JP4602734B2 - Two-stage temperature rising type absorption heat pump - Google Patents
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Description
本発明は、排熱エネルギーを吸収ヒートポンプを用いて高温媒体(高温水、高温蒸気等)に変換する二段昇温型吸収ヒートポンプに関し、特にその起動特性を改良した二段昇温型吸収ヒートポンプに関するものである。 The present invention relates to a two-stage temperature rising absorption heat pump that converts exhaust heat energy into a high-temperature medium (high-temperature water, high-temperature steam, etc.) using an absorption heat pump, and more particularly to a two-stage temperature rising absorption heat pump with improved start-up characteristics. Is.
従来、この種の二段昇温型吸収ヒートポンプとしては、特許文献1に開示されたものがある。図1は特許文献1に開示された二段昇温型吸収ヒートポンプの一構成例を示す図である。図1に示すよう、に二段昇温型吸収ヒートポンプは、高温吸収器A2、低温吸収器A1、高温蒸発器E2、低温蒸発器E1、再生器G、凝縮器C、高温溶液熱交換器X2、低温溶液熱交換器X1を主要構成機器として具備している。 Conventionally, this type of two-stage temperature rising type absorption heat pump is disclosed in Patent Document 1. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a two-stage temperature rising type absorption heat pump disclosed in Patent Document 1. In FIG. As shown in FIG. 1, the two-stage temperature rising type absorption heat pump includes a high temperature absorber A2, a low temperature absorber A1, a high temperature evaporator E2, a low temperature evaporator E1, a regenerator G, a condenser C, and a high temperature solution heat exchanger X2. The low-temperature solution heat exchanger X1 is provided as a main component device.
溶液側の設備としては再生器Gの濃溶液を高温吸収器A2に送る溶液ポンプ101、濃溶液管102、希溶液管103、中間濃度希溶液管104、第1減圧弁105、第2減圧弁106、再生器Gに配設された第1温水管107、該第1温水管107の入口側に設けられた制御弁108、高温吸収器A2に配設された第2温水管109、該第2温水管109の出口側に設けられた出口温度を検出する温度センサ110、低温吸収器A1の液面を検出する液面センサ111、低温吸収器A1内に開口する第1スプレイ112と高温吸収器A2内に開口する第2スプレイ113が備えられている。
As the equipment on the solution side, a
冷媒側設備としては凝縮器Cより冷媒を低温蒸発器E1及び高温蒸発器E2に送る冷媒ポンプ114、冷媒管115、116、117、低温蒸発器E1に開口するスプレイ118、高温蒸発器E2に開口するスプレイ119、低温蒸発器E1の液面を検出する液面センサ120、高温蒸発器E2の液面を検出する液面センサ130、スプレイ118に供給する冷媒流量を制御する制御弁121、スプレイ119に供給する冷媒流量を制御する制御弁122、凝縮器C内に配設された冷水管123、低温蒸発器E1に配設された第3温水管124、第3温水管124の入口に設けられた制御弁125が備えられている。
As the refrigerant side equipment, a
溶液側、冷媒側を連絡する設備としては、再生器Gに発生した冷媒蒸気を凝縮器Cに導く連絡管126、低温蒸発器E1で発生した冷媒蒸気を低温吸収器A1に供給する供給管127、高温蒸発器E2で発生した冷媒蒸気を高温吸収器A2に供給する供給管128、低温吸収器A1内と高温蒸発器E2内とを連絡して無端状に配設され中の循環水により低温吸収器A1内で得た熱を高温蒸発器E2内供給する搬熱管129が備えられている。制御弁108及び制御弁125は、第2温水管109の出口側の温度センサ110の検出信号により制御するようになっている。
The equipment for connecting the solution side and the refrigerant side includes a
温排水の如き温水を熱源温水として第1温水管107と第3温水管124に供給し、凝縮器Cの冷水管123に供給される冷却水との間の温度差により供給される熱エネルギーを用い吸収熱と溶液の沸点上昇を利用して熱媒体の温度を2段階上昇させて高温吸収器A2内の温度を高め極めて高温となし、第2温水管109に別途供給された温水を加熱して、従来のサイクルでは得られなかった高温の利用価値の高い熱水を得る。
Heat energy such as warm drainage is supplied to the first
上記構成の二段昇温型吸収ヒートポンプの溶液側のフローの吸収サイクル線図(以下「シリーズフロー」と称す)を図2に示す。このシリーズフローでは、起動が完了し通常運転となって、各機器がヒートポンプとしての圧力分布になれば、正常な溶液循環系が成立する。即ち、再生器Gで濃縮された濃溶液を溶液ポンプ101で冷媒蒸気圧の高い高温吸収器A2に送り、中間濃度になった中間濃度溶液は高温吸収器A2から低温吸収器A1に冷媒蒸気圧の圧力差で流れ、低温吸収器A1で希釈された希溶液は、低温吸収器A1から再生器Gへ両者の冷媒蒸気圧力差で流れる。
上記シリーズフローでは、起動時に低温吸収器には溶液が未供給であり、低温吸収器A1の冷却媒体は、低温蒸発器E1からの冷媒蒸気の凝縮熱で加熱されることになり、この冷却媒体の温度は低温蒸発器E1の蒸発温度より低温になる。高温蒸発器E2ではこの冷却媒体を熱源に冷媒蒸気を発生し、或いは冷却媒体そのものが冷媒蒸気となって高温吸収器A2で吸収される。従って高温吸収器A2の冷媒蒸気圧は、低温吸収器A1の蒸気圧(低温蒸気発器E1の蒸気圧と同一)よりも低いことになり、位置ヘッドに頼らない限り、高温吸収器A2から低温吸収器A1への中間濃度溶液の流れが生じないことになり、高温吸収器A2高さを抑えると起動ができなくなるか、或いは起動時間がかかることになる。 In the above series flow, the solution is not supplied to the low-temperature absorber at the start-up, and the cooling medium of the low-temperature absorber A1 is heated by the condensation heat of the refrigerant vapor from the low-temperature evaporator E1, and this cooling medium Is lower than the evaporation temperature of the low temperature evaporator E1. In the high-temperature evaporator E2, refrigerant vapor is generated using this cooling medium as a heat source, or the cooling medium itself becomes refrigerant vapor and is absorbed by the high-temperature absorber A2. Therefore, the refrigerant vapor pressure of the high temperature absorber A2 is lower than the vapor pressure of the low temperature absorber A1 (same as the vapor pressure of the low temperature steam generator E1). The flow of the intermediate concentration solution to the absorber A1 does not occur. If the height of the high temperature absorber A2 is suppressed, the startup cannot be performed or the startup time is required.
また、特許文献1には図3に示す吸収サイクル線図(以下「リバースフロー」と称す)、図4に示す吸収サイクル線図(以下「パラレルフロー」と称す)のような溶液側設備も示されている。これらは運転起動時に、低温吸収器A1に溶液が導入されるので、低温吸収器A1の冷却媒体が低温蒸発器E1の冷媒温度よりも高温になり、溶液循環が可能になる。しかし図3のリバースフローでは、溶液ポンプが2基必要になるという問題がある。一方、図4のパラレルフローでは溶液ポンプは1基でよいが、低温吸収器A1及び高温吸収器A2の濃度幅が大きくなり、両吸収器の出口濃度がほぼ希溶液濃度になり、従って、吸収器出口の溶液温度が図2のシリーズフロー或いは図3の溶液温度よりも低下する。即ち、ヒートポンプとしての昇温能力が低下するという問題がある。 Patent Document 1 also shows solution-side equipment such as an absorption cycle diagram shown in FIG. 3 (hereinafter referred to as “reverse flow”) and an absorption cycle diagram shown in FIG. 4 (hereinafter referred to as “parallel flow”). Has been. Since the solution is introduced into the low-temperature absorber A1 at the start of operation, the cooling medium of the low-temperature absorber A1 becomes higher than the refrigerant temperature of the low-temperature evaporator E1, and the solution can be circulated. However, the reverse flow of FIG. 3 has a problem that two solution pumps are required. On the other hand, in the parallel flow of FIG. 4, only one solution pump may be used, but the concentration ranges of the low-temperature absorber A1 and the high-temperature absorber A2 become large, and the outlet concentrations of both absorbers become almost dilute solution concentrations. The solution temperature at the vessel outlet is lower than the series flow of FIG. 2 or the solution temperature of FIG. That is, there is a problem that the temperature raising capability as a heat pump is reduced.
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点を除去し、ヒートポンプの機械の高さ寸法を抑え、しかも昇温性能及び起動特性に優れた、特に高温媒体が高温蒸気の形態で得ることができる二段昇温型吸収ヒートポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, eliminates the above-mentioned problems, suppresses the height of the machine of the heat pump, and is excellent in temperature rise performance and start-up characteristics. Particularly, the high temperature medium is in the form of high temperature steam. It aims at providing the two-stage temperature rising type absorption heat pump which can be obtained by this.
上記課題を達成するため請求項1に記載の発明は、高温吸収器、低温吸収器、高温蒸発器、低温蒸発器、再生器、凝縮器、高温溶液熱交換器、低温溶液熱交換器を主要構成機器として具備し、前記再生器の濃溶液を前記低温溶液熱交換器の被加熱側及び前記高温溶液熱交換器の被加熱側を経由して前記高温吸収器に導入し、前記凝縮器の凝縮冷媒液を前記低温蒸発器及び前記高温蒸発器に導入し、前記低温蒸発器で発生した冷媒蒸気を前記低温吸収器に導入し、高温蒸発器で発生した冷媒蒸気を前記高温吸収器に導入し、前記高温吸収器で前記濃溶液に前記冷媒蒸気が吸収され中間濃度となった中間濃度溶液を前記高温溶液熱交換器の加熱側を経由して前記低温側吸収器に導入し、該低温吸収器で前記中間濃度溶液に冷媒蒸気を吸収して希溶液となった溶液を前記低温溶液熱交換器の加熱側を経由して前記再生器に導入し、該再生器で発生した冷媒蒸気を前記凝縮器に導入し、二段昇温をするように構成した二段昇温型吸収ヒートポンプであって、前記低温溶液熱交換器で加熱され前記高温吸収器に導入される前記再生器からの濃溶液の一部を分岐し、中間濃度溶液の全流量と混合して前記低温吸収器に導入し、該混合溶液に冷媒蒸気が吸収されて発生する熱を高温蒸発器内に供給したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 mainly includes a high temperature absorber, a low temperature absorber, a high temperature evaporator, a low temperature evaporator, a regenerator, a condenser, a high temperature solution heat exchanger, and a low temperature solution heat exchanger. Comprising as a component device, introducing the concentrated solution of the regenerator into the high temperature absorber via the heated side of the low temperature solution heat exchanger and the heated side of the high temperature solution heat exchanger, The condensed refrigerant liquid is introduced into the low temperature evaporator and the high temperature evaporator, the refrigerant vapor generated in the low temperature evaporator is introduced into the low temperature absorber, and the refrigerant vapor generated in the high temperature evaporator is introduced into the high temperature absorber. An intermediate concentration solution in which the refrigerant vapor is absorbed into the concentrated solution by the high temperature absorber to an intermediate concentration is introduced into the low temperature side absorber via the heating side of the high temperature solution heat exchanger, and the low temperature Absorbing refrigerant vapor in the intermediate concentration solution with an absorber The solution thus obtained is introduced into the regenerator via the heating side of the low-temperature solution heat exchanger, the refrigerant vapor generated in the regenerator is introduced into the condenser, and the temperature is increased by two stages. A two-stage temperature rising type absorption heat pump, wherein a part of the concentrated solution from the regenerator heated by the low temperature solution heat exchanger and introduced into the high temperature absorber is branched , It mixes , introduce | transduces into the said low temperature absorber, The heat | fever which a refrigerant | coolant vapor | steam is absorbed by this mixed solution and generate | occur | produces is supplied to the high temperature evaporator, It is characterized by the above-mentioned.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の二段昇温型吸収ヒートポンプにおいて、前記高温吸収器の溶液で被加熱媒体を加熱し、蒸気とすることを特徴とする。
According to a second aspect of the invention, the two-stage heating type absorption heat pump of claim 1, heating the heated medium in a solution of the hot absorber, characterized in that the vapor.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の二段昇温型吸収ヒートポンプにおいて、前記低温吸収器ヘ分岐して導入される濃溶液の導入流量は前記再生器からの全濃溶液流量の5〜50%であることを特徴とする。
The invention according to
請求項1に記載の発明によれば、低温溶液熱交換器で加熱され高温吸収器に導入される再生器からの濃溶液の一部を分岐し、中間濃度溶液の全流量と混合して前記低温吸収器に導入し、該混合溶液に冷媒蒸気が吸収されて発生する熱を高温蒸発器内に供給したので、起動時であっても低温吸収器の溶液温度が低温蒸発器の冷媒温度よりも高温となり、従って高温吸収器内蒸気圧と低温吸収器内蒸気圧の差が大きくなって、高温吸収器内の中間濃度溶液が低温吸収器に流れ易くなり、吸収式冷凍機の高さ寸法を抑え、しかも昇温性能及び起動特性に優れた二段昇温型吸収ヒートポンプを提供できる。
According to the invention described in claim 1, a part of the concentrated solution from the regenerator heated by the low temperature solution heat exchanger and introduced into the high temperature absorber is branched , mixed with the total flow rate of the intermediate concentration solution, and Since it was introduced into the low-temperature absorber and the heat generated by the refrigerant vapor being absorbed into the mixed solution was supplied into the high-temperature evaporator , the solution temperature of the low-temperature absorber was higher than the refrigerant temperature of the low-temperature evaporator even during startup. also becomes a high temperature, therefore the difference between the high temperature absorber in vapor pressure and low temperature absorber the vapor pressure is increased, the intermediate concentration solution in the hot absorber easily flows to the cold absorber, the height of the absorption refrigerator In addition, it is possible to provide a two-stage temperature rising type absorption heat pump excellent in temperature rising performance and starting characteristics.
請求項2に記載の発明によれば、高温吸収器の溶液で被加熱媒体を加熱し蒸気とするので、少ない流量の被加熱媒体で高温媒体が得られることになり、被加熱媒体を供給するための動力を節減できる。
According to the second aspect of the present invention, since the heated medium is heated with the solution of the high-temperature absorber to form steam, the high-temperature medium is obtained with the heated medium with a small flow rate, and the heated medium is supplied. Can save power.
請求項3に記載の発明によれば、低温吸収器ヘ分岐して導入される濃溶液の導入流量は再生器からの全濃溶液流量の5〜50%とするので、起動に時間がかかることなく、且つ起動完了後濃溶液の導入を続行しても、昇温能力の低下は無視できる。
According to the invention described in
以下、本発明の実施の形態例を図面に基いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図5は本発明に係る二段昇温型吸収ヒートポンプの構成例を示す図である。図示するように、二段昇温型吸収ヒートポンプは主要構成機器として、高温吸収器AH、低温吸収器A、高温蒸発器EH、低温蒸発器E、再生器G、凝縮器C、高温溶液熱交換器X2、低温溶液熱交換器X1を具備している。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a two-stage temperature rising type absorption heat pump according to the present invention. As shown in the figure, the two-stage temperature rising type absorption heat pump is composed mainly of a high temperature absorber AH, a low temperature absorber A, a high temperature evaporator EH, a low temperature evaporator E, a regenerator G, a condenser C, and a high temperature solution heat exchange. And a low-temperature solution heat exchanger X1.
再生器Gの濃溶液は溶液ポンプ1により濃溶液管2、低温溶液熱交換器X1の被加熱側、高温溶液熱交換器X2の被加熱側を通って高温吸収器AHに導入されるようになっている。凝縮器Cの凝縮冷媒液は冷媒ポンプ3により、冷媒管4、制御弁5を通って低温蒸発器Eに、冷媒管4及び制御弁6を通って高温蒸発器EHSに導入されるようになっている。低温蒸発器Eで発生した冷媒蒸気は流路7を通って低温吸収器Aに導入され、高温蒸発器EHSで発生した冷媒蒸気は流路8を通って高温吸収器AHに導入されるようになっている。
The concentrated solution of the regenerator G is introduced into the high temperature absorber AH by the solution pump 1 through the concentrated
高温吸収器AH内にスプレイ9が配置され、濃溶液管2により導入される濃溶液は該スプレイ9から高温吸収器AH内に散布され、上記高温蒸発器EHSからの冷媒蒸気はこの散布された濃溶液に吸収され中濃度の中濃度溶液となり、中濃度溶液管10、高温溶液熱交換器X2の加熱側を通って濃溶液管2を通る濃溶液を加熱し、逆止弁11及び制御弁12を通って低温吸収器Aに導入される。該導入された中間濃度溶液は低温吸収器A内に配設されたスプレイ13から散布される。これにより該中間濃度溶液に低温蒸発器Eからの冷媒蒸気が吸収され、希溶液となる。
The
上記低温吸収器A内の希溶液は希溶液配管14、低温溶液熱交換器X1の加熱側を通って再生器G内に導入され、再生器G内に配設されたスプレイ15から該再生器G内に配置された温水管16上に散布される。該散布された希溶液は温水管16に供給される温水203により加熱され、冷媒蒸気が発生すると共に濃縮され濃溶液となる。該発生した冷媒蒸気は流路17を通って凝縮器Cに導入され、該凝縮器C内に配設された冷水管18を通る冷却水204に冷却されて凝縮し凝縮冷媒液となる。
The dilute solution in the low temperature absorber A is introduced into the regenerator G through the
低温吸収器A及び高温蒸発器EHSのそれぞれの内部には熱交換用管20、21が配設され、該熱交換用管20、21は作動媒体搬送管19、19に接続されており、循環ポンプ22により作動媒体が熱交換用管20、21を循環するようになっている。この作動媒体の循環により、低温吸収器Aで発生した熱を高温蒸発器EHSに送るようになっている。高温蒸発器EHS内にはスプレイ23が配設され、該スプレイ23に上記制御弁6を通って導入される冷媒液が供給され循環するようになっている。また、スプレイ23には冷媒ポンプ24により高温蒸発器EHS内の冷媒液も供給されるようになっている。該スプレイ23から熱交換用管21上に冷媒液を散布することにより、該冷媒液は熱交換用管21を循環する作動媒体により加熱され蒸発し、該蒸発した冷媒蒸気は上記のように流路8を通って高温吸収器AHに導入される。
Inside each of the low temperature absorber A and the high temperature evaporator EHS,
また、低温蒸発器E内には温水管25が配設され、該温水管に供給される温水により、低温蒸発器E内の冷媒液は加熱され、発生した冷媒蒸気は上記のように低温吸収器Aに導入される。また、濃溶液管2を通って送られる濃溶液は低温溶液熱交換器X1の被加熱側を通って加熱された後、分岐管26で一部が分岐され低温吸収器Aに導入されるようになっている。また、この導入される濃溶液の流量はオリフィス27で制限されるようになっている。
Further, a
高温吸収器AHにはその液面レベルを検出する液面センサ28が設けられており、該液面センサ28の検出信号がインバータ29に入力され、溶液ポンプ1の回転数を制御できるようになっている。また、低温吸収器Aにはその出口液面レベルを検出する液面センサ30が設けられ、該液面センサ30の検出信号が制御弁12に入力されその開度を制御できるようになっている。また、低温蒸発器Eにはその液面レベルを検出する液面センサ31が設けられ、該液面センサ31の検出信号が制御弁5に入力されその開度を制御できるようになっている。また、高温蒸発器EHSにはその液面レベルを検出する液面センサ32が設けられ、該液面センサ32の検出信号が制御弁6に入力されその開度を制御できるようになっている。
The high temperature absorber AH is provided with a
高温吸収器AH内には被加熱媒体として水を供給する配管33が配設され、該配管33にポンプ34により気液分離器35から水が供給され加熱され、発生した蒸気は配管36を通って気液分離器35に導かれ、水蒸気201が蒸気排出管37から排出される。また、気液分離器35には給水ポンプ38により給水管39を通して加熱媒体としての水202が供給されるようになっている。該給水管39を通る水202は熱交換器40で温水管41を通る温水203で加熱され、熱交換器42で希溶液配管14を通る希溶液で加熱されて、気液分離器35に導入されるようになっている。気液分離器35には液面レベルを検出する液面センサ43が設けられ、検出信号が例えばインバータ(図示せず)駆動される給水ポンプ38のインバータに入力されポンプ回転数を制御できるようになっている。
A
上記構成の二段昇温型吸収ヒートポンプにおいて、再生器Gの温水管16と低温蒸発器Eの温水管25に熱源としての温水203を供給し、凝縮器Cの冷水管に冷却水204を供給する。溶液ポンプ1により再生器G内の濃溶液を低温溶液熱交換器X1で加熱した後、一部を分岐管26で分岐して低温吸収器Aに、残部を高温溶液熱交換器X2の被加熱側を経由して高温吸収器AHに導く。該高温吸収器AHでは濃溶液はスプレイ9から散布され高温蒸発器EHSからの蒸気を吸収して吸収熱を発すると共に、該濃溶液は希釈された中間濃度の中間濃度溶液となり、高温溶液熱交換器X2の加熱側を経由して低温吸収器Aに導かれる。低温吸収器Aでは分岐管26で分岐された濃溶液と高温吸収器AHからの中間濃度溶液が混合され、スプレイ13から散布され低温蒸発器Eからの冷媒蒸気を吸収して吸収熱を発すると共に、希釈され希溶液となる。該希溶液は低温溶液熱交換器X1の加熱側を経由して再生器Gに戻る。
In the two-stage temperature rising absorption heat pump configured as described above,
低温吸収器Aの冷却側は高温蒸発器EHSの熱供給部となっている。即ち、上記吸収器スプレイ13で散布された混合溶液に低温蒸発器Eからの冷媒蒸気が吸収されて発生する吸収熱により、熱交換用管20を通る作動媒体は加熱され、該加熱された作動媒体は高温蒸発器EHSの熱交換用管21に送られ、低温吸収器Aで発生した吸収熱を高温蒸発器EHSに供給し、スプレイ23で熱交換用管21上に散布された冷媒液を加熱するようになっている。低温蒸発器Eでは温水管25を通る温水で冷媒液が加熱され、冷媒蒸気が発生する。
The cooling side of the low temperature absorber A is a heat supply part of the high temperature evaporator EHS. That is, the working medium passing through the
上記のように起動時に、濃溶液が低温吸収器にも供給されるので、低温蒸発器Eからの冷媒蒸気を吸収し、希溶液温度が上昇し、熱交換用管20を通る作動媒体は加熱される。この温度は低温蒸発器Eの蒸気より高温となっており、高温蒸発器EH内でスプレイ23で熱交換用管21上に散布され蒸発した冷媒蒸気は、低温蒸発器Eの蒸気よりも高温となっており、高温蒸発器EHSの蒸気圧は低温蒸発器よりも高圧になる。高温吸収器AHは高温蒸発器EHSと、低温吸収器は低温蒸発器Eと略同一圧力である。従って、高温吸収器AHの蒸気圧は低温吸収器Aよりも高くなり、高温吸収器AHから低温吸収器Aへの溶液の流れが確保される。
As described above, since the concentrated solution is also supplied to the low temperature absorber as described above, the refrigerant vapor from the low temperature evaporator E is absorbed, the temperature of the dilute solution rises, and the working medium passing through the
分岐管26で分岐して低温吸収器Aに導入する濃溶液の導入流量は再生器Gから濃溶液管2を通って供給される濃溶液流量の5〜50%程度とする。この濃溶液の導入流量が少ない場合、起動に時間がかかるが、起動完了後も濃溶液導入を続行しても、昇温能力の低下は無視できる。図6は起動完了後も濃溶液導入を続行し続けた場合の吸収サイクル線図である(図2に示す吸収サイクル線図である)。一方、濃溶液の導入流量が多い場合は、起動完了後に濃溶液導入を止める必要がある。濃溶液導入を続行すると、昇温能力の低下が大きく、パラレルフローと同程度(図4参照)になる。
The flow rate of the concentrated solution branched by the
上記二段昇温型吸収ヒートポンプにおいては、濃溶液管2から分岐して低温吸収器Aに導入される濃溶液は、高温吸収器AHからの中間濃度溶液と混合して低温吸収器Aに導入しているが、別々に位置を変えて、先ず濃溶液を入口部に、中間濃度溶液を中間部から混入するようにしても良い。
In the two-stage temperature rising type absorption heat pump, the concentrated solution branched from the
濃溶液の流れの制御は、高温吸収器AHの出口液面レベルが略一定になるように、液面センサの出力により溶液ポンプ1の回転速度制御し、再生器Gの出口の濃溶液を高温吸収器AHに送り込んでいる。高温吸収器AHから低温吸収器Aへの中間濃度溶液流量は、高温吸収器AHの出口液面レベルを略一定にするように、液面センサ30の検出出力で低温吸収器Aの入口の制御弁12の開度を制御し、高温吸収器AHからの溶液流量を調節している。
The flow of the concentrated solution is controlled by controlling the rotational speed of the solution pump 1 by the output of the liquid level sensor so that the outlet liquid level of the high temperature absorber AH becomes substantially constant, and the concentrated solution at the outlet of the regenerator G is heated to a high temperature. It is sent to the absorber AH. The intermediate concentration solution flow rate from the high temperature absorber AH to the low temperature absorber A is controlled by the detection output of the
図7は本発明に係る二段昇温型吸収ヒートポンプの他の構成例を示す図である。図7において、図5と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。図7の二段昇温型吸収ヒートポンプが図5のそれと異なる点は、図5では高温蒸発器EHSと低温吸収器Aとを別構成にし、作動媒体搬送管19、19を通って熱交換用管20と熱交換用管21を循環する作動媒体により低温吸収器Aの熱を高温蒸発器EHSに移送しているが、図7では、高温蒸発器EHSと低温吸収器Aとを一体構造とし、高温蒸発器EHSの冷媒液を冷媒搬送管44で低温吸収器Aの熱交換用管45に送り、加熱蒸発させて冷媒蒸気を冷媒搬送管44で高温蒸発器EHSに送っている。なお、46は高温蒸発器EHSの内部に設けたバッフルである。
FIG. 7 is a view showing another configuration example of the two-stage temperature rising type absorption heat pump according to the present invention. In FIG. 7, the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same or corresponding parts. 7 differs from that of FIG. 5 in that the high-temperature evaporator EHS and the low-temperature absorber A in FIG. 5 are configured separately and are used for heat exchange through the working
図7に示す二段昇温型吸収ヒートポンプにおいて、起動時に、濃溶液が低温吸収器Aにも供給されるので、低温蒸発器Eからの冷媒蒸気を吸収し、希溶液温度が上昇し、熱交換用管45を通る冷媒液は加熱される。この加熱温度は低温蒸発器Eの蒸気より高温となっており、蒸発した冷媒蒸気は低温蒸発器Eの蒸気よりも高温となっており、高温蒸発器EHSの蒸気圧は低温蒸発器よりも高圧になる。高温吸収器AHは高温蒸発器EHSと、低温吸収器は低温蒸発器Eと略同一圧力である。従って、高温吸収器AHの蒸気圧は低温吸収器Aよりも高くなり、高温吸収器AHから低温吸収器Aへの溶液の流れが確保される。
In the two-stage temperature rising type absorption heat pump shown in FIG. 7, since the concentrated solution is also supplied to the low temperature absorber A at the start-up, the refrigerant vapor from the low temperature evaporator E is absorbed, the temperature of the diluted solution rises, The refrigerant liquid passing through the
分岐管26で分岐して低温吸収器Aに導入する濃溶液の導入流量は再生器Gから濃溶液管2を通って供給される濃溶液流量の5〜50%程度とする。この濃溶液の導入流量が少ない場合、起動に時間がかかるが、起動完了後も濃溶液導入を続行しても、昇温能力の低下は無視できる。起動完了後も濃溶液導入を続行し続けた場合の吸収サイクル線図は図6と同じである。一方、濃溶液の導入流量が多い場合は、分岐管26中に弁を設け、起動完了後に濃溶液導入を止める必要がある。
The flow rate of the concentrated solution branched by the
高温蒸発器EHSの冷媒液面レベルは液面センサ32で検出され、その検出信号は制御弁6に入力され、高温蒸発器EHSの冷媒液面が設定の値になるように、その開度を制御する。二段昇温型吸収ヒートポンプを図7に示すように構成することにより、図5に比べて、低温吸収器Aの熱を高温蒸発器EHSに送るために作動媒体を循環させる循環ポンプ22や高温蒸発器EHSの冷媒液を循環させる冷媒ポンプ24が必要なくなり、構成が簡単となり、製造コストやランニングコストが安価となる。また、EHSで作動媒体と冷媒とを熱交換させる際の温度損失を無くすことができる。
The refrigerant level level of the high-temperature evaporator EHS is detected by the
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施例では気液分離器を設け、被加熱媒体である水を高温吸収器AHで加熱し発生した蒸気を導き、気液分離した蒸気201を排出しているが、場合によっては気液分離器を設けなくともよい。また、被加熱媒体を加熱して蒸気の形態にするのではなく、高温液の形態で得るようにしてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the specification and drawings. Is possible. For example, in the above-described embodiment, a gas-liquid separator is provided, and steam generated by heating water as a medium to be heated by the high-temperature absorber AH is led to discharge the
AH 高温吸収器
A 低温吸収器
EH 高温蒸発器
E 低温蒸発器
G 再生器
C 凝縮器
X1 低温溶液熱交換器
X2 高温溶液熱交換器
1 溶液ポンプ
2 濃溶液管
3 冷媒ポンプ
4 冷媒管
5 制御弁
6 制御弁
7 流路
8 流路
9 スプレイ
10 中濃度溶液管
11 逆止弁
12 制御弁
13 スプレイ
14 希溶液配管
15 スプレイ
16 温水管
17 流路
18 冷水管
19 作動媒体搬送管
20 熱交換用管
21 熱交換用管
22 循環ポンプ
23 スプレイ
24 冷媒ポンプ
25 温水管
26 分岐管
27 オリフィス
28 液面センサ
29 インバータ
30 液面センサ
31 液面センサ
32 液面センサ
33 配管
34 ポンプ
35 気液分離器
36 配管
37 蒸気排出管
38 給水ポンプ
39 給水管
40 熱交換器
41 温水管
42 熱交換器
43 液面センサ
44 冷媒搬送管
45 熱交換用管
46 バッフル
AH high temperature absorber A low temperature absorber EH high temperature evaporator E low temperature evaporator G regenerator C condenser X1 low temperature solution heat exchanger X2 high temperature solution heat exchanger 1
Claims (3)
前記再生器の濃溶液を前記低温溶液熱交換器の被加熱側及び前記高温溶液熱交換器の被加熱側を経由して前記高温吸収器に導入し、前記凝縮器の凝縮冷媒液を前記低温蒸発器及び前記高温蒸発器に導入し、前記低温蒸発器で発生した冷媒蒸気を前記低温吸収器に導入し、高温蒸発器で発生した冷媒蒸気を前記高温吸収器に導入し、前記高温吸収器で前記濃溶液に前記冷媒蒸気が吸収され中間濃度となった中間濃度溶液を前記高温溶液熱交換器の加熱側を経由して前記低温側吸収器に導入し、該低温吸収器で前記中間濃度溶液に冷媒蒸気を吸収して希溶液となった溶液を前記低温溶液熱交換器の加熱側を経由して前記再生器に導入し、該再生器で発生した冷媒蒸気を前記凝縮器に導入し、二段昇温をするように構成した二段昇温型吸収ヒートポンプであって、
前記低温溶液熱交換器で加熱され前記高温吸収器に導入される前記再生器からの濃溶液の一部を分岐し、中間濃度溶液の全流量と混合して前記低温吸収器に導入し、該混合溶液に冷媒蒸気が吸収されて発生する熱を高温蒸発器内に供給したことを特徴とする二段昇温型吸収ヒートポンプ。 High temperature absorber, low temperature absorber, high temperature evaporator, low temperature evaporator, regenerator, condenser, high temperature solution heat exchanger, low temperature solution heat exchanger are equipped as main components,
The concentrated solution of the regenerator is introduced into the high temperature absorber via the heated side of the low temperature solution heat exchanger and the heated side of the high temperature solution heat exchanger, and the condensed refrigerant liquid of the condenser is introduced into the low temperature Introducing into the evaporator and the high temperature evaporator, introducing the refrigerant vapor generated in the low temperature evaporator into the low temperature absorber, introducing the refrigerant vapor generated in the high temperature evaporator into the high temperature absorber, and the high temperature absorber In the concentrated solution, the refrigerant solution is absorbed and the intermediate concentration solution having an intermediate concentration is introduced into the low temperature side absorber via the heating side of the high temperature solution heat exchanger, and the intermediate concentration is A solution that has absorbed a refrigerant vapor into the solution to become a dilute solution is introduced into the regenerator via the heating side of the low-temperature solution heat exchanger, and the refrigerant vapor generated in the regenerator is introduced into the condenser. Two-stage temperature rising type absorption heat po A-flops,
A portion of the concentrated solution from the regenerator heated by the low temperature solution heat exchanger and introduced into the high temperature absorber is branched , mixed with the total flow rate of the intermediate concentration solution and introduced into the low temperature absorber , A two-stage temperature rising type absorption heat pump characterized in that heat generated by absorption of refrigerant vapor in a mixed solution is supplied into a high-temperature evaporator .
前記高温吸収器の溶液で被加熱媒体を加熱し、蒸気とすることを特徴とする二段昇温型吸収ヒートポンプ。 In the two-stage temperature rising type absorption heat pump according to claim 1 ,
A two-stage temperature rising type absorption heat pump, wherein a medium to be heated is heated with a solution of the high-temperature absorber to form a vapor.
前記低温吸収器ヘ分岐して導入される濃溶液の導入流量は前記再生器からの全濃溶液流量の5〜50%であることを特徴とする二段昇温型吸収ヒートポンプ。 In the two-stage temperature rising type absorption heat pump according to claim 1 or 2 ,
A two-stage temperature rising type absorption heat pump characterized in that the flow rate of the concentrated solution introduced by branching into the low-temperature absorber is 5 to 50% of the total concentrated solution flow rate from the regenerator.
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