JPS6089645A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は吸収式ヒートポンプに係り、特に冷房及び暖房
の切換を容易にして省エネルギ化を図るに好適な吸収式
ヒートポンプに関する。

〔発明の背景〕

一般に、ピル等の冷Ｖ房機としては、電力消費量が少な
く運転音が静粛であるとの理由から、吸収式ヒートポン
プが多く採用されている。

従来、この種の吸収式ヒートポンプとしては水−臭化リ
チウム系の溶液を用いるものが大部分を占め、このサイ
クルは第１図の如くなっている。

すなわち、バーナ１によって稀溶液を濃溶液と冷媒蒸気
とに分離する再生器２が設けられておシ、この再生器２
には分離された冷媒蒸気を凝縮して液冷媒とする凝縮器
３が接続されている。凝縮器３によって得られだ液冷媒
は減圧弁４を介して蒸発器５に送られ、ここで蒸発潜熱
を奪うことで冷却作用を行わせる。蒸発器５には吸収器
６が接続されており、吸収器６は蒸発器５内の冷媒蒸気
を吸収して得られる稀溶液をポングアによって前記再生
器２に加圧送給するとともに、再生器２で分離された濃
溶液を導入するもので、蒸発器５から冷媒蒸気を高い能
力で吸収させるようにしている。

吸収器６と再生器２との間には再生器２で分離された高
温の濃溶液と吸収器６によって送給される低温の稀溶液
間で熱交換をなし、熱経済を図るための溶液熱交換器８
を設けている。ここで、前記凝縮器３と吸収器６とにお
いては、各々冷媒蒸気を凝縮させるために、冷却水回路
９が接続されており、図示の如く、冷却水を吸収器６に
通して再生器２で分離され溶液熱交換器８を通した濃溶
液から熱を奪い、続いて凝縮器３に通して高温の分離冷
媒蒸気から熱を奪うようにしている。そして、吸熱によ
シ得られた温水は、冷房の場合は、クーリングタワー等
に導かれる。また、暖房の場合は、この温水をそのまま
用いる。このようにすれば熱効率の向上が図れる。

一方、上述した水−臭化リチウム系の溶液を用いた吸収
式ヒートポンプでは、０℃以下の低温が得られないとい
う観点から、アンモニア−水系の溶液やフロン−有機エ
ーテル系の溶液を用いる構造のものも知られている。こ
れは、用いる溶液が前述した水−臭化リチウム系の溶液
に比較して、冷媒、吸収剤の沸点が近く（沸点差約２０
０℃、水−臭化リチウムでは５００℃）、特別な配慮が
必要となる。すなわち、第２図の如く、再生器２内に、
稍溜器１０およびその上段にて吸収器６から加圧送給さ
れる稀溶液を通流させる分縮器１１を配設し、分離され
る冷媒蒸気の純度を高くしなければなら力いのである。

かかる吸収式ヒートポンプでは、精溜器１０や分縮器１
１の必要性が生じてくる不利益があるものの、反面、溶
液の粘性が低く（１１７ｐ以下、水−臭化リチウムでは
２０ｃｐｓ　、また、晶析の心配がない上に、氷点下で
も作動可能であるなどの利点が多いため、研究開発が行
われている。

しかしながら、いずれの溶液を用いた吸収式ヒートポン
プにおいても、これらヒートポンプに用いる吸収器６が
シェルアンドチューブ型、鱈液型および多管式等である
ことから、吸収器としての作用しかさせることができな
かった。このため、冷房および暖房の運転をする場合は
、冷房サイクルと暖房サイクルとでそれぞれ個別に機器
が必要となる欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明はかかる従来の欠点に着目し、機器の共用化を可
能として機器本体の小型化を図り冷房および暖房運転の
できる吸収式ヒートポンプを提供することを目的とする
ものである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明に係る吸収式ヒートポ
ンプは、冷媒回路および溶液回路を切９換え可能とする
と共に、冷暖房負荷回路が接続される熱交換器に二重管
を用いて機器の共用化ができるように構成したものであ
る。

このように構成したことによシ、機器の共用化が図れる
ので、冷房および暖房運転を兼用しても機器本体を小型
化できる。

〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図は本発明に係る吸収式ヒートポンプの実施例を示
す系統図である。

図中符号３１はバーナであシ、バーナ３１は再生器３２
を加熱するようになっている１、この再生器３２は稀溶
液１００を加熱して筒圧漉溶ｒ＆２００Ｈと高温蒸気３
００とに分離できるようになっている。この濃溶液２０
０Ｈは、溶液熱交換器３３で稀溶液１００と熱交換し第
１減圧弁３５で低圧濃溶液２００Ｌにされる。この濃溶
液２００Ｈ及び２００Ｌが通る管路３６Ｈおよび３６Ｌ
が溶液回路の一部を構成している。また、符号３７は第
１熱交換器、３８は第２熱交換器、３９は冷暖房負荷用
熱交換器、４０は過冷却器、４１は低圧稀溶液を昇圧し
て再生器３２に戻す溶液循環ポンプ、４２．４．３．４
４および４５は第１逆止弁、第２逆上弁、第３逆止弁お
よび第４逆止弁、４Ｇおよび４７は第２減圧弁および第
３減圧弁、４８．４９．５０および５１は第１三方弁、
第２三方弁、第３三方弁および第４三方弁、５２．５３
および５４は第１開閉弁、第２圀閉弁および第３開閉弁
である。これら弁類は溶液回路および冷媒回路の切シ換
えをするだめのものである。

しかして、配管路３６は、第１逆止弁４２、第２開閉弁
５３、第３三方弁５０に接続されている。

第１熱又換器３７の一端は第３三方弁５０に接続され第
１熱交換器３７の他端は、第１三方弁４８を介して該ポ
ンプ４１の吸収口側に接続されると共に過冷却器４０の
コイルの一端に接続されている。過冷却器４０のコイル
の他端は冷暖房負荷用熱交換器３９に接続されている。

この過冷却器４０は、一端を第３逆止弁４４および第３
減圧弁４７の並列になったものを介して第２熱交換器３
８の一端と第３三方弁５０に接続されている。かかる第
２熱交換器３８の他端は、第２三方弁４９、第４逆止弁
を介して精溜器３４と第４三方弁５工に接続されると共
に、過冷却器４０のコイルの一端に接続されている。こ
の過冷却器４０のコイルの一端は、第１開閉弁５２およ
び第１逆止弁４２を弁して配管路３６に接続されている
。

第２開閉弁５３は、第４三方弁５１および冷暖房負荷回
路用熱交換器３９の一端に接続されている。この冷暖房
負荷回路用熱交換器３９の他端は第３開閉弁５４を介し
て該ポンプ４１のサクションに接続されている。

かかる熱交換器３９は、その内部に二重管５５が配設さ
れており、この二重管５５の外管に冷暖房負荷回路５６
用の流体を流すように該負荷回路５６を接続し、その管
５５の内管の一端を第４三方弁５１に接続し、かつその
管５５の内管の他端を第２逆止弁４３および第２減圧弁
４６を並列接続したものを介して過冷却器４０の他端に
接続されている。該負荷回路５６には、室内機５７が設
けられている。

このように構成された吸収式ヒートポンプの動作を説明
する。

第４図は、上記吸収式ヒートポンプを暖房運転に用いた
場合を示すサイクル系統図である。

８１４４図に示す、弁（４４，４８，４９，５１，５２
，５３及び５４）において、黒く塗りつぶしである弁は
閉成されていることを示し、塗シつぶされていないとき
は開放されていることを示している。

バーナ３１で加熱された再生器３２内の稀溶液１００は
、当該再生器３２で高圧濃溶液２００Ｈと蒸気冷媒３０
０とに分離される。濃溶液２００Ｈは、溶液熱交換器３
３で稀溶′液１００と熱交換を行ない、減圧弁３４で減
圧され、暖房運転時に開放状態にある開閉弁５３を通過
して吸収器として作用させている冷暖房負荷用熱交換器
３９に入シ、再生器３４で生成され精溜器３４で精溜さ
れ蒸気冷媒を吸収して稀溶液１００Ｌとなる。この稀溶
液１００Ｌは、溶液循環ポンプ４１で加圧され、溶液熱
交換器３３で濃溶液２００Ｈと熱交換して精溜器３４を
通って再生器３２に戻る。

一方、蒸気冷媒３００は、再生器３２を出て精溜器３４
で共に蒸発した吸収液を凝縮し、より純度の高い蒸気冷
媒となって第４三方弁５１を介して凝縮器として作用さ
せている該熱交換器３９内に設けられている二１管５５
に入る。ここで凝縮されて液体となった冷媒は、第２逆
止弁４３を通シ過冷却器４０において、蒸発器として作
用させている第１および第２熱９：換器３７および３８
で得られた蒸気冷媒と熱交換を行ない減圧弁４７で減圧
され、ふたつに分かれて蒸発器として作用させている第
１および第２の熱交換器３７および３８に入る。しかし
て、ここで再び蒸気冷媒となシ第１および第２の三方弁
４８および４９を通ってひとつの回路にもどシ過冷却器
４０で熱交換を行ない、吸収器として作用させている該
熱交換器３９に入る。ここで、再生器３２からきて減圧
弁３４で減圧されだ銀溶液２００Ｌに吸収される。

第５図は上記吸収式ヒートポンプを冷房運転に用いた場
合を示すサイクル系統図である。この図においても、弁
類で黒塗シされている部分は閉鎖されていることを示し
ている。

第５区において、冷房運転時には、暖房運転時に凝縮器
および吸収器として作動していた二重管５５および該熱
交換器３９を蒸発器として作用させ、また蒸発器として
作用させていた該熱交換器３８を凝縮器として作用させ
、同様に、該熱交換器３７を吸収器として作用させてい
る。

再生器３２よシ出た饋溶液２００Ｈは、減圧弁３４で減
圧されて低圧の銀溶液２００Ｌとなシ、これが吸収器と
して作用させている第１熱交換器３７に入る。このとき
、濃溶液２００Ｌは、該開閉弁５３が閉じてお９、逆止
弁４２が存在することから、該三方弁５０を通って吸収
器としての該熱交換器３７に入る。しかして、その吸収
器としての熱又換器３７において蒸気冷媒を吸収し、三
方弁４８、溶液循環ポンプ４１、溶液熱交換器３３を通
って再生器３２に戻る。

蒸気冷媒３００は、再生器３４を出て、第４三方弁５１
が閉じているため、第４逆止弁４５、第２三方弁４９を
通って凝縮器として作用させている該熱交換器３８に入
シ、放熱して液冷媒となる。

そして、逆上弁４４を通シ、過冷却器４０で蒸気冷媒と
熱交換を行ない、第２減圧升４６で減圧されて蒸発器と
しての熱交換器３９に入る。ここで気液となった冷媒は
、第４三方升５１を通シ、蒸発器として熱又換器３９に
入９、元金な蒸気冷媒となって過冷却器４０に入る。こ
こで、液冷媒と熱交換を行ない、第１開閉弁５２、第１
逆止弁４２を通って吸収器としての熱９：換器３７に入
シ、濃溶液２００Ｌに吸収される。

このように冷房運転がなされるものである。

尚、第４図および第５図に示す熱交換器３９に用いる二
重管５５は、第６図に示すような二重管構造になってい
る。

しかして、暖房運転時において、下表に示すように、こ
の二重管５５は、外管外表面が吸収器の働きをし、内管
内部が凝縮器として作動するので、外管と内管との間に
は吸収熱および凝縮熱を回収した温水が得られる。

また、冷暖切換手段によって冷房運転を行なうことによ
シ、いままで吸収器、凝縮器として作動していた熱交換
器３９が蒸発器として作用することになる。すなわち、
下表に示すように、二重管５５の内管内部では液冷媒が
蒸発して気液混合の冷媒となシ、外管外表面では液冷媒
が蒸発して蒸気冷媒となる。そして、二重管５５の外管
と内管との間には、蒸発熱を回収した冷水が得られるこ
とになる。

本実施例は、上述のように動作するものであり、次のよ
うな利点がある。

く表〉 （１）　冷房および暖房毎にサイクルを設ける必要がな
く、省資源および省スペース化が図れる。

（２）　冷房および暖房運転時において熱交換器の役割
を変えて使用できるので、冷暖房負荷回路は一系列とす
るだけでよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、蒸発器、凝縮器とし
て用いる熱又換器の共用化を可能としてなるので、機器
本体を小型化を図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は水−臭化リチウム系吸収式ヒートポンプを示す
系統図、第２図はフロン−有機エーテル系吸収式ヒート
ポンプを示す系統図、第３図は本発明に係る吸収式ヒー
トポンプの実施例を示す系読図、第４図は同吸収式ヒー
トポンプの暖房運転時の動作を説明するために示すサイ
クル系統図、第５図は同吸収式ヒートポンプの冷房運転
時の動作を説明するために示すサイクル系統図、第６図
は同実施例に用いる二重管の詳細構造を示す断面図であ
る。 ３１・・・バーナ、３２・・・再生器、３３・・・浴液
熱交換器、３４・・・硝溜器、３５．４６および４７・
・・第１、第２および第３減圧升、３７および３８・・
・第１および第２熱交換器、３９・・・耐暖房負荷回路
用熱交換器、４０・・・過冷却器、４２．４３および４
４・・・第１、第２および第３述止升、４８．４９．５
０および５１・・・第１、第２、第３および第４三方弁
、５２．５３および５４・・・第１、第２および第３開
閉弁。 代理人　鵜　沼　辰　之 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）稀溶液を加熱して濃溶液と高温蒸気とに分離する
   再生器と、前記高温蒸気を凝縮させて液冷媒とする凝縮
   器と、前記液冷媒を減圧弁にて低圧冷媒にし、この低圧
   冷媒を低圧蒸気にする蒸発器と、前記再生器からの濃溶
   液を減圧弁にて低圧濃溶液にし、この低圧濃溶液に前記
   蒸発器からの低圧蒸気を吸収せしめて低圧稀溶液とする
   吸収器と、前記低圧稀溶液を昇圧して再生器に戻す溶液
   循環ポンプと、これら機器を接続する溶液回路及び冷媒
   回路とを含んでなる吸収式ヒートポンプにおいて、冷暖
   房負荷回路が接続される熱交換器は、二重管を備え、か
   つ上記溶液回路及び冷媒回路を冷房および暖房の用途に
   応じて切シ換え、当該二重管を、冷房時には蒸発器およ
   び暖房時には凝縮器として、作用できるようにしたこと
   を特徴とする吸収式ヒートポンプ。 （２、特許請求の範囲第１項において、暖房負荷回路が
   接続された熱交換器は、前記二重管の外管外側部に濃溶
   液を流し、内管内部に冷媒蒸気を流し、かつ外管内部に
   暖房負荷回路に流す流体を流して暖房負荷回路に温流体
   が得られるようにしたことを特徴とする吸収式ヒートポ
   ンプ。 （３）　＃許請求の範囲８１項において、冷房負荷回路
   が接続された熱交換器は、前記二重管の外管外側部及び
   内管内部に液冷媒を流し、外管内部に冷房負荷回路に流
   す流体を流して冷房負荷回路に冷流体が得られるように
   したことを特徴とする吸収式ヒートポンプ。