JP5390426B2 - 吸収式ヒートポンプ装置 - Google Patents
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Description
一般に吸収式冷温水機と呼ばれている従来の吸収式ヒートポンプ装置は、冷房と暖房を単独に行うものであって、暖房運転時には単純なボイラ運転を行うものであった。このため、成績係数であるCOP(Coefficient Of Performance)が1.0以下で効率が悪いという欠点があった。
1つは、前記温水配管を流れる温水の温度を検出する温水温度検出手段と、この温水温度検出手段からの信号に基づいて前記高温再生器の熱入力量を制御する熱入力制御手段と、前記冷水配管を流れる冷水の温度を検出する冷水温度検出手段と、この冷水出口温度検出手段からの信号に基づいて前記冷水流量を制御する冷水流量制御手段を設けることである。
また、吸収液の結晶化を防止でき、廃熱も有効に利用でき、高温再生器の圧力も大気圧を越えない、冷温水を同時供給可能な吸収式ヒートポンプ装置を得ることも可能である。
なお、バーナ11での熱入力が100%の状態であれば、回転数制御装置78により冷水ポンプ72の回転数を下げ、冷水流量WCを減少させて冷水温度TCを低下させる。この場合、トータルの冷却熱量を増やすことはできないが、冷水温度TCを補償し、冷水温度TCが高いために、冷水負荷7において冷却能力を発揮できない不具合を回避できる。
まず、三方制御弁88の信号を取り込んで、冷却塔89を流れる温水冷却水量WCaが流れていれば、三方制御弁88を制御して冷却塔89を流れる温水冷却水量WCaを減少させるようにする。これにより、吸収器5の入口部の温水温度が上昇し、温水温度THを上昇させて温水負荷に対する加熱量を増加させることができる。
2…低温再生器
3…凝縮器
4…蒸発器(4a…第1蒸発器(低段側蒸発器)、4b…第2蒸発器(高段側蒸発器))
5…吸収器(5a…第1吸収器(低段側吸収器)、5b…第2吸収器(高段側吸収器))
7…冷水負荷
8…温水負荷
9…外部熱源
11…バーナ
12…燃料制御弁(熱入力制御手段)
13…温水器
21…低温再生器伝熱管
22…絞り
23…溶液散布装置
41…冷媒ポンプ
42…配管
43…フロート弁
44…冷媒散布装置
45,55…隔壁
46…冷媒散布装置
47…冷媒ブロー配管
48…制御弁
51…溶液循環ポンプ
52…溶液散布ポンプ
54,56…溶液散布装置
61,62…溶液熱交換器(61…低温溶液熱交換器、62…高温溶液熱交換器)
71…冷水配管
72…冷水ポンプ
73…冷水温度センサ(冷水温度検出手段)
74…冷水補助加熱熱交換器(74a…加熱水配管)
75…冷水補助加熱水ポンプ
76…三方制御弁(補助加熱制御手段)
77…補助加熱熱源
78…回転数制御装置(冷水流量制御手段)
80…回転数制御装置(温水流量制御手段)
81…温水配管(81a…温水分岐配管)
82…温水ポンプ
83…温水温度センサ(温水温度検出手段)
84…温水バイパス配管
85…三方制御弁(温水バイパス量制御手段)
86…温水補助冷却熱交換器(86a…冷却水配管)
87…温水補助冷却水ポンプ
88…三方制御弁(補助冷却制御手段)
89…冷却塔
91…外部熱源ポンプ
92…三方制御弁
93…外部熱源伝熱管
101…制御装置。
Claims (11)
- 蒸発器、吸収器、凝縮器、低温再生器、高温再生器、溶液熱交換器、溶液ポンプ、冷媒ポンプを備える吸収式ヒートポンプ装置において、
前記蒸発器と冷水負荷とを接続し、前記蒸発器で冷却された冷水を前記冷水負荷に供給する冷水配管と、
前記吸収器及び凝縮器と温水負荷とを接続し、前記吸収器及び前記凝縮器を冷却して温度上昇した温水を前記温水負荷に供給する温水配管とを備え、
前記蒸発器及び吸収器は、圧力の低い低段側と圧力の高い高段側の多段にそれぞれ形成され、低段側の蒸発器と吸収器を連通させてほぼ等しい圧力にすると共に、前記高段側の蒸発器と吸収器を連通させてほぼ等しい圧力とし、
前記冷水配管は前記冷水負荷からの冷水が圧力の高い前記高段側の蒸発器から圧力の低い前記低段側の蒸発器へと順次流れるように構成し、
前記温水配管は前記温水負荷からの温水が圧力の高い前記高段側の吸収器から圧力の低い前記低段側の吸収器へと順次流れるように構成し、
前記高温再生器及び前記低温再生器からの濃溶液を、圧力の低い前記低段側の吸収器から圧力の高い前記高段側の吸収器へと順次流れるように接続し、
前記凝縮器と前記温水負荷との間の前記温水配管内の温水温度を検出する温水温度検出手段と、前記低段側の蒸発器と前記冷水負荷との間の前記冷水配管内を流れる冷水温度を検出する冷水温度検出手段と、これら温水温度検出手段及び冷水温度検出手段からの信号に基づいて、冷水負荷量と温水負荷量のバランスを取りつつ、その条件での冷水供給及び温水供給能力を発揮させ、冷水や冷媒の凍結も防止するように制御する制御装置を備える
ことを特徴とする吸収式ヒートポンプ装置。 - 請求項1に記載の吸収式ヒートポンプ装置において、前記温水温度検出手段からの信号に基づいて前記高温再生器の熱入力量を制御する熱入力制御手段と、前記冷水出口温度検出手段からの信号に基づいて前記冷水流量を制御する冷水流量制御手段を設けたことを特徴とする吸収式ヒートポンプ装置。
- 請求項1に記載の吸収式ヒートポンプ装置において、前記温水配管を流れる温水の前記温水負荷への入口側温度を検知する温水温度検出手段と、この温水温度検出手段の信号に基づいて前記高温再生器の熱入力量を制御する熱入力制御手段と、前記高温再生器で発生する冷媒蒸気を導入して凝縮させ、凝縮した冷媒液を前記高温再生器に戻す構成とした温水器と、前記温水配管から分岐して前記温水器に温水を導入し、前記冷媒蒸気の凝縮熱により前記温水器に導入した温水を加熱し、加熱された温水を前記温水配管の前記温水負荷への入口側であって前記温水温度検出手段の上流側に接続するバイパス配管と、前記冷水配管の前記低段側蒸発器出口側温度を検出する冷水温度検出手段と、この冷水温度検出手段からの信号に基づき前記バイパス配管の温水バイパス流量を制御する温水バイパス量制御手段とを備えることを特徴とする吸収式ヒートポンプ装置。
- 請求項1に記載の吸収式ヒートポンプ装置において、前記温水配管を流れる温水の前記温水負荷への入口側温度を検知する温水温度検出手段と、この温水温度検出手段の信号に基づいて前記高温再生器の熱入力量を制御する熱入力制御手段と、前記冷水配管の冷水負荷からの出口側に設けられ冷水を補助加熱する冷水補助加熱熱交換器と、この冷水補助加熱熱交換器に外部熱源からの加熱水を導く加熱水配管と、前記冷水配管の前記低段側蒸発器出口側温度を検出する冷水温度検出手段を備え、この冷水温度検出手段からの信号に基づいて前記加熱水配管を流れる加熱水による加熱量を制御する補助加熱制御手段とを備えることを特徴とする吸収式ヒートポンプ装置。
- 請求項1に記載の吸収式ヒートポンプ装置において、前記温水配管を流れる温水の前記温水負荷への入口側温度を検知する温水温度検出手段と、この温水温度検出手段の信号に基づいて前記高温再生器の熱入力量を制御する熱入力制御手段と、前記温水配管の前記温水負荷からの出口側に設けられ温水を補助冷却する温水補助冷却熱交換器と、前記温水補助冷却熱交換器に外部熱源からの冷却水を導く冷却水配管と、前記冷水配管の前記低段側蒸発器出口側温度を検出する冷水温度検出手段と、この冷水温度検出手段からの信号に基づいて前記冷却水配管を流れる外部熱源からの補助冷却水による冷却熱量を制御する補助冷却制御手段とを備えることを特徴とする吸収式ヒートポンプ装置。
- 請求項1に記載の吸収式ヒートポンプ装置において、前記冷水配管の前記低段側蒸発器出口側温度を検出する冷水温度検出手段と、この冷水温度検出手段の信号に基づいて前記高温再生器の熱入力量を制御する熱入力制御手段と、前記温水配管を流れる温水の前記温水負荷への入口側温度を検知する温水温度検出手段と、この温水温度検出手段からの信号に基づいて前記温水流量を制御する温水流量制御手段とを備えることを特徴とする吸収式ヒートポンプ装置。
- 請求項1に記載の吸収式ヒートポンプ装置において、前記冷水配管の前記低段側蒸発器出口側温度を検出する冷水温度検出手段と、この冷水温度検出手段の信号に基づいて前記高温再生器の熱入力量を制御する熱入力制御手段と、前記温水配管を流れる温水の前記温水負荷への入口側温度を検知する温水温度検出手段と、前記高温再生器で発生する冷媒蒸気を導入して凝縮させ、凝縮した冷媒液を前記高温再生器に戻す構成とした温水器と、前記温水配管から分岐して前記温水器に温水を導入し、前記冷媒蒸気の凝縮熱により前記温水器に導入した温水を加熱し、加熱された温水を前記温水配管の前記温水負荷への入口側であって前記温水温度検出手段の上流側に接続するバイパス配管と、前記温水温度検出手段からの信号に基づいて前記バイパス配管の温水バイパス流量を制御する温水バイパス量制御手段を設けたことを特徴とする吸収式ヒートポンプ装置。
- 請求項1に記載の吸収式ヒートポンプ装置において、前記冷水配管の前記低段側蒸発器出口側温度を検出する冷水温度検出手段と、この冷水温度検出手段の信号に基づいて前記高温再生器の熱入力量を制御する熱入力制御手段と、前記冷水配管の冷水負荷からの出口側に設けられ冷水を補助加熱する冷水補助加熱熱交換器と、この冷水補助加熱熱交換器に外部熱源からの加熱水を導く加熱水配管と、前記温水配管を流れる温水の前記温水負荷への入口側温度を検知する温水温度検出手段と、この温水温度検出手段からの信号に基づいて前記加熱水配管を流れる加熱水による加熱量を制御する補助加熱制御手段とを備えることを特徴とする吸収式ヒートポンプ装置。
- 請求項1に記載の吸収式ヒートポンプ装置において、前記冷水配管の前記低段側蒸発器出口側温度を検出する冷水温度検出手段と、この冷水温度検出手段の信号に基づいて前記高温再生器の熱入力量を制御する熱入力制御手段と、前記温水配管の前記温水負荷からの出口側に設けられ温水を補助冷却する温水補助冷却熱交換器と、前記温水補助冷却熱交換器に外部熱源からの冷却水を導く冷却水配管と、前記温水配管を流れる温水の前記温水負荷への入口側温度を検知する温水温度検出手段と、この温水温度検出手段からの信号に基づいて前記冷却水配管を流れる外部熱源からの補助冷却水による冷却熱量を制御する補助冷却制御手段とを備えることを特徴とする吸収式ヒートポンプ装置。
- 請求項1〜9の何れかに記載の吸収式ヒートポンプ装置において、前記温水配管は、前記吸収器への入口側或いは前記吸収器の途中から分岐させて前記凝縮器に接続する温水分岐配管を設け、この温水分岐配管の前記凝縮器出口側を、前記吸収器を通過後の前記温水配管或いは前記分岐させた部分より更に下流側における吸収器途中の前記温水配管に合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装置。
- 請求項1〜10の何れかに記載の吸収式ヒートポンプ装置において、外部からの熱源により溶液を再生する補助再生器を設け、この補助再生器には、前記吸収器からの希溶液が流入する経路と、前記補助再生器で濃縮された濃溶液を前記吸収器に戻す経路と、前記補助再生器で発生した冷媒蒸気を前記低温再生器で熱交換させた後前記凝縮器へ導く経路とを備えていることを特徴とする吸収式ヒートポンプ装置。
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