[发明专利]吸收热泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸收热泵。尤其涉及从废气那样的热源气体回收热来对被加热介质进行加热的吸收热泵。此外，涉及对与入口温度之间的尽量大的温度差进行利用的吸收热泵。

背景技术

以往的升温型吸收热泵如图15所示，热源使用了热排水WH。例如，将85℃的热水送入吸收热泵，利用到80℃～75℃左右为止，制造120℃以上的高温水或者水蒸汽SS。这种热泵构造包括外壳和管的吸收器AA、蒸发器EE、再生器GG和冷凝器CC，送入废热的再生器GG、蒸发器EE将管群分为多条通路，使热排水WH一边多次回转一边流动。

此外，在再生器GG产生的蒸汽，在冷凝器CC被冷却水WC冷却而冷凝，并返回蒸发器EE。另一方面，废气等热容量较小的废热源由于热回收而温度会急剧降低，很难由升温型吸收热泵进行直接热回收。因此，从废气将热回收至热水WH，并将热水WH作为热泵的热源。该情况下，从废气向热水WH的热交换使得可利用的温度降低，被加热流体的温度上升变小，因此对向升温型吸收热泵直接导入废气而进行利用的方式进行了探讨。如此，与转换为热水WH的情况相比，能够进行较多的热回收。

专利文献1：日本特开2006-207883号公报

另一方面，如图9所示，从日本的工厂排出的废热中，100℃以上的气体废热和40℃以上的热水废热估计一年间有1110PJ(平成12年度：2000年度)。但是，其中小于100℃的热水、小于250℃的气体的温度较低，因此难以作为能量而在工厂内进行再利用，其量为914PJ/年，实际占据82％。其中以废气的形态排出的情况绝对性地多。但是，废气的每单位体积的热容量较小，体积流量非常大。此外，例如将废气以200℃进行供给并到100℃为止进行利用而得到180℃的蒸汽等那样，废气的温度变化较大。

根据这样的废气特性，在以往的吸收热泵中，很难将体积流量较大的废气利用为蒸发器以及再生器的热源。此外，由于流动阻力引起压力损失，因此用于使该废气流动的动力变大，容易削弱节能效果。

此外，废气的热容量较小，因此若要尽可能到低温为止地进行热回收，则热回收装置的出入口温度差变得非常大。例如，在200℃下将废气向吸收热泵供给，利用到100℃为止，得到180℃的蒸汽等时，废气的温度变化为100℃，是较大的。如果能够有效地利用出入口温度差，则能够实现回收热量的增大。然而，因为出入口温度差较大，所以若要由吸收热泵直接利用该废气则尤其在废气高温侧有可能产生吸收液的过剩浓缩或结晶，因此很难将废气作为热源有效地利用在吸收热泵中。尤其是，在想要到尽量低温为止进行热回收而增加生成蒸汽量时存在困难。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一方式(first aspect of the invention)的吸收热泵例如图1、图3、图4所示，吸收热泵具备：蒸发器E，通过热源气体GH1对制冷剂CL进行加热而使其蒸发；吸收器A，吸收上述蒸发后的制冷剂CS，利用吸收热对被加热介质W1进行加热；以及再生器G，通过热源气体GH3对在吸收器A中吸收制冷剂CS而降低了浓度的吸收液Ali进行加热，使该吸收液Ali再生；蒸发器E具有：蒸发器上部管板52；蒸发器下部管板53；以及多根垂直传热管51，设置在蒸发器上部管板52与蒸发器下部管板53之间，内侧流动有液状的上述制冷剂；再生器G具有：再生器上部管板72；再生器下部管板73；以及多根垂直传热管71，设置在再生器上部管板72与再生器下部管板73之间，内侧流动有上述吸收液ALi；构成为在多根垂直传热管51、71的外侧与垂直传热管51、71相交地流动有热源气体GH1、GH3；多根垂直传热管51、71在蒸发器E和再生器G中分别构成蒸发器管群50和再生器管群70，蒸发器管群50和再生器管群70相对于热源气体GH的流动直线地排列。

以下，将首先向蒸发器E供给的热源气体称为GH1，将经过蒸发器E向再生器G供给的热源气体称为GH3。而且，将经过再生器G排出的热源气体称为GH5。但是，在不需要将热源气体区分为在各部分流动的气体时、或者总括地处理热源气体时，仅以GH的附图标记进行称呼。

若如本方式那样构成，则构成为在多根垂直传热管外侧与垂直传热管相交地流动有热源气体GH，而且多根垂直传热管在蒸发器和再生器中分别构成蒸发器管群和再生器管群，蒸发器管群和再生器管群相对于热源气体的流动直线地排列，因此在将体积流量较大的废气作为蒸发器以及再生器的热源进行利用时，能够将流动阻力引起的压力损失抑制为较低。因此，能够将用于使该热源气体流动的动力抑制为较小，能够提高节能效果。