JPS58208557A - 太陽熱利用吸収式ヒ−トポンプの制御方法 - 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するとともに
、蒸気あるいは燃料をも熱源とする吸収式ヒートポンプ
の制御方法に関する。

従来の太陽熱利用吸収式ヒートポンプにおいては、蒸発
器に熱源水を通ずるとともに、太陽熱が不足した場合に
主熱源を加熱源とする高温発生器および低温発生器とに
、それぞれ稀溶液を送り、それを加熱により濃縮して吸
収器に返送していた。

あるいは、蒸発器と太陽熱源発生器に熱源水を通すると
ともに、熱源水を加熱源とする太陽熱源発生器と太陽熱
が不足した場合に主熱源を力ロ熱源とする高温発生器お
よび低温発生器とに、それぞれ稀溶液を送り、それを加
熱によυ濃縮して吸収器１、・ に返送していた。。

この溶液の循環動作は次のいずれかの方法が用いられて
いるが、そｎぞれ欠点があった。すなわち、 （１）　　熱源水を蒸発器あるいは蒸発器と太陽熱源発
生器に通ずることにより太陽熱単独で、あるいは主熱源
と併用して必要な出力を出している状態で、常に太陽熱
源発生器と、高温発生器および低−発生器双方とに溶液
を循環させる。この溶液の循環において、高温発生器に
おける主熱源の加熱がなくなると、逆に主熱源の部分、
例えば燃焼筒の一度が大気まで急激に低下するので主熱
源を投入しない時に、高温発生器に溶液を循環させるこ
とはｆ６液の温度低下を招く恐れがあり得策ではない。

（２）　　熱源水を蒸発器あるいは蒸発器と太陽熱源発
生器に通ずることにニジ太陽熱単独でめるいは主熱源と
併用して必要な出力を出している状態で、主熱源を投入
しない時に１所定位置の浴液が所定の温度以下になった
ら、溶液の循ＪＩＪを止める。この溶液の循環では熱源
水が投入されているにもかかわらず浴液の循環がとまり
出力が出ない恐れがめる。また、こｎを回避した構成の
ものでも、低温発生器および高温発生器が太陽熱源発生
器↓りも尚い濃度、温度の浴液を令しており大きな出力
を出し得るのにもかかわらず溶液の循環が止−止り出力
が出ない恐れかある。

本発明は、太陽熱で加熱した低温水を最大限に利用する
とともに、補助熱源をも有効に利用することによって省
エネルギーを図るための太陽熱利用吸収式ヒートポンプ
の制御力法を提供することにおる。

本発明の特徴とするところは、太陽熱で加熱した熱源水
が供給されるＡ発器と、太陽熱が不足した場合に主熱源
を加熱源とする高温発生器および低温発生器とを備えた
吸収冷凍機において、補助熱源を投入した後、熱源水を
蒸発器に通じ、これによって必要な出カケ出している状
態で、低温発生器および高温発生器と吸収器との間で浴
液の循環による出力が侍ら７する時のみ、この硫液の循
環を行なうようにしたことにある。

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
＃ｆｒ、’を示すものである。ヒートポンプは、調節手
段１３を肩する主熱源１によって稀溶液を加熱して冷媒
蒸気（水蒸気）を発生する鍋温発生器２と、高温発生器
２で生成された水蒸気によって稀溶ｆＬ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ｐＡ源水曾４の熱源水によりｍ、溶液を発生する太
陽熱源発生器５と、熱源水を冷凍機に投入する循環ポン
プ６と、こｎら発生器２，３．５で生成さｎ７’（水蒸
気を温水管７を通る温水により冷却して液化し、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
ｌＯ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稀溶液を生成し、その際の吸収熱を
温水に４える吸収器１１と、吸収器１１で生成された稀
溶液を発生器２．３．５に送る溶液ポンプ１２と、吸収
器１１から発生器２，３．５へ送られる稀溶液と発生′
ａ２，３．５から吸収器１１へ員る濃溶液との間で熱の
伎受紫イエな“）熱交換器１３．１４と、蒸発器１１の
冷媒を・循環する冷媒ポンプ１５と、冷媒を吸収器に送
出するパ・１パス管１６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へ通ずる糸路と、管路９へ直接通ず
る糸路に切替える３力弁１７と、市扇元生器２、低温発
生器３と吸収器１１との削成の循環會制御する弁１８と
、太陽熱源発生器５と吸収器１１との浴液の循環を制御
する弁１９とから構成されている。２０は温水の川口温
度（ｆ−検出する検出器、２１は熱源水の入口温度を検
出する検出器、２２は太陽熱源発生器５からの出口湛匿
を検出する検出器、２３は蒸発器からの出口ＯＡ度を検
出する検出器、２４は太陽熱源発生器の温度を検出する
検出器、２５は熱交換器における護浴敲の温度を検出す
る検出器、２６は高温発生器２からの濃溶液の温度を検
出する検出器、２７は低温発生器３からの濃溶液の温度
を検出する検出器、２８は太陽熱源発生器５からの濃溶
液の温度を検出する検出器である。制御装置２９は、温
度検出器２１〜２４の検出１−号にもとづいて、温水温
度を所定の温度に制御するために主熱源１．循環ポンプ
６．３力升１７を制御１４１するとともに、温度検出器
２５〜２８の検出ｉＨ号にもとづいて、ポンプ１２．１
５と弁１８．１９とを市り御する。

第２図〜第５図は本発明の制＃動作を示す７０−チャー
トでおる。以下このフローチャートに従って説明する。

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１７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図は太陽熱で加熱された熱源水による加熱もしくは
加熱源１による加熱を選択する制御動作である。まず温
度検出器２１からの熱源水の温度Ｔ！Ｉを入力する。こ
の熱源水の温度Ｔ’ｔｔと基準温度Ｔｌ１ｓとを比較す
ることによシ、熱源水による力■熱が口Ｉｎかどうか判
定する。これによシ、低幌水による加熱が口」１１Ｌな
場合と不ロエ能な場合（Ａｌとを分ける。次に幌ｉ検出
器２０からの温水の温［：　Ｔ　２０を入力する。次に
この温Ｋ　Ｔ　ｔｏを要求−殿１”２ｏｂと比較するこ
とにより、加熱が必要かどうか判定する。こＨにより、
加熱が必要な４台と、不必要な場合（１））を分ける。

次に温水の温度Ｔｔｏｔ７′）ｉ定の（ｋＡ　Ｉ）ｌ　
ｉ’　２０　ｎ　と比較することにより、熱源水のみに
ょろり１熱が必要かどうか判定する。

これにより、熱源単独で加熱する場合（Ｂ）と、熱源水
と加熱源１で力０熱する。場合（Ｃ）とを分ける。

第３図は加熱源１で加熱する場合の制御動作である。ま
ず温水の温度Ｔ２８を入力し、これを要求温度Ｔ　ｔｏ
’　Ｌと比較することにより、加熱が必要かどうか判定
する。加熱が必要な場合には、加熱源１．０運転に合せ
て、ポンプ１２．１５を運転する。

この時、弁１９ｉ閉止し、弁１８を開放する。加熱が不
必要な場合には、温度検出器２６．２８からの濃溶液の
温度Ｔ　ｌａ　＋　Ｔ　ｔａをそれぞ扛所定の温度Ｔ□
ｓ＋Ｔ□８と比較して、濃溶液に出力があるかどうか判
定する。こｎにより、＃溶液の温度が所定の温度より商
い場合には°まだ出力があると判断して、ポンプ１２．
１５ｉ運転する。しかし、７３１１定の温度より低下し
た場合には、ポンプ１２゜１５を停止する。この時も弁
１９を閉止し、弁１８を開放する。

第４図は熱源水単独で加熱する場合の制（至）動作であ
る。第２図より加熱が必蓋であるので、循環ポンプ６を
運転する。この時、濃溶液の温度Ｔ！７を濃溶液の温度
Ｔ　Ｈ＋　Ｔ　２６とそれぞれ比較する。

太陽熱源発生器側の濃溶液の温度が、加熱源側の低温発
生器３、高温発生器２の１＃！浴液の温度よりも高い時
は、ポンプ１２，１５’ｅ運転するとともに、弁１９を
開放し、弁１８を閉じて、低温発生器３．高温発生器２
側の浴液の循環を停止する。

一方、太陽熱源発生器側の濃溶液の温度が、補助加熱源
側の低温発生器３．高温発生器２の濃溶液の温度よりも
低い時は、ポンプ１２．１５を運転するとともに、弁１
８．１９ｉ開放し、各発生器の溶液の循環を行なう。

第５図Ｖｉ熱源水と加熱源ｌとを併用して加熱に使用す
る場合である。第２図に示す７０−チャートより、循環
ポンプ６を運転する。まず、温水の温度Ｔ２０を人力す
る。この温度Ｉｌｌ、ｏを要求温度Ｉｌｌ、ｏＬ　　と
比較することにより、加熱が必要かどうか判定する。カ
ロ熱が必要な場合には、加熱源１ｉ運転し、不必要な場
合には運転しない。加熱が必要な場合には、ポンプ１２
．１５（（運転する。この時、濃溶液Ｏ温Ｗ　Ｔ　ｔ　
ｑ　ｋ　＠　ｌ＠　ｅ　（７）　ｍ　ｉｆ　Ｔ　ｓｓ　
。

’Ｉ’ｔｅとそれぞれ比較する。太陽熱源発生器側の濃
溶液の温度が、加熱源１側の低温発生器３、高温発生器
２のｆｌ！ｉよりも尚い時は、ポンプ１２゜１５を運転
するとともに弁１８．１９’ｉ開放する。

−力、太陽熱源発生器側の濃溶液のｍ度が、〃０熱源側
の低幌発生器３、高温発生器２の濃ｍ液の崗匿よりも低
い時は、ポンプ１２，１５を運転するとともに、弁１９
ｉ閉止し弁１８を開放する。加熱が不必要な場合には、
熱源水のみで運転しているので、第４図に示すフローチ
ャートと同じ制御動作を行なう。

第２図において加熱が不必要な場合には第３図に示した
加熱が不必要な場合と同じ制（２）を行なう。

以上述べた実施例では、溶液ポンプ１２と弁１８．１９
とによって発生器への浴数の循環を制御する例を示した
が、弁のかわシに浴液ポンプをａ数個設け、これを発停
することによって発生器への溶液の循環ヲするようにし
てもよい。また、冷凍出力の有無の検出のために浴液の
温度検出器２６．２７．２８によって、弁１８．１９を
開閉するような制御動作の例を示したが、この目的を　
　−達成するものであればこれに限定されない。また、
第２図〜第５図は、特に電子肘、Ｉ！愼で実行するフロ
ーチャートの形式で制御動作を説明したが、リレーシケ
ンスで夾現することも可能でらる。

第６図は、第２図〜第５図で説明した基準温度−＋’ｒ
ｔＯＨ＋　Ｔｙｏｈ　、　ＴＨａの関係を示す、、また
基準温度Ｔ、。ｓ　、　ＴＨｇ　ｌ’ｉ、それぞれの機
械固有のものでめるので、これに記すことはできない性
質のものである。また、ＩＩ４溶液の温度Ｔ７．とＴ２
．。

１゛、６との大小関係の判定は、単なる比較に限定され
るものではなく、温度点に、幅をもたせたり、予測推定
値を用いることもできる。したがって、龜閾検出器２６
，２７，２８０位置も、第１図に示す位置に限定さｉＬ
るものではない。

次に１．ｖＩ源水の偏展が中程度の場合には、弁１７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ｌによってこの気化熱をくみ上げるとと
もに、吸収熱と凝縮熱により温水を製造する。この場合
には、第２図〜第６因に示した制０［４Ｉ動作のフロー
チャートにおいて常に弁１９を閉止して太陽熱源発生器
５に関する制（財）動作を行なわないようにすればよい
。

以上述べたように本発明によれば、加熱源を投入しない
時に高温発生器１／１１溶液を循環させないので、不用
な温度低下金招くことが少ない。また、太陽熱源発生器
と吸収器の間の適切な溶液の循環によって、太１＠＃Ａ
ｔｍ効に利用できる。以上の結果から、余分の燃和）の
消費を抑制することができるものでるる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御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図ないし第５図は本発
明の制御装置の一例の制御動作を説明するフローチャー
ト、第６図は本発明の制御動作の説明図である。 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・・・循環ポンプ、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・・・浴液ポンプ、１３．１
４・・・熱交換器、１５・・・冷媒ポンプ、１６・・・
バイパス管、１７・・・３力弁、１８．１９・・・２方
弁、２０〜２８・・・温度検出器、２９・・・制御装置
。 代理人　弁理士　薄田利幸 ′ｆＪ　３　図 ′６　φ　図 Ｙ：Ｊｓ　　図 ’！’ｉ　　乙　図 Ｔｚ　ｔ　ｓ□

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、太陽熱で加熱し７’（熱源水が供給される蒸発器と
   、主熱源全加熱源とする尚編殆生潴および低温発生器と
   を備えた吸収ヒートポンプにおいて、主熱源を投入した
   後、熱源水を蒸発器に通じ、これによって必要な出力を
   出している状態で、低温発生器および鳥温発生器と吸収
   器との間で溶液の循環による出力が得られる時のみ、こ
   の溶液の循環を行なうようにしたことを％微とする太陽
   熱利用吸収式ヒートポンプの制（財）方法。 ２、溶液の循環を、Ｆｌｉ定位置の溶液温度が所定温度
   以上でるる時に溶液の循環を行なうようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の太陽ｐＩＡオＵ用
   吸収式ヒートポンプの制御力法。 ３、溶液の循環を、各発生器から吸収器へ戻るＩ＠液の
   温度が太陽熱源発生器から吸収器へ災る溶液の温ｌｆ工
   りも高い時に行なうようにしたことを特徴とする請求 陽熱利用吸収式ヒートポンプの制御方法。 ４、太陽熱で刃口熱した熱源水を加熱源とする太陽熱源
   発生器と、太陽熱が不足した場合に主熱源を加熱源とす
   る高温発生器および低温発生器とを備えた吸収ヒートポ
   ンプにおいて、主熱源を投入した後、熱源水を太陽熱源
   発生器と蒸発器に通じ、これによって必要な出力を出し
   ている状態で、低温発生器お工び尚温発生器と吸収器と
   の間で溶液の循環による出力が侍られる時のみ、この溶
   液の循ＪＪを行なうようにしたことを特徴とする太陽熱
   利用吸収式ヒートポンプの制御方法。 ５、溶液の循環を、助定位置の溶ａ温度が所定温度以上
   である時に溶液の循環を行なうようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第４項記載の太陽熱利用吸収式ヒー
   トポンプの制御方法。 ６、浴液の循環を、各発生器から吸収器へ戻る溶液の温
   度が太陽熱源発生器から吸収ＫＷへ戻る溶液の温度より
   も高い時に行なうようにしたこと全特徴とする特許請求
   の範囲第４項記載の太陽熱利用吸１区式ヒ・−トボンプ
   の制御方法。