JPS6144260A - 吸収ヒ−トポンプの制御装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、石油精製その他の化学プロセス用設備からの
処理用流体の蒸気を吸収ヒートポンプ（あるいは吸収冷
凍機）の熱源として利用した後、液化した処理用流体を
留出液として取出すようにした上記設備と吸収ヒートポ
ンプとの組合せシステムにおける吸収ヒートポンプの動
作温度調整用の制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 石油精製その他の化学プロセス用設備と吸収ヒートポン
プとを組合せた従来の技術としては、処理用流体の蒸気
を吸収ヒートポンプの熱源に用いた後、そのドレンな溜
める還流槽に導き、還流槽からドレンの一部を上記設備
の精留塔へ戻し、一部を留出液（例えばガソリン）とし
て取出すシステム（例えば実開昭５９−４０７７２号公
報）がある。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記のような従来の技術においては、化学プロセス用設
備側の稼動状況の変化がそのまま吸収ヒートポンプ側の
動作に影響を及ぼすため、吸収ヒートポンプから取出さ
れる温水その他の被加熱流体の熱量（すなわち吸収ヒー
トポンプの熱出力）が不安定となる欠点を有している。

また、処理用流体のドレンを溜める還流槽すなわちドレ
ンタンクを設置するため、その設置スペースを確保する
必要があると共に付帯工事費がかさむ等の欠点もある。

本発明は、このような従来の技術の問題点に鑑み、ドレ
ンタンクの設置を不要とし、かつ、吸収ヒートポンプの
熱出力の変化を少なくすることのできる装置の提供を目
的としたものである。

に）問題点を解決するための手段 本発明は、化学プロセス用設備と吸収ヒートポンプとを
組合せたシステムにおいて、処理用流体の吸収ヒートポ
ンプ出口側ヘッダーに液溜めを形成し、かつ、この液溜
めに液面検出器を備えると共に液面検出器の信号で液溜
めから流出する処理用流体の流量を調節する制御機構を
処理用流体の流路に備える構成としたものである。

（ホ）作用 本発明による手段によれば、吸収ヒートポンプ出口ヘッ
ダーに形成した液溜めがドレンタンクの働き（作用）を
兼ねるので、ドレンタンクが不要となる。かつまた、前
記制御機構が、液溜めにおける液面高さを調節しつつ処
理用流体の流路における気相部の容積を調整して気相部
内圧をコントロールすることにより、処理用流体の飽和
温度言い換えれば凝縮温度を制御する働きをするので、
化学プロセス用設備側の稼動状況の変化に対して吸収ヒ
ートポンプ側への熱源流体の供給温度レベル（すなわち
処理用流体の凝縮温度）をほば一定に保つことが可能と
なり、吸収ヒートポンプ側の動作温度を安定化させるこ
とができる。それ故、本発明による手段においては、吸
収ヒートポンプの熱出力の変化を少なくすることかでき
るのである。

（へ）実施例 図面は本発明による装置の一実施例を示した概略構成説
明図であり、（１）は化学プロセスその他の設備に用い
られている精留塔で、（２）は吸収ヒートポンプである
。１３）、（４）、（５）、（６）、（７）はそれぞれ
吸収ヒートポンプ（２）の発生器、凝縮器、蒸発器、吸
収器、溶液熱交換器で、これら機器はポンプ（８）を有
する冷媒液用の管（９）、ポンプ００）を有する冷媒液
の還流用の管０υ、ポンプＯａを有する吸収液用の管０
３、吸収液の流下する管０４）により接続されて従来の
吸収ヒートポンプ（例えば特開昭５８−６９３７２号公
報）と同様の冷媒（水）および吸収液（臭化リチウム水
溶液）の循環路を構成している。

Ｃ１５１は発生器（３）用の加熱器、Ｏｅは凝縮器（４
）用の冷却器、αＤは蒸発器（５）用の給熱器、（１阻
ま吸収器（６）用の被加熱器であり、翰、■は加熱器（
１５１の出入口ヘッダ−０２１）、（ハ）にそれぞれ接
続した処理用流体の流れる管、（２３）、　Ｈは冷却器
（１６１と接続した冷却水その他の冷却流体の流れる管
、（ハ）、Ｃ６）は給熱器０ηの出入口へラダー匈、ｃ
！樽にそれぞれ接続した処理用流体の流れる管、翰、（
至）は被加熱器０８と接続した高温水その他の被加熱流
体の流れる管である。また、（３Ｉ）は精留塔（１）と
管翰、Ｃ５１とを接続した塔頂蒸気すなわち気状の処理
用流体の流れる管、０わは処理用流体を送るポンプ（至
）吸入側と管■、（イ）とを接続しだ液状の処理用流体
の流れる管、（ロ）はポンプ（至）吐出側と精留塔（１
）とを接続した処理用流体の戻し管、Ｃ３５）は処理用
流体を留出液として取出すための管、（ト）は精留塔（
１）底部に接続した罐出液用の管、０７）は精留塔（１
）の中間部に接続した原液供給用の管である。

そして、加熱器（１５１の出口ヘッダー０υおよび給熱
器α力の出口ヘッダ−（５）にはそれぞれ液溜めＧη、
（至）が形成されており、これら液溜めのそれぞれに液
面検出器Ｇ１．００が備えである。（４Ｉ）は管Ｃ３３
に備えられた制御弁で、この制御弁の開度がそれぞれ液
面検出器ｃ３１、（４［）の信号によって制御されるよ
うになっている。

このように吸収ヒートポンプ（２）と化学プロセス用設
備とを組合せたシステム（以下、本システムという）に
おいては、気状の処理用流体の潜熱により発生器（３）
の加熱器１５１に散布された吸収液から冷媒を分離する
と共に蒸発器（５）の給熱器０７）に散布された冷媒液
を気化し、気化した冷媒を吸収器（６）の被加熱器Ｏａ
に散布された吸収液が吸収する際に発生する熱により被
加熱器０■内の水を昇温し、処理用流体の温度以上の温
水を取出すようにしている。なお、発生器（３）で分離
された冷媒は、凝縮器（４）で液化された後、蒸発器（
５）へ送られる。

一方、加熱器（１５１および給熱器０７）内で凝縮した
処理用流体は、それぞれ出口ヘッダ−０１）、（５）の
液溜めＣ３７）、（支）へ流下した後、それぞれ骨節、
い）を経由して管０３で合流する。そして、ポンプ０禿
により一部が精留塔（１）へ戻され、一部が留出液とし
て取出される。

次に、本システムにおいて、化学プロセス用設備側の稼
動状況が変化した場合における制御弁（４１）の動作と
併せて吸収ヒートポンプ（２）の動作を簡単に説明する
。

例えば、精留塔（１）の気相部の飽和蒸気圧および温度
かや〜低下した場合、吸収ヒートポンプ（２）への処理
用流体の供給温度が低くなるため、加熱器θ＄および給
熱器０７１での交換熱量が減少してこれら機器内での処
理用流体の凝縮量も減り、液溜め（３７）、（支）の液
面が降下する。この液面の降下を液面検出器０！１、（
４Ｇで感知して制御弁０１）を閉方向に制御し、液面を
所定の位置へ戻す。そして、精留塔（１）の気相部や管
（３１）、２５１．　（１’Ｊなど気状の処理用流体の
流路の容積が所定の大きさに戻る。このように処理用流
体の流路における気相部容積すなわち密閉容積が所定の
大きさに戻されることによって、この気相部内圧が所定
値に復帰する。その結果、気状の処理用流体の蒸気圧お
よびその飽和温度（凝縮温度）が所定値に戻り、吸収ヒ
ートポンプ（２）の発生器（３）および蒸発器（５）の
動作温度も化学プロセス用設備側の稼動状況の変化前の
状態に戻る。また、逆に精留塔（１）の気相部の飽和蒸
気圧および温度かや〜上昇した場合、制御弁Ｈが開方向
に制御され、同様に液溜め（３７）、（至）の液面が所
定の位置に保たれる。そして、同様に気状の処理用流体
の飽和蒸気圧および凝縮温度がほぼ所定値に保たれ、吸
収ヒートポンプ（２）の発生器（３）および蒸発器（５
）の動作温度がほぼ一定に保たれるのである。

このように、本発明による制御装置においては、処理用
流体の凝縮温度をほぼ所定値に保つことができ、化学プ
ロセス用設備側の稼動状態の変化に対して吸収ヒートポ
ンプ（２）の動作温度をほぼ一定圧維持することが可能
であるので、吸収ヒートポンプ（２）の熱出力を安定化
させ得るのである。また、本発明による制御装置におい
ては、液溜めＣ３７）、（至）の液面を所定位置以上に
上昇させて処理用流体の凝縮温度を所定値よりも高め、
吸収ヒートポンプ（２）の動作温度を高くすることも可
能であるので、吸収ヒートポンプ（２）の熱出力をより
一層増大させ、かつ、より一層高温化することも可能で
ある。例えば、液面を８０信程度上昇させると処理用流
体の飽和蒸気圧、飽和温度（凝縮温度）が約３６０龍Ｈ
ｇ、７６℃から約８１５ｍｇＨｇ、７８℃へ高まり、吸
収ヒートポンプ（２）から得られる温水の温度が１．５
℃程度上昇し、その熱量が約１０％増えることを、実験
により確認できた。

なお、実施例においては、本発明を吸収ヒートポンプ（
２）との組合せシステムに適用した場合について説明し
たが、本発明を吸収冷凍機との組合せシステムに適用す
ることも可能である。この場合には処理用流体を吸収冷
凍機の発生器に供給することになる。

なおまた、処理用流体の流量を調節する制御機構として
、制御弁姐）の代りにポンプ（至）のモーターの回転数
制御手段を用いることも可能である。

（ト）発明の効果 以上のように、本発明は、吸収ヒートポンプ（あるいは
吸収冷凍機）と化学プロセスその他の設備との組合せシ
ステムにおける吸収ヒートポンプ（あるいは吸収冷凍機
）の動作温度を、処理用流体の流路の気相部容積を調整
しつつ処理用流体の凝縮温度をほぼ所定値に保つよう制
御することにより、はぼ一定に維持するようにしたもの
であるから、化学プロセスその他の設備側の稼動状態の
変化に対して吸収ヒートポンプ（あるいは吸収冷凍機）
側の熱出力の変化を少なくする効果を奏するものである
。また、本発明によれば、従来のシステムにおいて用い
ていたドレンタンクも不要となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明装置の一実施例を示した概略構成説明図で
ある。 （１）・・・精留塔、　（２）・・・吸収ヒートポンプ
、　（３）・・・発生器、　（４）・・・凝縮器、　（
５）・・・蒸発器、　（６）・・・吸収器、　（１５）
・・・加熱器、　０７）・・・給熱器、　０９、（２■
・・・管、　（２１）・・・出口へ・ソダー、　（ハ）
、（財）・・・管、　（５）・・・出口ヘッダー、　Ｃ
３１）、Ｃ３２１・・・管、　曽・・・ポンプ、（ロ）
・・・戻し管、　０７）、醸・・・液溜め、　０９、＋
４９・・・液面検出器、　（４１）・・・制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）化学プロセスその他の設備からの処理用流体の潜
   熱を吸収ヒートポンプの熱源として用いるように吸収ヒ
   ートポンプと上記設備とを組合せ、かつ、処理用流体の
   吸収ヒートポンプ出口側ヘッダーに液溜めを形成して、
   この液溜めに液面検出器を備えると共に液面検出器の信
   号により液溜めから流出する処理用流体の流量を調節す
   る制御機構を処理用流体の流路に備え、上記制御機構で
   処理用流体の流路の気相部容積を調整して処理用流体の
   凝縮温度を制御することにより吸収ヒートポンプの動作
   温度を調整することを特徴とした吸収ヒートポンプと化
   学プロセスその他の設備との組合せシステムにおける吸
   収ヒートポンプの制御装置。