JPS61268962A - 排熱回収型吸収式ヒ−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〕 本発明は排熱回収型吸収式ヒートポンプに関し、詳しく
は、排ガス通路に蒸発器内の冷媒液を流通させる熱交換
器が設けられた吸収式ヒートポンプに関する。これは、
燃焼加熱源を備えた吸収式ヒートポンプの分野で利用さ
れるものである。

〔従来技術〕

冷媒と臭化リチウム水溶液が蒸発、吸収、再生および凝
縮を繰り返す間に発生する熱の授受により、温水を得る
ことができるようになっている吸収式ヒートポンプにお
いては、臭化リチウムの稀吸収液から得られる冷媒を利
用して比較的温度の低い外部熱源から収態することによ
り、その性能の向上を図ることができる。一方、再生器
の加熱に燃焼ガスや廃温水などを用いるものでは、その
再生器から排出される排ガスや廃温水にはかなりの熱エ
ネルギが残っているので、当然ながらこれらを前述の外
部熱源の一つとして併用し、収態する試みも一般に行な
われている。しかし、まだまだ再生器の排熱を有効に利
用できる手段が、見出されるに至っていないのが現状で
ある。

最近提案された一例として、特公昭６０−２５８３号公
報に記載された吸収冷温水機があるが、これは写生器か
ら排出される排ガスより収態した熱媒流体を、蒸発器の
加熱流体径路に導くようにしたものである。このような
吸収冷温水機においては、よく知られているヒートポン
プ作用によって、自己の排熱を蒸発器で回収することが
できるものの、熱媒流体を介して間接的に回収すること
になる。

そのために、蒸発器温度と排ガス温度との間にかなりの
温度差が必要となり、いきおい最終排ガス温度は高い水
準に留まる。したがって、通常は、排ガス通路において
回収できる排熱は排ガス顕然分程度に留まり、たとえ潜
熱が回収できたとしてもその量は少ない。また、熱媒体
系を必要とするため、それだけ装置が複雑となる。

ところで、加熱源で都市ガスなどを焚く場合には、燃焼
により約１０重量％の水蒸気が発生し、排気の際にそれ
が多量の熱を持ち去る。したがって、燃焼ガスによる加
熱のみでは９０％以上の熱効率を達成することが、原理
的に不可能となる。

その水蒸気から熱を回収するためには、排ガス温度を水
蒸気の凝縮温度５５℃程度以下、望ましくは、３５℃程
度に下げる必要があるが、上述した熱媒体方式では排ガ
ス温度を十分に下げることが困難である。それ故、熱効
率の向上には限界があり、さらに一層のし一トポンプ性
能の向上が図られることが望まれる。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題に鑑みなされたもので、その目的は
、燃焼加熱源において発生する水蒸気の潜熱を冷媒液に
より直接回収でき、その熱によって温水をより効率よく
加熱することができる排熱回収型吸収式ヒートポンプを
提供することである。

〔発明の構成〕

本発明の排熱回収型吸収式ヒートポンプの特徴とすると
ころを、第１図を参照して説明すると、加熱源６が燃焼
ガスである再生器７の排ガス通路１０に排熱を回収する
熱交換器１２が設けられ、この熱交換器に蒸発器５内の
冷媒液を直接給排する手段１５が設けられ、排ガス顕熱
のみならず潜熱をも熱交換器１２で回収し、その熱交換
により発生する冷媒蒸気と外部熱源により蒸発器５で発
生する冷媒蒸気を、吸収器４において吸収させることに
より、吸収器伝熱管１６内を流過する温水１７をより効
率よく加熱できるようにしたことである。

〔作　　用〕

凝縮器２より蒸発器５に導入された冷媒液１４の一部は
、従来のヒートポンプと同様に蒸発器伝熱管３２に散布
され、外部熱源からの温水３３で加熱されて冷媒蒸気と
なるが、残りは燃焼加熱源６の排ガス通路１０に設けら
れた熱交換器１２に導かれる。この冷媒液１４はヒート
ポンプの中で一番温度が低いので、排ガス中の水蒸気の
凝縮温度よりも十分に低く、排ガスの顕熱が回収される
、だけでなく潜熱をも回収され、その温度が高められる
。冷媒液１４が飽和温度以上になると蒸発し、その冷媒
蒸気とヒートポンプ熱源用温水３３により蒸発器５で発
生する冷媒蒸気が、吸収器４で吸収液に吸収される際に
発生する熱で、吸収器伝熱管１６内を流過する温水１７
を加熱する。その温水はさらに凝縮器２において加熱さ
れ、所望温度の温水２８となって取り出される。

〔実施例〕

以下に本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の排熱回収型吸収式ヒートポンプの一例
の全体系統図で、真空容器１ａ、ｌｂに凝縮器２、吸収
器４、蒸発器５がそれぞれ形成され、これらに加えて燃
焼加熱源６を備えた再生器７が設けられている。さらに
、その再生器で加熱された気液混合状態の吸収液から冷
媒蒸気と濃吸収液を分離する気液分離器８が、凝縮器２
との間に設けられている。再生器７においては加熱源６
で燃料が焚かれるので、その排ガスが排気塔９から排出
されるようになっている。その排ガス通路１０には、そ
の排ガスの保有する残存熱エネルギを再生器７から気液
分離器８に移動する気液混合状態の吸収液に与えて熱回
収する排熱回収器１１が設けられ、さらに、その下流に
熱交換器１２が取付けられている。排熱回収器１１は例
えば二重筒構造であり、内筒内が排ガス通路を形成し、
その筒壁が成熱面１３となっている。熱交換器１２には
蒸発器５内の冷媒液１４を給排させる手段である管路１
５が接続され、排ガス通路ＩＯより排気される排ガス顕
熱のみならず潜熱をも冷媒液１４で回収し、その冷媒液
あるいは管路１５中で発生した冷媒蒸気を真空容器１ｂ
に戻すようになっている。その真空容器ｌｂ内は圧力が
低く、戻された飽和温度以上の冷媒液は自己蒸発し、そ
の冷媒蒸気と外部熱源から（る温水すなわちヒートポン
プ熱源用温水３３により蒸発器５で発生する冷媒蒸気と
が吸収器４において吸収される際、吸収器伝熱管１６を
流過する温水１７を加熱することができるようになって
いる。

なお、図中の１８は冷媒液１４を汲み揚げる冷媒ポンプ
、２１は吸収器４内の稀吸収液２２を再生器７に供給す
る吸収液ポンプ、２３は稀吸収液２２を加熱する熱交換
器である。この熱交換器の加熱側には気液分離器８から
の濃吸収液２６が供給され、熱交換器２３で放熱した後
の吸収液は、温水１７の流過する吸収器伝熱管１６に散
布される。その吸収器伝熱管は凝縮器伝熱管２７に接続
され、その出口から所望温度の温水２８を取り出すこと
ができるようになっている。

このような構成の排熱回収型吸収式ヒートポンプにおい
ては、以下のように稼働して排ガスの熱エネルギを効果
的に回収することができる。

吸収器４の稀吸収液２２は吸収液ポンプ２１によって導
出され、熱交換器２３で加熱されて再生器７に導入され
、・加熱源６における燃料の燃焼で高温に加熱される。

その吸収液からは冷媒蒸気が発生され、冷媒蒸気と共に
濃吸収液が気液分離器８に導出される。この気液分離器
８に向かう間に排熱回収器１１の成熱面１３を介してさ
らに加熱され、排熱を吸収して吸収液の蒸発が助長され
たり、濃吸収液の温度が高められる。気液分離器８中で
分離された蒸気は凝縮器２内に導入され、凝縮される。

一方、気液分離器８で分離された濃吸収液２６は熱交換
器２３の加熱側に導入され、受熱側を流過する上述した
吸収器４から再生器７に向かう稀吸収液２２に熱を与え
た後、吸収器４内で散布されて冷媒蒸気を吸収する。

この吸収式ヒートポンプにおいて、再生器７で発生した
冷媒蒸気は凝縮器２における伝熱管２７を流過する温水
で凝縮され蒸発器５に導入され、冷媒液１４となる。そ
の一部は従来通り外部に存する熱源媒体により加熱され
、冷媒蒸気となる。

その際、蒸発器５の伝熱管３２に導入されたヒートポン
プ熱源用温水３３は、冷媒液の蒸発熱で冷却されて外部
へ戻される。一方、凝縮器２より蒸発器５に導入された
冷媒液１４の残りは、燃焼加熱源６の排ガス通路１０に
設けられた熱交換器１２に導かれる。この冷媒液１４は
排ガス中の水蒸気の凝縮温度よりも低く、排ガスの顕熱
を回収するだけでなく潜熱をも回収することができる。

その冷媒液あるいは管路１５中で発生した冷媒蒸気は、
供給口３５より圧力の低い真空容器１ｂに導入される。

その際、飽和温度以上の冷媒液は自己蒸発し、その冷媒
蒸気と外部熱源により蒸発器５で発生した冷媒蒸気とが
吸収器４で吸収液に吸収される際に発生する熱で、吸収
器伝熱管１６内を流過する温水１７を加熱する。その温
水はさらに凝縮器２において冷媒蒸気で加熱され、所望
温度の温水２８となって伝熱管２７より取り出される。

その結果、排ガス通路１０より排出される熱エネルギは
極めて少なくなる。

なお、排熱回収型吸収式ヒートポンプとしては図示の例
に限らず、加熱源を有する再生器を備えた吸収式ヒート
ポンプであれば、例示以外のものについても本発明を適
用することができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上詳細に説明したように、再生器の排ガス通
路に排熱を回収する熱交換器を設け、この熱交換器に蒸
発器内の低温冷媒液を流通させるようにしたので、排ガ
ス通路より排気される排ガス顕熱のみならず潜熱をも冷
媒系で直接回収できる。その際発生ずる冷媒蒸気を吸収
器において吸収させることにより、外部熱源を使用する
吸収式ヒートポンプにおいても、温水をさらに高く加熱
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が通用される排熱回収型吸収式ヒートポ
ンプの一実施例系統図である。 ２・・−凝縮器、４・−吸収器、５−蒸発器、６・・−
加熱源、７−・再生器、１０−・排ガス通路、１２−熱
交換器、１４・・−冷媒液、１５・・−給排する手段（
管路）、１６−・−吸収器伝熱管、１７．２８−温水、
３３−ヒートポンプ熱源用温水。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸収器、凝縮器、蒸発器に、加熱源が燃焼ガスで
   ある再生器を備えた吸収式ヒートポンプにおいて、 前記再生器の排ガス通路に排熱を回収する熱交換器が設
   けられ、この熱交換器に蒸発器内の冷媒液を直接給排す
   る手段が設けられ、 排ガス顕熱のみならず潜熱をも前記熱交換器で回収し、
   その熱交換により発生する冷媒蒸気と外部熱源により蒸
   発器で発生する冷媒蒸気とを吸収器において吸収させる
   ことにより、吸収器伝熱管内を流過する温水を加熱する
   ことができるようにしたことを特徴とする排熱回収型吸
   収式ヒートポンプ。