JPH02503466A - 二成分圧縮熱ポンプ又は冷却機 - 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】

二成分圧縮熱ポンプ又は冷却機 本発明は、特にアンモニアと水の混合物から成る二成分作動剤が循環する溶液循 環中に接続された脱気器と再吸収器とを有していて、該脱気器で低い圧力レベル にて低い温度レベルの熱エネルギーの供給を受けて気体の作動剤成分が追い出さ れ、その際に生じた希薄な溶液はポンプによって圧力を高められて第一の導管技 中を再吸収器へと送られ、再吸収器では、脱気器にて追い出された圧縮器によっ て再吸収器圧力に圧力を高められた後の気体の作動剤成分が、その際には高めら れた温度レベルで発生する再吸収熱を産出して、希薄な溶液中に再吸収され、こ うして生じた濃厚な溶液は第二の導管技中を、絞り手段によつて圧力を下げられ て、脱気器へと還流し、かつここで第一の導管技と第二の導管技の再吸収器圧力 にある部分の間に温度交換器が接続されていて、この温度交換器にて、再吸収器 から流出する濃厚な溶液中に含まれている熱が、再吸収器へ流れて行く希薄な溶 液に移され、温度交換器から脱気器へ流れて行く濃厚な溶液は更に温度を下げる ために脱気器中を予備誘導され、温度交換器から再吸収器へ流れて行く希薄な溶 液は更に温度を高めるために再吸収器中を予備誘導される、二成分圧縮熱ポンプ 又は冷却機に関する。 かなり大きな出力を備えた装置には、はぼ例外なくアンモニアと水の混合物を作 動剤として作動せしめられる、この種の大型の二成分圧縮熱ポンプ又は冷却機が 投入されるが、他方出力の小さい装置、例えば−家族用の家屋の暖房用に備えら れた一価又は二価９熱ポンプには、過フッ化炭化水素（フレオン）を作動剤とし て作動せしめられる一成分熱ポンプが使用される。過フフ化炭化水素の有害な影 響（地球のオゾン層の破損）に関する新たな学問上の認識の基づき、過フッ化炭 化水素の使用を法的な措置により、全く禁じないまでも少なくとも著しく制限し ようとする動きがある。原則的には、大型装置ｔ’ｓて確証済みの二成分作動剤 、すなわちアンモニアと水との混合物によって作動するより小さい出力用の熱ポ ンプ又は冷却機を開発することも、殊に濃厚な溶液と希薄な溶液の間の濃度の差 を大きくして作動せしめるならなお性能値を高めることも見込めるので、熱論可 能である。しかしながらこの時製造費用は従来使用されてきた過フッ化炭化水素 で作動する機械に比べて判然とより高くなり、特に二成分手法にて再吸収器又は 脱気器として使用される熱交換集合体用の費用が、これらを包むハウジング内に 水平又は垂直に配設される管巣をも含めて重きをなすことが判明した。 これに対し本発明の基礎になフている課題は、比較的小さな出力用に設計された 場合にも高い性能値をもたらし、なおかつ過フッ化炭化水素で作動する一成分熱 ポンプの製造の費用の枠内に納まっている二成分圧縮熱ポンプ又は冷却機を創り 出すことであるわ 冒頭に述べた種類の熱ポンプまたは冷却機から出発して、この課題は本発明によ れば、再吸収器及び／又は脱気器がすくなくとも一つの中央プレートを有するプ レート熱交換器として構成されていて、この中央プレートの相対する平面上に、 間隔をあけて配設され縁に沿って中央プレートと密に結び合わされたカバープレ ートによって、相対した端部に熱交換媒剤の流入又は流出用の接続部と気体で追 い出される又は供給されんとする作動剤成分の流入又は流出用の接続部が備えら れていて熱交換媒剤が貫流可能な貫流空間が、それぞれ少なくとも一つ形成され ており、かつこのプレート熱交換器は、再吸収又は脱気のために溶液が貫流すべ き貫流空間への入口が、この貫流空間から出ていく溶液用の出口よりも高い配置 になるように斜めに傾げて配設されていることによって、解決される。プレート 熱交換器は、ここで問題になっている小さい出力用の場合、大型装置に投入され る管巣熱交換器に比べて価格的にかなり有利に、しかも大きくなり過ぎずに製造 可能である。斜めに傾けて配設することにより、脱気されるべき濃厚な溶液又は 気体の作動剤成分の再吸収により濃厚にされるべき希薄な溶液は、自然な勾配に より溶液ポンプなしに熱交換器内を流れることになり、しかも、生じる流れの速 度、従ってまた熱交換出力は、異なる傾斜角度を選択することにより、プレート 熱交換器自体の構成または大きさを変えることなしに、変更可能であり、または 所定の条件に合わせることができる。 本発明の有利な更に進んだ形態では、再吸収器又は脱気器を形成するプレート熱 交換器用の一つ又は複数の取付は具が備えられていて、この又はこれらの取付は 具にプレート熱交換器はその都度異なった選択可能な傾斜角度で固定できるよう になっている。こうして熱ポンプ又は冷却機はあとから様々な出力に調節可能で あり又は様々な条件に合わせることができる。−家族用の家屋又は数家族用の小 規模の家屋の暖房用の熱ポンプの場合、こうして取付は具申のプレート熱交換器 の傾斜を変えることによって例えば様々な季節の様々な外気温に合わせることが 可能である。 単式のプレート熱交換器ではもはや十分でないようなより高い出力を備えた熱ポ ンプ又は冷却機を製造しようとする場合、二つ又はそれ以上のプレート熱交換器 を平面が上下に重なるように積み重ねてより高い出力を持つ一つの再吸収器及び ／又は脱気器とすることが可能であり、その際個々のプレート熱交換器それぞれ の中央プレートの両側にそれぞれ形成されている貫流空間の入口及び出口は、平 行に接続されている。このようにして個々のプレート熱交換器を積み重ねること によって、装置容積が許容できぬほど大きくならずに、より高い出力を持つ再吸 収器集合体又は脱気器集合体を創出することができる。 小出力用の熱ポンプ又は冷却装置では貫流空間中の流速は比較的小さくてもよい ため、少なくとも溶液の貫流用に備えられた貫流空間に流れに影響を与える細工 物を、とりわけ、中央プレートと、各貫流空間を相対する側で閉ざしている平行 なカバープレートとの間の各空間に配置される粗い金属の織物の形で、配設する ことが好ましい。これによイて一方では流れる溶液のプレート幅に渡る一様な分 配を得ることができ、他方で層流の形成を回避することができるが、この層流は 、意図的に求められる乱流に比べ熱の移行に関してかなり不都合なことがわかっ ている。 本発明に従って構成される熱ポンプが、周囲の大気中に含まれる環境熱から、暖 房循環系内を循環せしめられる液体の熱媒を暖めるのに用いられるより高い温度 レベルの熱を得る用途に選定されていて、その際周囲の大気中に含まれている環 境熱は熱交換器にて液体の担熱体に移され、この液体の担熱体は循環系中を脱気 器へと導かれてそこで濃厚な溶液との熱交換によって冷却され、その後改めて環 境熱によって暖められるために熱交換器に戻される場合、本発明のより好ましい 更に進んだ形態では、熱交換器と脱気器の間の循環系中に、通常用いられる水と グリセリンの混合物の代わりに、熱ポンプの液体の二成分作動剤、すなわち通例 はアンモニアと水の混合物を、担熱体として備えることが可能であり、この時、 熱交換器と脱気器の間の移送循環系は、熱ポンプの濃厚な溶液を導く導管技の再 吸収器圧力にある領域と結びあわされる。こうして蓄圧器を追加せずに、移送循 環系が熱ポンプの再吸収器圧力の圧力レベルに保たれるようにすることができる 。従って移送循環系中で気体の作動剤成分が分離することは確実に回避される。 貫流空間が、降下線の方向に走っていて中央プレート及び付設の各カバープレー トと密に結び合わされている隔壁によって、場合によっては異なる流動媒が貫流 可能な分離された部分貫流空間に区分されているように、プレート熱交換器を構 成することにより、溶液の予備誘導の機能又はその他の熱交換機能をプレート熱 交換器に統合することが可能であるが、脱気器ユニットまたは再吸収器ユニット として管巣熱交換器を用いて作動する公知の熱ポンプでは、こうした機能のため に別個の熱交換器を備えねばならなかった。これはすなわち、構成上の費消従っ てまだ価格が著しく高くなることなく、高い性能値を達成できる複合熱ポンプ接 続が実現できるということである。 詳細な実施例では、熱ポンプはこの時例えば、再吸収器を形成するプレート熱交 換器の上側の貫流空間は三つの平行な部分貫流空間に区分されており、これらの うち二つの外側の部分貫流空間を、圧縮器から供給される高温の気体の作動剤成 分の部分量がそれぞれ貫流し、次いでこれらの気体の作動剤成分の部分量はそれ ぞれ隔壁の開口を介して中央の部分貫流空間に溢れるが、この中央の部分貫流空 間を更に希薄な溶液が貫流するように、かつ、このプレート熱交換器に属する下 側の貫流空間は四つの平行な部分貫流空間に区分されており、これらのうち二つ の外側の部分貫流空間の幅は上側の貫流空間の二つの外側の部分貫流空間と一致 する割り当てになっており、他方二つの中央部分貫流空間は両方合わせて上側の 貫流空間の中央の部分貫流空間の幅を有しており、ここで中央の部分貫流空間の 一方と、これに接した外側の部分貫流空間とが直列に接続されていて、温度交換 器から流れて来る希薄な溶液がこれを貫流し、その後この希薄な溶液は上側の貫 流空間の中央の部分貫流空間に溢れ、他方、もう一方の中央の部分貫流空間と、 これに接した外側の部分貫流空間とが直列に接続されていて、暖房循環系の液体 の熱媒がこれを貫流するように、構成されている。この構成により、温度交換器 から再吸収器に流れて来る希薄な溶液用の予備誘導部のみならず、圧縮器から流 れてくる気体の作動剤成分の部分量との直接の熱交換用の、前記の予備誘導部に 続く熱交換器、及び暖房循環系の熱媒が圧縮器から供給される気体の作動剤成分 の残りの量によって付加的に暖められる更に別の熱交換器を、再吸収器に統合す ることが可能である。 脱気器の側からもプレート熱交換器を幾つかの貫流空間に分かつことが有利であ り、しかもこの時、脱気器を形成するプレート熱交換器の上側の貫流空間は二つ の部分貫流空間に区分されていて、これらのうちの一方を濃厚な溶液が流れて気 体の作動剤が追い出され、この気体の作動剤は次に隔壁の開口を介して第二の部 分貫流空間中に溢れてこれを貫流し、その後圧縮器によって吸い出され、他方、 下側の貫流空間は三つの部分貫流空間に区分されていて、そのうちの一つの外側 の部分貫流空間は、上側の貫流空間の脱気されるべき濃厚な溶液が貫流する部分 貫流空間の下に配設されていて、しかしながら後者よりも幅の狭い割り当てにな っているので、下側の貫流空間の中央の部分貫流空間の一部が、上側の貫流空間 の第一の部分貫流空間の残りの部分の下に通っており、他方、下側の貫流空間の 中央の部分貫流空間の第二の部分は、上側の貫流空間の気体の作動剤成分が貫流 する第二の部分貫流空間の一部の下に通うでおり、下側の貫流空間の第三の部分 貫流空間が上側の貫流空間の第二の部分貫流空間の残りの部分領域と揃えられて いて、ここで下側の貫流空間の第一の部分貫流空間を、脱気器と環境熱−熱交換 器の間の循環系を流れる液体の作動剤（濃厚な溶液）が貫流し、これに接した第 二の部分貫流空間を、温度交換器から流れて来てまだ再吸収器圧力のある濃厚な 溶液が、絞り手段によって圧力を緩和され次いで上側の貫流空間の第一の部分貫 流空間を貫流するのに先立って、貫流し、他方下側の貫流空間の第三の部分貫流 空間を、上側の貫流空間の第一の部分貫流空間から流出する希薄な溶液が貫流す る構成が好適である。 本発明は以下の図面に示された実施例の説明においてより詳細に説明されている 。 第１図は環境熱を用いて一家族用の家屋又は数家族用の小さい家屋を暖房する用 途に適するように選定された二成分圧縮熱ポンプの概略接続図、 第２図は本発明による仕様で構成された二成分圧縮熱ポンプの、斜めに傾けて配 設されるプレート熱交換器として構成された脱気器の、第３６図の矢印２−２の 方向に見た断面図、 第３ａ図は第２図の矢印３ａ−３ａの方向に見た脱気器の断面図、 第３ｂ図は第２図の矢印３ｂ−３ｂの方向に見た脱気器の断面図、 第４ａ図は第３ｂ図の矢印４ａ−４ａの方向に見た脱気器の断面図、 第４ｂ図は第３ａ図の矢印４ｂ−４ｂの方向に見た脱気器の断面図、 第５図は本発明による仕様で構成された二成分圧縮熱ポンプの、斜めに傾けて配 設されるプレート熱交換器として構成された再吸収器の、第６ｂ図の矢印５−５ の方向に見た断面図、 第６ａ図は第５図の矢印６ａ−６ａの方向に見た再吸収器の断面図、 第６ｂ図は第５図の矢印６ｂ−６ｂの方向に見た再吸収器の断面図、 第７ａ図は第６ｂ図の矢印７ａ−７ａの方向に見た再吸収器の断面図、 第７ｂ図は第６ａ図の矢印７ｂ−７ｂの方向に見た再吸収器の断面図である。 第１図に、以下で更に詳細に説明される、−家族用の家屋の暖房用の熱エネルギ ーを得るのに使われるような、本発明による仕様で構成された熱ポンプ１０の実 施例の１　　　原則的な接続図が示されている。この例では、熱ポンプによって 生ぜしめられる用熱は７０℃を幾分越えた温度レベルで発生するものと仮定する が、これによって中央暖房循環系を循環せしめられる水を４０℃から６０℃に暖 めることが可能になる。熱源として、暖房されるべき−家庭用の家屋の内部の空 間の空気に含まれている熱エネルギーが使われようが、その際このエネルギーは およそ２０℃の温度レベルにあるものとする。かくして熱ポンプ１０は周囲の空 気で作動する。 熱ポンプ１０は脱気器１２を有していて、この脱気器において、例えば１バール の低い圧力レベルＩ）Ｈにて、低い温度レベルの熱エネルギーの供給を受けて、 濃厚な二成分作動剤溶液から気体の作動剤成分が追い出される。 従って好んで用いられるアンモニアと水の混合物を作動剤として使用した場合は 、脱気器１２にてアンモニアが気体で溶液から追い出される。濃厚な溶液の脱気 に必要な低い温度レベルの熱エネルギーは、既に述べたように暖房されるべき家 屋の空間の空気から取り出されて、約２０℃で提供せられている。熱エネルギー は空気熱交換器１４にて空間の空気から奪取され、液体の担熱体、すなわちブラ インに伝えられ、ブラインは空気熱交換器１４を脱気器１２と結ぶ閉じた循環導 管１６中をポンプで送られて循環する。ブラインとして以下で更に詳細に説明さ れるように好適には、熱ポンプ１０でも使用される作動剤、すなわちアンモニア と水の混合物が使用されるが、これは循環導管１６では高圧力に保持される。こ うしてブラインは空気熱交換器１４において例えば−９℃から１６℃に暖められ る。脱気器１２において、ブラインに受容されたエネルギーを用いて、送られて きた作動剤の濃厚な溶液から、気体の作動剤即ちアンモニアが追い出され、その 際に生じる希薄な溶液は第一の導管枝２０を介して、例えば７バールの圧力ｐ、 に圧力を高められて、再吸収器２２ヘポンプで送られ、他方、気体の作動剤成分 は、間に圧縮器２６が接続されている導管２４を介して再吸収器に送られる。再 吸収器２２において気体の作動剤の希薄な溶液中への再吸収の際に高い温度レベ ルで発生する再吸収熱は、次に例えば、中央暖房循環系２８内を循環せしめられ る水を暖めるのに使用され得る。暖房循環系２８から約４０℃で再吸収器２２へ 流れて来る水はその間に約６０℃に暖められるであろう。気体の作動剤の再吸収 によって再び濃厚になった溶液は、再吸収器２２から第二の導管枝３０を介して 、絞り手段３２において圧力レベルｐＥに圧力を下げられて再び脱気器１２に戻 される。希薄な溶液を脱気器１２から再吸収器２２へ送るについて、導管枝２０ に溶液ポンプ３４が備えられていて、この溶液ポンプにより希薄な溶液の圧力は 、脱気器を支配している圧力ｐ、から再吸収器圧力ｐａに高められる。二つの導 管枝２０及び３０の、再吸収器圧力ｐ′Ｒにある部分に、温度交換器３６が接続 されており、導管枝３０を流れる濃厚な溶液から、導管枝２０を流れる希薄な溶 液に熱エネルギーを移すのの使われている。再吸収器２２を出た濃厚な溶液が約 ４２℃の温度を持つ場合、温度交換器３６に約０℃の温度で流れて来る希薄な溶 液を約４０℃に暖めることが可能である。 熱ポンプ１０の性能値の改善のため、及び以下で更に説明するその他の利点の達 成のために、脱気器にも再吸収器にも付加的に熱交換器が統合されているが、こ の熱交換器は以下でより詳細に説明される。しかしながら前もって先ず、循環導 管１６が導管３８を介して導管枝３０と、この導管枝３０が高い再吸収型圧力ｐ 、下にある領域で接続されていることに触れておく。これにより、循環導管１６ 内を循環せしめられるブラインも、高い再吸収器圧力に保たれる。 温度交換器３６において約１２℃に冷却された濃厚な溶液はなお高い圧力ｐ、の ままで次に、脱気器に統合された予備誘導部分貫流空間４０において更に冷却さ れ、その後絞り手段３２を介して圧力を下げられて、最後に約−１０℃で脱気器 １２に流入する。同様に約−１ａ℃で脱気器から流出する気体の作動剤成分は、 圧縮器２６に流入する前に脱気器に統合された熱交換器部分４２を通され、この 熱交換器部分において濃厚な溶液との熱交換により約＋１０℃に予熱され、その 後圧縮器において圧縮され、この圧縮器から次に約１８５℃で、且つ約７バール の圧力（＝ｐｐ）で再吸収器２２へ送られる。脱気器１２おいてブラインによっ てそれ自律的１５℃に暖められた希薄は溶液は、脱気器中の約１バールの圧力］ ）Ｅ下では飽和の範囲にあるので、希薄な溶液が脱気器から直接溶液ポンプ３４ に流れ込む場合には、溶液ポンプで気体の作動剤が小さな気泡の形で分離してキ ヤビテーシヨンが起こり、溶液ポンプ３４の損耗や損傷をきたす危険を排除する ことはできない。この理由から希薄な溶液は、同じく脱気器Ｊ２に統合されてい る熱交換部分４４にて気体の作動剤成分との熱交換により更に約０℃に冷却され る。こうして希薄な溶液から気泡が形成されることによる溶液ポンプ３４でのキ ャビテーションの発生は排除される。 希薄な溶液は温度交換器３６にて約４０℃に暖められて、この温度で再吸収器２ ２に統合された予備誘導部４６に流入し、この予備誘導部にて再吸収熱の受容に より約６５℃に暖められる。希薄な溶液は次に更に、再吸収器２２に統合された 熱交換器４８に流入するが、この熱交換を他方では、圧縮機２６から１８５℃の 温度で供給される気体の作動剤のうちの導管技２４ａを介して送られてくる部分 量が貫流する。ここで希薄な溶液は７１℃に暖められる。こうして希薄な溶液は この温度で再吸収２　　　器２２に流入し、他方で気体の作動剤成分のうち熱交 換Ｃ器４８にて約８５℃に冷却された部分ｌがこの再吸収器７　　　に導入され て希薄な溶液中に再吸収され、その際再吸収器　　　熱が発生する。 ！　　　　気体の作動剤成分の残りの部分量は導管枝２４ｂを介して、直接再吸 収器２２に導かれずに先ず、これも再酸型　　　酸型２２に統合されている熱交 換器５０を介して導かれるが、他方この熱交換器には、暖房循環系２８を通って 流れる水が貫流する。これにより熱交換器５０にて気体の作動剤成分の残りの部 分量も約８５℃に冷却され、次

【　　　いて同様に再吸収熱を発生して希薄な溶 液中に再吸収さ気体の作動剤成分の両方の部分量が希薄な溶液に再収し　　　収 される際に発生する再吸収熱は、再吸収器において、４０℃で再吸収器に流れて くる暖房循環系２８の水に移され、その除水は約５７℃に暖められ、その後頁に 熱交換器５０に流入し、この熱交換器にて気体の作動剤成分の第二の部分量との 熱交換によって６０℃に暖められ、その後暖房循環系２８を、熱消費体５２とし て図式的に示されているに過ぎない放熱体へと流れてゆくことができる。 熱ポンプ１０の脱気器１２の詳細な構成が第２図乃至第４ｂ図に示されている。 脱気器１２はプレート熱交換器として構成されていて、中央の金属プレート６０ の両側に、間隔をあけて配設され縁に沿って中央の金属プレートに密着せしめら れているカバープレート６２及び６４によって、上側と下側の貫流空間６６．６ ８が創り出され、これらの貫流空間は、一方が中央の金属プレート６０と他方が 上側のカバープレート６２に密着せしめられた隔壁７０によって、二つの上側の 部分貫流空間７２゜７４に、又、一方が中央の金属プレート６０と他方が下側の カバープレート６４に密着せしめられた二つの平行な隔壁７６．７８によって、 三つの下側の部分貫流空間８０．８２及び８４に分けられている。熱ポンプ１０ での脱気器１２の配設は第２図に示されているように角度αだけ斜めに傾けて行 われるので、右上端で穿孔８６を介して上に置かれた集合空間８８から部分貫流 空間７２中へもたらされる作動剤の濃厚な溶液は、部分貫流空間７２の中央の金 属プレート６００表面上を下方へ向かい、下端に備えられた希薄な溶液用の集合 空間９０に流入する。接続［９２を介して濃厚な溶液が集合空間８８に流入し、 接続部９４を介して希薄な溶液が集合空間９０から流出する。上方右端領域で隔 壁７０に窓９６が備えられていて、この窓を介して、濃厚な溶液が部分貫流空間 ７２の金属プレート６０の表面上を下方へ流れる際に追い出される気体の作動剤 成分が、部分貫流空間７４中に溢れ、この部分貫流空間を下方へ貫流して、下端 に備えられた接続部９８から圧縮器の方へ吸い出される。下側の部分貫流空間８ ０には接続部１００を介して、熱媒として働き且つ上述の如くこの場合は熱ポン プの循環にも使用される作動剤の濃厚な溶液から成っているブラインが導入され 、ブラインはその後接続部１０２を介して再び部分貫流空間８０から出て行く。 部分貫流空間８ｏはその上に配設されている部分貫流空間７２よりも幅が狭いの で熱媒として働くブラインの熱は、上側の部分貫流空間７２の幅の一部の領域に のみ、中央の金属プレート６０を通って伝えられる。部分貫流空間７２の残りの 領域の下方には部分貫流空間８２が走っており、この部分貫流空間は端に接続部 １０２及び１０４を有していて、これらの接続部を介して、熱ポンプの導管枝３ ｏがら流れて来る濃厚な溶液が流入又は流出する。接続部１０４から流出した濃 厚な溶液は次に、導管枝３ｏの、濃厚な溶液用の上方の集合空間８８への接続部 ９２に開口する前の、絞り手段３２が更に配設されている部分に送られる。部分 貫流空間８２０幅もまた、この部分貫流空間が中央の金属プレート６０の上側の 面に構成されている部分貫流空間７４の下にまでも延びているような割り当てに なっているので、部分貫流空間８２を通って流れる濃厚な溶液の一部は更に熱を 、部分貫流空間７４を貫流する気体の作動剤成分にも移す。最後に更に備えられ ている、同じく部分貫流空間）４の下にある部分貫流空間８４は、脱気器から流 出する希薄な溶液によって貫流されるが、この希薄な溶液は熱ポンプ】０の導管 枝２ｏにおいて溶液ポンプ３４に達する前に、接続部１０６又は１０８を介して この部分貫流空間に流入又はここから流出する。 上側と下側の個々の部分貫流空間相互の上記の配設に基づいて、第１図を参照し て説明した熱交換領域４０゜４２及び４４は、プレート熱交換器に統合されて構 成される。 更に、溶液が貫流する部分貫流空間には夫々、中央の金属プレート６０の上側又 は下側の面に、さびない鋼鉄又はアルミニウムの針金から成る金属の織物１１０ が配設されており、この織物は一方で夫々の部分貫流空間の幅に亘って溶液の流 れを均一にし、他方で流れる溶液中に層流が形成されるのを阻止して、これによ り、夫々の部分貫流空間を流れる溶液から金属壁６０への、又は逆方向の良好な 熱の移行が保証される。 再吸収器２２は原則的に脱気器１２に似て斜めに傾けて配設されるプレート熱交 換器として構成されていて、中央の金属プレート１２０の両側に、間隔をあけて 配設され縁に沿って中央の金属プレートに結合されているカバープレート１２２ ，１２４によって、貫流空間１２６゜１２８が創出されており、これらの貫流空 間はこの場合も隔壁によって部分貫流空間に、しかも、上側の貫流空間１２６に 備えられた二つの隔壁１３０，１３２によって三つの部分貫流空間１３４，１３ ６及び１３８に、下側の貫流空間１２８に備えられた三つの隔壁１４０，１４２ ．１４４によって四つの下側の部分貫流空間１４６゜１４８．１５０及び１５２ に分けられている。 三つの上側の部分貫流空間のうちの中央の部分貫流空間１３６には穿孔】５４を 介して集合空間１５６から希薄な溶液が供給され、この希薄な溶液は下方の集合 空間１５８へ流れて行く。隔壁１３０，１３２の上の方の領域にある窓１６０を 介して気体の作動剤成分が二つの外側の部分貫流空間１３８又は１３４から、中 央の部分貫流空間１３６中へ濡出する。中央の部分貫流空間を流れる希薄な溶液 は、窓１６０を介して流れて来る気体の作動剤成分を再吸収し、その際に再吸収 熱が発生し、その後下方の集合空間１５Ｂに濃厚な溶液が集まり、導管枝３０を 介して排出される。気体の作動剤成分は熱ポンプｌＯの圧縮器２６から枝導管２ ４ａ又は２４ｂを介して二つの外側の部分貫流空間１３８．１３４へ流れて来る 。 部分貫流空間１３８，１３４に備えられ、夫々相互に間隔をあけ角度を成して配 設された衝突プレート１６２（第６ａ図）は、貫流する気体の作動剤成分の渦動 を生ぜしめるのみならず、場合によっては圧縮器２６から携行されかねない潤滑 油の分離にも役立ち、潤滑油は滴状で分離され、接合管１６４から排出すること が可能である。 四つの下側の部分貫流空間のうち、直列に前後に接続された二つの部分貫流空間 １４６．１４８は暖房循環系２８の水によって貫流されるが、その際、隔壁１４ ０にある窓１６６によって、接続部１６８を介して供給される水が部分貫流空間 】４６から部分貫流空間１４８へ濡出することが可能になっており、この水は更 に接続部１７０を介して再び暖房循環系中に出て行く。 同様に窓１７２によつて直列に前後に接続されている他の二つの部分貫流空間は 、導管枝２０から接続部１７４を介して流入し接続部１７６を介して排出される 希薄な溶液により貫流され、希薄な溶液は接続部１７６から出た後、更に上方の 集合空間１５６に導かれる。第６ａ図及び第６ｂ図から、上側の貫流空間１２６ の隔壁１３０及び１３２は、下側の貫流空間１２８の隔壁１４４．１４０に対し 同列に揃えられている、即ち、上側の部分貫流空間１３４，１３８は下側の部分 貫流空間１４６゜１５２と揃えられていることが分かる。又、相互に関係づけら れた部分貫流空間１３４，１４６が再吸収器２２の熱交換器５０を形成し、相互 に関係づけられた部分貫流空間１３８，１５２が再吸収器２２の熱交換器４８を 形成し、従ってこれらはまたこの場合、しかも構造的に単純な仕方で、再吸収器 ２２に統合されていることも分かる。予備誘導部４６は、下側の部分貫流空間１ ５０によって、上側の部分貫流空間１３６のうちのこれに関連した部分に結合さ れ、他方、部分貫流空間１３６の残り部分は部分貫流空間１４８と共に、再吸収 熱が暖房循環系中の水に移される本来の熱交換器を形成する。第６ａ図及び第６ ｂには、又、液体の媒剤が貫流する部分貫流空間に熱の移行を良（するために金 属の織物１１０が備えられていてもよいことが概略的に示されている。 第２図乃至第４ｂ図を参照して説明した脱気器１２も、第５図乃至第７ｂ図を参 照して説明した吸収器も、構造的に巧みな仕方で、気体の作動剤成分の濃厚な溶 液から追い出し又は２気体の作動剤成分の希薄な溶液中への再吸収という本来の 課題に加えて、第１図の概略的な接続図を参照して説明した追加の熱交換器機能 を統合していることが分かる。その際、図面に示されたプレート熱交換器は大き さに関しては無論単に図式的な表示として解されねばならない。部分貫流空間の 実際の割振りも、上側の部分貫流空間と下側の部分貫流空間との重なり具合も、 実際には夫々の場合に所望される熱交換媒剤間の熱の移行に応じて算定されねば ならない。 国　　際　　調　　査　　報　　告　　　　　　　　　　　　　　　ＰＣＴ／Ｅ Ｐ　　ε９／口０ニロ９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特にアンモニアと水の混合物から成る二成分作動剤が循環する溶液循環系中 に接続された脱気器及び再吸収器を有していて、該脱気器で低い圧力レベルにて 低い温度レベルの熟エネルギーの供給を受けて気体の作動剤成分が追い出され、 その際に生じた希薄な溶液はポンプによって圧力を高められて第一の導管枝中を 再吸収器へと送られ、再吸収器では、脱気器において追い出され圧縮器によって 再吸収器圧力に圧力を高められた後の気体の作動剤成分が、その際には高められ た温度レベルで発生する再吸収熱を廃出して希薄な溶液中に再吸収され、こうし て生じた濃厚な溶液は第二の導管技中を、絞り手段によって圧力を下げられて脱 気器へと貫流し、且つここで第一の導管枝と第二の導管枝の再吸収器圧力にある 部分の間に温度交換器が接続されていて、この温度交換器において再吸収器から 流出する濃厚な溶液中に含まれている熱が、再吸収器へ流れて行く希薄な溶液に 移され、温度交換器から脱気器へ流れて行く濃厚な溶液は更に温度を下げるため に脱気器中を予備誘導され、温度交換器から再吸収器へ流れて行く希薄な溶液は 更に温度を高めるために再吸収器中を予備誘導される、二成分圧縮熱ポンプ又は 冷却機において、 再吸収器（２２）及び／又は脱気器（１２）が少なくとも一つの中央プレート（ １２０；６０）を有するプレート熱交換器として構成されていて、この中央プレ ートの相対する平面上に、間隔をあけて配設され縁に沿って中央プレートと密に 結び合わされたカバープレート（１２２，１２４；６２，６４）によって、相対 した端部に熱交換媒剤の流入又は流出用の接続部と気体で追い出される又は供給 されるべき作動剤成分の流入又は流出用の接続部が備えられていて熱交換媒剤が 貫流可能な貫流空間（１２６，１２８；６６，６８）が、夫々少なくとも一つ形 成されており、且つ、 このプレート熱交換器は、再吸収又は脱気のために溶液が貫流すべき貫流空間へ の入口が、この貫流空間から出て行く溶液用の出口よりも高い配置になるように 斜めに傾けて配設されていることを特徴とする、二成分圧縮熱ポンプ又は冷却機 。 ２．再吸収器（２２）又は脱気器（１２）を形成するプレート熱交換器用のもの で、そこにプレート熱交換器をその都度異なった選択可能な傾斜角度（α）で固 定できる一つ又は複数の取付け具を特徴とする、請求の範囲１に記載の熱ポンプ 又は冷却機。 ３．二つ又はそれ以上のプレート熱交換器が、平面が上下に重なるように積み重 ねられて、より高い出力を持つ一つの再吸収器（２２）又は脱気器（１２）とさ れていて、個々のプレート熱交換器夫々の中央プレート（１２０；６０）の両側 に夫々形成されている貫流空間（１２６，１２８；６６，６８）の入口及び出口 は平行に接続されていることを特徴とする、請求の範囲１又は２に記載の熱ポン プ又は冷却機。 ４．少なくとも溶液の貫流用に備えられた貫流空間に流れに影響を与える細工物 が、特に、中央プレート（１２０；６０）と、各貫流空間を相対する側で閉ざし ている平行なカバープレート（１２２，１２４；６２，６４）との間の各中間空 間に配置される粗い金属の織物（１１０）の形で、配設されていることを特徴と する、請求の範囲１乃至３の何れかに記載の熱ポンプ又は冷却機。 ５．周囲の大気中に含まれる環境熱から、用熱がより高い温度レベルで獲得され て、暖房循環系（１６）中を循環せしめられる液体の熱媒を暖めるのに用いられ 、その際、周囲の大気中に含まれている環境熱は熱交換器（１４）において液体 の担熱体に移され、この液体の担熱体は循環系中を脱気器（１２）へと導かれて そこで濃厚な溶液との熱交換によって冷却され、その後改めて環境熱によって暖 められるために熱交換器（１４）に戻される、請求の範囲１乃至４の何れかに記 載の熱ポンプにおいて、熱交換器（１４）と脱気器（１２）の間の循環系（１６ ）中に、熱ポンプ（１０）の液体の二成分作動剤が担熱体として備えられていて 、該循環系（１６）は、熱ポンプ（１０）の濃厚な溶液を導く導管枝（３０）の 再吸収器圧力にある領域に結合されていることを特徴とする熱ポンプ。 ６．貫流空間（１２６，１２８；６６，６８）が、降下線の方向に走っていて中 央プレート及び付設の各カバープレートに密着されている隔壁（１３０，１３２ ；１４０，１４２，１４４；７０，７６，７８）によって、場合によっては異な る流動媒が貫流可能な分離された部分貫流空間に区分されていることを特徴とす る、請求の範囲１乃至５の何れかに記載の熱ポンプ又は冷却機。 ７．再吸収器（２２）を形成するプレート熱交換器の上側の貫流空間（１２６） が三つの平行な部分貫流空間（１３４，１３６，１３８）に区分されており、こ れらのうち二つの外側の部分貫流空間（１３４，１３８）を、圧縮器（２６）か ら供給される気体の作動剤成分の部分量が夫々貫流し、次いでこれらの気体の作 動剤成分の部分量は夫々隔壁（１３２；１３０）の開口（１６０）を介して中央 の部分貫流空間（１３６）に溢れるが、この中央の部分貫流空間を更に希薄な溶 液が貫流しており、且つ、このプレート熱交換器に属する下側の貫流空間（１２ ８）は四つの平行な部分貫流空間（１４６，１４８；１５０，１５２）に区分さ れており、これらのうち二つの外側の部分貫流空間（１４６，１５２）の幅は上 側の貫流空間（１２６）の二つの外側の部分貫流空間（１３４，１３８）と一致 する割り当てになっており、他方二つの中央の部分貫流空間（１４８，１５０） は両方合わせて上側の貫流空間（１２６）の中央の部分貫流空間（１３６）の幅 を有しており、ここで中央の部分貫流空間の一方（１５０）と、これに接した外 側の部分貫流空間（１５２）とが直列に接続されていて、温度交換器（３６）か ら流れて来る希薄な溶液がこれを貫流し、その後この希薄な溶液は上側の貫流空 間の中央の部分貫流空間（１３６）に溢出し、他方、もう一方の中央の部分貫流 空間（１４８）と、これに接した外側の部分貫流空間（１４６）とが直列に接続 されていて、暖房循環系（２８）の液体の熱媒がこれを貫流することを特徴とす る、請求の範囲５又は６に記載の熱ポンプ。 ８．脱気器（１２）を形成するプレート熱交換器の上側の貫流空間（６６）が二 つの部分貫流空間（７２，７４）に区分されていて、これらのうちの一方（７２ ）を濃厚な溶液が流れて気体の作動剤が追い出され、この気体の作動剤は次に隔 壁（７０）の開口（９６）を介して第二の部分貫流空間（７４）中に溢れ出して これを貫流し、その後圧縮器（２６）によって吸い出され、下側の貫流空間（６ ８）は三つの部分貫流空間（８０，８２，８４）に区分されており、そのうちの 一つの外側の部分貫流空間（８０）は、上側の貫流空間（６６）の脱気されるべ き濃厚な溶液が貫流する部分貫流空間（７２）の下に配設されていて、後者より も幅が狭くなっており、そのため下側の貫流空間（６８）の中央の部分貫流空間 （８２）の一部が、上側の貫流空間（６６）の第一の部分貫流空間（７２）の残 りの部分の下にまで通っており、他方、下側の貫流空間の中央の部分貫流空間の 第二の部分は上側の貫流空間（６６）の気体の作動剤成分が貫流する第二の部分 貫流空間（７４）の一部の下に通っており、下側の貫流空間（６８）の第三の部 分貫流空間（８４）は上側の貫流空間（６６）の第二の部分貫流空間（７４）の 残りの部分領域と揃えられていて、下側の貫流空間（６８）の第一の部分貫流空 間（８０）を、脱気器（１２）と環境熱γ熱交換器（１４）の間の循環系中を流 れる液体の作動剤（濃厚な溶液）が貫流し、これに接した第二の部分貫流空間（ ８２）を、温度交換器（３６）から流れて来てまだ再吸収器圧力下にある濃厚な 溶液が、絞り手段（３２）において圧力を緩和され次いで上側の貫流空間（６６ ）の第一の部分貫流空間（７２）を貫流するに先立って、貫流し、他方下側の貫 流空間（６８）の第三の部分貫流空間（８４）を、上側の貫流空間（６６）の第 一の部分貫流空間（７２）から流出する希薄な溶液が貫流するようになっている ことを特徴とする、請求の範囲５又は６に記載の熱ポンプ。