JPS6144261A - 吸収式ヒ−トポンプ装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は吸収式ヒートポンプ装置に関するものである
。

〔従来技術〕 第１図によって従来の吸収式ヒートポンプ装置の一例を
説明する。

第１図において、１は発生器であシ１発生器１は分散板
２によって発生器上室３と発生器下室４に分割され１分
散板２に設けられた分散口５には加熱側熱交換器６の垂
直な伝熱管６轟が隙間を有して貫通され、伝熱管６＆が
発生器上室３と発生器下室４にわたって配置されている
。溶液ポンプ７と溶液熱交換器８が発生器下室４の底に
一端が接続された濃溶液管９に設けられ、濃溶液管９の
溶液熱交換器８出口側が第２開閉弁１０を介して吸収器
１１の吸収器上室１３に接続されている。吸収器】１は
分散板１２で吸収器上室１３と吸収器下室１４に分割さ
れ１分散板１２に設けられた分散口１５には利用側熱交
換器１６の垂直な伝熱管１６ｍが貫通され、伝熱管１６
息が吸収器上室１３と吸収器下室１４にわたって設置さ
れている。吸収器下室１４の下部に希溶液管１７の一端
が接続され、希溶液管１７は溶液熱交換器８．第１開閉
弁】８を経て他端が発生器上室３の上部に接続されてい
る。発生器上室３と発生器下室４の蒸気空間は均圧管１
９で接続され、吸収器上室１３と吸収器下室１４の蒸気
空間は均圧管加で接続されている。発生器下室４の上部
と凝縮器ｎとが低圧蒸気管２１で接続され、凝縮器〃内
には凝縮用熱交換器おが設けられている。凝縮器乙の底
に液冷媒管々の一端が接続され、液冷媒管別は冷媒ポン
プ５．第３開閉弁２６を介して他端が蒸発器ｎに接続さ
れ、蒸発器谷内には蒸発用熱交換器列が設けられている
。蒸発器ｎの頂部に高圧蒸気管器の一端が接続され、高
圧蒸気管器の他端は吸収器下室１４の蒸気空間に接続さ
れている。

次に、上述した従来の吸収式ヒートポンプ装置の動作を
説明する。希容液管１７内の希溶液は第１開閉弁１８を
通って発生器１の発生器上室３に導入され１分散板２の
分散口５と加熱側熱交換器６の伝熱管６１の隙間を通シ
、伝熱管６ａの外周面を流下する。この希溶液は、加熱
側熱交換器６内を流れる排熱などの外部流体によって加
熱され、冷媒蒸気を放出して濃溶液となシ、濃溶液が発
生器下室４の下部に溜る。とこで、加熱側熱交換器６は
１発生器下室４内に溜った濃溶液の液面よりも上方に配
置されていることにより、加熱側熱交換器６が濃溶液中
に水没して生ずる溶液の液柱分圧上昇による沸点上昇が
防止される。発生器下室４の下部に溜った濃溶液は、濃
溶液管９を通って溶液ポンプ７に入る。溶液ポンプ７の
駆動によって濃溶液が昇圧され、この濃溶液は溶液熱交
換器８で吸収器下室１４からの希溶液と熱交換して加熱
され、第２開閉弁１０を通って吸収器１１の吸収器上室
１３に導入される。この濃溶液は９分散板１２の分散口
１５と利用側熱交換器１６の伝熱管１６＆の隙間を通シ
、伝熱管１６ｍの外周面を流下する。この濃溶液は、伝
熱管１６畠の外周面で、蒸発器ｎから高圧蒸気管２９′
ｔ−通って吸収器下室１４に流入した冷媒蒸気を吸収し
て発熱する。この熱は、利用側熱交換器１６の伝熱管１
６ａ内を流れる利用側流体に伝達されて、他のプロセス
などで利用される。冷媒蒸気を吸収した濃溶液は希溶液
となって吸収器下室１４に溜る。希溶液は、希溶液管１
７を通って溶液熱交換器８に入シ、濃溶液管９の濃溶液
との熱交換によって冷却され、第１開閉弁１８を通って
発生器上室３に戻る。発生器上室３と発生器下室４０間
を接続する均圧管１９と、吸収器上室１３と吸収器下室
１４の間を接続する均圧管加は、各々の上室、下室の圧
力を均圧し１分散口と熱交換器の隙間を流れる溶液の流
量が上室内の溶液柱ヘッドのみで制御され、また上室内
の余剰溶液を上室から下室にオーバフローさせる役割を
果す。一方１発生器下室４内の加熱側熱交換器６の伝熱
管６息の外周面で発生した冷媒蒸気は、低圧蒸気管２１
を通って凝縮器ηに入り、ここで凝縮器ｎ内に設けた凝
縮用熱交換器乙により冷却されて冷媒液となる。この冷
媒液は、液冷媒管々を通って冷媒ポンプ乙に入り。

冷媒ポンプ５の駆動によって昇圧され、第３開閉弁２６
をＰて蒸発器２７に導入される。蒸発器２７に入った冷
媒液は、蒸発器ｎ内に設けた蒸発用熱交換器側の管内を
流れる排熱などの外部流体によって加熱され、高圧の冷
媒蒸気となる。この冷媒蒸気は、高圧蒸気管器を通って
吸収器下室１４内の利用側熱交換器１６の伝熱管１６＆
外周面を流れる濃溶液に吸収され、サイクルを完結する
。

；　　　　　　上述のような第１図に示す従来の吸収式
ヒートポンプ装置は、長時間運転すると例えば臭化リチ
ウム水溶液などの溶液によって各構成機器の内面が腐食
され、溶液中に腐食生成物が混入し１発生器１および吸
収器】１の分散口と熱交換器の伝熱管で構成される隙間
が腐食生成物で詰ることがあった。そして、この詰シに
よって上記隙間を流下する溶液の流量が減少し、これに
伴って上室内の溶液液面が上昇し、ついに均圧管内を溶
液がオーバフローして冷媒蒸気の吸収および発生が減少
して性能が低下するという問題があった。

〔発明の概要〕

この発明は、上述のような従来のものの問題を解決しよ
うとするものであって、冷媒ポンプから送られる冷媒液
を冷媒容器に導入し、この冷媒容器内に設けた熱交換器
の管内に吸収器で高温となった利用側流体を導いて冷媒
容器内に高圧冷媒蒸気を発生させ、この高圧冷媒蒸気を
発生器上室。

吸収器上室の蒸気空間に供給して１分散口の詰シを除去
することにより、性能の低下がない吸収式ヒートポンプ
装置を提供することを目的としている。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を第２図、第３図によって説
明する。

第２図、第３図において、符号１〜２９は第１図に示し
た従来の装置と同一または相当部分である。

（９）は第４開閉弁であう、第４開閉弁加は液冷媒管別
の冷媒ポンプ５と第３開閉弁あの間から分岐した冷媒導
入管３１に設けられ、冷媒導入管３１の他端は冷媒容器
３２に接続されている。冷媒容器３２内には熱交換器３
３が設けられ、熱交換器おけ配管３３ｍで吸収器１１の
利用側熱交換器１６に接続され、吸収器１１から出た利
用側流体が導入されるように構成されている。冷媒容器
３２の頂部に蒸気管３４の一端が接続され、蒸気管あの
他端側は分岐して一方が第５開閉弁あを介して発生器上
室３の蒸気空間に。

他方が第６開閉弁３６・を介して吸収器上室１３の蒸気
空間に接続されている。３７．３８は第７．第８開閉弁
であシ、これらは均圧管加、１９に設けられている。３
９．４０は吸収器上室１３１発生器上室３にそれぞれ設
けた液面計、４１は冷媒容器３２に設けた液面計であり
、液面計３９．４０．４１は液面を検知して第１〜第８
開閉弁１８．１０．２６．３０．３５．３６．３７．３
８の８個の弁を制御する信号を出すためのものである。

次に、この実施例による吸収式ヒートポンプ装置の動作
を説明する。第２図は吸収式ヒートポンプ装置が通常の
サイクルで動作している場合、第３図は腐食生成物など
で分散口と熱交換器の伝熱管の隙間に詰シが生じ、腐食
生成物を除去する場合の状態を示し、第２図、第３図で
黒塗シの開閉弁は閉、普通（白抜き）の開閉弁は開状態
を示している。

第２図では、第１．第２．第３開閉弁１８，１０゜％お
よび第７．第８開閉弁３７．３８が開状態、第４゜第５
１第６開閉弁３０，３５．３６が閉状態になっておシ１
通常の吸収式ヒートポンプサイクルを形成している。こ
の時の動作は上述した第１図に示す従来の装置と同様で
あるから説明を省略する。

第２図に示す通常のサイクルで装置を長時間運転すると
、その構成機器の内表面に生じた腐食生成物が溶液と共
に循環され、比較的流路の狭い発止器１および吸収器１
１の分散口５および１５と熱交換器の伝熱管６ａおよび
１６鳳の隙間に詰シが生じて来る。この詰りによって、
上記隙間を流れる溶液の流量が減少し、上室３．１３内
の液面の上昇が生じ、均圧管１９．２０から溶液がオー
バフローして流れることになる。吸収器上室１３および
発生器上室３に設けた液面計３９および４０は均圧管加
および１９にオーバフローする液面を検知して、第７開
閉弁３７および第８開閉弁あを閉じる信号を出す。なお
、この際に、液面計３９と４０は単一に動作して対応す
る開閉弁をそれぞれ制御するようにしてもよい。同時に
第４開閉弁（資）が開となシ冷媒ポンプ５によって送ら
れた冷媒液は冷媒導入管３１を経て冷媒容器３２に流入
する。冷媒容器３２に流入した冷媒液は吸収器１１内の
利用側熱交換器１６で得られた高温熱が導入されている
熱交換器３３により加熱されて蒸発し、高圧冷媒蒸気と
なる。冷媒容器３２は冷；　　　　　媒液が徐々に流入
するために液面が上昇し、この液面が規定値に達すると
、これを液面計４１が検知し、この検知信号によって、
第１１第２．第３開閉弁１８．１０．２６′ｔ−閉、第
５．第６開閉弁３５．３６’ｉ−開にして１発生器上室
３および吸収器上室１３に蒸気管３４を介して高圧冷媒
蒸気を供給する。この状態が第３図に示してある。なお
、この時には溶液ポンプ７と冷媒ポンプ５は、オフとな
っており。

動作していない。上述した高圧蒸気の圧力によって発生
器１．吸収器１１の上室３．１３と下室４．１４の間の
みに、それぞれ太き表圧力差が生じるので。

上室３．１３内の溶液は高流速で分散口５．１５と伝熱
管６ｍ、１６ｍの隙間を流下し、この時に上記隙間に存
在していた腐食生成物を押し流して除去する。腐食生成
物が除去されて下室３．１３内の液面が低下すると、再
び液面計３９．４０によって液面を検知し１通常の吸収
サイクルになるように各開閉弁を第２図に示す状態に制
御する。

第４図はこの発明の他の実施例を示す。第４図において
、第２図と同一符号は同一または相当部分を示し、４２
は第９開閉弁であシ、この開閉弁４２は冷媒容器３２の
底から液冷媒管飼の第３開閉弁がと蒸発器ｎの間に至る
配管４３に設けられている。

このような構成では、第３図に示したような腐食生成物
除去運転が終了した後に、第９開閉弁４２を開き、冷媒
容器３２内の残留冷媒液を蒸発器ｎに流入させることに
より、装置内の冷媒量を速やかに通常の状態に戻すこと
ができるという効果がある。

また、上述した実施例では、第１．第２．第５゜第６開
閉弁１８．１０．３５．３６を液面計４１で制御したが
、この発明は冷媒容器３２の蒸気空間に圧力検知器また
は温度検知器を設け、その検知信号によって上記開閉弁
１８．１０　、３５　、３６を制御するようにしてもよ
い。

さらに、この発明は、第５図に示すように１発生器上室
３に設けた均圧管１９と液面計４０は、溶液が均圧管１
９にオーバフローする液面の検知を可能にするために、
液面計４０の上部導入口４０１を均圧管１９の上部開口
１９ｍより高さｈだけ高くしておくとよい。これは吸収
器上室１３に対しても同様である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば０発生器、凝縮
器、吸収器、蒸発器、溶液熱交換器、溶液ポンプおよび
冷媒ポンプを配管で接続すると共に、上記発生器および
吸収器は２分散板で下室と下室とに分割し１分散板に設
けた分散口と隙間を設けて加熱側および利用側熱交換器
の伝熱管を垂直に貫通させ、上記隙間から上室内の溶液
が伝熱管の外周面に沿って流下し、冷媒蒸気を発生およ
び吸収するようにした吸収式ヒートポンプ装置において
、冷媒液を液冷媒管から分流して冷媒容器に導入し、吸
収器で得られた高温熱を冷媒容器内の熱交換器に供給す
ることで高圧冷媒蒸気を作シ。

この高圧冷媒蒸気を吸収器上室および発生器上室に流入
させ、さらにこの動作をさせるために必要な開閉弁を制
御して、吸収器９発生器の分散板に設けた分散口と伝熱
管の隙間が溶液中の腐食生成物によって詰った場合に、
上記高圧冷媒蒸気によって腐食生成物を除去して詰シを
解消でき１発生。

吸収性能の低下を防止できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吸収式ヒートポンプ装置の一例を示す構
成図、第２図および第３図はこの発明の一実施例による
吸収式ヒートボング装置を示す通常サイクル状態および
腐食生成物除去状態の構成図、第４図はこの発明の他の
実施例の冷媒容器および液冷媒管部分の構成図、第５図
はこの発明の実施例による発生器、均圧管の上部および
液面計部分の構成図である。 １・・・発生器、２．１２・・・分散板、３・・・発生
器上室。 ４・・・発生器下室、５．１５・・・分散０．６・・・
加熱側熱交換器、６ｍ、１６ｍ・・・伝熱管、７・・・
溶液ポンプ。 ８・・・溶液熱交換器、９・・・濃溶液管、　１０．１
８．２６゜３０、３５．３６．３７．３８．４２・・・
開閉弁、　ＩＩ・・・吸収器。 １３・・・吸収器上室、１４・・・吸収器下室、１６・
・・利用側熱交換器＋　１７・・・希溶液管、１９．２
０・・・均圧管、２１・・・低圧蒸気管、２２・・・凝
縮器、２Ｉ！・・・液冷媒管、２５・・・冷媒ポンプ、
２７・・・蒸発器、３１・・・冷媒導入管、３２・・・
冷媒容器、３３・・・熱交換器、３４・・・蒸気管、３
９．４０．４１・・・液面計。 なお１図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄（外２名） 第４図 第５図 手　続　補　正　書　（自発）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）発生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、溶液熱交換器
   、溶液ポンプおよび冷媒ポンプを配管で接続すると共に
   、上記発生器および吸収器は、分散板で上部と下室とに
   分割し、分散板に設けた分散口と隙間を設けて加熱側お
   よび利用側熱交換器の伝熱管を垂直に貫通させ、上記隙
   間から上室内の溶液が伝熱管の外周面に沿って流下し、
   冷媒蒸気を発生および吸収するようにした吸収式ヒート
   ポンプ装置において、上記凝縮器から冷媒ポンプを介し
   て蒸発器に至る液冷媒管の冷媒ポンプと蒸発器の間から
   冷媒導入管を分岐させて冷媒容器に接続し、上記分岐部
   と蒸発器および冷媒容器の間の管に開閉弁を設け、上記
   冷媒容器の上部に接続した蒸気管を発生器上室の蒸気空
   間および吸収器上室の蒸気空間にそれぞれ開閉弁を介し
   て接続させ、上記冷媒容器内に上記吸収器内の利用側熱
   交換器に配管で接続した熱交換器を設け、さらに発生器
   および吸収器に上室と下室の蒸気空間を接続してそれぞ
   れ設けた均圧管に開閉弁をそれぞれ設けたことを特徴と
   する吸収式ヒートポンプ装置。
2. （２）冷媒容器は、底部が開閉弁を介して液冷媒配管の
   開閉弁と蒸発器の間に接続してある特許請求の範囲第１
   項記載の吸収式ヒートポンプ装置。
3. （３）発生器上室および吸収器上室にはそれぞれ液面計
   が設けてあり、冷媒容器には液面計などの検知器が設け
   てあり、これらの検知信号によって、ヒートポンプ装置
   の配管に設けた開閉弁を制御するようにした特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の吸収式ヒートポンプ装置
   。
4. （４）発生器上室および吸収器上室に設けた液面計の上
   部導入口は、均圧管の上部開口より上方にそれぞれ配置
   してある特許請求の範囲第３項記載の吸収式ヒートポン
   プ装置。
5. （５）冷媒容器は、蒸気空間に圧力検知器が設けてあり
   、この圧力検知器の検知信号によって、発生器の下室か
   ら溶液ポンプ、溶液熱交換器を介して吸収器上室に至る
   濃溶液管の溶液熱交換器と吸収器上室の間に設けた開閉
   弁、吸収器下室から溶液熱交換器を介して発生器上室に
   至る希溶液管の溶液熱交換器と発生器上室の間に設けた
   開閉弁および均圧管の開閉弁を開閉させるようにした特
   許請求の範囲第３項記載の吸収式ヒートポンプ装置。
6. （６）冷媒容器は、蒸気空間に温度検知器が設けてあり
   、この検知器の検知信号によって、濃溶液管および希溶
   液管の開閉弁と均圧管の開閉弁を開閉させるようにした
   特許請求の範囲第３項に記載の吸収式ヒートポンプ装置
   。