JPH07318191A - 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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- JPH07318191A JPH07318191A JP6106722A JP10672294A JPH07318191A JP H07318191 A JPH07318191 A JP H07318191A JP 6106722 A JP6106722 A JP 6106722A JP 10672294 A JP10672294 A JP 10672294A JP H07318191 A JPH07318191 A JP H07318191A
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- Y02B30/62—Absorption based systems
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 作動媒体である冷媒と吸収剤の沸点差が小さ
く、精溜器を必要とする吸収式ヒートポンプ装置におい
て、従来よりも能力および効率を一層高めるようにす
る。 【構成】 濃溶液の一部を精溜器１３の上部へ流入させ
る。精溜器１３の上部には熱交換器１０があり、流入し
た濃溶液は、熱交換器１０の内部を流れる。その際、熱
交換器１０の外部を上昇する冷媒蒸気と直接に接触する
ことなく熱交換を行う。熱交換器１０の下部は開放して
あり、濃溶液は充填層５の中間部へ流出する。
く、精溜器を必要とする吸収式ヒートポンプ装置におい
て、従来よりも能力および効率を一層高めるようにす
る。 【構成】 濃溶液の一部を精溜器１３の上部へ流入させ
る。精溜器１３の上部には熱交換器１０があり、流入し
た濃溶液は、熱交換器１０の内部を流れる。その際、熱
交換器１０の外部を上昇する冷媒蒸気と直接に接触する
ことなく熱交換を行う。熱交換器１０の下部は開放して
あり、濃溶液は充填層５の中間部へ流出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、都市ガスや太陽熱等を
エネルギ源として、低温熱源から熱を汲み上げることに
より得られる温熱および冷熱を利用する吸収式ヒートポ
ンプ装置、特には、作動媒体である冷媒と吸収剤の沸点
差が小さく、精溜器を必要とする装置の改良に関する。
エネルギ源として、低温熱源から熱を汲み上げることに
より得られる温熱および冷熱を利用する吸収式ヒートポ
ンプ装置、特には、作動媒体である冷媒と吸収剤の沸点
差が小さく、精溜器を必要とする装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の吸収式ヒートポンプ装置の構成を
図４に示す。
図４に示す。
【０００３】溶液ポンプ１により加圧された冷媒濃度の
高い溶液(以下、濃溶液という)は、２つに分岐し、一方
は溶液熱交換器２に流入し、ここで精溜器３から流出し
てくる冷媒濃度の低い溶液(以下、希溶液という)の顕熱
を受けて昇温する。
高い溶液(以下、濃溶液という)は、２つに分岐し、一方
は溶液熱交換器２に流入し、ここで精溜器３から流出し
てくる冷媒濃度の低い溶液(以下、希溶液という)の顕熱
を受けて昇温する。
【０００４】また、２つに分岐した他方の濃溶液(以
下、分岐濃溶液という)は、溶液熱交換器２を経ること
なく、直接に精溜器３の上部に流入する。
下、分岐濃溶液という)は、溶液熱交換器２を経ること
なく、直接に精溜器３の上部に流入する。
【０００５】溶液熱交換器２で昇温した濃溶液は、冷媒
蒸気発生器４で外部より加熱されて冷媒蒸気を発生し、
気液２相状態で精溜器３の下部に流入する。
蒸気発生器４で外部より加熱されて冷媒蒸気を発生し、
気液２相状態で精溜器３の下部に流入する。
【０００６】精溜器３の内部には、分岐濃溶液と冷媒蒸
気との接触面積を大きくする目的で、ラリヒング等の隙
間の多い金属片が充填されてなる充填層５が設けられて
いる。
気との接触面積を大きくする目的で、ラリヒング等の隙
間の多い金属片が充填されてなる充填層５が設けられて
いる。
【０００７】精溜器４内の下部では、その密度差によっ
て、発生した冷媒蒸気は上に、冷媒の少なくなった希溶
液は下にそれぞれ流れて気液が分離される。
て、発生した冷媒蒸気は上に、冷媒の少なくなった希溶
液は下にそれぞれ流れて気液が分離される。
【０００８】そして、精溜器４の内部を上昇する冷媒蒸
気は、精溜器４の上部より流下する分岐濃溶液と直接に
接触しながら熱交換する。
気は、精溜器４の上部より流下する分岐濃溶液と直接に
接触しながら熱交換する。
【０００９】したがって、分岐濃溶液は、冷媒蒸気から
熱を受けて昇温しながら流下し、一部冷媒蒸気を発生し
ながら精溜器３の下部に落ちる。
熱を受けて昇温しながら流下し、一部冷媒蒸気を発生し
ながら精溜器３の下部に落ちる。
【００１０】また、上昇する冷媒蒸気は、降温するとと
もに、冷媒濃度の低い溶液を凝縮させるので、純度が上
がる。
もに、冷媒濃度の低い溶液を凝縮させるので、純度が上
がる。
【００１１】そして、純度の高くなった冷媒蒸気は、精
溜器３の上部より凝縮器６へ流出し、ここで外部へ熱を
捨てて液化する。その後、膨張弁８で減圧されて低温と
なって蒸発器９へ入り、外部より熱を受けて蒸発し、吸
収器７へ戻る。
溜器３の上部より凝縮器６へ流出し、ここで外部へ熱を
捨てて液化する。その後、膨張弁８で減圧されて低温と
なって蒸発器９へ入り、外部より熱を受けて蒸発し、吸
収器７へ戻る。
【００１２】一方、冷媒の少なくなった希溶液は、溶液
熱交換器２へそれぞれ流出し、ここで希溶液はその顕熱
を濃溶液に与え降温した後、減圧弁１１を経由して吸収
器７に戻る。
熱交換器２へそれぞれ流出し、ここで希溶液はその顕熱
を濃溶液に与え降温した後、減圧弁１１を経由して吸収
器７に戻る。
【００１３】吸収器７では、希溶液に冷媒蒸気が吸収さ
れて濃溶液となり、その時発生する吸収熱を外部へ捨て
る。
れて濃溶液となり、その時発生する吸収熱を外部へ捨て
る。
【００１４】吸収式ヒートポンプで冷房または冷凍を行
う場合には、蒸発器９の冷熱を利用し、暖房または給湯
に利用する場合は、凝縮器６および吸収器７の温熱を利
用する。
う場合には、蒸発器９の冷熱を利用し、暖房または給湯
に利用する場合は、凝縮器６および吸収器７の温熱を利
用する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の吸収式ヒートポンプでは、精溜器３の上部か
ら流出する冷媒の純度を高めるのに未だ不十分であり、
ヒートポンプの能力および効率が低くなる等の問題があ
る。
うな従来の吸収式ヒートポンプでは、精溜器３の上部か
ら流出する冷媒の純度を高めるのに未だ不十分であり、
ヒートポンプの能力および効率が低くなる等の問題があ
る。
【００１６】この問題について、図５を参照してさらに
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【００１７】図５は、気液２相における平衡状態を示す
もので、一定圧力下における、濃度と温度の関係を示し
ている。
もので、一定圧力下における、濃度と温度の関係を示し
ている。
【００１８】同図中、左側の曲線ＳLは平衡液線を、右
側の曲線ＳVは平衡蒸気線をそれぞれ示している。ま
た、Ａ点は精溜器３の上部より流入する分岐濃溶液の状
態を、Ｂ点は精溜器３の下部より流入する冷媒蒸気の状
態をそれぞれ示している。
側の曲線ＳVは平衡蒸気線をそれぞれ示している。ま
た、Ａ点は精溜器３の上部より流入する分岐濃溶液の状
態を、Ｂ点は精溜器３の下部より流入する冷媒蒸気の状
態をそれぞれ示している。
【００１９】分岐濃溶液は、濃度ξa％、温度Ｔaで、ま
た、冷媒蒸気は、濃度ξb％、温度Ｔbでそれぞれ精溜器
３内に流入する。このとき、冷媒蒸気は、ほぼ平衡状態
であるが、分岐濃溶液は過冷却状態となっている。
た、冷媒蒸気は、濃度ξb％、温度Ｔbでそれぞれ精溜器
３内に流入する。このとき、冷媒蒸気は、ほぼ平衡状態
であるが、分岐濃溶液は過冷却状態となっている。
【００２０】冷媒蒸気は、精溜器３内を上昇しながら分
岐濃溶液に熱を与え、温度を下げ、平衡蒸気線ＳVに沿
って変化するので、温度降下に伴って平衡濃度は上昇す
る。
岐濃溶液に熱を与え、温度を下げ、平衡蒸気線ＳVに沿
って変化するので、温度降下に伴って平衡濃度は上昇す
る。
【００２１】この時、冷媒濃度の低い溶液(冷媒蒸気よ
りも吸収剤の多い液)が凝縮し、冷媒の純度が増す。冷
媒は温度Ｔcにまで降温したときに、所定の冷媒濃度ξc
まで純度を上げて、精溜器３の上部より流出する。
りも吸収剤の多い液)が凝縮し、冷媒の純度が増す。冷
媒は温度Ｔcにまで降温したときに、所定の冷媒濃度ξc
まで純度を上げて、精溜器３の上部より流出する。
【００２２】一方、精溜器３の上部では、凝縮された冷
媒蒸気が前述の過冷却状態の分岐濃溶液と接触する。
媒蒸気が前述の過冷却状態の分岐濃溶液と接触する。
【００２３】温度Ｔcにおける冷媒蒸気の濃度ξc％に対
応する液側の飽和濃度はξc'％であることから、冷媒蒸
気の濃度ξc％を得るためには、分岐濃溶液の濃度をξ
c'％まで高める必要がある。
応する液側の飽和濃度はξc'％であることから、冷媒蒸
気の濃度ξc％を得るためには、分岐濃溶液の濃度をξ
c'％まで高める必要がある。
【００２４】したがって、分岐濃溶液は大量の冷媒蒸気
を吸収する必要があり、矢印Ｅの方向に変化する。その
結果、精溜器３の上部から流出する冷媒量が減少し、ヒ
ートポンプの能力および効率が低下する。
を吸収する必要があり、矢印Ｅの方向に変化する。その
結果、精溜器３の上部から流出する冷媒量が減少し、ヒ
ートポンプの能力および効率が低下する。
【００２５】本発明は、上記の問題点を解決し、高能力
で効率の高い吸収式ヒートポンプ装置を提供することを
課題とする。
で効率の高い吸収式ヒートポンプ装置を提供することを
課題とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するために、次の構成を採る。
するために、次の構成を採る。
【００２７】第１発明では、精溜器内の上部に、分岐濃
溶液と発生冷媒蒸気とを直接接触することなく熱交換の
みを行う熱交換器を設置し、冷媒蒸気との熱交換後、精
溜器内の下部に分岐濃溶液を流下させる構成とした。
溶液と発生冷媒蒸気とを直接接触することなく熱交換の
みを行う熱交換器を設置し、冷媒蒸気との熱交換後、精
溜器内の下部に分岐濃溶液を流下させる構成とした。
【００２８】第２発明では、精溜器内の上部に冷却水と
冷媒蒸気との熱交換器を設置し、熱交換器の下方より分
岐濃溶液を精溜器内に流入させる構成とした。
冷媒蒸気との熱交換器を設置し、熱交換器の下方より分
岐濃溶液を精溜器内に流入させる構成とした。
【００２９】第３発明では、精溜器内の上部に蒸発器よ
り流出する冷媒蒸気と精溜器を上昇する冷媒蒸気との熱
交換器を設置し、前記熱交換器の下方より分岐濃溶液を
精溜器内に流入させる構成とした。
り流出する冷媒蒸気と精溜器を上昇する冷媒蒸気との熱
交換器を設置し、前記熱交換器の下方より分岐濃溶液を
精溜器内に流入させる構成とした。
【００３０】
【作用】上記の第１〜第３発明に係るいずれの構成にお
いても、精溜器の上部に熱交換器を設置し、熱交換器の
中に冷媒蒸気よりも温度の低い被熱交換流体を流すの
で、冷媒蒸気と被熱交換流体とが直接に接触することな
く、熱交換のみが行われる。
いても、精溜器の上部に熱交換器を設置し、熱交換器の
中に冷媒蒸気よりも温度の低い被熱交換流体を流すの
で、冷媒蒸気と被熱交換流体とが直接に接触することな
く、熱交換のみが行われる。
【００３１】したがって、図５において、冷媒蒸気は濃
溶液に吸収されることなく降温し、平衡蒸気線ＳVに沿
って純度を上げることが可能となる。
溶液に吸収されることなく降温し、平衡蒸気線ＳVに沿
って純度を上げることが可能となる。
【００３２】特に、被熱交換流体を濃溶液とする場合
は、熱交換器によって濃度ξa％の沸点である温度Ｔd以
上に昇温させてから、精溜器の下部に流下させることに
より、分岐濃溶液を矢印Ｆの方向に沿って昇温させるこ
とができる。
は、熱交換器によって濃度ξa％の沸点である温度Ｔd以
上に昇温させてから、精溜器の下部に流下させることに
より、分岐濃溶液を矢印Ｆの方向に沿って昇温させるこ
とができる。
【００３３】また、精溜器から流出する冷媒蒸気の濃度
は、冷媒蒸気の流量や精溜器に流入する２相流の温度条
件によって大きく変動する(冷媒の濃度は同一圧力下で
は温度によって決定される)。しかも、冷媒蒸気の濃度
は、圧力変動よりも温度変動の影響をより大きく受ける
ことから、精溜器の分岐濃溶液の流入口付近における温
度を一定にすれば、冷媒蒸気の濃度を一定に保持するこ
とが可能である。そのためには、分岐濃溶液の流量を変
化させることにより、精溜器の上部より流出する冷媒濃
度を制御することが可能となる。
は、冷媒蒸気の流量や精溜器に流入する２相流の温度条
件によって大きく変動する(冷媒の濃度は同一圧力下で
は温度によって決定される)。しかも、冷媒蒸気の濃度
は、圧力変動よりも温度変動の影響をより大きく受ける
ことから、精溜器の分岐濃溶液の流入口付近における温
度を一定にすれば、冷媒蒸気の濃度を一定に保持するこ
とが可能である。そのためには、分岐濃溶液の流量を変
化させることにより、精溜器の上部より流出する冷媒濃
度を制御することが可能となる。
【００３４】したがって、吸収式ヒートポンプ装置の能
力および効率が一層高まることになる。
力および効率が一層高まることになる。
【００３５】
【実施例】実施例１ 図１は、本発明の実施例１に係る吸収式ヒートポンプ装
置の構成図である。
置の構成図である。
【００３６】溶液ポンプ１により加圧された冷媒濃度の
高い濃溶液は、２つに分岐し、一方は溶液熱交換器２に
流入して、ここで精溜器３から流出してくる冷媒濃度の
低い希溶液の顕熱を受けて昇温する。
高い濃溶液は、２つに分岐し、一方は溶液熱交換器２に
流入して、ここで精溜器３から流出してくる冷媒濃度の
低い希溶液の顕熱を受けて昇温する。
【００３７】また、２つに分岐した他方の濃溶液は、流
量調整弁１２により流量制御されて精溜器３の上部へ流
れる。
量調整弁１２により流量制御されて精溜器３の上部へ流
れる。
【００３８】一方、溶液熱交換２で昇温した濃溶液は、
冷媒蒸気発生器４で外部より加熱されて冷媒蒸気を発生
し、気液２相状態で精溜器３の下部に流入する。
冷媒蒸気発生器４で外部より加熱されて冷媒蒸気を発生
し、気液２相状態で精溜器３の下部に流入する。
【００３９】精溜器３の下部では、その密度差により、
発生蒸気は上へ、冷媒の少なくなった希溶液は下にそれ
ぞれ流れて、気液が分離される。
発生蒸気は上へ、冷媒の少なくなった希溶液は下にそれ
ぞれ流れて、気液が分離される。
【００４０】精溜器３の内部には、流下する分岐濃溶液
と上昇する冷媒蒸気との接触面積を大きくする目的で、
ラリヒリング等の隙間の多い金属片を充填してなる充填
層５が設けられている。
と上昇する冷媒蒸気との接触面積を大きくする目的で、
ラリヒリング等の隙間の多い金属片を充填してなる充填
層５が設けられている。
【００４１】したがって、上昇する冷媒蒸気は、精溜器
３内の充填層５の間を流れる。
３内の充填層５の間を流れる。
【００４２】この実施例１の特徴は、精溜器３内の上部
に熱交換器１０を設け、この熱交換器１０内に、分岐濃
溶液が流入するように構成したことである。
に熱交換器１０を設け、この熱交換器１０内に、分岐濃
溶液が流入するように構成したことである。
【００４３】この熱交換器１０は、冷媒蒸気との接触面
積を増やすために、本例では螺旋状に形成し、その下部
は開放してある。
積を増やすために、本例では螺旋状に形成し、その下部
は開放してある。
【００４４】したがって、熱交換器１０の内部を流れる
分岐濃溶液は、熱交換器１０の外部を上昇する冷媒蒸気
から熱を受けて昇温し、熱交換器１０の流出口で沸点以
上になって、充填層５の中間部へ流出する。
分岐濃溶液は、熱交換器１０の外部を上昇する冷媒蒸気
から熱を受けて昇温し、熱交換器１０の流出口で沸点以
上になって、充填層５の中間部へ流出する。
【００４５】これに対して、上昇して流れる冷媒蒸気は
降温するとともに、その時の温度で平衡な冷媒濃度の低
い(逆にいえば吸収剤の多い)溶液を凝縮させるので、純
度が上がる。
降温するとともに、その時の温度で平衡な冷媒濃度の低
い(逆にいえば吸収剤の多い)溶液を凝縮させるので、純
度が上がる。
【００４６】そして、純度の高くなった冷媒蒸気は、精
溜器３の上部より凝縮器６へ流出する。
溜器３の上部より凝縮器６へ流出する。
【００４７】精溜器３の上部より流出した純度の高い冷
媒蒸気は、凝縮器６で外部へ熱を捨てて液化し、膨張弁
８で減圧され低温となって蒸発器９へ入り、外部より熱
を受け蒸発し、吸収器７へ戻る。
媒蒸気は、凝縮器６で外部へ熱を捨てて液化し、膨張弁
８で減圧され低温となって蒸発器９へ入り、外部より熱
を受け蒸発し、吸収器７へ戻る。
【００４８】一方、冷媒蒸気より凝縮した液は、充填層
５内を流下し、上昇してくる冷媒蒸気と熱および物質交
換し、熱交換器１０の下部まで流下すると、分岐濃溶液
とともに、充填層５内を流下し、さらに、上昇してくる
冷媒蒸気と熱および物質交換を行う。
５内を流下し、上昇してくる冷媒蒸気と熱および物質交
換し、熱交換器１０の下部まで流下すると、分岐濃溶液
とともに、充填層５内を流下し、さらに、上昇してくる
冷媒蒸気と熱および物質交換を行う。
【００４９】これらの液は、平衡な濃度の冷媒蒸気を発
生させながら、濃度を下げて、精溜器３下部で、冷媒蒸
気発生器４から流入する液と混合し、希溶液となって溶
液熱交換器２へ流出し、ここで希溶液はその顕熱を濃溶
液に与えて降温した後、減圧弁１１を経由して吸収器７
に戻る。
生させながら、濃度を下げて、精溜器３下部で、冷媒蒸
気発生器４から流入する液と混合し、希溶液となって溶
液熱交換器２へ流出し、ここで希溶液はその顕熱を濃溶
液に与えて降温した後、減圧弁１１を経由して吸収器７
に戻る。
【００５０】以上の説明のごとく、精溜器３の内部を上
昇する冷媒蒸気は、流下する溶液に大量に吸収されるこ
となく流れることになる。
昇する冷媒蒸気は、流下する溶液に大量に吸収されるこ
となく流れることになる。
【００５１】吸収器７では希溶液に冷媒蒸気が吸収し、
その時発生する吸収熱を外部へ捨てる。
その時発生する吸収熱を外部へ捨てる。
【００５２】この吸収式ヒートポンプ装置で冷房または
冷凍を行う場合は、蒸発器９の冷熱を利用し、暖房また
は給湯に利用する場合は、凝縮器６および吸収器７の温
熱を利用する。
冷凍を行う場合は、蒸発器９の冷熱を利用し、暖房また
は給湯に利用する場合は、凝縮器６および吸収器７の温
熱を利用する。
【００５３】精溜器３から流出する冷媒蒸気の濃度は、
冷媒蒸気の流量や精溜器に流入する２相流の温度条件に
よって大きく変動する。
冷媒蒸気の流量や精溜器に流入する２相流の温度条件に
よって大きく変動する。
【００５４】しかしながら、精溜器出口部における温度
を一定にするよう流量調整弁１２の開度を調整し、精溜
器３に流入する分岐濃溶液の流量を変化させることによ
り、精溜器３の出口の冷媒濃度を制御することも容易で
ある。
を一定にするよう流量調整弁１２の開度を調整し、精溜
器３に流入する分岐濃溶液の流量を変化させることによ
り、精溜器３の出口の冷媒濃度を制御することも容易で
ある。
【００５５】このように、純度の高い冷媒蒸気が減少す
ることなく得られるので、吸収式ヒートポンプ装置の能
力および効率が一層高まることになる。
ることなく得られるので、吸収式ヒートポンプ装置の能
力および効率が一層高まることになる。
【００５６】実施例２ 図２は、本発明の実施例２に係る吸収式ヒートポンプ装
置の構成図である。
置の構成図である。
【００５７】溶液ポンプ１により加圧された冷媒濃度の
高い濃溶液は、２つに分岐し、一方は溶液熱交換器２に
流入して、ここで精溜器３から流出してくる冷媒濃度の
低い希溶液の顕熱を受けて昇温する。
高い濃溶液は、２つに分岐し、一方は溶液熱交換器２に
流入して、ここで精溜器３から流出してくる冷媒濃度の
低い希溶液の顕熱を受けて昇温する。
【００５８】また、２つに分岐した他方の分岐濃溶液
は、流量調整弁１２により流量制御され、精溜器３の中
央部へ流れる。
は、流量調整弁１２により流量制御され、精溜器３の中
央部へ流れる。
【００５９】一方、溶液熱交換２で昇温した濃溶液は、
冷媒蒸気発生器４で外部より加熱されて冷媒蒸気を発生
し、気液２相状態で精溜器３の下部に流入する。
冷媒蒸気発生器４で外部より加熱されて冷媒蒸気を発生
し、気液２相状態で精溜器３の下部に流入する。
【００６０】精溜器３の下部では、その密度差により、
発生蒸気は上へ、冷媒の少なくなった希溶液は下に流
れ、気液が分離される。
発生蒸気は上へ、冷媒の少なくなった希溶液は下に流
れ、気液が分離される。
【００６１】精溜器３の内部には、流下する溶液と上昇
する冷媒蒸気との接触面積を大きくする目的で、ラリヒ
リング等の隙間の多い金属片を充填してなる充填層５が
設けられている。
する冷媒蒸気との接触面積を大きくする目的で、ラリヒ
リング等の隙間の多い金属片を充填してなる充填層５が
設けられている。
【００６２】したがって、上昇する冷媒蒸気は、精溜器
３内の充填層５の間を流れる。
３内の充填層５の間を流れる。
【００６３】この実施例２の特徴は、精溜器３の上部に
熱交換器１０を設け、この熱交換器１０の内部に冷却水
を供給する一方、精溜器３内の熱交換器１０の下方位置
に流量調整弁１２を通った濃溶液が流入するように構成
したことである。
熱交換器１０を設け、この熱交換器１０の内部に冷却水
を供給する一方、精溜器３内の熱交換器１０の下方位置
に流量調整弁１２を通った濃溶液が流入するように構成
したことである。
【００６４】この熱交換器１０は、冷媒蒸気との接触面
積を増やすために、本例では螺旋状に形成している。
積を増やすために、本例では螺旋状に形成している。
【００６５】熱交換器１０内を流れる冷却水は、熱交換
器１０の外部を上昇する冷媒蒸気を冷やすので、冷媒蒸
気は降温するとともに、その時の温度で平衡な冷媒濃度
の低い(逆にいえば吸収剤の多い)溶液を凝縮させるの
で、純度が上がる。
器１０の外部を上昇する冷媒蒸気を冷やすので、冷媒蒸
気は降温するとともに、その時の温度で平衡な冷媒濃度
の低い(逆にいえば吸収剤の多い)溶液を凝縮させるの
で、純度が上がる。
【００６６】そして、純度の高くなった冷媒蒸気は、精
溜器３の上部より凝縮器３へ流出する。
溜器３の上部より凝縮器３へ流出する。
【００６７】精溜器３の上部より流出した純度の高い冷
媒蒸気は、凝縮器６で外部へ熱を捨てて液化し、膨張弁
８で減圧され低温となって蒸発器９へ入り、外部より熱
を受け蒸発し、吸収器７へ戻る。
媒蒸気は、凝縮器６で外部へ熱を捨てて液化し、膨張弁
８で減圧され低温となって蒸発器９へ入り、外部より熱
を受け蒸発し、吸収器７へ戻る。
【００６８】一方、冷媒蒸気より凝縮した液は、充填層
５内を流下し、上昇してくる蒸気と熱および物質交換
し、熱交換器１０の中央部まで流下すると、流入してく
る濃溶液とともに、充填層５内を流下し、上昇してくる
冷媒蒸気と熱および物質交換を行う。
５内を流下し、上昇してくる蒸気と熱および物質交換
し、熱交換器１０の中央部まで流下すると、流入してく
る濃溶液とともに、充填層５内を流下し、上昇してくる
冷媒蒸気と熱および物質交換を行う。
【００６９】これらの液は、平衡な濃度の蒸気を発生さ
せながら、濃度を下げて、精溜器３下部で、冷媒蒸気発
生器４から流入する液と混合し、希溶液となって溶液熱
交換器２へ流出し、ここで希溶液はその顕熱を濃溶液に
与えて降温した後、減圧弁１１を経由して吸収器７に戻
る。
せながら、濃度を下げて、精溜器３下部で、冷媒蒸気発
生器４から流入する液と混合し、希溶液となって溶液熱
交換器２へ流出し、ここで希溶液はその顕熱を濃溶液に
与えて降温した後、減圧弁１１を経由して吸収器７に戻
る。
【００７０】以上の説明のごとく、精溜器３の内部を上
昇する冷媒蒸気は、流下する溶液に大量に吸収されるこ
となく流れることになる。
昇する冷媒蒸気は、流下する溶液に大量に吸収されるこ
となく流れることになる。
【００７１】吸収器７では希溶液に冷媒蒸気が吸収し、
その時発生する吸収熱を外部へ捨てる。
その時発生する吸収熱を外部へ捨てる。
【００７２】この吸収式ヒートポンプ装置で冷房または
冷凍を行う場合は、蒸発器９の冷熱を利用し、暖房また
は給湯に利用する場合は、凝縮器６および吸収器７の温
熱を利用する。
冷凍を行う場合は、蒸発器９の冷熱を利用し、暖房また
は給湯に利用する場合は、凝縮器６および吸収器７の温
熱を利用する。
【００７３】このように、純度の高い冷媒蒸気が減少す
ることなく得られるので、吸収式ヒートポンプ装置の能
力および効率が一層高まることになる。
ることなく得られるので、吸収式ヒートポンプ装置の能
力および効率が一層高まることになる。
【００７４】実施例３ 図３は本発明の実施例３に係る吸収式ヒートポンプ装置
の構成図である。
の構成図である。
【００７５】溶液ポンプ１により加圧された冷媒濃度の
高い濃溶液は、２つに分岐し、一方は溶液熱交換器２に
流入して、ここで精溜器３から流出してくる冷媒濃度の
低い希溶液の顕熱を受けて昇温する。
高い濃溶液は、２つに分岐し、一方は溶液熱交換器２に
流入して、ここで精溜器３から流出してくる冷媒濃度の
低い希溶液の顕熱を受けて昇温する。
【００７６】また、２つに分岐した他方の分岐濃溶液
は、流量調整弁１２により流量制御され、精溜器３の中
央部へ流れる。
は、流量調整弁１２により流量制御され、精溜器３の中
央部へ流れる。
【００７７】一方、溶液熱交換２で昇温した濃溶液は、
冷媒蒸気発生器４で外部より加熱されて冷媒蒸気を発生
し、気液２相状態で精溜器３の下部に流入する。
冷媒蒸気発生器４で外部より加熱されて冷媒蒸気を発生
し、気液２相状態で精溜器３の下部に流入する。
【００７８】精溜器３の下部では、その密度差により、
発生蒸気は上へ、冷媒の少なくなった希溶液は下に流
れ、気液が分離される。
発生蒸気は上へ、冷媒の少なくなった希溶液は下に流
れ、気液が分離される。
【００７９】精溜器３の内部には、流下する溶液と上昇
する冷媒蒸気との接触面積を大きくする目的で、ラリヒ
リング等の隙間の多い金属片を充填してなる充填層５が
設けられている。
する冷媒蒸気との接触面積を大きくする目的で、ラリヒ
リング等の隙間の多い金属片を充填してなる充填層５が
設けられている。
【００８０】したがって、上昇する冷媒蒸気は、精溜器
３内の充填層５の間を流れる。
３内の充填層５の間を流れる。
【００８１】この実施例３の特徴は、精溜器３の上部に
熱交換器１０を設け、この熱交換器１０は、その内部に
蒸発器１０で蒸発した低圧の冷媒を供給し、熱交換器１
０を通った冷媒は吸収器７に流出するように接続する一
方、精溜器３内の熱交換器１０の下方位置に流量調整弁
１２を通った濃溶液が流入するように構成したことであ
る。
熱交換器１０を設け、この熱交換器１０は、その内部に
蒸発器１０で蒸発した低圧の冷媒を供給し、熱交換器１
０を通った冷媒は吸収器７に流出するように接続する一
方、精溜器３内の熱交換器１０の下方位置に流量調整弁
１２を通った濃溶液が流入するように構成したことであ
る。
【００８２】この熱交換器１０は、冷媒蒸気との接触面
積を増やすために、本例では螺旋状に形成されており、
その流入口が蒸発器９に、流出口が吸収器７にそれぞれ
接続されている。
積を増やすために、本例では螺旋状に形成されており、
その流入口が蒸発器９に、流出口が吸収器７にそれぞれ
接続されている。
【００８３】熱交換器１０内を流れる低圧の冷媒は、温
度が低く、熱交換器１０の外部を上昇する冷媒蒸気を冷
やすので、冷媒蒸気は降温するとともに、その時の温度
で平衡な冷媒濃度の低い(逆にいえば吸収剤の多い)溶液
を凝縮させるので、純度が上がる。
度が低く、熱交換器１０の外部を上昇する冷媒蒸気を冷
やすので、冷媒蒸気は降温するとともに、その時の温度
で平衡な冷媒濃度の低い(逆にいえば吸収剤の多い)溶液
を凝縮させるので、純度が上がる。
【００８４】そして、純度の高くなった冷媒蒸気は、精
溜器３の上部より凝縮器３へ流出する。
溜器３の上部より凝縮器３へ流出する。
【００８５】精溜器３の上部より流出した純度の高い冷
媒蒸気は、凝縮器６で外部へ熱を捨てて液化し、膨張弁
８で減圧され低温となって蒸発器９へ入り、外部より熱
を受け蒸発し、吸収器７へ戻る。
媒蒸気は、凝縮器６で外部へ熱を捨てて液化し、膨張弁
８で減圧され低温となって蒸発器９へ入り、外部より熱
を受け蒸発し、吸収器７へ戻る。
【００８６】一方、冷媒蒸気より凝縮した液は、充填層
５内を流下し、上昇してくる蒸気と熱および物質交換
し、熱交換器１０の中央部まで流下すると、流入してく
る濃溶液とともに、充填層５内を流下し、上昇してくる
冷媒蒸気と熱および物質交換を行う。
５内を流下し、上昇してくる蒸気と熱および物質交換
し、熱交換器１０の中央部まで流下すると、流入してく
る濃溶液とともに、充填層５内を流下し、上昇してくる
冷媒蒸気と熱および物質交換を行う。
【００８７】これらの液は、平衡な濃度の蒸気を発生さ
せながら、濃度を下げて、精溜器３下部で、冷媒蒸気発
生器４から流入する液と混合し、希溶液となって溶液熱
交換器２へ流出し、ここで希溶液はその顕熱を濃溶液に
与えて降温した後、減圧弁１１を経由して吸収器７に戻
る。
せながら、濃度を下げて、精溜器３下部で、冷媒蒸気発
生器４から流入する液と混合し、希溶液となって溶液熱
交換器２へ流出し、ここで希溶液はその顕熱を濃溶液に
与えて降温した後、減圧弁１１を経由して吸収器７に戻
る。
【００８８】以上の説明のごとく、精溜器３の内部を上
昇する冷媒蒸気は、流下する溶液に大量に吸収されるこ
となく流れることになる。
昇する冷媒蒸気は、流下する溶液に大量に吸収されるこ
となく流れることになる。
【００８９】吸収器７では希溶液に冷媒蒸気が吸収し、
その時発生する吸収熱を外部へ捨てる。
その時発生する吸収熱を外部へ捨てる。
【００９０】この吸収式ヒートポンプ装置で冷房または
冷凍を行う場合は、蒸発器９の冷熱を利用し、暖房また
は給湯に利用する場合は、凝縮器６および吸収器７の温
熱を利用する。
冷凍を行う場合は、蒸発器９の冷熱を利用し、暖房また
は給湯に利用する場合は、凝縮器６および吸収器７の温
熱を利用する。
【００９１】吸収器７では、熱交換器で回収した熱も利
用することができる。
用することができる。
【００９２】このように、純度の高い冷媒蒸気が減少す
ることなく得られるので、吸収式ヒートポンプ装置の能
力および効率が一層高まることになる。
ることなく得られるので、吸収式ヒートポンプ装置の能
力および効率が一層高まることになる。
【００９３】なお、上述した実施例１〜３では、いずれ
も精溜器３内の接触面積の確保のために充填層５が充填
されているとして説明したが、本発明は、精溜段方式を
採用した精溜器にも容易に適応することが可能である。
も精溜器３内の接触面積の確保のために充填層５が充填
されているとして説明したが、本発明は、精溜段方式を
採用した精溜器にも容易に適応することが可能である。
【００９４】また、熱交換器１０の形状を螺旋状として
説明したが、熱交換する冷媒蒸気と溶液との分離が可能
な形状であれば、特に本例に限定されることはない。
説明したが、熱交換する冷媒蒸気と溶液との分離が可能
な形状であれば、特に本例に限定されることはない。
【００９５】
【発明の効果】本発明による吸収式ヒートポンプ装置
は、精溜器上部に、分岐濃溶液と冷媒蒸気とを直接接触
することなく熱交換のみを行う熱交換器を設置した構成
としたから、能力が高く効率の高いものとなる。
は、精溜器上部に、分岐濃溶液と冷媒蒸気とを直接接触
することなく熱交換のみを行う熱交換器を設置した構成
としたから、能力が高く効率の高いものとなる。
【００９６】特に、第１発明に係る装置では、冷媒蒸気
と分岐濃溶液との熱交換によって冷媒蒸気の熱を分岐濃
溶液によって回収しているので、効率が良く、しかも、
簡単な構成であるという利点がある。
と分岐濃溶液との熱交換によって冷媒蒸気の熱を分岐濃
溶液によって回収しているので、効率が良く、しかも、
簡単な構成であるという利点がある。
【００９７】さらに、第３発明に係る装置では、ポンプ
系内で最も低温の蒸発器からの冷媒を熱交換器内に流入
させるようにしているから、熱交換器の分岐濃溶液との
接触面積が小さくても十分に熱交換を行うことができ
る。
系内で最も低温の蒸発器からの冷媒を熱交換器内に流入
させるようにしているから、熱交換器の分岐濃溶液との
接触面積が小さくても十分に熱交換を行うことができ
る。
【図１】本発明の実施例１に係る吸収式ヒートポンプ装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図２】本発明の実施例２に係る吸収式ヒートポンプ装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図３】本発明の実施例３に係る吸収式ヒートポンプ装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図４】従来の吸収式ヒートポンプ装置の構成図であ
る。
る。
【図５】精溜器内部の気液平衡の説明図である。
１…溶液ポンプ、２…溶液熱交換器、３…精溜器、５…
充填層、６…凝縮器、７…吸収器、８…膨張弁、９…蒸
発器、１０…熱交換器、１２…流量調整弁。
充填層、６…凝縮器、７…吸収器、８…膨張弁、９…蒸
発器、１０…熱交換器、１２…流量調整弁。
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくとも吸収器、冷媒蒸気発生器、凝
縮器、蒸発器および精溜器より構成され、前記吸収器よ
り得られた冷媒濃度の濃い濃溶液の一部を前記精溜器に
導き精溜器の下部より上昇する冷媒蒸気との熱物質交換
により前記冷媒蒸気の純度を上げる吸収式ヒートポンプ
において、 前記精溜器内の上部に、前記濃溶液と冷媒蒸気とを直接
接触することなく熱交換のみを行う熱交換器を設置し、
冷媒蒸気との熱交換後、精溜器内に濃溶液を流出させる
ことを特徴とする吸収式ヒートポンプ装置。 - 【請求項２】 熱交換器の流出口における濃溶液の温度
が、精溜器の圧力における濃溶液の沸点近傍に設定され
ていることを特徴とする請求項１に記載の吸収式ヒート
ポンプ装置。 - 【請求項３】 少なくとも吸収器、冷媒蒸気発生器、凝
縮器、蒸発器および精溜器より構成され、前記吸収器よ
り得られた冷媒濃度の濃い濃溶液の一部を前記精溜器に
導き精溜器の下部より上昇する冷媒蒸気との熱物質交換
により前記冷媒蒸気の純度を上げる吸収式ヒートポンプ
において、 前記精溜器内の上部に、冷却水と前記冷媒蒸気との熱交
換を行う熱交換器を設置し、この熱交換器の下方位置よ
り前記濃溶液を精溜器内に流入させることを特徴とする
吸収式ヒートポンプ装置。 - 【請求項４】 少なくとも吸収器、冷媒蒸気発生器、凝
縮器、蒸発器および精溜器より構成され、前記吸収器よ
り得られた冷媒濃度の濃い濃溶液の一部を前記精溜器に
導き精溜器の下部より上昇する冷媒蒸気との熱物質交換
により前記冷媒蒸気の純度を上げる吸収式ヒートポンプ
において、 前記精溜器内の上部に、蒸発器より流出する冷媒蒸気と
前記冷媒蒸気との熱交換を行う熱交換器を設置し、この
熱交換器の下方位置より前記濃溶液を精溜器内に流入さ
せることを特徴とする吸収式ヒートポンプ装置。 - 【請求項５】 精溜器の上部より出る冷媒蒸気の温度が
高い場合に、濃溶液の流量を大きくする流量調整弁を備
えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれ
か一つ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 |
|---|---|---|---|
| JP6106722A JPH07318191A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 吸収式ヒートポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6106722A JPH07318191A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 吸収式ヒートポンプ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07318191A true JPH07318191A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14440847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6106722A Pending JPH07318191A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 吸収式ヒートポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07318191A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6487875B1 (en) | 2000-08-03 | 2002-12-03 | Rocky Research | Aqua-ammonia absorption system generator utilizing structured packing |
| JP2007120811A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Tokyo Gas Co Ltd | 吸収ヒートポンプ |
| KR101297762B1 (ko) * | 2011-10-27 | 2013-08-20 | 한국에너지기술연구원 | 정류기, 1단 압축-흡수식 히트펌프 시스템 및 2단 압축-흡수식 히트펌프 시스템 |
| CN114909828A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-08-16 | 中颉能源科技(上海)有限公司 | 一种吸收式制冷***及发生器 |
-
1994
- 1994-05-20 JP JP6106722A patent/JPH07318191A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6487875B1 (en) | 2000-08-03 | 2002-12-03 | Rocky Research | Aqua-ammonia absorption system generator utilizing structured packing |
| JP2007120811A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Tokyo Gas Co Ltd | 吸収ヒートポンプ |
| KR101297762B1 (ko) * | 2011-10-27 | 2013-08-20 | 한국에너지기술연구원 | 정류기, 1단 압축-흡수식 히트펌프 시스템 및 2단 압축-흡수식 히트펌프 시스템 |
| CN114909828A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-08-16 | 中颉能源科技(上海)有限公司 | 一种吸收式制冷***及发生器 |
| CN114909828B (zh) * | 2022-05-09 | 2024-06-11 | 中能绿科(上海)技术有限公司 | 一种吸收式制冷***及发生器 |
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