JPS5849872A

JPS5849872A - ヒ−トポンプ装置

Info

Publication number: JPS5849872A
Application number: JP14624281A
Authority: JP
Inventors: 杉本　滋郎; 淳一金子
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-09-18
Filing date: 1981-09-18
Publication date: 1983-03-24

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】この発−は、吸収式冷温水機と空冷ヒートポンプとを組
合せたヒートポンプ装置に関するものである。

従来、ヒートポンプ装置としては次の（１）、（２）に
示すようなものが知られている。

（１）、空気対冷媒熱交換器を有する空冷ヒートポンプ
装置。（使用される圧縮１１によって、ターボ。

スクリュー、往復動形の種類がある）（２）、冷却水を暖房用温水として利用する吸収式冷温
水機。

しかし、前者の空冷ヒートポンプ装置は、暖房時と冷房
時との熱落差の差が大きすぎ、暖房時の熱落差を基に８
Ｅ［１−を選定すると・熱落差が暖房時よシも小さい冷
房時における効率が極端に悪くなる。

また、暖房時の効率その４のも低い欠点があった。後者
の吸収式冷温水機は、一般に冷媒として水き熱媒体とし
て水を利用するものであるため、暖房時（一般に冬期）
は水が凍結する恐れがある九６外気を熱源と員て！にと
は１きな“・この発明の目的は、冷房および暖房時の効
率がともに高いヒートポンプ装置を提供する。ことにあ
る。

辷の発明の特徴は、空気を熱源とする空冷ヒートポンプ
によって温水を生成し、この温水を吸収式冷温水機の低
温熱源として利用することにある。

以下この発明の一実施例を図により説明する。

この実施例は、空冷ヒートポンプとして空冷ターボ式を
用いたものである。

この実施例のヒートポンプ装置紘、空冷ターボヒートポ
ンプ１と、吸収式冷温水機２からなる。

空冷ターボヒートポンプｌは、ターボ圧縮機３゜水対冷
媒熱交換器４．空気対冷媒熱交換器５を備えている。

ターボ圧縮機３の吸入管３人と吐出管３Ｂとの間に流路
切換装置６が接続されている。

流路切換装置６は、この実ｌ／ＩＡ−では４個の弁６Ａ
、６Ｂ、６Ｃ，６Ｄからなる。流路切換装置６の出入口
管６Ｅは水対冷媒熱交換器４のシェル４Ａ内に！ｌ続さ
れ、出入管６Ｆは空気対冷媒熱交換ＩＩ５のチェー１５
人に接続されている。

空気対冷媒熱交換！！５のチー′−プ５Ａと、水対冷媒
熱交換器４のシェル４Ａ内とは、逆止弁７および減圧装
置（オリフィス）８を介在した配管９゜減圧装置（ＩＩ
脹弁）１０および電磁弁１１を介在した配管１２によっ
て接続されている。

水対冷媒熱交換１）４はシェル４人内にチューブ４Ｂを
有する。

空気対冷媒熱交換器５は、ポンプ５Ｂおよびヘッダ５Ｃ
からなる冷却水散°布装置および７７ン５Ｄｔ有する。

□吸収式冷温水機２は、高温再生器１３．低温轡生器１
４．凝縮器１５．蒸発−１・６．吸収器１７゜”クーり
ンクタワー１８．第１．第２の各熱交換器１９．２０か
らなる。

高温再生器１３はボイラ、蒸気管などの加熱手段１３ム
を有する。

高温再生器１３と吸収器１７とは稀溶液管２１．ｆａ溶
液管２２によって接続されている。稀溶液管２１の吸収
器側に溶液ポンプ２３を有する。低温再生器１４は、配
管（稀溶液着）２４を介して稀溶液管２１に、配管（濃
溶液管）２５を介して濃溶液管２２に“各々接続してい
る。ｉた低温再生器１４は溶液加熱チューブ１４ムを有
し、この管の一端は高温再生［１１３の気相部に接続さ
れ、他端拡凝縮器１５゛に開口している。

凝縮器１５はチューブ１５Ａｔ−有し、出口は配管２６
．２７を介してクーリ／グタワ−１８，温水槽２８に、
入口は吸収器１γのチューブ１７Ａに各々接続されてい
る。吸収器１７はチューブ１７人、ヘッダー１７Ｂｔ有
し、チューブ１７Ａの入口は配管２９．３０を介してク
ーリ／グタワ−１８，温水槽２８に各々接続されている
。ヘッダ１７８社１ｋｌｉｌ管２２に接続□されて−る
。配管２６．２７には弁３１．３２が各々介在され、配
管２９．３０には弁３３，３４、ポンプ３５゜３６が各
々介在されている。

蒸発器１６は、チューブ１６人、ヘッダ１６Ｂ。

冷媒ポンプ１６Ｃを有し、このチューブ１６Ａはターボ
ヒートポンプ１における水対冷媒熱交換器４０？エープ
４Ｂと接続されて―る。

チ具−プ４°Ｂの入口およびチューブ１６Ａの出口は水
槽３りに連絡されて−る。チューブ４Ｂ。

人ｑ側には一プ４Ｂの出口とチューブＩｇＡＯ入口とを直＊＊続しであるが、点線のようにチ
ェープ４ＢＯ出口およびチューブ１６＾の入口管水槽３
７に各々接続し、チェ゛−プ１６ムＯ入口にポンプを設
けてもよ−。さらにチューブ４Ｂの出口とチューブ１６
人入口とを別配管で連＆！ヒ？エーゾ１６人の入口（点
線部分）に弁を追加して設けてもよ−。

ｔた、吸収式冷温水Ｉａ！として図示のものの他、−型
動用（高温再生器、第２熱″交換器のないもの）□ 次に暖房時および冷房時の各機器、弁類の動作を説明す
る。　　゛暖房時；　　　　゛弁６Ａ、６Ｃは閉じ、弁６Ｂ、６Ｄｒｊ開いている。電
磁弁１１は開−ている。フィン５Ｄ、ポンプ３８は運転
されている。弁３１．３３は閉じ、弁３２．３４は開い
て−る。ポンプ１６Ｃ，２３゜３６は運転されている。

ターボ圧縮機３で圧縮されて温度が上昇した冷媒ガスは
、吐出管３ｂ→弁６Ｄ→配管６Ｅの願に流れ、水対冷媒
熱交換１）４に入る。ここヤ冷媒ガスは、チューブ４Ｂ
内を通る水に冷却されて液化する。このとき水は加熱さ
れて温度上昇する。液化した冷媒は、配管１２→電磁弁
１１の順に流れ減圧装置１０に達し、減圧装置１０によ
って減圧され九後、空気付冷媒熱交換器５のチュー１５
人ここで冷媒はファン５Ｄによって通風される空気から
熱を奪って気化する。気化した冷媒ガス拡配管６Ｆ→弁
６Ｂ→吸込管３ムの履に流れ、ターボ圧縮機３に吸込ま
れ、圧縮される。

一方、ボイラ１３Ａによって高温再生器１３内の溶液（
臭化リチウム水溶液）は加熱され、冷媒蒸気が発生する
。この冷厳蒸気は低温再生器１４の加熱チューブ１４Ａ
に流れ、低温再生器１４内の溶液を加熱して冷媒源°気
を発生させ、自身は凝縮する。

低温再生１Ｂ１４．で発生した冷媒蒸気および加熱チュ
ーブ１４人で凝縮した冷媒はともに凝縮器１５Ｋｌ１人
する。凝縮１）１Ｓ内の冷厳、蒸気はチューブ１５Ａ内
を通る水を加熱し、凝縮する。凝縮した冷媒（水）′は
蒸発器１６ＫＩれ込み、ポンプ１６’ＯＫよってヘッダ
１６Ｂからチューブ１６ムにスプレーされる。その結果
、冷媒液はチューブ１５Ａ内を通る温水（ターボヒート
ポンプ１の水対冷媒熱交換器４で発生された温水が循環
されている）から熱をもらって蒸発する。この冷媒蒸気
は吸収器１７に向って流れる。

一方、高温再生器１３の濃溶液および低温再生器１４の
濃溶液は濃溶液管２２を通ってヘッダ１７Ｂに達シ、ヘ
ッダ１７Ｂからチューブ１７＾にスプレーされる。

スプレーされた（濃）溶液に蒸発１ｓ１７から流入して
くる冷媒蒸気が吸収され、冷媒液の割合が高−稀薄溶液
が生成される。冷−蒸気が（濃）？！液に吸収される際
に発生する熱は、ポンプ３６→弁３４を経てチューブ１
７ＡＫｌｌｌ！れる水によってとシ除く。

以上のように、ターボヒートポンプ１の水対冷媒熱交換
器４で得られる温水は吸収式冷温水機２の蒸発１１１６
の冷媒を加熱する熱源として利用される。

吸収器１７で発生する熱、凝縮器１５で発生する熱は、
温水槽２８→ポンプ３６→弁３４→チエー１１７Ａ→チ
ユーブ１５＾→弁３２→配管２７→温水槽２８の順に循
環する温水に伝えられ、温水槽２８に蓄熱される。そし
てこの温水が暖房用と供される。

冷房時；弁６Ｂ、６Ｄは閉じ、弁６Ａ、６Ｃは開かれている。電
磁弁１１は閉じて−る。７７ン葛り、ポンプ！５Ｂ、３
８は運転されている。弁３２．３４は閉じ、弁３１．３
３は関かれている。ファ７１８人、ポンプ１６Ｃ，２３
，３５は運転されている。

ターボ圧縮機３で圧縮された冷媒ガスは吐出管３Ｂ→弁
６Ｃ→配管６Ｆの順に流れてチューブ５Ａ内に入る。

とζでチューブ５ム内の冷媒ガスは、ファン５Ｄで通風
される空気およびヘッダ５Ｃからスプレーされる水によ
って冷却され液化する。液化した冷媒液は、逆止弁７→
配管９→減圧装置（オリフィス）８を経て水対冷媒熱変
換器４に＃！入する。

ここで冷媒は、チューブ４Ｂ内を過ろ水から熱を奪りて
蒸発する。これによって水は冷却され、冷水となる。

蒸発した冷媒ガスは配管６Ｂ→弁６Ａ→吸入管３人を経
由してターボ圧縮機３に吸入され圧縮さ一方吸収式冷温
機２の動作で暖房時と異なる点のみを述べる。

吸収１１１？、凝縮器１５のチューブ１７Ａ。

１５ＡＫ循穣する水の循積系路が温水槽２８からクーり
ングタワ−１８に切換えられる。すなわちクーりングタ
ワー１８から水（冷却水）をポンプ３５→配管２９→弁
３３→チユーブ１７Ａ→チユーブ１５＾→配管２６→弁
３１→クーリングタワー１８の順に循環させ、吸収器１
７および凝縮器１５を冷却し、この熱を大気中に放出す
る。

蒸発ｌ１１６で冷媒が蒸発する際にチューブ１６Ａ内の
水が冷却され、冷水が生成されるが、この冷水は水槽３
７に蓄えられる。そして、この冷水が冷房用として利用
される。

以上のように、この実施例によれば暖房時の熱落差を、
空冷ターポヒートボ／プと吸収式冷温水機とで分担して
いるので、空冷ターボヒートボ／プが受は持つ熱落差は
小さくなル、その結果次のような効果がある。　　　　
　　。

（１）、空冷ターボヒートポンプの熱落差を暖房時およ
び冷房時とも１１ぼ均等にすることができ、高い効率の
下で運転できる。（省エネルギ効果が大である）（２）、空冷ターボヒートポンプで２０〜ａｏｃの温水
を作シ、これを吸収式冷温水機の低温熱源としているの
で、吸収式冷温水機を用いた空気熱源ヒートポンプ装置
を実現できる。

（３）、暖房に用いられる温水を吸収式冷温水機から得
ておシ、吸収式はターボ形に比べて高温の温、水を得や
すい特性をもっているから、嵩温度レベルの温水を従来
よｐも高い効率の下で得ることができる。

以上のようにこの発明によれば、冷房時および暖房時も
効率が高いヒートポンプ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の一実施例の系統図である。１・・・空冷ターボヒートポンプ、２・・・吸収式冷温
水機、３・・・ターボ圧縮機、４・・・水対冷媒熱交換
器、５・・・空気付冷媒熱交換器、８．１０・・・減圧
装−１１３・・・高温再生器、１４・・・低温再生器、
１５・・・凝縮器、１６・・・蒸発器、１７・・・、吸
収器、１８・・・クーリングタワー、１９・・・第１熱
交換器、２０・・・１ｇ２熱交換器、２１．２４・・・
稀溶液管、２２．２５・・・濃溶液管、２３・・・溶液
ポンプ、１６Ｃ・・・冷媒ポンプ、２８・・・温水槽、
３７・・・水槽、１４Ｂ、１６Ａ・・・チューブ。

Claims

【特許請求の範囲】

吸収式冷温水機と空冷ヒートポンプとからなるヒートポ
ンイ装置であって、暖房運転時、空冷ヒートポンプで得
られる温水を吸収式冷温水機の低温熱源として利用し得
るように、吸収式冷温水機の蒸発器の被冷却液体循環系
路と、空冷ター−ヒートポンプの冷媒対液熱交換器Ｏ液
循環系路と！連絡したことｔ特徴とするヒートポンプ装
置。