本發(fā)明涉及吸收式熱泵以及吸收式熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)方法,尤其涉及裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的吸收式熱泵以及該吸收式熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
背景技術(shù):作為使用使熱從低溫部分向高溫部分移動(dòng)的熱泵(廣義)的原理來使熱移動(dòng)的設(shè)備,有冷凍機(jī)、熱泵(狹義)的熱源機(jī)械。作為熱源機(jī)械,使用溶液以及制冷劑作為工作介質(zhì)的設(shè)備被分類為吸收式,其主要構(gòu)成包括使制冷劑液體蒸發(fā)的蒸發(fā)器、以溶液吸收制冷劑蒸汽的吸收器、使制冷劑從溶液脫離的再生器、使制冷劑蒸汽凝結(jié)的冷凝器,并且通過一邊適當(dāng)?shù)刈儞Q濃度以及相態(tài)一邊使溶液以及制冷劑循環(huán),來使熱移動(dòng)。作為冷源而使用的吸收式冷凍機(jī)與作為熱源而使用的吸收式熱泵的主要結(jié)構(gòu)有共通點(diǎn)。但是,兩者在作用方面有以下的不同。首先,吸收式冷凍機(jī)通過從作為利用對(duì)象的介質(zhì)(對(duì)象介質(zhì))奪取蒸發(fā)器中的制冷劑蒸發(fā)時(shí)的蒸發(fā)潛熱來冷卻對(duì)象介質(zhì)。另一方面,吸收式熱泵利用吸收器中的溶液吸收在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的制冷劑蒸汽時(shí)的吸收熱來加熱對(duì)象介質(zhì)。吸收式冷凍機(jī)中,為了在蒸發(fā)器中促進(jìn)制冷劑液體的蒸發(fā)而設(shè)置向蒸發(fā)器內(nèi)噴灑制冷劑液體的制冷劑液體噴灑噴嘴,朝向供對(duì)象介質(zhì)流動(dòng)的傳熱管噴灑制冷劑液體(例如,參照專利文獻(xiàn)1。)。另一方面,吸收式熱泵中的蒸發(fā)器通過利用熱水等加熱介質(zhì)進(jìn)行加熱而負(fù)擔(dān)產(chǎn)生供吸收器的溶液吸收的制冷劑蒸汽的作用,但其構(gòu)造沿用吸收式冷凍機(jī)的蒸發(fā)器的構(gòu)造,設(shè)有噴灑制冷劑液體的制冷劑液體噴灑噴嘴(例如,參照專利文獻(xiàn)2。)。專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-299936號(hào)公報(bào)(段落0016、圖1等)專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-255904號(hào)公報(bào)(段落0017、圖1等)從可靠性的提高以及制造經(jīng)濟(jì)等觀點(diǎn)看,優(yōu)選熱源機(jī)械的裝置結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明鑒于上述的課題,其目的在于提供裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的吸收式熱泵以及有利于實(shí)現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的吸收式熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,例如圖1所示,本發(fā)明的第一方式的吸收式熱泵具備:蒸發(fā)器20,其具有蒸發(fā)器罐體27和傳熱管21,其中蒸發(fā)器罐體27以液體Vf以及蒸汽Ve的形態(tài)收容制冷劑,傳熱管21設(shè)置在蒸發(fā)器罐體27的內(nèi)部、且供對(duì)制冷劑的液體亦即制冷劑液體Vf進(jìn)行加熱的加熱介質(zhì)流動(dòng);和液位維持單元24、46,它們將蒸發(fā)器罐體27內(nèi)的制冷劑液體Vf的液位維持在低位VL以上高位VH以下,低位VL是傳熱管21的一部分在允許范圍內(nèi)露出的高度以上的規(guī)定液位,高位VH是比傳熱管21的上端靠上方規(guī)定距離的位置。若像這樣構(gòu)成,則不設(shè)置向傳熱管噴灑制冷劑液體的噴灑噴嘴即可,從而能夠簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu),并且,能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化。另外,例如圖1所示,在上述本發(fā)明的第一方式的吸收式熱泵1的基礎(chǔ)上,本發(fā)明的第二方式的吸收式熱泵具備:吸收器10,其從蒸發(fā)器20導(dǎo)入制冷劑的蒸汽亦即制冷劑蒸汽Ve,并且使制冷劑蒸汽Ve被溶液Sa吸收;再生器30,其對(duì)溶液Sw進(jìn)行加熱而使溶液Sw所含有的制冷劑脫離;溶液管16、35,它們使溶液Sa、Sw以通過吸收器10以及再生器30的方式循環(huán);以及制冷劑凈化管28,其將蒸發(fā)器罐體27內(nèi)的制冷劑液體Vf導(dǎo)入再生器30、吸收器10、或者溶液管16。若像這樣構(gòu)成,則在制冷劑液體中混入溶液的情況下,使該制冷劑液體暫時(shí)向溶液系統(tǒng)流入,而能夠從制冷劑液體除去溶液,從而能夠抑制吸收式熱泵的能力的降低。另外,例如圖1所示,在上述本發(fā)明的第二方式的吸收式熱泵1的基礎(chǔ)上,本發(fā)明的第三方式的吸收式熱泵具備:冷凝器40,其導(dǎo)入在再生器30產(chǎn)生的制冷劑蒸汽Vg并使之凝結(jié);制冷劑液體管45,其將冷凝器40內(nèi)的制冷劑液體Vf導(dǎo)入蒸發(fā)器罐體27;制冷劑溫度檢測(cè)器,其對(duì)凝結(jié)的制冷劑的溫度或者蒸發(fā)的制冷劑的溫度進(jìn)行檢測(cè);以及壓力檢測(cè)器,其直接或者間接對(duì)由制冷劑溫度檢測(cè)器檢測(cè)了溫度的制冷劑的正上的氣相部的壓力進(jìn)行檢測(cè),制冷劑凈化管28具有開閉流路的開閉閥29,上述吸收式熱泵還具備控制裝置99,該控制裝置99構(gòu)成為:對(duì)換算為由壓力檢測(cè)器檢測(cè)到的壓力Pd下的制冷劑的露點(diǎn)溫度的值亦即換算露點(diǎn)溫度Tc,與由制冷劑溫度檢測(cè)器檢測(cè)到的值亦即檢測(cè)制冷劑溫度Td進(jìn)行比較,當(dāng)檢測(cè)制冷劑溫度Td比換算露點(diǎn)溫度Tc高出規(guī)定的值以上時(shí)打開開閉閥29。若像這樣構(gòu)成,則將檢測(cè)制冷劑溫度上升的要因推斷為由溶液的混入引起的,當(dāng)推斷出制冷劑中混入有溶液時(shí),能夠使制冷劑液體向制冷劑凈化管流動(dòng),且在實(shí)際上制冷劑液體中沒有溶液的混入的情況下,能夠防止制冷劑液體向制冷劑凈化管流動(dòng),從而能夠抑制吸收式熱泵的效率的降低。另外,例如圖1所示,在上述本發(fā)明的第三方式的吸收式熱泵1的基礎(chǔ)上,本發(fā)明的第四方式的吸收式熱泵構(gòu)成為,制冷劑液體管45以在蒸發(fā)器罐體27的底部釋放制冷劑液體Vf的方式與蒸發(fā)器罐體27連接,蒸發(fā)器20具有下降流路25,該下降流路25將由于制冷劑液體Vf經(jīng)加熱介質(zhì)加熱并飽和后而得的飽和制冷劑液體導(dǎo)入蒸發(fā)器罐體27的底部。若像這樣構(gòu)成,則向蒸發(fā)器罐體的底部供給的制冷劑液體一邊被加熱一邊上升,從而能夠穩(wěn)定地引起制冷劑液體的溫度上升、沸騰、向氣液二相狀態(tài)的變化,進(jìn)而能夠使蒸發(fā)器罐體內(nèi)的制冷劑液體的液位穩(wěn)定。并且,由于蒸發(fā)器具有下降流路,所以通過使蒸發(fā)器內(nèi)的表面附近的沸騰的飽和制冷劑液體流入下降流路,能夠引起蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑的自然循環(huán),從而能夠使蒸發(fā)器罐體內(nèi)的制冷劑液體的液位更加穩(wěn)定。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,例如參照?qǐng)D1,本發(fā)明的第五方式的吸收式熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)方法包括:加熱介質(zhì)供給工序,該工序中,向沒入在蒸發(fā)器20內(nèi)存積的制冷劑的液體亦即制冷劑液體Vf中的傳熱管21的內(nèi)部,供給對(duì)制冷劑液體Vf進(jìn)行加熱的加熱介質(zhì);和液位維持工序,該工序中,將沒入有傳熱管21的制冷劑液體Vf的液位維持在低位VL以上高位VH以下,低位VL是傳熱管21的一部分在允許范圍內(nèi)露出的高度以上的規(guī)定液位,高位VH是比傳熱管21的上端靠上方規(guī)定距離的位置。若像這樣構(gòu)成,則不設(shè)置向傳熱管噴灑制冷劑液體的噴灑噴嘴即可,從而能夠簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu),并且,能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化。另外,例如圖1以及圖2所示,在上述本發(fā)明的第五方式的吸收式熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的基礎(chǔ)上,本發(fā)明的第六方式的吸收式熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)方法包括:制冷劑溫度檢測(cè)工序(S1),該工序中,對(duì)在冷凝器40內(nèi)凝結(jié)的制冷劑的溫度或者在蒸發(fā)器20內(nèi)蒸發(fā)的制冷劑的溫度進(jìn)行檢測(cè);壓力檢測(cè)工序(S2),該工序中,直接或者間接地對(duì)經(jīng)制冷劑溫度檢測(cè)工序(S1)檢測(cè)了溫度的制冷劑的正上的氣相部的壓力進(jìn)行檢測(cè);溫度比較工序(S4),該工序中,對(duì)換算為經(jīng)壓力檢測(cè)工序(S2)檢測(cè)到的壓力下的制冷劑的露點(diǎn)溫度的值亦即換算露點(diǎn)溫度Tc,與經(jīng)制冷劑溫度檢測(cè)工序(S1)檢測(cè)到的值亦即檢測(cè)制冷劑溫度Td進(jìn)行比較;以及制冷劑液體流入工序(S5),該工序中,當(dāng)在溫度比較工序(S4)中檢測(cè)制冷劑溫度Td比換算露點(diǎn)溫度Tc高出規(guī)定的值以上時(shí),使在蒸發(fā)器20內(nèi)存積的制冷劑液體Vf向下述溶液Sa、Sw的系統(tǒng)流入,所述溶液Sa、Sw的系統(tǒng)是指:對(duì)在蒸發(fā)器20生成的制冷劑的蒸汽亦即制冷劑蒸汽Ve進(jìn)行吸收,并且使在冷凝器40凝結(jié)的制冷劑蒸汽Vg脫離。若像這樣構(gòu)成,則將檢測(cè)制冷劑溫度上升的要因推斷為由溶液的混入引起的,當(dāng)推斷出制冷劑中混入有溶液時(shí),能夠使制冷劑液體向溶液系統(tǒng)流入,且在實(shí)際上制冷劑液體中沒有溶液的混入的情況下,能夠防止制冷劑液體向溶液系統(tǒng)流入,從而能夠抑制吸收式熱泵的效率的降低。另外,在上述本發(fā)明的第五方式或者第六方式的吸收式熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的基礎(chǔ)上,本發(fā)明的第七方式的吸收式熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)方法構(gòu)成為,加熱介質(zhì)供給工序中,使加熱介質(zhì)(例如參照?qǐng)D1)整體從下方朝向上方流動(dòng)。若像這樣構(gòu)成,則能夠使從加熱介質(zhì)向制冷劑液體傳遞的導(dǎo)熱量最大化。另外,在上述本發(fā)明的第五方式或者第六方式的吸收式熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的基礎(chǔ)上,本發(fā)明的第八方式的吸收式熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)方法構(gòu)成為,加熱介質(zhì)供給工序中,使加熱介質(zhì)(例如參照?qǐng)D1)整體從上方朝向下方流動(dòng)。若像這樣構(gòu)成,則能夠以更高的溫度使蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑蒸發(fā)。根據(jù)本發(fā)明,不設(shè)置向傳熱管噴灑制冷劑液體的噴灑噴嘴即可,從而能夠簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu),并且,能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化。附圖說明圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的吸收式熱泵的示意系統(tǒng)圖。圖2是說明制冷劑再生的控制的流程圖。圖3是構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例涉及的吸收式熱泵的蒸發(fā)器的局部立體圖。附圖標(biāo)記的說明:1…吸收式熱泵;10…吸收器;16…稀溶液管;20…蒸發(fā)器;21…傳熱管;24…蒸發(fā)器液位檢測(cè)器;25…降液管;27…蒸發(fā)器罐體;28…凈化管;29…開閉閥;30…再生器;35…濃溶液管;40…冷凝器;45…制冷劑液體管;51…溫度傳感器;52…壓力傳感器;99…控制裝置;h…熱源熱水;S…溶液;Sa…濃溶液;Sw…稀溶液;Tc…換算露點(diǎn)溫度;Td…檢測(cè)制冷劑溫度;V…制冷劑;Ve…蒸發(fā)器制冷劑蒸汽;Vf…制冷劑液體;Vg…再生器制冷劑蒸汽;VH…高位;VL…低位。具體實(shí)施方式以下,參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外,各圖中,對(duì)于彼此相同或者相當(dāng)?shù)牟考?biāo)記相同或者類似的附圖標(biāo)記,并省略重復(fù)的說明。首先,參照?qǐng)D1,對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的吸收式熱泵1進(jìn)行說明。圖1是吸收式熱泵1的示意系統(tǒng)圖。吸收式熱泵1具備作為進(jìn)行吸收式熱泵循環(huán)的主要構(gòu)成設(shè)備的吸收器10、蒸發(fā)器20、再生器30以及冷凝器40,還具備作為將稀溶液Sw從吸收器10導(dǎo)入再生器30的溶液管的稀溶液管16、作為將濃溶液Sa從再生器30導(dǎo)入吸收器10的溶液管的濃溶液管35以及溶液泵35p、將冷凝器40內(nèi)的制冷劑液體Vf導(dǎo)入蒸發(fā)器20的制冷劑液體管45、對(duì)被吸收器10加熱后的被加熱介質(zhì)W進(jìn)行氣液分離的氣液分離器80、控制裝置99。吸收式熱泵1能夠?qū)⒗脙r(jià)值比較低的低溫(例如80℃~90℃左右)的熱排水作為熱源介質(zhì)而供給至再生器30以及蒸發(fā)器20,而從氣液分離器80取出利用價(jià)值高的被加熱介質(zhì)蒸汽Wv(例如,壓力超過約0.1MPa(計(jì)示壓力),優(yōu)選為0.8MPa(計(jì)示壓力)左右)。此外,以下的說明中,對(duì)于溶液,為了容易進(jìn)行熱泵循環(huán)上的區(qū)別,根據(jù)性狀、熱泵循環(huán)上的位置而稱作“稀溶液Sw”、“濃溶液Sa”等,但當(dāng)不限性狀等時(shí),統(tǒng)稱為“溶液S”。另外,對(duì)于制冷劑,為了容易進(jìn)行熱泵循環(huán)上的區(qū)別,根據(jù)性狀、熱泵循環(huán)上的位置而稱作“蒸發(fā)器制冷劑蒸汽Ve”、“再生器制冷劑蒸汽Vg”、“制冷劑液體Vf”等,但當(dāng)不限性狀等時(shí),統(tǒng)稱為“制冷劑V”。在本實(shí)施方式中,作為溶液S(吸收劑與制冷劑V的混合物)而使用LiBr水溶液,作為制冷劑V而使用水(H2O)。另外,被加熱介質(zhì)W是液體的被加熱介質(zhì)W即被加熱介質(zhì)液體Wq、氣體的被加熱介質(zhì)即被加熱介質(zhì)蒸汽Wv、混合有被加熱介質(zhì)液體Wq和被加熱介質(zhì)蒸汽Wv的混合被加熱介質(zhì)Wm的統(tǒng)稱。在本實(shí)施方式中,作為被加熱介質(zhì)W而使用水(H2O)。吸收器10在吸收器罐體17的內(nèi)部具有構(gòu)成被加熱介質(zhì)W的流路的加熱管11、與噴灑濃溶液Sa的濃溶液噴灑噴嘴12。濃溶液噴灑噴嘴12在加熱管11的上方配設(shè),以使噴灑的濃溶液Sa降至加熱管11。吸收器10在從濃溶液噴灑噴嘴12噴灑濃溶液Sa、且濃溶液Sa吸收蒸發(fā)器制冷劑蒸汽Ve時(shí)產(chǎn)生吸收熱。該吸收熱由在加熱管11流動(dòng)的被加熱介質(zhì)W吸收,從而被加熱介質(zhì)W被加熱。在吸收器10的下部形成有存積部13,該存積部13存積所噴灑的濃溶液Sa吸收蒸發(fā)器制冷劑蒸汽Ve后濃度降低而形成的稀溶液Sw。加熱管11以不沒入稀溶液Sw的方式配設(shè)在比存積部13靠上方的位置。在存積部13配設(shè)有對(duì)所存積的稀溶液Sw的液位進(jìn)行檢測(cè)的吸收器液位檢測(cè)器14。蒸發(fā)器20在蒸發(fā)器罐體27的內(nèi)部具有構(gòu)成作為加熱介質(zhì)的熱源熱水h的流路的傳熱管21。蒸發(fā)器20在蒸發(fā)器罐體27的內(nèi)部不具有噴灑制冷劑液體Vf的噴嘴。因此,傳熱管21配設(shè)為在存積于蒸發(fā)器罐體27內(nèi)的制冷劑液體Vf中浸泡(滿液式蒸發(fā)器)。一般,“吸收式冷凍機(jī)”的蒸發(fā)器中,為了取出冷水而將制冷劑液體的蒸發(fā)溫度設(shè)定得較低,因此,制冷劑液體的蒸發(fā)壓力設(shè)定得較低,若是傳熱管浸泡于制冷劑液體的結(jié)構(gòu)則無法得到充分的能力。與此相對(duì),吸收式熱泵中,蒸發(fā)器內(nèi)的壓力比吸收式冷凍機(jī)的壓力高,從而在傳熱管浸泡于制冷劑液體的結(jié)構(gòu)中也能夠得到所希望的制冷劑蒸汽。本實(shí)施方式涉及的吸收式熱泵1中,不設(shè)置噴灑制冷劑液體Vf的噴嘴,從而簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu)。蒸發(fā)器20構(gòu)成為,傳熱管21周邊的制冷劑液體Vf由于在傳熱管21內(nèi)流動(dòng)的熱源熱水h的熱而蒸發(fā),從而產(chǎn)生蒸發(fā)器制冷劑蒸汽Ve。蒸發(fā)器罐體27的底面連接有向蒸...