JP6521793B2 - Absorption heat pump - Google Patents
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Description
本発明は吸収ヒートポンプに関し、特に内部の流体の熱交換を効率よく行う吸収ヒートポンプに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an absorption heat pump, and more particularly to an absorption heat pump that performs heat exchange of internal fluid efficiently.
駆動熱源温度より高い温度の被加熱媒体を取り出す熱源機械として、吸収ヒートポンプがある。吸収ヒートポンプは、冷媒液を蒸発させる蒸発器、冷媒蒸気を吸収液で吸収させる吸収器、吸収液から冷媒を離脱させる再生器、冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器を主要構成として備えている。吸収ヒートポンプでは、COP(成績係数)の向上を図ることを目的の1つとして、系外に流出した分の被加熱媒体を補給する補給流体、及び凝縮器から蒸発器へ送られる冷媒液の予熱が行われる。補給流体及び冷媒液を予熱するために、補給流体の流路及び冷媒液の流路のそれぞれに熱交換器を設置したものがある(例えば、特許文献1参照。)。 There is an absorption heat pump as a heat source machine which takes out the medium to be heated having a temperature higher than the driving heat source temperature. The absorption heat pump mainly includes an evaporator for evaporating the refrigerant liquid, an absorber for absorbing the refrigerant vapor by the absorption liquid, a regenerator for separating the refrigerant from the absorption liquid, and a condenser for condensing the refrigerant vapor. In the absorption heat pump, one of the purposes is to improve the COP (coefficient of performance), by replenishing the medium to be heated which has flowed out of the system, and preheating the refrigerant liquid sent from the condenser to the evaporator. Is done. In order to preheat the replenishment fluid and the refrigerant liquid, there is one in which a heat exchanger is installed in each of the flow path of the replenishment fluid and the flow path of the refrigerant liquid (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、補給流体及び冷媒液は、加熱側流体よりも流量が少ない場合が多く、補給流体あるいは冷媒液と加熱側流体との熱バランスを取りにくいと共に、熱交換器の圧力損失の増大を回避するために大きい流量の方に合わせた選定をすることで熱交換器が大型になってしまう。また、多段昇温型のような冷媒液を複数箇所に供給する場合は、冷媒液の流路が増えることで、熱交換器の数が増加してしまうことになる。 However, the replenishment fluid and the refrigerant liquid often have a flow rate smaller than that of the heating side fluid, and it is difficult to achieve heat balance between the replenishment fluid or the refrigerant liquid and the heating side fluid, and the pressure loss of the heat exchanger is avoided. Therefore, the heat exchanger becomes large by selecting it according to the large flow rate. In addition, in the case of supplying the refrigerant liquid to a plurality of places as in the multistage temperature rising type, the number of heat exchangers is increased by increasing the number of refrigerant liquid flow paths.
本発明は上述の課題に鑑み、補給流体及び冷媒液と加熱側流体との熱バランスを取りつつ熱交換器の数を削減する吸収ヒートポンプを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an absorption heat pump which reduces the number of heat exchangers while maintaining heat balance between the replenishing fluid and the refrigerant liquid and the heating side fluid.
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図1に示すように、被加熱媒体Wを内部に流す伝熱管11を有し、冷媒の蒸気である冷媒蒸気Vaを吸収液Saに吸収させた際に生じた吸収熱で被加熱媒体Wを加熱する高温吸収器10と;再生器熱源流体hgを内部に流す再生器熱源流体管71を有し、高温吸収器10において冷媒蒸気Vaを吸収した吸収液Sbを直接又は間接的に導入し、導入した吸収液Swを再生器熱源流体hgで加熱して、吸収液Swから冷媒蒸気Vgを発生させて吸収液Swの濃度を上昇させる再生器70と;再生器70において発生した冷媒蒸気Vgを導入し、導入した冷媒蒸気Vgを冷却し凝縮させて冷媒液Vfを生成する凝縮器80と;蒸発器熱源流体heを内部に流す蒸発器熱源流体管61を有し、凝縮器80から冷媒液Vfを導入し、導入した冷媒液Vfを蒸発器熱源流体heで加熱して冷媒蒸気Vcを生成する低温蒸発器60と;伝熱管11に導入される被加熱媒体Wを補給する補給流体Wsを供給する補給流体供給部97と;再生器70に導入される吸収液Sw、再生器熱源流体管71に導入される再生器熱源流体hg、再生器熱源流体管71から流出した再生器熱源流体hg、蒸発器熱源流体管61に導入される蒸発器熱源流体he、及び蒸発器熱源流体管61から流出した蒸発器熱源流体heのいずれかから選択された加熱側流体Swを流す加熱側流路155と、補給流体Wsを流す補給流体流路195と、凝縮器80から流出した冷媒液Vfを流す冷媒液流路188とを有し、加熱側流路155を流れる流体Swが保有する熱を、補給流体流路195を流れる補給流体Ws及び冷媒液流路188を流れる冷媒液Vfに伝達させる熱交換器100とを備える。
In order to achieve the above object, an absorption heat pump according to a first aspect of the present invention has a
このように構成すると、比較的流量が小さい補給流体及び冷媒液を、比較的流量が大きい加熱側流体と同時に熱交換させるので、補給流体及び冷媒液と加熱側流体との熱バランスが取りやすくなると共に、補給流体用の熱交換器と冷媒液用の熱交換器とを個別に設けなくて済むため熱交換器の数を削減することができる。 With this configuration, heat exchange between the relatively small flow rate of the replenishment fluid and the refrigerant liquid is performed simultaneously with the relatively large flow rate of the heating side fluid, so that the heat balance between the replenishment fluid and the refrigerant liquid and the heating side fluid is facilitated. At the same time, the number of heat exchangers can be reduced because it is not necessary to separately provide heat exchangers for the replenishment fluid and heat exchangers for the refrigerant liquid.
また、本発明の第2の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図1並びに図3(B)及び図3(C)に示すように、上記本発明の第1の態様に係る吸収ヒートポンプにおいて、凝縮器80から流出された冷媒液Vfを内部に流す第1の冷媒加熱管51を有し、高温吸収器10において冷媒蒸気Vaを吸収した吸収液Sbを再生器70に導入する前に直接又は間接的に導入すると共に低温蒸発器60で生成された冷媒蒸気Vcを導入し、導入した冷媒蒸気Vcを吸収液Scに吸収させた際に生じた吸収熱で、第1の冷媒加熱管51の内部を流れる冷媒液Vfを加熱する低温吸収器50を備え;熱交換器100B、100Cは、冷媒液流路が、低温蒸発器60に導入される冷媒液Vfを流す低温用冷媒液流路186と、第1の冷媒加熱管51に導入される冷媒液Vfを流す中温用冷媒液流路183、184とを含んで構成されている。
The absorption heat pump according to the second aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 1, FIG. 3 (B) and FIG. 3 (C), the absorption heat pump according to the first aspect of the present invention Directly or indirectly before introducing into the
このように構成すると、補給流体に加えて低温用冷媒液流路を流れる冷媒液及び中温用冷媒液流路を流れる冷媒液を、加熱側流体と同時に熱交換させるので、補給流体及び冷媒液と加熱側流体との熱バランスがより取りやすくなる。 According to this structure, the refrigerant fluid flowing through the low temperature refrigerant fluid channel and the refrigerant fluid flowing through the medium temperature refrigerant fluid channel in addition to the replenishment fluid are subjected to heat exchange simultaneously with the heating side fluid. Heat balance with the heating side fluid can be more easily achieved.
また、本発明の第3の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図1及び図3(C)に示すように、上記本発明の第2の態様に係る吸収ヒートポンプにおいて、第1の冷媒加熱管51で加熱された冷媒を導入し、導入した冷媒から冷媒蒸気Vbを分離する中温気液分離器41と;凝縮器80から流出された冷媒液Vfを内部に流す第2の冷媒加熱管31を有し、高温吸収器10において冷媒蒸気Vaを吸収した吸収液Sbを低温吸収器50に導入する前に直接又は間接的に導入すると共に中温気液分離器41で分離された冷媒蒸気Vbを導入し、導入した冷媒蒸気Vbを吸収液Sbに吸収させた際に生じた吸収熱で、第2の冷媒加熱管31の内部を流れる冷媒液Vfを加熱する中温吸収器30を備え;熱交換器100Cは、冷媒液流路が、第2の冷媒加熱管31に導入される高温用冷媒液Vfを流す高温用冷媒液流路182を含んで構成されている。
The absorption heat pump according to the third aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 1 and FIG. 3C, in the absorption heat pump according to the second aspect of the present invention, the first
このように構成すると、補給流体、低温用冷媒液流路を流れる冷媒液、及び中温用冷媒液流路を流れる冷媒液に加えて、高温用冷媒液流路を流れる冷媒液を、加熱側流体と同時に熱交換させるので、補給流体及び冷媒液と加熱側流体との熱バランスがさらに取りやすくなる。 According to this configuration, the refrigerant fluid flowing through the high temperature refrigerant liquid flow passage is heated in addition to the replenishment fluid, the refrigerant liquid flowing through the low temperature refrigerant liquid flow passage, and the refrigerant fluid flowing through the medium temperature refrigerant liquid flow passage. At the same time, the heat exchange is performed, which further facilitates the heat balance between the replenishing fluid and the refrigerant liquid and the heating side fluid.
また、本発明の第4の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図1を参照して示すと、上記本発明の第1の態様乃至第3の態様のいずれか1つの態様に係る吸収ヒートポンプ1において、加熱側流路155が、再生器70に導入される吸収液Swを流す吸収液流路である。
The absorption heat pump according to the fourth aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 1, in the
このように構成すると、再生器に流入する吸収液の温度を下げることができ、再生器に流入した吸収液が自己蒸発することを抑制することができて、外部から汲み上げる熱量の減少を抑制することができる。また、再生器に流入する吸収液が自己蒸発することを抑制することで、吸収液が自己蒸発することに伴う体積流量及び圧力損失の増大を抑制することができ、所望の吸収液の流量を確保することができる。 According to this structure, the temperature of the absorbing liquid flowing into the regenerator can be lowered, and the absorbing liquid flowing into the regenerator can be inhibited from self-evaporation, thereby suppressing a decrease in the amount of heat drawn from the outside. be able to. Further, by suppressing the self-evaporation of the absorbent flowing into the regenerator, it is possible to suppress the increase in volumetric flow rate and pressure loss accompanying the self-vaporization of the absorbent, and the desired flow rate of the absorbent can be obtained. It can be secured.
本発明によれば、比較的流量が小さい補給流体及び冷媒液を、比較的流量が大きい加熱側流体と同時に熱交換させるので、補給流体及び冷媒液と加熱側流体との熱バランスが取りやすくなると共に、補給流体用の熱交換器と冷媒液用の熱交換器とを個別に設けなくて済むため熱交換器の数を削減することができる。 According to the present invention, heat exchange between the relatively small flow rate of the replenishing fluid and the refrigerant liquid is simultaneously performed with the relatively large flow rate of the heating side fluid, so that the heat balance between the replenishing fluid and the refrigerant liquid and the heating side fluid is facilitated. At the same time, the number of heat exchangers can be reduced because it is not necessary to separately provide heat exchangers for the replenishment fluid and heat exchangers for the refrigerant liquid.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the drawings, the same or corresponding members are denoted by the same or similar reference numerals, and the redundant description will be omitted.
まず図1を参照して、本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ1を説明する。図1は、吸収ヒートポンプ1の模式的系統図である。吸収ヒートポンプ1は、三段昇温型の吸収ヒートポンプである。吸収ヒートポンプ1は、本実施の形態では、比較的利用価値の低い低温(例えば80℃〜90℃程度)の排温水he、hgを熱源媒体として導入し、利用価値の高い被加熱媒体蒸気Wv(例えば、圧力が約0.2MPa(ゲージ圧)を超え、望ましくは0.8MPa(ゲージ圧)程度)を取り出すことができる、第二種吸収ヒートポンプである。吸収ヒートポンプ1は、主要構成機器として、高温吸収器10と、高温蒸発器20と、中温吸収器30と、中温蒸発器40と、低温吸収器50と、低温蒸発器60と、再生器70と、凝縮器80とを備えている。また、吸収ヒートポンプ1は、被加熱媒体蒸気Wvを取り出す気液分離器90と、予熱熱交換器100とを備えている。
First, an
なお、以下の説明においては、吸収液(「溶液」という場合もある)に関し、ヒートポンプサイクル上における区別を容易にするために、性状やヒートポンプサイクル上の位置に応じて「高濃度溶液Sa」、「中濃度溶液Sb」、「低濃度溶液Sc」、「希溶液Sw」等と呼称するが、性状等を不問にするときは総称して「吸収液S」ということとする。同様に、冷媒に関し、ヒートポンプサイクル上における区別を容易にするために、性状やヒートポンプサイクル上の位置に応じて「高温冷媒蒸気Va」、「中温冷媒蒸気Vb」、「低温冷媒蒸気Vc」、「再生器冷媒蒸気Vg」、「冷媒液Vf」等と呼称するが、性状等を不問にするときは総称して「冷媒V」ということとする。本実施の形態では、吸収液S(吸収剤と冷媒Vとの混合物)としてLiBr水溶液が用いられており、冷媒Vとして水(H2O)が用いられている。また、被加熱媒体Wは、液体の被加熱媒体Wである被加熱媒体液Wq、気体の被加熱媒体Wである被加熱媒体蒸気Wv、被加熱媒体液Wqと被加熱媒体蒸気Wvとが混合した混合被加熱媒体Wm、補給水Wsの総称である。本実施の形態では、被加熱媒体Wとして水(H2O)が用いられている。 In the following description, “high concentration solution Sa” according to the property and the position on the heat pump cycle, in order to facilitate the distinction on the heat pump cycle, regarding the absorbent (sometimes referred to as “solution”). It is called “medium concentration solution Sb”, “low concentration solution Sc”, “diluted solution Sw”, etc., but when the property etc. are unquestioned, it is collectively referred to as “absorption solution S”. Similarly, regarding the refrigerant, in order to facilitate distinction on the heat pump cycle, “high temperature refrigerant vapor Va”, “medium temperature refrigerant vapor Vb”, “low temperature refrigerant vapor Vc”, “high temperature refrigerant vapor Va” according to the property or the position on the heat pump cycle. It is called "regenerator refrigerant vapor Vg", "refrigerant liquid Vf", etc., but when the property etc. are unquestioned, it is collectively referred to as "refriger V". In the present embodiment, an LiBr aqueous solution is used as the absorbent S (a mixture of an absorbent and a refrigerant V), and water (H 2 O) is used as the refrigerant V. Further, the medium to be heated W is a medium to be heated W, which is a medium to be heated of liquid W, a medium to be heated vapor Wv which is a medium to be heated of W, and a medium to be heated Wq mixed with a medium to be heated Wv. It is a generic term for mixed heated medium Wm and make-up water Ws. In the present embodiment, water (H 2 O) is used as the medium to be heated W.
高温吸収器10は、被加熱媒体Wの流路を構成する伝熱管11と、高濃度溶液Saを散布する高濃度溶液散布ノズル12とを内部に有している。高濃度溶液散布ノズル12は、散布した高濃度溶液Saが伝熱管11に降りかかるように、伝熱管11の上方に配設されている。高温吸収器10は、高濃度溶液散布ノズル12から高濃度溶液Saが散布され、高濃度溶液Saが高温冷媒蒸気Vaを吸収する際に吸収熱を発生させる。この吸収熱を、伝熱管11を流れる被加熱媒体Wが受熱して、被加熱媒体Wが加熱されるように構成されている。高温吸収器10の下部には、中濃度溶液Sbが貯留される貯留部13が形成されている。中濃度溶液Sbは、高濃度溶液散布ノズル12から散布された高濃度溶液Saが高温冷媒蒸気Vaを吸収して、高濃度溶液Saから濃度が低下した吸収液Sである。伝熱管11は、中濃度溶液Sbに没入しないように、貯留部13よりも上方に配設されている。このようにすると、発生した吸収熱が伝熱管11内を流れる被加熱媒体Wに速やかに伝わり、吸収能力の回復を早めることができる。
The high temperature absorber 10 internally includes a
高温蒸発器20は、高温吸収器10に高温冷媒蒸気Vaを供給する構成部材である。高温蒸発器20は、冷媒液Vf及び高温冷媒蒸気Vaを収容する冷媒気液分離胴21と、高温冷媒液供給管22と、高温冷媒蒸気受入管24とを有している。高温冷媒液供給管22は、冷媒液Vfを中温吸収器30の加熱管31に導く流路を構成する管である。高温冷媒蒸気受入管24は、中温吸収器30の加熱管31で冷媒液Vfが加熱されて生成された高温冷媒蒸気Vaあるいは高温冷媒蒸気Vaと冷媒液Vfとの冷媒気液混相を冷媒気液分離胴21まで案内する流路を構成する管である。冷媒気液分離胴21内には、高温冷媒蒸気Va中に含まれる冷媒Vの液滴を衝突分離させるバッフル板(不図示)が設けられている。本実施の形態では、中温吸収器30の加熱管31の内面を高温蒸発器20の伝熱面としている。また、高温蒸発器20には冷媒液Vfを導入する冷媒液管82が接続されている。高温蒸発器20に接続された冷媒液管82には、流量調節弁83が配設されている。高温冷媒液供給管22は、冷媒気液分離胴21の冷媒液Vfが貯留されている部分に一端が接続され、他端が加熱管31の一端に接続されている。高温冷媒蒸気受入管24は、冷媒気液分離胴21に一端が接続され、他端が加熱管31の他端に接続されている。高温蒸発器20は、加熱管31の内部で冷媒液Vfが蒸気に変化して密度が大幅に減少するので、加熱管31を気泡ポンプとして機能させることとして、冷媒気液分離胴21内の冷媒液Vfを加熱管31に送るポンプを省略している。なお、冷媒気液分離胴21内の冷媒液Vfを加熱管31に送るポンプ(不図示)を高温冷媒液供給管22に配設してもよい。
The
高温蒸発器20と高温吸収器10とは、高温冷媒蒸気流路としての高温冷媒蒸気管29で接続されている。高温冷媒蒸気管29は、一方の端部が冷媒気液分離胴21の上部(典型的には頂部)に接続されており、他方の端部が高濃度溶液散布ノズル12よりも上方で高温吸収器10に接続されている。このような構成により、高温蒸発器20で生成された高温冷媒蒸気Vaを、高温冷媒蒸気管29を介して、高温吸収器10に供給することができるようになっている。
The
中温吸収器30は、冷媒液Vf及び高温冷媒蒸気Vaの流路を構成する第2の冷媒加熱管としての加熱管31と、中濃度溶液散布ノズル32とを内部に有している。加熱管31は、上述のように、一端に高温冷媒液供給管22が、他端に高温冷媒蒸気受入管24が、それぞれ接続されている。中濃度溶液散布ノズル32は、本実施の形態では、中濃度溶液Sbを散布する。中濃度溶液散布ノズル32は、散布した中濃度溶液Sbが加熱管31に降りかかるように、加熱管31の上方に配設されている。中濃度溶液散布ノズル32には、中濃度溶液Sbを内部に流す中濃度溶液管15の一端が接続されている。中温吸収器30は、中濃度溶液散布ノズル32から中濃度溶液Sbが散布され、中濃度溶液Sbが中温冷媒蒸気Vbを吸収する際に生じる吸収熱により、加熱管31を流れる冷媒液Vfを加熱して高温冷媒蒸気Vaを生成することができるように構成されている。中温吸収器30は、高温吸収器10よりも低い圧力(露点温度)で作動するように構成されており、高温吸収器10よりも作動温度が低くなっている。中温吸収器30の下部には、低濃度溶液Scが貯留される貯留部33が形成されている。低濃度溶液Scは、中濃度溶液散布ノズル32から散布された中濃度溶液Sbが中温冷媒蒸気Vbを吸収して濃度が低下した吸収液Sである。加熱管31は、貯留部33よりも上方に配設されている。
The
中温蒸発器40は、中温吸収器30に中温冷媒蒸気Vbを供給する構成部材である。中温蒸発器40は、冷媒液Vf及び中温冷媒蒸気Vbを収容する中温気液分離器としての冷媒気液分離胴41と、中温冷媒液供給管42と、中温冷媒蒸気受入管44とを有している。中温冷媒液供給管42は、冷媒液Vfを低温吸収器50の加熱管51に導く流路を構成する管である。中温冷媒蒸気受入管44は、低温吸収器50の加熱管51で冷媒液Vfが加熱されて生成された中温冷媒蒸気Vbあるいは中温冷媒蒸気Vbと冷媒液Vfとの冷媒気液混相を冷媒気液分離胴41まで案内する流路を構成する管である。冷媒気液分離胴41は、高温蒸発器20の冷媒気液分離胴21と同様に構成されている。本実施の形態では、低温吸収器50の加熱管51の内面を中温蒸発器40の伝熱面としている。また、中温蒸発器40には冷媒液Vfを導入する冷媒液管84が接続されている。冷媒液管84は、冷媒液管82から分岐している。中温蒸発器40に接続された冷媒液管84には、流量調節弁85が配設されている。中温冷媒液供給管42は、冷媒気液分離胴41の冷媒液Vfが貯留されている部分に一端が接続され、他端が加熱管51の一端に接続されている。中温冷媒蒸気受入管44は、冷媒気液分離胴41に一端が接続され、他端が加熱管51の他端に接続されている。中温蒸発器40は、加熱管51の内部で冷媒液Vfが蒸気に変化して密度が大幅に減少するので、加熱管51を気泡ポンプとして機能させることとして、冷媒気液分離胴41内の冷媒液Vfを加熱管51に送るポンプを省略している。なお、冷媒気液分離胴41内の冷媒液Vfを加熱管51に送るポンプ(不図示)を中温冷媒液供給管42に配設してもよい。
The
中温蒸発器40と中温吸収器30とは、中温冷媒蒸気流路としての中温冷媒蒸気管49で接続されている。中温冷媒蒸気管49は、一方の端部が冷媒気液分離胴41の上部(典型的には頂部)に接続されており、他方の端部が中濃度溶液散布ノズル32よりも上方で中温吸収器30に接続されている。このような構成により、中温蒸発器40で生成された中温冷媒蒸気Vbを、中温冷媒蒸気管49を介して、中温吸収器30に供給することができるようになっている。
The
低温吸収器50は、冷媒液Vf及び中温冷媒蒸気Vbの流路を構成する第1の冷媒加熱管としての加熱管51と、低濃度溶液散布ノズル52とを内部に有している。加熱管51は、上述のように、一端に中温冷媒液供給管42が、他端に中温冷媒蒸気受入管44が、それぞれ接続されている。低濃度溶液散布ノズル52は、本実施の形態では低濃度溶液Scを散布する。低濃度溶液散布ノズル52は、散布した低濃度溶液Scが加熱管51に降りかかるように、加熱管51の上方に配設されている。低濃度溶液散布ノズル52には、低濃度溶液Scを内部に流す低濃度溶液管35の一端が接続されている。低温吸収器50は、低濃度溶液散布ノズル52から低濃度溶液Scが散布され、低濃度溶液Scが低温冷媒蒸気Vcを吸収する際に生じる吸収熱により、加熱管51を流れる冷媒液Vfを加熱して中温冷媒蒸気Vbを生成することができるように構成されている。低温吸収器50は、中温吸収器30よりも低い圧力(露点温度)で作動するように構成されており、中温吸収器30よりも作動温度が低くなっている。低温吸収器50の下部には、希溶液Swが貯留される貯留部53が形成されている。希溶液Swは、低濃度溶液散布ノズル52から散布された吸収液S(本実施の形態では低濃度溶液Sc)が低温冷媒蒸気Vcを吸収して濃度が低下した吸収液Sである。希溶液Swは、高濃度溶液Sa及び中濃度溶液Sbと比較して、冷媒Vを多く含んでいる。加熱管51は、貯留部53よりも上方に配設されている。
The
低温蒸発器60は、蒸発器熱源流体としての蒸発器熱源温水heの流路を構成する蒸発器熱源流体管としての熱源管61と、冷媒液Vfを散布する冷媒液散布ノズル62とを内部に有している。冷媒液散布ノズル62は、散布した冷媒液Vfが熱源管61に降りかかるように、熱源管61の上方に配設されている。低温蒸発器60には、冷媒液Vfを内部に流す冷媒液管86の一端が接続されている。冷媒液管86には、低温蒸発器60に導入する冷媒液Vfの流量を調節する流量調節弁87が配設されている。低温蒸発器60の下部(典型的には底部)には、低温蒸発器60の下部に貯留された冷媒液Vfを冷媒液散布ノズル62へ導く低温冷媒液管65の一端が接続されている。低温冷媒液管65の他端は、冷媒液散布ノズル62に接続されている。低温冷媒液管65には、内部を流れる冷媒液Vfを圧送する低温冷媒液ポンプ66が配設されている。低温蒸発器60は、冷媒液散布ノズル62から冷媒液Vfが散布され、散布された冷媒液Vfが熱源管61内を流れる蒸発器熱源温水heの熱で蒸発して低温冷媒蒸気Vcが発生するように構成されている。低温蒸発器60は、中温蒸発器40よりも低い圧力(露点温度)で作動するように構成されており、中温蒸発器40よりも作動温度が低くなっている。
The
低温吸収器50と低温蒸発器60とは、相互に連通している。低温吸収器50と低温蒸発器60とが連通することにより、低温蒸発器60で発生した低温冷媒蒸気Vcを低温吸収器50に供給することができるように構成されている。低温吸収器50と低温蒸発器60とは、典型的には、低濃度溶液散布ノズル52より上方及び冷媒液散布ノズル62より上方で連通している。
The
再生器70は、再生器熱源流体としての再生器熱源温水hgの流路を構成する再生器熱源流体管としての熱源管71と、希溶液Swを散布する希溶液散布ノズル72とを有している。再生器70の熱源管71を流れる再生器熱源温水hgは、低温蒸発器60の熱源管61を流れる蒸発器熱源温水heと同じ温水であってもよく、その場合は、熱源管61を流れた後に熱源管71を流れるように配管(不図示)で接続されているとよい。各熱源管61、71に異なる熱源媒体が流れることとしてもよい。希溶液散布ノズル72は、散布した希溶液Swが熱源管71に降りかかるように、熱源管71の上方に配設されている。再生器70は、散布された希溶液Swが再生器熱源温水hgで加熱されることにより、希溶液Swから冷媒Vが蒸発して濃度が上昇した高濃度溶液Saが生成される。再生器70は、生成された高濃度溶液Saが下部に貯留されるように構成されている。
The
凝縮器80は、冷却媒体流路を形成する冷却水管81を有している。冷却水管81には、冷却媒体としての冷却水cが流れる。凝縮器80は、再生器70で発生した冷媒Vの蒸気である再生器冷媒蒸気Vgを導入し、これを冷却水cで冷却して凝縮させるように構成されている。冷却水管81は、再生器冷媒蒸気Vgを直接冷却することができるように、再生器冷媒蒸気Vgが凝縮した冷媒液Vfに浸らないように配設されている。凝縮器80には、凝縮した冷媒液Vfを、高温蒸発器20、中温蒸発器40、及び低温蒸発器60に向けて送る冷媒液管88の一端が接続されている。冷媒液管88の他端は、高温蒸発器20に接続された冷媒液管82及び低温蒸発器60に接続された冷媒液管86に接続されており、凝縮器80内の冷媒液Vfを高温蒸発器20と中温蒸発器40と低温蒸発器60とに分配することができるように構成されている。冷媒液管88には、冷媒液Vfを圧送するための凝縮冷媒ポンプ89が配設されている。
The
再生器70と凝縮器80とは、相互に連通している。再生器70と凝縮器80とが連通することにより、再生器70で発生した再生器冷媒蒸気Vgを凝縮器80に供給することができるように構成されている。再生器70と凝縮器80とは、上部の気相部で連通している。また、本実施の形態では、再生器70及び凝縮器80が、高温吸収器10、高温蒸発器20、中温吸収器30、中温蒸発器40、低温吸収器50、低温蒸発器60の下方に設けられている。
The
再生器70の高濃度溶液Saが貯留される部分と、高温吸収器10の高濃度溶液散布ノズル12とは、高濃度溶液管75で接続されている。高濃度溶液管75には、再生器70内の高濃度溶液Saを高濃度溶液散布ノズル12に圧送する高濃度溶液ポンプ76が配設されている。高温吸収器10の貯留部13と、中温吸収器30の中濃度溶液散布ノズル32とは、中濃度溶液管15で接続されている。中濃度溶液管15には、高温吸収器10内の中濃度溶液Sbを中温吸収器30に圧送する中濃度溶液ポンプ16が配設されている。中温吸収器30の貯留部33と、低温吸収器50の低濃度溶液散布ノズル52とは、低濃度溶液管35で接続されている。低濃度溶液管35には、中温吸収器30内の低濃度溶液Scを低温吸収器50に圧送する低濃度溶液ポンプ36が配設されている。低温吸収器50の貯留部53と、再生器70の希溶液散布ノズル72とは、希溶液管55で接続されている。
A portion of the
中濃度溶液管15及び高濃度溶液管75には、高温熱交換器18が配設されている。高温熱交換器18は、中濃度溶液管15を流れる中濃度溶液Sbと、高濃度溶液管75を流れる高濃度溶液Saとの間で熱交換を行わせる機器である。低濃度溶液管35及び高濃度溶液管75には、中温熱交換器38が配設されている。中温熱交換器38は、低濃度溶液管35を流れる低濃度溶液Scと、高濃度溶液管75を流れる高濃度溶液Saとの間で熱交換を行わせる機器である。希溶液管55及び高濃度溶液管75には、低温熱交換器58が配設されている。低温熱交換器58は、希溶液管55を流れる希溶液Swと、高濃度溶液管75を流れる高濃度溶液Saとの間で熱交換を行わせる機器である。
A high
気液分離器90は、高温吸収器10の伝熱管11を流れて加熱された被加熱媒体Wを導入し、被加熱媒体蒸気Wvと被加熱媒体液Wqとを分離する機器である。気液分離器90の下部と高温吸収器10の伝熱管11の一端とは、被加熱媒体液Wqを伝熱管11に導く被加熱媒体液管92で接続されている。内部が気相部となる気液分離器90の側面と伝熱管11の他端とは、加熱された被加熱媒体Wを気液分離器90に導く加熱後被加熱媒体管94で接続されている。被加熱媒体液管92には、蒸気として系外に供給された分の被加熱媒体Wを補うための補給流体としての補給水Wsを系外から導入する補給水管95が接続されている。補給水管95には、気液分離器90に向けて補給水Wsを圧送する補給水ポンプ96が配設されている。本実施の形態では、補給水管95と補給水ポンプ96とで、補給水供給部97を構成している。また、気液分離器90には、被加熱媒体蒸気Wvを系外に供給する被加熱媒体蒸気供給管99が上部(典型的には頂部)に接続されている。気液分離器90は、伝熱管11内で被加熱媒体液Wqの一部が蒸発して被加熱媒体液Wqと被加熱媒体蒸気Wvとが混合した混合被加熱媒体Wmを導入してもよく、被加熱媒体液Wqのまま気液分離器90に導いて減圧し一部を気化させて混合被加熱媒体Wmとしたものを気液分離させるようにしてもよい。
The gas-
予熱熱交換器100は、本実施の形態では、低温熱交換器58よりも下流側の希溶液管55を流れる希溶液Swと、冷媒液管88を流れる冷媒液Vf及び補給水管95を流れる補給水Wsとの間で熱交換を行わせる熱交換器である。予熱熱交換器100は、本実施の形態では、シェルアンドチューブ型熱交換器(多管式熱交換器)が用いられている。吸収ヒートポンプ1の運転時は、一例を示すと、高温蒸発器20、中温蒸発器40、低温蒸発器60のそれぞれに、約5〜10リットル毎分の冷媒液Vfが供給される。したがって、冷媒液管88には、約15〜30リットル毎分の冷媒液Vfが流れることになる。また、補給水管95には、約5〜10リットル毎分の補給水Wsが流れる。他方、希溶液管55を流れる希溶液Swは、約100〜150リットル毎分である。
In the present embodiment, the preheating
図2に、予熱熱交換器100の構成の一例を示す。予熱熱交換器100は、本実施の形態では、希溶液Swがシェル側を流れ、冷媒液Vf及び補給水Wsがチューブ内を流れるように構成されている。予熱熱交換器100は、冷媒液Vfを流す冷媒液流路としての冷媒液チューブ188と、補給水Wsを流す補給流体流路としての補給水チューブ195とが、シェル101の内部に設けられている。冷媒液チューブ188及び補給水チューブ195の外側の、シェル101の内部は、希溶液Swが流れる希溶液流路155となっている。希溶液流路155は吸収液流路に相当し、吸収液流路は加熱側流路の一形態である。シェル101の内部には、希溶液Swと冷媒液チューブ188及び補給水チューブ195との接触面積を増加させるために、希溶液Swを希溶液流路155内で蛇行させるためのプレート102が設けられている。冷媒液チューブ188は、冷媒液管88に接続されている。補給水チューブ195は、補給水管95に接続されている。希溶液流路155は、希溶液管55に接続されている。
An example of a structure of the
引き続き図1を参照して、吸収ヒートポンプ1の作用を説明する。まず、冷媒側のサイクルを説明する。凝縮器80では、再生器70で発生した再生器冷媒蒸気Vgを受け入れて、冷却水管81を流れる冷却水cで再生器冷媒蒸気Vgを冷却して凝縮し、冷媒液Vfとする。凝縮した冷媒液Vfは、凝縮冷媒ポンプ89で高温蒸発器20、中温蒸発器40、及び低温蒸発器60に向けて圧送される。凝縮冷媒ポンプ89で圧送された冷媒液Vfは、冷媒液管88を流れ、途中の予熱熱交換器100で温度が上昇した後、冷媒液管82と冷媒液管86とに分流される。冷媒液Vfが予熱熱交換器100で予熱されることで、吸収ヒートポンプ1の起動が早くなり、早期に運転を安定させることができる。冷媒液管82を流れる冷媒液Vfは、途中で一部が冷媒液管84に流入し、残りはそのまま冷媒液管82を流れて高温冷媒液供給管22に導入される。冷媒液管84を流れる冷媒液Vfは、中温冷媒液供給管42に導入される。冷媒液管86を流れる冷媒液Vfは、低温蒸発器60に導入される。
Continuing to refer to FIG. 1, the operation of the
低温蒸発器60に導入された冷媒液Vfは、低温冷媒液ポンプ66によって冷媒液散布ノズル62に圧送され、冷媒液散布ノズル62から熱源管61に向けて散布される。冷媒液散布ノズル62から散布された冷媒液Vfは、熱源管61内を流れる蒸発器熱源温水heによって加熱され蒸発して低温冷媒蒸気Vcとなる。低温蒸発器60で発生した低温冷媒蒸気Vcは、低温蒸発器60と連通する低温吸収器50へと移動する。他方、中温冷媒液供給管42に導入された冷媒液Vfは、気泡ポンプの作用によって低温吸収器50の加熱管51に流入する。加熱管51に流入した冷媒液Vfは、低温吸収器50において、低温蒸発器60から移動してきた低温冷媒蒸気Vcが低濃度溶液Scに吸収される際に発生する吸収熱により加熱され、この加熱により蒸発して中温冷媒蒸気Vbとなる。加熱管51内で発生した中温冷媒蒸気Vbは、中温冷媒蒸気受入管44を流れ、冷媒気液分離胴41に至る。冷媒気液分離胴41に流入した中温冷媒蒸気Vbは、中温冷媒蒸気管49を介して中温蒸発器40と連通する中温吸収器30へと移動する。また、高温冷媒液供給管22に導入された冷媒液Vfは、気泡ポンプの作用によって中温吸収器30の加熱管31に流入する。加熱管31に流入した冷媒液Vfは、中温吸収器30において、中温蒸発器40から移動してきた中温冷媒蒸気Vbが中濃度溶液Sbに吸収される際に発生する吸収熱により加熱され、この加熱により蒸発して高温冷媒蒸気Vaとなる。加熱管31内で発生した高温冷媒蒸気Vaは、高温冷媒蒸気受入管24を流れ、冷媒気液分離胴21に至る。冷媒気液分離胴21に流入した高温冷媒蒸気Vaは、高温冷媒蒸気管29を介して高温蒸発器20と連通する高温吸収器10へと移動する。
The refrigerant liquid Vf introduced into the
次に吸収ヒートポンプ1の吸収液側のサイクルを説明する。高温吸収器10では、高濃度溶液Saが高濃度溶液散布ノズル12から散布され、この散布された高濃度溶液Saが高温蒸発器20から移動してきた高温冷媒蒸気Vaを吸収する。高温冷媒蒸気Vaを吸収した高濃度溶液Saは、濃度が低下して中濃度溶液Sbとなる。高温吸収器10では、高濃度溶液Saが高温冷媒蒸気Vaを吸収する際に吸収熱が発生する。この吸収熱により、伝熱管11を流れる被加熱媒体液Wqが加熱される。ここで、被加熱媒体蒸気Wvを取り出すための気液分離器90まわりの作用について説明する。
Next, the cycle on the absorbent side of the
気液分離器90には、系外から補給水Wsが補給水管95を介して導入される。補給水Wsは、補給水ポンプ96により補給水管95を圧送され、途中の予熱熱交換器100で温度が上昇した後、被加熱媒体液管92に導入される。補給水Wsが予熱熱交換器100で予熱されることで、吸収ヒートポンプ1のCOPが高くなり、生成される被加熱媒体蒸気Wvの流量を増加させることができる。被加熱媒体液管92に導入された補給水Wsは、被加熱媒体液Wqとして、気液分離器90の下部から流れてきた被加熱媒体液Wqと合流し、気泡ポンプの作用により、高温吸収器10の伝熱管11に流入する。伝熱管11に流入した被加熱媒体液Wqは、高温吸収器10における上述の吸収熱により加熱される。伝熱管11で加熱された被加熱媒体液Wqは、一部が蒸発して被加熱媒体蒸気Wvとなった混合被加熱媒体Wmとして、あるいは温度が上昇した被加熱媒体液Wqとして、気液分離器90に向けて加熱後被加熱媒体管94を流れる。加熱後被加熱媒体管94を、温度が上昇した被加熱媒体液Wqが流れる場合、被加熱媒体液Wqは、気液分離器90に導入される際に減圧され、一部が蒸発して被加熱媒体蒸気Wvとなった混合被加熱媒体Wmとして気液分離器90に導入される。気液分離器90に導入された混合被加熱媒体Wmは、被加熱媒体液Wqと被加熱媒体蒸気Wvとが分離される。分離された被加熱媒体液Wqは、気液分離器90の下部に貯留され、再び高温吸収器10の伝熱管11に送られる。他方、分離された被加熱媒体蒸気Wvは、被加熱媒体蒸気供給管99に流出し、蒸気利用場所に供給される。本実施の形態では、0.8MPa(ゲージ圧)程度の被加熱媒体蒸気Wvが供給される。
The makeup water Ws is introduced into the gas-
再び吸収ヒートポンプ1の吸収液側のサイクルの説明に戻る。高温吸収器10で高温冷媒蒸気Vaを吸収した高濃度溶液Saは、濃度が低下して中濃度溶液Sbとなり、貯留部13に貯留される。貯留部13内の中濃度溶液Sbは、中濃度溶液ポンプ16の作動により中温吸収器30に向かって中濃度溶液管15を流れ、高温熱交換器18で高濃度溶液Saと熱交換して温度が低下した後に、中濃度溶液散布ノズル32に至る。このように、本実施の形態では、高温吸収器10内の吸収液Sを直接(他の吸収器を経由せずに)中温吸収器30に導入している。なお、高温吸収器10の内部圧力が中温吸収器30の内部圧力よりも高くなり、中濃度溶液ポンプ16が作動していなくても両者の内圧の差によって、高温吸収器10内の中濃度溶液Sbを中温吸収器30に搬送することができる場合は、中濃度溶液ポンプ16を止めるとよい。
It returns to description of the cycle by the side of absorption liquid of
中温吸収器30では、中濃度溶液Sbが中濃度溶液散布ノズル32から散布され、この散布された中濃度溶液Sbが中温蒸発器40から移動してきた中温冷媒蒸気Vbを吸収する。中温冷媒蒸気Vbを吸収した中濃度溶液Sbは、濃度が低下して低濃度溶液Scとなり、貯留部33に貯留される。中温吸収器30では、中濃度溶液Sbが中温冷媒蒸気Vbを吸収する際に吸収熱が発生する。この吸収熱により、前述したように、加熱管31を流れる冷媒液Vfが加熱される。貯留部33内の低濃度溶液Scは、低濃度溶液ポンプ36の作動により低温吸収器50に向かって低濃度溶液管35を流れ、中温熱交換器38で高濃度溶液Saと熱交換して温度が低下した後に、低濃度溶液散布ノズル52に至る。このように、本実施の形態では、高温吸収器10内の吸収液Sを、中温吸収器30を経由して間接的に低温吸収器50に導入している。なお、中温吸収器30の内部圧力が低温吸収器50の内部圧力よりも高くなり、低濃度溶液ポンプ36が作動していなくても両者の内圧の差によって中温吸収器30内の低濃度溶液Scを低温吸収器50に搬送することができる場合は、低濃度溶液ポンプ36を止めるとよい。
In the
低温吸収器50では、低濃度溶液散布ノズル52に流入した低濃度溶液Scが加熱管51に向けて散布される。散布された低濃度溶液Scは、低温蒸発器60から移動してきた低温冷媒蒸気Vcを吸収する。低温冷媒蒸気Vcを吸収した低濃度溶液Scは、濃度が低下して希溶液Swとなる。低温吸収器50では、低濃度溶液Scが低温冷媒蒸気Vcを吸収する際に吸収熱が発生する。この吸収熱により、前述したように、加熱管51を流れる冷媒液Vfが加熱され、中温冷媒蒸気Vbが生成される。低温吸収器50内の希溶液Swは、重力により再生器70に向かって希溶液管55を流れる。この際、希溶液Swは、低温熱交換器58で高濃度溶液Saと熱交換して温度が低下し、さらに予熱熱交換器100で冷媒液Vf及び補給水Wsと熱交換して温度が低下した後に、再生器70に導入される。このように、本実施の形態では、高温吸収器10内の吸収液Sを、中温吸収器30及び低温吸収器50を経由して間接的に再生器70に導入している。
In the
予熱熱交換器100では、比較的流量が大きい希溶液Swに対して、比較的流量が小さい冷媒液Vf及び補給水Wsをまとめて同時に熱交換させるので、希溶液Swと、冷媒液Vf及び補給水Wsとの熱バランスを取りやすい。また、予熱熱交換器100において、再生器70に流入する手前の希溶液Swの温度を下げることにより、再生器70に流入した希溶液Swが自己蒸発することを抑制することができ、再生器70において再生器熱源温水hgの熱をより多く利用することが可能になり、再生器熱源温水hgが排温水である場合は特に有用となる。また、仮に希溶液Swが希溶液管55の内外で自己蒸発してしまうと体積流量が増加し圧力損失が増大して希溶液Swの流量が不足する可能性があるが、予熱熱交換器100において希溶液Swの温度を下げることにより、希溶液Swが希溶液管55の内外で自己蒸発することを抑制することができ、所望の希溶液Swの流量を確保することができる。
In the preheating
再生器70に送られた希溶液Swは、希溶液散布ノズル72から散布される。希溶液散布ノズル72から散布された希溶液Swは、熱源管71を流れる再生器熱源温水hg(本実施の形態では約80℃前後)によって加熱され、散布された希溶液Sw中の冷媒が蒸発して高濃度溶液Saとなり、再生器70の下部に貯留される。他方、希溶液Swから蒸発した冷媒Vは、再生器冷媒蒸気Vgとして凝縮器80へと移動する。再生器70の下部に貯留された高濃度溶液Saは、高濃度溶液ポンプ76により、高濃度溶液管75を介して高温吸収器10の高濃度溶液散布ノズル12に圧送される。高濃度溶液管75を流れる高濃度溶液Saは、低温熱交換器58で希溶液Swと熱交換して温度が上昇し、中温熱交換器38で低濃度溶液Scと熱交換してさらに温度が上昇し、次いで高温熱交換器18で中濃度溶液Sbと熱交換してさらに温度が上昇してから高温吸収器10に流入し、高濃度溶液散布ノズル12から散布される。以降、同様のサイクルを繰り返す。
The dilute solution Sw sent to the
以上で説明したように、本実施の形態に係る吸収ヒートポンプ1は、予熱熱交換器100において、比較的流量が大きい希溶液Swに対して、比較的流量が小さい冷媒液Vf及び補給水Wsをまとめて同時に熱交換させるので、希溶液Swと冷媒液Vf及び補給水Wsとの熱バランスを取りやすい。また、予熱熱交換器100において、再生器70に流入する手前の希溶液Swの温度を下げることにより、再生器熱源温水hgの熱をより多く利用することが可能になると共に、所望の希溶液Swの流量を確保することができる。
As described above, in the preheating
以上の説明では、吸収ヒートポンプ1が三段昇温型であるとしたが、二段昇温型や単段昇温型であってもよい。二段昇温型とする場合、三段昇温型の吸収ヒートポンプ1の構成から中温吸収器30及び中温蒸発器40まわりの構成を省略し、高温蒸発器20の高温冷媒液供給管22及び高温冷媒蒸気受入管24を低温吸収器50の加熱管51に接続し、中濃度溶液管15を低濃度溶液散布ノズル52に接続して高温吸収器10内の中濃度溶液Sbを直接(他の吸収器を経由せずに)低温吸収器50に導入するように構成すればよい。単段昇温型とする場合、上述の二段昇温型の吸収ヒートポンプの構成からさらに高温蒸発器20及び低温吸収器50を省略し、低温蒸発器60で発生した低温冷媒蒸気Vcが高温吸収器10内に導入されるように構成し、中濃度溶液管15を再生器70内の希溶液散布ノズル72に接続して高温吸収器10内の中濃度溶液Sbを直接(他の吸収器を経由せずに)再生器70に導入するように構成すればよい。また、三段昇温型、二段昇温型、単段昇温型の各吸収ヒートポンプにおいて、予熱熱交換器まわりの構成を種々変形することができ、以下に例示する。
In the above description, although the
図3(A)は、これまで説明してきた吸収ヒートポンプ1の予熱熱交換器100まわりの概略系統図である。予熱熱交換器100は、前述のように、加熱側流路としての希溶液流路155と、補給流体流路としての補給水チューブ195と、冷媒液流路としての冷媒液チューブ188とを有している。以下の変形例の説明では、主として本実施の形態に係る予熱熱交換器100まわりとの構成の相違点を説明する。図3(B)は、本発明の実施の形態の第1の変形例に係る三段昇温型吸収ヒートポンプの予熱熱交換器100Bまわりの概略系統図である。予熱熱交換器100Bは、冷媒液流路が、低温蒸発器60に導入される冷媒液Vfを流す低温用冷媒液流路としての低温冷媒液チューブ186と、中高温冷媒液チューブ183とを含んでいる。中高温冷媒液チューブ183は、中温蒸発器40を経由した低温吸収器50の加熱管51内部及び高温蒸発器20を経由した中温吸収器30の加熱管31内部に導入される冷媒液Vfを流し、中温用冷媒液流路と高温用冷媒液流路とを兼ねている。この第1の変形例では、冷媒液管88(図3(A)参照)が省略されて、凝縮冷媒ポンプ89Lが配設された冷媒液管86及び凝縮冷媒ポンプ89MHが配設された冷媒液管82の2系統が直接凝縮器80に接続されている。冷媒液管86には低温冷媒液チューブ186が接続され、冷媒液管82には中高温冷媒液チューブ183が接続されている。予熱熱交換器100Bは、従来3つに分割されていた熱交換器が1つに集約している。
FIG. 3A is a schematic system diagram around the preheating
図3(C)は、本発明の実施の形態の第2の変形例に係る三段昇温型吸収ヒートポンプの予熱熱交換器100Cまわりの概略系統図である。予熱熱交換器100Cは、冷媒液流路が、低温蒸発器60に導入される冷媒液Vfを流す低温用冷媒液流路としての低温冷媒液チューブ186と、中温蒸発器40を介して低温吸収器50の加熱管51内部に導入される冷媒液Vfを流す中温用冷媒液流路としての中温冷媒液チューブ184と、高温蒸発器20を介して中温吸収器30の加熱管31内部に導入される冷媒液Vfを流す高温用冷媒液流路としての高温冷媒液チューブ182とを含んでいる。この第2の変形例では、冷媒液管88(図3(A)参照)が省略され、凝縮冷媒ポンプ89Lが配設された冷媒液管86、凝縮冷媒ポンプ89Mが配設された冷媒液管84、凝縮冷媒ポンプ89Hが配設された冷媒液管82の3系統それぞれが直接凝縮器80に接続されている。冷媒液管86には低温冷媒液チューブ186が接続され、冷媒液管84には中温冷媒液チューブ184が接続され、冷媒液管82には高温冷媒液チューブ182が接続されている。予熱熱交換器100Cは、従来4つに分割されていた熱交換器が1つに集約している。
FIG. 3C is a schematic system diagram around a preheating
図4(A)は、本発明の実施の形態の第3の変形例に係る二段昇温型吸収ヒートポンプの予熱熱交換器100Dまわりの概略系統図である。予熱熱交換器100Dは、冷媒液流路が、低温蒸発器60に導入される冷媒液Vf、及び高温蒸発器20を経由した低温吸収器50の加熱管51内部に導入される冷媒液Vfを流す低高温冷媒液チューブ185となっている。低高温冷媒液チューブ185は、低温用冷媒液流路と中温用冷媒液流路とを兼ねている。この第3の変形例では、中温吸収器30(図3(A)参照)及び中温蒸発器40(図3(A)参照)が省略されていることから冷媒液管84(図3(A)参照)が設けられていないものの、予熱熱交換器100Dを通過した後に冷媒液管86と冷媒液管82とに分岐する点は予熱熱交換器100(図3(A)参照)と同様である。冷媒液管88には低高温冷媒液チューブ185が接続されている。予熱熱交換器100Dは、従来2つに分割されていた熱交換器が1つに集約している。
FIG. 4A is a schematic system diagram around a preheating
図4(B)は、本発明の実施の形態の第4の変形例に係る二段昇温型吸収ヒートポンプの予熱熱交換器100Eまわりの概略系統図である。予熱熱交換器100Eは、冷媒液流路が、低温蒸発器60に導入される冷媒液Vfを流す低温用冷媒液流路としての低温冷媒液チューブ186と、高温蒸発器20を介して低温吸収器50の加熱管51内部に導入される冷媒液Vfを流す中温用冷媒液流路としての高温冷媒液チューブ182とを含んでいる。この第4の変形例では、冷媒液管88(図3(A)参照)が省略され、冷媒液管86及び冷媒液管82の2系統それぞれが直接凝縮器80に接続されている。冷媒液管86には低温冷媒液チューブ186が接続され、冷媒液管82には高温冷媒液チューブ182が接続されている。予熱熱交換器100Eは、従来3つに分割されていた熱交換器が1つに集約している。
FIG. 4B is a schematic system diagram around a preheating
図5は、本発明の実施の形態の第5の変形例に係る単段昇温型吸収ヒートポンプの予熱熱交換器100Fまわりの概略系統図である。予熱熱交換器100Fは、冷媒液流路が、低温蒸発器60に導入される冷媒液Vfを流す低温冷媒液流路としての低温冷媒液チューブ186となっている。この第5の変形例では、冷媒液管86が凝縮器80に接続されており、冷媒液管86には低温冷媒液チューブ186が接続されている。予熱熱交換器100Fは、従来2つに分割されていた熱交換器が1つに集約している。
FIG. 5 is a schematic system diagram around a preheating
以上の説明では、予熱熱交換器100〜100Fの加熱側流路を流れる流体が希溶液Swであるとしたが、希溶液Swに代えて、再生器70の熱源管71に導入される再生器熱源温水hg、熱源管71から流出した再生器熱源温水hg、低温蒸発器60の熱源管61に導入される蒸発器熱源温水he、あるいは熱源管61から流出した蒸発器熱源温水heであってもよい。
In the above description, the fluid flowing through the heating side flow passage of the preheating
1 吸収ヒートポンプ
10 高温吸収器
11 伝熱管
30 中温吸収器
31 加熱管
41 冷媒気液分離胴
50 低温吸収器
51 加熱管
60 低温蒸発器
61 熱源管
70 再生器
71 熱源管
80 凝縮器
97 補給水供給部
100 予熱熱交換器
155 希溶液流路
182 高温冷媒液チューブ
183 中高温冷媒液チューブ
184 中温冷媒液チューブ
185 低高温冷媒液チューブ
186 低温冷媒液チューブ
188 冷媒液チューブ
195 補給水チューブ
he 蒸発器熱源温水
hg 再生器熱源温水
Sa 高濃度溶液
Sb 中濃度溶液
Sc 低濃度溶液
Sw 希溶液
Va 高温冷媒蒸気
Vb 中温冷媒蒸気
Vc 低温冷媒蒸気
Vg 再生器冷媒蒸気
Vf 冷媒液
W 被加熱媒体
Ws 補給水
DESCRIPTION OF
Claims (4)
再生器熱源流体を内部に流す再生器熱源流体管を有し、前記高温吸収器において前記冷媒蒸気を吸収した前記吸収液を直接又は間接的に導入し、導入した前記吸収液を前記再生器熱源流体で加熱して、前記吸収液から冷媒蒸気を発生させて前記吸収液の濃度を上昇させる再生器と;
前記再生器において発生した冷媒蒸気を導入し、導入した前記冷媒蒸気を冷却し凝縮させて冷媒液を生成する凝縮器と;
蒸発器熱源流体を内部に流す蒸発器熱源流体管を有し、前記凝縮器から前記冷媒液を導入し、導入した前記冷媒液を前記蒸発器熱源流体で加熱して冷媒蒸気を生成する低温蒸発器と;
前記伝熱管に導入される前記被加熱媒体を補給する補給流体を供給する補給流体供給部と;
前記再生器に導入される前記吸収液、前記再生器熱源流体管に導入される再生器熱源流体、前記再生器熱源流体管から流出した再生器熱源流体、前記蒸発器熱源流体管に導入される蒸発器熱源流体、及び前記蒸発器熱源流体管から流出した蒸発器熱源流体のいずれかから選択された加熱側流体を流す加熱側流路と、前記補給流体を流す補給流体流路と、前記凝縮器から流出した前記冷媒液を流す冷媒液流路とを有し、前記加熱側流路を流れる流体が保有する熱を、前記補給流体流路を流れる前記補給流体及び前記冷媒液流路を流れる前記冷媒液に伝達させる熱交換器とを備える;
吸収ヒートポンプ。 A high temperature absorber having a heat transfer pipe for flowing a medium to be heated inside, and heating the medium to be heated by absorption heat generated when absorbing refrigerant vapor which is refrigerant vapor into the absorbing liquid;
The regenerator heat source fluid pipe for flowing the regenerator heat source fluid inside, the absorption liquid which absorbed the refrigerant vapor in the high temperature absorber is directly or indirectly introduced, and the absorption liquid introduced is the regenerator heat source A regenerator, which is heated with a fluid to generate refrigerant vapor from the absorbing liquid to increase the concentration of the absorbing liquid;
A condenser which introduces refrigerant vapor generated in the regenerator, cools and condenses the introduced refrigerant vapor, and generates a refrigerant liquid;
An evaporator heat source fluid pipe for internally flowing an evaporator heat source fluid, the refrigerant liquid is introduced from the condenser, and the introduced refrigerant liquid is heated by the evaporator heat source fluid to generate refrigerant vapor. And
A replenishing fluid supply unit that supplies a replenishing fluid to replenish the heated medium introduced into the heat transfer tube;
The absorbing liquid introduced into the regenerator, the regenerator heat source fluid introduced into the regenerator heat source fluid pipe, the regenerator heat source fluid flowing out from the regenerator heat source fluid pipe, the evaporator heat source fluid pipe A heating side channel for flowing a heating side fluid selected from any of an evaporator heat source fluid and an evaporator heat source fluid flowing out from the evaporator heat source fluid pipe, a replenishment fluid flow path for flowing the replenishment fluid, and the condensation And a refrigerant liquid flow path for flowing the refrigerant liquid that has flowed out of the cooling unit, and heat held by the fluid flowing in the heating side flow path flows in the replenishment fluid flow path and the refrigerant liquid flow path flowing in the replenishment fluid flow path. A heat exchanger for transferring the refrigerant liquid;
Absorption heat pump.
前記熱交換器は、前記冷媒液流路が、前記低温蒸発器に導入される前記冷媒液を流す低温用冷媒液流路と、前記第1の冷媒加熱管に導入される前記冷媒液を流す中温用冷媒液流路とを含んで構成された;
請求項1に記載の吸収ヒートポンプ。 It has a first refrigerant heating pipe for flowing the refrigerant liquid discharged from the condenser into the inside, and the high temperature absorber directly or indirectly before introducing the absorption liquid which has absorbed the refrigerant vapor into the regenerator Inside the first refrigerant heating pipe by the absorption heat generated when the refrigerant vapor generated by the low temperature evaporator is introduced and the introduced refrigerant vapor is absorbed by the absorbing liquid. A low temperature absorber for heating the flowing refrigerant liquid;
In the heat exchanger, the refrigerant liquid flow path flows the refrigerant liquid flow path for low temperature flowing the refrigerant liquid introduced to the low temperature evaporator, and the refrigerant liquid introduced to the first refrigerant heating pipe Configured to include a medium temperature refrigerant liquid flow path;
The absorption heat pump according to claim 1.
前記凝縮器から流出された前記冷媒液を内部に流す第2の冷媒加熱管を有し、前記高温吸収器において前記冷媒蒸気を吸収した前記吸収液を前記低温吸収器に導入する前に直接又は間接的に導入すると共に前記中温気液分離器で分離された冷媒蒸気を導入し、導入した前記冷媒蒸気を前記吸収液に吸収させた際に生じた吸収熱で、前記第2の冷媒加熱管の内部を流れる前記冷媒液を加熱する中温吸収器を備え;
前記熱交換器は、前記冷媒液流路が、前記第2の冷媒加熱管に導入される前記高温用冷媒液を流す高温用冷媒液流路を含んで構成された;
請求項2に記載の吸収ヒートポンプ。 A medium-temperature gas-liquid separator for introducing a refrigerant heated by the first refrigerant heating pipe and separating refrigerant vapor from the introduced refrigerant;
It has a second refrigerant heating pipe for internally flowing the refrigerant liquid discharged from the condenser, and the high temperature absorber directly or before introducing the absorption liquid having absorbed the refrigerant vapor into the low temperature absorber The second refrigerant heating pipe is generated by the absorption heat generated when the refrigerant vapor separated by the medium temperature air-liquid separator is introduced while being introduced indirectly and the introduced refrigerant vapor is absorbed by the absorbing liquid. A medium temperature absorber for heating the refrigerant liquid flowing inside the chamber;
In the heat exchanger, the refrigerant liquid flow path includes a high temperature refrigerant liquid flow path for flowing the high temperature refrigerant liquid introduced into the second refrigerant heating pipe;
The absorption heat pump according to claim 2.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の吸収ヒートポンプ。 The heating side flow path is an absorption liquid flow path for flowing the absorption liquid introduced into the regenerator;
The absorption heat pump of any one of Claim 1 thru | or 3.
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