廢熱利用熱泵系統(tǒng)和熱機(jī)驅(qū)動(dòng)式蒸氣壓縮式熱泵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有壓縮式熱栗回路和吸收式熱栗回路的廢熱利用熱栗系統(tǒng)和熱機(jī)驅(qū)動(dòng)式蒸氣壓縮式熱栗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，已知有一種廢熱利用熱栗系統(tǒng)，其包括:將動(dòng)力機(jī)的軸輸出用作壓縮制冷劑的壓縮機(jī)的動(dòng)力源的壓縮式熱栗回路；和將動(dòng)力機(jī)的廢熱用作加熱吸收液的再生器的熱源的吸收式熱栗回路(例如參照專利文獻(xiàn)I)。該廢熱利用熱栗系統(tǒng)中，使經(jīng)過壓縮式熱栗回路的利用側(cè)熱交換器的制冷劑在吸收式熱栗回路的吸收器中循環(huán)，在由再生器進(jìn)行的再生后將制冷劑分離，將該制冷劑供給到壓縮式熱栗回路的壓縮機(jī)的排出側(cè)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-96429號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]對(duì)于上述現(xiàn)有的廢熱利用熱栗系統(tǒng)期望節(jié)能化。
[0008]本發(fā)明是鑒于所述情況而完成的，目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)節(jié)能化的結(jié)構(gòu)的廢熱利用熱栗系統(tǒng)和熱機(jī)驅(qū)動(dòng)式蒸氣壓縮式熱栗系統(tǒng)。
[0009]用于解決課題的方法
[0010]為了達(dá)成所述目的，本發(fā)明的廢熱利用熱栗系統(tǒng)，其特征在于，包括:將動(dòng)力機(jī)的軸輸出用作壓縮制冷劑的壓縮機(jī)的動(dòng)力源的壓縮式熱栗回路；和將上述動(dòng)力機(jī)的廢熱用作加熱吸收液的再生器的熱源的吸收式熱栗回路，使在上述壓縮式熱栗回路中蒸發(fā)的制冷劑在上述吸收式熱栗回路的吸收器中循環(huán)，在利用上述再生器進(jìn)行的再生后將制冷劑分離，使該制冷劑在上述壓縮式熱栗回路內(nèi)循環(huán)，上述吸收式熱栗回路在從再生器至吸收器的吸收液的返回配管設(shè)置有反轉(zhuǎn)栗(reverse pump)，能夠利用吸收液的循環(huán)栗回收該反轉(zhuǎn)栗的旋轉(zhuǎn)能。
[0011 ] 在上述結(jié)構(gòu)中，上述循環(huán)栗和上述反轉(zhuǎn)栗可以具有共同的旋轉(zhuǎn)軸。
[0012]在上述結(jié)構(gòu)中，上述反轉(zhuǎn)栗的排量V1^可以相對(duì)于循環(huán)栗的排量V p滿足下式。
[0013]VpXnX P pXXp= VrXnX P rXxr+mconp
[0014]其中，η為旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，P ρ為通過循環(huán)栗的吸收液的密度，X ρ為通過循環(huán)栗的吸收液中的制冷劑的質(zhì)量濃度，P 1^為通過反轉(zhuǎn)栗的吸收液的密度，X 1^為通過反轉(zhuǎn)栗的吸收液中的制冷劑的質(zhì)量濃度，壓縮式熱栗回路的制冷劑循環(huán)量。
[0015]在上述結(jié)構(gòu)中，上述循環(huán)栗和/或上述反轉(zhuǎn)栗具有使自身的排量可變的可變機(jī)構(gòu)，上述可變機(jī)構(gòu)以滿足下式的方式使作為對(duì)象的栗的排量可變。
[0016]VpXnXPpXxp=VrXnXPrX xr+mconp
[0017]其中，Vp為循環(huán)栗的排量，η為旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，P ρ為通過循環(huán)栗的吸收液的密度，Xp為通過循環(huán)栗的吸收液中的制冷劑的質(zhì)量濃度，V1^為反轉(zhuǎn)栗的排量，P 1^為通過反轉(zhuǎn)栗的吸收液的密度，&為通過反轉(zhuǎn)栗的吸收液中的制冷劑的質(zhì)量濃度，m_p為壓縮式熱栗回路的制冷劑循環(huán)量。
[0018]在上述結(jié)構(gòu)中，上述反轉(zhuǎn)栗可以經(jīng)由下式(2)成立的、使上述循環(huán)栗和上述反轉(zhuǎn)栗的轉(zhuǎn)速比(npAO可變的變速器與上述循環(huán)栗連接。
[0019]VpXnpX P pXxp= VrXnrX P rXxr+mconp
[0020]其中，Vp為循環(huán)栗的排量，np為循環(huán)栗的轉(zhuǎn)速，P p為通過循環(huán)栗的吸收液的密度，Xp為通過循環(huán)栗的吸收液中的制冷劑的質(zhì)量濃度，V 1^為反轉(zhuǎn)栗的排量，η 1^為反轉(zhuǎn)栗的轉(zhuǎn)速，P 1^為通過反轉(zhuǎn)栗的吸收液的密度，X ^為通過反轉(zhuǎn)栗的吸收液中的制冷劑的質(zhì)量濃度，Hlconip為壓縮式熱栗回路的制冷劑循環(huán)量。
[0021]在上述結(jié)構(gòu)中，可以將由上述吸收式熱栗回路的再生器再生而得的制冷劑供給到上述壓縮式熱栗回路的壓縮機(jī)的吸入口。
[0022]另外，本發(fā)明的廢熱利用熱栗系統(tǒng)，其特征在于，包括:將動(dòng)力機(jī)的軸輸出用作壓縮制冷劑的壓縮機(jī)的動(dòng)力源的壓縮式熱栗回路；和將上述動(dòng)力機(jī)的廢熱用作加熱吸收液的再生器的熱源的吸收式熱栗回路，使在上述壓縮式熱栗回路中蒸發(fā)的制冷劑在上述吸收式熱栗回路的吸收器中循環(huán)，在利用上述再生器進(jìn)行的再生后將制冷劑分離，使該制冷劑在上述壓縮式熱栗回路內(nèi)循環(huán)，設(shè)置有在供給到上述壓縮機(jī)的制冷劑和供給到上述再生器的吸收液之間進(jìn)行熱交換的吸入側(cè)制冷劑熱回收器。
[0023]在上述結(jié)構(gòu)中，可以包括從自上述吸收器至上述再生器的吸收液的送出配管分支的分支管，上述吸入側(cè)制冷劑熱回收器設(shè)置于上述分支管。
[0024]在上述結(jié)構(gòu)中，可以設(shè)置有在從上述壓縮機(jī)排出的制冷劑和供給到上述再生器的吸收液之間進(jìn)行熱交換的排出側(cè)制冷劑熱回收器。
[0025]在上述結(jié)構(gòu)中，可以將由上述吸收式熱栗回路的再生器再生而得的制冷劑供給到上述壓縮式熱栗回路的壓縮機(jī)的吸入口。
[0026]另外，本發(fā)明的廢熱利用熱栗系統(tǒng)，其特征在于，包括:將動(dòng)力機(jī)的軸輸出用作壓縮制冷劑的壓縮機(jī)的動(dòng)力源的壓縮式熱栗回路；和將上述動(dòng)力機(jī)的廢熱用作加熱吸收液的再生器的熱源的吸收式熱栗回路，使在上述壓縮式熱栗回路中蒸發(fā)的制冷劑在上述吸收式熱栗回路的吸收器中循環(huán)，在利用上述再生器進(jìn)行的再生后將制冷劑分離，使該制冷劑在上述壓縮式熱栗回路內(nèi)循環(huán)，上述壓縮式熱栗回路的壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油和上述吸收式熱栗回路的吸收液為同一液體。
[0027]在上述結(jié)構(gòu)中，可以設(shè)置有向上述壓縮機(jī)供給上述吸收式熱栗回路的吸收液作為上述壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油的吸收液供給機(jī)構(gòu)。
[0028]在上述結(jié)構(gòu)中，可以將由上述吸收式熱栗回路的再生器再生而得的制冷劑供給到上述壓縮式熱栗回路的壓縮機(jī)的吸入口。
[0029]另外，本發(fā)明的廢熱利用熱栗系統(tǒng)，其特征在于，包括:將動(dòng)力機(jī)的軸輸出用作壓縮制冷劑的壓縮機(jī)的動(dòng)力源的壓縮式熱栗回路；和將上述動(dòng)力機(jī)的廢熱用作加熱吸收液的再生器的熱源的吸收式熱栗回路，使在上述壓縮式熱栗回路中蒸發(fā)的制冷劑在上述吸收式熱栗回路的吸收器中循環(huán)，并且，在上述再生器的出口設(shè)置有從上述吸收式熱栗回路的吸收液分1?上述壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油和上述制冷劑的分1?器，使由該分1?器分1?出的壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油和制冷劑在上述壓縮式熱栗回路內(nèi)循環(huán)。
[0030]在上述結(jié)構(gòu)中，可以將由上述分離器分離出的壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油和制冷劑供給到上述壓縮式熱栗回路的壓縮機(jī)的吸入口。
[0031 ] 在上述結(jié)構(gòu)中，可以上述分離器包括從上述再生器流入包括潤(rùn)滑油、制冷劑蒸氣和吸收液的混合液的主體，在上述主體內(nèi)設(shè)置有分離上述吸收液和上述潤(rùn)滑油的分離機(jī)構(gòu)，上述混合液被分離為制冷劑蒸氣、潤(rùn)滑油、吸收液三層。
[0032]在上述結(jié)構(gòu)中，可以在上述主體中，上下方向中間部與從上述再生器供給混合液的混合液管連接，上述分離機(jī)構(gòu)配置在比上述主體與上述混合液管的連接部分靠上方的位置。
[0033]在上述結(jié)構(gòu)中，可以在上述主體中，上部與將上述制冷劑供給到上述壓縮式熱栗回路的制冷劑管連接，上述制冷劑管延伸到上述主體內(nèi)，具有以前端向上的方式彎曲為大致U字型的彎曲部。
[0034]另外，本發(fā)明的熱機(jī)驅(qū)動(dòng)式蒸氣壓縮式熱栗系統(tǒng)，其特征在于，包括:將動(dòng)力機(jī)的軸輸出用作壓縮制冷劑的壓縮機(jī)的動(dòng)力源的壓縮式熱栗回路；和將上述動(dòng)力機(jī)的廢熱用作加熱吸收液的再生器的熱源的吸收式熱栗回路，使在上述壓縮式熱栗回路中蒸發(fā)的制冷劑在上述吸收式熱栗回路的吸收器中循環(huán)，在利用上述再生器進(jìn)行的再生后將制冷劑分離，使該制冷劑在上述壓縮式熱栗回路內(nèi)循環(huán)，將由上述吸收式熱栗回路的再生器再生而得的制冷劑供給到上述壓縮式熱栗回路的壓縮機(jī)的吸入口，上述熱機(jī)驅(qū)動(dòng)式蒸氣壓縮式熱栗系統(tǒng)包括:檢測(cè)供給到上述再生器的廢熱的溫度的溫度傳感器；和廢熱溫度控制機(jī)構(gòu)，其控制吸收液的循環(huán)栗，以使得上述溫度傳感器檢測(cè)出的廢熱的溫度保持為規(guī)定溫度。
[0035]在上述結(jié)構(gòu)中，可以設(shè)置有對(duì)上述吸收式熱栗回路進(jìn)行旁通、將在上述壓縮式熱栗回路中蒸發(fā)的制冷劑供給到上述壓縮機(jī)的吸入口供給的旁通管，在該旁通管設(shè)置有控制制冷劑量的旁通閥，上述廢熱溫度控制機(jī)構(gòu)基于上述溫度傳感器檢測(cè)出的廢熱的溫度控制上述旁通閥。
[0036]在上述結(jié)構(gòu)中，可以包括控制從上述壓縮式熱栗回路的利用側(cè)熱交換器對(duì)熱負(fù)載供冷或供熱的熱容量的熱容量控制機(jī)構(gòu)，上述熱容量控制機(jī)構(gòu)使上述動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力源的輸入變化減小上述吸收式熱栗回路相對(duì)于上述熱機(jī)驅(qū)動(dòng)式蒸氣壓縮式熱栗系統(tǒng)的總能力的能力貢獻(xiàn)比率的量。
[0037]此外，本說(shuō)明書中包含2013年2月20日申請(qǐng)的日本國(guó)專利申請(qǐng).特愿2013-031440 號(hào)、2013-031441 號(hào)、2013-031442 號(hào)、2013-031443 號(hào)和 2013-031444 號(hào)的全部的內(nèi)容。
[0038]發(fā)明效果
[0039]根據(jù)本發(fā)明，吸收式熱栗回路在從再生器至吸收器的吸收液的返回配管設(shè)置有反轉(zhuǎn)栗，構(gòu)成為能夠利用吸收液的循環(huán)栗吸收該反轉(zhuǎn)栗的旋轉(zhuǎn)能，所以能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)栗的節(jié)能化并且實(shí)現(xiàn)廢熱利用熱栗系統(tǒng)的節(jié)能化。
[0040]另外，根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置有在供給到壓縮機(jī)的制冷劑和供給到再生器的吸收液之間進(jìn)行熱交換的吸入側(cè)制冷劑熱回收器，所以能夠?qū)⒐┙o到壓縮機(jī)的制冷劑蒸氣的熱用作使吸收液再生的熱源，所以能夠削減吸收液的再生所需要的熱，能夠?qū)崿F(xiàn)廢熱利用熱栗系統(tǒng)的節(jié)能化。另外，能夠降低供給到壓縮機(jī)的制冷劑的溫度，所以不需要另外設(shè)置使壓縮機(jī)的吸入溫度降低的冷卻器。
[0041]根據(jù)本發(fā)明，使壓縮式熱栗回路的壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油和吸收式熱栗回路的吸收液為同一液體，所以能夠防止壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油和吸收液的混合導(dǎo)致的熱交換的阻礙，并且能夠?qū)崿F(xiàn)廢熱利用熱栗系統(tǒng)的節(jié)能化。
[0042]根據(jù)本發(fā)明，再生器的出口具有從吸收式熱栗回路的吸收液分離壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油和制冷劑的分離器，使由該分離器分離出的壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油和制冷劑在壓縮式熱栗回路內(nèi)循環(huán)，所以即使壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油流出到回路中，也能夠?qū)奈找悍蛛x出的潤(rùn)滑油供給到壓縮式熱栗回路，所以能夠維持壓縮機(jī)的潤(rùn)滑性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)廢熱利用熱栗系統(tǒng)的節(jié)能化。
[0043]根據(jù)本發(fā)明，具有控制吸收液的循環(huán)栗以使得檢測(cè)廢熱的溫度的溫度傳感器檢測(cè)出的廢熱的溫度保持為規(guī)定溫度的廢熱溫度控制機(jī)構(gòu)，所以能夠抑制吸收式熱栗回路的效率降低，并且能夠?qū)崿F(xiàn)廢熱利用熱栗系統(tǒng)的節(jié)能化。
【附圖說(shuō)明】
[0044]圖1是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的廢熱利用熱栗系統(tǒng)的回路圖。
[0045]圖2是表示再生器和氣液分離器的示意圖。
[0046]圖3是表示廢熱利用熱栗系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的圖表，(A)是表示流量比的圖，(B)表示發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度(V )的圖，(C)是表示發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(0N/0FF)的圖，(D)是表示循環(huán)栗的轉(zhuǎn)速的圖，(E)是表示旁通閥的開度)的圖。
[0047]圖4是表示吸收液供給裝置的示意圖。
[0048]圖5是表示廢熱利用熱栗系統(tǒng)的回路圖。
[0049]圖6是表示循環(huán)栗和反轉(zhuǎn)栗的示意圖。
[0050]圖7是表示第2實(shí)施方式的再生器和分離器的示意圖，(A)是表示再生器和分離器整體的圖，(B)是將(A)的分離器的部分A放大表示的圖。
[0051]圖8是表示本發(fā)明的變形例的再生器的示意圖。
[0052]圖9是表示本發(fā)明的變形例的循環(huán)栗和反轉(zhuǎn)栗的示意圖。
[0053]圖10是表示本發(fā)明的另一變形例的循環(huán)栗和反轉(zhuǎn)栗的示意圖。
[0054]圖11是表示本發(fā)明的又一變形例的氣液分離器、循環(huán)栗和反轉(zhuǎn)栗的示意圖。
[0055]圖12是表示本發(fā)明的變形例的旁通閥的示意圖。
[0056]圖13是表示本發(fā)明的變形例的分離器的示意圖，(A)是表示再生器和分離器整體的圖，(B)是表示將(A)的分離器的部分B放大表示的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0058]<第I實(shí)施方式>
[0059]圖1是表示第I本實(shí)施方式的廢熱利用熱栗系統(tǒng)的回路圖。圖2是表示再