(57)【要約】【課題】ＣＯＰの向上を図る。【解決手段】再生器１、凝縮器２、蒸発器３、吸収器４などと共に、蒸発器３から供給される冷媒蒸気を吸収液に吸収させるリソーバ５と、リソーバ５から供給される冷媒濃度の高い吸収液を加熱して冷媒を吸収液から蒸発分離し、冷媒濃度が低下した吸収液をリソーバ５から供給される吸収液と熱交換器９で熱交換させてリソーバ５に戻し、吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気を吸収器４に供給するデソーバ６とを備えた吸収ヒートポンプ装置において、駆動熱源として伝熱管１Ａに熱源供給管１５を介して供給され、伝熱管１Ａで再生器１内の吸収液に放熱して凝縮し、廃熱管１６に吐出した例えば高温水蒸気のドレンが保有する廃熱を、吸収器４から熱交換器７を経由して再生器１に戻される吸収液に回収可能なように、熱回収器８を吸収液管２２の再生器１入口側に設けるようにした。【選択図】      図１
2004257704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収液を加熱して吸収液から冷媒を蒸発分離する再生器と、再生器から供給される冷媒蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器と、凝縮器から供給される冷媒液を加熱して蒸発させる蒸発器と、冷媒を蒸発分離して再生器から供給される冷媒の濃度が低下した吸収液に冷媒を吸収させ、再生器から供給される吸収液と熱交換させて再生器に戻す吸収器と、蒸発器から供給される冷媒蒸気を吸収液に吸収させるリソーバと、冷媒を吸収してリソーバから供給される冷媒の濃度が上昇した吸収液を加熱して冷媒を吸収液から蒸発分離し、冷媒の濃度が低下した吸収液をリソーバから供給される吸収液と熱交換させてリソーバに戻すと共に、吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気を吸収器に供給するデソーバとを備えた吸収ヒートポンプ装置において、吸収器から再生器に戻される吸収液が廃熱流体と熱交換する熱回収器を備えたことを特徴とする吸収ヒートポンプ装置。
【請求項２】
吸収液を加熱して吸収液から冷媒を蒸発分離する再生器と、再生器から供給される冷媒蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器と、凝縮器から供給される冷媒液を加熱して蒸発させる蒸発器と、冷媒を蒸発分離して再生器から供給される冷媒の濃度が低下した吸収液に冷媒を吸収させ、再生器から供給される吸収液と熱交換させて再生器に戻す吸収器と、蒸発器から供給される冷媒蒸気を吸収液に吸収させるリソーバと、冷媒を吸収してリソーバから供給される冷媒の濃度が上昇した吸収液を加熱して冷媒を吸収液から蒸発分離し、冷媒の濃度が低下した吸収液をリソーバから供給される吸収液と熱交換させてリソーバに戻すと共に、吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気を吸収器に供給するデソーバとを備えた吸収ヒートポンプ装置において、デソーバからリソーバに戻される吸収液が廃熱流体と熱交換する熱回収器を備えたことを特徴とする吸収ヒートポンプ装置。
【請求項３】
吸収液を加熱して吸収液から冷媒を蒸発分離する再生器と、再生器から供給される冷媒蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器と、凝縮器から供給される冷媒液を加熱して蒸発させる蒸発器と、冷媒を蒸発分離して再生器から供給される冷媒の濃度が低下した吸収液に冷媒を吸収させ、再生器から供給される吸収液と熱交換させて再生器に戻す吸収器と、蒸発器から供給される冷媒蒸気を吸収液に吸収させるリソーバと、冷媒を吸収してリソーバから供給される冷媒の濃度が上昇した吸収液を加熱して冷媒を吸収液から蒸発分離し、冷媒の濃度が低下した吸収液をリソーバから供給される吸収液と熱交換させてリソーバに戻すと共に、吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気を吸収器に供給するデソーバとを備えた吸収ヒートポンプ装置において、蒸発器の伝熱管に散布される冷媒液が廃熱流体と熱交換する熱回収器を備えたことを特徴とする吸収ヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器などと共に、リソーバとデソーバとを備えて構成される吸収ヒートポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置として、例えば図４に示したように再生器１、凝縮器２、蒸発器３、吸収器４、リソーバ５、デソーバ６などを配管接続して構成した吸収ヒートポンプ装置１００Ｘが周知である（特許文献１参照）。
【０００３】
上記構成の吸収ヒートポンプ装置１００Ｘは、蒸発器３とデソーバ６とで吸熱し、凝縮器２と第二種サイクルを構成するリソーバ５および第一種サイクルを構成する吸収器４で放熱するので、暖房時のＣＯＰが２以上となると云った利点がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−８２８２５（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成の吸収ヒートポンプ装置においても、効率化をさらに一層進める必要があり、それが解決すべき課題となっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明は、吸収液を加熱して吸収液から冷媒を蒸発分離する再生器と、再生器から供給される冷媒蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器と、凝縮器から供給される冷媒液を加熱して蒸発させる蒸発器と、冷媒を蒸発分離して再生器から供給される冷媒の濃度が低下した吸収液に冷媒を吸収させ、再生器から供給される吸収液と熱交換させて再生器に戻す吸収器と、蒸発器から供給される冷媒蒸気を吸収液に吸収させるリソーバと、冷媒を吸収してリソーバから供給される冷媒の濃度が上昇した吸収液を加熱して冷媒を吸収液から蒸発分離し、冷媒の濃度が低下した吸収液をリソーバから供給される吸収液と熱交換させてリソーバに戻すと共に、吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気を吸収器に供給するデソーバとを備えた吸収ヒートポンプ装置において、
【０００７】
吸収器から再生器に戻される吸収液が廃熱流体と熱交換する熱回収器を備えるようにした第１の構成の吸収ヒートポンプ装置と、
【０００８】
デソーバからリソーバに戻される吸収液が廃熱流体と熱交換する熱回収器を備えるようにした第２の構成の吸収ヒートポンプ装置と、
【０００９】
蒸発器の伝熱管に散布される冷媒液が廃熱流体と熱交換する熱回収器を備えるようにした第３の構成の吸収ヒートポンプ装置と、
を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。なお、理解を容易にするため、図１〜図３においても前記図４において説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。
【００１１】
〔第１の実施形態〕
図１に例示した吸収ヒートポンプ装置１００は、冷媒に水を、吸収液に臭化リチウム水溶液などを使用して、加熱作用を行うための装置である。
【００１２】
図１に示した吸収ヒートポンプ装置１００は、内部に伝熱管１Ａが設けられ、その伝熱管１Ａに熱源供給管１５を介して供給される駆動熱源、例えば高温の水蒸気によって吸収液を加熱して吸収液から冷媒を蒸発分離し、吸収液を冷媒の吸収が可能な状態に再生する再生器１と、この再生器１から供給される冷媒蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器２と、この凝縮器２から冷媒液管２０を介して供給される冷媒液を加熱して蒸発させる蒸発器３と、冷媒を蒸発分離して再生器１から吸収液管２１を介して供給される冷媒の濃度が低下した吸収液に冷媒を吸収させ、再生器１から供給される吸収液と熱交換器７で熱交換させると共に、伝熱管１Ａで吸収液に放熱して廃熱管１６を流れる廃熱流体と熱交換し、廃熱流体が保有する熱を熱回収器８で回収して再生器１に吸収液管２２を介して戻す吸収器４とを備えている。
【００１３】
なお、熱源供給管１５を介して駆動熱源である高温の水蒸気が供給される伝熱管１Ａの出口側に連結された廃熱管１６には、スチームトラップ１６Ａと熱回収器８とが直列に設けられ、伝熱管１Ａで再生器１内の吸収液を加熱・再生して放熱し、凝縮して廃熱管１６に吐出した駆動熱源のドレンが、熱回収器８に気液混合状態で供給されて熱交換効率を低下させることがないように構成されている。
【００１４】
また、吸収ヒートポンプ装置１００は、蒸発器３から供給される冷媒蒸気を吸収液に吸収させるリソーバ５と、冷媒を吸収してリソーバ５から吸収液管２３を介して供給される冷媒の濃度が上昇した吸収液を加熱して冷媒を吸収液から蒸発分離し、冷媒の濃度が低下した吸収液をリソーバ５から供給される吸収液と熱交換器９で熱交換させてリソーバ５に吸収液管２４を介して戻すと共に、吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気を吸収器４に供給するデソーバ６とを備えている。なお、リソーバ５とデソーバ６とは、開閉弁１８が介在する抽気管１９により連通可能に連結されている。
【００１５】
そして、例えばコージェネレーションシステムなどから廃熱として供給される１２５℃程度の飽和水蒸気が再生器１の伝熱管１Ａに導入ると、吸収器４から吸収液ポンプＰ１により吸収液管２２を介して供給され、散布器１Ｂから伝熱管１Ａの上に散布された吸収液が加熱・再生され、凝縮器２に供給する冷媒蒸気が発生する。
【００１６】
なお、熱回収器８より上流側の廃熱管１６にはスチームトラップ１６Ａを設けて熱回収器８に廃熱流体が気液混合状態で供給されないように構成し、熱回収器８における廃熱流体と吸収液との熱交換効率が低下しないようにしてある。
【００１７】
一方、凝縮器２、吸収器４、リソーバ５の内部には伝熱管２Ａ、４Ａ、５Ａが設けられ、それらは温水管１７により図１に示したように直列に接続され、温水管１７に介在する温水ポンプＰ４を運転することにより、熱負荷Ｗに温水を循環供給することができるように構成されている。
【００１８】
また、蒸発器３の内部には伝熱管３Ａが設けられ、その伝熱管３Ａの内部に熱源として、例えば６０℃程度の温排水が供給されると、凝縮器２から冷媒液管２０を介して供給され、冷媒液管２５の冷媒ポンプＰ３により散布器３Ｂから伝熱管３Ａの上に散布される冷媒液が加熱され、リソーバ５に供給する冷媒蒸気が発生する。
【００１９】
デソーバ６の内部には伝熱管６Ａが設けられ、この伝熱管６Ａの内部に熱源として、例えば６０℃程度の温排水が供給されると、リソーバ５から吸収液管２３を介して供給され、散布器６Ｂから伝熱管６Ａの上に散布される吸収液が加熱・再生され、吸収器４に供給する冷媒蒸気が発生する。
【００２０】
なお、吸収器４の伝熱管４Ａとリソーバ５の伝熱管５Ａには、熱負荷Ｗに放熱して温度を下げた水が、温水ポンプＰ４の運転により温水管１７を介して順次供給されるため、伝熱管４Ａ、５Ａの内部を流れる温水により、再生器１から吸収液管２１を介して供給され、散布器４Ｂから伝熱管４Ａの上に散布される吸収液も、デソーバ６から吸収液ポンプＰ２により吸収液管２４を介して供給され、散布器５Ｂから伝熱管５Ａの上に散布される吸収液も冷却されるので、デソーバ６から吸収器４に供給される冷媒蒸気も、蒸発器３からリソーバ５に供給される冷媒蒸気も、それぞれの器内で吸収液に速やかに吸収される。
【００２１】
上記構成の本発明の吸収ヒートポンプ装置１００においては、上記したように再生器１内の伝熱管１Ａに例えばコージェネレーションシステムなどから廃熱として供給される１２５℃程度の飽和水蒸気が熱源供給管１５を介して供給すると、飽和水蒸気は伝熱管１Ａの管壁を介して再生器１内の吸収液を加熱・再生し、自身は放熱して凝縮し、温度を例えば５℃程度下げてドレンとして廃熱管１６に吐出する。
【００２２】
そして、廃熱管１６を流れるドレンが保有する駆動熱源の廃熱は、吸収器４から再生器１に供給される吸収液に熱回収器８において回収され、再生器１に流入する例えば９０℃の吸収液を９７℃程度に加熱するため、駆動熱源として熱源供給管１５を介して再生器１の伝熱管１Ａに導入する熱量は少なくて済み、ＣＯＰの改善が図られる。
【００２３】
〔第２の実施形態〕
図２に基づいて、第２の実施形態を説明する。図２に示した吸収ヒートポンプ装置１００Ａが、図１に示した第１の実施形態の吸収ヒートポンプ装置１００と相違する点は、第１の実施形態の吸収ヒートポンプ装置１００では再生器１内の吸収液を加熱・再生して伝熱管１Ａで放熱し、廃熱管１６に吐出したドレンの保有する廃熱が、吸収器４から熱交換器７を経由して再生器１に戻される吸収液に回収可能なように、熱回収器８が吸収液管２２の再生器１入口側に設けられているのに対し、第２の実施形態の吸収ヒートポンプ装置１００Ａでは再生器１内の吸収液を加熱・再生して伝熱管１Ａで放熱し、廃熱管１６に吐出したドレンの保有する廃熱が、デソーバ６から熱交換器９を経由してリソーバ５に戻される吸収液に回収可能なように、熱回収器８Ａが吸収液管２４のリソーバ５入口側に設けられている点にある。
【００２４】
上記構成の本発明の吸収ヒートポンプ装置１００Ａにおいても、上記したように再生器１内の伝熱管１Ａに例えばコージェネレーションシステムなどから廃熱として供給される１２５℃程度の飽和水蒸気が熱源供給管１５を介して導入すると、飽和水蒸気は伝熱管１Ａの管壁を介して吸収液を加熱・再生し、自身の温度を例えば５℃程度下げてドレンとして廃熱管１６に吐出する。
【００２５】
そして、廃熱管１６を流れるドレンが保有する駆動熱源の廃熱は、デソーバ６から熱交換器９を経由してリソーバ５に戻される吸収液に熱回収器８Ａにおいて回収され、リソーバ５に流入する例えば６０℃の吸収液を、例えば６７℃程度に加熱するため、リソーバ５内の伝熱管５Ａを流れる温水はより高温に加熱される。
【００２６】
そのため、凝縮器２において伝熱管２Ａ内を流れる温水を加熱する熱量は減少し、再生器１で吸収液から蒸発分離して凝縮器２に供給する冷媒の量は少なくても良くなるので、熱源供給管１５を介して再生器１の伝熱管１Ａに導入する所要熱量は減少し、ＣＯＰの改善が図られる。
【００２７】
〔第３の実施形態〕
図３に基づいて、第３の実施形態を説明する。図３に示した吸収ヒートポンプ装置１００Ｂが、図１に示した第１の実施形態の吸収ヒートポンプ装置１００と相違する点は、第１の実施形態の吸収ヒートポンプ装置１００では再生器１内の伝熱管１Ａで吸収液を加熱・再生して放熱し、廃熱管１６に吐出したドレンの保有する廃熱が、吸収器４から熱交換器７を経由して再生器１に戻されている吸収液に回収可能なように、熱回収器８が吸収液管２２の再生器１入口側に設けられているのに対し、第３の実施形態の吸収ヒートポンプ装置１００Ｂでは再生器１内の吸収液を加熱・再生して伝熱管１Ａで放熱し、廃熱管１６に吐出したドレンの保有する廃熱が、冷媒ポンプＰ３により蒸発器３内の伝熱管３Ａの上に散布器３Ｂから散布される冷媒液に回収可能なように、熱回収器８Ｂが冷媒液管２５の蒸発器３入口側に設けられている点にある。
【００２８】
上記構成の本発明の吸収ヒートポンプ装置１００Ｂにおいても、上記したように再生器１内の伝熱管１Ａに例えばコージェネレーションシステムなどから廃熱として供給される１２５℃程度の飽和水蒸気が熱源供給管１５を介して導入すると、飽和水蒸気は伝熱管１Ａの管壁を介して吸収液を加熱・再生し、自身の温度を例えば５℃程度下げてドレンとして廃熱管１６に吐出する。
【００２９】
そして、廃熱管１６を流れるドレンが保有する駆動熱源の廃熱は、冷媒ポンプＰ３により蒸発器３内の伝熱管３Ａの上に散布されている冷媒液に熱回収器８Ｂにおいて回収され、伝熱管３Ａの上に散布されている例えば５０℃の冷媒液を、例えば５７℃程度に加熱するため、蒸発器３で蒸発してリソーバ５に供給され、散布器５Ｂから伝熱管５Ａの上に散布されている吸収液に吸収される冷媒蒸気の量が増える。
【００３０】
そのため、リソーバ５内では冷媒が吸収液に吸収される際に発生する吸収熱が増加し、リソーバ５内の伝熱管５Ａを流れる温水はより高温に加熱される。したがって、凝縮器２において伝熱管２Ａ内を流れる温水を加熱する熱量は減少し、再生器１で吸収液から蒸発分離して凝縮器２に供給する冷媒の量は少なくても良くなるので、熱源供給管１５を介して再生器１の伝熱管１Ａに導入する所要熱量は減少し、ＣＯＰの改善が図られる。
【００３１】
なお、第２の実施形態である吸収ヒートポンプ装置１００Ａは、廃熱管１６を流れる駆動熱源のドレンの保有する廃熱が、装置の起動中は常に運転される吸収液ポンプＰ２により常時循環する吸収液と熱回収器８Ａにおいて熱交換し、吸収液に回収されるので、起動直後から熱回収ができると云った利点がある。
【００３２】
一方、第３の実施形態である吸収ヒートポンプ装置１００Ｂにおいては、廃熱管１６を流れる駆動熱源のドレンが保有する廃熱が、蒸発器２に散布される冷媒液、すなわち温度が低く、また、吸収液より流動性が高いために熱交換特性にも優れた液体の冷媒と熱回収器８Ｂにおいて熱交換して回収されるので、熱回収器８Ｂをコンパクトに製作することがでると言った利点がある。
【００３３】
ところで、本発明は上記実施形態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。
【００３４】
例えば、再生器１内の吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、吸収液を冷媒の吸収が可能な状態に再生するために熱源供給管１５を介して伝熱管１Ａに導入する駆動熱源としては、コージェネレーションシステムなどを冷却して高温になった冷却水であっても良い。また、燃焼バーナにより、再生器１内の吸収液を加熱・再生し、冷媒蒸気を発生させる構成とすることもできる。
【００３５】
そして、燃焼バーナにより再生器１内の吸収液を加熱・再生し、冷媒蒸気を発生させる構成としたときには、廃熱管１６には燃焼バーナから出る排ガスを流し、熱回収器８、８Ａ、８Ｂではその排ガスと吸収液または冷媒を熱交換させて、排ガスが保有する廃熱を所要の流体に回収する。
【００３６】
また、熱回収器８、８Ａ、８Ｂには、再生器１に駆動熱源として供給する熱源の廃熱ではなく、他の適宜の装置から供給される廃熱流体が供給されても良い。
【００３７】
また、温水ポンプＰ４の運転により熱負荷Ｗに循環供給する温水が、凝縮器２の内部に設けられた伝熱管２Ａ、吸収器４の内部に設けられた伝熱管４Ａ、リソーバ５の内部に設けられた伝熱管５Ａに並列に供給され、それぞれにおいて加熱されて合流するように、温水管１７を構成することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
上記したように、本発明によればＣＯＰの一層の改善が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す説明図である。
【図４】従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
１  再生器
１Ａ  伝熱管
１Ｂ  散布器
２  凝縮器
２Ａ  伝熱管
３  蒸発器
３Ａ  伝熱管
３Ｂ  散布器
４  吸収器
４Ａ  伝熱管
４Ｂ  散布器
５  リソーバ
５Ａ  伝熱管
５Ｂ  散布器
６  デソーバ
６Ａ  伝熱管
６Ｂ  散布器
７  熱交換器
８、８Ａ、８Ｂ  熱回収器
９  熱交換器
１５  熱源供給管
１６  廃熱管
１６Ａ  スチームトラップ
１７  温水管
１８  開閉弁
１９  抽気管
２０  冷媒液管
２１〜２４  吸収液管
２５  冷媒液管
Ｐ１・Ｐ２  吸収液ポンプ
Ｐ３  冷媒ポンプ
Ｐ４  温水ポンプ
Ｗ  熱負荷
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｘ  吸収ヒートポンプ装置
【図１】
2004257704.tif 000003
【図２】
2004257704.tif 000004
【図３】
2004257704.tif 000005
【図４】
2004257704.tif 000006