JPS58208556A - 太陽熱利用吸収式ヒ−トポンプの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽熱で加熱した熱源水を利用した太陽熱利用
吸収式ヒートポンプの制御装置に関する。

従来の太陽熱を利用した吸収式ヒートポンプにおいては
、熱源水を蒸発器に適して水蒸気を発生させ、これに伴
なう気化熱を発生器に加えた主熱源もしくは発生器に通
した熱源水によυくみ上げ、さらに溶液が前記の水蒸気
を吸収する際の吸収熱と、主熱源もしくは発生器に通し
た熱源水により発生させた水蒸気の凝縮熱により温水を
製造している。この温水温度を所定の値に維持するため
に、主熱源と熱源水の加熱量の制御を行なっている。

これらの熱源の投入によって温水温度が設定匝以上にな
った場合には、これらの熱源の投入を停止する。しかし
、この時点でも発生器等が有する熱媒体のもつ熱量によ
って、温水温度を即座に低下させないような高い温水製
造能力を依然として有している。

従来、主熱源の投入を停止した後は、所定位置の溶液温
度に応じて、例えば熱交換器を流れる溶液の温度が一定
値以下になるまで、溶液ポンプ。

冷媒ポンプを運転していた。このため、主熱源の投入を
停止した陵、直ちに溶液ポンプ、冷媒ボノグが停止した
場合には、温水製造能力が無くなるので、温水温度は直
ちに上昇する。このため、吸収式ヒートポンプがもって
いる有力な温水製造能力を活用していないと共に、主熱
源を余分に消費することになる。さらに、熱源水を投入
している場合には、前述のように溶液温度に応じて、溶
液ポンプ、冷媒ポンプを停止してしまうと、この熱量が
温水の製造に有効に生かされない。

本発明は、上述の事柄にもとづいてなされたもので、太
陽熱によって加熱された熱源水の熱量を有効に利用する
とともに、吸収式ヒートポンプに蓄積される温水製造能
力を有効に利用してエネルギーの余分な消費を防止する
こと全目的とするものである。

本発明の特徴とするところは、太陽熱で加熱さｌ　　　
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発生器に通した熱源水もしくは主熱源によシくみ上げる
吸収式ヒートポンプにおいて、主熱源の停止中にも所定
位置の溶液の温度に応じて浴液ボ／プ、冷媒ポンプを運
転するとともに１熱源水の投入中にも溶液ポンプ、冷媒
ポンプを運転する制御部を備えたことを特徴とするもの
である。

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の太陽熱利用吸収式ヒートポンプの系統
を示すものである。ヒートポンプは、調節手段ＩＡを有
する主熱源１によって稀溶液を加熱して冷媒蒸気（水蒸
気）を発生する高温発生器２と高温発生器２で生成され
た水蒸気によって稀溶液を加熱して水蒸気を発生する低
温発生器３と、太陽熱で加熱された発生器用熱源水管４
の熱源水によシ稀溶液を発生する太陽熱源発生器５と、
熱源水をヒートポンプに投入する循環ポンプ６と、これ
ら発生器２，３．５で生成された水蒸気を温水管７を通
る温水によシ冷却して液化しその際の凝縮熱を温水に与
える凝縮器８と、凝縮器８で液化した冷媒（水）を蒸発
させ、その際の気化熱を蒸発器用熱源水管９内を流れる
熱源水から奪う蒸発器１０と、蒸発器１０で蒸発した水
蒸気を発生器２，３．５から導入した濃溶液に吸収させ
て怖溢液を生成し、その際の吸収熱を幌水に与える。

吸収器１１と、吸収器１１で生成された４Ｉｌｉｉ溶液
を発生器２，３．５に送る溶液ボ／ブ１２と、吸収器１
１から発生器２，３．５へ送られる稀溶液と発生器２，
３．５から吸収器１１へ戻る濃溶液との間で熱の授受を
行なう熱交換器１３と、蒸発器ＩＯの冷媒を循環する冷
媒ポンプ１４と、冷媒を吸収器１１に送出するバイパス
管１５とから構成されている。さらに本発明の太陽熱利
用吸収式ヒートポンプでは、熱源水を管路４を経て管路
９へ曲する糸路と、管路９へ直接通ずる糸路に切替える
３方弁１６とを備えている。１７は、温水の出口温度を
検出する検出器、１８は熱源水の人口温度を検出する検
出＋ｉ７．１９は太陽熱源発生器５からの出口温度を検
出する検出器、２０は蒸発器１０からの出口温間？険出
する検出器、２１は太陽熱源発生器５の湛展を検出する
検出器、２２は熱交換器１３における濃溶液の温度を検
出する検出器である。制御装置２３は、検出器１７〜２
１からの侵出信号にもとづいて、温水温度全所定の温度
に制御するために主熱源１の調節手段ＩＡ。

循環ポンプ６および３方弁１６を制御するとともに、検
出器２２からの検出信号にもとづいて済液温度を所定の
温度に制御するために、溶液ポンプ１２、冷媒ポンプ１
４を制御する。

前述した制御装置ｔ２３の制御動作を第２図を用いて説
明する。この場合は、第１図において熱源水の温度が中
程度の場合には、弁１６によって熱源水全蒸発器１０の
みに通して水蒸気の発生を促進させ、主熱源１によって
この気化熱をくみ上げるとともに、吸収熱と凝縮熱とに
より温水を製造する吸収式ヒートポンプとして作用する
ものである。第２図は、加熱源１および循環ポンプ６を
オンオフ制御する場合の運転パターンを示すタイムチャ
ートである。オンオフ制御では、温水温度が下限値にな
った時に加熱源１をＯＮし、上限値になった時に加熱源
１をＯＦＦする。一方、太陽熱で加熱された熱源水が十
分な加熱能力をもっている時には、循環ポンプ６を運転
し熱源水蒸発器１０に通ずる。そして、第２図に示すタ
イムチャートに沿って、加熱源１および循環ポンプ６を
オンオフ制御するに際して、加熱源１あるいは熱源水管
９と温水管７との間には、第１図に示したように多量の
熱媒体が存在しているので、加熱源１を０ＦＦｔ、でも
、これらに高い温水製造能力が蓄積されている。従来は
、加熱源１をＯＦＦした後、所定位置の溶液の＃度に応
じて、例えば第１図に示したように熱交換器１３におけ
る溶液の温度が所定の温度以下になるまでポンプ１４，
１２ｔ−運転しているものである。この方法では、Ｂ点
で加熱源１’ｋＯＦＦした後、Ｃ点においてポンプ１４
゜１２を停止した場合には、熱源水を通じているにもか
かわらず、ヒートポンプの出力がなくなるので、温水温
度がＣ点からり３点へと急激に低下する。すなわち、ポ
ンプ１４．１２を停止したことによシ、ヒートポンプが
もっている有力な温水製造能力を活用できないのみなら
ず、太陽熱を有効に利用できない。

このような従来の方式の欠点を考慮して、本発明の制御
装置では、加熱源１を０ＦＦＬｋ彼、検出器２２で検出
される所定位置の溶液温度が所定の温度以下になるまで
ポンプ１４．１２を運転するとともに、循環ポンプ６を
運転して熱源水を蒸発器１０に通している時には、ポン
プ１４．１２を運転するようにしている。したがって、
太陽熱が出力に有効に生かされるので、温水温度はＣ点
からＤｔ点へと緩やかに低下する。特に、太陽熱が十分
得られて熱源水が十分な加熱能力をもっておシ負荷が小
さい場合には、熱源水の投入とポンプ１４．１２の運転
によって温水温度の上昇を抑制することができる。

第３図は本発明の制御装置の他の例の制御動作を説明す
る。この場合は、第１図において、熱源水の温度が高い
場合には、熱源水を蒸発器１０に通し太陽熱源発生器５
に通した熱源水もしくは主熱源１によってこの気化熱を
くみ上げるとともに、吸収熱と凝縮熱とを発生させるこ
とにより、温水を製造する。この場合は弁１６によって
熱源水を蒸発器１０と太陽熱源発生器５との両方に通す
。

第２図は加熱源ｌおよび循環ポンプ６をオンオフ制御す
る場合の運転パターンを示すタイムチャートである。熱
源水のｔｈＡ厩が高い場合には、オンオフ制御では、温
水温度が上限堕になった時に加熱源１をＯＦＦするが、
熱源水によってさらに温水温度が上昇する場合がある。

この場合には、温水温度が循環ポンプのＯＦＦ温度とＯ
Ｎ温度になったかどうかによって、循環ポンプをオンオ
フ制御する。従来は、加熱源１ｉ−ＯＦＦした後、所定
位置の溶液の温度が所定の温度以下になるまでポンプ１
４．１２ｉ運転しているものである。この方法では、Ｂ
点で加熱源１１＆：ＯＦＦした後、Ｃ点において循環ポ
ンプ６をＯＦＦし、Ｄ点において再びＯＮｔ、た後、Ｅ
点においてポンプ１４．１２ｉ停止した場合には、熱源
水を通じているにもかかわらずヒートポンプの出力がな
くなるので、温水温度が、Ｅ点からＦｉ点へと急激に低
下する。すなわち、ポンプ１４，１２が停止したことに
よシ、ヒートポンプがもっている有力な温水製造能力を
活用できないのみならず、太陽熱を有効に利用できない
。

このような従来の方式の欠点を考慮して、本発明の制御
装置では、加熱源１をＯＦＦした後、検出器２２で検出
される所定位置の溶液温度が所定の温度以下になるまで
ポンプ１４．１２を運転するとともに、循環ポンプを運
転して熱源水を蒸発器１０に通している時には、ポンプ
１４．１２を運転するよとにしている。したがって、太
陽熱が出力に有効に生かされるので、温水温度はＣ点か
らり、点へと緩やかに低下する。特に、太陽熱が十分得
られて熱源水が十分な加熱能力をもっておシ負荷が小さ
い場合には、熱源水の投入とポンプ１４．１２の運転に
よって温水温１度の上昇を抑制することができる。

なお、第２図、第３図に示した実施例では、熱源水を投
入している時にポンプ１４．１２を運転するようにした
ものであるが、太陽熱による加熱量は加熱源１による加
熱量に比べると少ないのが通例であり、太陽熱と負荷の
状況によっては、熱源水を投入したとしても、ポンプ１
４．１２金運転し続けると、溶液のＩＡＳ度が極めて低
下するので、次に加熱源１ＯＮする時間が従来よりも長
くなり、かえって余分の燃料を消費することになる。

この・ような状況に対処するために、本発明の他の実施
例では加熱源１をＯＦＦした後、所定位置の溶液温度が
所定の温度以下になるまでポンプ１４゜１２を運転する
とともに、熱源水を通ずることによって温水温度が上昇
している時には、ポンプ１４．１２をｉ１転するように
することもできる。

この方法によっても、熱源水が十分な能力を持っている
場合にはこれを有効に利用できるとともに、いたずらに
溶液の温度や＃度が低下することを防止し、温水温度が
低下して次に主熱源１をＯＮする時間が短くなるので、
燃料の消費が少なくなる。

上述の実施例はオンオフ制御の場合を例にとって説明し
たが一１比例制御する場合には、オンオフｉ１　　　　
　　　制御１加熱源１ある′／′″け循環Ｍ７プ６をＯ
Ｎする温度とＯＦＦする温度との温度幅を比例帯にすれ
ば、上述と同様に制御ａ４１することができる。また、
上述の説明では第２図および第３図に示すように温水温
度と加熱源１および循環ポンプ６とのＯＮ。

ＯＦＦの関係を決めた場合を例にとって説明したが、こ
の関係はどのように決めてもよい。なお、前述した制御
装置２３は電子回路あるいはマイクロコンピュータによ
って実現できるものである。

以上述べたように本発明によれば、太陽熱を最大限に温
水製造に利用できるので、補助熱源の消費を極力抑える
ことができ、大きな省エネルギー効果が得られるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一例を備えた太陽熱利用吸収式
ヒートポンプの系統図、第２図および第３図は本発明の
装置の一例の制御動作を説明するタイムチャートである
。 。１・・・主熱源、２・・・高温発生器、３・・・低温
発生器、４・・・発生器用熱源水管、５・・・太陽熱源
発生器、６・・・循甲ポンプ、７・・・温水管、８・・
・凝縮器、９・・・蒸発器用熱源水管、１０・・・蒸発
器、１１・・・吸収器、１２・・・溶液ポンプ、１３・
・・熱交換器、１４・・・冷媒ポンプ、１５・・・バイ
パス管、１６・・・３方弁、１７〜２２・・・温度検出
器、２３・・・制御装置。 Ｙ　１　口 ′￥：Ｊ　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、太陽熱で加熱された熱源水を蒸発器に通し、この熱
   量を太陽熱源発生器に通した熱源水もしくは主熱源によ
   υくみ上げる吸収式ヒートポンプにおいて、主熱源の停
   止中にも所定位置の溶液の温度に応じて溶液ポンプ、冷
   媒ポンプを運転するとともに、熱源水の投入中にも溶液
   ポンプ、冷媒ポンプを運転する制御部を備えたことｆ、
   特徴とする太陽熱利用吸収式ヒートポンプの制御装置。 ２、制御部は、溶液ポンプ、冷媒ポンプの運転や熱源水
   の投入によって温水温度が上昇中もしくは所定の温度ま
   で上昇中は溶液ポンプ、冷媒ポンプを運転することを特
   徴とする特許８青求の範囲第１項ｄｌル載の太陽熱利用
   吸収式ヒートポンプの制御装置。