JPH0353547B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷媒と吸収液との密閉循環サイクル
によつて形成された吸収ヒートポンプ装置に関す
る。

吸収ヒートポンプには、吸収側と放熱側とを有
して冷凍サイクルを形成した吸収冷凍機の熱利用
を逆にし、放熱側の熱をすべて利用するようにし
た可逆型のヒートポンプと、吸熱側（蒸発器）で
気化した冷媒を吸収液が吸収するときの反応熱を
利用して低温度レベルの熱源から高温度レベルの
熱を取り出せるようにしたヒートポンプ専用機と
がある。

本発明の吸収ヒートポンプ装置は、このような
二種類のヒートポンプのうち、後者のヒートポン
プ専用機を改良し、ヒートポンプを循環して流れ
る吸収液の熱を利用して冷媒液を加熱し、昇温さ
れた冷媒液を蒸発器に流入させることによりヒー
トポンプの出力を安定させ、運転効率を向上させ
たものである。

第１図は、加熱専用に使用される吸収ヒートポ
ンプの一例を示す回路構成図であり、１は蒸発器
２および吸収器３を内蔵した上胴、４は発生器５
および凝縮器６を内蔵した下胴であり、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１
１、熱交換器１２などを介して気密に接続されて
吸収液および冷媒の密閉循環サイクルが形成され
ており、かつ、蒸発器２には未気化の液冷媒を、
一旦、集積する液冷媒溜１３及び蒸発器２の上部
から液冷媒を散布する冷媒ポンプ１４が付設され
ている。

また、発生器５と蒸発器２とには、それぞれ温
排水、温泉水などの低温度の熱源流体（以下低温
熱源という）が供給されて吸収ヒートポンプを駆
動する給熱器１５，１６が、凝縮器６には発生器
５で気化して該凝縮器に流入してきた冷媒を冷却
し液化する冷却器１７が内蔵されており、吸収器
３の熱交換器１８から負荷１９に給湯や暖房用の
温水或いは水蒸気が取り出せるようにしている。

すなわち、吸収器３から戻つてきて発生器５の
上部から散布される稀吸収液は、給熱器１５で加
熱され、該吸収液中の冷媒分は気化分離されて凝
縮器６に送られる一方、吸収液濃度の高くなつた
濃液は、吸収液ポンプ９によつて吸収器３に散布
される。又、凝縮器６に流入した冷媒ガスは、冷
却器１７で冷却、液化された後、冷媒ポンプ７で
蒸発器２に送られ、ポンプ１４によつて蒸発器２
に散布される。

このようにして散布された冷媒液は、蒸発器２
の器内圧力が凝縮器６や発生器５の圧力よりも低
いために、熱を得て気化し易い条件下にあり、給
熱器１６を流れる流体から熱を得て気化した冷媒
ガスは吸収器３に流入し、該吸収器３に散布され
る吸収液に吸収され、再び発生器５に還流され
る。

而して、吸収器３においては、給熱器１６から
熱を得て気化した冷媒ガスのエネルギ及び吸収液
が冷媒ガスを吸収する際の反応熱によつて、給熱
器１６を流れる熱源流体よりも温度レベルの高い
熱が得られることとなり、このようにして、吸収
器３の熱交換器１８からは低温熱源よりも高い温
度レベルの高温水又は水蒸気が得られ、負荷１９
に供給できる。

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98℃の排蒸気、凝縮器６に25℃前後
の冷却水を流したとき、吸収器３の熱交換器１８
からは約130℃の水蒸気が得られることとなる。

しかし、このような吸収ヒートポンプの運転に
よる設定温度の温水或いは水蒸気の供給も、理想
的な運転条件下において始めて保持できるもので
あり、蒸発器２から吸収器３に流入する気化冷媒
の量、或いは冷媒温度に変動があると、その変動
は、負荷１９に供給される熱量の大きな変動とし
て現われるものであり、かつ、第２図のような出
力変動があるヒートポンプを負荷１９から見れ
ば、このヒートポンプの能力は、変動の平均値
（Ｍ）の能力というよりも、むしろ、見掛け上は
変動の平均値以下の能力しかないのと同じにな
り、ヒートポンプの運転効率が極めて悪くなる欠
点を有していた。

例えば、第２図の縦軸が出力温度である場合負
荷１９に必要とされる温度レベル（Ｔ℃）以下の
すべての温度の出力は、補助加熱器（図示省略）
を用いて昇温しない限り、実用に供し得ないもの
であり、実際には充分な加熱能力があつても加熱
能力に変動があるために、大半の時間において加
熱能力が無い（見掛け上の出力が大巾に低下し
た）のと同じになる。

このような点に鑑みなされた本発明は、吸収液
の密閉循環サイクルの熱により冷媒液を加熱する
加熱器を凝縮器から蒸発器に至る冷媒管に設け、
加熱器で温度が上昇した冷媒液を蒸発器に供給す
ることにより、蒸発器における冷媒液温度の変動
を緩和し、ヒートポンプの出力を安定化させ、運
転効率を向上するようにしたことを目的とするも
のである。

以下に、本発明の実施例を示す図面に従い説明
する。第３図において、第１図と同様な機能を有
する機器は同じ図番で示してあり、５は発生器、
６は凝縮器、２は蒸発器、３は吸収器、１２は発
生器５から吸収器３に流れる高温度の吸収液の熱
を吸収器３から発生器５に戻る吸収液の加熱に利
用するための熱交換器であり、かつ、該熱交換器
１２を出た吸収液を加熱器２０に導びいて凝縮器
６から蒸発器２へ供給される冷媒液を吸収液の熱
を用いて加熱するようにしている。尚、２１は加
熱器２０を出る冷媒液の温度と、蒸発器の冷媒液
溜１３の温度とを比較し、冷媒液の温度レベルを
蒸発器２の温度レベルと略同じような温度レベル
に維持するよう、加熱器２０に導びく吸収液の量
を制御する制御弁であり、２２，２３，２４はそ
れぞれ温度検知器及び制御器を示している。

このように、蒸発器２に流入する冷媒の温度を
蒸発器２の温度に近づけてから流入させると、管
２５を経て新しく蒸発器２に流入する冷媒が蒸発
器２の気化条件を変える量も少なくなり、設計時
（定常運転時）の蒸発器の温度レベルに近い程、
第２図に示す出力（加熱量又は／及び加熱温度）
の変動も少さくなり、最小出力点も上昇するので
先に述べたように、この吸収ヒートポンプの見掛
けの出力もこの最小出力点の上昇分だけ増大させ
得ることとなる。（図中点線参照） 即ち、此の種の吸収ヒートポンプも、ポンプ
８，９，１４、給熱器１５，１６、熱交換器１
７，１８等の機器の容量が最大負荷条件（100％
負荷）を前提に設計されているため、負荷の量が
減少してくると蒸発器２の冷媒気化量、発生器５
での冷媒発生量も制限され、ポンプ８の吐出量が
大きく変らないときは、ポンプの断続運転によつ
て冷媒平均循環量を減じることとなる。しかる
に、凝縮器６の冷媒液温は、ポンプ１４によつて
蒸発器２を循環している冷媒液温と比較してかな
り低く、ポンプ８の断続運転によつて低温度の冷
媒液が蒸発器２に流入したときと、流入していな
いときとでは、蒸発器２の器内温度、冷媒気化量
に大きな差を生じ、従つて、吸収器３での発生熱
量、吸収ヒートポンプとしての出力（温水や水蒸
気の取り出し温度、単位時間当りの取り出し熱
量）に大きな変動を生じ、運転効率を悪化させ易
いものであつたが、本発明では、新らたに蒸発器
２に流入する冷媒はその温度を蒸発器の温度レベ
ルに近づけた後蒸発器２に供給されるようにした
ので、斯る幣害を低減ないし解消できるものであ
る。又、本発明では、斯る冷媒の加熱熱源に吸収
ヒートポンプを循環する吸収液を利用しているの
で、加熱エネルギの使用を随時行なうことがで
き、かつ、その使用エネルギ分は吸収ヒートポン
プ運転を制御する機器によつて適宜調節され、冷
媒加熱のためのエネルギの入力制御を簡略化して
もエネルギの損失は殆どない。

第４図乃至第８図はいずれも本発明の他の実施
例であり、ヒートポンプの吸収液の密閉循環サイ
クルと関連して冷媒を加熱する構成を模式的に示
している。

而して、第４図は、吸収器３から熱交換器１２
に至る迄の高温の稀吸収液と熱交換するように加
熱器２０を配設した実施例であり、第３図の実施
例と比較して加熱温度差が大きくとれるため、第
３図の加熱器より小型の加熱器で同様な効果を上
げ得るものである。第５図及び第６図は、発生器
５から吸収器３に流入する濃吸収液と関連させて
冷媒加熱用の加熱器２０を配設した実施例、第７
図はフロン等の熱媒体を封入した循環加熱パイプ
２６を用いて冷媒加熱器２０に熱を供給する間接
加熱方式の実施例であり、２７は熱媒体の流量を
制御して加熱量を調節する制御弁を示している。
第８図はヒートパイプ２８を用いて冷媒加熱器２
０に熱を与える実施例であり、いずれの実施例
も、第２図及び第３図に従つて説明した本発明に
よる吸収ヒートポンプ装置の作用効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吸収ヒートポンプの構成を示す
吸収冷凍サイクル図、第２図は吸収ヒートポンプ
の加熱出力の変動を示す説明図、第３図乃至第５
図は本発明による吸収ヒートポンプの異なる実施
例を示す吸収冷凍サイクル図、第６図乃至第８図
は同じく他の実施例を示す冷媒加熱部の構成模式
図である。 ２……蒸発器、３……吸収器、５……発生器、
６……凝縮器、１５，１６……給熱器、１７……
冷却器、１８……熱交換器、２０……加熱器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発生器と吸収器との間を循環する吸収液の密
   閉循環サイクル及び、発生器から分離されて凝縮
   器と蒸発器とに供給され、吸収器の吸収液と共に
   発生器に還流されるように循環する冷媒の密閉循
   環サイクルを形成するように、発生器、凝縮器、
   蒸発器、吸収器などを冷媒管および吸収液管で気
   密に接続した吸収ヒートポンプにおいて、冷却水
   が流れる冷却器を凝縮器に収納し、熱源流体が流
   れる熱交換器を蒸発器と発生器とに収納し、か
   つ、吸収液の密閉循環サイクルの熱により冷媒液
   を加熱する加熱器を凝縮器から蒸発器に至る冷媒
   管に設けたことを特徴とする吸収ヒートポンプ装
   置。