JP2654495B2 - 吸収式ヒートポンプ冷暖房装置 - Google Patents

吸収式ヒートポンプ冷暖房装置

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JP2654495B2
JP2654495B2 JP7330189A JP7330189A JP2654495B2 JP 2654495 B2 JP2654495 B2 JP 2654495B2 JP 7330189 A JP7330189 A JP 7330189A JP 7330189 A JP7330189 A JP 7330189A JP 2654495 B2 JP2654495 B2 JP 2654495B2
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茂吉 黒沢
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2315/00Sorption refrigeration cycles or details thereof
    • F25B2315/006Reversible sorption cycles

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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

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の切り替えを、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を介し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を介して交互に接続される前記熱交
換器4,5の他方側を通って前記吸収器3に至る冷媒流通
系統Bを構成し、一方側の前記四方弁6は前記熱交換器
4,5に向かう希溶液及び冷媒の夫々の流れを切り替える
構成とすると共に、他方側の四方弁7は、該熱交換器4,
5からの希溶液及び冷媒の夫々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、そして凝縮器2か
らの冷媒を室内冷暖房用熱交換器5に流すように切り替
えると共に、図中右側の四方弁7は、夫々の熱交換器4,
5からの希溶液、冷媒を、夫々凝縮器2、吸収器3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6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7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、そして凝縮器2からの冷
媒を室外熱交換器4に流すように切り替えると共に、図
中右側の四方弁7は、夫々の熱交換器4,5からの冷媒、
希溶液を夫々吸収器3、凝縮器2方向に流すように切り
替え、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及び室外熱交換器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6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7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、前記熱交換器に向かう希溶液及
び冷媒の夫々の流れを切り替える構成の一方側の四方弁
と、該熱交換器からの希溶液及び冷媒の夫々の流れを切
り替える構成の他方側の四方弁から成る一対の四方弁に
よって行うことができ、少ない構成要素で容易に冷房及
び暖房の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、一方側の前記四方弁は
    前記熱交換器に向かう希溶液及び冷媒の夫々の流れを切
    り替える構成とすると共に、他方側の四方弁は、該熱交
    換器からの希溶液及び冷媒の夫々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
  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
  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
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