JPS63231147A - 吸収ヒ−トポンプの容量制御装置 - 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、再生器に高温レベルの熱源流体〔例えば１０
０℃以上の過熱蒸気〕を供給しつつ蒸発器で低温レベル
の熱源流体〔例えば１００°Ｃ以下の熱源水〕の熱を汲
み上げ吸収器および凝縮器で放出する熱を取出すように
した吸収ヒートポンプの容量制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 上記した吸収ヒートポンプ用容量制御装置の従来の技術
として、吸収ヒートポンプの再生器の加熱量を凝縮器出
口側の被加熱流体温度により調節するもの（例えば実開
昭６１−３３７１号公報参照）やこのものにその調節量
をヒートポンプ内部の状態量に基いて修正する手段を備
えたもの（例えば特開昭５８−２０８５５１号公報参照
）が知られている。

（ハ）発明かが決しようとする問題点 上記した従来の装置において、前者は吸収ヒートポンプ
から取出される被加熱流体をほぼ所望温度に保ち得る利
点をもつ反面、被加熱流体の流量を減らした場合、その
取出し温度の上昇を防ぐように再生器の加熱量を減らす
制御を行うため、再生器で濃縮される溶液言い代えれば
吸収器へ送られる溶液のｔ９度降下を生じ、吸収器の冷
媒吸収能力の低下延いては蒸発器の冷媒気化能力の低下
すなわち蒸発器の熱の汲み上げ能力の低下を招く欠点を
もっている。

また、後者の装置は、再生器の加熱量調節の過不足を吸
収ヒートポンプ内部の状態量に基いて是正する利点をも
つものの、被加熱流体を所望温度に保つよう加熱量調節
を行う点で前者の装置と同じであるため、被加熱流体の
流量を減らした場合、前者の装置と同様に蒸発器の熱の
汲み上げ能力・の低下を招く欠点をもっている。

本発明は、上記の問題点に鑑み、蒸発器の熱の汲み上げ
能力の低下を軽減して吸収ヒートポンプの運転効率を高
く維持し、かつ、被加熱流体の過熱も防ぐことの可能な
装置の提供を目的としたものである。

〈二）問題点を解決するための手段 本発明は、上記の問題点を解決するための吸収ヒートポ
ンプの容量制御装置として、再生器の加熱量を蒸発器内
の冷媒液量のセンサーもしくは凝縮器出口側の被加熱流
体の温度センサーのいずれかの信号で調節する構成とし
、かつ、温度センサーの感知温度が設定温度より高い場
合に温度センサーの信号により調節する一方、低い場合
に冷媒液量センサーの信号により調節する構成としたも
のである。

（ホ）作用 本発明の制御装置によれば、被加熱流体が過熱域に近い
温度〔設定温度〕に達した場合に温度センサーの信号に
より再生器の加熱を制限して吸収ヒートポンプへの熱入
力を減らす作用を発揮させることができる。このため、
被加熱流体の過熱を防ぐことができる。

かつまた、被過熱流体が過熱域から遠い温度領域にある
場合には冷媒液量センサーの信号により再生器の加熱量
を調節しつつ蒸発器内の冷媒液貯留量を調整する機能、
換言すれば、吸収ヒートポンプ内を循環する溶液の濃度
を所望の値に調整する作用を発揮させることができる。

このため、吸収ヒートポンプへの被加熱流体の流量を減
らしたときにも、吸収器の冷媒吸収能力の低下を緩和し
て蒸発器の冷媒気化能力すなわち蒸発器の熱の汲み上げ
能力の低下を軽減することができ、ヒートポンプの運転
効率を高く維持することが可能となる。

（へ）実施例 図面は本発明による吸収ヒートポンプの容量制御装置の
一実施例を示した概略構成説明図である。

図において、（１）は再生器、（２）は凝縮器、（３）
は蒸発器（４）および吸収器（５）を形成した蒸発吸収
器である。そして、これら機器は図示しない溶液流路と
冷媒流路とにより結ばれて従来の吸収ヒートポンプと同
様の冷媒および溶液の循環路を形成している。

（６）は再生器（１）の加熱器、（７）は蒸発器（４）
の給熱器であり、（８）　、　（９）はそれぞれ吸収器
（５）、凝縮器（２）の冷却器である。また、（１０）
は蒸発器（４）の冷媒液溜めである。

（１１）は加熱器（６）と接続した管で、この管には過
熱蒸気が流れる。（１２）は図示しない水源と冷却器（
８）入口側と接続した木管、（１３）は冷却器（８）出
口側と冷却器（９）入口側と接続した木管、（１４）は
冷却器（９）出口側と図示しない負荷側例えば貯湯槽や
ボイラーなどと接続した木管である。また、（１５）　
、　（１６）は給熱器（７）と接続した管で、この管に
は排温水などの熱源水が流れる。なお、（１７）は発電
機用タービンで、これには管（１１）の分岐管（１８）
が接続されている。

そして、（ＳＬ）は蒸発器（４）の冷媒液溜め（１０）
に備えた液面センサー、（ｖ）は管（１１）に配備した
流量制御弁であり、（ＣＬ）は液面センサー（Ｓ、）の
信号を入力して流量制御弁（Ｖ）への制御信号を出力す
るコントローラーである。また、（ｃＴ）は水管（１４
）に備えた温度センサー（ｓ、ｒ）の信号を入力して前
記Ｋｔ量制御弁（Ｖ）への制御信号を出力する温度調節
器であり、この調節器には温度設定部（ａＳア、）およ
びその設定温度と温度センサー（Ｓア）の感知温度との
高低を判別する温度比較部（Ｃ７）が設けである。

かつまた、（ＲＣ）はリレ一式切替スイッチで、このス
イッチのリレー接片は、前記設定温度よりも温度センサ
ー（Ｓ、Ｔ）の感知温度の方が高い場合の温度比較部（
ＣＪ）の判別信号によりＨ側へ接続される一方、感知温
度が設定温度以下である場合の判別信号によりＣ側へ接
続されるようになっている。つまり、流量制御弁（Ｖ）
は管（１４）内の水の上限温度を基準にしてコントロー
ラー（ＣＬ）もしくは温度調節器（Ｃア）の制御信号の
いずれかにより、換言すれば、液面センサー（ＳＬ）も
しくは温度センサー＜ｓ、ｒ）のいずれかの信号により
制御されるのである。

なお、液面検出手段は液面センサーに限らず例えはフロ
ートスイッチなどを用いても良く、また、温度検出手段
は温度センサーに限らず例えばサーモスイッチなどを用
いても良い。

次に、このように構成された吸収ヒートポンプの容量制
御装置（以下、本装置という）の動作例をヒートポンプ
の動作と併せて説明する。

吸収ヒートポンプの運転中、水管（１４〉内の水が上限
温度〔例えば１００°Ｃ〕以下である場合、切替スイッ
チ（ＲＣ）の接片はＣ側へ接続されている。

そして、流量制御弁（Ｖ）は液面センサー（ＳＬ）の信
号によりコントローラー（Ｃｔ、）を介して制御される
。

上記の場合において、被加熱流体が定格の条件で吸収ヒ
ートポンプを流通するとき、ちなみに被加熱流体として
の水の吸収ヒートポンプへの流通＋ｌｉｋヲ１００ｍ’
／ｈ、吸収ヒート吸収ヒートポン水入を３０°Ｃ１出口
側の水温を７０″Ｃの条件〔温水出力４０００Ｍｃａｌ
／ｈ〕でヒートポンプが運転されているとき、蒸発器（
４）の冷媒液溜め（１０）の液位は定格のレベル〔例え
ば液溜め（１０）の上限レベル近く〕にあり、流量制御
弁（Ｖ）は定格の開度に保たれている。今、例えば水の
流量が５０ｍ”／ｈに減少したとき、吸収器（５）の冷
媒吸収能力が低下し、これに伴ない蒸発器（４）の冷媒
気化能力換言すれば蒸発器（４）による熱源水からの熱
の汲み上げ能力が低下して吸収ヒートポンプの運転効率
が悪くなる。そして、このとき、蒸発器（４）の冷媒液
溜め（１０）の液位も上昇するため、これをそのまま放
置すると冷媒液溜め（１０）から冷媒液が溢れ出て吸収
器（５）内の溶液へ混入することになり、吸収ヒートポ
ンプの運転効率がさらに悪くなる。

このようなとき、本装置においては、液面センサー（Ｓ
、〉が液位の上昇を感知しつつこれをコントローラー（
ＣＬ）へ信号で送り、この信号を受けたコントローラー
（ＣＬ）は液位を定格レベルまで復帰させるように流量
制御弁（Ｖ）の開度を減少制御して再生器（１）の加熱
量を減らす。その結果、再生器（１）で溶液から分離さ
れる冷媒量が減り、延いては凝縮器（２）経由で蒸発器
（４）に流入する冷媒液量が減少し、冷媒液溜め（１０
）からの冷媒液の溢流が防止される。すなわち、この溢
流に伴なう吸収ヒートポンプの運転効率の低下が防止さ
れるのである。なお、再生器（１）への熱源蒸気の供給
量を減らした分は発電機用タービン（１７）へ供給され
ることになる。ちなみに、被加熱流体としての水の流量
が５０ｍ３／ｈに減少し、かつ、吸収ヒートポンプの入
口側の水温が１０℃に変化したとき、本装置の容量制御
によって冷媒液溜め（１０）の液位は定格レベルに保た
れ、吸収ヒートポンプ出口側の水温は９０℃となり、４
０００　Ｍｅａｌ／　ｈの温水出力が得られる。

一方、被加熱流体としての水の流量が逆に２００ｍ３／
ｈに増えたとき、水の流量が・減ったときとは逆に冷媒
液溜め（１０）の液位が降下するので、液面センサー（
ＳＬ）の信号によりコントローラー（ＣＬ）は流量制御
弁（Ｖ）の開度を増大制御する。その結果、再生器（１
）での溶液の濃縮が高められ、換言すれば、溶液から分
離される冷媒量が増え、凝縮器（２）経由で蒸発器（４
）に流入する冷媒液量が増大して冷媒液溜め（１０）内
の液位が再び上昇し始める。そ。

して、ヒートポンプを循環する溶液の濃度は被加熱流体
〔水〕の’Ｋｔ、量の増加前と同じに戻され、かつ、吸
収器（５）の冷却器（８）内の水流量は増えて溶液の冷
媒吸収力は強まるので、蒸発器（４）の冷媒気化能力は
水流量の増加前よりも向上する。このため、ヒートポン
プの蒸発器での熱の汲み上げ能力が向上してヒートポン
プの運転効率が高まると共に温水出力も高まる。

このように、本装置は再生器（１）の加熱量を調節しつ
つ蒸発器（４）内の冷媒液貯留量を定格値〔冷媒液溜め
（１０）のほぼ全容量〕に保つ機能換言すれば溶液の濃
度を吸収ヒートポンプにおいて可能な最高濃度に保つ機
能を発揮するのである。そして、本装置によれば、ヒー
トポンプへの水〔被加熱流体〕の流量を減らしたときや
水のヒートポンプへの流入温度を高くしたときにはその
変化前と同程度の溶液の濃度に維持して溶液への冷媒液
の溢流を防ぎ、大きな熱ロスの発生を防止することがで
きる一方、水の流量を増やしたときや流入温度を低くし
たときにはその変化前よりも大きな冷媒吸収力を発揮さ
せることができる。このため、ヒートポンプの蒸発器（
４）による熱の汲み上げ能力すなわちヒートポンプの運
転効率を高い水準に維持することができる。

なお、上述の定格レベルを冷媒液溜め（１０）の上限レ
ベル以外の任意のレベルに設定し得ることは勿論である
。この設定はコントローラー（Ｃ１）のレベル設定器（
図示せず）のボリューム〔抵抗値〕を任意にセットする
ことによってなされる。

また、本装置においては、ヒートポンプから流出する水
〔被加熱流体〕の温度が１００°Ｃを越えた場合、温度
調節器（ＣＴ　）の温度比較部（Ｃ４）の判別信号によ
り切替スイッチ（ＲＣ）のリレー接片がＨ（１１１へ切
換えられ、温度センサー（Ｓｌ）の信号で流量制御弁（
Ｖ）が絞られる。これにより吸収ヒートポンプの熱入力
が減り、それに伴ない凝縮器（２）の放熱量も減るので
、この凝縮器で加熱される水〔被加熱流体〕が１００°
Ｃ以下に降温し、その過熱が防止される。このように、
本装置によれば、凝縮器（２）の冷却器（９）内の水が
１００°Ｃ以下に抑えられその飽和蒸気圧が大気圧以下
に保たれるので、冷却器（９）を耐圧構造のものにしな
くて済み、そのコスト低減、軽量化などを図り得る。

（ト）発明の効果 以上のとおり、本発明は、ヒートポンプの被加熱流体の
温度や流量などの条件の変化に伴なう、熱ロスの軽減効
果を吸収ヒートポンプにもたらし、その熱の汲み上げ能
力の低下を軽減する効果あるいは熱の汲み上げ能力の向
上効果をもたらし、ヒートポンプの運転効率を高い水準
に維持し、かつ、被加熱流体の過熱も防ぎ得るものとし
て実用的価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による吸収ヒートポンプの容量制御装置の
一実施例を示した概略構成説明図である。 （１）・・・再生器、　り２）・・・凝縮器、　（４）
・・・蒸発器、　（５）・・・吸収器、　（９）・・・
冷却器、　（１０）・・・冷媒液溜め、　（ＣＬ）・・
・コントローラー、（Ｃｔ）・・・温度調節器、　（Ｃ
ｓｇｔ）・・・温度設定部、　（Ｃ５）・・・温度比較
部、　（Ｓ７）・・・温度センサー、　（Ｓ、）・・・
液面センサー、　（Ｒｅ）・・・切替スイッチ、（Ｖ）
・・・流量制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）再生器の加熱量を調節する制御弁と、これへの制
   御信号を蒸発器の冷媒液量センサーなどの液量検出手段
   からの入力信号により出力するコントローラーと、凝縮
   器出口側の被加熱流体の温度センサーなどの温度検出手
   段からの信号により前記制御弁への制御信号を出力する
   温度調節器とを備え、かつ、この温度調節器に温度設定
   部およびこれにより設定された温度と前記温度センサー
   の感知温度との高低を判別する温度比較部を設け、この
   温度比較部の判別信号により前記制御弁への制御信号を
   切換えるスイッチを備えて構成した吸収ヒートポンプの
   容量制御装置。