本发明涉及吸收式热交换系统,特别是涉及使用吸收热泵来使热移动的吸收式热交换系统。
背景技术:
作为使热从低温热源向高温热源移动的热源设备,存在吸收热泵。在吸收热泵包含取出比驱动热源具有的热能多的热能的增热型的第一种吸收热泵、和取出比驱动热源温度高的温度的被加热流体的升温型的第二种吸收热泵。作为第二种吸收热泵,存在作为驱动热源导入余热,取出比导入的余热高的温度的被加热流体的情况(例如参照专利文献1。)。
专利文献1:日本特开2006-207882号公报
在专利文献1所记载的吸收热泵中,导入余热并能够取出具有更高利用价值的高温流体。然而,在欲将炼铁厂、发电厂等所排出的余热在住宅等中利用时,由于通常两者的位置远离,所以无论将吸收热泵设置于哪一方,流体输送所需的能量均增加。
技术实现要素:
本发明正是鉴于上述课题,目的是提供一种即使在供给热的场所(余热)与利用热的场所远离的情况下也能够减少流体输送所需的能量的吸收式热交换系统。
为了实现上述目的,本发明的第一实施方式的吸收式热交换系统例如如图1(图10、图14)所示,具备:升温吸收热泵x1(x2、x3),其通过吸收液与制冷剂的吸收热泵循环进行工作,且制冷剂的蒸发压力比制冷剂的冷凝压力高;增热吸收热泵y1(y2、y3),其通过吸收液与制冷剂的吸收热泵循环进行工作,且制冷剂的蒸发压力比制冷剂的冷凝压力低;升温对象流体流路81,其将被升温吸收热泵x1(x2、x3)加热了的升温对象流体rp向增热吸收热泵y1(y2、y3)引导;以及低温热源流体流路82,其将被增热吸收热泵y1(y2、y3)夺去了热的低温热源流体gp向升温吸收热泵x1(x2、x3)引导。
若这样地构成,则能够向热的利用场所供给利用与被向升温吸收热泵导入的升温驱动热源流体相比使温度上升了的升温对象流体所拥有的热而被增热了的增热对象流体,在供给热的场所与利用热的场所远离的情况下也能够使升温对象流体与低温热源流体的温度差变大且减少两者的流量,从而能够减少流体输送所需的能量。
而且,本发明的第二实施方式的吸收式热交换系统,例如如图1(图10、图14)所示,在上述本发明的第一实施方式的吸收式热交换系统1(1a、1b)中,增热吸收热泵y1(y2、y3)具有:导入由增热吸收热泵y1(y2、y3)加热的增热对象流体ts的增热对象流体导入部y56(y47(参照图14));以及流出被增热吸收热泵y1(y2、y3)加热了的增热对象流体ts的增热对象流体流出部y58(y48(参照图14)),升温吸收热泵x1(x2、x3)具有:导入在升温吸收热泵x1(x2、x3)中驱动吸收热泵循环的升温驱动热源流体rs的升温驱动热源流体流入部x56;流出在升温吸收热泵x1(x2、x3)中驱动了吸收热泵循环的升温驱动热源流体rs的升温驱动热源流体流出部x58。
若这样地构成,则能够利用增热吸收热泵来加热增热对象流体,并且能够利用升温驱动热源流体来使升温吸收热泵工作。
另外,本发明的第三实施方式的吸收式热交换系统例如如图1(图10、图14)所示,在上述本发明的第一实施方式或第二实施方式的吸收式热交换系统1(1a、1b)中,升温对象流体流路81以向使在增热吸收热泵y1(y2、y3)中驱动吸收热泵循环的增热驱动热源流体hp流动的部位供给升温对象流体rp的方式,与增热吸收热泵y1(y2、y3)连接;低温热源流体流路82与升温吸收热泵x1(x2、x3)的使低温热源流体gp流动的部位连接。
若这样地构成,则能够使在升温吸收热泵中温度上升了的升温对象流体增热并向热消耗部供给热。
而且,本发明的第四实施方式的吸收式热交换系统,例如如图1(图10、图14)所示,在上述本发明的第二实施方式或者第三实施方式的吸收式热交换系统1(1a、1b)中,增热对象流体流出部y58(y48(参照图14))构成为使增热对象流体ts朝向消耗热的热消耗部hcf流出;升温驱动热源流体流入部x56构成为从供给热的热供给部hsf导入升温驱动热源流体rs。
若这样地构成,则能够由热消耗部利用增热对象流体所拥有的热,并且,能够将被热供给部加热了的升温驱动热源流体向升温吸收热泵导入。
另外,本发明的第五实施方式的吸收式热交换系统例如如图1(图10、图14)所示,在上述本发明的第一实施方式~第四实施方式中的任一个吸收式热交换系统1(1a、1b)中,还具备直接或者间接地使低温热源流体gp流动的第一泵91;直接或者间接地使增热对象流体ta(ts)流动的第二泵92(192(参照图14))。这里,使间接地流动典型是使与该部位连通的部分的流体移动从而使该部位的流体移动。
若这样地构成,则能够使低温热源流体以及增热对象流体稳定地流动。
另外,本发明的第六实施方式的吸收式热交换系统例如如图1(图10、图14)所示,在上述本发明的第一实施方式~第五实施方式中的任一个实施方式的吸收式热交换系统1(1a、1b)中,还具备连接于与低温热源流体流路82或者低温热源流体流路82连通的流路的膨胀罐98。这里,同低温热源流体流路连通的流路典型是体现低温热源流体流路的压力变动的影响的流路。
若这样地构成,则能够使低温热源流体流路内的压力变动适当地缓和。
另外,本发明的第七实施方式的吸收式热交换系统例如如图2所示,在上述本发明的第一实施方式~第六实施方式中的任一个实施方式的吸收式热交换系统中,升温吸收热泵x1具有:升温蒸发部x20,其从升温驱动热源流体rs获得制冷剂的液体xvf蒸发而成为制冷剂的蒸气xve时所需的蒸发潜热;升温再生部x30,其从升温驱动热源流体rs获得对吸收制冷剂xve而浓度降低了的吸收液亦即稀溶液xsw进行加热而使制冷剂xvg从稀溶液xsw脱离而成为浓度上升了的浓溶液xsa所需的热;升温吸收部x10,其导入浓溶液xsa,利用浓溶液xsa吸收由升温蒸发部x20产生的制冷剂的蒸气xve而成为稀溶液xsw时释放出的吸收热,并将从被向升温蒸发部x20以及升温再生部x30导入前的升温驱动热源流体ra分支出的一部分的升温驱动热源流体作为升温对象流体rp导入来对升温对象流体rp进行加热;以及升温冷凝部x40,其通过制冷剂的蒸气xvg冷凝而成为制冷剂的液体xvf时释放出的冷凝热来对低温热源流体gp进行加热,被升温冷凝部x40加热了的低温热源流体gp与从升温蒸发部x20以及升温再生部x30流出的升温驱动热源流体rs合流。
若这样地构成,则能够使系统构成简单并且能够使从升温吸收部流出了的升温对象流体的温度高于向升温蒸发部以及升温再生部导入前的升温驱动热源流体的温度。
另外,本发明的第八实施方式的吸收式热交换系统例如如图11所示,在上述本发明的第一实施方式~第六实施方式中的任一个实施方式的吸收式热交换系统中,升温吸收热泵x2具有:升温蒸发部x20,其从升温驱动热源流体rs获得制冷剂的液体xvf蒸发而成为制冷剂的蒸气xve时所需的蒸发潜热;升温再生部x30,其从升温驱动热源流体rs获得对吸收制冷剂xve而浓度降低了的吸收液亦即稀溶液xsw进行加热而使制冷剂xvg从稀溶液xsw脱离而成为浓度上升了的浓溶液xsa所需的热;升温驱动热源流体旁通流路x53,其使从被向升温蒸发部x20以及升温再生部x30导入前的升温驱动热源流体ra分支出的一部分的升温驱动热源流体rq绕过升温蒸发部x20以及升温再生部x30,而与从升温蒸发部x20以及升温再生部x30流出之后的升温驱动热源流体rs合流;升温冷凝部x40,其通过制冷剂的蒸气xvg冷凝而成为制冷剂的液体xvf时释放出的冷凝热来对低温热源流体gp进行加热;升温热交换器x71,其使被升温冷凝部x40加热了的低温热源流体gp、与在升温驱动热源流体旁通流路x53中流动的升温驱动热源流体rq进行热交换;以及升温吸收部x10,其导入浓溶液xsa,利用浓溶液xsa吸收由升温蒸发部x20产生的制冷剂的蒸气xve而成为稀溶液xsw时释放出的吸收热,并将被升温热交换器x71加热了的低温热源流体gp作为升温对象流体rp导入来对升温对象流体rp进行加热。
若这样地构成,则能够使从升温吸收部流出的升温对象流体的温度高于向升温蒸发部以及升温再生部流入的升温驱动热源流体的温度。
另外,本发明的第九实施方式的吸收式热交换系统例如如图13所示,在上述本发明的第一实施方式~第六实施方式中的任一个实施方式的吸收式热交换系统中,升温吸收热泵x2a具有:升温蒸发部x20,其从升温驱动热源流体rs获得制冷剂的液体xvf蒸发而成为制冷剂的蒸气xve时所需的蒸发潜热;升温再生部x30,其从升温驱动热源流体rs获得对吸收制冷剂xve而浓度降低了的吸收液亦即稀溶液xsw进行加热而使制冷剂xvg从稀溶液xsw脱离而成为浓度上升了的浓溶液xsa所需的热;升温冷凝部x40,其通过制冷剂的蒸气xvg冷凝而成为制冷剂的液体xvf时释放出的冷凝热来对低温热源流体gp进行加热;升温热交换器x71,其使被升温冷凝部x40加热了的低温热源流体gp、与从升温蒸发部x20以及升温再生部x30流出的升温驱动热源流体rs进行热交换;以及升温吸收部x10,其导入浓溶液xsa,利用浓溶液xsa吸收由升温蒸发部x20产生的制冷剂的蒸气xve而成为稀溶液xsw时释放出的吸收热,并将被升温热交换器x71加热了的低温热源流体gp作为升温对象流体rp导入来对升温对象流体rp进行加热的升温吸收部x10。
若这样地构成,则能够使从升温吸收部流出的升温对象流体的温度高于向升温蒸发部以及升温再生部流入的升温驱动热源流体的温度。
而且,本发明的第十实施方式的吸收式热交换系统,例如如图15所示,在上述本发明的第一实施方式~第六实施方式中的任一个实施方式的吸收式热交换系统中,升温吸收热泵x3具有:升温蒸发部x20,其从升温驱动热源流体rs获得制冷剂的液体xvf蒸发而成为制冷剂的蒸气xve时所需的蒸发潜热;升温再生部x30,其从升温驱动热源流体rs获得对吸收制冷剂xve而浓度降低了的吸收液亦即稀溶液xsw进行加热而使制冷剂xvg从稀溶液xsw脱离而成为浓度上升了的浓溶液xsa所需的热;升温冷凝部x40,其利用制冷剂的蒸气xvg冷凝而成为制冷剂的液体xvf时释放出的冷凝热对低温热源流体gp进行加热;升温吸收部x10,其导入浓溶液xsa,利用浓溶液xsa吸收由升温蒸发部x20产生的制冷剂的蒸气xve而成为稀溶液xsw时释放出的吸收热,并将被供给热的热供给部hsf(例如参照图14)加热了的低温热源流体gp作为升温对象流体rp导入来对升温对象流体rp进行加热,该吸收式热交换系统构成为使在升温冷凝部x40中温度上升了的低温热源流体gp朝向热供给部hsf流出。
若这样地构成,则能够利用升温冷凝部以及热供给部使向升温冷凝部导入的低温热源流体升温之后进一步作为升温对象流体而由升温吸收部加热之后从升温吸收热泵流出,能够使从升温吸收热泵流出的升温对象流体的温度高于在热供给部中对低温热源流体进行加热的流体的入口温度。
另外,本发明的第十一实施方式的吸收式热交换系统例如如图3所示,在上述本发明的第一实施方式~第十实施方式中的任一个实施方式的吸收式热交换系统中,增热吸收热泵y1具有:增热冷凝部y40,其通过制冷剂的蒸气yvg冷凝而成为制冷剂的液体yvf时释放出的冷凝热来对增热对象流体ts进行加热;增热蒸发部y20,其从增热冷凝部y40导入制冷剂的液体yvf,并从低温热源流体gp获得导入的制冷剂的液体yvf蒸发而成为制冷剂的蒸气yve时所需的蒸发潜热;增热吸收部y10,其从增热蒸发部y20导入制冷剂的蒸气yve,利用吸收液吸收导入的制冷剂的蒸气yve而成为浓度降低了的稀溶液ysw时释放出的吸收热来对增热对象流体ts进行加热;以及增热再生部y30,其从增热吸收部y10导入稀溶液ysw,并从增热驱动热源流体hp获得对已导入的稀溶液ysw进行加热而使制冷剂yvg从稀溶液ysw脱离而成为浓度上升了的浓溶液ysa所需的热,吸收式热交换系统构成为将从被向增热冷凝部y40以及增热吸收部y10导入前的增热对象流体ta分支出的一部分的增热对象流体作为低温热源流体gp而向增热蒸发部y20导入,且构成为被增热再生部y30夺去了热的增热驱动热源流体hp与从增热吸收部y10以及增热冷凝部y40流出了的增热对象流体ts合流。
若这样地构成,则能够使从增热蒸发部流出了的低温热源流体的温度降低,能够增大增热吸收热泵的输出。
另外,本发明的第十二实施方式的吸收式热交换系统例如如图12所示,在上述本发明的第一实施方式~第十实施方式中的任一个实施方式的吸收式热交换系统中,增热吸收热泵y2具有:增热冷凝部y40、其通过制冷剂的蒸气yvg冷凝而成为制冷剂的液体yvf时释放出的冷凝热来对增热对象流体ts进行加热;增热蒸发部y20,其从增热冷凝部y40导入制冷剂的液体yvf,并从低温热源流体gp获得导入的制冷剂的液体yvf蒸发而成为制冷剂的蒸气yve时所需的蒸发潜热;增热吸收部y10,其从增热蒸发部y20导入制冷剂的蒸气yve,利用吸收液吸收导入的制冷剂的蒸气yve而成为浓度降低了的稀溶液ysw时释放出的吸收热来对增热对象流体ts进行加热;增热再生部y30,其从增热吸收部y10导入稀溶液ysw,从增热驱动热源流体hp获得对已导入的稀溶液ysw进行加热并使制冷剂yvg从稀溶液ysw脱离而成为浓度上升了的浓溶液ysa所需的热;以及增热热交换器y72,其使从增热吸收部y10以及增热冷凝部y40流出的增热对象流体ts、与被增热再生部y30夺去了热的增热驱动热源流体hp进行热交换,该吸收式热交换系统构成为将从增热热交换器y72流出的增热驱动热源流体hp作为低温热源流体gp向增热蒸发部y20导入。
若这样地构成,则能够有效地利用向增热吸收热泵导入的升温对象流体所拥有的热并将热向热消耗装置供给。
而且,本发明的第十三实施方式的吸收式热交换系统,例如图16所示,在上述本发明的第一实施方式~第十实施方式中的任一个实施方式的吸收式热交换系统中,增热吸收热泵y3具有:增热冷凝部y40,其利用制冷剂的蒸气yvg冷凝而成为制冷剂的液体yvf时释放出的冷凝热对增热对象流体ts进行加热;增热蒸发部y20,其从增热冷凝部y40导入制冷剂的液体yvf,从低温热源流体gp获得导入的制冷剂的液体yvf蒸发而成为制冷剂的蒸气yve时所需的蒸发潜热;增热吸收部y10,其从增热蒸发部y20导入制冷剂的蒸气yve,利用吸收液吸收导入的制冷剂的蒸气yve而成为浓度降低了的稀溶液ysw时释放出的吸收热对增热对象流体ts进行加热;增热再生部y30,其从增热吸收部y10导入稀溶液ysw,并从增热驱动热源流体hp获得对导入的稀溶液ysw进行加热并使制冷剂yvg从稀溶液ysw脱离而成为浓度上升了的浓溶液ysa所需的热,该吸收式热交换系统构成为使在增热再生部y30中温度降低了的增热驱动热源流体hp朝向消耗热的热消耗部hcf(例如参照图14)流出,并且,使被热消耗部hcf夺去了热的增热驱动热源流体hp作为低温热源流体gp向增热蒸发部y20流入。
若这样地构成,则能够由热消耗部利用从增热再生部流出的温度比较高的增热驱动热源流体的热,并且,能够由增热蒸发部利用从热消耗部流出并向增热蒸发部流入的低温热源流体的热,从而使从增热蒸发部流出的低温热源流体的温度降低。
另外,本发明的第十四实施方式的吸收式热交换系统例如如图4所示,在上述本发明的第一实施方式~第十三实施方式中的任一个实施方式的吸收式热交换系统2中,增热吸收热泵y1构成为包含使增热对象流体ta朝向第一热消耗部hcf1流出的第一增热吸收热泵y1a、使增热对象流体ta朝向与第一热消耗部hcf1不同的第二热消耗部hcf2流出的第二增热吸收热泵y1b。
若这样地构成,则能够向多个热消耗部供给增热对象流体。
另外,本发明的第十五实施方式的吸收式热交换系统例如如图5所示,在上述本发明的第一实施方式~第十三实施方式中的任一个吸收式热交换系统3中,增热吸收热泵y1c具有:使从增热再生部y30流出了的增热驱动热源流体hp朝向消耗热的第一追加热消耗部hcfa暂且流出到增热吸收热泵y1c的外部的第一增热驱动热源流体流出部y39a;以及导入增热驱动热源流体hp所拥有的热在第一追加消耗部hcfa被消耗了的增热驱动热源流体hp的第一增热驱动热源流体导入部y39b。
若这样地构成,则能够根据热消耗部的特性来高效地消耗热。
另外,本发明的第十六实施方式的吸收式热交换系统例如如图6所示,在上述本发明的第一实施方式~第十三实施方式中的任一个吸收式热交换系统4中,增热吸收热泵y1具有:使从被向增热再生部y30导入前的增热驱动热源流体hp分支出的一部分的增热驱动热源流体hp朝向消耗热的第二追加热消耗部hcfa暂且流出到增热吸收热泵y1的外部的第二增热驱动热源流体流出部487;以及导入增热驱动热源流体hp所拥有的热在第二追加消耗部hcfa被消耗了的增热驱动热源流体hp的第二增热驱动热源流体导入部488。
若这样地构成,则能够根据热消耗部的特性来高效地消耗热。
另外,本发明的第十七实施方式的吸收式热交换系统例如如图7所示,在上述本发明的第一实施方式~第十六实施方式中的任一个实施方式的吸收式热交换系统5中,还具备利用第一副热源as对从被向升温吸收热泵x1导入前的低温热源流体gp分支出的一部分的低温热源流体gp进行加热的第一副热装置61,且构成为使被第一副热装置61加热了的低温热源流体gp与升温对象流体rp合流。
若这样地构成,则能够从第一副热装置回收热,从而节能。
另外,本发明的第十八实施方式的吸收式热交换系统例如如图8所示,在上述本发明的第一实施方式~第十七实施方式中的任一个实施方式的吸收式热交换系统6中,还具备利用第二副热源as对被升温吸收热泵x1加热了的升温对象流体rp进行加热的第二副热装置61。
若这样地构成,则能够从第二副热装置回收热,能够恢复升温对象流体因散热而失去的温度。
另外,本发明的第十九实施方式的吸收式热交换系统例如如图9所示,在上述本发明的第一实施方式~第十八实施方式中的任一个实施方式的吸收式热交换系统7中,升温吸收热泵x1构成为包含:从第一热供给部hsf1导入升温驱动热源流体ra的第一升温吸收热泵x1a;以及从与第一热供给部hsf1不同的第二热供给部hsf2导入升温驱动热源流体ra的第二升温吸收热泵x1b。
若这样地构成,则能够从多个热供给部回收热。
根据本发明,能够向热的利用场所供给通过与被向升温吸收热泵导入的升温驱动热源流体相比使温度上升的升温对象流体所拥有的热而被增热了的增热对象流体,在供给热的场所与利用热的场所远离的情况下,能够使升温对象流体与低温热源流体的温度差变大,并使两者的流量变少,从而减少流体输送所需的能量。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的吸收式热交换系统的示意性系统图。
图2是本发明的第一实施方式的吸收式热交换系统具备的升温吸收热泵的示意性系统图。
图3是本发明的第一实施方式的吸收式热交换系统具备的增热吸收热泵的示意性系统图。
图4是本发明的第二实施方式的吸收式热交换系统的示意性系统图。
图5是本发明的第三实施方式的吸收式热交换系统的示意性系统图。
图6是本发明的第四实施方式的吸收式热交换系统的示意性系统图。
图7是本发明的第五实施方式的吸收式热交换系统的示意性系统图。
图8是本发明的第六实施方式的吸收式热交换系统的示意性系统图。
图9是本发明的第七实施方式的吸收式热交换系统的示意性系统图。
图10是本发明的第一实施方式的变形例的吸收式热交换系统的示意性系统图。
图11是本发明的第一实施方式的变形例的吸收式热交换系统具备的升温吸收热泵的示意性系统图。
图12是本发明的第一实施方式的变形例的吸收式热交换系统具备的增热吸收热泵的示意性系统图。
图13是本发明的第一实施方式的变形例的吸收式热交换系统具备的升温吸收热泵的变形例的示意性系统图。
图14是本发明的第一实施方式的其它变形例的吸收式热交换系统的示意性系统图。
图15是本发明的第一实施方式的其它变形例的吸收式热交换系统具备的升温吸收热泵的示意性系统图。
图16是本发明的第一实施方式的其它变形例的吸收式热交换系统具备的增热吸收热泵的示意性系统图。
图17是本发明的第一实施方式的其它变形例的吸收式热交换系统的热利用设备相关的变形例的示意性系统图。
图18是表示改变了向本发明的第一实施方式的其它变形例的吸收式热交换系统供给热的热源设备的构成的部分系统图。
图19是表示改变了利用本发明的第一实施方式的其它变形例的吸收式热交换系统的热的热利用设备的构成的部分系统图。
附图标记说明
1、1a、1b、2、3、4、5、6、7…吸收式热交换系统;x1、x1a、x1b、x2、x2a、x3…升温吸收热泵;x10…吸收器;x20…蒸发器;x30…再生器;x40…冷凝器;x53…热源流体旁路管;x56…热源流体流入口;x58…热源流体流出口;x71升温热交换器;y1、y1a、y1b、y1c、y2、y3…增热吸收热泵;y10…吸收器;y20…蒸发器;y30…再生器;y39a…中间流出口;y39b…中间流入口;y40…冷凝器;y56…混合流体流入口;y58…混合流体流出口;y72…增热热交换器;61…副热装置;81…升温流体管;82…低温热源管;91…低温热源泵;92…混合流体泵;98…膨胀罐;487…分支流出前往管;488…分支流出返回管;as…副热源;gp…低温热源流体;hcf…热利用设备;hsf…热源设备;hp…高温热源流体;rp…升温对象流体;rs…驱动热源流体;rq…分支热源流体;ta…混合流体;ts…增热对象流体;xsa、ysa浓溶液;xsw、ysw…稀溶液;xve、yve…蒸发器制冷剂蒸气;xvf、yvf…制冷剂液体;xvg、yvg…再生器制冷剂蒸气
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外,在各图中对相同或者相当的部件标注相同或者类似的附图标记,并省略重复的说明。
首先参照图1对本发明的第一实施方式的吸收式热交换系统1进行说明。图1是吸收式热交换系统1的示意性系统图。吸收式热交换系统1是用于在使持有由热源设备hsf回收了的热的热介质升温以及增热的基础上,由热利用设备hcf利用的系统。热源设备hsf例如是回收来自炼铁厂、发电厂等的余热的设备,相当于热供给部。热利用设备hcf例如是将导入的热用于供暖的设备,相当于热消耗部。吸收式热交换系统1具备:使持有由热源设备hsf回收的热的热介质升温的升温吸收热泵x1、使被升温吸收热泵x1升温了的热介质增热的增热吸收热泵y1、在升温吸收热泵x1与增热吸收热泵y1之间连接流体的升温流体管81以及低温热源管82。
升温吸收热泵x1是通过吸收液与制冷剂的吸收热泵循环来进行工作的,是制冷剂的蒸发压力比冷凝压力高的热源机器。升温吸收热泵x1的结构将在后述。升温吸收热泵x1具有热源流体流入口x56、升温流体流出口x18、低温热源导入口x17、热源流体流出口x58。热源流体流入口x56是导入被热源设备hsf加热了的合流热源流体ra的部位,相当于升温驱动热源流体流入部。升温流体流出口x18是使被升温吸收热泵x1升温后的升温对象流体rp流出的部位。低温热源导入口x17是导入从增热吸收热泵y1流出的低温热源流体gp的部位。热源流体流出口x58是使温度比从热源流体流入口x56导入的流体低的合流热源流体ra流出的部位,相当于升温驱动热源流体流出部。在本实施方式中,热源流体流入口x56与热源设备hsf通过合流热源前往管84连接。另外,热源流体流出口x58与热源设备hsf通过合流热源返回管85连接。在合流热源返回管85配设有使合流热源流体ra流动的合流热源泵93。
增热吸收热泵y1是通过吸收液与制冷剂的吸收热泵循环而进行工作的,是制冷剂的蒸发压力比冷凝压力低的热源机器。增热吸收热泵y1的结构将在后述。增热吸收热泵y1具有高温热源导入口y27、混合流体流出口y58、混合流体流入口y56、低温热源流出口y28。高温热源导入口y27是将从升温吸收热泵x1流出的升温对象流体rp作为高温热源流体hp导入的部位。混合流体流出口y58是使被增热吸收热泵y1增热了的混合流体ta流出的部位,相当于增热对象流体流出部。混合流体流入口y56是导入由热利用设备hcf使温度降低了的混合流体ta的部位,相当于增热对象流体导入部。低温热源流出口y28是使被增热吸收热泵y1利用了热的低温热源流体gp流出的部位。在本实施方式中,混合流体流出口y58与热利用设备hcf通过混合热源前往管87连接。另外,混合流体流入口y56与热利用设备hcf通过混合热源返回管88连接。在混合热源返回管88配设有使混合流体ta流动的混合流体泵92。混合流体泵92相当于第二泵。
升温流体管81连接升温吸收热泵x1的升温流体流出口x18与增热吸收热泵y1的高温热源导入口y27。升温流体管81是构成将被升温吸收热泵x1加热了的升温对象流体rp向增热吸收热泵y1导入的流路的管,相当于升温对象流体流路。低温热源管82连接增热吸收热泵y1的低温热源流出口y28与升温吸收热泵x1的低温热源导入口x17。低温热源管82是构成将被增热吸收热泵y1利用并从增热吸收热泵y1流出的低温热源流体gp向升温吸收热泵x1导入的流路的管,相当于低温热源流体流路。在低温热源管82配设有使低温热源流体gp流动的低温热源泵91。低温热源泵91相当于第一泵。各泵91、92、93从防止空化的观点考虑,优选配置于各系统中温度最低的位置。从该观点出发,在比升温流体管81内流动的升温对象流体rp的温度低的温度的低温热源流体gp流动的低温热源管82设置低温热源泵91,在比混合热源前往管87中流动的混合流体ta的温度低的温度的混合流体ta流动的混合热源返回管88设置混合流体泵92,在比合流热源前往管84中流动的合流热源流体ra的温度低的温度的合流热源流体ra流动的合流热源返回管85设置合流热源泵93。并且,各泵91、92、93也可被设置于各配管中高度较低的位置。另外,在本实施方式中,膨胀罐98与低温热源管82连接。在吸收式热交换系统1中,具有温度变化的升温对象流体rp等被加热流体以及驱动热源流体rs等加热源流体作为整体而连通,所以只设置一个膨胀罐98即可,但也可设置多个。在本实施方式中,膨胀罐98循环系统中被设置于管内流动的流体的温度低、压力也低的低温热源泵91的吸入部,调整连通的配管的整体压力。膨胀罐98能够根据状况使用封闭式或者开放式的适当的方式。接着对构成吸收式热交换系统1的升温吸收热泵x1以及增热吸收热泵y1的详细的构成进行说明。
图2是升温吸收热泵x1的示意性系统图。升温吸收热泵x1具备构成进行吸收液xs(xsa、xsw)与制冷剂xv(xve、xvg、xvf)的吸收热泵循环的主要设备的吸收器x10、蒸发器x20、再生器x30、冷凝器x40。吸收器x10、蒸发器x20、再生器x30、冷凝器x40分别相当于升温吸收部、升温蒸发部、升温再生部、升温冷凝部。
在本说明书中,关于升温吸收热泵x1的吸收液,为了使热泵循环上的区别变得容易,根据性状、热泵循环上的位置而称为“稀溶液xsw”、“浓溶液xsa”等,但在不涉及性状等时作为总称而称为“吸收液xs”。同样,关于升温吸收热泵x1的制冷剂,为了使热泵循环上的区别变得容易,根据性状、热泵循环上的位置而称为“蒸发器制冷剂蒸气xve”、“再生器制冷剂蒸气xvg”、“制冷剂液体xvf”等,但在不涉及性状等时作为总称而称为“制冷剂xv”。在本实施方式中,作为吸收液xs(吸收剂与制冷剂xv的混合物)使用libr水溶液,作为制冷剂xv使用水(h2o)。
吸收器x10在内部具有构成升温对象流体rp的流路的导热管x12、将浓溶液xsa向导热管x12的表面供给的浓溶液供给装置x13。对于导热管x12而言,一端连接有升温流体导入管x51,另一端连接有升温流体流出管x19。升温流体导入管x51是构成将升温对象流体rp向导热管x12导入的流路的管。在升温流体导入管x51设置有调节在内部流动的升温对象流体rp的流量的升温流体阀x51v。升温流体流出管x19是构成使被吸收器x10加热了的升温对象流体rp流动的流路的管。升温流体流出管x19的另一端成为升温流体流出口x18。吸收器x10使浓溶液xsa从浓溶液供给装置x13向导热管x12的表面供给,在浓溶液xsa吸收蒸发器制冷剂蒸气xve而成为稀溶液xsw时产生吸收热。构成为在导热管x12中流动的升温对象流体rp接受该吸收热而升温对象流体rp被加热。
蒸发器x20在蒸发器罐体x21的内部具有构成驱动热源流体rs的流路的热源管x22。蒸发器x20在蒸发器罐体x21的内部不具有使制冷剂液体xvf飞散的喷嘴。因此,热源管x22以浸泡在被存积于蒸发器罐体x21内的制冷剂液体xvf的方式被配设(满液式蒸发器)。在热源管x22的一端连接有驱动热源导入管x52。驱动热源导入管x52是构成将驱动热源流体rs向热源管x22导入的流路的管。在驱动热源导入管x52设置有调节在内部流动的驱动热源流体rs的流量的驱动热源阀x52v。驱动热源导入管x52的另一端与升温流体导入管x51的另一端一起连接于热源流体流入管x55。热源流体流入管x55是构成供合流热源流体ra流动的流路的管。热源流体流入管x55的另一端成为热源流体流入口x56。在热源流体流入管x55中流动的合流热源流体ra分流而向升温流体导入管x51与驱动热源导入管x52流入。即,升温对象流体rp是合流热源流体ra中的向升温流体导入管x51流入的流体,驱动热源流体rs是合流热源流体ra中的向驱动热源导入管x52流入的流体。蒸发器x20构成为热源管x22周边的制冷剂液体xvf被在热源管x22内流动的驱动热源流体rs的热蒸发从而产生蒸发器制冷剂蒸气xve。向蒸发器罐体x21内供给制冷剂液体xvf的制冷剂液体管x45与蒸发器罐体x21连接。
吸收器x10与蒸发器x20相互连通。吸收器x10与蒸发器x20连通,由此能够构成为将由蒸发器x20产生的蒸发器制冷剂蒸气xve向吸收器x10供给。
再生器x30具有供对稀溶液xsw进行加热的驱动热源流体rs在内部流动的热源管x32、以及将稀溶液xsw向热源管x32的表面供给的稀溶液供给装置x33。在热源管x32内流动的驱动热源流体rs成为在蒸发器x20的热源管x22内流动后的驱动热源流体rs。蒸发器x20的热源管x22与再生器x30的热源管x32通过流动由驱动热源流体rs的驱动热源连通管x25连接。在再生器x30的热源管x32的与连接有驱动热源连通管x25的端部相反的一侧的端部,连接有驱动热源流出管x39。驱动热源流出管x39是构成将驱动热源流体rs向再生器x30的外部引导的流路的管。再生器x30构成为从稀溶液供给装置x33供给来的稀溶液xsw被驱动热源流体rs加热,由此生成制冷剂xv从稀溶液xsw蒸发而浓度上升了的浓溶液xsa。构成为从稀溶液xsw蒸发了的制冷剂xv作为再生器制冷剂蒸气xvg向冷凝器x40移动。
冷凝器x40在冷凝器罐体x41的内部具有供低温热源流体gp流动的导热管x42。在导热管x42的一端连接有构成将低温热源流体gp向导热管x42导入的流路的低温热源导入管x57。低温热源导入管x57的另一端成为低温热源导入口x17。构成使从冷凝器x40流出的低温热源流体gp流动的流路的低温热源流出管x49的一端与导热管x42的另一端连接。低温热源流出管x49的另一端与驱动热源流出管x39的另一端一起与热源流体流出管x59连接。热源流体流出管x59是构成供在驱动热源流出管x39中流动的驱动热源流体rs、与在低温热源流出管x49中流动的低温热源流体gp进行了合流的合流热源流体ra流动的流路的管。热源流体流出管x59的另一端成为热源流体流出口x58。冷凝器x40构成为导入由再生器x30产生的再生器制冷剂蒸气xvg,使在导热管x42内流动的低温热源流体gp接受再生器制冷剂蒸气xvg冷凝并成为制冷剂液体xvf时释放出的冷凝热,使得低温热源流体gp被加热。以再生器x30与冷凝器x40相互连通的方式,一体地形成再生器x30的罐体与冷凝器罐体x41。构成为再生器x30与冷凝器x40连通,由此能够将由再生器x30产生的再生器制冷剂蒸气xvg向冷凝器x40供给。
再生器x30的存积有浓溶液xsa的部分与吸收器x10的浓溶液供给装置x13通过使浓溶液xsa流动的浓溶液管x35连接。在浓溶液管x35配设有加压输送浓溶液xsa的溶液泵x35p。吸收器x10的存积有稀溶液xsw的部分与稀溶液供给装置x33通过流动有稀溶液xsw的稀溶液管x36连接。在浓溶液管x35以及稀溶液管x36配设有在浓溶液xsa与稀溶液xsw之间进行热交换的溶液热交换器x38。冷凝器x40的存积有制冷剂液体xvf的部分与蒸发器罐体x21通过流动有制冷剂液体xvf的制冷剂液体管x45连接。在制冷剂液体管x45配设有对制冷剂液体xvf进行加压输送的制冷剂泵x46。
升温吸收热泵x1在稳定运转中,吸收器x10的内部的压力以及温度比再生器x30的内部的压力以及温度高,蒸发器x20的内部的压力以及温度比冷凝器x40的内部的压力以及温度高。因此,如上所述,制冷剂xv的蒸发压力比冷凝压力高。升温吸收热泵x1的吸收器x10、蒸发器x20、再生器x30、冷凝器x40成为第二种吸收热泵的结构。
接着参照图3对增热吸收热泵y1的详细的构成进行说明。图3是增热吸收热泵y1的示意性系统图。增热吸收热泵y1具备构成进行吸收液ys(ysa、ysw)与制冷剂yv(yve、yvg、yvf)的吸收热泵循环的主要设备的吸收器y10、蒸发器y20、再生器y30以及冷凝器y40。吸收器y10、蒸发器y20、再生器y30、冷凝器y40分别相当于增热吸收部、增热蒸发部、增热再生部、增热冷凝部。
在本说明书中,关于增热吸收热泵y1的吸收液,为了使热泵循环上的区别变得容易,根据性状、热泵循环上的位置而称为“稀溶液ysw”、“浓溶液ysa”等,但在不涉及性状等时作为总称而称为“吸收液ys”。同样,关于增热吸收热泵y1的制冷剂,为了使热泵循环上的区别变得容易,根据性状、热泵循环上的位置而称为“蒸发器制冷剂蒸气yve”、“再生器制冷剂蒸气yvg”、“制冷剂液体yvf”等,但在不涉及性状等时作为总称而称为“制冷剂yv”。在本实施方式中,作为吸收液ys(吸收剂与制冷剂yv的混合物)使用libr水溶液,作为制冷剂yv使用水(h2o)使用。
吸收器y10在内部具有构成增热对象流体ts的流路的导热管y12、将浓溶液ysa向导热管y12的表面供给的浓溶液供给装置y13。对于导热管y12而言,一端连接有增热流体导入管y51,另一端连接有增热流体连通管y15。增热流体导入管y51是构成将增热对象流体ts向导热管y12导入的流路的管。在增热流体导入管y51设置有调节在内部流动的增热对象流体ts的流量的增热流体阀y51v。增热流体连通管y15是构成将被吸收器y10加热了的增热对象流体ts向冷凝器y40导入的流路的管。吸收器y10在浓溶液ysa被从浓溶液供给装置y13向导热管y12的表面供给,浓溶液ysa吸收蒸发器制冷剂蒸气yve而成为稀溶液ysw时产生吸收热。在导热管y12流动的增热对象流体ts接受该吸收热从而增热对象流体ts被加热。
蒸发器y20在蒸发器罐体y21的内部具有构成低温热源流体gp的流路的热源管y22、以及将制冷剂液体yvf向热源管y22的表面供给的制冷剂液体供给装置y23。在热源管y22的一端连接有低温热源流入管y52。低温热源流入管y52是构成将低温热源流体gp向热源管y22导入的流路的管。在低温热源流入管y52设置有调节在内部流动的低温热源流体gp的流量的低温热源阀y52v。低温热源流入管y52的另一端与增热流体导入管y51的另一端一起与混合流体流入管y55连接。混合流体流入管y55是构成供混合流体ta流动的流路的管。混合流体流入管y55的另一端成为混合流体流入口y56。在混合流体流入管y55中流动的混合流体ta分流并向增热流体导入管y51与低温热源流入管y52流入。即,增热对象流体ts是混合流体ta中的向增热流体导入管y51流入的流体,低温热源流体gp是混合流体ta中的向低温热源流入管y52流入的流体。在热源管y22的与连接有低温热源流入管y52的端部相反的一侧的端部,连接有低温热源流出管y29。低温热源流出管y29是构成将低温热源流体gp向蒸发器y20的外部引导的流路的管。低温热源流出管y29的另一端成为低温热源流出口y28。蒸发器y20构成为将制冷剂液体yvf从制冷剂液体供给装置y23向热源管y22的表面供给,热源管y22周边的制冷剂液体yvf利用在热源管y22内流动的低温热源流体gp的热而蒸发,并产生蒸发器制冷剂蒸气yve。
吸收器y10与蒸发器y20相互连通。通过使吸收器y10与蒸发器y20连通,由此能够将由蒸发器y20产生的蒸发器制冷剂蒸气yve向吸收器y10供给。
再生器y30具有供对稀溶液ysw进行加热的高温热源流体hp在内部流动的热源管y32、以及将稀溶液ysw向热源管y32的表面供给的稀溶液供给装置y33。构成将高温热源流体hp向热源管y32导入的流路的高温热源导入管y57与热源管y32的一端连接。高温热源导入管y57的另一端成为高温热源导入口y27。构成供从再生器y30流出的高温热源流体hp流动的流路的高温热源流出管y39的一端与热源管y32的另一端连接。再生器y30构成为从稀溶液供给装置y33供给的稀溶液ysw被高温热源流体hp加热,由此使制冷剂yv从稀溶液ysw中蒸发而生成浓度上升了的浓溶液ysa。从稀溶液ysw中蒸发了的制冷剂yv作为再生器制冷剂蒸气yvg而向冷凝器y40移动。
冷凝器y40在冷凝器罐体y41的内部具有供增热对象流体ts流动的导热管y42。导热管y42流动的增热对象流体ts成为在吸收器y10的导热管y12中流动后的增热对象流体ts。吸收器y10的导热管y12与冷凝器y40的导热管y42通过供增热对象流体ts流动的增热流体连通管y15连接。在冷凝器y40的导热管y42的与连接有增热流体连通管y15的端部相反的一侧的端部,连接有增热流体流出管y49。增热流体流出管y49是构成将增热对象流体ts向冷凝器y40的外部引导的流路的管。增热流体流出管y49的另一端与高温热源流出管y39的另一端一起与混合流体流出管y59连接。混合流体流出管y59是构成供在高温热源流出管y39流动的高温热源流体hp、与在增热流体流出管y49流动的增热对象流体ts进行了合流的混合流体ta流动的流路的管。混合流体流出管y59的另一端成为混合流体流出口y58。冷凝器y40构成为导入由再生器y30产生的再生器制冷剂蒸气yvg,在导热管y42内流动的增热对象流体ts接受由再生器y30产生的再生器制冷剂蒸气yvg冷凝而成为制冷剂液体yvf时释放出的冷凝热,从而增热对象流体ts被加热。以再生器y30与冷凝器y40相互连通的方式,一体地形成再生器y30的罐体与冷凝器罐体y41。构成为再生器y30与冷凝器y40连通,由此能够将由再生器y30产生的再生器制冷剂蒸气yvg向冷凝器y40供给。
再生器y30的存积有浓溶液ysa的部分与吸收器y10的浓溶液供给装置y13通过供浓溶液ysa流动的浓溶液管y35连接。吸收器y10的存积有稀溶液ysw的部分与稀溶液供给装置y33通过供稀溶液ysw流动的稀溶液管y36连接。在稀溶液管y36配设有对稀溶液ysw进行加压输送的溶液泵y36p。在浓溶液管y35以及稀溶液管y36配置有使在浓溶液ysa与稀溶液ysw之间进行热交换的溶液热交换器y38。冷凝器y40的存积有制冷剂液体yvf部分与制冷剂液体供给装置y23通过流动有制冷剂液体yvf的制冷剂液体管y45连接。
增热吸收热泵y1在稳定运转中,吸收器y10的内部的压力以及温度比再生器y30的内部的压力以及温度低,蒸发器y20的内部的压力以及温度比冷凝器y40的内部的压力以及温度低。因此,如上所述,制冷剂xv的蒸发压力比冷凝压力低。增热吸收热泵y1的吸收器y10、蒸发器y20、再生器y30、冷凝器y40成为第一种吸收热泵的结构。
另外,参照图1~图3来进行补充说明,冷凝器x40的导热管x42、热源设备hsf、吸收器x10的导热管x12、再生器y30的热源管y32、热利用设备hcf、蒸发器y20的热源管y22构成第一循环路径,低温热源泵91是在第一循环路径中使低温热源流体gp、或者合流热源流体ra、或者升温对象流体rp、或者高温热源流体hp、或者混合流体ta循环的泵。吸收器y10的导热管y12、冷凝器y40的导热管y42、热利用设备hcf构成第二循环路径,混合流体泵92是在第二循环路径中使增热对象流体ts或者混合流体ta循环的泵。热源设备hsf、蒸发器x20的热源管x22、再生器x30的热源管x32构成第三循环路径,合流热源泵93是使合流热源流体ra或者驱动热源流体rs在第三循环路径中循环的泵。第一循环路径、第二循环路径、第三循环路径通过适当地合流以及分流而作为整体构成一个循环路径。据此,在本实施方式中,可知在吸收式热交换系统1整体中至少设置一个膨胀罐98即可。此外,在本实施方式中,虽将膨胀罐98的安装位置设在低温热源管82,但也可代替低温热源管82,或者与低温热源管82一起而设在升温流体管81、混合热源前往管87、混合热源返回管88、合流热源前往管84、合流热源返回管85中的任一个或者多个。
接着参照图1~图3对吸收式热交换系统1的作用进行说明。首先,参照图1以及图2对升温吸收热泵x1相关的作用进行说明,利用合流热源泵93的起动而流动的合流热源流体ra在热源设备hsf中,回收余热而温度上升,经由合流热源前往管84从热源流体流入口x56向升温吸收热泵x1流入。向升温吸收热泵x1流入的合流热源流体ra在热源流体流入管x55中流动之后,分流为进入升温流体导入管x51的升温对象流体rp、和进入驱动热源导入管x52的驱动热源流体rs。在升温流体导入管x51中流动的升温对象流体rp向吸收器x10的导热管x12流入,获得浓溶液xsa吸收蒸发器制冷剂蒸气xve时产生的吸收热而温度上升后,在升温流体流出管x19中流动,并经由升温流体流出口x18而从升温吸收热泵x1流出,到达升温流体管81。在升温吸收热泵x1中,与从升温流体流出口x18流出的升温对象流体rp的流量相同的流量的低温热源流体gp,从低温热源管82经由低温热源导入口x17向低温热源导入管x57流入。从低温热源管82向低温热源导入管x57流入的低温热源流体gp利用低温热源泵91的起动而流动。在低温热源导入管x57中流动的低温热源流体gp向冷凝器x40的导热管x42流入,并获得在再生器制冷剂蒸气xvg冷凝时释放出的冷凝热而温度上升后,在低温热源流出管x49中流动。
另一方面,由从热源设备hsf向升温吸收热泵x1流入的合流热源流体ra分流出的驱动热源流体rs在驱动热源导入管x52中流动并向蒸发器x20的热源管x22流入,被夺去制冷剂液体xvf成为蒸发器制冷剂蒸气xve所需的蒸发潜热而温度降低后,到达驱动热源连通管x25。在驱动热源连通管x25中流动的驱动热源流体rs向再生器x30的热源管x32流入,被夺去使再生器制冷剂蒸气xvg脱离稀溶液xsw所需的热而温度降低后,到达驱动热源流出管x39。在驱动热源流出管x39中流动的驱动热源流体rs与在上述低温热源流出管x49中流动的低温热源流体gp合流而成为合流热源流体ra。合流热源流体ra在热源流体流出管x59中流动,经由热源流体流出口x58而从升温吸收热泵x1流出,到达合流热源返回管85。向合流热源返回管85流入的合流热源流体ra向热源设备hsf流入并回收余热而温度上升后到达合流热源前往管84,以后,重复上述作用。以下,主要参照图2对产生升温对象流体rp、低温热源流体gp以及驱动热源流体rs的温度变化的吸收液xs与制冷剂xv的吸收热泵循环进行说明。
首先,对制冷剂侧的吸收热泵循环进行说明。在冷凝器x40中,接受由再生器x30蒸发了的再生器制冷剂蒸气xvg,再生器制冷剂蒸气xvg利用在导热管x42中流动的流体(在本实施方式中是低温热源流体gp)被冷却而冷凝,成为制冷剂液体xvf。此时,在导热管x42中流动的流体(在本实施方式中是低温热源流体gp)利用再生器制冷剂蒸气xvg冷凝时释放出的冷凝热而温度上升。冷凝了的制冷剂液体xvf通过制冷剂泵x46被向蒸发器罐体x21输送。被向蒸发器罐体x21输送的制冷剂液体xvf被在热源管x22内流动的驱动热源流体rs加热、蒸发而成为蒸发器制冷剂蒸气xve。此时,对于驱动热源流体rs而言,其热量被制冷剂液体xvf夺去而温度降低。由蒸发器x20产生的蒸发器制冷剂蒸气xve向与蒸发器x20连通的吸收器x10移动。
接着对溶液侧的吸收热泵循环进行说明。在吸收器x10中,浓溶液xsa被从浓溶液供给装置x13供给,该被供给的浓溶液xsa吸收从蒸发器x20移动来的蒸发器制冷剂蒸气xve。吸收了蒸发器制冷剂蒸气xve的浓溶液xsa浓度降低而成为稀溶液xsw。在吸收器x10中,在浓溶液xsa吸收蒸发器制冷剂蒸气xve时产生吸收热。在导热管x12中流动的升温对象流体rp被该吸收热加热而温度上升。在本实施方式中,在导热管x12中流动的升温对象流体rp的源头是与向蒸发器x20的热源管x22导入的驱动热源流体rs的源头相同的合流热源流体ra。因此,在升温流体流出管x19中流动的升温对象流体rp被吸收器x10加热,相应地温度比向蒸发器x20以及再生器x30流入的驱动热源流体rs高。在吸收器x10中吸收了蒸发器制冷剂蒸气xve的浓溶液xsa浓度降低而成为稀溶液xsw,被存积在吸收器x10的下部。被存积的稀溶液xsw利用吸收器x10与再生器x30的内压的差而朝向再生器x30在稀溶液管x36中流动,在溶液热交换器x38中与浓溶液xsa进行热交换而温度降低,并到达再生器x30。
被向再生器x30输送的稀溶液xsw被从稀溶液供给装置x33供给,被在热源管x32中流动的驱动热源流体rs加热,被供给的稀溶液xsw中的制冷剂蒸发而成为浓溶液xsa,被存积在再生器x30的下部。此时,驱动热源流体rs被稀溶液xsw夺去其热量而温度降低。在热源管x32中流动的驱动热源流体rs是通过了蒸发器x20的热源管x22的流体。从稀溶液xsw蒸发出的制冷剂xv作为再生器制冷剂蒸气xvg向冷凝器x40移动。被存积在再生器x30的下部的浓溶液xsa利用溶液泵x35p,经由浓溶液管x35被向吸收器x10的浓溶液供给装置x13加压输送。在浓溶液管x35中流动的浓溶液xsa在溶液热交换器x38与稀溶液xsw进行热交换而温度上升之后向吸收器x10流入,被从浓溶液供给装置x13供给,以后,重复相同的循环。
接着参照图1以及图3对增热吸收热泵y1的作用进行说明,在升温流体管81中流动的升温对象流体rp从高温热源导入口y27作为高温热源流体hp向增热吸收热泵y1流入。高温热源导入口y27的前后的升温对象流体rp与高温热源流体hp虽是相同的,但为了便于说明,为了区分升温吸收热泵x1中的流体与增热吸收热泵y1中的流体而改变了呼称。向增热吸收热泵y1流入的高温热源流体hp在高温热源导入管y57中流动,向再生器y30的热源管y32流入,被夺去使再生器制冷剂蒸气yvg从稀溶液ysw脱离所需的热量而温度降低后,到达高温热源流出管y39。在高温热源流出管y39中流动的高温热源流体hp与在增热流体流出管y49流动来的增热对象流体ts合流而成为混合流体ta。混合流体ta在混合流体流出管y59中流动,经由混合流体流出口y58而从增热吸收热泵y1流出,到达混合热源前往管87。
在混合热源前往管87中流动的混合流体ta向热利用设备hcf流入,热量被利用而温度降低后,到达混合热源返回管88。混合热源返回管88的混合流体ta从混合流体流入口y56向增热吸收热泵y1内的混合流体流入管y55流入。从混合热源返回管88向混合流体流入管y55流入的混合流体ta利用混合流体泵92的起动而流动。在混合流体流入管y55中流动的混合流体ta分流为进入增热流体导入管y51的增热对象流体ts、与进入低温热源流入管y52的低温热源流体gp。在增热流体导入管y51中流动的增热对象流体ts向吸收器y10的导热管y12流入,获得浓溶液ysa吸收蒸发器制冷剂蒸气yve时产生的吸收热而温度上升后,到达增热流体连通管y15。在增热流体连通管y15中流动的增热对象流体ts向冷凝器y40的导热管y42流入,获得再生器制冷剂蒸气yvg冷凝时释放出的冷凝热而温度上升后,在增热流体流出管y49中流动。在增热流体流出管y49流动的增热对象流体ts与在上述高温热源流出管y39中流动的高温热源流体hp混合并成为混合流体ta而在混合流体流出管y59中流动,如上述那样朝向热利用设备hcf。
另一方面,由从热利用设备hcf向增热吸收热泵y1流入的混合流体ta分流出的低温热源流体gp在低温热源流入管y52中流动并向蒸发器y20的热源管y22流入,被夺去制冷剂液体yvf成为蒸发器制冷剂蒸气yve所需的蒸发潜热而温度降低后,在低温热源流出管y29中流动。在低温热源流出管y29中流动的低温热源流体gp经由低温热源流出口y28从增热吸收热泵y1流出并到达低温热源管82。低温热源管82的低温热源流体gp如上述那样利用低温热源泵91的起动而流动,朝向升温吸收热泵x1。以下,主要参照图3对产生高温热源流体hp、增热对象流体ts以及低温热源流体gp的温度变化的吸收液ys与制冷剂yv的吸收热泵循环进行说明。
首先,对溶液侧的吸收热泵循环进行说明。在吸收器y10中,浓溶液ysa被从浓溶液供给装置y13供给,该被供给的浓溶液ysa吸收从蒸发器y20移动来的蒸发器制冷剂蒸气yve。吸收了蒸发器制冷剂蒸气yve的浓溶液ysa浓度降低而成为稀溶液ysw。在吸收器y10中,在浓溶液ysa吸收蒸发器制冷剂蒸气yve时产生吸收热。利用该吸收热,在导热管y12中流动的增热对象流体ts被加热,增热对象流体ts的温度上升。在吸收器y10中吸收了蒸发器制冷剂蒸气yve的浓溶液ysa浓度降低而成为稀溶液ysw,被存积在吸收器y10的下部。被存积的稀溶液ysw被溶液泵y36p朝向再生器y30加压输送并在稀溶液管y36中流动,在溶液热交换器y38中与浓溶液ysa进行热交换而温度上升,到达再生器y30。
被向再生器y30输送的稀溶液ysw被从稀溶液供给装置y33供给,利用在热源管y32中流动的高温热源流体hp而被加热,被供给的稀溶液ysw中的制冷剂蒸发而成为浓溶液ysa,被存积在再生器y30的下部。此时,高温热源流体hp被稀溶液ysw夺去其热量而温度降低。从稀溶液ysw中蒸发出的制冷剂yv作为再生器制冷剂蒸气yvg而向冷凝器y40移动。被存积在再生器y30的下部的浓溶液ysa利用再生器y30与吸收器y10的内压的差,经由浓溶液管y35而到达吸收器y10的浓溶液供给装置y13。在浓溶液管y35中流动的浓溶液ysa在溶液热交换器y38中与稀溶液ysw进行热交换而温度降低之后向吸收器y10流入,被从浓溶液供给装置y13供给,以后重复上述吸收液ys的循环。
接着对制冷剂侧的吸收热泵循环进行说明。在冷凝器y40中,接受在再生器y30中蒸发了的再生器制冷剂蒸气yvg,再生器制冷剂蒸气yvg利用在导热管y42中流动的增热对象流体ts而冷却并冷凝,成为制冷剂液体yvf。此时,增热对象流体ts利用再生器制冷剂蒸气yvg冷凝时释放出的冷凝热而温度上升。在导热管y42中流动的增热对象流体ts是通过了吸收器y10的导热管y12的流体。冷凝了的制冷剂液体yvf利用冷凝器y40与蒸发器y20的内压的差在制冷剂液体管y45中流动并到达蒸发器y20。被向蒸发器y20输送的制冷剂液体yvf被从制冷剂液体供给装置y23供给,利用在热源管y22内流动的低温热源流体gp而被加热、蒸发而成为蒸发器制冷剂蒸气yve。此时,在热源管y22中流动的低温热源流体gp被制冷剂液体yvf夺去其热量而温度降低。由蒸发器y20产生的蒸发器制冷剂蒸气yve向与蒸发器y20连通的吸收器y10移动,以后,重复相同的循环。
再次主要参照图1以具体例来说明进行上述作用的吸收式热交换系统1中的、在升温吸收热泵x1、增热吸收热泵y1、热源设备hsf、热利用设备hcf中循环的流体的温度以及流量的变化。从热源设备hsf流出并向升温吸收热泵x1流入且在热源流体流入管x55中流动的合流热源流体ra的温度是95℃且流量是60t/h。从热源流体流入管x55向升温流体导入管x51以及驱动热源导入管x52分流的升温对象流体rp以及驱动热源流体rs分别温度是95℃且流量是30t/h。在驱动热源导入管x52中流动的95℃、30t/h的驱动热源流体rs在蒸发器x20的热源管x22中流动时被制冷剂液体xvf夺去了热,到达驱动热源连通管x25时温度降低到88℃。然后,在驱动热源连通管x25中流动的驱动热源流体rs在再生器x30的热源管x32中流动时被稀溶液xsw夺去了热,到达驱动热源流出管x39使温度降低到80℃。到达驱动热源流出管x39的驱动热源流体rs的流量保持30t/h。
另一方面,在升温流体导入管x51中流动的温度是95℃且流量是30t/h的升温对象流体rp在吸收器x10的导热管x12中流动时,获得浓溶液xsa吸收蒸发器制冷剂蒸气xve而产生的吸收热,到达升温流体流出管x19时温度上升到100℃。到达升温流体流出管x19的升温对象流体rp的流量保持30t/h。在升温流体流出管x19中流动的100℃、30t/h的升温对象流体rp从升温吸收热泵x1流出,在升温流体管81中流动,温度以及流量大体不变,作为高温热源流体hp向增热吸收热泵y1流入。此外,若严格来说,因在升温流体管81中流动时的散热,向增热吸收热泵y1流入的高温热源流体hp的温度低于100℃,但为了便于说明,假设没有热量损失,向增热吸收热泵y1流入了的高温热源流体hp的温度是100℃。
向增热吸收热泵y1流入且在高温热源导入管y57中流动的温度是100℃且流量是30t/h的高温热源流体hp在再生器y30的热源管y32中流动时被稀溶液ysw夺去热,到达高温热源流出管y39时温度降低到90℃。在高温热源流出管y39中流动的90℃的高温热源流体hp与在增热流体流出管y49中流动的温度是48℃且流量是75t/h的增热对象流体ts混合,成为60℃、105t/h的混合流体ta并在混合流体流出管y59流动。在混合流体流出管y59中流动的60℃、105t/h的混合流体ta从增热吸收热泵y1流出,向热利用设备hcf流入并且热量被利用而温度降低。在热利用设备hcf中温度降低并向增热吸收热泵y1流入的混合流体ta成为温度为40℃且流量为105t/h。向增热吸收热泵y1流入并在混合流体流入管y55中流动的40℃、105t/h的混合流体ta被分流,40℃、75t/h的增热对象流体ts向增热流体导入管y51流入,40℃、30t/h的低温热源流体gp向低温热源流入管y52流入。在增热流体导入管y51中流动的40℃、75t/h的增热对象流体ts在吸收器y10的导热管y12中流动时,获得浓溶液ysa吸收蒸发器制冷剂蒸气yve而产生的吸收热,到达增热流体连通管y15时温度上升到44℃。然后,在增热流体连通管y15中流动的增热对象流体ts在冷凝器y40的导热管y42中流动时,获得再生器制冷剂蒸气yvg冷凝并成为制冷剂液体yvf时释放出的冷凝热,到达增热流体流出管y49时温度上升到48℃。到达增热流体流出管y49的增热对象流体ts的流量保持75t/h。在增热流体流出管y49中流动的48℃、75t/h增热对象流体ts如上述那样,与在高温热源流出管y39中流动的90℃、30t/h的高温热源流体hp合流而成为60℃、105t/h的混合流体ta并在混合流体流出管y59中流动。
另一方面,在低温热源流入管y52中流动的40℃、30t/h的低温热源流体gp在蒸发器y20的热源管y22中流动时被制冷剂液体yvf夺去热,到达低温热源流出管y29时温度降低到30℃。到达低温热源流出管y29的增热对象流体ts的流量保持30t/h。在低温热源流出管y29中流动的30℃、30t/h的低温热源流体gp从增热吸收热泵y1流出,在低温热源管82中流动,温度以及流量大体不变,向升温吸收热泵x1流入。此外,若严格来说,因在低温热源管82中流动时的散热,向升温吸收热泵x1流入了的低温热源流体gp的温度低于30℃,但为了便于说明,假定没有热量损失,向升温吸收热泵x1流入了的低温热源流体gp的温度是30℃。
向升温吸收热泵x1流入且在低温热源导入管x57中流动的温度是30℃且流量是30t/h的低温热源流体gp在冷凝器x40的导热管x42中流动时,获得再生器制冷剂蒸气xvg冷凝并成为制冷剂液体xvf时释放出的冷凝热,到达低温热源流出管x49时温度上升到40℃。到达低温热源流出管x49的低温热源流体gp的流量保持30t/h。在低温热源流出管x49中流动的40℃、30t/h的低温热源流体gp与在驱动热源流出管x39中流动的80℃、30t/h的驱动热源流体rs合流,而成为60℃、60t/h的合流热源流体ra并在热源流体流出管x59中流动,从升温吸收热泵x1流出。从升温吸收热泵x1流出的60℃、60t/h的合流热源流体ra在合流热源返回管85中流动并向热源设备hsf流入,回收余热而温度上升。在热利用设备hcf中温度上升了的合流热源流体ra以95℃、60t/h向升温吸收热泵x1流入,以后,重复上述的流动。
概括以上已说明的吸收式热交换系统1的热量的流动能够得到如下内容。热源设备hsf对合流热源流体ra赋予热量来加热合流热源流体ra,将合流热源流体ra被加热而得到的热量赋予升温吸收热泵x1。在升温吸收热泵x1中,从合流热源流体ra分流出的驱动热源流体rs,经由吸收液与制冷剂的吸收热泵循环而对低温热源流体gp与升温对象流体rp赋予热量来加热低温热源流体gp以及升温对象流体rp。此时,从冷凝器x40流出的低温热源流体gp作为合流热源流体ra的一部分如上述那样被热源设备hsf加热后作为升温对象流体rp向吸收器x10流入。因此,在观察相对于升温吸收热泵x1的输入输出热量时,向升温吸收热泵x1输入的输入热量能够视为是:从流入的温度高的合流热源流体ra所具有的热量减去使流出的温度下降的合流热源流体ra所具有的热量而得到的热量。从升温吸收热泵x1输出的输出热量能够视为是:在冷凝器x40中向低温热源流体gp赋予的热量、从冷凝器x40流出的低温热源流体gp成为向吸收器x10流入的升温对象流体rp为止而被加热而被赋予的热量、以及在吸收器x10中向升温对象流体rp赋予的热量的合计,换言之,是由从吸收器x10流出的升温对象流体rp所具有的热量减去向冷凝器x40流入的低温热源流体gp所具有的热量而得到的热量。即,升温吸收热泵x1将从合流热源流体ra获得的热量赋予低温热源流体gp来加热低温热源流体gp,从而将低温热源流体gp作为升温对象流体rp。升温对象流体rp将被升温吸收热泵x1加热而获得的热量赋予增热吸收热泵y1。在增热吸收热泵y1中,将称呼从升温对象流体rp改为高温热源流体hp的高温热源流体hp和低温热源流体gp,经由吸收液与制冷剂的吸收热泵循环而对增热对象流体ts赋予热量来加热增热对象流体ts。此时,从再生器y30流出的高温热源流体hp作为混合流体ta的一部分被热利用设备hcf夺去热后作为低温热源流体gp向蒸发器y20流入。因此,在考虑相对于增热吸收热泵y1的输入输出热量时,向增热吸收热泵y1输入的输入热量能够视为是在再生器y30中被从高温热源流体hp夺去的热量、从再生器y30流出的高温热源流体hp成为向蒸发器y20流入的低温热源流体gp为止而被冷却并被夺去的热量、以及在蒸发器y20中夺去低温热源流体gp的热量的合计,换言之,能够视为是从向再生器y30流入的温度高的升温对象流体rp所具有的热量减去使从蒸发器y20流出的温度下降的低温热源流体gp所具有的热量而得到的热量。来自增热吸收热泵y1的输出热量能够视为是从流出的温度高的混合流体ta所具有的热量减去流入的温度低的混合流体ta所具有的热量而得到的热量。即,增热吸收热泵y1对混合流体ta赋予将呼称从升温对象流体rp改变为高温热源流体hp的高温热源流体hp成为低温热源流体gp从而被赋予的热量,来加热混合流体ta。混合流体ta被加热而获得的热量被赋予热利用设备hcf。即,在吸收式热交换系统1中,升温对象流体rp与低温热源流体gp将热源设备hsf赋予合流热源流体ra的热量从升温吸收热泵x1送至增热吸收热泵y1,能够视为混合流体ta将热源设备hsf赋予合流热源流体ra的热量向热利用设备hcf赋予。这样,吸收式热交换系统1构成从热源设备hsf向热利用设备hcf输送热的系统。
如以上已说明的那样,根据本实施方式的吸收式热交换系统1,与相对于热源设备hsf流入流出的合流热源流体ra的温度差(在本实施方式中是35℃)相比,能够使从升温吸收热泵x1流出的升温对象流体rp与流入的低温热源流体gp的温度差(在本实施方式中是70℃)较大,所以能够使在升温流体管81中流动的升温对象流体rp以及在低温热源管82中流动的低温热源流体gp的流量变少,从而能够减少流体输送所需的能量。而且,升温吸收热泵x1与增热吸收热泵y1的距离越远则效果越显著。换言之,为了将由热源设备hsf赋予的热量向热利用设备hcf提供,升温吸收热泵x1与增热吸收热泵y1的距离越远,则泵的动力削减效果越大。因此,优选热源设备hsf与升温吸收热泵x1、以及增热吸收热泵y1与热利用设备hcf分别接近设置,将升温吸收热泵x1与增热吸收热泵y1设置于远离的场所。另外,升温吸收热泵x1内的被加热流体(升温对象流体rp、低温热源流体gp)以及加热源流体(合流热源流体ra、驱动热源流体rs)、增热吸收热泵y1内的被加热流体(混合流体ta、增热对象流体ts)以及加热源流体(高温热源流体hp、低温热源流体gp)、在升温吸收热泵x1与增热吸收热泵y1之间的升温对象流体rp以及低温热源流体gp、在升温吸收热泵x1与热源设备hsf之间的合流热源流体ra、以及在增热吸收热泵y1与热利用设备hcf之间的混合流体ta,作为整体而连通并构成一个循环路径,所以在吸收式热交换系统1整体中至少仅设置一个膨胀罐98就能够适当地缓和流路内的压力变动。另外,各流路连通并构成一个循环路径,从而各流路内的流体的性状、持有量的管理对象仅为一个流体,从而使管理变得容易。此外,在升温吸收热泵x1与增热吸收热泵y1远离且低温热源管82是长距离的情况下,也可在低温热源管82中隔开规定间隔地设置多个低温热源泵91来对低温热源流体gp进行加压输送,也可以串联的方式连接多个低温热源泵91来提高排出压力来对低温热源流体gp进行加压输送。或者也可与设置于低温热源管82的低温热源泵91相同,在升温流体管81设置与温度高的流体对应的泵。
接着参照图4对本发明的第二实施方式的吸收式热交换系统2进行说明。图4是吸收式热交换系统2的示意性系统图。在以下的说明中,在言及升温吸收热泵x1的结构时适当地参考图2,在言及增热吸收热泵y1的结构时适当地参考图3。吸收式热交换系统2在以下方面与吸收式热交换系统1(参照图1)不同。在吸收式热交换系统2中,具备两台增热吸收热泵y1a、y1b,以便能够分别向两个热利用设备hcf1、hcf2供给60℃、105t/h的混合流体ta。两台增热吸收热泵y1a、y1b均是与增热吸收热泵y1(参照图3)相同的结构。升温流体管81在升温流体流出口x18的相反的一侧分支为第一升温流体管81a与第二升温流体管81b,第一升温流体管81a的另一端与增热吸收热泵y1a的高温热源导入口y27连接,第二升温流体管81b的另一端与增热吸收热泵y1b的高温热源导入口y27连接。低温热源管82在低温热源导入口x17的相反的一侧分支为第一低温热源管82a和第二低温热源管82b,第一低温热源管82a的另一端与增热吸收热泵y1a的低温热源流出口y28连接,第二低温热源管82b的另一端与增热吸收热泵y1b的低温热源流出口y28连接。在第一低温热源管82a配设有使内部的流体流动的第一低温热源泵91a,在第二低温热源管82b配设有使内部的流体流动的第二低温热源泵91b。第一低温热源泵91a是在冷凝器x40的导热管x42、热源设备hsf、吸收器x10的导热管x12、增热吸收热泵y1a的再生器y30的热源管y32、热利用设备hcf1、增热吸收热泵y1a的蒸发器y20的热源管y22中使低温热源流体gp、或者合流热源流体ra、或者升温对象流体rp、或者高温热源流体hp、或者混合流体ta循环的泵。第二低温热源泵91b是在冷凝器x40的导热管x42、热源设备hsf、吸收器x10的导热管x12、增热吸收热泵y1b的再生器y30的热源管y32、热利用设备hcf2、增热吸收热泵y1b的蒸发器y20的热源管y22中使低温热源流体gp、或者合流热源流体ra、或者升温对象流体rp、或者高温热源流体hp、或者混合流体ta循环的泵。在比第一低温热源管82a与第二低温热源管82b的连接部靠下游侧的低温热源管82,与吸收式热交换系统1(参照图1)相同地配设有低温热源泵91。低温热源泵91进行第一低温热源泵91a与第二低温热源泵91b加合的作用。膨胀罐98在本实施方式中虽与比第一低温热源泵91a靠上游侧的第一低温热源管82a连接,但也可连接于与上述部位连通的管的任意位置。增热吸收热泵y1a和热利用设备hcf1通过第一混合热源前往管87a以及第一混合热源返回管88a连接。增热吸收热泵y1a相当于第一增热吸收热泵相当,热利用设备hcf1相当于第一热消耗部。在第一混合热源返回管88a配设有第一混合流体泵92a。增热吸收热泵y1b和热利用设备hcf2通过第二混合热源前往管87b以及第二混合热源返回管88b连接。增热吸收热泵y1b相当于第二增热吸收热泵,热利用设备hcf2相当于第二热消耗部。在第二混合热源返回管88b配设有第二混合流体泵92b。上述以外的吸收式热交换系统2的结构与吸收式热交换系统1(参照图1)相同。
在上述那样构成的吸收式热交换系统2中,从热源设备hsf流出并向升温吸收热泵x1流入且在热源流体流入管x55中流动的合流热源流体ra的温度是95℃且流量是120t/h。从热源流体流入管x55向升温流体导入管x51以及驱动热源导入管x52分流了的升温对象流体rp以及驱动热源流体rs温度分别是95℃且流量分别是60t/h。从驱动热源导入管x52按顺序在蒸发器x20的热源管x22、驱动热源连通管x25、再生器x30的热源管x32、驱动热源流出管x39中流动的驱动热源流体rs的温度的变化与吸收式热交换系统1(参照图1)的升温吸收热泵x1中的情况相同,流量保持60t/h。另一方面,在升温流体导入管x51中流动的温度为95℃且流量为60t/h的升温对象流体rp在吸收器x10的导热管x12中流动而温度上升到100℃之后,经由升温流体流出管x19以100℃、60t/h从升温吸收热泵x1流出,并在升温流体管81中流动。
在升温流体管81中流动的100℃、60t/h的升温对象流体rp分流,并分别向第一升温流体管81a以及第二升温流体管81b流入100℃、30t/h的升温对象流体rp。在第一升温流体管81a中流动的100℃、30t/h的升温对象流体rp作为高温热源流体hp向增热吸收热泵y1a流入,在第二升温流体管81b中流动的100℃、30t/h的升温对象流体rp作为高温热源流体hp向增热吸收热泵y1b流入。在增热吸收热泵y1a以及热利用设备hcf1、增热吸收热泵y1b以及热利用设备hcf2各自的、高温热源流体hp、增热对象流体ts、混合流体ta、低温热源流体gp的温度以及流量的变化与吸收式热交换系统1(参照图1)的增热吸收热泵y1中的情况相同。因此,从增热吸收热泵y1a向第一低温热源管82a流出的低温热源流体gp、从增热吸收热泵y1b向第二低温热源管82b流出的低温热源流体gp的各自的温度是30℃且流量是30t/h。在第一低温热源管82a中流动的30℃、30t/h的低温热源流体gp与在第二低温热源管82b中流动的30℃、30t/h的低温热源流体gp合流,成为30℃、60t/h的低温热源流体gp并在低温热源管82中流动,并向升温吸收热泵x1流入。
向升温吸收热泵x1流入且在低温热源导入管x57中流动的温度30℃、60t/h的低温热源流体gp在冷凝器x40的导热管x42中流动而温度上升至40℃之后,在低温热源流出管x49中流动,与在驱动热源流出管x39中流动的80℃、60t/h的驱动热源流体rs合流,成为60℃、120t/h的合流热源流体ra并在热源流体流出管x59中流动,并从升温吸收热泵x1流出。从升温吸收热泵x1流出的60℃、120t/h的合流热源流体ra在合流热源返回管85中流动并向热源设备hsf流入,回收余热而温度上升,以95℃、120t/h向升温吸收热泵x1流入,以后,重复上述的流动。这样作用的吸收式热交换系统2例如在从大容量的热源(热源设备hsf)向两个住宅供暖用的温水供给设备(热利用设备hcf1、hcf2)供给二次温水(混合流体ta)的情况下是合适的。此外,在即使没有第一低温热源泵91a,低温热源流体gp也确保规定的流量并在第一低温热源管82a中流动,升温对象流体rp也确保规定的流量并在第一升温流体管81a中流动的情况下,也可没有第一低温热源泵91a。同样,在即使没有第二低温热源泵91b,低温热源流体gp也确保规定的流量并在第二低温热源管82b中流动,升温对象流体rp也确保规定的流量并在第二升温流体管81b流动的情况下,也可没有第二低温热源泵91b。或者,在即使没有低温热源泵91,低温热源流体gp也确保规定的流量并在低温热源管82中流动,升温对象流体rp也确保规定的流量并在升温流体管81中流动的情况下,也可没有低温热源泵91。另外,在吸收式热交换系统2中,向热利用设备hcf1输送的混合流体ta的温度和向热利用设备hcf2输送的混合流体ta的温度虽相同,但可以不同。另外,热利用设备hcf和增热吸收热泵y1也可分别是3台以上。
接着参照图5对本发明的第三实施方式的吸收式热交换系统3进行说明。图5是吸收式热交换系统3的示意性系统图。在以下的说明中,在言及升温吸收热泵x1的结构时适当地参照图2,在言及增热吸收热泵y1的结构时适当地参照图3。吸收式热交换系统3在以下方面与吸收式热交换系统1(参照图1)不同。在吸收式热交换系统3中,增热吸收热泵y1c代替增热吸收热泵y1(参照图1)而被设置。增热吸收热泵y1c构成为在高温热源流出管39中流动的高温热源流体hp暂且向增热吸收热泵y1c的外部流出之后再次流入。在吸收式热交换系统3中,向增热吸收热泵y1c的外部暂且流出的高温热源流体hp被作为第一追加热消耗部的追加热利用设备hcfa利用了热利用之后,再次向增热吸收热泵y1c流入。高温热源流出管y39在流路的中途设置有使高温热源流体hp向增热吸收热泵y1c的外部流出的中间流出口y39a、以及高温热源流体hp从增热吸收热泵y1c的外部流入的中间流入口y39b。中间流出口y39a相当于第一增热驱动热源流体流出部,中间流入口y39b相当于第一增热驱动热源流体导入部。中间流出口y39a与追加热利用设备hcfa通过高温流出前往管387连接。追加热利用设备hcfa与中间流入口y39b通过高温流出返回管388连接。在高温流出返回管388配设有使内部的高温热源流体hp流动的高温流出泵392。上述以外的吸收式热交换系统3的结构与吸收式热交换系统1(参照图1)相同。
在上述那样构成的吸收式热交换系统3中,关于合流热源流体ra,从升温吸收热泵x1流出并向热源设备hsf流入且在热源设备hsf中温度上升之后从热源设备hsf流出并向升温吸收热泵x1流入时的温度变化以及流量与吸收式热交换系统1(参照图1)相同。另外,升温吸收热泵x1内的、合流热源流体ra、升温对象流体rp、驱动热源流体rs、低温热源流体gp的温度变化以及流量变化与吸收式热交换系统1(参照图1)的升温吸收热泵x1中的情况相同。以100℃、30t/h从升温吸收热泵x1流出的升温对象流体rp经由升温流体管81,作为高温热源流体hp向增热吸收热泵y1c流入。关于向增热吸收热泵y1c流入的高温热源流体hp,在再生器y30中流动并到达高温热源流出管y39为止的温度以及流量的变化与增热吸收热泵y1(参照图1)的情况相同。然后,在增热吸收热泵y1c中,到达高温热源流出管y39的90℃、30t/h的高温热源流体hp经由中间流出口39a从增热吸收热泵y1c暂且流出,经由高温流出前往管387向追加热利用设备hcfa流入。向追加热利用设备hcfa流入的高温热源流体hp的热被利用而温度降低至60℃,从高温流出返回管388再次向增热吸收热泵y1c流入。
返回到增热吸收热泵y1c内的高温热源流出管y39的60℃、30t/h的高温热源流体hp与在增热流体流出管y49中流动的温度为48℃且流量是75t/h的增热对象流体ts混合,成为51.5℃、105t/h的混合流体ta并在混合流体流出管y59中流动。在混合流体流出管y59中流动的51.5℃、105t/h的混合流体ta从增热吸收热泵y1c流出,向热利用设备hcf流入从而热并利用且温度降低。在热利用设备hcf中温度降低并向增热吸收热泵y1c流入的混合流体ta与吸收式热交换系统1(参照图1)相同,温度是40℃且流量是105t/h。这之后,增热吸收热泵y1c内的、增热对象流体ts以及低温热源流体gp的温度变化以及流量变化与增热吸收热泵y1(参照图1)的情况相同。从增热吸收热泵y1c流出的30℃、30t/h的低温热源流体gp经由低温热源管82向升温吸收热泵x1流入,以后,重复上述的流动。这样作用的吸收式热交换系统3能够使由追加热利用设备hcfa取出的热利用侧的温度比由热利用设备hcf取出的热利用侧的温度高。另外,在从追加热利用设备hcfa流出的高温热源流体hp的温度与从冷凝器y40流出的增热对象流体ts的温度相同或比其高的情况下,使从追加热利用设备hcfa流出的高温热源流体hp与增热对象流体ts混合后的混合流体ta的温度、与混合前的增热对象流体ts的温度相同或比其高,由此在热利用设备hcf中,能够从高温热源流体hp间接地进一步夺走热。另外,在即使没有高温流出泵392,高温热源流体hp也确保规定的流量并在高温流出前往管387和高温流出返回管388中流动的情况下,也可没有高温流出泵392。
接着参照图6对本发明的第四实施方式的吸收式热交换系统4进行说明。图6是吸收式热交换系统4的示意性系统图。在以下的说明中,在言及升温吸收热泵x1的结构时适当地参照图2,在言及增热吸收热泵y1的结构时适当地参照图3。吸收式热交换系统4在以下方面与吸收式热交换系统1(参照图1)不同。在吸收式热交换系统4中,使向增热吸收热泵y1的增热再生器30导入前的高温热源流体hp的一部分分支并从增热吸收热泵y1暂且流出,被作为第二追加热消耗部的追加热利用设备hcfa利用了热之后,混合为混合流体ta。吸收式热交换系统4在增热吸收热泵y1的高温热源导入管y57连接有分支流出前往管487的一端,分支流出前往管487的另一端与追加热利用设备hcfa连接。分支流出前往管487是构成将向再生器y30流入前的高温热源流体hp向增热吸收热泵y1的外部的追加热利用设备hcfa导入的流路的管,相当于第二增热驱动热源流体流出部。分支流出前往管487的一端也可代替高温热源导入管y57而与升温流体管81连接。另外,在增热吸收热泵y1的混合流体流出管y59连接有分支流出返回管488的一端,分支流出返回管488的另一端与追加热利用设备hcfa连接。分支流出返回管488是构成将被追加热利用设备hcfa利用了热而温度降低了的一部分的高温热源流体hp向混合流体流出管y59导入的流路的管,相当于第二增热驱动热源流体导入部。分支流出返回管488的一端也可代替混合流体流出管y59而与混合热源前往管87连接。在分支流出返回管488配设有使内部的高温热源流体hp流动的分支流出泵492。上述以外的吸收式热交换系统4的结构与吸收式热交换系统1(参照图1)相同。
在上述那样构成的吸收式热交换系统4中,升温吸收热泵x1以及热源设备hsf相关的作用包含被加热流体以及加热源流体的温度以及流量的变化而与吸收式热交换系统1(参照图1)、3(参照图5)相同。以100℃、30t/h从升温吸收热泵x1流出的升温对象流体rp经由升温流体管81,作为高温热源流体hp向增热吸收热泵y1流入。从高温热源导入口y27向增热吸收热泵y1流入的高温热源流体hp的一部分(在本实施方式中是5t/h)向分支流出前往管487流入,剩余部分(在本实施方式中是25t/h)继续在高温热源导入管y57中流动。向高温热源导入管y57中流动的100℃、25t/h的高温热源流体hp在再生器y30中温度降低,在到达高温热源流出管y39时温度降低到89℃。另一方面,向分支流出前往管487流入的100℃、5t/h的高温热源流体hp向增热吸收热泵y1的外部暂且流出并向追加热利用设备hcfa流入,被该追加热利用设备hcfa利用了热而温度降低至60℃,在分支流出返回管488中朝向增热吸收热泵y1的混合流体流出管y59流动。在高温热源流出管y39中流动的89℃、25t/h的高温热源流体hp、在分支流出返回管488中流动的60℃、5t/h的高温热源流体hp、以及在增热流体流出管y49中流动的49℃、65t/h的增热对象流体ts合流,而成为60℃、95t/h的混合流体ta并在混合流体流出管y59中流动。在这之后,热利用设备hcf的混合流体ta以及增热吸收热泵y1内的增热对象流体ts以及低温热源流体gp的温度变化以及流量变化除了增热对象流体ts成为了49℃、65t/h这一点,其余与吸收式热交换系统1(参照图1)、3(参照图5)相同。从增热吸收热泵y1流出的30℃、30t/h的低温热源流体gp经由低温热源管82向升温吸收热泵x1流入,以后,重复上述的流动。这样作用的吸收式热交换系统4能够使由追加热利用设备hcfa取出的热利用侧的温度比由热利用设备hcf取出的热利用侧的温度高。此外,在图6中,追加热利用设备hcfa的加热源流体亦即高温热源流体hp的温度比图5的追加热利用设备hcfa的加热源流体亦即高温热源流体hp的温度高,所以能够使由图6的追加热利用设备hcfa取出的被加热介质的温度比图5的情况高。另外,在即使没有高温流出泵492,高温热源流体hp也确保规定的流量并在分支流出前往管487以及分支流出返回管488中流动的情况下,也可没有高温流出泵492。
接着参照图7对本发明的第五实施方式的吸收式热交换系统5进行说明。图7是吸收式热交换系统5的示意性系统图。在以下的说明中,在言及升温吸收热泵x1的结构时适当地参照图2,在言及增热吸收热泵y1的结构时适当地参照图3。吸收式热交换系统5在以下方面与吸收式热交换系统1(参照图1)不同。在吸收式热交换系统5中,具备从与热源设备hsf不同的热源亦即副热源as(相当于第一副热源)回收热的副热装置61,使在低温热源管82中流动的低温热源流体gp的一部分绕过升温吸收热泵x1以及热源设备hsf并由副热装置61加热之后合流在升温流体管81。副热装置61是利用低温热源流体gp的一部分与副热源as进行热交换的装置,相当于第一副热装置。作为副热源as,能够使用温水等高温液体、废气等高温气体。在比低温热源泵91靠下游侧的低温热源管82连接有旁路前往管62的一端,旁路前往管62的另一端与副热装置61的被加热流体流入口61a连接。旁路前往管62是构成将在低温热源管82中流动的低温热源流体gp的一部分向副热装置61导入的流路的管。在旁路前往管62配设有使内部的低温热源流体gp流动的低温旁路泵66。在副热装置61的被加热流体流出口61b连接有旁路返回管63的一端,旁路返回管63的另一端与升温流体管81连接。旁路返回管63是构成将从副热装置61流出的流体向升温流体管81导入的流路的管。此外,设置有使低温热源流体gp向副热装置61的流入迂回的副热旁路管64。副热旁路管64的一端与比低温旁路泵66靠下游侧的旁路前往管62连接,另一端与旁路返回管63连接。在副热旁路管64的两端之间的旁路前往管62和/或旁路返回管63以及副热旁路管64分别设置有阀,构成为能够切换低温热源流体gp在副热装置61中流动和在副热旁路管64中流动。上述以外的吸收式热交换系统5的结构与吸收式热交换系统1(参照图1)相同。
在上述那样构成的吸收式热交换系统5中,增热吸收热泵y1以及热利用设备hcf相关的作用,除被加热流体以及加热源流体的温度以及流量以外,包含被加热流体以及加热源流体的流动(包含合流、分流)以及吸收热泵循环等与吸收式热交换系统1(参照图1)相同。在吸收式热交换系统5中,30℃、33t/h的低温热源流体gp从增热吸收热泵y1向低温热源管82流出。在低温热源管82中流动的30℃、33t/h的低温热源流体gp的一部分(在本实施方式中是3t/h)向旁路前往管62流入,剩余部分(在本实施方式中是30t/h)继续在低温热源管82中流动。继续在低温热源管82中流动的低温热源流体gp以30℃、30t/h向升温吸收热泵x1流入,以后的升温吸收热泵x1以及热源设备hsf相关的作用,包含被加热流体以及加热源流体的温度以及流量的变化在内与吸收式热交换系统1(参照图1)相同。因此,100℃、30t/h的升温对象流体rp从升温吸收热泵x1向升温流体管81流出。稍微返回上述,向旁路前往管62流入的30℃、3t/h的低温热源流体gp向副热装置61流入,在该副热装置61中从副热源as受热而温度上升到100℃之后,在旁路返回管63中流动并向升温流体管81流入。由此,100℃、33t/h的升温对象流体rp向比与旁路返回管63连接的连接部靠下游侧的升温流体管81流动。该100℃、33t/h的升温对象流体rp作为高温热源流体hp向增热吸收热泵y1流入。
向增热吸收热泵y1流入的100℃、33t/h的高温热源流体hp通过再生器y30时温度降低,成为90℃。在高温热源流出管y39中流动的90℃、33t/h的高温热源流体hp与在增热流体流出管y49中流动的48.5℃、77t/h的增热对象流体ts混合,成为61℃、110t/h的混合流体ta,并在混合流体流出管y59中流动。在混合流体流出管y59中流动的61℃、110t/h的混合流体ta从增热吸收热泵y1流出,被热利用设备hcf利用了热而温度降低至40℃,并向增热吸收热泵y1流入。向增热吸收热泵y1流入并在混合流体流入管y55中流动的40℃、110t/h的混合流体ta分流,40℃、77t/h的增热对象流体ts向增热流体导入管y51流入,40℃、33t/h的低温热源流体gp向低温热源流入管y52流入。在增热流体导入管y51中流动的40℃、77t/h的增热对象流体ts在通过吸收器y10以及冷凝器y40时温度分别上升,成为48.5℃并到达增热流体流出管y49。在增热流体流出管y49中流动的48.5℃、77t/h增热对象流体ts的流量如上述那样,与在高温热源流出管y39中流动的90℃、33t/h的高温热源流体hp合流,而成为61℃、110t/h的混合流体ta并在混合流体流出管y59中流动。另一方面,在低温热源流入管y52中流动的40℃、33t/h的低温热源流体gp在通过蒸发器y20时温度降低到30℃,经由低温热源流出管y29从增热吸收热泵y1流出,作为30℃、33t/h的低温热源流体gp在低温热源管82中流动,中途一部分向旁路前往管62流入,以后,重复上述的流动。这样作用的吸收式热交换系统5能够有效利用多个热源。此外,在副热装置61的副热源as的温度比从升温吸收热泵x1流出的升温对象流体rp的温度更高的情况下,也可使在旁路返回管63中流动的低温热源流体gp的温度比从升温吸收热泵x1流出的升温对象流体rp的温度高,也可使与从副热装置61流出的低温热源流体gp合流之后的升温对象流体rp的温度比合流前的升温对象流体rp的温度高。另外,在即使没有低温旁路泵66,低温热源流体gp也确保规定的流量并在旁路前往管62与旁路返回管63中流动的情况下,也可没有低温旁路泵66。副热源as除了温水等高温液体以外,也可是废气等高温气体。另外,副热装置61也可是多个。
接着参照图8对本发明的第六实施方式的吸收式热交换系统6进行说明。图8是吸收式热交换系统6的示意性系统图。在以下的说明中,在言及升温吸收热泵x1的结构时适当地参照图2,在言及增热吸收热泵y1的结构时适当地参照图3。吸收式热交换系统6在以下方面与吸收式热交换系统5(参照图7)不同。在吸收式热交换系统6中,向副热装置61导入的流体不是向升温吸收热泵x1导入前的低温热源流体gp的一部分,而是被升温吸收热泵x1加热了的升温对象流体rp的一部分。伴随着该结构的不同,代替吸收式热交换系统5(参照图7)的旁路前往管62(参照图7),分支迂回前往管65与被加热流体流入口61a连接。分支迂回前往管65的另一端与比与旁路返回管63连接的连接部靠上游侧的升温流体管81连接。在分支迂回前往管65配设有使内部的升温对象流体rp流动的分支旁路泵67。此外,在吸收式热交换系统6中,副热装置61相当于第二副热装置,副热源as相当于第二副热源。上述以外的吸收式热交换系统6的结构与吸收式热交换系统5(参照图7)相同。
在上述那样构成的吸收式热交换系统6中,增热吸收热泵y1以及热利用设备hcf相关的作用除被加热流体以及加热源流体的温度以及流量以外,包含被加热流体以及加热源流体的流动(包含合流、分流)以及吸收热泵循环等在内与吸收式热交换系统5(参照图7)相同。在吸收式热交换系统6中,30℃、30t/h的低温热源流体gp从增热吸收热泵y1向低温热源管82流出,并向升温吸收热泵x1流入。升温吸收热泵x1以及热源设备hsf相关的作用包含被加热流体以及加热源流体的温度以及流量的变化在内与吸收式热交换系统5(参照图7)相同。因此,100℃、30t/h的升温对象流体rp从升温吸收热泵x1向升温流体管81流出。向升温流体管81流出的升温对象流体rp的一部(在本实施方式中是5t/h)向分支迂回前往管65流入,剩余部分(在本实施方式中是25t/h)继续在升温流体管81中流动。向分支迂回前往管65流入的100℃、5t/h的升温对象流体rp向副热装置61流入,在该副热装置61中从副热源as受热而温度上升到118℃之后,在旁路返回管63中流动并向升温流体管81流入。由此,103℃、30t/h的升温对象流体rp向比与旁路返回管63连接的连接部靠下游侧的升温流体管81流动。该103℃、30t/h的升温对象流体rp作为高温热源流体hp向增热吸收热泵y1流入。
向增热吸收热泵y1流入的103℃、30t/h的高温热源流体hp通过再生器y30时温度降低,成为92℃。在高温热源流出管y39中流动的92℃、30t/h的高温热源流体hp与在增热流体流出管y49中流动的48.5℃、74.3t/h的增热对象流体ts混合,成为61℃、104.3t/h的混合流体ta并在混合流体流出管y59中流动。在混合流体流出管y59中流动的61℃、104.3t/h的混合流体ta从增热吸收热泵y1流出,被热利用设备hcf利用了热而温度降低到40℃,并向增热吸收热泵y1流入。向增热吸收热泵y1流入并在混合流体流入管y55中流动的40℃、104.3t/h的混合流体ta分流,40℃、74.3t/h的增热对象流体ts向增热流体导入管y51流入,40℃、30t/h的低温热源流体gp向低温热源流入管y52流入。在增热流体导入管y51中流动的40℃、74.3t/h的增热对象流体ts在通过吸收器y10以及冷凝器y40时温度分别上升,成为48.5℃并到达增热流体流出管y49。在增热流体流出管y49中流动的48.5℃、74.3t/h的增热对象流体ts的流量如上述那样,与在高温热源流出管y39中流动的92℃、30t/h的高温热源流体hp合流,成为61℃、104.3t/h的混合流体ta并在混合流体流出管y59中流动。另一方面,在低温热源流入管y52中流动的40℃、30t/h的低温热源流体gp在通过蒸发器y20时温度降低到30℃,经由低温热源流出管y29而从增热吸收热泵y1流出,作为30℃、30t/h的低温热源流体gp在低温热源管82中流动,以后,重复上述的流动。这样,在副热装置61的副热源as的温度比从升温吸收热泵x1流出的升温对象流体rp的温度高情况下,也可使在旁路返回管63中流动的升温对象流体rp的温度、比向分支迂回前往管65分流前的升温对象流体rp的温度高,也可使通过副热装置61而被加热的一部分的升温对象流体rp与未向分支迂回前往管65流入的剩余部分的升温对象流体rp合流的升温对象流体rp的温度、比合流前的升温对象流体rp的温度高。这样作用的吸收式热交换系统6在由于升温流体管81的全长较长而直至流入到增热吸收热泵y1为止因升温对象流体rp散热而温度降低的情况下,对升温对象流体rp进行加热,由此能够恢复因散热而损失的温度。在升温流体管81涉及长距离的情况下,为了弥补升温对象流体rp因散热而损失的温度,也可在升温对象流体rp的温度降低的规定的距离,设置多个副热装置61。在图8中,虽相对于升温流体管81设置升旁路回路(分支迂回前往管65以及旁路返回管63)来并列地配置副热装置61,但也可除去分支迂回前往管65与升温流体管81连接的部位、同旁路返回管63与升温流体管81连接的部位之间的升温流体管81,而将副热装置61串联地组装在升温流体管81流路。另外,在即使没有分支旁路泵67,升温对象流体rp也确保规定的流量并在分支迂回前往管65以及旁路返回管63中流动的情况下,也可没有分支旁路泵67。另外,在本实施方式的情况下,副热源as除了温水等高温液体以外,也可是废气等高温气体。
接着参照图9对本发明的第七实施方式的吸收式热交换系统7进行说明。图9是吸收式热交换系统7的示意性系统图。在以下的说明中,在言及升温吸收热泵x1的结构时适当地参照图2,在言及增热吸收热泵y1的结构时适当地参照图3。吸收式热交换系统7在以下方面与吸收式热交换系统1(参照图1)不同。在吸收式热交换系统7中,具备两台升温吸收热泵x1a、x1b,以便能够使从两个热源设备hsf1、hsf2回收了热的合流热源流体ra分别升温。两台升温吸收热泵x1a、x1b均是与升温吸收热泵x1(参照图2)相同的结构。升温吸收热泵x1a与热源设备hsf1通过合流热源前往管84a、配设了合流热源泵93a的合流热源返回管85a而连接。升温吸收热泵x1a相当于第一升温吸收热泵,热源设备hsf1相当于第一热供给部。升温吸收热泵x1b与热源设备hsf2通过合流热源前往管84b、配设了合流热源泵93b的合流热源返回管85b而连接。升温吸收热泵x1b相当于第二升温吸收热泵,热源设备hsf2相当于第二热供给部。
升温流体管81在高温热源导入口y27的相反的一侧分支为第一升温流体管81a和第二升温流体管81b,第一升温流体管81a的另一端与升温吸收热泵x1a的升温流体流出口x18连接,第二升温流体管81b的另一端与升温吸收热泵x1b的升温流体流出口x18连接。低温热源管82在低温热源流出口y28的相反的一侧分支为第一低温热源管82a和第二低温热源管82b,第一低温热源管82a的另一端与升温吸收热泵x1a的低温热源导入口x17连接,第二低温热源管82b的另一端与升温吸收热泵x1b的低温热源导入口x17连接。在第一低温热源管82a配设有使内部的流体流动的第一低温热源泵91a。在第二低温热源管82b配设有使内部的流体流动的第二低温热源泵91b。在低温热源管82与吸收式热交换系统1(参照图1)相同配设有低温热源泵91以及膨胀罐98。上述以外的吸收式热交换系统7的结构与吸收式热交换系统1(参照图1)相同。
在上述那样构成的吸收式热交换系统7中,增热吸收热泵y1以及热利用设备hcf相关的作用除被加热流体以及加热源流体的温度以及流量以外,包含被加热流体以及加热源流体的流动(包含合流、分流)以及吸收热泵循环等在内与吸收式热交换系统1(参照图1)相同。在吸收式热交换系统7中,30℃、42.9t/h的低温热源流体gp从增热吸收热泵y1向低温热源管82流出。在低温热源管82中流动的30℃、42.9t/h的低温热源流体gp分流,在本实施方式中,以12.9t/h向第一低温热源管82a流入,以30t/h向第二低温热源管82b流入。向第一低温热源管82a流入的30℃、12.9t/h的低温热源流体gp向升温吸收热泵x1a流入,在通过冷凝器x40时温度上升到33.5℃,并到达低温热源流出管x49。在低温热源流出管x49中流动的33.5℃、12.9t/h的低温热源流体gp与在驱动热源流出管x39中流动的80℃、17.1t/h的驱动热源流体rs合流,成为60℃、30t/h的合流热源流体ra在热源流体流出管x59中流动,并从升温吸收热泵x1a流出。然后,合流热源流体ra在通过热源设备hsf1时被加热而温度上升到90℃,并向升温吸收热泵x1a流入。在升温吸收热泵x1a的热源流体流入管x55中流动的90℃、30t/h的合流热源流体ra分流为向升温流体导入管x51流入的90℃、12.9t/h的升温对象流体rp、和向驱动热源导入管x52流入的90℃、17.1t/h的驱动热源流体rs。在升温流体导入管x51中流动的90℃、12.9t/h的升温对象流体rp通过升温吸收器10时温度上升到100℃,经由升温流体流出管x19从升温吸收热泵x1a流出,并在第一升温流体管81a中流动。在驱动热源导入管x52中流动的90℃、17.1t/h的驱动热源流体rs通过蒸发器x20以及再生器x30时温度降低到80℃,到达驱动热源流出管x39。在驱动热源流出管x39中流动的80℃、17.1t/h的驱动热源流体rs如上述那样与在低温热源流出管x49中流动的33.5℃、12.9t/h的低温热源流体gp合流,成为60℃、30t/h的合流热源流体ra并在热源流体流出管x59中流动,以后,重复上述的流动。
另一方面,向第二低温热源管82b流入的30℃、30t/h的低温热源流体gp向升温吸收热泵x1b流入。升温吸收热泵x1b以及热源设备hsf2相关的作用包含被加热流体以及加热源流体的温度以及流量的变化在内与吸收式热交换系统1(参照图1)的升温吸收热泵x1以及热源设备hsf相关的作用相同。因此,100℃、30t/h的升温对象流体rp从升温吸收热泵x1b向第二升温流体管81b流出。在第二升温流体管81b中流动的100℃、30t/h的升温对象流体rp与在上述第一升温流体管81a中流动的100℃、12.9t/h的升温对象流体rp合流,成为100℃、42.9t/h的升温对象流体rp并在升温流体管81中流动,并向增热吸收热泵y1流入,以后,重复上述的流动。这样作用的吸收式热交换系统7能够使将从两个热源设备hsf1、hsf2回收了热作为媒介的升温对象流体rp的温度变高,能够使向增热吸收热泵y1输送的升温对象流体rp的流量变少,能够抑制输送动力。特别是,在从温度和/或流量是不同的两个热源取出升温对象流体rp的情况下是适合的。在图9所示的例子中,向升温吸收热泵x1a流入的合流热源流体ra虽是90℃,向升温吸收热泵x1b流入的合流热源流体ra虽是95℃,但从升温吸收热泵x1a流出的升温对象流体rp的温度与从升温吸收热泵x1b流出的升温对象流体rp的温度均是100℃。在图9所示的例子中,虽设置两个热源(热源设备hsf),但在3个以上的热源的情况下也可根据热源的数量来增设升温吸收热泵x1。另外,在即使没有第一低温热源泵91a,低温热源流体gp也确保规定的流量并在第一低温热源管82a中流动,升温对象流体rp也确保规定的流量并在第一升温流体管81a中流动的情况下,也可没有第一低温热源泵91a。同样,在即使没有第二低温热源泵91b,低温热源流体gp也确保规定的流量并在第二低温热源管82b中流动,升温对象流体rp也确保规定的流量并在第二升温流体管81b中流动的情况下,也可没有第二低温热源泵91b。另外,在即使没有低温热源泵91,低温热源流体gp也确保规定的流量并在低温热源管82中流动,升温对象流体rp也确保规定的流量并在升温流体管81中流动的情况下,也可没有低温热源泵91。
接着,参照图10对本发明的第一实施方式的第一变形例的吸收式热交换系统1a进行说明。图10是吸收式热交换系统1a的示意性系统图。吸收式热交换系统1a代替升温吸收热泵x1(参照图2)而设置升温吸收热泵x2,代替增热吸收热泵y1(参照图3)而设置增热吸收热泵y2这两点,与吸收式热交换系统1(参照图1)不同。对于升温吸收热泵x2而言,升温对象流体rp以及低温热源流体gp与驱动热源流体rs不合流也不分流而保持两者的界限,对于增热吸收热泵y2而言,增热对象流体ts与高温热源流体hp以及低温热源流体gp不合流也不分流而保持两者的界限。根据该结构,在吸收式热交换系统1a中,除了被设置于低温热源管82的膨胀罐98以外,在比合流热源泵93靠上游侧的合流热源返回管85设置有膨胀罐97,在比混合流体泵92靠上游侧的混合热源返回管88设置有膨胀罐99。优选在各系统中至少设置一个膨胀罐,也可在各系统中设置多个膨胀罐。吸收式热交换系统1a的上述以外的结构,包含具备连接升温吸收热泵x2与增热吸收热泵y2的升温流体管81以及低温热源管82这一点、具备连接升温吸收热泵x2与热源设备hsf的合流热源前往管84以及合流热源返回管85这一点、具备连接增热吸收热泵y2与热利用设备hcf的混合热源前往管87以及混合热源返回管88这一点等在内,与吸收式热交换系统1(参照图1)相同。以下,对升温吸收热泵x2以及增热吸收热泵y2的详细的构成进行说明。
图11是升温吸收热泵x2的示意性系统图。升温吸收热泵x2在以下方面与升温吸收热泵x1(参照图2)不同。在升温吸收热泵x2中,代替升温流体导入管x51(参照图2),热源流体旁路管x53的一端同热源流体流入管x55与驱动热源导入管x52的连接部连接。热源流体旁路管x53的另一端同驱动热源流出管x39与热源流体流出管x59的连接部连接。此外,也可在升温吸收热泵x2中不设置低温热源流出管x49(参照图2)。热源流体旁路管x53是构成使从在热源流体流入管x55中流动的合流热源流体ra分支出的一部分亦即分支热源流体rq绕过蒸发器x20以及再生器x30,而与在驱动热源流出管x39中流动的驱动热源流体rs合流的流路的管,相当于升温驱动热源流体旁通流路。在热源流体旁路管x53配设有能够遮断流路的热源流体旁路阀x53v。另外,在升温吸收热泵x2中,与冷凝器x40的导热管x42连接低温热源导入管x57的一侧相反的一侧的端部、以及与吸收器x10的导热管x12连接升温流体流出管x19的一侧相反的一侧的端部,通过升温流体连通管x15而连接。在升温流体连通管x15以及热源流体旁路管x53设置有利用低温热源流体gp与分支热源流体rq进行热交换的升温热交换器x71。在升温吸收热泵x2中,构成为将从升温热交换器x71流出的低温热源流体gp称为升温对象流体rp,将被升温热交换器x71加热了的低温热源流体gp作为升温对象流体rp向吸收器x10导入。升温吸收热泵x2的上述以外的结构与升温吸收热泵x1(参照图2)相同。
接着,参照图12对增热吸收热泵y2的详细的构成进行说明。图12是增热吸收热泵y2的示意性系统图。增热吸收热泵y2在以下方面与增热吸收热泵y1(参照图3)不同。在增热吸收热泵y2中,没有设置增热流体导入管y51(参照图3)以及低温热源流入管y52(参照图3),混合流体流入管y55同吸收器y10的导热管y12的与连接有增热流体连通管y15的一侧相反的一侧的端部连接。另外,增热吸收热泵y2没有设置增热流体流出管y49(参照图3),混合流体流出管y59同冷凝器y40的导热管y42的与连接有增热流体连通管y15的一侧相反的一侧的端部连接。此外,在增热吸收热泵y2中,在混合流体流入管y55以及混合流体流出管y59中流动的不是混合流体ta(参照图3)而是增热对象流体ts,但为了方便与增热吸收热泵y1(参照图3)的结构的对比,使用混合流体流入管y55以及混合流体流出管y59这样的呼称。另外,在增热吸收热泵y2中,高温热源流出管y39的另一端不与混合流体流出管y59的一端连接,而同蒸发器y20的热源管y22的与连接有低温热源流出管y29的一侧相反的一侧的端部连接。在高温热源流出管y39以及混合流体流出管y59设置有利用高温热源流体hp与增热对象流体ts进行热交换的增热热交换器y72。在增热吸收热泵y2中,构成为将从增热热交换器y72流出的高温热源流体hp称为低温热源流体gp,将从增热热交换器y72流出的高温热源流体hp作为低温热源流体gp向蒸发器y20导入。增热吸收热泵y2的上述以外的结构与增热吸收热泵y1(参照图3)相同。
另外,参照图10~图12进行补充,冷凝器x40的导热管x42、升温流体连通管x15、吸收器x10的导热管x12、再生器y30的热源管y32、高温热源流出管y39、蒸发器y20的热源管y22构成第一循环路径,低温热源泵91是在第一循环路径中使低温热源流体gp、或者升温对象流体rp、或者高温热源流体hp循环的泵。吸收器y10的导热管y12、冷凝器y40的导热管y42、增热流体连通管y15、热利用设备hcf构成第二循环路径,混合流体泵92是在第二循环路径中使增热对象流体ts循环的泵。热源设备hsf、蒸发器x20的热源管x22、再生器x30的热源管x32、驱动热源连通管x25、热源流体旁路管x53构成第三循环路径,合流热源泵93是使合流热源流体ra、或者驱动热源流体rs、或者分支热源流体rq在第三循环路径中循环的泵。第一循环路径、第二循环路径、第三循环路径是既不合流也不分流的独立的循环路径。
接着参照图10~图12对吸收式热交换系统1a的作用进行说明。首先,参照图10以及图11对升温吸收热泵x2相关的作用进行说明,利用合流热源泵93的起动而流动的合流热源流体ra在热源设备hsf中,回收余热而温度上升,经由合流热源前往管84,从热源流体流入口x56向升温吸收热泵x2流入。向升温吸收热泵x2流入的合流热源流体ra在热源流体流入管x55中流动之后,分流为进入驱动热源导入管x52的驱动热源流体rs、和进入热源流体旁路管x53的分支热源流体rq。在驱动热源导入管x52中流动的驱动热源流体rs向蒸发器x20的热源管x22流入,被夺去制冷剂液体xvf成为蒸发器制冷剂蒸气xve所需的蒸发潜热而温度降低之后,到达驱动热源连通管x25。在驱动热源连通管x25中流动的驱动热源流体rs向再生器x30的热源管x32流入,在被夺去使再生器制冷剂蒸气xvg从稀溶液xsw脱离所需的热而温度降低之后,到达驱动热源流出管x39。另一方面,从合流热源流体ra分流出的分支热源流体rq在热源流体旁路管x53中流动,在升温热交换器x71中与低温热源流体gp进行热交换而温度降低之后,与在驱动热源流出管x39中流动的驱动热源流体rs合流。合流后的驱动热源流体rs与分支热源流体rq成为合流热源流体ra并在热源流体流出管x59中流动,经由热源流体流出口x58从升温吸收热泵x1流出,到达合流热源返回管85。向合流热源返回管85流入的合流热源流体ra向热源设备hsf流入并回收余热而温度上升之后到达合流热源前往管84,以后,重复上述的作用。
另一方面,在升温吸收热泵x2中,在低温热源管82中流动的低温热源流体gp经由低温热源导入口x17向低温热源导入管x57流入。从低温热源管82向低温热源导入管x57流入的低温热源流体gp利用低温热源泵91的起动而流动。在低温热源导入管x57中流动的低温热源流体gp向冷凝器x40的导热管x42流入,获得再生器制冷剂蒸气xvg冷凝时释放出的冷凝热而温度上升之后,到达升温流体连通管x15。在升温流体连通管x15中流动的低温热源流体gp在升温热交换器x71中与分支热源流体rq进行热交换而温度上升之后,作为升温对象流体rp向吸收器x10的导热管x12流入,获得浓溶液xsa吸收蒸发器制冷剂蒸气xve时产生的吸收热而温度上升之后,在升温流体流出管x19中流动,经由升温流体流出口x18从升温吸收热泵x1流出,到达升温流体管81。在升温吸收热泵x2中,如上述那样,带来驱动热源流体rs以及低温热源流体gp以及升温对象流体rp的温度变化的吸收液xs与制冷剂xv的吸收热泵循环与升温吸收热泵x1(参照图2)的吸收热泵循环相同。
接着,参照图10以及图12对增热吸收热泵y2的作用进行说明,在升温流体管81中流动的升温对象流体rp从高温热源导入口y27作为高温热源流体hp向增热吸收热泵y2流入。向增热吸收热泵y2流入的高温热源流体hp在高温热源导入管y57中流动,并向再生器y30的热源管y32流入,被夺去使再生器制冷剂蒸气yvg从稀溶液ysw脱离所需的热而温度降低之后,到达高温热源流出管y39。在高温热源流出管y39中流动的高温热源流体hp在增热热交换器x72中与增热对象流体ts进行热交换而温度降低之后,作为低温热源流体gp向蒸发器y20的热源管y22流入,被夺去制冷剂液体yvf成为蒸发器制冷剂蒸气yve所需的蒸发潜热而温度降低之后,在低温热源流出管y29中流动。在低温热源流出管y29中流动的低温热源流体gp经由低温热源流出口y28从增热吸收热泵y2流出并到达低温热源管82。低温热源管82的低温热源流体gp如上述那样利用低温热源泵91的起动而朝向升温吸收热泵x2流动。
另一方面,在吸收器y10的导热管y12中,从热利用设备hcf流出的增热对象流体ts经由混合热源返回管88以及混合流体流入管y55而流入。从混合热源返回管88向混合流体流入管y55流入的增热对象流体ts利用混合流体泵92的起动而流动。向吸收器y10的导热管y12流入的增热对象流体ts获得浓溶液ysa吸收蒸发器制冷剂蒸气yve时产生的吸收热而温度上升之后,到达增热流体连通管y15。在增热流体连通管y15中流动的增热对象流体ts向冷凝器y40的导热管y42流入,获得再生器制冷剂蒸气yvg冷凝时释放出的冷凝热而温度进一步上升之后,在混合流体流出管y59中流动。在混合流体流出管y59中流动的增热对象流体ts在增热热交换器x72中与高温热源流体hp进行热交换而温度上升之后,经由混合流体流出口y58从增热吸收热泵y2流出,在混合热源前往管87中流动,并向热利用设备hcf流入,热被利用而温度降低之后从热利用设备hcf流出并在混合热源返回管88中流动,以后,重复上述的作用。在增热吸收热泵y2中,如上述那样,带来高温热源流体hp以及低温热源流体gp以及增热对象流体ts的温度变化的吸收液ys与制冷剂yv的吸收热泵循环与增热吸收热泵y1(参照图3)的吸收热泵循环相同。
再次主要参照图10以具体例对进行上述那样的作用的在吸收式热交换系统1a的升温吸收热泵x2、增热吸收热泵y2、热源设备hsf、在热利用设备hcf循环的流体的温度以及流量进行说明。在吸收式热交换系统1a中,在升温吸收热泵x2内,升温对象流体rp以及低温热源流体gp、与驱动热源流体rs不混合而是分别独立的系统,在增热吸收热泵y2内,高温热源流体hp以及低温热源流体gp、与增热对象流体ts不混合而是分别独立的系统。在吸收式热交换系统1a中,驱动热源流体rs以流量60t/h在升温吸收热泵x2与热源设备hsf之间循环,以95℃的温度从热源设备hsf流出并向升温吸收热泵x2流入,以60℃从升温吸收热泵x2流出并向热源设备hsf流入。另外,升温对象流体rp以及低温热源流体gp以流量是30t/h在升温吸收热泵x2与增热吸收热泵y2之间循环(在增热吸收热泵y内虽是高温热源流体hp这样的呼称但实体是升温对象流体rp),以100℃从升温吸收热泵x2流出并向增热吸收热泵y2流入,以30℃从增热吸收热泵y2流出并向升温吸收热泵x2流入。另外,增热对象流体ts以流量是105t/h在增热吸收热泵y2与热利用设备hcf之间循环,以60℃从增热吸收热泵y2流出并向热利用设备hcf流入,以40℃从热利用设备hcf流出并向增热吸收热泵y2流入。
根据上述那样作用的吸收式热交换系统1a,能够使针对升温吸收热泵x2流入流出的低温热源流体gp以及升温对象流体rp的温度差(在本实施方式中的70℃)、比针对热源设备hsf流入流出的合流热源流体ra的温度差(在本实施方式中是35℃)大,所以能够减少在升温流体管81以及低温热源管82中流动的升温对象流体rp以及低温热源流体gp的流量,从而能够减少流体输送所需的能量。并且,升温吸收热泵x2与增热吸收热泵y2的距离越远则效果越显著。
此外,也可在吸收式热交换系统1a(参照图10)中代替升温吸收热泵x2(参照图11)而设置图13所示的、变形例的升温吸收热泵x2a。图13是升温吸收热泵x2a的示意性系统图。升温吸收热泵x2a在以下方面与升温吸收热泵x2(参照图11)不同。在升温吸收热泵x2a中,没有设置热源流体旁路管x53(参照图11),在热源流体流入管x55中流动的合流热源流体ra的全部作为驱动热源流体rs向驱动热源导入管x52流入。另外,在升温吸收热泵x2a中,升温热交换器x71代替升温流体连通管x15以及热源流体旁路管x53(参照图11),而被设置于升温流体连通管x15以及驱动热源流出管x39。从升温热交换器x71流出并在驱动热源流出管x39中流动的驱动热源流体rs构成为其全部作为合流热源流体ra而在热源流体流出管x59中流动。此外,在升温吸收热泵x2a中,在热源流体流入管x55中流动的合流热源流体ra与在驱动热源导入管x52中流动的驱动热源流体rs相同,在热源流体流出管x59中流动的合流热源流体ra与在驱动热源流出管x39中流动的驱动热源流体rs相同,但为了便于与升温吸收热泵x2(参照图11)的结构的对比,对在热源流体流入管x55以及热源流体流出管x59中流动的流体使用合流热源流体ra这样的呼称。升温吸收热泵x2a的上述以外的结构与升温吸收热泵x2(参照图11)相同。在这样构成的升温吸收热泵x2a中,驱动热源流体rs也以流量为60t/h在升温吸收热泵x2a与热源设备hsf之间循环,以95℃的温度从热源设备hsf流出并向升温吸收热泵x2a流入,以60℃从升温吸收热泵x2a流出并向热源设备hsf流入。另外,升温对象流体rp以及低温热源流体gp以流量是30t/h在升温吸收热泵x2a与增热吸收热泵y2之间循环,以100℃从升温吸收热泵x2a流出并向增热吸收热泵y2流入,以30℃从增热吸收热泵y2流出并向升温吸收热泵x2a流入。
吸收式热交换系统1a(参照图10)的升温吸收热泵x2(参照图11)以及增热吸收热泵y2(参照图12)分别在吸收式热交换系统2(参照图4)~吸收式热交换系统7(参照图9)中,能够代替升温吸收热泵x1(参照图2)以及增热吸收热泵y1(参照图3)而应用。另外,能够代替升温吸收热泵x2(参照图11)而应用升温吸收热泵x2a(参照图13)。在吸收式热交换系统2(参照图4)~吸收式热交换系统7(参照图9)中,也可根据情况进行如下的应用,即:在将升温吸收热泵x1(参照图2)置换为升温吸收热泵x2(参照图11)或者升温吸收热泵x2a(参照图13),将增热吸收热泵y1(参照图3)置换为增热吸收热泵y2(参照图12)时,将吸收式热交换系统1(参照图1)的升温吸收热泵x1以及增热吸收热泵y1置换为升温吸收热泵x2以及增热吸收热泵y2而构成吸收式热交换系统1a(参照图10)。
另外,在吸收式热交换系统1(参照图1)~吸收式热交换系统7(参照图9)中,也可不代替升温吸收热泵x1而将增热吸收热泵y1替换为增热吸收热泵y2(参照图12),或者也可不代替增热吸收热泵y1而将升温吸收热泵x1替换为升温吸收热泵x2(参照图11)或者升温吸收热泵x2a(参照图13)。
在以上已说明的吸收式热交换系统1a中,对于在热源设备hsf与升温吸收热泵x2(或者升温吸收热泵x2a)中循环的合流热源流体ra、在升温吸收热泵x2(x2a)与增热吸收热泵y2中循环的升温对象流体rp以及低温热源流体gp、在增热吸收热泵y2与热利用设备hcf中循环的增热对象流体ts,除了可以是水以外,也可应用沸点比水高的液体。若应用沸点比水高的液体,则也可不必为了抑制沸腾而对升温对象流体rp进行加压。特别是,在吸收式热交换系统1a中,在热源设备hsf与升温吸收热泵x2(x2a)中循环的合流热源流体ra、在升温吸收热泵x2(x2a)与增热吸收热泵y2中循环的升温对象流体rp以及低温热源流体gp、在增热吸收热泵y2与热利用设备hcf中循环的增热对象流体ts没有分别混合而构成独立的循环路径。因此,在对合流热源流体ra以及增热对象流体ts使用普通的水,对温度变高的升温对象流体rp等应用沸点比水高的液体时,不必为了抑制沸腾而对升温对象流体rp进行加压,使用沸点高的液体的量也变少从而能够抑制设备的成本。这样,对在各循环流路中流动的流体的温度比水在大气压的沸点(100℃)高的流体,根据使用温度而应用沸点比水高的热介质液体或者化学液体。另外,也可将在工厂的制造工序中所使用的流体直接导入合流热源流体ra来进行热利用。
在以上的说明中,除了吸收式热交换系统7(参照图9),虽示出了热源设备hsf由一个热源构成的情况,但也可由温度的不同的多个热源构成。例如在炼铁厂、发电厂等存在温度不同的各种热源的情况并不少,在该情况下能够进行应用。在该情况下,通过热源设备hsf的合流热源流体ra也可构成为按顺序从低温度的热源向高温度的热源通过。
在以上的说明中,在合流热源返回管85中流动的合流热源流体ra虽向热源设备hsf导入,但也可不向热源设备hsf导入而向系统外排出。在该情况下,成为在热源设备hsf中回收的热的介质的合流热源流体ra也可从系统外另外地导入。另外,在以上的说明中,在混合热源返回管88中流动的混合流体ta或者增热对象流体ts虽是从热利用设备hcf流出的流体,但也可使从系统外导入的流体向混合热源返回管88流入,使在热利用设备hcf中热被利用之后温度降低的混合流体ta或者增热对象流体ts向系统外排出。此外,在吸收式热交系统1、1a、2-7中,将在升温流体管81中流动的升温对象流体rp的流量与在低温热源管82中流动的低温热源流体gp的流量设为相同并维持流量的平衡,从升温吸收热泵x1(x2、x2a)向增热吸收热泵y1(y2)进行热输送。
接着,参照图14对本发明的第一实施方式的第二变形例的吸收式热交换系统1b进行说明。图14是吸收式热交换系统1b的示意性系统图。吸收式热交换系统1b与吸收式热交换系统1a(参照图10)比较,代替升温吸收热泵x2(参照图11)而设置升温吸收热泵x3,代替增热吸收热泵y2(参照图12)而设置增热吸收热泵y3这些点不同。升温吸收热泵x3在以下方面与升温吸收热泵x2(参照图11)不同,即:不使升温对象流体rp以及低温热源流体gp、与驱动热源流体rs合流以及分流,而在两者的边缘相切的这一点与升温吸收热泵x2(参照图11)共通,但在从冷凝器x40流出并向吸收器x10流入的低温热源流体gp在升温热交换器x71(参照图11)中不与分支热源流体rq(参照图11)进行热交换,而是暂且向升温吸收热泵x3的外部流出并在热源设备hsf中进行热交换。增热吸收热泵y3在以下方面与增热吸收热泵y2(参照图12)不同,即:不使增热对象流体ts、与高温热源流体hp以及低温热源流体gp合流以及分流,而在两者的边缘相切的这一点与增热吸收热泵y2(参照图12)共通,从再生器y30流出并向蒸发器y20流入的高温热源流体hp以及低温热源流体gp在增热热交换器y72(参照图12)中不与增热对象流体ts(参照图12)进行热交换,而是暂且向增热吸收热泵y3的外部流出并在热利用设备hcf中进行热交换。根据这样的构成,在吸收式热交换系统1b中,升温吸收热泵x3分别设置相对于热源设备hsf使流体流出的两个开口(x48、x58)和使流体流入的两个开口(x47、x56),增热吸收热泵y3分别设置相对于热利用设备hcf使流体流出的两个开口(y37、y48)和使流体流入的两个开口(y25、y47)。而且,升温吸收热泵x3和热源设备hsf与驱动热源前往管184、驱动热源返回管185、升温流体前往管284、低温热源返回管285连接。增热吸收热泵y3以及热利用设备hcf与增热流体前往管187、增热流体返回管188、高温热源前往管287、低温热源返回管288连接。在吸收式热交换系统1b中,代替混合流体泵92(参照图10)而具备被配置于增热流体返回管188的增热流体泵192,代替合流热源泵93(参照图10)而具备被配置于驱动热源返回管185的驱动热源泵193。增热流体泵192相当于第二泵。吸收式热交换系统1b除上述以外的构成,包含具备连接升温吸收热泵x3与增热吸收热泵y3的升温流体管81以及低温热源管82这些点等在内,与吸收式热交换系统1a(参照图10)相同。以下,对升温吸收热泵x3以及增热吸收热泵y3的详细构成进行说明。
图15是升温吸收热泵x3的示意性系统图。升温吸收热泵x3在以下这些点与升温吸收热泵x2(参照图11)不同。在升温吸收热泵x3中,未设置热源流体旁路管x53(参照图11)、升温热交换器x71(参照图11)、以及升温流体连通管x15(参照图11)。在升温吸收热泵x3中,在吸收器x10的导热管x12的、与连接有升温流体流出管x19的端部相反的一侧的端部,连接有升温流体导入管x51的一端,升温流体导入管x51的另一端与升温流体导入口x47连接。而且,在冷凝器x40的导热管x42的、与连接有低温热源导入管x57的端部相反的一侧的端部,连接有低温热源流出管x49的一端,低温热源流出管x49的另一端与低温热源导出口x48连接。另外,在升温吸收热泵x3中,在热源流体流入管x55以及热源流体流出管x59中流动的不是合流热源流体ra(参照图11)而是驱动热源流体rs,为了便于与升温吸收热泵x2(参照图11)的构成进行对比,使用热源流体流入管x55以及热源流体流出管x59这样的呼称。在升温吸收热泵x3中构成为,从冷凝器x40流出的低温热源流体gp在低温热源流出管x49中流动并从低温热源导出口x48流出,被作为热供给部的热源设备hsf加热之后,作为升温对象流体rp从升温流体导入口x47流入,经由升温流体导入管x51进入吸收器x10。而且,构成为从再生器x30流出的驱动热源流体rs在驱动热源流出管x39以及热源流体流出管x59中流动并从热源流体流出口x58流出,被热源设备hsf加热后,从热源流体流入口x56流入,经由热源流体流入管x55以及驱动热源导入管x52进入蒸发器x20。升温吸收热泵x3上述以外的构成,与升温吸收热泵x2(参照图11)相同。
接着参照图16对增热吸收热泵y3的详细构成进行说明。图16是增热吸收热泵y3的示意性系统图。增热吸收热泵y3在以下这些点与增热吸收热泵y2(参照图12)不同。在增热吸收热泵y3中,未设置增热热交换器y72(参照图12),而且,一端与再生器y30的热源管y32连接的高温热源流出管y39的另一端未与蒸发器y20的热源管y22连接。在增热吸收热泵y3中,一端与再生器y30的热源管y32连接的高温热源流出管y39的另一端、与高温热源流出口y37连接。而且,在蒸发器y20的热源管y22的、与连接有低温热源流出管y29的端部相反的一侧的端部,连接有低温热源流入管y52的一端,低温热源流入管y52的另一端与低温热源流入口y25连接。另外,在增热吸收热泵y3中,代替混合流体流入管y55(参照图12)以及混合流体流入口y56(参照图12)而设置有增热流体导入管y51以及增热流体流入口y47,代替混合流体流出管y59(参照图12)以及混合流体流出口y58(参照图12)而设置增热流体流出管y49以及增热流体流出口y48。在增热吸收热泵y3中,构成为从再生器y30流出的高温热源流体hp在高温热源流出管y39中流动并从高温热源流出口y37流出,被作为热消耗部的热利用设备hcf夺去了热后,作为低温热源流体gp从低温热源流入口y25流入,经由低温热源流入管y52进入蒸发器y20。而且,构成为从冷凝器y40流出的增热对象流体ts在增热流体流出管y49中流动并从增热流体流出口y48流出,被热利用设备hcf夺去了热后,从增热流体流入口y47流入,经由增热流体导入管y51进入吸收器y10。增热吸收热泵y3上述以外的构成与增热吸收热泵y2(参照图12)相同。
而且,参照图14~图16来进行补充说明,吸收式热交换系统1b的热源设备hsf由一个热交换器370构成,具有第一导热流路371与第二导热流路372。对于热源设备hsf,如上所述,例如是回收来自炼铁厂、发电厂等的余热的设备,构成为能够对在第一导热流路371中流动的流体以及在第二导热流路372中流动的流体进行加热。第一导热流路371的入口与热源流体流出口x58通过驱动热源返回管185而连接,第一导热流路371的出口与热源流体流入口x56通过驱动热源前往管184而连接。第二导热流路372的入口与低温热源导出口x48通过低温热源返回管285而连接,第二导热流路372的出口与升温流体导入口x47通过升温流体前往管284而连接。吸收式热交换系统1b的热利用设备hcf由一个热交换器470构成,具有第一导热流路471与第二导热流路472。对于热利用设备hcf,如上所述,例如是在供暖中利用已导入的热的设备,构成为能够从在第一导热流路471中流动的流体以及在第二导热流路472中流动的流体中获取热。第一导热流路471的入口与增热流体流出口y48通过增热流体前往管187而连接,第一导热流路471的出口与增热流体流入口y47通过增热流体返回管188而连接。第二导热流路472的入口与高温热源流出口y37通过高温热源前往管287而连接,第二导热流路472的出口与低温热源流入口y25通过低温热源返回管288而连接。
而且,在吸收式热交换系统1b中,冷凝器x40的导热管x42、低温热源流出管x49、低温热源返回管285、热源设备hsf的第二导热流路372、升温流体前往管284、升温流体导入管x51、吸收器x10的导热管x12、升温流体流出管x19、升温流体管81、高温热源导入管y57、再生器y30的热源管y32、高温热源流出管y39、高温热源前往管287、热利用设备hcf的第二导热流路472、低温热源返回管288、低温热源流入管y52、蒸发器y20的热源管y22、低温热源流出管y29、低温热源管82、以及低温热源导入管x57构成第一循环路径,低温热源泵91是使低温热源流体gp、或者升温对象流体rp、或者高温热源流体hp在第一循环路径中循环的泵。吸收器y10的导热管y12、增热流体连通管y15、冷凝器y40的导热管y42、增热流体流出管y49、增热流体前往管187、热利用设备hcf的第一导热流路471、增热流体返回管188、以及增热流体导入管y51构成第二循环路径,增热流体泵192是使增热对象流体ts在第二循环路径中循环的泵。蒸发器x20的热源管x22、驱动热源连通管x25、再生器x30的热源管x32、驱动热源流出管x39、热源流体流出管x59、驱动热源返回管185、热源设备hsf的第一导热流路371、驱动热源前往管184、热源流体流入管x55、以及驱动热源导入管x52构成第三循环路径,驱动热源泵193是使驱动热源流体rs在第三循环路径中循环的泵。第一循环路径、第二循环路径、第三循环路径是相互既不合流也不分流的独立的循环路径。
接着参照图14~图16对吸收式热交换系统1b的作用进行说明。首先,对升温吸收热泵x3周围的与驱动热源流体rs相关的作用进行说明,利用驱动热源泵193的起动而流动的驱动热源流体rs在第三循环路径中循环。此时,驱动热源流体rs在热源设备hsf的第一导热流路371中流动时回收余热而温度上升,在蒸发器x20的热源管x22中流动时被夺去制冷剂液体xvf成为蒸发器制冷剂蒸气xve所需的蒸发潜热而温度降低,在再生器x30的热源管x32中流动时被夺去使再生器制冷剂蒸气xvg从稀溶液xsw脱离所需的热而温度降低。接着,对增热吸收热泵y3周围的与增热对象流体ts相关的作用进行说明,利用增热流体泵192的起动而流动的增热对象流体ts在第二循环路径中循环。此时,增热对象流体ts在热利用设备hcf的第一导热流路471中流动时热被利用而温度降低,在吸收器y10的导热管y12中流动时获得浓溶液ysa吸收蒸发器制冷剂蒸气yve时产生的吸收热而温度上升,在冷凝器y40的导热管y42中流动时获得再生器制冷剂蒸气yvg冷凝时释放出的冷凝热而温度进一步上升。
而且,对与跨过升温吸收热泵x3以及增热吸收热泵y3的升温对象流体rp、高温热源流体hp、低温热源流体gp相关的作用进行说明,利用低温热源泵91的起动而流动的流体(升温对象流体rp、高温热源流体hp、低温热源流体gp)在第一循环路径中循环。此时,低温热源流体gp在冷凝器x40的导热管x42中流动时获得再生器制冷剂蒸气xvg冷凝时所释放出的冷凝热而温度上升,在热源设备hsf的第二导热流路372中流动时回收余热而温度上升,其后,作为升温对象流体rp在吸收器x10的导热管x12中流动时获得浓溶液xsa吸收蒸发器制冷剂蒸气xve时产生的吸收热而温度上升,经由升温流体管81作为高温热源流体hp向再生器y30的热源管y32流入。高温热源流体hp在再生器y30的热源管y32中流动时被夺去使再生器制冷剂蒸气yvg从稀溶液ysw脱离所需的热而温度降低,在热利用设备hcf的第二导热流路472中流动时热被利用而温度降低,作为低温热源流体gp在蒸发器y20的热源管y22中流动时被夺去制冷剂液体yvf成为蒸发器制冷剂蒸气yve所需的蒸发潜热而温度降低,经由低温热源管82向冷凝器x40的导热管x42流入。
举出具体例子对在进行上述那样的作用的吸收式热交换系统1b中的、在各循环路径中循环的流体的温度以及流量进行说明。在吸收式热交换系统1b中,在第三循环路径中,驱动热源流体rs以流量35t/h循环,以温度93℃从热源设备hsf流出并向升温吸收热泵x3流入,以80℃从升温吸收热泵x3流出并向热源设备hsf流入。在第二循环路径中,增热对象流体ts以流量为75t/h循环,以温度是48℃从增热吸收热泵y3流出并向热利用设备hcf流入,以40℃从热利用设备hcf流出并向增热吸收热泵y3流入。在第一循环路径中,流体(升温对象流体rp、高温热源流体hp、低温热源流体gp)以流量为30t/h循环,以温度为95℃从热源设备hsf流出并向升温吸收热泵x3的吸收器x10流入,以100℃从升温吸收热泵x3的吸收器x10流出并向增热吸收热泵y3的再生器y30流入,以90℃从增热吸收热泵y3的再生器y30流出并向热利用设备hcf流入,以40℃从热利用设备hcf流出并向增热吸收热泵y3的蒸发器y20流入,以30℃从增热吸收热泵y3的蒸发器y20流出并向升温吸收热泵x3的冷凝器x40流入,以40℃从升温吸收热泵x3的冷凝器x40流出并向热源设备hsf流入,之后如上述那样以95℃从热源设备hsf流出并向升温吸收热泵x3的吸收器x10流入。上述的例子中,从热源设备hsf的第二导热流路372流出的低温热源流体gp(升温对象流体rp)的温度(本实施方式中是95℃)、比从第一导热流路371流出的驱动热源流体rs的温度(本实施方式中是93℃)高。这样,根据导热流路的构成,能够使从第二导热流路372流出的低温热源流体gp的温度比从第一导热流路371流出的驱动热源流体rs的温度高。由此,能够进一步提高从升温吸收热泵x3的吸收器x10流出的升温对象流体rp的温度。
俯瞰观察吸收式热交换系统1b时,能够看出升温对象流体rp与低温热源流体gp将由热源设备hsf赋予低温热源流体gp的热量以及赋予驱动热源流体rs的热量、从升温吸收热泵x3传送至增热吸收热泵y3,对热利用设备hcf供给高温热源流体hp以及增热对象流体ts。以在各循环路径中往来的流体的温度差来考虑这些时,第一循环路径的从升温吸收热泵x3的吸收器x10流出的升温对象流体rp与从增热吸收热泵y3的蒸发器y20流出的低温热源流体gp的温度差(在本实施方式中是70℃),比第二循环路径的增热对象流体ts的增热吸收热泵y3的出口与入口的温度差(在本实施方式中是8℃)大,且比第三循环路径的驱动热源流体rs的升温吸收热泵x3的出口与入口的温度差(在本实施方式中是13℃)大。与此相关,若比较在各循环路径中流动的流量,则在本实施方式中,在第一循环路径中流动的流量是30t/h,在第二循环路径中流动的流量是75t/h,在第三循环路径中流动的流量是35t/h,虽在第一循环路径中流动的流量是这3个流路中最小的,但即便不是最小流量的情况,也是大体与在第三循环路径中流动的流量相同。因此,能够消减被设置于第一循环路径的泵(低温热源泵91)的动力。对于该动力削减效果而言,若升温吸收热泵x3与增热吸收热泵y3的距离越远则越显著。优选分别将热源设备hsf与升温吸收热泵x3接近设置,以及将增热吸收热泵y3与热利用设备hcf接近设置,将升温吸收热泵x3与增热吸收热泵y3设置于远离的场所并将第一循环路径设为长距离。
根据如上述那样作用的吸收式热交换系统1b,驱动热源流体rs的系统(第三循环路径)、增热对象流体ts的系统(第二循环路径)、升温对象流体rp/高温热源流体hp/低温热源流体gp的系统(第一循环路径)既不合流也不分流,各个系统是分离/独立的,所以容易将在各循环路径中流动的流体的流量维持为目标流量,容易将各流体的温度调节为目标温度。而且,使在第一循环路径中循环的流体流动的压力、使在第二循环路径中循环的流体流动的压力、以及使在第三循环路径中循环的流体流动的压力,因移送距离不同而存在较大的差异,相对于分别在第二循环路径以及第三循环路径中循环的流体是比较大的流量且移送距离短,在第一循环路径中循环的流体是比较小的流量且移送距离较长,在吸收式热交换系统1b中,能够分别对低温热源泵91、增热流体泵192、驱动热源泵193应用各自最佳的推送压以及流量,能够使运转所需的电力最佳化而实现节电。而且,在3个循环路径的每一个设置专用的泵(低温热源泵91、增热流体泵192、驱动热源泵193),从而各自流量的控制也变得容易。这些专用的各泵也可设置多个。特别是,在移送距离变长的第一循环路径中,也可在低温热源流体gp的系统中隔开规定的距离而设置多个泵。
另外,如图17(a)所示,也可构成为设置不使从增热吸收热泵y3的再生器y30流出的高温热源流体hp向热利用设备hcf流入,而向连结高温热源前往管287与低温热源返回管288的高低热源旁路管289流动,并且使在增热流体返回管188中流动的增热对象流体ts的一部分绕过增热吸收热泵y3并向增热流体前往管187引导的增热流体旁路管189,而且,在高低热源旁路管289与增热流体旁路管189配设增热热交换器y72,利用在高低热源旁路管289中流动的高温热源流体hp与在增热流体旁路管189中流动的增热对象流体ts进行热交换。或者,如图17(b)所示,相对于图17(a)所示的变形例,也可构成为不设置增热流体旁路管189(参照图17(a)),在高低热源旁路管289与增热流体前往管187配设增热热交换器y72,利用在高低热源旁路管289中流动的高温热源流体hp与在增热流体前往管187中流动的增热对象流体ts进行热交换。
而且,在吸收式热交换系统1b中,热源设备hsf虽由具有第一导热流路371与第二导热流路372的一个热交换器370构成,但如图18(a)所示,热源设备hsf也可由主要具有第一导热流路371的第一热交换器370a、和主要具有第二导热流路372的第二热交换器370b这2个热交换器构成。这里,主要具有第一导热流路371的第一热交换器370a是指不妨碍第一导热流路371以外的流路(通常是第二导热流路372)通过第一热交换器370a的情况。主要具有第二导热流路372的第二热交换器370b也同样。如图18(a)所示,在热源设备hsf由第一热交换器370a和第二热交换器370b这2个热交换器构成的情况下,它们通常分别被不同的热源加热,但也可被共用的热源加热。或者,如图18(b)所示,热源设备hsf也可包含3以上热交换器370c,第一导热流路371以及第二导热流路372被分散配置于这些热交换器370c。若这样地设置,则能够有效利用基于散布的热源的各种热。
而且,热利用设备hcf虽由具有第一导热流路471以及第二导热流路472的一个热交换器470构成,但与上述的热源设备hsf相关的变形例相同,如图19(a)所示,热利用设备hcf也可由主要具有第一导热流路471的第一热交换器470a、与主要具有第二导热流路472的第二热交换器470b这2个热交换器构成。如图19(a)所示,在热利用设备hcf由第一热交换器470a与第二热交换器470b这2个热交换器构成的情况下,它们通常以各自不同的用途被获取热,但也可以同样的用途被获取热。或者,与上述的热源设备hsf相关的变形例相同,如图19(b)所示,热利用设备hcf包含3以上热交换器470c,第一导热流路471以及第二导热流路472被分散配置在这些热交换器470c。若这样地设置,则能够向各种场所供给热。
吸收式热交换系统1b(参照图14)的升温吸收热泵x3(参照图15)以及增热吸收热泵y3(参照图16)能够分别代替升温吸收热泵x1(参照图2)以及增热吸收热泵y1(参照图3)而应用在吸收式热交换系统2(参照图4)至吸收式热交换系统7(参照图9)中。在吸收式热交换系统2(参照图4)至吸收式热交换系统7(参照图9)中,在将升温吸收热泵x1(参照图2)替换为升温吸收热泵x3(参照图15)、将增热吸收热泵y1(参照图3)替换为增热吸收热泵y3(参照图16)时,也可仿效构成将吸收式热交换系统1(参照图1)的升温吸收热泵x1以及增热吸收热泵y1替换为升温吸收热泵x2以及增热吸收热泵y2的吸收式热交换系统1a(参照图10),以及构成将吸收式热交换系统1a(参照图10)的升温吸收热泵x2以及增热吸收热泵y2替换为升温吸收热泵x3以及增热吸收热泵y3的吸收式热交换系统1b(参照图14)的情况来应用。
而且,在吸收式热交换系统2(参照图4)至吸收式热交换系统7(参照图9)中,也可不代替升温吸收热泵x1,而将增热吸收热泵y1替换为增热吸收热泵y3(参照图16),或者,也可不代替增热吸收热泵y1,而将升温吸收热泵x1替换为升温吸收热泵x3(参照图15)。而且,在吸收式热交换系统1a(参照图10)中,也可不代替升温吸收热泵x2,而将增热吸收热泵y2替换为增热吸收热泵y3(参照图16),或者,也可不代替增热吸收热泵y2,而将升温吸收热泵x2替换为升温吸收热泵x3(参照图15)。而且,在吸收式热交换系统1(参照图1)中,也可不代替升温吸收热泵x1,而将增热吸收热泵y1替换为增热吸收热泵y3(参照图16),或者,也可不代替增热吸收热泵y1,而将升温吸收热泵x1替换为升温吸收热泵x3(参照图15)。
在以上说明的吸收式热交换系统1b中,对于在第一循环路径中循环的流体(升温对象流体rp/高温热源流体hp/低温热源流体gp)、在第二循环路径中循环的增热对象流体ts、在第三循环路径中循环的驱动热源流体rs,除了应用水以外,还可应用沸点比水高的液体,例如油类、热介质液体等。
在以上说明的吸收式热交换系统1b中,作为第二循环路径的一个要素的热利用设备hcf具有热交换器470、470a、470b、470c,在该热交换器中,虽然在循环于第二循环路径的增热对象流体ts与向供暖设备等的次级侧流入或流出的流体之间进行热交换,但也可构成为热利用设备hcf不具有热交换器,向增热吸收热泵y3流入或流出的增热对象流体ts直接向供暖设备等的次级侧流入或流出。而且,作为第三循环路径的一个要素的热源设备hsf具有热交换器370、370a、370b、370c,在该热交换器中,虽然在循环于第三循环路径的驱动热源流体rs与向余热设备等的初级侧流入或流出的流体之间进行热交换,但也可构成为热源设备hsf不具有热交换器,向升温吸收热泵x3流入或流出的驱动热源流体rs直接向余热设备等的初级侧流入或流出。
在吸收式热交换系统1(参照图1)以及吸收式热交换系统2(参照图4)至吸收式热交换系统7(参照图9)、吸收式热交换系统1a(参照图10)以及吸收式热交换系统1b(参照图14)中,在向热利用设备hcf流入的次级侧流体是受到污染的刺激性气体、液体、或者具有毒性/危险性的气体、液体、或者腐蚀性高的气体、液体的情况下,通过将热利用设备hcf的热交换器设为适合于次级侧流体的特性的部件,对热交换器进行维护检查从而能够维持增热吸收热泵的运转性能,为了增加设备的安全性而优选。同样,在向热源设备hsf流入的初级侧流体是受到污染的刺激性气体、液体、或者具有毒性/危险性的气体、液体、或者腐蚀性高的气体、液体的情况下,通过将热源设备hsf的热交换器设为适合于初级侧流体的特性的部件,对热交换器进行维护检查从而能够维持升温吸收热泵的运转性能,为了增加设备的安全性而优选。通过在热利用设备hcf以及热源设备hsf设置热交换器,能够将各种流体作为热源来采用,而且,能够加热各种流体。而且,在向热利用设备hcf流入的次级侧流体是未受到污染、没有毒性/危险性的腐蚀性低的流体、或者一般的水的情况下,也可不在热利用设备hcf设置热交换器,将热利用设备hcf的次级侧流体作为混合流体ta、或者高温热源流体hp、或者增热对象流体ts直接向增热吸收热泵导入。此外,热利用设备hcf并不是单独的热交换器,可以视为是区域供暖系统等的设备的集合体,可以将导入该设备的集合体且热被夺去之后而取出的流体作为混合流体ta、或者高温热源流体hp、或者低温热源流体gp、或者增热对象流体ts直接向增热吸收热泵导入并取出。若这样地设置,则能够省去热交换器而简单地构成,并能够将热利用于多种设备。同样,在向热源设备hsf流入的初级侧流体是未受到污染、没有毒性/危险性的腐蚀性低的流体、或者一般的水的情况下,也可不在热源设备hsf设置热交换器,将热源设备hsf的初级侧流体作为合流热源流体ra、或者升温对象流体rp、或者驱动热源流体rs直接向升温吸收热泵导入。此外,热利用设备hsf并不是单独的热交换器,可以视为是工厂等的设备的集合体,可以将导入该设备的集合体且被加热之后而取出的流体作为合流热源流体ra、或者低温热源流体gp、或者升温对象流体rp、或者驱动热源流体rs直接向升温吸收热泵导入并取出。若这样地设置,则能够省去热交换器而简单地构成,并能够从多种设备取出热。
在以上的说明中,虽将热源设备hsf中驱动热源流体rs、对低温热源流体gp进行加热的初级侧热源流体作为余热,但并不限于余热,也可是其他种类的加热流体。例如,也可是工厂中由锅炉等产生的温水、从其它的热泵流出的热流体、被太阳热加热的流体、温泉温水等。而且,虽将在热利用设备hcf中被增热对象流体ts、高温热源流体hp加热的流体设为供暖用温水,但并不限定于供暖用温水,也可是其他种类的被加热流体。例如,也可是向其它的热泵、吸收冷冻机流入的热源流体、针对其它的工厂的热源流体、防冻用/融雪用热源等。
本说明书中已说明的系统,以将处于热源设备hsf的热输送至热利用设备hcf的方式进行作用。若将多个该系统以串联的方式连接,则能够进一步向各地输送热。例如,准备第一系统、第二系统这两个该系统,兼用第一系统的热利用设备hcf和第二系统的热源设备hsf,若将第一系统的热利用设备hcf的初级侧流体作为第二系统的热源设备hsf的初级侧流体来连结第一系统与第二系统,则能够将处于第一系统的热源设备hsf的热输送至第二系统的热利用设备hcf,能够向各地输送热。
在以上的说明中,在升温吸收热泵x1、x2、x2a、x3中,驱动热源流体rs以串联的方式从蒸发器x20向再生器x30流动,但也可使流动的方向相反而以串联的方式从再生器x30向蒸发器x20流动,也可以并联的方式在蒸发器x20以及再生器x30中流动。
在以上的说明中,在升温吸收热泵x1、x2、x2a、x3中,虽蒸发器x20是满液式,但也可是流下液膜式。在将蒸发器设为流下液膜式的情况下,只要在蒸发器罐体x21内的上部设置供给制冷剂液体xvf的制冷剂液体供给装置,将在满液式的情况下与蒸发器罐体x21连接的制冷剂液体管x45的端部、与制冷剂液体供给装置连接即可。另外,也可设置将蒸发器罐体x21的下部的制冷剂液体xvf向制冷剂液体供给装置供给的配管以及泵。