JP2642474B2 - 吸収式ヒートポンプ冷暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は吸収式ヒートポンプ冷暖房装置に関するもの
である。

（従来の技術及び発明の目的） 吸収式サイクルは各種冷温水装置に於いて広く実用に
供されているが、ヒートポンプ冷暖房装置としては殆ん
ど実用化されていない。

本発明は冷房及び暖房運転を切り替えを、少ない構成
要素で行えるようにすることにより、ヒートポンプ冷暖
房装置の実用化を図ることを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の構成を実施例に対応する第１図〜第３図を参
照して説明すると、本発明は 再生器１、凝縮器２及び吸収器３と、選択的に蒸発器
として動作させる室外熱交換器４及び室内冷暖房用熱交
換器５と一対の四方弁6,7を構成要素とし、前記吸収器
３から前記一対の四方弁6,7を経て交互に接続される前
記熱交換器4,5のいずれか一方側を通り、凝縮器２を間
接的に経て吸収器３に還流する希溶液流通系統Ａを構成
すると共に、前記凝縮器２から減圧手段８を通り、前記
一対の四方弁6,7を経て交互に接続される前記熱交換器
4,5の他方側を経て前記吸収器３に至る冷媒流通系統Ｂ
を構成し、前記四方弁6,7は、夫々希溶液または冷媒の
いずれか一方側の、前記熱交換器4,5に向かう流れを切
り替えると共に、該熱交換器4,5からの他方側の流れを
切り替える構成としたものである。

（作用及び実施例） 以上の構成に於いて冷房を行う場合には、例えば第１
図（ａ）に示すように、図中左側の四方弁６は、吸収器
３からの希溶液を室外熱交換器４に、そして室内冷暖房
用熱交換器５からの冷媒を吸収器３方向に流すように切
り替えると共に、図中右側の四方弁７は、凝縮器２から
の冷媒を室内冷暖房用熱交換機５に、そして室外熱交換
器４からの希溶液を凝縮器２方向に流すように切り替え
ることにより、室外熱交換器４を通る希溶液流通系統Ａ
及び室内冷暖房用熱交換器５を通る冷媒流通系統Ｂを構
成することができる。

しかして、再生器１に於いて発生し、凝縮器２に於い
て凝縮した冷媒は膨張弁等の減圧手段８から四方弁７を
経て室内冷暖房用熱交換器５に至り、ここで蒸発して室
内側の熱を奪い、次いで四方弁６を経て、冷媒流通系統
Ｂを吸収器３方向に流れ、そして吸収器３に於いて再生
器１から供給される濃溶液に吸収される。

一方、冷媒の吸収に伴って温度が上昇した希溶液は、
希溶液流通系統Ａを、吸収器３から四方弁６を経て室外
熱交換器４に至り、ここで外気に放熱する。こうして温
度が低下した希溶液は、四方弁７を経て、希溶液流通系
統Ａを凝縮器２方向に流れ、該凝縮器２を間接的に経て
吸収器３に還流する。この際、希溶液は凝縮器２に於い
て冷媒蒸気から熱を奪って、その凝縮に供すると共に、
吸収器３に於ける吸収時の吸収液の温度上昇の防止にも
寄与する。

以上の如く、希溶液流通系統Ａを構成する室外熱交換
器４に於いて希溶液を介して系内の熱を外気に放出する
と共に、冷媒流通系統Ｂを構成する室内冷暖房用熱交換
器５に於いて冷媒を介して室内側の熱を系内に奪う動作
により、室内の冷房を行うことができる。

次に暖房を行う場合には、例えば第１図（ｂ）に示す
ように、図中左側の四方弁６は、吸収器３からの希溶液
を室内冷暖房用熱交換器５に、そして室外熱交換器４か
らの冷媒を吸収器３方向に流すように切り替えると共
に、図中右側の四方弁７は、凝縮器２からの冷媒を室外
熱交換器４に、そして室内冷暖房用熱交換器５からの希
溶液を凝縮器２方向に流すように切り替えことにより、
前述と逆に室内冷暖房用熱交換器５を通る希溶液流通系
統Ａ及び室内熱交換器４を通る冷媒流通系統Ｂを構成す
ることができる。

しかして、再生器１に於いて発生し、凝縮器２に於い
て凝縮した冷媒は減圧手段８を通り、四方弁７を経て室
外熱交換器４に至り、ここで蒸発して外気の熱を奪い、
次いで四方弁６を経て、冷房運転時と同様に冷媒流通系
統Ｂを流れ、吸収器３に導入されて再生器１からの濃溶
液に吸収される。

一方、冷媒の吸収に伴って温度が上昇した希溶液は、
希溶液流通系統Ａを吸収器３から四方弁６を経て室内冷
暖房用熱交換器５に至り、ここで室内側に放熱する。こ
うして温度が低下した希溶液は、四方弁７を経て冷房運
転時と同様に希溶液流通系統Ａを流れ、凝縮器２に於い
て冷媒蒸気の凝縮に供された後、吸収器３に還流する。

以上の如く、冷媒流通系統Ｂを構成する室外熱交換器
４に於いて冷媒を介して外気の熱を系内に奪い、そして
希溶液流通系統Ａを構成する室内冷暖房用熱交換器５に
於いて希溶液を介して系内の熱を室内側に放出するヒー
トポンプ動作により室内の暖房を行うことができる。

本発明は以上の通り、一対の四方弁6,7を操作するこ
とにより、希溶液流通系統Ａ及び冷媒流通系統Ｂの夫々
の構成要素となる熱交換器を、室外熱交換器４または室
内冷暖房用熱交換器５に交互に切り替えることができ、
こうして吸収式サイクルを利用したヒートポンプ冷暖房
装置を構成することができる。

以上の構成に於いて、希溶液流通系統Ａには希溶液を
流通させるためのポンプ９を構成するのであるが、この
ポンプ９は吸収器３から四方弁６に至る経路または四方
弁７から吸収器３に至る経路の適所に設置することがで
きる。

また吸収器３への希溶液の還流は、再生器１から吸収
器３に至る濃溶液の流れに合流させて行うことにより、
吸収時に於ける吸収液の温度上昇の防止に効果的に寄与
させることができる。

次に希溶液流通系統Ａには、例えば第２図に示すよう
に、凝縮器２をバイパスするバイパス経路10を設けて、
吸収器３に還流する希溶液のうちの所定割合のみを凝縮
器２に流すように構成することができ、かかる構成に於
いては凝縮器２に於ける希溶液への放熱量が減少するの
で、希溶液を前述したように濃溶液の流れに合流させて
還流する場合に於いて、吸収時に於ける吸収液の温度上
昇の防止に、より一層効果的に寄与させることができ
る。

また、前記バイパス経路10を設ける構成に於いて、例
えば第３図に示すように、凝縮器２をバイパスさせた希
溶液のみを、前述したように再生器１から吸収器３に至
る濃溶液の流れに合流させて該吸収器３に還流させる構
成とすると共に、凝縮器２を経た希溶液は、吸収器３内
下部に還流させる構成とすることができ、この構成に於
いては、冷媒蒸気の吸収に係る希溶液の温度を、より低
くすることができるので、前述した吸収時に於ける吸収
液の温度上昇の防止を、更に効果的に行うことができ
る。

更に、以上のバイパス経路10を設ける構成に於いて、
希溶液流通系統Ａに、凝縮器２を通る希溶液の量と、バ
イパス経路10を通る希溶液の量の割合を調節可能な流量
比調節手段11を設ければ、凝縮器２及び吸収器３に於け
る希溶液への放熱量を調節することができる。該流量比
調節手段11は第２図及び第３図中に仮想線で示してお
り、その具体的構成は弁装置等適宜である。尚、第２図
は第１図（ａ）と同様に冷房運転を行っている状態、並
びに第３図は第１図（ｂ）と同様に暖房運転を行ってい
る状態を表わしたもので、その作用は希溶液の流れを除
いて第１図の構成と同様であるので説明を省略する。

次に、室内冷暖房用熱交換器５は、第１図〜第３図に
於いては、冷温水等の熱媒体を熱交換部12と、室内熱交
換器13間に循環させ、該熱媒体を介して間接的に室内空
気と熱交換させる構成として表わしているが、この他直
接に室内空気と熱交換させる構成とすることもできる。

次に図示の他の構成要素を説明すると、符号14は希溶
液を再生器１に送るためのポンプ、15は溶液熱交換器、
16は加熱源を示すものである。本発明の適用する吸収式
サイクルは、単効用型、二重効用型等のいずれを適用す
ることもでき、また冷媒及び吸収液も適宜に選択するこ
とができる。尚、以上の説明に於ける希溶液とは冷媒が
多く含まれている状態の溶液、濃溶液は冷媒の少ない溶
液を表わすものである。

（発明の効果） 本発明は以上の通り、 再生器、凝縮器及び吸収器と、選択的に蒸発器として
動作させる室外熱交換器及び室内冷暖房用熱交換器と一
対の四方弁を構成要素とし、前記吸収器から前記一対の
四方弁を介して交互に接続される前記熱交換器のいずれ
か一方側を通り、凝縮器を間接的に経て吸収器に還流す
る希溶液流通系統を構成すると共に、前記凝縮器から減
圧手段を通り、前記一対の四方弁を介して交互に接続さ
れる前記熱交換器の他方側を経て前記吸収器に至る冷媒
流通系統を構成することにより、冷暖房切替可能な吸収
式ヒートポンプ冷暖房装置を構成することができ、かか
る冷暖房の切り替えは、夫々希溶液または冷媒のいずれ
か一方側の、前記熱交換器に向かう流れを切り替えると
共に、該熱交換器からの他方側の流れを切り替える構成
とした、前記一対の四方弁によって行うことができ、少
ない構成要素で容易に冷房及び暖房運転の切り替えを行
えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に対応し、（ａ）は冷房運転、
（ｂ）は暖房運転の状態を表わした系統説明図である。
第２図は本発明の他の実施例に対応し、冷房運転の状態
を表わした系統説明図である。第３図は本発明の更に他
の実施例に対応し、暖房運転の状態を表わした系統説明
図である。 符号Ａ……希溶液流通系統、Ｂ……冷媒流通系統、１…
…再生器、２……凝縮器、３……吸収器、４……室外熱
交換器、５……室内冷暖房用熱交換器、6,7……四方
弁、８……減圧手段、９……ポンプ、10……バイパス経
路、11……流量比調節手段、12……熱交換部、13……室
内熱交換器、14……ポンプ、15……溶液熱交換器、16…
…加熱源。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】再生器、凝縮器及び吸収器と、選択的に蒸
   発器として動作させる室外熱交換器及び室内冷暖房用熱
   交換器と一対の四方弁を構成要素とし、前記吸収器から
   前記一対の四方弁を介して交互に接続される前記熱交換
   器のいずれか一方側を通り、凝縮器を間接的に経て吸収
   器に還流する希溶液流通系統を構成すると共に、前記凝
   縮器から減圧手段を通り、前記一対の四方弁を介して交
   互に接続される前記熱交換器の他方側を経て前記吸収器
   に至る冷媒流通系統を構成し、前記四方弁は、夫々希溶
   液または冷媒のいずれか一方側の前記熱交換器に向かう
   流れを切り替えると共に、該熱交換器からの他方側の流
   れを切り替える構成としたことを特徴とする吸収式ヒー
   トポンプ冷暖房装置
2. 【請求項２】第１項記載の希溶液流通系統に、凝縮器を
   バイパスする経路を構成したことを特徴とする吸収式ヒ
   ートポンプ冷暖房装置
3. 【請求項３】第１項または第２項記載の希溶液流通系統
   は、希溶液を、再生器から吸収器に至る濃溶液の流れに
   合流させて吸収器に還流させる構成としたことを特徴と
   する吸収式ヒートポンプ冷暖房装置
4. 【請求項４】第２項記載の希溶液流通系統は、凝縮器を
   バイパスさせた希溶液を再生器から吸収器に至る濃溶液
   の流れに合流させて吸収器に還流させる構成とすると共
   に、凝縮器を経た希溶液は、吸収器内下部に還流させる
   構成としたことを特徴とする吸収式ヒートポンプ冷暖房
   装置
5. 【請求項５】第２項、第３項または第４項記載の希溶液
   流通系統に、凝縮器を通る希溶液の量と、バイパス経路
   を通る希溶液の量の割合を調節可能な流量比調節手段を
   構成したことを特徴とする吸収式ヒートポンプ冷暖房装
   置
6. 【請求項６】第１項記載の室内冷暖房用熱交換器は、直
   接に室内空気と熱交換させる構成としたことを特徴とす
   る吸収式ヒートポンプ冷暖房装置
7. 【請求項７】第１項記載の室内冷暖房用熱交換器は、熱
   媒体を介して間接的に室内空気と熱交換させる構成とし
   たことを特徴とする吸収式ヒートポンプ冷暖房装置