JPS6033460A - 単効用・二重効用複合吸収式ヒ−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、吸収式ヒートポンプ、特に単効用・二重効用
複合吸収式ヒートポンプに関する。

〔従来技術〕

従来、吸収式ヒートポンプとしては、単効用吸収式ヒー
トポンプと二重効用吸収式ヒートポンプが知られている
。

従来知られている吸収式ヒートポンプの一例として単効
用吸収式ヒートポンプサイクルを第１図に基いて説明す
る。

第１図において、ムは吸収器、Ｅは蒸発器、Ｇは再生器
、ＨＣは単効用凝縮器、又は熱交換！、ＥＩＰＦｉ溶液
ポンプ、ＲＰは冷媒ポンプ、１〜６は前記各要素を結合
する為の管、７，８は温水用の管、９は低温熱源供給用
の管、１０は再生器への熱源供給用の管を示す。

第１図に基いて単効用吸収式ヒートポンプサイクルを説
明すると、吸収器Ａ中で、蒸発器Ｅで生成した冷媒蒸気
を吸収して稀薄となった吸収溶液は溶液ポンプＳＰによ
り管１から引出され、管２を通り、熱交換器Ｘ中で再生
器から管６によシ引出された高温の濃吸収溶液との熱交
換により加熱された後再生器Ｇに導入され、再生器Ｇ中
で管１０により供給される熱源により加熱され、冷媒蒸
気を分離し濃縮される。濃縮された吸収溶液は管３で再
生器Ｇから引出され、熱交換器Ｘ中で稀溶液に熱を与え
冷却された後吸収器Ａ中で温水が流れている管上に注が
れると共に蒸発器Ｅから導入される冷媒蒸気を吸収し、
稀溶液となる。他方再生器Ｇ中で生成した冷媒蒸気は単
効用凝縮器ＨＣ中で温水管中を流れる温水を加熱すると
共に自らは凝縮して冷媒液となシ、単効用凝縮器Ｈｅの
底部より管６によシ蒸発器Ｅに循環される。一方温水（
被加熱流体）は管７から先づ吸収器Ａに導入され、吸収
器内で、吸収溶液の冷媒蒸気吸収熱によ如加熱された後
、単効用凝縮器ＨＯに導入され再生器Ｇからの冷媒蒸気
により更に加熱されて、出口管８よシ取り出される。ま
た低温熱源は管９よシ蒸発器Ｅに導入され、蒸発器Ｅ中
で低温熱源が流れている管上に冷媒液が注がれ、該熱源
の熱により冷媒は蒸気となり、吸収器Ａへ導かれる。ま
た蒸発器Ｅ中の冷媒液は冷媒ポンプＲＰにより管４で蒸
発器Ｅから引出され、管５を経て蒸発器頂部に循環され
る。

上述のように単効用吸収式ヒートポンプにおいては１つ
の再生器が使用されているが、二重効用吸収式ヒートポ
ンプにおいては、後の第２図に基く説明からも理解てれ
るように、再生器として高温再生器と低温再生器の２つ
の再生器が備えられており、高温再生器において外部か
らの熱源によシ吸収溶液を濃縮すると共に生成した冷媒
蒸気を低温再生器に導き、低温再生器内において更に吸
収溶液を濃縮する為の熱源として利用している。

そして、単効用吸収式ヒートポンプは二重効用吸収式ヒ
ートポンプに比し多量の熱源を必要とし効率は悪いが、
再生器の圧力を大気圧付近まで上げることによシ、高温
の冷媒蒸気が得られ、この蒸気で温水を加熱出来るので
、温水（被加熱流体）の温度を１００℃近くまで上げる
ことが可能である。一方二重効用吸収式ヒートポンプは
、単効用吸収式ヒートポンプに比し効率は良いが、高温
再生器内の圧力を大気圧付近に保ったとしても、高温再
生器中で生成した冷媒蒸気は、低温再生器中において吸
収溶液を濃縮する為の熱源として利用して低温再生器に
て生成した冷媒蒸気で温水を加熱する為、単効用吸収式
ヒートポンプで得られる温水よりも低温の温水しか得ら
れない欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、単効用と二重効用の二種類の吸収式ヒートポ
ンプを巧みに組み合わせることによシ、二重効用吸収式
ヒートポンプサイクルで得られた温水を、更に単効用吸
収式ヒートポンプサイクルで加熱することによシ、効率
よく高温の温水を取シ出すことを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明は高温再生器、低温再生器、凝縮器、高温熱交換
器、低温熱交換器、単効用再生器、単効用凝縮器、単効
用熱交換器、吸収器、蒸発器を組合わせ、単効用吸収式
ヒートポンプサイクルと二重効用吸収式ヒートポンプサ
イクルを少くとも１つずつ備えた単効用・二重効用複合
吸収式ヒートポンプサイクルにおいて、該二重効用吸収
式ヒートポンプサイクルよシ取シ出される温水を、該単
効用吸収式ヒートポンプサイクル中の単効用凝縮器に導
いて更に昇温するように構成してなる単効用・二重効用
複合吸収式ヒートポンプである。

次に図面に基いて本発明を更に詳しく説明する。

第２図は、単効用・二重効用複合吸収式ヒートポンプの
本発明の一実施例を示すものである。

第２図において、人は吸収器、Ｅは蒸発器、Ｇは再生器
、ＨＯ＃′ｉ単効用凝縮器、ＨＧは高温再生器、ＬＧけ
低温再生器、Ｃは凝縮器、ｓｐけ溶液ポンプ、ＲＰは冷
媒ポンプ、Ｘけ熱交換器、ＬＸけ低温熱交換器、ＨＸは
高温熱交換器を示し、符号１１乃至３１はこれらの要素
を結合する管、３２は蒸発器への低温熱源供給用の管、
３３，５４，５５．３６＃′ｉ温水（被加熱流体）用の
管、３９は単効用再生器Ｇへの熱源供給用管４０は高温
再生器への熱源供給用管を夫々示す。またｖＦｉ単効用
吸収式ヒートポンプ部分を、Ｗは二重効用吸収式ヒート
ポンプ部分を示す。第２図に基いて本発明の一実施例を
説明すると、吸収器Ａの下部にたまっている稀吸収溶液
は管１１を経て溶液ポンプｓｐにより引き出され管１２
を経て、その稀吸収溶液の一部は単効用熱交換器Ｘで再
生器Ｇからの高温の濃吸収溶液と熱交換して加熱された
後管１３ｆｔ経て再生器Ｇに導入される。再生器Ｇに導
入された稀吸収溶液は管３９により供給される蒸気、温
水、太陽熱温水、余剰蒸気等の熱源により加熱され冷媒
蒸気を分離して濃縮された後管１４で引出され、熱交換
器Ｘ中で稀溶液に熱を与え、冷却され、ついで管１５を
経て、管２３からの濃吸収溶液と混合され管１６によシ
吸収器Ａ中に循環される。一方再生器Ｇ中で分離された
冷媒蒸気は、管２４を経て単効用凝縮器ＨＯに導入され
、単効用凝縮器Ｈｅ中で管の中を流れている温水を熱交
換により加熱すると同時に自らは凝縮して冷媒液となり
、管２５を経て管２９からの冷媒液と混合された後管２
６により蒸発器Ｅ中へ循環される。

また、溶液ポンプｓｐによシ引出された稀吸収溶液の一
部は、管１７を経て低温熱交換器ＬＸ及び高温熱交換器
ＨＸ中で低温再生器ＬＧ及び高温再生器ＨＧからの高温
の濃溶液によ如加熱された後管１８により高温再生器Ｈ
Ｇ中に導入される。高温再生器ＨＧ中に導入された稀吸
収溶液は、管４０の熱源供給管からの熱源により加熱さ
れ、冷媒蒸気を分離すると共に濃縮され、濃縮された吸
収溶液は管１９、高温熱交換器ＨＸ管２０、管２１を経
て低温再生器ＬＧに導入され、低温再生器ＬＧ中におい
て、高温再生器ＨＧで分離され、管２７を経て低温再生
器ＬＧ中に導入される冷媒蒸気によシ加熱され、更に濃
縮された後管２２低温熱交換器Ｌ！、管２３を経て、管
１５からの濃吸収溶液と共に管１６を経て吸収器Ａ中に
再循環される。一方管２７を経て低温再生器ＬＧに導入
された、高温再生器ＨＧで吸収溶液から分離した冷媒蒸
気は、低温再生器中で吸収溶液にその保有する熱を与え
、冷却された後管２８を経て凝縮器Ｃに導入され、低温
再生器ＬＧ中で吸収溶液から分離した冷媒蒸気と混合し
、凝縮器中の温水管中を流れている温水を加熱すると共
に、自らは凝縮して冷媒液となり、管２９を経て、単効
用凝縮器ＨＣから管２５を経て導かれる冷媒液と共に管
２６によシ蒸発器Ｅに循環される。蒸発器中の冷媒液は
冷媒ポンプＲＰにより管３０から引出され、管３１ｔ−
経て低温熱源供給用管上に注がれ、冷媒蒸気を生成する
。次に温水（被加熱流体）は管３３を経て先づ吸収器Ａ
に導かれ、吸収器中で濃吸収溶液の冷媒蒸気吸収熱によ
り加熱され、ついで管３４を経て凝縮器Ｃに導かれ凝縮
器中の温水用管の中を流れる中に低温再生器ＬＧ中で生
成した冷媒蒸気で更に加熱され、ついで管３５により単
効用凝縮器ＨＣ中に導か　。

れ、管２４からの再生器Ｇ中で分離された高温の冷媒蒸
気により所定の更に高い温度にまで加熱された後管３６
から取り出される。

つぎに第３図に基いて本発明の他の実施例を説明する。

第３図に示される実施例においては、温水（被加熱流体
）の流れが第２図に示す実施例と異なるのみで、温水用
管の符号である３７．３８を除いて符号は全て第２図の
符号と同じ意味を有し、又温水の流れを除いて他のフロ
ーは第２図に示されるフローと全く同じである。

第２図に示す実施例においては温水は管３３により先づ
吸収器Ａに導入されたか′ち、第３図に示す実施例にお
いては、温水は管６３によシ先づ凝縮器Ｃに導入され、
凝縮器Ｃ中の温水管中を流れる中に凝縮器Ｃ中の冷媒蒸
気により加熱された後管５７ｆｔ経て吸収器Ａ中に導か
れ、吸収器Ａ中の温水管を流れる中に第２図に基〈実施
例で説明したようにして更に加熱され、ついで管３Ｂに
よシ単効用凝縮器ＨＯに導かれて再生器Ｇからの高温の
冷媒蒸気によシ所定の温度まで加熱された後高温の温水
として管３６から取り出される。この方式は、管３２よ
シ導入される低温熱源が比較的温度の高い場合に有効で
ある。

上述の吸収溶液サイクルは一実施例を示したものであっ
て、例えば二重効用吸収式ヒートポンプ側の溶液サイク
ルとして吸収器から引出された稀吸収溶液を高温再生器
ＨＧ及び低温再生器ＬＧに並列的に送液したサイクルと
することも出来る。

本発明は、上述のように単効用及び二重効用吸収式ヒー
トポンプサイクルを複合した吸収式ヒートポンプであっ
て、二重効用サイクル中の出熱を回収した後、単効用サ
イクルでの出熱を回収するように温水を通水して高温の
温水を取シ出すことが可能である。

また、本発明においては二重効用吸収式ヒートポンプサ
イクルにおいて得られた温水を単効用吸収式ヒートポン
プサイクルに通じて更に高温水とするが、単効用吸収式
ヒートポンプサイクルに通じる温水が成る程度高温とな
っている為、単効用吸収式ヒートポンプの容量は単独の
単効用吸収式ヒートポンプにより同じ高温水を得る場合
に比し小さい容量のもので良く、したがって単効用ヒー
トポンプの再生器に於ける熱源は、単効用ヒートポンプ
単独の場合よシ低温の熱源で十分となる。従って単効用
ヒートポンプの再生器Ｇに用いる熱源として、二重効用
吸収式ヒートポンプの高温再生器ＨＧに通じた熱源の余
剰の熱源で十分な場合が多く従って加熱源を先づ高温再
生器ＨＧに供給し、高温再生器ＥＧから排出される加熱
源を再生器Ｑ用の加熱源として利用することも出来る。

〔発明の効果〕

本発明の効果を述べると次のとおυである。

（］）高温水を得る為に、単効用吸収式ヒートポンプだ
けではエネルギーが多量に必要であって効率が悪いが、
単効用・二重効用複合吸収式ヒートポンプサイクルヲ構
成することによシ、効率が向上する。

（２）二重効用吸収式ヒートポンプだけでは、高温再生
器内の圧力について大気圧までという制限を受けている
ため、凝縮器内の冷媒蒸気の温度を高く出来ないので高
温水が得られないが、本発明によれば先づ二重効用吸収
式ヒートポンプサイクルで得られた温水を単効用吸収式
ヒートポンプサイクルに通じることにより、高温水を効
率的に取得できる。

（３）熱源の供給状況に応じて単効用吸収式ヒートポン
プザイクルのみ、あるいは、二重効用吸収式ヒートポン
プサイクルのみの運転が可能となる。

（４）　さほど高温水が必要でない場合には、二重効用
吸収式ヒー　トポンプサイクルだけの運転をすることが
出来、省エネルギー効果がある。

（５）二種類の熱源の供給状況、温水の必要温度、ヒー
トポンプの使用環境による自荷状況等に基いて制御をす
れば、単効用及び二重効用の特性を生かしたきめ細かい
制御を行うことが出来、効率の良い運転を行うことが出
来、省エネルギー効果を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の単効用吸収式ヒートポンプのサイクル図
を示し、紀２図及び第゛３図は本発明の単効用・二重効
用複合吸収式ヒートポンプのサイクル図を示す。 Ａ・・・吸収器、Ｅ・・・蒸発器、ＳＰ・・・溶液ポン
プ、ＲＰ・・・冷媒ポンプ、Ｇ・・・再生器、ＨＧ・・
・高温再生器、ＬＧ・・・低温再生器、ＨＣ・・・単効
用凝縮器、Ｃ・・・凝縮器、Ｘ・・・熱交換器、ＴＪ　
Ｘ・・・低温熱交換器、ＨＸ・・・高温熱交換器、７，
８，３３，３４，３５，３６゜３７３８・・・温水用配
管 出願人　株式会社　荏原製作所 代理人　中　本　宏 同　井　上　昭 同　吉　嶺　桂

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　高温再生器、低温再生器、凝縮器、高温熱交換器
   、低温熱交換器、単効用再生器、単効用凝縮器、単効用
   熱交換器、吸収器、蒸発器を組合わせ、単効用吸収式ヒ
   ートポンプサイクルと二重効用吸収式ヒートポンプサイ
   クルを少くとも１つずつ備えた単効用・二重効用複合吸
   収式ヒートポンプサイクルにおいて、該二重効用吸収式
   ヒートポンプサイクルよシ取シ出される温水を、該単効
   用吸収式ヒートポンプサイクル中の単効用凝縮器に導輪
   て更に昇温するように構成してなる単効用・二重効用複
   合吸収式ヒートポンプ。 ２　温水を吸収器、凝縮器、単効用凝縮器の順に流すよ
   うに構成してなる特許請求の範囲第１項記載の単効用・
   二重効用複合吸収式ヒートポンプ。 五　温水を凝縮器、吸収器、単効用凝縮器の順に流すよ
   うに構成してなる特許請求の範囲第１項記載の単効用・
   二重効用複合吸収式ヒートポンプ。 ４、　加熱源を先づ高温再生器に供給し、高温再生器か
   ら排出された加熱源を単効用再生器用加熱源として使用
   するように構成してなる特許請求の範囲第１項、第２項
   又は第３項記載の単効用・二重効用複合吸収式ヒートポ
   ンプ。