JPS60191159A - 吸収ヒ−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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、化学プラントから排出される廃蒸気や工場の
排温水など低温流体の熱を汲み上げて低温流体よりも高
温の温水や蒸気などの被加熱流体を取出す吸収ヒートポ
ンプに関し、特に複数個の蒸発器と吸収器とを有する吸
収ヒートポンプ（以下、この種の吸収ヒートポンプとい
う）の制御装置に関する。

（ロ）従来技術 この秤の吸収ヒートポンプは、例えば特公昭５８−１８
５７４号公報に説明されているように、従来、知られて
いる。

この種の吸収ヒートポンプにおいては、工場の稼動状況
によって、通常、排温水の量や温度が変動したり、ある
いは冷却水の量や温度が変動１−るので、発生器での冷
媒の蒸発ｈ１や凝縮器での冷媒の凝縮量などが変動して
吸収ヒートポンプの運転状態が変化し、吸収器から取出
′１−温水の温度が変動じやすい。そして、この種の吸
収ヒートポンプにおいては、吸収器から取出す温水の温
度変動を小さくするために、蒸発器に送る冷媒液のに士
を調節して蒸発器から吸収器に流入する冷媒蒸気量の変
動を小さくするようにし、吸収器の放熱量の変動を小さ
くする必要がある、。

しかし、従来のこの種の吸収ヒートポンプ（特公昭５８
−１８５７４号公報参照）においては、凝縮器から各蒸
発器へ冷媒液を送るポンプをひとつのポンプで共用して
いるので、一方の蒸発器側に備えた冷媒液の流量制御弁
を例えば絞った場合にはポンプで吐出された冷媒液が他
方の蒸＠器１１１１１へ多く流れてしまう。すなわち、
一方の蒸発器に散布する冷媒液量を調節１−ると他方の
蒸発器に散布される冷媒液量・が変動するため、運転状
態が安定化せず、吸収器から取出す温水の温度Ｋｍｌが
十分に小さくならないという欠点を有し７ている。

←→　発明の目的 本発明は、この棟の吸収ヒートポンプにおいて、吸収器
から取出す温水その他の被加熱（Ａｆ、体の温度変動を
小さくすることのできる装置の提供を目的としたもので
ある。

に）発明の構成 本発明は、この種の吸収ヒートポンプにおいて、凝縮器
から高温側の蒸発器へ冷媒液を導く管路と高温側の蒸発
器から低温側の蒸発器へ冷媒液を導く管路とにそれぞれ
冷媒液用のポンプ（以下、第１、第２ポンプという）を
備λ、かつ、第１、第２ポンプの吐出１１１＋にそれぞ
れ冷媒液の流量制御弁（以下、第１、第２制御弁という
）を備文、第Ｊ１０１］御弁の開度な凝縮器内の冷媒液
量に応じて制御−Ｊ″ると共に第２制御弁の開度を高温
側の蒸発器内の冷媒液用に応じて制御する構成としたも
のである。

本発明によれば、凝縮器から高温側の蒸発器へ送られる
冷媒液量および高温側の蒸発器から低温側の蒸発器へ送
られる冷媒液量の変動を小さくすることが可能となり、
運転状態を安定化させやすいので、被加熱流体の温度変
動を小さくすることが可能となる。

（ホ）実施例 第１図は本発明装置の一実施例な示した概略構成説明図
である。図において、（１）は発生器、（２）は凝縮器
、（３）は低温蒸発器、（４）は吸収器、（５）は高温
蒸発器、（６）は品温吸収器、（７）は商品溶液熱交換
器、（８）は低温溶液熱交換器、（９）、（１０）、０
υはそれぞれ冷媒液用の第１、第２、第３ポンプ、　１
２＋は吸収液用のポンプで、これら機器は、冷媒蒸気の
流れる管（１３）、（１４）、冷媒液の流れる管（１５
）、０５）、冷媒液の還流する管（Ｉ６）、（Ｉ６）、
（１６）、冷媒液の流下する管（１７）、冷媒液の還流
する管（１眠賭、吸収液の流れる管０９）、（Ｈｌ）れ
℃この種の吸収ヒートポンプを構成している。

（２２）は発生器（１）に内蔵した加熱器、シ３）は凝
縮器（２）に内蔵した冷却器、（２４）は低温蒸発器（
３）に内蔵した給熱器、（２５１は吸収器（４）に内蔵
した熱交換器、（２６）は高温吸収器（６）に内蔵した
被加熱器で、（２７）、（２７）は加熱器（２２）と接
続した廃蒸気や排温水などの低温流体の流れる管、（２
８）、シ８）は冷却器咀と接続した冷却水のｇｉｊれる
管、１２９）、Ｑ唱ま給熱器（至）と接続した廃蒸気や
排温水などの低温流体の流れる管、げ））、（３０′）
は被加熱器（２６）と接続した温水や蒸気などの被加熱
流体の流れる管であり、３１）、国、（３３）はそれぞ
れ凝縮器（２）、高温蒸発器（５）、低温蒸発器（３）
の冷媒液溜め、Ｃ３４）、（３９、（３６１はそれぞれ
発生器（１）、吸収器（５）、高温吸収器（６）の溶液
溜めである。また、Ｃ３７）、側、４３９＋、（４■、
（４１）はそれぞれエリミネータ−１（侶は冷媒液のブ
ロー用の管、（４３は吸収器（４）内の不凝縮ガスを発
生器（１）側に導くための管、（４４）は高温吸収器（
６）内の不凝縮ガスを吸収器（４）側に導くための管で
ある。

なお、図示していないが、管（４３１，（４４）にはそ
れぞれオリフィスが設けられている。また、（８、ｆ４
６）、（４７）はそれぞれ発生器（１）、吸収器（４）
、高温吸収器（６）に備えた吸収液の散布器、（４８）
は低温蒸発器（３）に備えた冷媒液の散布器である１゜ （Ｖ、　）は第１ポンプ（９）の吐出側の管０５）に備
えた第１制御弁、（■２）は第２ポンプ（１０）の吐出
側の管０７）に備えた第２制御弁であり、（Ｃ，）ｌま
凝縮器（２）の冷媒液溜め６１）に備えた第１′Ｍ、而
制御器で、この第１液面制御器により冷媒液溜め（３１
）の液面レベルの上下動に応じて第１制御弁の聞ｌ埃が
増減されるようになっており、また、（Ｃ２）は高温蒸
発器（５）の冷媒液溜め姫に備えた第２液面制御器で、
この第２液而制御器により冷媒液溜め０２の液面レベル
の上下動に応じ℃第２制御弁の開度が増減さｆ’Ｌるよ
５になっている。なお、これら液面制御器（Ｃ，）、（
Ｃ２）は、液面が下限設定レベルに惇したとき、それぞ
れ第１ポンプ（９）、第２ポンプ００）を停止′１−る
ようになっている。

また、（Ｓ、）は低温蒸発器（３）の冷媒液溜めり３３
）に備えた液（Ｍスイッチ、（Ｓ２）は発生器（１１の
溶液溜めθ１）に備女た液面スイッチであり、これら液
面スイッチ（Ｓ、）、　（Ｓ２）は、液ｔ、ｆ■ｉが下
限設定レベルに達（〜だとさ、それぞれポンプ（１１）
、（１２）を停止１−るようにフ、仁っている１、なお
、（Ｖ）は管（１２）に備えた冷媒液ブロー；Ｈの開閉
弁、（Ｄ）＋！管０！］）に備えたダンノし−である。

次に、このように構成した吸収ヒートポンプ（以下、本
機という）の運転動作を説明−づ−る。発生器（１）に
おいて、加熱器（２２）にハ（布された吸収液Ｑ工廃蒸
気その他の低温流体の熱で沸騰し、吸収液から冷媒蒸気
が分離″１−る。分離した冷媒蒸気は、管（１３）を経
由して凝縮器（２）へ至り、この凝縮器内で凝縮して冷
媒液となる。この冷媒液は第１ポンプ（９）により管（
１５）、（１５）経由で高温蒸発器（５）の冷媒液溜め
（３２１へ送られる。冷媒液溜めｌ３２）内の冷媒液は
第２ポンプ（ｌＯ）により管（１６＋、　（＋６１．０
７）経由で低温蒸発器（３）の冷媒液溜め割と管０６）
、（１６）経由で熱交換器（２５）とに分けて送られる
。冷媒液溜め曽に送られた１令媒液は、ポンプ旧）Ｋよ
り管（■８）、賭経出で低温蒸発器（３）の散布器（４
８）へ還流され、給熱器０ａに散布される。給熱器（２
４）に散布された冷媒液は廃蒸気その（ｌｊ２の低温流
体の熱で沸騰（、て冷媒蒸気となる。この冷媒蒸気は、
管（Ｉ（１）を経由して吸収器（４）へ至り、熱交換器
（２５）に散布された吸収液に吸収される。冷媒蒸気を
吸収１．た吸収液は発熱して熱交換器（２５）内の冷媒
液を昇温する。昇温した冷媒液は、管０６）経由で高温
蒸発器（５ンへ還流され、この高温蒸発器内で蒸発して
冷媒蒸気となる。なお、図示していないが、管（１６）
にはオリフィスが設けである。一方、発生器（１）にお
いて濃縮された吸収液は、ポンプ（１２１により菅ａ印
、器（７）、管（１９１経由で篩部吸収器（６）の散布
器（４７）へ送られ、被力旧ｑ与器Ｃ７ｆｉｌに散布さ
れる。被加熱器ｆ２１ｉ１に散布さｔした吸収液は、高
温蒸発器（５）からの冷媒蒸気を吸収して発熱し、被加
熱器（２６）内の温水や蒸気などの被加熱流体を昇温し
つつ溶液溜めＧ″Ａｉ）へ落下する。

溶液溜め４３６）内の吸収液は、’Ｒｔ２Ｕｌ、高温溶
ｆｉ熱交換器（７）、管（２０＋経由で吸収器（４）の
１１（布器（Ｉｆｉｌ−＼流下１−る。

そして、吸収液は熱交換器Ｃ２！：ｌに１１文布きオシ
て低温蒸発器（３）からの冷媒蒸気を吸収しつつ溶液溜
め（鵬へ落下Ｉ−る。溶液溜めＣ（５）内の吸収液は、
〒ｉ’（２１）、低温溶液熱交換器（８）、管（２Ｉ）
経由で発生器（１）の散布器１５１へ流下し２、再び加
熱器（２２）に散布される。このような冷媒と吸収液の
循環による吸収ヒートボンブザイクルが形成され、熱源
として用いた低温流体より高温の被加熱流体が管（３０
夕から取出されるのである。

なお、第２図は、本機において、冷媒に水、吸収液に臭
化リチウム水ｒｄ液を用い、発生器（１）、低い 温蒸発器（３）に約７０℃の廃蒸気を熱源として供へ凝
縮器（２）に通水する冷却水の出入口温度をそれぞれ約
３２℃、約２６℃として運転した場合のチュー　ＩＪソ
ング図の一例を示したものである。この運転の場合には
、被加熱器シロ）に約１１９℃で流入した温水は５℃程
度昇温され、管（３０＋から約１２４°Ｃの高温水が取
出される。

そして１次に、本機に供給される廃蒸気や冷却水の温度
あるいは流量などが変動（２て本機の運転状態が変化し
た場合における本発明制御装置の動作例を説明する。

例えば、凝縮器（２）の冷却器１２３）に流入する冷却
水温が高くなると、凝縮器（２）での冷媒の凝縮量が減
少する上に、凝縮器（２）内圧が上昇してこの凝縮器と
高温蒸発器（５）間の圧力差が小さくなるのに対［７て
第１ポンプ（９）の吐出力はほぼ一定であり、この第１
ポンプにより凝縮器（２）かも高温蒸発器（５）へ送ら
れる冷媒液の量が増えるため、凝縮器（２）の冷媒液溜
め（３Ｉ）の液面が下降し始める。液面が下降し始める
と、第１液向制御器（Ｃ８）の信号により第１制御弁（
Ｖ、）の開度が減じられる。そして、冷媒液溜めＣ３１
）の液面レベルが冷却水温の高くなる以前のそれと同程
度に戻され、凝縮器（２）から高温蒸発器（５）・＼】
ムられる冷媒液の流量が凝縮′ａ（２＋での？Ｍ媒の凝
縮器と同程度になって運転が安定′１−る。また、例文
ば低温蒸発器（３）の給熱器（３４１に流入するが蒸気
の温度が高くなると、低温蒸発器（３）で蒸発−ｉ−る
冷媒、ｉ」（気１寸が増え′Ｃ吸収器（４）内の熱交換
器（２５）の交換熱情も大きくなり、高温蒸発器（５）
内で蒸発Ｔる冷媒量が多くブよる１、その上、低温蒸発
器（３）と高温蒸発器（５）間の圧力差が小さくなるの
に対し２て第２ポンプ００）の吐出力はほぼ一定であり
、この第２ポンプにより高温蒸発器（５）から低温蒸発
器（３）へ送られる冷媒液の旨が減るため、高温蒸発器
（５）の冷媒液溜め（肋の液面が上昇し始める。、液面
が上昇し始めると、第２液面制御器（Ｃ２）のイ、−１
号により第２制御弁（ｖ２）の開開が増される。そして
、冷媒液溜め（３２の液１用レベルが廃蒸気温舵の旨く
なる以前のそれと同権；皮に仄され、高温蒸発器（５）
から低温蒸発器（３）へ込らｊ（、る冷媒液の流Ｈ″が
凝縮器（２）からＩ６温蒸発器（５）に流入−１−る冷
媒量と高温蒸発器（５）で蒸発′１−る冷媒量との差の
袖と同権贋になり、運転が安定する。逆に、給熱器（２
４）に流入する廃蒸気の温度が低くなった場合には、冷
媒液溜め国の液面が下降し始めるので、第２液面制御器
（Ｃ２）により第２制御弁（■２）の開度が増される。

、そして、高温蒸発器（５）から低温蒸発器（３）へ送
られる冷媒液の流量が凝縮器（２）から高温蒸発器（５
）に流入する冷媒量と高温蒸発器（５）で蒸発１−る冷
媒ｌ“との差の蛸と同権；Ｗになり、運転が安定する。

このように本発明制御装置を備えた本機においては、本
機に供給される廃蒸気や冷却水の温度が変＄）ｊした場
合にも、冷媒液溜め６１）、（３りの液面レベルがほぼ
一定となるように冷媒液の流量がコントロールされるの
で、高温蒸発器（５）での冷媒の蒸発損の変動が小さく
なり、高温吸収器（６）の被加熱器（２６）から得られ
る被加熱流体の温度が本発明制御装置の備えていない従
来のこの桶の吸収ヒートポンプ程には変動しない。

（へ）発明の効果 以上のように、本発明は、この種の吸収ヒートポンプに
おいて、Ｉａ、権益から高温蒸発器への冷媒液の流量を
凝縮器内の冷媒液量に応じて調節すると共に高温蒸発器
から低温蒸発器への冷媒液の流液を高温＃発器内の冷媒
液量に応じて調節１−ることにより、吸収ヒートポンプ
に供給される冷却水や熱源用の廃蒸気その他の低温流体
の温度あるいは計が変動した場合にも高温蒸発器内の冷
媒液量をほぼ一定に保つようにしたものであるから、従
来のこの柿の吸収ヒートポンプにくらべ、ポンプによっ
て高温蒸発器に還流される冷媒液ト１の変動が小さくな
る。それ故、高温蒸発器での冷媒の蒸発器の変動が小さ
く、高温吸収器での吸収液の冷媒吸収量も従来のこの種
の吸収ヒー；・ポンプ程には変動ぜず、吸収器から取出
さ」しる被加熱流体の温度変ｉｆｖ＋も小さくなる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明制御装置の一実施例を示した概略構成説
明図、第２図は第１図に示したこの種の吸収ヒートポン
プを運転した場合のデユーリング線図の一例を表わした
図である。 （１）・・・狛生器、　（２）・・・凝縮器、　（３）
・・・低温蒸発器、（４）・・・吸収器、　（５）・・
・高温蒸発器、　（６）・・・高温吸収器、　（７）、
（８）・・・高温、低温溶液熱交換器、　（９）、（ｌ
Ｏ）、（Ｉｌｌ・・・第１．第２、第３ポンプ、　（１
２１・・・ポンプ、（２２１−・・加熱器、　Ｃ２３）
・・・冷却器、（２（イ）・・・給熱器、１２５）・・
・熱交換器、　シロ）・・・被加熱器、　（３１）、０
２１・・・冷媒液溜め、（Ｃυ、（Ｃ２）・・・第１、
第２液面制御器、（■、）、（■２ン・・・第１．第２
制御弁１゜出願人　三洋１１１機株式会社　外１名代理
人　弁理士　佐　野　静　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）廃蒸気その他の低温流体の熱で駆動する発生器、
   凝縮器、廃蒸気その他の低温流体の熱で冷媒を蒸発させ
   る低温蒸発器、低温蒸発器からの冷媒蒸気を吸収液が吸
   収する際に発生する熱により器内に内蔵した熱交換器内
   の冷媒液を旧、温する吸収器、吸収器の熱交換器内で昇
   Ｖ工した冷媒液を器内で蒸発させる高温蒸発器、高温蒸
   発器からの冷娃蒸気を吸収液が吸収する際に発生する熱
   により器内に内蔵した被加熱器内の温水その他の抜力１
   ］熱流体を昇温する吸収器、溶液熱交換器を配管接続し
   て成る吸収ヒートポンプにおいて、凝縮器から高温蒸発
   器へ冷媒液を送るポンプの吐出１１１＋１に制御弁を設
   けてこの制御弁の開度を凝縮器内の冷媒液量に応じて制
   ＠ｊすると共に高温蒸発器から低温蒸発器へ冷媒液を送
   るポンプの吐出側に制御弁を設けてこの制ｇＡ１弁の開
   度な高温蒸発器内の冷媒液量に［Ｅ、じて制御１″るよ
   ５にしたことを特徴とする吸収ヒートポンプの制御装置
   。