JPH0678860B2 - 吸収ヒ−トポンプ式蓄熱装置 - Google Patents

吸収ヒ−トポンプ式蓄熱装置

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JPH0678860B2
JPH0678860B2 JP61159430A JP15943086A JPH0678860B2 JP H0678860 B2 JPH0678860 B2 JP H0678860B2 JP 61159430 A JP61159430 A JP 61159430A JP 15943086 A JP15943086 A JP 15943086A JP H0678860 B2 JPH0678860 B2 JP H0678860B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、吸収ヒートポンプを利用した蓄熱装置に関す
るものである。
従来の技術 従来の暖房等の昇温時と冷房時の降温時との兼用の蓄熱
装置として、水の蓄熱を利用する方式が知られている。
また最近氷蓄熱、リクッドアイス蓄熱などが開発されて
いる。
発明が解決しようとする問題点 上記のごとく、従来の昇温、降温兼用蓄熱装置は水の顕
熱を利用しているため、実用的には据付容量を極めて大
きくする必要があり、設備費等が増大する。また氷蓄
熱、リキッドアイス蓄熱は氷の潜熱を利用しているが、
昇温用蓄熱はできない。
本発明は、吸収ヒートポンプを利用した、非常に小型化
できる昇温、降温兼用蓄熱装置を提供しようとするもの
である。
問題点を解決するための手段 本発明の吸収ヒートポンプ式蓄熱装置は、外部の熱源と
熱交換した液体と真空条件下で熱交換する、再生兼吸収
室と凝縮兼蒸発室とを備えた吸収ヒートポンプの、前記
各室内の伝熱管と各外部熱源の熱交換器との間の熱伝達
用の液体の循環管路を切換弁を介して連通し、かつ上記
吸収ヒートポンプを、密閉構造にされるとともにその下
部が冷媒溶液貯槽部とされた本体と、この本体の上部空
間を2分割して前記再生兼吸収室と凝縮兼蒸発室とを形
成するとともにこれら両室を連通させる蒸気流通孔が形
成された隔壁と、前記凝縮兼蒸発室側に設けられた冷媒
貯槽部と、前記本体の冷媒溶液貯槽部に貯えられた冷媒
溶液を、再生兼吸収室内の伝熱管の上方部に散布するた
めの散布装置と、前記冷媒貯槽部に貯えられた冷媒を、
凝縮兼蒸発室内の伝熱管の上方部に散布するための散布
装置とから構成したことを特徴とするものである。
作用 上記の構成において、熱伝達用液体の循環管路の切換弁
を切換えることにより、吸収ヒートポンプで蓄熱し、昇
温用、降温用に放熱することができる。すなわち、冷
房、暖房等の負荷のない時間帯における熱源あるいは温
廃液等と熱交換して昇温した熱伝達用の液体を、吸収ヒ
ートポンプの再生兼吸収室内の伝熱管へ導いて、冷媒溶
液を加熱し、再生して蓄熱を行ない、凝縮兼蒸発室にお
いて再生兼吸収室からの冷媒蒸気を凝縮し、その際の熱
は管路内を循環する熱伝達用の液体により外部へ放散す
る。暖房等の昇温用に放熱する際は、凝縮兼蒸発室にお
いて外部熱源(低温熱源)で熱交換した、管路内を循環
する熱伝達用の液体により冷媒を加熱し、発生する蒸気
を再生兼吸収室へ導いて冷媒溶液に吸収させ、発生する
熱で管路内を循環する熱伝達用の液体を加熱し、昇温負
荷と熱交換させる。また冷房等の降温用に放熱する際
は、降温負荷で昇温した液体を、凝縮兼蒸発室において
冷媒の蒸発により吸熱して冷却し、降温負荷との間で循
環させ、蒸発した冷媒は再生兼吸収室で冷媒溶液に吸収
させ、発生する熱は管路を循環する熱伝達用の液体によ
り外部へ放熱する。
実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第1図に
おいて、1は吸収ヒートポンプであり、本体2は密閉構
造からなり、本体内下部は冷媒溶液貯槽3として冷媒溶
液4が貯えられ、冷媒溶液4の上部空間は立設した隔壁
5により2分割され、前記隔壁5には蒸気流通孔路が設
けられている。なお、前記冷媒溶液4の上部空間は、真
空ポンプ7により真空状態が保たれるようになってい
る。前記隔壁5による分割で形成された第1室(再生兼
吸収室)8および第2室(凝縮兼蒸発室)9のうち、第
1室8内の上部に、冷媒溶液4を散布する散布装置10を
設けて、冷媒溶液貯槽3の下部との間に、溶液ポンプ11
を介して冷媒溶液循環管路が形成されている。また第2
室9内の上部に、冷媒12を散布する散布装置13を設け、
かつ下部に冷媒貯槽14を設けて、前記散布装置13と冷媒
貯槽14との間に冷媒ポンプ15を介して冷媒循環管路が形
成されている。さらに前記第1室8内には、散布装置入
れと冷媒溶液よの液面との間に伝熱管16が配設されてい
る。この伝熱管16と、外部熱源と熱を受授する熱交換器
17との間に、循環ポンプ18および、外部負荷(L)への
供給ヘッダ19、戻りヘッダ20を介して、熱伝達用液体の
循環管路21が形成されている。また前記第2室9内に
は、散布装置13と冷媒貯槽14との間に伝熱管22が配設さ
れている。この伝熱管22と、外部熱源と熱の受授をする
熱交換器23との間に、循環ポンプ24を介して熱伝達用液
体の循環管路25が形成されている。さらに循環管路21の
循環ポンプ18のサクション側で、第1室8内の伝熱管16
との間に、循環ポンプ18側から順に切換弁26,27,28が配
設されている。そして循環管路21に、切換弁26を介して
外部負荷(L)からの熱伝達用の液体の戻り管路29が連
通され、切換弁27と戻りヘッダ20との間に連通管30が設
けられ、切換弁28と循環管路25の循環ポンプ24のサクシ
ョン側〔第2室9内の伝熱管22と熱交換器23との間〕に
配設された切換弁31との間に、連通管32が設けられてい
る。また循環管路21の、伝熱管16とヘッダ19との間に切
換弁33が配設され、かつ循環管路25の循環ポンプ24のデ
リベリ側に切換弁34が配設され、この切換弁33と切換弁
34との間に連通管35が設けられている。また循環管路25
には、前記伝熱管22と切換弁31の間に切換縁36が設けら
れて、この切換弁36と供給ヘッダ19との間に連通管37が
設けられ、かつ伝熱管22と切換弁34との間に切換弁38が
設けられて、戻りヘッダ20との間に連通管39が設けられ
ている。
40は熱交換器17で熱伝達用の液体と熱交換する外部熱源
であり、本実施例では、外部負荷(L)が冷暖房である
ため、圧縮式ヒートポンプを用いている。すなわち、圧
縮器41、熱交換器17で熱交換する凝縮器兼蒸発器42、蒸
発器兼凝縮器43、冷媒管路44、および四方弁45で構成さ
れている。
上記のごとく構成された蓄熱装置の動作について説明す
る。なお吸収ヒートポンプ1において冷媒−吸収剤系
は、水−臭化リチウム系が一般的であり、熱伝達用の液
体としては通常水が用いられる。外部負荷(L)は冷暖
房とする。
(i)蓄熱(第1図参照) 外部熱源40の圧縮ヒートポンプを、たとえば夜間電力を
利用して運転し、凝縮器兼蒸発器42で発生する熱で、熱
交換器17において熱伝達液体(以下水という)が加熱さ
れ、昇温された水は循環管路21内で循環されて、吸収ヒ
ートポンプ1の第1室(再生兼吸収室)8内の伝熱管16
で放熱する。そして前記第1室8内で、散布装置10によ
り冷媒溶液を散布して、前記伝熱管16によりその冷媒溶
液を加熱して、冷媒である水を蒸発させて濃縮するとと
もに、発生した水蒸気は隔壁5に設けられた蒸気流通孔
6を通って、第2室(凝縮兼蒸発室)9内に入り、伝熱
管22で冷却して凝縮する。一方伝熱管22内で熱伝達用の
液体が加熱され、循環管路25を通って、熱交換器23でそ
の熱を外部へ放散して冷却され、循環ポンプ24により伝
熱管22へ送られて、循環する。以上の一連の動作によ
り、吸収ヒートポンプ1において、冷媒溶液の濃縮が進
行して、蓄熱が行なわれる。
(ii)暖房(昇降負荷)(第2図参照) 暖房負荷において、たとえば基本負荷に対しては、外部
熱源40からのエネルギーにより、すなわち、凝縮器兼蒸
発器42での凝縮に伴う発熱により、熱交換器17で温水を
作成し、切換弁26を切換えて負荷へ循環して対応し、負
荷のピーク時にその増加分に対して、上記蓄熱装置で蓄
熱された熱エネルギーを次のように放出して対応するこ
とができる。すなわち、循環管路25内を循環する水を、
熱交換器23により外部熱源(たとえば廃熱)と熱交換し
て加熱すれば、吸収ヒートポンプ1の第2室(凝縮兼蒸
発室)9内の伝熱管22により、冷媒ポンプ15を経て散布
装置13から散布される冷媒が加熱されて蒸発を続け、蒸
気は隔壁5の蒸気流通孔6を通って第1室(再生兼吸収
室)8内へ入り、溶液ポンプ11を経て散布装置10から散
布されている冷媒溶液に吸収され、その際放出される蒸
気潜熱により伝熱管16内の水が加熱される。そして、伝
熱管16内で加熱された水を、循環管路21のうちの切換弁
27を切換えて、連通管30により戻りヘッダと接続し、さ
らに外部負荷(L)とで形成した管路を循環させて、外
部負荷(L)において熱を放出(暖房)する。
(iii)冷房(降温負荷)(第3図参照) 冷房負荷においても、暖房負荷の場合と同様に、基本負
荷に対しては外部熱源40からのエネルギーにより、すな
わち、四方弁45を切換えて凝縮器兼蒸発器42での蒸発に
伴う吸熱により、熱交換器17で冷水を作成し、循環して
対応し、負荷のピーク時にその増加分に対して、上記蓄
熱装置で蓄熱された熱エネルギーを次のように放出して
対応することができる。すなわち、切換弁36および38を
切換えて、吸収ヒートポンプ1の第2室(凝縮兼蒸発
室)9内の伝熱管22と連通管37,39と供給ヘッダ19と戻
りヘッダ20および外部負荷(L)との間に冷水循環系路
を形成する。また切換弁28,33おび31,34を切換えて、第
1室(再生兼吸収室)8内の伝熱管16と連通管32,35と
熱交換器23と循環ポンプ24との間に温水循環系路を形成
する。第2室9において、冷水循環系路により外部負荷
(L)からの戻り水を伝熱管22内に循環すると、冷媒ポ
ンプ15を経て散布装置13から散布される冷媒が吸熱して
蒸発を続ける。その吸熱により前記冷水循環系路内の送
り水が冷却されて、外部負荷(L)へ送られる。前記第
2室(凝縮兼蒸発室)9で蒸発した水蒸気は、隔壁5の
蒸気流通孔6を通って第1室(再生兼吸収室)8内へ入
り、溶液ポンプ11を経て散布装置10から散布されている
冷媒溶液に吸収され、その際放出される熱は伝熱管16に
連通された。前記温水循環系路を循環する水により伝達
されて、熱交換器23で外部へ放出される。
上記装置により吸収ヒートポンプ1を使用して蓄熱し、
簡単な切換弁の操作により、暖房(昇温負荷)および冷
房(降温負荷)の際利用できるが、上記装置では真空条
件下で、冷媒(水)蒸気の潜熱を利用するため、その潜
熱も大きく、装置全体を小型化できる。
次に、上記実施例の構成の蓄熱装置における、10Gcalの
蓄熱熱量を得るための諸条件は、第1表および第2表の
とおりであり、比較のため他の蓄熱装置の場合を第3表
に示す。
(a)蓄熱時(冷媒液再生時) (b)負荷時 (c)他の蓄熱装置 上記第2表から明らかなごとく、冷房、暖房用に用いる
蓄熱装置として、蓄熱熱量が10Gcalの場合、稀冷媒溶液
および冷媒の総容量は100〜130m3程度で十分であるが、
第3表に示すごとく、従来の蓄熱装置では、冷水、温水
の場合2000m3もの容量が必要であり、またリキッドアイ
スでも250〜400m3を必要とし、本発明にかかる蓄熱装置
は従来の装置に比べて非常に小型化できる。
発明の効果 本発明の吸収ヒートポンプ式蓄熱装置においては、真空
条件下で作動する吸収ヒートポンプの、再生兼吸収室内
および凝縮兼蒸発室内の各伝熱管と、外部熱源と熱交換
する熱交換器との間の熱伝達用の液体の循環管路を互に
切換弁を介して連通しているので、必要に応じて前記切
換弁を切換えることにより、蓄熱、昇温(暖房)用放
熱、降温(冷房)用放熱を容易に行なうことができ、し
かも利用できる冷媒の蒸発潜熱が大きく、装置全体を、
従来の装置に比べて非常に小型化することができる。さ
らに、吸収ヒートポンプを、その本体内上部を、蒸気流
通孔を設けた隔壁により、再生兼吸収室と凝縮兼蒸発室
とに分割するとともに、本体下部に設けられた冷媒溶液
貯槽部内の冷媒溶液を再生兼吸収室内に散布する散布装
置、および冷媒貯槽部内の冷媒を凝縮兼蒸発室内に散布
する散布装置を設けた構成としたので、例えば再生兼吸
収室と凝縮兼蒸発室とを別個に設けるようにした構造に
比べて、その構造および配管等の構成を、極めて簡単に
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の装置の一実施例の全体構成を示すとと
もに蓄熱時の使用態様を示す概略構成図、第2図は第1
図に示す装置の暖房時の使用態様を示す概略構成図、第
3図は第1図に示す装置の冷房時の使用態様を示す概略
構成図である。 1…吸収ヒートポンプ、3…冷媒溶液貯槽、5…隔壁、
6…蒸気流通孔、7…真空ポンプ、8…第1室(再生兼
吸収室)、9…第2室(凝縮兼蒸発室)、16,22…伝熱
管、17,23…熱交換器、18,24…循環ポンプ、21,25…循
環管路、26,27,28,31,33,34,36,38…切換弁、30,32,35,
37,39…連通管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外部の熱源と熱交換した液体と真空条件下
    で熱交換する、再生兼吸収室と凝縮兼蒸発室とを備えた
    吸収ヒートポンプの、前記各室内の伝熱管と各外部熱源
    の熱交換器との間の熱伝達用液体の循環管路を切換弁を
    介して連通し、かつ上記吸収ヒートポンプを、密閉構造
    にされるとともにその下部が冷媒溶液貯槽部とされた本
    体と、この本体の上部空間を2分割して前記再生兼吸収
    室と凝縮兼蒸発室とを形成するとともにこれら両室を連
    通させる蒸気流通孔が形成された隔壁と、前記凝縮兼蒸
    発室側に設けられた冷媒貯槽部と、前記本体の冷媒溶液
    貯槽部に貯えられた冷媒溶液を、再生兼吸収室内の伝熱
    管の上方部に散布するための散布装置と、前記冷媒貯槽
    部に貯えられた冷媒を、凝縮兼蒸発室内の伝熱管の上方
    部に散布するための散布装置とから構成したことを特徴
    とする吸収ヒートポンプ式蓄熱装置。
JP61159430A 1986-07-07 1986-07-07 吸収ヒ−トポンプ式蓄熱装置 Expired - Lifetime JPH0678860B2 (ja)

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