JPS6183845A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は凝縮器と吸収器とから温度レベルの異なる温水
その他の被加熱流体を取出すようにした吸収ヒートポン
プの改良に関する。

（ロ）従来の技術 凝縮器と吸収器とから温水を取出すようにした吸収ヒー
トポンプ（以下、この種の吸収ヒートポンプという）は
、例えば特開昭５９−７４４７１号公報にみられるよう
に、従来、知られている。

（ハ）　発明が解決しようとする問題点この種の吸収ヒ
ートポンプにおいては、温度レベルの異なる温水を取出
すことができるので、例えば一方の温水をホテルの温水
プールに用い、他方の温水をホテルの暖房や給湯に用い
るなど、一台の吸収ヒートポンプで種類の違う負荷に温
水を供給できる利点がある。しかし、これら負荷が必ず
しも同じ割合で増減するとは限らないため、一方の負荷
に応じて取出し温水の熱量をコントロールするよう吸収
ヒートポンプの容量制御を行うと、他方の負荷へ供給さ
れる温水の熱量が不足したり過剰となる等の問題があっ
た。

不発明は、このような問題点に鑑み、両方の負荷にほば
見合う温水その他の被加熱流体を供給できるこの種の吸
収ヒートポンプの提供を目的としたものである。

に）問題点を解決するための手段 本発明は、この種の吸収ヒートポンプにおいて、凝縮器
から取出す被加熱流体側の負荷（以下、第２負荷といつ
）に応じて発生器の加熱量を制御する第１の手段と、吸
収器から取出す被加熱流体側の負荷（以下、第１負荷と
いう）に応じて、吸収器に流入する吸収液の量や濃度を
調節するなど、吸収器の冷媒吸収能力をコントロールす
る第２の手段とを備える構成としたものである。

（ホ）作用 本発明によるこの種の吸収ヒートポンプにおいては、第
１の手段の作用（働き）として、発生器から凝縮器への
冷媒蒸気供給量が第２負荷に応じて調整され、凝縮器で
の被加熱流体と冷媒蒸気との交換熱量がコントロールさ
れるので、第２負荷に見合う被加熱流体を取出すことが
できる。かつまた、第２の手段の作用として、冷媒を吸
収する吸収液の発熱量が第２負荷に応じて調整さね、吸
収器での被加熱流体と吸収液との交換熱量がコントロー
ルされるので、第１負荷江見合う被加熱流体を取出すこ
ともできる。

例えば第２負荷が増大して第１負荷が変化しない場合、
発生器の加熱量が増加されて第２負荷に見合う被加熱流
体が凝縮器から第２負荷へ供給される。この場合、発生
器の加熱量の増加分だけ発生器における吸収液の濃縮が
促進されて発生器から吸収器へ流れる吸収液の濃度が高
くなるため、これをそのまま放置していると吸収器での
吸収液の冷媒吸収量が増えて吸収液の発熱量が増大する
こととなり、第１負荷に供給される被加熱流体の熱量が
過剰となってしまう。そのため１本発明による吸収ヒー
トポンプにおいては、冷媒液を吸収液に混入させて吸収
器に流入する吸収液の濃度が発生器の加熱量を増加する
以前と同程度になるよう調整したり、あるいは、吸収器
に流入する吸収液の量を減らす等、吸収器における吸収
液の冷媒吸収量すなわち吸収液の発熱量を発生器の加熱
量の増加前とほぼ同量罠コントロールすることによって
、第１負荷に見合う被加熱流体を吸収器から第１負荷へ
供給しているのである。

（へ）実施例 第１図は本発明によるこの種の吸収ヒートポンプの一実
施例を示した概略構成説明図である。第１図において、
（１）は発生器、（２）は凝縮器、（３）は蒸発器、（
４）は吸収器、（５）は溶液熱交換器、（６）は冷媒液
用のボンベ（７）は吸収液用のポンプで、これら機器は
冷媒蒸気の流れる管（８）、（９）、冷媒液の流下する
管（１０１、冷媒液の還流する管旧）、α２．吸収液の
送られる管０、（１４）、（１５１、吸収液＜７）　ｍ
　下スル管（１（Ｌ　（１７１により接続されて冷媒お
よび吸収液の循環路を形成している。なお、（１８＆ま
溶液熱交換器（５）に内蔵した伝熱器である。

ａ９は発生器（ＩＩに内蔵した加熱器、■は凝縮器（２
）Ｋ内蔵した被加熱器、（２Ｄは蒸発器（３）に内蔵し
た給熱器、！２２は吸収器（４）に内蔵した被加熱器で
あり。

（ハ）、（至）はそれぞれ第１負荷側、第２負荷側の熱
交換ユニットである。また、（ハ）、田は加熱器ｕ！Ｊ
と接続した高温の熱源蒸気その他の熱源流体の流れる管
、＠、　ｃ！８１は被加熱器■と第２負荷側の熱交換ユ
ニット［有］と接続した高温の温水その他の被加熱流体
の流れる管、■、■は給熱器（２１１と接続した排温水
その他の低温の熱源流体の流れる管、ＯＩＪ、Ｃ３２１
は被加熱器１２２と第１負荷側の熱交換ユニット（至）
とを接続した温水その他の被加熱流体の流れる管であり
、■、　（３４＋はそれぞれ管（資）、Ｃ３））に備え
た被加熱流体用のポンプである。

Ｇ９、（ｊ：）はそれぞれ発生器（１１、吸収器（４）
の溶液溜め、０η、ｃ３８１はそれぞれ凝縮器（２）、
蒸発器（３）の冷媒液溜め、（３）は冷媒液の散布器、
（４０は吸収液の散布器である。

（４υは三方弁（Ｖ、）を介して管ａｚと管０３）〔あ
るいは管αη〕とを接続した管で、この管により吸収液
中に冷媒液を混入できるようにしている。また、（ｖ２
）は管（２５１〔あるいは管１２６１　：Ｉに備えた熱
源流体の流量調節用の制御弁であり、（Ｓ、）、（Ｓ、
）はそれぞれ管Ｃ３Ｚ、ＣＩ’Ｓに備えた温度検出器で
ある。そして、制御弁（Ｖ、）の開度が温度検出器（Ｓ
、）の信号により制御され、かつ、三方弁（Ｖｌ）の開
度が温度検出器（Ｓｔ）の信号により制御されるよ５に
なっている。

次に、このように構成された吸収ヒートポンプ（以下、
本機という）の運転動作を８つのケースに分けて説明す
る。

ここにおいて、第２負荷、第１負荷が共に定格の負荷で
あるときには、制御弁（Ｖｔ　）　、三方弁（Ｖ、）を
共罠定格の開度〔例えば制御弁（Ｖ、）の開度を５０％
、三方弁（ＶＩ）の管（４１）側聞塵および管０２１下
流側聞度を５０％〕にセットして本機の定格運転を行う
ものとする。また、熱交換ユニノＨ３）１４）には温水
を供給するものとする。

〔ａ′３　　第２負荷のみが増大するケースこのケース
においては、第２負荷の増大に対して凝縮器（２）にお
ける温水の熱出力が不足気味となり、被加熱器■出口の
温水温度が下がり始めるので、温度検出器（Ｓ、）の信
号により制御弁（ｖ２）の開度を定格の開度よりも大き
くして発生器（１１における冷媒蒸気の発生量を増やす
。その結果、凝縮器（２）での冷媒蒸気と温水との交換
熱量が多くなって第２負荷（増大した第２負荷）に見合
う温水を熱父換ユニッ）（２３）へ供給することが可能
となる。

なお、被加熱器■出口の温水温度が再び上昇し始めて元
の温度（所定の温度）に復帰すると、制御弁（Ｖ２）の
開度は固定される。

一方、発生器（１）における冷媒蒸気の発生量が増える
と発生器（１１内の吸収液の濃度が高くなる。それに伴
ない吸収器（４）での吸収液による冷媒の吸収量が増え
て吸収液の発熱量が多くなるため、定格の第１負荷に対
して吸収器（４）における温水の熱出力が過剰となる。

そして、被加熱器＋２２１出口の温水温度が上がり始め
るので、温度検出器（Ｓ、）の信号により三方弁（ｖｌ
）の管（４υ側聞度を大きくすると共に三方弁（Ｖｌ）
の管（１２１下流側聞度を小さくする。このように三方
弁（■１）を制御することにより、吸収液の循環路への
冷媒液の注入量が増えて吸収器（４）に散布される吸収
液の濃度の高まりが抑えられると共に蒸発器（３）にお
ける冷媒の蒸発量が減って吸収器（４）Ｋ流入する冷媒
蒸気の量が少なくなるので、吸収器（４）における吸収
液の冷媒吸収量すなわち吸収液の発熱量を第２負荷の増
大する以前とほぼ同程度にすることが可能となる。それ
故、本機においては、第１負荷（定格負荷のままの第１
負荷）に見合う温水を熱交換ユニットの４）へ供給する
ことができる。なお、被加熱器Ｃ２４）出口の温水温度
が再び降下し始めて元の温度（所定温度）に復帰すると
三方弁（Ｖ、）の開度は固定される。

〔ｂ〕　　第２負荷のみが減少するケースこのケースに
おいては、制御弁（ｖ２）および三方弁（■１）がケー
ス（ａ）とは逆に制御されることにより、それぞれの負
荷すなわち減少した第２負荷および定格の第１負荷に見
合う温水が熱交換ユニツ）１２３）．Ｇ！４）へ供給さ
れる。すなわち、制御弁（ｖ２）の開度は定格の開度よ
りも小さくさね、一方、三方弁（Ｖｌ）の管（４１）側
聞塵が小さくされると共に管住２下流側聞度が太き（さ
れる働のである。

〔Ｃ〕　　第２負荷が増大する一方で第１負荷が減少す
るケース このケースにおいては、ケース〔ａ〕と同様に制御弁（
ｖ２）の開度が大きくさね、増大した第２負荷に見合う
温水が熱交換ユニットｔｎへ供給される。一方、三方弁
（■１）にあっては、その管（４１）側聞塵がケース〔
ａ〕よりもさらに大きくされろと共にその管（Ｉ２１下
流側聞度かケース〔ａ〕よりもさらに小さくされ、減少
した第１負荷に見合う温水が熱交換ユニッ）ｔ２４１へ
供給される。

Ｃｄ）　　第２負荷が減少する一方で第１負荷が増犬す
るケース このケースにおいては、ケース〔ｂ〕と同様に制御弁（
■２）の開度が小さくされ、減少した第２負荷に見合つ
温水が熱交換ユニット（２３＋へ供給される。一方、三
方弁（Ｖ、）にあっては、その管（４０側開度がケース
（ｂ〕よりもさらに小さくされると共罠その管ｆ１２１
下流側聞度がケース〔ｂ〕よりもさらに犬きくサワ、増
大した第１負荷に見合う温水が熱交換二二ノ）２４１へ
供給される。

［ｅ）　　第１負荷のみが増大するケースこのケースに
、おいては、第１負荷の増大に対して吸収器（４）にお
ける温水の熱出力が不足気味となり、被加熱器（２２出
口の温水温度が下がり始めるので、温度検出器Ｃ３Ｅ）
の信号により、三方弁（■、）の管ｔ、＋　＋１　ｆ、
＋＋開度を定格の開度よりも小さくすると共に三方弁（
Ｖｌ）の管（１２１下流側聞度を定格の開度よりも大き
くする。このように三方弁（■、）を制御することりこ
より、吸収液の循環路への冷媒液の注入量が倣って吸収
液の濃度が高くなり、吸収器（４）Ｋ散布される吸収液
の冷媒吸収能力が高まる。かつまた、給熱器（２１）へ
の冷媒液の散布量が増えて蒸発器（３仄おり−る冷媒の
蒸発量が増加し、吸収器（４）に流入する冷媒蒸気の量
も多くなる。、その結果、吸収器（４）における温水の
熱出力が大きくなる。それ故、本機にお（・ては、増大
した第１負荷に見合う温水を熱交換ユニット＠へ供給す
ることが可能となる。

一方、循環する吸収液の濃度が高くなると発生器（１）
Ｋおける吸収液濃度が高くなり、この発生器（１）内の
吸収液の飽和温度が上昇して発生器（１）から流出する
吸収液のエンタルピーが見掛上大きくなるものの、発生
器（１）へ流入する吸収液のエンタルピーも同程度大き
くなるので、発生器＋１１における熱収支は循環してい
る吸収液の濃度の変化前とほぼ同じであり、発生器ｉｌ
＋での冷媒蒸気の発生器は殆んど変わらない。それ故、
本機においては、第２負荷（定格負荷のままの第２負荷
）に見付う温水を熱交換ユニノ）　＋２３）へ供給する
ことができる。

〔ｆ′３　　第１負荷のみが・減少するケースこのケー
スにおいては、三方弁（■１）がケース（ｅ）とは逆に
制御されることにより、減少した第１負荷および定格の
第２負荷に見合う温水が熱交換ユニット（２ＩＯ５１２
３）へ供給される。すなわち、三方弁（Ｖｌ）の管（４
１Ｊ側開度は定格の開度よりも大きくされると共に管Ｏ
２Ｔ流側聞度は定格の開度よりも小さくされるのである
。

Ｃｇ）　　第１、第２負荷が共に増大するケースこのケ
ースにおいては、制御弁（Ｖ２）の開度が温度検出器（
Ｓ、）の信号で定格の開度よりも太きくサネ、増大した
第２＠荷に見合う温水が熱交換ユニット（２３）へ供給
される。１ ｉ１ｉ！Ｉ御弁（ｖ２）の開度が大きくされで発生器（
１）の加熱１トが増えると発生器＋１．１内の吸収液濃
度が高くなり、それに伴ない吸収器（４）での吸収液に
よる冷媒の吸収量が増えて吸収液の発熱量が多くなる。

そして、この多くなった発熱量が増大した第１負荷に対
して熱針不足であるときには被加熱器Ｃ２出口の温水温
度が下がり始めるので、温度検出器（Ｓｌ）の信号によ
り三方弁（Ｖ、）の管（４０側聞度を小さくすると共に
管Ｏ２下流側聞度を大きくして。

吸収器（４）における吸収液の発熱量をより一層多くす
る。また、発生器（ＩＪの加熱量を増すことによって多
くなった吸収器（４）における吸収液の発熱量が逆に第
１負荷に対して過剰となるときには被加熱器（２２出口
の温水温度が上かり始めるので、温度検出器（Ｓ、）の
信号により、三方弁（Ｖ、）の管（・１υ側開度を大き
くすると共に管（１２１下流側聞度を小さくして、吸収
器（４）における吸収液の発熱量を少なくする。

このようにして、被加熱器１２２の出口の温水温度が所
定温度に復帰すると三方弁（Ｖ、）の開度は固定さね、
増大した第１負荷、第２負荷に見合う温水が熱交換ユニ
ット例、■へ供給されるのである。

なお、発生器（ＩＩの加熱量を増すことによって多くな
った吸収器（４）における発熱量がたまたま増大した第
１負荷と釣合うときには被加熱器シ・０出口の温水温度
は所定温度に保たれるので、三方弁（Ｖｌ）の開度は定
格の開度のまま固定されろ。

［ｈ］　　第１、第２負荷が共に減少するケースこのケ
ースにおいては、制御弁（Ｖ、）の開度が足俗の開度よ
りも小さくさね、減少した第２負荷に見合う温水が（Ｉ
Ｃ給されろ。

制御弁（ｖ２）の開度が小さくされて発生器ｉｌｌ内の
加熱欲が減ると発生器＋１１内の吸収１夜ａ度が低くＡ
【す、そねに伴Ａｃい吸収器（４）における吸収液の発
熱量か少なくなる。そして、この少なくなった発熱量の
第２負荷（減少した第２負荷）に対する過不足に応じて
ケース〔ｇ〕と同様に温度検出器（Ｓｌ）の信号により
三方弁（Ｖｌ）の開度が制御さね、第１負荷に見合う温
水が供給さねるのである。

このように、本機においては、第１負荷、第２負荷のそ
ねぞれが独立に変化しても、それぞれの負荷に見合う温
水を供給することができる。

なお、本機においては、吸収器（４）が凝縮器（２）よ
りも低温低圧で作動し、熱交換ユニットのには熱交換ユ
ニットＩ２４）よりも高温の温水が供給されろ。

なおまた、イ凝縮器が吸収器よりも低温低圧で作動する
形式の吸収ヒートポンプ（例えば特開昭５８−６９３７
２号公報）においても、本機と同様にそれぞねの負荷に
見合つ温水を供給できる（図示せず）。なお、この形式
の吸収ヒートポンプにおいては、吸収器から取出される
温水の方が凝縮器から取出される温水よりも高温となる
。

第２図、第３図は本発明によるこの種の吸収ヒートポン
プの他の実施例を示した概略構成説明図で、第１図に示
した構成機器と同様のものには同一の符号を付している
。

第２図において、閏は管（１２１に備えた冷媒液の流量
制御弁で、この流量制御弁の開度が温度検出器（Ｓ２）
の信号により制御されて給熱器（２１）への冷媒液の散
布量が増減されるようになっている。このように冷媒液
の散布量を第１負荷に応じてコントロールすること罠よ
り、蒸発器（３）における冷媒の蒸発量すなわち吸収器
（４）への冷媒の流入量が増減されることになる。その
結果、吸収器（４）での吸収液による冷媒の吸収量すな
わち吸収液の発熱量が増減し、第１負荷に見合う温水を
熱交換ユニットｃ！４）へ供給することが可能となる。

それ故、第２図に示した実施例においても、第１図に示
した実施例とほぼ同様に、第１、第２負荀に見合う温水
を熱交換ユニット（２４）、ｔ２３）へそれぞれ供給で
きろ。なお、第２図において、ポンプ（６）の吐出量を
制御しても良いっ 第３図にお（・て、　（４７Ｊは三方弁（Ｖ、〕を介し
て管（１７１と管（Ｉ３）とに接続した吸収器（４）の
バイパス管であり、三方弁（■、）を温度検出器（Ｓ、
）の信号で制御することによって被加熱器（２２１への
吸収液の散布針が増減されろようになっている。このよ
うに吸収液の散布量を第１負荷に応じてコントロールす
ることにより、吸収器（４）におけろ冷媒の吸収量すな
わち吸収液の発熱量がコントロールさね、第１負荷に見
合う温水を熱交換ユニット（２（イ）へ供給することが
可能となるっそれ故、第３図に示した実施例においても
、第１図に示した実施例とほぼ同様に、第１、第２負荷
に見合つ温水を熱交換二二ノ）＋、、！４１．Ｃ！３）
へそれぞね供給し得る。

また、第３図において、（４３）は三方弁（Ｖｌ　）　
（破線で図示さねている三方弁〕を介して管（１４１と
管（１７１とに接続した管〔二点鎖線で図示されている
管〕であり、三方弁（ｖ４）を温度検出器（Ｓ、）の信
号で制御することによって、発生器（１）側からの濃度
の高い吸収液と吸収器（４）の溶液溜めＣ３６１からの
製置の低い吸収液との混合割合を調節しつつ吸収器（４
）に流入する吸収液の濃度をコントロールするようにな
っている。このように吸収器（４）に流入する吸収液の
濃度を第１負荷に応じてコントロー／Ｉ／することによ
り、吸収器（４）における冷媒の吸収量すなわち吸収液
の発熱量がコントロールされ、第１負荷に見合う温水を
熱交換ユニツ）　Ｃ４！へ供給することが可能となる。

そね故、この実施例においても、第１図に示した実施例
とほぼ同様に、第１、第２負荷に見合う温水を熱交換ユ
ニツ）ＣＩ’似［２３）へそれぞれ供給できるのである
。

（ト）　発明の効果 以上のように、本発明は、この種の吸収ヒートポンプに
おいて、凝縮器から取出す被加熱流体側の負荷に対して
は発生器における冷媒の発生量をコントロールし、かつ
また、吸収器から取出す被加熱流体側の負荷に対しては
吸収器における冷媒の吸収ｔ−ｆなわち吸収液の発熱量
をコントロールするようにしたものであるので、七セぞ
ねの負荷に見合う被加熱流体ケ取出すことのできる実用
的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるこの種の吸収ヒートポンプの一実
施例を示した概略構成説明図、第２図、２ｆ！３図は本
発明によるこの種の吸収ヒートポンプの他の実施例を示
した概略構成説明図である。 （１）・・・発生器、（２）・・・凝縮器、　（３）・
・・蒸発器、（４１−［ｃ収５．　　ｆ６１−ポンプ、
　（１２１，（１３）、（１７１・・・管、（１９・・
・加熱器、　■・・・被加熱器、　（２＋１・・・給熱
器、Ｑｚ・・・被加熱器、　の、Ｃ４・・・熱交換ユニ
ット、（２５１，１２６１、（２７１，■、の、Ｇ■、
６Ｄ、Ｇ２・・・管、　（ト）・・・溶液溜め、　（３
（ト）、（４１・・・散布器、　（４１）・・・管、　
（４３・・・バイパス管、　（４；り・・・管、　（Ｓ
、）、（Ｇ２）・・・温度検出器、　（■・・・流量制
御弁、　（Ｖ、）・・・三方弁、（ｖ２）・・・制御弁
、　（Ｖ、）、（Ｖ４）・・・三方弁。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　　佐　野　静　夫 第１図 第２図 第３図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）凝縮器および吸収器からそれぞれ温度レベルの異
   なる被加熱流体を取出すように凝縮器と吸収器に被加熱
   器を内蔵した吸収ヒートポンプにおいて、凝縮器から取
   出す被加熱流体側の負荷に応じて発生器の加熱量を制御
   する機構と、吸収器から取出す被加熱流体側の負荷に応
   じて吸収器における冷媒の吸収量をコントロールする調
   整機構とが備えられていることを特徴とした吸収ヒート
   ポンプ。
2. （２）前記調整機構が吸収器に流入する吸収液の濃度を
   コントロールする調節機構である特許請求の範囲第１項
   に記載の吸収ヒートポンプ。
3. （３）上記調節機構が吸収器に流入する吸収液への冷媒
   液の混入量をコントロールする機構である特許請求の範
   囲第２項に記載の吸収ヒートポンプ。
4. （４）前記調整機構が吸収器に流入する冷媒の蒸発器に
   おける蒸発量をコントロールする調節機構である特許請
   求の範囲第１項に記載の吸収ヒートポンプ。
5. （５）上記調節機構が蒸発器に内蔵した給熱器への冷媒
   の散布量をコントロールする機構である特許請求の範囲
   第４項に記載の吸収ヒートポンプ。
6. （６）前記調整機構が吸収器に内蔵した被加熱器への吸
   収液の散布量をコントロールする機構である特許請求の
   範囲第１項に記載の吸収ヒートポンプ。