(57)【要約】【課題】蒸発器に溶液が溜まってしまうことを防止することのできるヒートポンプシステムを提供する。【解決手段】冷媒が循環する圧縮サイクルと溶液が循環する吸収サイクルとを備え、圧縮サイクルの蒸発器１４で蒸発した冷媒を吸収器２０で溶液に吸収させて吸収サイクル内を循環させ、吸収サイクルで再生器で排熱と熱交換した後、溶液から分離した冷媒を圧縮サイクルに供給するヒートポンプシステムであって、蒸発器１４の冷媒の入口側に第３気液分離タンク６２を備え、第３気液分離タンク６２と蒸発器１４の冷媒の出口側との間には、冷媒と分離された溶液を蒸発器１４の冷媒の出口側に送る溶液戻り用配管６３が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が循環する圧縮サイクルと溶液が循環する吸収サイクルとを備え、前記圧縮サイクルの蒸発器で蒸発した冷媒を吸収器で溶液に吸収させて前記吸収サイクル内を循環させ、前記吸収サイクルで再生器で排熱と熱交換した後、前記溶液から分離した冷媒を前記圧縮サイクルに供給するヒートポンプシステムであって、
前記蒸発器の前記冷媒の入口側に気液分離手段を設けたことを特徴とするヒートポンプシステム。
【請求項２】
前記気液分離手段は、気液分離タンクにより構成され、
前記気液分離タンクと前記蒸発器の前記冷媒の出口側との間には、前記冷媒と分離された溶液を前記蒸発器の前記冷媒の出口側に送る溶液戻り用配管が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項３】
前記気液分離手段は、前記蒸発器の前記冷媒の入口側に設けられ２重管で構成された入口側ヘッダと、前記蒸発器の前記冷媒の出口側に設けられた出口側ヘッダとから構成され、
前記入口側ヘッダと前記出口側ヘッダとの間には、前記入口側ヘッダにより前記冷媒と分離された溶液を前記出口側ヘッダに送る溶液戻り用配管が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項４】
前記気液分離手段における溶液の液面を検出する液面センサを設け、前記溶液戻り用配管の中途部に電子膨張弁を設け、
前記液面センサによる検出値に基づいて、前記気液分離手段における溶液の量を判断し、前記電子膨張弁の開閉制御を行う制御装置を備えていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のヒートポンプシステム。
【請求項５】
前記蒸発器の入口側の前記冷媒と、出口側の前記冷媒との熱交換を行う溶液熱交換器を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプシステムに係り、特に、圧縮サイクルと吸収サイクルとを備えた圧縮吸収ヒートポンプシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原動機の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機の動力源として利用する圧縮サイクルと、原動機の排熱を、溶液を加熱する再生器の熱源として利用する吸収サイクルとを併用する圧縮吸収ヒートポンプシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この圧縮吸収ヒートポンプシステムでは、圧縮サイクルの利用側熱交換器を経た冷媒を、吸収サイクルの吸収器において溶液に吸収させて循環させ、再生器による再生後に冷媒を分離し、この冷媒を、圧縮サイクルの圧縮機の吸入側に供給し、利用側熱交換器を介して熱負荷に冷熱または温熱を供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０９６４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の圧縮吸収ヒートポンプシステムにおいては、圧縮サイクルと吸収サイクルとを併用して運転している場合に、圧縮サイクルを循環する溶液の量と、吸収サイクルを循環する溶液の量とに偏りが生じるおそれがある。
圧縮サイクルの圧縮機に所定量以上の溶液が溜まった場合、冷媒とともに溶液も一緒に圧縮機から吐出され、圧縮サイクルの空調性能を低下させてしまうという問題がある。また、吸収サイクルの溶液の量が不足してしまうため、吸収サイクルの性能低下を招いてしまうという問題がある。
一方、圧縮サイクルの圧縮機の溶液が所定量以下となった場合、溶液が圧縮機の潤滑剤としての機能を有するため、磨耗により圧縮機を故障させてしまうおそれがあるという問題がある。
特に、冷房を行っている室内ユニットでは、室内ユニットが低圧低温になっていることから、吸収液が高粘度の場合、吸収液が室外ユニットに戻りにくく、吸収液が室内ユニットの蒸発器に溜まってしまい、冷却性能の低下や室外ユニット内の吸収液量の不足によりサイクルが成り立たなくなるおそれがあるという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記した事情に鑑みてなされたものであり、蒸発器に溶液が溜まってしまうことを防止することのできるヒートポンプシステムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明は、冷媒が循環する圧縮サイクルと溶液が循環する吸収サイクルとを備え、前記圧縮サイクルの蒸発器で蒸発した冷媒を吸収器で溶液に吸収させて前記吸収サイクル内を循環させ、前記吸収サイクルで再生器で排熱と熱交換した後、前記溶液から分離した冷媒を前記圧縮サイクルに供給するヒートポンプシステムであって、前記蒸発器の前記冷媒の入口側に気液分離手段を設けたことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、気液分離手段により、冷媒と溶液とを分離することができ、冷媒のみを蒸発器に送ることができる。これにより、溶液が高粘度の場合であっても、溶液が蒸発器に溜まってしまうことを防止することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、気液分離手段により、冷媒と溶液とを分離することができるので、溶液が高粘度の場合であっても、溶液が蒸発器に溜まってしまうことを防止することができ、冷却性能の低下や室外ユニット内の溶液量の不足を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係るヒートポンプシステムを示す構成図。
【図２】第１実施形態の制御構成を示すブロック図。
【図３】第２実施形態のヒートポンプシステムを示す構成図。
【図４】第２実施形態の蒸発器を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明は、冷媒が循環する圧縮サイクルと溶液が循環する吸収サイクルとを備え、前記圧縮サイクルの蒸発器で蒸発した冷媒を吸収器で溶液に吸収させて前記吸収サイクル内を循環させ、前記吸収サイクルで再生器で排熱と熱交換した後、前記溶液から分離した冷媒を前記圧縮サイクルに供給するヒートポンプシステムであって、前記蒸発器の前記冷媒の入口側に気液分離手段を設けた。
これにより、気液分離手段により、冷媒と溶液とを分離することができ、冷媒のみを蒸発器に送ることができる。これにより、溶液が高粘度の場合であっても、溶液が蒸発器に溜まってしまうことを防止することができ、冷却性能の低下や室外ユニット内の溶液量の不足を解消することができる。
【００１１】
第２の発明は、前記気液分離手段は、前記気液分離タンクにより構成され、前記気液分離タンクと前記蒸発器の前記冷媒の出口側との間には、前記冷媒と分離された溶液を前記蒸発器の前記冷媒の出口側に送る溶液戻り用配管が設けられている。
これにより、気液分離タンクにより、冷媒と溶液とを分離し、溶液戻り用配管により分離した溶液を蒸発器の冷媒の出口側に送ることができるので、溶液が高粘度の場合であっても、溶液が蒸発器に溜まってしまうことを防止することができる。その結果、冷却性能の低下や室外ユニット内の溶液量の不足を解消することができる。
【００１２】
第３の発明は、前記気液分離手段は、前記蒸発器の前記冷媒の入口側に設けられ２重管で構成された入口側ヘッダと、前記蒸発器の前記冷媒の出口側に設けられた出口側ヘッダとから構成され、前記入口側ヘッダと前記出口側ヘッダとの間には、前記入口側ヘッダにより前記冷媒と分離された溶液を前記出口側ヘッダに送る溶液戻り用配管が設けられている。
これにより、入口側ヘッダにより、冷媒と溶液とを分離し、溶液戻り用配管により分離した溶液を出口側ヘッダに送ることができるので、溶液が高粘度の場合であっても、溶液が蒸発器に溜まってしまうことを防止することができる。その結果、冷却性能の低下や室外ユニット内の溶液量の不足を解消することができる。
【００１３】
第４の発明は、前記気液分離手段における溶液の液面を検出する液面センサを設け、前記溶液戻り用配管の中途部に電子膨張弁を設け、前記液面センサによる検出値に基づいて、前記気液分離手段における溶液の量を判断し、前記電子膨張弁の開閉制御を行う制御装置を備えている。
これにより、気液分離手段における溶液の量に応じて、溶液を圧縮機あるいは吸収器に送ることができる。
【００１４】
第５の発明は、前記蒸発器の入口側の前記冷媒と、出口側の前記冷媒との熱交換を行う溶液熱交換器を設けた。
これにより、排熱を利用することで、溶液の温度を高めることができ、溶液の粘度を低くした状態で圧縮機あるいは吸収器に戻すことができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るヒートポンプシステムを示す構成図である。
図１に示すように、ヒートポンプシステム１は、冷媒ガスを低温低圧の溶液に吸収させて熱交換した後、溶液と冷媒ガスとを分離する吸収サイクルと、圧縮して高温高圧となった冷媒を凝縮する時の放熱を利用する圧縮サイクルとを備えている。
なお、本実施の形態に係るヒートポンプシステム１では、冷媒として二酸化炭素を利用することが想定されている。
【００１６】
まず、圧縮サイクルについて説明する。
図１に示すように、圧縮サイクルは、圧縮機１０と、冷媒用気液分離器１１と、ガスクーラ１２と、室内膨張弁１３と、蒸発器１４とを、冷媒配管１５により接続して構成されている。図１中破線矢印は、冷媒の流れを示している。
また、圧縮機１０の吐出側には、冷媒用気液分離器１１が配置されており、冷媒用気液分離器１１において分離された冷媒ガス（すなわち気体の二酸化炭素）は、適切な圧力レベル、例えば臨界圧力以上の任意の圧力値まで昇圧されてガスクーラ１２に送られる。
【００１７】
ガスクーラ１２は、ガスクーラファン１６を備えており、ガスクーラ１２は、ガスクーラファン１６を駆動することで、外気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を冷却してエンタルピーを下げるように構成されている。
また、ガスクーラ１２には、スプリット熱交換器１７が接続されており、スプリット熱交換器１７は、ガスクーラ１２から送られた冷媒と、ガスクーラ１２から送出された後分岐し、第７電子膨張弁４６で減圧された冷媒と熱交換を行う。
【００１８】
スプリット熱交換器１７は、室内ユニット６０に収容された溶液熱交換器６１に接続されている。室内ユニット６０には、室内膨張弁１３、第３気液分離タンク６２、蒸発器１４が収容されている。
溶液熱交換器６１から送られる冷媒は、室内膨張弁１３に送るように構成されている。溶液熱交換器６１は、スプリット熱交換器１７から送られる冷媒と、蒸発器１４から送られる冷媒との間で熱交換を行うものである。
第３気液分離タンク６２は、蒸発器１４に送られる冷媒と、この冷媒に含まれる溶液とを分離するためのものである。
【００１９】
溶液熱交換器６１から送られた冷媒は、室内膨張弁１３により冷媒を減圧して膨張されて蒸発器１４に送られ、蒸発器１４において、室内空気と熱交換して蒸発される。これにより、室内空気が冷却され室内の冷房が行われる。
蒸発器１４は、冷媒配管１５を介して溶液熱交換器６１に接続され、溶液熱交換器６１から送られる冷媒は、弁としての第１電子膨張弁４０を介して圧縮機１０の吸入側に送られるように構成されている。
【００２０】
また、第３気液分離タンク６２には、溶液を取出して蒸発器１４の出口側に送る溶液戻り用配管６３が接続されており、溶液戻り用配管６３の中途部には、電子膨張弁としての第８電子膨張弁４７および逆止弁４８が設けられている。これにより、第８電子膨張弁４７の開度を調整することにより、第３気液分離タンク６２により冷媒と分離された溶液は、蒸発器１４の出口側に送られ、冷媒とともに圧縮機１０あるいは後述する吸収器２０に送るように構成されている。
【００２１】
次に、吸収サイクルについて説明する。
吸収サイクルは、吸収器２０と、溶液タンク２１と、溶液ポンプ２２と、溶液熱交換器２３と、再生器２４と、溶液用気液分離器２５と、動力回収ポンプ２６とを、溶液配管２７により接続して構成されている。
【００２２】
吸収器２０には、蒸発器１４が弁としての第２電子膨張弁４１を介して接続されており、吸収器２０は、蒸発器１４から供給される二酸化炭素の冷媒ガスを溶液に吸収させるものである。
吸収器２０には、吸収過程での吸収熱を除去するための吸収器ファン２８が配置されている。
吸収器２０には、溶液タンク２１を介して溶液ポンプ２２が接続されており、溶液ポンプ２２を駆動することで、溶液は、溶液熱交換器２３を介して再生器２４に送られる。
【００２３】
再生器２４には、例えば、温水や温風などの排熱が循環する排熱配管３０が接続されており、再生器２４に送られた溶液は、排熱配管３０を循環する排熱により加熱されて濃縮され、溶液用気液分離器２５に送られる。溶液用気液分離器２５は、再生器２４から送られる溶液を貯留し、溶液用気液分離器２５の内部において、溶液から冷媒ガスを分離するものである。
【００２４】
溶液用気液分離器２５の上部には、冷媒戻り用配管３１が接続されており、この冷媒戻り用配管３１は、弁としての第３電子膨張弁４２を介して放熱器３２に接続されている。
放熱器３２は、放熱器ファン３３を備えており、放熱器３２は、放熱器ファン３３を駆動することで、外気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を冷却して低温となった冷媒は、圧縮機１０に戻される。
【００２５】
また、溶液用気液分離器２５の下部は、溶液配管２７を介して溶液熱交換器２３に接続されている。
溶液熱交換器２３は、吸収器２０から送られる溶液と溶液用気液分離器２５から送られる溶液との間で熱交換を行うものであり、再生器２４における加熱により溶液に与えられた熱量の回収を行うものである。これにより、吸収サイクルの効率を向上させることができる。
溶液熱交換器２３で熱交換された後の溶液は、動力回収ポンプ２６を介して吸収器２０に送られる。
【００２６】
溶液タンク２１の上部には、第２冷媒戻り用配管３４が接続されており、第２冷媒戻り用配管３４は、途中、第４電子膨張弁４３を介して圧縮機１０の吸入側に接続されている。
また、溶液用気液分離器２５の下部には、溶液戻り用配管３５が接続されており、溶液戻り用配管３５は、途中、第５電子膨張弁４４を介して圧縮機１０の吸入側に接続されている。
冷媒用気液分離器１１の下部には、第２溶液戻り用配管３６が接続されており、第２溶液戻り用配管３６は、途中、弁としての第６電子膨張弁４５を介して溶液用気液分離器２５と溶液熱交換器２３との間の溶液配管２７に接続されている。
【００２７】
前記第１電子膨張弁４０、第２電子膨張弁４１、第３電子膨張弁４２、第４電子膨張弁４３、第５電子膨張弁４４および第６電子膨張弁４５は、全閉である０パルスから全開である４８０パルスの間で、開度を制御することができる弁である。なお、第４電子膨張弁４３は、本実施形態においては、開度を制御することができる弁を用いているが、例えば、開度を制御しない逆止弁で構成するようにしてもよい。
【００２８】
また、圧縮機１０、冷媒用気液分離器１１、溶液用気液分離器２５および第３気液分離タンク６２には、それぞれ内部の液面位置を検出する液面センサ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが取り付けられている。
また、再生器２４の出口側の溶液配管２７には、溶液の出口側の温度を検出する温度センサ５１が設けられている。
圧縮機１０の吸入側には、冷媒の圧力を検出する冷媒中圧圧力センサ５２が設けられており、溶液タンク２１の出口側には、溶液の圧力を検出する溶液低圧圧力センサ５３が設けられている。
さらに、再生器２４の出口側の溶液配管２７には、溶液の圧力を検出する溶液中圧圧力センサ５４が設けられており、冷媒用気液分離器１１の出口側の冷媒配管１５には、冷媒の圧力を検出する冷媒高圧圧力センサ５５が設けられている。
【００２９】
次に、本実施形態の制御構成について説明する。
図２は、本実施形態の制御構成を示すブロック図である。
図２に示すように、本実施形態のヒートポンプシステムは、制御装置５５を備えている。
制御装置５５は、ヒートポンプシステムの各部を中枢的に制御するものであり、演算実行部としてのＣＰＵ、このＣＰＵによって実行可能な基本制御プログラムや所定のデータ等を記憶するＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ、その他の周辺回路などを備えている。
【００３０】
制御装置５５には、温度センサ５１、冷媒中圧圧力センサ５２、溶液低圧圧力センサ５３、、溶液中圧圧力センサ５４、冷媒高圧圧力センサ５５、各液面センサ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの検出値がそれぞれ入力させるように構成されている。
制御装置５５は、温度センサ５１、冷媒中圧圧力センサ５２、溶液低圧圧力センサ５３、溶液中圧圧力センサ５４、冷媒高圧圧力センサ５５および各液面センサ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄによる検出値に基づいて、圧縮機１０、ガスクーラファン１６、吸収器ファン２８、放熱器ファン３３、室内膨張弁１３、各電子膨張弁４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７を制御するように構成されている。
【００３１】
本実施形態においては、制御装置５５は、第３気液分離タンク６２の液面センサからの検出信号に基づいて、液面センサ５０ｄの検出結果が所定高さ以上になった場合には、第８電子膨張弁４７を開くように制御する。
第８電子膨張弁４７を開くことにより、第３気液分離タンク６２に溜まった溶液が溶液戻り用配管６３を介して蒸発器１４の出口側に送られ、蒸発器１４の出口側に送られた溶液は、必要に応じて、圧縮機１０の吸込側または吸収器２０に送られる。
【００３２】
次に、本実施形態による動作について説明する。
まず、ヒートポンプシステムを起動すると、制御装置５５は、第１電子膨張弁４０および第４電子膨張弁４３を「開」、第２電子膨張弁４１、第３電子膨張弁４２、第５電子膨張弁４４および第６電子膨張弁４５を「閉」に制御して、圧縮サイクルと吸収サイクルとを分離させる。
この状態で、制御装置５５は、圧縮機１０を起動させるとともに、溶液ポンプ２２および動力回収ポンプ２６を起動させるように制御する（ＳＴ３）。
【００３３】
このように制御することで、圧縮機１０から吐出された冷媒は、冷媒配管１５を介して、冷媒用気液分離器１１、ガスクーラ１２、室内膨張弁１３、蒸発器１４を循環する圧縮サイクルが形成される。一方、溶液ポンプ２２により送られる溶液は、溶液配管２７を介して、吸収器２０、溶液タンク２１、溶液ポンプ２２、溶液熱交換器２３、再生器２４、溶液用気液分離器２５、溶液熱交換器２３、動力回収ポンプ２６を順次循環する吸収サイクルが形成される。
このように起動時には、圧縮サイクルと吸収サイクルとがそれぞれ独立して駆動される。
【００３４】
次に、制御装置５５は、温度センサ５１による再生器２４の出口側の溶液温度を検出し、検出温度が所定温度に達した場合には、第１電子膨張弁４０および第４電子膨張弁４３を「閉」、第２電子膨張弁４１および第３電子膨張弁４２を「開」に動作させ、圧縮サイクルと吸収サイクルとを併用し、圧縮吸収ハイブリッドサイクルでの運転制御を行う。
このように制御することで、圧縮機１０から吐出された冷媒は、冷媒配管１５を介して、冷媒用気液分離器１１、ガスクーラ１２、室内膨張弁１３、蒸発器１４を循環した後、第２電子膨張弁４１を介して吸収器２０に流入される。
【００３５】
吸収器２０に流入した冷媒は、吸収器２０において、溶液に吸収され溶液タンク２１に送られる。溶液は、溶液熱交換器２３を介して再生器２４に送られ、排熱と熱交換して加熱されて濃縮される。再生器２４において、濃縮された溶液は、溶液用気液分離器２５に送られ、溶液と冷媒とが分離される。
分離された冷媒は、第３電子膨張弁４２を通って放熱器３２に送られ、放熱器３２において熱交換した後、圧縮機１０に吸入される。
一方、溶液用気液分離器２５の冷媒が分離された後の溶液は、溶液熱交換器２３を介して吸収器２０から送られる溶液と熱交換した後、動力回収ポンプ２６を介して吸収器２０に送られる。
このようにヒートポンプシステムを圧縮吸収ハイブリッドサイクルで動作させることで、溶液を利用して冷媒を循環させることで、効率のよい冷房運転を行うことができる。
【００３６】
そして、制御装置５５は、第３気液分離タンク６２の液面センサ５０ｄによる検出値に基づいて、溶液の液面が所定高さより低いと判断した場合には、制御装置５５は、第８電子膨張弁４７を閉に制御する。
また、制御装置５５により、第３気液分離タンク６２の液面センサ５０ｄによる検出値に基づいて、液面が所定高さ以上であると判断した場合には、制御装置５５は、第８電子膨張弁４７を「開」に制御する。これにより、第３気液分離タンク６２に溜まった溶液は、溶液戻り用配管６３を介して圧縮機１０の吸入側または吸収器２０に送られる。
このように制御することで、溶液が高粘度の場合であっても、溶液が蒸発器１４に溜まってしまうことを防止することができる。
また、蒸発器１４の出口側に送られた溶液は、溶液熱交換器６１に送られ、スプリット熱交換器１７から送られる冷媒（溶液を含む）と熱交換を行う。これにより、ガスクーラ１２の出口側の排熱を利用することができ、溶液の温度を高めることができ、溶液の粘度を低くした状態で、溶液を圧縮機１０の吸込側あるいは吸収器２０に送ることができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態においては、冷媒が循環する圧縮サイクルと溶液が循環する吸収サイクルとを備え、圧縮サイクルの蒸発器１４で蒸発した冷媒を吸収器２０で溶液に吸収させて吸収サイクル内を循環させ、吸収サイクルで再生器で排熱と熱交換した後、溶液から分離した冷媒を圧縮サイクルに供給するヒートポンプシステムであって、蒸発器１４の冷媒の入口側に第３気液分離タンク６２（気液分離手段）を備え、第３気液分離タンク６２と蒸発器１４の冷媒の出口側との間には、冷媒と分離された溶液を蒸発器１４の冷媒の出口側に送る溶液戻り用配管６３が設けられている。
これによれば、第３気液分離タンク６２により、冷媒と溶液とを分離し、溶液戻り用配管６３により分離した溶液を蒸発器１４の冷媒の出口側に送ることができるので、溶液が高粘度の場合であっても、溶液が蒸発器１４に溜まってしまうことを防止することができる。その結果、冷却性能の低下や室外ユニット内の溶液量の不足を解消することができる。
【００３８】
また、本実施形態においては、第３気液分離タンク６２（気液分離手段）における溶液の液面を検出する液面センサ５０ｄを設け、溶液戻り用配管６３の中途部に第８電子膨張弁４７を設け、液面センサ５０ｄによる検出値に基づいて、第３気液分離タンク６２における溶液の量を判断し、第８電子膨張弁４７の開閉制御を行う制御装置５５を備えている。
これにより、第３気液分離タンク６２における溶液の量に応じて、溶液を圧縮機１０あるいは吸収器２０に送ることができる。
【００３９】
また、本実施形態においては、蒸発器１４の入口側の冷媒と、出口側の冷媒との熱交換を行う溶液熱交換器６１を設けた。
これにより、排熱を利用することで、溶液の温度を高めることができ、溶液の粘度を低くした状態で圧縮機１０あるいは吸収器２０に戻すことができる。
【００４０】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図３は  第２実施形態のヒートポンプシステムを示す構成図である。図４は、第２実施形態の蒸発器１４を示す構成図である。
本実施形態においては、第１実施形態の蒸発器１４および第３気液分離タンク６２の形態が異なる場合の例を示している。
なお、図３において、図１および図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
本実施形態においては、図３および図４に示すように、蒸発器１４は、室内空気と熱交換を行うための複数の伝熱管７０を備えている。伝熱管７０の冷媒の入口側および出口側には、溶液熱交換器６１側からの冷媒配管１５が接続される入口側ヘッダ７１と、圧縮機１０の吸込側の冷媒配管１５が接続される出口側ヘッダ７２とが設けられている。
【００４２】
入口側ヘッダ７１は、入口側ヘッダ７１の内側に溶液熱交換器６１からの冷媒配管１５が挿入された２重管で構成されている。入口側ヘッダ７１の内側に位置する冷媒配管１５には、複数の開口７３が形成されている。
伝熱管７０は、入口側ヘッダ７１および出口側ヘッダ７２に連通されており、溶液熱交換器６１から送られた冷媒は、冷媒配管の開口７３を介して入口側ヘッダ７１の内部に流入する。そして、この冷媒は、伝熱管７０を通り室内空気と熱交換した後、出口側ヘッダ７２に送られる。
なお、冷媒配管１５の開口７３は、入口側ヘッダ７１の内部において、冷媒配管１５の伝熱管７０と反対側の面に形成することが好ましい。このように形成することで、冷媒配管１５から送られる冷媒が直接伝熱管７０に当たることを防止することができ、冷媒に含まれる溶液が伝熱管７０に送られてしまうことを防止することができる。
【００４３】
また、入口側ヘッダ７１の底部には、溶液戻り用配管６３が接続されており、溶液戻り用配管６３は、途中第８電子膨張弁４７を介して出口側ヘッダ７２の下部に接続されている。
この場合に、溶液戻り用配管６３は、入口側ヘッダ７１の接続位置に対して、出口側ヘッダ７２の接続位置の方が低くなるように勾配が設けられている。
これにより、入口側ヘッダ７１により分離された溶液は、入口側ヘッダ７１の下方に溜められるが、溶液戻り用配管６３に勾配を設けたことにより、入口側ヘッダ７１の下方に溜められた溶液を出口側ヘッダ７２に向けて円滑に送ることが可能となる。
なお、入口側ヘッダ７１には、図示しないが入口側ヘッダ７１の内部における溶液の液面を検出する液面センサが設けられている。
【００４４】
本実施形態においては、溶液熱交換器６１から入口側ヘッダ７１に冷媒が送られると、冷媒配管１５の開口７３から入口側ヘッダ７１の内部に冷媒が流れ、入口側ヘッダ７１において冷媒が伝熱管７０に送られ、冷媒から分離された溶液は、入口側ヘッダ７１の下方に溜められる。
【００４５】
そして、制御装置５５は、入口側ヘッダ７１の液面センサによる検出値に基づいて、溶液の液面が所定高さより低いと判断した場合には、制御装置５５は、第８電子膨張弁４７を閉に制御する。
また、制御装置５５により、入口側ヘッダ７１の液面センサによる検出値に基づいて、液面が所定高さ以上であると判断した場合には、制御装置５５は、第８電子膨張弁４７を「開」に制御する。これにより、入口側ヘッダ７１に溜まった溶液は、溶液戻り用配管６３を介して出口側ヘッダ７２に送られる。出口側ヘッダ７２に送られた溶液は、圧縮機１０の吸込側あるいは吸収器２０に送られる。
このように制御することで、溶液が高粘度の場合であっても、溶液が蒸発器１４に溜まってしまうことを防止することができる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態においては、気液分離手段を、蒸発器１４の冷媒の入口側に設けられ２重管で構成された入口側ヘッダ７１（気液分離手段）と、蒸発器１４の冷媒の出口側に設けられた出口側ヘッダ７２とから構成し、入口側ヘッダ７１と出口側ヘッダ７２との間には、入口側ヘッダ７１により冷媒と分離された溶液を出口側ヘッダ７２に送る溶液戻り用配管６３が設けられている。
これによれば、入口側ヘッダ７１により、冷媒と溶液とを分離し、溶液戻り用配管６３により分離した溶液を出口側ヘッダ７２に送ることができるので、溶液が高粘度の場合であっても、溶液が蒸発器１４に溜まってしまうことを防止することができる。その結果、冷却性能の低下や室外ユニット内の溶液量の不足を解消することができる。
【００４７】
なお、本実施形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は前記実施形態に限定されない。
例えば、本実施形態では、圧縮サイクルのガスクーラ１２は、ガスクーラファン１６による空冷方式としたが、水冷方式としてもよい。また、圧縮サイクルの放熱器３２は、放熱器ファン３３による空冷方式としたが、水冷方式としてもよいし、放熱器３２の代わりに絞り弁を用いるようにしてもよい。
また、吸収サイクルの動力回収ポンプ２６の代わりに絞り弁を用いるようにしてもよい。さらに、吸収サイクルの溶液熱交換器２３および溶液タンク２１は省略してもよい。また、本実施形態におけるすべての電子膨張弁は、電磁弁であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明に係るヒートポンプシステムは、圧縮サイクルと吸収サイクルとを併用したヒートポンプシステムとして、効率のよい運転を行うことができるとともに、蒸発器の内部に高粘度の溶液が溜まってしまうことを防止したヒートポンプとして好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  ヒートポンプシステム
１０  圧縮機
１１  冷媒用気液分離器
１２  ガスクーラ
１３  室内膨張弁
１４  蒸発器
１５  冷媒配管
１７  スプリット熱交換器
２０  吸収器
２１  溶液タンク
２２  溶液ポンプ
２３  溶液熱交換器
２４  再生器
２５  溶液用気液分離器
２６  動力回収ポンプ
３２  放熱器
４６  第７電子膨張弁
４７  第８電子膨張弁
４８  逆止弁
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ  液面センサ
５５  制御装置
６０  室内ユニット
６１  溶液熱交換器
６２  第３気液分離タンク
６３  溶液戻り用配管
７０  伝熱管
７１  入口側ヘッダ
７２  出口側ヘッダ
７３  開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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