JPS6025713B2 - 複合ヒ−トポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の圧縮式ヒートポンプと吸収式ヒートポンプとか
らなる複合ヒートポンプに関する。

‐通常、工場では６０００の比較的低温の温排水があり
、この温排水を熱源としてヒートポンプにより１３０ｏ
ｏ以上の高温度の熱源をとり出せれば非常に都合がよい
。ところで従釆の冷煤を圧縮せしめて熱を発生せしめる
圧縮式ヒートポンプでは、冷煤として最も多く用いられ
ているもののうちで、昇温度が例えば１１０ｏｏ程度以
上になると熱分解をおこしたり、また圧縮機吐出側の圧
力の増大などの問題が生じるような場合がある。

したがってこの圧縮式ヒートポンプでは１３ぴＣ以上の
高温度の熱源をとり出すことは困難である。一方、比較
的低温の熱源により蒸発せしめられた袷煤（たとえば水
蒸気）を濃縮溶液（たとえばＬＩＢｒ−水溶液）に吸収
させて高温度の熱を発生せしめる吸収式ヒートポンプで
は、熱源の温度と冷煤源（たとえば大気）の温度との温
度差が熱源の熱を高温部に移動さ‐せるための駆動力と
なっているから、この温度差に比較して昇温中が大きい
と、昇温は可能であるが熱効率は大中に低下する。第１
図は一種類の熱源を用いた吸収式ヒートポンプの昇温率
と熱効率の関係を示すものであり、この図からわかるよ
うに例えば平均５０ｑｏの温排水などの熱源と３０００
の冷却水（冷熱源）とを用い、１４び０程度の高温水を
得たときの熱効率は０．１２程度となり、非常に小さく
なってしまう。本発明はかかる技術的欠点を改善した複
合ヒ‐トポンプを提供するものである。

以下、本発明の一実施例を第２図に基づき説明する。

１は圧縮式ヒートポンプ、２は吸収式ヒートポンプであ
る。

上記圧縮式ヒートポンプ１は、蒸発器３と圧縮機４と媒
体タンク５とポンプ６とこれら各機器間を連絡する冷媒
循環回路３０とからなる。上記吸収式ヒートポンプ２は
蒸発器７と再生器８と吸収器９と凝縮器１０の主要部分
からなり、これら圧縮式ヒートポンプ１と吸収式ヒート
ポンプ２とを複合するに際して、圧縮式ヒートポンプー
の冷煤循環回路３０のうち、圧縮機４から出た管路３１
が吸収式ヒートポンプ２の蒸発器７を媒体タンク５に至
るように構成してある。また２１は前記管路３１の途中
から取り出して吸収式ヒートポンプ２の再生器８を経て
再び管略３１に合流するバイパス路である。ここで、１
４は工場などのように６ぴ０程度の温排水を提供するこ
とが可能な熱源でり、該熱源１４と圧縮式ヒートポンプ
１の蒸発器３との間に管路３２を設け、該管路３２中に
設けたポンプ２４を介して熱源１４の熱を前記蒸発器３
に供給するようにしてある。

一方１５は１３０ｑＣ程度以上に昇温された温水を利用
するプラントであり、この際、吸収式ヒートポンプ２の
吸収器９で発生した吸収熱が管路２７中の媒体をポンプ
１２で循環させることにより取り出され利用されるもの
である。ところで、吸収式ヒートポンプ２の構成は概略
次のようになっている。

すなわち、蒸発器７と吸収器９、ならびに再生器８と凝
縮器１川まそれぞれ共通の容器内に納められ、それらの
中間部に気水分離器２５および２６を有し、蒸発器７の
下方から出る管路１６と、凝縮器１０の下方から出る管
路１９とを管路２川こ合流させ、該管略２川こ設けた冷
媒ポンプ２２を介して、蒸発器７で蒸発しなかった冷煤
ならびに凝縮器１０で凝縮した冷媒を蒸発器７へ移送で
きる。また、凝縮器１０‘こは冷却水を供給する管路２
８が接続され、該管路２８中に冷却水循環ポンプ１３お
よびクーリングタワー１１が設けられている。そして、
吸収器９の下方から出て再生器８に至る管路１８と、再
生器８の下方から出て吸収器９に至る管路１７と、該管
路１７中には吸収液ポンプ２３が設けられている。

上言己構成の作用を説明する。

工場などの熱源１４から排出された６０００程度の温排
水により圧縮式ヒートポンプ１蒸発器３内において冷煤
を蒸発させ、この冷煤蒸気を圧縮機４により圧縮して８
０００程度の中温度に昇温させる。次に吸収式ヒートポ
ンプ２の蒸発器７内において上記中温度の冷煤蒸気によ
り冷煤である水を蒸発させる。するとその蒸気は気水分
離器２５を通過して吸収器９内に入り、この吸収器９内
の濃縮されたＬＩＢｒ−水溶液に吸収され、その時、高
熱を発生させる。したがって吸収器９内に配管されてい
る管路２７内の水が１３０００程度の高温度に昇温せし
められ、その高温度の温水はプラント１５に送られる。
なお吸収器９内において使用済のうすくなったＬＩＢｒ
−水溶液は、管路１８を介して再生器８内に送られ、圧
縮式ヒートポンプ１の圧縮機４により昇温せしめられた
管路２１を流れる中温度の袷煤蒸気により加熱濃縮され
て、濃いＬＩＢｒ−水溶液に再生される。またこの再生
器８内において蒸発させられた水蒸気は気水分離器２６
を通過して凝縮器１０内に入り、この凝縮器１０内にお
いてクーリングタワー１ １より供給された冷却水によ
り冷却されて凝縮し、管路１９を介して前記蒸発器７内
に供給される。第３図は圧縮式ヒートポンプーの圧縮機
４としてスクリュー圧縮機を用いた場合の蒸発温度と成
績係数（監護藻）を示し、第４図ま吸収式ヒ−トポンプ
の再生−凝縮器８，１０‘こおける再生温度と凝縮温度
との温度差に対する蒸発−吸収器７，９における蒸発温
度と吸収温度の差、すなわち昇温中を示している。

例えば６０ｏｏの温排水と３０℃の冷却水とを用い、１
３００Ｃの高温水を得る場合、上記実施例の構成では、
まず圧縮式ヒートポンプ１により８０ＣＯまで昇温させ
ると、その成績係数は第３図より７．窃陸度となる。次
に吸収式ヒートポンプ２で８０００のものを１３０００
まで昇温させると、昇温率は熱ら翁。＝・だからその熱
効率は第１図より０．５となる。したがって複合ヒート
ポンプ全体での成績係数は３．筑陸度となる。またこの
時の熱効靴巻号Ｘｏ．５：ｏ‐雌度となる。これに対し
圧縮式ヒートポンプのみで６ぴ０のものを１３０００ま
で昇温させたとすると、第３図より成績係数は２期室度
となる。また吸収式ヒートポンプのみで６０００のもの
を１３０ｏＣまで昇温させたとすると、昇温率は嶺。砦
Ｃ三蓋礎Ｃ＝２３となり、熱効率が０．２３陸度となる
。以上述べた本発明の複合ヒートポンプによれば、圧縮
式ヒートポンプと吸収式ヒートポンプとからなり、まず
圧縮式ヒートポンプにより低温部の昇温を昇温後の温度
が１１０ｏ○をうわまわらないようにおこなわしめ、次
に吸収式ヒートポンプにより高温部の昇温をおこなうも
のであり、低温部では圧縮式ヒートポンプの技術的特性
が生かされ、成績係数が得られる。

また高温部では昇温率が小さくて済む吸収式ヒートポン
プの特性として高い熱効率が得られる。したがって複合
ヒートポンプ全体として比較的少ない機械的動力で高い
熱効率が得られるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は一種類の熱源を用いた吸収式ヒートポンプの昇
温率と熱効率の関係を示すグラフ、第２図は本発明の一
実施例を示す概略図、第３図はスクリュー圧縮機を用い
た場合の蒸発温度と成績係数の関係を示すグラフ、第４
図は吸収式ヒートポンプにおける再生温度と凝縮温度と
の温度差に対する昇温中の関係を示すグラフである。 １・・・・・・圧縮式ヒートポンプ、２・・・・・・吸
収式ヒートポンプ、３・・・・・・蒸発器、４…・・・
圧縮機、５・・・・・・媒体タンク、６・・・…ポンプ
、７・・・・・・蒸発器、８・・・・・・再生器、９・
・・・・・吸収器、１０・・・・・・凝縮器、１１・・
・・・・クーリングタワー、１４・・・・・・熱源、１
５・・・・・・プラント、２１・・・・・・バイパス路
、３０・・・・・・循環回路、３１，３２・・・・・・
管路。 第〆図 図 Ｎ 船 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 蒸発器３と、圧縮機と、媒体タンクと、冷媒循環回
   路とからなる圧縮式ヒートポンプと、蒸発器７と、吸収
   器と、再生器と、凝縮器とからなる吸収式ヒートポンプ
   とを複合させるに際して、圧縮式ヒートポンプを低温側
   に、吸収式ヒートポンプを高温側にそれぞれ設け、圧縮
   式ヒートポンプの前記冷媒循環回路のうち、圧縮機から
   出た管路が吸収式ヒートポンプの蒸発器７を経て媒体タ
   ンクに至るように構成するとともに、熱源と圧縮式ヒー
   トポンプの蒸発器３との間に該蒸発器３に熱源の熱を供
   給する管路を設けたことを特徴とする複合ヒートポンプ
   。