JP2011099640A - ハイブリッドヒートポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】蒸気圧縮機を用いて低温熱から熱を回収して高温高圧の蒸気を供給するヒートポンプでは、温度差が大きくなるほど効率が低下する。また、より低温まで熱を回収しようとすると効率が悪くなるので、熱回収量には限度があった。
【解決手段】低温熱源を用いて低圧の作動媒体蒸気を発生し、これを圧縮機で圧縮して高温高圧の蒸気にして供給するヒートポンプにおいて、作動媒体蒸気を発生して温度低下した低温熱源媒体を駆動熱源とする吸収ヒートポンプを作動させ、駆動熱源よりも高温の作動媒体蒸気を発生し、これも圧縮機で高温高圧に圧縮して供給する。
【選択図】 図1
【解決手段】低温熱源を用いて低圧の作動媒体蒸気を発生し、これを圧縮機で圧縮して高温高圧の蒸気にして供給するヒートポンプにおいて、作動媒体蒸気を発生して温度低下した低温熱源媒体を駆動熱源とする吸収ヒートポンプを作動させ、駆動熱源よりも高温の作動媒体蒸気を発生し、これも圧縮機で高温高圧に圧縮して供給する。
【選択図】 図1
Description
本発明は熱を供給するヒートポンプに係わり、特に蒸気を外部に供給するヒートポンプで、吸収式と圧縮式を組み合せたハイブリッドヒートポンプに係わる。
背景技術として特許文献1の公知技術が挙げられる。この特許文献1では低温の熱源から熱を回収して作動媒体蒸気を発生する蒸発器と、この蒸発器で蒸発した作動媒体蒸気を圧縮して昇温する圧縮機を備え、昇温昇圧した作動媒体蒸気を熱利用設備に直接供給するヒートポンプ装置が開示されている。
また、他の背景技術として特許文献2の公知技術が挙げられる。特許文献2では低温熱源から熱を回収して高温の作動媒体蒸気を発生する、冷媒の閉ループで構成されるヒートポンプと、このヒートポンプにより発生した作動媒体蒸気を圧縮して熱利用側に直接供給する圧縮機を組み合せた、蒸気発生ヒートポンプシステムが開示されている。
背景技術に示した公知技術はいずれも、これまで捨てられていた低温熱源を有効利用して高温蒸気を発生するヒートポンプシステムであり、省エネルギーの促進に有効な技術である。
しかしながら、より低温の熱源からより高温の熱を発生する場合、すなわち低温と高温の温度差が大きくなればなるほど圧縮機の圧縮比は大きくなり、従って圧縮のエネルギーは多く必要となり、エネルギー効率が低下するという欠点がある。
また、低温熱源から熱を回収するとさらに低温の排熱が発生し、より低温の熱源から熱を汲み上げるためにはより多くのエネルギーを必要とするため、ヒートポンプの効率が悪くなり、低温の熱源からの熱回収には限度がある。例えば、80℃の排熱源から10℃の温度差分の熱を回収して高温高圧の蒸気を発生するヒートポンプ用いた場合、新たに70℃の排熱が発生することになり、70℃の排熱から熱を汲み上げるためにはより多くのエネルギーが必要となるため、70℃の排熱は捨てざるを得ないというような不具合が発生する。このように背景技術に示した公知技術では、低温の熱源からより多くの熱を回収する手段については考慮されていない。
本発明の目的は、上記の課題を解決し、低温の熱源からより少ないエネルギーでより多くの熱を回収することができるヒートポンプを提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明においては、冷媒蒸気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と、凝縮した液冷媒を減圧膨張させる減圧膨張装置と、減圧膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器を備え、加熱媒体を前記蒸発器に供給し、作動媒体を前記凝縮器に供給して前記加熱媒体より高温にし、高温の作動媒体を供給する供給経路を備えた圧縮式ヒートポンプ装置において、熱源からの加熱媒体を供給して、供給した加熱媒体より高温の熱を発生する吸収ヒートポンプを設置し、前記吸収ヒートポンプで発生した加熱媒体を前記ヒートポンプの前記蒸発器に供給するように構成している。
また、上記課題を解決するために、本発明においては、作動媒体蒸気を圧縮して昇温する圧縮機を備え、前記圧縮機で昇温昇圧した作動媒体蒸気を利用設備に供給する供給経路を備えたヒートポンプ装置において、熱源からの加熱媒体を供給して、供給した加熱媒体より高温の熱を発生する吸収ヒートポンプを設置し、前記吸収ヒートポンプで発生した熱により蒸発した作動媒体蒸気を前記圧縮機に供給して昇温昇圧するように構成している。
また、上記の課題を解決するために、本発明においては、低温熱源から熱を回収して作動媒体を加熱蒸発させる作動媒体蒸発器と、この作動媒体蒸発器で蒸発した作動媒体蒸気を圧縮して昇温する圧縮機を備えたヒートポンプ装置に、前記作動媒体蒸発器を加熱して温度がより低下した後の低温熱源を加熱源として、より高温の熱を発生する第2種吸収ヒートポンプを組み合わせ、この第2種吸収ヒートポンプで発生した熱で作動媒体を蒸発させ、この蒸気も圧縮機で圧縮して高温高圧とする利用側に供給する構成としている。
本発明によれば、低温熱源から熱を回収して吸収ヒートポンプで昇温し、この熱を低温側の熱源として圧縮式ヒートポンプを駆動する、あるいは作動媒体蒸気圧縮機を駆動することにより高温の熱を発生するので、圧縮式ヒートポンプまたは作動媒体蒸気圧縮機の昇温幅は小さくなり、エネルギー効率は高くなる。吸収ヒートポンプは熱駆動であり、サイクルの溶液や冷媒を循環するためのわずかなポンプ動力以外のエネルギー消費はなく、トータルでエネルギー効率の高いヒートポンプを提供することができる。
また、本発明によれば、低温熱源から熱を回収して高温高圧の作動媒体蒸気を発生し、より温度が低下した低温熱源を加熱源として第2種吸収ヒートポンプを駆動し、加熱源より高温の熱を発生することができ、この熱により発生した作動媒体蒸気も圧縮機で圧縮することにより、低温熱源からより多くの熱を回収して発生する高温高圧の蒸気の量を増大することができる。また、第2種吸収ヒートポンプは低温の排熱を駆動源としているため、サイクルの溶液や冷媒を循環するためのわずかなポンプ動力以外のエネルギー消費はなく、より少ないエネルギーで低温熱源からの熱を回収して、高温高圧の蒸気を供給するエネルギー効率の高いハイブリッドヒートポンプを提供することができる。
以下、本発明に係る実施形態について説明する。
図1は本発明のヒートポンプの一実施例を示すサイクル系統図である。ヒートポンプは、主に作動媒体蒸発器1,圧縮機2,吸収ヒートポンプ3からなっている。
前記作動媒体蒸発器1には、作動媒体供給経路11と加熱媒体供給経路12,作動媒体と加熱媒体との間で熱交換させる熱交換器13が備えられ、蒸発した作動媒体の出口流路には弁14が備えられている。前記圧縮機2には前記蒸発器1からの作動媒体蒸気を導入する流路と、この作動媒体蒸気を圧縮して高温高圧とし、利用設備に供給する蒸気供給経路21が備えられ、電動機22で駆動される。
前記吸収ヒートポンプ3は、内部に熱交換器311を備えた蒸発器31,前記蒸発器31と蒸気通路で接続し内部に熱交換器321を備えた吸収器32,内部に熱交換器331を備え、凝縮した冷媒液を前記蒸発器311に送るための冷媒ポンプ332を備えた凝縮器33,前記凝縮器33と蒸気通路で接続し内部に熱交換器341を備え、吸収溶液を前記吸収器342に送るための溶液ポンプ342を備えた再生器34,内部に熱交換器353を備え前記熱交換器321と前記熱交換器353の間で熱搬送媒体を循環するためのポンプ352を備えるとともに、作動媒体供給経路351と蒸発した作動媒体の出口流路に弁354を備えた第2の作動媒体蒸発器35,吸収器32からの溶液と再生器34からの溶液を熱交換させる溶液熱交換器36、などからなっている。
上記の様に構成されたヒートポンプの動作は以下の通りである。作動媒体蒸発器1において、作動媒体供給路11から供給された作動媒体は、加熱媒体供給路12から供給された加熱媒体と熱交換器13で熱交換して蒸発し、弁14を経由して圧縮機2に送られる。
作動媒体蒸発器1で作動媒体を加熱して温度低下した加熱媒体は、吸収ヒートポンプ3の蒸発器31に送られ、熱交換器311を介して器内の冷媒を加熱して蒸発させる。冷媒を蒸発させて温度低下した加熱媒体は、再生器34に送られる。
前記熱交換器311で蒸発した冷媒は吸収器32に送られて再生器34からの濃溶液に吸収され、溶液の濃度は薄くなって前記吸収器32の下部に溜められる。前記冷媒蒸気が前記濃溶液に吸収されるときに発生する吸収熱は、熱交換器321を介して第2の作動媒体蒸発器35からの熱搬送媒体に放出され、これにより温度上昇した熱搬送媒体は第2の作動媒体蒸発器35に送られる。
第2の作動媒体蒸発器35には作動媒体供給経路351から作動媒体の液が流入し、熱交換器353を介して吸収器32からの熱搬送媒体と熱交換して蒸発し、弁354を経由して圧縮機2に送られる。作動媒体を加熱して温度が低下した熱搬送媒体は、ポンプ352により再び吸収器32に送られて、吸収器32と第2の作動媒体蒸発器35の間を循環する。
吸収器32で冷媒蒸気を吸収して濃度の薄くなった溶液は、溶液熱交換器36で再生器34からの濃溶液と熱交換して温度低下したのち、再生器34に送られる。再生器34には前記蒸発器31の冷媒を加熱した後の加熱媒体が送られてきており、熱交換器341を介して吸収器32からの濃度の薄くなった溶液と熱交換してこれを加熱沸騰させ、加熱媒体はさらに温度が低下して外部に流出する。加熱沸騰により発生した冷媒蒸気は凝縮器33に送られる。加熱沸騰により濃度の濃くなった濃溶液は溶液ポンプ342で溶液熱交換器36に送られ、吸収器32からの希溶液と熱交換して温度上昇したのち吸収器32に送られる。
凝縮器33の内部には外部から冷却水が供給される熱交換器331が設置されており、この熱交換器331により前記再生器34からの冷媒蒸気を凝縮し、凝縮熱は冷却水に放出されて外部に持ち去られる。凝縮した冷媒液は冷媒ポンプ332により蒸発器31に送られる。
作動媒体蒸発器1と第2の作動媒体蒸発器35からの作動媒体蒸気は合流して圧縮機2に送られ、ここで圧縮されて高温降圧となり蒸気供給経路21を通って、蒸気利用設備に送られる。
表1は加熱媒体からの熱回収と吸収ヒートポンプの発生温度の1例を示す。
この例では、加熱媒体,熱搬送媒体,冷却水は水であり、吸収ヒートポンプの冷媒は水,溶液は臭化リチウム水溶液である。工場の排熱やコジェネシステムの排熱あるいは太陽熱などの低温熱源からの加熱媒体は、作動媒体蒸発器1に80℃で供給されて作動媒体蒸気を発生し、70℃まで温度低下して流出する。この加熱媒体は吸収ヒートポンプ3の蒸発器31及び再生器34に供給され、60℃まで温度低下して流出する。この時、吸収器32と第2の作動媒体蒸発器35の間を流れる熱搬送媒体は80℃まで加熱されて、第2の作動媒体蒸発器35で作動媒体を蒸発させて70℃まで温度低下し、吸収器32で再び80℃まで加熱される。凝縮器33へ流入する冷却水は30℃で、35℃まで温度上昇して流出する。
加熱媒体の温度が低下し、作動媒体蒸発器1から吸収ヒートポンプ3の蒸発器31に送られる加熱媒体の温度も低下し、第2の作動媒体蒸発器35からの作動媒体蒸気の圧力が十分上昇しない場合には、作動媒体供給経路351からの作動媒体の供給を停止し、弁354を閉止するようにしても良い。この場合には、第2の作動媒体蒸発器35からの作動媒体蒸気の圧力が低いために作動媒体蒸発器1からの作動媒体蒸気と合流して圧縮機2に供給される作動媒体蒸気の圧力も低下し、圧縮機2における圧縮比が大きくなり、圧縮機を駆動するための電動機22の入力の増加すなわちヒートポンプ効率の低下を防止することができる。
また、加熱媒体の温度が低下して、作動媒体蒸発器1からの作動媒体蒸気の圧力が十分上昇しない場合には、作動媒体供給経路11からの作動媒体の供給を停止し、弁14を閉止するようにしても良い。この場合には、作動媒体蒸発器1からの作動媒体蒸気は発生せず、加熱媒体が温度低下せずに吸収ヒートポンプ3の蒸発器31に供給されるので、第2の作動媒体蒸発器35からは温度圧力ともに十分上昇した作動媒体蒸気が圧縮機2に供給され、ヒートポンプの効率を高くすることができる。
以上説明したように、本実施例においては作動媒体蒸発器1で作動媒体を加熱蒸発させて温度低下した加熱媒体を、吸収ヒートポンプ3の蒸発器31及び再生器34の加熱に利用し、さらに温度を低下させているので、排熱や太陽熱等の低温熱源からの加熱媒体の熱をより多く回収することができ、作動媒体蒸発器1からの作動媒体蒸気だけでなく、吸収ヒートポンプ3の第2の作動媒体蒸発器35からの作動媒体蒸気も圧縮機2に送られて、高温高圧の蒸気となるので、供給する高温高圧の蒸気量を増大することができる。また、吸収ヒートポンプ3を駆動するための冷媒ポンプ332,溶液ポンプ342,ポンプ352の動力は圧縮機に比べてわずかであり、エネルギー効率の高いハイブリッドヒートポンプを提供することができる。
なお、本実施例においては吸収ヒートポンプ3に供給する加熱媒体を蒸発器31から再生器34へと順に送っているが、加熱媒体を送る順番は逆でも良いし、両者に並列に送るようにしても良い。また、本実施例においては第2の作動媒体蒸発器35にて作動媒体供給経路351からの作動媒体を加熱蒸発しているが、作動媒体供給経路351を吸収ヒートポンプ3の吸収器32に直接接続して、作動媒体を吸収器32で直接加熱するようにしても良い。
さらに、本実施例において、作動媒体蒸発器1を省略しても良い。加熱媒体供給経路12は直接吸収ヒートポンプ3の蒸発器31に接続され、圧縮機2へは第2の作動媒体蒸発器35からの作動媒体蒸気のみが送られる。この場合には、低温熱源からの加熱媒体を吸収ヒートポンプ3に供給して、低温熱源より高い温度の作動媒体蒸気を発生し、これを圧縮機2に送って高温高圧の作動媒体蒸気とするので、圧縮機2の圧縮動力を低減してエネルギー効率の高いヒートポンプを提供することができる。
また、本実施例において圧縮機2に代えて、冷媒圧縮機と冷媒凝縮器と減圧膨張装置と冷媒蒸発器からなる圧縮式ヒートポンプを設置しても良い。この場合、加熱媒体供給経路12は圧縮式ヒートポンプの冷媒蒸発器に接続して、この冷媒蒸発器に加熱媒体を供給し、吸収式ヒートポンプ3の吸収器32内を流れる熱搬送媒体も圧縮式ヒートポンプの冷媒蒸発器に供給し、加熱媒体と熱搬送媒体により前記冷媒蒸発器の冷媒を加熱する。作動媒体を圧縮式ヒートポンプの冷媒凝縮器に供給して作動媒体を高温にし、蒸気供給経路21は圧縮式ヒートポンプの凝縮器に接続され、この蒸気供給経路21から高温高圧の作動媒体蒸気を供給する構成とする。このように構成したヒートポンプにおいても、圧縮式ヒートポンプの圧縮機の圧縮比を小さくすることができ、この圧縮機の動力を低減してエネルギー効率の高いヒートポンプを提供することができる。
さらに、作動媒体蒸発器1を省略、加熱媒体供給経路12は直接吸収ヒートポンプ3の蒸発器31に接続され、吸収式ヒートポンプ3の吸収器32内を流れる熱搬送媒体を圧縮式ヒートポンプの冷媒蒸発器に供給する構成としても良い。
図2は本発明のヒートポンプの他の実施例を示すサイクル系統図である。
図1の実施例と異なる点は、吸収ヒートポンプ3に第2の作動媒体蒸発器35を設ける代わりに、熱交換器353を作動媒体蒸発器1内に設け、吸収器32内の熱交換器321と前記熱交換器353の間で熱搬送媒体をポンプ352で循環するようにした点である。またこれに伴い、弁14,354及び作動媒体供給経路351は省略している。その他の構成は図1の実施例と同様である。
上記のように構成した図2の実施例においては、吸収ヒートポンプ3からの熱を熱搬送媒体で作動媒体蒸発器1に搬送し、熱交換器353で作動媒体蒸気を発生して、熱交換器13で発生した作動媒体蒸気とともに圧縮機に送るようにしたので、蒸気流路の圧力損失を防止して、圧縮機2の流入蒸気圧力の低下を防止することができる。また、口径の大きな蒸気配管が少なくなるので放熱損失の防止にも有利である。さらには、口径が大きくなる蒸気流路の弁14及び弁354を省略することができ、加熱媒体の温度が変動した場合の弁の開閉操作も不要になるという利点がある。
図3は本発明のヒートポンプの他の実施例を示すサイクル系統図である。
図1の実施例と異なる点は、吸収ヒートポンプ3に第2の作動媒体蒸発器35を設ける代わりに、フラッシュ蒸発器37を設けた点である。フラッシュ蒸発器37には熱交換器353がなく、吸収器32からの作動媒体流入口には絞り371が設けられている。また、第2の作動媒体蒸発器35と同様に作動媒体流入経路351とポンプ352が設けられている。作動媒体蒸気出口流路の弁354はなく、代わりに作動媒体流入経路351に弁355が設けられている。さらに、作動媒体蒸発器1の作動媒体蒸気出口流路に設けられていた弁14は省略し、作動媒体流入経路11に弁15が設けられている。
上記の様に構成した図3の実施例においては、熱交換器353を省略し、ポンプ352で作動媒体を直接吸収器32の熱交換器321に送って温度上昇させ、絞り371で減圧フラッシュさせフラッシュ蒸発器37内で作動媒体蒸気を生成するので、熱交換器が不要でコストダウンができること、熱搬送媒体を介さずに直接作動媒体を昇温してフラッシュ蒸気を得るので熱交換温度差が不要となり、より高い温度の作動媒体蒸気が得られるという利点がある。
蒸気流路に設けた弁14,354の代わりに、作動媒体流入経路11及び351にそれぞれ弁15,355を設けているが、加熱媒体温度が低下し、作動媒体蒸発器1から吸収ヒートポンプ3の蒸発器31に送られる加熱媒体の温度も低下し、フラッシュ蒸発器37からの作動媒体蒸気の圧力が十分上昇しない場合には、作動媒体供給経路351の弁355を閉止するようにしても良い。この場合には、フラッシュ蒸発器37から作動媒体蒸気は発生しないので、この作動媒体蒸気の圧力が低いために作動媒体蒸発器1からの作動媒体蒸気と合流して圧縮機2に供給される作動媒体蒸気の圧力も低下し、圧縮機2における圧縮比が大きくなり、圧縮機を駆動するための電動機22の入力の増加すなわちヒートポンプ効率の低下を防止することができる。
また、加熱媒体の温度が低下して、作動媒体蒸発器1からの作動媒体蒸気の圧力が十分上昇しない場合には、作動媒体供給経路11の弁15を閉止するようにしても良い。この場合には、作動媒体蒸発器1からの作動媒体蒸気は発生しないので、加熱媒体が温度低下せずに吸収ヒートポンプ3の蒸発器31に供給される、フラッシュ蒸発器37からは温度圧力ともに十分上昇した作動媒体蒸気が圧縮機2に供給され、ヒートポンプの効率を高くすることができる。
さらに、口径が大きくなる蒸気流路の弁14,354に比べて、作動媒体流入経路の弁15,355は小さな弁でよいので、図1の実施例に比べてコストダウンが図れるという利点がある。
図4は本発明のヒートポンプの他の実施例を示すサイクル系統図である。
図3の実施例と異なる点は、第2の圧縮機4を設置し、圧縮機2及び第2の圧縮機4の駆動装置である電動機22及び44を別々に設置し、吸収ヒートポンプ3のフラッシュ蒸発器37からの作動媒体蒸気を第2の圧縮機4に導入した点である。第2の圧縮機4は第1の圧縮機2の電動機22とは別の電動機42で駆動され、蒸気供給経路41を備えている。また、作動媒体供給経路11及び351の弁15及び355は省略されている。
上記の様に構成した図4の実施例においては、作動媒体蒸発器1とフラッシュ蒸発器37で蒸発した作動媒体蒸気をそれぞれ別の圧縮機2および4で圧縮して利用設備に供給するようにしたので、加熱媒体の温度が変動して、作動媒体蒸発器1とフラッシュ蒸発器37で蒸発した作動媒体蒸気の圧力が大きく異なる場合にも、各圧縮機の回転数を調整するなどして必要な圧力まで圧縮して供給することができるという利点がある。また、それぞれの圧縮機でそれぞれ必要な異なる圧力まで圧縮して供給することもできる。必要な蒸気の圧力が2種類ある場合は、両方とも高圧にする必要はなく、片方は低い圧力まで圧縮すれば良いので加熱源の熱をより低温まで回収して作動媒体蒸気を発生しこれを圧縮して利用することにより、低温排熱の利用範囲を拡大することができる。
また、加熱媒体の温度が低下して、作動媒体蒸発器1あるいは吸収ヒートポンプ3のどちらか片方のみから作動媒体蒸気を発生する場合は、作動媒体蒸気を発生する方にのみ作動媒体を供給すれば良く、蒸気流路での弁14及び354が不要になるという利点もある。
圧縮機2と圧縮機4から出る作動媒体蒸気の圧力がほぼ同じ圧力の場合は、蒸気供給経路21と41を合流して利用設備に供給してもよい。
図5は本発明のヒートポンプの他の実施例を示すサイクル系統図である。
図4の実施例と異なる点は、第2の圧縮機4の吐出側を蒸発器1の出口流路に接続し、蒸発器1からの作動媒体蒸気と第2の圧縮機4からの作動媒体蒸気を合流して、圧縮機2の吸込流路に接続した点である。
上記のように構成した図5の実施例においては、加熱媒体の温度に応じて作動媒体蒸発器1から流出して吸収ヒートポンプ3の蒸発器31に送られる加熱媒体の温度を変化させた場合で、吸収ヒートポンプ3のフラッシュ蒸発器37で発生する作動媒体蒸気の圧力が、作動媒体蒸発器1で発生する作動媒体蒸気の圧力よりも低い場合には、フラッシュ蒸発器37で発生する作動媒体蒸気を圧縮機4で圧縮して作動媒体蒸発器1からの作動媒体蒸気圧力と同等にすることにより、両者の作動媒体蒸気を共通して圧縮機2で圧縮し、利用設備に供給することができ、排熱回収量を増加して、安定した上記供給運転を行うことができるという利点がある。
図6は本発明のヒートポンプの他の実施例を示すサイクル系統図である。
図1の実施例と異なる点は、作動媒体蒸発器1がフラッシュ蒸発器で構成されており、加熱媒体が作動媒体を兼ねており、作動媒体供給経路11から供給されて、絞り16で減圧されて蒸発するように構成されている点である。蒸発しなかった作動媒体、すなわち加熱媒体は、ポンプ17で吸収ヒートポンプ3の蒸発器31に送られる。
上記のように構成した図6の実施例では、作動媒体蒸発器1の熱交換器13を省略し、供給された加熱媒体兼作動媒体を絞り16で減圧フラッシュさせ、作動媒体蒸発器1内で蒸気を生成するので、熱交換器が不要でコストダウンができること、熱交換器を介さずに作動媒体を直接フラッシュ蒸発させるので熱交換温度差が不要となり、より高い温度の作動媒体蒸気が得られるという利点がある。
1 作動媒体蒸発器
2 圧縮機
3 吸収ヒートポンプ
4 第2の圧縮機
11,351 作動媒体供給経路
12 加熱媒体供給経路
13,311,321,331,341,353 熱交換器
14,15,354,355 弁
16,371 絞り
17,352 ポンプ
21 蒸気供給経路
31 蒸発器
32 吸収器
33 凝縮器
34 再生器
35 第2の作動媒体蒸発器
36 溶液熱交換器
37 フラッシュ蒸発器
42 電動機
332 冷媒ポンプ
342 溶液ポンプ
2 圧縮機
3 吸収ヒートポンプ
4 第2の圧縮機
11,351 作動媒体供給経路
12 加熱媒体供給経路
13,311,321,331,341,353 熱交換器
14,15,354,355 弁
16,371 絞り
17,352 ポンプ
21 蒸気供給経路
31 蒸発器
32 吸収器
33 凝縮器
34 再生器
35 第2の作動媒体蒸発器
36 溶液熱交換器
37 フラッシュ蒸発器
42 電動機
332 冷媒ポンプ
342 溶液ポンプ
Claims (9)
- 冷媒蒸気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒蒸気を凝縮する凝縮器と、凝縮した液冷媒を減圧膨張させる減圧膨張装置と、減圧膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器を備え、加熱媒体を前記蒸発器に供給し、作動媒体を前記凝縮器に供給して前記加熱媒体より高温にし、高温の作動媒体を利用設備に供給する供給経路を備えたヒートポンプ装置において、
熱源からの加熱媒体を供給して、供給した加熱媒体より高温の熱を発生する吸収ヒートポンプを設置し、前記吸収ヒートポンプで発生した加熱媒体を前記ヒートポンプの前記蒸発器に供給するように構成したことを特徴とするヒートポンプ装置。 - 作動媒体蒸気を圧縮して昇温する圧縮機を備え、前記圧縮機で昇温昇圧した作動媒体蒸気を利用設備に供給する供給経路を備えたヒートポンプ装置において、
熱源からの加熱媒体を供給して、供給した加熱媒体より高温の熱を発生する吸収ヒートポンプを設置し、前記吸収ヒートポンプで発生した熱により蒸発した作動媒体蒸気を前記圧縮機に供給して昇温昇圧するように構成したことを特徴とするヒートポンプ装置。 - 作動媒体を供給する供給経路と外部熱源からの加熱媒体を供給する供給経路を持ち、前記加熱媒体の熱を利用して作動媒体を蒸発させる作動媒体蒸発器と、前記作動媒体蒸発器で蒸発した作動媒体蒸気を圧縮して昇温する圧縮機を備え、前記圧縮機で昇温昇圧した作動媒体蒸気を利用設備に供給する供給経路を備えたヒートポンプ装置において、
前記作動媒体蒸発器で作動媒体を蒸発させたあとの加熱媒体を供給して、供給した加熱媒体より高温の熱を発生する吸収ヒートポンプを設置し、前記吸収ヒートポンプで発生した熱により蒸発した作動媒体蒸気を、前記作動媒体蒸発器で蒸発した作動媒体蒸気と共に前記圧縮機に供給して昇温昇圧するように構成したことを特徴とするヒートポンプ装置。 - 作動媒体を供給する供給経路と外部熱源からの加熱媒体を供給する供給経路を持ち、前記加熱媒体の熱を利用して作動媒体を蒸発させる作動媒体蒸発器と、前記作動媒体蒸発器で蒸発した作動媒体を圧縮して昇温する第1の圧縮機を備え、前記第1の圧縮機で昇温昇圧した作動媒体蒸気を利用設備に供給する供給経路を備えたヒートポンプ装置において、
前記作動媒体蒸発器で作動媒体を蒸発させたあとの加熱媒体を供給して、供給した加熱媒体より高温の熱を発生する吸収ヒートポンプを設置し、前記吸収ヒートポンプで発生した熱により蒸発した作動媒体蒸気を昇温昇圧する第2の圧縮機を設け、この昇温昇圧した蒸気を利用設備に供給する供給経路を備えたことを特徴とするヒートポンプ装置。 - 作動媒体を供給する供給経路と外部熱源からの加熱媒体を供給する供給経路を持ち、前記加熱媒体の熱を利用して作動媒体を蒸発させる作動媒体蒸発器と、前記作動媒体蒸発器で蒸発した作動媒体を圧縮して昇温する第1の圧縮機を備え、前記第1の圧縮機で昇温昇圧した作動媒体蒸気を利用設備に供給する供給経路を備えたヒートポンプ装置において、
前記作動媒体蒸発器で作動媒体を蒸発させたあとの加熱媒体を供給して、供給した加熱媒体より高温の熱を発生する吸収ヒートポンプを設置し、前記吸収ヒートポンプで発生した熱により蒸発した作動媒体蒸気を昇温昇圧する第2の圧縮機を設け、この昇温昇圧した蒸気を前記作動媒体蒸発器からの作動媒体蒸気とともに前記第1の圧縮機に供給し、前記第1の圧縮機において昇温昇圧した作動媒体を利用設備に供給するようにするとともに、第1の圧縮機と第2の圧縮機を駆動する駆動装置は別々に設けたことを特徴とするヒートポンプ装置。 - 前記吸収ヒートポンプは、加熱媒体を供給して冷媒蒸気を発生する冷媒蒸発器と、前記冷媒蒸発器から発生した冷媒蒸気を溶液に吸収して生ずる吸収熱により熱搬送媒体を加熱する吸収器と、この吸収器から冷媒蒸気を吸収して薄くなった溶液を加熱媒体により加熱して、冷媒蒸気と濃度の濃い溶液に分離する再生器と、再生器からの冷媒蒸気を凝縮する凝縮器とからなり、前記凝縮器で凝縮した冷媒を前記冷媒蒸発器に送る手段と、前記再生器で分離された濃度の濃い溶液を前記吸収器に送る手段とを備えており、前記冷媒蒸発器と再生器に加熱媒体を供給してそれぞれの熱源とするように構成されており、
前記吸収器で加熱された熱搬送媒体を前記圧縮式ヒートポンプの前記蒸発器に供給するように構成したことを特徴とする第1項に記載のヒートポンプ装置。 - 前記吸収ヒートポンプは、加熱媒体を供給して冷媒蒸気を発生する冷媒蒸発器と、前記冷媒蒸発器から発生した冷媒蒸気を溶液に吸収して生ずる吸収熱により熱搬送媒体を加熱する吸収器と、この吸収器から冷媒蒸気を吸収して薄くなった溶液を加熱媒体により加熱して、冷媒蒸気と濃度の濃い溶液に分離する再生器と、再生器からの冷媒蒸気を凝縮する凝縮器とからなり、前記凝縮器で凝縮した冷媒を前記冷媒蒸発器に送る手段と、前記再生器で分離された濃度の濃い溶液を前記吸収器に送る手段とを備えており、前記冷媒蒸発器と再生器に加熱媒体を供給してそれぞれの熱源とするように構成されており、
前記吸収器で加熱された熱搬送媒体を循環して作動媒体を加熱蒸発させる第2の作動媒体蒸発器を設置し、ここで蒸発した作動媒体蒸気を前記圧縮機に供給するように構成したことを特徴とする第2項から第5項のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。 - 前記吸収ヒートポンプは、加熱媒体を供給して冷媒蒸気を発生する冷媒蒸発器と、前記冷媒蒸発器から発生した冷媒蒸気を溶液に吸収して生ずる吸収熱により作動媒体を加熱する吸収器と、この吸収器から冷媒蒸気を吸収して薄くなった溶液を加熱媒体により加熱して、冷媒蒸気と濃度の濃い溶液に分離する再生器と、再生器からの冷媒蒸気を凝縮する凝縮器とからなり、前記凝縮器で凝縮した冷媒を前記冷媒蒸発器に送る手段と、前記再生器で分離された濃度の濃い溶液を前記吸収器に送る手段とを備えており、前記冷媒蒸発器と再生器に加熱媒体を供給してそれぞれの熱源とするように構成されており、
前記吸収器で加熱された作動媒体を循環して減圧蒸発させるフラッシュ蒸発器を設置し、ここで蒸発した作動媒体蒸気を前記圧縮機に供給するように構成したことを特徴とする第2項から第5項のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。 - 前記吸収ヒートポンプは、加熱媒体を供給して冷媒蒸気を発生する冷媒蒸発器と、前記冷媒蒸発器から発生した冷媒蒸気を溶液に吸収して生ずる吸収熱により作動媒体を加熱蒸発する吸収器と、この吸収器から冷媒蒸気を吸収して薄くなった溶液を加熱媒体により加熱して、冷媒蒸気と濃度の濃い溶液に分離する再生器と、再生器からの冷媒蒸気を凝縮する凝縮器とからなり、前記凝縮器で凝縮した冷媒を前記冷媒蒸発器に送る手段と、前記再生器で分離された濃度の濃い溶液を前記吸収器に送る手段とを備えており、前記冷媒蒸発器と再生器に加熱媒体を供給してそれぞれの熱源とするように構成されており、
前記吸収器で加熱蒸発した作動媒体蒸気を前記圧縮機に供給するように構成したことを特徴とする第2項から第5項のいずれか一項に記載のヒートポンプ装置。
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