JPH06137703A - Tripple effect heat pump - Google Patents
Tripple effect heat pumpInfo
- Publication number
- JPH06137703A JPH06137703A JP28411492A JP28411492A JPH06137703A JP H06137703 A JPH06137703 A JP H06137703A JP 28411492 A JP28411492 A JP 28411492A JP 28411492 A JP28411492 A JP 28411492A JP H06137703 A JPH06137703 A JP H06137703A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- generator
- heat
- evaporator
- absorber
- condenser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ヒートポンプ、より詳
しくは第1効用、第2効用および第3効用の3つの吸収
式ヒートポンプシステムを組み合わせた三重効用吸収式
ヒートポンプに対して、さらに機械的圧縮機を付設した
ヒートポンプに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat pump, and more particularly to a triple effect absorption heat pump combining three absorption heat pump systems for the first effect, the second effect and the third effect. A heat pump equipped with a machine.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の吸収式ヒートポンプについて
は、その機器の改良とともに、システムの改良について
も著しいものがある。その代表例は、二重効用によるヒ
ートポンプである。2. Description of the Related Art With regard to this type of absorption heat pump, not only improvement of its equipment but also improvement of its system is remarkable. A typical example thereof is a double-effect heat pump.
【0003】この二重効用ヒートポンプシステムで最も
効率の良い運転方法は、第1凝縮器の熱と第1吸収器の
熱とを第1発生器に移動させることである。かかる構成
で、第2凝縮器および第2吸収器から熱を取ることによ
り、第1発生器に与えた熱量Qの4倍分の熱量4Qを外
部に取り出すことができる。The most efficient way of operating this double-effect heat pump system is to transfer the heat of the first condenser and the heat of the first absorber to the first generator. With such a configuration, by taking heat from the second condenser and the second absorber, it is possible to take out the heat quantity 4Q that is four times the heat quantity Q given to the first generator.
【0004】この関係が成立するためには、第1効用お
よび第2効用で、同じ二作動体を利用した場合には、第
1蒸発器と第2蒸発器の温度をほぼ同一とする場合に
は、第1発生器の温度を高くし、かつ第1凝縮器および
第1吸収器の温度を高める必要がある。In order to establish this relationship, when the same effector is used for the first effect and the second effect, the temperatures of the first evaporator and the second evaporator are substantially the same. Requires increasing the temperature of the first generator and increasing the temperatures of the first condenser and the first absorber.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、冷媒と吸収剤
とが、水−リチュウムブロマイド系の場合には、第1発
生器の温度および濃度を高くすれば成立するが、この場
合の温度は180 ℃以上となり、腐食が進行して実用化で
きない。However, in the case where the refrigerant and the absorbent are water-lithium bromide type, it is established by increasing the temperature and concentration of the first generator, but the temperature in this case is 180 It becomes more than ℃ and corrosion progresses and it cannot be put to practical use.
【0006】また、水−アンモニア系の場合には、温度
が高く、かつアンモニア濃度が薄い条件で運転する必要
があり、高圧容器が必要となり設備費が嵩むとともに、
その安定運転のためには、発生するベーパーの濃度を一
定とするために、第1発生器において還流操作が必要と
なる。その結果、熱効率が低下する。In the case of a water-ammonia system, it is necessary to operate under conditions of high temperature and low ammonia concentration, a high pressure vessel is required, and equipment costs increase, and
For stable operation, a reflux operation is required in the first generator in order to keep the generated vapor concentration constant. As a result, the thermal efficiency decreases.
【0007】この問題を解決するために、第1効用をリ
チュウムブロマイド系、第2効用を水−アンモニア系と
し、第2発生器の温度を下げて二重効用化と、低温エネ
ルギーを受け入れ易くするために、第2蒸発器と第2吸
収器との間に機械的圧縮機を設ける方法がある。In order to solve this problem, the first effect is a lithium bromide system and the second effect is a water-ammonia system, and the temperature of the second generator is lowered to achieve a double effect and to easily accept low temperature energy. Therefore, there is a method of providing a mechanical compressor between the second evaporator and the second absorber.
【0008】しかし、この方法でも、第1効用の温度が
高くなり、一般的な水と無機塩との二作動流体では、腐
食が激しく、二重効用以上の組み立ては無理であった。However, even in this method, the temperature of the first effect is high, and the general two-working fluid of water and inorganic salt causes severe corrosion, and it is impossible to assemble the double effect or more.
【0009】したがって、本発明の課題は、上記の装置
的な制約を解消するとともに、熱効率が高いヒートポン
プシステムを構築することにある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned restrictions on the apparatus and to construct a heat pump system having high thermal efficiency.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題は、それぞれ冷
媒と吸収剤を用いて、第1発生器、第1凝縮器により第
1吸収式ヒートポンプを構成し、第2発生器、第2凝縮
器、第2蒸発器、第3吸収器により第2吸収式ヒートポ
ンプを構成し、第3発生器、第3凝縮器、第3蒸発器、
第3吸収器により第3吸収式ヒートポンプを構成すると
ともに、第1発生器で発生したベーパーを第2発生器内
の第1凝縮器に通し、その凝縮液を第2蒸発器に導き、
第2発生器で発生したベーパーを第3発生器内の第2凝
縮器に通し、その凝縮液を第2蒸発器に導き、外部駆動
熱源を第1発生器の駆動熱源とし、第2吸収器と第3発
生器との間で循環する第1熱媒循環路を構成し、前記第
2吸収器で加温され第1熱媒循環路を通る熱媒の熱、な
らびに第2発生器で発生し第3発生器の前記加熱器に移
行したベーパーの持っている熱を第3発生器の駆動熱源
とし、前記第3凝縮器および第3吸収器のうち少なくと
も一方と第2蒸発器との間を第2熱媒循環路で連結し、
第2蒸発器の加熱源とし、前記第3蒸発器で発生したベ
ーパーは機械的圧縮機で昇圧して第3吸収器での凝縮を
図る構成としたことで解決できる。Means for Solving the Problems The above problems are solved by forming a first absorption heat pump by a first generator and a first condenser using a refrigerant and an absorbent, respectively, and by using a second generator and a second condenser. , A second evaporator and a third absorber constitute a second absorption heat pump, and a third generator, a third condenser, a third evaporator,
A third absorption heat pump is constituted by the third absorber, the vapor generated in the first generator is passed through the first condenser in the second generator, and the condensate is guided to the second evaporator.
The vapor generated in the second generator is passed through the second condenser in the third generator, the condensate is guided to the second evaporator, the external driving heat source is used as the driving heat source of the first generator, and the second absorber is used. And a third generator, which constitutes a first heat medium circulation path, is heated by the second absorber, and heat of the heat medium passing through the first heat medium circulation path is generated by the second generator. Then, the heat of the vapor transferred to the heater of the third generator is used as a driving heat source of the third generator, and the heat is provided between at least one of the third condenser and the third absorber and the second evaporator. Is connected by the second heat medium circuit,
The problem can be solved by using the heating source of the second evaporator, and the vapor generated in the third evaporator is pressurized by a mechanical compressor to be condensed in the third absorber.
【0011】この場合、第2熱媒循環路において、熱媒
は第3吸収器、第3凝縮器の順で両者を通った後に第2
蒸発器に至る構成とすることができる。In this case, in the second heat medium circulation passage, the heat medium passes through both the third absorber and the third condenser in this order, and then the second heat medium.
It can be configured to reach an evaporator.
【0012】他方、それぞれ冷媒と吸収剤を用いて、第
1発生器、第1凝縮器により第1吸収式ヒートポンプを
構成し、第2発生器、第2凝縮器、第2蒸発器、第3吸
収器により第2吸収式ヒートポンプを構成し、第3発生
器、第3凝縮器、第3蒸発器、第3吸収器により第3吸
収式ヒートポンプを構成するとともに、第1発生器で発
生したベーパーを第2発生器内の第1凝縮器に通し、そ
の凝縮液を第2蒸発器に導き、第2発生器で発生したベ
ーパーを第3発生器内の第2凝縮器に通し、その凝縮液
を第2蒸発器に導き、外部駆動熱源を第1発生器の駆動
熱源とし、第2吸収器と第3発生器との間で循環する第
1熱媒循環路を構成し、前記第2吸収器で加温され第1
熱媒循環路を通る熱媒の熱、ならびに第2発生器で発生
し第3発生器の前記加熱器に移行したベーパーの持って
いる熱を第3発生器の駆動熱源とし、前記第3蒸発器と
第2蒸発器との間を第3熱媒循環路で連結し、第2蒸発
器の加熱源とし、前記第3蒸発器で発生したベーパーは
機械的圧縮機で昇圧して第3吸収器での凝縮を図る構成
としてもよい。On the other hand, a first absorption heat pump is constituted by a first generator and a first condenser using a refrigerant and an absorbent, respectively, and a second generator, a second condenser, a second evaporator, and a third evaporator. The absorber constitutes a second absorption heat pump, the third generator, the third condenser, the third evaporator and the third absorber constitute a third absorption heat pump, and the vapor generated in the first generator. Through the first condenser in the second generator, the condensate is guided to the second evaporator, the vapor generated in the second generator is passed through the second condenser in the third generator, and the condensate To a second evaporator, an external drive heat source is used as a drive heat source for the first generator, and a first heat medium circulation path that circulates between the second absorber and the third generator is configured, and the second absorption First heated with a vessel
The heat of the heat medium passing through the heat medium circulation path and the heat of the vapor generated in the second generator and transferred to the heater of the third generator are used as the driving heat source of the third generator, and the third evaporation is performed. The evaporator and the second evaporator are connected by a third heat medium circulation path to serve as a heating source for the second evaporator, and the vapor generated in the third evaporator is pressurized by a mechanical compressor to be absorbed by the third absorber. It may be configured to condense in a container.
【0013】この場合、第3吸収器と第3凝縮器との間
を第4熱媒循環路で連結できる。In this case, it is possible to connect the third absorber and the third condenser by the fourth heat medium circulation path.
【0014】さらに、それぞれ冷媒と吸収剤を用いて、
第1発生器、第1凝縮器により第1吸収式ヒートポンプ
を構成し、第2発生器、第2凝縮器、第2蒸発器、第3
吸収器により第2吸収式ヒートポンプを構成し、第3発
生器、第3凝縮器、第3蒸発器、第3吸収器により第3
吸収式ヒートポンプを構成するとともに、第1発生器で
発生したベーパーを第2発生器内の第1凝縮器に通し、
その凝縮液を第2蒸発器に導き、第2発生器で発生した
ベーパーを第3発生器内の第2凝縮器に通し、その凝縮
液を第2蒸発器に導き、外部駆動熱源を第1発生器の駆
動熱源とし、第2吸収器と第3発生器との間で循環する
第1熱媒循環路を構成し、前記第2吸収器で加温され第
1熱媒循環路を通る熱媒の熱、ならびに第2発生器で発
生し第3発生器の前記加熱器に移行したベーパーの持っ
ている熱を第3発生器の駆動熱源とし、前記第3吸収器
と第3凝縮器との間を第4熱媒循環路で連結し、前記第
2蒸発器の加熱源は第5熱導路を通して、第3蒸発器の
加熱源は第6熱導路を通してそれぞれ入熱し、これら第
5熱導路および第6熱導路は前記第4熱媒循環路とは独
立しており、前記第3蒸発器で発生したベーパーは機械
的圧縮機で昇圧して第3吸収器での凝縮を図る構成とし
てもよい。Further, using a refrigerant and an absorbent, respectively,
A first absorption heat pump is configured by the first generator and the first condenser, and the second generator, the second condenser, the second evaporator, and the third
The absorber constitutes the second absorption heat pump, and the third generator, the third condenser, the third evaporator, and the third absorber make the third heat pump.
While constituting an absorption heat pump, the vapor generated in the first generator is passed through the first condenser in the second generator,
The condensate is guided to the second evaporator, the vapor generated in the second generator is passed through the second condenser in the third generator, the condensate is guided to the second evaporator, and the external drive heat source is set to the first. As a heat source for driving the generator, a first heat medium circulation path that circulates between the second absorber and the third generator is configured, and heat that is heated by the second absorber and passes through the first heat medium circulation path. The heat of the medium and the heat of the vapor generated by the second generator and transferred to the heater of the third generator are used as the driving heat source of the third generator, and the third absorber and the third condenser are used. Are connected by a fourth heat medium circulation path, the heat source of the second evaporator receives heat through the fifth heat conducting path, and the heat source of the third evaporator receives heat through the sixth heat conducting path. The heat conducting path and the sixth heat conducting path are independent of the fourth heat medium circulating path, and the vapor generated in the third evaporator is pressurized by a mechanical compressor. It may be configured to achieve condensation in the third absorber.
【0015】上記各例において、第1効用および第2効
用における冷媒と吸収剤は気液平衡をもたない水−リチ
ュウムブロマイドまたはTFE(テトラフルオロエタノ
ール)−E181(テトラエチレングリコール ジメチ
ルエーテル)であり、第2効用における冷媒と吸収剤
は、冷媒が圧縮性のある水−アンモニアまたはR134
a−E181とすることができる。In each of the above examples, the refrigerant and the absorbent in the first effect and the second effect are water-lithium bromide or TFE (tetrafluoroethanol) -E181 (tetraethylene glycol dimethyl ether) having no gas-liquid equilibrium. The refrigerant and the absorbent in the second effect are water-ammonia or R134, in which the refrigerant has compressibility.
a-E181.
【0016】[0016]
【作用】本発明における第1の態様においては、第1効
用の発生器および凝縮器と第2効用の吸収式ヒートポン
プと第3効用の吸収式ヒートポンプとを組み合わせると
ともに、第3凝縮器および第3吸収器の熱を第2蒸発器
の加温に用いているので、第2吸収器の操作温度を高め
ることができる。また、第3蒸発器で発生したベーパー
を機械的圧縮機により圧縮昇圧して第3吸収器に導いて
いるので、第3吸収器の操作圧力を高めることができ、
これに対応して第3発生器の操作温度を下げることがで
き、もって操作温度の高い第2吸収器から操作温度の低
い第3発生器への熱移動が容易に行われる。In the first aspect of the present invention, the generator and condenser for the first effect, the absorption heat pump for the second effect, and the absorption heat pump for the third effect are combined, and the third condenser and the third condenser are combined. Since the heat of the absorber is used to heat the second evaporator, the operating temperature of the second absorber can be increased. Further, since the vapor generated in the third evaporator is compressed and pressurized by the mechanical compressor and guided to the third absorber, the operating pressure of the third absorber can be increased,
Correspondingly, the operating temperature of the third generator can be lowered, so that heat can be easily transferred from the second absorber having a high operating temperature to the third generator having a low operating temperature.
【0017】一方、第3発生器の操作温度を−40℃(水
−アンモニア系の場合)にしても、機械的圧縮機による
圧縮比を選定して、通常の冷凍機のように、凝縮器の圧
力まで加圧することなく、吸収器の中間圧力までの上昇
で、冷凍システムを構築できるので、本発明に係る機械
的圧縮機の消費動力は、従来の冷凍システムにおいて用
いられる冷凍機の機械的圧縮機の消費動力に比較して、
1/2〜1/3程度となる。しかも、機械的圧縮機を用
いることで、第3蒸発器の圧力を自由に調整でき、この
ために第3蒸発器の温度も、たとえば−40℃〜0℃の範
囲内で自由に調整できる。On the other hand, even when the operating temperature of the third generator is -40 ° C. (in the case of water-ammonia system), the compression ratio by the mechanical compressor is selected so that the condenser can be operated like a normal refrigerator. Since the refrigeration system can be constructed by increasing the pressure to the intermediate pressure of the absorber without pressurizing to the pressure of, the power consumption of the mechanical compressor according to the present invention is the mechanical power of the refrigerator used in the conventional refrigeration system. Compared to the power consumption of the compressor,
It becomes about 1/2 to 1/3. Moreover, by using the mechanical compressor, the pressure of the third evaporator can be freely adjusted, and therefore the temperature of the third evaporator can also be freely adjusted within the range of -40 ° C to 0 ° C.
【0018】本発明において、機械的圧縮機を用いる他
の利点として、本発明の第2の態様において、前述のよ
うに、第3発生器の操作温度を下げることができるの
で、中温水(50〜60℃程度)を第3発生器に供給し、第
2蒸発器において蒸発操作を行い、この第2蒸発器と第
3蒸発器との間の第3循環路において、冷水の製造を効
率的に行うことができ、ちなみに0℃〜10℃程度の冷水
を得る場合の成績係数は2.1 〜2.6 となり、きわめて高
いものとなる。As another advantage of using the mechanical compressor in the present invention, in the second aspect of the present invention, as described above, the operating temperature of the third generator can be lowered, so that the medium temperature water (50 (About -60 ° C.) is supplied to the third generator, the evaporation operation is performed in the second evaporator, and the cold water is efficiently produced in the third circulation path between the second evaporator and the third evaporator. By the way, the coefficient of performance for obtaining cold water of 0 ° C to 10 ° C is 2.1 to 2.6, which is extremely high.
【0019】[0019]
【実施例】以下本発明を図面を参照しながら実施例によ
りさらに詳説する。図1は第1の態様を示したもので、
それぞれ冷媒と吸収剤を用いて、第1発生器01、第1
凝縮器02により第1吸収ヒートポンプを構成し、第2
発生器1、第2凝縮器2、第2蒸発器3、第2吸収器4
により第2吸収式ヒートポンプを構成し、第3発生器1
1、第3凝縮器12、第3蒸発器13、第3吸収器14
により第3吸収式ヒートポンプを構成する。ここに、た
とえば第1効用および第2効用においては、水−リチュ
ウムブロマイド系を、第3効用においては水−アンモニ
ア系を用いることができる。The present invention will be described in more detail by way of examples with reference to the drawings. FIG. 1 shows the first mode,
Using the refrigerant and the absorbent respectively, the first generator 01, the first generator 01
The condenser 02 constitutes the first absorption heat pump and the second absorption heat pump.
Generator 1, second condenser 2, second evaporator 3, second absorber 4
The second absorption heat pump is constituted by the third generator 1
1, third condenser 12, third evaporator 13, third absorber 14
This constitutes a third absorption heat pump. Here, for example, a water-lithium bromide system can be used in the first effect and the second effect, and a water-ammonia system can be used in the third effect.
【0020】第1発生器01には、適宜の外部駆動熱源
20が外部から与えられ、この第1発生器01で発生し
たベーパーを供給管路21Aを通して第2発生器1内の
第1凝縮器02に通した後に、その凝縮液を第2蒸発器
3に導くように構成されている。さらに、加熱された第
2発生器1で発生したベーパーを供給管路21Bを通し
て、第3発生器11内の第2凝縮器2に通した後に、そ
の凝縮液も第2蒸発器3に導くように構成されている。A suitable external driving heat source 20 is externally applied to the first generator 01, and the vapor generated in the first generator 01 is supplied to the first condenser in the second generator 1 through the supply line 21A. After passing through 02, the condensate is configured to be guided to the second evaporator 3. Further, after passing the vapor generated in the heated second generator 1 through the second conduit 2 in the third generator 11 through the supply pipeline 21B, the condensate is also guided to the second evaporator 3. Is configured.
【0021】また、第2吸収器4と第3発生器11との
間でポンプ22により循環する第1熱媒循環路23を構
成し、第2吸収器4で加温され第1熱媒循環路23を通
る熱媒、および第2発生器1で発生したベーパーの持っ
ている熱を第3発生器11の駆動熱源とする構成として
ある。Further, a first heat medium circulation path 23 circulated by a pump 22 is formed between the second absorber 4 and the third generator 11, and is heated by the second absorber 4 to circulate the first heat medium. The heat medium passing through the passage 23 and the heat of the vapor generated in the second generator 1 are used as the driving heat source for the third generator 11.
【0022】第2発生器1から第3発生器11に至った
ベーパーは第2凝縮器2において凝縮し、第3効用系に
対して熱を与え、ここで凝縮した凝縮液は第2蒸発器3
に導かれ、後述の第2熱媒循環路24を通る熱媒(この
場合は加温水)によって蒸発され、蒸発ベーパーは管路
50を介して第2吸収器4に導かれる。The vapor from the second generator 1 to the third generator 11 is condensed in the second condenser 2 and gives heat to the third effect system, and the condensed liquid condensed here is the second evaporator. Three
And is vaporized by a heat medium (heated water in this case) passing through a second heat medium circulation passage 24, which will be described later, and the evaporative vapor is led to the second absorber 4 via a pipe passage 50.
【0023】第2吸収器4と第1発生器01との間に
は、循環ポンプ25による第1発生器01および第2発
生器1での濃縮に伴う濃厚液の供給管路26A、26B
および吸収凝縮に伴う希薄液の返送管路27による第1
交換管路が構成されている。この循環交換過程におい
て、濃厚液と希薄液との熱交換が第1熱交換器28A、
28Bにより行われるようになっている。したがって、
管路50を経て第2吸収器4に導かれたベーパーは、第
2発生器1からの濃厚液と接触して吸収凝縮し、この際
の凝縮熱が第3発生器11の加熱熱源とされる。Between the second absorber 4 and the first generator 01, supply lines 26A, 26B for the concentrated liquid due to the concentration in the first generator 01 and the second generator 1 by the circulation pump 25.
And the first by the return line 27 of the diluted liquid accompanying absorption and condensation
An exchange line is constructed. In this circulation exchange process, heat exchange between the concentrated liquid and the diluted liquid is performed by the first heat exchanger 28A,
28B. Therefore,
The vapor introduced into the second absorber 4 via the pipe 50 comes into contact with the concentrated liquid from the second generator 1 to be absorbed and condensed, and the heat of condensation at this time is used as a heating heat source for the third generator 11. It
【0024】低温側を担当する第3効用ヒートポンプに
おいても同様であり、第2凝縮器2および第2吸収器4
からの熱を受けて駆動される第3発生器11での蒸発冷
媒(この場合アンモニアベーパー)は、供給管路50に
より第3凝縮器12に供給され、そこでの凝縮液は供給
管路30により第3蒸発器13に導かれる。第3蒸発器
13では、吸熱源38が供給され、アンモニアベーパー
の蒸発が行われる。蒸発したアンモニアベーパーは第3
吸収器14に機械的圧縮機31により圧縮昇圧されて供
給管路32を介して供給されるようになっている。The same applies to the third effect heat pump which is in charge of the low temperature side, and the second condenser 2 and the second absorber 4 are provided.
The evaporated refrigerant (in this case, ammonia vapor) in the third generator 11, which is driven by receiving the heat from, is supplied to the third condenser 12 by the supply pipeline 50, and the condensate there is supplied by the supply pipeline 30. It is led to the third evaporator 13. In the third evaporator 13, the heat absorption source 38 is supplied and the ammonia vapor is evaporated. Evaporated ammonia vapor is third
A mechanical compressor 31 compresses and pressurizes the absorber 14 and supplies the absorber 14 through a supply pipe 32.
【0025】第3吸収器14と第3発生器11との間に
は、循環ポンプ33による濃厚液供給管路34および希
薄液返送管路35による第2交換路が構成されている。
この循環過程において、濃厚液と希薄液との熱交換が第
2熱交換器36により行われるようになっている。Between the third absorber 14 and the third generator 11, a concentrated liquid supply conduit 34 by a circulation pump 33 and a second exchange conduit by a diluted liquid return conduit 35 are formed.
In this circulation process, heat exchange between the concentrated liquid and the diluted liquid is performed by the second heat exchanger 36.
【0026】一方、第3吸収器14、第3凝縮器12、
および第2蒸発器3とは、この順で連結された第2熱媒
循環路24が構成されている。37はその循環用のポン
プである。この第2熱媒循環路24では、第3吸収器1
4での冷却管14aおよび第3凝縮器12での冷却管1
2a部分で熱を奪い取り、この熱を第2効用の第2蒸発
器3に与え、もし余剰分がある場合には、熱交換器39
で温水40などとして取り出すようになっている。On the other hand, the third absorber 14, the third condenser 12,
A second heat medium circulation path 24 connected in this order to the second evaporator 3 is formed. 37 is a pump for the circulation. In the second heat medium circulation path 24, the third absorber 1
Cooling pipe 14a at 4 and cooling pipe 1 at the third condenser 12
Heat is taken by the portion 2a, and this heat is given to the second evaporator 3 for the second effect. If there is a surplus, the heat exchanger 39
It is designed to be taken out as warm water 40 or the like.
【0027】この第1の態様の場合、第2蒸発器3に熱
を与える際に、第3吸収器14または第3凝縮器12の
一方から与えることもできる。In the case of the first mode, when heat is applied to the second evaporator 3, it can be applied from either the third absorber 14 or the third condenser 12.
【0028】かかるシステムにおいて、水−アンモニア
系の第3効用において、第3蒸発器13での温度と圧力
を適切に選定することにより、そこでの蒸発温度をとし
ては、−40℃〜0℃の範囲の低温を得ることができる。In such a system, by appropriately selecting the temperature and pressure in the third evaporator 13 in the third effect of the water-ammonia system, the evaporation temperature there is -40 ° C to 0 ° C. Low temperatures in the range can be obtained.
【0029】ところで、従来、水−リチュウムブロマイ
ド系の吸収冷凍機では、0℃以下の低温を得ることがで
きないとともに、水−アンモニア系では気液平衡がある
ために、前述のように還流操作が必要であり、熱効率が
悪いものであった。By the way, conventionally, in the water-lithium bromide-based absorption refrigerator, it is not possible to obtain a low temperature of 0 ° C. or lower, and in the water-ammonia system, there is a vapor-liquid equilibrium, so that the reflux operation is performed as described above. It was necessary and had poor thermal efficiency.
【0030】しかるに、第3効用ヒートポンプを構成す
るに際して、機械的圧縮機31により冷媒(アンモニ
ア)を圧縮昇圧させるようにしたので、第3吸収器14
での操作圧力が高まり、これに対応して第3発生器11
の温度が低下する。もって、第3発生器においての還流
操作を不要として、その第3効用ヒートポンプを駆動さ
せることができ、熱効率の高い運転を行うことができ
る。そして、第3蒸発器13の伝熱管13aを通った吸
熱源38は、最終的に−40℃〜0℃の範囲の低温熱源3
8aとして得られる。However, in constructing the third effect heat pump, since the refrigerant (ammonia) is compressed and boosted by the mechanical compressor 31, the third absorber 14 is used.
The operating pressure on the 3rd generator 11 correspondingly increases.
Temperature drops. Therefore, the third effect heat pump can be driven without the need for the reflux operation in the third generator, and the operation with high thermal efficiency can be performed. Then, the heat absorption source 38 that has passed through the heat transfer tube 13a of the third evaporator 13 is finally the low temperature heat source 3 in the range of -40 ° C to 0 ° C.
8a.
【0031】前述の機械的圧縮機31は、ガスエンジ
ン、ガスタービンまたはディーゼルエンジンなどの内燃
機関により駆動させることもでき、この場合には、その
排ガスの持っている熱を第1発生器01に投入すること
により、さらに運転効率(成績係数)を高めることがで
きる。The above-mentioned mechanical compressor 31 can be driven by an internal combustion engine such as a gas engine, a gas turbine or a diesel engine. In this case, the heat of the exhaust gas is transmitted to the first generator 01. By throwing in, operating efficiency (coefficient of performance) can be further improved.
【0032】本発明においては、前述の低温熱源38a
を利用して冷凍用として、あるいは低温熱源38aを冷
水として得て、かつ熱交換器39からたとえば50℃程
度の温水40を得ることで、冷凍専用あるいは温水・冷
水製造専用のヒートポンプとすることができる。そし
て、前述の内燃機関により機械的圧縮機31を駆動させ
る場合には、効率の高いコージェネレーションシステム
を構築できる。In the present invention, the low temperature heat source 38a described above is used.
To obtain the low temperature heat source 38a as cold water and obtain the hot water 40 of, for example, about 50 ° C. from the heat exchanger 39 to obtain a heat pump for freezing or for producing hot / cold water. it can. When the mechanical compressor 31 is driven by the above-mentioned internal combustion engine, a highly efficient cogeneration system can be constructed.
【0033】従来、たとえば寒冷地において外気温度が
−5℃〜−20℃程度になった場合には、この熱を利用
して吸収冷凍機を駆動することは不可能であったが、本
発明によれば、これが可能となり、成績係数を2以上で
運転を行うことができる。Conventionally, for example, when the outside air temperature becomes about -5 to -20 ° C in a cold region, it is impossible to drive the absorption refrigerator using this heat, but the present invention According to the above, this is possible, and driving can be performed with a coefficient of performance of 2 or more.
【0034】本発明において、たとえば50℃の温水を
得る場合の成績係数は2.3 、−20℃の冷水製造の場合の
成績係数は1.3 である。したがって、従来の吸収式冷凍
機の場合に比較して、高い成績係数であることが判明す
る。In the present invention, for example, the coefficient of performance for obtaining hot water at 50 ° C. is 2.3, and the coefficient of performance for producing cold water at −20 ° C. is 1.3. Therefore, it is found that the coefficient of performance is higher than that of the conventional absorption refrigerator.
【0035】他方、従来、工場などにおいては、60℃
程度のいわゆる中温水は、その量が膨大であるにもかか
わらず利用用途が限定されており、多くの場合が捨てら
れているのが現状である。そこで、図2に示すように、
外部駆動熱源20と吸熱源(第3熱媒循環路を通る吸熱
源)の中間温度の中温水41の持っている熱を凝縮器4
2を介して与えることで、第3効用の吸収式ヒートポン
プにおける冷凍能力をより高めることができる。On the other hand, conventionally, in a factory or the like, 60 ° C.
Despite the enormous amount of so-called medium-temperature water, its use is limited, and in most cases it is abandoned. Therefore, as shown in FIG.
The heat of the medium temperature water 41 at an intermediate temperature between the external drive heat source 20 and the heat absorbing source (heat absorbing source passing through the third heat medium circulation path) is transferred to the condenser 4
By giving it via 2, the refrigerating capacity in the absorption heat pump of the third effect can be further enhanced.
【0036】図2に示す第2の態様例においては、第4
熱媒循環路45において、循環ポンプ37により循環さ
れる熱媒が、第3吸収器14での冷却管14aおよび第
3凝縮器12での冷却管12a部分で熱を奪い取り、こ
の熱を温水凝縮器43で温水44として与えることによ
り外部に放熱させるようにしてある。また、第3熱媒循
環路46において、循環ポンプ47により循環される熱
媒が、第3蒸発器13での冷却管13aおよび第2蒸発
器3を通り、熱交換器48で冷水49を取り出すように
してある。In the second embodiment shown in FIG. 2, the fourth embodiment
In the heat medium circulation path 45, the heat medium circulated by the circulation pump 37 takes away heat from the cooling pipe 14a in the third absorber 14 and the cooling pipe 12a in the third condenser 12, and condenses this heat into hot water. The water is supplied as warm water 44 from the container 43 to radiate heat to the outside. Further, in the third heat medium circulation path 46, the heat medium circulated by the circulation pump 47 passes through the cooling pipe 13 a in the third evaporator 13 and the second evaporator 3, and the cold water 49 is taken out by the heat exchanger 48. Is done.
【0037】図3は第3の態様を示したもので、第3吸
収器14と第3凝縮器12との間を第4熱媒循環路45
で連結し、前記第2蒸発器の加熱に際して第5熱導路6
1を通してたとえば低温熱媒61を入熱させ、第3蒸発
器13の加熱源61は第6入熱導路62に設けられた熱
交換器48を通すこととしたものである。したがって、
これら第5入熱導路60および第6熱導路62は前記第
4熱媒循環路45とは独立しているものである。FIG. 3 shows a third mode, in which a fourth heat medium circulation passage 45 is provided between the third absorber 14 and the third condenser 12.
And the fifth heat conducting path 6 when heating the second evaporator.
For example, the low-temperature heat medium 61 is made to enter through 1 and the heat source 61 of the third evaporator 13 is made to pass through the heat exchanger 48 provided in the sixth heat input conducting path 62. Therefore,
The fifth heat input passage 60 and the sixth heat passage 62 are independent of the fourth heat medium circulation passage 45.
【0038】(実施例)次に実施例を示して、本発明の
効果を明らかにする。この実施例1は、図1に示す構成
のもので、冷媒および吸収剤として、第1効用および第
2効用においてはTFE−E181であり、第3効用に
おいては水−アンモニアを用いた。外部からの駆動熱源
20としては、圧力(16kgf/cm2abs)の蒸気を用いると
ともに、各機器での濃度、温度および圧力は表1の通り
である。(Examples) Next, examples will be shown to clarify the effects of the present invention. This Example 1 had the structure shown in FIG. 1, and TFE-E181 was used in the first effect and the second effect, and water-ammonia was used in the third effect, as the refrigerant and the absorbent. As the driving heat source 20 from the outside, steam having a pressure (16 kgf / cm 2 abs) is used, and the concentration, temperature and pressure in each device are as shown in Table 1.
【0039】他方、中間圧縮機31として、250KW のス
クリュー型アンモニア圧縮機(圧縮比2.2 )を用いた。
この際のアンモニア流量は8050〜8100kg/hrであった。
その結果、熱交換器39では、入口温度45℃の温水が総
熱量として4.16×106 Kcal/hrで得られた。この場合、
第1発生器01に供給した熱量は(1.0〜1.1)×106 Kcal
/hrである。熱交換器48で得られた温度10℃の冷水の
熱量は2.42×106 Kcal/hrであった。On the other hand, as the intermediate compressor 31, a 250 KW screw type ammonia compressor (compression ratio 2.2) was used.
The flow rate of ammonia at this time was 8050 to 8100 kg / hr.
As a result, in the heat exchanger 39, warm water having an inlet temperature of 45 ° C. was obtained at a total calorific value of 4.16 × 10 6 Kcal / hr. in this case,
The amount of heat supplied to the first generator 01 is (1.0 to 1.1) × 10 6 Kcal
/ Hr. The calorific value of the cold water having a temperature of 10 ° C. obtained by the heat exchanger 48 was 2.42 × 10 6 Kcal / hr.
【0040】この結果は、従来のいずれのヒートポンプ
のもつ成績係数より高いものであった。なお、装置の大
きさとしての伝熱面積は、第1発生器および第2発生
器:100 m2、第2蒸発器および第2吸収器:180 m2、第
3発生器および第3凝縮器:330 m2、第3蒸発器および
第3吸収器:440 m2である。This result was higher than the coefficient of performance of any conventional heat pump. The heat transfer area as the size of the device is as follows: the first generator and the second generator: 100 m 2 , the second evaporator and the second absorber: 180 m 2 , the third generator and the third condenser. : 330 m 2 , third evaporator and third absorber: 440 m 2 .
【0041】[0041]
【表1】 [Table 1]
【0042】[0042]
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、熱効率が
高いヒートポンプシステムを構築することができる。As described above, according to the present invention, a heat pump system having high thermal efficiency can be constructed.
【図1】本発明の第1の態様のフローシートである。FIG. 1 is a flow sheet of a first aspect of the present invention.
【図2】本発明の第2の態様のフローシートである。FIG. 2 is a flow sheet of a second aspect of the present invention.
【図3】本発明の第3の態様のフローシートである。FIG. 3 is a flow sheet of a third aspect of the present invention.
【符号の説明】 01…第1発生器、02…第1凝縮器、1…第2発生
器、2…第2凝縮器、3…第2蒸発器、4…第2吸収
器、11…第3発生器、12…第3凝縮器、13…第3
蒸発器、14…第3吸収器、23…第1熱媒循環路、2
4…第2熱媒循環路、31…(中間)機械的圧縮機、4
5…第4熱媒循環路、46…第3熱媒循環路、60…第
5熱導路、62…第6熱導路。[Explanation of reference numerals] 01 ... first generator, 02 ... first condenser, 1 ... second generator, 2 ... second condenser, 3 ... second evaporator, 4 ... second absorber, 11 ... second 3 generator, 12 ... 3rd condenser, 13 ... 3rd
Evaporator, 14 ... Third absorber, 23 ... First heat medium circulation path, 2
4 ... 2nd heat medium circulation path, 31 ... (intermediate) mechanical compressor, 4
5 ... 4th heat medium circulation path, 46 ... 3rd heat medium circulation path, 60 ... 5th heat conducting path, 62 ... 6th heat conducting path.
Claims (6)
器、第1凝縮器により第1吸収式ヒートポンプを構成
し、第2発生器、第2凝縮器、第2蒸発器、第3吸収器
により第2吸収式ヒートポンプを構成し、第3発生器、
第3凝縮器、第3蒸発器、第3吸収器により第3吸収式
ヒートポンプを構成するとともに、 第1発生器で発生したベーパーを第2発生器内の第1凝
縮器に通し、その凝縮液を第2蒸発器に導き、第2発生
器で発生したベーパーを第3発生器内の第2凝縮器に通
し、その凝縮液を第2蒸発器に導き、 外部駆動熱源を第1発生器の駆動熱源とし、第2吸収器
と第3発生器との間で循環する第1熱媒循環路を構成
し、前記第2吸収器で加温され第1熱媒循環路を通る熱
媒の熱、ならびに第2発生器で発生し第3発生器の前記
加熱器に移行したベーパーの持っている熱を第3発生器
の駆動熱源とし、 前記第3凝縮器および第3吸収器のうち少なくとも一方
と第2蒸発器との間を第2熱媒循環路で連結し、第2蒸
発器の加熱源とし、 前記第3蒸発器で発生したベーパーは機械的圧縮機で昇
圧して第3吸収器での凝縮を図る構成としたことを特徴
とする三重効用ヒートポンプ。1. A first absorption heat pump is constituted by a first generator and a first condenser using a refrigerant and an absorbent, respectively, and a second generator, a second condenser, a second evaporator, and a third evaporator. The absorber constitutes the second absorption heat pump, the third generator,
The third condenser, the third evaporator, and the third absorber constitute a third absorption heat pump, and the vapor generated in the first generator is passed through the first condenser in the second generator, and the condensed liquid To the second evaporator, the vapor generated in the second generator is passed through the second condenser in the third generator, the condensate is led to the second evaporator, and the external drive heat source is supplied to the first generator. As a driving heat source, a first heat medium circulation path that circulates between the second absorber and the third generator is configured, and heat of the heat medium that is heated by the second absorber and passes through the first heat medium circulation path. , And heat of the vapor generated in the second generator and transferred to the heater of the third generator as a driving heat source of the third generator, and at least one of the third condenser and the third absorber. And a second evaporator are connected by a second heat medium circulation path to serve as a heating source for the second evaporator, and the third evaporator is used. A triple-effect heat pump characterized in that the generated vapor is pressurized by a mechanical compressor to be condensed in the third absorber.
器、第3凝縮器の順で両者を通った後に第2蒸発器に至
る請求項1記載の三重効用ヒートポンプ。2. The triple effect heat pump according to claim 1, wherein in the second heat medium circulation path, the heat medium passes through both the third absorber and the third condenser in this order and then reaches the second evaporator.
器、第1凝縮器により第1吸収式ヒートポンプを構成
し、第2発生器、第2凝縮器、第2蒸発器、第3吸収器
により第2吸収式ヒートポンプを構成し、第3発生器、
第3凝縮器、第3蒸発器、第3吸収器により第3吸収式
ヒートポンプを構成するとともに、 第1発生器で発生したベーパーを第2発生器内の第1凝
縮器に通し、その凝縮液を第2蒸発器に導き、第2発生
器で発生したベーパーを第3発生器内の第2凝縮器に通
し、その凝縮液を第2蒸発器に導き、 外部駆動熱源を第1発生器の駆動熱源とし、第2吸収器
と第3発生器との間で循環する第1熱媒循環路を構成
し、前記第2吸収器で加温され第1熱媒循環路を通る熱
媒の熱、ならびに第2発生器で発生し第3発生器の前記
加熱器に移行したベーパーの持っている熱を第3発生器
の駆動熱源とし、 前記第3蒸発器と第2蒸発器との間を第3熱媒循環路で
連結し、第2蒸発器の加熱源とし、 前記第3蒸発器で発生したベーパーは機械的圧縮機で昇
圧して第3吸収器での凝縮を図る構成としたことを特徴
とする三重効用ヒートポンプ。3. A first absorption type heat pump is constituted by a first generator and a first condenser using a refrigerant and an absorbent, respectively, and a second generator, a second condenser, a second evaporator and a third condenser. The absorber constitutes the second absorption heat pump, the third generator,
The third condenser, the third evaporator, and the third absorber constitute a third absorption heat pump, and the vapor generated in the first generator is passed through the first condenser in the second generator, and the condensed liquid To the second evaporator, the vapor generated in the second generator is passed through the second condenser in the third generator, the condensate is led to the second evaporator, and the external drive heat source is supplied to the first generator. As a driving heat source, a first heat medium circulation path that circulates between the second absorber and the third generator is configured, and heat of the heat medium that is heated by the second absorber and passes through the first heat medium circulation path. , And the heat of the vapor generated in the second generator and transferred to the heater of the third generator is used as the driving heat source of the third generator, and the space between the third evaporator and the second evaporator is A third heat medium circulation path is connected to serve as a heating source for the second evaporator, and the vapor generated in the third evaporator is boosted by a mechanical compressor. The triple effect heat pump is characterized in that it is configured to condense in the third absorber.
循環路で連結した請求項3記載の三重効用ヒートポン
プ。4. The triple-effect heat pump according to claim 3, wherein the third absorber and the third condenser are connected by a fourth heat medium circulation path.
器、第1凝縮器により第1吸収式ヒートポンプを構成
し、第2発生器、第2凝縮器、第2蒸発器、第3吸収器
により第2吸収式ヒートポンプを構成し、第3発生器、
第3凝縮器、第3蒸発器、第3吸収器により第3吸収式
ヒートポンプを構成するとともに、 第1発生器で発生したベーパーを第2発生器内の第1凝
縮器に通し、その凝縮液を第2蒸発器に導き、第2発生
器で発生したベーパーを第3発生器内の第2凝縮器に通
し、その凝縮液を第2蒸発器に導き、 外部駆動熱源を第1発生器の駆動熱源とし、第2吸収器
と第3発生器との間で循環する第1熱媒循環路を構成
し、前記第2吸収器で加温され第1熱媒循環路を通る熱
媒の熱、ならびに第2発生器で発生し第3発生器の前記
加熱器に移行したベーパーの持っている熱を第3発生器
の駆動熱源とし、 前記第3吸収器と第3凝縮器との間を第4熱媒循環路で
連結し、前記第2蒸発器の加熱源は第5熱導路を通し
て、第3蒸発器の加熱源は第6熱導路を通してそれぞれ
入熱し、これら第5熱導路および第6熱導路は前記第4
熱媒循環路とは独立しており、 前記第3蒸発器で発生したベーパーは機械的圧縮機で昇
圧して第3吸収器での凝縮を図る構成としたことを特徴
とする三重効用ヒートポンプ。5. A first absorption heat pump is constituted by a first generator and a first condenser using a refrigerant and an absorbent, respectively, and a second generator, a second condenser, a second evaporator, and a third evaporator. The absorber constitutes the second absorption heat pump, the third generator,
The third condenser, the third evaporator, and the third absorber constitute a third absorption heat pump, and the vapor generated in the first generator is passed through the first condenser in the second generator, and the condensed liquid To the second evaporator, the vapor generated in the second generator is passed through the second condenser in the third generator, the condensate is led to the second evaporator, and the external drive heat source is supplied to the first generator. As a driving heat source, a first heat medium circulation path that circulates between the second absorber and the third generator is configured, and heat of the heat medium that is heated by the second absorber and passes through the first heat medium circulation path. , And the heat of the vapor generated in the second generator and transferred to the heater of the third generator is used as the driving heat source of the third generator, and the heat between the third absorber and the third condenser is The heat source of the second evaporator is connected to the fifth heat conducting path, and the heat source of the third evaporator is connected to the sixth heat conducting path. And by heating incoming respectively, these fifth Netsushirubero and sixth Netsushirubero the fourth
A triple-effect heat pump, which is independent of the heat medium circulation path, and is configured such that vapor generated in the third evaporator is pressurized by a mechanical compressor to be condensed in the third absorber.
収剤はTFE−E181であり、第3効用における冷媒
と吸収剤は水−アンモニアまたはR134a−E181
である請求項1、3または5記載の三重効用ヒートポン
プ。6. The refrigerant and the absorbent in the first effect and the second effect are TFE-E181, and the refrigerant and the absorbent in the third effect are water-ammonia or R134a-E181.
The triple effect heat pump according to claim 1, 3 or 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28411492A JPH06137703A (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Tripple effect heat pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28411492A JPH06137703A (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Tripple effect heat pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06137703A true JPH06137703A (en) | 1994-05-20 |
Family
ID=17674374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28411492A Pending JPH06137703A (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Tripple effect heat pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06137703A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006266633A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd | Cooling and heating operation method by absorption heat pump, and absorption heat pump |
CN109059353A (en) * | 2018-07-31 | 2018-12-21 | 北京华源泰盟节能设备有限公司 | A kind of residual neat recovering system and waste heat reclaiming process based on absorption heat pump |
-
1992
- 1992-10-22 JP JP28411492A patent/JPH06137703A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006266633A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd | Cooling and heating operation method by absorption heat pump, and absorption heat pump |
CN109059353A (en) * | 2018-07-31 | 2018-12-21 | 北京华源泰盟节能设备有限公司 | A kind of residual neat recovering system and waste heat reclaiming process based on absorption heat pump |
CN109059353B (en) * | 2018-07-31 | 2021-01-26 | 北京华源泰盟节能设备有限公司 | Waste heat recovery system and waste heat recovery process based on absorption heat pump |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3483710A (en) | Cascade absorption refrigeration system | |
US5367884A (en) | Generator-absorber-heat exchange heat transfer apparatus and method and use thereof in a heat pump | |
CN1766462B (en) | Ammonia absorption type refrigerating apparatus utilizing waste heat of exhaust | |
JPH01137170A (en) | Method and device for absorbing heat | |
US4921515A (en) | Advanced regenerative absorption refrigeration cycles | |
US5205136A (en) | Triple-effect absorption refrigeration system with double-condenser coupling | |
US5579652A (en) | Generator-absorber-heat exchange heat transfer apparatus and method and use thereof in a heat pump | |
US5941094A (en) | Triple-effect absorption refrigeration system having a combustion chamber cooled with a sub-ambient pressure solution stream | |
US5782097A (en) | Generator-absorber-heat exchange heat transfer apparatus and method and use thereof in a heat pump | |
JP3290464B2 (en) | Combined refrigeration equipment | |
JPH06137703A (en) | Tripple effect heat pump | |
US5570584A (en) | Generator-Absorber heat exchange transfer apparatus and method using an intermediate liquor | |
US3175371A (en) | Refrigeration process and apparatus for the same | |
JPS6187908A (en) | Combined device of power generation, refrigeration, and heat pump cycle | |
JPS6045328B2 (en) | heating device | |
JPH05272837A (en) | Compression absorption composite heat pump | |
US5212961A (en) | Dual cycle water chiller | |
US5216891A (en) | Solution flows in direct expansion lithium bromide air conditioner/heater | |
CN1414326A (en) | Multistage absorption type refrigerating apparatus | |
JPH05256535A (en) | Sorption heat pump system | |
JP4100462B2 (en) | Heat utilization system | |
JP2004301345A (en) | Ammonia absorption refrigerator | |
JPS6222059B2 (en) | ||
JPH05280825A (en) | Absorption heat pump | |
JP2000046435A (en) | Absorption refrigerating machine |