JPS5841426B2 - 吸収式ヒ−トポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フロンなどを冷媒とする吸収式ヒートポンプ
である。

本明細書において、「ヒートポンプ」とは、低温熱源か
ら汲み上げた熱を高温部に与えるいわゆる狭義のヒート
ポンプサイクルを行なうシステムの他、低温部から熱を
奪ういわゆる冷凍サイクルを行なうシステムも含むもの
とする。

最近、省エネルギ的観点より外気等より熱を汲み上げる
吸収式ヒートポンプや、置市水の観点より空冷式吸収冷
凍機の研究が盛んである。

この吸収式ヒートポンプや空冷式吸収冷凍機の°場合は
ＣＯＰ及び安全性等の観点より、冷媒としてフロン系冷
媒を用いる方法が推奨されている。

たとえば冷媒としてフロン−２２を用い、吸収剤として
テトラエチレングリコール・ジメチルエーテル（以下Ｄ
ＭＥ−ＴＥＧと称す）が推奨されている。

このＤＭＥ−ＴＥＧ／Ｒ−２２吸収冷凍機も各所で研究
されているが、第１図の濃度−エンタルピー線図の如く
、希溶液側発生器入口のエンタルピー■は発生器圧力■
における希溶液濃度■に相当する飽和状態のエンタルピ
ー■よりも低ぐなっている。

その理由は、（１）熱交換器を大きくすると高価となる
。

（２）従来のリチウムブロマイド冷凍機では濃度中はあ
昔り大きくとっていない。

（３）吸収剤および冷媒の熱安定性の点より発生器内溶
液温度は高くしていない。

（４）井水等低温の冷却水で冷却するブライン冷却用吸
収冷凍機等では発生器内溶液温度が６０〜８０’Ｃ程度
でＣＯＰが最大となるとの研究結果があり、冷却流体温
度が高い場合もあ筐り発生器温度を高くしてもＣＯＰは
良くならないであろうと推測されているので、発生器溶
液温度は高くしていない。

等の理由と思われる。

しかし発明者らは、研究を重ね、ＤＭＥ−ＴＥＧ／フロ
ンー２２などの吸収剤、冷媒の溶液を用いた吸収冷凍機
は従来の結晶し易いリチウムブロマイド吸収冷凍機と異
なり濃度中を大きくとれること、及びまたＤＭＥ−ＴＥ
Ｇ／フロン−２２溶液は熱的に比較的安定なので発生器
内溶液温度を比較的高く選定できること、に着目し、こ
の研究の折に得られた知見に基づき、本発明がなされた
ものである。

本発明は、希溶液の発生器入口のエンタルピーを発生器
圧力の飽和状態における希溶液エンタルピーより犬とす
ることにより、従来の吸収式ヒートポンプＣＯＰが極め
て悪かったものを著しく改善し、ＣＯＰの良い吸収式ヒ
ートポンプを提供することを目的とするものである。

本発明は、発生器、溶液熱交換器、吸収器、凝縮器、膨
張装置、蒸発器及びこれらの機器を接続する溶液経路、
冷媒経路を備え、前記溶液経路は前記吸収器にて冷媒を
吸収した希溶液を前記発生器に導く希溶液経路と、前記
発生器にて濃縮された濃溶液を前記吸収器に導く濃溶液
経路とより成り、前記溶液熱交換器は前記希溶液と前記
濃溶液との間で熱交換を行なうようにした吸収式ヒート
ポンプにおいて、前記発生器入口における前記希溶液の
エンタルピーが、前記発生器圧力の飽和状態における希
溶液エンタルピーよりも大きくなる筐で、前記溶液経路
中の高温溶液と熱交換することができる容量を有する補
助溶液熱交換器を備えたことを特徴とする吸収式ヒート
ポンプである。

本発明を実施例につき図面を用いて説明すれば、第２図
に釦いて、発生器５内の希溶液は煙管６および炉筒γに
より加熱され、冷媒蒸気を発生し、吸収剤の濃度が高く
なり、（この状態の溶液を以下濃溶液と称す）発生器出
口ノズル８より補助熱交換器２０に流入する。

そしてここでチューブ内の希溶液を加熱して、濃溶液自
身は冷され、その後熱交換器９で更に冷され吸収器１０
に噴霧され、蒸発器１１より、冷媒蒸気を吸収する。

このとき発生する吸収熱は温水パイプ１２内の温水によ
り冷却される。

逆に温水は加熱される。冷媒を吸収した希溶液はポンプ
１３により、熱交換器９に送られ前述の如く濃溶液によ
り加熱され、その後更に補助熱交換器２０により加熱さ
れる。

この補助熱交換器２０内で希溶液は発生器５内圧力およ
び希溶液濃度に相当する飽和エンタルピーより大きいエ
ンタルピーとなるまで加熱される。

従って希溶液は一部フラッシュした状態となり発生器内
のヘッダ１４より複数の開口部１５より発生器機内に流
入する。

この流入希溶液にはフラッシュ蒸気を含んでいるので、
このフラッシュ蒸気の攪拌作用により煙管の溶液側伝熱
面の熱伝達率が向上せしめられる。

一方発生器５にて発生した蒸気は配管１６を通り、凝縮
器１７に送られ、冷却水チューブ１８により冷却されて
凝縮し、膨張装置１９により減圧されて、蒸発コイルに
送られ、外気により加熱されて、蒸発し、再び吸収器１
０に吸収される。

上記の実施例は、前述の如き構造となっているので下記
の如き優れた効果がある。

（１）第３図の濃度−エンタルピー線図において、発生
器５に流入する溶液のエンタルピーは発生器圧力の希溶
液濃度にむける飽和状態のエンタルピーより大きい状態
で流入してくるので補助熱交換器２０内昔たは発生器５
内でフラッシュガスが発生し、このフラッシュガス発生
により希溶液は最終的には多少濃縮され、状態の′とな
り発生器５の負荷は減少し、ＣＯＰが向上する。

（２）希溶液の発生器入口流入部は複数の開口部がチュ
ーブ方向で且つチューブ下方部に配置されているので、
フラッシュガスによる溶液攪拌効果により、発生器煙管
溶液側の熱伝達率を向上させ、しかも（チューブにフラ
ッシュガスを直接噴射させる上方向流入でないので）チ
ューブに悪影響を及ぼさない。

（３）筐た特許請求の範囲第２項の如き構成とすると熱
交換器が２個ある場合に比較して、二つの熱交換器を接
続する配管が不要となり、筐た熱交換器チューブ本数も
減少し、全体としてコンパクトな吸収式ヒートポンプと
することができる。

本発明により、ＣＯＰの高い吸収式ヒートポンプを提供
することができ、実用上極めて大なる効果を有するもの
である。

なあ・、本明細書にて「濃溶液」「希溶液」は、下記の
如く定義する。

「濃」「希」は、溶液の中の吸収剤の濃度を示す。

従って水／ＬｉＢｒ溶液系ではＬｉＢｒ溶液を多く含む
方が「濃」、フロン２２／ＤＭＥ−ＴＥＧ系ではＤＭＥ
−ＴＥＧを多く含む方が「濃」である。

「希溶液」は、吸収器において冷媒を吸収して、吸収剤
濃度が希くなった溶液であり、主発生器に至るまでの溶
液である。

「濃溶液」は、主発生器に釦いて冷媒を放出して、吸収
剤濃度が濃くなった溶液であり、吸収器に至る筐での溶
液である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のものの特性線図、第２図は本発明の実施
例のフロー図、第３図はその特性線図である。 ５・・・・・・発生器、６・・・・・・煙管、７・・・
・・・炉筒、８・・・・・・発生器出口ノズル、９・・
・・・・熱交換器、１０・・・・・・吸収器、１１・・
・・・・蒸発器、１２・・・・・・温水パイプ、１３・
・・・・・ポンプ、１４・・・・・・ヘッダ、１５・・
・・・・開口部、１６・・・・・配管、１７・・・・・
・凝縮器、１８・・・・・・冷却水チューブ、１９・・
・・・・膨張装置、２０・・・・・・補助熱交換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発生器、溶液熱交換器、吸収器、凝縮器、膨張装置
   、蒸発器及びこれらの機器を接続する溶液経路、冷媒経
   路を備え、前記溶液経路は、前記吸収器にて冷媒を吸収
   した希溶液を前記発生器に導く希溶液経路と、前記発生
   器にて濃縮された濃溶液を前記吸収器に導く濃溶液経路
   とより成り、前記溶液熱交換器は前記希溶液と前記濃溶
   液との間で熱交換を行なうようにした吸収式ヒートポン
   プに卦いて、前記発生器入口における前記希溶液のエン
   タルピーが、前記発生器圧力の飽和状態における希溶液
   エンタルピーよりも大きくなる筐で、前記溶液経路の高
   温溶液と熱交換することができる容量を有する補助溶液
   熱交換器を備えたことを特徴とする吸収式ヒートポンプ
   。 ２ 前記補助溶液熱交換器が、前記溶液熱交換器と一体
   に形成されている特許請求の範囲第１項記載の吸収式ヒ
   ートポンプ。