JPS5849871A - 吸収式ヒ−トポンプ - 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】 本発明は高温水と冷水とを同時に生成することが可能な
ハイブリット０型吸収式ヒートポンプに関するものであ
る。

従来吸収冷凍サイクルにおいて冷房と同時に温水を得た
い場合は、例えば発生器において発生する蒸気の熱を利
用しての温水の生成を凝縮器や別途の専用温水熱交換器
などで行なわれていたが発生器での溶液加熱の熱源とし
て温水あるいは蒸気などを用いる場合、得られる温水の
温度は熱源温水あるいは蒸気などの温度よりも低り、４
Ｉに最近省エネルギー上、公害肪止上問題になっている
発電所の温排水などの比較的低温の熱源温水を従来の吸
収式ヒートポンプに用いる場合には得られる温水の温度
が低く利用価値がないものであった。

これを解決するために、中間圧の発生器と凝縮器の高圧
側に吸収器と蒸発器を含むヒート／ンプサイクル、低圧
側に徴収器と蒸発器を含む冷凍サイクルを備え比較的低
温の熱源温水を用いて熱源温水より高温水の生成と、冷
−水より低温の冷水の生成とを同時に行なうことができ
かつ一体構成で構造が極めて簡単なハイブリッド型吸収
式ヒートポンプが考えられているが、本発明はその改良
に係わるものである。

即ち１本発明の改良前のものの例をｓ１図に示して説明
すれば、Ｇは発生器、Ｃは凝縮器で発生器Ｇの方が僅か
に高いがほぼ同圧（これを中間圧と称す）に保たれてい
る。Ａ１は高圧段吸収器。

ｍｙは高圧段蒸発器であり中間圧より高圧、ム息、　　
は低圧段吸収器、Ｈｚは低圧段蒸発器であり中間圧より
低圧となっている。溶液側サイクルについては低圧段吸
収器ム１はｓｉｉポンプｌ、中間濃度溶液管３を経て高
圧段吸収器ムｌと接続し、高圧段吸収器ムＩは稀溶液管
３．弁４を経て発生器Ｇと接続し１発生器Ｉｔ濃溶液管
ｉ、弁６を経て低圧吸収器ムＬに接続している。冷媒側
サイクルについては、低圧蒸発器ＥＬは冷媒ポンプフ、
冷媒管Ｓ、弁１．１０を経て高圧蒸発器Ｅ１に接続して
いる。また低圧段蒸発器Ｈｚ内の冷媒液を循環（しめる
ために弁１１を有する分岐管１１が冷媒管８に接続して
いる。凝縮器Ｃと低圧蒸発器Ｋｇとは減圧弁ｚ９、戻り
管３Ｇにより接続している。

溶液側と冷媒側とを接続するものとして高圧段吸収器Ａ
Ｉと高圧段蒸発器ｇｚとを接続する蒸気管ｍｓ１発生器
Ｇと凝縮器Ｃとを接続する蒸気管１４、低圧段吸収器Ａ
ｇと低圧段蒸発器に＆とを接続する蒸気管ＩＩｓとが備
えられている。外部との熱の受授の関係としては熱源と
しての温水管１６゜１？がそれぞれ発生器Ｇ、高圧段蒸
発器’Ｅｘに装備されており、温水管１６の入口部１８
には弁ｌ嘗を有し三方弁！ＩＯへの分岐を有する入口管
３１が接続され出口部雪゛３は三方弁３ｏと接続し、三
方弁型・は他の三方弁３ｓと連絡管３４により接続して
いる。三方弁３３の一つの口は温水管１丁の入口部冨６
に、他の口は出口部３丁に連なる出口管ｓｉＩに接続し
てさらに熱交換器Ｘｓに接続している。凝縮器Ｃと低圧
段吸収器ム息には冷却水を通ずる冷却水管８１．Ｓ！が
装備されている。冷却水管ｓｌの出口は熱交換器Ｘｒに
接続している。

高圧段吸収器ムｌには所要の高温水を得るための高温水
管ｓ３が、低圧段蒸発器Ｅｘには所要の冷水を得るため
の冷水管３４か装備されている。制御関係としては高温
水関係としては高温水管３３の出口に温度検出器３ｆ１
が備えられ三方弁３３と信号切換ａＳＳを経て弁３・を
制御する。冷水管３４の出口には温度検出器３６が設け
られ、信号切換器３１を経て三方弁ｓＯを制御する。３
丁。

３８は液面検出針でそれぞれ弁１０あるいは弁６を制御
する。熱交換器Ｘｓ、Ｘｙにより冷媒が加熱され熱の有
効利用をはかり効率が増大する。

本従来例の作用、効果を説明するに、熱源温水の系統は
、外部から例えば発電所の排温水が入口管ｓ１に供給さ
れ弁１９は開き、三方弁３・は入ｑ管冨１儒は閉じ出口
部Ｓ雪と連絡管３４とが連通ずる状態に置かれ、弁３番
は閉じ、三方弁ｓ３は連絡管ｚ４と入口部＝６とが連通
ずる状態に置かれ、熱源温水は温水管１県、連絡管３４
．温水管ｌテを経て出口１雪８より外部に排出されてい
る。勿論、温水管１６，１丁には直列でなく並列に温水
を通水することあるいは別個の温水源から別々に通水す
ることも可能である。低圧段蒸発器Ｎｘの冷媒液は冷媒
ポンプフにより冷媒管８．弁１．１・を経て高圧段蒸発
器Ｅ１に入り温水管１７の温水により加熱されて蒸発し
蒸気管１３を経て高圧段吸収器ムｌに入る。一方低圧段
吸収器ム２から中間濃度溶液は溶ｔポンプｌ、中間濃［
８液管３を通り低圧段および高圧段熱交換器ｘＬおよび
Ｘｔを経て加熱され高圧段吸収器ＡＩに入り前述の冷媒
蒸気を吸収する。この際吸収熱により沸点上昇に相当す
る温度まで溶液が加熱され高温水管ｓ３を加熱し、熱源
温水より高い温度の高温水を得ることができる。冷媒を
吸収して希薄となった稀＃１１［は稀溶液管３、弁を経
て発生器Ｇに入り、温水管！−の温水により加熱されて
蒸気を発生し濃縮され、濃溶液は濃＃１１［管ｉ、弁６
を経て低圧段吸収器ムＬに入り冷却水管ＳＸの冷却水に
冷やされ再び溶液ポンプ１にて送られサイクルを繰り返
す。

一方発生器Ｇにて発生した雫皺−気は蒸気管１４を経て
凝縮器Ｃに達し冷却水管３１の冷却源により冷やされて
凝縮し戻り管３０減圧弁２嘗を経て低圧段蒸発器ＩＢｇ
に入り冷水管３４の冷水の熱により一部蒸発しその蒸気
は、蒸気管１ｌ１１を経て低圧段吸収器ム２に入り溶液
に吸収される。冷水管ｓ４内の冷水は冷媒蒸発により熱
を奪われて低温となり、出口からは冷却水より低温の冷
水を得ることができる。冷媒ポンプ７により送られる冷
媒のうち一部は分岐管ｌ雪に入り再び低圧段蒸発器に＆
に戻り蒸発が促進される。負荷の変動その他の熱的変動
があった場合は出力端に設けられた温度検出器３Ｇ、３
・により検知し、三方弁３ｏ。

３３を操作し温水管ｍｌ、１丁を通る熱源温水を制御し
高温水および冷水の温度を所要の値に保つようになって
いる。

しかし、上記の如き、第１図で示される従来のものの例
においては、凝縮器Ｃで凝縮した冷媒液を低圧段蒸発器
Ｅｌに送り、ここから必要個所に分配していたが、この
低圧段蒸発器Ｅ１は冷媒の温度しはルが冷媒サイクル中
で最も低く、冷媒液にとっては蛾も低エネルギーの個所
である。このため、凝縮器Ｃから低圧段蒸発器ｖ、ｚに
冷媒液を送る＝、まずそれ自身の液温を下げ低エネルギ
ー状態となるためフラッシュして冷媒蒸気を発生シ。

低圧段吸収器Ａｘの負荷を増大している。この低温とな
った冷媒液は一ンプで高圧段蒸発器Ｈｚという高い温度
のエネルギー状態を要求される個所に揚液されるので、
予熱することが好ましい、しかし他の熱源により加熱す
ると、その分が損失となるので、これを防ぐために、第
１図の如く熱交換器Ｘｉ、Ｘｒを用いて系内からの排熱
な回収する方法も見られる。しかし、加熱側の温度が低
いため、熱交換器が大；・型にな°るか、或いは十分な
予熱を行なうことが困難であった。また、発生器Ｇから
の過熱冷媒は高温の溶液中から分離されるためかなり高
温の状態で凝縮器Ｃに導かれ、そのまま凝縮器Ｃの冷却
水に捨られている。

従来のものは上記の如き欠点を有するものであるが、本
発明は、発生器からの高温の過熱冷媒蒸気と、凝縮器か
ら高圧１１１Ａ発器に送る冷媒液と熱交換すること、或
いは低圧側蒸発器から高圧側蒸発器に送る冷媒液と熱交
換することにより、従来の方法の上記の欠点を除き、凝
縮器に放熱される熱をできるだけ回収し、冷媒液の予熱
に利用することができ、かつ加熱側が高温なので小さな
熱交換器で有効な予熱が行なえるハイブリッド型吸収式
ヒートポンプを提供することも目的とするものである。

本発明は、吸収器、発生器、蒸発器、凝縮器。

稀濃溶液熱交換器およびこれらを接続する流体径路を有
し１発生器と凝縮器とを中間圧に保ち、これより高圧に
保持された少くとも一段の吸収器および蒸発器を備え、
かつ上記中間圧より低圧に保持された少くとも一段の吸
収器および蒸発器を備え１発生器と高圧段蒸発器に熱源
として温水などの加熱媒体を導びき、凝縮器と低圧段吸
収器に冷却水などの冷却媒体を導びき、前記熱源よりも
高温の高温水などの熱エネルギー源の生成と、冷却水な
どの冷却媒体よりも低温の冷水などの冷熱源の生成とを
同時に又は必要に応じて何れか一方の生成を行なうこと
ができるようにしたハイブリッド型吸収式ヒートポンプ
において、前記発生器から前記凝縮器内までに至る冷媒
径路の冷媒と、前記高圧段蒸発器へ導かれる冷媒との間
の熱交換を行なう熱交換器を設けたことを特徴とするハ
イブリッド型吸収式ヒートポンプである。

本発明を実施例につき図面を用いて説明すれば。

ＩＲＺ図に示す例はおおむね第１図と同様な構成であり
、同一符号の部分は同一の名称、構成、機能。

を有するものであるが、＃縮器Ｃからの冷媒液は、冷媒
ポンプ３瞥により冷媒管８を経て直接高圧段蒸発器ＫＷ
に送られる分と、重力及び圧力差により低圧段蒸発器１
Ｋに送られる分とに分けられ。

冷媒ポンプ３１の流量制御、弁嘗又は１（１の流量制御
により、高圧段蒸発器Ｈｚと低圧段蒸発器ＫＡへの冷媒
液の分配の割合を変化せしめて、蒸発器におけるフラッ
シュ損失を最小に抑えることができる。

また、凝縮器Ｃから冷１１にポンプｓ９により高圧１Ｉ
Ｉｓ発器Ｅｘに供給される冷等液は発生ｉＩＧから凝縮
＠Ｃへ供給される高温の過熱冷媒蒸気と熱交換器４４に
て熱交換を行ない熱回収が行なわれ。

冷却水に無駄に捨てられる排熱が回収され熱り率の向上
がはかれる。この蒸気は高温なので熱交換器４４は小型
となり、有効な熱回収が行なわれる。

１１１３図は冷媒サイクルのみ模型化しそ示したもので
ある。

第４図は別の実施例を示し、１１３図における熱交換器
４４が凝縮器Ｃ内に設けられたものである。

第５図は別の実施例な示し、低圧段蒸発器Ｎｘから高圧
段蒸発＠　Ｉ　ＩＦに所要量の冷媒液を冷＃ｌＩンプ１
で配分しているものであり、熱交換器４４のほかに熱交
換器４番を用いて排熱を回収して一他の熱源を用いるこ
とな（冷媒を予熱することができ、熱着率の向上がはか
れる。この冷媒ポンプは°、冷媒液を蒸発器チューブ上
に均一に散布するためのスプレーポンプと兼用してもよ
い。

ｓ６図は別の実施例で、第５図における熱交換＠４４が
凝ＳａＣの中に設けられたものである。

上述の例につ（・て高圧段蒸発器Ｅ１又は低圧段蒸発器
Ｅｌ何れの場合でもチューブの伝熱向上のために必要に
応じてｓｌ図の如（スプレー用の冷媒ボンプフ及びスプ
レー１番・を設けて冷媒液を循環せしめてスプレーを行
なうことができる。

本発明により、他の熱源のエネルギーを必要とせず、凝
縮器にて無駄に捨てられる熱エネルギーを有効に１収し
、かつ熱交換器を小型にすること　、ができ、運転効率
のよいハイプリツｒＩｉ吸収式ヒ−）／ンプを提供する
ことができ、実用上、省エネルギー上極めて大なる効果
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

１４１図は従来のものの例のフローシート、第２図は本
発明の実施例のフローシート、ｓ３図ないし１８７図は
本発明のそれぞれ異なる実施例の冷媒サイクルのフロー
シートである。 Ｇ・−・・・・発生器、Ｃ−・・・・・凝縮器、ムト・
・・・・高圧段吸収器、ム凰・・・・・・低圧段吸収器
、ｉｃｙ・・・・・・高圧段蒸発器、Ｉｎ・・・・・・
低圧段蒸発器、　ＸＭ　−−−−−−高圧段熱交換器Ｓ
　Ｘ　Ａ　１１１１＊・−低圧段熱交換器、ｌ・・・・
Ｓ液ポンプ、３・−・・中間濃１！１１１１管、３・・
・・・・稀ｓｉｉ管。 ４、＃、Ｉ、１０，１１，１１−−−−−−弁、　ＩＩ
＋７１１”１１濃溶液管、マ、＄９・・・・・・冷媒ポ
ンプ、８，４０．４１゜４１−−−−−−冷媒管、１１
−・・・・分岐管、１１，１４゜ＩＢ−・・・・・蒸気
管、ｌ・、１丁・・・・・・温水管、ｌ＄。 １　＠’　−−−−−７人口部、ｔｏ、５ｓ−−−−−
三方弁、１１−・・・・・入口管、１３．３７・・・・
・・出口部１．１．４−・・・・・連絡管、’、”ｓ　
ｇ−−−−−−出口管、３會・・・・・・減圧弁、３・
・・・・−戻り管、Ｓｌ、Ｓｌ・・・・・・冷却水管、
３３・・・・・・高温−水管、３４・・・・・・冷水管
、ｓｓ’、’ｍｓ−・・・軸装置検出器、３丁、ｓ＄・
・・・・・液面検出針、ｓｌ・・・−・・冷媒ポンプ、
４４，４−１・・・・・・熱交換器、４６・・・・・・
スプレー管。 特許出願人　　株式会社荏原製作所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　　ＷＬ駅ｉＩ１発生器、蒸発器、凝縮器、稀−溶液
   熱交換器およびこれらを接続する流体径路を有し１発生
   器と１ＩＩＩｊＡ器とを中間圧に保ち。 これより高圧に保持された少くとも一段の吸収器および
   蒸発器を備え、かつ上記中間圧より低圧に保持された少
   くとも一段の吸収器および蒸発器を備え、発生器と高圧
   段蒸発器に熱源として温水などの加熱媒体を導びき、凝
   縮器と低圧段吸収器に冷却水などの冷却媒体を導びき、
   前記熱源よりも高温の高温水などの熱エネルギー源の生
   成と、冷却水などの冷却媒体よりも低温の冷水などの冷
   熱源の生成とを同時に又は必要に応じて何れか一方の生
   成を行なうことができるようにしたハイプリツ）＠型吸
   収式ヒートポンプにおいて。 前記発生器から前記凝縮器内までに至る冷媒径路の冷媒
   と、前記高圧段蒸発器へ導かれる冷媒との間の熱交換を
   行なう熱交換器を設けたことを特徴とするハイブリット
   °型吸収式％式％