JPS6113145B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、吸収式冷凍機をヒートポンプとし
て作動させることもできるようにした吸収式ヒー
トポンプチラーに関するものである。

従来、吸収式冷暖房装置として第１図に示すも
のがあつた。第１図において、１，２，３，４は
容器Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、５，６，７，８は容器Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ内の液体または蒸気を加熱または冷却
する熱交換器、９は容器Ａ１と容器Ｂ２とを接続
する配管Ｅ、１０は容器Ａ１と容器Ｃ３とを接続
する配管、１１は容器Ｂ２と容器Ｃ３とを接続す
る配管Ｆ、１２，１３は容器Ｃ３と容器Ｄ４とを
接続する配管Ｇ、１５，１４はともに容器Ｄ４と
容器Ａ１とを接続する配管Ｈ，Ｉである。前記配
管１０，１３には開閉弁１６，１７が設けられ、
配管Ｈ１５にはポンプ１８が設けられ、配管Ｆ１
１には毛細管１９が設けられている。また、２０
は配管Ｈ１５と配管Ｉ１４とを流れる流体間の熱
交換をする熱交換器である。

第２図はLiBr−H₂O系を例にした動作点を示す
図である。

次に、第１図に示す装置の動作について第２図
の動作点を参考に説明する。チラーとしての運
転、例えば冷房運転時には、開閉弁１６，１７は
閉、ポンプ１８は動作している。この時、容器Ａ
１は発生器、容器Ｂ２は凝縮器、容器Ｃ３は蒸発
器、容器Ｄ４は吸収器として作動する。そして、
配管Ｈ１５からのａ点で示される濃度ξ_１％の
LiBr水溶液は容器Ａ１に入り、ここで熱交換器
５で加熱される。このため、LiBr水溶液はｅ点
で示される水蒸気を放出し、その濃度がξ_１％か
らξ_２％の濃縮液となり、ｂ点で示される状態と
なつて配管Ｉ１４に行き、配管Ｉ１４を流れる途
中で、熱交換器２０により配管Ｉ１４を流れる濃
度ξ_１％のLiBr水溶液と熱交換してｃ点で示さ
れる状態となつて容器Ｄ４に入る。ここでは、配
管Ｇ１２を通つて流れて来たg₁点で示す水蒸気を
吸収し、LiBr水溶液の濃度はξ_２％からξ_１％
となる。この水蒸気吸収時の発熱が熱交換器８で
冷却され、濃度ξ_１％のLiBr水溶液はｄ点で示
す状態となり、配管Ｈ１５からポンプ１８により
昇圧されて容器Ａ１に送込まれるが、この途中で
熱交換器２０によつて加温され、動作点はｄ点か
らａ点に移る。一方、容器Ａ１で発生したｅ点で
示される水蒸気は、配管Ｅ９を通つて容量Ｂ２に
行き、ここで熱交換器６により冷却されて水とな
る。この水も第２図では水蒸気と同じ動作点で示
される。その後、この水は配管Ｆ１１の毛細管１
９を通つて減圧され、圧力がP₁からP₂となり、ｆ
点で示される状態となる。この低温度、低圧力と
なつた水は、容器Ｃ３に行き、熱交換器７から熱
を奪うことにより冷凍効果を発揮し、蒸発してg₁
点で示す水蒸気となり、配管Ｇ１２を通つて容器
Ｄ４に行き、前述のｃ点で示される濃度ξ_２％の
LiBr水溶液に吸収されるサイクルを繰返す。

また、暖房運転時には、開閉弁１６，１７は
開、ポンプ１８は動作しており、熱交換器６，８
は冷却用熱媒体が流れてなく、熱交換が行なわれ
ていない。このため、ａ点で示される濃度ξ_１％
のLiBr水溶液は、容器Ａ１で熱交換器５により
加熱されてｅ点に示す水蒸気を発生し、濃度ξ_２
％となつて配管Ｉ１４の熱交換器２０に行く。こ
こで熱交換し冷却されて容器Ｄ４に行き、配管１
３から流れて来る温度T₅で示される状態点g₂の
水を吸収しd′点の状態となつて、ポンプ１８によ
り再び容器Ａ１に送込まれる。なお、この途中で
熱交換器２０により加熱されるため、状態点は
d′点からａ点に移る。一方、容器Ａ１から出たｅ
点で示される水蒸気は、開閉弁１６を通り容器Ｃ
３に行く。ここで熱交換器７を流れる熱媒体に温
度がT₅である熱量を供給し、暖房効果を発揮
し、その後凝縮して状態点g₂で示される水とな
り、開閉弁１７から配管１３を通り、容器Ｄ４に
行くサイクルとなる。

前述のような従来の吸収式冷暖房装置は、温熱
を供給する暖房運転時には、温度T₂以上の熱源
を受取り、これより低い温度T₅の熱を供給して
いる。このため、低温度の熱源から熱を受け、高
温度の熱を供給するいわゆるヒートポンプとして
は作動することができない欠点があつた。

この発明は、前述したような従来のものの欠点
を除去するためになされたもので、吸収式チラー
にポンプなどを付加することによつて、ヒートポ
ンプとしても作動できる吸収式ヒートポンプチラ
ーを提供する目的とするものである。

以下、この発明の一実施例を図に基いて説明す
る。第３図において、１，２，３，４は容器Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ、５，６，７，８は熱交換器、９，１
１，１２，１５，１４は配管Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ・
Ｉ、１８は配管Ｈ１５に設けた第１ポンプ、１９
は減圧装置である毛細管、２０は熱交換器であ
り、これらは前述した第１図に示す従来の装置と
実質的に同じである。また、２１は容器Ａ１から
容器Ｄ４に液を送るために配管Ｉ１４に設けられ
た第２ポンプ、２２，２３および２４は毛細管１
９をバイパスする回路２５に設けられた第３ポン
プ、開閉弁および熱交換器であり、この熱交換器
２４は第３ポンプ２２から出た水と配管Ｈ１５を
流れる濃度ξ_１％のLiBr水溶液との間で熱交換
させる構成になつている。

この実施例の装置において、チラーとしての運
転時には、第２、第３ポンプ２１，２２は停止、
開閉弁２３は閉、第１ポンプ１８は動作してい
る。この時、容器Ａ１は発生器、容器Ｂ２は凝縮
器、容器Ｃ３は蒸発器、容器Ｄ４は吸収器として
作動する。第２図の動作点を参考にして動作につ
いて説明する。配管Ｈ１５からのａ点で示される
濃度ξ_１％のLiBr水溶液は熱交換器２４では熱
交換することなくここを素通りして容器Ａ１に入
り、ここで熱交換器５によつて加熱される。この
ため、LiBr水溶液は、ｅ点で示される水蒸気を
放出し、濃度がξ_１％からξ_２％の濃縮液とな
り、ｂ点で示される状態となつて配管Ｉ１４に行
き、この配管Ｉ１４を流れる途中で第２ポンプ２
１を素通りし、熱交換器２０では配管Ｈ１５を流
れるξ_１％のLiBr水溶液と熱交換し、ｃ点で示
される状態となつて容器Ｄ４に入る。ここでは、
配管Ｇ１２から流入するg₁点で示される水蒸気を
吸収し、LiBr水溶液の濃度はξ_２％からξ_１％
となる。この水蒸気吸収時の発熱は熱交換器８で
取去られ、濃度ξ_１％のLiBr水溶液はｄ点で示
す状態となり、配管Ｈ１５から第１ポンプ１８に
より昇圧されて容器Ａ１に送込まれるが、この途
中で熱交換器２０によつて加温され、動作点はｄ
点からａ点に移る。一方、容器Ａ１で発生したｅ
点で示される水蒸気は、配管Ｅ９を通つて容器Ｂ
２に行き、ここで熱交換器６により冷却されて水
となる。この水も第２図には水蒸気と同じ動作点
で示される。その後、この水は配管Ｆ１１の毛細
管１９を通つて減圧され、圧力がP₁からP₂とな
り、ｆ点で示される状態となる。この低温度、低
圧力となつた水は容器Ｃ３に行き、熱交換器７か
ら熱を奪うことにより冷凍効果を発揮し、蒸発し
てg₁点で示す水蒸気（第２図ではｆ点も同じ）と
なり配管Ｇ１２を通つて容器Ｄ４に行き、前述の
濃度ξ_２％のLiBr水溶液に吸収されるサイクル
を繰返す。

ヒートポンプとしての運転時にも、容器Ａ１は
発生器、容器Ｂ２は凝縮器、容器Ｃ３は蒸発器、
容器Ｄ４は吸収器となる。この時には、開閉弁２
３は開、第２、第３ポンプ２１，２２は動作、第
１ポンプ１８は停止している。第４図の動作点を
参考にして動作について説明する。容器Ａ１で
a′点にある濃度ξ_１％のLiBr水溶液は、温度が
T₃より若干高い熱源で熱交換器５を介して加熱
され、ｅ点で示される水蒸気を放出し、ｂ点で示
される濃度ξ_２％のLiBr水溶液となる。この水
溶液は、第２ポンプ２１によつて昇圧され、熱交
換器２０により加温されてｃ点に示す状態となり
容器Ｄ４に行く。ここで、配管Ｇ１２を流れて来
るg₁点の温度で示される水蒸気を吸収することに
より発熱し、濃度および温度はそれぞれｄ点で示
されるξ_１％およびT₁となる。この時の発熱量
を熱交換器８を介して系外に取出すことにより、
暖房、給湯に利用できる。なお、実際のサイクル
では水蒸気を吸収しつつ温度上昇するため、ｃ→
c′→ｄの変化ではなく、ｃ→c″→ｄの変化とな
る。そして、ｄ点で示される濃度ξ_１％のLiBr
水溶液は第１ポンプ１８を素通りして熱交換器２
０に行き、ここで配管Ｉ１４を流れる濃度ξ_２％
のLiBr水溶液と熱交換し、ａ点で示される状態
となり、さらにその後熱交換器２４でｅ点の温度
で示される水と熱交換してa′点となり、容器Ａ１
に戻る。一方、容器Ａ１で発生したｅ点で示され
る水蒸気は、配管Ｅ９を通り容器Ｂに行き、ここ
で熱交換器６を介して冷却水などで冷却され、同
じくｅ点で示される水となり、バイパス回路２５
の開閉弁２３を通り、第３ポンプ２２により昇圧
され、熱交換器２４によつてｆ点で示す温度まで
昇温された後、容器Ｃ３に行く。ここで、熱交換
器７により加熱され、g₁点で示される水蒸気とな
つて配管Ｇ１２を通り、容器Ｄ４に行つて濃度ξ
_２％のLiBr水溶液に吸収された発熱する。

前述したように温度T₅レベルの熱を容器Ａ１
および容器Ｃ３に与え、温度T₁レベルの熱を容
器Ｄ４から取出して利用することができる。

なお、この発明は、前述の実施例の第１、第２
ポンプ１８，２１をバイパスする回路を設けると
共に、これらの回路に開閉弁を設け、前記ポンプ
１８，２１が作動しない時には開閉弁を開いて流
体をバイパス回路に流すようにしてもよく、こう
すれば第１、第２ポンプ１８，２１による流体抵
抗損失を低減できる。また、熱交換器２４に対し
てもバイパス回路を設け、冷房運転時には熱交換
器２４をバイパスさせる流路構成としてもよい。
さらに、第１ポンプ１８は小形の吸収式冷凍機に
よく見られるように気泡ポンプ作用を利用するも
のにしてもよい。その他、一般の吸収式冷凍機な
どにみられるように、容器Ｃ３、容器Ｄ４内での
蒸発、吸収作用を促進させるために、ｆ点で示さ
れる水、c′点で示される濃度ξ_２％のLiBr水溶液
を撹拌あるいは循環し噴射させるポンプなどを具
備させてもよいことは勿論である。

以上説明したように、この発明によれば、吸収
式冷凍機に液ポンプなどを付属させ、サイクルを
逆回しにすることを可能にしたので、暖房時には
低温の熱を高温の熱に汲み上げるヒートポンプと
して作動させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吸収式冷暖房装置の一例を示す
構成説明図、第２図はその動作点を示す説明図、
第３図はこの発明の一実施例による吸収式ヒート
ポンプチラーを示す構成説明図、第４図はそのヒ
ートポンプ運転時の動作点を示す説明図である。 １……容器Ａ、２……容器Ｂ、３……容器Ｃ、
４……容器Ｄ、９……配管Ｅ、１１……配管Ｆ、
１２……配管Ｇ、１４……配管Ｉ、１５……配管
Ｈ、１８……第１ポンプ、１９……毛細管（減圧
装置）、２０，２４……熱交換器、２１……第２
ポンプ、２２……第３ポンプ、２３……開閉弁、
２５……バイパス回路。なお、図中同一符号は同
一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発生器として作動する容器Ａと、凝縮器とし
   て作動する容器Ｂと、蒸発器として作動する容器
   Ｃと、吸収器として作動する容器Ｄとを備え、前
   記容器Ａと容器Ｂとを配管Ｅで、容器Ｂと容器Ｃ
   とを減圧装置を有する配管Ｆで、容器Ｃと容器Ｄ
   とを配管Ｇで、容器Ｄと容器Ａとを一方は第１ポ
   ンプを有する配管Ｈで、他方は単なる配管Ｉでそ
   れぞれ接続し、配管Ｈと配管Ｉの途中でこれらを
   流れる流体間の熱交換をするように構成した吸収
   式冷凍機において、前記減圧装置をバイパスする
   回路を設け、この回路に開閉弁と第３ポンプを設
   けると共に、前記容器Ｄと容器Ａとを接続する配
   管Ｉに第２ポンプを設けたことを特徴とする吸収
   式ヒートポンプチラー。 ２ 前記減圧装置をバイパスする回路の第３ポン
   プの出口より容器Ｃ側と配管Ｈを流れる流体間の
   熱交換をするように構成した特許請求の範囲第１
   項記載の吸収式ヒートポンプチラー。 ３ 配管Ｈを流れる流体が、配管Ｉを流れる流体
   と熱交換した後に、減圧装置をバイパスする回路
   を流れる流体と熱交換するように熱交換器を配置
   した特許請求の範囲第２項記載の吸収式ヒートポ
   ンプチラー。 ４ 第１ポンプ、第２ポンプをバイパスする回路
   を設け、これらの回路に開閉弁を設けた特許請求
   の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の吸
   収式ヒートポンプチラー。