JP3387671B2 - 吸収式ヒートポンプ装置 - Google Patents
吸収式ヒートポンプ装置Info
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- high temperature
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばビルなどの冷暖
房用に使用される吸収式ヒートポンプ装置に関するもの
である。
房用に使用される吸収式ヒートポンプ装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】一般に、吸収式ヒートポンプ装置は、冷
媒を蒸発させる蒸発器と、この蒸発器で蒸発された冷媒
蒸気を吸収液に吸収して熱を発生させる吸収器と、この
吸収器で冷媒蒸気を吸収して濃度が薄くなった吸収液を
加熱して冷媒を蒸発させることにより吸収液の再生を行
う再生器と、この再生器で分離された冷媒蒸気を凝縮す
る凝縮器とを有している。
媒を蒸発させる蒸発器と、この蒸発器で蒸発された冷媒
蒸気を吸収液に吸収して熱を発生させる吸収器と、この
吸収器で冷媒蒸気を吸収して濃度が薄くなった吸収液を
加熱して冷媒を蒸発させることにより吸収液の再生を行
う再生器と、この再生器で分離された冷媒蒸気を凝縮す
る凝縮器とを有している。
【0003】そして、このような吸収式ヒートポンプ装
置の熱効率を高めるために、高温再生器と低温再生器と
を設け、高温再生器で発生した冷媒蒸気の持つ熱を低温
再生器の駆動熱源として利用するようにした二重効用式
のヒートポンプ装置があり、またこのようなヒートポン
プ装置の作動流体としては、臭化リチウム水溶液が使用
されている。
置の熱効率を高めるために、高温再生器と低温再生器と
を設け、高温再生器で発生した冷媒蒸気の持つ熱を低温
再生器の駆動熱源として利用するようにした二重効用式
のヒートポンプ装置があり、またこのようなヒートポン
プ装置の作動流体としては、臭化リチウム水溶液が使用
されている。
【0004】ところで、この二重効用式のヒートポンプ
装置の構成において、さらにその成績係数を上げようと
すると、高温再生器の作動温度を上げる必要がある。し
かし、作動流体として臭化リチウム水溶液を使用してい
るため、作動温度が150℃を越えると、急激に腐食性
が高くなるという問題が発生し、このため、適用可能な
温度範囲が狭くなり、例えば150℃より高い温度の廃
熱を利用してヒートポンプ装置を駆動する場合には、そ
の高い熱エネルギーを利用することができないという欠
点があった。
装置の構成において、さらにその成績係数を上げようと
すると、高温再生器の作動温度を上げる必要がある。し
かし、作動流体として臭化リチウム水溶液を使用してい
るため、作動温度が150℃を越えると、急激に腐食性
が高くなるという問題が発生し、このため、適用可能な
温度範囲が狭くなり、例えば150℃より高い温度の廃
熱を利用してヒートポンプ装置を駆動する場合には、そ
の高い熱エネルギーを利用することができないという欠
点があった。
【0005】そこで、本発明者等は、既に、腐食性の低
減を図るとともに成績係数を上げ得る吸収式ヒートポン
プ装置を提案した(例えば、特願平5−21582
号)。この吸収式ヒートポンプ装置は、それぞれ吸収
器、蒸発器、再生器、凝縮器を有する高温部ヒートポン
プ、中温部ヒートポンプおよび低温部ヒートポンプを設
け、高温部凝縮器で発生する凝縮熱を中温部再生器の駆
動熱源として使用するとともに、中温部凝縮器で発生す
る凝縮熱を低温部再生器の駆動熱源として使用し、かつ
上記低温部および中温部ヒートポンプにおける作動流体
として臭化リチウム水溶液を使用するとともに、高温部
ヒートポンプの作動流体として硝酸塩水溶液を使用した
ものである。
減を図るとともに成績係数を上げ得る吸収式ヒートポン
プ装置を提案した(例えば、特願平5−21582
号)。この吸収式ヒートポンプ装置は、それぞれ吸収
器、蒸発器、再生器、凝縮器を有する高温部ヒートポン
プ、中温部ヒートポンプおよび低温部ヒートポンプを設
け、高温部凝縮器で発生する凝縮熱を中温部再生器の駆
動熱源として使用するとともに、中温部凝縮器で発生す
る凝縮熱を低温部再生器の駆動熱源として使用し、かつ
上記低温部および中温部ヒートポンプにおける作動流体
として臭化リチウム水溶液を使用するとともに、高温部
ヒートポンプの作動流体として硝酸塩水溶液を使用した
ものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した吸収
式ヒートポンプ装置の構成によると、ヒートポンプが、
高温部、中温部および低温部の3グループに分けて構成
されるとともに、高温部ヒートポンプの作動流体として
硝酸塩水溶液が使用され、また中温部ヒートポンプおよ
び低温部ヒートポンプの作動流体として共に臭化リチウ
ム水溶液が使用されているが、この臭化リチウム水溶液
の流路が別系統になっているため、構成機器が多くなる
とともに作動流体などの流路の系統が複雑になるという
問題が生じていた。
式ヒートポンプ装置の構成によると、ヒートポンプが、
高温部、中温部および低温部の3グループに分けて構成
されるとともに、高温部ヒートポンプの作動流体として
硝酸塩水溶液が使用され、また中温部ヒートポンプおよ
び低温部ヒートポンプの作動流体として共に臭化リチウ
ム水溶液が使用されているが、この臭化リチウム水溶液
の流路が別系統になっているため、構成機器が多くなる
とともに作動流体などの流路の系統が複雑になるという
問題が生じていた。
【0007】そこで、本発明は上記問題を解消し得る吸
収式ヒートポンプ装置を提供することを目的とする。
収式ヒートポンプ装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の吸収式ヒートポンプ装置は、それぞれ蒸発
→吸収→再生→凝縮からなる吸収サイクルを行わせる低
温側ヒートポンプおよび高温側ヒートポンプを有し、上
記低温側ヒートポンプを、冷媒蒸気を蒸発させる低温部
蒸発器と、この低温部蒸発器で蒸発された冷媒蒸気を導
いて吸収液に吸収させる低温部吸収器と、この低温部吸
収器内の濃度が薄くなった吸収液を導いて順次加熱する
第1および第2中温部再生器と、この第2中温部再生器
で加熱された吸収液を導いてさらに加熱する低温部再生
器と、この低温部再生器で分離された冷媒蒸気を導いて
凝縮させる低温部凝縮器と、上記第2中温部再生器で分
離された冷媒蒸気を導いて順次凝縮させる第1および第
2中温部凝縮器とから構成し、上記高温側ヒートポンプ
を、上記第1中温部凝縮器の伝熱管が内部に配置される
とともにこの伝熱管に第2中温部再生器で分離された冷
媒蒸気を導きその熱により冷媒蒸気を発生させる高温部
蒸発器と、上記第1中温部再生器の伝熱管が内部に配置
されるとともに上記高温部蒸発器からの冷媒蒸気を導い
て吸収液に吸収させる高温部吸収器と、この高温部吸収
器で冷媒蒸気を吸収して濃度が薄くなった吸収液を導い
て加熱する高温部再生器と、上記第2中温部再生器内に
配置された伝熱管を有しかつこの伝熱管に上記高温部再
生器で分離された冷媒蒸気を導くようにした高温部凝縮
器とから構成し、かつ低温側ヒートポンプにおける作動
流体として臭化リチウム水溶液を使用するとともに、高
温側ヒートポンプにおける作動流体として硝酸塩水溶液
を使用したものである。
め、本発明の吸収式ヒートポンプ装置は、それぞれ蒸発
→吸収→再生→凝縮からなる吸収サイクルを行わせる低
温側ヒートポンプおよび高温側ヒートポンプを有し、上
記低温側ヒートポンプを、冷媒蒸気を蒸発させる低温部
蒸発器と、この低温部蒸発器で蒸発された冷媒蒸気を導
いて吸収液に吸収させる低温部吸収器と、この低温部吸
収器内の濃度が薄くなった吸収液を導いて順次加熱する
第1および第2中温部再生器と、この第2中温部再生器
で加熱された吸収液を導いてさらに加熱する低温部再生
器と、この低温部再生器で分離された冷媒蒸気を導いて
凝縮させる低温部凝縮器と、上記第2中温部再生器で分
離された冷媒蒸気を導いて順次凝縮させる第1および第
2中温部凝縮器とから構成し、上記高温側ヒートポンプ
を、上記第1中温部凝縮器の伝熱管が内部に配置される
とともにこの伝熱管に第2中温部再生器で分離された冷
媒蒸気を導きその熱により冷媒蒸気を発生させる高温部
蒸発器と、上記第1中温部再生器の伝熱管が内部に配置
されるとともに上記高温部蒸発器からの冷媒蒸気を導い
て吸収液に吸収させる高温部吸収器と、この高温部吸収
器で冷媒蒸気を吸収して濃度が薄くなった吸収液を導い
て加熱する高温部再生器と、上記第2中温部再生器内に
配置された伝熱管を有しかつこの伝熱管に上記高温部再
生器で分離された冷媒蒸気を導くようにした高温部凝縮
器とから構成し、かつ低温側ヒートポンプにおける作動
流体として臭化リチウム水溶液を使用するとともに、高
温側ヒートポンプにおける作動流体として硝酸塩水溶液
を使用したものである。
【0009】また、上記の吸収式ヒートポンプ装置にお
いて、高温部再生器における加熱源からの排ガスを排出
する排ガス管路の途中に、高温部蒸発器内に供給される
冷媒に熱を与える排熱回収部を設けたものである。
いて、高温部再生器における加熱源からの排ガスを排出
する排ガス管路の途中に、高温部蒸発器内に供給される
冷媒に熱を与える排熱回収部を設けたものである。
【0010】さらに、上記の各吸収式ヒートポンプ装置
において、高温部凝縮器からの冷媒液を高温部蒸発器に
移送する高温側冷媒液移送管路と、低温部吸収器からの
吸収液を第1中温部再生器に移送する低温側吸収液移送
管路との間で熱交換を行う熱交換器を設けたものであ
る。
において、高温部凝縮器からの冷媒液を高温部蒸発器に
移送する高温側冷媒液移送管路と、低温部吸収器からの
吸収液を第1中温部再生器に移送する低温側吸収液移送
管路との間で熱交換を行う熱交換器を設けたものであ
る。
【0011】
【作用】上記の構成によると、高温部再生器で分離され
た水蒸気の持つ熱を、低温側ヒートポンプの第2中温部
再生器の駆動熱源として利用し、さらにこの第2中温部
再生器で発生した水蒸気の持つ熱を、高温部蒸発器と低
温部再生器での駆動熱源として利用するようにしたの
で、三重効用式ヒートポンプ装置でありながら、低温側
ヒートポンプおいては、その作動流体の流路を1系統と
し得る。したがって、全体として2系統にすることがで
きるので、その流路系統および機器の構成を簡単にする
ことができる。
た水蒸気の持つ熱を、低温側ヒートポンプの第2中温部
再生器の駆動熱源として利用し、さらにこの第2中温部
再生器で発生した水蒸気の持つ熱を、高温部蒸発器と低
温部再生器での駆動熱源として利用するようにしたの
で、三重効用式ヒートポンプ装置でありながら、低温側
ヒートポンプおいては、その作動流体の流路を1系統と
し得る。したがって、全体として2系統にすることがで
きるので、その流路系統および機器の構成を簡単にする
ことができる。
【0012】また、高温部凝縮器を通過した高温の凝縮
水の持つ熱を、低温部吸収器から移送される吸収液に与
えることができ、または高温部再生器で発生した排ガス
の持つ熱を高温部蒸発器にて回収することができるの
で、装置の成績係数の向上を図ることができる。
水の持つ熱を、低温部吸収器から移送される吸収液に与
えることができ、または高温部再生器で発生した排ガス
の持つ熱を高温部蒸発器にて回収することができるの
で、装置の成績係数の向上を図ることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1および図2に
基づき説明する。図1は本発明に係る三重効用式の吸収
式ヒートポンプ装置の概略構成を示すフロー図である。
基づき説明する。図1は本発明に係る三重効用式の吸収
式ヒートポンプ装置の概略構成を示すフロー図である。
【0014】この吸収式ヒートポンプ装置1は、大きく
分けて、低温側ヒートポンプ2と、高温側ヒートポンプ
3とから構成され、各ヒートポンプ2,3において、蒸
発→吸収→再生→凝縮→蒸発という吸収サイクルが行わ
れる。
分けて、低温側ヒートポンプ2と、高温側ヒートポンプ
3とから構成され、各ヒートポンプ2,3において、蒸
発→吸収→再生→凝縮→蒸発という吸収サイクルが行わ
れる。
【0015】まず、各ヒートポンプ2,3の主要機器に
ついて説明する。すなわち、低温側ヒートポンプ2は、
冷媒蒸気を蒸発させる低温部蒸発器11と、この低温部
蒸発器11で蒸発された冷媒蒸気を導いて吸収液に吸収
させる低温部吸収器12と、この低温部吸収器12内で
冷媒蒸気を吸収してその濃度が薄くなった吸収液を導い
て順次加熱する第1および第2中温部再生器21,22
と、この第2中温部再生器22で加熱された吸収液を導
いてさらに加熱する低温部再生器13と、この低温部再
生器13で分離された冷媒蒸気を導いて凝縮させる低温
部凝縮器14と、上記第2中温部再生器22で分離され
た冷媒蒸気を導いて順次凝縮させる第1および第2中温
部凝縮器23,24とから構成されている。また、この
第2中温部凝縮器24の伝熱管24aは低温部再生器1
3内に配置されている。
ついて説明する。すなわち、低温側ヒートポンプ2は、
冷媒蒸気を蒸発させる低温部蒸発器11と、この低温部
蒸発器11で蒸発された冷媒蒸気を導いて吸収液に吸収
させる低温部吸収器12と、この低温部吸収器12内で
冷媒蒸気を吸収してその濃度が薄くなった吸収液を導い
て順次加熱する第1および第2中温部再生器21,22
と、この第2中温部再生器22で加熱された吸収液を導
いてさらに加熱する低温部再生器13と、この低温部再
生器13で分離された冷媒蒸気を導いて凝縮させる低温
部凝縮器14と、上記第2中温部再生器22で分離され
た冷媒蒸気を導いて順次凝縮させる第1および第2中温
部凝縮器23,24とから構成されている。また、この
第2中温部凝縮器24の伝熱管24aは低温部再生器1
3内に配置されている。
【0016】上記高温側ヒートポンプ3は、上記第1中
温部凝縮器23の伝熱管23aが内部に配置されるとと
もにこの伝熱管23a内を流れる冷媒蒸気の熱により冷
媒蒸気を発生させる高温部蒸発器31と、上記第1中温
部再生器21の伝熱管21aが内部に配置されるととも
に上記高温部蒸発器31からの冷媒蒸気を導いて吸収液
に吸収させる高温部吸収器32と、この高温部吸収器3
2で冷媒蒸気を吸収して濃度が薄くなった吸収液を導い
て加熱する高温部再生器33と、この高温部再生器33
で分離された冷媒蒸気を導くとともに上記第2中温部再
生器22内にその伝熱管34aが配置された高温部凝縮
器34とから構成されている。
温部凝縮器23の伝熱管23aが内部に配置されるとと
もにこの伝熱管23a内を流れる冷媒蒸気の熱により冷
媒蒸気を発生させる高温部蒸発器31と、上記第1中温
部再生器21の伝熱管21aが内部に配置されるととも
に上記高温部蒸発器31からの冷媒蒸気を導いて吸収液
に吸収させる高温部吸収器32と、この高温部吸収器3
2で冷媒蒸気を吸収して濃度が薄くなった吸収液を導い
て加熱する高温部再生器33と、この高温部再生器33
で分離された冷媒蒸気を導くとともに上記第2中温部再
生器22内にその伝熱管34aが配置された高温部凝縮
器34とから構成されている。
【0017】次に、作動流体である吸収液および冷媒の
移送経路を概略的に説明する。まず、低温側ヒートポン
プ2には、低温部吸収器12からの吸収液を第1中温部
再生器21の伝熱管21aに移送する第1低温側吸収液
移送管(低温側吸収液移送管路)51と、この伝熱管2
1aからの吸収液を第2中温部再生器22内に移送する
第2低温側吸収液移送管52と、この第2中温部再生器
22で再生されて濃度が濃くなった吸収液を低温部再生
器13内に移送する第3低温側吸収液移送管53と、こ
の低温部再生器13で再生されてさらに濃度が濃くなっ
た吸収液を低温部吸収器12内に移送する第4低温側吸
収液移送管54と、上記第2中温部再生器22で分離さ
れた冷媒蒸気を、上記第1中温部凝縮器23の伝熱管2
3aに移送する低温側冷媒蒸気移送管61と、この伝熱
管23a内で凝縮されて液体となった冷媒液を第2中温
部凝縮器24の伝熱管24aに移送する第1低温側冷媒
液移送管62と、この伝熱管24aからの冷媒液を低温
部凝縮器14内に移送する第2低温側冷媒液移送管63
と、低温部凝縮器14内の冷媒液を低温部蒸発器11に
移送する第3低温側冷媒液移送管64と、低温部蒸発器
11底部の冷媒液をその上方部に循環供給する低温側冷
媒液循環管65とが設けられている。
移送経路を概略的に説明する。まず、低温側ヒートポン
プ2には、低温部吸収器12からの吸収液を第1中温部
再生器21の伝熱管21aに移送する第1低温側吸収液
移送管(低温側吸収液移送管路)51と、この伝熱管2
1aからの吸収液を第2中温部再生器22内に移送する
第2低温側吸収液移送管52と、この第2中温部再生器
22で再生されて濃度が濃くなった吸収液を低温部再生
器13内に移送する第3低温側吸収液移送管53と、こ
の低温部再生器13で再生されてさらに濃度が濃くなっ
た吸収液を低温部吸収器12内に移送する第4低温側吸
収液移送管54と、上記第2中温部再生器22で分離さ
れた冷媒蒸気を、上記第1中温部凝縮器23の伝熱管2
3aに移送する低温側冷媒蒸気移送管61と、この伝熱
管23a内で凝縮されて液体となった冷媒液を第2中温
部凝縮器24の伝熱管24aに移送する第1低温側冷媒
液移送管62と、この伝熱管24aからの冷媒液を低温
部凝縮器14内に移送する第2低温側冷媒液移送管63
と、低温部凝縮器14内の冷媒液を低温部蒸発器11に
移送する第3低温側冷媒液移送管64と、低温部蒸発器
11底部の冷媒液をその上方部に循環供給する低温側冷
媒液循環管65とが設けられている。
【0018】また、高温側ヒートポンプ3には、高温部
吸収器32からの吸収液を高温部再生器33内に移送す
る第1高温側吸収液移送管71と、この高温部再生器3
3で再生された吸収液を高温部吸収器32内に移送する
第2高温側吸収液移送管72と、上記高温部再生器33
で分離された冷媒蒸気を、高温部凝縮器34の伝熱管3
4aに移送する高温側冷媒蒸気移送管73と、この伝熱
管34aで凝縮されて液体となった冷媒液を高温部蒸発
器31内に移送する高温側冷媒液移送管(高温側冷媒液
移送管路)74と、上記高温部蒸発器31底部の冷媒液
をその上方部に循環供給する高温側冷媒液循環管75と
が設けられている。
吸収器32からの吸収液を高温部再生器33内に移送す
る第1高温側吸収液移送管71と、この高温部再生器3
3で再生された吸収液を高温部吸収器32内に移送する
第2高温側吸収液移送管72と、上記高温部再生器33
で分離された冷媒蒸気を、高温部凝縮器34の伝熱管3
4aに移送する高温側冷媒蒸気移送管73と、この伝熱
管34aで凝縮されて液体となった冷媒液を高温部蒸発
器31内に移送する高温側冷媒液移送管(高温側冷媒液
移送管路)74と、上記高温部蒸発器31底部の冷媒液
をその上方部に循環供給する高温側冷媒液循環管75と
が設けられている。
【0019】上記低温部吸収器12からの吸収液を第1
中温部再生器21に移送する第1低温側吸収液移送管5
1と、第4低温側吸収液移送管54、第3低温側吸収液
移送管53および高温側冷媒液移送管74との間で、そ
れぞれ熱交換を行う低温部溶液−溶液熱交換器41、中
温部溶液−溶液熱交換器42および冷媒−溶液熱交換器
43が設けられ、また第1高温側吸収液移送管71と第
2高温側吸収液移送管72との間で熱交換を行う高温部
溶液−溶液熱交換器44が設けられている。
中温部再生器21に移送する第1低温側吸収液移送管5
1と、第4低温側吸収液移送管54、第3低温側吸収液
移送管53および高温側冷媒液移送管74との間で、そ
れぞれ熱交換を行う低温部溶液−溶液熱交換器41、中
温部溶液−溶液熱交換器42および冷媒−溶液熱交換器
43が設けられ、また第1高温側吸収液移送管71と第
2高温側吸収液移送管72との間で熱交換を行う高温部
溶液−溶液熱交換器44が設けられている。
【0020】さらに、高温部再生器33の加熱源、例え
ばガスバーナ装置35からの燃焼排ガスを排出する排ガ
ス配管76の途中が高温部蒸発器31内に導かれて排熱
回収部45とされ、その排ガスの持つ熱が冷媒の蒸発用
として使用されて、熱回収が行われている。
ばガスバーナ装置35からの燃焼排ガスを排出する排ガ
ス配管76の途中が高温部蒸発器31内に導かれて排熱
回収部45とされ、その排ガスの持つ熱が冷媒の蒸発用
として使用されて、熱回収が行われている。
【0021】次に、この吸収式ヒートポンプ装置1にお
ける駆動熱源流体および被加熱流体(冷水または温水)
の配管系統について説明する。すなわち、高温部再生器
33の熱源としては、上述したように、ガスバーナ装置
35が使用されるとともに、この排ガスが高温部蒸発器
31内に導かれて、その熱が冷媒液の蒸発に使われてい
る。
ける駆動熱源流体および被加熱流体(冷水または温水)
の配管系統について説明する。すなわち、高温部再生器
33の熱源としては、上述したように、ガスバーナ装置
35が使用されるとともに、この排ガスが高温部蒸発器
31内に導かれて、その熱が冷媒液の蒸発に使われてい
る。
【0022】また、低温側ヒートポンプ2における駆動
熱源流体として冷却水が使用され、したがって冷却水
を、低温部吸収器12内の伝熱管12aおよび低温部凝
縮器14内の伝熱管14a内に、順次、供給するための
冷却水配管81が設けられている。
熱源流体として冷却水が使用され、したがって冷却水
を、低温部吸収器12内の伝熱管12aおよび低温部凝
縮器14内の伝熱管14a内に、順次、供給するための
冷却水配管81が設けられている。
【0023】一方、被加熱熱流体、例えば冷水は、冷水
配管82により低温部蒸発器11内に配置された伝熱管
11aに供給されるようにしている。そして、さらに上
記低温側ヒートポンプ2における作動流体として臭化リ
チウム水溶液が使用されるとともに、高温側ヒートポン
プ3の作動流体としてはアルカリ金属の硝酸塩水溶液が
使用される。
配管82により低温部蒸発器11内に配置された伝熱管
11aに供給されるようにしている。そして、さらに上
記低温側ヒートポンプ2における作動流体として臭化リ
チウム水溶液が使用されるとともに、高温側ヒートポン
プ3の作動流体としてはアルカリ金属の硝酸塩水溶液が
使用される。
【0024】次に、動作について説明する。このヒート
ポンプ装置1の作動時には、各ヒートポンプ2,3にお
いて、冷媒の蒸発→冷媒の吸収→吸収液の再生→冷媒の
凝縮の吸収サイクルが行われて、所定の機器で熱の授受
が行われる。また、このヒートポンプ装置1において
は、上述したように、冷媒としては水が使用され、低温
側ヒートポンプ2での吸収液としては臭化リチウム水溶
液が使用され、高温側ヒートポンプ3での吸収液として
はアルカリ金属の硝酸液(例えば、LiNO3,NaNO3,KNO3)
の希薄水溶液が使用される。
ポンプ装置1の作動時には、各ヒートポンプ2,3にお
いて、冷媒の蒸発→冷媒の吸収→吸収液の再生→冷媒の
凝縮の吸収サイクルが行われて、所定の機器で熱の授受
が行われる。また、このヒートポンプ装置1において
は、上述したように、冷媒としては水が使用され、低温
側ヒートポンプ2での吸収液としては臭化リチウム水溶
液が使用され、高温側ヒートポンプ3での吸収液として
はアルカリ金属の硝酸液(例えば、LiNO3,NaNO3,KNO3)
の希薄水溶液が使用される。
【0025】ここでは、冷房時の作用について説明す
る。高温部再生器33では駆動熱源としてガスバーナ装
置35が使用され、また駆動熱源流体として、例えば3
2℃の冷却水が、冷却水配管81を介して低温部吸収器
12および低温部凝縮器14に供給されてさらに被加熱
流体として12℃の冷水が供給されている。
る。高温部再生器33では駆動熱源としてガスバーナ装
置35が使用され、また駆動熱源流体として、例えば3
2℃の冷却水が、冷却水配管81を介して低温部吸収器
12および低温部凝縮器14に供給されてさらに被加熱
流体として12℃の冷水が供給されている。
【0026】まず、高温側ヒートポンプ3側の動作につ
いて説明する。ガスバーナ装置35により高温部再生器
33で発生した冷媒蒸気である水蒸気は、高温側冷媒蒸
気移送管73を介して高温部凝縮器34に入り、ここで
凝縮されて水となり、高温側冷媒液移送管74を介して
高温部蒸発器31に入る。この高温部蒸発器31では、
水が第1中温部凝縮器23の伝熱管23a内を流れる冷
媒蒸気および排熱回収部45内を流れる排ガスの熱によ
り加熱されて水蒸気が発生させられる。ここで発生した
水蒸気は高温部吸収器32側に移動して吸収液に吸収さ
れる。
いて説明する。ガスバーナ装置35により高温部再生器
33で発生した冷媒蒸気である水蒸気は、高温側冷媒蒸
気移送管73を介して高温部凝縮器34に入り、ここで
凝縮されて水となり、高温側冷媒液移送管74を介して
高温部蒸発器31に入る。この高温部蒸発器31では、
水が第1中温部凝縮器23の伝熱管23a内を流れる冷
媒蒸気および排熱回収部45内を流れる排ガスの熱によ
り加熱されて水蒸気が発生させられる。ここで発生した
水蒸気は高温部吸収器32側に移動して吸収液に吸収さ
れる。
【0027】そして、この水蒸気を吸収して濃度が薄く
なった吸収液は、第1高温側吸収液移送管71を介して
高温部再生器34に移送され、ここで加熱により水蒸気
が分離されて再生される。
なった吸収液は、第1高温側吸収液移送管71を介して
高温部再生器34に移送され、ここで加熱により水蒸気
が分離されて再生される。
【0028】一方、高温部再生器33で再生されて濃度
が濃くなった吸収液は、第2高温側吸収液移送管72を
介して高温部吸収器32内に移送される。勿論、この
時、高温部溶液−溶液熱交換器44により、再生された
高温の吸収液の持つ熱が、高温部吸収器32からの吸収
液に与えられて、熱回収が行われる。
が濃くなった吸収液は、第2高温側吸収液移送管72を
介して高温部吸収器32内に移送される。勿論、この
時、高温部溶液−溶液熱交換器44により、再生された
高温の吸収液の持つ熱が、高温部吸収器32からの吸収
液に与えられて、熱回収が行われる。
【0029】次に、低温側ヒートポンプ2側の動作につ
いて説明する。低温部凝縮器14から移送された水が低
温部蒸発器11で蒸発され、この水蒸気は低温部吸収器
12内に移動して吸収液に吸収される。ここで水を吸収
した吸収液は第1低温側吸収液移送管51を介して第1
中温部再生器21に送られ、高温部吸収器32で発生す
る熱により加熱された後、第2中温部再生器22に送ら
れて高温部凝縮器34の伝熱管34a内を流れる水蒸気
の持つ熱により加熱される。
いて説明する。低温部凝縮器14から移送された水が低
温部蒸発器11で蒸発され、この水蒸気は低温部吸収器
12内に移動して吸収液に吸収される。ここで水を吸収
した吸収液は第1低温側吸収液移送管51を介して第1
中温部再生器21に送られ、高温部吸収器32で発生す
る熱により加熱された後、第2中温部再生器22に送ら
れて高温部凝縮器34の伝熱管34a内を流れる水蒸気
の持つ熱により加熱される。
【0030】このように2段階に加熱された吸収液は、
第3低温側吸収液移送管53を介して低温部再生器13
に移送される。そして、ここで第2中温部再生器22で
蒸発された水蒸気が第1中温部凝縮器23を通過した
後、第2中温部凝縮器24に移送されて、この凝縮水の
持つ熱により吸収液が加熱される。なお、第2中温部再
生器22で蒸発された水蒸気は、第1中温部凝縮器23
を通過する際に、その凝縮熱が高温部蒸発器31内の水
の蒸発用として使用される。
第3低温側吸収液移送管53を介して低温部再生器13
に移送される。そして、ここで第2中温部再生器22で
蒸発された水蒸気が第1中温部凝縮器23を通過した
後、第2中温部凝縮器24に移送されて、この凝縮水の
持つ熱により吸収液が加熱される。なお、第2中温部再
生器22で蒸発された水蒸気は、第1中温部凝縮器23
を通過する際に、その凝縮熱が高温部蒸発器31内の水
の蒸発用として使用される。
【0031】そして、低温部再生器13で蒸発された水
蒸気は低温部凝縮器14内に入り、冷却水により凝縮さ
れ、この凝縮水が第3低温側冷媒液移送管64を介して
低温部蒸発器11内に移送される。
蒸気は低温部凝縮器14内に入り、冷却水により凝縮さ
れ、この凝縮水が第3低温側冷媒液移送管64を介して
低温部蒸発器11内に移送される。
【0032】一方、低温部再生器13で再生された吸収
液は、第4低温側吸収液移送管54を介して低温部吸収
器12内に移送される。勿論、この時、第2中温部再生
器22からの温度の高い吸収液および低温部再生器13
からの温度の高い吸収液並びに高温側冷媒液移送管74
内を流れる高温水のそれぞれの持つ熱が、それぞれ熱交
換器41,42,43を介して、第1低温側吸収液移送
管51内を流れる吸収液に回収される。
液は、第4低温側吸収液移送管54を介して低温部吸収
器12内に移送される。勿論、この時、第2中温部再生
器22からの温度の高い吸収液および低温部再生器13
からの温度の高い吸収液並びに高温側冷媒液移送管74
内を流れる高温水のそれぞれの持つ熱が、それぞれ熱交
換器41,42,43を介して、第1低温側吸収液移送
管51内を流れる吸収液に回収される。
【0033】さらに、ガスバーナ装置35から排出され
る排ガスの持つ熱は、上述したように、高温部蒸発器3
1内に設けられた排熱回収部45により、冷媒液である
水の蒸発に使用される。
る排ガスの持つ熱は、上述したように、高温部蒸発器3
1内に設けられた排熱回収部45により、冷媒液である
水の蒸発に使用される。
【0034】上述した動作により、低温部蒸発器11内
の伝熱管11a内を流れる冷水は、例えば12℃から7
℃に冷却される。上記冷却サイクルのデューリング線図
を図2に示す。
の伝熱管11a内を流れる冷水は、例えば12℃から7
℃に冷却される。上記冷却サイクルのデューリング線図
を図2に示す。
【0035】上記ヒートポンプ装置1の構成によると、
高温側ヒートポンプ3の作動流体として硝酸塩水溶液を
使用するとともに、低温側ヒートポンプ2の作動流体と
して臭化リチウム水溶液を使用し、そして高温部再生器
で分離された水蒸気の持つ熱を、低温側ヒートポンプ2
の第2中温部再生器22の駆動熱源とし、さらにこの第
2中温部再生器22で発生した水蒸気の持つ熱を、高温
部蒸発器31と低温部再生器13における駆動熱源とす
るようにしたので、三重効用式ヒートポンプ装置であり
ながら、低温側ヒートポンプ2おいては、その作動流体
の移送経路を1系統にし得、すなわち全体として2系統
にすることができ、したがって従来のように、作動流体
の移送系統が3系統であるものに比べて、その流路系統
および機器の構成が簡単となる。
高温側ヒートポンプ3の作動流体として硝酸塩水溶液を
使用するとともに、低温側ヒートポンプ2の作動流体と
して臭化リチウム水溶液を使用し、そして高温部再生器
で分離された水蒸気の持つ熱を、低温側ヒートポンプ2
の第2中温部再生器22の駆動熱源とし、さらにこの第
2中温部再生器22で発生した水蒸気の持つ熱を、高温
部蒸発器31と低温部再生器13における駆動熱源とす
るようにしたので、三重効用式ヒートポンプ装置であり
ながら、低温側ヒートポンプ2おいては、その作動流体
の移送経路を1系統にし得、すなわち全体として2系統
にすることができ、したがって従来のように、作動流体
の移送系統が3系統であるものに比べて、その流路系統
および機器の構成が簡単となる。
【0036】この構成の成績係数について述べると、例
えば従来の三重効用式のヒートポンプ装置における(冷
房時)COPは1.15程度あるのに対し、本実施例の
ヒートポンプ装置では、1.28〜1.37となり、ま
た冷媒−溶液熱交換器43および排熱回収部45を考慮
すると、そのCOPは1.36〜1.43となり、飛躍
的に省エネルギーを図ることができる。
えば従来の三重効用式のヒートポンプ装置における(冷
房時)COPは1.15程度あるのに対し、本実施例の
ヒートポンプ装置では、1.28〜1.37となり、ま
た冷媒−溶液熱交換器43および排熱回収部45を考慮
すると、そのCOPは1.36〜1.43となり、飛躍
的に省エネルギーを図ることができる。
【0037】ところで、上記実施例においては、冷却に
ついて説明したが、勿論、冷却水配管81に被加熱流体
として温水を供給するとともに、冷水配管82に熱源流
体として廃温水を供給することにより、暖房にも使用し
得る。
ついて説明したが、勿論、冷却水配管81に被加熱流体
として温水を供給するとともに、冷水配管82に熱源流
体として廃温水を供給することにより、暖房にも使用し
得る。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、高
温部再生器で分離された水蒸気の持つ熱を、低温側ヒー
トポンプの第2中温部再生器の駆動熱源として利用し、
さらにこの第2中温部再生器で発生した水蒸気の持つ熱
を、高温部蒸発器と低温部再生器での駆動熱源として利
用するようにしたので、三重効用式ヒートポンプ装置で
ありながら、低温側ヒートポンプおいては、その作動流
体の流路を1系統とし得て、すなわち全体として2系統
にすることができ、したがって従来のように、作動流体
の流路が3系統であるものに比べて、その流路系統およ
び機器の構成を簡単にすることができる。
温部再生器で分離された水蒸気の持つ熱を、低温側ヒー
トポンプの第2中温部再生器の駆動熱源として利用し、
さらにこの第2中温部再生器で発生した水蒸気の持つ熱
を、高温部蒸発器と低温部再生器での駆動熱源として利
用するようにしたので、三重効用式ヒートポンプ装置で
ありながら、低温側ヒートポンプおいては、その作動流
体の流路を1系統とし得て、すなわち全体として2系統
にすることができ、したがって従来のように、作動流体
の流路が3系統であるものに比べて、その流路系統およ
び機器の構成を簡単にすることができる。
【0039】また、高温部凝縮器を通過した高温の凝縮
水の持つ熱を、低温部吸収器から移送される吸収液に与
えるように、または高温部再生器で発生した排ガスの持
つ熱を高温部蒸発器にて回収するようにしたので、装置
の成績係数の向上を図ることができる。
水の持つ熱を、低温部吸収器から移送される吸収液に与
えるように、または高温部再生器で発生した排ガスの持
つ熱を高温部蒸発器にて回収するようにしたので、装置
の成績係数の向上を図ることができる。
【図1】本発明の一実施例における吸収式ヒートポンプ
装置の概略構成を示す全体フロー図である。
装置の概略構成を示す全体フロー図である。
【図2】同実施例における動作状態を示すデューリング
線図である。
線図である。
1 吸収式ヒートポンプ装置
2 低温側ヒートポンプ
3 高温側ヒートポンプ
11 低温部蒸発器
12 低温部吸収器
13 低温部再生器
14 低温部凝縮器
21 第1中温部再生器
22 第2中温部再生器
23 第1中温部凝縮器
23a 伝熱管
24 第2中温部凝縮器
31 高温部蒸発器
32 高温部吸収器
33 高温部再生器
34 高温部凝縮器
34a 伝熱管
35 ガスバーナ装置
43 冷媒−溶液熱交換器
45 排熱回収部
51 第1低温側吸収液移送管
74 高温側冷媒液移送管
76 排ガス配管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 古寺 雅晴
大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28
号 日立造船株式会社内
(72)発明者 吉良 和久
大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28
号 日立造船株式会社内
(72)発明者 矢野 猛
大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28
号 日立造船株式会社内
(72)発明者 古川 哲郎
大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28
号 日立造船株式会社内
(56)参考文献 特開 平6−235558(JP,A)
特開 平4−268170(JP,A)
特開 平4−369359(JP,A)
特開 昭60−80061(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
F25B 15/00 303
F25B 15/00
Claims (3)
- 【請求項1】それぞれ蒸発→吸収→再生→凝縮からなる
吸収サイクルを行わせる低温側ヒートポンプおよび高温
側ヒートポンプを有し、上記低温側ヒートポンプを、冷
媒蒸気を蒸発させる低温部蒸発器と、この低温部蒸発器
で蒸発された冷媒蒸気を導いて吸収液に吸収させる低温
部吸収器と、この低温部吸収器内の濃度が薄くなった吸
収液を導いて順次加熱する第1および第2中温部再生器
と、この第2中温部再生器で加熱された吸収液を導いて
さらに加熱する低温部再生器と、この低温部再生器で分
離された冷媒蒸気を導いて凝縮させる低温部凝縮器と、
上記第2中温部再生器で分離された冷媒蒸気を導いて順
次凝縮させる第1および第2中温部凝縮器とから構成
し、上記高温側ヒートポンプを、上記第1中温部凝縮器
の伝熱管が内部に配置されるとともにこの伝熱管に第2
中温部再生器で分離された冷媒蒸気を導きその熱により
冷媒蒸気を発生させる高温部蒸発器と、上記第1中温部
再生器の伝熱管が内部に配置されるとともに上記高温部
蒸発器からの冷媒蒸気を導いて吸収液に吸収させる高温
部吸収器と、この高温部吸収器で冷媒蒸気を吸収して濃
度が薄くなった吸収液を導いて加熱する高温部再生器
と、上記第2中温部再生器内に配置された伝熱管を有し
かつこの伝熱管に上記高温部再生器で分離された冷媒蒸
気を導くようにした高温部凝縮器とから構成し、かつ低
温側ヒートポンプにおける作動流体として臭化リチウム
水溶液を使用するとともに、高温側ヒートポンプにおけ
る作動流体として硝酸塩水溶液を使用したことを特徴と
する吸収式ヒートポンプ装置。 - 【請求項2】高温部再生器における加熱源からの排ガス
を排出する排ガス管路の途中に、高温部蒸発器内に供給
される冷媒に熱を与える排熱回収部を設けたことを特徴
とする請求項1記載の吸収式ヒートポンプ装置。 - 【請求項3】高温部凝縮器からの冷媒液を高温部蒸発器
に移送する高温側冷媒液移送管路と、低温部吸収器から
の吸収液を第1中温部再生器に移送する低温側吸収液移
送管路との間で熱交換を行う熱交換器を設けたことを特
徴とする請求項1または2に記載の吸収式ヒートポンプ
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30852194A JP3387671B2 (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 吸収式ヒートポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30852194A JP3387671B2 (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 吸収式ヒートポンプ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08166177A JPH08166177A (ja) | 1996-06-25 |
JP3387671B2 true JP3387671B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=17982035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30852194A Expired - Fee Related JP3387671B2 (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 吸収式ヒートポンプ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3387671B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4885467B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2012-02-29 | 川重冷熱工業株式会社 | 吸収ヒートポンプ |
CN101706173A (zh) * | 2009-11-11 | 2010-05-12 | 李华玉 | 以三效为第一级的两级第一类吸收式热泵 |
-
1994
- 1994-12-13 JP JP30852194A patent/JP3387671B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08166177A (ja) | 1996-06-25 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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