[0001] 本发明涉及吸收式热泵装置。

[0002] 以往，已知具有吸收式热泵装置(例如，参照专利文献1)。

[0003] 在上述专利文献1中，公开了一种包括蒸发器、吸收器以及再生器的吸收式热泵装置。该专利文献1的吸收式热泵装置构成为，为了防止运转时在再生器中浓缩并被送至吸收器的吸收液在停止运转时在吸收器中结晶固化，在停止运转时向吸收器放入冷媒，从而稀释吸收器的吸收液。

[0004] 专利文献1：日本特开2013-019614号公报

[0005] 在上述专利文献1所述的吸收式热泵装置中，为了防止停止运转时在吸收器中结晶固化，在停止运转时向吸收器放入冷媒，从而稀释吸收器的吸收液，因此，在停止运转时释放出通过吸收液的浓缩所蓄积的能量。因此，期望一种既能够抑制吸收液在吸收器中结晶固化，又能够有效地利用能量的吸收式热泵装置。

[0041] 以下，基于附图说明本发明的实施方式。

[0042] 首先，参照图1及图2，说明本发明的一个实施方式的吸收式热泵装置100的结构。

[0043] (吸收式热泵装置的结构)

[0044] 在本发明的一个实施方式的吸收式热泵装置100中，作为冷媒使用了水，作为吸收液使用了溴化锂(LiBr)水溶液。另外，吸收式热泵装置100装载于具有发动机8的乘用车和公共汽车等车辆(未图示)。另外，吸收式热泵装置100利用(回收)冷却发动机8的冷却水的热量和从发动机8排出的高温排放气体的热量来加热吸收液(稀溶液)。

[0045] 如图1所示，吸收式热泵装置100包括再生器1、冷凝器2、蒸发器3以及吸收器4。再生器1具有从吸收液分离冷媒蒸汽(高温水蒸气)的作用。冷凝器2具有冷凝(液化)冷媒蒸汽的作用。蒸发器3具有在制冷运转时将成为冷凝水的冷媒在低温低压的条件下蒸发(气化)的作用。另外，蒸发器3具有在制热运转时冷凝(液化)冷媒蒸汽的作用。吸收器4具有使浓溶液状态的吸收液吸收在蒸发器3中气化的冷媒蒸汽(低温水蒸气)的作用。

[0046] 另外，吸收式热泵装置100包括三通阀5、热交换器6a、热交换器6b。另外，吸收式热泵装置100能够与在散热器6c、热交换器6d、热量需求设备7以及发动机8中循环的冷却水进行热交换。

[0047] 在再生器1上设置有用于向冷凝器2输送冷媒蒸汽的配管11。配管11将再生器1和冷凝器2连接。另外，在配管11的中途设置有阀111。在再生器1上设置有用于经由三通阀5向蒸发器3输送冷媒蒸汽的配管12。配管12将再生器1和三通阀5连接。在再生器1上设置有用于向吸收器4输送浓缩的吸收液的配管13。配管13将再生器1和吸收器4连接。另外，在配管13的中途设置有阀131。

[0048] 另外，如图2所示，再生器1包括容器10、多个板状的热交换器14、贮存部15、旋转体16、旋转轴17。旋转体16具有板状部161和臂部162。旋转轴17连接有马达171。此外，旋转体
16是权利要求书中“涂敷部”和“剥离部”的一个例子。

[0049] 如图1所示，在冷凝器2上设置有用于经由三通阀5向蒸发器3输送冷媒的配管21。配管21将冷凝器2和三通阀5连接。在冷凝器2上设置有用于向再生器1输送冷媒的配管22。
配管22将冷凝器2和再生器1连接。另外，在配管22的中途设置有阀221和泵222。

[0050] 在蒸发器3上设置有用于向吸收器4输送冷媒蒸汽的配管31。配管31将蒸发器3和吸收器4连接。另外，在配管31的中途设置有阀311。在蒸发器3上设置有用于向吸收器4输送冷媒的配管32。配管32将蒸发器3和吸收器4连接。另外，在配管32的中途设置有阀321。在蒸发器3上设置有用于向再生器1输送冷媒蒸汽的配管33。配管33将蒸发器3和再生器1连接。另外，在配管33的中途设置有阀331。

[0051] 在吸收器4上设置有用于向再生器1输送吸收冷媒后浓度变低的吸收液的配管41。配管41将吸收器4和再生器1连接。另外，在配管41的中途设置有阀411和泵412。

[0052] 在三通阀5上设置有输送冷媒的配管51。配管51将三通阀5和蒸发器3连接。三通阀5能够切换为使配管12和配管21连通的状态、使配管12和配管51连通的状态、使配管21和配管51连通的状态中的任意一种状态。

[0053] 热交换器6a构成为，为了冷却或加热车内的空气而进行热交换。在热交换器6a上连接有供热媒流动的配管61。配管61与蒸发器3进行热交换，并且与热交换器6a进行热交换。在配管61的中途设置有泵611。

[0054] 热交换器6b对配管13的热量和配管41的热量进行热交换。

[0055] 散热器6c对冷却发动机8的冷却水进行冷却。冷却水在配管62中流动。配管62使冷却水在发动机8、热交换器6d、再生器1、热量需求设备7、散热器6c中循环。在配管62的中途设置有泵621。配管62包括热媒供给配管62a和热媒回收配管62b(参照图2)。

[0056] 热交换器6d对配管62的热量和配管63的热量进行热交换。配管63使从发动机8排出的排放气体通过。

[0057] 再生器1构成为，加热吸收液并从加热后的吸收液分离冷媒蒸汽。即，再生器1使由冷媒稀释的吸收液浓缩。再生器1利用冷却发动机的冷却水的热量被加热。具体而言，如图2所示，由向热交换器14供给热媒的热媒供给配管62a供给热媒(冷却水)。另外，由从热交换器14回收热媒的热媒回收配管62b回收热媒(冷却水)。由此，再生器1被加热。

[0058] 冷凝器2构成为冷凝(液化)由再生器1分离的冷媒蒸汽。在冷凝器2中接通有用于冷却冷媒蒸汽的冷却水回路(未图示)。由此，冷媒蒸汽被冷却，冷媒被冷凝。

[0059] 蒸发器3构成为，在制冷运转时通过使冷媒蒸发(气化)从配管61的热媒吸收热量。另外，蒸发器3在制热运转时通过使冷媒冷凝(液化)向配管61的热媒提供热量。另外，蒸发器3包括：容器，在绝对压力下使内部保持1kPa以下的真空状态；热交换部和喷射器，设置在容器内部。另外，在蒸发器3中，冷媒(水)从喷射器朝向热交换部喷雾。在热交换部中，与配管61进行热交换。即，冷媒的气化热或冷凝热与配管61的热媒之间进行热交换。

[0060] 吸收器4构成为，利用吸收液吸收由蒸发器3蒸发的冷媒蒸汽。在吸收器4中接通有用于冷却吸收液的冷却水回路(未图示)。由此，冷却水被冷却，吸收冷媒所产生的热量被冷却。

[0061] 热量需求设备7是设置于车辆的需要热量的设备。冷却水的排热向热量需求设备7供给。

[0062] (再生器的结构)

[0063] 其中，在本实施方式中，如图2所示，再生器1在容器10内设置有多个热交换器14、贮存部15、旋转体16、旋转轴17。热交换器14形成为板状。具体而言，热交换器14形成为圆形的板状。在热交换器14的内部形成有使热媒通过的空间。另外，热交换器14隔开规定间隔排列成为多层。具体而言，多层热交换器14沿水平方向(X方向)排列。

[0064] 热交换器14连接有横跨多层热交换器14配置的热媒供给配管62a和热媒回收配管62b。具体而言，热媒供给配管62a以沿X方向延伸的方式配置于多层热交换器14的下方(Z2方向侧)。热媒回收配管62b以沿X方向延伸的方式配置于多层热交换器14的上方(Z1方向侧)。

[0065] 贮存部15贮存吸收液。具体而言，贮存部15贮存作为由吸收器4送来的液体的吸收液。另外，贮存部15贮存由再生器1浓缩的吸收液以及固化的吸收液。另外，贮存部15从上方(Z1方向侧)被供给吸收液。另外，贮存部15从下方(Z2方向侧)送出吸收液。

[0066] 另外，在本实施方式中，旋转体16构成为向热交换器14的表面涂敷贮存于贮存部15的吸收液。另外，旋转体16构成为将涂敷于热交换器14的表面并固化的吸收液从热交换器14的表面剥离。即，将涂敷吸收液的构件和剥离吸收液的构件作为旋转体16一体设置。另外，旋转体16使贮存于贮存部15的吸收液薄膜化并向板状的热交换器14的表面涂敷。

[0067] 旋转体16配置于多层热交换器14之间。即，旋转体16配置于相邻的热交换器14之间。旋转体16的板状部161以沿圆形的热交换器14的半径方向延伸的方式配置。板状部161通过旋转体16的旋转，向热交换器14的表面涂敷吸收液，并且将固化的吸收液从热交换器14的表面剥离。板状部161相对于一个臂部162，在X方向的两侧(X1方向侧和X2方向侧)成对设置。旋转体16的臂部162于旋转轴17连接，通过旋转轴17的旋转沿R方向旋转。另外，臂部
162在相邻的热交换器14之间，隔开大约180度的间隔成对设置。

[0068] 旋转轴17以贯通多层热交换器14的中央部的方式设置。具体而言，旋转轴17以贯通圆形的热交换器14的大致中心的方式设置。另外，旋转轴17使旋转体16沿板状的热交换器14的表面旋转。另外，旋转轴17由马达171驱动。

[0069] 另外，在本实施方式中，再生器1构成为，在蓄热时停止从再生器1向吸收器4供给吸收液，通过旋转体16使贮存于贮存部15的吸收液薄膜化后固化，并通过旋转体16剥离固化的吸收液。另外，再生器1在蓄热时使吸收液结晶化而固化。即，再生器1在蓄热时使吸收液的溶质结晶化而析出。吸收液的溶质通过溶媒(冷媒)蒸发(气化)变少，析出超过溶解度的部分的量。此外，溶解度依赖于温度。即，通过温度的改变，吸收液的溶质也会析出。其中，就作为吸收液的溶质的溴化锂而言，温度越高，溶解度越大。即，停止运转后，再生器1内的温度下降，从而作为吸收液的溶质的溴化锂在再生器1析出。另外，再生器1在放热时向固化的吸收液供给液状或蒸汽状的冷媒。

[0070] (制冷运转时的动作)

[0071] 参照图3来说明制冷运转时的动作。如图3所示，在制冷运转时，阀111、131、311、411开启，阀221、321、331关闭。另外，三通阀5切换为使冷凝器2(配管21)和蒸发器3(配管
51)导通。另外，泵412、611、621被驱动。由此，冷媒在再生器1、冷凝器2、蒸发器3以及吸收器
4循环。另外，吸收液在再生器1和吸收器4循环。另外，热媒在配管61内循环。另外，冷却水在配管62内循环。

[0072] 在再生器1中，从由吸收器4送出的稀释的吸收液中分离冷媒蒸汽，从而吸收液被浓缩。然后，冷媒蒸汽被送至冷凝器2。另外，浓缩的吸收液被送至吸收器4。在冷凝器2中，冷媒蒸汽被冷凝(液化)。液化的冷媒被供给至蒸发器3。

[0073] 在蒸发器3，液体的冷媒蒸发(气化)。此时，冷媒通过气化热，吸收配管61的热媒的热量。然后，冷媒蒸汽被送至吸收器4。在吸收器4中，冷媒蒸汽被吸收液吸收。然后，吸收冷媒而稀释的吸收液被送至再生器1。在热交换器6a中，利用配管61中被冷却的热媒来冷却车辆的内部。

[0074] (制冷蓄热时的动作)

[0075] 参照图4对制冷蓄热时的动作进行说明。如图4所示，在制冷蓄热时，阀111开启，阀131、221、311、321、331、411关闭。另外，三通阀5切换为使冷凝器2(配管21)和蒸发器3(配管
51)导通。另外，泵621被驱动。由此，冷媒从再生器1经由冷凝器2移动至蒸发器3。另外，冷却水在配管62内循环。

[0076] 在停止从再生器1向吸收器4供给吸收液的状态下，在再生器1中，通过旋转体16使贮存于贮存部15的吸收液薄膜化并进行涂敷。薄膜化的吸收液在热交换器6的表面固化。固化的吸收液由旋转体16剥离。由此，形成粒径为1mm左右的吸收液的固体粒子。其结果，固体的吸收液贮存于再生器1。另外，在再生器1中，从吸收液分离出的冷媒蒸汽被送至冷凝器2。在冷凝器2中，冷媒蒸汽冷凝(液化)。液化的冷媒被供给至蒸发器3。液体冷媒贮存于蒸发器
3。

[0077] (利用制冷蓄热时的动作)

[0078] 参照图5对利用制冷蓄热时的动作进行说明。利用制冷蓄热是指，使用通过制冷蓄热贮存于再生器1中的固体吸收液取出能量并进行利用。如图5所示，在利用制冷蓄热时，阀331开启，阀111、131、221、311、321、411关闭。另外，泵611和621被驱动。由此，冷媒从蒸发器
3移动至再生器1。另外，热媒在配管61内循环。另外，冷却水在配管62内循环。

[0079] 在再生器1中，蒸汽状的冷媒从蒸发器3向固化的吸收液供给。即，贮存于蒸发器3的冷媒气化，并被贮存于再生器1的固化的吸收液吸收。固化的吸收液相比液体的吸收液，容易吸收冷媒，因此，在蒸发器3中，促进冷媒的气化。由此，蒸发器3的冷却能力变强。即，在制冷运转启动时，能够通过较强的冷却能力来冷却车辆的内部。另外，在再生器1中，吸收液通过吸收冷媒来产生热量。此时，配管62内的冷却水被加温。即，在启动时，能够将冷却水的温度迅速地加温至合适的温度。

[0080] (制热运转时的动作)

[0081] 参照图6对制热运转时的动作进行说明。如图6所示，在制热运转时，阀321开启，阀111、131、221、311、331、411关闭。另外，三通阀5切换为使再生器1(配管12)和蒸发器3(配管
51)导通。另外，泵412、611、621被驱动。由此，冷媒在再生器1、蒸发器3以及吸收器4循环。另外，热媒在配管61内循环。另外，冷却水在配管62内循环。

[0082] 在再生器1中，吸收液被加热，从而冷媒蒸汽被分离。然后，冷媒蒸汽被送至蒸发器3。在蒸发器3中，冷媒蒸汽冷凝(液化)。此时，冷媒将冷凝热量提供给配管61的热媒。然后，液化的冷媒被供给至吸收器4。

[0083] 冷媒从吸收器4被送至再生器1。在热交换器6a中，使用配管61中被加温的热媒对车辆的内部进行加温。

[0084] (制热蓄热时的动作)

[0085] 参照图7对制热蓄热时的动作进行说明。如图7所示，在制热蓄热时，阀111、131、221、311、321、331、411关闭。另外，三通阀5切换为使再生器1(配管12)和蒸发器3(配管51)导通。另外，泵611和621被驱动。由此，冷媒从再生器1移动至蒸发器3。另外，热媒在配管61内循环。另外，冷却水在配管62内循环。

[0086] 在停止由再生器1向吸收器4供给吸收液的状态下，在再生器1中，通过旋转体16使贮存于贮存部15的吸收液薄膜化并进行涂敷。薄膜化的吸收液在热交换器6的表面固化。固化的吸收液由旋转体16剥离。由此，形成粒径为1mm左右的吸收液的固体粒子。其结果，固体的吸收液贮存于再生器1。另外，在再生器1中，从吸收液分离的冷媒蒸汽被送至蒸发器3。在蒸发器3中，冷媒蒸汽冷凝(液化)。此时，冷媒将冷凝热提供给配管61的热媒。另外，液体的冷媒贮存于蒸发器3。

[0087] (利用制热蓄热时的动作)

[0088] 参照图8对利用制热蓄热时的动作进行说明。利用制热蓄热是指，使用通过制热蓄热贮存于再生器1的固体的吸收液取出能量并进行利用。如图8所示，在利用制热蓄热时，阀221开启，阀111、131、311、321、331、411关闭。另外，三通阀5切换为使冷凝器2(配管21)和蒸发器3(配管51)导通。另外，泵621被驱动。由此，冷媒从蒸发器3经由冷凝器2移动至再生器
1。另外，冷却水在配管62内循环。

[0089] 在再生器1中，液状的冷媒从蒸发器3向固化的吸收液供给。由此，在再生器1中，吸收液通过吸收冷媒来产生热量。此时，配管62内的冷却水被加温。即，在启动时，能够将冷却水的温度迅速地加温至合适的温度。

[0090] (实施方式的效果)

[0091] 在本实施方式中，能够获得如下效果。

[0092] 如上所述，在本实施方式中，在再生器1设置有：贮存部15，贮存吸收液；热交换器14；以及旋转体16，向热交换器14的表面涂敷贮存于贮存部15的吸收液，并且使涂敷于热交换器14的表面且固化的吸收液从热交换器14的表面剥离。由此，在停止运转时，能够在再生器1中使吸收液浓缩并固化，因此，将浓缩的吸收液收集于再生器1，从而浓缩的吸收液不会向吸收器4供给。由此，能够抑制吸收器4中的吸收液的浓度升高，因此，能够抑制吸收液在吸收器4结晶固化。另外，通过旋转体16将吸收液向热交换器14的表面涂敷，因此，能够通过热交换器14高效地加热吸收液而使其固化。另外，涂敷于热交换器14表面并固化的吸收液由旋转体16剥离，因此，能够抑制吸收液在热交换器14的表面固化。另外，在开始运转时，通过使固化的吸收液溶解于冷媒，能够产生热量(溶解热和稀释热)，因此，能够有效地利用能量。

[0093] 另外，在本实施方式中，旋转体16构成为，使贮存于贮存部15的吸收液薄膜化并向板状的热交换器14的表面涂敷。由此，能够通过旋转体16在板状的热交换器14的表面容易地形成薄膜状的吸收液。

[0094] 另外，在本实施方式中，将热交换器14隔开规定间隔排列为多层，并且设置有旋转轴17，所述旋转轴17以贯通多层热交换器14的中央部的方式配置，用于使旋转体16沿板状的热交换器14的表面旋转。由此，通过将热交换器14设置成为多层，能够更加高效地加热吸收液。另外，通过利用旋转轴17使旋转体16旋转，能够容易地将吸收液以薄膜状涂敷于热交换器14的表面并固化，并且能够容易地从热交换器14的表面剥离固化的吸收液。

[0095] 另外，在本实施方式中，设置有向热交换器14供给热媒的热媒供给配管62a和从热交换器14回收热媒的热媒回收配管62b，所述热媒供给配管62a和所述热媒回收配管62b横跨多层板状的热交换器14配置。由此，能够通过共用的热媒供给配管62a容易地向多层热交换器14供给热媒，并且能够通过共用的热媒回收配管62b容易地从多层热交换器14回收热媒。

[0096] 另外，在本实施方式中，再生器1构成为，在蓄热时停止由再生器1向吸收器4供给吸收液，通过旋转体16使贮存于贮存部15的吸收液薄膜化之后固化，并通过旋转体16将固化的吸收液剥离，并且，在放热时向固化的吸收液供给液状或蒸汽状的冷媒。由此，在蓄热时，浓缩的吸收液不会供给至吸收器4，因此，能够可靠地抑制吸收液在吸收器4固化。另外，能够在再生器1固化吸收液而容易地贮存能量。另外，在放热时，液状或蒸汽状的冷媒被供给至固化的吸收液，从而能够产生熔解热并容易地取出能量。

[0097] 另外，在本实施方式中，将涂敷吸收液的构件和剥离吸收液的构件一体设置。由此，与将涂敷部和剥离部分体设置的情况相比，能够简化结构。

[0098] 另外，在本实施方式中，再生器1构成为，在蓄热时使吸收液结晶化而固化。由此，通过向结晶化的吸收液供给冷媒，能够使冷媒有效地被吸收。另外，能够通过溶解产生热量，因此，在放热时能够容易地取出能量。

[0099] 变形例

[0100] 应当理解的是，本公开的实施方式在所有点仅仅是例示的，而不是限制性的。本发明的范围是由权利要求书所表示，而不是上述实施方式的说明，而且，包含与权利要求书同等含义及范围内的所有变更(变形例)。

[0101] 例如，在上述实施方式中，示出了将涂敷吸收液的构件和剥离吸收液的构件一体设置的结构的例子，但本发明并不限定于此。在本发明中，将吸收液涂敷于热交换器表面的涂敷部和将涂敷于热交换器表面并固化的吸收液从热交换器的表面剥离的剥离部也可以设置。例如，在同一旋转体中，可以将涂敷部和剥离部隔开规定角度交替地设置。由此，能够将涂敷部设置为适合涂敷的材料。例如，涂敷部也可以由毛刷构成。另外，通过使涂敷部和剥离部分体设置，能够对热交换器的表面分别施加适合涂敷的压力和适合剥离的压力。

[0102] 另外，在上述实施方式中，示出了在同一旋转体(涂敷部和剥离部)中设置有一对臂部的结构的例子，但本发明并不限定于此。在本发明中，也可以在同一旋转体中设置有三个以上的臂部。在该情况下，可以隔开同等角度的间隔来设置臂部。例如，在设置有四个臂部的情况下，可以各隔开90度的间隔配置臂部。

[0103] 另外，在上述实施方式中，示出了将本发明的吸收式热泵装置应用于乘用车和公共汽车等车辆的空调系统的例子，但本发明并不限定于此。不仅是车辆，在面向商业设施(静止型)的吸收式热泵装置中也可以应用本发明。

[0104] 另外，在上述实施方式中，示出了利用冷却水和排放气体的热量来加热吸收液的例子，但本发明并不限定于此。例如，可以在混合动力汽车或电动汽车的空调用设备中应用本发明的吸收式热泵装置。另外，可以将电动汽车的电池、马达排热、燃料电池中的发电时的排热用于吸收液的加热热源，也可以将本发明的吸收式热泵装置适用于设置有燃料电池系统的乘用车的空调。

[0105] 另外，在上述实施方式中，示出了作为冷媒和吸收液使用了水和溴化锂水溶液的例子，但本发明并不限定于此。例如，作为冷媒和吸收液可以分别使用氨和水来构成吸收式热泵装置。另外，也可以使用其他吸收液和冷媒。