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JP3488953B2 - 吸収式冷温水同時供給型ヒートポンプ - Google Patents

吸収式冷温水同時供給型ヒートポンプ

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Publication number
JP3488953B2
JP3488953B2 JP33657594A JP33657594A JP3488953B2 JP 3488953 B2 JP3488953 B2 JP 3488953B2 JP 33657594 A JP33657594 A JP 33657594A JP 33657594 A JP33657594 A JP 33657594A JP 3488953 B2 JP3488953 B2 JP 3488953B2
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JP
Japan
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condenser
absorber
heat
absorption
source fluid
Prior art date
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JP33657594A
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JPH08178455A (ja
Inventor
教之 西山
秀俊 有馬
敏宏 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd, Tokyo Gas Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

Landscapes

  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は吸収式ヒートポンプに係
わり、特に詳しくは空調や給湯などのために冷熱源流体
(例えば、冷水)と温熱源流体(例えば、温水)を同時
に供給することのできる吸収式冷温水同時供給型ヒート
ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】この種の装置としては、例えば図4に示
した構成の臭化リチウム水溶液を吸収液とする二重効用
吸収式ヒートポンプが周知である。図中1はガス・灯油
などの燃焼装置2を備え、稀液を加熱することによって
冷媒(この場合は水)蒸気を発生させて中間液に濃縮す
る高温再生器、3はこの再生器からの冷媒蒸気で中間液
を加熱して濃液にする低温再生器、4は前記両再生器1
・3からの冷媒蒸気を冷却して凝縮する凝縮器、5は冷
媒分配器6から冷媒液を散布・滴下などして蒸発させる
蒸発器、7はこの蒸発器からの冷媒蒸気を前記低温再生
器3からの濃液に吸収させて器内を低圧に維持する吸収
器、8および9は低温および高温熱交換器で、これらは
中間液管10、濃液管11、吸収液ポンプ12を有する
稀液管13、冷媒導管14、冷媒液管15により接続さ
れて、冷媒と吸収液の循環サイクルを形成している。
【0003】そして、蒸発器6の内部を経由して配管し
た冷水管16を介して冷房用の冷水と、吸収器7・凝縮
器4の内部を経由して配管した冷却水管17を介して暖
房用や給湯用の温水が同時に供給できるようになってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の臭
化リチウム水溶液を吸収液とした従来の吸収式ヒートポ
ンプにおいては、空調用冷水(7℃程度)の製造と同時
に暖房用あるいは給湯用の温水(45℃程度)を製造す
る場合は、吸収液の結晶化の問題があるため濃度を極端
に高めることが困難であり、このため機器の伝熱面積を
大きく選定する必要があって、コスト高になると云った
問題点があり、この点の解決が課題となっていた。
【0005】
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した従来技
術の課題を解決するためになされたもので、吸収器・蒸
発器・凝縮器・再生器・熱交換器・吸収液ポンプなどを
配管接続して冷媒と吸収液の循環サイクルを形成し、晶
出限界温度を高める中性塩を複数種含有する水−臭化リ
チウム溶液を吸収液とすると共に、蒸発器からの冷熱源
流体の供給と吸収器・凝縮器からの温熱源流体の供給を
同時に可能とし、さらに温熱源流体が凝縮器・吸収器の
順に熱交換して循環するように設けた第1の構成の吸収
式冷温水同時供給型ヒートポンプと、
【0007】 吸収器・蒸発器・凝縮器・再生器・熱交
換器・吸収液ポンプなどを配管接続して冷媒と吸収液の
循環サイクルを形成し、晶出限界温度を高める中性塩を
複数種含有する水−臭化リチウム溶液を吸収液とすると
共に、蒸発器からの冷熱源流体の供給と吸収器・凝縮器
からの温熱源流体の供給を同時に可能とし、さらに温熱
源流体の略半分が吸収器で熱交換して凝縮器をバイパス
し、残余の略半分が凝縮器で熱交換して吸収器をバイパ
スし循環するように設けた第2の構成の吸収式冷温水同
時供給型ヒートポンプと、を提供することにより、前記
従来技術の課題を解決するものである。
【0008】
【0009】
【作用】第1の構成の吸収式冷温水同時供給型ヒートポ
ンプにおいては、複数の中性塩が添加されて晶出限界温
度が臭化リチウム水溶液のときより上昇可能であるの
で、大気圧力下で吸収液を高濃度に保って行う運転が可
能であり、したがって伝熱面積を減らして装置の小型化
を図ることができる。また、凝縮器内の温度と圧力は、
温熱源流体が吸収器・凝縮器の順に熱交換する従来の吸
収式ヒートポンプほど上昇しないので、再生圧力の低下
と吸収液の高濃度化が図れる。すなわち、大気圧力下の
運転で吸収液濃度を充分に上昇させることが可能であ
り、且つ、複数の中性塩添加により晶出限界温度を臭化
リチウム水溶液のときより上昇させる高濃度運転も可能
であるので、小型化された装置の更なる小型化が図れ
る。
【0010】 また、第2の構成の吸収式冷温水同時供
給型ヒートポンプでも、一般に吸収器で冷媒が吸収液に
吸収される時に生じる発熱量より、凝縮器で冷媒蒸気を
凝縮する為に必要とされる熱量の方が少ないので、凝縮
器内の温度と圧力が温熱源流体の全量を吸収器・凝縮器
の順に熱交換して流れる従来の吸収式ヒートポンプほど
上昇せず、したがってこの場合も再生圧力の低下と吸収
液の高濃度化が図れることから、前記第1の構成の吸収
式冷温水同時供給型ヒートポンプと同様の作用効果によ
り装置の小型化が図れる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図1〜図3に基づいてさらに
詳しく説明する。これらの図において前記図4の符号と
同一符号で示した部分は、図4によって説明したものと
同様の機能を持つ部分であり、本発明の理解を妨げない
範囲で説明は省略した。
【0012】 (実施例1) 図1に基づいて本発明の第1の実施例を説明すると、こ
の吸収式冷温水同時供給型ヒートポンプは各機器の配置
・連結などでは前記図4に示した従来の二重効用吸収式
ヒートポンプと殆ど同じ構成であるが、冷却水管17を
流れて図示しない暖房負荷や給湯負荷(以下、暖房負荷
などと云う)に対する仕事で放熱し、例えば40℃に温
度が低下して還流してきた暖房用の温熱源流体、例えば
温水が凝縮器4・吸収器7の順に流入して器内を冷却
し、温水自身の温度を高めて流出するように配管接続す
ると共に、吸収液に従来の単純な臭化リチウム水溶液を
使用するのではなく、晶出限界温度を高めることのでき
る中性塩、例えば沃化リチウム、塩化リチウム、硝酸リ
チウムを臭化リチウム100に対してそれぞれ75、4
1、25の比率(モル比)で添加した水溶液を使用する
構成としたものである。
【0013】このため、図2に実線にて示した上記第1
の実施例の二重効用吸収式冷温水同時供給型ヒートポン
プにおける晶出限界ラインaは、例えば12℃に温度上
昇して蒸発器5に還流してきた冷房用の冷熱源流体、例
えば冷水を7℃に冷却して冷水管16から図示しない冷
房負荷に供給する一方、40℃に温度低下して凝縮器4
・吸収器7に還流した温水を45℃に加熱して冷却水管
17から図示しない暖房負荷などに供給する時の運転で
比較すると、図2に破線で示した吸収液に臭化リチウム
水溶液を使用した従来の二重効用吸収式ヒートポンプの
晶出限界ラインbよりも、図2に示したように10℃程
度緩和されており、濃溶液濃度と晶出限界ラインa(晶
出限界濃度)との差が拡大し、本発明の方が従来技術よ
り結晶化し難くなっていることが分かる。
【0014】また、図2に示したサイクル線図からは、
符号Aで実線にて示した本発明の二重効用吸収式冷温水
同時供給型ヒートポンプの方が、符号Bで破線にて示し
た従来の二重効用吸収式ヒートポンプよりも、再生圧力
の低下と高濃度化が図られていることが分かる。したが
って、本発明の吸収式冷温水同時供給型ヒートポンプに
おいては、伝熱面積を減少したり、大気圧力下で吸収液
濃度を充分に上昇させることができることから、従来の
吸収式ヒートポンプよりも装置の小型化が図れる。
【0015】(実施例2)図3に基づいて本発明の第2
の実施例を説明すると、この第2の実施例の吸収式冷温
水同時供給型ヒートポンプは、前記第1の実施例と同一
の溶液を吸収液に用い、冷却水管17を流れて図示しな
い暖房負荷などに対する仕事で放熱し、例えば40℃に
温度低下して還流してきた暖房用の温熱源流体、例えば
温水の略半分が吸収器7に流れて凝縮器4をバイパス
し、残余の略半分が吸収器7をバイパスして凝縮器4に
流れるように構成した二重効用吸収冷温水同時供給型ヒ
ートポンプである。
【0016】通常、凝縮器4で冷媒蒸気を凝縮する為に
消費される冷熱は、吸収器7で冷媒が吸収液に吸収され
る時に生じる熱量に比較すると半分以下であるので、上
記のように40℃に温度低下して還流してきた温水の略
半分を凝縮器4に流すことにより、温水の全量を吸収器
7・凝縮器4の順に流入させていた従来の二重効用吸収
式ヒートポンプの場合より、凝縮器4内の温度と圧力が
低下する。
【0017】このため、この第2の実施例の吸収式冷温
水同時供給型ヒートポンプにおいても、再生圧力の低下
と高濃度化が前記第1の実施例の吸収式冷温水同時供給
型ヒートポンプと同様に図れることから、伝熱面積を減
少したり、大気圧力下で吸収液濃度を充分に上昇させる
ことが可能である。したがって、この場合も従来の吸収
式ヒートポンプより装置を小型化することができる。
【0018】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱
しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【0019】例えば、蒸発器5で冷却して冷房負荷に供
給する冷熱源流体としては、水以外にも低沸点熱媒(フ
ロン)などが使用できるし、凝縮器4・吸収器7で加熱
して暖房負荷などに供給する温熱源流体としても、水以
外に低沸点熱媒(フロン)などが使用できる。
【0020】また、蒸発器5で冷却して冷房負荷に供給
する冷熱源流体の温度が所定温度(例えば、7℃)にな
るように燃焼装置2の火力を調節するための制御手段、
前記冷熱源流体の温度とは独立して、凝縮器4・吸収器
7で加熱して暖房負荷などに供給する温熱源流体の温度
を所定温度(例えば、45℃)に調節するための配管や
制御手段などは、従来周知の技術がそのまま利用され
る。
【0021】
【0022】
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、吸収器・蒸発器・
凝縮器・再生器・熱交換器・吸収液ポンプなどを配管接
続して冷媒と吸収液の循環サイクルを形成し、晶出限界
温度を高める中性塩を複数種含有する水−臭化リチウム
溶液を吸収液とすると共に、蒸発器からの冷熱源流体の
供給と吸収器・凝縮器からの温熱源流体の供給を同時に
可能とし、さらに温熱源流体が凝縮器・吸収器の順に熱
交換して循環するように設けた第1の構成の吸収式冷温
水同時供給型ヒートポンプにおいては、複数の中性塩が
添加されて晶出限界温度が臭化リチウム水溶液のときよ
り上昇可能であるので、大気圧力下で吸収液を高濃度に
保って行う運転が可能であり、したがって伝熱面積を減
らして装置の小型化を図ることができる。
【0024】 また、吸収器・蒸発器・凝縮器・再生器
・熱交換器・吸収液ポンプなどを配管接続して冷媒と吸
収液の循環サイクルを形成し、晶出限界温度を高める中
性塩を複数種含有する水−臭化リチウム溶液を吸収液と
すると共に、蒸発器からの冷熱源流体の供給と吸収器・
凝縮器からの温熱源流体の供給を同時に可能とし、さら
に温熱源流体の略半分が吸収器で熱交換して凝縮器をバ
イパスし、残余の略半分が凝縮器で熱交換して吸収器を
バイパスし循環するように設けた第2の構成の吸収式冷
温水同時供給型ヒートポンプにおいても、一般に吸収器
で冷媒が吸収液に吸収される時に生じる発熱量より、凝
縮器で冷媒蒸気を凝縮する為に必要とされる熱量の方が
少ないので、凝縮器内の温度と圧力が温熱源流体の全量
を吸収器・凝縮器の順に熱交換して流れる従来の吸収式
ヒートポンプほど上昇せず、したがって再生圧力の低下
と高濃度化が図れることから、この場合も前記第1の構
成の吸収式冷温水同時供給型ヒートポンプと同様の理由
で装置の小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の説明図である。
【図2】晶出限界ラインなどの説明図である。
【図3】実施例2の説明図である。
【図4】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
1 高温再生器 2 燃焼装置 3 低温再生器 4 凝縮器 5 蒸発器 7 吸収器 8 低温熱交換器 9 高温熱交換器 10 中間液管 11 濃液管 12 吸収液ポンプ 13 稀液管 14 冷媒導管 15 冷媒液管 16 冷水管 17 冷却水管 18 冷媒ポンプ a (本発明の)晶出限界ライン b (従来技術の)晶出限界ライン A (本発明の)サイクル線図 B (従来技術の)サイクル線図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 敏宏 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−85280(JP,A) 特開 平1−198678(JP,A) 実開 平2−134462(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 15/00 303 F25B 15/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸収器・蒸発器・凝縮器・再生器・熱交換
    器・吸収液ポンプなどを配管接続して冷媒と吸収液の循
    環サイクルを形成し、晶出限界温度を高める中性塩を複
    数種含有する水−臭化リチウム溶液を吸収液とすると共
    に、蒸発器からの冷熱源流体の供給と吸収器・凝縮器か
    らの温熱源流体の供給を同時に可能とし、さらに温熱源
    流体が凝縮器・吸収器の順に熱交換して循環することを
    特徴とする吸収式冷温水同時供給型ヒートポンプ。
  2. 【請求項2】吸収器・蒸発器・凝縮器・再生器・熱交換
    器・吸収液ポンプなどを配管接続して冷媒と吸収液の循
    環サイクルを形成し、晶出限界温度を高める中性塩を複
    数種含有する水−臭化リチウム溶液を吸収液とすると共
    に、蒸発器からの冷熱源流体の供給と吸収器・凝縮器か
    らの温熱源流体の供給を同時に可能とし、さらに温熱源
    流体の略半分が吸収器で熱交換して凝縮器をバイパス
    し、残余の略半分が凝縮器で熱交換して吸収器をバイパ
    スし循環することを特徴とする吸収式冷温水同時供給型
    ヒートポンプ。
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