JPH01102259A - 吸収式ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、例えば排熱等を有効に利用し、システムの
熱効率を向上させる吸収式ヒートポンプ装置に関するも
のである。

【従来の技術】

第２図は、例えば特開昭６２−８０４６０号公報に示さ
れた吸収式ヒートポンプ装置の構成図である。 図において、１は蒸気発生用熱交換器２を有する発生器
で、蒸気発生用熱交換器２内には例えば排熱源水などが
流れている。３は凝縮用熱交換器４を有する凝ｒａｍで
、凝縮用熱交換器４内には冷却水が流れている。５は第
１の蒸発器、６は第２の吸収器で、第２の吸収器６内に
は利用水の流れる吸収用熱交換＃７が備えられている。 ８は第１の吸収器、９は第２の蒸気器である。第１の蒸
発ＷＩ５および第１の吸収器８内にはそれぞれ伝熱管１
０．１１が鉛直に設けられており、第１の吸収器８の伝
熱管１１内は第２の蒸発器９となっている。なお、第１
の蒸発Ｗｌｓ内の伝熱管１０内には排熱源水が流れてい
る。第１の蒸発器５と第１の吸収＠８内にはそれぞれ仕
切板１２．１３が設けられており、第１の蒸発器５およ
び第１の吸収器８内に導かれた液体が伝熱管１０，１１
と仕切板１２．１３との間に形成されるすきまを通って
伝熱管１０．１１表面に沿って流下する構成となってい
る。発生Ｗｉ１の下部には濃溶液管１４が接続されてお
り、これは溶液ポンプ１５．第１溶液熱交換１＃１６お
よび第２溶液熱交換器１７を介して第２の吸収器６につ
ながっている。また、第２の吸収器６の下部に接続され
た中間濃度溶液管１８は第２溶液熱交換＠１７を介して
第１の吸収器８の仕切板１３上に接続され、第１の吸収
器８の下部に接続された希溶液管１９は第１溶液熱交換
器１６を介して発生器１に接続されている。２０は低圧
蒸気管で、第１の蒸発器５と第１の吸収器８とを接続し
、第１の蒸発器５で生じた蒸気を第１の吸収器８へ導く
。２１は高圧蒸気管で、第２の蒸発器９と第２の吸収器
６とを接続し、第２の蒸発器９で生じた蒸気を第２の吸
収器６・＼導く。２２は第１の液冷媒管であり、凝縮器
３から第１の冷媒ポンプ２３を介して第１の蒸発器５に
接続される。 ２４は第２の液冷媒管で、その一端は第２の冷媒ポンプ
２５を介して第１の蒸発器５の下部と接続され、他端は
２つに分岐し、１つは第３の液冷媒管２６を介して第２
の蒸発器９の下部と、もう１つは第４の液冷媒管２７を
介して第１の蒸発器５の仕切板１２の上部と接続されて
いる。 ２８は第５の液冷媒管で、第２の蒸発器９の上部と第１
の蒸発器５とを接続している。２９〜３２ばそれぞれ第
１．第４．第３および第５の液冷媒管２２，２６，２７
，２８に設けられた第１゜第２．第３および第４の調整
弁、３３．３４は第１および第３の液冷媒管２２．２６
に設けられた第１および第２の逆止弁である。第１の逆
止弁３３は凝縮器３から第１の蒸発器５への方向を順方
向とし、第２の逆止弁３４へ第１の蒸発器５から第２の
蒸発器９への方向を順方向とする。 次に動作について説明する。第１溶液熱交換器１６を通
って発生器１へ戻った例えばＬｉＢｒの水溶＝５− 液などの希溶液は、蒸気発生用熱交換Ｎ２により加熱さ
れ、蒸気冷媒（上側のＬｉＢｒ水溶液の場合には水蒸気
）を放出して濃溶液となる。この濃溶液は濃溶液管１４
を通り、溶液ポンプ１５により昇圧され、第１溶液熱交
換器１６へ流入する。この第１溶液熱交換器１６におい
て、濃溶液は第１の吸収＠３から発生Ｗｉ１へ戻る希溶
液と熱交換して加温され、さらに第２溶液熱交換＠１７
で熱交換して加温されて、第２の吸収ｉ＃６へ流入し、
吸収用熱交換器７表面に散布される。散布された濃溶液
は、第２の蒸発器９から高圧蒸気管を通って流入する蒸
気冷媒を吸収し、中間濃度溶液となり、熱を発生する。 この吸収により発生した熱は、吸収用熱交換Ｗｊ７内を
流れる利用水を加熱し、利用水は熱水あるいはスチーム
として種々の用途に利用される。 さて、蒸気冷媒、を吸収して中間濃度となった中間濃度
溶液は、中間濃度溶液管１８を通り、第２溶液熱交換器
１７での熱交換を行って第１の吸収ＷｊＢ内の仕切板１
３上に流入する。この中間濃度溶液は、仕切り板１３と
伝熱管１１との間のすきまを通って伝熱管１１外表面を
流下し、流下する間に第１の蒸発器５から低圧蒸気管２
０を通って第１の吸収器８に送られた蒸気冷媒を吸収し
発熱する。この熱により、第２の蒸発器９内の液冷媒は
加熱され蒸気冷媒となり、この蒸気冷媒は高圧蒸気管２
１を通って第２の吸収器６へ送られる。 第１蒸発器５から送られてきた蒸気冷媒を吸収した中間
濃度溶液は希溶液となり、この希溶液は希溶液管１９を
通り、第１溶液熱交換器１６で発生器１から流出した濃
溶液と熱交換して冷却され発生器１へ流入する。 一方、発生器１で発生した蒸気冷媒は凝縮器３で凝縮液
化され、液冷媒となる。この液冷媒は、第１の液冷媒管
２２および第１の冷媒ポンプ２３により、第１の逆止弁
３３および第１の調整弁２９を通り第１の蒸発器５へ送
られる。この液冷媒は第１の蒸発器５の底部から第２の
冷媒ポンプ２５により吸い上げられ、一部は第２の調整
弁３０を通り、再び第１の蒸発器５の仕切板１２上に流
入し伝熱管１０に沿って流下する間に加熱され蒸気化す
る。この蒸気冷媒は、低圧蒸気管２０を通り、第１の吸
収器８へ送られる。なお、第１の蒸発器５底部に溜って
いる液冷媒の温度は、伝熱管１０内を流れる排熱源水な
どの温度に近くなっている。 一方、第２の冷媒ポンプ２５を経た液冷媒は、第３の液
冷媒管２６を通り、第２の逆止弁３４および第３の調整
弁３１を経て、第２の蒸発器９へも流入する。この液冷
媒は第１の吸収器８で生ずる吸収熱により加熱され蒸気
冷媒となり、蒸気冷媒は高圧蒸気管２１を通って第２の
吸収器６へ流れる。 また、第５の液冷媒管２８は、負荷変動などによって第
２の蒸発器９内の液冷媒が過剰となったときに、余剰液
冷媒を第１の蒸発Ｗｉ５へ返すための管であり、通常筒
２の蒸発器９内の液冷媒量を検知して第４の調整弁３２
を開閉する方法などで制御している。第１および第２の
逆止弁３３，３４は、吸収式ヒートポンプ装置の停止時
に液冷媒が逆流するのを防止するために設けられている
。 （運転中の圧力は第２の蒸発器９〉第１の蒸発器５〉凝
縮器３の順である。）

【発明が解決しようとする問題点】

従来の吸収式ヒートポンプ装置は以上のように構成され
ているので、第２の蒸発＠９で高温となった液冷媒が第
１の蒸発器５に戻ってしまい効率が低下する欠点があっ
た。また、低負荷（低出力）運転時には第１の蒸発器５
から第２の蒸発Ｗｉ９への液冷媒流量を減少させる必要
があるが、このために第２のポンプ２５の流量を減少さ
せると、第４の液冷媒管２７を通り、第１の蒸発器５の
仕切板１２上部へ流入する液冷媒量も少なくなり、伝熱
管１０への流下冷媒の分配や電熱特性の低下などの問題
点があった。 この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、第２の蒸発器の高温液冷媒を第１の蒸発器
に戻すことなく、また負荷の変化に対しても第２の冷媒
ポンプの冷媒流量を変えることなく運転できる吸収式ヒ
ートポンプ装置を得ることを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

この発明に係る吸収式ヒートポンプ装置は、第２の蒸発
器に液冷媒補給装置を備え、第１の蒸発器からの液冷媒
管を、この液冷媒補給装置に接続したものである。

【作　　用】

この発明における吸収式ヒートポンプ装置は、液冷媒補
給装置により、第２の蒸発器に必要な量の液冷媒のみが
第１の蒸発器から供給され、また第２の冷媒ポンプの流
量を制御する必要がなくなる。

【発明の実施例】

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、この発明の一実施例の吸収式ヒートポンプ装置を
示す構成図である。図において１〜２５．２７．２９〜
３１．３３．３４は従来の吸収式ヒートポンプ装置と同
様のものである。ただし、第３の液冷媒管２６は第２の
蒸発器９に接続されるのでなく、液冷媒補給装置３５に
接続されている。液冷媒補給装置３５の下部は第２の蒸
＝１０− 発器９の下部に、また上部は第２の蒸発Ｎ９の上部蒸気
空間にそれぞれ接続され、この上部の接続管は第２の蒸
発器の液冷媒オーバーフロー管としても用いられる。液
冷媒補給装置３５は、例えばジスターンタンクのように
、内部にフロート弁３６などをもち、乙の装置内の液面
が低下すると第３の液冷媒管２６から液冷媒が補給され
る。また、液冷媒補給装置３５の設定位置は、あらかし
め第２蒸発器９の平均液面位置を液面計などにより測定
して決める。伝熱管１１内は気液二相となっているため
、第２の蒸発＃９で液冷媒が上部空間まであっても、液
冷媒補給装置３５の設置基準となる平均液面は前記の液
冷媒面より下部になる。 次に動作について説明する。吸収溶液が発生器１から溶
液ポンプ１５を介して第２の吸収器６へ流れ、さらに第
１の吸収器８を経て発生器１へ戻る動作については、前
述の従来の吸収式ヒー■・ポンプ装置と同様なので省略
する。 発生器１で発生した蒸気冷媒は凝ｍ器３で凝縮液化され
、液冷媒となる。この液冷媒は、第１の液冷媒管２２お
よび第１の冷媒ポンプ２３により、第１の逆止弁３３お
よび第１の調整弁２９を通り、第１の蒸発器５へ送られ
る。この液冷媒は第１の蒸発器５の底部から第２の冷媒
ポンプ２５により吸い上げられ、・一部は第２の調整弁
３０を通り、再び第１の蒸発器５の仕切板１２上に流入
し、伝熱管１０に沿って流下して、従来の吸収式と−ト
ポンプ装置と同様に加熱され蒸気化する。この蒸気冷媒
は、低圧蒸気管２０を通り、第１の吸収器８へ送られる
。なお、第１の蒸発器５底部に溜まっている液冷媒の温
度は、伝熱管１０内を流れる排熱源水などの温度に近く
なっている。 第２の蒸発器９の伝熱管１１内では、第１の吸収器８か
らの加熱により、液冷媒が蒸発して高圧蒸気となり、高
圧蒸気管２１を通って第２の吸収器６に行く。このため
、第２の蒸発器９内の液冷媒が減少し、液冷媒補給装置
３５内の液面が低下してフロート弁３６が開となり、第
３の液冷媒管２６から液冷媒が補給される。この補給量
は、第４の液冷媒管２７から第１の蒸発器５に供給され
＝１１− る冷媒流量の数分の−であるため、補給の有無による第
１の蒸発器５への冷媒流量の影響は小さい。 また、運転条件の変化により、第２の蒸発器９の液冷媒
液面が上昇したときは、フロート弁３６が閉となるとと
もに、冷媒補給装置３５に液冷媒がオーバーフローし、
高圧蒸気管２１内に液冷媒は流入しない。 なお、前記実施例では液冷媒補給装置３５にフロート弁
３６を用いているが、特にフロート弁３６に限定される
ことな（、液冷媒補給装置３５内の液面を検知する液面
検知器を取付け、第３の調整弁３１を開閉してもよい。 また、各発生器、蒸発器、吸収器、凝縮器の構造も第１
図に示すものに限定される必要はなく、各ポンプにはス
トレーナなどをつけてもよいことは言うまでもない。 【発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、液冷媒補給装置を設
け、第２の蒸発器で蒸発した冷媒相当量を第１の蒸発器
から供給する構成としたので、第２蒸発器から第１の蒸
発器への後戻りがなく、また第１の蒸発器の液冷媒循環
量の変動も少なく、高効率で信頼性の高いものが得られ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の吸収式ヒートポンプ装置
を示す構成図、第２図は従来の吸収式ヒートポンプ装置
を示す構成図である。 １・・・発生器、３・・・凝縮器、５・・・第１の蒸発
器、６・・・第２の吸収器、８・・第１の吸収器、９・
・・第２の蒸発器、１５・・・溶液ポンプ、２３・・第
１の冷媒ポンプ、２４・・・第２の液冷媒管、２５・・
第２の冷媒ポンプ、３５・・・液冷媒補給装置、３６・
　フロート弁。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　大　岩　増　雄（外２名）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸収溶液中の冷媒を熱源により加熱して気化させ
   蒸気冷媒を発生させる発生器、この発生器から導かれた
   前記蒸気冷媒を液冷媒に凝縮させる凝縮器、第１の冷媒
   ポンプを介して前記凝縮器から導かれた前記液冷媒を熱
   源により蒸気冷媒に気化させる第１の蒸発器、この第１
   の蒸発器中の前記液冷媒を第２の冷媒ポンプによって前
   記第１の蒸発器内を循環させる前記液冷媒管、前記第２
   の冷媒ポンプを経た前記液冷媒管中の前記液冷媒を受け
   、この液冷媒を加熱源により蒸気冷媒に気化させる第２
   の蒸発器、この第２の蒸発器から導かれた前記蒸気冷媒
   を前記発生器から溶液ポンプを介して導かれた前記吸収
   溶液に吸収させて利用熱を生じさせる第２の吸収器、こ
   の第２の吸収器から導かれた前記吸収溶液に前記第１の
   蒸発器から導かれた前記蒸気冷媒を吸収させることによ
   り生ずる熱を前記第２の蒸発器の加熱源とするとともに
   前記吸収溶液を前記発生器へ送る第１の吸収器を備えた
   吸収式ヒートポンプ装置において、該第２の冷媒ポンプ
   と第２の蒸発器との間に液冷媒補給装置を設け、前記第
   ２の冷媒ポンプ吐出側の液冷媒管と開閉弁を介してこれ
   に接続するとともに、前記液冷媒補給装置の上部を前記
   第２の蒸発器上部空間に、下部を前記第２の蒸発器下部
   液溜めにそれぞれ接続したことを特徴とする吸収式ヒー
   トポンプ装置。
2. （２）液冷媒補給装置への液冷媒入口側開閉弁の開閉を
   前記液冷媒補給装置内の前記液冷媒の液面の検知により
   行うことを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の吸収
   式ヒートポンプ装置。
3. （３）液冷媒入口側開閉弁は液面検知と開閉弁とを一体
   としたフロート弁を採用したことを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の吸収式ヒートポンプ装置。