JPS61168758A

JPS61168758A - 空冷吸収式ヒ−トポンプ

Info

Publication number: JPS61168758A
Application number: JP898685A
Authority: JP
Inventors: 能文功刀; 杉本　滋郎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-01-23
Filing date: 1985-01-23
Publication date: 1986-07-30
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: JPH0697127B2

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】〔発明の利用分野〕本発明は、空冷形吸収式ヒートポンプに係り、冷房運転
、ヒートポンプ運転、ボイラ運転ができる構成に関する
。

〔発明の背景〕

従来の室外空気を熱源とする、水冷媒吸収式ヒートポン
プは、特開昭５８−８９６０．特開昭５８−８９６１号
に記載のように、フロンやアンモニアを冷媒とした空冷
形のヒートポンプと水冷媒のヒートポンプを結合させる
。また、特開昭５８−１６４９６３　、特開昭５８−１
６４９６４号に記載のように、水冷媒のサイクルを低濃
度の低温サイクルと高濃度の高温サイクルに分けて並設
し、室外熱交換器で室外空気から吸熱し、別の熱媒で低
温サイクルに熱を移動させている。この場合、機械か複
雑で大きくなシ、また別の熱媒体を使うので熱効率がよ
くない、またその熱媒体を作動させるのにエネルギ會必
要とするので全体の熱効率をわるくする、さらに室外空
気温度か低いとき暖房能力は低下し、かつ室外熱交換器
に着霜が起る、という問題かあった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、室外空気温度によって、冷房運動、ヒ
ートポンプ運転による暖房、ボイラ運転による暖房でき
る空冷吸収式ヒートポンプを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、凝縮器を空冷式と水冷式とをもち、か
つ蒸発器と空冷吸収器とを直結して構成し、冷房時は空
冷凝縮器と空冷吸収器から放熱して蒸発器から冷水管得
、ヒートポンプ時空冷吸収器を蒸発器として吸熱し、蒸
発器ｔ−吸収器として蒸発器と水冷凝縮器から温水を得
、ゲイ２運転時水冷凝縮器から温水を得るように、サイ
クル内及び温水系に切換器を設けたことにある。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図〜第４図により説明する
。第１図に示すように１空冷吸収式ヒートポンプｈ１高
温再生器２、低温再生器３、凝縮器４、蒸発器５、吸収
器６、溶液熱交換器７、バーナ９、溶液ポンプエ０、冷
媒ポンプ１２、第二凝縮器８０により構成される。こ仁
で、第二凝縮器８０の蒸気入口部８１ｔ；ｔタンパ８２
で閉じられている。高温再生器２の臭化リチウム水溶液
は、バーナ９により加熱さｎ１冷媒蒸気を発生し、溶液
は濃縮される。発生した冷媒蒸気は、冷媒ライン１３を
通って低温再生器３の加熱管１４に流入する。低温再生
器３の臭化リチウム水溶液は、加熱器１４の冷媒蒸気に
よυ加熱され、ここでも冷媒蒸気音発生する。ここで、
加熱管１４の冷媒ハ液化し、臭化リチウム水溶液は濃縮
する。

低温再生器３で発生した冷媒蒸気は、冷媒流路１５から
凝縮器４に入シ、一方、液化した冷媒は、冷媒ライン１
６を通って冷媒ライン１７の冷媒と切換器８４により合
流する。凝縮器４には管外にフィン１８がめシ、ファン
により室外空気がこのフィン１８を通して流ＩＬるため
、凝縮器４内の冷媒蒸気は冷却され、液化する。液冷媒
は冷媒ライン１７から、切換器８４で冷媒ライン１６か
らの液冷媒と合流し冷媒ライン８８、切換器８５、冷媒
ライン８９を通シさらに切換器８６で冷媒ポンプ１２か
ら吐出された液冷媒とを合流して、冷媒ライン２１から
蒸発器５に流入する。

蒸発器５内には冷水パイプ２２があシ、液冷媒は散布器
２３から冷水パイプ２２上に散布さ九る。

蒸発器５内は減圧下に保たれているので、液冷媒は蒸発
し、その潜熱は冷水パイプ内の冷水からりはう。蒸発し
切れなかった液冷媒は、冷媒だめ２４にたまシ、冷媒ラ
イン２５、冷媒ポンプ１２、切換器８７、冷媒ライン２
６を通って、再び冷媒ライン２１に戻る。ここで蒸発し
た冷媒蒸気は、冷媒流路４８，４８０を通って吸収器６
に流入する。

吸収器６は垂直管２８及び管外にあるフィン２９で構成
されている。

また、垂直管２８の上部には散布器３０があシ、溶液熱
交換器７から出た濃溶液は、濃溶液ライン９０．９１，
９２、切換器９３，９４，９５、さらに濃溶液ライン３
１を通って散布器３０から散布される。散布さｎた濃溶
液は、垂直管２８の管壁にそって流下しなから部外を流
れる室外空気により冷却され、水蒸気圧は下がる。そこ
で、蒸発器５からの冷媒蒸気を吸収して希溶液になる。

ここで、フィン２８には、熱伝達を向上させるために１
スリツトを設は為。さらに、垂直管２８内には、らせん
板又は詰めものく図示せず）を入九、濃溶液と管壁との
接触及び濃溶液と冷媒との接触を向上させる。さらに１
垂直管２８の内面には、フィン又は溝（図示せず）を設
けて、管内熱伝達を向上させる。

吸収器６を出た希溶液は、溶液ポンプ１０により、希溶
液ライン９６．９７．９８、切換器９９゜１００から希
溶液ライン、（６ＫｆｉｆＬ、溶液熱交換器７で予熱さ
れ、分流して希溶液ライン３８から低温再生器３に入る
。さらに残シの希溶液は、溶液熱交換器７で予熱さｎ１
希溶液ライン３９から高温再生器２に流入する。

一方、高温再生器２の濃溶液は、濃溶液ライン４０から
溶液熱交換器７に入シ、希溶液を加熱しながら自らは冷
却し、低温再生器３から濃溶液ライン４２を通って溶液
熱交換器７の中間部に流入した濃溶液と合流し、さらに
希溶液を加熱し、希溶液ライン９０Ｋｆｉｆｉる。

一方、冷水は、冷温水入口１０１から冷水ライン１０３
’ｉ通って冷水管２２に入シ、そこで冷却されて冷水ラ
イン１０４，１０５、切換器１０６゜１０７を通って冷
温水出口１０２から出る。

次に１本発明のヒートポンプ運転の実施例を第２図によ
り説明する。第１図と構成は同じである。

暖房運転の場合、第二凝縮器８０の蒸気入口部８１は開
になシ、冷媒流路１５は閉になるよう、ｐ−：ｙパ５ｚ
ｔ−切換える。さらに、切換器８４゜８５．８６，９５
，９９，９４，８７．Ｚｏｏ。

９３を切換える。また、冷温水系切換器１０６゜１０７
も切換える。

高温再生器２の臭化リチウム水溶液はバーナ９により加
熱され、冷媒蒸気を発生し溶液は濃縮される。発生さｎ
た冷媒蒸気は、冷媒ライン１３ｔ−通って低温再生器３
の加熱管１４に流入する。低温再生器３の臭化リチウム
水溶液は、加熱管１４の冷媒蒸気により加熱さｎｌ　こ
こでも冷媒蒸気を発生する。ここで、加熱管１４の冷媒
蒸気は液化し、臭化リチウム水溶液ハ濃縮する。

低温再生器３で発生した冷媒蒸気は、蒸気入口部８１か
ら第二凝縮器８０に入る。第二凝縮器８０には温水管８
３があシ、冷媒蒸気は温水管８３の温水に凝縮熱を放出
して液化し、冷媒ライン１０８を通って、低温再生器３
で液化して冷媒ライン１６．８８、切換器８４１！−通
った冷媒と切換器８９で合流する。さらに冷媒ライン１
０９から、切換器９５、濃溶液ライン３１を通って散布
器３０に入る。

そこで、液冷媒は散布器３０から吸収器６に散布される
。散布された液冷媒は、垂直管２８の管壁にそって流下
しながら管外を流れる室外突気から熱七っはって蒸発す
る。蒸発した冷媒蒸気は冷媒流路４８，４８０を通って
蒸発器５に流れ、蒸発し切れなかった液冷媒は、溶液ポ
ンプ１０により、希溶液ライン９６．９７、冷媒ライン
１１０１濃溶液ライン９２から、切換器９５で、冷媒ラ
イン１０９からの液冷媒と合流する。

蒸発器５の冷水管２２には温水か流れておシ、散布器２
３からは濃溶液が散布される。この濃溶液扛冷水管２２
上金流下しながら、吸収器６からの冷媒蒸気を吸収し、
その吸収熱は冷水管２２の温水に放出して希溶液となる
。希溶液は冷媒だめ２４から、冷媒ポンプ１２により、
冷媒ライン２５、希溶液ライン１１１、切換器８７，１
００を通って、希溶液ライン３６に流れる。あとは、冷
房運転時と同じように流ｎる。

一万、溶液熱交換器７含出た濃溶液は、希溶液ライン９
０、切換器９３、濃溶液ライン１１２を通シ、さらに切
換器８６、冷媒ライン２１から散布器２３に入る。

この場合、温水は、冷温水入口１０１から冷水ライン１
０３ｔ−通って冷水管２２に入シ、そこで加熱され、冷
水ライン１０４、切換器１０６、温水ライン１１３から
温水管８３に入ってさらに加熱さｎ１温水ライン１１４
、切換器１０７ｔ−通って冷温水出口１０２から出る。

このようＫして、室外空気を熱源とするヒートポンプが
実現し、バーナ９による燃焼熱と室外空気からくみ上げ
た熱とが温水として有効に利用できる。

次に、室外空気温度が低下して、冷媒が凍結する恐ｔの
ある場合、又は暖房能力が低下した場合のボイラ運転の
実施例を第３図により説明する。

この第３図には第２図との相違点だけを示す。

室外空気か低くなると、切換器１１５，１１６゜１１７
、さらＫは冷温水ラインの切換器１１８が切換わる。第
二凝縮器８０ｔ−出た液冷媒は切換器１１６により、ま
た低温再生器３の加熱管１４を出て冷媒ライン１６、切
換器８４，１１５、冷媒ライン１１９からの液冷媒と合
流して冷媒ボ／ブ１２に吸込まれる。一方、溶液熱交換
器７ｔ−出た濃溶液は、切換器１１７から濃溶液ライン
１２０を通って、同じく冷媒ポンプ１２に吸込まｆ′Ｌ
る。

冷媒ポンプ１２で混合した、液冷媒と濃溶液は希溶液と
なって、ヒートポンプサイクルと同じように、切換器８
７，１００、希溶液ライン１１１゜３６から溶液熱交換
器７に入る。

このようＫして、ボイラサイクルが成立ち、冷温水入口
１０１から入った温水は、切換器１１８、温水ライン１
１３ｔ−通って第二凝縮器８０の温水管８３に入シ、冷
媒の凝縮熱を得て高温になシ、温水ライン１１４、切換
器１０７を過って冷温水出口１０２から出る。

このようにボイラ運転をすｆ′Ｌは、室外空気温度がい
かに下がっても暖房能力は維持でき、温水出口温度も低
下しない。さらに、室外熱交換器、この場合吸収器６の
管外に霜が着くこともない。

次に、第４図により、本発明の室外空気温度による運転
パターンの実施例を説明する。図かられかるように１室
外空気が２５〜３０Ｃ以上では冷房運転、室外空気が１
５〜２０Ｃ以下になったらヒートポンプ運転による暖房
、さらに室外温度が下がって１〜４Ｃ以下になったらボ
イラ運転による暖房を行う。

これらは、室外空気温度上検出しても、また冷媒温度を
検出しても実現できる。

なお、冷房運転とヒートポンプ運転とを切換えるさい、
冷媒ラインに溶液が混入して不具合か起る場合は、適宜
、しけらくの時間光の運転に切換える。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれは、空冷の吸収式冷温水機が
できるので、次の効果かある。

（１）、冷却水か不要なので、水薙保の制約がない。

（２）、冷却塔、ポンプなど冷却水素装置が不要。

（８）、冷却水配管工事が不ｔＬすので据付容易。

（４）、冷却水の凍結、水漏れ、腐食などトラブルがな
くなシ、信頼性、耐久性が向上する。

また、室外空気熱源のヒートポンプ運転ができるので、（５）、暖房成績係数か向上し、省エネルギになる。

さらに、室外空気温度が低い場合はボイラ運転ができる
ので、（６ノ、＆房能力が確保される。

（７）、常に高温水が得られる。

（８）、室外熱交換器に着霜が起らない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のめ房運転の実施例の系統図、第２図は
不発−明のヒートポンプ運転による暖房の実施例の系統
図、第３図は本発明のボイラ運転による暖房の実施例の
系統図、第４図は本発明の室外空気温度による運転パタ
ーンの実施例を示す。２・・・高温再生器、３・・・低温再生器、４・・・凝
縮器、５・・・蒸発器、６・・・吸収器、７・・・溶液
熱交換器、９・・・バーナ、１０・・・溶液ポンプ、１
２・・・冷媒ポンプ、１３・・・冷媒ライン、１４・・
・加熱管、１５．１６゜１７・・・冷媒ライン、１８・
・・フィン、２１・・・冷媒ライン、２２・・・冷水管
、２３・・・散布器、２４・・・冷媒だめ、２５．２６
・・・冷媒ライン、２８・・・垂直管、２９・・・フィ
ン、３０・・・散布器、３１・・・濃溶液ライン、３６
，３８．３９・・・希溶液ライン、４０゜４２・・・濃
溶液ライン、４８・・・冷媒流路、４８０・・・冷媒流
路、８０・・・第二凝縮器、８１・・・蒸気入口部、８
２・・・夕゛ンパ、８３・・・温水管、８４，８５，８
６゜８７・・・切換器、８８．８９・・・冷媒ライン、
９０゜９１．９２・・・濃溶液ライン、９３，９４．９
５・・・切換器、９６，９７．９８・・・希溶液ライン
、９９゜１００・・・切換器、１０１・・・冷温水入口
、１０２・・・冷温水出口、１０３−、・１０４，１０
５・・・冷水ライン、１０６．１０７・・・切換器、ｉ
ｏｓ、１０９゜１１０・・・冷媒ライン、１１１・・・
希溶液ライン、１１２・・・濃溶液ライン、、１１３，
１１４・・・温水ライン、１１５，１１６，１１７，１
１８・・・切換器、第　１１￥１竿　２［２１箒　３　口第　４［！］

Claims

【特許請求の範囲】１、冷房時室外空気に放熱し、暖房時室外空気から吸熱
する吸収式ヒートポンプにおいて、凝縮器は冷房用の空
冷形と暖房用の水冷形とをもち、冷房時と暖房時に蒸発
器と空冷吸収器とを互換することによつて、冷房時には
、空冷凝縮器及び空冷吸収器から室外空気に放熱して蒸
発器より冷水を得、暖房時には、空冷吸収器に室外空気
から吸熱して水冷凝縮器及び蒸発器から温水を得ること
を特徴とする空冷吸収式ヒートポンプ。２、特許請求の範囲１に記載の空冷吸収式ヒートポンプ
において、蒸発器と空冷吸収器とを直結し、暖房時には
蒸発器を吸収器とし、空冷吸収器を空冷蒸発器とするこ
とを特徴とする空冷吸収式ヒートポンプ。３、特許請求の範囲１に記載の空冷吸収式ヒートポンプ
において、暖房時、蒸発器の冷水管と水冷凝縮器の冷却
水と連結し、それから温水を取りだすことを特徴とする
空冷吸収式ヒートポンプ。４　特許請求の範囲１に記載の空冷吸収式ヒートポンプ
において、高温再生器、低温再生器、水冷凝縮器より構
成し、水冷凝縮器から温水を得る機能を備えたことを特
徴とする空冷吸収式ヒートポンプ。５、特許請求の範囲３に記載の空冷吸収式ヒートポンプ
において、室外空気温度が１〜５℃以下のときの暖房時
に、高温再生器、低温再生器、水冷凝縮器から構成され
、水冷凝縮器から水を得る空冷吸収式ヒートポンプに切
換えることを特徴とする空冷吸収式ヒートポンプ。６、特許請求の範囲１に記載の空冷吸収式ヒートポンプ
において、空冷凝縮器と水冷凝縮器の冷媒蒸気入口部、
空冷凝縮器出口と低温再生器加熱管出口の液冷媒合流部
、前記液冷媒と水冷凝縮器出口の液冷媒合流部、前記液
冷媒と冷媒ポンプから戻る液冷媒の合流部、冷媒ポンプ
出口部、空冷吸収器で散布される濃溶液と水冷凝縮器か
らの液冷媒との合流部、溶液ポンプからの希溶液と冷媒
ポンプからの液冷媒との合流部、溶液ポンプの出口部、
溶液ポンプからの希溶液と空冷吸収器へ向う濃溶液との
合流部、低温濃溶液の溶液熱交換器出口部、さらに冷温
水出口部、冷水の蒸発器出口部、にそれぞれ流路切換器
をもつことを特徴とする空冷吸収式ヒートポンプ。７、特許請求の範囲６に記載の空冷吸収式ヒートポンプ
において、前記空冷凝縮器出口と低温再生器加熱管出口
の液冷媒合流部の後流部、液冷媒の水冷凝縮器出口部、
前記低温濃溶液の溶液熱交換器出口部の上流部、さらに
水冷凝縮器への温水の入口部と出口部、にそれぞれ流路
切換器をもつことを特徴とする吸収式ヒートポンプ。８、特許請求の範囲７に記載の空冷吸収式ヒートポンプ
において、蒸発器と空冷吸収器の上部、または上部と下
部、または上部と下部と中間に冷媒蒸気流路を設けたこ
とを特徴とする空冷吸収式ヒートポンプ。