JPS59200165A - 吸収ヒ−トポンプの制御装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、吸収液が冷媒を吸収する際に発生する熱を利
用して蒸発器に供給される熱源流体より高温の被加熱流
体を吸収器から取り出す吸収ヒートポンプ（以下、ヒー
トポンプ専用型吸収機という）言い代えれば発生器およ
び凝縮器が蒸発器および吸収器よりも低温低圧下で作動
するヒートポンプ専用凰吸収機の吸収液循環量を制御す
る装置に関する。

（ロ）　従来技術 従来、ヒートポンプ専用型吸収機においては、例えば特
開昭５８−３１２６２号公報に開示されているように、
溶液ポンプにより発生器から吸収器へ送られる吸収液の
流量に対し吸収器から溶液熱交換器経由で発生器へ流下
する吸収液の流量が少なくて吸収器の溶液溜めの液位が
上昇し過ぎた場合に吸収液が吸収器側から蒸発器側へ溢
流するのを防ぐ目的で、吸収器の溶液溜め上部と発生器
の溶液溜め上部とに吸収液戻し管を接続し、−この管を
通して吸収液を発生器へ戻す手段が知られている。

しかし、ヒートポンプ専用型吸収機においては、例えば
吸収液に臭化リチウム水溶液、冷媒に水を用い、かつ８
５℃程度の熱源流体を用いて１３０℃程度の被加熱流体
を取り出す場合、定常時、吸収器と発生器との圧力差を
４００　ｍｍＨｇ程度に保ちつつ運転する必要がある。

それ故、このような従来手段にあっては、通常吸収器と
発生器との圧力差がおよそ５０＊ｍＨｇで運転される一
重効用吸収冷凍機にくらべ、吸収液戻し管の液封を維持
するための液柱を太き（採らなければならず、ヒートポ
ンプ専用型吸収機の高さが犬となる欠点を有する。また
、ヒートポンプ専用型吸収機においては、−型動用吸収
冷凍機に（らべ、定常運転時での吸収器と発生器間の圧
力差が大きいので、運転開始ρ・ら定常運転に達する時
間が長くかかり、しかも従来手段にあっては、運転開始
から定常運転へ移行するまでの間、溶液ポンプにより吸
収器へ送られる吸収液の殆んどが吸収液戻し管を通して
発生器の溶液溜めへ戻されて再び溶液ポンプにより吸収
器へ送られるという吸収液の循環が繰返されるため、吸
収液が殆んど濃縮されず、起動時の性能が悪いという欠
点を有する。

（ハ）発明の目的 本発明は、ヒートポンプ専用型吸収機の小型化、運転性
能の安定化、起動時の性能向上などを可能とする制御装
置の提供７目的としたものである。

に）発明の構成 本発明は、ヒートポンプ専用型吸収機において、溶液ポ
ンプで発生器から吸収器へ送られる吸収液の一部が導入
されて駆動するエゼクタによって吸収器ρ＼ら溶液熱交
換器経由で発生器へ流下する吸収液な吸引するよう構成
し、吸収器から発生器への吸収液の流下を促進して吸収
器と発生器との間の吸収液の循環を円滑にし、かつ、エ
ゼクタに導入される吸収液の流量を調節弁で制御しっつ
エゼクタの吸引力を調整するよう構成し、吸収器と発生
器との間の吸収液の循環量を制御し、運転性能の安定化
や起動時の性能向上を可能としたものである。

（ホ）実施例 図面は、本発明ヒートポンプ専用型吸収機の制　　　　
　　１”御装置の一実施例を示した概略構成図で、（１
）は蒸発器（２）と吸収器（３）とで成る上胴、（４）
は発生器（５）と凝縮器（６）とで成る下胴、（７）は
溶液熱交換器で、これらは溶液ポンプ（８）ヲ有する濃
液管（９）、槽液流下管α０）、第１冷媒ポンプＱｌ）
Ｙ有する冷媒液還流管（１２１、第２冷媒ポンプ（１３
に有する冷媒液管α４）で接続されて冷媒と吸収液の循
環径路を構成している。

α９は蒸発器（２）用給熱器、（１６１は発生器（５）
用加熱器。

αηは吸収器（３）用被加熱器、Ｈｔ−ｉ凝縮器（６）
用冷却器であり、これらにはそれぞれ給熱管α優、加熱
管（２０１、被加熱管（２υ、冷却管Ｃ２々が接続され
ている。そして、給熱管（１５１，加熱管（１，６１に
は化学プロセスその他の設備から排出される廃蒸気や排
温水などの熱源流体を一流通させ、被加熱管（２１１に
は温水や水蒸気や温風などの被加熱流体を流通させ、か
つ、冷却管（２りには冷却水や冷却用空気などの冷却流
体を流通させて運転し、吸収器（３）において吸収液が
蒸発器（２）からの気化冷媒を吸収する際に発生する熱
により被加熱流体を蒸発器（２）に供給される熱源流体
の温度以上に昇温して取り出すようになっている。

また、（２３）は槽液流下管（１０）に介挿されたエゼ
クタで、このエゼクタには、濃液管（９）の溶液ポンプ
（８）吐出側に設けた濃液分岐管（２４が接続されてお
り、この濃液分岐管を通して発生器（５）からエゼクタ
（ハ）へ吸収液が導入される際に生じるエゼクタ（転）
）の吸引作用によって吸収器（３）から溶液熱交換器（
７）へと流下した吸収液を吸い込み、吸収器（３）の溶
液溜め（ハ）からの吸収液の流下を促進するようになっ
ている。かつまた、（ト）は濃液分岐管（財）に備えた
調節弁で、この弁の開度は吸収器（３）の溶液溜め（ハ
）の液位を検知する液面検出器（Ｓ）の信号により制御
器（Ｃ）’＆介して制御され、発生器（５）からエゼク
タ（ハ）への吸収液導入量が調節されてエゼクタ（ハ）
の吸引力が調整されつつ吸収器（３）の溶液溜めに）か
らの吸収液の流下量が調節されると共に濃液管（９）ヲ
通して発生器（５）から吸収器（３）への吸収液の流量
も調節され、吸収器（３）と発生器（５）との間の吸収
液の循環量が制御されるようになっている。なお、（２
０はエゼクタ（ハ）のベンチュリ・ノズルである。

次にこのような構成のヒートポンプ専用型吸収機の制御
装置の動作例について説明する。

（４）起動時の動作 運転開始時点では上胴（１）および下胴（４）の器内温
度は両者とも外気温度に近（てほぼ等しく、また、器内
圧力も両者ともにほぼ等しく、溶液ポンプ（８）により
発生器（５）から吸収器（３）へ送られる吸収液の流量
に対し吸収器（３）カら発生器（５）へ流下する吸収液
の流量が著しく少ないため、吸収器（３）の溶液溜め□
□□の液位は上昇し始めて運転開始後間もなくこの液位
は液面検出器（Ｓ）の上限設定水位に達し、流量調節弁
（Ｖ）は全開となるように制御される。すなわち、溶液
ポンプ（８）により吐出される吸収液がエゼクタ（２３
ニ導入され、このエゼクタの吸引作用により吸収器（３
）から発生器（５）への吸収液の流下が促進されて流下
流量が増大する一方、発生器（５）から吸収器（３）へ
の吸収液の流量が減少して吸収器（３）における吸収液
の出入量がほぼバランスするように制御されるのである
。その結果、吸収液が吸収器（３）側から蒸発器（２）
側へ溢流することが防止され、また、エゼクタ（ハ）に
導入された吸収液と吸引された吸収液はともに発生器（
５）において加熱器ａｅで加熱濃縮され、かつ、溶液熱
交換器（７）での吸収液の熱交換も良好に行なわれるよ
うになり、溶液ポンプ（８）によって吸収器（３）へ送
られる吸収液の濃度および温度が速みやρ・に上昇して
吸収器（３）での冷媒吸収能力が短時間で発揮されると
共に上胴（１）の器内温度および器内圧力が短時間で定
奮時の温度および圧力に近づき、起動時の性能が向上す
る。

なお、上胴（１）の器内圧力および器内温度が定常状態
に近づくに伴なって上胴（１）と下胴（４）との圧力差
が太き（なり、吸収器（３）における吸収液の流入量に
対し流出量が多くなり液位が低下し始めると液面検出器
（Ｓ）の信号により流量調節弁間は閉方向に制御されて
エゼクタ（ハ）の吸引力が弱められるよう調整されると
同時に吸収器（３）に送られる濃縮吸収液の流量が増加
される。そして、吸収器（３）での冷媒吸収能カケ向上
させつつ発生器（５）と吸収器（３）間の吸収液の循環
量を制御し、定常運転へ移行するのである。

（Ｂｌ　　冷却流体あるいは熱源流体の熱エネルギー変
動時の動作 冷却流体あるいは熱源流体の熱エネルギーが変動すると
上胴（１）または下胴（４）の器内温度および器内圧力
が変化し、上胴（１）と下胴（４）との圧力差が変動す
る結果、従来手段にあっては、吸収器（３）から溶液熱
交換器（７）経由で発生器（５）へ流下する吸収液の流
量が変動して吸収器（３）と発生器（５）間の吸収液の
循環のバランスが崩れ、極端な場合には溶液ポンプ（８
）のキャビテーションや蒸発器（２）側への吸収液の溢
流などが起き、ヒートポンプ専用型吸収機の性能を安定
に保ち得ない欠点がある。

これに対して、本発明装置にあっては、上胴（１）と下
胴（４）との圧力差が変動して吸収器（３）の液位が変
化し始めると液面検出器（Ｓ）の信号により流量調節弁
間の開度が制御され、エゼクタ（ハ）の吸引力が調整さ
れて吸収液の流下量が調節されると共に吸収器（３）へ
送られる吸収液の流量も調節される結果、吸収器（３）
と発生器（５）との吸収液の循環のバランスを良好に保
つことが可能となり、従来手段にくらべ、性能の安定化
が向上する。

なお、本発明装置において、液面検出器（Ｓ）を吸収器
（３）に備える代りに発生器（５）に備えても良い。

尤も液面検出器（８１を吸収器（３）に備える方が吸収
器（３）の被加熱器（１７）への吸収液散布量および吸
収器（３）の溶液溜め□□□からの吸収液流下量を直接
制御できるので、性能制御の追従性が良い利点がある。

また、液面検出器（Ｓ）の代りに熱源流体や冷却流体の
温度検出器、上下胴（１）（４）の器内温度や器内圧力
の検出器を用いて流量調節弁（ト）の開度を制御するこ
とも可能であり、あるいは手動で制御することも可能で
ある。

なおまた、図示していないが、槽液流下管０（＋１のエ
ゼクタ（ハ）入口部にオリフィスを備えたり、あるいは
溶液熱交換器（７）の流下吸収液の流通部に適当数のバ
ッフルを備える等の手段によって定常時の上胴（１）と
下胴（４）との圧力差が保たれるように−なっているこ
とは無論である。

（へ）発明の効果 以上のように、本発明は、ヒートポンプ専用型吸収機に
おいて、溶液ポンプにより発生器ρ）ら吸収器へと送ら
れる吸収液を分流させてエゼクタに導入し、このエゼク
タに導入される吸収液の流量を調節しつつエゼクタの吸
引力を調整して上胴側の吸収器β・ら下胴側の発生器へ
の吸収液流下量を調節すると同時に発生器から吸収器へ
の吸収液流量も調節するようにしたものであるから、吸
収器と発生器間の吸収液の循環をバランス良く制御する
ことが可能となり、性能安定化に役立ち、ρ）つまた、
起動時の性能向上効果を奏し、しかも、従来手段のよう
に吸収器の溶液溜めの液位が上昇し過ぎた場合に蒸発器
への吸収液の溢流を防ぐために設ける吸収液戻し管が不
要となるので、ヒートポンプ専用屋吸収機の高さを小さ
くすることが可能となり、小型化に役立つ。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明吸収ヒートポンプの制御装置の概略構成
説明図である。 （２）・・・蒸発器、　（３）・・・吸収器、　（５）
・・・発生器、（６）・・・凝縮器、（７）・・・溶液
熱交換器、　（８）−・・溶液ポンプ、　（９）−・・
濃液管、（ＩＱ・・・槽液流下管、　（ハ）・・・エゼ
クタ、　Ｇ４）−・・分岐濃液管、　（Ｑ・・・制御器
、（Ｓ）・・・液面検出器、　閏・・・流量調節弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）凝縮器に冷却流体を流通させっ、っ蒸発器と発生
   器に熱源流体を供給して吸収器から熱源流体温度以上の
   被加熱流体な°取り出すように発生器、凝縮器、蒸発器
   、吸収器および溶液熱交換器を配管接続して冷媒と吸収
   液の循環径路を構成した吸収ヒートポンプにおいて、吸
   収器から溶液熱交換器経由で発生器へ流下する吸収液の
   径路にエゼクタを介挿し、かつ、発生器から吸収器へ吸
   収液を送る溶液ポンプの吐出側に流量調節弁付きの吸収
   液分岐径路を設け、この分岐径路をエゼクタに接続して
   吸収液循環量な制御するようにしたことを特徴とする吸
   収ヒートポンプの制御装置。