(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換用の冷媒を吸収した吸収液を加熱して、この吸収液から前記冷媒を気化させて分離する加熱部と再生器を備えた精溜器と、前記分離された気化冷媒を凝縮して液化する凝縮器と、この凝縮器から排出される液化冷媒が内部に供給されるとともに、外面に接触させられる熱媒体との熱交換により前記冷媒を気化させる蒸発器と、この蒸発器から排出される気化冷媒と前記精溜器から供給される吸収液とを反応させることにより、前記吸収液中に冷媒を吸収させるとともにこの冷媒を吸収した吸収液を前記精溜器へ循環させる吸収器とを備え、前記蒸発器が、鉛直方向に沿って配設された伝熱管と、この伝熱管の内壁へ向けて前記液化冷媒を吐出する冷媒吐出ノズルとを備え、蒸発器の近傍に除霜用配管を設け、蒸発器の蒸発圧力または温度を検出して前記除霜用配管に前記再生器から前記吸収器に戻る高温の吸収液を供給制御することを特徴とする吸収式ヒートポンプ装置。
【請求項２】
熱交換用の冷媒を吸収した吸収液を加熱して、この吸収液から前記冷媒を気化させて分離する加熱部と再生器を備えた精溜器と、前記分離された気化冷媒を凝縮して液化する凝縮器と、この凝縮器から排出される液化冷媒が内部に供給されるとともに、外面に接触させられる熱媒体との熱交換により前記冷媒を気化させる蒸発器と、この蒸発器から排出される気化冷媒と前記精溜器から供給される吸収液とを反応させることにより、前記吸収液中に冷媒を吸収させるとともにこの冷媒を吸収した吸収液を前記精溜器へ循環させる吸収器とを備え、前記蒸発器が、鉛直方向に沿って配設された伝熱管と、この伝熱管の内壁へ向けて前記液化冷媒を吐出する冷媒吐出ノズルとを備え、この冷媒吐出ノズルが、前記伝熱管の上端部から所定距離下方にずれた位置に設けられ、蒸発器の近傍に除霜用配管を設け、蒸発器の蒸発圧力または温度を検出して前記除霜用配管に前記再生器から前記吸収器に戻る高温の吸収液を供給制御することを特徴とする吸収式ヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は蒸発器の伝熱フィンの表面の除霜手段を備えた吸収式ヒートポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から知られている吸収式ヒートポンプ装置は、吸収液（作動液）から冷媒を気化させて分離する加熱部を備えた精溜器と、前記分離された気化冷媒を凝縮して液化する凝縮器を備え、この凝縮器から排出される液化冷媒が内部に供給されるとともに、外面に接触させられる外気との熱交換により前記液化冷媒を気化させる伝熱フィンからなる蒸発器を有する。
【０００３】
そして、この蒸発器から供給される気化冷媒と前記精溜器から供給される吸収液とを反応させることにより、前記吸収液中に冷媒を吸収させるとともに、この冷媒を吸収した吸収液すなわち作動液を前記精溜器へ循環させる吸収器とを備える。
【０００４】
また、前記蒸発器が、鉛直方向に沿って配設された伝熱管と、この伝熱管の内壁へ向けて前記液化冷媒を吐出する冷媒吐出ノズルとを備え、また、前記凝縮器が連通管を介して前記吸収器の冷却水路へ連通させられており、この連通管および前記冷却水路と室内機とを連通する連通管とともに、冷却水循環系を構成するようになっている。
【０００５】
また、前記凝縮器の下流側には、この凝縮器によって凝縮液化された冷媒を貯留するための冷媒タンクが接続されており、この冷媒タンクの冷媒流出部に、Ｕ字管を介して前記冷媒吐出ノズルが接続されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された吸収式ヒートポンプ装置においては、使用環境における温度や湿度によって、蒸発器の伝熱フィンの表面に結露が発生し、水滴が前記伝熱フィンの表面に付着することがあるが、前述した吸収式ヒートポンプ装置における蒸発器においては、前記水滴が表面張力による吸着力により、前記伝熱フィンの表面に滞留してしまうといった問題等がある。そして、前記水滴が伝熱フィンの表面に滞留すると、その水滴が滞留している部分における熱伝達が阻害されることにより、蒸発器における熱交換効率が低下し、ひいては、吸収式ヒートポンプ装置の熱効率にも影響を与えていた。
【０００７】
また、伝熱フィンに水滴が滞留すると、温度が低く冷媒の気化による伝熱フィンの冷却により、前記水滴が凍結することがあり、この凍結によって前記伝熱フィンとの付着力が更に高められてその除去が困難になるばかりでなく、凍結部分が成長して、前記伝熱フィン間に形成される熱媒体の流路が狭められて流路抵抗が増加することにより、外気と伝熱フィンの熱交換効率がさらに低下させられてしまうという問題があった。そこで、本発明は、蒸発器の伝熱フィンの表面に水滴が滞留し凍結することを防止する除霜手段を備えた吸収式ヒートポンプ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る吸収式ヒートポンプ装置は、熱交換用の冷媒を吸収した吸収液を加熱して、この吸収液から前記冷媒を気化させて分離する加熱部と再生器を備えた精溜器と、前記分離された気化冷媒を凝縮して液化する凝縮器と、この凝縮器から排出される液化冷媒が内部に供給されるとともに、外面に接触させられる熱媒体との熱交換により前記冷媒を気化させる蒸発器と、この蒸発器から排出される気化冷媒と前記精溜器から供給される吸収液とを反応させることにより、前記吸収液中に冷媒を吸収させるとともにこの冷媒を吸収した吸収液を前記精溜器へ循環させる吸収器とを備え、前記蒸発器が、鉛直方向に沿って配設された伝熱管と、この伝熱管の内壁へ向けて前記液化冷媒を吐出する冷媒吐出ノズルとを備え、蒸発器の近傍に除霜用配管を設け、蒸発器の蒸発圧力または温度を検出して前記除霜用配管に前記再生器から前記吸収器に戻る高温の吸収液を供給制御する構成とした。
【０００９】
本発明の請求項２に係る吸収式ヒートポンプ装置は、熱交換用の冷媒を吸収した吸収液を加熱して、この吸収液から前記冷媒を気化させて分離する加熱部と再生器を備えた精溜器と、前記分離された気化冷媒を凝縮して液化する凝縮器と、この凝縮器から排出される液化冷媒が内部に供給されるとともに、外面に接触させられる熱媒体との熱交換により前記冷媒を気化させる蒸発器と、この蒸発器から排出される気化冷媒と前記精溜器から供給される吸収液とを反応させることにより、前記吸収液中に冷媒を吸収させるとともにこの冷媒を吸収した吸収液を前記精溜器へ循環させる吸収器とを備え、前記蒸発器が、鉛直方向に沿って配設された伝熱管と、この伝熱管の内壁へ向けて前記液化冷媒を吐出する冷媒吐出ノズルとを備え、この冷媒吐出ノズルが、前記伝熱管の上端部から所定距離下方にずれた位置に設けられ、蒸発器の近傍に除霜用配管を設け、蒸発器の蒸発圧力または温度を検出して前記除霜用配管に前記再生器から前記吸収器に戻る高温の吸収液を供給制御する構成とした。
【００１０】
こうして、使用環境における温度や湿度によって、蒸発器の伝熱フィンの表面に結露が発生し、水滴が前記伝熱フィンの表面に付着し滞留して熱伝達が阻害されることを防ぎ、蒸発器における熱交換効率の低下、ひいては、吸収式ヒートポンプ装置の熱効率の低下を防止することができる。
【００１１】
また、伝熱フィンに水滴が滞留し、冷媒の気化による伝熱フィンの冷却により前記水滴が凍結し、この凍結によって前記伝熱フィンとの付着力が更に高められ、凍結部分が成長して前記伝熱フィン間に形成される熱媒体の流路が狭められて流路抵抗が増加することによる、外気と伝熱フィンの熱交換効率がさらに低下することを防ぐことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１において符号１は、本実施形態に係わる吸収式ヒートポンプ装置を示し、この吸収式ヒートポンプ装置１は、吸収液Ｂ（作動液Ｄ）から冷媒を気化させて分離する加熱部と再生器８を備えた精溜器２と、前記分離された気化冷媒Ａを凝縮して液化する凝縮器３と、この凝縮器３から排出される液化冷媒Ａが内部に供給されるとともに、外面に接触させられる外気Ｃとの熱交換により前記液化冷媒Ａを気化させる蒸発器４と、この蒸発器４から供給される気化冷媒Ａと前記精溜器２から供給される吸収液Ｂとを反応させることにより、前記吸収液Ｂ中に冷媒Ａを吸収させるとともに、この冷媒Ａを吸収した吸収液Ｂすなわち作動液Ｄを前記精溜器２へ循環させる吸収器５とを備え、前記蒸発器４が、鉛直方向に沿って配設された伝熱管１２と、この伝熱管１２の内壁へ向けて前記液化冷媒Ａを吐出する冷媒吐出ノズル１９とを備え、この冷媒吐出ノズル１９が、前記伝熱管１２の上端部から所定距離下方にずれた位置に設けられた概略構成となっている。
【００１３】
そしてこの構成においては、前記凝縮器３が連通管１７を介して前記吸収器５の冷却水路１６へ連通させられており、この連通管１７および前記冷却水路１６と室内機１０とを連通する連通管１８とともに、冷却水循環系を構成するようになっている。
【００１４】
また、前記凝縮器３の下流側には、この凝縮器３によって凝縮液化された冷媒Ａを貯留するための冷媒タンク９が接続されており、この冷媒タンク９の冷媒流出部に、後述するＵ字管２０を介して前記冷媒吐出ノズル１９が接続されている。
【００１５】
前記冷媒吐出ノズル１９は、前記伝熱管１２の下部から外方へ突出させられたＵ字管２０の一端部に連設され、このＵ字管２０の他端部には前記冷媒タンク９が連設されおり、この冷媒タンク９に貯留されている前記液化冷媒Ａが前記Ｕ字管２０を介して前記冷媒吐出ノズル１９へ、サイフォン現象により供給されるようになされている。
【００１６】
また、このＵ字管２０は、前記各伝熱管１２毎に設けられ、前記冷媒吐出ノズル１９が一体形成されるとともに前記伝熱管１２の外部へ突出させられた複数の吐出管２１と、前記伝熱管１２外部において、前記各吐出管２１を相互に連通させる分配へツダ２２と、この分配へッダ２２と前記冷媒タンク９とを連通させる連通管２３とによって構成され、全体として下方へ向けて湾曲したＵ字形状となされている。
【００１７】
そして、前記冷媒吐出ノズル１９は、別記伝熱管１２の上端部より所定距離下方にずれた位置に（本実施形態においては、前記伝熱管１２の長さ方向の略中間部に）位置させられているとともに、前記冷媒タンク９の下端が、前記冷媒吐出ノズル１９よりも上方へ位置させられて、その内部に貯留される液化冷媒Ａの液面が前記冷媒吐出ノズル１９よりも常に上方に位置するようになされている。
【００１８】
このように冷媒吐出ノズル１９を、前記伝熱管１２の上端部より所定距離下方にずれた位置に設けるのは、前記液化冷媒Ａを、鉛直に設置された伝熱管１２の長さ方向略中間部内壁面へむけて吐出させることにより、伝熱管１２内の気流によって未気化の液滴状の冷媒Ａが伝熱管１２の上方すなわち下流側へ向けて搬送された場合においても、前記液滴状の冷媒Ａが伝熱管１２の上端部に到達する前に停止させるとともに前記伝熱管１２の内壁に付着させ、その後の降下の途中で、前記液滴状の冷媒Ａ伝熱管１２の管壁を介した外気Ｃとの熱交換によって気化させるためである。
【００１９】
このような現象は、液化冷媒Ａの主な気化領域を伝熱管１２の中間部より下方に設けることにより、中間部から上方における気化量を少なくして伝熱管１２内の圧力を減少させ、これによって、伝熱管１２内の気流の速度を遅くすることにより実現される。
【００２０】
したがって、未気化の冷媒Ａが吸収器５へ送り込まれることが抑制されて、伝熱管１２内における冷媒Ａの気化量が高められる。この気化冷媒Ａが各伝熱管１２内を上方へ移動し、この伝熱管１２の上端に設けられている上部へッダ１３によって集合させられた後に前記吸収器５へ送り込まれる。
【００２１】
この吸収器５へ送り込まれた気化冷媒Ａは、再生器８から送り込まれる吸収液Ｂと接触させられることによってこの吸収液Ｂ中に吸収されて作動液Ｄとなされ、さらに、この作動液Ｄが、作動液循環ポンプ１５によって作動液散布ノズル１１へ送り込まれて精溜塔６内に散布されるとともに、精溜塔６の下部に設けられているバーナ７によって加熱されて前記冷媒Ａが気化されることにより、前記作動液Ｄが吸収液Ｂと冷媒Ａとに分離される。
【００２２】
このように、冷媒Ａは、凝縮器３通過させられる間において冷却水Ｅとの熱交換を行ない、また、吸収器５を通過させられる間において、外気から吸収した熱を前記冷却水Ｅへ与える。したがって、冷却水Ｅが吸収器５、凝縮器３へと循環させられる間に徐々に加熱された後に、別の場所の室内機１０へ送り込まれて暖房に供される。
【００２３】
このような吸収式ヒートポンプ装置１においては、外気Ｃの熱エネルギを吸収して冷却水Ｅの加熱の補助を行なうことにより、前記バーナ７の発熱量に対する室内機１０からの放熱量を１．３倍以上に高めることが可能となる。
【００２４】
そして、本発明では、蒸発器４の伝熱フィン２４の表面に結露が発生し、水滴が伝熱フィン２４の表面に付着し滞留し、温度が低い上に冷媒の気化による伝熱フィンの冷却により前記水滴が凍結するのを防ぐために、再生器８から吸収器５に戻る高温の吸収液Ｂを連通管２５により除霜バブル２６を介して、蒸発器４の近傍に配設された除霜用配管２７に通し、その後、吸収器５に戻してやる構成とした。
【００２５】
蒸発器４の伝熱フィン２４の表面の結露状態は、蒸発器４の蒸発圧力または温度を検出することにより検知することができるので、蒸発器４の蒸発圧力または温度が所定の値になったら、除霜バブル２６を開放するように制御して除霜用配管２７に再生器８から吸収器５に戻る高温の吸収液Ｂの一部を分流、供給することにより、蒸発器４の伝熱フィン２４の表面の凍結を未然に防止することができる。
【００２６】
本発明は、このように前記冷媒吐出ノズル１９が、伝熱管１２の上端部より所定距離下方にずれた位置に構成された吸収式ヒートポンプ装置１について述べたが、これに限ることなく、冷媒タンク９から冷媒循環ポンプによって送り込まれる液化冷媒Ａが、蒸発器４の上部に設けられている冷媒滴下手段へ供給され、この冷媒滴下手段において、その冷媒供給へッダおよび各冷媒供給ノズルによって液化冷媒Ａを溜まり部へ分配供給され、この溜まり部に供給された液化冷媒Ａが、各ガイド溝を介して伝熱管１２の内壁面に滴下されることにより、前記液化冷媒Ａが伝熱管１２の内壁面に沿って流下させられるとともに、前記伝熱フィン２４および伝熱管１２の表面に熱媒体Ｃとしての外気が接触させられることにより、この外気Ｃと前記伝熱管１２の内壁面を流下する液化冷媒Ａとの熱交換が行なわれ、この液化冷媒Ａが前記外気Ｃから気化潜熱を奪って気化する、所謂、従来タイプのものにも適用できるものである。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、吸収式ヒートポンプ装置においては、使用環境における温度や湿度によって、蒸発器の伝熱フィンの表面に結露が発生し、水滴が前記伝熱フィンの表面に付着し滞留して熱伝達が阻害されることを防ぎ、蒸発器における熱交換効率の低下、ひいては、吸収式ヒートポンプ装置の熱効率の低下を防止することができる。
【００２８】
また、伝熱フィンに水滴が滞留し、冷媒の気化による伝熱フィンの冷却により前記水滴が凍結し、この凍結によって前記伝熱フィンとの付着力が更に高められ、凍結部分が成長して前記伝熱フィン間に形成される熱媒体の流路が狭められて流路抵抗が増加することによる、外気と伝熱フィンの熱交換効率がさらに低下することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒートポンプ装置の構成図。
【符号の説明】
１            ヒートポンプ装置
２            精溜器
３            凝縮器
４            蒸発器
５            吸収器
６            精溜塔
７            バーナ
８            再生器
９            冷媒タンク
１０          室内機
１１          作動液散布ノズル
１２          伝熱管
１３          上部ヘッダ
１４          下部ヘッダ
１５          作動液循環ポンプ
１６          冷却水路
１７，１８
２３，２５  連通管
１９          吐出ノズル
２０          Ｕ字管
２１          吐出管
２２          分配ヘッダ
２４          電熱フィン
２６          除霜バルブ
２７          除霜用配管
【図１】
0003806522.tif 000002