる。

（ヘ）実施例図面は本発明による吸収ヒートポンプの容量制御装置の
一実施例を示した概略構成説明図である。図において、
（１）は再生器、（２）は凝縮器、（３）は蒸発器
（４）および吸収器（５）を形成した蒸発吸収器であ
る。そして、これら機器は図示しない溶液流路と冷媒流
路とにより結ばれて従来の吸収ヒートポンプと同様の冷
媒および溶液の循環路を形成している。

（６）は再生器（１）の加熱器、（７）は蒸発器（４）
の給熱器であり、（８），（９）はそれぞれ吸収器
（５）、凝縮器（２）の冷却器である。また、（10）は
蒸発器（４）の冷媒液溜めである。

（11）は加熱器（６）と接続した管で、この管には加熱
蒸気が流れる。（12）は図示しない水源と冷却器（５）
入口側と接続した水管、（13）は冷却器（５）出口側と
冷却器（９）入口側と接続した水管、（14）は冷却器
（９）出口側と図示しない負荷側例えば貯湯槽やボイラ
ーなどと接続した水管である。また、（15），（16）は
給熱器（７）と接続した管で、この管には排温水などの
熱源水が流れる。なお、（17）は発電機用タービンで、
これには管（11）の分岐管（18）が接続されている。

そして、（S_L）は蒸発器（４）の冷媒液溜め（10）に備
えた第１のセンサーである液面センサー、（Ｖ）は管
（11）に配備した流量制御弁であり、（C_L）は液面セン
サー（S_L）の信号を入力して流量制御弁（Ｖ）への制御
信号を出力するコントローラである。また、（S_T）は水
管（14）に備えた温度センサー、（C_T）は温度設定器濃
を有する第２のセンサーである温度調節器であり、（R
c）はリレー式切替スイッチである。このスイッチのリ
レー接片は、センサー（S_T）の感知温度が温度調節器
（C_T）の設定温度を越えた場合に温度調節器（C_T）を介
してＨ側へ切換えられる。コントローラー（C_L）、温度
調節器（C_T）及びリレー式切換スイッチ（R_C）によって
制御器が構成され、管（14）内の水が設定温度である上
限温度を越えた場合、流量制御弁（Ｖ）は温度センサー
（S_T）の信号により温度調節器（C_T）を介して制御され
るのである。

次に、このように構成された吸収ヒートポンプの容量制
御装置（以下、本装置という）の動作例をヒートポンプ
の動作と併せて説明する。

吸収ヒートポンプの運転中、水管（14）内の水が上限温
度〔例えば100℃〕以下である場合、切替スイッチ
（R_C）の接片はＣ側へ接続されている。そして、制御弁
（Ｖ）は液面センサー（S_L）の信号によりコントローラ
（C_L）を介して制御される。

上記の場合において、被加熱流体が定格の条件で吸収ヒ
ートポンプを流通するとき、ちなみに被加熱流体として
の水の吸収ヒートポンプへの流通量を100m³/h、吸収ヒ
ートポンプ入口側の水温を30℃、出口側の水温を70℃の
条件〔温水出力4000Mcal/h〕でヒートポンプが運転され
ているとき、蒸発器（４）の冷媒液溜め（10）の液位は
定格のレベルに〔例えば液溜め（10）の上限レベル近
く〕にあり、流量制御弁（Ｖ）は定格の開度に保たれて
いる。今、例えば水の流量が50m³/hに減少したとき、吸
収器（５）の冷媒吸収能力が低下し、これい伴あない蒸
発器（４）の冷媒気化能力換言すれば蒸発器（４）によ
る熱源水からの熱の汲み上げ能力が低下して吸収ヒート
ポンプの運転効率が悪くなる。そして、このとき、蒸発
器（４）の冷媒液溜め（10）の液位も上昇するため、こ
れをそのまま放置すると冷媒液溜め（10）から冷媒液が
溢れ出て吸収器（５）内の溶液へ混入することになり、
吸収ヒートポンプの運転効率がさらに悪くなる。

このようなとき、本装置においては、液面センサー
（S_L）が液位の上昇を感知しつつこれをコントローラー
（C_L）へ信号で送り、この信号を受けたコントローラー
（C_L）は液位を定格レベルまで復帰させるように流量制
御弁（Ｖ）の開度を減少制御して再生器（１）の加熱量
を減らす。その結果、再生器（１）で溶液から分離され
る冷媒量が減り、延いては凝縮器（２）経由で蒸発器
（４）に流入する冷媒液量が減少し、冷媒液溜め（10）
からの冷媒液の溢流が防止される。すなわち、この溢流
に伴なう吸収ヒートポンプの運転効率の低下が防止され
るのである。なお、再生器（１）への熱源蒸気の供給量
を減らした分は発電機用タービン（17）へ供給されるこ
とになる。ちなみに、被加熱流体としての水の流量が50
m³/h、吸収ヒートポンプ入口側の水温が10℃に変化した
とき、本装置の容量制御によって冷媒液溜め（10）の液
位は定格レベルに保たれ、吸収ヒートポンプ出口側の水
温は90℃となり、4000Mcal/hの温水出力が得られる。

一方、被加熱流体としての水の流量が逆に200m³/hに増
えたとき、水の流量が減ったときとは逆に冷媒液溜め
（10）の液位が降下するので、液面センサー（S_L）の信
号によりコントローラー（C_L）は流量制御弁（Ｖ）の開
度を増大制御す。その結果、再生器（１）での溶液の濃
縮が高められ、換言すれば、溶液から分離される冷媒量
が増え、凝縮器（２）経由で蒸発器（４）に流入する冷
媒液量が増大して冷媒液溜め（10）内の液位が再び上昇
し始める。そして、ヒートポンプを循環する溶液の濃度
は被加熱流体〔水〕の流量の増加前と同じに戻され、か
つ、吸収器（５）の冷却器（８）内の水流量は増え、こ
れらによって溶液の冷媒吸収能力は強まるので、蒸発器
（４）の冷媒気化能力は水流量の増加前よりも向上す
る。このため、ヒートポンプの蒸発器での熱の汲み上げ
能力が向上してヒートポンプの運転効率が高まると共に
温水出力も高まる。

このように、本装置は再生器（１）の加熱量を調節しつ
つ蒸発器（４）内の冷媒液貯留量を定格値〔冷媒液溜め
（10）のほぼ全容量〕に保つ機能換言すれば溶液の濃度
を吸収ヒートポンプにおいて可能な最高濃度に保つ機能
を発揮するのである。そして、本装置によれば、ヒート
ポンプへの水〔被加熱流体〕の流量を減らしたときや水
のヒートポンプへの流入温度を高くしたときにはその変
化前と同程度の溶液の濃度に維持して溶液への冷媒液の
溢流換言すればこれに伴なう熱ロスを防ぐことができ、
一方、水の流量を増やしたときや流入温度を低くしたと
きにはその変化前よりも大きな冷媒吸収力を発揮させる
ことができる。このため、ヒートポンプの蒸発器（４）
による熱の汲み上げ能力すなわちヒートポンプの運転効
率を高い水準に維持することができる。

なお、上述の定格レベルを冷媒液溜め（10）の上限レベ
ル以外の任意のレベルに設定し得ることは勿論である。
この設定はコントローラー（C_L）のレベル設定器（図示
せず）のボリューム〔抵抗値〕を任意にセットすること
によってなされる。

また、本装置においては、ヒートポンプから流出する水
〔被加熱流体〕の温度が100℃を越えた場合、温度調節
器（C_T）により切替スイッチ（R_C）のリレー接片がＨ側
へ切換えられ、温度センサー（S_T）の信号で流量制御弁
（Ｖ）が絞られる。これにより冷却器（９）内が大気圧
以上になるのを防いでいる。

（ト）発明の効果以上のとおり、本発明は、ヒートポンプの被加熱流体の
温度や流量などの条件の変化に伴なう熱ロスの軽減効果
を吸収ヒートポンプにもたらし、その熱の汲み上げ能力
の低下を軽減する効果あるいは熱の汲み上げ能力の向上
効果をもたらし、ヒートポンプの運転効率を高い水準に
維持させるものとして実用的価値の高いものであるのは
勿論、被加熱流体の凝縮器出口温度が設定温度を超えた
場合には、被加熱流体の凝縮器出口温度に応じた制御弁
の制御に切り換わり、凝縮器内部が大気圧以上になるこ
とを回避することができ、運転効率を高く維持しつつ、
安全性も向上することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による吸収ヒートポンプの制御装置の一実
施例を示した概略構成説明図である。（１）……再生器、（２）……凝縮器、（４）……蒸発
器、（５）……吸収器、（10）……冷媒液溜め、（S_L）
……液面センサー、（C_L）……コントローラー、（Ｖ）
……流量制御弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発器、吸収器、再生器および凝縮器を配
管接続し、再生器に高温の熱源流体を供給し、蒸発器に
再生器に供給される熱源流体より低温の熱源流体を供給
し、吸収器および凝縮器を介して被加熱流体を取り出す
吸収ヒートポンプの容量制御装置において、再生器への
熱源流体の供給量を調節する制御弁と、蒸発器の冷媒液
溜の液量を検出する第１のセンサーと、被加熱量流体の
凝縮器出口温度を検出する第２のセンサーと、第１、第
２のセンサーからの信号を入力し、第２のセンサーの検
出温度が設定温度を超えるまでは第１のセンサーの検出
液量に応じて制御弁へ制御信号を出力し、第２のセンサ
ーの検出温度が設定温度を超えた場合には第２のセンサ
ーの検出温度に応じて制御弁へ制御信号を出力する制御
器とで構成された吸収ヒートポンプの容量制御装置。