JPH046858B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、吸収液が冷媒をを吸収する際に発生
する熱を利用して蒸発器に供給される熱源流体よ
り高温の被加熱流体を吸収器から取り出す吸収ヒ
ートポンプ（以下、ヒートポンプ専用型吸収機と
いう）言い代えれば発生器および凝縮器が蒸発器
および吸収器よりも低温低圧下で作動するヒート
ポンプ専用型吸収機の吸収液循環量を制御する装
置に関する。

(ロ) 従来技術 従来、ヒートポンプ専用型吸収機においては、
例えば特開昭58−31262号公報に開示されている
ように、溶液ポンプにより発生器から吸収器へ送
られる吸収液の流量に対し吸収器から溶液熱交換
器経由で発生器へ流下する吸収液の流量が少なく
て吸収器の溶液溜めの液位が上昇し過ぎた場合に
吸収液が吸収器側から蒸発器側へ溢流するのを防
ぐ目的で、吸収器の溶液溜め上部と発生器の溶液
溜め上部とに吸収液戻し管を接続し、この管を通
して吸収液を発生器へ戻す手段が知られている。

しかし、ヒートポンプ専用型吸収機において
は、例えば吸収液に臭化リチウム水溶液、冷媒に
水を用い、かつ85℃程度の熱源流体を用いて130
℃程度の被加熱流体を取り出す場合、定常時、吸
収器と発生器との圧力差を400mmHg程度に保ちつ
つ運転する必要がある。それ故、このような従来
手段にあつては、通常吸収器との発生器との圧力
差がおよそ50mmHgで運転される一重効用吸収冷
凍機にくらべ、吸収液戻し管の液封を維持するた
めの液柱を大きく採らなければならず、ヒートポ
ンプ専用型吸収機の高さが大となる欠点を有す
る。また、ヒートポンプ専用型吸収機において
は、一重効用吸収冷凍機にくらべ、定常運転時で
の吸収器と発生器間の圧力差が大きいので、運転
開始から定常運転に達する時間が長くかかり、し
かも従来手段にあつては、運転開始から定常運転
へ移行するまでの間、溶液ポンプにより吸収器へ
送られる吸収液の殆んどが吸収液戻し管を通して
発生器の溶液溜めへ戻されて再び溶液ポンプによ
り吸収器へ送られるという吸収液の循環が繰返さ
れるため、吸収液が殆んど濃縮されず、起動時の
性能が悪いという欠点を有する。

(ハ) 発明の目的 本発明は、ヒートポンプ専用型吸収機の小型
化、運転性能の安定化、起動時の性能向上などを
可能とする制御装置の提供を目的としたものであ
る。

(ニ) 発明の構成 本発明は、ヒートポンプ専用型吸収機におい
て、溶液ポンプで発生器から吸収器へ送られる吸
収液の一部が導入されて駆動するエゼクタによつ
て吸収器から溶液熱交換器経由で発生器へ流下す
る吸収液を吸引するよう構成し、吸収器から発生
器への吸収液の流下を促進して吸収器と発生器と
の間の吸収液の循環を円滑にし、かつ、エゼクタ
に導入される吸収液の流量を調節弁で制御しつつ
エゼクタの吸引力を調整するよう構成し、吸収器
と発生器との間の吸収液の循環量を制御し、運転
性能の安定化や起動時の性能向上を可能としたも
のである。

(ホ) 実施例 図面は、本発明ヒートポンプ専用型吸収機の制
御装置の一実施例を示した概略構成図で、１は蒸
発器２と吸収器３とで成る上胴、４は発生器５と
凝縮器６とで成る下胴、７は溶液熱交換器で、こ
れらは溶液ポンプ８を有する濃縮管９、稀液流下
管１０、第１冷媒ポンプ１１を有する冷媒液還流
管１２、第２冷媒ポンプ１３を有する冷媒液管１
４で接続されて冷媒と吸収液の循環径路を構成し
ている。

１５は蒸発器２用給熱器、１６は発生器５用加
熱器、１７は吸収器３用被加熱器、１８は凝縮器
６用冷却器であり、これらにはそれぞれ給熱管１
９、加熱管２０、被加熱管２１、冷却管２２が接
続されている。そして、給熱管１５、加熱管１６
には化学プロセスその他の設備から排出される廃
蒸気や排温水などの熱源流体を流通させ、被加熱
管２１には温水や水蒸気や温風などの被加熱流体
を流通させ、かつ、冷却管２２には冷却水や冷却
用空気などの冷却流体を流通させて運転し、吸収
器３において吸収液が蒸発器２からの気化冷媒を
吸収する際に発生する熱により被加熱流体を蒸発
器２に供給される熱源流体の温度以上に昇温して
取り出すようになつている。

また、２３は稀液流下管１０に介挿されたエゼ
クタで、このエゼクタには、濃液管９の溶液ポン
プ８吐出側に設けた濃液分岐管２４が接続されて
おり、この濃液分岐管を通して発生器５からエゼ
クタ２３へ吸収液が導入される際に生じるエゼク
タ２３の吸引作用によつて吸収器３から溶液熱交
換器７へと流下した吸収液を吸い込み、吸収器３
の溶液溜め２５からの吸収液の流下を促進するよ
うになつている。かつまた、Ｖは濃液分岐管２４
に備えた調節弁で、この弁の開度は吸収器３の溶
液溜め２５の液位を検知する液面検出器Ｓの信号
により制御器Ｃを介して制御され、発生器５から
エゼクタ２３への吸収液導入量が調節されてエゼ
クタ２３の吸引力が調整されつつ吸収器３の溶液
溜め２５からの吸収液の流下量が調節されると共
に濃液管９を通して発生器５から吸収器３への吸
収液の流量も調節され、吸収器３と発生器５との
間の吸収液の循環量が制御されるようになつてい
る。なお、２６はエゼクタ２３のベンチユリ・ノ
ズルである。

次にこのような構成のヒートポンプ専用型吸収
機の制御装置の動作例について説明する。

(A) 起動時の動作 運転開始時点では上胴１および下胴４の器内
温度は両者とも外気温度に近くてほぼ等しく、
また、器内圧力も両者ともにほぼ等しく、溶液
ポンプ８により発生器５から吸収器３へ送られ
る吸収液の流量に対し吸収器３から発生器５へ
流下する吸収液の流量が著しく少ないため、吸
収器３の溶液溜め２５の液位は上昇し始めて運
転開始後間もなくこの液位は液面検出器Ｓの上
限設定水位に達し、流量調節弁Ｖは全開となる
ように制御される。すなわち、溶液ポンプ８に
より吐出される吸収液がエゼクタ２３に導入さ
れ、このエゼクタの吸引作用により吸収器３か
ら発生器５への吸収液の流下が促進されて流下
流量が増大する一方、発生器５から吸収器３へ
の吸収液の流量が減少して吸収器３における吸
収液の出入量がほぼバランスするように制御さ
れるのである。その結果、吸収液が吸収器３側
から蒸発器２側へ溢流することが防止され、ま
た、エゼクタ２３に導入された吸収液と吸引さ
れた吸収液はともに発生器５において加熱器１
６で加熱濃縮され、かつ、溶液熱交換器７での
吸収液の熱交換も良好に行なわれるようにな
り、溶液ポンプ８によつて吸収器３へ送られる
吸収液の濃度および温度が速みやかに上昇して
吸収器３での冷媒吸収能力が短時間で発揮され
ると共に上胴１の器内温度および器内圧力が短
時間で定常時の温度および圧力に近づき、起動
時の性能が向上する。

なお、上胴１の器内圧力および器内温度が定
常状態に近づくに伴なつて上胴１と下胴４との
圧力差が大きくなり、吸収器３における吸収液
の流入量に対し流出量が多くなり液位が低下し
始めると液面検出器Ｓの信号により流量調節弁
Ｖは閉方向に制御されてエゼクタ２３の吸引力
が弱められるよう調整されると同時に吸収器３
に送られる濃縮吸収液の流量が増加される。そ
して、吸収器３での冷媒吸収能力を向上させつ
つ発生器５と吸収器３間の吸収液の循環量を制
御し、定常運転へ移行するのである。

(B) 冷却流体あるいは熱源流体の熱エネルギー変
動時の動作 冷却流体あるいは熱源流体の熱エネルギーが
変動すると上胴１または下胴４の器内温度およ
び器内圧力が変化し、上胴１と下胴４との圧力
差が変動する結果、従来手段にあつては、吸収
器３から溶液熱交換器７経由で発生器５へ流下
する吸収液の流量が変動して吸収器３と発生器
５間の吸収液の循環のバランスが崩れ、極端な
場合には溶液ポンプ８のキヤビテーシヨンや蒸
発器２側への吸収液の溢流などが起き、ヒート
ポンプ専用型吸収機の性能を安定に保ち得ない
欠点がある。

これに対して、本発明装置にあつては、上胴
１と下胴４との圧力差が変動して吸収器３の液
位が変化し始めると液面検出器Ｓの信号により
流量調節弁Ｖの開度が制御され、エゼクタ２３
の吸引力が調整されて吸収液の流下量が調節さ
れると共に吸収器３へ送られる吸収液の流量も
調節される結果、吸収器３と発生器５との吸収
液の循環のバランスを良好に保つことが可能と
なり、従来手段にくらべ、性能の安定化が向上
する。

なお、本発明装置において、液面検出器Ｓを
吸収器３に備える代りに発生器５に備えても良
い。

尤も液面検出器Ｓを吸収器３に備える方が吸
収器３の被加熱器１７への吸収液散布量および
吸収器３の溶液溜め２５からの吸収液流下量を
直接制御できるので、性能制御の追従性が良い
利点がある。また、液面検出器Ｓの代りに熱源
流体や冷却流体の温度検出器、上下胴１，４の
器内温度や器内圧力の検出器を用いて流量制御
弁Ｖの開度を制御することも可能であり、ある
いは手動で制御することも可能である。

なおまた、図示していないが、稀液流下管１
０のエゼクタ２３入口部にオリフイスを備えた
り、あるいは溶液熱交換器７の流下吸収液の流
通部に適当数のバツフルを備える等の手段によ
つて定常時の上胴１と下胴４との圧力差が保た
れるようになつていることは無論である。

(ヘ) 発明の効果 以上のように、本発明は、ヒートポンプ専用型
吸収機において、溶液ポンプにより発生器から吸
収器へと送られる吸収液を分流させてエゼクタに
導入し、このエゼクタに導入される吸収液の流量
を調節しつつエゼクタの吸引力を調整して上胴側
の吸収器から下胴側の発生器への吸収液流下量を
調節すると同時に発生器から吸収器への吸収液流
量も調節するようにしたものであるから、吸収器
と発生器間の吸収液の循環をバランス良く制御す
ることが可能となり、性能安定化に役立つ、かつ
また、起動時の性能向上効果を奏し、しかも、従
来手段のように吸収器の溶液溜めの液位が上昇し
過ぎた場合に蒸発器への吸収液の溢流を防ぐため
に設ける吸収液戻し管が不要となるので、ヒート
ポンプ専用型吸収機の高さを小さくすることが可
能となり、小型化に役立つ。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明吸収ヒートポンプの制御装置の
概略構成説明図である。 ２…蒸発器、３…吸収器、５…発生器、６…凝
縮器、７…溶液熱交換器、８…溶液ポンプ、９…
濃液管、１０…稀液流下管、２３…エゼクタ、２
４…分岐濃液管、Ｃ…制御器、Ｓ…液面検出器、
Ｖ…流量調節弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 凝縮器に冷却流体を流通させつつ蒸発器と発
   生器に熱源流体を供給して吸収器から熱源流体温
   度以上の被加熱流体を取り出すように発生器、凝
   縮器、蒸発器、吸収器および溶液熱交換器を配管
   接続して冷媒と吸収液の循環径路を構成した吸収
   ヒートポンプにおいて、吸収器から溶液熱交換器
   経由で発生器へ流下する吸収液の径路にエゼクタ
   を介挿し、かつ、発生器から吸収器へ吸収液を送
   る溶液ポンプの吐出側に流量調節弁付きの吸収液
   分岐径路を設け、この分岐径路をエゼクタに接続
   して吸収液循環量を制御するようにしたことを特
   徴とする吸収ヒートポンプの制御装置。