JPH10122689A - 吸収ヒートポンプ及びそれを用いた空調システム - Google Patents
吸収ヒートポンプ及びそれを用いた空調システムInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定した作動と、高いエネルギ効率を得るこ
とができる空調システムを提供する。 【解決手段】 デシカント１０３と、吸収ヒートポンプ
ＨＰとを有し、吸収ヒートポンプＨＰは、少なくとも再
生器２と、凝縮器４と、高圧吸収器１１と、高圧吸収器
より低圧で作動する低圧吸収器１と、高圧蒸発器１３
と、高圧蒸発器よりも低圧で作動する低圧蒸発器３とを
有し、高圧蒸発器１３で発生した冷媒を高圧吸収器１１
で吸収し、低圧蒸発器３で発生した冷媒を低圧吸収器１
で吸収するよう構成され、かつ再生器を出た吸収溶液が
高圧吸収器１１、低圧吸収器１の順に通過したのち再生
器２に戻るよう構成されているとともに、吸収ヒートポ
ンプＨＰの発生熱を外部に取り出す温熱媒体の経路は、
温熱媒体が低圧吸収器１、高圧吸収器１１の順に流通す
るよう構成され、かつ吸収ヒートポンプＨＰの冷凍効果
を外部に取り出す冷熱媒体の経路は、冷熱媒体が高圧蒸
発器１３から、低圧蒸発器３の順に流通するよう構成さ
れている。
とができる空調システムを提供する。 【解決手段】 デシカント１０３と、吸収ヒートポンプ
ＨＰとを有し、吸収ヒートポンプＨＰは、少なくとも再
生器２と、凝縮器４と、高圧吸収器１１と、高圧吸収器
より低圧で作動する低圧吸収器１と、高圧蒸発器１３
と、高圧蒸発器よりも低圧で作動する低圧蒸発器３とを
有し、高圧蒸発器１３で発生した冷媒を高圧吸収器１１
で吸収し、低圧蒸発器３で発生した冷媒を低圧吸収器１
で吸収するよう構成され、かつ再生器を出た吸収溶液が
高圧吸収器１１、低圧吸収器１の順に通過したのち再生
器２に戻るよう構成されているとともに、吸収ヒートポ
ンプＨＰの発生熱を外部に取り出す温熱媒体の経路は、
温熱媒体が低圧吸収器１、高圧吸収器１１の順に流通す
るよう構成され、かつ吸収ヒートポンプＨＰの冷凍効果
を外部に取り出す冷熱媒体の経路は、冷熱媒体が高圧蒸
発器１３から、低圧蒸発器３の順に流通するよう構成さ
れている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デシカントを用い
た空調システム及びそれに用いられる吸収ヒートポンプ
に関する。
た空調システム及びそれに用いられる吸収ヒートポンプ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】デシカントを用いた空調システムは１９
５５年の米国特許ＵＳＰ２，７００，５３７に記載され
た公知例がある。これらの公知例に示された初期のデシ
カント式空調システムでは、デシカント（吸湿剤）の再
生のための熱源として、１００〜１５０℃程度の温度の
熱源を必要とし、もっぱら電気ヒータやボイラが熱源と
して用いられていた。最近になってデシカントの改良に
より、６０〜８０℃の温度でもデシカントの再生ができ
るデシカント空調装置が開発され、温度の低い熱源で運
転が可能になった。
５５年の米国特許ＵＳＰ２，７００，５３７に記載され
た公知例がある。これらの公知例に示された初期のデシ
カント式空調システムでは、デシカント（吸湿剤）の再
生のための熱源として、１００〜１５０℃程度の温度の
熱源を必要とし、もっぱら電気ヒータやボイラが熱源と
して用いられていた。最近になってデシカントの改良に
より、６０〜８０℃の温度でもデシカントの再生ができ
るデシカント空調装置が開発され、温度の低い熱源で運
転が可能になった。
【０００３】図５は、このように改良された公知のデシ
カントを用いた空調システムの空調機（以下、デシカン
ト空調機と称する）の例であって、図６は、図５の例の
空調機の運転状態を示した湿り空気線図である。図５に
おいて、符号１０１は空調空間、１０２は送風機、１０
３は処理空気および再生空気に跨がって回転するデシカ
ント材を内包したデシカントロータ、１０４は顕熱熱交
換器、１０５は加湿器、１０６は加湿器の給水配管、１
０７〜１１１は処理空気の空気通路、１３０は再生空気
の送風機、１２０は温水と再生空気の熱交換器（加熱
器）、１２１は顕熱熱交換器、１２２，１２３は温水配
管、１２４〜１２９は再生空気の空気通路である。また
図中、丸で囲ったアルファベットＫ〜Ｖは、図６と対応
する空気の状態を示す記号であり、ＳＡは給気を、ＲＡ
は還気を、ＯＡは外気を、ＥＸは排気を表す。
カントを用いた空調システムの空調機（以下、デシカン
ト空調機と称する）の例であって、図６は、図５の例の
空調機の運転状態を示した湿り空気線図である。図５に
おいて、符号１０１は空調空間、１０２は送風機、１０
３は処理空気および再生空気に跨がって回転するデシカ
ント材を内包したデシカントロータ、１０４は顕熱熱交
換器、１０５は加湿器、１０６は加湿器の給水配管、１
０７〜１１１は処理空気の空気通路、１３０は再生空気
の送風機、１２０は温水と再生空気の熱交換器（加熱
器）、１２１は顕熱熱交換器、１２２，１２３は温水配
管、１２４〜１２９は再生空気の空気通路である。また
図中、丸で囲ったアルファベットＫ〜Ｖは、図６と対応
する空気の状態を示す記号であり、ＳＡは給気を、ＲＡ
は還気を、ＯＡは外気を、ＥＸは排気を表す。
【０００４】この従来例では、還気ＲＡを処理空気とし
てデシカント１０３を通過させて吸着除湿した後、再生
空気と熱交換させて冷却したのち給気として空調空間に
供給する一方、外気を再生空気とし、再生空気を外部熱
源（図示せず）の熱媒体によって熱交換器（加熱器）１
２０で加熱してデシカント１０３に導きデシカントを再
生し、再生後外部に排気する工程を連続的に行うことに
よって空調空間１０１の冷房を行う。尚、図５のような
事例の他に換気（排気）を再生空気とし、外気を処理空
気として換気の際の外気処理機（外調機）としての応用
事例もある。
てデシカント１０３を通過させて吸着除湿した後、再生
空気と熱交換させて冷却したのち給気として空調空間に
供給する一方、外気を再生空気とし、再生空気を外部熱
源（図示せず）の熱媒体によって熱交換器（加熱器）１
２０で加熱してデシカント１０３に導きデシカントを再
生し、再生後外部に排気する工程を連続的に行うことに
よって空調空間１０１の冷房を行う。尚、図５のような
事例の他に換気（排気）を再生空気とし、外気を処理空
気として換気の際の外気処理機（外調機）としての応用
事例もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように構成された
デシカント空調のエネルギ効率を示す動作係数（ＣＯ
Ｐ）は、図６における冷房効果ΔＱを再生加熱量ΔＨで
除した値（ΔＱ／ΔＨ）で示されるが、従来のデシカン
ト空調では、初期のものと比べて再生用空気加熱のため
の温水の作用温度は低下したものの、デシカントの再生
熱源にはボイラを使用し、依然として燃料の持つ１の熱
量の質の高いエネルギ（エクセルギ）を１００℃未満の
低い温度で１未満の熱量としてしか利用していなかった
ため、他の熱駆動の冷凍機（例えば、２重効用吸収冷凍
機）を用いて空気を冷却除湿する空調システムに比べ
て、動作係数（ＣＯＰ）が低い欠点があった。
デシカント空調のエネルギ効率を示す動作係数（ＣＯ
Ｐ）は、図６における冷房効果ΔＱを再生加熱量ΔＨで
除した値（ΔＱ／ΔＨ）で示されるが、従来のデシカン
ト空調では、初期のものと比べて再生用空気加熱のため
の温水の作用温度は低下したものの、デシカントの再生
熱源にはボイラを使用し、依然として燃料の持つ１の熱
量の質の高いエネルギ（エクセルギ）を１００℃未満の
低い温度で１未満の熱量としてしか利用していなかった
ため、他の熱駆動の冷凍機（例えば、２重効用吸収冷凍
機）を用いて空気を冷却除湿する空調システムに比べ
て、動作係数（ＣＯＰ）が低い欠点があった。
【０００６】そこで、このような問題を解決するため
に、図７で示すようにボイラの代わりとなる熱源機Ａと
して、吸収ヒートポンプ２００をデシカント空調機Ｂに
接続し、再生空気経路の加熱器１２０に吸収器１および
凝縮器４から取り出した熱を加熱媒体経路１２３，４
２，４３，１２２を経て導くとともに、処理空気経路中
に冷却器１１５を設け、蒸発器３で生じた冷却効果を冷
却媒体経路１１８，５３，１１７を経て導くことが考え
られる。これにより、図８に示すように、吸収ヒートポ
ンプ２００による冷却効果（Δｑ）の他に、処理空気と
再生空気の間の顕熱交換による冷却効果（ΔＱ−Δｑ）
を併せた冷却効果を得ることができるので、コンパクト
な構成で図５の空調システムより高い効率を得ることが
できる。
に、図７で示すようにボイラの代わりとなる熱源機Ａと
して、吸収ヒートポンプ２００をデシカント空調機Ｂに
接続し、再生空気経路の加熱器１２０に吸収器１および
凝縮器４から取り出した熱を加熱媒体経路１２３，４
２，４３，１２２を経て導くとともに、処理空気経路中
に冷却器１１５を設け、蒸発器３で生じた冷却効果を冷
却媒体経路１１８，５３，１１７を経て導くことが考え
られる。これにより、図８に示すように、吸収ヒートポ
ンプ２００による冷却効果（Δｑ）の他に、処理空気と
再生空気の間の顕熱交換による冷却効果（ΔＱ−Δｑ）
を併せた冷却効果を得ることができるので、コンパクト
な構成で図５の空調システムより高い効率を得ることが
できる。
【０００７】しかしながら、この構成の空調システムに
おいても、吸収ヒートポンプに所謂単効用の吸収冷凍サ
イクルを用いる場合、吸収作動媒体として公知の臭化リ
チウム−水系を用いるとすると、デシカント空調機の熱
源として適当な６０〜９０℃を吸収温度とし、処理空気
の冷却温度として適当な１０〜１５℃を蒸発温度とする
と、この溶液温度と蒸発圧力に平衡する吸収媒体の状態
は所謂結晶ラインを超えてしまい、結晶を生じて運転で
きない欠点がある。
おいても、吸収ヒートポンプに所謂単効用の吸収冷凍サ
イクルを用いる場合、吸収作動媒体として公知の臭化リ
チウム−水系を用いるとすると、デシカント空調機の熱
源として適当な６０〜９０℃を吸収温度とし、処理空気
の冷却温度として適当な１０〜１５℃を蒸発温度とする
と、この溶液温度と蒸発圧力に平衡する吸収媒体の状態
は所謂結晶ラインを超えてしまい、結晶を生じて運転で
きない欠点がある。
【０００８】そこで、さらにこのような問題を解決する
ために、６０〜９０℃の高い吸収温度と１０〜１５℃の
蒸発温度となるサイクルにおいても結晶が生じないよう
なこの吸収ヒートポンプに適した吸収作動媒体として、
米国特許４，６１４，６０５号や、米国の文献Ｉnt.
Ｊ. Ｒefrig ，１９９１ Vol.１４ Ｍａｙ，ｐ１５６
〜１６７に掲載の論文［Development of an absorption
heat pump water heater using an aqueous ternary h
ydroxide working fluid］に記載されているように、吸
収媒体に水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムまたは
水酸化セシウムを含む水溶液を用い、冷媒に水を用いる
ことが考えられる。このような作動媒体を選択すること
で、サイクルが形成でき、安定した運転を継続すること
ができる。
ために、６０〜９０℃の高い吸収温度と１０〜１５℃の
蒸発温度となるサイクルにおいても結晶が生じないよう
なこの吸収ヒートポンプに適した吸収作動媒体として、
米国特許４，６１４，６０５号や、米国の文献Ｉnt.
Ｊ. Ｒefrig ，１９９１ Vol.１４ Ｍａｙ，ｐ１５６
〜１６７に掲載の論文［Development of an absorption
heat pump water heater using an aqueous ternary h
ydroxide working fluid］に記載されているように、吸
収媒体に水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムまたは
水酸化セシウムを含む水溶液を用い、冷媒に水を用いる
ことが考えられる。このような作動媒体を選択すること
で、サイクルが形成でき、安定した運転を継続すること
ができる。
【０００９】図９は、この作動媒体を用いた吸収ヒート
ポンプのサイクルと従来の空調用の２重効用吸収冷凍機
のサイクルをデューリング線図上に示したもので、サイ
クルＮは本発明の対象とするデシカント空調用の吸収ヒ
ートポンプでサイクルＬは、従来の空調用の２重効用吸
収冷凍機のサイクルである。しかしながら、２つのサイ
クルを温度、圧力で比較すると、サイクルＮの方が再生
器出口の吸収溶液温度が高くなる。すなわち、再生器出
口温度が従来の２重効用吸収冷凍機（約１６０℃）に比
べて高くなる（大略１７０℃で、この種の作動媒体では
図９の事例とは逆に吸収温度を低く設定し、凝縮温度を
９０℃に設定しても同様に再生器出口の吸収溶液温度は
大略１７０℃迄高くなる）。そのため、吸収ヒートポン
プの駆動熱源温度が上昇して熱源の利用温度差が減少し
てしまい、熱源の利用効率が悪くなる欠点がある。
ポンプのサイクルと従来の空調用の２重効用吸収冷凍機
のサイクルをデューリング線図上に示したもので、サイ
クルＮは本発明の対象とするデシカント空調用の吸収ヒ
ートポンプでサイクルＬは、従来の空調用の２重効用吸
収冷凍機のサイクルである。しかしながら、２つのサイ
クルを温度、圧力で比較すると、サイクルＮの方が再生
器出口の吸収溶液温度が高くなる。すなわち、再生器出
口温度が従来の２重効用吸収冷凍機（約１６０℃）に比
べて高くなる（大略１７０℃で、この種の作動媒体では
図９の事例とは逆に吸収温度を低く設定し、凝縮温度を
９０℃に設定しても同様に再生器出口の吸収溶液温度は
大略１７０℃迄高くなる）。そのため、吸収ヒートポン
プの駆動熱源温度が上昇して熱源の利用温度差が減少し
てしまい、熱源の利用効率が悪くなる欠点がある。
【００１０】また、図８において、処理空気が冷熱媒体
によって冷却される過程（状態ＭからＮ）および再生空
気が加熱媒体によって加熱される過程（状態ＳからＴ）
のいずれも、空気の顕熱変化であり湿度の変化を伴わな
いため、授受する熱量に比べて極めて温度変化が大き
い。ちなみに、一般的な夏期の冷房時の運転状態を想定
すると、処理空気は大略３０℃（状態Ｍ）から２０℃
（状態Ｎ）まで冷却され、また再生空気は大略５０℃
（状態Ｓ）から８０℃（状態Ｔ）まで加熱される。この
ような空気側の要求温度に対して、図７のような吸収ヒ
ートポンプＡでは蒸発温度を処理空気の状態Ｎの温度よ
りも低く、例えば１０℃に設定する必要があり、また吸
収温度や凝縮温度を再生空気の状態Ｔの温度よりも高
く、例えば９０℃に設定する必要がある。そのため、処
理空気においては冷却開始温度（状態Ｍ）と蒸発温度と
の温度差が極めて大きくなる（この事例では２０℃）一
方、再生空気においても加熱開始温度（状態Ｓ）と吸収
または凝縮温度との温度差が極めて大きくなる（この事
例では４０℃）。従って、処理空気および再生空気と吸
収ヒートポンプとの熱移動の過程でヒートポンプによっ
て作られた利用価値の高いエネルギ（エクセルギ）を、
そこまでの低温あるいは高温を必要としない低い価値の
エネルギに落として消費することになり、システム全体
のエクセルギ効率を悪くしている。
によって冷却される過程（状態ＭからＮ）および再生空
気が加熱媒体によって加熱される過程（状態ＳからＴ）
のいずれも、空気の顕熱変化であり湿度の変化を伴わな
いため、授受する熱量に比べて極めて温度変化が大き
い。ちなみに、一般的な夏期の冷房時の運転状態を想定
すると、処理空気は大略３０℃（状態Ｍ）から２０℃
（状態Ｎ）まで冷却され、また再生空気は大略５０℃
（状態Ｓ）から８０℃（状態Ｔ）まで加熱される。この
ような空気側の要求温度に対して、図７のような吸収ヒ
ートポンプＡでは蒸発温度を処理空気の状態Ｎの温度よ
りも低く、例えば１０℃に設定する必要があり、また吸
収温度や凝縮温度を再生空気の状態Ｔの温度よりも高
く、例えば９０℃に設定する必要がある。そのため、処
理空気においては冷却開始温度（状態Ｍ）と蒸発温度と
の温度差が極めて大きくなる（この事例では２０℃）一
方、再生空気においても加熱開始温度（状態Ｓ）と吸収
または凝縮温度との温度差が極めて大きくなる（この事
例では４０℃）。従って、処理空気および再生空気と吸
収ヒートポンプとの熱移動の過程でヒートポンプによっ
て作られた利用価値の高いエネルギ（エクセルギ）を、
そこまでの低温あるいは高温を必要としない低い価値の
エネルギに落として消費することになり、システム全体
のエクセルギ効率を悪くしている。
【００１１】本発明は上述の事情に鑑み、安定した作動
と、高いエネルギ効率を得ることができる空調システム
及びそれに用いて好適な吸収ヒートポンプを提供するこ
とを目的とする。
と、高いエネルギ効率を得ることができる空調システム
及びそれに用いて好適な吸収ヒートポンプを提供するこ
とを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、少なくとも再生器と、凝縮器と、高圧吸収器と、該
高圧吸収器より低圧で作動する低圧吸収器と、高圧蒸発
器と、該高圧蒸発器よりも低圧で作動する低圧蒸発器と
を有し、前記高圧蒸発器で発生した冷媒を前記高圧吸収
器で吸収し、前記低圧蒸発器で発生した冷媒を前記低圧
吸収器で吸収するよう構成され、かつ再生器を出た吸収
溶液が高圧吸収器、低圧吸収吸収器の順に通過した後再
生器に戻るよう構成されている吸収ヒートポンプであっ
て、吸収ヒートポンプの発生熱を外部に取り出す温熱媒
体の経路は、温熱媒体が低圧吸収器、高圧吸収器の順に
流通するよう構成され、かつ該吸収ヒートポンプの冷凍
効果を外部に取り出す冷熱媒体の経路は、冷熱媒体が高
圧蒸発器から、低圧蒸発器の順に流通するよう構成され
ていることを特徴とする吸収ヒートポンプである。
は、少なくとも再生器と、凝縮器と、高圧吸収器と、該
高圧吸収器より低圧で作動する低圧吸収器と、高圧蒸発
器と、該高圧蒸発器よりも低圧で作動する低圧蒸発器と
を有し、前記高圧蒸発器で発生した冷媒を前記高圧吸収
器で吸収し、前記低圧蒸発器で発生した冷媒を前記低圧
吸収器で吸収するよう構成され、かつ再生器を出た吸収
溶液が高圧吸収器、低圧吸収吸収器の順に通過した後再
生器に戻るよう構成されている吸収ヒートポンプであっ
て、吸収ヒートポンプの発生熱を外部に取り出す温熱媒
体の経路は、温熱媒体が低圧吸収器、高圧吸収器の順に
流通するよう構成され、かつ該吸収ヒートポンプの冷凍
効果を外部に取り出す冷熱媒体の経路は、冷熱媒体が高
圧蒸発器から、低圧蒸発器の順に流通するよう構成され
ていることを特徴とする吸収ヒートポンプである。
【００１３】このように、吸収ヒートポンプ中に作動温
度の異なった高熱源を設けて、再生空気を加熱する加熱
媒体を温度の低い熱源から順に流通させて熱交換させる
とともに、吸収ヒートポンプ中に作動温度の異なった低
熱源を設けて、処理空気を冷却する冷熱媒体を温度の高
い熱源から順に流通させて熱交換させること即ち熱エネ
ルギの温度レベルに従ったカスケード利用によってエク
セルギ効率が高くなる。また吸収ヒートポンプが最大温
度を発生する溶液の濃度が低下するため、吸収ヒートポ
ンプの再生器加熱温度が、従来の臭化リチウムを用いた
２重効用吸収冷凍機（約１６０℃）以下に低下し吸収ヒ
ートポンプの熱源エネルギの利用効率が向上する。さら
に、熱移送媒体の利用温度差が大きく取れて熱移送媒体
の流量が減少し搬送動力も節約することができるため、
空調システムとしても高いエネルギー効率を得ることが
できる。
度の異なった高熱源を設けて、再生空気を加熱する加熱
媒体を温度の低い熱源から順に流通させて熱交換させる
とともに、吸収ヒートポンプ中に作動温度の異なった低
熱源を設けて、処理空気を冷却する冷熱媒体を温度の高
い熱源から順に流通させて熱交換させること即ち熱エネ
ルギの温度レベルに従ったカスケード利用によってエク
セルギ効率が高くなる。また吸収ヒートポンプが最大温
度を発生する溶液の濃度が低下するため、吸収ヒートポ
ンプの再生器加熱温度が、従来の臭化リチウムを用いた
２重効用吸収冷凍機（約１６０℃）以下に低下し吸収ヒ
ートポンプの熱源エネルギの利用効率が向上する。さら
に、熱移送媒体の利用温度差が大きく取れて熱移送媒体
の流量が減少し搬送動力も節約することができるため、
空調システムとしても高いエネルギー効率を得ることが
できる。
【００１４】請求項２に記載の発明は、少なくとも再生
器と、凝縮器と、高圧吸収器と、該高圧吸収器より低圧
で作動する低圧吸収器と、高圧蒸発器と、該高圧蒸発器
よりも低圧で作動する低圧蒸発器と、高温溶液熱交換器
と、高温溶液熱交換器よりも低圧で作動する低温溶液熱
交換器とを有し、前記高圧蒸発器で発生した冷媒を前記
高圧吸収器で吸収し、前記低圧蒸発器で発生した冷媒を
前記低圧吸収器で吸収するよう構成され、かつ再生器を
出た吸収溶液が高温溶液熱交換器、高圧吸収器、低温溶
液熱交換器の順に通過し、低圧吸収器に流入した後、低
圧吸収器を出た吸収溶液が低温溶液熱交換器、高温溶液
熱交換器の順に、再生器に戻るよう構成されている吸収
ヒートポンプであって、吸収ヒートポンプの発生熱を外
部に取り出す温熱媒体の経路は、温熱媒体が低圧吸収
器、高圧吸収器の順に流通するよう構成され、かつ該吸
収ヒートポンプの冷凍効果を外部に取り出す冷熱媒体の
経路は、冷熱媒体が高圧蒸発器から、低圧蒸発器の順に
流通するよう構成されていることを特徴とする吸収ヒー
トポンプである。
器と、凝縮器と、高圧吸収器と、該高圧吸収器より低圧
で作動する低圧吸収器と、高圧蒸発器と、該高圧蒸発器
よりも低圧で作動する低圧蒸発器と、高温溶液熱交換器
と、高温溶液熱交換器よりも低圧で作動する低温溶液熱
交換器とを有し、前記高圧蒸発器で発生した冷媒を前記
高圧吸収器で吸収し、前記低圧蒸発器で発生した冷媒を
前記低圧吸収器で吸収するよう構成され、かつ再生器を
出た吸収溶液が高温溶液熱交換器、高圧吸収器、低温溶
液熱交換器の順に通過し、低圧吸収器に流入した後、低
圧吸収器を出た吸収溶液が低温溶液熱交換器、高温溶液
熱交換器の順に、再生器に戻るよう構成されている吸収
ヒートポンプであって、吸収ヒートポンプの発生熱を外
部に取り出す温熱媒体の経路は、温熱媒体が低圧吸収
器、高圧吸収器の順に流通するよう構成され、かつ該吸
収ヒートポンプの冷凍効果を外部に取り出す冷熱媒体の
経路は、冷熱媒体が高圧蒸発器から、低圧蒸発器の順に
流通するよう構成されていることを特徴とする吸収ヒー
トポンプである。
【００１５】このように、吸収ヒートポンプ中に作動温
度の異なった高熱源を設けて、再生空気を加熱する加熱
媒体を温度の低い熱源から順に流通させて熱交換させる
とともに、吸収ヒートポンプ中に作動温度の異なった低
熱源を設けて、処理空気を冷却する冷熱媒体を温度の高
い熱源から順に流通させて熱交換させること即ち熱エネ
ルギの温度レベルに従ったカスケード利用によってエク
セルギ効率が高くなる。また吸収ヒートポンプが最大温
度を発生する溶液の濃度が低下するため、吸収ヒートポ
ンプの再生器加熱温度が、従来の臭化リチウムを用いた
２重効用吸収冷凍機（約１６０℃）以下に低下し吸収ヒ
ートポンプの熱源エネルギの利用効率が向上する。さら
に、熱移送媒体の利用温度差が大きく取れて熱移送媒体
の流量が減少し搬送動力も節約することができるため、
空調システムとして高いエネルギー効率を得ることがで
きる。また低圧吸収器に流入する吸収溶液から熱回収す
るため吸収ヒートポンプのサイクル効率を向上させるこ
とができるとともに、吸収作動媒体の選択によっては、
高圧吸収器に流入する吸収溶液温度の異常低下による結
晶発生を防止できるため、信頼性を向上させることがで
きる。
度の異なった高熱源を設けて、再生空気を加熱する加熱
媒体を温度の低い熱源から順に流通させて熱交換させる
とともに、吸収ヒートポンプ中に作動温度の異なった低
熱源を設けて、処理空気を冷却する冷熱媒体を温度の高
い熱源から順に流通させて熱交換させること即ち熱エネ
ルギの温度レベルに従ったカスケード利用によってエク
セルギ効率が高くなる。また吸収ヒートポンプが最大温
度を発生する溶液の濃度が低下するため、吸収ヒートポ
ンプの再生器加熱温度が、従来の臭化リチウムを用いた
２重効用吸収冷凍機（約１６０℃）以下に低下し吸収ヒ
ートポンプの熱源エネルギの利用効率が向上する。さら
に、熱移送媒体の利用温度差が大きく取れて熱移送媒体
の流量が減少し搬送動力も節約することができるため、
空調システムとして高いエネルギー効率を得ることがで
きる。また低圧吸収器に流入する吸収溶液から熱回収す
るため吸収ヒートポンプのサイクル効率を向上させるこ
とができるとともに、吸収作動媒体の選択によっては、
高圧吸収器に流入する吸収溶液温度の異常低下による結
晶発生を防止できるため、信頼性を向上させることがで
きる。
【００１６】請求項３に記載の発明は、作動媒体とし
て、吸収媒体が水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム
または水酸化セシウムを含む水溶液であり、冷媒が水で
あることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸収ヒー
トポンプである。このような吸収作動媒体を用いること
により、吸収ヒートポンプにおいて結晶を生じることが
なく安定した作動と、高いエネルギー効率を得ることが
できる。
て、吸収媒体が水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム
または水酸化セシウムを含む水溶液であり、冷媒が水で
あることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸収ヒー
トポンプである。このような吸収作動媒体を用いること
により、吸収ヒートポンプにおいて結晶を生じることが
なく安定した作動と、高いエネルギー効率を得ることが
できる。
【００１７】請求項４に記載の発明は、処理空気中の水
分を吸着し、再生空気により再生されるデシカントと、
吸収式冷凍サイクルをなす吸収ヒートポンプとを有し、
前記吸収ヒートポンプの吸収熱および凝縮熱を加熱源と
して再生空気を加熱してデシカントの再生を行うととも
に、前記吸収ヒートポンプの蒸発熱を冷却熱源として処
理空気の冷却を行う空調システムにおいて、前記吸収ヒ
ートポンプは、少なくとも再生器と、凝縮器と、高圧吸
収器と、該高圧吸収器より低圧で作動する低圧吸収器
と、高圧蒸発器と、該高圧蒸発器よりも低圧で作動する
低圧蒸発器とを有し、前記高圧蒸発器で発生した冷媒を
前記高圧吸収器で吸収し、前記低圧蒸発器で発生した冷
媒を前記低圧吸収器で吸収するよう構成され、かつ再生
器を出た吸収溶液が高圧吸収器、低圧吸収器の順に通過
したのち再生器に戻るよう構成されているとともに、該
吸収ヒートポンプの発生熱を外部に取り出す温熱媒体の
経路は、温熱媒体が低圧吸収器、高圧吸収器の順に流通
するよう構成され、かつ該吸収ヒートポンプの冷凍効果
を外部に取り出す冷熱媒体の経路は、冷熱媒体が高圧蒸
発器から、低圧蒸発器の順に流通するよう構成されてい
ることを特徴とする空調システムである。
分を吸着し、再生空気により再生されるデシカントと、
吸収式冷凍サイクルをなす吸収ヒートポンプとを有し、
前記吸収ヒートポンプの吸収熱および凝縮熱を加熱源と
して再生空気を加熱してデシカントの再生を行うととも
に、前記吸収ヒートポンプの蒸発熱を冷却熱源として処
理空気の冷却を行う空調システムにおいて、前記吸収ヒ
ートポンプは、少なくとも再生器と、凝縮器と、高圧吸
収器と、該高圧吸収器より低圧で作動する低圧吸収器
と、高圧蒸発器と、該高圧蒸発器よりも低圧で作動する
低圧蒸発器とを有し、前記高圧蒸発器で発生した冷媒を
前記高圧吸収器で吸収し、前記低圧蒸発器で発生した冷
媒を前記低圧吸収器で吸収するよう構成され、かつ再生
器を出た吸収溶液が高圧吸収器、低圧吸収器の順に通過
したのち再生器に戻るよう構成されているとともに、該
吸収ヒートポンプの発生熱を外部に取り出す温熱媒体の
経路は、温熱媒体が低圧吸収器、高圧吸収器の順に流通
するよう構成され、かつ該吸収ヒートポンプの冷凍効果
を外部に取り出す冷熱媒体の経路は、冷熱媒体が高圧蒸
発器から、低圧蒸発器の順に流通するよう構成されてい
ることを特徴とする空調システムである。
【００１８】このように、吸収ヒートポンプ中に作動温
度の異なった高熱源を設けて、再生空気を加熱する加熱
媒体を温度の低い熱源から順に流通させて熱交換させる
とともに、吸収ヒートポンプ中に作動温度の異なった低
熱源を設けて、処理空気を冷却する冷熱媒体を温度の高
い熱源から順に流通させて熱交換させること、すなわち
熱エネルギの温度レベルに従ったカスケード利用によっ
てエクセルギ効率が高くなる。また吸収ヒートポンプが
最大温度を発生する溶液の濃度が低下するため、吸収ヒ
ートポンプの再生器加熱温度が、従来の臭化リチウムを
用いた２重効用吸収冷凍機（約１６０℃）以下に低下
し、吸収ヒートポンプの熱源エネルギの利用効率が向上
する。さらに、熱移送媒体の利用温度差が大きく取れて
熱移送媒体の流量が減少し、搬送動力も節約することが
できるため、高いエネルギ効率を得ることができる。
度の異なった高熱源を設けて、再生空気を加熱する加熱
媒体を温度の低い熱源から順に流通させて熱交換させる
とともに、吸収ヒートポンプ中に作動温度の異なった低
熱源を設けて、処理空気を冷却する冷熱媒体を温度の高
い熱源から順に流通させて熱交換させること、すなわち
熱エネルギの温度レベルに従ったカスケード利用によっ
てエクセルギ効率が高くなる。また吸収ヒートポンプが
最大温度を発生する溶液の濃度が低下するため、吸収ヒ
ートポンプの再生器加熱温度が、従来の臭化リチウムを
用いた２重効用吸収冷凍機（約１６０℃）以下に低下
し、吸収ヒートポンプの熱源エネルギの利用効率が向上
する。さらに、熱移送媒体の利用温度差が大きく取れて
熱移送媒体の流量が減少し、搬送動力も節約することが
できるため、高いエネルギ効率を得ることができる。
【００１９】請求項５に記載の発明は、処理空気中の水
分を吸着し、再生空気により再生されるデシカントと、
吸収式冷凍サイクルをなす吸収ヒートポンプとを有し、
前記吸収ヒートポンプの吸収熱および凝縮熱を加熱源と
して再生空気を加熱してデシカントの再生を行うととも
に、前記吸収ヒートポンプの蒸発熱を冷却熱源として処
理空気の冷却を行う空調システムにおいて、前記吸収ヒ
ートポンプは、少なくとも再生器と、凝縮器と、高圧吸
収器と、該高圧吸収器より低圧で作動する低圧吸収器
と、高圧蒸発器と、該高圧蒸発器よりも低圧で作動する
低圧蒸発器と、高温溶液熱交換器と、高温溶液熱交換器
よりも低温で作動する低温溶液熱交換器とを有し、前記
高圧蒸発器で発生した冷媒を前記高圧吸収器で吸収し、
前記低圧蒸発器で発生した冷媒を前記低圧吸収器で吸収
するよう構成され、かつ再生器を出た吸収溶液が高温溶
液熱交換器、高圧吸収器、低温溶液熱交換器の順に経過
し、低圧吸収器に流入した後、低圧吸収器を出た吸収溶
液が低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器の順に、再生
器に戻るよう構成されているとともに、該吸収ヒートポ
ンプの発生熱を外部に取り出す温熱媒体の経路は、温熱
媒体が低圧吸収器、高圧吸収器の順に流通するよう構成
され、かつ該吸収ヒートポンプの冷凍効果を外部に取り
出す冷熱媒体の経路は、冷熱媒体が高圧蒸発器から、低
圧蒸発器の順に流通するよう構成されていることを特徴
とする空調システムである。
分を吸着し、再生空気により再生されるデシカントと、
吸収式冷凍サイクルをなす吸収ヒートポンプとを有し、
前記吸収ヒートポンプの吸収熱および凝縮熱を加熱源と
して再生空気を加熱してデシカントの再生を行うととも
に、前記吸収ヒートポンプの蒸発熱を冷却熱源として処
理空気の冷却を行う空調システムにおいて、前記吸収ヒ
ートポンプは、少なくとも再生器と、凝縮器と、高圧吸
収器と、該高圧吸収器より低圧で作動する低圧吸収器
と、高圧蒸発器と、該高圧蒸発器よりも低圧で作動する
低圧蒸発器と、高温溶液熱交換器と、高温溶液熱交換器
よりも低温で作動する低温溶液熱交換器とを有し、前記
高圧蒸発器で発生した冷媒を前記高圧吸収器で吸収し、
前記低圧蒸発器で発生した冷媒を前記低圧吸収器で吸収
するよう構成され、かつ再生器を出た吸収溶液が高温溶
液熱交換器、高圧吸収器、低温溶液熱交換器の順に経過
し、低圧吸収器に流入した後、低圧吸収器を出た吸収溶
液が低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器の順に、再生
器に戻るよう構成されているとともに、該吸収ヒートポ
ンプの発生熱を外部に取り出す温熱媒体の経路は、温熱
媒体が低圧吸収器、高圧吸収器の順に流通するよう構成
され、かつ該吸収ヒートポンプの冷凍効果を外部に取り
出す冷熱媒体の経路は、冷熱媒体が高圧蒸発器から、低
圧蒸発器の順に流通するよう構成されていることを特徴
とする空調システムである。
【００２０】このように、吸収ヒートポンプ中に作動温
度の異なった高熱源を設けて、再生空気を加熱する加熱
媒体を温度の低い熱源から順に流通させて熱交換させる
とともに、吸収ヒートポンプ中に作動温度の異なった低
熱源を設けて、処理空気を冷却する冷熱媒体を温度の高
い熱源から順に流通させて熱交換させること、即ちすな
わち熱エネルギの温度レベルに従ったカスケード利用に
よってエクセルギ効率が高くなる。また吸収ヒートポン
プが最大温度を発生する溶液の濃度が低下するため、吸
収ヒートポンプの再生器加熱温度が、従来の臭化リチウ
ムを用いた２重効用吸収冷凍機（約１６０℃）以下に低
下し、吸収ヒートポンプの熱源エネルギの利用効率が向
上する。さらに、熱移送媒体の利用温度差が大きく取れ
て熱移送媒体の流量が減少し、搬送動力も節約すること
ができるため、高いエネルギ効率を得ることができる。
また、低圧吸収器に流入する吸収溶液から熱回収するた
めサイクル効率を向上させることができるとともに、吸
収作動媒体の選択によっては、高圧吸収器に流入する吸
収溶液温度の異常低下による結晶発生を防止できるた
め、信頼性を向上させることができる。
度の異なった高熱源を設けて、再生空気を加熱する加熱
媒体を温度の低い熱源から順に流通させて熱交換させる
とともに、吸収ヒートポンプ中に作動温度の異なった低
熱源を設けて、処理空気を冷却する冷熱媒体を温度の高
い熱源から順に流通させて熱交換させること、即ちすな
わち熱エネルギの温度レベルに従ったカスケード利用に
よってエクセルギ効率が高くなる。また吸収ヒートポン
プが最大温度を発生する溶液の濃度が低下するため、吸
収ヒートポンプの再生器加熱温度が、従来の臭化リチウ
ムを用いた２重効用吸収冷凍機（約１６０℃）以下に低
下し、吸収ヒートポンプの熱源エネルギの利用効率が向
上する。さらに、熱移送媒体の利用温度差が大きく取れ
て熱移送媒体の流量が減少し、搬送動力も節約すること
ができるため、高いエネルギ効率を得ることができる。
また、低圧吸収器に流入する吸収溶液から熱回収するた
めサイクル効率を向上させることができるとともに、吸
収作動媒体の選択によっては、高圧吸収器に流入する吸
収溶液温度の異常低下による結晶発生を防止できるた
め、信頼性を向上させることができる。
【００２１】請求項６に記載の発明は、吸収ヒートポン
プの作動媒体として、吸収媒体が水酸化ナトリウムまた
は水酸化カリウムまたは水酸化セシウムを含む水溶液で
あり、冷媒が水であることを特徴とする請求項１又は２
に記載の空調システムである。このような吸収作動媒体
を用いることにより、吸収ヒートポンプにおいて結晶を
生じることがなく安定した作動と、高いエネルギ効率を
得ることができる。
プの作動媒体として、吸収媒体が水酸化ナトリウムまた
は水酸化カリウムまたは水酸化セシウムを含む水溶液で
あり、冷媒が水であることを特徴とする請求項１又は２
に記載の空調システムである。このような吸収作動媒体
を用いることにより、吸収ヒートポンプにおいて結晶を
生じることがなく安定した作動と、高いエネルギ効率を
得ることができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明に係る吸収ヒートポンプ及び空
調システムの実施例を図面を参照して説明する。図１は
本発明に係るデシカント空調システムの基本構成を示す
図であり、このうち吸収ヒートポンプＨＰの部分は、再
生器２と、凝縮器４と、高圧吸収器１１と、該高圧吸収
器より低圧で作動する低圧吸収器１と、高圧蒸発器１３
と、該高圧蒸発器よりも低圧で作動する低圧蒸発器３と
熱交換器５を有し、前記高圧蒸発器１３で発生した冷媒
を前記高圧吸収器１１で吸収し、前記低圧蒸発器３で発
生した冷媒を前記低圧吸収器１で吸収するようそれぞれ
同一の容器内の空間に構成され、かつ再生器２を出た吸
収溶液が経路２４、熱交換器５、経路２５を経て高圧吸
収器１１に流入し、高圧吸収器１１を出た後、Ｕ字状の
液シール形状をした経路２６を経て低圧吸収器１に流入
し、低圧吸収器１を出た後、経路２１、ポンプ６、経路
２２、熱交換器５、経路２３の順に通過したのち再生器
２に戻るよう構成されており、かつ凝縮器４を出た冷媒
が経路７１、絞り機構７６を経て高圧蒸発器１３に流入
し、高圧蒸発器１３を出たのち、Ｕ字状の液シール形状
をした経路７２を経て低圧蒸発器３に流入するよう構成
されている。さらに、該吸収ヒートポンプの発生熱を外
部に取り出す温熱媒体の経路４１，４２，４３は、温熱
媒体が低圧吸収器１、高圧吸収器１３の順に流通するよ
う構成され、かつ該吸収ヒートポンプの冷凍効果を外部
に取り出す冷熱媒体の経路５１，５２は、冷熱媒体が高
圧蒸発器１３から、低圧蒸発器３の順に流通するよう構
成されている。
調システムの実施例を図面を参照して説明する。図１は
本発明に係るデシカント空調システムの基本構成を示す
図であり、このうち吸収ヒートポンプＨＰの部分は、再
生器２と、凝縮器４と、高圧吸収器１１と、該高圧吸収
器より低圧で作動する低圧吸収器１と、高圧蒸発器１３
と、該高圧蒸発器よりも低圧で作動する低圧蒸発器３と
熱交換器５を有し、前記高圧蒸発器１３で発生した冷媒
を前記高圧吸収器１１で吸収し、前記低圧蒸発器３で発
生した冷媒を前記低圧吸収器１で吸収するようそれぞれ
同一の容器内の空間に構成され、かつ再生器２を出た吸
収溶液が経路２４、熱交換器５、経路２５を経て高圧吸
収器１１に流入し、高圧吸収器１１を出た後、Ｕ字状の
液シール形状をした経路２６を経て低圧吸収器１に流入
し、低圧吸収器１を出た後、経路２１、ポンプ６、経路
２２、熱交換器５、経路２３の順に通過したのち再生器
２に戻るよう構成されており、かつ凝縮器４を出た冷媒
が経路７１、絞り機構７６を経て高圧蒸発器１３に流入
し、高圧蒸発器１３を出たのち、Ｕ字状の液シール形状
をした経路７２を経て低圧蒸発器３に流入するよう構成
されている。さらに、該吸収ヒートポンプの発生熱を外
部に取り出す温熱媒体の経路４１，４２，４３は、温熱
媒体が低圧吸収器１、高圧吸収器１３の順に流通するよ
う構成され、かつ該吸収ヒートポンプの冷凍効果を外部
に取り出す冷熱媒体の経路５１，５２は、冷熱媒体が高
圧蒸発器１３から、低圧蒸発器３の順に流通するよう構
成されている。
【００２３】一方、空調機ＡＣの部分は、図７の従来例
と同じく、以下に示すよう構成されている。処理空気経
路Ａは、空調空間１０１と処理空気の送風機１０２の吸
い込み口と経路１０７を介して接続し、送風機１０２の
吐出口はデシカントロータ１０３と経路１０８を介して
接続し、デシカントロータ１０３の処理空気の出口は再
生空気と熱交換関係にある顕熱熱交換器１０４と経路１
０９を介して接続し、顕熱熱交換器１０４の処理空気の
出口は冷水熱交換器１１５と経路１１０を介して接続
し、冷却器１１５の処理空気の出口は加湿器１０５と経
路１１９を介して接続し、加湿器１０５の処理空気の出
口は空調空間１０１と経路１１１を介して接続して処理
空気のサイクルを形成する。
と同じく、以下に示すよう構成されている。処理空気経
路Ａは、空調空間１０１と処理空気の送風機１０２の吸
い込み口と経路１０７を介して接続し、送風機１０２の
吐出口はデシカントロータ１０３と経路１０８を介して
接続し、デシカントロータ１０３の処理空気の出口は再
生空気と熱交換関係にある顕熱熱交換器１０４と経路１
０９を介して接続し、顕熱熱交換器１０４の処理空気の
出口は冷水熱交換器１１５と経路１１０を介して接続
し、冷却器１１５の処理空気の出口は加湿器１０５と経
路１１９を介して接続し、加湿器１０５の処理空気の出
口は空調空間１０１と経路１１１を介して接続して処理
空気のサイクルを形成する。
【００２４】一方、再生空気経路Ｂは、外気を再生空気
用の送風機１３０の吸い込み口と経路１２４を介して接
続し、送風機１３０の吐出口は処理空気と熱交換関係に
ある顕熱熱交換器１０４と接続し、顕熱熱交換器１０４
の再生空気の出口は別の顕熱熱交換器１２１の低温側入
口と経路１２５を介して接続し、顕熱熱交換器１２１の
低温側出口は加熱器１２０と経路１２６を介して接続
し、加熱器１２０の再生空気の出口はデシカントロータ
１０３の再生空気入口と経路１２７を介して接続し、デ
シカントロータ１０３の再生空気の出口は顕熱熱交換器
１２１の高温側入口と経路１２８を介して接続し、顕熱
熱交換器１２１の高温側出口は外部空間と経路１２９を
介して接続し、これにより、再生空気として外気を取り
入れて、外部に排気するサイクルを形成する。
用の送風機１３０の吸い込み口と経路１２４を介して接
続し、送風機１３０の吐出口は処理空気と熱交換関係に
ある顕熱熱交換器１０４と接続し、顕熱熱交換器１０４
の再生空気の出口は別の顕熱熱交換器１２１の低温側入
口と経路１２５を介して接続し、顕熱熱交換器１２１の
低温側出口は加熱器１２０と経路１２６を介して接続
し、加熱器１２０の再生空気の出口はデシカントロータ
１０３の再生空気入口と経路１２７を介して接続し、デ
シカントロータ１０３の再生空気の出口は顕熱熱交換器
１２１の高温側入口と経路１２８を介して接続し、顕熱
熱交換器１２１の高温側出口は外部空間と経路１２９を
介して接続し、これにより、再生空気として外気を取り
入れて、外部に排気するサイクルを形成する。
【００２５】前記加熱器１２０の温熱媒体（温水）入口
は経路４３，１２２を介して吸収ヒートポンプＨＰの高
圧吸収器１１の出口に接続し、加熱器１２０の温水出口
は経路１２３および温水ポンプ１５０、経路４１を介し
て吸収ヒートポンプＨＰの凝縮器４の温水入口に接続す
るよう構成されている。
は経路４３，１２２を介して吸収ヒートポンプＨＰの高
圧吸収器１１の出口に接続し、加熱器１２０の温水出口
は経路１２３および温水ポンプ１５０、経路４１を介し
て吸収ヒートポンプＨＰの凝縮器４の温水入口に接続す
るよう構成されている。
【００２６】また、前記冷却器１１５の冷熱媒体（冷
水）入口は経路１１７，５２を介して吸収ヒートポンプ
Ａの冷水経路の低圧蒸発器３の出口に接続し、冷却器１
１５の冷水出口は経路１１８およびポンプ１６０、経路
５１を介して吸収ヒートポンプＨＰの冷水経路の高圧蒸
発器１３の入口に接続する。なお図中、丸で囲ったアル
ファベットＫ〜Ｖは、図９と対応する空気の状態を示す
記号であり、ＳＡは給気を、ＲＡは還気を、ＯＡは外気
を、ＥＸは排気を表す。
水）入口は経路１１７，５２を介して吸収ヒートポンプ
Ａの冷水経路の低圧蒸発器３の出口に接続し、冷却器１
１５の冷水出口は経路１１８およびポンプ１６０、経路
５１を介して吸収ヒートポンプＨＰの冷水経路の高圧蒸
発器１３の入口に接続する。なお図中、丸で囲ったアル
ファベットＫ〜Ｖは、図９と対応する空気の状態を示す
記号であり、ＳＡは給気を、ＲＡは還気を、ＯＡは外気
を、ＥＸは排気を表す。
【００２７】次に、前述のように構成されたデシカント
空調システムの吸収ヒートポンプＨＰ部分の吸収サイク
ルを、図２のデューリング線図を参照して説明する。こ
の吸収ヒートポンプに適した吸収作動媒体としては、前
記の通り、６０〜９０℃の高い吸収温度と１０〜１５℃
の蒸発温度となるサイクルにおいても結晶が生じない媒
体として、米国特許４，６１４，６０５号や、米国の文
献 Int. J. Refrig,１９９１ Vol.１４ Ｍａｙ，ｐ１
５６〜１６７に掲載の論文「Development of anabsorpt
ion heat pump water heater using an aqueous ternar
y hydroxide working fluid」に記載されている作動媒
体、つまり、吸収媒体に水酸化ナトリウムまたは水酸化
カリウムまたは水酸化セシウムを含む水溶液を用い、冷
媒に水を用いる。このような作動媒体を選択すること
で、サイクルが形成でき、安定した運転を継続すること
ができる。
空調システムの吸収ヒートポンプＨＰ部分の吸収サイク
ルを、図２のデューリング線図を参照して説明する。こ
の吸収ヒートポンプに適した吸収作動媒体としては、前
記の通り、６０〜９０℃の高い吸収温度と１０〜１５℃
の蒸発温度となるサイクルにおいても結晶が生じない媒
体として、米国特許４，６１４，６０５号や、米国の文
献 Int. J. Refrig,１９９１ Vol.１４ Ｍａｙ，ｐ１
５６〜１６７に掲載の論文「Development of anabsorpt
ion heat pump water heater using an aqueous ternar
y hydroxide working fluid」に記載されている作動媒
体、つまり、吸収媒体に水酸化ナトリウムまたは水酸化
カリウムまたは水酸化セシウムを含む水溶液を用い、冷
媒に水を用いる。このような作動媒体を選択すること
で、サイクルが形成でき、安定した運転を継続すること
ができる。
【００２８】本発明の実施例を示すサイクルは、図２中
でａ１，ａ２，ｂ，ｃ，ｄ，ａ１で示す。また、図２中
でａ′，ｂ′，ｃ′，ｄ′，ａ′で示すサイクルは図９
中で示した従来のサイクルである。図２中の本発明の実
施例のサイクルａ１，ａ２，ｂ，ｃ，ｄ，ａ１では、吸
収溶液は再生器２で外部の熱源（図示せず）から伝熱管
３２を介して１５０℃まで加熱され、冷媒蒸気を発生し
（状態ｃ）、濃縮されたのち熱交換器５を経て（状態
ｄ）高圧吸収器１１に至る。高圧吸収器１１では吸収溶
液は高圧蒸発器１３で２０℃で蒸発した冷媒を吸収し希
釈された（状態ａ１）後、Ｕ字状の液シール形状をした
経路２６を経て低圧吸収器１に流入する。低圧吸収器１
では吸収溶液は低圧蒸発器３で１０℃で蒸発した冷媒を
吸収して希釈された（状態ａ２）後、ポンプ６の作用に
よって再び熱交換器５を経て（状態ｂ）再生器２に戻
る。低圧吸収器１では吸収の際発生する７０℃の吸収熱
を利用するため、温水などの熱媒体と伝熱管３１Ａによ
って熱交換される。高圧吸収器１１では吸収の際発生す
る９０℃の吸収熱を利用するため、温水などの熱媒体と
伝熱管３１Ｂによって熱交換される。再生器２で発生し
た冷媒蒸気は、凝縮器４に流入し凝縮する（状態ｆ）。
凝縮器４では凝縮の際発生する５５℃の凝縮熱が熱交換
関係をなす伝熱管３４によって温水に伝達される。凝縮
した冷媒は絞り機構７６を経て、高圧蒸発器１３に送ら
れ蒸発する。高圧蒸発器１３では蒸発の際吸熱する２０
℃の蒸発熱が熱交換関係をなす伝熱管３３Ｂによって冷
水から伝達される。高圧蒸発器１３を出た冷媒は、Ｕ字
状の液シール形状をした経路７２を経て低圧蒸発器３に
送られ蒸発する。蒸発器３では蒸発の際吸熱する１０℃
の蒸発熱が熱交換関係をなす伝熱管３３Ａによって冷水
から伝達される。
でａ１，ａ２，ｂ，ｃ，ｄ，ａ１で示す。また、図２中
でａ′，ｂ′，ｃ′，ｄ′，ａ′で示すサイクルは図９
中で示した従来のサイクルである。図２中の本発明の実
施例のサイクルａ１，ａ２，ｂ，ｃ，ｄ，ａ１では、吸
収溶液は再生器２で外部の熱源（図示せず）から伝熱管
３２を介して１５０℃まで加熱され、冷媒蒸気を発生し
（状態ｃ）、濃縮されたのち熱交換器５を経て（状態
ｄ）高圧吸収器１１に至る。高圧吸収器１１では吸収溶
液は高圧蒸発器１３で２０℃で蒸発した冷媒を吸収し希
釈された（状態ａ１）後、Ｕ字状の液シール形状をした
経路２６を経て低圧吸収器１に流入する。低圧吸収器１
では吸収溶液は低圧蒸発器３で１０℃で蒸発した冷媒を
吸収して希釈された（状態ａ２）後、ポンプ６の作用に
よって再び熱交換器５を経て（状態ｂ）再生器２に戻
る。低圧吸収器１では吸収の際発生する７０℃の吸収熱
を利用するため、温水などの熱媒体と伝熱管３１Ａによ
って熱交換される。高圧吸収器１１では吸収の際発生す
る９０℃の吸収熱を利用するため、温水などの熱媒体と
伝熱管３１Ｂによって熱交換される。再生器２で発生し
た冷媒蒸気は、凝縮器４に流入し凝縮する（状態ｆ）。
凝縮器４では凝縮の際発生する５５℃の凝縮熱が熱交換
関係をなす伝熱管３４によって温水に伝達される。凝縮
した冷媒は絞り機構７６を経て、高圧蒸発器１３に送ら
れ蒸発する。高圧蒸発器１３では蒸発の際吸熱する２０
℃の蒸発熱が熱交換関係をなす伝熱管３３Ｂによって冷
水から伝達される。高圧蒸発器１３を出た冷媒は、Ｕ字
状の液シール形状をした経路７２を経て低圧蒸発器３に
送られ蒸発する。蒸発器３では蒸発の際吸熱する１０℃
の蒸発熱が熱交換関係をなす伝熱管３３Ａによって冷水
から伝達される。
【００２９】このように構成することによって、高圧吸
収器１１出口の吸収媒体の平衡濃度は蒸発温度２０℃と
吸収温度９０℃から決まる濃度となり、この平衡濃度は
従来のサイクルの蒸発温度１０℃と吸収温度９０℃から
決まる濃度よりも、蒸発温度が高いため低い濃度にな
る。また、低圧吸収器１出口の吸収媒体の平衡濃度は蒸
発温度１０℃と吸収温度７０℃から決まる濃度で、この
平衡濃度は従来のサイクルの蒸発温度１０℃と吸収温度
９０℃から決まる濃度よりも、吸収温度が低いため同様
に低い濃度になる。そのため従来よりも低い濃度でサイ
クルが形成でき、再生器２出口の溶液濃度が低くなり、
その結果、再生器２出口の溶液温度は１５０℃程度まで
下げることができる。従って、吸収ヒートポンプの駆動
熱源を低い温度まで使うことができるため、駆動熱源の
利用温度差が増加し、熱源の利用効率が向上する。
収器１１出口の吸収媒体の平衡濃度は蒸発温度２０℃と
吸収温度９０℃から決まる濃度となり、この平衡濃度は
従来のサイクルの蒸発温度１０℃と吸収温度９０℃から
決まる濃度よりも、蒸発温度が高いため低い濃度にな
る。また、低圧吸収器１出口の吸収媒体の平衡濃度は蒸
発温度１０℃と吸収温度７０℃から決まる濃度で、この
平衡濃度は従来のサイクルの蒸発温度１０℃と吸収温度
９０℃から決まる濃度よりも、吸収温度が低いため同様
に低い濃度になる。そのため従来よりも低い濃度でサイ
クルが形成でき、再生器２出口の溶液濃度が低くなり、
その結果、再生器２出口の溶液温度は１５０℃程度まで
下げることができる。従って、吸収ヒートポンプの駆動
熱源を低い温度まで使うことができるため、駆動熱源の
利用温度差が増加し、熱源の利用効率が向上する。
【００３０】次に前述のように構成された吸収ヒートポ
ンプＨＰをデシカント空調ＡＣに組合せた際の動作を説
明すると、図１において、空調される室内１０１の空気
（処理空気）は経路１０７を経て送風機１０２に吸引さ
れ、昇圧されて経路１０８を経てデシカントロータ１０
３に送られデシカントロータの吸湿剤で空気中の水分を
吸着され絶対湿度が低下する。また吸着の際、吸着熱に
よって空気は温度上昇する。湿度が下がり温度上昇した
空気は経路１０９を経て顕熱熱交換器１０４に送られ外
気（再生空気）と熱交換して冷却される。冷却された空
気は経路１１０を経て冷却器１１５に送られさらに冷却
される。冷却された処理空気は加湿器１０５に送られ、
水噴射または気化式加湿によって等エンタルピ過程で温
度低下し経路１１１を経て空調空間１０１に戻される。
ンプＨＰをデシカント空調ＡＣに組合せた際の動作を説
明すると、図１において、空調される室内１０１の空気
（処理空気）は経路１０７を経て送風機１０２に吸引さ
れ、昇圧されて経路１０８を経てデシカントロータ１０
３に送られデシカントロータの吸湿剤で空気中の水分を
吸着され絶対湿度が低下する。また吸着の際、吸着熱に
よって空気は温度上昇する。湿度が下がり温度上昇した
空気は経路１０９を経て顕熱熱交換器１０４に送られ外
気（再生空気）と熱交換して冷却される。冷却された空
気は経路１１０を経て冷却器１１５に送られさらに冷却
される。冷却された処理空気は加湿器１０５に送られ、
水噴射または気化式加湿によって等エンタルピ過程で温
度低下し経路１１１を経て空調空間１０１に戻される。
【００３１】デシカントロータはこの過程で水分を吸着
したため再生が必要で、この実施例では外気を再生用空
気として用いて次のように行われる。外気（ＯＡ）は経
路１２４を経て送風機１３０に吸引され昇圧されて顕熱
熱交換器１０４に送られ、処理空気を冷却して自らは温
度上昇し経路１２５を経て、次の顕熱熱交換器１２１に
流入し、再生後の高温の空気と熱交換して温度上昇す
る。さらに顕熱熱交換器１２１を出た再生空気は経路１
２６を経て加熱器１２０に流入し、温水によって加熱さ
れ６０〜８０℃まで温度上昇し相対湿度が低下する。こ
の過程は前記の通り再生空気の顕熱変化であり、空気の
比熱は温水に比べて著しく低く温度変化が大きいため、
温水の流量を減少させて温度変化を大きくしても熱交換
は効率良く行われ、搬送動力を低減することができる。
加熱器１２０を出て相対湿度が低下した再生空気はデシ
カントロータ１０３を通過してデシカントロータの水分
を除去し再生作用をする。デシカントロータ１０３を通
過した再生空気は経路１２８を経て顕熱熱交換器１２１
に流入し、再生前の再生空気の予熱を行ったのち経路１
２９を経て排気として外部に捨てられる。
したため再生が必要で、この実施例では外気を再生用空
気として用いて次のように行われる。外気（ＯＡ）は経
路１２４を経て送風機１３０に吸引され昇圧されて顕熱
熱交換器１０４に送られ、処理空気を冷却して自らは温
度上昇し経路１２５を経て、次の顕熱熱交換器１２１に
流入し、再生後の高温の空気と熱交換して温度上昇す
る。さらに顕熱熱交換器１２１を出た再生空気は経路１
２６を経て加熱器１２０に流入し、温水によって加熱さ
れ６０〜８０℃まで温度上昇し相対湿度が低下する。こ
の過程は前記の通り再生空気の顕熱変化であり、空気の
比熱は温水に比べて著しく低く温度変化が大きいため、
温水の流量を減少させて温度変化を大きくしても熱交換
は効率良く行われ、搬送動力を低減することができる。
加熱器１２０を出て相対湿度が低下した再生空気はデシ
カントロータ１０３を通過してデシカントロータの水分
を除去し再生作用をする。デシカントロータ１０３を通
過した再生空気は経路１２８を経て顕熱熱交換器１２１
に流入し、再生前の再生空気の予熱を行ったのち経路１
２９を経て排気として外部に捨てられる。
【００３２】これまでの過程を図８の湿り空気線図を用
いて説明すると、空調される室内１０１の空気（処理空
気：状態Ｋ）は経路１０７を経て送風機１０２に吸引さ
れ昇圧されて、経路１０８を経てデシカントロータ１０
３に送られ、デシカントロータの吸湿剤で空気中の水分
を吸着され絶対湿度が低下するとともに吸着熱によって
空気は温度上昇する（状態Ｌ）。湿度が下がり温度上昇
した空気は経路１０９を経て顕熱熱交換器１０４に送ら
れ外気（再生空気）と熱交換して冷却される（状態
Ｍ）。冷却された空気は経路１１９を経て冷却器１１５
に送られ更に冷却され（状態Ｎ）、冷却された空気は経
路１１９を経て加湿器１０５に送られ水噴射または気化
式加湿によって等エンタルピ過程で温度低下し（状態
Ｐ）、経路１１１を経て空調空間１０１に戻される。こ
のようにして室内の還気（状態Ｋ）と給気（状態Ｐ）と
の間にはエンタルピ差ΔＱが生じ、これによって空調空
間１０１の冷房が行われる。
いて説明すると、空調される室内１０１の空気（処理空
気：状態Ｋ）は経路１０７を経て送風機１０２に吸引さ
れ昇圧されて、経路１０８を経てデシカントロータ１０
３に送られ、デシカントロータの吸湿剤で空気中の水分
を吸着され絶対湿度が低下するとともに吸着熱によって
空気は温度上昇する（状態Ｌ）。湿度が下がり温度上昇
した空気は経路１０９を経て顕熱熱交換器１０４に送ら
れ外気（再生空気）と熱交換して冷却される（状態
Ｍ）。冷却された空気は経路１１９を経て冷却器１１５
に送られ更に冷却され（状態Ｎ）、冷却された空気は経
路１１９を経て加湿器１０５に送られ水噴射または気化
式加湿によって等エンタルピ過程で温度低下し（状態
Ｐ）、経路１１１を経て空調空間１０１に戻される。こ
のようにして室内の還気（状態Ｋ）と給気（状態Ｐ）と
の間にはエンタルピ差ΔＱが生じ、これによって空調空
間１０１の冷房が行われる。
【００３３】一方、デシカントの再生は次のように行わ
れる。再生用の外気（ＯＡ：状態Ｑ）は経路１２４を経
て送風機１３０に吸引され昇圧されて顕熱熱交換器１０
４に送られ、処理空気を冷却して自らは温度上昇し（状
態：Ｒ）経路１２５を経て、次の顕熱熱交換器１２１に
流入し、再生後の高温の空気と熱交換して温度上昇する
（状態Ｓ）、更に顕熱熱交換器１２１を出た再生空気は
経路１２６を経て加熱器１２０に流入し、温水によって
加熱され６０〜８０℃まで温度上昇し相対湿度が低下す
る（状態Ｔ）。相対湿度が低下した再生空気はデシカン
トロータ１０３を通過してデシカントロータの水分を除
去する（状態Ｕ）。デシカントロータ１０３を通過した
再生空気は経路１２８を経て顕熱熱交換器１２１に流入
し、顕熱熱交換器１０４を出た再生前の再生空気の余熱
を行って、自らは温度低下した（状態Ｖ）のち経路１２
９を経て排気として外部に捨てられる。このようにして
デシカントの再生と処理空気の除湿、冷却を繰り返し行
うことによって、デシカントによる空調を行う。
れる。再生用の外気（ＯＡ：状態Ｑ）は経路１２４を経
て送風機１３０に吸引され昇圧されて顕熱熱交換器１０
４に送られ、処理空気を冷却して自らは温度上昇し（状
態：Ｒ）経路１２５を経て、次の顕熱熱交換器１２１に
流入し、再生後の高温の空気と熱交換して温度上昇する
（状態Ｓ）、更に顕熱熱交換器１２１を出た再生空気は
経路１２６を経て加熱器１２０に流入し、温水によって
加熱され６０〜８０℃まで温度上昇し相対湿度が低下す
る（状態Ｔ）。相対湿度が低下した再生空気はデシカン
トロータ１０３を通過してデシカントロータの水分を除
去する（状態Ｕ）。デシカントロータ１０３を通過した
再生空気は経路１２８を経て顕熱熱交換器１２１に流入
し、顕熱熱交換器１０４を出た再生前の再生空気の余熱
を行って、自らは温度低下した（状態Ｖ）のち経路１２
９を経て排気として外部に捨てられる。このようにして
デシカントの再生と処理空気の除湿、冷却を繰り返し行
うことによって、デシカントによる空調を行う。
【００３４】なお、再生用空気として室内換気にともな
う排気を用いる方法も従来からデシカント空調では広く
行われているが、本発明においても室内からの排気を再
生用空気として使用しても差し支えなく、本実施例と同
様の効果が得られる。
う排気を用いる方法も従来からデシカント空調では広く
行われているが、本発明においても室内からの排気を再
生用空気として使用しても差し支えなく、本実施例と同
様の効果が得られる。
【００３５】このようにして、吸収ヒートポンプＨＰ中
に作動温度の異なった高熱源すなわち高圧吸収器１１、
低圧吸収器１、凝縮器４を設けて、再生空気を加熱する
加熱媒体（温水）を、凝縮器４、低圧吸収器１、高圧吸
収器１１の順に温度の低い熱源から流通させて熱交換さ
せるとともに、吸収ヒートポンプＨＰ中に作動温度の異
なった低熱源すなわち高圧蒸発器１３、低圧蒸発器３を
設けて、処理空気を冷却する冷熱媒体（冷水）を高圧蒸
発器１３、低圧蒸発器３の順に温度の高い熱源から順に
流通させて熱交換させること、すなわち熱エネルギの温
度レベルに従ったカスケード利用によってエクセルギ効
率が高くなる。また、吸収ヒートポンプが最大温度を発
生する溶液の濃度が低下するため、吸収ヒートポンプの
再生器加熱温度が、従来の臭化リチウムを用いた２重効
用吸収冷凍機（約１６０℃）以下に低下し、吸収ヒート
ポンプの駆動熱源エネルギの利用効率が向上する。さら
に、熱移送媒体の利用温度差が大きく取れて熱移送媒体
（温水、冷水）の流量が減少し、搬送動力も節約するこ
とができるため、空調システム全体として高いエネルギ
効率を得ることができる。
に作動温度の異なった高熱源すなわち高圧吸収器１１、
低圧吸収器１、凝縮器４を設けて、再生空気を加熱する
加熱媒体（温水）を、凝縮器４、低圧吸収器１、高圧吸
収器１１の順に温度の低い熱源から流通させて熱交換さ
せるとともに、吸収ヒートポンプＨＰ中に作動温度の異
なった低熱源すなわち高圧蒸発器１３、低圧蒸発器３を
設けて、処理空気を冷却する冷熱媒体（冷水）を高圧蒸
発器１３、低圧蒸発器３の順に温度の高い熱源から順に
流通させて熱交換させること、すなわち熱エネルギの温
度レベルに従ったカスケード利用によってエクセルギ効
率が高くなる。また、吸収ヒートポンプが最大温度を発
生する溶液の濃度が低下するため、吸収ヒートポンプの
再生器加熱温度が、従来の臭化リチウムを用いた２重効
用吸収冷凍機（約１６０℃）以下に低下し、吸収ヒート
ポンプの駆動熱源エネルギの利用効率が向上する。さら
に、熱移送媒体の利用温度差が大きく取れて熱移送媒体
（温水、冷水）の流量が減少し、搬送動力も節約するこ
とができるため、空調システム全体として高いエネルギ
効率を得ることができる。
【００３６】なお、吸収ヒートポンプＨＰにおいて、高
圧吸収器と低圧吸収器の中間の圧力で作動する中間圧吸
収器を１個または複数個設けるとともに、高圧蒸発器と
低圧蒸発器の中間の圧力で作動する中間圧力蒸発器を同
数設け、各中間圧蒸発器で発生した冷媒を同じ圧力で作
動する各中間圧吸収器で吸収するよう構成し、かつ再生
器を出た吸収溶液が高圧吸収器から圧力の高い順に通過
して低圧吸収器に至るよう構成し、かつ温熱媒体（温
水）を低圧吸収器から圧力の低い順に各中間圧吸収器を
通過して高圧吸収器に至るよう流通させ、かつ冷熱媒体
（冷水）を高圧蒸発器から圧力の高い順に各中間圧蒸発
器を通過して低圧蒸発器に至るよう流通させてもよく、
同様の効果を得ることができる。
圧吸収器と低圧吸収器の中間の圧力で作動する中間圧吸
収器を１個または複数個設けるとともに、高圧蒸発器と
低圧蒸発器の中間の圧力で作動する中間圧力蒸発器を同
数設け、各中間圧蒸発器で発生した冷媒を同じ圧力で作
動する各中間圧吸収器で吸収するよう構成し、かつ再生
器を出た吸収溶液が高圧吸収器から圧力の高い順に通過
して低圧吸収器に至るよう構成し、かつ温熱媒体（温
水）を低圧吸収器から圧力の低い順に各中間圧吸収器を
通過して高圧吸収器に至るよう流通させ、かつ冷熱媒体
（冷水）を高圧蒸発器から圧力の高い順に各中間圧蒸発
器を通過して低圧蒸発器に至るよう流通させてもよく、
同様の効果を得ることができる。
【００３７】図３は本発明の第２の実施例であり、この
うち吸収ヒートポンプＨＰの部分は、再生器２と、凝縮
器４と、高圧吸収器１１と、該高圧吸収器より低圧で作
動する低圧吸収器１と、高圧蒸発器１３と、該高圧蒸発
器よりも低圧で作動する低圧蒸発器３と熱交換器５Ａ，
５Ｂを有し、前記高圧蒸発器１３で発生した冷媒を前記
高圧吸収器１１で吸収し、前記低圧蒸発器３で発生した
冷媒を前記低圧吸収器１で吸収するようそれぞれ同一の
容器内の空間に構成され、かつ再生器２を出た吸収溶液
が経路２４、高温熱交換器５Ａ、経路２５を経て高圧吸
収器１１に流入し、高圧吸収器１１を出た後、全体とし
てＵ字状の液シール形状をした経路２６Ａ、低温熱交換
器５Ｂ、経路２６Ｂを経て低圧吸収器１に流入し、低圧
吸収器１を出た後、経路２１、ポンプ６、経路２２Ａ、
熱交換器５Ｂ、経路２２Ｂ、高温熱交換器５Ａ、経路２
３の順に通過したのち再生器２に戻るよう構成され、か
つ、凝縮器４を出た冷媒が経路７１、絞り機構７６を経
て高圧蒸発器１３に流入し、高圧蒸発器１３を出た後、
Ｕ字状の液シール形状をした経路７２を経て低圧蒸発器
３に流入するよう構成されている。また、低圧蒸発器
３、高圧蒸発器１３で蒸発しきれなかった冷媒を循環さ
せる冷媒経路７３，７５、及びポンプ７４を設けてい
る。さらに、該吸収ヒートポンプの発生熱を外部に取り
出す温熱媒体の経路４１，４２，４３は、温熱媒体が低
圧吸収器１、高圧吸収器１３の順に流通するよう構成さ
れ、かつ該吸収ヒートポンプの冷凍効果を外部に取り出
す冷熱媒体の経路５１，５２は、冷熱媒体が高圧蒸発器
１３から、低圧蒸発器３の順に流通するよう構成されて
いる。
うち吸収ヒートポンプＨＰの部分は、再生器２と、凝縮
器４と、高圧吸収器１１と、該高圧吸収器より低圧で作
動する低圧吸収器１と、高圧蒸発器１３と、該高圧蒸発
器よりも低圧で作動する低圧蒸発器３と熱交換器５Ａ，
５Ｂを有し、前記高圧蒸発器１３で発生した冷媒を前記
高圧吸収器１１で吸収し、前記低圧蒸発器３で発生した
冷媒を前記低圧吸収器１で吸収するようそれぞれ同一の
容器内の空間に構成され、かつ再生器２を出た吸収溶液
が経路２４、高温熱交換器５Ａ、経路２５を経て高圧吸
収器１１に流入し、高圧吸収器１１を出た後、全体とし
てＵ字状の液シール形状をした経路２６Ａ、低温熱交換
器５Ｂ、経路２６Ｂを経て低圧吸収器１に流入し、低圧
吸収器１を出た後、経路２１、ポンプ６、経路２２Ａ、
熱交換器５Ｂ、経路２２Ｂ、高温熱交換器５Ａ、経路２
３の順に通過したのち再生器２に戻るよう構成され、か
つ、凝縮器４を出た冷媒が経路７１、絞り機構７６を経
て高圧蒸発器１３に流入し、高圧蒸発器１３を出た後、
Ｕ字状の液シール形状をした経路７２を経て低圧蒸発器
３に流入するよう構成されている。また、低圧蒸発器
３、高圧蒸発器１３で蒸発しきれなかった冷媒を循環さ
せる冷媒経路７３，７５、及びポンプ７４を設けてい
る。さらに、該吸収ヒートポンプの発生熱を外部に取り
出す温熱媒体の経路４１，４２，４３は、温熱媒体が低
圧吸収器１、高圧吸収器１３の順に流通するよう構成さ
れ、かつ該吸収ヒートポンプの冷凍効果を外部に取り出
す冷熱媒体の経路５１，５２は、冷熱媒体が高圧蒸発器
１３から、低圧蒸発器３の順に流通するよう構成されて
いる。
【００３８】一方、空調機ＡＣの部分は図１の第１の実
施例と同様の構成のため説明を省略する。次に、前述の
ように構成されたデシカント空調システムの吸収ヒート
ポンプＨＰ部分の吸収サイクルを、図４のデューリング
線図を参照して説明する。本発明の実施例を示すサイク
ルは、図４中でａ１，ｄ２，ａ２，ｂ２，ｂ１，ｃ，ｄ
１，ａ１で示す。本発明の第２の実施例のサイクルで
は、吸収溶液は再生器２で外部の熱源（図示せず）から
伝熱管３２を介して１５０℃まで加熱され、冷媒蒸気を
発生し（状態ｃ）、濃縮されたのち高温熱交換器５Ａを
経て（状態ｄ１）高圧吸収器１１に至る。高圧吸収器１
１では吸収溶液は高圧蒸発器１３で２０℃で蒸発した冷
媒を吸収して希釈された（状態ａ１）後、経路２６
Ａ’、低温熱交換器５Ｂを経て低圧吸収器出口の溶液と
熱交換して冷却され（状態ｄ２）、経路２６Ｂを経て低
圧吸収器１に流入する。低圧吸収器１では吸収溶液は低
圧蒸発器３で１０℃で蒸発した冷媒を吸収し希釈された
（状態ａ２）後、ポンプ６の作用によって低温熱交換器
５Ｂ（状態ｂ２）、高温熱交換器５Ａ（状態ｂ１）を経
て再生器２に戻る。低圧吸収器１では吸収の際発生する
７０℃の吸収熱を利用するため、温水などの熱媒体と伝
熱管３１Ａによって熱交換される。高圧吸収器１１では
吸収の際発生する９０℃の吸収熱を利用するため、温水
などの熱媒体と伝熱管３１Ｂによって熱交換される。再
生器２で発生した冷媒蒸気は、凝縮器４に流入し凝縮す
る（状態ｆ）。凝縮器４では凝縮の際発生する５５℃の
凝縮熱が熱交換関係をなす伝熱管３４によって温水に伝
達される。凝縮した冷媒は絞り機構７６を経て、高圧蒸
発器１３に送られ蒸発する。高圧蒸発器１３では蒸発の
際吸熱する２０℃の蒸発熱が熱交換関係をなす伝熱管３
３Ｂによって冷水から伝達される。高圧蒸発器１３を出
た冷媒は、Ｕ字状の液シール形状をした経路７２を経て
低圧蒸発器３に送られ蒸発する。低圧蒸発器３では蒸発
の際吸熱する１０℃の蒸発熱が熱交換関係をなす伝熱管
３３Ａによって冷水から伝達される。
施例と同様の構成のため説明を省略する。次に、前述の
ように構成されたデシカント空調システムの吸収ヒート
ポンプＨＰ部分の吸収サイクルを、図４のデューリング
線図を参照して説明する。本発明の実施例を示すサイク
ルは、図４中でａ１，ｄ２，ａ２，ｂ２，ｂ１，ｃ，ｄ
１，ａ１で示す。本発明の第２の実施例のサイクルで
は、吸収溶液は再生器２で外部の熱源（図示せず）から
伝熱管３２を介して１５０℃まで加熱され、冷媒蒸気を
発生し（状態ｃ）、濃縮されたのち高温熱交換器５Ａを
経て（状態ｄ１）高圧吸収器１１に至る。高圧吸収器１
１では吸収溶液は高圧蒸発器１３で２０℃で蒸発した冷
媒を吸収して希釈された（状態ａ１）後、経路２６
Ａ’、低温熱交換器５Ｂを経て低圧吸収器出口の溶液と
熱交換して冷却され（状態ｄ２）、経路２６Ｂを経て低
圧吸収器１に流入する。低圧吸収器１では吸収溶液は低
圧蒸発器３で１０℃で蒸発した冷媒を吸収し希釈された
（状態ａ２）後、ポンプ６の作用によって低温熱交換器
５Ｂ（状態ｂ２）、高温熱交換器５Ａ（状態ｂ１）を経
て再生器２に戻る。低圧吸収器１では吸収の際発生する
７０℃の吸収熱を利用するため、温水などの熱媒体と伝
熱管３１Ａによって熱交換される。高圧吸収器１１では
吸収の際発生する９０℃の吸収熱を利用するため、温水
などの熱媒体と伝熱管３１Ｂによって熱交換される。再
生器２で発生した冷媒蒸気は、凝縮器４に流入し凝縮す
る（状態ｆ）。凝縮器４では凝縮の際発生する５５℃の
凝縮熱が熱交換関係をなす伝熱管３４によって温水に伝
達される。凝縮した冷媒は絞り機構７６を経て、高圧蒸
発器１３に送られ蒸発する。高圧蒸発器１３では蒸発の
際吸熱する２０℃の蒸発熱が熱交換関係をなす伝熱管３
３Ｂによって冷水から伝達される。高圧蒸発器１３を出
た冷媒は、Ｕ字状の液シール形状をした経路７２を経て
低圧蒸発器３に送られ蒸発する。低圧蒸発器３では蒸発
の際吸熱する１０℃の蒸発熱が熱交換関係をなす伝熱管
３３Ａによって冷水から伝達される。
【００３９】このように構成することによって、高圧吸
収器１１出口の吸収媒体の平衡濃度は蒸発温度２０℃と
吸収温度９０℃から決まる濃度となり、この平衡濃度は
従来のサイクルの蒸発温度１０℃と吸収温度９０℃から
決まる濃度よりも、蒸発温度が高いため低い濃度にな
る。また、低圧吸収器１出口の吸収媒体の平衡濃度は蒸
発温度１０℃と吸収温度７０℃から決まる濃度で、この
平衡濃度は従来のサイクルの蒸発温度１０℃と吸収温度
９０℃から決まる濃度よりも、吸収温度が低いため同様
に低い濃度になる。そのため、従来よりも低い濃度でサ
イクル形成ができ、再生器２出口の溶液濃度が低くな
り、その結果、再生器２出口の溶液温度は１５０℃程度
まで下げることができる。従って、吸収ヒートポンプの
駆動熱源を低い温度まで使うことができるため、駆動熱
源の利用温度差が増加し、熱源の利用効率が向上する。
収器１１出口の吸収媒体の平衡濃度は蒸発温度２０℃と
吸収温度９０℃から決まる濃度となり、この平衡濃度は
従来のサイクルの蒸発温度１０℃と吸収温度９０℃から
決まる濃度よりも、蒸発温度が高いため低い濃度にな
る。また、低圧吸収器１出口の吸収媒体の平衡濃度は蒸
発温度１０℃と吸収温度７０℃から決まる濃度で、この
平衡濃度は従来のサイクルの蒸発温度１０℃と吸収温度
９０℃から決まる濃度よりも、吸収温度が低いため同様
に低い濃度になる。そのため、従来よりも低い濃度でサ
イクル形成ができ、再生器２出口の溶液濃度が低くな
り、その結果、再生器２出口の溶液温度は１５０℃程度
まで下げることができる。従って、吸収ヒートポンプの
駆動熱源を低い温度まで使うことができるため、駆動熱
源の利用温度差が増加し、熱源の利用効率が向上する。
【００４０】以上の効果は第１の実施例と同様である
が、さらに本実施例では、高温熱交換器５Ａと低温熱交
換器５Ｂとを設け、低温熱交換器５Ｂで高圧吸収器出口
の溶液（状態ａ１）と低圧吸収器出口の溶液（状態ａ
２）を熱交換させるよう構成したことによって、高温熱
交換器５Ａの低温側入口（状態ｂ２）の流体温度が上昇
するため、高温側出口（状態ｄ１）の流体温度すなわち
溶液温度が最も高い高圧吸収器入口の溶液温度を図１，
２の実施例に比べて高く保つことができる。これまでの
実施例では、前記の通り、結晶の心配がない吸収媒体と
して、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムまたは水
酸化セシウムを含む水溶液を用いる事例を示したが、デ
シカントの再生温度を６０℃程度に低く設定するとすれ
ば、吸収媒体として、結晶を生じにくいヨウ化リチウム
及び臭化リチウムを含む水溶液を使用しても差し支えな
い。このような場合、高圧吸収器入口（状態ｄ１）の部
分が図４に示すように最も結晶形成範囲（結晶ライン）
に近づくが、本実施例では高圧吸収器入口（状態ｄ１）
の部分の温度の異常低下を防止し、温度を高く保つこと
ができるため、結晶の心配がなく吸収ヒートポンプの安
定した作動を得ることができる。
が、さらに本実施例では、高温熱交換器５Ａと低温熱交
換器５Ｂとを設け、低温熱交換器５Ｂで高圧吸収器出口
の溶液（状態ａ１）と低圧吸収器出口の溶液（状態ａ
２）を熱交換させるよう構成したことによって、高温熱
交換器５Ａの低温側入口（状態ｂ２）の流体温度が上昇
するため、高温側出口（状態ｄ１）の流体温度すなわち
溶液温度が最も高い高圧吸収器入口の溶液温度を図１，
２の実施例に比べて高く保つことができる。これまでの
実施例では、前記の通り、結晶の心配がない吸収媒体と
して、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムまたは水
酸化セシウムを含む水溶液を用いる事例を示したが、デ
シカントの再生温度を６０℃程度に低く設定するとすれ
ば、吸収媒体として、結晶を生じにくいヨウ化リチウム
及び臭化リチウムを含む水溶液を使用しても差し支えな
い。このような場合、高圧吸収器入口（状態ｄ１）の部
分が図４に示すように最も結晶形成範囲（結晶ライン）
に近づくが、本実施例では高圧吸収器入口（状態ｄ１）
の部分の温度の異常低下を防止し、温度を高く保つこと
ができるため、結晶の心配がなく吸収ヒートポンプの安
定した作動を得ることができる。
【００４１】本実施例における吸収ヒートポンプおよび
デシカント空調機部分の動作については、第１の実施例
と同様なため省略する。
デシカント空調機部分の動作については、第１の実施例
と同様なため省略する。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吸収ヒートポンプを、少なくとも再生器と、凝縮器と、
高圧吸収器と、該高圧吸収器より低圧で作動する低圧吸
収器と、高圧蒸発器と、該高圧蒸発器よりも低圧で作動
する低圧蒸発器とを有し、前記高圧蒸発器で発生した冷
媒を前記高圧吸収器で吸収し、前記低圧蒸発器で発生し
た冷媒を前記低圧吸収器で吸収するよう構成し、かつ再
生器を出た吸収溶液が高圧吸収器、低圧吸収器の順に通
過したのち再生器に戻るよう構成するとともに、吸収ヒ
ートポンプの発生熱を外部に取り出す温熱媒体の経路
を、温熱媒体が低圧吸収器、高圧吸収器の順に流通する
よう構成し、かつ該吸収ヒートポンプの冷凍効果を外部
に取り出す冷熱媒体の経路を、冷熱媒体が高圧蒸発器か
ら、低圧蒸発器の順に流通するよう構成したことによ
り、従来よりも低い濃度でサイクルが形成でき、再生器
出口の溶液濃度が低くなり、その結果、再生器出口の溶
液温度は１５０℃程度まで下げることができる。従っ
て、吸収ヒートポンプの駆動熱源を低い温度まで使うこ
とができるため、駆動熱源の利用温度差が増加し、熱源
の利用効率が向上する。すなわち、安定した作動と高い
エネルギ効率を持った空調システムを提供することがで
きる。
吸収ヒートポンプを、少なくとも再生器と、凝縮器と、
高圧吸収器と、該高圧吸収器より低圧で作動する低圧吸
収器と、高圧蒸発器と、該高圧蒸発器よりも低圧で作動
する低圧蒸発器とを有し、前記高圧蒸発器で発生した冷
媒を前記高圧吸収器で吸収し、前記低圧蒸発器で発生し
た冷媒を前記低圧吸収器で吸収するよう構成し、かつ再
生器を出た吸収溶液が高圧吸収器、低圧吸収器の順に通
過したのち再生器に戻るよう構成するとともに、吸収ヒ
ートポンプの発生熱を外部に取り出す温熱媒体の経路
を、温熱媒体が低圧吸収器、高圧吸収器の順に流通する
よう構成し、かつ該吸収ヒートポンプの冷凍効果を外部
に取り出す冷熱媒体の経路を、冷熱媒体が高圧蒸発器か
ら、低圧蒸発器の順に流通するよう構成したことによ
り、従来よりも低い濃度でサイクルが形成でき、再生器
出口の溶液濃度が低くなり、その結果、再生器出口の溶
液温度は１５０℃程度まで下げることができる。従っ
て、吸収ヒートポンプの駆動熱源を低い温度まで使うこ
とができるため、駆動熱源の利用温度差が増加し、熱源
の利用効率が向上する。すなわち、安定した作動と高い
エネルギ効率を持った空調システムを提供することがで
きる。
【図１】本発明に係るデシカント空調装置の一実施例の
基本構成を示す説明図である。
基本構成を示す説明図である。
【図２】図１の空調装置のヒートポンプの溶液濃縮過程
をデューリング線図で示す説明図である。
をデューリング線図で示す説明図である。
【図３】本発明に係るデシカント空調装置の他の実施例
の基本構成を示す説明図である。
の基本構成を示す説明図である。
【図４】図３の空調装置のヒートポンプの溶液濃縮過程
をデューリング線図で示す説明図である。
をデューリング線図で示す説明図である。
【図５】従来のデシカント空調装置の基本構成を示す説
明図である。
明図である。
【図６】図５の従来のデシカント空調の空気のデシカン
ト空調サイクルを湿り空気線図で示す説明図である。
ト空調サイクルを湿り空気線図で示す説明図である。
【図７】デシカント空調機に吸収ヒートポンプを応用し
たデシカント空調システムを示す図である。
たデシカント空調システムを示す図である。
【図８】図７の従来のデシカント空調の空気のデシカン
ト空調サイクルを湿り空気線図で示す説明図である。
ト空調サイクルを湿り空気線図で示す説明図である。
【図９】所定の作動媒体を用いた吸収ヒートポンプのサ
イクルと従来の空調用の２重効用吸収冷凍機のサイクル
を示すデューリング線図である。
イクルと従来の空調用の２重効用吸収冷凍機のサイクル
を示すデューリング線図である。
１ 低圧吸収器 ２ 再生器 ３ 低圧蒸発器 ４ 凝縮器 ５ 熱交換器 ６ 溶液ポンプ ７ 圧縮機 １１ 高圧吸収器 １３ 高圧蒸発器 ２１ 溶液経路 ２２ 溶液経路 ２３ 溶液経路 ２４ 溶液経路 ２５ 溶液経路 ２６ 溶液経路 ４１ 温熱媒体経路 ４２ 温熱媒体経路 ４３ 温熱媒体経路 ５１ 冷熱媒体経路 ５２ 冷熱媒体経路 ７１ 溶液経路 ７２ 溶液経路 ７３ 冷熱媒体経路 ７４ 溶液ポンプ ７５ 冷熱媒体経路 １０１ 空調空間 １０２ 送風機 １０３ デシカントロータ １０４ 顕熱熱交換器 １０５ 加湿器 １０６ 給水管 １０７ 空気経路 １０８ 空気経路 １０９ 空気経路 １１０ 空気経路 １１１ 空気経路 １１５ 冷却器 １１７ 冷熱媒体経路 １１８ 冷熱媒体経路 １１９ 空気経路 １２０ 温水熱交換器 １２１ 顕熱熱交換器 １２２ 温水経路 １２３ 温水経路 １２４ 空気経路 １２５ 空気経路 １２６ 空気経路 １２７ 空気経路 １２８ 空気経路 １２９ 空気経路 １３０ 送風機 １６０ ポンプ ２００ ヒートポンプ ａ 吸収媒体サイクルの状態点 ｂ 吸収媒体サイクルの状態点 ｃ 吸収媒体サイクルの状態点 ｄ 吸収媒体サイクルの状態点 ｅ 吸収媒体サイクルの状態点 ｆ 吸収媒体サイクルの状態点 Ｋ デシカント空調の空気の状態点 Ｌ デシカント空調の空気の状態点 Ｍ デシカント空調の空気の状態点 Ｎ デシカント空調の空気の状態点 Ｐ デシカント空調の空気の状態点 Ｑ デシカント空調の空気の状態点 Ｒ デシカント空調の空気の状態点 Ｓ デシカント空調の空気の状態点 Ｔ デシカント空調の空気の状態点 Ｕ デシカント空調の空気の状態点 Ｖ デシカント空調の空気の状態点 Ｘ デシカント空調の空気の状態点 ＳＡ 給気 ＲＡ 還気 ＥＸ 排気 ＯＡ 外気 ΔＱ 冷房効果 ＨＰ 吸収ヒートポンプ
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも再生器と、凝縮器と、高圧吸
収器と、該高圧吸収器より低圧で作動する低圧吸収器
と、高圧蒸発器と、該高圧蒸発器よりも低圧で作動する
低圧蒸発器とを有し、前記高圧蒸発器で発生した冷媒を
前記高圧吸収器で吸収し、前記低圧蒸発器で発生した冷
媒を前記低圧吸収器で吸収するよう構成され、かつ再生
器を出た吸収溶液が高圧吸収器、低圧吸収器の順に通過
した後再生器に戻るよう構成されている吸収ヒートポン
プであって、吸収ヒートポンプの発生熱を外部に取り出
す温熱媒体の経路は、温熱媒体が低圧吸収器、高圧吸収
器の順に流通するよう構成され、かつヒートポンプの冷
凍効果を外部に取り出す冷熱媒体の経路は、冷熱媒体が
高圧蒸発器から、低圧蒸発器の順に流通するよう構成さ
れていることを特徴とする吸収ヒートポンプ。 - 【請求項２】 少なくとも再生器と、凝縮器と、高圧吸
収器と、該高圧吸収器より低圧で作動する低圧吸収器
と、高圧蒸発器と、該高圧蒸発器よりも低圧で作動する
低圧蒸発器と、高温溶液熱交換器と、高温溶液熱交換器
よりも低温で作動する低温溶液熱交換器とを有し、前記
高圧蒸発器で発生した冷媒を前記高圧吸収器で吸収し、
前記低圧蒸発器で発生した冷媒を前記低圧吸収器で吸収
するよう構成され、かつ再生器を出た吸収溶液が高温溶
液熱交換器、高圧吸収器、低温溶液熱交換器の順に通過
し、低圧吸収器に流入した後、低圧吸収器を出た吸収溶
液が低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器の順に、再生
器に戻るよう構成されている吸収ヒートポンプであっ
て、ヒートポンプの発生熱を外部に取り出す温熱媒体の
経路は、温熱媒体が低圧吸収器、高圧吸収器の順に流通
するよう構成され、かつヒートポンプの冷凍効果を外部
に取り出す冷熱媒体の経路は、冷熱媒体が高圧蒸発器か
ら、低圧蒸発器の順に流通するよう構成されていること
を特徴とする吸収ヒートポンプ。 - 【請求項３】 作動媒体として、吸収媒体が水酸化ナト
リウムまたは水酸化カリウムまたは水酸化セシウムを含
む水溶液であり、冷媒が水であることを特徴とする請求
項１又は２に記載の吸収ヒートポンプ。 - 【請求項４】 処理空気中の水分を吸着し、再生空気に
より再生されるデシカントと、吸収式冷凍サイクルをな
す吸収ヒートポンプとを有し、前記吸収ヒートポンプの
吸収熱および凝縮熱を加熱源として再生空気を加熱して
デシカントの再生を行うとともに前記吸収ヒートポンプ
の蒸発熱を冷却熱源として処理空気の冷却を行う空調シ
ステムにおいて、 前記吸収ヒートポンプは、少なくとも再生器と、凝縮器
と、高圧吸収器と、該高圧吸収器より低圧で作動する低
圧吸収器と、高圧蒸発器と、該高圧蒸発器よりも低圧で
作動する低圧蒸発器とを有し、前記高圧蒸発器で発生し
た冷媒を前記高圧吸収器で吸収し、前記低圧蒸発器で発
生した冷媒を前記低圧吸収器で吸収するよう構成され、
かつ再生器を出た吸収溶液が高圧吸収器、低圧吸収器の
順に通過したのち再生器に戻るよう構成されているとと
もに、 該吸収ヒートポンプの発生熱を外部に取り出す温熱媒体
の経路は、温熱媒体が低圧吸収器、高圧吸収器の順に流
通するよう構成され、かつ該吸収ヒートポンプの冷凍効
果を外部に取り出す冷熱媒体の経路は、冷熱媒体が高圧
蒸発器から、低圧蒸発器の順に流通するよう構成されて
いることを特徴とする空調システム。 - 【請求項５】 処理空気中の水分を吸着し、再生空気に
より再生されるデシカントと、吸収式冷凍サイクルをな
す吸収ヒートポンプとを有し、前記吸収ヒートポンプの
吸収熱および凝縮熱を加熱源として再生空気を加熱して
デシカントの再生を行うとともに前記吸収ヒートポンプ
の蒸発熱を冷却熱源として処理空気の冷却を行う空調シ
ステムにおいて、 前記吸収ヒートポンプは、少なくとも再生器と、凝縮器
と、高圧吸収器と、該高圧吸収器より低圧で作動する低
圧吸収器と、高圧蒸発器と、該高圧蒸発器よりも低圧で
作動する低圧蒸発器と、高温溶液熱交換器と、高温溶液
熱交換器よりも低温で作動する低温溶液熱交換器とを有
し、前記高圧蒸発器で発生した冷媒を前記高圧吸収器で
吸収し、前記低圧蒸発器で発生した冷媒を前記低圧吸収
器で吸収するよう構成され、かつ再生器を出た吸収溶液
が高温溶液熱交換器、高圧吸収器、低温溶液熱交換器の
順に通過し、低圧吸収器に流入した後、低圧吸収器を出
た吸収溶液が低温溶液熱交換器、高温溶液熱交換器の順
に、再生器に戻るよう構成されているとともに、 該吸収ヒートポンプの発生熱を外部に取り出す温熱媒体
の経路は、温熱媒体が低圧吸収器、高圧吸収器の順に流
通するよう構成され、かつ該吸収ヒートポンプの冷凍効
果を外部に取り出す冷熱媒体の経路は、冷熱媒体が高圧
蒸発器から、低圧蒸発器の順に流通するよう構成されて
いることを特徴とする空調システム。 - 【請求項６】 吸収ヒートポンプの作動媒体として、吸
収媒体が水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムまたは
水酸化セシウムを含む水溶液であり、冷媒が水であるこ
とを特徴とする請求項４又は５のいずれかに記載の空調
システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29813596A JPH10122689A (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 吸収ヒートポンプ及びそれを用いた空調システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29813596A JPH10122689A (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 吸収ヒートポンプ及びそれを用いた空調システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10122689A true JPH10122689A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=17855644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29813596A Pending JPH10122689A (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 吸収ヒートポンプ及びそれを用いた空調システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10122689A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002162129A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-06-07 | Taikisha Ltd | ロータ式吸着冷凍機 |
| JP2007309555A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Hitachi Appliances Inc | 吸収式ヒートポンプ |
| CN115638485A (zh) * | 2022-09-23 | 2023-01-24 | 东南大学 | 一种基于双蒸发温度吸收式冷水机组的空调系统 |
-
1996
- 1996-10-22 JP JP29813596A patent/JPH10122689A/ja active Pending
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