JP2921372B2 - 二重効用吸収式ヒートポンプ - Google Patents
二重効用吸収式ヒートポンプInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二重効用吸収式ヒート
ポンプに関する。
ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の二重効用吸収式ヒートポンプは、
低温熱源温度が低く、吸収溶液濃度が比較的濃くなる条
件下に於いて、暖房に必要な温度の温水を取り出そうと
すると、高温再生器圧力が大気圧を越え、圧力容器の適
要を受けるため、温水を暖房に必要な温度まで昇温でき
なかった。
低温熱源温度が低く、吸収溶液濃度が比較的濃くなる条
件下に於いて、暖房に必要な温度の温水を取り出そうと
すると、高温再生器圧力が大気圧を越え、圧力容器の適
要を受けるため、温水を暖房に必要な温度まで昇温でき
なかった。
【０００３】このため、特開平５−５２４３８号公報記
載又は特開平５−５２４３９号公報記載のように、二重
効用ヒートポンプサイクルで中間温度の熱媒を作り、こ
の中間温度の熱媒を低温熱源として、一重効用ヒートポ
ンプを作動させ、高い温度の温水を取り出す方式がとら
れていた。このように２段で昇温すると、高い温度の温
水を取り出すことができるが、成績係数（ＣＯＰ）が低
い欠点があった。
載又は特開平５−５２４３９号公報記載のように、二重
効用ヒートポンプサイクルで中間温度の熱媒を作り、こ
の中間温度の熱媒を低温熱源として、一重効用ヒートポ
ンプを作動させ、高い温度の温水を取り出す方式がとら
れていた。このように２段で昇温すると、高い温度の温
水を取り出すことができるが、成績係数（ＣＯＰ）が低
い欠点があった。
【０００４】例えば、現状で一番高いＣＯＰのものとし
て二重効用吸収式ヒートポンプではＣＯＰ＝２.２、一
重効用吸収式ヒートポンプではＣＯＰ＝１.７のものが
あり、これらを組合せても
て二重効用吸収式ヒートポンプではＣＯＰ＝２.２、一
重効用吸収式ヒートポンプではＣＯＰ＝１.７のものが
あり、これらを組合せても
【０００５】
【数１】
【０００６】となり、加熱熱量の２９％しか排熱を利用
できなかった。
できなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術は、高
い温度の温水を取出すことができたが、熱効率が低く、
排熱利用率が少いという問題があった。
い温度の温水を取出すことができたが、熱効率が低く、
排熱利用率が少いという問題があった。
【０００８】本発明の目的は、比較的低い排熱源より熱
を回収し、暖房に必要な温度の温水を効率よく製造し、
排熱の利用率の高い、二重効用吸収式ヒートポンプを提
供することにある。
を回収し、暖房に必要な温度の温水を効率よく製造し、
排熱の利用率の高い、二重効用吸収式ヒートポンプを提
供することにある。
【０００９】本発明の他の目的は、排熱源の温度が低下
しても、暖房に必要な一定の温度レベルの温水を取出せ
る二重効用吸収式ヒートポンプを提供することにある。
しても、暖房に必要な一定の温度レベルの温水を取出せ
る二重効用吸収式ヒートポンプを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、二重効用吸収式ヒートポンプの温水出口側に、高温
再生器より発生した冷媒蒸気で温水を直接凝縮加熱する
凝縮器を設け、凝縮液化した冷媒を二重効用吸収式ヒー
トポンプを構成する凝縮器を介して蒸発器に戻し、さら
に、高温再生器より発生した冷媒蒸気の凝縮熱で温水を
加熱する凝縮器の温水系路に該凝縮器をバイパスする通
路を設け、高温再生器の圧力によって、該凝縮器をバイ
パスする温水量を制御するようにしたものである。
め、二重効用吸収式ヒートポンプの温水出口側に、高温
再生器より発生した冷媒蒸気で温水を直接凝縮加熱する
凝縮器を設け、凝縮液化した冷媒を二重効用吸収式ヒー
トポンプを構成する凝縮器を介して蒸発器に戻し、さら
に、高温再生器より発生した冷媒蒸気の凝縮熱で温水を
加熱する凝縮器の温水系路に該凝縮器をバイパスする通
路を設け、高温再生器の圧力によって、該凝縮器をバイ
パスする温水量を制御するようにしたものである。
【００１１】また、上記目的を達成するため、二重効用
吸収式ヒートポンプの温水出口側に、低温再生器より発
生した冷媒蒸気で温水を直接凝縮加熱する凝縮器を設
け、凝縮液化した冷媒を二重効用吸収式ヒートポンプを
構成する凝縮器を介して蒸発器に戻すようにしたもので
ある。
吸収式ヒートポンプの温水出口側に、低温再生器より発
生した冷媒蒸気で温水を直接凝縮加熱する凝縮器を設
け、凝縮液化した冷媒を二重効用吸収式ヒートポンプを
構成する凝縮器を介して蒸発器に戻すようにしたもので
ある。
【００１２】さらに、上記目的を達成するため、蒸発器
に流入する低温熱源水の温度が下り、吸収溶液濃度が濃
くなる条件下において、吸収溶液濃度が一定以上濃くな
ると、蒸発器の冷媒液が自動的に吸収器側へ入り、吸収
器の溶液が一定以上に濃くならないようにしたものであ
る。
に流入する低温熱源水の温度が下り、吸収溶液濃度が濃
くなる条件下において、吸収溶液濃度が一定以上濃くな
ると、蒸発器の冷媒液が自動的に吸収器側へ入り、吸収
器の溶液が一定以上に濃くならないようにしたものであ
る。
【００１３】
【作用】高温再生器で発生した冷媒蒸気を直接導き、温
水を加熱することで凝縮液化させる凝縮器は、蒸発器、
吸収器と組合さり、一重効用吸収式ヒートポンプサイク
ルを構成する。したがって、排熱源の温度が低く、吸収
溶液濃度が高くなる条件で、低温再生器内の溶液濃度が
高くなり、溶液温度も上る場合、二重効用吸収式ヒート
ポンプサイクルで、高温再生器圧力が大気圧を越えない
範囲で、温水を吸収器、凝縮器で加熱し、温水が所定の
温度に充たない分を前記高温再生器で発生した冷媒蒸気
を凝縮液化させる凝縮器で加熱すれば、一重効用吸収式
ヒートポンプサイクルで加熱したことになり、全体のＣ
ＯＰが、一重効用吸収式ヒートポンプサイクルと、二重
効用吸収式ヒートポンプサイクルの中間の値になり、排
熱の利用率が高くなる。
水を加熱することで凝縮液化させる凝縮器は、蒸発器、
吸収器と組合さり、一重効用吸収式ヒートポンプサイク
ルを構成する。したがって、排熱源の温度が低く、吸収
溶液濃度が高くなる条件で、低温再生器内の溶液濃度が
高くなり、溶液温度も上る場合、二重効用吸収式ヒート
ポンプサイクルで、高温再生器圧力が大気圧を越えない
範囲で、温水を吸収器、凝縮器で加熱し、温水が所定の
温度に充たない分を前記高温再生器で発生した冷媒蒸気
を凝縮液化させる凝縮器で加熱すれば、一重効用吸収式
ヒートポンプサイクルで加熱したことになり、全体のＣ
ＯＰが、一重効用吸収式ヒートポンプサイクルと、二重
効用吸収式ヒートポンプサイクルの中間の値になり、排
熱の利用率が高くなる。
【００１４】また、排熱源の温度が比較的高い場合、吸
収器溶液濃度が薄くなるので、二重効用吸収式ヒートポ
ンプサイクルで所定の温度近くまで温水を加熱すること
ができる。この場合、前記高温再生器で発生した冷媒蒸
気を凝縮液化させる凝縮器を通過する温水をバイパスさ
せ、凝縮量を少くすると、二重効用吸収式ヒートポンプ
サイクルで加熱する割合が増加し、全体のＣＯＰが高く
なる。又、前記凝縮器の温水バイパス量を高温再生器の
圧力で制御するため、高温再生器圧力が大気圧を越えな
い範囲で、二重効用吸収式ヒートポンプサイクルで加熱
する割合を最大にすることができ、排熱源温度条件の変
化につれ、その条件下に於ける最も効率の高い運転が行
われる。
収器溶液濃度が薄くなるので、二重効用吸収式ヒートポ
ンプサイクルで所定の温度近くまで温水を加熱すること
ができる。この場合、前記高温再生器で発生した冷媒蒸
気を凝縮液化させる凝縮器を通過する温水をバイパスさ
せ、凝縮量を少くすると、二重効用吸収式ヒートポンプ
サイクルで加熱する割合が増加し、全体のＣＯＰが高く
なる。又、前記凝縮器の温水バイパス量を高温再生器の
圧力で制御するため、高温再生器圧力が大気圧を越えな
い範囲で、二重効用吸収式ヒートポンプサイクルで加熱
する割合を最大にすることができ、排熱源温度条件の変
化につれ、その条件下に於ける最も効率の高い運転が行
われる。
【００１５】排熱源の温度が下り、吸収器溶液濃度が一
定以上濃くなった場合、蒸発器から冷媒液が吸収器溶液
に自動的に流入し、溶液濃度が一定以上に濃くならない
状態にしておけば、溶液が結晶することなく、吸収式ヒ
ートポンプは駆動源の熱を全て温水の加熱に使用する熱
交換器として作用し、ＣＯＰ＝１となる。排熱源の温度
が上ると、蒸発器で１部蒸発するようになり、ＣＯＰが
１以上となり、更に排熱源の温度が上るとＣＯＰが高く
なり、最高の２.２ になる。つまり、高温再生器で発生
した冷媒蒸気を直接導き凝縮させる蒸発器を備えた吸収
式ヒートポンプに、吸収器溶液濃度が一定以上濃くなっ
た時、凝縮器から冷媒液が吸収器溶液に自動的に流入す
る装置を設けると、排熱源の温度が大巾に変化しても熱
ロスなく運転できる。
定以上濃くなった場合、蒸発器から冷媒液が吸収器溶液
に自動的に流入し、溶液濃度が一定以上に濃くならない
状態にしておけば、溶液が結晶することなく、吸収式ヒ
ートポンプは駆動源の熱を全て温水の加熱に使用する熱
交換器として作用し、ＣＯＰ＝１となる。排熱源の温度
が上ると、蒸発器で１部蒸発するようになり、ＣＯＰが
１以上となり、更に排熱源の温度が上るとＣＯＰが高く
なり、最高の２.２ になる。つまり、高温再生器で発生
した冷媒蒸気を直接導き凝縮させる蒸発器を備えた吸収
式ヒートポンプに、吸収器溶液濃度が一定以上濃くなっ
た時、凝縮器から冷媒液が吸収器溶液に自動的に流入す
る装置を設けると、排熱源の温度が大巾に変化しても熱
ロスなく運転できる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を第１図および第２
図により説明する。蒸発器１を通る伝熱管中には低温熱
源である低温熱源水２が流れており、管外の冷媒は冷媒
ポンプ３によって、伝熱管上に散布され、管内を流れる
低温熱源水２から熱を奪って蒸発する。蒸発した冷媒は
吸収器４に至り、管内を流れる温水５により適当な温
度、濃度に保たれた溶液に吸収され、溶液は希釈され
る。希釈された溶液は、溶液ポンプ６により低温再生器
７及び高温再生器８に送られ、高温再生器８においては
外部の熱源９により加熱濃縮される。この時発生する冷
媒蒸気は低温再生器７の管内に到り、管外にある希溶液
を加熱濃縮すると共に自らは液化して凝縮器１０に流入
する。高温再生器８、低温再生器７において濃縮された
液は、合流して吸収器に戻り４、伝熱管上にスプレーさ
れる。凝縮器１０及び低温再生器７で凝縮した冷媒液は
凝縮器１０から蒸発器１に戻り、サイクルは一巡する。
吸収器４と凝縮器１０を通過する温水は、吸収熱及び凝
縮熱を得て加熱され、暖房用または加熱用に利用され
る。
図により説明する。蒸発器１を通る伝熱管中には低温熱
源である低温熱源水２が流れており、管外の冷媒は冷媒
ポンプ３によって、伝熱管上に散布され、管内を流れる
低温熱源水２から熱を奪って蒸発する。蒸発した冷媒は
吸収器４に至り、管内を流れる温水５により適当な温
度、濃度に保たれた溶液に吸収され、溶液は希釈され
る。希釈された溶液は、溶液ポンプ６により低温再生器
７及び高温再生器８に送られ、高温再生器８においては
外部の熱源９により加熱濃縮される。この時発生する冷
媒蒸気は低温再生器７の管内に到り、管外にある希溶液
を加熱濃縮すると共に自らは液化して凝縮器１０に流入
する。高温再生器８、低温再生器７において濃縮された
液は、合流して吸収器に戻り４、伝熱管上にスプレーさ
れる。凝縮器１０及び低温再生器７で凝縮した冷媒液は
凝縮器１０から蒸発器１に戻り、サイクルは一巡する。
吸収器４と凝縮器１０を通過する温水は、吸収熱及び凝
縮熱を得て加熱され、暖房用または加熱用に利用され
る。
【００１７】第２の凝縮器１１は、凝縮器１０で加熱さ
れた温水を伝熱管内に通水し、管外に高温再生器８より
発生した冷媒蒸気を導入して凝縮させることにより更に
加熱昇温する。高温再生器８で発生した冷媒蒸気は、低
温再生器７で希溶液を加熱濃縮することができる高い飽
和温度を有しているため、温水を９０℃程度まで加熱で
きるポテンシャルを持っている。調節弁１７は第２の凝
縮器１１を通過する温水量を調整し、第２の凝縮器１１
の加熱量を調節する。
れた温水を伝熱管内に通水し、管外に高温再生器８より
発生した冷媒蒸気を導入して凝縮させることにより更に
加熱昇温する。高温再生器８で発生した冷媒蒸気は、低
温再生器７で希溶液を加熱濃縮することができる高い飽
和温度を有しているため、温水を９０℃程度まで加熱で
きるポテンシャルを持っている。調節弁１７は第２の凝
縮器１１を通過する温水量を調整し、第２の凝縮器１１
の加熱量を調節する。
【００１８】高温再生器８の圧力検出器１５の信号を受
けて圧力調節器１６は、高温再生器８の圧力が大気圧に
近くなったら第２の凝縮器１１を通過する温水量を増や
し、加熱量を増加させ、反対に圧力が低い場合、通過す
る温水量を減らして加熱量を減少させるように制御す
る。
けて圧力調節器１６は、高温再生器８の圧力が大気圧に
近くなったら第２の凝縮器１１を通過する温水量を増や
し、加熱量を増加させ、反対に圧力が低い場合、通過す
る温水量を減らして加熱量を減少させるように制御す
る。
【００１９】加熱源の入力を制御する制御弁１４は、温
水出口の温度センサ１２の信号を受けて調節する温度調
節器１３の信号で動作し、温水出口温度を一定に制御す
る。
水出口の温度センサ１２の信号を受けて調節する温度調
節器１３の信号で動作し、温水出口温度を一定に制御す
る。
【００２０】このような構成から成るヒートポンプにお
いて、温水の出口温度は、一般的な暖房用途に用いる場
合、５０℃前後にとる事が多く、また高ければ高い程、
空調器類の伝熱面積を小さくしても、必要な加熱量が得
られることや、温水の搬送動力を少くできるなどの利点
があるため、取り出し温水温度の高いことが望まれる。
いて、温水の出口温度は、一般的な暖房用途に用いる場
合、５０℃前後にとる事が多く、また高ければ高い程、
空調器類の伝熱面積を小さくしても、必要な加熱量が得
られることや、温水の搬送動力を少くできるなどの利点
があるため、取り出し温水温度の高いことが望まれる。
【００２１】一方、吸収式ヒートポンプ側から考える
と、二重効用サイクルにおいては、凝縮器１１の温水出
口温度が凝縮器１１の冷媒凝縮圧力を左右し、冷媒の凝
縮圧力が高くなると、凝縮器１１と連通している低温再
生器７で発生する冷媒蒸発圧力が高くなる。冷媒蒸発圧
力が高くなると、冷媒蒸発と平衡関係にある溶液温度が
高くなるため、この溶液を加熱する管内の冷媒蒸気の凝
縮温度が高くなり、この凝縮温度に対する飽和圧力が高
温再生器の圧力となるので、高温再生器８の圧力が高く
なることになる。
と、二重効用サイクルにおいては、凝縮器１１の温水出
口温度が凝縮器１１の冷媒凝縮圧力を左右し、冷媒の凝
縮圧力が高くなると、凝縮器１１と連通している低温再
生器７で発生する冷媒蒸発圧力が高くなる。冷媒蒸発圧
力が高くなると、冷媒蒸発と平衡関係にある溶液温度が
高くなるため、この溶液を加熱する管内の冷媒蒸気の凝
縮温度が高くなり、この凝縮温度に対する飽和圧力が高
温再生器の圧力となるので、高温再生器８の圧力が高く
なることになる。
【００２２】以上をまとめると、温水出口温度の高い
程、高温再生器８の圧力が高くなるという関係が成立す
る。
程、高温再生器８の圧力が高くなるという関係が成立す
る。
【００２３】これらの関係を第２図に示すデューリング
線図で説明すると、例えば低温熱源水の出口温度（ｔe
o）が１０℃、温水出口温度（ｔhc）が４７℃の場合、
吸収器４の溶液濃度が約５８％となり、凝縮器１１の冷
媒凝縮温度（Ｔc）が４８.５℃、飽和圧力（Ｐc）が８
６ｍｍHgabsとなり、低温再生器出口溶液温度が９７
℃、管内の冷媒凝縮温度（Ｔgc）が１００℃となって、
高温再生器圧力（ＰHG）は大気圧となる。低温熱源水の
温度レベルが高くなり、低温熱源水出口温度（ｔeo）が
１５℃程度になると蒸発圧力（Ｐe） が上るため吸収器
４の溶液濃度が約５６％になり、温水出口４７℃におい
ても低温再生器出口溶液温度が９３℃に下り、高温再生
器圧力も大気圧以下になる。
線図で説明すると、例えば低温熱源水の出口温度（ｔe
o）が１０℃、温水出口温度（ｔhc）が４７℃の場合、
吸収器４の溶液濃度が約５８％となり、凝縮器１１の冷
媒凝縮温度（Ｔc）が４８.５℃、飽和圧力（Ｐc）が８
６ｍｍHgabsとなり、低温再生器出口溶液温度が９７
℃、管内の冷媒凝縮温度（Ｔgc）が１００℃となって、
高温再生器圧力（ＰHG）は大気圧となる。低温熱源水の
温度レベルが高くなり、低温熱源水出口温度（ｔeo）が
１５℃程度になると蒸発圧力（Ｐe） が上るため吸収器
４の溶液濃度が約５６％になり、温水出口４７℃におい
ても低温再生器出口溶液温度が９３℃に下り、高温再生
器圧力も大気圧以下になる。
【００２４】以上に説明したように、下水処理水など低
温の排水を低温熱源として使用する場合、二重効用サイ
クルでは暖房に必要な高温の温水温度を得ようとすると
高温再生器圧力が大気圧以上になる。
温の排水を低温熱源として使用する場合、二重効用サイ
クルでは暖房に必要な高温の温水温度を得ようとすると
高温再生器圧力が大気圧以上になる。
【００２５】機内が大気圧を越えると、吸収式ヒートポ
ンプ全体が圧力容器となり、安全上の配慮が厳しく必要
となり、高価なヒートポンプとなると共に、これを運転
する運転者に対する特別な資格が必要とされるなどの安
全上の問題点が生ずる。従って、現実のヒートポンプに
おいては、運転圧力が大気圧を越えないように、安全ス
イッチを設けて機械を止めてしまったり、温水出口温度
を、負荷を制限して低くしているのが実情である。
ンプ全体が圧力容器となり、安全上の配慮が厳しく必要
となり、高価なヒートポンプとなると共に、これを運転
する運転者に対する特別な資格が必要とされるなどの安
全上の問題点が生ずる。従って、現実のヒートポンプに
おいては、運転圧力が大気圧を越えないように、安全ス
イッチを設けて機械を止めてしまったり、温水出口温度
を、負荷を制限して低くしているのが実情である。
【００２６】本発明においては、高温再生器８で発生し
た冷媒蒸気の一部を、第２の凝縮器１１に導き、凝縮器
１０から出た温水を、第２の凝縮器１１の伝熱管外で冷
媒蒸気の凝縮熱で加熱するように構成している。
た冷媒蒸気の一部を、第２の凝縮器１１に導き、凝縮器
１０から出た温水を、第２の凝縮器１１の伝熱管外で冷
媒蒸気の凝縮熱で加熱するように構成している。
【００２７】このようにすれば、第２の凝縮器１１の出
口に於ける温水温度を４７℃に設定した場合、凝縮器１
０の出口温水温度が４５℃程度になり、高温再生器内圧
力を、大気圧に比較して十分低くすることができる。
口に於ける温水温度を４７℃に設定した場合、凝縮器１
０の出口温水温度が４５℃程度になり、高温再生器内圧
力を、大気圧に比較して十分低くすることができる。
【００２８】なお、第２の凝縮器１１で温水を加熱する
ことで凝縮液化した冷媒液を、凝縮器１０を経由して、
蒸発器１に戻しているため、蒸発器１で低温熱源から熱
を汲み上げる作用に活用される。つまり、第２の凝縮器
１１で温水加熱に使用された凝縮熱は、一重効用サイク
ルとして作用し、低温熱源からの熱回収に有効利用され
る。一重効用サイクルのヒートポンプの成績係数は前述
の通り、約１.７ である。
ことで凝縮液化した冷媒液を、凝縮器１０を経由して、
蒸発器１に戻しているため、蒸発器１で低温熱源から熱
を汲み上げる作用に活用される。つまり、第２の凝縮器
１１で温水加熱に使用された凝縮熱は、一重効用サイク
ルとして作用し、低温熱源からの熱回収に有効利用され
る。一重効用サイクルのヒートポンプの成績係数は前述
の通り、約１.７ である。
【００２９】一方、凝縮器１０で温水加熱に使用された
凝縮熱は、二重効用サイクルとして作用し、低温熱源か
らの熱回収効率が高くなり、ヒートポンプとしての成績
係数は約２.２ となる。従って、第２の凝縮器１１での
温水加熱量を減らし、凝縮器１０での温水加熱量を増や
した方が、全体の成績係数が高くなる。例えば、前述の
通り低温熱源の温度が高く、吸収器４の溶液濃度が薄く
なる場合、凝縮器１０で温水を所定の温度まで昇温でき
るので、第２の凝縮器での加熱量を０にでき、成績係数
が最も高い、２.２ となる。反対に低温熱源の温度が低
い時は、吸収器の溶液濃度が高くなるので、凝縮器１０
での加熱量を高温再生器が大気圧を越えない範囲にとど
め、第２の凝縮器での加熱量を増やさなければならな
い。この場合、ヒートポンプの成績係数は低くなり、凝
縮器１０の加熱量が０で最低の１.７になる。つまり、
第２の凝縮器１１での加熱量によって成績係数が１.７
〜２.２の間で変化することになる。
凝縮熱は、二重効用サイクルとして作用し、低温熱源か
らの熱回収効率が高くなり、ヒートポンプとしての成績
係数は約２.２ となる。従って、第２の凝縮器１１での
温水加熱量を減らし、凝縮器１０での温水加熱量を増や
した方が、全体の成績係数が高くなる。例えば、前述の
通り低温熱源の温度が高く、吸収器４の溶液濃度が薄く
なる場合、凝縮器１０で温水を所定の温度まで昇温でき
るので、第２の凝縮器での加熱量を０にでき、成績係数
が最も高い、２.２ となる。反対に低温熱源の温度が低
い時は、吸収器の溶液濃度が高くなるので、凝縮器１０
での加熱量を高温再生器が大気圧を越えない範囲にとど
め、第２の凝縮器での加熱量を増やさなければならな
い。この場合、ヒートポンプの成績係数は低くなり、凝
縮器１０の加熱量が０で最低の１.７になる。つまり、
第２の凝縮器１１での加熱量によって成績係数が１.７
〜２.２の間で変化することになる。
【００３０】第２の凝縮器１１における温水加熱量の調
節は、第２の凝縮器１１をバイパスする温水量を調節す
る制御弁１７を制御することによって行うことができ
る。制御弁１７の制御は、高温再生器８の圧力検出器１
５の信号を調節器１６に供給し、高温再生器圧力が高い
時、バイパス量を減らし、高温再生器圧力が低い時、バ
イパス量を増すように制御する。
節は、第２の凝縮器１１をバイパスする温水量を調節す
る制御弁１７を制御することによって行うことができ
る。制御弁１７の制御は、高温再生器８の圧力検出器１
５の信号を調節器１６に供給し、高温再生器圧力が高い
時、バイパス量を減らし、高温再生器圧力が低い時、バ
イパス量を増すように制御する。
【００３１】上記制御により、吸収式ヒートポンプの高
温再生器８の圧力を大気圧以下にし、かつ、低温熱源の
温度レベルに合せ、一番成績係数の高いポイントで運転
することができる。
温再生器８の圧力を大気圧以下にし、かつ、低温熱源の
温度レベルに合せ、一番成績係数の高いポイントで運転
することができる。
【００３２】第３図は、他の実施例を示す。高温再生器
８で発生した冷媒蒸気は、全量低温再生器７に流入し、
低温再生器７内の溶液を加熱して１部は凝縮し、冷媒液
となって凝縮器１０に流入すると共に、凝縮しなかった
冷媒蒸気は、分離器１９で冷媒液と分離され、第２の凝
縮器１１に流入し、温水を直接加熱して凝縮液化してガ
ス吹き抜け防止用フロート弁１８を介して凝縮器１０に
流入する。このように構成することにより、高温再生器
８で発生した冷媒蒸気のスーパーヒート分の熱（約５
％）が低温再生器７の溶液加熱に利用でき、低温熱源温
度が低い場合でも高い成績係数を得ることができる。
８で発生した冷媒蒸気は、全量低温再生器７に流入し、
低温再生器７内の溶液を加熱して１部は凝縮し、冷媒液
となって凝縮器１０に流入すると共に、凝縮しなかった
冷媒蒸気は、分離器１９で冷媒液と分離され、第２の凝
縮器１１に流入し、温水を直接加熱して凝縮液化してガ
ス吹き抜け防止用フロート弁１８を介して凝縮器１０に
流入する。このように構成することにより、高温再生器
８で発生した冷媒蒸気のスーパーヒート分の熱（約５
％）が低温再生器７の溶液加熱に利用でき、低温熱源温
度が低い場合でも高い成績係数を得ることができる。
【００３３】第４図は、さらに他の実施例を示す。低温
熱源の温度が下ると蒸発温度（ＴＥ）が下り、蒸発圧力
（ＰＥ）が下るため、吸収溶液濃度が濃くなる。低温熱
源温度が極度に下ると、吸収能力がなくなり、吸収溶液
中の冷媒が分離して溶液濃度が高くなると同時に量が減
るため、吸収器４の液面が下る。一方、蒸発器１では溶
液中より分離された冷媒が増加し、液面が高くなる。冷
媒戻し装置２０は、蒸発器１の冷媒液面が一定のレベル
以上になったら冷媒液を吸収器４に戻す装置で、取付レ
ベルの調節により、溶液を任意の濃度以上に濃くならな
いようにすることができる。例えば、低温熱源温度が低
く、冷媒液面が冷媒戻し装置２０のレベル以上になる
と、冷媒が蒸発器１より吸収器４に流入し、溶液濃度が
一定以上に濃くならず、結晶も発生しないため、溶液の
循環が連続し、溶液は温水５と熱交換し、一定の温度に
保たれる。低温再生器７に於いて、高温再生器８で発生
した冷媒蒸気で溶液を加熱するが冷媒の再生をほとんど
行わない。高温再生器８で発生した冷媒蒸気の大部分
は、第２の凝縮器１１で温水を加熱し、自身は凝縮液化
し、凝縮器１０に流入する。この際、高温再生器圧力に
よって調節弁１７を制御し、第２の凝縮器１１を通過す
る温水量を増すため、高温再生器圧力は大気圧以下に保
たれる。なお、熱源９よりヒートポンプに入った熱は全
て温水５に伝わり、外部に逃れてゆくことはない。
熱源の温度が下ると蒸発温度（ＴＥ）が下り、蒸発圧力
（ＰＥ）が下るため、吸収溶液濃度が濃くなる。低温熱
源温度が極度に下ると、吸収能力がなくなり、吸収溶液
中の冷媒が分離して溶液濃度が高くなると同時に量が減
るため、吸収器４の液面が下る。一方、蒸発器１では溶
液中より分離された冷媒が増加し、液面が高くなる。冷
媒戻し装置２０は、蒸発器１の冷媒液面が一定のレベル
以上になったら冷媒液を吸収器４に戻す装置で、取付レ
ベルの調節により、溶液を任意の濃度以上に濃くならな
いようにすることができる。例えば、低温熱源温度が低
く、冷媒液面が冷媒戻し装置２０のレベル以上になる
と、冷媒が蒸発器１より吸収器４に流入し、溶液濃度が
一定以上に濃くならず、結晶も発生しないため、溶液の
循環が連続し、溶液は温水５と熱交換し、一定の温度に
保たれる。低温再生器７に於いて、高温再生器８で発生
した冷媒蒸気で溶液を加熱するが冷媒の再生をほとんど
行わない。高温再生器８で発生した冷媒蒸気の大部分
は、第２の凝縮器１１で温水を加熱し、自身は凝縮液化
し、凝縮器１０に流入する。この際、高温再生器圧力に
よって調節弁１７を制御し、第２の凝縮器１１を通過す
る温水量を増すため、高温再生器圧力は大気圧以下に保
たれる。なお、熱源９よりヒートポンプに入った熱は全
て温水５に伝わり、外部に逃れてゆくことはない。
【００３４】第５図は、さらに他の実施例を示す。低温
熱源水出口温度検出器２１の信号を受け、温度調節器２
２は、冷媒ブロー弁２３を制御する。動作は、低温熱源
水温度が下りすぎた時、冷媒ブロー弁２３を開き、冷媒
を吸収器４にブローさせ、吸収能力を減じて低温熱源水
の過冷却を防止するように働く。これは、低温熱源水温
度が低く、かつ、温水５の入口温度が下った場合に、低
温熱源水の過冷却防止に役立つ。
熱源水出口温度検出器２１の信号を受け、温度調節器２
２は、冷媒ブロー弁２３を制御する。動作は、低温熱源
水温度が下りすぎた時、冷媒ブロー弁２３を開き、冷媒
を吸収器４にブローさせ、吸収能力を減じて低温熱源水
の過冷却を防止するように働く。これは、低温熱源水温
度が低く、かつ、温水５の入口温度が下った場合に、低
温熱源水の過冷却防止に役立つ。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、低温熱源の温度レベル
が変化しても一定の温度の温水が取出せ、負荷や低温熱
源温度レベルに合せて成績係数を一番高い状態で運転で
きる。
が変化しても一定の温度の温水が取出せ、負荷や低温熱
源温度レベルに合せて成績係数を一番高い状態で運転で
きる。
【００３６】低温熱源の温度が一定以上であれば、ＣＯ
Ｐが１.７から２.２の範囲になり、従来方式比１.３〜
１.７倍になる。
Ｐが１.７から２.２の範囲になり、従来方式比１.３〜
１.７倍になる。
【００３７】また、ヒートポンプは排熱を低温熱源とし
て使用するため、温度条件が一定せず、広い温度範囲で
運転できることが必要であるが、本発明によれば、従来
方式で一重効用サイクルでも運転できなかった範囲まで
運転できる。
て使用するため、温度条件が一定せず、広い温度範囲で
運転できることが必要であるが、本発明によれば、従来
方式で一重効用サイクルでも運転できなかった範囲まで
運転できる。
【図１】本発明の一実施例を示すサイクルフロー図。
【図２】温水出口温度、低温熱源温度と高温再生器圧力
との関係を示すデューリング線図。
との関係を示すデューリング線図。
【図３】本発明の他の実施例を示す図。
【図４】本発明のさらに他の実施例を示す図。
【図５】本発明のさらに他の実施例を示す図。
１…蒸発器，２…低温熱源水，３…冷媒ポンプ，４…吸
収器，５…温水，６…溶液ポンプ，７…低温再生器，８
…高温再生器，９…熱源，１０…凝縮器，１１…第２の
凝縮器，１２…温水出口温度検出器，１３…温水出口温
調計，１４…熱減制御弁，１５…高温再生器圧力検出
器，１６…圧力調節計，１７…温水制御弁，１８…フロ
ート弁，１９…分離器，２０…冷媒戻し装置，２１…低
温熱源水出口温度検出器，２２…低温熱源水出口温度調
節計，２３…冷媒ブロー弁。
収器，５…温水，６…溶液ポンプ，７…低温再生器，８
…高温再生器，９…熱源，１０…凝縮器，１１…第２の
凝縮器，１２…温水出口温度検出器，１３…温水出口温
調計，１４…熱減制御弁，１５…高温再生器圧力検出
器，１６…圧力調節計，１７…温水制御弁，１８…フロ
ート弁，１９…分離器，２０…冷媒戻し装置，２１…低
温熱源水出口温度検出器，２２…低温熱源水出口温度調
節計，２３…冷媒ブロー弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F25B 15/00 303 F25B 30/04 520 F25B 15/00 306
Claims (6)
- 【請求項１】蒸発器、吸収器、低温再生器、二重効用サ
イクルを構成する凝縮器、高温再生器、溶液ポンプ、冷
媒ポンプならびにこれらを連結する配管類を備える二重
効用吸収式ヒートポンプにおいて、前記高温再生器より
発生した冷媒蒸気を直接導入して凝縮液化させる第２の
凝縮器を前記二重効用サイクルを構成する凝縮器の下流
に設けて、温水を前記吸収器および二重効用サイクルを
構成する凝縮器で加熱した後にこの第２の凝縮器で加熱
し、この第２の凝縮器で凝縮した冷媒液を前記二重効用
サイクルを構成する凝縮器へ導入する通路を設け、さら
に前記第２の凝縮器に入る温水の一部をバイパスさせる
通路を設け、このバイパス通路を第２の凝縮器の出口側
で合流させ、高温再生器の圧力によって温水のバイパス
量を増減する制御手段を設けることを特徴とする二重効
用吸収式ヒートポンプ。 - 【請求項２】蒸発器、吸収器、低温再生器、二重効用サ
イクルを構成する凝縮器、高温再生器、溶液ポンプ、冷
媒ポンプならびにこれらを連結する通路を備える二重効
用吸収式ヒートポンプにおいて、前記高温再生器で発生
した冷媒蒸気を前記低温再生器に導入し、この低温再生
器を出た蒸気を導入して凝縮液化させる第２の凝縮器を
前記二重効用サイクルを構成する凝縮器の下流に設け
て、温水を前記吸収器および二重効用サイクルを構成す
る凝縮器で加熱した後にこの第２の凝縮器で加熱し、こ
の第２の凝縮器で凝縮した冷媒液を前記二重効用サイク
ルを構成する凝縮器へ導入する通路を設けることを特徴
とする二重効用吸収式ヒートポンプ。 - 【請求項３】請求項２記載の二重効用吸収式ヒートポン
プにおいて、第２の凝縮器に入る温水の一部をバイパス
させる通路を設け、このバイパス通路を第２の凝縮器の
出口側で合流させ、高温再生器の圧力によって温水のバ
イパス量を増減する制御手段を設けたことを特徴とする
二重効用吸収式ヒートポンプ。 - 【請求項４】請求項２記載の二重効用吸収式ヒートポン
プにおいて、第２の凝縮器で凝縮した冷媒液を二重効用
サイクルを構成する凝縮器へ導入する通路の途中にフロ
ート弁を設けることを特徴とする二重効用吸収式ヒート
ポンプ。 - 【請求項５】蒸発器、吸収器、低温再生器、二重効用サ
イクルを構成する凝縮器、高温再生器、溶液ポンプ、冷
媒ポンプならびにこれらを連結する配管類を備える二重
効用吸収式ヒートポンプにおいて、前記高温再生器より
発生した冷媒蒸気を直接導入して凝縮液化させる第２の
凝縮器を前記二重効用サイクルを構成する凝縮器の下流
に設けて温水を前記吸収器および二重効用サイクルを構
成する凝縮器で加熱した後にこの第２の凝縮器で加熱
し、この第２の凝縮器で凝縮した冷媒液を前記二重効用
サイクルを構成する凝縮器へ導入する通路を設け、前記
蒸発器の冷媒量が一定以上になった時に蒸発器の冷媒液
を前記吸収器の吸収溶液に混合する手段を設けることを
特徴とする二重効用吸収式ヒートポンプ。 - 【請求項６】蒸発器、吸収器、低温再生器、二重効用サ
イクルを構成する凝縮器、高温再生器、溶液ポンプ、冷
媒ポンプならびにこれらを連結する配管類を備える二重
効用吸収式ヒートポンプにおいて、前記高温再生器より
発生した冷媒蒸気を直接導入して凝縮液化させる第２の
凝縮器を前記二重効用サイクルを構成する凝縮器の下流
に設けて温水を前記吸収器および二重効用サイクルを構
成する凝縮器で加熱した後にこの第２の凝縮器で加熱
し、この第２の凝縮器で凝縮した冷媒液を前記二重効用
サイクルを構成する凝縮器へ導入する通路を設け、前記
蒸発器に流入する低温熱源水の温度によって蒸発器の冷
媒液を吸収器の吸収溶液に混合する量を増減する制御手
段を設けることを特徴とする二重効用吸収式ヒートポン
プ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5319382A JP2921372B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 二重効用吸収式ヒートポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5319382A JP2921372B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 二重効用吸収式ヒートポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07174431A JPH07174431A (ja) | 1995-07-14 |
| JP2921372B2 true JP2921372B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=18109537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5319382A Expired - Fee Related JP2921372B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 二重効用吸収式ヒートポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2921372B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113188108B (zh) * | 2021-04-26 | 2024-07-16 | 冰山松洋制冷(大连)有限公司 | 一种高效热泵及控制使用方法 |
-
1993
- 1993-12-20 JP JP5319382A patent/JP2921372B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07174431A (ja) | 1995-07-14 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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