JPS5849781B2 - 吸収式ヒ−トポンプ - Google Patents

吸収式ヒ−トポンプ

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JPS5849781B2
JPS5849781B2 JP55030286A JP3028680A JPS5849781B2 JP S5849781 B2 JPS5849781 B2 JP S5849781B2 JP 55030286 A JP55030286 A JP 55030286A JP 3028680 A JP3028680 A JP 3028680A JP S5849781 B2 JPS5849781 B2 JP S5849781B2
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JP
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heat
absorber
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absorption
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JP55030286A
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米造 井汲
淳夫 吹野
英行 渡辺
忠男 島田
宏義 日下部
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/02Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/006Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the sorption type system
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
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    • Y02B30/62Absorption based systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸収式ヒートポンプ、詳しくは基本型式の第2
種ヒートポンプを二段にして第1段目および第2段目の
ヒートポンプサイクルを作動させ、基本型式のヒートポ
ンプよりさらに高温の温水が取得されるようにした第2
種吸収式ヒートポンプに関する。
吸収式ヒートポンプは第1種ヒートポンプと第2種ヒー
トポンプに分類されるが、そのうちの第2種ヒートポン
プは吸収温度が発生温度より高く、また冷媒の蒸発温度
が凝縮温度より高いタイプのものであって、温排水など
の低温熱源から汲み上げた熱で冷媒を蒸発させ、この冷
媒蒸気を吸収液に吸収させるときに発生する吸収熱によ
り高温の温水を取得する装置である。
その第2種吸収式ヒートポンプの基本的型式は、例えば
第1図に示すように、上胴1に蒸発器2および吸収器3
が収められ、下胴4に発生器5および凝縮器6が収めら
れ、効率をよくするため発生器5と吸収器3の間に熱交
換器1が設けられ、さらに吸収液ポンプ8および冷媒ポ
ンプ9が付設され、蒸発器2内の液化冷媒を再循環させ
るための冷媒再循環ポンプ13とその接続配管が付設さ
れ、蒸発器2の加熱熱源および発生器5の駆動熱源とし
て温排水10が、凝縮器6の吸熱熱源として冷却水11
がそれぞれ用いられており、吸収器3から温水12が取
得されるようになっている。
冷媒・吸収液には例えば水および臭化リチウム水溶液が
用いられる。
第2種ヒートポンプの作動サイクルはつぎのとおりであ
る。
即ち、熱源となる温排水10は蒸発器2に導かれ、温排
水の有する熱を冷媒に与える。
この熱によって蒸発器2において蒸発した冷媒蒸気は吸
収器3内において吸収液に吸収される。
この吸収プロセスで発生する熱量は吸収器3を通る水を
加熱するので温水12が得られる。
冷媒蒸気を吸収して稀釈された吸収液は熱交換器7を経
て発生器5に送られる。
その吸収液は発生器5において熱源となる温排水10に
よって加熱され沸騰し濃縮される。
濃縮された吸収液は吸収液ポンプ8によって熱交換器7
を通って吸収器3からの高温稀釈液と熱交換後吸収器3
にはいり吸収を繰返す。
発生器5において発生した冷媒蒸気は凝縮器6に導かれ
、冷却水11によって冷却され凝縮する。
液化冷媒は冷媒ポンプ9によって蒸発器2に送られる。
蒸発器2内の液化冷媒は冷媒再循環ポンプ13によって
再循環される。
このようにして温排水と冷却水との間の熱落差を利用す
ることによって吸収器で温水をさらに高温にして送り出
すのである。
その基本型式の吸収式ヒートポンプにおいては、例えば
温排水10の入口温度60℃、出口温度55℃で冷却水
11の入口温度15℃、出口温度20℃のときには吸収
器3から取得できる温水12は約80℃〜90℃である
が、その温排水および冷却水の温度条件を前述のとおり
とし吸収器3から取得される温水12をより高温にする
ためには、上述の基本型式の吸収式ヒートポンプを第2
図の如く2台連設して一方を第1段目20、他方を第2
段目21とすることによって可能となる。
第2図には第1図と共通のものには同一参照番号を用い
、その番号に第1段目にはa、第2段目にはbを付して
いる。
第1段目ヒートポンプ20においては温排水10の温度
は60℃→55℃、冷却水11の温度は15℃→20℃
、取得温水12の温度は80℃であるが、第2段目ヒー
トポンプ21においては第1段目からの80℃の温水1
2を蒸発器2bおよび発生器5bに導き、冷却水11の
温度を15℃→20℃とすれば吸収器3bから100℃
の高温水または蒸気22が取得される。
第2図には基本型式の吸収式ヒートポンプを2台連設し
たものを示したが、,3台以上連設してさらに高温のも
のを取得するようにすることもできる。
しかしながら、前述のように基本型式の吸収式ヒートポ
ンプを2台連設することは可能であるが、機械が大型と
なり、当然コストも高くなるという問題があった。
本発明は、前述の基本型式の吸収式ヒートポンプを2台
連設したものと同様の性能を有するコンパクトな吸収式
ヒートポンプを提供しようとするものである。
本発明による吸収式ヒートポンプは、上胴内に第1段吸
収器および第2段吸収器を収めるとともに第1段、第2
段共用の蒸発器を収め、下胴内に第1段発生器および第
2段発生器を収めるとともに第1段、第2段共用の凝縮
器を収め、蒸発器および第1段発生器を加熱するのに温
排水を、凝縮器を冷却するのに冷却水を、第2段発生器
に熱を伝えるのに第1段吸収器によって昇温された温水
をそれぞれ用い、第1段目および第2段目の二つのヒー
トポンプサイクルが作動して第2段吸収器から高温水が
取得されるようにしたものである。
本発明による吸収式ヒートポンプの実施例について図面
を参照して説明する。
第3図には第1図および第2図と共通のものには同一参
照番号を用い、その番号に第1段目にはa1第2段目に
はbを付している。
第3図において、上胴1内に第1段吸収器3a、第2段
吸収器3bおよび第1段、第2段共用の蒸発器30が収
められ、下胴4内に第1段発生器5as第2段発生器5
bおよび第1段、第2段共用の凝縮器31が収められて
いる。
外部の接続配管としては、蒸発器30の加熱熱源および
第1段発生器5aの駆動熱源として温排水10が流入流
出するようにされ、凝縮器31の吸熱熱源として冷却水
11が流入流出するようにされ、第2段発生器5bの駆
動熱源として第1段吸収器3aによって昇温された温水
が流入流出するようにされ、高温水または蒸気22を第
2段吸収器3bから取出すように温水が流入流出するよ
うにされている。
また第1段発生器5aと第1段吸収器3aの間、および
第2段発生器5bと第2段吸収器3bの間にそれぞれ効
率をよくするための熱交換器7 a t7bが設けられ
、さらに第1段目および第2段目に吸収液ポ8a ,a
bが付設され、凝縮器31に冷媒ポンプ9が付設され、
第l段吸収器3aに温水ポンプ32が付設され、蒸発器
30内の液化冷媒を伝熱管上に強制的に滴下させるため
冷媒再循環ポンプ13とその接続配管が付設されている
この吸収式ヒートポンプのヒートポンプサイクルについ
て説明する。
下胴4で発生した冷媒蒸気は凝縮器31にて凝縮されて
液冷媒となり、冷媒ポンプ9により蒸発器30へ送られ
る。
つぎに吸収液は第1段目のサイクルと第2段目のサイク
ルの二つに分けられるが、第1段目のサイクルでは吸収
液が第1段発生器5aにおいて温排水10により加熱さ
れ濃液となって吸収液ポンプ8aにより第1段吸収器3
aへ送られ、第1段吸収器3aにおいて蒸発器30で蒸
発した冷媒を吸収し、そのときの吸収熱を管内を流れる
流体に伝える。
つぎに第2段目のサイクルでは吸収液が第2段発生器5
bにおいて第1段吸収器3aからの温水12により加熱
された濃液となって吸収液ポンプ8bにより第2段吸収
器3bへ導かれ、蒸発器30から来る冷媒を吸収し、こ
のときに生ずる吸収熱により第2段吸収器3b内を流れ
る温水22を加熱する。
温水を加熱した冷媒を吸収して薄くなった吸収液は第2
段発生器5bに戻り、再び加熱されて濃液となり同じサ
イクルを繰返す。
第4図は本発明による吸収式ヒートポンプの作動サイク
ルをデューリング線図上に描いたものである。
図において、Aは第1段目の吸収液の循環サイクル、B
は第2段目の吸収液の循環サイクル、Cは冷媒の循環サ
イクル、t1は蒸発器30において温排水10により加
熱され冷媒が蒸発する温度、’−t2aは第1段吸収器
3aにおいて吸収液が吸収を完了した点における温度、
t3は凝縮器31において冷媒蒸気が凝縮する温度、t
4aは第1段発生器5aにおいて吸収液が沸騰濃縮を完
了した点における温度、t2bは第2段吸収器3bにお
いて吸収液が吸収を完了した点における温度、t,bは
第2段発生器5bにおいて吸収液が沸騰濃縮を完了した
点における温度、PAは上胴内の圧力、PCは下胴内の
圧力であり、第1段目の吸収液サイクルAにおいてa−
a−1)は吸収器における吸収、b−1− cは稀溶液
と濃溶液との熱交換における稀溶液側の状態変化、C
−a− dは発生器における沸騰濃縮、d −a− 2
1は熱交換b−a− (に対応する濃溶液側の状態変化
を示している。
第2段目の吸収液サイクルBはサイクルAと同様に作動
する。
本発明による吸収式ヒートポンプは、第2図に示すよう
な4つの胴が第3図に示すように2つに減らされるので
小形軽量にし製作コストを低減することができ、また第
1段吸収器の熱を第2段発生器へ送る熱媒は真空系内に
ないため熱媒として温水等を利用する場合はポンプのコ
ストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は基本型式の第2種ヒートポンプの線図式説明図
、第2図は第1図の基本型式の第2種ヒートポンプを2
段に連設したヒートポンプの線図式説明図、第3図は本
発明による吸収式ヒートポンプの実施例の線図式説明図
、第4図は本発明による吸収式ヒートポンプのデューリ
ング線図の概要である。 A・・・・・・低温側吸収液の循環サイクル、B・・・
・・・高温側吸収液の循環サイクル、C・・・・・・冷
媒のサイクル、t・・・・・・温度、P・・・・・・圧
力、1・・・・・・上B# 2・・・・・・蒸発器、
3・・・・・・吸収器、4・・・・・・下胴、5・・・
・・・発生器、6・・・・・・凝縮器、7・・・・・・
熱交換器、8・・・・・・吸収液ポンプ、9・・・・・
・冷媒ポンプ、10・・・・・・温排水、11・・・・
・・冷却水、12・・・・・・温水、13・・・・・・
冷媒再循環ポンプ、20・・・・・・第1段目ヒートポ
ンプ、21・・・・・・第2段目ヒートポンプ、22・
・・・・・高温水または蒸気、30・・・・・・蒸発器
、31・・・・・・凝縮器、32・・・・・・温水ポン
プ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 上胴内に第1段吸収器および第2段吸収器を収める
    とともに第1段、第2段共用の蒸発器を収め、下胴内に
    第1段発生器および第2段発生器を収めるとともに第1
    段、第2段共用の凝縮器を収め、前記蒸発器および前記
    第1段発生器を加熱するのに温排水を、前記凝縮器を冷
    却するのに冷却水を、前記第2段発生器に熱を伝えるの
    に前記第1段吸収器によって昇温された温水をそれぞれ
    用い、第1段目および第2段目の二つのヒートポンプサ
    イクルが作動して前記第2段吸収器から高温水が取得さ
    れるようにしたことを特徴とする吸収式ヒートポンプ。
JP55030286A 1980-03-12 1980-03-12 吸収式ヒ−トポンプ Expired JPS5849781B2 (ja)

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US06/134,451 US4307577A (en) 1980-03-12 1980-03-27 Air conditioning system making use of waste heat

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JPS56127158A JPS56127158A (en) 1981-10-05
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