JPS60233473A - 吸収ヒ−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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸収ヒートポンプに関し、詳しくは、再生器か
ら吸収器に向かう濃吸収液の濃度を高めると共に加熱用
吸収器で取得した高温の熱媒により蒸発器での冷媒蒸気
の温度を高め、吸収器での熱回収温度を高めるようにし
た吸収ヒートポンプに関する。これは、廃熱等の温度の
低い熱源を用いて廃熱源温度より高い温度の熱を取り出
すようにした吸収ヒートポンプの分野で利用されるもの
である。

〔従来技術〕

従来の吸収ヒートポンプとして第１図に示すような装置
がある。その作動を略述すると、蒸発器１内で冷媒液が
、外部から供給された廃熱により加熱されて冷媒蒸気と
なる。管路２を介して吸収器３に導入されたこの冷媒蒸
気は、再生器４から熱交換器５を介して導入されてきた
濃吸収液に吸収され、その際、凝縮潜熱が発生する。こ
の凝縮潜熱により温水用コイル６に供給された温水が加
熱され、高温水または飽和蒸気となって取り出されて熱
回収が行なわれる。一方、冷媒蒸気を吸収した稀吸収液
は、熱交換器５で再生器４から吸収器３に向かう濃吸収
液を加熱した後、圧力の低い再生器４の液溜り４ａに流
れ込む。再生器４では、外部から熱源用コイル７に供給
された廃熱が、稀吸収液を加熱して冷媒蒸気を発生させ
ると共に稀吸収液を濃吸収液に再生する。管路８を介し
て冷媒蒸気が導入される中間吸収器９内では、冷却水用
コイル１０に冷却水が供給される一方、ポンプ１１によ
り中間再生器１２から濃吸収液管路１３を介して移送さ
れてきた濃吸収液が、散布装置１４により散布される。

その結果、濃吸収液は冷却水用コイル１０の表面で冷却
されながら冷媒蒸気を吸収するので、中間吸収器９の内
部圧力は低下する。この中間吸収器９には管路８で再生
器４が連通されているので、その中の圧力も低下してそ
の圧力に対する飽和温度も低下する。したがって、再生
器４では供給される熱源が比較的低（でも充分冷媒蒸気
を発生させることができるようになる。

また、中間吸収器９で冷媒蒸気を吸収した濃吸収液は、
稀吸収液となって稀吸収液管路１５を介して熱交換器１
６で前述の濃吸収液管路１３内を移送される濃吸収液に
よって加熱され、中間再生器１２の液溜り１２ａに流れ
込む。この稀吸収液は中間再生器１２内で外部から熱源
用コイル１７を介して供給される廃熱により加熱され、
その一部は冷媒蒸気となって管路１８を流過して凝縮器
１９に導入される。この冷媒蒸気は、外部から冷却水用
コイル２０に導入された冷却水により冷却されて冷媒液
となり、ポンプ２１によって管路２２を介して蒸発器ｌ
の液溜り１ａに移送される。液溜り１ａの冷媒液は散布
装置２３により散布され、上述の作動が繰り返される。

このような吸収ヒートポンプでは、再生器の圧力を低下
させることができるので、低い熱源で冷媒蒸気の発生を
助長させることができ、その結果、再生器の濃吸収液の
濃度を高めることが可能となって吸収器での取り出し温
度を高めることができる。ところで、この取り出し温度
を高めるには、吸収器に導入される再生器からの濃吸収
液の濃度を高めることによって可能となるほかに、吸収
器に導入される蒸発器からの冷媒蒸気の温度を高めるこ
とによっても可能となる。したがって、両者を兼ね備え
ると一層吸収器での取り出し温度を高めることができる
。このように吸収器での取り出し温度を高めることは熱
の利用用途が大幅に拡大できるので、上述の例のように
濃吸収液の濃度を高めることに加えて、冷媒蒸気の温度
を高めることも要望される。

〔発明の目的〕

本発明は上述の要望に応えるためになされたもので、蒸
発器での冷媒蒸気の温度を高め、しかも、その温度の向
上に利用される熱源を有効な熱サイクルの応用で達成さ
せることのできる吸収し一トポンプを提供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

本発明の特徴とするところを図面を参照して説明する。

第１の発明は、第２図に示すよ・うに、凝縮器１９で凝
縮した冷媒液を蒸発させる蒸発器１と、再生器４との間
で循環される吸収液により冷媒蒸気を吸収するときに生
じる凝縮潜熱を外部に取出す吸収器３と、再生器４で蒸
発した冷媒蒸気を濃吸収液管路４０を介して導入された
濃吸収液により吸収する中間吸収器９と、この中間吸収
器９で稀薄となった稀吸収液が稀吸収液管路４１を介し
て導入されると共に凝縮器１９に冷媒蒸気を導出し、濃
吸収液を濃吸収液管路４０に導出する中間再生器３５と
を備え、廃熱等の温度の低い熱源を用いて廃熱源温度よ
り高い温度の熱を取り出すようにした吸収ヒートポンプ
であって、凝縮器１９で凝縮した冷媒液の一部を廃熱等
の低温の熱で加熱して蒸発させる中間蒸発器２６と、こ
の中間蒸発器２６で蒸発した冷媒蒸気が導入され、中間
再生器３５で濃縮された濃吸収液が濃吸収液管路３４を
介して導入され、冷媒蒸気が濃吸収液に吸収されること
によって発生する高い温度の熱で加熱された熱媒を蒸発
器１に循環供給し、中濃吸収液を中潮吸収液管路３９を
介して中間再生器３５に供給する加熱用吸収器２７とを
有する吸収ヒートポンプとしたことである。

第２の発明は、第３図に示すように、凝縮器１９で凝縮
した冷媒液を蒸発させる蒸発器１と、再生器４との間で
循環される吸収液により冷媒蒸気を吸収するときに生じ
る凝縮潜熱を外部に取出す吸収器３と、再生器４で蒸発
した冷媒蒸気を濃吸収液管路４０を介して導入された濃
吸収液により吸収する中間吸収器９と、この中間吸収器
９で稀薄となった稀吸収液が稀吸収液管路４１を介して
導入されると共に凝縮器１９に冷媒蒸気を導出し、濃吸
収液を濃吸収液管路４０に導出する中間再生器３５とを
備え、廃熱等の温度の低い熱源を用いて廃熱源温度より
高い温度の熱を取り出すようにした吸収ヒートポンプで
あって、凝縮器１９で凝縮した冷媒液の一部を廃熱等の
低温の熱で加熱して蒸発させる中間蒸発器２６と、この
中間蒸発器２６で蒸発した冷媒蒸気が導入され、中間再
生器３５で濃縮された濃吸収液が濃吸収液管路３４を介
して導入され、冷媒蒸気が濃吸収液に吸収されることに
よって発生する高い温度の熱で加熱された熱媒を蒸発器
１に循環供給し、中濃吸収液を中潮吸収液管路３９を介
して中間再生器３５に供給する加熱用吸収器２７と、中
間再生器３５から加熱用吸収器２７への濃吸収液管路３
４と中潮吸収液管路３９との間で熱交換を行なわせる熱
交換器４８と、中間再生器３５から中間吸収器９への濃
吸収液管路４０と稀吸収液管路４１との間で熱交換を行
なわゼる熱交換器４９とを有する吸収ヒートポンプとし
たことである。

〔実施例〕

以下に本発明の吸収ヒートポンプを、その実施例を示す
図面に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例である吸収ヒートポンプ２４
の系統図を示す。これは、第１図で説明した吸収ヒート
ポンプ２５に中間蒸発器２６と加熱用吸収器２７とを付
加したものである。図中の中間蒸発器２６は、凝縮器１
９から蒸発器１に向かう冷媒液の管路２２の分岐点２２
Ａから枝路２８を、その先端が内部の液溜り２６ａの上
方近傍に突入した状態で有している。また、この中間蒸
発器２６には、液溜り２６ａの冷媒液を移送ポンプ２９
で移送してその内部で散布させるための散布装置３０が
内蔵されている。さらに、散布された冷媒液を加熱して
冷媒蒸気を発生させる熱源用コイル３１もその内部に備
えられている。その冷媒蒸気を加熱用吸収器２７に導入
する冷媒蒸気管路３２が中間蒸発器２６の上部に設けら
れ、その他端は加熱用吸収器２７の上部に連結されてい
る。

この加熱用吸収器２７には、移送ポンプ３３により濃吸
収液管路３４を介して移送されてきた中間再生器３５の
濃吸収液を、その内部で散布する散布装置３６が備えら
れている。散布された濃吸収液は、導入された冷媒蒸気
を吸収して凝縮潜熱を発生するようになっている。この
発生した凝縮潜熱を吸収する熱媒が循環する循環供給路
３７の一端部３７Ａが加熱用吸収器２７の内部に装着さ
れ、その他端部３７Ｂは蒸発器１の内部に設けられてい
る。なお、この循環供給路３７には熱媒を循環させる循
環ポンプ３８が介在されている。さらに、加熱用吸収器
２７の液溜り２７ａに貯留する中潮吸収液を、中間再生
器３５の液溜り３５ａに流入させる中潮吸収液管路３９
が設けられ、その先端は液溜り３５ａの上方近傍に設け
られている。また、前述の濃吸収液管路３４における分
岐点３４Ａから別の濃吸収液管路４０が設けられ、その
先端は中間吸収器９に内蔵されている散布装置１４に接
続されている。中間吸収器９の液溜り９ａに貯留する稀
吸収液が中間再生器３５の液溜り３５ａに流過するため
の稀吸収液管路４１が中間吸収器９の底部に連結され、
その他端は前述の中潮吸収液管路３９の分岐点３９Ａに
接続されている。

このような構成によれば、次のように作動させることが
できる。

まず、蒸発器１の液溜り１ａに貯留する冷媒液は、ポン
プ４２により散布装置４３に移送され散布される。この
とき、循環供給路３７の他端部３７Ｂを流過する高温の
熱媒に散布された冷媒液が加熱され高温の冷媒蒸気とな
る。この冷媒蒸気が管路２より吸収器３に導入される一
方、吸収器３内では、低圧の再生器４からポンプ４４に
より濃吸収液管路４５を介して移送されてきた濃吸収液
が散布装置４６に散布され、導入された冷媒蒸気が吸収
されて凝縮潜熱が発生する。凝縮潜熱は温水用コイル６
内の温水に吸収され、温水は高温となって高温水あるい
は飽和蒸気となり取り出される。冷媒蒸気を吸収した濃
吸収液は稀吸収液となり低圧の再生器４に流入する途中
、熱交換器５で前述の低圧の再生器４における飽和温度
に相当する低温の濃吸収液を加熱して再生器４の液溜り
４ａに流れ込む。熱交換器５で加熱された濃吸収液は再
生器４より高圧の吸収器３の飽和温度近くまで加熱され
て吸収器３内で散布され、前述したように冷媒蒸気を吸
収する。その結果、発生する凝縮潜熱は、濃吸収液の温
度が吸収器３の飽和温度近くまで達しているので、濃吸
収液の温度を高めるために殆ど使われることなく供給さ
れた温水の温度を高めるために利用される。ところで、
再生器４に流入された稀吸収液は、液溜り４ａに貯留さ
れると共に外部から供給される廃熱により熱源用コイル
７を介して加熱される。その一部は冷媒蒸気として管路
８を介して中間吸収器９に導入され、残部は冷媒蒸気に
なった分だけ濃度が濃くなって濃吸収液として液溜り４
ａに溜る。中間吸収器９に導入された冷媒蒸気は、冷却
水用コイル１０の表面で冷却されながら中間再生器３５
から濃吸収液管路３４、分岐点３４Ａ、濃吸収液管路４
０を介して移送されてくる濃吸収液に吸収される。

その結果、低温のもとて冷媒蒸気が濃吸収液に吸収され
るので、吸収能率は高まり中間吸収器９内の圧力は低下
し、再生器４の圧力も管路８を通して下がる。再生器４
内の圧力が低圧となるので、飽和温度は低下し、比較的
低い供給熱源で冷媒蒸気の発生が助長される。その結果
、液溜り４ａに貯留する濃吸収液の濃度は高くなる。と
ころで、中間吸収器９内で冷媒蒸気を吸収した濃吸収液
は、稀吸収液となり液溜り９ａに溜る。液溜り９ａの稀
吸収液は、稀吸収液管路４１を介して後述する加熱用吸
収器２７からの中潮吸収液と中濃吸収液管路３９の分岐
点３９Ａで合流し、低圧の中間再生器３５の液溜り３５
ａに流れ込む。液溜り３５ａでは、熱源用コイル１７を
通して供給される廃熱により吸収液は加熱され、一部は
冷媒蒸気となって管路１８より凝縮器１９へ導入され、
残部は濃吸収液となって液溜り３５ａに貯留される。凝
縮器１９に導入された冷媒蒸気は、冷却水用コイル２０
より供給される冷水に冷却され冷媒液となって液溜り１
９ａに溜る。冷媒液はポンプ４７により管路２２を介し
て蒸発器１の液溜り１ａに移送される途中で、その一部
は分岐点２２Ａで分流され、枝路２８より中間蒸発器２
６の液溜り２６ａに流れ込む。流れ込んだ冷媒液は移送
ポンプ２９により移送され散布装置３０により散布され
る。

このとき熱源用コイル３１に廃熱が供給されるので、こ
の廃熱によって冷媒液は加熱され冷媒蒸気となって、冷
媒蒸気管路３２より加熱用吸収器２７に導入される。加
熱用吸収器２７内では前述の中間再生器３５の濃吸収液
が、移送ポンプ３３により移送され散布装置３６より循
環供給路３７の一端部３７’Ａに向けて散布される。そ
の結果、濃吸収液は導入された冷媒蒸気を一端部３７Ａ
の表面で吸収し、凝縮潜熱を発生して循環供給路３７内
の熱媒を加熱する。加熱されて高温となった熱媒は、循
環ポンプ３８により循環供給路３７内を循環する。この
高温の熱媒が循環して蒸発器１内の他端部３７Ｂを流過
するときに、散布装置４３より散布される冷媒液を加熱
して冷媒蒸気とする。

その結果、低温となった熱媒は、循環供給路３７内を循
環し他端部３７Ｂで前述と同様に凝縮潜熱により加熱さ
れ再び高温となる。ところで、加熱用吸収器２７内で冷
媒蒸気を吸収した濃吸収液は、高温の中法吸収液となっ
て液溜り２７ａに落下して溜る。溜った中法吸収液は、
中潮吸収液管路３９内を流過し、中間吸収器９からの稀
吸収液と合流して中間再生器３５の液溜り３５ａに流れ
込むことは、前述した通りである。なお、前述の管路２
２の分岐点２２Ａで分流しなかった残りの冷媒液はその
まま蒸発器１の液溜りｌａに流れ込む。

以後、上述の作動が繰り返される。

第３図は上述の構成に加えて、中間再生器３５から加熱
用吸収器２７への濃吸収液管路３４と中温吸収液管路３
９との間で熱交換を行なわせる熱交換器４８と、中間再
生器３５から中間吸収器９への濃吸収液管路４０と稀吸
収液管路４１との間で熱交換を行なわせる熱交換器４９
とが設けられた第２の発明の概略系統図である。なお、
上述の発明と同様の構成には同一の符号を付してその説
明を省略する。

このような構成によっても、上述の発明と同様に作動さ
せることができると共に、熱交換器４８を介在させるこ
とにより中間再生器３５の濃吸収液が、移送ポンプ３３
により加熱用吸収器２７に移送される途中、加熱用吸収
器２７の高温の中法吸収液によって加熱される。その結
果、濃吸収液は加熱用吸収器２７のほぼ飽和温度とされ
てその内部で散布され、そのときに発生する凝縮潜熱は
殆どすべて循環供給路３７の一端部３７Ａにおいて熱媒
に吸収される。一方、熱交換器４９を介在させることに
より中間再生器３５から中間吸収器９へ向かう濃吸収液
によって中間吸収器９から中間再生器３５への稀吸収液
が加熱されるので、中間吸収器９の低温の稀吸収液はそ
の温度を高められ、中間再生器３５内で冷媒蒸気になる
ことが助長される。その結果、中間再生器３５内の濃吸
収液の濃度が高まるので、加熱用吸収器２７で発生する
熱量が高まって循環供給路３７の一端部３７Ａ内を循環
する熱媒の吸収熱量が増大され、蒸発器ｌでの冷媒蒸気
の温度が高まる。

〔発明の効果〕

本発明は以上詳細に説明したように、第１の発明では、
蒸発器で冷媒液を蒸発させる熱源を、加熱用吸収器内で
発生した凝縮潜熱により高温にした熱媒を介して供給す
るようにしたので、吸収ヒートポンプの熱回収温度を高
める要素の１つである蒸発器における冷媒蒸気の温度を
高めることができる。したがって、再生器の濃吸収液の
濃度を高めることと相まって熱回収温度を高くすること
ができる。第２の発明においては、熱交換器を介在させ
たので、前述の効果をより高い熱効率でもって発揮させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吸収ヒートポンプの系統図、第２図は第
１の発明の吸収ヒートポンプの系統図、第３図は第２の
発明の吸収ヒートポンプの系統図である。 １−蒸発器、３−吸収器、４−再生器、９−中間吸収器
、１９・−凝縮器、２４−吸収ヒートポンプ、２６−中
間蒸発器、２７−加熱用吸収器、３４．４０−濃吸収液
管路、３５−中間再生器、３９−中温吸収液管路、４１
−・稀吸収液管路、４７．４８−熱交換器 特許出願人　川崎重工業株式会社 代理人　弁理士　吉村勝俊（ほか１名）第１図　２５ 第２図 ７ｉ 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）凝縮器で凝縮した冷媒液を蒸発させる蒸発器と、
   再生器との間で循環される吸収液により冷媒蒸気を吸収
   するときに生じる凝縮潜熱を外部に取出す吸収器と、前
   記再生器で蒸発した冷媒蒸気を濃吸収液管路を介して導
   入された濃吸収液により吸収する中間吸収器と、この中
   間吸収器で稀薄となった稀吸収液が稀吸収液管路を介し
   て導入されると共に前記凝縮器に冷媒蒸気を導出し、濃
   吸収液を前記濃吸収液管路に導出する中間再生器とを備
   え、廃熱等の温度の低い熱源を用いて廃熱源温度より高
   い温度の熱を取り出すようにした吸収ヒートポンプにお
   いて、 前記凝縮器で凝縮した冷媒液の一部を廃熱等の低温の熱
   で加熱して蒸発させる中間蒸発器と、この中間蒸発器で
   蒸発した冷媒蒸気が導入され、前記中間再生器で濃縮さ
   れた濃吸収液が濃吸収液管路を介して導入され、冷媒蒸
   気が濃吸収液に吸収されることによって発生する高い温
   度の熱で加熱された熱媒を前記蒸発器に循環供給し、中
   潮吸収液を中潮吸収液管路を介して中間再生器に供給す
   る加熱用吸収器と、 を有し、この加熱用吸収器で加熱された温度の高い熱媒
   で、前記蒸発器の冷媒蒸発温度を高めるようにしたこと
   を特徴とする吸収ヒートポンプ。
2. （２）凝縮器で凝縮した冷媒液を蒸発させる蒸発器と、
   再生器との間で循環される吸収液により冷媒蒸気を吸収
   するときに生じる凝縮潜熱を外部に取出す吸収器と、前
   記再生器で蒸発した冷媒蒸気を濃吸収液管路を介して導
   入された濃吸収液により吸収する中間吸収器と、この中
   間吸収器で稀薄となった稀吸収液が稀吸収液管路を介し
   て導入されると共に前記凝縮器に冷媒蒸気を導出し、濃
   吸収液を前記濃吸収液管路に導出する中間再生器とを備
   え、廃熱等の温度の低い熱源を用いて廃熱源温度より高
   い温度の熱を取り出すようにした吸収ヒートポンプにお
   いて、 前記凝縮器で凝縮した冷媒液の一部を廃熱等の低温の熱
   で加熱して蒸発させる中間蒸発器と、この中間蒸発器で
   蒸発した冷媒蒸気が導入され、前記中間再生器で濃縮さ
   れた濃吸収液が濃吸収液管路を介して導入され、冷媒′
   蒸気が濃吸収液に吸収されることによって発生する高い
   温度の熱で加熱された熱媒を前記蒸発器に循環供給し、
   中法吸、収液を中温吸収液管路を介して中間再生器に供
   給する加熱用吸収器と、 前記中間再生器から加熱用吸収器への濃吸収液管路と前
   記中温吸収液管路との間で熱交換を行なわせる熱交換器
   と、 前記中間再生器から中間吸収器への濃吸収液管路と前記
   稀吸収液管路との間で熱交換を行なわせる熱交換器と、 を有し、前記加熱用吸収器で加熱された温度の高い熱媒
   で、前記蒸発器の冷媒蒸発温度を高めるようにしたこと
   を特徴とする吸収ヒートポンプ。