JPS5849870A - ハイブリツド型吸収式ヒ−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】 本発明は高温水と冷水とを同時ｌこ生成することが可能
なハイブリッド型吸収式ヒートポンプに関するものであ
る。

従来吸収冷凍サイクルにおいて冷房と同時に温水を得た
い場合は、例えば発生器において発生する蒸気の熱を利
用しての温水の生成を凝縮器や別途の専用温水熱交換器
などで行なわれていたが発生器での溶液加熱の熱源とし
て温水あるいは蒸気などを用いる場合、得られる温水の
温度は熱源温水あるいは蒸気などの温度よりも低く、特
に最近省エネルギー上、公害防止上問題になっている発
電所の温排水などの比較的低温の熱源温水を従来の吸収
式ヒートポンプに用いる場合には得られる温水の温度が
低く利用価値がないものであった。

これを解決する゛ために、中間圧の発生器と凝縮器の高
圧側に吸収器と蒸発器を含むヒートポンプサイクル、低
圧側に吸収器と蒸発器を含む冷凍サイクルを備え比較的
低温の熱源温水を用いて熱源温水より高温水の生成と、
冷却水より低温の冷水の生成とを同時に行なうことかで
きかつ一体構成で構造が極めて簡単なハイブリッド型吸
収式ヒートポンプが考えられているが、本発明はその改
良に係わるものである。

即ち、本発明の改良前のものの例をＩＪ１図に示して説
明すれば、Ｇは発生器、Ｃは凝縮器で発生器Ｇの方が僅
かに高いがほぼ同圧（これを中間圧と称す）に保たれて
いる。ムＩは高圧段吸収器、Ｅｘは高圧段蒸発器であり
中間圧より高圧、ＡＬは低圧段吸収器、’ｆ２ｔは低圧
段蒸発器であり中間圧より低圧となっている。溶液側サ
イクルについては低圧段吸収器Ａ１は溶液ポンプｌ、中
間ｌ１１１ｆ溶液管雪を経て高圧段吸収器ＡＪＦと接続
し、高圧段吸収器ＡＪＦは稀溶液管３、弁４を経て発生
器Ｇと接続し、発生器Ｇは濃溶液管５．弁６を経て低圧
吸収器１に接続している。冷媒側サイクルについては、
低圧蒸発器Ｅｔは冷媒ボンプフ、冷媒管Ｓ、弁９．１Ｇ
を経て高圧蒸発器Ｅ□に接続している。また低圧段蒸発
器Ｅｘ内の冷媒液を循環せしめるために弁１１を有する
分岐管１３が冷媒管８に接続している。凝縮器Ｃと低圧
段蒸発器Ｅｘとは減圧弁ｚ９、戻り管３０により接続し
ている。

溶液側と冷媒側とを接続するものとして高圧段吸収器Ａ
ｘと高圧段蒸発器ＥＩＩとを接続する蒸気管１３、発生
器Ｇと凝縮器Ｃとを接続する蒸気管１４、低圧段吸収器
Ａｔと低圧段蒸発器Ｅ１とを接続する蒸気管１６とが備
えられている。外部との熱の受授の関係としては熱源と
しての温水管１ｇ、ＩＴがそれぞれ発生器Ｇ、高圧段蒸
発器Ｈｚに装備されており、温水管１６の入口５１８に
は弁１９を肩し三方弁３０への分岐を有する入口管２１
が接続され出口ｓ２ｚは三方弁２０と接続し、三方弁３
０は他の三方弁２３と連絡管３４により接続している二
三方弁ｚ３の一つの口は温水管１７の入口部＝６に、他
の口は出口ｓ２丁に連なる出口１冨８に接続してさらに
熱交換器Ｘｓに接続している。凝縮器Ｃと低圧段吸収器
Ａｔには冷却水を通ずる冷却水管ｍｕ、ｓｓが装備され
ている。

冷却水管３１の出口は熱交換器ＸＦに接続している。高
圧段吸収器Ａｍには所要の高温水を得るための高温水管
ｓ３が、低圧段蒸発器Ｈｚには所要の冷水を得るための
冷水管＄４が装備されている。

制御関係としては高温水関係としては高温水管３３の出
口に温度検出器ｓｈが備えられ三方弁３３と信号切換器
雪ｓを経て弁２０を制御する。冷水管ｓ４の出口には温
度検出器ｓ６が設けられ、信号切換器３ｓを経て三方弁
３ｏを制御する。ＩＴ。

３８は液面検出針でそれぞれ弁１Ｇあるいは弁・を制御
する。熱交換器Ｘｓ　−Ｘｒにより冷媒が加熱され熱の
有効利用をはかり効率が増大する。

本従来例の作用、効果を説明するに、熱源温水の系統は
、外部から例えば発電所の排温水が入口管２１に供給さ
れ弁１９は開き、三方弁３０は入口管２１側は閉じ出口
部３雪と連絡ｆ２４とが遅過する状態に置かれ、弁３ｚ
は閉じ、三方弁３３は連絡管３４と入口部２６とが遅過
する状態に置かれ、熱源温水は温水管１４１．連絡管ｚ
４、温水管ｌフを経て出口管３８より外部に排出されて
いる。勿論、温水管１＠、１フには直列でなく並列に温
水を通水することあるいは別個の温水源から別々に通水
することも可能である。低圧段蒸発器ＥＬの冷媒液は冷
媒ポンプフにより冷媒管８．弁１１．１０を経て高圧段
蒸発器Ｅｘに入り温水管１７の温水により加熱されて蒸
発し蒸気管１３を経て高圧段吸収器ムＩに入る。一方低
圧段吸収器Ａ１から中間濃度溶液は溶液ポンプｌ、中間
濃度溶液管りを通り低圧段および高圧段熱交換器ＸＬお
よびＸｊを経て加熱され高圧段吸収器ＡＭに入り前述の
冷媒蒸気を吸収する。この際吸収熱により沸点上昇に相
当する温度まで溶液が加熱され高温水管３３を加熱し、
熱源温水より高い温度の高温水を得ることができる。冷
媒を吸収して希薄となった稀溶液は稀ｍ液管３．弁を経
て発生器Ｇに入り、温水管−１６の温水により加熱され
て蒸気を発生し濃縮され、’ｓ’ａ液は濃溶液管器、弁
６を経て低圧段吸収器ＡＬに入り冷却゛水管３２の冷却
水に冷やされ再び溶液ポンプｌにて送られサイクルを繰
り返す。

一方発生器Ｇにて発生した冷媒蒸気は蒸気管１４を経て
凝縮器Ｃに達し冷却水管３１の冷却水により冷やさ、れ
て凝縮し戻り管３０減圧弁ｚ９を経て低圧段蒸発器Ｅｘ
に入り冷水管３４の冷水の熱により一部蒸発しその蒸気
は、蒸気管１６を経て低圧段吸収器Ａｘに入り溶液に吸
収される。冷水管３４内の冷水は冷媒蒸発により熱を奪
われて低温となり、出口からは冷却水より低温の冷水を
得ることができる。冷媒ポンプ７により送られる冷媒の
うち一部は分岐管１２に入り再び低圧段蒸発器Ｅ−ｘに
戻り蒸発が促進される。負荷の変動その他の熱的変動が
あった場合は出力端に設けられた温度検出器ｍｓ、ａｓ
により検知し、三方弁２Ｇ。

ｚ３を操作し温水管１８．１７を通る熱源温水を制御し
高温水および冷水の温度を所要の値に保つようになって
いる。

しかし、上記の如き、第１図で示される従来のものの例
においては、凝縮器Ｃで凝縮した冷媒液を低圧段蒸発器
Ｅｘに送り、ここから必要個所に分配していたが、この
低圧段蒸発器Ｅｘは冷媒の温度しはルが冷媒サイクル中
で最も低く、冷媒液にとっては最も低エネルギーの個所
である。このため、凝縮器Ｃから低圧段蒸発器Ｅｘに冷
媒液を送ると、まずそれ自身の液温を下げ低エネルギー
状態となるためフラッシュして冷媒蒸気を発生し、低圧
段吸収器Ａｘの負荷を増大している。この低温となった
冷媒液はポンプで高圧段蒸発器Ｅｘという高い温度のエ
ネルギー状態を要求される個所に揚液されるので、冷媒
液を予熱するために他の熱源からの加熱を行なうとすれ
ばその熱源のエネルギーは損失となるので、その損失を
防止する必要がある。また１発生器Ｇからの過熱冷媒は
高温のｆ＃液液中ら分離されるためかなり高温の状態で
ａｍ器Ｃに導かれ、そのまま凝縮器Ｃの冷却水に捨られ
ている。

従来のものは上記の如き欠点を有するものであるが、本
発明は、＃に縮器から低圧段蒸発器への高温の冷媒液を
、低圧段蒸発器から高圧段蒸発器に送る低温の冷媒液と
熱交換して冷却することにより、従来のものの上記の欠
点を除き、蒸発器におけるフラッシュ損失を最小とする
ことができるハイプリツビ型吸収式ヒートポンプを提供
することを目的とするものである。

さらに本発明は１発生器からの過熱冷媒蒸気と。

低圧側蒸発器から高圧側蒸発器に送る冷媒液との間で熱
交換することにより、凝縮器に放熱される熱をできるだ
け回収し、冷媒液の予熱に利用することができるハイブ
リット９型吸収式ヒートポンプを提供することも目的と
するものである。

本発明は、吸収器、発生器、蒸発器、凝縮器、稀ａＩ溶
液熱交換器およびこれらを接続する流体径路を有し１発
生器と凝縮器とを中間圧に保ち、これより高圧に保持さ
れた少くとも一段の吸収器および蒸発器を備え、かつ上
記中間圧より低圧に保持された少くとも一段の吸収器お
よび蒸発器を備え、発生器と高圧段蒸発器に熱源として
温水などの加熱媒体を導びき、凝縮器と低圧段吸収器に
冷却水などの冷却媒体を導びき、前記熱源よりも高温の
高温水な−どの熱エネルギー源の生成と、冷却水などの
冷却媒体よりも低温の冷水などの冷熱源の生成とを同時
に又は必要に応じて何れか一方の生成を行なうことがで
きるようにしたハイブリット９型吸収式ヒートポンプに
おいて、前記低圧段蒸発器の冷媒を前記高圧段蒸発器に
導く冷媒径路な起低圧段蒸発器へ導かれる冷媒との間の
熱□交換を行なう熱交換器を設けたことを特徴とするハ
イプリツｙｍ吸収式ヒートポンプである。

本発明を実施例につき図面を用（・て説明すれば、１図
は、冷媒系統の簡略化さ糺た線図であり、第１図と異な
るところは、熱交換器４４及び４ｆ１が備えられている
ことであり、その他の部分は第１図のものと同様である
。

熱交換器４Ｇは、低圧段蒸発器ＥＸの冷媒な菖、に導（
冷媒径路である冷媒管８中 ・の冷媒と、凝縮器Ｃから低圧段蒸発器Ｂｔへ戻り管３
０により導かれる冷媒との間の熱交換を行なうものであ
る。

この熱交換器４器により、戻り管３０の冷媒は冷却され
てから低圧側蒸発器Ｅｘに入るので、フラッシュ損失を
小さくすることができる。

さらに、この熱交換器４６により低温の低圧側蒸発器Ｅ
＆の冷媒は予熱された後高圧側蒸発器Ｅｘに送ら終るの
で熱の有効利用がはかれる。

熱交換器４４は、発生器Ｇから凝縮器Ｃ内までに至る冷
媒径路である蒸気管１４の冷媒と、低圧段蒸発器ＢＬか
ら高圧段蒸発器Ｅｆへの冷媒管ｓ中の冷媒との熱汝換を
行なうものであり、凝縮器Ｃにおいて冷却水に無駄に捨
てられる熱を回収して冷媒の予熱を行ない、熱の有効利
用をはかることができる。

冷媒〆ンプフは、冷媒液を蒸発器チューブ上に均一に散
布するためのスプレーポンプと兼用してもよい。

ｗ４３図は別の実施例で、１１Ａ２図における熱交換器
４４が凝縮器Ｃの中に設けられたものである。

上述の例について高圧段蒸発器Ｅｙ又は低圧段蒸発器Ｅ
Ｌ何れの場合でもチューブの伝熱向上のために必要に応
じて第４図の如くスプレー用の冷媒ポンプ７及びスプレ
ー管４６を設けて冷媒液を循環せしめてスプレーを行な
うことができる。

本発明により、凝縮器から低圧側蒸発器に入る冷媒を冷
却して蒸発器におけるフラッシュ損失を最小に抑え、他
の熱源のエネルギーを必要とせず、冷媒液の予熱を行な
い、運転効率のよいハイブリット°型吸収式ヒートポン
プを提供することができ、実用上、省エネルギー上極゛
めて大なる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

１１１１図は従来のものの例のフローシート、第２図は
本発明の実施例の冷媒サイクルのフローシート、第３図
、第４図は本発明の実施例の冷媒サイクルのフローシー
トである。 Ｇ・・・・・・発生器、Ｃ・・・・・・凝縮器、ムト・
・・・・高圧段吸収器、Ａｔ・・・・・・低圧段吸収器
、Ｅ□・・・・・・高圧段蒸発器、ＥＬ・・・・・・低
圧段蒸発器、Ｘｌ・・・・・・高圧段熱交換器、Ｘｚ−
・・・・・低圧段熱交換器、ｌ・・・・・・溶液ポンプ
、３・・・・・・中間濃度溶液管、３・・・・・・稀溶
液管、４、＠、９．１Ｇ、１１．１９−・・・・・弁、
ｉ・・・・−・濃溶液管、〕、３９・・・・・・冷媒ポ
ンプ、８，４０゜４１．４！・・・・・・冷媒管、ｌｚ
・・・・・・分岐管、１３゜１４．１６・・・・・・蒸
気管、１１，１７・・・・・・温水管。 １８．１ｇ・・・・・・入口部、２０．２８・・・・・
・三方弁、！１・・・・・・入口管、２２．２’ｌ・・
・・・・出口部、３４・・・・・・連絡管、ＺＳ・・・
・・・出口管、［１・・・・・減圧弁、３０・・・・・
・戻り管、３１．＄１・・・・・・冷却水管、３３・・
・・・・高温水管、３４・・・・・・冷水管、ｓｓ、ｍ
ｓ・・・・・・温度検出器、３）、３８・・・−・・液
面検出計、４４，４６・・・・・・熱交換器、４６・−
・・・・スプレー管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　吸収器、発生器、蒸発器、凝縮器、稀濃溶液熱交換
   器およびこれらを接続する流体径路を有し、発生器と凝
   縮器とを中間圧に保ち。 これより高圧に保持された少くとも一段の吸収器およ゛
   び蒸発器を備え、かつ上記中間圧より低圧に保持された
   少くとも一段の吸収器および蒸発器を備え、発生器と高
   圧段蒸発器に熱源として温水などの加熱媒体を導びき、
   凝縮器と低圧段吸収器に冷却水などの冷却媒体を導びき
   、前記熱源よりも高温の高温水などの熱エネルギー源の
   生成と、冷却水などの冷却媒体よりも低温の冷水などの
   冷熱源の生成とを同時に又は必要に応じて何れか一方の
   生成を行なうことができるようにしたハイプリツｙｍ吸
   収式ヒートインプにおいて、 前記低圧段蒸発器の冷媒を前記高圧段蒸発器に導く冷媒
   径路を設け、該冷媒径路中の冷媒と、前記凝縮器から前
   記低圧段蒸発器へ導かれる冷媒との間の熱交Ｊ１４を行
   なう熱交換器を設けたことを特徴とするハイブリット°
   型吸収式ヒートポンプ。 ２、吸収器、発生器、蒸発器、凝縮器、稀濃溶液熱交換
   器およびこれらを接続する流体径路を有し、発生器と凝
   縮器とを中間圧に保ち、これより高圧に保持された少く
   とも一段の吸収器および蒸発器を備え、かつ上記中間圧
   より低圧に保持された少くとも一段の吸収器および蒸発
   器を備え、発生器と高圧段蒸発器に熱源として温水など
   の加熱媒体を導き、凝縮器と低圧段吸収器に冷却水など
   の冷却媒体を導びき、前記熱源よりも高温の高温水など
   の熱エネルギー源の生成と、冷却水などの冷却媒体より
   も低温の冷水などの冷熱源の生成とを同時に又は必要に
   応じて何れか一方の生成を行なうことができるようにし
   たハイプリッｒ型吸収式ヒートポンプにおいて、 前記低圧段蒸発器の冷媒を前記高圧段蒸発器に導く冷媒
   径路を設け、該冷媒径路中の冷媒と、前記凝縮器から前
   記低圧段蒸発器へ導かれる冷媒との間の熱交換を行なう
   熱交換器を設け、かつ前記発生器から前記凝縮器内まで
   に至る冷媒径路の冷媒と、前記低圧段蒸発器から前記高
   圧段蒸発器へ導かれる冷媒との間の熱交換を行なう熱交
   換器を設けたことを特徴とするハイブリッド型吸収式ヒ
   ートポンプ。