JPH06201218A - 高温出力型大昇温幅ハイブリッドヒートポンプ - Google Patents
高温出力型大昇温幅ハイブリッドヒートポンプInfo
- Publication number
- JPH06201218A JPH06201218A JP34922692A JP34922692A JPH06201218A JP H06201218 A JPH06201218 A JP H06201218A JP 34922692 A JP34922692 A JP 34922692A JP 34922692 A JP34922692 A JP 34922692A JP H06201218 A JPH06201218 A JP H06201218A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat pump
- heat
- pump
- high temperature
- main compressor
- 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.)
- Withdrawn
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ハイブリッド型ヒートポンプの出力温度を大
幅に上昇させるとともに、大きな昇温幅でのヒートアッ
プを高い成績係数で実現し得る高温出力型大昇温幅ハイ
ブリッドヒートポンプを提供する。 【構成】 アンモニア水のような非共沸混合冷媒を用
い、再生器１、吸収器２、主圧縮機３及びポンプ４によ
って構成される圧縮型ヒートポンプＢに、低温排熱によ
る冷媒蒸気発生器１１、膨張タービン１２及び膨張ター
ビン１２に接続された圧縮機１３よりなる主圧縮機用の
過給機１４、膨張後の冷媒を液化させる凝縮器１５によ
り構成される動力回収系Ｃを付加した。
幅に上昇させるとともに、大きな昇温幅でのヒートアッ
プを高い成績係数で実現し得る高温出力型大昇温幅ハイ
ブリッドヒートポンプを提供する。 【構成】 アンモニア水のような非共沸混合冷媒を用
い、再生器１、吸収器２、主圧縮機３及びポンプ４によ
って構成される圧縮型ヒートポンプＢに、低温排熱によ
る冷媒蒸気発生器１１、膨張タービン１２及び膨張ター
ビン１２に接続された圧縮機１３よりなる主圧縮機用の
過給機１４、膨張後の冷媒を液化させる凝縮器１５によ
り構成される動力回収系Ｃを付加した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アンモニアと水との非
共沸混合媒体を用い、しかも圧縮型ヒートポンプと吸収
型ヒートポンプを組み合せた所謂ハイブリッドヒートポ
ンプに関する。
共沸混合媒体を用い、しかも圧縮型ヒートポンプと吸収
型ヒートポンプを組み合せた所謂ハイブリッドヒートポ
ンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】欧米を中心に空調用、或いは産業用とし
てアンモニアと水の非共沸混合媒体を用い、かつ圧縮型
ヒートポンプと吸収型ヒートポンプを組み合せた所謂ハ
イブリッドヒートポンプの研究開発が進められている。
てアンモニアと水の非共沸混合媒体を用い、かつ圧縮型
ヒートポンプと吸収型ヒートポンプを組み合せた所謂ハ
イブリッドヒートポンプの研究開発が進められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの出力
温度は、最高でも１００℃程度であり、成績係数 (ＣＯ
Ｐ) も充分高いものとなっていない。本発明は、かかる
従来の問題を克服するためになされたものであり、その
目的は、ハイブリッド型ヒートポンプの出力温度を大幅
に上昇させるとともに、大きな昇温幅でのヒートアップ
を高い成績係数で実現し得る高温出力型大昇温幅ハイブ
リッドヒートポンプを提供することにある。
温度は、最高でも１００℃程度であり、成績係数 (ＣＯ
Ｐ) も充分高いものとなっていない。本発明は、かかる
従来の問題を克服するためになされたものであり、その
目的は、ハイブリッド型ヒートポンプの出力温度を大幅
に上昇させるとともに、大きな昇温幅でのヒートアップ
を高い成績係数で実現し得る高温出力型大昇温幅ハイブ
リッドヒートポンプを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の高温
出力型大昇温幅ハイブリッドヒートポンプは、アンモニ
ア水のような非共沸混合冷媒を用い、再生器、吸収器、
主圧縮機およびポンプによって構成される圧縮型ヒート
ポンプに、低温排熱による冷媒蒸気発生器、膨張タービ
ンおよび該膨張タービンに接続された圧縮機よりなる主
圧縮機用の過給機、膨張後の冷媒を液化させる凝縮器に
より構成される動力回収系を付加したことを特徴とす
る。
出力型大昇温幅ハイブリッドヒートポンプは、アンモニ
ア水のような非共沸混合冷媒を用い、再生器、吸収器、
主圧縮機およびポンプによって構成される圧縮型ヒート
ポンプに、低温排熱による冷媒蒸気発生器、膨張タービ
ンおよび該膨張タービンに接続された圧縮機よりなる主
圧縮機用の過給機、膨張後の冷媒を液化させる凝縮器に
より構成される動力回収系を付加したことを特徴とす
る。
【０００５】上記のヒートポンプは、低温排熱をヒート
ポンプの熱源とするのと同時に、動力回収系の高温側熱
源としても利用して冷媒蒸気を発生させ、これを過給機
のタービンにて膨張させて軸出力を生ぜしめ、タービン
に接続された圧縮機を駆動することにより、ヒートポン
プの主圧縮機に吸い込む冷媒蒸気を予圧縮するため、主
圧縮機駆動動力が削減でき、従来に比べて高温の熱出力
を行う場合でも高い成績係数で作動することが可能とな
る。また、非共沸混合冷媒を用いることにより、熱源の
温度差を大きくとることができるため系内により多くの
熱をとりこむことが可能となり優れた熱回収効果が得ら
れる。
ポンプの熱源とするのと同時に、動力回収系の高温側熱
源としても利用して冷媒蒸気を発生させ、これを過給機
のタービンにて膨張させて軸出力を生ぜしめ、タービン
に接続された圧縮機を駆動することにより、ヒートポン
プの主圧縮機に吸い込む冷媒蒸気を予圧縮するため、主
圧縮機駆動動力が削減でき、従来に比べて高温の熱出力
を行う場合でも高い成績係数で作動することが可能とな
る。また、非共沸混合冷媒を用いることにより、熱源の
温度差を大きくとることができるため系内により多くの
熱をとりこむことが可能となり優れた熱回収効果が得ら
れる。
【０００６】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図１において、Ａは高温出力型大昇温幅ハイブリッ
ドヒートポンプであり、このハイブリッドヒートポンプ
Ａは、圧縮型ヒートポンプＢと吸収型の動力回収系Ｃか
ら構成されている。
る。図１において、Ａは高温出力型大昇温幅ハイブリッ
ドヒートポンプであり、このハイブリッドヒートポンプ
Ａは、圧縮型ヒートポンプＢと吸収型の動力回収系Ｃか
ら構成されている。
【０００７】圧縮型ヒートポンプＢは、再生器１、吸収
器２、主圧縮機３、ポンプ４、膨張弁５及び溶液熱交換
器６から構成されており、熱媒体としてアンモニアと水
の混合物である非共沸混合媒体を用いている。なお、７
は主圧縮機駆動用モーターである。この圧縮型ヒートポ
ンプＢは、再生器１によって工場地帯に多重に捨てられ
ている８０℃前後の温排水Ｌ1 の保有している低温排熱
を回収し、発生したアンモニア蒸気を主圧縮機３にて圧
縮して高温高圧化した後、吸収器２に搬入させる一方、
ポンプ４によって再生器１内のアンモニア成分のプアな
非共沸混合媒体をポンプアップして吸収器２に供給し、
吸収器２内においてアンモニア成分のプアな非共沸混合
媒体に高温高圧のアンモニアガスを吸収させ、その時の
吸収熱により熱利用側の熱媒Ｌ2 を１５０℃程度に加熱
できるようになっている。アンモニアガスを吸収してア
ンモニア成分のリッチになった非共沸混合媒体は溶液熱
交換器６にてアンモニア成分のプアな非共沸混合媒体と
熱交換を行った後、膨張弁５通過時に減圧され、再生器
１に戻されるようになっている。
器２、主圧縮機３、ポンプ４、膨張弁５及び溶液熱交換
器６から構成されており、熱媒体としてアンモニアと水
の混合物である非共沸混合媒体を用いている。なお、７
は主圧縮機駆動用モーターである。この圧縮型ヒートポ
ンプＢは、再生器１によって工場地帯に多重に捨てられ
ている８０℃前後の温排水Ｌ1 の保有している低温排熱
を回収し、発生したアンモニア蒸気を主圧縮機３にて圧
縮して高温高圧化した後、吸収器２に搬入させる一方、
ポンプ４によって再生器１内のアンモニア成分のプアな
非共沸混合媒体をポンプアップして吸収器２に供給し、
吸収器２内においてアンモニア成分のプアな非共沸混合
媒体に高温高圧のアンモニアガスを吸収させ、その時の
吸収熱により熱利用側の熱媒Ｌ2 を１５０℃程度に加熱
できるようになっている。アンモニアガスを吸収してア
ンモニア成分のリッチになった非共沸混合媒体は溶液熱
交換器６にてアンモニア成分のプアな非共沸混合媒体と
熱交換を行った後、膨張弁５通過時に減圧され、再生器
１に戻されるようになっている。
【０００８】一方、動力回収系Ｃは、蒸気発生器１１、
膨張タービン１２と該膨張タービンに接続された圧縮機
１３よりなる主圧縮機用の過給機１４、膨張後のアンモ
ニアガスを液化させる凝縮器１５、ポンプ１６、膨張弁
１７及び溶液熱交換器１８とから構成されている。この
動力回収系Ｃも圧縮型ヒートポンプ系Ｂと同様にアンモ
ニアと水の混合物である非共沸混合媒体を熱媒体として
用いている。
膨張タービン１２と該膨張タービンに接続された圧縮機
１３よりなる主圧縮機用の過給機１４、膨張後のアンモ
ニアガスを液化させる凝縮器１５、ポンプ１６、膨張弁
１７及び溶液熱交換器１８とから構成されている。この
動力回収系Ｃも圧縮型ヒートポンプ系Ｂと同様にアンモ
ニアと水の混合物である非共沸混合媒体を熱媒体として
用いている。
【０００９】この動力回収系Ｃは、工場地帯に多量に捨
てられている８０℃前後の温排水Ｌ 1 を熱原に利用して
蒸気発生器１５にて蒸気、即ちアンモニア蒸気を発生さ
せ、このアンモニア蒸気を過給機１４の膨張タービン１
２にて膨張させて軸出力を生ぜしめ、このタービン１２
に接続された圧縮機１３を駆動することにより、ヒート
ポンプＢの主圧縮機３に吸い込むアンモニア蒸気を予圧
縮する。これにより、主圧縮機３の駆動動力を低減で
き、従来よりも高温の熱出力を行うにもかかわらず高い
成績係数 (ＣＯＰ) で作動可能となる。膨張後のアンモ
ニア蒸気は、凝縮器１５に導入される一方、蒸気発生器
１１内のアンモニア成分のプアなアンモニア水は膨張弁
１７にて減圧されて凝縮器１５内に導入され、アンモニ
ア蒸気を吸収する。アンモニア成分がリッチになった非
共沸混合媒体は、ポンプ１６によってポンプアップされ
たあと、溶液熱交換器１８を経て蒸気発生器１１に戻
る。
てられている８０℃前後の温排水Ｌ 1 を熱原に利用して
蒸気発生器１５にて蒸気、即ちアンモニア蒸気を発生さ
せ、このアンモニア蒸気を過給機１４の膨張タービン１
２にて膨張させて軸出力を生ぜしめ、このタービン１２
に接続された圧縮機１３を駆動することにより、ヒート
ポンプＢの主圧縮機３に吸い込むアンモニア蒸気を予圧
縮する。これにより、主圧縮機３の駆動動力を低減で
き、従来よりも高温の熱出力を行うにもかかわらず高い
成績係数 (ＣＯＰ) で作動可能となる。膨張後のアンモ
ニア蒸気は、凝縮器１５に導入される一方、蒸気発生器
１１内のアンモニア成分のプアなアンモニア水は膨張弁
１７にて減圧されて凝縮器１５内に導入され、アンモニ
ア蒸気を吸収する。アンモニア成分がリッチになった非
共沸混合媒体は、ポンプ１６によってポンプアップされ
たあと、溶液熱交換器１８を経て蒸気発生器１１に戻
る。
【００１０】図２は、本発明の他の実施例であり、動力
回収系Ｃの蒸気発生器１１がヒートポンプＢの熱交換器
６を兼用するようになっている。これにより動力回収系
ＣとヒートポンプＢとの間の熱交換が最適化する。その
他の構成は、前者と変わりがないので、説明を省略す
る。
回収系Ｃの蒸気発生器１１がヒートポンプＢの熱交換器
６を兼用するようになっている。これにより動力回収系
ＣとヒートポンプＢとの間の熱交換が最適化する。その
他の構成は、前者と変わりがないので、説明を省略す
る。
【００１１】
【発明の効果】上記のように、本発明は、低温排熱をヒ
ートポンプの熱源とするのと同時に、動力回収系の高温
側熱源としても利用して冷媒蒸気を発生させ、これを過
給機のタービンにて膨張させて軸出力を生ぜしめ、ター
ビンに接続された圧縮機を駆動することにより、ヒート
ポンプの主圧縮機に吸い込む冷媒蒸気を予圧縮するた
め、主圧縮機駆動力が削減でき、従来に比べて高温の熱
出力を行う場合でも高い成績係数で作動することが可能
となる。また、非共沸混合冷媒を用いることにより、熱
源の温度差を大きくとることができるため系内により多
くの熱をとりこむことが可能となり優れた熱回収効果が
得られる。また、本発明は上記の特性から、工場地帯で
多量に捨てられている８０℃前後の低温排熱を回収し、
これを１５０℃程度まで昇温させることができるため、
これを蒸気、あるいは温水として需要地である都市部へ
輸送し、冷暖房の熱源として使うことで余剰排熱を有効
に回収できるとともに、都市部での一次エネルギー消費
量を削減し、大気汚染およびヒートアイランド現象の緩
和に寄与できる。
ートポンプの熱源とするのと同時に、動力回収系の高温
側熱源としても利用して冷媒蒸気を発生させ、これを過
給機のタービンにて膨張させて軸出力を生ぜしめ、ター
ビンに接続された圧縮機を駆動することにより、ヒート
ポンプの主圧縮機に吸い込む冷媒蒸気を予圧縮するた
め、主圧縮機駆動力が削減でき、従来に比べて高温の熱
出力を行う場合でも高い成績係数で作動することが可能
となる。また、非共沸混合冷媒を用いることにより、熱
源の温度差を大きくとることができるため系内により多
くの熱をとりこむことが可能となり優れた熱回収効果が
得られる。また、本発明は上記の特性から、工場地帯で
多量に捨てられている８０℃前後の低温排熱を回収し、
これを１５０℃程度まで昇温させることができるため、
これを蒸気、あるいは温水として需要地である都市部へ
輸送し、冷暖房の熱源として使うことで余剰排熱を有効
に回収できるとともに、都市部での一次エネルギー消費
量を削減し、大気汚染およびヒートアイランド現象の緩
和に寄与できる。
【図１】本発明に係る高温出力型大昇温幅ハイブリッド
ヒートポンプの一実施例を示す概略図である。
ヒートポンプの一実施例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る高温出力型大昇温幅ハイブリッド
ヒートポンプの他の実施例を示す概略図である。
ヒートポンプの他の実施例を示す概略図である。
Ｂ 圧縮型ヒートポンプ Ｃ 動力回収系 １ 再生器 ２ 吸収器 ３ 主圧縮機 ４ ポンプ １１ 蒸気発生器 １２ 膨張タービ
ン １３ 圧縮機 １４ 過給機 １５ 凝縮器
ン １３ 圧縮機 １４ 過給機 １５ 凝縮器
Claims (1)
- 【請求項１】 アンモニア水のような非共沸混合冷媒を
用い、再生器、吸収器、主圧縮機およびポンプによって
構成される圧縮型ヒートポンプに、低温排熱による冷媒
蒸気発生器、膨張タービンおよび該膨張タービンに接続
された圧縮機よりなる主圧縮機用の過給機、膨張後の冷
媒を液化させる凝縮器により構成される動力回収系を付
加したことを特徴とする高温出力型大昇温幅ハイブリッ
ドヒートポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34922692A JPH06201218A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 高温出力型大昇温幅ハイブリッドヒートポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34922692A JPH06201218A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 高温出力型大昇温幅ハイブリッドヒートポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201218A true JPH06201218A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=18402335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34922692A Withdrawn JPH06201218A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 高温出力型大昇温幅ハイブリッドヒートポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06201218A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104534539A (zh) * | 2015-01-08 | 2015-04-22 | 清华大学 | 一种燃气蒸汽联合循环集中供热装置及供热方法 |
| JP2016531263A (ja) * | 2013-07-09 | 2016-10-06 | ベファーレン，ペトラス カロルス ファン | 熱回収及び改良方法及び当該方法における使用のためのコンプレッサ |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP34922692A patent/JPH06201218A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016531263A (ja) * | 2013-07-09 | 2016-10-06 | ベファーレン，ペトラス カロルス ファン | 熱回収及び改良方法及び当該方法における使用のためのコンプレッサ |
| CN104534539A (zh) * | 2015-01-08 | 2015-04-22 | 清华大学 | 一种燃气蒸汽联合循环集中供热装置及供热方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000307 |