JPS60235969A - 吸収ヒ−トポンプ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸収ヒートポンプに関し、詳しくは、再生器か
ら吸収器に向かう７！ｌ！吸収液の濃度を高めると共に
加熱用吸収器で取得した高温の熱媒により蒸発器での冷
媒蒸気の温度を高め、吸収器での熱回収温度を高めるよ
うにした吸収ヒートポンプに関する。これは、廃熱等の
温度の低い熱源を用いて廃熱源温度より高い温度の熱を
取り出すようにした吸収し一トボンプの分野で利用され
るものである。

〔従来技術〕

従来の吸収ヒ−トボンプとして第１図に示ずような装置
がある。その作動を略述すると、蒸発器１内で冷媒液が
、外部から供給さ才　５熱により加熱されて冷媒蒸気と
なる。管路２　して吸収器３に導入されたこの冷媒蒸気
は、　・器４から熱交１１！ｉ器５を介して移送されて
きたゝ°収液に吸収され、その際、凝縮′Ｉｔｉ熱が発
生する。この凝縮Ｉｇにより温水用コイル６に供給され
た温水が加熱され、高温水または飽和英気となって取り
出されて熱回収が行なわれる。一方、冷媒蒸気を吸収し
た稀吸収液は、熱交換器５で再生器４から吸収器３に向
かう濃吸収液を加熱した後、圧力の低い再生器４の液溜
り４ａに流れ込む。再生器４では、外部から熱源用コイ
ル７に供給された廃熱が、稀吸収液を加熱して冷媒蒸気
を発生させると共に稀吸収液を濃吸収液に再生する。管
路８を介して冷媒蒸気が導入される中間吸収器９内では
、冷却水用コイル１０に冷却水が供給される一方、ポン
プ１１により中間再生器１２かも濃吸収液管路１３を介
して移送されてきた濃吸収液が、散布装置１４により散
布される。その結果、濃吸収液は冷却水用コイルＩＯの
表面で冷却されながら冷媒蒸気を吸収するので、中間吸
収器９の内部圧力は低下する。この中間吸収器９には管
路８で再生器４が連通されているので、その中の圧力も
低下してその圧力に対する飽和温度も低下する。したが
って、再生器４では供給される熱源が比較的低くても充
分冷媒蒸気を発生させることができるようになる。

また、中間吸収器９て冷媒蒸気を吸収した濃吸収液は、
稀吸収液となって管路１５を介して熱交換器１６で前述
の濃吸収液管路１３内を移送される濃吸収液によって加
熱され、中間再生器１２の液溜り１２ａに流れ込む。こ
の稀吸収液は中間再生器１２内で外部から熱源用コイル
１７を介して供給される廃熱により加熱され、その一部
は冷媒蒸気となって管路１８を流過して凝縮器１９に導
入される。この冷媒蒸気は、外部から冷却水用コイル２
０に供給された冷却水により冷却されて冷媒液となり、
ポンプ２１によって管路２２を介して蒸発器１の液溜り
１ａに移送される。液溜り１ａの冷媒液は散布装置２３
により散布され、上述の作動が繰り返される。

このような吸収ヒートポンプでは、再Ｉｉ器の圧力を低
下させることができるので、低い熱源で冷媒蒸気の発生
を助長させることかでき、その結果、再生器の濃吸収液
の濃度を高めることが可能となって吸収器での取り出し
温度を高めることができる。ところで、この取り出し温
度を高めるには、吸収器に導入される再生器からの濃吸
収液の濃度を高めることによって可能となるほかに、吸
収器に導入される蒸発器からの冷媒蒸気の温度を高める
ことによっても可能となる。したがって、両者を兼ね備
えると一層吸収器での取り出し温度を高めることができ
る。このように吸収器での取り出し温度を高めることは
熱の利用用途が大幅に拡大できるので、上述の例のよう
に濃吸収液の濃度を高めることに加えて、冷媒蒸気の温
度を高めることも要望される。

〔発明の目的〕

本発明は上述の要望に応えるためになされたもので、蒸
発器での冷媒蒸気の温度を高め、しかも、その温度の向
上に利用される熱源を有効な熱サイクルの応用で達成さ
せることのできる吸収し−トボンブを提供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

本発明の特徴とするところを図面を参照して説明する。

第１の発明は、第２図に示すように、凝縮器１９で凝縮
した冷媒液を蒸発させる蒸発器１と、再生器４との間で
循環される吸収液により冷媒蒸気を吸収するときに生じ
る凝縮潜熱を外部に取出す吸収器３と、再生器４で蒸発
した冷媒蒸気を濃吸収液管路１３を介して導入された濃
吸収液により吸収する中間吸収器３５と、濃吸収液管路
１３に濃吸収液を導出すると共に凝縮器１９に冷媒蒸気
を導出する中間再生器３９とを備え、廃熱等の温度の低
い熱源を用いて廃熱源温度より高い温度の熱を取り出す
ようにした吸収ヒートポンプであ−７て、凝縮器１９で
凝縮した冷媒液の一部を廃熱等の低温の熱で加熱して蒸
発させる中間茎発器２６と、この中間蒸発器２６で蒸発
した冷媒蒸気が導入され、中間吸収器３５で稀釈された
中温吸収液が中温吸収液管路３４を介して導入され、冷
媒寒気が中温吸収液に吸収されることによって発生ず゛
る高い温度の熱で加熱された熱媒を華発器１に循環供給
し、稀吸収液を稀吸収液管路４０を介して中間再生器３
９に供給する加熱用吸収器２７とを有する吸収ヒートポ
ンプとしたことである。

第２の発明は、第３図に示すように、凝縮器１９で凝縮
した冷媒液を蒸発させる蒸発器ｌと、再生器４との間で
循環される吸収液により冷媒寒気を吸収するときに生じ
る凝縮潜熱を外部に取出す吸収器３と、再生器４で蒸発
した冷媒蒸気を濃吸収液管路１３を介して導入された濃
吸収液により吸収する中間吸収器３５と、濃吸収液管路
１３に濃吸収液を導出すると共に凝縮器１９に冷媒蒸気
を導出する中間再生器３９とを備え、廃熱等の温度の低
い熱源を用いて廃熱源温度より高い温度の熱を取り出す
ようにした吸収ヒートポンプであって、凝縮器１９で凝
縮した冷媒液の一部を廃熱等の低温の熱で加熱して蒸発
させる中間蒸発ｃ１２６と、この中間蒸発器２６で蒸発
した冷媒蒸気が導入され、中間吸収器３５で稀釈された
中温吸収液が中温吸収液管路３４を介して導入され、冷
媒蒸気が中温吸収液に吸収されることによって発生ずる
高い温度の熱で加熱された熱媒を蒸発器ｌに循環供給し
、稀吸収液を稀吸収液管路４０を介して中間再生器３９
に供給する加熱用吸収器２７と、中温吸収液管路３４と
稀吸収液管路４０との間で熱交換を行なわせる熱交換器
４８と、中温吸収液管路３４と濃吸収液管路１３との間
で熱交換を行なわせる熱交換器４９とを有する吸収ヒー
トポンプとしたことである。

〔実施例〕

以下に本発明の吸収ヒートポンプを、その実施例を示す
図面に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例である吸収ヒートポンプ２４
の系統図を示す。これは、第１図で説明した吸収ヒート
ポンプ２５に中間蒸発器２６と加熱用吸収器２７とを付
加したものである。図中の中間蒸発器２６は、凝縮器１
９から芸発器ｌに向かう冷媒液の管路２２の分岐点２２
Ａから枝路２８を、その先端が内部の液溜り２６ａの上
方近傍に突入した状態で有している。また、この中間蒸
発器２６には、液溜り２６ａの冷媒液を移送ポンプ２９
で移送してその内部で散布させるための散布装ｆｉｔ３
０が内蔵されている。さらに、散布された冷媒液を加熱
して冷媒蒸気を発生させる熱源用コイル３Ｉもその内部
に備えられている。その冷媒蒸気を加熱用吸収器２７に
導入する冷媒蒸気管路３２が中間蒸発器２６の上部に設
けられ、その他端は加熱用吸収器２７の上部に連結され
ている。

この加熱用吸収器２７には、移送ポンプ３３により中温
吸収液管路３４を介して移送されてきた中間吸収器３５
の中通吸収液を、その内部で散布する散布装置３６が内
蔵さられている。散布された中通吸収液は、導入された
冷媒蒸気を吸収して凝縮潜熱を発生するようになってい
る。この発生した凝縮潜熱を吸収する熱媒が循環する循
環供給路３７の一端部３７Ａが加熱用吸収器２７の内部
に装着され、その他端部３７Ｂは蒸発５１の内部に設け
られている。なお、この循環供給路３７には熱媒を循環
させる循環ポンプ３８が介在されている。さらに、加熱
用吸収器２７の液溜り２７ａに貯留する稀吸収液を、中
間再生器３９の液溜り３９．１に流入させる稀吸収液管
路４０が設けられ、その先端は液溜り３９ａの上方近傍
に設けられている。また、この液溜り３９ａの稀吸収液
を加熱して濃吸収液に再生するための熱源用コイル１７
が、液溜り３９ａ内に備えられている。再生された濃吸
収液を前述の中間吸収器３５に移送する移送ポンプ４１
が、濃吸収液管路１３に介在されている。この濃吸収液
管路１３の一端は中間再生器３９の底部に連結され、そ
の先端は中間吸収器３５に内蔵されている散布装Ｗ１４
に接続されている。

このような構成によれば、次のように作動させることが
できる。

まず、蒸発器１の液溜り１ａに貯留する冷媒液は、ポン
プ４２により散布装置４３に移送され散布される。この
とき、循環供給路３７の他端部３７Ｂを流過する高温の
熱媒に散布された冷媒液が加熱され高温の冷媒蒸気とな
る。この冷媒蒸気が管路２より吸収器３に導入される一
方、吸収器３内では、低圧の再生器４からポンプ４４に
より濃吸収液管路４５を介して移送されてきた濃吸収液
が散布装置４６によって散布され、導入された冷媒蒸気
が吸収されて凝縮潜熱が発生する。凝縮潜熱は温水用コ
イル６内の温水に吸収され、温水は高温となって高温水
あるいは飽和蒸気となり取り出される。冷媒蒸気を吸収
した濃吸収液は稀吸収液となり低圧の再生器４に流入す
る途中、熱交換器５で前述の低圧の再生器４における飽
和温度に相当する低温の濃吸収液を加熱して再生器４の
液溜り４ａに流れ込む。熱交換器５で加熱された濃吸収
液は、再生器４より高圧の吸収器３の飽和温度近くまで
加熱されて吸収器３内で散布され、前述したように冷媒
蒸気を吸収する。その結果、発生する凝縮ｉ１１熱は、
濃吸収液の温度が吸収器３の飽和温度近くまで達してい
るので、濃吸収液の温度を高めるために殆ど使われるこ
となく供給された温水の温度を高めるために利用される
。ところで、再生器４に流入された稀吸収液は、液溜り
４ａに貯留されると共に外部から供給される廃熱により
熱源用コイル７を介して加熱される。その一部は冷媒蒸
気として管路８を介して中間吸収器３５に導入され、残
部は冷媒蒸気になった分だけ濃度が濃くなって濃吸収液
として液溜り４ａに溜る。

中間吸収器３５に導入された冷媒蒸気は、冷却水用コイ
ル１０の表面で冷却されながら中間再生器３９から濃吸
収液管路１３を介して移送されてくる濃吸収液に吸収さ
れる。その結果、低温のもとで冷媒蒸気が濃吸収液に吸
収されるので、吸収能率は高まり中間吸収器３５内の圧
力は低下し、再生器４の圧力も管路８を通して下がる。

再生器４内の圧力が低圧となるので、飽和温度は低下し
、比較的低い供給熱源で冷媒蒸気の発生が助長される。

その結果、液溜り４ａに貯留する濃吸収液の濃度は高（
なる。ところで、中間吸収器３５内で冷媒蒸気を吸収し
た濃吸収液は、中通吸収液となり液溜り３５ａに溜る。

液溜り３５ａの中通吸収液は、中温吸収液管路３４を介
して移送ポンプ３３により移送され、加熱用吸収器２７
の散布装置３６によって循環供給路３７の一端部３７Ａ
に向けろ散布される。散布された中通吸収液は、後述す
る中間蒸発器２６から冷媒蒸気管路３２を介して導入さ
れた冷媒蒸気を一端部３７Ａの表面で吸収する。このと
き発生する凝縮潜熱は循環供給路３７内の熱媒を加熱す
る。加熱されて高温となった熱媒は、循環ポンプ３８に
より循環供給路３７内を循環する。この高温の熱媒が循
環して蒸発器１内の他端部３７Ｂを流過するときに、散
布装置４３によって散布される冷媒液を加熱して冷媒蒸
気とする。その結果、低温となった熱媒は、循環供給路
３７内を循環し一端部３７Ａで前述と同様に凝縮潜熱に
より加熱され再び高温となる。ところで、加熱用吸収器
２７内で冷媒蒸気を吸収した中温吸収液は稀吸収液とな
って液溜り２７ａに溜る。この稀吸収液は稀吸収液管路
４０を流過して中間再生器３９の液溜り３９ａに流れ込
む。液溜り３９ａでは、熱源用コイル１７を通して供給
される廃熱により稀吸収液は加熱され、一部は冷媒蒸気
となって管路１８より凝縮器１９へ導入され、残部は濃
吸収液となって液溜り３９ａに貯留される。この濃吸収
液が中間吸収器３５に移送されて冷媒蒸気を吸収するこ
とは前述の通りである。一方、凝縮器１９に導入された
冷媒蒸気は、冷却水用コイル２０より供給される冷水に
冷却され冷媒液となって液溜り１９ａに溜る。この冷媒
液はポンプ４７により管路２２を介して蒸発器ｌの液溜
り１ａに移送される途中で、その一部は分岐点２２Ａで
分流され、枝路２８より中間蒸発器２６の液溜り２６ａ
に流れ込む。流れ込んだ冷媒液は移送ポンプ２９により
移送され散布装置３０により散布される。このとき熱源
用コイル３１に廃熱が供給されるので、この廃熱によっ
て冷媒液は加熱され冷媒蒸気となって、冷媒蒸気管路３
２より加熱用吸収器２７に導入される。その後は冷媒蒸
気が散布装置３６により散布される中温吸収液に吸収さ
れることは前述の通りである。なお、前述の管路２２の
分岐点２２Ａで分流しなかった残りの冷媒液はそのまま
范発器１の液溜りｌａに流れ込む。以後、上述の作動が
繰り返される。

第３図は上述の構成に加えて、中潮吸収液管路３４と稀
吸収液管路４０との間で熱交換を行なわせる熱交換器４
８と、中潮吸収液管路３４と濃吸収液管路１３との間で
熱交換を行なわせる熱交換器４９とが設けられた第２の
発明の概略系統図である。なお、上述の発明と同様の構
成には同一の符号を付してその説明を省略する。

このような構成によっても、上述の発明と同様に作動さ
せることができると共に、熱交換器４８を介在させるこ
とにより中間吸収器３５の中温吸収液が、移送ポンプ３
３により加熱用吸収器２７に移送される途中、加熱用吸
収器２７の高温の稀吸収液に加熱される。その結果、中
温吸収液は加熱用吸収器２７のほぼ飽和温度とされてそ
の内部で散布され、そのときに発生する凝縮潜熱は殆ど
すべて循環供給路３７の一端部３７Ａにおいて熱媒に吸
収される。一方、熱交換器４９を介在させることにより
中間再生器３９から中間吸収器３５へ向かう高温の濃吸
収液によって中間吸収器３５から加熱用吸収器２７への
中温吸収液が加熱されるので、中間吸収器３５の中温吸
収液はその温度を高められ、加熱用吸収器２７内での凝
縮潜熱の発生が前述に加えて一層助長される。その結果
、加熱用吸収器２７で発生する熱量が高まって循環供給
路３７の一端部３７Ａ内を循環する熱媒の吸収熱量が増
大され、蒸発器１での冷媒蒸気の温度が高まる。

〔発明の効果〕

本発明は以上詳細に説明したように、第１の発明では、
芸宛器で冷媒液を蒸発させる熱源を、加熱用吸収器内で
発生した凝縮潜熱により高温にした熱媒を介して供給す
るようにしたので、吸収ヒートポンプの熱回収温度を高
める要素の１つである蒸発器における冷媒蒸気の温度を
高めることができる。したがって、再生器の濃吸収液の
濃度を高めることと相まって熱回収温度を高くすること
ができる。第２の発明においては、熱交換器を介在させ
たので、前述の効果をより高い熱効率でもって発揮させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吸収ヒートポンプの系統図、第２図は第
１の発明の吸収ヒートポンプの系統図、第３図は第２の
発明の吸収ヒートポンプの系統図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）凝縮器で凝縮した冷媒液を蒸発させる蒸発器と、
   再生器との間で循環される吸収液により冷媒蒸気を吸収
   するときに住じる凝縮潜熱を外部に取出す吸収器と、前
   記再生器で蒸発した冷媒蒸気を濃吸収液管路を介して導
   入された濃吸収液により吸収する中間吸収器と、前記濃
   吸収液管路に濃吸収液を導出すると共に前記凝縮器に冷
   媒蒸気を導出する中間再生器とを備え、廃熱等の温度の
   低い熱源を用いて廃熱源温度より高い温度の熱を取り出
   すようにした吸収ヒートポンプにおいて、前記凝縮器で
   凝縮した冷媒液の一部を廃熱等の低温の熱で加熱して蒸
   発させる中間蒸発器と、この中間蒸発器で蒸発した冷媒
   蒸気が導入され、前記中間吸収器で稀釈された中温吸収
   液が中温吸収液管路を介して導入され、冷媒芸気が中温
   吸収液に吸収されることによって発生する高い温度の熱
   で加熱された熱媒を前記蒸発器に循環供給し、稀吸収液
   を稀吸収液管路を介して中間再生器に供給する加熱用吸
   収器と、 を有し、この加熱用吸収器で加熱された温度の高い熱媒
   で前記蒸発器の冷媒蒸発温度を高めるようにしたことを
   特徴とする吸収ヒートポンプ。
2. （２）凝縮器で凝縮した冷媒液を蒸発させる芸発器と、
   再生器との間で循環される吸収液により冷媒蒸気を吸収
   するときに生じる凝縮潜熱を外部に取出す吸収器と、前
   記再生器で蒸発した冷媒蒸気を濃吸収液管路を介して導
   入された濃吸収液により吸収する中間吸収器と、前記濃
   吸収液管路に濃吸収液を導出すると共に前記凝縮器に冷
   媒蒸気を導出する中間再生器とを備え、廃熱等の温度の
   低い熱源を用いて廃熱源温度より高い温度の熱を取り出
   すようにした吸収ヒートポンプにおいて、前記凝縮器で
   凝縮した冷媒液の一部を廃熱等の低温の熱で加熱して茎
   発させる中間蒸発器と、この中間蒸発器で苺発した冷媒
   蒸気が導入され、前記中間吸収器で稀釈された中温吸収
   液が中温吸収＄！、￥ｆ路を介して導入され、冷媒蒸気
   が中温吸収液に吸収されろことによって発生ずる高い温
   度の熱で加熱された熱媒を前記蒸発器に循環供給し、稀
   吸収液を稀吸収液管路を介して中間再生器に供給する加
   熱用吸収器と、 前記中濃吸収液管路と稀吸収液管路との間で熱交換を行
   なわせる熱交換器と、 前記中濃吸収液管路と濃吸収液管路との間で熱交換を行
   なわセる熱交換器と、 を有し、この加熱用吸収器で加熱された温度の高い熱媒
   て前記蒸発器の冷媒范発温度を高めるようにしたことを
   特徴とする吸収ヒートポンプ。