JP2002130857A

JP2002130857A - 蒸気加熱式二重効用形吸収冷凍機・冷温水機、それを使用した発電・冷暖房・給湯システム、およびそのシステム制御法

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Publication number: JP2002130857A
Application number: JP2000327544A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Nakajima; 邦彦中島; Kenichi Saito; 健一斉藤
Original assignee: Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2002-05-09
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: JP3578207B2

Abstract

(57)【要約】【課題】機内外に残存する熱エネルギを可及的多量に
回収し、高温再生器および低温再生器で加熱濃縮される
吸収液の温度を予め上げておいて吸収冷凍機の効率を向
上させること。【解決手段】高温再生器３に向かう吸収液ライン３Ｌ
に高温熱交換器７とは並列になるように高温蒸気ドレン
熱交換器８を設置し、その高温蒸気ドレン熱交換器８に
は高温再生器３で吸収液３ｍを加熱濃縮した蒸気３１の
凝縮水３１ｗが導入されるようにしておく。これによっ
て吸収冷凍機・冷温水機１１の成績係数を向上させるこ
とができる。高温蒸気ドレン熱交換器８で吸収液と熱交
換した凝縮水３１ｗ₈はボイラ３０の気液分離器３３へ
戻され、ボイラ効率も上がる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蒸気加熱式二重効用
形吸収冷凍機・冷温水機に係り、詳しくは排熱を効率よ
く回収すると共に吸収冷凍機・冷温水機単体の成績係数
を上げることができるようにした装置の改良に関するも
のである。加えて、そのような吸収冷凍機・冷温水機を
使用した発電・冷暖房・給湯システム、並びにそのシス
テムの総合効率が高められるようにした制御法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】吸収冷凍機や吸収冷温水機などは、機内
を循環する吸収液の濃度変化により冷水や温水を取り出
すことができるようになっている。例えば二重効用形の
吸収冷凍機などでは、その構成が、図２４に示すよう
に、真空容器からなる蒸発器５と吸収器１、それらより
は圧力の高い容器の低温再生器２や凝縮器４、外部から
熱エネルギの供給を受ける高温再生器３からなってい
る。

【０００３】蒸発器５では、高真空下で蒸発器管５ｐの
外面に流下された冷媒液３ｗによって蒸発潜熱を奪わ
れ、蒸発器管を流れる冷水２６が冷却される。吸収器１
では、蒸発器５で発生した冷媒蒸気３ｇを吸収器管１ｐ
を流れる冷却水２５で冷却することにより、吸収液３ｒ
に吸収させると共に容器内を高い真空に保持する。低温
再生器２では、高温再生器３で分離蒸発した冷媒蒸気３
ｓを低温再生器管２ｐに流してその潜熱で吸収液２ｍを
加熱濃縮し、冷媒３Ｓを分離蒸発させる。高温再生器３
では、吸収液３ｍを加熱濃縮して冷媒蒸気３ｓを発生さ
せる。凝縮器４では、低温再生器２で蒸発した冷媒蒸気
３Ｓが凝縮器管４ｐを流れる冷却水２５で冷却され、凝
縮する。なお、吸収器管１ｐを流通した後に凝縮器管４
ｐを流通した冷却水２５は、図示しない冷却塔で冷却し
た後に循環される。

【０００４】このような吸収冷凍機・冷温水機の運転で
は、冷房運転のみならず、冷暖切換弁３７を開いて、低
温再生器２で吸収液を加熱濃縮させることにより凝縮し
た冷媒３ｓを直接蒸発器５へ送れば、暖房運転を行うこ
ともできる。いずれの場合も高温再生器３へは例えば高
温の蒸気３１を高温再生器管３ｐに導入して、吸収液を
加熱するようにしている。そして、冷水２６の温度の制
御にあたって、一般には冷水出口温度ｔを基にして高温
再生器３における加熱量が蒸気供給弁３１Ｖで調整され
る。

【０００５】このような吸収冷凍機等においては二重効
用の原理に基づき省エネ化が進められているが、その系
内での熱交換効率の向上を図るために低温熱交換器６や
高温熱交換器７が設置される。高温熱交換器７は高温再
生器３に向かう吸収液３ａを予熱するもので、その熱源
として高温再生器３から導出された高温の吸収液３ｂが
導入される。低温熱交換器６は低温再生器２に向かう吸
収液２ａを予熱するもので、低温再生器２から導出され
た吸収液２ｂおよび高温熱交換器７を出た吸収液３ｂ₇
であって、それらが吸収器１に戻される途中で熱源とし
て利用されるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】吸収冷凍機の効率をさ
らに改善する目的で、特公昭６０−２４９０３号公報に
は、高温再生器で吸収液を加熱した蒸気の凝縮水によ
り、低温再生器へ向かう吸収液を加熱すべく熱回収器を
設けた例が記載されている。詳しく述べると、低温再生
器６へ向かう吸収液ライン２Ｌに低温熱交換器６の下流
側で直列となる熱回収器３８が設置され、この熱回収器
において高温再生器３で利用し得なかった熱エネルギを
回収できるようにしている。

【０００７】高温再生器３で吸収液３ｍを加熱した蒸気
の凝縮水３１ｗは例えば１７０℃もあり、この熱を使用
して吸収液２ａを加熱すれば大幅なエネルギ回収がなさ
れるように見える。しかし、低温再生器２に加熱源とし
て導入される冷媒蒸気３ｓは高々１００℃であり、凝縮
水３１ｗと熱交換して低温再生器２に供給される吸収液
２ａの温度を無闇に上げても意味はない。すなわち、低
温再生器２で冷媒蒸気３ｓを発生させることができる程
度に熱交換を抑制しておく必要がある。

【０００８】仮に熱交換率を高めて冷媒蒸気３ｓの温度
を高くしたとしても、凝縮器４において多量の凝縮熱が
冷却水２５に捨てられることになる。しかも、これによ
って冷却水量の増加が余儀なくされまたより一層のクー
リングが強いられることになり、結局は、回収可能なエ
ネルギが存在するにもかかわらず、充分に利用できない
ままボイラ側の給水タンク３２へ戻される。すなわち、
回収エネルギの二次的利用の途がとざされている。

【０００９】ところで、熱回収量を増やして省エネ率を
上げようとする場合、熱交換器を追加することが一般的
に行われる。例えば吸収冷凍機の系外に排熱源が存在す
る場合に、その排熱を使用して低温再生器に向かう吸収
液を予熱しておく排熱回収器を設けた例が、特開平９−
９６４６１号公報に提案されている。また、高温再生器
に向かう吸収液を予熱しておく排熱回収器を設けた例
が、特開平９−１０１０６７号公報に開示されている。
このような排熱利用機器に限らず、小さい熱交換器で大
きな熱回収効果を得るためには、利用可能な排熱温度を
考慮したうえで最も効果的な取付位置を選定することが
重要であることは述べるまでもない。

【００１０】本発明は上記した問題に鑑みなされたもの
で、その目的は、吸収冷凍機・冷温水機の内外に残存す
る熱エネルギを可及的多量に回収し、高温再生器および
低温再生器で加熱濃縮される吸収液の温度を予め上げて
おいて吸収冷凍機の効率を向上させること、系外の排熱
を利用する装置が導入されている場合には、排熱温度に
応じて低温再生器へ供給される吸収液の予熱温度を調整
することにより排熱を効率よく回収して吸収冷凍機の効
率を上げること、高温再生器に加熱源を供給する排ガス
ボイラにおけるボイラ効率をも向上させ得ること、を実
現する蒸気加熱式二重効用形吸収冷凍機・冷温水機を提
供することである。

【００１１】加えて、その蒸気加熱式二重効用形吸収冷
凍機・冷温水機を使用した発電・冷暖房・給湯システム
を構築し、年間を通じて高い効率の発電、高い省エネの
冷暖房運転や給湯を可能にすることである。さらには、
ガスタービンの排熱を有効利用して効率を上げる一方、
ボイラ・冷凍機の効率が低下した場合でも、熱損失が減
少して総合効率が低下しないシステム制御法を提供する
ことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、吸収器，低温
再生器，高温再生器，凝縮器，蒸発器，低温再生器に向
かう吸収液を予熱する低温熱交換器，高温再生器に向か
う吸収液を予熱する高温熱交換器を備え、高温再生器で
は加熱源としてボイラで発生させた蒸気を使用し、その
高温再生器で発生した冷媒蒸気が低温再生器に加熱源と
して導入され、高温熱交換器には高温再生器から導出さ
れた吸収液を熱源として導入し、低温熱交換器には吸収
器へ戻される吸収液が熱源として導入されるようになっ
ている吸収冷凍機・冷温水機に適用される。その特徴と
するところは、図１を参照して、高温再生器３へ向かう
吸収液ライン３Ｌに高温熱交換器７とは並列になるよう
に高温蒸気ドレン熱交換器８が設置され、その高温蒸気
ドレン熱交換器８には高温再生器３で吸収液３ｍを加熱
濃縮した蒸気３１の凝縮水３１ｗが導入されるようにな
っていることである。なお、図１のとおり、高温蒸気ド
レン熱交換器８で吸収液と熱交換した凝縮水３１ｗ₈が
ボイラ３０の気液分離器３３へ戻されるようにしておく
とよい。

【００１３】図２に示すように、低温再生器２へ向かう
吸収液ライン２Ｌに低温熱交換器６とは並列になるよう
に低温蒸気ドレン熱交換器９を設置し、その低温蒸気ド
レン熱交換器９には高温蒸気ドレン熱交換器８で吸収液
と熱交換した凝縮水３１ｗ₈が導入されるようにしてお
く。

【００１４】図３に示すように、低温再生器２へ向かう
吸収液ライン２Ｌに低温熱交換器６の下流側で直列とな
るように低温蒸気ドレン熱交換器９が設置され、その低
温蒸気ドレン熱交換器９には高温蒸気ドレン熱交換器８
で吸収液と熱交換した凝縮水３１ｗ₈が導入されるよう
になっている。

【００１５】図４および図５に示すように、低温再生器
２へ向かう吸収液ライン２Ｌに低温熱交換器６とは並列
になるように冷媒ドレン熱交換器１０が設置され、その
冷媒ドレン熱交換器１０には低温再生器２で吸収液２ｍ
を加熱した冷媒３ｓの凝縮液３ｄが導入される。

【００１６】図６を参照して、低温蒸気ドレン熱交換器
９の上流側には、低温再生器２で吸収液２ｍを加熱した
冷媒３ｓの凝縮液３ｄが導入される冷媒ドレン熱交換器
１０が設置される。

【００１７】図７に示すように、低温再生器２へ向かう
吸収液ライン２Ｌで低温熱交換器６の上流側で直列とな
るように冷媒ドレン熱交換器１０が設置され、その冷媒
ドレン熱交換器１０には低温再生器２で吸収液２ｍを加
熱した冷媒３ｓの凝縮液３ｄが導入されるようになって
いる。

【００１８】例えば図８に示すように、低温再生器２へ
向かう吸収液ライン２Ｌで吸収液を予熱するいかなる熱
交換器６（熱交換器群１９）に対しても上流側に位置す
るところから分岐して低温再生器２へ向かう補助ライン
２Ｌ₂₀が設けられ、その補助ライン２Ｌ₂₀に補助再生器
２０が設置される。もしくは、図９のごとく、いかなる
熱交換器６（熱交換器群１９）に対しても下流側に位置
するところに補助再生器２０を設置するようにしてもよ
い。

【００１９】図８や図９のように、補助再生器２０には
排ガスボイラ３０を出た排気３０Ｇ（図２０を参照）と
熱交換して得られる温水３４Ｗが加熱源として導入され
る。なお、図２１に示すように、内燃機関６０の冷却水
６０Ｗを加熱源として導入するようにしておいてもよ
い。

【００２０】例えば図１６に示すように、低温再生器２
へ向かう吸収液ライン２Ｌで吸収液を予熱するいかなる
熱交換器６（熱交換器群１９）に対しても上流側に位置
するところから分岐して低温再生器２へ向かう補助ライ
ン２Ｌ₂₀が設けられ、その補助ライン２Ｌ₂₀には補助再
生器２０が設置されると共にその上流側に第一バルブＶ
₁が配置され、いかなる熱交換器６（熱交換器群１９）
からも低温再生器２へ向かう主ライン２Ｌ_mの途中に補
助再生器２０へ向かう副ライン２Ｌ_sが分岐して設けら
れ、その分岐点ｊと低温再生器２との間およびその分岐
点ｊと補助再生器２０との間に第二バルブＶ₂，第三バ
ルブＶ₃が配置される。

【００２１】図２２および図２３からなる図に示すよう
に、システムの発明は、吸収冷凍機・冷温水機１８、高
温再生器３に蒸気３１を供給する排ガスボイラ３０、発
電すると共に排ガスボイラ３０で使用される排ガス３０
Ｇを発生する発電用ガスタービン４０、排ガスボイラ３
０を出た排気３０Ｇと熱交換して補助再生器用の温水３
４Ｗを得る温水熱交換器３４や給湯用温水熱交換器３６
が備えられた発電・冷暖房・給湯システムとしたことで
ある。このようなシステムには、吸収液ポンプ２７によ
って吸収器液溜めから汲み出された吸収液２ａの一部を
直ちに蒸発器５へ送る負荷制御用吸収液循環ライン２９
を設けておくとよい。

【００２２】発電・冷暖房・給湯システムを制御するた
めには、二重効用形吸収冷凍機・冷温水機運転盤５１、
その吸収冷凍機・冷温水機の補機を制御する補機動力運
転盤５２、高温再生器に蒸気を供給している排ガスボイ
ラ３０を制御するボイラ運転盤５３、発電すると共に排
ガスボイラで使用される排ガスを発生する発電用ガスタ
ービン４０を制御する発電機制御盤５４が備えられ、こ
れらの各運転盤および制御盤を統括して制御指令するコ
ージェネシステム運転盤５５も設けられる。そして、吸
収冷凍機・冷温水機１８の負荷に応じた制御が二重効用
形吸収冷凍機・冷温水機運転盤５１および補機動力運転
盤５２でなされ、その制御に連動してコージェネシステ
ム運転盤５５が発電機制御盤５４およびボイラ運転盤５
３に対して運転の変更を指令することができるようにな
っている。なお、二重効用形吸収冷凍機・冷温水機運転
盤５１は、吸収冷凍機・冷温水機の負荷に応じて第一バ
ルブＶ₁，第二バルブＶ₂および第三バルブＶ₃を切り
替えることができるようになっていると都合がよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る蒸気加熱式
二重効用形吸収冷凍機・冷温水機、それを使用した発電
・冷暖房・給湯システム、およびそのシステム制御法
を、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、吸収器
１，低温再生器２，高温再生器３，凝縮器４，蒸発器
５，低温再生器２に向かう吸収液２ａを予熱する低温熱
交換器６，高温再生器３に向かう吸収液３ａの一部を予
熱する高温熱交換器７を備える吸収冷凍機・冷温水機１
１の構成図である。

【００２４】その機能や作用は「従来の技術」の項で説
明したとおりであり、図２４と同一の符号を付してその
説明を省く。なお、高温再生器３では加熱源としてボイ
ラ３０で発生させた蒸気３１が使用され、高温再生器３
で発生した冷媒蒸気３ｓが低温再生器２に加熱源として
導入される。高温熱交換器７には高温再生器３から導出
された吸収液（濃吸収液）３ｂが熱源として導入され、
低温熱交換器６には吸収器１へ戻される吸収液３ｒが熱
源として導入されるようになっている点についても同じ
である。

【００２５】このような吸収冷凍機・冷温水機１１にお
いて、高温再生器３へ向かう吸収液ライン３Ｌには高温
熱交換器７と並列になるように高温蒸気ドレン熱交換器
８が設置される。この高温蒸気ドレン熱交換器には高温
再生器３で吸収液３ｍを加熱濃縮した蒸気３１の凝縮水
３１ｗが導入されるようになっている。すなわち、高温
熱交換器７の上流側で吸収液ライン３Ｌを分岐し、高温
熱交換器の入口へは吸収液の一部が流入するようにして
おく。残部は高温蒸気ドレン熱交換器８に導入され、高
温再生器３で吸収液の加熱に利用した後の蒸気ドレン３
１ｗと熱交換させ、吸収冷凍機単体の成績係数を上げる
ようにしている。

【００２６】この高温蒸気ドレン熱交換器８で予熱され
た吸収液３ａ₈と高温熱交換器７で予熱された吸収液３
ａ₇とは合流して、高温再生器３に供給される。もう少
し詳しく述べると、高温再生器３で加熱濃縮された吸収
液３ｍは、加熱源である蒸気３１と熱交換してその蒸気
ドレン３１ｗに近い温度まで上がっている。そこで、図
２４の場合のように導出された濃吸収液３ｂのみで高温
再生器３に向かう全部の吸収液３ａを予熱するよりも、
その濃吸収液３ｂで高温再生器３に向かう約半分の吸収
液３ａ₇を予熱する一方、蒸気ドレン３１ｗで残りの吸
収液３ａ₈を予熱するようにすれば、高温再生器３に向
かう吸収液３ａをほぼ倍の熱量で予熱しておくことがで
き、結果として、高温再生器３に導入される吸収液３ａ
の温度を上げておくことができる。もちろん、蒸気ドレ
ン３１ｗからの熱回収も進み、加熱源である蒸気３１の
保有する熱エネルギの有効利用も図られる。

【００２７】より一層温度の高い吸収液３ａが高温再生
器３に供給されると冷媒蒸気３ｓの発生量は増加するこ
とになるが、増加させる必要のない場合には高温再生器
３に供給される蒸気量を蒸気供給弁３１Ｖで絞ることが
できる。前者の場合には、その冷媒蒸気の熱エネルギで
低温再生器２における吸収液２ｍの加熱濃縮が促進さ
れ、二重効用の効果をおおいに発揮させることになって
極めて都合がよい。後者の場合には蒸気の消費量を減ら
すことができ、その分他の用途に回すことができるか、
自家焚きボイラの場合には低負荷運転させることができ
る。

【００２８】いずれにしても、高温蒸気ドレン熱交換器
８を出た凝縮水３１ｗ₈は例えば１２０℃もあり、これ
をボイラ３０の給水タンク３２へ戻してもよいが、その
温度を考慮して気液分離器３３に返してやればボイラ３
０の給水温度を上げることにもなり、ボイラの熱効率改
善にも大きく寄与させることができる。すなわち、吸収
冷凍機とボイラを組合せた設備としたときには、吸収冷
凍機の高い成績係数と効率よい熱回収効果が発揮され
る。

【００２９】図２は異なる例の吸収冷凍機・冷温水機１
２であり、図１の吸収冷凍機・冷温水機１１を改良した
ものである。なお、この図２以降は、図中に冷暖切換弁
３７の記載を省いている。この図の装置においては、熱
交換器がもう一つ追加されている。低温再生器２へ向か
う吸収液ライン２Ｌが低温熱交換器６の上流側で分岐さ
れ、低温熱交換器６と並列となるようにすなわち低温熱
交換器６をバイパスするラインに低温蒸気ドレン熱交換
器９が設置される。この低温蒸気ドレン熱交換器には、
高温蒸気ドレン熱交換器８で吸収液３ａと熱交換した凝
縮水３１ｗ₈が導入されるようになっている。

【００３０】このようにしておけば、高温蒸気ドレン熱
交換器８で熱交換した蒸気ドレン３１ｗ₈は、外部へ放
出されずに保有熱が低温蒸気ドレン熱交換器９で回収さ
れ、吸収冷凍機の系内で熱回収量を増やすことができ
る。なお、低温蒸気ドレン熱交換器９を出た蒸気ドレン
３１ｗ₉の温度は９０℃程度まで下がるため、１００℃
以上でボイラへ戻すようになっている図１に比べれば吸
収冷凍機１２における熱回収量が増え、省エネ効果が進
む。なお、蒸気ドレン３１ｗ₉はボイラ給水タンク３２
へ戻される。

【００３１】図３は、図２の低温蒸気ドレン熱交換器９
を低温熱交換器６に直列とした吸収冷凍機・冷温水機１
３である。その低温蒸気ドレン熱交換器９は低温熱交換
器６の下流側に配置されるが、それに供給される加熱源
は高温蒸気ドレン熱交換器８から出た凝縮水３１ｗ₈で
あることに変わりがない。なお、低温蒸気ドレン熱交換
器９が下流側となっているのは、それに導入される蒸気
ドレン３１ｗ₈の温度が低温熱交換器６に導入される熱
交換源としての吸収液３ｒの温度よりも高いことに基づ
いている。高温蒸気ドレン熱交換器８で熱交換した蒸気
ドレン３１ｗ₈は外部へ放出されずに保有熱が低温蒸気
ドレン熱交換器９で回収され、吸収冷凍機の系内で熱回
収量を増やすことができるようになることは、前述の例
と同じである。

【００３２】図４はさらに異なる例の吸収冷凍機・冷温
水機１４であり、図１の吸収冷凍機・冷温水機１１を別
の視点から改良したものである。これには、図２や図３
の低温蒸気ドレン熱交換器９とは異なる熱交換器が追加
されている。すなわち、低温再生器２へ向かう吸収液ラ
イン２Ｌに低温熱交換器６と並列になるように冷媒ドレ
ン熱交換器１０が設置されている。この冷媒ドレン熱交
換器は低温再生器２で吸収液２ｍを加熱した冷媒３ｓの
凝縮液３ｄが導入されるもので、低温再生器２に向かう
吸収液２ａの一部を予熱する。

【００３３】図のごとく並列配置となっていると、冷媒
ドレン熱交換器１０で予熱された吸収液２ａ₁₀と低温熱
交換器６で予熱された吸収液２ａ₆とは合流して、低温
再生器２に供給される。ところで、低温再生器２で吸収
液２ｍを加熱濃縮した後の冷媒ドレン３ｄは低温熱交換
器６に導入される熱交換源としての吸収液３ｒ（これ
は、図４の例では低温再生器２から導出された中濃吸収
液２ｂと高温熱交換器７で熱交換を終えて排出された濃
吸収液３ｂ₇との混合液である。但し、図示しないが、
高温熱交換器７で熱交換を終えて排出された濃吸収液３
ｂ₇のみであってもよい。）の温度よりは高い。そのた
めに、図１の場合のように、低温熱交換器６に導入され
る加熱用吸収液３ｒのみで低温再生器２に向かう全部の
吸収液２ａを予熱するよりも、本例のような配置によっ
て低温熱交換器６へ戻された吸収液３ｒで低温再生器２
に向かう約半分の吸収液を予熱する一方、冷媒ドレン３
ｄで残りの吸収液を予熱するようにすれば、低温再生器
２に向かう吸収液２ａをほぼ倍の熱量で加熱しておくこ
とができる。

【００３４】結果として、低温再生器２に導入される吸
収液２ａの温度が上がり、都合のよいことは言うに及ば
ない。もちろん、冷媒ドレン３ｄからの熱回収も進み、
加熱源である蒸気３１の保有する熱エネルギの間接的な
有効利用が図られる。ちなみに、この吸収冷凍機・冷温
水機１４においても高温蒸気ドレン熱交換器８が存在
し、しかもそれから出た蒸気ドレン３１ｗ₈がボイラ３
０の気液分離器３３に返されている点で、吸収冷凍機・
冷温水機のみならず、ボイラとの組み合わせにおける効
率の向上が図られることは述べるまでもない。

【００３５】このような構成にしておけば、低温再生器
２で吸収液２ｍの加熱に使用されて凝縮した冷媒ドレン
３ｄの熱をさらに低温の吸収液の加熱に利用し、図１の
場合よりさらに省エネ率を上げることができる。低温再
生器２で吸収液２ｍを加熱して凝縮した冷媒ドレン３ｄ
を先の三つの例のように直接凝縮器４に移動させればそ
こを流れる冷却水２５により冷却されるので、凝縮熱は
冷却水側に捨てられることになる。しかし、この冷媒ド
レン３ｄを低温熱交換器６の入口側で分岐した吸収液に
より熱回収するようにしているので、吸収液の予熱が促
進される。

【００３６】図５はさらに発展させた例の吸収冷凍機・
冷温水機１５であり、図２の吸収冷凍機・冷温水機１２
を図４の要領によって改良したものである。もちろん、
図４の吸収冷凍機・冷温水機１３を図２の要領によって
改良したものということもできる。したがって、低温蒸
気ドレン熱交換器９や冷媒ドレン熱交換器１０は前述し
たとおりの作用効果を発揮する。高温蒸気ドレン熱交換
器８が装備されていることもあって熱回収率は極めて高
く、成績係数の改善と省エネ率の改善の両方の効果が高
く発揮される。

【００３７】図６は、図５において並列となっている低
温蒸気ドレン熱交換器９と冷媒ドレン熱交換器１０とを
直列にした構成の吸収冷凍機・冷温水機１６である。す
なわち、低温蒸気ドレン熱交換器９の上流側に、低温再
生器２で吸収液２ｍを加熱した冷媒の凝縮液３ｄが導入
される冷媒ドレン熱交換器１０が設置された構成となっ
ている。低温蒸気ドレン熱交換器９に導入される加熱源
３１ｗ₈の温度が、冷媒ドレン熱交換器１０に導入され
る加熱源３ｄのそれよりはかなり高いことに着目したも
のである。したがって、低温再生器２に供給される吸収
液２ａの温度を一層上げておくことができるようにな
る。

【００３８】図７は、図３の構成に関連づけて述べる
と、低温再生器２へ向かう吸収液ライン２Ｌにおいて低
温熱交換器６の上流側で直列となるように冷媒ドレン熱
交換器１０を設置した吸収冷凍機・冷温水機１７であ
る。したがって、冷媒ドレン熱交換器１０，低温熱交換
器６，低温蒸気ドレン熱交換器９の順で吸収液２ａが流
れて、低温再生器２に供給されることになる。その冷媒
ドレン熱交換器１０には低温再生器２で吸収液２ｍを加
熱した冷媒の凝縮液３ｄが導入されることは前例と同じ
である。

【００３９】低温蒸気ドレン熱交換器９に導入される蒸
気ドレン３１ｗ₈の温度は低温熱交換器６に導入される
加熱源としての吸収液３ｒの温度よりかない高いので、
低温蒸気ドレン熱交換器９が低温熱交換器６よりも下流
側に置かれることは当然としても、冷媒ドレン熱交換器
１０に導入される冷媒ドレン３ｄの温度が低温熱交換器
６へ導入される加熱源の温度より高いにもかかわらず、
冷媒ドレン熱交換器１０が低温熱交換器６の上流側に置
かれている。これは、冷媒ドレン３ｄの発生量が低温熱
交換器６に導入される加熱源としての吸収液３ｒの量よ
りも格段に少ないからである。

【００４０】ところで、以上述べたいずれの例において
も、吸収冷凍機・冷温水機１１〜１７が各図に表したよ
うにボイラ３０と組み合わされた例として説明したが、
そのボイラ３０が排ガスボイラである場合には、後述す
る図２０に示す温水熱交換器３４を設けておき、それに
よって回収された熱エネルギをも吸収冷凍機・冷温水機
の運転に寄与させることができるようにすることができ
る。それは、図８に示すように、系外の排熱を利用する
装置としての補助再生器２０を導入することによって実
現することができる。

【００４１】詳しく述べると、補助再生器２０には、図
２０に示す排ガスボイラ３０を出た排気３０Ｇと温水熱
交換器３４で熱交換して得られる例えば８５℃の温水３
４Ｗが、加熱源として導入されるようになっている。こ
の装置は、温水によって低温再生器２に向かう吸収液２
ａを加熱すると共に一部を蒸発させる。ちなみに、補助
再生器２０から低温再生器２へは、図８のように、吸収
液２０ａと冷媒蒸気２０ｓとを同時に送ることができる
ように太い配管が使用されている。

【００４２】その図８から分かるように、図示しない吸
収器から低温再生器２に向かう吸収液ライン２Ｌが低温
熱交換器６の手前で分岐され、その分岐ラインに補助再
生器２０が配置されている。すなわち、低温再生器２へ
向かう吸収液ラインで吸収液を予熱する低温熱交換器６
に対して上流側に位置するところから分岐して低温再生
器へ向かう補助ライン２Ｌ₂₀が設けられ、この補助ライ
ンに補助再生器２０が設置されているのである。

【００４３】このようにしておけば、吸収液２ａの一部
を補助再生器２０で予熱し、残部を低温熱交換器６で予
熱するといった恰好となるので、吸収液は合流された後
に低温再生器２に供給される。このようにしているの
は、低温再生器２からの中濃吸収液２ｂ等で低温再生器
２に向かう全部の吸収液２ａを予熱するよりも、その中
濃吸収液２ｂ等で低温再生器２に向かう約半分の吸収液
２ａを予熱する一方、補助再生器２０で残りの吸収液２
ａを予熱するようにすれば、低温再生器２に向かう吸収
液をほぼ倍の熱量で予熱しておくことができ、結果とし
て、低温再生器２に導入される吸収液の温度を上げてお
くことができるからである。

【００４４】図９は異なる例で、低温再生器２へ向かう
吸収液ライン２Ｌで吸収液２ａを予熱する低温熱交換器
６に対して下流側に位置するところに補助再生器２０が
設置されている。この例は、温水熱交換器３４（図２０
を参照）で例えば９０℃といったように高い温水３４Ｗ
を得ることができるような場合に好適である。すなわ
ち、低温再生器２へは図８の場合よりは高い温度の吸収
液２０ａを低温再生器２に供給することができる。それ
のみならず、補助再生器２０における冷媒の蒸発量も多
くして、低温再生器２における加熱負担を減らすことが
できる。

【００４５】ところで、図１０（ａ）は図２の例に、図
１１（ａ）は図３の例に、図１２（ａ）は図４の例に、
図１３（ａ）は図５の例に、図１４（ａ）は図６の例
に、図１５（ａ）は図７の例にそれぞれ補助再生器２０
を設け、それぞれにおける低温再生器２に向かう吸収液
２ａを予熱する熱交換器群１９に対して上流側に位置す
るところから分岐する補助ライン２Ｌ₂₀に配置させた例
である。

【００４６】すなわち、補助再生器２０は低温再生器２
へ向かう吸収液ライン２Ｌで吸収液を予熱するいかなる
熱交換器に対しても上流側に位置するところから分岐し
た補助ライン２Ｌ₂₀に設けられる結果、補助再生器２０
と各熱交換器群１９とは並列に配置された恰好となる。
ちなみに、図８，図１０（ａ），図１１（ａ）に仮想線
で示したように、その補助再生器２０の上流側に先に説
明した冷媒ドレン熱交換器１０を直列に配置しておいて
もよい。

【００４７】図１０（ｂ）は図２の例に、図１１（ｂ）
は図３の例に、図１２（ｂ）は図４の例に、図１３
（ｂ）は図５の例に、図１４（ｂ）は図６の例に、図１
５（ｂ）は図７の例にそれぞれ補助再生器２０を設け、
それぞれにおける低温再生器２に向かう吸収液を予熱す
る熱交換器群１９の下流に配置した例である。

【００４８】すなわち、補助再生器２０は低温再生器２
へ向かう吸収液ライン２Ｌで吸収液を予熱するいかなる
熱交換器に対しても下流側に位置して直列となる恰好で
配置される。なお、補助再生器２０へは、温水熱交換器
３４（図２０を参照）からの温水３４Ｗのみならず、図
２１に示すような例えばディーゼルエンジン等の大型内
燃機関６０の冷却水６０Ｗを加熱源として利用すること
もできる。

【００４９】図１６は図１の例に、図１７（ａ）は図２
の例に、同図（ｂ）は図３の例に、図１８（ａ）は図４
の例に、同図（ｂ）は図５の例に、図１９（ａ）は図６
の例に、同図（ｂ）は図７の例にそれぞれ補助再生器２
０と三つのバルブを取り付けた例である。前記の補助ラ
イン２Ｌ₂₀には補助再生器が設置されるが、その上流側
に第一バルブＶ₁を配置しておく。そして、それぞれの
熱交換器群１９から低温再生器２へ向かう主ライン２Ｌ
_mの途中に補助再生器２０へ向かう副ライン２Ｌ_sが分
岐して設けられ、その分岐点ｊと低温再生器２との間お
よびその分岐点ｊと補助再生器２０との間に第二バルブ
Ｖ₂，第三バルブＶ₃が配置される。

【００５０】このようにしておけば、図１６で言えば、
第一バルブＶ₁，第二バルブＶ₂を開いておいて第三バ
ルブＶ₃を閉じれば、図８の配管構成が達成される。図
１７（ａ），図１７（ｂ），図１８（ａ），図１８
（ｂ），図１９（ａ），図１９（ｂ）で行えば、図１０
（ａ），図１１（ａ），図１２（ａ），図１３（ａ），
図１４（ａ），図１５（ａ）の配管構成が達成される。
一方、第一バルブＶ₁，第二バルブＶ₂を閉じておいて
第三バルブＶ₃を開けば、図９，図１０（ｂ），図１１
（ｂ），図１２（ｂ），図１３（ｂ），図１４（ｂ），
図１５（ｂ）の配管構成が達成される。

【００５１】したがって、補助再生器２０に供給される
温水の温度が変化するような場合には、このようなバル
ブシステムによって吸収液ラインを適宜切り換え、その
ときの利用排熱の温度に応じた運転を行うことができ
る。なお、第一バルブＶ₁を閉じて第二バルブＶ₂，第
三バルブＶ₃を開いておけば、混合した運転形態が可能
となる。このように図１６、図１７（ａ），（ｂ）、図
１８（ａ），（ｂ）、図１９（ａ），（ｂ）の吸収冷凍
機・冷温水機とすれば、フレキシブルな運転形態が実現
される。

【００５２】以上の説明からも推測できるように、吸収
冷凍機は冷房負荷変動に対応して運転できる範囲が広く
なるが、年間を通して見れば、全負荷運転よりも部分負
荷運転しているときの方が長いとも言える。部分負荷運
転では高温再生器で加熱する熱量が絞られるために、吸
収サイクル全体の温度・濃度が低くなり、排ガスと熱交
換して得た温水と吸収液との温度差が広がって熱回収量
が増える。そのため、部分負荷運転では排熱温水からの
熱回収量が増える一方で蒸気からの加熱が減ることにな
り、最高の省エネ効果が得られる。その分排ガスボイラ
で発生した蒸気は他の用途に回すことができる。熱回収
バランスにより、補助再生器の熱回収量は自由に変える
ことができるため大形の熱プラントシステムでは、他の
施設との組み合わせで最適な熱システムを構築すること
も可能となる。

【００５３】ところで、図２２および図２３からなる図
に示すように、吸収冷凍機・冷温水機１８（図２２を参
照：前述した符号１１〜１７のいずれかに該当）と、高
温再生器３に蒸気３１を供給する排ガスボイラ３０（図
２３を参照）と、発電すると共に排ガスボイラ３０で使
用される排ガス４０Ｇを発生する発電用ガスタービン４
０と、排ガスボイラ３０を出た排気３０Ｇと熱交換して
補助再生器２０のための温水を得る温水熱交換器３４
と、その温水の残熱を利用して給湯することができる給
湯用温水熱交換器３６を備えたシステムになっている
と、一つのシステムで発電・冷暖房・給湯が可能とな
る。

【００５４】このようなシステムにはエコノマイザ３５
も設けておけば、温水熱交換器３４を出た排気３４Ｇに
よってボイラ水を予熱しておくことができる。詳しく述
べると、ガスタービン４０にはタービン４１，燃焼器４
２，圧縮機４３，発電機４４と後述する発電機制御盤５
４が含まれる。ガスタービンの排熱回収装置としての排
ガスボイラ３０には気液分離器３３が含まれることは上
述のとおりである。排熱利用機器には、吸収冷凍機・冷
温水機１８と必要に応じて温水熱交換器３４や給湯用温
水熱交換器３６も含まれる。このようなシステムにおい
て、図２２に示す補機動力として冷却水ポンプ２１，冷
温水ポンプ２２，冷却塔ファンモータ２３と必要に応じ
て温水ポンプ２４が含まれ、排ガスボイラ３０と吸収冷
凍機・冷温水機１８の間には蒸気・ドレンを循環させる
配管によって循環ループが形成される。

【００５５】排ガスボイラ３０とガスタービン４０とは
ガスタービンの排ガス４０Ｇをボイラへ供給する排ガス
ダクトにより結合され、ボイラ３０はその熱で蒸気３１
を発生させ、吸収冷凍機・冷温水機１８はその蒸気３１
を熱源として冷房または暖房運転ができるよう有機的に
結合されている。ボイラは貫流式ボイラとしておけばよ
いが、水管式ボイラや煙管式ボイラであってもよい。そ
の排ガス３０Ｇはボイラを出た後、温水熱交換器３４や
エコノマイザ３５へと温度の低くなる熱交換器に順次流
され、ガスタービン４０の排熱を有効に回収する。

【００５６】吸収冷凍機・冷温水機１８では、冷房運転
または暖房運転に必要な吸収液ポンプ２７，冷媒ポンプ
２８，冷水ポンプ２２，冷却水ポンプ２１，冷却塔ファ
ンモータ２３，温水ポンプ２４などが連動するよう電気
的にインターロックが組まれる。また、吸収冷凍機・冷
温水機１８の負荷変動が加熱源である上流のボイラ３０
やガスタービン４０の運転に支障を与えないように、負
荷変化を吸収して吸収冷凍機にも悪影響を与えないよう
にする負荷制御用吸収液循環ループ２９も設けられる。

【００５７】このようなシステムにおいては、冷水・温
水・給湯を同時にまたは個別に得ることができる熱交換
器を備えたことになり、年間を通じて高い発電効率と省
エネルギおよび高い効率の冷暖房運転，給湯が可能とな
る。吸収液と熱交換した蒸気ドレンは直接排ガスボイラ
３０へ戻され、ボイラ給水温度を上げボイラ効率が上が
る。そして、システム化によりガスタービン４０の排熱
を有効利用して効率を上げることもでき、ボイラ・冷凍
機の効率が低下した場合でも熱損失が減って総合効率は
低下することがない。

【００５８】ボイラ・冷凍機の動力用電源は全て自給で
あって受電設備が不要となり、冷房負荷の変動の影響を
受けにくくなる。一体化することによって装置全体のコ
ンパクト化も図られるが、それにとどまらず、冷暖房・
給湯に必要な機器を同一設備内で連動して運転させ、全
ての機器が一つにまとまって動力電源・制御電源を共有
し、他からの影響を受けずまた他へ影響を与えない冷暖
房・給湯システムとすることもできる。これによって発
電機の制御装置・電源装置がコンパクト化し、コストダ
ウンも図られる。

【００５９】排熱回収装置である排ガスボイラ３０を出
た排ガス３０Ｇは、温水にしてそのエネルギを補助再生
器２０で利用したり、温水・給湯用温水の加熱源として
利用することで省エネが一層促進される。これは、発電
・蒸気・冷水・温水・給湯それぞれの用途に必要な条件
が、熱の流れに逆らわず段階的に高い温度レベルから低
い温度レベルへ移るように機器を配置して、循環ループ
を組んだことによるものであることは言うまでもない。
なお、補機動力はパッケージ化しておけば、排熱利用機
器と離れて設置するにしても隣接して設置するにしても
システム化が進めやすくなる。

【００６０】ところで、図２２と図２３で示したシステ
ムにおいて、吸収冷凍機・冷温水機１８を制御する二重
効用形吸収冷凍機・冷温水機運転盤５１、その吸収冷凍
機・冷温水機の補機を運転・制御する補機動力運転盤５
２、高温再生器３に蒸気を供給している排ガスボイラ３
０を制御するボイラ運転盤５３、発電すると共に排ガス
ボイラで使用される排ガスを発生する発電用ガスタービ
ン４０を制御する発電機制御盤５４が備えられ、これら
の各運転盤および制御盤を統括して制御指令するコージ
ェネシステム運転盤５５が設けられる。

【００６１】これによって、吸収冷凍機・冷温水機１８
の負荷に応じた制御が二重効用形吸収冷凍機・冷温水機
運転盤５１および補機動力運転盤５２でなされ、その制
御に連動してコージェネシステム運転盤５５が発電機制
御盤５４およびボイラ運転盤５３に対して運転の変更を
指令することができる。このような制御系において、冷
却水ポンプ２１，冷温水ポンプ２２，温水ポンプ２４，
吸収液ポンプ２７の動力電源にインバータ制御回路を追
加して各ポンプの回転数制御をできるようにしておけ
ば、消費電力を低減させ省エネ化をますます進めること
ができる。

【００６２】このようなシステムに加えて、前記したご
とくの負荷制御用吸収液循環ループ２９を組み込み、そ
のループに介在させた循環バルブＶ₄の開閉を二重効用
形吸収冷凍機・冷温水機運転盤５１からの指令で制御す
れば、吸収冷凍機・冷温水機１８の負荷変動が加熱源で
ある上流のボイラ３０，ガスタービン４０の運転に支障
を与えないように、さらに負荷変化を吸収して吸収冷凍
機にも悪影響を与えないようにしておくことができる。
かくして、冷水と温水と給湯を同時にまたは個別に供給
でき、年間を通じて高い発電効率と省エネルギおよび冷
暖房運転、給湯を可能にする発電・冷暖房・給湯装置が
確立される。

【００６３】このような制御システムにおいては、冷水
出口温度ｔの変化または出入口温度差の変化を検出して
その変化を信号に変換し、二重効用形吸収冷凍機・冷温
水機運転盤５１から補機動力運転盤５２に伝える。補機
動力運転盤では、動力電源に追加されたインバータ制御
回路で負荷変化の信号により各ポンプの回転数制御が行
われ、負荷が減った場合には消費電力を低減させる。同
時に、インバータの制御信号がコージェネシステム運転
盤５５に伝えられる。吸収液ポンプ２７もインバータ制
御により回転数が制御されている場合には、この制御信
号もコージェネシステム運転盤５５に伝えられ、コージ
ェネシステム運転盤から各ポンプのインバータ制御信号
および消費電力の変化が発電装置の制御盤５４に伝えら
れる。

【００６４】発電装置の制御盤では消費電力の低減を検
知すると、発電機の出力を制御して省エネを図るので、
負荷変化による消費電力の低減と発電機の出力低減によ
り、総合的な省エネルギが実現される。また、負荷低下
によって消費電力が減り発電機の出力が低下すると、ガ
スタービン４１から排出される排ガスの量が減るため
に、排ガスボイラ３０への加熱量が減少する。排ガスボ
イラの出力が抑制されて省エネとなる。電力主体の制御
であれば、インバータ制御信号と電気消費量によりガス
タービン４１の出力制御を行えばよく、熱出力主体の制
御であればインバータ制御信号に加えて排ガスボイラ３
０の蒸気圧力信号をボイラ運転盤５３からコージェネシ
ステム運転盤５５に送り、さらに発電装置の制御盤５４
に送って出力制御を行えばよく、総合的に熱効率の高い
運転が可能となる。

【００６５】ところで、排ガスボイラ３０の排気３０Ｇ
の保有熱を温水によって熱回収しても常時温水の需要が
あるわけではなく、無駄に放熱してしまうこともある。
そこで、全体的にみればコージェネシステムで余った温
水熱をさらに吸収冷凍機の熱源として利用するといった
ことが補助再生器２０で実現される。すなわち、吸収冷
凍機・冷温水機１８に組み込まれた第１バルブＶ₁，第
２バルブＶ₂，第３バルブＶ₃ならびに温水量制御バル
ブＶ₅の開閉もしくは開度調整を、コージェネシステム
運転盤５５からの指令を受けた二重効用形吸収冷凍機・
冷温水機運転盤５１が適宜行うことによって最適サイク
ルが選択され、これにより低温再生器２での加熱負荷を
減らして省エネ効果が発揮される。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、高温熱交換器の入口で
吸収液を分割し、高温熱交換を迂回して流れる吸収液を
高温蒸気ドレン熱交換器において高温再生器で吸収液の
加熱に利用した後の蒸気ドレンと熱交換するようにした
ので、蒸気ドレンから熱回収を進めることができる。高
温再生器に向かう吸収液は、高温再生器で加熱濃縮され
た吸収液の有する熱エネルギと高温再生器で吸収液を加
熱して凝縮したドレンの有する熱エネルギの両方によっ
て予熱されることになり、高温再生器に向かう吸収液へ
の熱転化が促進される。

【００６７】高温蒸気ドレン熱交換器および高温再生器
をそれぞれを経て高温再生器に入った吸収液は、高温蒸
気ドレン熱交換器を備えない吸収冷凍機における場合よ
りも高温に予熱され、高温再生器での冷媒蒸気の発生が
促進される。したがって、高温再生器に供給される蒸気
量の節約が図られるか、もしくは冷媒蒸気の発生量増加
による低温再生器への入熱増加で、二重効用効果の向上
が図られ、吸収冷凍機単独の成績係数を上げることがで
きる。

【００６８】請求項２の発明においては、高温蒸気ドレ
ン熱交換器で熱交換した蒸気ドレンを直接ボイラの気液
分離器に戻してボイラの給水温度を上げることにより、
ボイラ効率を改善することができる。このようにボイラ
を吸収冷凍機と組み合せている場合には、総合的に見る
と効率の大きな向上が図られる。それのみならず、吸収
冷凍機の高い成績係数と効率よい熱回収効果も達成され
る。

【００６９】請求項３においては、高温熱交換器で熱交
換した蒸気ドレンは外部へ放出されず、すなわち低温熱
交換器入口で分岐した一方の吸収液と熱交換させるよう
に低温蒸気ドレン熱交換器を設けているので、蒸気ドレ
ンからの熱回収は進み、吸収冷凍機内での熱回収量を飛
躍的に増やすことができるようになる。請求項４のごと
く低温蒸気ドレン熱交換器を低温熱交換器の加熱源に直
列に配置しても、同じ効果が発揮される。

【００７０】請求項５のように、高温蒸気ドレン熱交換
器を備えた装置に冷媒ドレン熱交換器を追加すれば、低
温再生器で吸収液の加熱に利用され凝縮した冷媒ドレン
の熱をさらに低温の吸収液の加熱に利用できるようにし
ておくことができる。したがって凝縮器において冷却水
に捨てられる冷媒ドレンの凝縮熱も少なくなり、熱回収
効率が上がると共に、低温熱交換器における熱交換負担
が軽減される。低温再生器に供給される吸収液の温度は
高められ、ひいては省エネ率が改善される。

【００７１】請求項６のごとく、低温熱交換器とは並列
となるが冷媒ドレン熱交換器の下流側に高温蒸気ドレン
熱交換器を配置した構成にすれば、低温再生器に供給さ
れる吸収液の温度をますます高めることができ、成績係
数の向上が図られる。

【００７２】請求項７のような構成、すなわち、低温再
生器へ向かう吸収液ラインにあって低温熱交換器の上流
側で直列となる冷媒ドレン熱交換器を設置し、冷媒ドレ
ン熱交換器，低温熱交換器，低温蒸気ドレン熱交換器の
順に吸収液を予熱し、それを低温再生器に供給するよう
にしておけば、その吸収液温度を最も高くすることがで
き、吸収冷凍機・冷温水機の運転が理想的なものとな
る。

【００７３】請求項８のように、低温再生器へ向かう吸
収液ラインで吸収液を予熱するいかなる熱交換器に対し
ても上流側に位置するところから分岐する補助ラインに
補助再生器を設置するようにしておけば、排熱から回収
された温水の温度が高くない場合でも、低温再生器に向
かう吸収液の温度を高くして吸収冷凍機・冷温水機の省
エネが図られる。

【００７４】請求項９によれば、低温再生器へ向かう吸
収液ラインで吸収液を予熱するいかなる熱交換器に対し
ても下流側に位置するところに補助再生器が設置される
ことになり、排熱から回収された温水の温度が高いとき
には、冷媒蒸気の発生を促進して冷暖いずれにしても省
エネを図りながら高い負荷に耐える運転を行うことがで
きる。

【００７５】請求項１０のごとく、補助再生器に排ガス
ボイラを出た排気と熱交換して得られる温水を加熱源と
して導入するようにしておけば、系外に存在する排熱と
りわけ排ガスボイラの排ガスに残存する熱エネルギを有
効に利用することができる。請求項１１のように、補助
再生器に内燃機関の冷却水が加熱源として導入されるよ
うになっていると、その場合にも系外に存在する排熱が
有効に利用される。

【００７６】請求項１２のようなバルブ配置によれば、
吸収冷凍機・冷温水機に持ち込むことができる系外の排
熱から回収した温水に温度変化が生じるような場合で
も、それに柔軟に対応して排熱を効果的に利用して運転
することができる。

【００７７】請求項１３のごとく、吸収冷凍機・冷温水
機，排ガスボイラ，発電用ガスタービン，排ガスボイラ
の排気で温水を得る温水熱交換器や給湯用温水熱交換器
を備えた発電・冷暖房・給湯システムとしておけば、ガ
スタービンの排ガス熱を利用してボイラで蒸気を、温水
熱交換器で温水をそれぞれ発生させ、それを熱源として
吸収冷凍機・冷温水機を運転し、冷水や温水を外部へ供
給することができる。さらに予熱を利用して給湯用熱源
として利用できるようにもなっており、ガスタービン，
ボイラ，吸収冷凍機・冷温水機の運転効率を高め、ひい
ては総合効率が向上する。

【００７８】請求項１４のように、負荷制御用吸収液循
環ラインを設けておけば、吸収器からの吸収液の一部を
直ちに蒸発器へ送り、それによって、負荷変化を吸収冷
凍機・冷温水機の系内で吸収し、負荷変動が加熱源であ
る上流のボイラやガスタービンの運転に支障をきたさな
いようにしておくことができる。

【００７９】請求項１５のように、発電・冷暖房・給湯
システムに二重効用形吸収冷凍機・冷温水機運転盤，補
機動力運転盤，ボイラ運転盤，発電機制御盤を備えてお
き、これらの各運転盤および制御盤を統括して制御指令
するコージェネシステム運転盤が設けられていると、吸
収冷凍機・冷温水機の負荷に応じた制御が二重効用形吸
収冷凍機・冷温水機運転盤および補機動力運転盤でなさ
れ、その制御に連動してコージェネシステム運転盤が発
電機制御盤およびボイラ運転盤に対して運転の変更を指
令することができ、冷水と温水と給湯を同時にまたは個
別に供給でき、年間を通じて高い発電効率と省エネおよ
び冷暖房運転・給湯が可能で、総合的に熱効率の高い運
転が可能となる。

【００８０】請求項１６のように、第一バルブ，第二バ
ルブおよび第三バルブを切り替えることができるように
なっていれば、二重効用形吸収冷凍機・冷温水機のため
の最適なサイクルが選択され、これにより低温再生器で
の加熱負荷を減らして省エネ効果を上げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蒸気加熱式二重効用形吸収冷凍
機・冷温水機の具体例の一つであって、高温再生器に向
かう吸収液ラインに高温蒸気ドレン熱交換器が高温熱交
換器と並列に配置された構成図。

【図２】低温再生器に向かう吸収液ラインに低温蒸気
ドレン熱交換器が低温熱交換器と並列に配置された吸収
冷凍機・冷温水機の構成図。

【図３】低温再生器に向かう吸収液ラインに低温蒸気
ドレン熱交換器が低温熱交換器と直列に配置された吸収
冷凍機・冷温水機の構成図。

【図４】低温再生器に向かう吸収液ラインに冷媒ドレ
ン熱交換器が低温熱交換器と並列に配置された吸収冷凍
機・冷温水機の構成図。

【図５】低温再生器に向かう吸収液ラインに低温蒸気
ドレン熱交換器と冷媒ドレン熱交換器とが低温熱交換器
と並列に配置された吸収冷凍機・冷温水機の構成図。

【図６】低温再生器に向かう吸収液ラインに、直列配
置した冷媒ドレン熱交換器と低温蒸気ドレン熱交換器
が、低温熱交換器と並列に配置された吸収冷凍機・冷温
水機の構成図。

【図７】低温再生器に向かう吸収液ラインに、冷媒ド
レン熱交換器，低温熱交換器，低温蒸気ドレン熱交換器
が直列に配置された吸収冷凍機・冷温水機の構成図。

【図８】補助再生器を図１で与えられた熱交換器群に
対して並列に配置した要部構成図。

【図９】補助再生器を図１で与えられた熱交換器群に
対して直列に配置した要部構成図。

【図１０】（ａ）は補助再生器を図２で与えられた熱
交換器群に対して並列に配置した要部構成図、（ｂ）は
熱交換器群と直列に配置した要部構成図。

【図１１】（ａ）は補助再生器を図３で与えられた熱
交換器群に対して並列に配置した要部構成図、（ｂ）は
熱交換器群と直列に配置した要部構成図。

【図１２】（ａ）は補助再生器を図４で与えられた熱
交換器群に対して並列に配置した要部構成図、（ｂ）は
熱交換器群と直列に配置した要部構成図。

【図１３】（ａ）は補助再生器を図５で与えられた熱
交換器群に対して並列に配置した要部構成図、（ｂ）は
熱交換器群と直列に配置した要部構成図。

【図１４】（ａ）は補助再生器を図６で与えられた熱
交換器群に対して並列に配置した要部構成図、（ｂ）は
熱交換器群と直列に配置した要部構成図。

【図１５】（ａ）は補助再生器を図７で与えられた熱
交換器群に対して並列に配置した要部構成図、（ｂ）は
熱交換器群と直列に配置した要部構成図。

【図１６】図８および図９の構成を、バルブ切り替え
により補助再生器の運転状態を変更することによって可
能とした要部構成図。

【図１７】（ａ）は図１０（ａ），（ｂ）の構成をバ
ルブ切り替えで可能とした要部構成図、（ｂ）は図１１
（ａ），（ｂ）の構成をバルブ切り替えで可能とした要
部構成図。

【図１８】（ａ）は図１２（ａ），（ｂ）の構成をバ
ルブ切り替えで可能とした要部構成図、（ｂ）は図１３
（ａ），（ｂ）の構成をバルブ切り替えで可能とした要
部構成図。

【図１９】（ａ）は図１４（ａ），（ｂ）の構成をバ
ルブ切り替えで可能とした要部構成図、（ｂ）は図１５
（ａ），（ｂ）の構成をバルブ切り替えで可能とした要
部構成図。

【図２０】発電用ガスタービンとその排ガスを利用し
た各種熱回収装置のシステム化構成図。

【図２１】ディーゼルエンジン等の大型内燃機関の冷
却水を補助再生器の加熱源として利用する場合の構成
図。

【図２２】吸収冷凍機・冷温水機，発電用ガスタービ
ン，排ガスボイラ，温水熱交換器等を備えた発電・冷暖
房・給湯システムであり、吸収冷凍機・冷温水機とその
補機の部分を表した構成図。

【図２３】発電・冷暖房・給湯システムであり、発電
用ガスタービン，排ガスボイラ，温水熱交換器等の部分
を表した構成図。

【図２４】二重効用形吸収冷凍機における従来技術例
の一構成図。

【符号の説明】

１…吸収器、２…低温再生器、２Ｌ…吸収液ライン、２
Ｌ₂₀…補助ライン、２Ｌ_m…主ライン、２Ｌ_s…副ライ
ン、２ａ…低温再生器に向かう吸収液、２ａ₆，２ａ₁₀
…吸収液、２ｍ…吸収液、３…高温再生器、３Ｌ…吸収
液ライン、３ａ…高温再生器に向かう吸収液、３ａ₇，
３ａ₈…吸収液、３ｄ…冷媒の凝縮液（冷媒ドレン）、
３ｍ…吸収液、３ｒ…吸収器へ戻される吸収液（加熱用
吸収液）、３ｓ，３Ｓ…冷媒蒸気、４…凝縮器、５…蒸
発器、６…低温熱交換器、７…高温熱交換器、８…高温
蒸気ドレン熱交換器、９…低温蒸気ドレン熱交換器、１
０…冷媒ドレン熱交換器、１１，１２，１３，１４，１
５，１６，１７，１８…吸収冷凍機・冷温水機、１９…
熱交換器群、２０…補助再生器、２０ａ…吸収液、２０
ｓ…冷媒蒸気、２１…冷却水ポンプ、２２…冷温水ポン
プ、２３…冷却塔ファンモータ、２４…温水ポンプ、２
５…冷却水、２６…冷水、２７…吸収液ポンプ、２８…
冷媒ポンプ、２９…負荷制御用吸収液循環ループ、３０
…ボイラ（排ガスボイラ）、３０Ｇ…排気、３１…蒸
気、３１ｗ，３１ｗ₈，３１ｗ₉…凝縮水（蒸気ドレ
ン）、３１ｖ…蒸気供給弁、３３…気液分離器、３４…
温水熱交換器、３４Ｗ…温水、３４Ｇ…排気、３６…給
湯用温水熱交換器、４０…発電用ガスタービン、４０Ｇ
…排ガス、４４…発電機、５１…二重効用形吸収冷凍機
・冷温水機運転盤、５２…補機動力運転盤、５３…ボイ
ラ運転盤、５４…発電機制御盤、５５…コージェネシス
テム運転盤、６０…内燃機関、６０Ｗ…冷却水、Ｖ₁…
第一バルブ、Ｖ₂…第二バルブ、Ｖ₃…第三バルブ、Ｖ
₄…循環バルブ、Ｖ₅…温水量制御バルブ、ｊ…分岐
点。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸収器，低温再生器，高温再生器，凝縮
器，蒸発器，前記低温再生器に向かう吸収液を予熱する
低温熱交換器，前記高温再生器に向かう吸収液を予熱す
る高温熱交換器を備え、前記高温再生器では加熱源とし
てボイラで発生させた蒸気が使用され、該高温再生器で
発生した冷媒蒸気が前記低温再生器に加熱源として導入
され、前記高温熱交換器には高温再生器から導出された
吸収液が熱源として導入され、前記低温熱交換器には吸
収器へ戻される吸収液が熱源として導入されるようにな
っている吸収冷凍機・冷温水機において、前記高温再生器へ向かう吸収液ラインに前記高温熱交換
器とは並列になるように高温蒸気ドレン熱交換器が設置
され、該高温蒸気ドレン熱交換器には前記高温再生器で
吸収液を加熱濃縮した蒸気の凝縮水が導入されるように
なっていることを特徴とする蒸気加熱式二重効用形吸収
冷凍機・冷温水機。
【請求項２】前記高温蒸気ドレン熱交換器で吸収液と
熱交換した凝縮水が前記ボイラの気液分離器へ戻される
ようになっていることを特徴とする請求項１に記載され
た蒸気加熱式二重効用形吸収冷凍機・冷温水機。
【請求項３】前記低温再生器へ向かう吸収液ラインに
前記低温熱交換器とは並列になるように低温蒸気ドレン
熱交換器が設置され、該低温蒸気ドレン熱交換器には前
記高温蒸気ドレン熱交換器で吸収液と熱交換した凝縮水
が導入されるようになっていることを特徴とする請求項
１に記載された蒸気加熱式二重効用形吸収冷凍機・冷温
水機。
【請求項４】前記低温再生器へ向かう吸収液ラインに
前記低温熱交換器の下流側で直列となるように低温蒸気
ドレン熱交換器が設置され、該低温蒸気ドレン熱交換器
には前記高温蒸気ドレン熱交換器で吸収液と熱交換した
凝縮水が導入されるようになっていることを特徴とする
請求項１に記載された蒸気加熱式二重効用形吸収冷凍機
・冷温水機。
【請求項５】前記低温再生器へ向かう吸収液ラインに
前記低温熱交換器とは並列になるように冷媒ドレン熱交
換器が設置され、該冷媒ドレン熱交換器には前記低温再
生器で吸収液を加熱した冷媒の凝縮液が導入されるよう
になっていることを特徴とする請求項１ないし請求項３
のいずれか一項に記載された蒸気加熱式二重効用形吸収
冷凍機・冷温水機。
【請求項６】前記低温蒸気ドレン熱交換器の上流側に
は、前記低温再生器で吸収液を加熱した冷媒の凝縮液が
導入される冷媒ドレン熱交換器が設置されていることを
特徴とする請求項３に記載された蒸気加熱式二重効用形
吸収冷凍機・冷温水機。
【請求項７】前記低温再生器へ向かう吸収液ラインで
前記低温熱交換器の上流側で直列となるように冷媒ドレ
ン熱交換器が設置され、該冷媒ドレン熱交換器には前記
低温再生器で吸収液を加熱した冷媒の凝縮液が導入され
るようになっていることを特徴とする請求項６に記載さ
れた蒸気加熱式二重効用形吸収冷凍機・冷温水機。
【請求項８】前記低温再生器へ向かう吸収液ラインで
吸収液を予熱するいかなる熱交換器に対しても上流側に
位置するところから分岐して低温再生器へ向かう補助ラ
インが設けられ、該補助ラインに補助再生器が設置され
ていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいず
れか一項に記載された蒸気加熱式二重効用形吸収冷凍機
・冷温水機。
【請求項９】前記低温再生器へ向かう吸収液ラインで
吸収液を予熱するいかなる熱交換器に対しても下流側に
位置するところに補助再生器が設置されていることを特
徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載
された蒸気加熱式二重効用形吸収冷凍機・冷温水機。
【請求項１０】前記補助再生器には、排ガスボイラを
出た排気と熱交換して得られる温水が加熱源として導入
されるようにしたことを特徴とする請求項８または請求
項９に記載された蒸気加熱式二重効用形吸収冷凍機・冷
温水機。
【請求項１１】前記補助再生器には、内燃機関の冷却
水が加熱源として導入されることを特徴とする請求項８
または請求項９に記載された蒸気加熱式二重効用形吸収
冷凍機・冷温水機。
【請求項１２】前記低温再生器へ向かう吸収液ライン
で吸収液を予熱するいかなる熱交換器に対しても上流側
に位置するところから分岐して低温再生器へ向かう補助
ラインが設けられ、該補助ラインには補助再生器が設置
されると共にその上流側に第一バルブが配置され、前記
したいかなる熱交換器からも低温再生器へ向かう主ライ
ンの途中に前記補助再生器へ向かう副ラインが分岐して
設けられ、その分岐点と低温再生器との間およびその分
岐点と補助再生器との間に第二バルブ，第三バルブが配
置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１
１のいずれか一項に記載された蒸気加熱式二重効用形吸
収冷凍機・冷温水機。
【請求項１３】請求項１ないし請求項１０，請求項１
２のいずれか一項に記載された吸収冷凍機・冷温水機
と、高温再生器に蒸気を供給する排ガスボイラと、発電
すると共に前記排ガスボイラで使用される排ガスを発生
する発電用ガスタービンと、排ガスボイラを出た排気と
熱交換して補助再生器用の温水を得る温水熱交換器や給
湯用温水熱交換器を備えたことを特徴とする発電・冷暖
房・給湯システム。
【請求項１４】蒸発器と吸収器との間には、吸収液ポ
ンプによって吸収器液溜めから汲み出された吸収液の一
部を直ちに蒸発器へ送る負荷制御用吸収液循環ラインが
設けられていることを特徴とする請求項１３に記載され
た発電・冷暖房・給湯システム。
【請求項１５】請求項１ないし請求項１０，請求項１
２のいずれか一項に記載された吸収冷凍機・冷温水機を
制御する二重効用形吸収冷凍機・冷温水機運転盤、該吸
収冷凍機・冷温水機の補機を制御する補機動力運転盤、
高温再生器に蒸気を供給している排ガスボイラを制御す
るボイラ運転盤、発電すると共に前記排ガスボイラで使
用される排ガスを発生する発電用ガスタービンを制御す
る発電機制御盤が備えられ、これらの各運転盤および制
御盤を統括して制御指令するコージェネシステム運転盤
が設けられ、吸収冷凍機・冷温水機の負荷に応じた制御
が二重効用形吸収冷凍機・冷温水機運転盤および補機動
力運転盤でなされ、該制御に連動してコージェネシステ
ム運転盤が発電機制御盤およびボイラ運転盤に対して運
転の変更を指令することができるようになっていること
を特徴とする発電・冷暖房・給湯システムの制御方法。
【請求項１６】前記二重効用形吸収冷凍機・冷温水機
運転盤は、吸収冷凍機・冷温水機の負荷に応じて請求項
１２に記載された第一バルブ，第二バルブおよび第三バ
ルブを切り替えることができるようになっていることを
特徴とする請求項１５に記載された発電・冷暖房・給湯
システムの制御方法。