JPS61128070A

JPS61128070A - 蓄熱システム

Info

Publication number: JPS61128070A
Application number: JP24913384A
Authority: JP
Inventors: 喜昌安藤; 大木　良典; 章広川田; 河原井　敬
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1984-11-26
Filing date: 1984-11-26
Publication date: 1986-06-16
Also published as: JPH0364788B2

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、再生器、圧縮礪、吸収器からなるリソープシ
ョン・コンプレッションサイクルを利用した蓄熱システ
ムの改良に関する。

（従来の技術〕従来、蓄熱システムとしては、単一媒体を用いた圧縮式
ヒートポンプと２媒体あるいは多重媒体を用いた吸収式
ヒートポンプとが考えられていた。

第３図は上記圧縮式ヒートポンプの一例を示す系統図で
ある。上記ヒートポンプは、蓄熱時においては、第１の
タンク１に貯蔵されている液体状の媒体が、蒸発器２に
て熱ｍＱｏで気化され、圧！１８３で圧縮された後、第
２のタンク４に気体の状態で貯蔵される。一方、放熱時
においては、上記第２のタンク４に貯蔵されている気体
状の高圧冷媒が、凝縮器５にて凝縮され液化される。こ
のとき凝縮熱Ｑ１が放熱されるので、これを利用する。

また上記凝縮器５にて液化された冷媒は、膨張弁６を介
して前記第１のタンク１に液体の状態で貯蔵される。

第４図は吸収式ヒートポンプの一例を示す系統図であう
。上記ヒートポンプは、蓄熱時においては、第１のタン
ク１１に貯蔵されている溶液が、再生器１２にて熱源Ｑ
２によって気体状の冷媒と液体状の吸収剤あるいは冷媒
を少―含む吸収剤に分離される。そして上記吸収剤は第
２のタンク１３に液体の状態で貯蔵され、冷媒は凝縮器
１４にて凝縮され凝縮熱Ｑ３を放熱した後、第３のタン
ク１５に液体の状態で貯蔵される。一方、放熱時におい
ては、ζ記Ｍ３のタンク１５に貯蔵された液体状の冷媒
が、ポンプ１６の駆動により蒸発器１７に送られ、熱ｆ
ｆ１Ｑ４により気化された後、吸収器１８に送られる。

また前記タンク１３に貯蔵されている吸収剤が、ポンプ
１９の駆動により熱交？！Ａ器２０を介して前記吸収器
１８に送られる。

そして上記吸収剤が前記媒体を吸収することにより吸収
熱Ｑ５が放熱されるので、これを利用する。

上記冷媒を吸収した溶液は、前記熱交換器２０を通り、
膨張弁２１にて減圧された後、前記第↑のタンク１１に
貯蔵される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに上記各ヒートポンプには次のような欠点があっ
た。すなわち、圧縮式ヒートポンプにおいては、冷媒の
潜熱を利用して蓄熱されるので、上記冷媒を第２のタン
ク４に気体の状態で貯蔵する必要がある。そのため、第
２のタンク４の容量および耐圧等に厳しい制約があった
。

一方、吸収式ヒートポンプにおいては、熱ｙＡＱ２によ
り放熱後の溶液を液体状の冷媒と液体状の吸収剤とに分
離して化学エネルギーとして貯蔵するため、気体の状態
で貯蔵する必要はない。しかるに、上記吸収式ヒートポ
ンプは多くの熱源を蓄熱するため、多量の化学エネルギ
ーを生成し貯蔵しなければなうなす、そのためには再生
Ｈ１２にて溶液から冷媒を多量に分離する必要がある。

したがって第１のタンク１１と第２のタンク１３との間
の冷媒の濃度差を大きくとるか、２度差が小さい場合に
は上記第１のタンク１１Ｆ３よび第２のタンク１３での
貯蔵量を多くすることになるが、前者は再生器１２の伝
熱面積を大きくするか、あるいは熱源温度を高くしなけ
ればならず、後者は両タンク１１．１３の容積を大きく
しなければならない等の制約があった。

このように上記各ヒートポンプは、タンクの大きさ、数
、耐圧等に問題があり、実用化されるに至っていなかっ
た。また利用熱量と温度および熱源となる廃熱量と温度
は変動があるものが多く、これら変動エネルギーを効果
的に吸収あるいは放熱できる蓄熱システムの開発が望ま
れていた。ざらに熱効率のよい蓄熱システムの開発も望
まれていた。

そこで本発明は、蓄熱、ｔＩｌ熱が必要に応じてフレキ
シブルに行なうことができ、簡素化され、かつ熱効率の
よい蓄熱システムを提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために次の
ような手段を講じたことを特徴としている。すなわち、
再生器、圧ｉｉ、吸収器からなるリソーブション・コン
プレッションサイクルに、冷媒を分離した濃度の＾い吸
収溶液を蓄える第１タンクと、前記冷媒を吸収した濃度
の低い吸収溶液を蓄える第２タンクとを循環経路を介し
て接続し、前記第１．第２タンク間の吸収溶液濃度差エ
ネルギーにより蓄熱を行なうようにしたことを特徴とし
ている。

（作用〕このような手段を講じたことにより、再生器および吸収
器と第１．第２ポンプとの間で溶液を循環させながら徐
々に冷媒を吸収あるいは分離でき、両タンク間に高溌度
エネルギーを保有することができる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例の搭成牙示す系統図である。

第１図において３１は再生器、３２は圧縮ｄ、３３は吸
収器であり、これらと熱又換器３４、膨張弁３５．ポン
プ３６とによりリソーブション・コンブレフジョンサイ
クルが形成されている。上記サイクルにおいて、膨張弁
３５を通過した溶液は再生器３１において等圧・等温下
で熱源Ｑ’６により気体状の冷媒と液体状の吸収剤とに
蒸溜分離される。そして上記冷媒は圧縮改３２にて圧縮
された後吸収器３３に送られる。一方、前記吸収剤はポ
ンプ３６の駆動によフて熱交換器３４を介して上記吸収
器３３に送られ、前記冷媒を吸収する。このとき吸収熱
Ｑ７が発生し熱エネルギーとして利用される。冷媒を吸
収した溶液は熱交換器３４を介して膨張弁３５にて減圧
された後、前記再生器３１に戻るものとなっている。

３７は第１タンクであり、蓄熱時には再生器３１と方向
切換弁３８ａ、３８ｂ、熱交換器３９、流量ＩＩＩ　Ｉ
Ｉ可能な切換弁４ｏを介して１妾続され、放Ｆ！時には
吸収器３３と方向切換弁４１ａ、４１ｂ、熱交換器４２
．前記切換弁４０を介して接続されて、ポンプ４３の駆
動により溶液が循環されるものとなっている。また４４
は第２タンクであり、前記第１タンク３７とは逆に蓄熱
時には吸収器３３と接続され、放熱時には再生器３１と
接続されて、ポンプ４５の駆動により溶液が循環される
ものとなっている。

なお、上記溶液において冷媒と吸収剤との組合せとして
は、フロロフルコールとテトラエチレングリコール、水
とテトラエチレングリコール。

Ｈ２０とＬ　ｔ　Ｂｒ、ＮＨｓ　とＲ２０，Ｒ２：２！
：？トラエチレングリコール、ＮＨ３と（Ｈ２０＋Ｌｉ
Ｂｒ＞などのように従来の吸収式ヒートポンプにおいて
考えられる媒体が上げられる。

次に本実施例の作用について説明する。

第２図は本実施例のシステムをデユーリング線図上で示
した図である。第２図において×１〜×３は吸収剤８１
度（ただしＸｌ＜Ｘ２＜Ｘ３）、ΔＰｎは連続運転時の
圧縮比、ΔＰｄは放熱時の平均圧縮比、ΔＰｃは蓄熱時
の平均圧縮比、７　ｎｄは放熱時の廃熱温度、Ｔｎｃは
蓄熱時の廃熱１度、Ｔｈｄは高負荷時温度、Ｔｈｅは低
負荷時温度を示している。また図中破線矢印Ａは蓄熱時
の動きを示しており、実線矢印Ｂは放熱時の動きを示し
ている。蓄熱時においては、ポンプ４３を駆動させるこ
とにより、第１タンク３７と再生器３１との間で溶液を
循環させる。そうすると、上記再生器３１にて熱源Ｑ６
すなわち温度Ｔｎｃの廃熱により溶液から冷媒が分離さ
れるので、循環される溶液の吸収剤濃度がＸ２から×３
へと徐々に濃くなる。

また、ポンプ４５を駆動させることにより第２タンク４
４と吸収器３３との間で溶液を循環させる。

そうすると、上記吸収器３３にて上記溶液が圧縮灘３２
で圧縮された前記冷媒を吸収するので、循環される溶液
の吸収剤濃度がＸ２から×１へと徐々に薄くなる。この
とき上記吸収器３３にて発生する温度Ｔｈｅの吸収熱を
利用するようにしてもよい。

一方、放熱時においては、切換弁４０を切換えて、第２
タンク４４に貯蔵されている蓄熱時に吸収剤１度がＸ２
からＸｌに薄くなった溶液を上記第２タンク４４と前記
再生器３１との間で循環させる。そうすると、上記再生
器３１にて熱源Ｑ６として温度Ｔｎｄの廃熱により冷媒
が分離されるので、循環される溶液の吸収剤ｍ度は×１
から×２へと徐々に濃くなる。また、第１タンク３７に
貯蔵されている蓄熱時に吸収剤濃度が×２から×３に濃
くなった溶液を上記第１タンク３７と前記吸収器３３と
の間で循環させる。そうすると、上記吸収器３３にて上
記溶液が圧縮機３２にて圧縮された冷媒を吸収するので
、循環される溶液の吸収剤濃度は×３から×２へと徐々
に薄くなる。このとき吸収器３３から温度Ｔｈｄの吸収
熱Ｑ７が放熱されるので、これを利用する。

なお蓄熱量および利用熱量は、切換弁４ｏによって流量
制御を行なうことにより変動させることができる。した
がって湿度に合わせた蓄熱システムとして各種運転方法
が可能となる。

このように本実施例によれば、リソープション・フンプ
レッションシステムを利用したことにより、熱効率が向
上する上、蓄熱能力を最大限に発揮できる。また廃熱量
と利用熱Ｈとの変動に対応させて、電力等の圧縮曙を駆
動するための−次工ネルギーも変動ざぜることができる
ため、省エネルギー化がはかれる。さらに蓄熱、放熱を
同時に行なうことができるため、必要に応じた熱が無駄
なく放熱利用できる。また再生器３１および吸収器３３
と第１．第２ポンプ３７．４４との間で溶液を循環させ
ながら徐々に冷媒を吸収あるいは分離させるため、上記
再生器３１および吸収器３３を小型にしても第１．第２
タンク３７．４４間に高濃度エネルギーを保有すること
ができる。したがってタンク容積も小さなものでよく、
設置ａ黄が削減できる。

なお本発明は前記実施例に限定されるものではない。た
とえば前記実ＩＡ例では蓄熱時と放熱時との循環経路切
換手段として切換弁４０を設けたが、圧縮１１１１３２
を蓄熱時と放熱時とにおいて逆方向に差動させることに
より同一１能が得られる。ただしこの場合は、吸収器３
３が再生器の役割も果たし、再生器３１が吸収器の役υ
ｊも果たすことになる。このほか本発明の要旨な越えな
い範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

〔発明の効果）以上詳述したように本発明によれば、再生器。

圧縮灘、吸収器からなるリソープション・コンプレッシ
ョンサイクルに、冷媒を分離した濃度の＾い吸収溶液を
蓄える第１タンクと、前記冷媒を吸収した濃度の低い吸
収溶液を蓄える第２タンクとを循環経路を介して接続し
、航記第１．第２タンク間の吸収溶液濃度差エネルギー
により蓄熱を行なうようにしたので、蓄熱、放熱が必要
に応じてフレキシブルに行なうことができ、簡素化され
、かつ熱効率のよい蓄熱システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す系統図であり、
第２図は同実施例の作用を説明するための図である。第
３図および第４図は従来例としての圧縮式ヒートポンプ
および吸収式ヒートポンプの構成を示す系統図である。３１・・・再生器、３２・・・圧縮曙、３３・・・吸収
器、３４．３９．４２・・・熱交換器、３５・・・膨張
弁、３６．４３．４５・・・ポンプ、３７．４４・・・
第１．第２Ｊｊンク、４０・・・切換弁。出願人復代理人　弁理士　鈴江武彦第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）再生器、圧縮機、吸収器からなるリソープション
・コンプレッションサイクルを利用した蓄熱システムに
おいて、前記サイクルに、冷媒を分離した濃度の高い吸
収溶液を蓄える第１タンクと、前記冷媒を吸収した濃度
の低い吸収溶液を蓄える第２タンクとを循環経路を介し
て接続し、前記第１、第２タンク間の吸収溶液濃度差エ
ネルギーにより蓄熱を行なうようにしたことを特徴とす
る蓄熱システム。
（２）前記循環経路は、前記再生器と前記第１または第
２タンクのいずれか一方のタンクとの間で吸収溶液を循
環して冷媒を分離し、前記吸収器と前記第１または第２
タンクのいずれか他方のタンクとの間で吸収溶液を循環
して冷媒を吸収するものであることを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項記載の蓄熱システム。
（３）前記循環経路は、経路切換手段を備えたものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項または第
（２）項記載の蓄熱システム。