JP3353101B2 - 吸収式ヒートポンプ - Google Patents
吸収式ヒートポンプInfo
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- Y02B30/62—Absorption based systems
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、吸収式ヒートポン
プに係り、特に精留器を備えた再生ユニットを含んでな
る吸収式ヒートポンプとその運転方法に関する。
プに係り、特に精留器を備えた再生ユニットを含んでな
る吸収式ヒートポンプとその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来知られているＧＡＸサイクル
を備えた一般的なアンモニア吸収式ヒートポンプの構成
を示す。図示の吸収式ヒートポンプは、再生ユニット３
１、凝縮器３２、冷媒熱交換器３３、膨張弁３４、蒸発
器３５、吸収ユニット３６、溶液ポンプ３７、減圧弁５
７を含んで構成されている。
を備えた一般的なアンモニア吸収式ヒートポンプの構成
を示す。図示の吸収式ヒートポンプは、再生ユニット３
１、凝縮器３２、冷媒熱交換器３３、膨張弁３４、蒸発
器３５、吸収ユニット３６、溶液ポンプ３７、減圧弁５
７を含んで構成されている。
【０００３】再生ユニット３１は、縦形の再生容器３８
の内部に、下部の方から順に、再生入熱器３９、弱溶液
の熱交換器４０、回収段４１ａと濃縮段４１ｂからなる
精留器４１、熱交換流路をなす分縮器４２を設けて形成
されている。再生容器３８の底部は熱交換器４０の入り
側に配管で接続されている。この再生ユニット３１によ
り、溶液ポンプ３７から供給される強溶液５５が、再生
容器３８の頂部から取り出される冷媒蒸気４４と再生容
器３８の底部に溜る弱溶液５６に分離される。
の内部に、下部の方から順に、再生入熱器３９、弱溶液
の熱交換器４０、回収段４１ａと濃縮段４１ｂからなる
精留器４１、熱交換流路をなす分縮器４２を設けて形成
されている。再生容器３８の底部は熱交換器４０の入り
側に配管で接続されている。この再生ユニット３１によ
り、溶液ポンプ３７から供給される強溶液５５が、再生
容器３８の頂部から取り出される冷媒蒸気４４と再生容
器３８の底部に溜る弱溶液５６に分離される。
【０００４】吸収ユニット３６は、頂部に配置された散
布装置５１とその下方に配置された吸収熱回収熱交換部
（すなわち吸収再生熱交換器）５２をなす熱交換流路
と、吸収熱回収熱交換部５２の下方に配置された吸収放
熱部５３をなす熱交換流路と、それらを内装した吸収容
器５０と、を含んで頂部に配置された散布装置５１ａと
その下方に配置された吸収放熱部５３をなす熱交換流路
を内装してなる低圧側吸収器５０ａと、を含んで構成さ
れている。散布装置５１は減圧弁５７を介して前記熱交
換器４０の出側に接続され、吸収熱回収熱交換部５２の
入側は前記分縮器４２の出側に接続されている。吸収容
器５０の底部に溶液ポンプ３７の吸い込み側が接続さ
れ、溶液ポンプ３７の吐出側が前記分縮器４２の入側に
接続されている。吸収熱回収熱交換部５２の出側が前記
精留器４１の回収段４１ａと濃縮段４１ｂの間に接続さ
れている。
布装置５１とその下方に配置された吸収熱回収熱交換部
（すなわち吸収再生熱交換器）５２をなす熱交換流路
と、吸収熱回収熱交換部５２の下方に配置された吸収放
熱部５３をなす熱交換流路と、それらを内装した吸収容
器５０と、を含んで頂部に配置された散布装置５１ａと
その下方に配置された吸収放熱部５３をなす熱交換流路
を内装してなる低圧側吸収器５０ａと、を含んで構成さ
れている。散布装置５１は減圧弁５７を介して前記熱交
換器４０の出側に接続され、吸収熱回収熱交換部５２の
入側は前記分縮器４２の出側に接続されている。吸収容
器５０の底部に溶液ポンプ３７の吸い込み側が接続さ
れ、溶液ポンプ３７の吐出側が前記分縮器４２の入側に
接続されている。吸収熱回収熱交換部５２の出側が前記
精留器４１の回収段４１ａと濃縮段４１ｂの間に接続さ
れている。
【０００５】凝縮器３２は冷却流体が通流される熱交換
コイル４５を内装し、頂部が前記再生ユニット３１の頂
部に、底部が冷媒熱交換器３３の加熱側流体流路入り口
に接続されている。冷媒熱交換器３３の被加熱側流体流
路の出側が前記吸収容器５０の底部に接続されている。
コイル４５を内装し、頂部が前記再生ユニット３１の頂
部に、底部が冷媒熱交換器３３の加熱側流体流路入り口
に接続されている。冷媒熱交換器３３の被加熱側流体流
路の出側が前記吸収容器５０の底部に接続されている。
【０００６】蒸発器３５は頂部に配置された冷媒散布装
置４７と冷媒散布装置４７の下方に配置され冷却流体が
通流される熱交換コイル４８を内装して構成され、その
冷媒散布装置４７は前記冷媒熱交換器３３の加熱側流体
流路の出側に膨張弁３４を介して接続されている。蒸発
器３５はまた、前記冷媒熱交換器３３の被加熱側流体流
路入り側に連通されている。
置４７と冷媒散布装置４７の下方に配置され冷却流体が
通流される熱交換コイル４８を内装して構成され、その
冷媒散布装置４７は前記冷媒熱交換器３３の加熱側流体
流路の出側に膨張弁３４を介して接続されている。蒸発
器３５はまた、前記冷媒熱交換器３３の被加熱側流体流
路入り側に連通されている。
【０００７】再生ユニット３１の分縮器４２は、下方か
ら上昇して来る溶液の蒸気を冷却し、その一部を凝縮さ
せて精留器４１に流下させ、そこで下方から上昇して来
る溶液の蒸気（冷媒であるアンモニアの蒸気と水の蒸気
の混合体）と接触させ、蒸気の冷媒純度を高める働きを
している。
ら上昇して来る溶液の蒸気を冷却し、その一部を凝縮さ
せて精留器４１に流下させ、そこで下方から上昇して来
る溶液の蒸気（冷媒であるアンモニアの蒸気と水の蒸気
の混合体）と接触させ、蒸気の冷媒純度を高める働きを
している。
【０００８】効率の高いＧＡＸサイクルでは、吸収熱回
収熱交換部５２で、熱交換器内部を通るアンモニア濃度
の高い溶液（強溶液）を沸騰させて熱交換器外部を流れ
る弱溶液から強溶液への熱回収を行っている。しかし、
この場合、再生器での最高温度が高くなり、したがって
再生器で発生する蒸気中の水分量が大きくなる。このた
め、再生ユニット３１から取り出される冷媒蒸気の純度
を上げるための精留器４１に加わる負荷が大きくなり、
大きな精留器が必要になる。
収熱交換部５２で、熱交換器内部を通るアンモニア濃度
の高い溶液（強溶液）を沸騰させて熱交換器外部を流れ
る弱溶液から強溶液への熱回収を行っている。しかし、
この場合、再生器での最高温度が高くなり、したがって
再生器で発生する蒸気中の水分量が大きくなる。このた
め、再生ユニット３１から取り出される冷媒蒸気の純度
を上げるための精留器４１に加わる負荷が大きくなり、
大きな精留器が必要になる。
【０００９】図４に、特開平５−１８７７３６号公報に
開示されたコールドソリューションフィールドと呼ばれ
る別の方式による精留方法の例を示す。この方法に依れ
ば、溶液ポンプ１１で加圧された強溶液の一部が分岐さ
れて再生器と別体で設けられた精留器１９の頭頂部に導
入されている。導入された強溶液は下方から上昇する冷
媒蒸気と直接接触し、冷媒蒸気内の溶媒蒸気（水蒸気）
を凝縮させて冷媒蒸気の純度を向上させる。精留によっ
て生ずる熱は強溶液に回収される。
開示されたコールドソリューションフィールドと呼ばれ
る別の方式による精留方法の例を示す。この方法に依れ
ば、溶液ポンプ１１で加圧された強溶液の一部が分岐さ
れて再生器と別体で設けられた精留器１９の頭頂部に導
入されている。導入された強溶液は下方から上昇する冷
媒蒸気と直接接触し、冷媒蒸気内の溶媒蒸気（水蒸気）
を凝縮させて冷媒蒸気の純度を向上させる。精留によっ
て生ずる熱は強溶液に回収される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図３に示す精留方式に
よれば、分縮器４２内を流れる強溶液で外部を上昇する
蒸気を凝縮させ、凝縮した溶液を精留器４１に滴下還流
させて蒸気と接触させるが、成績係数（ＣＯＰ）の高い
吸収式ヒートポンプとするためには、十分な性能と大き
さの精留器が必要であり、かつ分縮器４２で凝縮され還
流する溶液の量を少なくする必要があった。しかし、還
流する溶液の量を少なくすると、精留器で十分な気液の
接触を確保するのが難しいため、純度の低い冷媒がで
き、結果的に成績係数が低くなるという問題があった。
よれば、分縮器４２内を流れる強溶液で外部を上昇する
蒸気を凝縮させ、凝縮した溶液を精留器４１に滴下還流
させて蒸気と接触させるが、成績係数（ＣＯＰ）の高い
吸収式ヒートポンプとするためには、十分な性能と大き
さの精留器が必要であり、かつ分縮器４２で凝縮され還
流する溶液の量を少なくする必要があった。しかし、還
流する溶液の量を少なくすると、精留器で十分な気液の
接触を確保するのが難しいため、純度の低い冷媒がで
き、結果的に成績係数が低くなるという問題があった。
【００１１】一方、図４に示す方式によれば、冷たい過
冷却溶液（すなわち溶液ポンプ１１で加圧されて導入さ
れた強溶液）に蒸気を直接接触させるので精留効果は高
いが、溶液ポンプ１１で加圧された強溶液が精留部に達
する途中で温度が上がってしまい、十分な効果を得るた
めには、溶液ポンプ１１の出側で精留器１９に向けて分
岐する溶液量を大目に設定する必要があった。その結
果、のこりの強溶液が吸収器から回収できる熱量が減
り、ＧＡＸサイクルを行ってもＣＯＰが期待するように
向上しないという問題があった。
冷却溶液（すなわち溶液ポンプ１１で加圧されて導入さ
れた強溶液）に蒸気を直接接触させるので精留効果は高
いが、溶液ポンプ１１で加圧された強溶液が精留部に達
する途中で温度が上がってしまい、十分な効果を得るた
めには、溶液ポンプ１１の出側で精留器１９に向けて分
岐する溶液量を大目に設定する必要があった。その結
果、のこりの強溶液が吸収器から回収できる熱量が減
り、ＧＡＸサイクルを行ってもＣＯＰが期待するように
向上しないという問題があった。
【００１２】本発明の課題は、水−アンモニアを作動媒
体としたヒートポンプにおいて、発生したアンモニア蒸
気に含まれる水分を除去し、冷媒の純度を高めるために
用いる精留装置の性能を向上させ、ＣＯＰを改善するに
ある。
体としたヒートポンプにおいて、発生したアンモニア蒸
気に含まれる水分を除去し、冷媒の純度を高めるために
用いる精留装置の性能を向上させ、ＣＯＰを改善するに
ある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、吸収剤に
冷媒を吸収してなる冷媒濃度が高い強溶液を導入し、該
強溶液を冷媒蒸気と冷媒濃度が低い弱溶液とに分離生成
する再生ユニット３１と、この再生ユニット３１で生成
された冷媒蒸気を冷却して液冷媒とする凝縮器３２と、
この凝縮器で生成された液冷媒を膨張弁３４を介して導
入し、熱媒との熱交換により前記液冷媒を蒸発させる蒸
発器３５と、この蒸発器３５で蒸発された冷媒蒸気と前
記再生ユニット３１で生成された弱溶液とを導入し、弱
溶液に冷媒蒸気を吸収させ強溶液を生成する吸収ユニッ
ト３６と、この吸収ユニット３６で生成された強溶液を
加圧し吸収ユニットを経て前記再生ユニット３１に導入
する溶液ポンプ３７とを含んでなる吸収式ヒートポンプ
において、前記再生ユニット３１を、その上部に内装さ
れ蒸気を冷却する分縮器４２を含んで構成し、 前記溶
液ポンプ３７の出口配管６１に流量制御手段５９を介装
した分岐管６２を設け、該分岐管６２の下流端を、前記
分縮器上方に開口させて配置することにより、達成され
る。
冷媒を吸収してなる冷媒濃度が高い強溶液を導入し、該
強溶液を冷媒蒸気と冷媒濃度が低い弱溶液とに分離生成
する再生ユニット３１と、この再生ユニット３１で生成
された冷媒蒸気を冷却して液冷媒とする凝縮器３２と、
この凝縮器で生成された液冷媒を膨張弁３４を介して導
入し、熱媒との熱交換により前記液冷媒を蒸発させる蒸
発器３５と、この蒸発器３５で蒸発された冷媒蒸気と前
記再生ユニット３１で生成された弱溶液とを導入し、弱
溶液に冷媒蒸気を吸収させ強溶液を生成する吸収ユニッ
ト３６と、この吸収ユニット３６で生成された強溶液を
加圧し吸収ユニットを経て前記再生ユニット３１に導入
する溶液ポンプ３７とを含んでなる吸収式ヒートポンプ
において、前記再生ユニット３１を、その上部に内装さ
れ蒸気を冷却する分縮器４２を含んで構成し、 前記溶
液ポンプ３７の出口配管６１に流量制御手段５９を介装
した分岐管６２を設け、該分岐管６２の下流端を、前記
分縮器上方に開口させて配置することにより、達成され
る。
【００１４】溶液ポンプ３７で加圧された強溶液が、吸
収ユニットに導かれる前に、出口配管６１を経て再生ユ
ニット３１に内装された分縮器４２を流過したのち吸収
ユニット３６に導かれるように構成するのが望ましい。
収ユニットに導かれる前に、出口配管６１を経て再生ユ
ニット３１に内装された分縮器４２を流過したのち吸収
ユニット３６に導かれるように構成するのが望ましい。
【００１５】上記の課題はまた、吸収剤に冷媒を吸収し
てなる冷媒濃度が高い強溶液を再生ユニット３１に導入
し、導入された該強溶液を蒸気と冷媒濃度が低い弱溶液
とに分離生成し、該蒸気の一部を再生ユニット３１上部
に内装された分縮器で冷却液化して下方に滴下させ、再
生ユニット３１で生成された冷媒蒸気を凝縮器３２で冷
却して液冷媒とし、この液冷媒を膨張弁３４を介して蒸
発器３５に導入して熱媒との熱交換により蒸発させ、蒸
発した冷媒蒸気を前記再生ユニット３１で生成された弱
溶液に吸収熱回収熱交換部をなす熱交換流路の伝熱面上
で吸収させて強溶液を生成し、この強溶液を加圧して前
記分縮器内の流路を通過させ外側の蒸気の熱を奪ったの
ち前記熱交換流路に通流して前記吸収時の弱溶液の熱を
該強溶液に回収し、熱回収後の強溶液を再生ユニット３
１に導入して上記サイクルを繰り返させる吸収式ヒート
ポンプの運転方法において、前記加圧された強溶液の一
部を再生ユニット３１頂部に導き、前記分縮器外面上に
散布する手順を設けることによっても、達成される。
てなる冷媒濃度が高い強溶液を再生ユニット３１に導入
し、導入された該強溶液を蒸気と冷媒濃度が低い弱溶液
とに分離生成し、該蒸気の一部を再生ユニット３１上部
に内装された分縮器で冷却液化して下方に滴下させ、再
生ユニット３１で生成された冷媒蒸気を凝縮器３２で冷
却して液冷媒とし、この液冷媒を膨張弁３４を介して蒸
発器３５に導入して熱媒との熱交換により蒸発させ、蒸
発した冷媒蒸気を前記再生ユニット３１で生成された弱
溶液に吸収熱回収熱交換部をなす熱交換流路の伝熱面上
で吸収させて強溶液を生成し、この強溶液を加圧して前
記分縮器内の流路を通過させ外側の蒸気の熱を奪ったの
ち前記熱交換流路に通流して前記吸収時の弱溶液の熱を
該強溶液に回収し、熱回収後の強溶液を再生ユニット３
１に導入して上記サイクルを繰り返させる吸収式ヒート
ポンプの運転方法において、前記加圧された強溶液の一
部を再生ユニット３１頂部に導き、前記分縮器外面上に
散布する手順を設けることによっても、達成される。
【００１６】前記冷媒としてはアンモニア、前記吸収剤
（溶媒）としては水を用いるのが望ましい。
（溶媒）としては水を用いるのが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１に基
づいて説明する。図示の実施例は、アンモニアを冷媒と
し、吸収剤（溶媒）を水とした吸収式ヒートポンプの例
である。本実施例の吸収式ヒートポンプが、前記図３に
示した吸収式ヒートポンプと異なるのは、再生ユニット
３１の構成と、溶液ポンプ３７の吐出側配管の接続先の
２点である。他の構成は、前記図３に示した吸収式ヒー
トポンプと同じであるので、同一の符号を付し、説明を
省略する。
づいて説明する。図示の実施例は、アンモニアを冷媒と
し、吸収剤（溶媒）を水とした吸収式ヒートポンプの例
である。本実施例の吸収式ヒートポンプが、前記図３に
示した吸収式ヒートポンプと異なるのは、再生ユニット
３１の構成と、溶液ポンプ３７の吐出側配管の接続先の
２点である。他の構成は、前記図３に示した吸収式ヒー
トポンプと同じであるので、同一の符号を付し、説明を
省略する。
【００１８】本実施例の再生ユニット３１は、縦形の再
生容器３８の内部に、下部の方から順に、再生入熱器３
９、弱溶液の熱交換器４０、回収段４１ａと液受け皿４
１ｃと濃縮段４１ｂからなる精留器４１、熱交換流路を
なす分縮器４２、分岐溶液散布装置６０を設けて形成さ
れる。再生容器３８の底部は熱交換器４０の入り側に配
管で接続され、熱交換器４０の出側は減圧弁５７を介し
て吸収ユニット３６の散布装置５１に接続されている。
この再生ユニット３１により、溶液ポンプ３７から供給
される強溶液が、再生容器３８の頂部から取り出される
冷媒蒸気４４と再生容器３８の底部に溜る弱溶液５６に
分離される。
生容器３８の内部に、下部の方から順に、再生入熱器３
９、弱溶液の熱交換器４０、回収段４１ａと液受け皿４
１ｃと濃縮段４１ｂからなる精留器４１、熱交換流路を
なす分縮器４２、分岐溶液散布装置６０を設けて形成さ
れる。再生容器３８の底部は熱交換器４０の入り側に配
管で接続され、熱交換器４０の出側は減圧弁５７を介し
て吸収ユニット３６の散布装置５１に接続されている。
この再生ユニット３１により、溶液ポンプ３７から供給
される強溶液が、再生容器３８の頂部から取り出される
冷媒蒸気４４と再生容器３８の底部に溜る弱溶液５６に
分離される。
【００１９】吸収容器５０の底部に溶液ポンプ３７の吸
い込み側が接続され、溶液ポンプ３７の吐出側が溶液ポ
ンプの出口配管である強溶液管６１で前記分縮器４２の
入側に接続されている。そして、強溶液管６１に分岐し
て流量制御手段である流量調整弁５９を介装した分岐管
である分岐強溶液管６２が設けられ、この分岐強溶液管
６２の下流端は、前記分岐溶液散布装置６０に接続され
ている。つまり、溶液ポンプ３７で加圧された強溶液の
一部は、流量調整弁５９で流量調整されたのち分岐溶液
散布装置６０に導かれ、この分岐溶液散布装置６０から
分縮器４２の外面上に散布されるようになっている。
い込み側が接続され、溶液ポンプ３７の吐出側が溶液ポ
ンプの出口配管である強溶液管６１で前記分縮器４２の
入側に接続されている。そして、強溶液管６１に分岐し
て流量制御手段である流量調整弁５９を介装した分岐管
である分岐強溶液管６２が設けられ、この分岐強溶液管
６２の下流端は、前記分岐溶液散布装置６０に接続され
ている。つまり、溶液ポンプ３７で加圧された強溶液の
一部は、流量調整弁５９で流量調整されたのち分岐溶液
散布装置６０に導かれ、この分岐溶液散布装置６０から
分縮器４２の外面上に散布されるようになっている。
【００２０】このように構成された実施例の動作につい
て以下に説明する。凝縮器３２は、再生ユニット３１で
生成された冷媒蒸気４４を導入し、熱交換コイル４５に
通流される冷却流体により冷却して凝縮する。凝縮器３
２により凝縮された液冷媒４６は、冷媒熱交換器３３の
加熱流体側流路を経て膨張弁３４で減圧される。膨張弁
３４で減圧された冷媒は蒸発器３５の頂部に設けられた
冷媒散布装置４７から熱交換コイル４８上に散布され
る。散布された冷媒は熱交換コイル４８に通流される冷
却流体の熱を奪って蒸発し、この冷媒蒸気４９は冷媒熱
交換器３３の被加熱流体流路を通って、前記吸収容器５
０の底部に導入される。吸収容器５０の底部に導入され
た冷媒蒸気は、吸収放熱部５３をなす熱交換流路の外側
及び吸収熱回収熱交換部５２をなす熱交換流路の外側を
上昇する。冷媒蒸気はその過程で、それら熱交換流路の
伝熱面上で、弱溶液の散布装置５１から散布される弱溶
液に吸収され、散布された弱溶液は冷媒濃度を高めて強
溶液となり、吸収容器５０の底部に溜る。冷媒蒸気の吸
収により発生する吸収熱は、吸収放熱部５３にあっては
熱交換流路内を流れる冷却流体によって連続的に取り出
され、吸収熱回収熱交換部５２にあっては熱交換流路の
内側に通流される強溶液に連続的に回収され、再生に必
要な熱の一部として利用される。
て以下に説明する。凝縮器３２は、再生ユニット３１で
生成された冷媒蒸気４４を導入し、熱交換コイル４５に
通流される冷却流体により冷却して凝縮する。凝縮器３
２により凝縮された液冷媒４６は、冷媒熱交換器３３の
加熱流体側流路を経て膨張弁３４で減圧される。膨張弁
３４で減圧された冷媒は蒸発器３５の頂部に設けられた
冷媒散布装置４７から熱交換コイル４８上に散布され
る。散布された冷媒は熱交換コイル４８に通流される冷
却流体の熱を奪って蒸発し、この冷媒蒸気４９は冷媒熱
交換器３３の被加熱流体流路を通って、前記吸収容器５
０の底部に導入される。吸収容器５０の底部に導入され
た冷媒蒸気は、吸収放熱部５３をなす熱交換流路の外側
及び吸収熱回収熱交換部５２をなす熱交換流路の外側を
上昇する。冷媒蒸気はその過程で、それら熱交換流路の
伝熱面上で、弱溶液の散布装置５１から散布される弱溶
液に吸収され、散布された弱溶液は冷媒濃度を高めて強
溶液となり、吸収容器５０の底部に溜る。冷媒蒸気の吸
収により発生する吸収熱は、吸収放熱部５３にあっては
熱交換流路内を流れる冷却流体によって連続的に取り出
され、吸収熱回収熱交換部５２にあっては熱交換流路の
内側に通流される強溶液に連続的に回収され、再生に必
要な熱の一部として利用される。
【００２１】吸収容器５０の底部に溜った強溶液は例え
ば圧力４〜５ｋg／cm2、濃度約５０％の過冷却されたア
ンモニア水溶液であり、溶液ポンプ３７により昇圧さ
れ、その大部分は強溶液管６１を経て再生ユニット３１
の分縮器４２に導かれる。分縮器４２に導かれた強溶液
は、分縮器４２を通りつつ分縮器４２の外側を流れる流
体の熱を奪って昇温され、昇温された強溶液は吸収ユニ
ット３６の吸収熱回収熱交換部５２の下部入口からその
熱交換流路内に導入されている。この吸収熱回収熱交換
部５２を通りつつ熱交換流路外側の流体の熱を回収した
強溶液５５は、再生ユニット３１の精留器４１に導入さ
れる。さらに詳しく述べると、吸収熱回収熱交換部５２
において、冷媒蒸気の吸収により発生する吸収熱によっ
て沸騰し、気液の二相流になった強溶液５５は、吸収熱
回収熱交換部５２の上部出口から再生ユニット３１の精
留器４１の中段（濃縮段４１ｂと回収段４１ａの間）に
配置された液受け皿４１ｃに送られる。精留器４１の液
受け皿４１ｃに導入された二相流の強溶液５５は、冷媒
蒸気と溶液とに分離される。
ば圧力４〜５ｋg／cm2、濃度約５０％の過冷却されたア
ンモニア水溶液であり、溶液ポンプ３７により昇圧さ
れ、その大部分は強溶液管６１を経て再生ユニット３１
の分縮器４２に導かれる。分縮器４２に導かれた強溶液
は、分縮器４２を通りつつ分縮器４２の外側を流れる流
体の熱を奪って昇温され、昇温された強溶液は吸収ユニ
ット３６の吸収熱回収熱交換部５２の下部入口からその
熱交換流路内に導入されている。この吸収熱回収熱交換
部５２を通りつつ熱交換流路外側の流体の熱を回収した
強溶液５５は、再生ユニット３１の精留器４１に導入さ
れる。さらに詳しく述べると、吸収熱回収熱交換部５２
において、冷媒蒸気の吸収により発生する吸収熱によっ
て沸騰し、気液の二相流になった強溶液５５は、吸収熱
回収熱交換部５２の上部出口から再生ユニット３１の精
留器４１の中段（濃縮段４１ｂと回収段４１ａの間）に
配置された液受け皿４１ｃに送られる。精留器４１の液
受け皿４１ｃに導入された二相流の強溶液５５は、冷媒
蒸気と溶液とに分離される。
【００２２】また、溶液ポンプ３７により昇圧された強
溶液の残り（強溶液分岐管６２に導かれた分）は、分岐
溶液散布装置６０に導かれ、分岐溶液散布装置６０から
下方に散布される。この強溶液は過冷却状態であるた
め、散布された直後に蒸気を吸収して温度が上がり、飽
和状態になる。飽和状態になった溶液は、分縮器４２上
に降下して分縮器４２内を流れる強溶液に熱を奪われつ
つ蒸気を吸収する。すなわち、分縮器４２は吸収器に近
い働きをする。分縮器４２の外面を通過した溶液は、精
留器４１の濃縮段４１ｂに流下する。
溶液の残り（強溶液分岐管６２に導かれた分）は、分岐
溶液散布装置６０に導かれ、分岐溶液散布装置６０から
下方に散布される。この強溶液は過冷却状態であるた
め、散布された直後に蒸気を吸収して温度が上がり、飽
和状態になる。飽和状態になった溶液は、分縮器４２上
に降下して分縮器４２内を流れる強溶液に熱を奪われつ
つ蒸気を吸収する。すなわち、分縮器４２は吸収器に近
い働きをする。分縮器４２の外面を通過した溶液は、精
留器４１の濃縮段４１ｂに流下する。
【００２３】一方、前記分離された冷媒蒸気は精留器４
１の濃縮段４１ｂを上昇する過程で前記流下する強溶液
と気液接触して冷媒濃度を高め、さらに上昇して分縮器
４２の表面に達する。蒸気は、分縮器４２内に通流され
る低温の強溶液との熱交換により更に蒸気が凝縮除去さ
れて冷媒蒸気の濃度が高められたのち、凝縮器３２に供
給される。一方、分離された溶液は精留器４１の回収段
４１ａを下降する過程で冷媒濃度が減少し、弱溶液の熱
交換器４０を通過すると弱溶液となり再生容器３８の底
部に溜まる。この弱溶液５６は、例えば圧力２０ｋg／c
m2で５〜１０％のアンモニア水溶液であり、再生入熱器
３９による加熱でこの弱溶液から発生する蒸気には水蒸
気が４０〜５０％の水蒸気が含まれている。この弱溶液
５６は、熱交換器４０と減圧弁５７を通って吸収ユニッ
ト３６に設けられた弱溶液の散布装置５１に供給されて
いる。精留器４１の回収段４１ａには、平衡状態ではあ
るが比較的低温の還流液が濃縮段４１ｂを経て供給さ
れ、その結果精留効率は上がり、比較的小さな精留器で
も十分な効果が得られるとともに、分岐する流量は比較
的小さくて済む。そのため、溶液ポンプ３７で加圧され
た強溶液の大部分は吸収器に導入され、吸収熱を回収す
るので、ＣＯＰを大きくすることができる。発明者等の
試験によれば、分岐する強溶液の比率は、溶液ポンプが
吐出する量の１０〜２０％位が適当である。この分岐量
は、分縮器で凝縮滴下する還流方式（図３の方式）の場
合の還流流量よりも大きく、精留器４１での気液接触に
問題が生じるほどではない。
１の濃縮段４１ｂを上昇する過程で前記流下する強溶液
と気液接触して冷媒濃度を高め、さらに上昇して分縮器
４２の表面に達する。蒸気は、分縮器４２内に通流され
る低温の強溶液との熱交換により更に蒸気が凝縮除去さ
れて冷媒蒸気の濃度が高められたのち、凝縮器３２に供
給される。一方、分離された溶液は精留器４１の回収段
４１ａを下降する過程で冷媒濃度が減少し、弱溶液の熱
交換器４０を通過すると弱溶液となり再生容器３８の底
部に溜まる。この弱溶液５６は、例えば圧力２０ｋg／c
m2で５〜１０％のアンモニア水溶液であり、再生入熱器
３９による加熱でこの弱溶液から発生する蒸気には水蒸
気が４０〜５０％の水蒸気が含まれている。この弱溶液
５６は、熱交換器４０と減圧弁５７を通って吸収ユニッ
ト３６に設けられた弱溶液の散布装置５１に供給されて
いる。精留器４１の回収段４１ａには、平衡状態ではあ
るが比較的低温の還流液が濃縮段４１ｂを経て供給さ
れ、その結果精留効率は上がり、比較的小さな精留器で
も十分な効果が得られるとともに、分岐する流量は比較
的小さくて済む。そのため、溶液ポンプ３７で加圧され
た強溶液の大部分は吸収器に導入され、吸収熱を回収す
るので、ＣＯＰを大きくすることができる。発明者等の
試験によれば、分岐する強溶液の比率は、溶液ポンプが
吐出する量の１０〜２０％位が適当である。この分岐量
は、分縮器で凝縮滴下する還流方式（図３の方式）の場
合の還流流量よりも大きく、精留器４１での気液接触に
問題が生じるほどではない。
【００２４】上記図１に示した実施例においては、分縮
器４２の上方に分岐溶液散布装置を独立に設けてある
が、必ずしも分縮器４２と別体に設ける必要はない。例
えば、分縮器４２を水平に巻回された複数段のコイルで
構成し、その最上段のコイルに、下向きの多数の小孔を
設け、この小孔からそれより下段のコイルに強溶液を散
布するように構成しても、同じ効果が得られる。要は、
分縮器４２で蒸気を凝縮液化することで得られた溶液を
下方に滴下して精留器での気液接触を行わせるだけでは
なく、過冷却された強溶液を直接散布することで、精留
器における十分な気液接触を確保するとともに、この散
布液を分縮器４２上で冷却することで吸収作用をも持た
せることである。
器４２の上方に分岐溶液散布装置を独立に設けてある
が、必ずしも分縮器４２と別体に設ける必要はない。例
えば、分縮器４２を水平に巻回された複数段のコイルで
構成し、その最上段のコイルに、下向きの多数の小孔を
設け、この小孔からそれより下段のコイルに強溶液を散
布するように構成しても、同じ効果が得られる。要は、
分縮器４２で蒸気を凝縮液化することで得られた溶液を
下方に滴下して精留器での気液接触を行わせるだけでは
なく、過冷却された強溶液を直接散布することで、精留
器における十分な気液接触を確保するとともに、この散
布液を分縮器４２上で冷却することで吸収作用をも持た
せることである。
【００２５】また、図２に示す本発明の第２の実施例
は、分縮器４２に通流される冷却流体を図１の場合の強
溶液に代えて外部流体、例えば冷却水にしたものであ
る。この場合、強溶液管６１は分縮器４２に接続される
代わりに吸収熱回収熱交換部５２の入り側に接続され、
分縮器４２の出口、入り口には冷却水配管が接続され
る。溶液ポンプ３７で加圧された強溶液の大部分は強溶
液管６１を経て吸収熱回収熱交換部５２に導入され、残
りは前記第１の実施例の場合と同様、流量調整弁５９を
介装した分岐強溶液管６２を経て分岐溶液散布装置６０
に導かれる。本実施例においても、前記第１の実施例と
同様の効果が得られる
は、分縮器４２に通流される冷却流体を図１の場合の強
溶液に代えて外部流体、例えば冷却水にしたものであ
る。この場合、強溶液管６１は分縮器４２に接続される
代わりに吸収熱回収熱交換部５２の入り側に接続され、
分縮器４２の出口、入り口には冷却水配管が接続され
る。溶液ポンプ３７で加圧された強溶液の大部分は強溶
液管６１を経て吸収熱回収熱交換部５２に導入され、残
りは前記第１の実施例の場合と同様、流量調整弁５９を
介装した分岐強溶液管６２を経て分岐溶液散布装置６０
に導かれる。本実施例においても、前記第１の実施例と
同様の効果が得られる
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、精留器における十分な
気液接触面積を確保して精留効果を発揮させるととも
に、吸収器には熱回収に必要なだけの強溶液が供給さ
れ、吸収ヒートポンプのＣＯＰを向上させることができ
る。
気液接触面積を確保して精留効果を発揮させるととも
に、吸収器には熱回収に必要なだけの強溶液が供給さ
れ、吸収ヒートポンプのＣＯＰを向上させることができ
る。
【図１】本発明の第１の実施例の要部構成を示す系統図
である。
である。
【図２】本発明の第２の実施例の要部構成を示す系統図
である。
である。
【図３】従来技術の例の要部構成を示す系統図である。
【図４】従来技術の他の要部構成を示す系統図である。
１１ 溶液ポンプ １２ 吸収器 １６ 発生器 １９ 精留器 ３１ 再生ユニット ３２ 凝縮器 ３３ 冷媒熱交換器 ３４ 膨張弁 ３５ 蒸発器 ３６ 吸収ユニッ
ト ３７ 溶液ポンプ ３８ 再生容器 ３９ 再生入熱器 ４０ 弱溶液の熱
交換器 ４１ 精留器 ４１ａ 回収段 ４１ｂ 濃縮段 ４１ｃ 液受け皿 ４２ 分縮器 ４４ 冷媒蒸気 ４５ 熱交換コイル ４６ 液冷媒 ４７ 冷媒散布装置 ４８ 熱交換コイ
ル ４９ 冷媒蒸気 ５０ 吸収容器 ５１ 散布装置 ５２ 吸収熱回収
熱交換部 ５３ 吸収放熱部 ５５ 強溶液 ５６ 弱溶液 ５７ 減圧弁 ５８ 弱溶液 ６０ 分岐溶液散
布装置 ６１ 強溶液管 ６２ 分岐強溶液
管
ト ３７ 溶液ポンプ ３８ 再生容器 ３９ 再生入熱器 ４０ 弱溶液の熱
交換器 ４１ 精留器 ４１ａ 回収段 ４１ｂ 濃縮段 ４１ｃ 液受け皿 ４２ 分縮器 ４４ 冷媒蒸気 ４５ 熱交換コイル ４６ 液冷媒 ４７ 冷媒散布装置 ４８ 熱交換コイ
ル ４９ 冷媒蒸気 ５０ 吸収容器 ５１ 散布装置 ５２ 吸収熱回収
熱交換部 ５３ 吸収放熱部 ５５ 強溶液 ５６ 弱溶液 ５７ 減圧弁 ５８ 弱溶液 ６０ 分岐溶液散
布装置 ６１ 強溶液管 ６２ 分岐強溶液
管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−38563（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−269980（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−14688（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−187736（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 15/00 301 F25B 15/04 F25B 33/00
Claims (4)
- 【請求項１】 吸収剤に冷媒を吸収してなる冷媒濃度が
高い強溶液を導入し、該強溶液を冷媒蒸気と冷媒濃度が
低い弱溶液とに分離生成する精留器を備えた再生ユニッ
トと、この再生ユニットで生成された冷媒蒸気を冷却し
て液冷媒とする凝縮器と、この凝縮器で生成された液冷
媒を膨張弁を介して導入し、熱媒との熱交換により前記
液冷媒を蒸発させる蒸発器と、この蒸発器で蒸発された
冷媒蒸気と前記再生ユニットで生成された弱溶液とを導
入し、弱溶液に冷媒蒸気を吸収させ強溶液を生成する吸
収ユニットと、この吸収ユニットで生成された強溶液を
加圧し吸収ユニットを経て前記再生ユニットに導入する
溶液ポンプとを含んでなる吸収式ヒートポンプにおい
て、 前記再生ユニットを、その上部に内装され蒸気を冷却す
る分縮器を含んで構成し、 前記溶液ポンプの出口配管に流量制御手段を介装した分
岐管を設け、該分岐管の下流端を、前記分縮器上方に開
口させて配置し、強溶液の一部を前記分縮器外面に散布
するよう構成したことを特徴とする吸収式ヒートポン
プ。 - 【請求項２】 溶液ポンプで加圧された強溶液は、出口
配管を経て再生ユニットに内装された分縮器を流過した
のち吸収ユニットに導かれるように構成されていること
を特徴とする請求項１に記載の吸収式ヒートポンプ。 - 【請求項３】 分縮器上方に、供給された溶液を下方に
散布する分岐溶液散布装置が配置され、分岐管の下流端
は分岐溶液散布装置に接続されていることを特徴とする
請求項１または２に記載の吸収式ヒートポンプ。 - 【請求項４】 吸収剤に冷媒を吸収してなる冷媒濃度が
高い強溶液を再生ユニットに導入し、導入された該強溶
液を蒸気と冷媒濃度が低い弱溶液とに分離生成し、該蒸
気の一部を再生ユニット上部に内装された分縮器で冷却
液化して下方に滴下させ、再生ユニットで生成された冷
媒蒸気を凝縮器で冷却して液冷媒とし、この液冷媒を膨
張弁を介して蒸発器に導入して熱媒との熱交換により蒸
発させ、蒸発した冷媒蒸気を前記再生ユニットで生成さ
れた弱溶液に吸収熱回収熱交換部をなす熱交換流路の伝
熱面上で吸収させて強溶液を生成し、この強溶液を加圧
して前記分縮器内の流路を通過させ外側の蒸気の熱を奪
ったのち前記熱交換流路に通流して前記吸収時の弱溶液
の熱を該強溶液に回収し、熱回収後の強溶液を再生ユニ
ットに導入して上記サイクルを繰り返させる吸収式ヒー
トポンプの運転方法において、前記加圧された強溶液の
一部を再生ユニット頂部に導き、前記分縮器外面上に散
布するようにしたことを特徴とする吸収式ヒートポンプ
の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18765796A JP3353101B2 (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 吸収式ヒートポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18765796A JP3353101B2 (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 吸収式ヒートポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1030854A JPH1030854A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3353101B2 true JP3353101B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=16209922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18765796A Expired - Fee Related JP3353101B2 (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 吸収式ヒートポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3353101B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7529609B2 (en) | 2004-10-05 | 2009-05-05 | Vision Works Ip Corporation | Absolute acceleration sensor for use within moving vehicles |
| US9878693B2 (en) | 2004-10-05 | 2018-01-30 | Vision Works Ip Corporation | Absolute acceleration sensor for use within moving vehicles |
| US8903617B2 (en) | 2004-10-05 | 2014-12-02 | Vision Works Ip Corporation | Absolute acceleration sensor for use within moving vehicles |
| US7239953B2 (en) | 2004-10-05 | 2007-07-03 | Vision Works, Llc | Absolute acceleration sensor for use within moving vehicles |
| US8954251B2 (en) | 2004-10-05 | 2015-02-10 | Vision Works Ip Corporation | Absolute acceleration sensor for use within moving vehicles |
| US8437935B2 (en) | 2004-10-05 | 2013-05-07 | Vision Works Ip Corporation | Absolute acceleration sensor for use within moving vehicles |
| US9855986B2 (en) | 2013-08-28 | 2018-01-02 | Vision Works Ip Corporation | Absolute acceleration sensor for use within moving vehicles |
| US9371002B2 (en) | 2013-08-28 | 2016-06-21 | Vision Works Ip Corporation | Absolute acceleration sensor for use within moving vehicles |
| US9834184B2 (en) | 2013-09-13 | 2017-12-05 | Vision Works Ip Corporation | Trailer braking system and controller |
| CN107726672B (zh) * | 2017-10-13 | 2020-06-12 | 中国科学院理化技术研究所 | 可预混的连续变温蒸馏发生器以及吸收式循环系统 |
-
1996
- 1996-07-17 JP JP18765796A patent/JP3353101B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1030854A (ja) | 1998-02-03 |
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