JPH0621733B2 - 熱ポンプユニツトを駆動する方法及びこの方法の実施に適した熱ポンプユニツト - Google Patents

熱ポンプユニツトを駆動する方法及びこの方法の実施に適した熱ポンプユニツト

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JPH0621733B2
JPH0621733B2 JP61110962A JP11096286A JPH0621733B2 JP H0621733 B2 JPH0621733 B2 JP H0621733B2 JP 61110962 A JP61110962 A JP 61110962A JP 11096286 A JP11096286 A JP 11096286A JP H0621733 B2 JPH0621733 B2 JP H0621733B2
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MOOBIRU OIRU AG IN DOITSUCHURANDO
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/006—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the sorption type system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B49/04—Arrangement or mounting of control or safety devices for sorption type machines, plants or systems
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は熱ポンプユニットを駆動する方法及びこの方法
を実施するのに適した熱ポンプユニットに係り、さらに
詳しくは特許請求の範囲第１項の技術分野に記載の特徴
を有する熱ポンプユニットを駆動する方法及び特許請求
の範囲第７項の技術分野に記載の特徴を有し前記方法に
従って駆動することのできる熱ポンプユニットに関する
ものである。
吸収熱ポンプユニットの場合には、煮沸器（放出器）は
ガスバーナあるいはオイルバーナによって、あるいは電
気的な加熱棒によって加熱されて、溶剤から冷却剤蒸気
を放出させる。冷却剤蒸気はこの過程によって高圧及び
高温水準にされる。この冷却剤蒸気が煮沸器から凝縮器
へ流れ、そこで凝縮熱を放出して凝縮される。著しく冷
却され圧力を除かれた却冷剤は蒸発器内で周囲エネルギ
ーを吸収することができる。
蒸発器から出て来る冷却剤は吸収器内で、煮沸器から吸
引された冷却剤の乏しくなった溶剤内に吸収され、その
ときに生じる溶解熱及び混合熱が利用装置へ導かれる。
この場合に生じる濃厚な溶液が溶液ポンプによって吸収
器の低圧水準（大体蒸発器圧）から煮沸器の高圧水準に
される。
煮沸器の加熱がオフされると、煮沸器内の熱容量によっ
て一方では高圧部分と低圧部分との圧力差が補償され、
他方では煮沸器温度が沸騰点下に下がるまで、さらに冷
却剤蒸気が放出される。この場合に煮沸器内で駆動され
ている濃度成層が解体されて乏しい溶液の水準にされ
る。この過程を再び開始する場合に、加熱によって供給
されるエネルギーでまず煮沸器温度を沸騰状態にし、さ
らに必要な高圧水準にしなければならない。この過渡的
な始動工程の間に徐々に濃厚な溶液を供給することによ
って初めて定常的な駆動状態に必要な濃度成層が煮沸器
内に形成されることが可能となる。したがってこの種の
ユニットの運転を再び開始する場合には多大な始動時間
とエネルギーの損失が伴う。
〔発明の課題〕
本発明の課題は、熱ポンプユニットの運転を再び開始す
る場合のこの遅延とエネルギー損失を回避することであ
る。
〔課題を解決する手段〕
冒頭で述べた種類の方法の場合に、この課題は本発明に
よれば次のように、すなわちオフにするときにさらに煮
沸器と吸収器とを接続している流路を閉鎖すること、及
び煮沸器内の圧力が最大値を超えた場合に煮沸器内の圧
力が再び圧力の最大値以下に下がるまでの短い間、煮沸
器から吸収器に到る冷却剤の流路を開放することによっ
て解決される。
換言すれば、ユニットをオフにした後に高圧部分と低圧
部分との間で圧力補償が不可能であるように、ユニット
の高圧部分、（煮沸器、凝縮器）をユニットの低圧部
分、（蒸発器、吸収器）から分離するものである。煮沸
器はその熱容量のためにさらに冷却剤蒸気を放出するの
で、煮沸器内での過剰な圧力上昇を回避するためにさら
に煮沸器から吸収器への流路を短時間開放することが行
われ、その結果過剰な圧力はこの流路を介して減少され
る。しかしこの場合にこの流路が解放されるのは非常に
短い間なので、高圧部分の圧力は低圧部分の圧力まで低
下せず、単に境界の圧力最大値の下にある値まで低下す
るだけである。
この場合に、圧力の最大値が煮沸器の駆動圧と等しいか
あるいはそれ以上であると有利である。
流路は、最小値に達した場合にはいつでも再び閉鎖さ
れ、この場合の最小値は停止圧の上にあって、この停止
圧は煮沸器と吸収器との間の圧力補償が可能である場合
に設備の停止時に生じるものである。
以上説明した方法は、純粋な吸収熱ポンプ駆動で駆動さ
れるユニットのみに使用されるのではなく、ボイラ駆動
で駆動される、従って冷却剤が煮沸器から凝縮器と蒸発
器を迂回して直接吸収器に供給される装置でも使用され
る。この場合にも遮断後に高圧部分と低圧部分との間の
圧力補償が阻止されるので、駆動を再び開始するときに
少なくともほとんで駆動状態に相当する煮沸器の状態か
ら出発することができる。この場合にユニットが停止さ
れる前にボイラ駆動で駆動されていたかあるいは熱ポン
プ駆動で駆動されていたかは重要ではない。
熱ポンプ駆動の場合に、オフにするときに煮沸器と凝縮
器との間及び蒸発器と吸収器との間で冷却剤の流路を閉
鎖する場合、並びに煮沸器内で最大圧力を超えたときに
煮沸器と凝縮器との間でのみ流路を短い間開放し、蒸発
器と吸収器との間の流路は閉鎖したままにする場合に好
都合である。
煮沸器内の圧力が最大圧を超えると、冷却剤が凝縮器内
に達することができるので、煮沸器内の圧力を減少させ
ることができる。それにもかかわらずこの方法では低圧
部分はさらに完全に高圧部分から分離されている。
さらにユニットをオンにするときにまず吸収器へ到る溶
剤の流路と煮沸器へ到る濃厚な溶液の流路を開放し、煮
沸器の加熱によって煮沸器内で少なくともほぼ駆動圧及
び／あるいは駆動温度に達したときに初めて煮沸器から
吸収器への冷却剤の流路を開放する場合に、有利である
ことが明らかにされている。このようにして定常的な駆
動状態が特に迅速に達成される。
〔発明の他の課題〕
本発明の課題はさらに、技術分野に属する熱ポンプユニ
ットを、前述の方法の記載に対応して駆動することがで
きるように形成することである。
〔他の課題を解決する手段〕
この課題は冒頭で述べた種類の熱ポンプユニットの場合
に、本発明によれば次のように、すなわち煮沸器と吸収
器との間の流路に閉鎖機構を設け、この閉鎖機構は煮沸
器の加熱をオフにするのと同時に連続的に閉鎖可能であ
ることによって解決される。
ボイラ駆動のユニットを駆動する場合には、煮沸器から
直接吸収器へ到るバイパス導管を設けることができ、こ
のバイパス導管内に煮沸器の加熱をオフにするのと同時
に閉鎖することのできる他の閉鎖機構が設けられてい
る。
熱駆動で駆動されるユニットの場合には、煮沸器と凝縮
器との間の冷却剤の流路に閉鎖機構を設けること、及び
蒸発器と吸収器との間に煮沸器の加熱をオフにするのと
同時に連続的に閉鎖可能な第２の閉鎖機構を設けること
ができる。
他の実施例の場合には、冷却剤の流路内の閉鎖機構は圧
力調整弁の上流と凝縮器の下流にも設けることができる
が、この場合には第２の閉鎖機構は不要である。
好ましくは、煮沸器からの吸収器へ到る冷却剤の流路内
の閉鎖手段は超過圧弁であって、この超過圧弁によって
煮沸器内の圧力は所定の最大値を超えないことが保証さ
れるが、しかしこの超過圧弁は他方では煮沸器内の圧力
が予め定められた最小値以下に下がらないように配慮す
るものである。
バイパス導管内の閉鎖機構が流れがない状態では開放さ
れていると特に有利である。それによって流れが中断さ
れた場合あるいはユニットが予期せずにオフにされるよ
うな他の種類の障害の場合に、煮沸器内に超過圧が生じ
ることのないことが保証される。
〔実施例〕
次に示す本発明の好ましい実施例を用いて図面との関連
において本発明を詳細に説明する。
放出器あるいは煮沸器１は、たとえばガスバーナあるい
はオイルバーナなどの加熱器２によって加熱される。煮
沸器１内には、溶剤とその中に溶解されている冷却剤と
からなる混合液が入っている。加熱することによって煮
沸器内で冷却剤が蒸気化され、これが冷却剤導管３を介
してまず精留器４内に達し、そこから凝縮器５、アフタ
ークーラー６、圧力調整箇所７、蒸発器８を介して新た
にアフタークーラー６を通過して吸収器９へ達する。
煮沸器内に残留している冷却剤の少ない溶剤は、溶剤導
管１０と圧力調整箇所１１を介して同様に吸収体９へ導
かれる。
溶液ポンプ１３がその中に接続されている戻し導管１２
が吸収器９から精留器４を介して煮沸器１へ通じてい
る。
精留器４には凝縮された冷却剤のための還流管１５が設
けられている。
以上説明したユニットは、純粋な熱ポンプ駆動に適して
いる。このユニットをいわゆるボイラ駆動においても駆
動することができるようにするため、精留器４から流出
する冷却剤を直接吸収器へ導くことを可能にするバイパ
ス導管１６が設けられている。このバイパス導管中に圧
力調整箇所が接続されている。さらにボイラ駆動のため
に、溶剤導管１０中に圧力調整箇所１１に対して並列に
他の圧力調整箇所が接続されている。
このユニットの駆動に大切なのは個々の導管中に装入さ
れている閉鎖弁であって、冷却剤導管３内の精留器４と
凝縮器５との間でかつバイパス導管１６の分岐の下流に
ある閉鎖弁１９、アフタークーラー６と吸収器９との間
でバイパス導管１６の連通部の上流にある閉鎖弁２０、
溶剤導管１０内の圧力調整箇所１１と吸収器９との間に
ある閉鎖弁２１とバイパス導管１６内の圧力調整箇所17
と冷却剤導管３への連通部との間にある閉鎖弁21及び溶
剤導管内の圧力調整箇所１８と吸収器９との間にある閉
鎖弁２３である。
他の実施例の場合には２つの弁１９と２０の代わりに導
管３内の圧力調整弁７の上流でかつ凝縮器５の下流に弁
１９ａが１つだけ接続されている。これは図面では点線
で表示されている。
上述のユニットの駆動においては、公知の方法で加熱器
２によって溶剤から冷却剤の蒸気が放出される。この冷
却剤蒸気は熱ポンプ駆動においては、その中で溶剤から
別の分離が行われる精留器を通って凝縮器５に達し、こ
の凝縮器内で熱を放出して液化が行われる。冷却剤液の
圧力が除かれ、蒸発器８内で周囲から熱を吸収して再び
蒸発され、前記蒸発器８にはモータ駆動されるベンチレ
ータを図面に暗示する方法で対応させることができる。
蒸気化されたが少ない圧力のもとにある冷却剤が吸収器
中に達する。冷却剤の乏しくなった溶液（乏しい溶液）
が圧力調整箇所１１で圧力を除去された後に溶剤導管１
０を介してこの吸収器中に導入される。乏しい溶液と冷
却剤蒸気は吸収器内で混合熱及び溶解熱を放出して純化
され、このときに生じる濃厚な溶液はモータ駆動の溶液
ポンプ１３と精留器を介して再び煮沸器へ供給される。
ユニットを上述の熱ポンプ駆動ではなく、ボイラ駆動で
駆動する場合には冷却剤は必ずバイパス導管を通して吸
収器へ導かれ、この場合に圧力調整箇所１７で低い圧力
への圧力除去が行われる。この場合に乏しい溶液は圧力
調整箇所１１を介してではなく並列に接続されている圧
力調整箇所18を介して吸収器へ供給され、この場合に圧
力調整弁１８の圧力調整作用は圧力調整箇所１１の作用
よりも小さい。バイパス導管内の圧力調整弁１７と冷却
剤導管内の圧力調整弁１８の圧力調整作用は互いに調和
している。
閉鎖弁１９〜２３は次のように、すなわちユニットが熱
ポンプ駆動において駆動されるかあるいはボイラ駆動に
よって駆動されるかによって、熱ポンプ駆動の場合には
閉鎖弁１９，２０及び２１が開放され、閉鎖弁２２と２
３は閉鎖され、ボイラ駆動の場合には開放状態が逆にな
るように、制御することができる。
ユニットをオフにする場合には、まず加熱器２及び溶液
ポンプ１３と蒸発器ベンチレータのモータがオフにされ
る。さらに全ての閉鎖弁19〜23も閉鎖される。閉鎖弁の
閉鎖と溶液ポンプ１３の停止によってユニットの高圧部
分（煮沸器、精留器、凝縮器）が低圧部分（吸収器、蒸
発器）から分離されるので、オフにした後には高圧部分
と低圧部分との間の圧力補償はもはや不可能である。
加熱器２をオフにした後に煮沸器内ではその熱容量のた
めに所定の時間にわたってまだ冷却剤蒸気が放出される
ので、煮沸器内の圧力は通常の駆動圧を超えて上昇す
る。ここで生じる圧力を制限するために、閉鎖弁１９と
場合によっては閉鎖弁22も超過圧弁として形成され、こ
れらの超過圧弁は最大圧力を超えると開放し、最小圧力
に達すると再び閉鎖する。最大圧力は好ましくは定常駆
動において達成される駆動圧の上にあって、最小圧力は
その下にある。しかし最小圧力は、オフにされた後に高
圧部分と低圧部分とが互いに接続されている場合にはユ
ニット内に生じる圧力よりも大体において高い。このよ
うにして煮沸器が冷却された後に煮沸器内では常に最小
値と最大値との間の圧力が保たれていることが保証さ
れ、この場合にこの値は通常は駆動圧のわずかに下かな
いしはわずかに上になる。
閉鎖弁１９ないし２２が開放したときに流出する冷却剤
は、閉鎖弁１９が開放しているときには凝縮器へ達し、
閉鎖弁２２が開放しているときには吸収器へ達し、どち
らの場合にも冷却剤はそこに留まる。
駆動開始の場合には、ほぼ駆動状態に相当する煮沸器内
の状態から出発することができ、すなわち煮沸室内の圧
力値及び濃度成層も高圧部分と低圧部分とを分離するこ
とによって停止状態でも維持される。それに対応して駆
動開始は従来の方法の場合よりも本質的に早く行われ、
この場合にさらにエネルギーが節約される。
他のスピードアップは、駆動開始時にまず溶剤の循環の
みが駆動されることによって、すなわちまず閉鎖弁２１
及び／あるいは２３と溶液ポンプ１３が駆動され、閉鎖
弁１９，２０及び２２はまだ閉鎖されたままであること
によって達成される。最後に示した弁は煮沸器温度が達
成されたときに初めて開放される。
高圧部分を低圧部分から分離することによって、駆動を
再び開始する場合に停止前にユニットがボイラ駆動であ
ったかあるいは熱ポンプ駆動であったかは重要ではなく
なり、いずれの場合にも高圧部分の状態は分離すること
によって、再びオンにした場合にボイラ駆動あるいは熱
ポンプ駆動が大した遅延なしに再び開始できるように守
られる。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明に基づく方法の実施に適した熱ポンプユニ
ットの構造を概略的に示すブロック回路図である。 １……煮沸器、２……加熱器、３……冷却剤導管、４…
…精留器、５……凝縮器、６……アフタークーラー、７
……圧力調整弁、８……蒸発器、９……吸収器、１０…
…溶剤導管、１１……圧力調整箇所、１２……戻し導
管、１３……溶液ポンプ、１５……還流導管、１６……
バイパス導管、１７，１８……圧力調整箇所、１９〜２
３……閉鎖弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビンフリート ブシュルテ ドイツ連邦共和国，7106 ノイエンシュタ ット ア．カー．，ヘルツォーク−フリー ドリッヒーシュトラーセ 14 (72)発明者 ルツ マルドルフ ドイツ連邦共和国，7101 ハルトタウゼ ン，イム フォゲルザンク 19 (56)参考文献 特開 昭53−116550（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−207768（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−214761（ＪＰ，Ａ)

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】煮沸器内で溶剤内に冷却剤を溶かした溶液
    が加熱され、そのときに蒸発する冷却剤が熱ポンプ駆動
    の場合には凝縮器と圧力調整箇所と蒸発器とを介して、
    ないしはボイラ駆動の場合には直接に吸収器へ導かれ、
    この吸収器内では煮沸器から吸引された冷却剤の乏しく
    なった溶剤を用いて冷却剤が純化され、その場合に生じ
    る濃厚な溶液が再び煮沸器へ導かれ、かつユニットをオ
    フにするために煮沸器の加熱がオフにされる、吸収熱ポ
    ンプ及び／あるいはボイラ加熱器としての熱ポンプユニ
    ットを駆動する方法において、オフにする場合にさらに
    煮沸器と吸収器とを接続している流路を閉鎖すること、
    並びに煮沸器内で圧力の最大値を超えたら煮沸器から吸
    収器へ到る冷却剤の流路を、煮沸器内の圧力が再び圧力
    の最大値以上に下がるまでの短い間開放することを特徴
    とする熱ポンプユニットを駆動する方法。
  2. 【請求項２】圧力の最大値が煮沸器の駆動圧と同じかあ
    るいはそれより高いことを特徴とする特許請求の範囲第
    １項に記載の方法。
  3. 【請求項３】煮沸器から吸収器へ到る冷却剤の流路を、
    煮沸器内の圧力が最大圧力の下方にある最小圧力に達す
    るまでの間だけ開放することを特徴とする特許請求の範
    囲第１項あるいは第２項に記載の方法。
  4. 【請求項４】煮沸器と吸収器との間の圧力補償が可能で
    ある場合には、最小圧力がユニットの停止状態で生じる
    停止圧の上にあることを特徴とする特許請求の範囲第３
    項に記載の方法。
  5. 【請求項５】熱ポンプ駆動でオフにする場合に、冷却剤
    の流路を煮沸器と凝縮器との間及び蒸発器と吸収器との
    間で閉鎖すること、及び煮沸器内で最大圧力を超えたら
    煮沸器と凝縮器との間の領域のみで流路を短い間開放
    し、蒸発器と吸収器との間の流路は閉鎖したままにする
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項のいず
    れか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】ユニットをオンにする場合に、まず吸収器
    へ到る溶剤の流路と煮沸器へ到る濃厚な溶液の流路のみ
    を開放すること、及び煮沸器内で煮沸器の加熱によって
    少なくともほぼ駆動温度及び／あるいは駆動圧力が達成
    されたときに初めて煮沸器から吸収器へ到る冷却剤の流
    路を開放することを特徴とする特許請求の範囲第１項〜
    第５項のいずれか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】加熱される煮沸器と、煮沸器から凝縮器と
    圧力調整弁と蒸発器とを介して吸収器へ到る冷却剤の流
    路と、吸収器へ到る冷却剤の乏しくなった溶剤の流路
    と、吸収器から煮沸器へ到る還流路とを備えた特許請求
    の範囲第１項〜第６項の方法に基づいて駆動可能な熱ポ
    ンプユニットにおいて、煮沸器（１）と吸収器（９）と
    の間の流路（冷却剤導管３、溶剤導管１０、還流導管１
    ２）内に閉鎖機構（閉鎖弁１９，１９ａ，２０，２１，
    ポンプ１３）が配置されており、これらが煮沸器の加熱
    器（２）がオフにされるのと同時に連続的に閉鎖可能で
    あることを特徴とする熱ポンプユニット。
  8. 【請求項８】ボイラ駆動においてユニットを駆動するた
    めに、煮沸器（１）から直接吸収器（９）へ導くバイパ
    ス導管（１６）が設けられており、このバイパス導管内
    に他の閉鎖機構（２２）が設けられ、これが煮沸器の加
    熱器（２）がオフにされるのと同時に閉鎖可能であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の熱ポンプ
    ユニット。
  9. 【請求項９】閉鎖機構（19ａ）が冷却剤の流路（冷却剤
    導管３）内の圧力調整弁（７）の上流でかつ凝縮器
    （５）の下流に配置されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第７項あるいは第８項に記載の熱ポンプユニッ
    ト。
  10. 【請求項１０】閉鎖機構（１９）が冷却剤の流路（冷却
    剤導管３）内の煮沸器（１）と凝縮器（５）との間に配
    置されていること、及び蒸発器（８）と吸収器（９）と
    の間に第２の閉鎖機構（２０）が配置されており、これ
    が煮沸器の加熱器（２）がオフにされるのと同時に連続
    的に閉鎖可能であることを特徴とする特許請求の範囲第
    ７項あるいは第８項に記載の熱ポンプユニット。
  11. 【請求項１１】煮沸器（１）から吸収器（９）へ到る冷
    却剤の流路内の閉鎖機構（19，19ａ，22）が超過圧弁で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第７，８，９ある
    いは１０項のいずれか１項に記載の熱ポンプユニット。
  12. 【請求項１２】バイパス導管（１６）内の閉鎖機構（２
    ２）が、流れのない状態においては開放されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第８項〜第１１項のいずれ
    か１項に記載の熱ポンプユニット。
JP61110962A 1985-05-22 1986-05-16 熱ポンプユニツトを駆動する方法及びこの方法の実施に適した熱ポンプユニツト Expired - Lifetime JPH0621733B2 (ja)

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DE3518276.8 1985-05-22

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JPS61272564A JPS61272564A (ja) 1986-12-02
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