JPS63279067A - 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〕 本発明はヒートポンプに係わり、特に暖房、給湯用に用
いられる吸収式ヒートポンプに関する。

〔従来の技術〕

暖房、給湯用に用いられる吸収式ヒートポンプは、一般
に第２図に示すように、低濃度吸収剤を加熱して冷媒を
蒸発させる再生器１と、蒸発した冷媒蒸気と液体の高濃
度吸収剤を分離する分離器２と、冷媒蒸気を凝縮させる
凝縮器３と、蒸発コイル４及び送風機６を備え、凝縮し
た液冷媒を再び蒸発させる蒸発器１６と、再蒸発した冷
媒蒸気を高濃度吸収剤に吸収させて低濃度吸収剤とする
吸収器５と、吸収器５で生成した低濃度吸収剤と分離器
２で分離した高濃度吸収剤を熱交換させ高濃度吸収剤を
吸収器へ低濃度吸収剤を再生器へ流入させる溶液熱交換
器７と、吸収器５および凝縮器３に設けられた熱媒コイ
ル９とを備えている。

熱媒コイル内には、熱媒が流れており、二〇熱媒が凝縮
器内で冷媒蒸気が凝縮する時に発生する凝縮熱および、
吸収器内で冷媒蒸気が吸収剤に吸収される時に発生する
吸収熱を吸収して高温となり。

ヒートポンプの出力を利用する熱源として暖房、給湯に
使用される。

蒸発器１６に備えられた送風機６は、外部の空気（外気
）を蒸発器内の蒸発コイル４の外面に送給し、この空気
が蒸発コイル４の内部で液冷媒が蒸発する時に奪い去る
蒸発熱を補給する熱源となっている。

又、再生器１で低濃度吸収剤を加熱する熱源には燃焼加
熱装置１２が用いられ、燃焼排ガスは排気筒８を経て大
気へ放出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の技術にあっては、蒸発
コイルの外面に送給される空気が外気そのままであり、
ヒートポンプの暖房運転時には外気入口温度が低いので
次のような問題があった。

蒸発コイル中の液冷媒（水）温度と、蒸発コイルの外面
に送給される空気の温度の温度差が、大きければ、蒸発
コイルの単位伝熱面積あたりの熱伝達量が大きくなるの
で、蒸発コイルの伝熱面積を小さくできるが、送給され
る空気の温度、つまり送風機・入口での空気温度（外気
入口温度）は、自然条件から決まるので、この温度差を
大きくするには、蒸発コイル中の液冷媒の温度を下げる
必要がある。しかし液冷媒（水）の温度が０℃以下にな
ると、液冷媒が凍結してしまってヒートポンプが運転で
きなくなる。よって、外気入口温度が例えば５℃ならば
、設計可能な温度差は最大５℃であり、この温度差に見
合った蒸発コイルの伝熱面積及び送風機能力が必要とな
り、外気温度による制限が蒸発器小型化を妨げていた。

本発明の課題は、蒸発コイル内の液冷媒と蒸発コイル外
面に送給される熱源気体との温度差が外気の自然条件に
拘束されることなく設定され得る吸収式ヒートポンプを
提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の課題゛は、外気入口温度よりも高温度の気体を蒸
発コイル外面に供給することにより達成される。

〔作用〕

外気入口温度よりも高温度の気体を蒸発器に供給するの
で、蒸発コイル中の液冷媒の温度と、蒸発コイル外面に
送給される熱源気体の温度との温度差は、蒸発器に供給
される高温気体と外気との混合気体の温度と、蒸発コイ
ル中の液冷媒の温度とで定まり、外気温度に拘束される
ことが少ない。

〔実施例〕

第１図に示す本発明の実施例においては、吸収剤として
リチウム塩を、冷媒として水を用いている。再生器１に
は、加熱燃焼装置１２、燃焼ガス排気筒８および排気筒
８と送風機入口１１を接続する排気吸入路１ｏが設けら
れ、かつ前記再生器１は分離器容器１４の内部に設けら
れた分離器２に接続されている。分離器容器１４に接続
して熱媒コイル９を内蔵する凝縮器３が配置され、凝縮
器３に一端を接続し他端を吸収器５に接続した蒸発コイ
ル４及び送風機６を備えた蒸発器１６が設けられている
。蒸発器１６に接して吸収器５が設けられ、吸収器５は
熱媒コイル９および吸収剤散布ノズル１８を備えている
。吸収器５に冷却流体入口側を接続された溶液熱交換器
７が設けられ、その冷却流体の出口側は再生器１に接続
されている。この溶液熱交換器の被冷却流体入口は分離
器容器１４に接続され、出口は吸収器５に設けられてい
る吸収剤散布ノズル１８に接続されている。

熱媒コイル９は吸収器５を通過したあと凝縮器３を通過
している。

再生器１に内包されている低濃度吸収剤１３は、燃焼加
熱装置１２により加熱されて気液混合物となって見掛け
の比重が軽くなり、再生器１内を上昇する。上昇した低
濃度吸収剤１３から、吸収剤を液滴の状態で含んで冷媒
（水）が蒸発し、液滴状の吸収剤は分離器２に当って冷
媒蒸気から分離されて高温の高濃度吸収剤となって分離
器容器１４内に溜り、被冷却流体入口から溶液熱交換器
７の被冷却側へ流入する。

蒸発した冷媒蒸気は凝縮器３へ流入し、凝縮器３に設け
られた熱媒コイル９内を流れる熱媒によって冷却され、
凝縮して液冷媒（水）となる。凝縮した液冷媒（水）は
一旦凝縮器３内にためられたあと、蒸発器１６内の蒸発
コイル４内へ流入する。凝縮器３と蒸発コイル４は、ｌ
ａｉ縮器３内にたまった液冷媒（水）により水封されて
いる。

一方溶液熱交換器７の被冷却側に流入した高濃度吸収剤
１７は、該熱交換器の冷却側を流過する低濃度吸収剤と
熱交換して冷却された後、吸収器５内に設けられた吸収
剤散布ノズル１８から、吸収器５内に設けられている熱
媒コイル９の伝熱面に散布される。散布された高濃度吸
収剤は、冷媒（水）吸収能力が大きく、吸収器５内の冷
媒蒸気（水蒸気）をよく吸収するので、吸収器内の冷媒
蒸気分圧・が低下し、吸収器５に接続されている蒸発コ
イル内に流入してくる液冷媒の蒸発が活発に行われる。

蒸発器１６に設けられた送風機６は外気と排気筒８から
排気吸入路１０を経て送風機入口１１に流入する燃焼排
ガスが混合された高温気体を取り入れて、蒸発コイル４
の外面に送給し、蒸発コイル４内の液冷媒は、この高温
気体を熱源として蒸発熱を奪って冷媒蒸気（水蒸気）と
なって吸収器５へ流入する。吸収器５内では、先にのべ
たように高濃度吸収剤が、熱媒コイル９上に散布されて
いるので、吸収器内に流入した冷媒蒸気（水蒸気）は、
吸収熱を放出して熱媒コイル上の高濃度吸収剤に吸収さ
れる０発生した吸収熱は熱媒コイル９内を流れる熱媒に
吸収され、持ち去られる。

冷媒蒸気（水蒸気）を吸収した高濃度吸収剤は、吸収し
た冷媒によって薄められ、低濃度吸収剤となって連続配
管１９を経て、溶液熱交換器７の冷却側へ流入し、被冷
却側を流過する高濃度吸収剤１７と熱交換して昇温され
、再生器１へ還流する。

上述のサイクルが、継続されることにより熱媒コイル９
内の熱媒は、吸収器５内で冷媒蒸気が吸収剤に吸収され
る時に生ずる吸収熱を吸収し、更に凝縮器３内で冷媒蒸
気が凝縮するときの凝縮熱を吸収して昇温される。この
昇温された熱媒が、ヒートポンプの暖房給湯運転時の出
力を利用する熱源として、暖房、給湯に使用される。

本実施例では、上述のように、排気筒８と送風機人口１
１を接続する排気吸入路１０を設け、この排気吸入路を
通して燃焼加熱装置で生ずる高温の燃焼排ガスを送風機
人口１１へ流入させ、外気に混合して送風機６により蒸
発コイル４の外面へ送給して、外気温度よりも高温の熱
源気体として用いている。この熱源気体の温度は、送給
される燃焼排ガスと外気の混合割合および燃焼排ガスと
外気の温度で定まるから、蒸発コイル内の液冷媒と、蒸
発コイル外面に送給される熱源気体の温度差を外気入口
温度のみに拘束されることなく設定することができる。

蒸発コイルの単位伝熱面積あたりの熱伝達量は蒸発コイ
ル内の液冷媒と、蒸発コイル外面の熱源気体との温度差
が大きいほど大きい６本実施例では熱源気体の温度を外
気入口温度より大きくしているので、蒸発コイルの伝熱
面積を従来より減少させている。又、蒸発コイル内の液
冷媒の温度と熱源気体の温度差を大きくとるため、液冷
媒温度を０℃近くに設定すると、液冷媒の蒸発熱が冷媒
自体から奪われ、冷媒が凍結してヒートポンプが運転不
能になる恐れがある。これを避けるため液冷媒温度を０
℃より高く設定すると熱源気体との温度差が小さくなる
ので蒸発コイルの伝熱面積や、送風機の能力を増す必要
がある０本実施例では外気入口温度より高温の気体を熱
源気体として用いているので、蒸発コイル内の液冷媒と
熱源気体の温度差を大きくすることができ蒸発コイルの
伝熱面の熱伝達率が大きくなり冷媒の凍結を避けるため
に蒸発コイルの伝熱面積や送風機能力を大きくする必要
がない。更に外気入口温度より高温の気体を熱源気体と
して用いるので外気温度が極度に低下する冬季の寒冷地
においても吸収式ヒートポンプの暖房運転が容易となる
。

本実施例では、燃焼排ガスの圧力が低いため、燃焼排ガ
スを送風機６の入口側に送給しているが、燃焼排ガスの
圧力が高い場合は、送風機６の出口側に排気吸入管を接
続してもよい。更に再生器に設けた燃焼加熱装置の排ガ
スでなく、他に装置で発生した高温ガスを蒸発器に送給
する熱源気体として用いても差支えない。又外気を熱源
気体として蒸発器を計画し、更に本発明を適用すれば、
実際の外気入口温度が設計外気入口温度より低下しても
、高温ガスの送給により、蒸発コイル外面に送給される
熱源気体の温度は設計外気入口温度を維持することがで
きるので、設計温度より低い外気入口温度でも、ヒート
ポンプの定格能力を維持できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば外気入口温度よりも高温度の気体を蒸発
器に供給するので、蒸発コイル中の液冷媒と蒸発コイル
外面に送給する熱源気体の温度差を外気入口温度にさし
て拘束されることなく設定することができ、蒸発コイル
に必要な伝熱面積および送風機能力の低減を可能とする
効果があり。

更に外気入口温度が極度に低下する冬季の寒冷地におい
て吸収式ヒートポンプの暖房運転を容易にする効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す系統図であり、第２図は
従来技術の例を示す系統図である。 １・・・再生器、２・・・分離器、３・・・凝縮器、４
・・・蒸発コイル、５・・・吸収器、６・・・送風機、
７・・・溶液熱交換器、９・・・熱媒コイル、１３・・
・低濃度吸収剤、１４・・・分離器容器。 １６・・・蒸発器、１７・・・高濃度吸収剤。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸収剤に冷媒を吸収させた低濃度吸収剤を加熱す
   る再生器と、該再生器に接続され、該再生器で生ずる冷
   媒蒸気と高濃度吸収剤を分離する分離器と、前記分離器
   を内蔵する分離器容器に接続され、分離器で分離された
   冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器に接続され、
   蒸発コイルおよび該蒸発コイルに熱源気体を送給する送
   風機をそなえて凝縮した液冷媒を蒸発させる蒸発器と、
   該蒸発器に接続され、溶液熱交換器により供給される高
   濃度吸収剤に蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を吸収させる吸
   収器と、該吸収器および前記分離器容器ならびに前記再
   生器に接続され、分離器で分離された高濃度吸収剤と吸
   収器で生じた低濃度吸収剤を流過させて熱交換を行わせ
   る溶液熱交換器と、前記吸収器および前記凝縮器に設け
   られ、吸収熱および凝縮熱を吸収して利用熱源となる熱
   媒を内包する熱媒コイルと、を備えた吸収式ヒートポン
   プにおいて、外気入口温度よりも高温度の気体が前記蒸
   発コイル外面に送給されることを特徴とする、吸収式ヒ
   ートポンプ。
2. （２）蒸発コイルへ送給される高温気体が、再生器に備
   えた燃焼加熱装置で発生する燃焼排ガスを含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の吸収式ヒートポ
   ンプ。
3. （３）吸収剤がリチウム塩であり、冷媒が水であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１〜２項に記載の吸収式
   ヒートポンプ。