JPS6144262A - 吸収ヒ−トポンプ装置 - 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、化学プラントや工場などから排出される廃蒸
気その他の低温流体の熱を汲み上げてこの低温流体より
も高温の蒸気や温水などの被加熱流体を取出すと同時に
、冷却水や冷却用空気などの冷却流体よりも低温の冷水
その他の被冷却流体を取出す吸収ヒートポンプ装置（以
下、この種の吸収ヒートポンプ装置という）に関する。

（ロ）従来の技術 この種の吸収ヒートポンプ装置の従来の技術としては、
特公昭５８−１２５０７号公報や特公昭５８−３０５１
５号公報あるいは特公昭５９−１３６６５号公報などに
みられるように、ハイブリッド型吸収式ヒートポンプが
知られている。そして、これら従来のハイブリッド型吸
収式ヒートポンプにおいては、工場や発電所などから排
出される低温の熱源温水（排温水）の吸収式ヒートボン
ブへの供給量を制御して負荷に応じた冷水と高温水とを
取出す手段が採用されている。

←→　発明が解決しようとする問題点 これら従来のノ・イブリッド型吸収式ヒートポンプに採
用されている手段にあっては、冷温水負荷の変化によっ
て排温水の流量制御が行なわれるため、工場や発電所な
どの主となる設備側の稼働に悪影響を及ぼす問題がある
。また、冷水側の負荷が小さくて高温水側の負荷が大き
い場合、高温水側の負荷に対応させて発生器への熱源温
水の供給量を増やす必要があるために、冷水側の負荷以
上に冷凍能力が発揮されることとなって冷水の凍結を引
き起こすおそれがある。逆に、冷水側の負荷が大きくて
高温水側の負荷が小さい場合には高温水側の負荷以上に
ヒートポンプ能力が発揮されるなど、冷温水負荷に応じ
たきめ細かな能力制御を行なうことが困難であるという
欠点を有している。

申 本発明は、これら問題点に鑑み、主となる設備側の稼動
に悪影響を殆んど及ぼすこともなく、かつ、冷温水負荷
に応じた能力制御の可能なこの種の吸収ヒートポンプ装
置ｆ（）・イブリッド型吸収式ヒートポンプ）の提供を
目的としたものである。

（−４問題点を解決するための手段 本発明は、この種の吸収ヒートポンプ装置（ハイブリッ
ド副吸収式ヒートポンプ）において、冷水側の負荷に対
する能力制御の手段（第１の手段という）として低温（
１１１の蒸発器内の圧力もしくは冷媒温度あるいはこの
蒸発器出口の冷水温度により低温側の吸収器の冷却水流
量を制御する構成とし、かつ、高温水側の負荷に対する
能力制御の手段（第２の手段という）として凝縮器内の
圧力もしくは冷媒温度あるいは凝縮器出口の冷却水温度
により凝縮器の冷却水流量を制御する構成としたもので
ある。

（オ）　作用 本発明によるこの稗の吸収ヒートポンプ装置においては
、第１の手段の作用（働き）として、低温側の吸収器の
冷媒吸収能力を冷水側の負荷にほぼ見合うように制御で
き、かつ、第２の手段の作用として、凝縮器での冷媒蒸
気の凝ｆ！量を制御しつつ発生器で濃縮される吸収液の
濃度を調節して高温側の吸収器の冷媒吸収能力を漏水側
の負荷にほぼ見合うように調整し得るので、冷温水負荷
に応じた能力制御が可能となる。

また、本発明によるこの種の吸収ヒートポンプ装置にお
いては、排温水の流量を制御することなく装置の能力制
御が可能であるので、王となる設備側の稼動に悪影響を
殆んど及ぼすことなく負荷にほぼ見合う冷湛水を安定的
に取出すことが可能となる。

（へ）実施例 第１図は本発明によるこの種の吸収ヒートポンプ装置（
・・イブリッド型吸収式ヒートポンプ）の一実施例を示
した概略構成説明図であり、（１１は発生器（２）と凝
縮器（３）から成る発生凝縮段、（４）は発生凝縮段（
１１よりも高温で作動する高温蒸発器（５）と高温吸収
器（６）から成る高温蒸発吸収段、（７）は発生凝縮段
（１）よりも低温で作動する低温蒸発器（８）と低温吸
収器（９）から成る低温蒸発吸収段、００＋は高温溶液
熱交換器、０υは低温溶液熱交換器、ａｚは凝縮器（３
）内の冷媒液を高温蒸発器（５）へ送るためのポンプ、
０：→は高温蒸発器（５）内の冷媒液をこの高温蒸発器
へ再循環させるためのポンプ、Ｃ１４１は低温蒸発器（
８）内の冷媒液をこの低温蒸発器へ再循環させるだめの
ポンプ、（１５）は発生器（２）内の吸収液を高温溶液
熱交換器００）経由で高温吸収器（６）へ送るためのポ
ンプ、（１６１は低温吸収器（９）内の吸収液を低温溶
液熱交換器的）経由で発生器（２）へ送るためのポンプ
で、これら機器は冷媒蒸気の流れるダクト０７）、（田
、（１１、冷媒液の送られる管Ａ１、ｃ！１；、冷媒液
の還流する管の、Ｑ３、冷媒液の流下する管＠、冷媒液
の還流する管器、（イ）、吸収液の送られる管（財）、
（ハ）、吸収液の流下する管（ハ）、（７）、吸収液の
送られる管Ｃｌ１１．０３により接続されて冷媒〔水〕
と吸収液〔臭化リチウム水溶液〕の循環路を形成してい
る。

（ハ）は発生器（２１に内蔵した加熱器、０４）は凝縮
器（３）に内蔵した冷却器、Ｃ３５）は高温蒸発器（５
）に内蔵した給熱器、弼は低温蒸発器（８）に内蔵した
被冷却器、Ｃ３７）は高温吸収器（６）に内蔵した被加
熱器、（２）は低温吸収器（９）に内蔵した冷却器であ
る。筐た、嫂、（４１は化学プラントや工場などの設備
（図示せず）　１１１１１と加熱器０３１とを接続した
廃蒸気その他の熱源流体の流れる管、　（４１＋％（４
２）は冷却器０４）に接続した冷却水その他の冷却流体
の流れろ管、（４３、（４４）は上記設備側と給熱器（
ト）とを接続した廃蒸気その他の熱源流体の流れる管、
（４５１、（４６１は冷房用などの負荷側熱交換器（図
示せず）と被冷却器（ト）とを接＃ｉＬだ冷水その他の
被冷却流体の流れる管、０７１、（４＆は負荷側熱交換
器（図示せず）と被加熱器Ｏγ１とを接続した高温水そ
の他の被加熱流体の流れる管であり、（４９）、６Ｉは
冷却器０８１に接続した冷却水その他の冷却流体の浦れ
る管である。

５１）、■、（５３１はそれぞれ発生器（２）、高温吸
収器（６）、低温吸収器（９）の溶液溜め、６４）、６
５）、■はそれぞれ凝縮器（３）、高温蒸発器（５）、
低温蒸発器（８）の冷媒液溜め、６７）、６８）、６引
ま吸収液の散布器、帥、６１）は冷媒液の散布器、姉、
鞄、６釘１エリミネータ−であり、（へ）は凝縮器（３
）の冷媒液溜め５旬に備えた堰である。

Ｍは管２１１に備えた制御弁で、この制御弁の開度が高
温蒸発器（５）の冷媒液溜め６つに備えた液面検出器（
８１の信号により調節されるようになっている。

（Ｖ、）、（Ｖ、）　　はそれぞれ管能、５Ｉに配備し
た三方弁で、三方弁（Ｖ、）を介して冷却流体のバイパ
ス管（Ｂ、）が管（４１）と管（４２）とに接続され、
また、三方弁（Ｖ、）を介して冷却流体のバイパス管（
Ｂ、）が管（４湧と管Ｉ！５（ｌｌとに接続されている
。そして、三方弁（Ｖ、）の開度が、凝縮器（３）内の
圧力を感知する検出器（Ｓ、）もしくは冷妓液溜め６４
）の冷媒液温を感知する検出器（Ｓ、）または冷却器Ｃ
（４）出口＋１４１１の冷却流体の温度を感知する検出
器（Ｓ、）の信号により、制御されて、冷却器６４）内
を流れろ冷却流体の流量が調節されるようになっている
。また、三方弁（■、）の開度が、低温蒸発器（８）内
の圧力を感知する検出器（Ｓ４）もしくは冷媒液溜めｆ
＋伜の冷媒液温を感知する検出器（Ｓ、）または被冷却
器間出口側の被冷却流体の温度を感知する検出器（Ｓ６
）の信号により、制御されて、冷却器（至）内を流れる
冷却流体の　　　　　□流量が調節される。

次に、こめように構成された吸収ヒートポンプ装置（以
下、本機という）の能力制御の動作を簡単に説明する。

なお、熱源流体には化学プラントその設備から排出され
る廃蒸気が用いられ、また、冷却流体、被加熱流体、被
冷却流体にはそれぞれ冷却水、高温水、冷水が用いられ
ているものとする。

今、例えば冷水負荷が減少した場合、検出器（Ｓ、）の
信号により三方弁（Ｖ、）の開度が制御されて冷却器（
至）を流れる冷却水の流量が減じられる。

その結果、冷却器（至）に散布された吸収液の温度が上
昇し、その分この吸収液の冷媒吸収能力が低下する。こ
のように、冷水負荷の変化した分だけ低温吸収器（９）
の吸収能力を変化させることにより、低温蒸発器（８）
の蒸発能力すなわち冷凍能力がほぼ負荷に見合うように
調整されることになる。また、冷水負荷が変化すると、
負荷側熱交換器から蒸発器側に流入する冷水の温度が変
化するので、これに伴なって被冷却器（至）に散布され
た冷媒液の温度およびその飽和蒸気圧が変化する。それ
故、検出器（Ｓ６）の信号に代えて検出器（Ｓ４）また
は検出器（Ｓ、）の信号により三方弁（Ｖ２）を制御し
、冷凍能力を調整することもできる。

また、例えば温水負荷が増大した場合、負荷側から高温
吸収器（６）側へ戻る温水の温度が低（なり、被加熱器
０７）に散布された吸収液の温度も低くなってその冷媒
吸収能力もや一犬きくなる。しかし、高温吸収器（６）
から発生器（２）へ流下する吸収液の濃度は温水負荷の
増大する以前のそれよりも低下し、発生器（２１への廃
蒸気の供給量を増やさなければ発生器（２）から高温吸
収器（６）へ送られる吸収液の濃度が低くなり、その冷
媒吸収能力が低下する。このため、負荷に見合う冷媒吸
収能力が保たれなくなる。

一方、発生器（２）内の吸収液の濃度が低くなり、その
飽和蒸気圧が高くなると、凝縮器（３）への冷却水流量
を増加しなければこの凝縮器内の蒸気圧および飽和温度
〔冷媒温度〕も高くなり、凝縮器（３）出口側の冷却水
温が高くなる。

それ故、検出器（Ｓｌ）もしくは検出器（Ｓ２）または
検出器（Ｓ、）の信号で三方弁（Ｖ、）を制御して冷却
器０４）内の冷却水量を増加させ、凝縮器（３）での冷
媒の凝縮量を増やして発生器（２）内の吸収液の濃度を
高めることにより、高温吸収器（６）の吸収能力を大き
くして９荷にほぼ見合うヒートポンプ能力を発揮させる
ことが可能となる。また、逆に温水負荷が減少した場合
には、冷却器ｒ３４）内の冷却水流量を減少させて本機
のヒートポンプ能力をほぼ負荷に見合うよう調整するこ
とが可能である。

なお、図示していないが、管（柵に温度検出器を備え、
この温度検出器の信号で三方弁（Ｖ、）を制御して本機
のヒートポンプ能力を温水負荷に見合うよう調整するこ
とも可能である。

なおまた、第２図は本発明によるこの種の吸収ヒートポ
ンプ装置の他の実施例を示した概略構成説明図で、第１
図に示した構成機器と同様のものには同一の符号を付し
ている。第２図の実施例では、吸収液が発生器（２）か
ら低温吸収器（９）へ流下し、！　　　　　更に高温吸
収器（６）へ送られ、再び発生器（２）へ流下して戻る
ように吸収液の循環路が形成されている。

この実施例においても、温水負荷が変化した場合、凝縮
器（３）内の圧力、冷媒温度あるいは冷却器０４）内の
冷却水温が変化するので、検出器（！３．）、（Ｓ、）
あるいは検出器（Ｓ、）の信号で三方弁（Ｖ、）を制御
することにより、ヒートポンプ能力を調整できる。

このようＫ、本発明によるこの種の吸収ヒートポンプ装
置においては、吸収液の温度や濃度を調整しつつ高温吸
収器（６）、低温吸収器（９）のそれぞれの吸収能力を
コントロールしてそれぞれの負荷にほぼ見合う能力制御
かでき、併せて冷水の冷え過ぎによる凍結や吸収液の過
度の濃縮による結晶などを防止しつつ安全に冷温水を取
出すことができる。

また、廃蒸気の流量を制御せずに能力制御が可能である
ので、主となる設備側の稼動にも悪影響をほとんど及ぼ
さない。

（ト）発明の効果 以上のように、本発明は、この種の吸収ヒートポンプ装
置（ハイブリッド型吸収式ヒートポンプ）において、低
温吸収器への冷却流体の供給量と凝縮器への冷却流体の
供給量を制御することにより、低温吸収器と高温吸収器
の吸収能力がそれぞれの負荷にほぼ見合うよう調整され
る効果を奏する。

それ故、本発明によるこの種の吸収ヒートポンプ＊ａに
おいては、発生器や高温蒸発器への熱源流体（廃蒸気ヤ
排温水など）の供給量を制御していた従来のこの種の吸
収ヒートポンプ装置にくらべ、主となる設備（熱源側の
設備）の稼動状態に悪影響を殆んど及ぼさないで負荷に
ほぼ対応する能力制御が可能となり、安全かつ安定的に
冷水その他の被冷却流体と高温水その他の被加熱流体と
をそれぞれの負荷にほぼ見会うよう取出すことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるこの種の吸収ヒートポンプ装置の
一実施例を示す概略構成説明図、第２図は本発明による
この種の吸収ヒートポンプ装置の他の実施例を示す概略
構成説明図である。 （１）・・・発生凝縮段、　（２）・・・発生器、　（
３）・・・凝縮器、（４）・・・高温蒸発吸収段、　（
５）・・・高温蒸発器、（６）・・・高温吸収器、　（
７）・・・低温蒸発吸収段、　（訃・・低温蒸発器、　
（９）・・・低温吸収器、　（ハ）・・・加熱器、（ト
））・・・冷却器、　Ｏ埼・・・給熱器、　（至）・・
・被冷却器、Ｃ３７）・・・被加熱器、　０印・・・冷
却器、　（４１）、（４２、（４ｇｌ、　ａｎ・・・管
、　　（Ｂ、）、（Ｂ、）・・・バイパス管、　（Ｓ、
）、（Ｓ、）、（Ｓ、）、（ｓ４）、（Ｓ、）、（Ｓａ
）−・・検出器、　（ｖｌ）、（Ｖ、）・・・三方弁。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　　佐　野　靜　夫 １１図 ｈ４２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高温で作動する高温蒸発器と高温吸収器より成る
   高温蒸発吸収段、低温で作動する低温蒸発器と低温吸収
   器より成る低温蒸発吸収段、これら蒸発吸収段の作動温
   度の間の温度で作動する発生器と凝縮器より成る発生凝
   縮段および溶液熱交換器を配管接続して高温吸収器から
   廃蒸気その他の熱源流体よりも高温の温水その他の被加
   熱流体を得ると共に低温蒸発器から冷水その他の被冷却
   流体を得るように冷媒および吸収液の循環路が形成され
   、かつ、凝縮器内の圧力もしくは冷媒の温度あるいは凝
   縮器から流出する冷却水その他の冷却流体の温度を感知
   する検出器の信号により凝縮器に流入する冷却流体の流
   量を調節する機構と、低温蒸発器内の圧力もしくは冷媒
   の温度あるいは低温蒸発器から流出する被冷却流体の温
   度を感知する検出器の信号により低温吸収器に流入する
   冷却水その他の冷却流体の流量を調節する機構とが備え
   られていることを特徴とした吸収ヒートポンプ装置。