JPH0221501B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸収液による冷媒吸収の温度が吸収液
から冷媒を発生させる温度よりも高く、かつ、冷
媒の蒸発温度が冷媒の凝縮温度よりも高く設定さ
れた吸収ヒートポンプ（以下単に吸収ヒートポン
プという）に関する。

一般に、冷凍機は冷却側と放熱側とを有し、冷
却側を利用するときはいわゆる冷凍機、放熱側を
利用するときはヒートポンプと称し、圧縮式、吸
収式を問わず殆どのヒートポンプがこのような概
念に入る。

しかし、本発明の吸収ヒートポンプは上記の概
念と異なつたヒートポンプ専用の吸収機であり、
低温度レベルの熱で冷媒を蒸発させ、冷媒蒸気を
吸収液に吸着させるときに発生する吸収熱により
高温の温水を取り出すようにしたヒートポンプ、
すなわち、冷媒の吸収温度が冷媒の発生温度より
も高く、また冷媒の蒸発温度がその凝縮温度より
も高いタイプの吸収ヒートポンプに関するもので
ある。

図はこのような吸収ヒートポンプの一例を示
し、上胴１に蒸発器２及び吸収器３が、下胴４に
発生器５及び凝縮器６がそれぞれ収められ、これ
らの器体は冷媒ポンプ７を有する冷媒管８、吸収
液ポンプ９を有する吸収液管１０、吸収液戻し管
１１、熱交換器１２などを介して気密に接続され
ており、蒸発器２には液冷媒溜１３と液冷媒を蒸
発器２の上部から散布する冷媒循環ポンプ１４が
配設され、発生器５と蒸発器２とにはそれぞれ廃
温水、廃蒸気など低温レベルの熱源流体（以下低
温熱源という）が供給されて吸収ヒートポンプ系
に熱を与える給熱熱交換器１５，１６が、凝縮器
６には発生器５で気化した冷媒を冷却し液化する
冷却器１７が内蔵されており、吸収器３の温水熱
交換器１８から給湯用或いは暖房用の温水が取り
出せるようにしている。

例えば、吸収液に臭化リチウム、冷媒に水を用
い低温熱源に約90℃の廃蒸気Ｄ冷却水に30℃前後
の水Ｃを用いたとき、第２図のデユーリング線図
に示すように略130℃に昇温された熱水Ｈが温水
熱交換器１８から得られる。

而して、斯る吸収ヒートポンプの吸収液は従来
の吸収式のヒートポンプより高い濃度で運転され
る状態があるため、ヒートポンプ運転を停止する
ときは確実に吸収液が稀釈されていることが必要
である。又、従来から吸収式のヒートポンプにお
いては、熱源流体の流量を制御して運転制御をす
るのが普通であるが、熱源に廃蒸気等の工場排熱
を利用するときは、熱源の制御が元の工場に幣害
を伴なうためにこのような制御方式をとれないこ
とがあり、又、吸収ヒートポンプを循環する吸収
液の濃度が他の条件によつて変化し、取り出し温
水温度が変動したり、吸収液の結晶を生じて吸収
ヒートポンプの運転が不能となるおそれがあつ
た。

このような点に鑑みなされた本発明は、低温熱
源に廃蒸気や廃温水を使用し、冷却水に海水や工
業用水などを使用して高温度レベルの温水又は蒸
気を発生させる吸収ヒートポンプの安定した運転
を可能にしたものであり、該ヒートポンプの定常
運転時には凝縮器内の液温（又は圧力）を略一定
に保ち、かつ、運転停止時には凝縮器内の液温を
高めるような制御機構を付設するようにしたもの
である。

図において、１９は凝縮器内の冷媒溜２１の温
度センサ２０、凝縮器６を冷却する冷却水の出口
温度のセンサ２２又は凝縮器内の圧力のセンサ２
３等の中の一つ又はこれらの複合のデータを入力
信号とした制御器、２４は該制御器１９により、
冷却器１７への水量を制御する制御弁であり、該
制御器１９は凝縮器内の温度（又は圧力）或いは
冷却水の温度が低下しつつあるときは弁２４を絞
り、これらのいずれかが設定値より上昇する傾向
にあるときは弁２４を開放するように制御する機
構を有している。

而して、此の種の吸収ヒートポンプにおいては
発生器５における吸収液からの冷媒発生量および
吸収器３に供給される吸収液の濃度が、発生器３
及び蒸発器２に供給される低温熱源を一定温度と
すると、略一義的に凝縮器６の冷却水温度で決ま
るため、冷却水（例えば、海水や地下水などの天
然水）の温度が季節によつて変動した場合に、制
御器１９によつて、上述のように、制御弁２４の
開度を調整すると、この吸収ヒートポンプから取
り出す温水温度を一定化し、吸収液の結晶を生じ
る幣害なく吸収ヒートポンプを安定に運転するこ
とができる。

すなわち、蒸発器２及び発生器５に低温熱源が
一定の温度で供給されているとき、制御弁２４を
開いて冷却水量を増やすと、凝縮温度が低下し、
発生器５における吸収液からの冷媒発生量が増加
し、凝縮器６への冷媒分離量を増加させると共に
吸収液濃度を上昇させることができ、逆に、制御
弁２４を絞れば、発生器５からの冷媒発生量を減
らし、吸収液濃度を低下させるなど、凝縮器６内
部の温度（圧力）の制御によつて、吸収液の濃度
を安定化し、取り出し温水温度を一定化できるも
のである。

又、逆に、温度レベルが変化した状態の低温熱
源が発生器５及び蒸発器２に供給されるときは、
この低温熱源水温によつて定まる設定値を制御器
１９で演算させ（又は外部から与え）、凝縮器内
の液温を新らたな設定値に保てば、低温熱源の温
度レベルが変化しても追随して安定した温度の温
水取り出しができる吸収ヒートポンプの運転が可
能となる。

次に、吸収ヒートポンプを停止しようとする場
合、制御器１９は停止信号を受けると、まず、第
一に制御弁２４を全閉とし、冷却水の流通を遮断
し凝縮器内の液温を設定値より高めるように作動
する。このような作動により、凝縮器６への冷却
水の流通がなくなると、該凝縮器６における冷媒
凝縮は停止され、発生器５における吸収液の濃縮
（冷媒の気化分離）もなくなるので、斯る状態で
熱源流体（低温熱源）の供給をとめれば、吸収液
の濃度を稀釈した状態で吸収ヒートポンプの運転
を停止することとなり、比較的濃度が高く、結晶
線に近い状態で運転をしていた此の種のヒートポ
ンプの運転の安全な停止、すなわち、運転停止中
に吸収液が結晶して再始動の幣害を生じるおそれ
のない運転の停止ができるものである。

尚、このような運転の制御は、通常の運転から
の停止のみでなく、吸収ヒートポンプの機内の圧
力の上昇、冷却水温度の異常低下、吸収液濃度の
過剰上昇などの異常状態が機内各部のセンサから
もたらされたときにも同様に冷却水制御弁を閉止
し、凝縮器内の液温を設定値より高めた後に吸収
ヒートポンプの運転を停止するように作動するも
のである。

このように、本発明では、吸収液による冷媒吸
収の温度が吸収液から冷媒を発生させる温度より
も高く、かつ、冷媒の蒸発温度が冷媒の凝縮温度
よりも高く設定された吸収ヒートポンプにおい
て、定常運転時には凝縮器内の液温を設定値に保
つよう冷却水温を制御し、かつ、運転停止時には
凝縮器内の液温を高めるように冷却水量を減らす
制御機構を付設し、該吸収ヒートポンプからの取
り出し温水温度を吸収液の結晶のおそれなく一定
温度に保つ一方、安全な運転停止ができる効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による吸収ヒートポンプの一実
施例を示す機器の構成図、第２図は作動説明用の
デユーリング線図である。 ２……蒸発器、３……吸収器、５……発生器、
６……凝縮器、１９……制御器、２４……制御
弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 凝縮器に冷却水を循環させつつ蒸発器と発生
   器とに熱源流体を供給し、吸収器から熱源流体の
   温度レベル以上の温度の温水を取り出すよう発生
   器、凝縮器、蒸発器、吸収器などを冷媒管及び吸
   収液管で気密に配管接続した吸収ヒートポンプに
   おいて、該ヒートポンプの定常運転時には凝縮器
   内の液温を設定値に保ち、かつ、運転停止時には
   凝縮器内の液温を高めるような制御機構が付設さ
   れていることを特徴とする吸収ヒートポンプ。