JP2543258B2 - 吸収式熱源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸収式熱源装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】空調設備に使用される熱源装置として、
吸収式のものがある。従来、この種の吸収式熱源装置
（より具体的には冷温水機）は、蒸発器、吸収器、再生
器および凝縮器などを有しており、冷房時には、冷凍サ
イクルが行われ、また暖房時には、暖房サイクルが行わ
れていた。

【０００３】また、上記冷房サイクルでは、冷媒の蒸発
→吸収→再生→凝縮の各作用が行われ吸収冷凍サイクル
により冷房用冷水を製造していた。一方、暖房サイクル
では、吸収液が燃料や高温の蒸気、水により再生器で加
熱され、発生した水蒸気により直接暖用の温水を加熱製
造していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と、暖房サイクルでは、装置自体はヒートポンプの機能
を有しているにもかかわらず、吸収液の結晶限界によ
り、低温の熱源から熱を汲み上げて暖房に利用すること
ができず、したがって熱効率が悪く不経済であるという
問題があった。

【０００５】そこで、本発明は暖房サイクルにおいて
も、低温の熱源が利用できる吸収式熱源装置をを提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の吸収式熱源装置は、熱交換流体が供給され
る蒸発器と、蒸発兼吸収器と、吸収器と、再生器と、再
生兼凝縮器と、凝縮器と、この凝縮器内と上記再生兼凝
縮器内とを連通させる連通管と、上記再生器で蒸発され
た冷媒を上記再生兼凝縮器内の伝熱管内に移送する冷媒
移送管と、上記再生兼凝縮器内の伝熱管からの冷媒を上
記凝縮器に移送する冷媒移送管と、上記凝縮器からの冷
媒を上記蒸発器内および蒸発兼吸収器の伝熱管内に移送
する冷媒移送管と、上記再生器で分離された濃吸収液を
上記吸収器内および上記再生兼凝縮器内に移送する濃吸
収液移送管と、上記再生兼凝縮器からの濃吸収液を上記
吸収器および上記蒸発兼吸収器内に移送する濃吸収液移
送管と、上記吸収器で冷媒を吸収して希釈された稀吸収
液を上記再生器に移送する稀吸収液移送管と、上記蒸発
兼吸収器で冷媒を吸収して希釈された稀吸収液を上記再
生兼凝縮器に移送する稀吸収液移送管と、熱交換流体を
上記吸収器および上記凝縮器内の各伝熱管内に移送する
熱交換流体移送管とから構成し、かつ暖房サイクル作動
時には、上記再生器と吸収器との間で吸収液を循環させ
るようになすとともに、上記再生兼凝縮器と蒸発兼吸収
器との間で吸収液を循環させるようになし、また冷房サ
イクル作動時には、上記蒸発器で蒸発された冷媒を上記
吸収器に直接移送するとともに、再生器で分離された濃
吸収液を上記再生兼凝縮器を介して上記吸収器内に移送
させるようにしたものである。

【０００７】

【作用】上記構成において、暖房運転を行う際には、吸
収液が吸収器と再生器との間、および蒸発兼吸収器と再
生兼凝縮器との間で独立して循環させられる。

【０００８】すなわち、再生器で蒸発分離された冷媒は
再生兼凝縮器および凝縮器で凝縮された後、冷媒移送管
を介して蒸発器および蒸発兼吸収器に移送される。蒸発
器では例えば低温の河川水により、冷媒が蒸発され、こ
の蒸発された冷媒が蒸発兼吸収器内に移送され、ここで
吸収液に吸収されて発熱し、この発熱により伝熱管内を
通過する冷媒を蒸発させる。そして、この伝熱管から出
た冷媒が吸収器内に移送され、ここで本来の吸収作用が
行われ、その伝熱管内を通過する熱交換流体である温水
を加熱する。また、ここで加熱された温水は、凝縮器内
の伝熱管を通過する際に、凝縮熱を奪いさらに加熱され
る。

【０００９】このように、吸収が２段で行われるため、
蒸発器の熱源流体として低温の熱源、例えば河川水を利
用して暖房を行うことができる。また、冷房運転時に
は、蒸発兼吸収器を使用せずに、再生器、凝縮器、蒸発
器、低温再生器および吸収器だけを使用して吸収サイク
ルを行わせることにより、通常の冷房サイクルを行わせ
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づき説明
する。本実施例に係る吸収式熱源装置は、伝熱管１１を
有するとともにこの伝熱管１１内に熱交換流体が供給さ
れる蒸発器１と、内部に伝熱管１２が配置された蒸発兼
吸収器２、内部に伝熱管１３が配置された吸収器３と、
再生器４と、内部に伝熱管１５が配置された再生兼凝縮
器５と、内部に伝熱管１６が配置された凝縮器６と、こ
の凝縮器６内と再生兼凝縮器５内とを連通させる連通管
２１と、再生器４で蒸発された冷媒を再生兼凝縮器５内
の伝熱管１５内に移送する第１冷媒移送管２２と、再生
兼凝縮器５内の伝熱管１５からの冷媒を凝縮器６に移送
する第２冷媒移送管２３と、凝縮器６からの冷媒を蒸発
器１および蒸発兼吸収器２の伝熱管１２内に移送する第
３冷媒移送管２４と、途中に開閉弁４１が介装され、か
つ一端が上記第３冷媒移送管２４途中に接続されるとと
もに他端が蒸発兼吸収器２内の伝熱管１２に接続された
第４冷媒移送管２５と、途中に開閉弁４２が介装されて
上記蒸発器１内の冷媒を蒸発兼吸収器２に移送する第５
冷媒移送管２６と、上記蒸発兼吸収器２内の伝熱管１２
内の冷媒を吸収器３内に移送する第６冷媒移送管２７
と、途中に開閉弁４３が介装されて上記再生器４で分離
された濃吸収液を吸収器３内に移送する第１濃吸収液移
送管３１と、途中に開閉弁４４が介装され、かつ一端が
上記第１濃吸収液移送管３１に接続されるとともに他端
が上記再生兼凝縮器５に接続された第２濃吸収液移送管
３２と、途中に開閉弁４５が介装されて上記再生兼凝縮
器５で再生された濃吸収液を蒸発器３に移送する第３濃
吸収液移送管３３と、途中に開閉弁４６が介装され、か
つ一端が第３濃吸収液移送管３３途中に接続されるとと
もに他端が蒸発兼吸収器２に接続された第４濃吸収液移
送管３４と、途中に溶液ポンプ７１および開閉弁４７が
介装され、かつ吸収器３で冷媒を吸収して希釈された稀
吸収液を再生器４に移送する第１稀吸収液移送管３６
と、途中に溶液ポンプ７２および開閉弁４８，４９が介
装され、かつ蒸発兼吸収器２で冷媒を吸収して希釈され
た稀吸収液を再生兼凝縮器５に移送する第２稀吸収液移
送管３７と、それぞれ途中に開閉弁５１，５２が介装さ
れるとともに上記第１稀吸収液移送管３６および第２稀
吸収液移送管３７の途中同士を２箇所で互いに接続する
第１および第２吸収液バイパス管６１，６２と、途中に
開閉弁５３が介装されて第５冷媒移送管２６と第６冷媒
移送管２７とを接続して蒸発兼吸収器２をバイパスする
冷媒バイパス管６３と、蒸発器１の伝熱管１１内に熱交
換流体を移送する第１熱交換流体移送管３８と、熱交換
流体を吸収器３および凝縮器６の各伝熱管１３，１６内
に移送する第２熱交換流体移送管３９と、途中に冷媒ポ
ンプ７３が介装されて上記蒸発器１内の冷媒を循環移動
させる冷媒循環管２８と、上記第１濃吸収液移送管３１
と第１吸収液移送管３６との間、および第３濃吸収液移
送間３３と第２稀吸収液移送管３７との間で互いに熱交
換を行い、濃吸収液の持つ熱を稀吸収液に回収するため
の熱交換器７，８とから構成されている。

【００１１】次に、上記構成における作用について説明
する。 暖房運転時（暖房サイクル作動時） 暖房運転時には、開閉弁４４，４５，５１，５２，５３
が閉状態（図中、黒く塗り潰した箇所）にされるととも
に、残りの開閉弁が開状態にされて、吸収液が吸収器３
と再生器４との間、および蒸発兼吸収器２と再生兼凝縮
器５との間で独立して循環させられる。

【００１２】すなわち、再生器４で蒸発分離された冷媒
は再生兼凝縮器５および凝縮器６で２重に凝縮された
後、第３および第４冷媒移送管２４，２５を介して蒸発
器１および蒸発兼吸収器２に移送される。

【００１３】蒸発器１では熱交換流体である低温の熱
源、例えば低温の河川水により、冷媒が蒸発され、この
蒸発された冷媒が蒸発兼吸収器２内に移送され、ここで
吸収液に吸収されて発熱し、この発熱により伝熱管１２
内を通過する冷媒を蒸発させる。そして、この伝熱管１
２から出た冷媒が吸収器３内に移送され、ここで本来の
吸収作用が行われ、その伝熱管１３内を通過する熱交換
流体である温水を加熱する。また、ここで加熱された温
水は、凝縮器６内の伝熱管１６を通過する際に、凝縮熱
を奪いさらに加熱される。例えば、４０℃の温水は４７
℃に加熱される。なお、河川水は例えば１２℃から７℃
に冷却される。

【００１４】このように、吸収を２段に行うようにした
ので、低温の熱源、例えば河川水を利用して暖房を行う
ことができ、また再生を２重効用式にしたのと相まっ
て、駆動熱源熱量が１．０に対し、出力温水熱量が１．
５となる。

【００１５】一方、吸収器３で吸収液を吸収して希釈さ
れた稀吸収液は、第１稀吸収液移送管３６を介して再生
器４に移送されて加熱再生され、また蒸発兼吸収器２で
同様に生じた稀吸収液は第２稀吸収液移送管３７を介し
て再生兼凝縮器５に移送され、ここで再生器４からの冷
媒蒸気の持つ熱により加熱されて再生が行われる。

【００１６】勿論、再生兼凝縮器５で蒸発された冷媒
は、連通管２１を介して凝縮器６内に移送されてここで
凝縮される。 冷房運転時（冷房サイクル作動時） 冷房運転時には、上述した暖房運転時とは異なり、開閉
弁４４，４５，５１，５２，５３だけが開状態にされる
とともに、残りの開閉弁が閉状態にされ、そして吸収液
が吸収器３だけに移送される。

【００１７】すなわち、再生器４で蒸発された冷媒は再
生兼凝縮器５および凝縮器６を経て凝縮され、蒸発器１
に移送される。そして、ここで伝熱管１１内を通過する
熱交換流体である冷水を冷却する。一方、蒸発器１で蒸
発された冷媒は、冷媒バイパス管６３を介して吸収器３
に直接移送され、吸収液に吸収される。ここで生じた吸
収液は第１稀吸収液移送管３６、第１吸収液バイパス管
６１、第２稀吸収液移送管３７、第２吸収液バイパス管
６２および第１稀吸収液移送管３６を介して再生器４内
に移送される。再生器４内で蒸発された冷媒は、上述し
たように再生兼凝縮器５内に移送され、他方再生器４内
の濃吸収液は第１濃吸収液移送管３１および第２濃吸収
液移送管３２を介して再生兼凝縮器５内に移送され、そ
の後第３濃吸収液移管３３を介して吸収器３に移送され
る。

【００１８】なお、河川水などの冷却水は、第２熱交換
流体供給管３９を介して吸収器３および凝縮器６内を冷
却している。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、暖
房運転を行う際には、吸収器と蒸発器との間に蒸発兼吸
収器および再生兼凝縮器を装備し、吸収液を循環させる
ようにしているので、吸収を２段に行わせることがで
き、したがって蒸発器の熱源流体として低温の熱源、例
えば河川水を利用して暖房を行うことができるので、熱
効率を改善でき非常に経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例における吸収式熱源装
置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 蒸発器 ２ 蒸発兼吸収器 ３ 吸収器 ４ 再生器 ５ 再生兼凝縮器 ６ 凝縮器 １１〜１３ 伝熱管 １５，１６ 伝熱管 ２１ 連通管 ２２〜２７ 冷媒移送管 ３１〜３４ 濃吸収液移送管 ３６，３７ 吸収液移送管 ４１〜４９ 開閉弁 ５１〜５３ 開閉弁 ６１〜６３ バイパス管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 早苗 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号日立造船株式会社内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱交換流体が供給される蒸発器と、蒸発兼
   吸収器と、吸収器と、再生器と、再生兼凝縮器と、凝縮
   器と、この凝縮器内と上記再生兼凝縮器内とを連通させ
   る連通管と、上記再生器で蒸発された冷媒を上記再生兼
   凝縮器内の伝熱管内に移送する冷媒移送管と、上記再生
   兼凝縮器内の伝熱管からの冷媒を上記凝縮器に移送する
   冷媒移送管と、上記凝縮器からの冷媒を上記蒸発器内お
   よび蒸発兼吸収器の伝熱管内に移送する冷媒移送管と、
   上記再生器で分離された濃吸収液を上記吸収器内および
   上記再生兼凝縮器内に移送する濃吸収液移送管と、上記
   再生兼凝縮器からの濃吸収液を上記吸収器および上記蒸
   発兼吸収器内に移送する濃吸収液移送管と、上記吸収器
   で冷媒を吸収して希釈された稀吸収液を上記再生器に移
   送する稀吸収液移送管と、上記蒸発兼吸収器で冷媒を吸
   収して希釈された稀吸収液を上記再生兼凝縮器に移送す
   る稀吸収液移送管と、熱交換流体を上記吸収器および上
   記凝縮器内の各伝熱管内に移送する熱交換流体移送管と
   から構成し、かつ暖房サイクル作動時には、上記再生器
   と吸収器との間で吸収液を循環させるようになすととも
   に、上記再生兼凝縮器と蒸発兼吸収器との間で吸収液を
   循環させるようになし、また冷房サイクル作動時には、
   上記蒸発器で蒸発された冷媒を上記吸収器に直接移送す
   るとともに、再生器で分離された濃吸収液を上記再生兼
   凝縮器を介して上記吸収器内に移送させるようにしたこ
   とを特徴とする吸収式熱源装置。