JPS58178162A - 吸収式ヒ−トポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸収器ビートポンプ装置の熱出力を有効に利用
する方法に関するものである。

まず第１図により吸収式ヒートポンプの原理を説明する
。１は発生器でバーナ２でガスなどを燃焼せしめて加熱
を行うと、冷媒を吸収液に吸収さすだ溶液３から冷媒蒸
気が発生し、配管４を経て被暖房空間已に設けられた凝
縮器６において凝縮し、凝縮熱はファン７によって作ら
れた風によって室内空気を暖めるのに供止られる。ここ
で凝縮した液化冷媒は、配管８を経て、被暖房空間５の
外に出、減圧弁９を経て戸外に設けられた蒸発器１０に
送られる。蒸発温度をＴｅとし、外気温度をＴａｍ　　
とすれば、Ｔｅ＜Ｔａｍならば外気から熱をうばって蒸
発器１０内で冷媒は蒸発する。

蒸発器１ｏは外気との熱交換をよくするように、ファン
１１により強制的に蒸発器１ｏに空気が送られる。

蒸発した冷媒蒸気は配管１２を経て吸収器１３に流入す
る。一方吸収器１３には発生器１において冷媒蒸気を放
出し、冷媒含有酸の減少しだ高温の希溶液が、配管１４
を経て熱交換器１６を通り、後述の濃溶液と熱交換する
ことにより、温度を下げて流量調整弁１６を通り、吸収
器１３内に注がれる。

又吸収器１３内には冷却水管１７があり、溶液を冷却す
ることができる９つ吸収器１３に注がれた希・溶液は冷
媒蒸気を吸収し、溶液は濃溶液となるが、この際多量の
吸収熱を発生する。この吸収熱は冷却水管１７中を流れ
る水に奪　れる。すなわち水は加熱されて吸収器１３を
出る。この温水は配管１８を通って被暖房空間５内に設
けた放熱器１９に送られ、ファン２０によって作られた
風によって熱を室内空気に与え、水は冷却された配管２
１、水ポンプ２２を経て吸収器１３にもどってくる。

一方、吸収器の中で冷媒蒸気を吸収し、冷却水で冷却さ
れた濃溶液は配管２３を通り、溶液ポンプ２４で加圧さ
れ、熱交換器１６で高温の希溶液と熱交換することによ
り温められ発生器１内に送りこまれサイクルが完結ｒる
。

以トの説、明から明らかなことぐ、吸収式ヒートポンプ
においては発生器１においてバーナ２により与えられた
熱以外に蒸発器１ｏにおいて外気から与えられた熱が、
凝縮器６および熱交換器１９において被暖房空間６内の
空気に移し与えられることになるから、暖房出力はこの
両者の和であり、有償の熱入力はバーナ２の熱入力のみ
であるから、成績係数すなわち暖房出力を加熱入力で割
った値は１より犬となり、省エネルギー機器として今日
非常ＶＣ注目されている。

この吸収式ヒートポンプ装置の熱出力は凝縮器Ｃ′こお
ける凝゛縮熱と、吸収器における吸収熱の二種類が存在
し、それらは熱エネルギーにかわりはないが、えられる
温度が異るばかりでなく、凝縮熱の発生はある温度の幅
にわたって発生するということが本質的に異っており、
その違いをよく考えて光生する熱を利用しなければ、全
体の性能を低トさせ有効な熱利用がはかれない。

さらに詳しく説、明すると、吸収式ヒートポンプの成績
係数は凝縮温度が低い程改善されるが、発生する熱を利
用する立場から言えばあまり低い温度の熱は役に立たな
い。具体的な数字をあげれば凝縮温度は４５℃位がよい
値で、６０℃は最高限界と考えてよいであろう。したが
ってこれを用いて水などを加熱すれば、たかだかえられ
る水温は４６℃位と考えられる。この熱を直接部屋の暖
房などに使う場合は、必要な室温が２０〜２６℃とこの
熱源温度よりかなり低いから、凝縮温度４５〜５０℃は
十分利用しつる熱源であるが、これを給湯に用いるとす
れば、えられる水温が４０〜４６℃では低すぎる温度で
ある。また、この温水を用いて暖房を行うと暖房かえり
温水温度は室温から考えて３ｏ〜３６℃が限度であり、
温度差が小であるが、発生する熱量は全熱量の４０％程
度を占めている。

一方、吸収器における吸収熱の発生は、サイクルの設定
条件によるが、４５〜９０℃程度の範囲で連続的に発生
するものであり、最低温度が低い方が吸収式ヒートポン
プサイクルの成績係数は向トする５、従って吸収器を冷
却する液体の入口温度は４０℃以下が必要である。

出口温度は冷却液の流量によるが、６０℃以トが可能で
ある。又発生する熱量は全発熱量の６０％程度を占める
。

この暖められた液をそのまま暖房に使う場合はかえり温
度が４０℃以下になるごとく室内放熱器を選べばよい。

このように吸収器で発生する熱は比較的高温であり、そ
のまま暖房に利用するのに都合がよい。

従来吸収式ヒートポンプにおいては、第２図に示すごと
く、凝縮器も吸収器も液冷却とし、凝縮器２５の冷却管
２６と吸収器２７の冷却管２８を直列に接続し、まず始
めに凝縮器で、次に吸収器で０口熱する。このような構
成で暖房を行う場合、６熱での温度ト昇の比率はそれぞ
れの出力熱量の比ｅこなるから、凝縮器に入る暖房かえ
り温度が３６℃であれば、凝縮器で６℃昇温するとすれ
ば、吸収器で７．６℃ト昇することになり吸収器出口液
温は４７．５℃ということになる。

このように吸収器出口液温が低いのは吸収器にとって最
適な液量はもっと少いのにもかかわらず低い凝縮温度か
らの熱をすべて取出すために液循環量を多くしすき゛て
いることに由来する。なお第２図において２９は発生器
である。

又他の方法として第３図に示すごとく、一つの貯湯槽３
１中に凝縮器３２および吸収器冷却液と貯湯槽内液との
熱交換器３３を設ける方法も使われているが、この貯湯
槽から暖房出力を取出そうとするとこの中にもう一つの
熱交換器３４を設けねばならず、高価になるばかりでな
く温度が下ってしまう。第３図において３５は発生器、
３６は吸収器、３了は蒸発器、３８は貯湯槽３１から湯
を取り出す為の蛇口である。

このように吸収式ヒートポンプ装置の熱出力を一つの熱
媒体に移して利１１］する従来の方法は、それぞれの熱
出力の特徴を生かして使えない欠点があった。

本発明はこのような吸収式ヒートポンプ装置の熱出力を
その特徴を生かして利用しうるよう改良したものである
。

以下本発明の一実施例について第４図とともに説明する
。第４図において３９は発生器であり、バーナ４０によ
って加熱された溶液５４は冷媒蒸気を発生する。

合弁５５を閉じ、弁６６を開けば、冷媒蒸気は給湯用貯
湯槽６７内に設けた凝縮器５８で凝縮し、槽内の水を暖
める、っこの槽には配管５９を経て、山水が供給されて
いる１、なお、５２も室内凝縮器である。

凝縮した冷媒は膨張弁６ｏを経て蒸発器４０で蒸発し、
吸収器４１に流入する。

一方、発生器３９で冷媒を放出しうすくなった溶液が、
弁４２を経て吸収器４１に流入し、蒸発２診４０で蒸発
した冷媒蒸気を吸収し濃溶液となり、溶液ポンプ４３に
よって発生器３９に送り帰されるＯ 吸収器４１ではこのように冷媒蒸気が溶剤に吸収される
ので、多量の熱が発生する。この熱は冷却管４４を還流
する液体によって運び出される。

すなわち液ポンプ４ＥＪこよって送りこまれた冷却液は
加熱さね１．６０℃近い温度になって吸収器を出る。こ
の液体は配管４６を介して第２の貯湯槽４７の上部に流
入し、底部の低温の液体が吸収器４１に帰される。

この熱を暖房に利用する時は、第２の貯湯槽４７のＦ部
より、配管４８．ポンプ４９により室内放熱器６０に送
られ、放熱して冷却した液は貯湯槽４７の下部に帰され
る。

この吸収熱を搬送する液体は通常水であるが、凍結防止
および腐蝕防止のための添加物が加えられており、給湯
水としては直接使用できない。

吸収式ヒートポンプを暖房に使用する場合に、室内放熱
器５０と、吸収器４１内の熱交換部４４を結ぶ閉回路の
間に、往復管路にまたがって、本実施例のごとく、貯湯
槽４７を設けることの利点は、被暖房空間の負荷に応じ
て、吸収式ヒートポンプを頻繁にオンオフすることなく
、暖房出力を制御することができる特徴を持っている。

一方策１の貯湯槽６７には４０℃近く加熱され゛ｆｃ清
浄な水が貯えられているから、第２の貯湯槽４７に設け
た熱交換器６１を経て貯湯槽５７の水を取り出すことに
より、４０′Ｃの水はさらに加熱され、はぼ給湯に適す
る温水として、給湯取出口６３から供給することができ
る。なお、第１の貯湯槽６７には水を供給しているが他
の液体であっても原理上問題ない。この場合貯湯槽５７
は貯液槽とする。そして水攻外の液体を用いたときは、
その液体と熱交換させた水を第２の貯液槽４７の熱交換
器６１へ導くものとする。

ここで従来例と比較しながら本発明の効果をさらに述べ
る。前に述べた従来例のごとき構成では十分な温度で給
湯又は暖房ができない欠点があり、あるいは本実施例に
おける凝縮器を、第２の貯湯槽の中に設け、第１の貯湯
槽を省略した場合、貯湯槽の最低温度部位でもせいぜい
室内放熱器かえり水温度であるから、４０′Ｃ程度であ
り、凝縮温度がＦり過き”る危険があるため、凝縮熱を
十分に利用することができない。

この貯湯槽内の液を給湯のために直接使うことができな
いから、この貯湯槽の中に熱交換器５１を入れねばなら
ず、この方法では高い出湯温度は期待できない。又一方
この熱交換器に流入する市水温度が十分低くても、貯湯
槽最低温度部位の温度はあまり下がらないか、或いは非
常に大きな熱交換器を設けることにより市水温度近くま
で下げえたとすると、逆に吸収器に帰る水温が低くなり
すぎて、蒸発器における冷媒の蒸発温度が低くなりすき
て結氷する危険が増大する。

又いずれにしても、貯湯槽低温度部位の温度が下るのは
、給湯を使用している時のみで、本実施例のごとく凝縮
器を低温の市水を充した第１の集熱槽に設けた場合と比
較すると、凝縮熱を十分に利用することができない欠点
を持っている。

以上詳しく述べてきたごとぐ、本発明は、吸収式ヒート
ポンプの熱出力は凝縮器と吸収器の２ケ所あり、凝縮器
は低い温度で冷却されることは問題はないが、えられる
温度はたかだか４０’Ｃ程度であり、−力吸収熱は６０
℃程度であるが、吸収器に帰す水温があまり低いことは
蒸発温度を下げすぎてよくない点に鑑み、凝縮器と熱交
換する第１の貯浅槽と、吸収器の冷却液を蓄え前記第１
の貯湯槽からの湯と熱交換する熱交換器を有する第２の
貯液槽を設けることにより、吸収式ヒートポンプの特性
を生かしてその熱出力をもつとも有効に利用しうる寿嚇
半鰯ｉ（ｉつである。

【図面の簡単な説明】 第１図は吸収式ヒートポンプの原理説明図、第２図およ
び第３図は従来の吸収式ヒートポンプ装置における熱出
力取出の構成図、第４図は本発明の一実施例のヒートポ
ンプ装置の構成図である。 ３９・・・・・・発生器、４１・・・・・・吸収器、４
７・・・・・・貯液槽、６１　・・・・・・熱交換器、
６７・・・・・・給湯用貯湯槽、５８・・・・・・凝縮
器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１１
図 ＷＡ２１！！ ２θ ｗ４３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　少くとも発生器、凝縮器、蒸発器および液体
   冷却の吸収器より成る吸収式ヒートポンプサイクルを形
   成し、２種類の貯液槽を設け、第１の貯液槽は前記凝縮
   器を冷却する液体を貯溜することにより蓄熱を行い、第
   ２貯液槽は前記吸収器を冷却する液体を貯溜することに
   より、それぞれの熱出力を別々に蓄熱することを特徴と
   する吸収式ヒートポンプ装置。
2. （２）　　ＦＩＩＪ　記吸収式ヒートポンプ装置におい
   て、前記第２の貯液槽に熱交換器を設け、第１の貯液槽
   の液を前記熱交換器を通して取りぬＡミヒ乏翳虫見すら
   特許請求の範囲第１項に記載の吸収式ヒートポンプ装置
   。
3. （３）　　前記凝縮器を冷却し、第１の貯液槽に蓄えら
   れる液体は給湯用供給水である特許請求の範囲第２項記
   載の吸収式ヒートポンプ装置。