JP2003307365A

JP2003307365A - 冷凍空調装置

Info

Publication number: JP2003307365A
Application number: JP2002112363A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kondo; 雅行近藤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2003-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】省エネルギー性を向上した冷凍空調装置
を提供する。【解決手段】圧縮機３、凝縮器７、膨張弁９、及び蒸
発器１１を順次接続して形成した冷媒サイクル１３を備
え、冷媒サイクル１３に、加熱された熱媒を熱源とする
再生器３１を備えた吸収式冷凍機１５によって冷媒サイ
クル１３の冷媒を凝縮する排熱利用凝縮部１７を凝縮器
７に対して並列に設け、排熱利用凝縮部１７の冷媒出口
側での冷媒温度が凝縮器７の冷媒出口側での冷媒温度よ
りも低くい場合、排熱利用凝縮部１７の冷媒出口側の冷
媒流量を凝縮器７の冷媒出口側の冷媒流量よりも多くす
る流量調整手段１９を備えた構成とする。このような構
成とすれば、冷媒の凝縮温度を低くすることにより凝縮
圧力を低くし、圧縮機３の圧縮仕事を低減できるため、
圧縮機３での消費エネルギーを低減することができ、省
エネルギー性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍や空調などを
行うための冷凍空調装置に係り、特に、加熱された熱媒
を熱源として駆動される熱媒駆動型の吸収式冷凍機を含
む冷凍空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建物や施設などにおいて排熱が生じる場
合、例えば建物や施設などにレシプロエンジン型やマイ
クロガスタービン型の発電機などが設けられている場
合、加熱された熱媒を熱源として駆動される熱媒駆動型
の吸収式冷凍機によって、これらのエンジンなどからの
排熱を建物などの空調や冷凍倉庫などでの冷凍などに利
用することが考えられている。このようなエンジンなど
からの排熱を利用する冷凍空調装置として、圧縮機、凝
縮器、膨張弁、及び蒸発器を順次接続して形成し、フロ
ンや代替フロンなどの冷媒が循環する冷媒サイクルに、
加熱された熱媒を熱源として駆動される熱媒駆動型の吸
収式冷凍機を組み合わせた冷凍空調装置が、特開平９−
２１５７５号公報、特開平９−２６２２６号公報、特開
平９−５３８６４号公報、特開平１１−１０８４９２号
公報、特開平１１−２２３４１２号公報などに提案され
ている。

【０００３】特開平９−２１５７５号公報、特開平９−
２６２２６号公報、特開平９−５３８６４号公報、特開
平１１−２２３４１２号公報などに提案されているよう
な冷凍空調装置では、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸
発器を順次接続して形成した冷媒サイクルの凝縮器と膨
張弁の間の部分に吸収冷凍機の蒸発器内の熱交換流路を
接続し、吸収冷凍機の蒸発器によって凝縮器で凝縮され
た冷媒を過冷却し、一定圧の元に温度を低下させてい
る。このように、冷媒サイクルの凝縮器と膨張弁の間の
部分に吸収式冷凍機の蒸発器を直列に接続することによ
り、排熱を利用して吸収式冷凍機で冷媒を過冷却し、冷
凍空調能力を増大している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンな
どからの排熱を利用する場合に期待される効果として省
エネルギー性の向上がある。これに対して、上記のよう
な冷媒サイクルの凝縮器と膨張弁の間の部分に吸収式冷
凍機の蒸発器を直列に接続した冷凍空調装置では、排熱
を利用して冷凍空調能力を増大できるが、吸収冷凍機の
冷却能力は冷媒の過冷却にしか用いられない。したがっ
て、吸収冷凍機に冷媒の凝縮及び冷却を行うのに必要な
熱量以上の熱量がエンジンなどの排熱から回収できる場
合であっても、その分の熱量は利用され難いため、省エ
ネルギー性に課題がある。

【０００５】これに対し、本願の発明者らは、圧縮機、
凝縮器、膨張弁、及び蒸発器を順次接続して形成した冷
媒サイクルに、加熱された熱媒を熱源とする再生器を備
えた吸収式冷凍機によって冷媒サイクルの冷媒を凝縮及
び冷却する排熱利用凝縮部を冷媒サイクルの凝縮器に対
して並列に設けた構成とすることによって、排熱を利用
して冷媒を凝縮及び冷却できるようにし、排熱の熱量を
冷媒の凝縮及び冷却に用いるようにし、冷媒サイクルで
の消費エネルギーを低減し、省エネルギー性を向上する
ことを考えている。

【０００６】ここで、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸
発器を順次接続して形成した冷媒サイクルにおいて、凝
縮器と並列に熱媒を熱源とする再生器を備えた吸収式冷
凍機の蒸発器を冷媒サイクルに接続した空気調和装置
が、特開平１１−１０８４９２号公報に提案されてい
る。しかし、特開平１１−１０８４９２号公報などに提
案されているような空気調和装置は、空調能力を増大す
ることを目的としており、冷媒サイクルの凝縮器と並列
に熱媒を熱源とする再生器を備えた吸収式冷凍機の蒸発
器を接続し、冷媒サイクルの凝縮器の冷媒出口側と吸収
式冷凍機の蒸発器の冷媒出口側とに双方の圧力の差を小
さくするための弁を各々設けた構成となっている。この
ため、排熱の利用によって冷媒を凝縮及び冷却した分だ
け、凝縮器のみで冷媒の凝縮及び冷却を行うよりも空調
能力を増大できるが、やはり冷媒サイクルで消費される
エネルギーを低減し難く、省エネルギー性を向上し難
い。

【０００７】本発明の課題は、冷凍空調装置の省エネル
ギー性を向上することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の冷凍空調装置
は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器を順次接続し
て形成した冷媒サイクルを備え、この冷媒サイクルに、
加熱された熱媒を熱源とする再生器を備えた吸収式冷凍
機によって冷媒サイクルの冷媒を凝縮する排熱利用凝縮
部を凝縮器に対して並列に設け、排熱利用凝縮部の冷媒
出口側での冷媒温度が凝縮器の冷媒出口側での冷媒温度
よりも低い場合、排熱利用凝縮部の冷媒出口側の冷媒流
量を凝縮器の冷媒出口側の冷媒流量よりも多くする流量
調整手段を備えた構成とする。

【０００９】このような構成とすれば、吸収式冷凍機の
蒸発器から流出する冷媒の温度が凝縮器から流出する冷
媒の温度よりも低い場合には、凝縮器側よりも吸収式冷
凍機側により多くの冷媒が流れる。これにより、冷媒の
凝縮温度を低くすることにより凝縮圧力を低くできる。
そして、凝縮圧力が低くなることにより、圧縮機の圧縮
仕事を低減できるため、圧縮機での消費エネルギーを低
減することができ、省エネルギー性を向上できる。

【００１０】さらに、冷媒サイクルを循環する冷媒を１
次冷媒とし、排熱利用凝縮部は、凝縮器を第１の凝縮器
としたときにこの第１の凝縮器に対して並列に冷媒サイ
クルに接続された第２の凝縮器と、この第２の凝縮器と
吸収式冷凍機の蒸発部との間で２次冷媒を循環させる循
環流路と、この循環流路に設けられた送液手段とを有
し、第２の凝縮器は、１次冷媒と２次冷媒との熱交換に
より１次冷媒を凝縮させる構成とする。このような構成
とすれば、冷媒サイクルと吸収式冷凍機の距離が離れる
に連れてフロンや代替フロンなどからなる１次冷媒の充
填量が増大するのを防ぐことができる。

【００１１】また、排熱利用凝縮部は、冷媒サイクルの
冷媒を吸収式冷凍機の蒸発部に導く流路を有する構成と
すれば、吸収式冷凍機を含む排熱利用凝縮部を冷媒サイ
クルの凝縮器に対して並列に設けた冷凍空調装置の構成
を簡素化できる。。

【００１２】さらに、流量調整手段は、凝縮器の冷媒出
口側及び排熱利用凝縮部の冷媒出口側に各々設けられた
温度検出手段及び流量制御弁と、各温度検出手段で検出
した冷媒温度に応じて各弁の開度を調整する制御部とを
含み、この制御部は、検出した冷媒温度が低い方の温度
検出手段側に設けられた方の流量制御弁の開度を他方の
流量制御弁の開度よりも大きくする構成とする。このよ
うな構成とすれば、温度検出手段で検出した冷媒温度に
応じた冷媒の流量の調整の精度を向上することができる
ため、省エネルギー性をより向上できる。

【００１３】また、流量調整手段は、凝縮器の冷媒の出
口側と前記排熱利用凝縮部の冷媒の出口側とに各々設け
られたキャピラリーチューブである構成とすれば、流量
調整手段の構成を簡素化できる。

【００１４】さらに、吸収式冷凍機は、発電機からの排
熱で加熱された熱媒を熱源とし、圧縮機は、モータで駆
動されるものであり、圧縮機は、熱媒を加熱する排熱を
発生する発電機からの電力とは異なる電力で駆動される
構成とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
を適用してなる冷凍空調装置の一実施形態について図１
乃び図２を参照して説明する。図１は、本発明を適用し
てなる冷凍空調装置の概略構成と動作を示すブロック図
である。図２は、本発明を適用してなる冷凍空調装置の
モリエ線図である。なお、冷凍空調装置は、冷凍倉庫な
どの冷凍設備の冷凍装置や建物などの空調を行う空気調
和装置などとして用いられるものであるが、本実施形態
では、空気調和装置として構成した場合を例として説明
している。また、吸収式冷凍機の熱源となる熱媒は、様
々な機器や設備などからの排熱を回収して用いることが
できるが、本実施形態ではガスエンジン型の発電機を排
熱源として、このガスエンジンからの排熱を回収するこ
とで加熱された熱媒を熱源とする場合を一例として説明
する。

【００１６】本実施形態の冷凍空調装置である空気調和
装置１は、図１に示すように、圧縮機３、１次冷媒、例
えばフロンや代替フロンなどの通流方向を切り換える四
方弁５、ファンを備えた空冷式の第１凝縮器７、膨張弁
９、そして蒸発器１１などを有する冷媒サイクル１３、
熱媒を熱源として駆動される熱媒駆動型の吸収式冷凍機
１５によって冷媒サイクル１３の１次冷媒を凝縮及び冷
却する排熱利用凝縮部１７、そして１次冷媒の第１凝縮
器７の出口側、及び排熱利用凝縮部１７の出口側の流量
を調整する流量調整手段１９などで構成されている。

【００１７】冷媒サイクル１３は、１次冷媒の循環流路
となる１次冷媒管路２０に、圧縮機３、第１凝縮器７、
膨張弁９、そして蒸発器１１を順次設けたものである。
四方弁５は、１次冷媒管路２０の圧縮機３と第１凝縮器
７との間の部分、そして、蒸発器１１と圧縮機３との間
の部分に接続された状態で設けられており、四方弁５を
切り換えることによって、冷房時には、圧縮機３、第１
凝縮器７、膨張弁９、そして蒸発器１１の順に１次冷媒
を通流させ、暖房時には、圧縮機３、蒸発器１１、膨張
弁９、そして第１凝縮器７の順に１次冷媒を通流させる
ものである。さらに、冷媒サイクル１３は、圧縮機３、
四方弁５、そして第１凝縮器７を含む室外機２１と、膨
張弁９と蒸発器１１を含む室内機２３とに分けられてい
る。なお、暖房時において、冷房時に蒸発器となる蒸発
器１１は凝縮器の作用を果たし、冷房時に凝縮器となる
第１凝縮器７は蒸発器の作用を果たす。

【００１８】排熱利用凝縮部１７は、吸収式冷凍機１
５、冷媒サイクル１３の圧縮機３と膨張弁９との間に第
１凝縮器７に対して並列に接続された第２凝縮器２５、
第２凝縮器２５と吸収式冷凍機１５との間に２次冷媒、
例えば水などを循環させるために設けられた循環流路と
なる２次冷媒管路２７、そして２次冷媒管路２７の吸収
式冷凍機１５からの２次冷媒の出口側の部分に設けられ
た２次冷媒ポンプ２９などを備えている。吸収式冷凍機
１５は、加熱された熱媒、例えば水、蒸気または排ガス
などを熱源とする再生器３１、及び２次冷媒管路２７に
連結された２次冷媒が通流する流路を内包し、２次冷媒
を冷却または加熱する蒸発器３３などを備えている。第
２凝縮器２５は、２次冷媒管路２７に連結された２次冷
媒が通流する流路と、１次冷媒管路２０に連結された１
次冷媒が通流する流路との間で熱交換を行う熱交換器な
どで形成されている。

【００１９】なお、吸収式冷凍機１５は、再生器３１と
蒸発器３３の他に、図示していない凝縮器、吸収器など
を備えた公知の熱媒駆動型の吸収式冷凍機である。した
がって、吸収式冷凍機１５は、再生器３１で排熱で加熱
された熱媒の熱によって稀溶液を加熱し、凝縮器におい
て再生器３１で生成した冷媒蒸気を液化し、蒸発器３３
において凝縮器で液化した冷媒を蒸発させて冷媒蒸気を
生成すると共に、２次冷媒管路２７に連結された２次冷
媒が通流する流路内の２次冷媒を冷却し、吸収器におい
て蒸発器３３で生成された冷媒蒸気を濃溶液に吸収させ
るものである。さらに、吸収式冷凍機１５は、再生器３
１で加熱された稀溶液を蒸発器３３に導くことで２次冷
媒管路２７に連結された２次冷媒が通流する流路内の２
次冷媒を加熱することもでき、排熱を暖房時にも利用す
ることができる。また、本発明に用いる吸収式冷凍機と
しては、単効用と二重効用のどちらのものでも用いるこ
とができる。

【００２０】流量調整手段１９は、１次冷媒管路２０が
第１凝縮器７にが設けられた部分と第２凝縮器２５が設
けられた部分とに分岐する分岐部３５ａ、３５ｂのう
ち、膨張弁９側の分岐部３５ｂと第１凝縮器７との間に
第１凝縮器７側から順に設けられた冷房用第１温度セン
サ３７及び開度を可変できる第１流量制御弁３９、膨張
弁９側の分岐部３５ｂと第２凝縮器２５との間に第２凝
縮器２５側から順に設けられた冷房用第２温度センサ４
１及び開度を可変できる第２流量制御弁４３、そして、
冷房用第１温度センサ３７で検出した温度に応じて第１
流量制御弁３９の開度を、冷房用第２温度センサ４１で
検出した温度に応じて第２流量制御弁４３の開度を各々
比例制御する制御部４５などで構成されている。また、
流量調整手段１９は、１次冷媒管路２０の圧縮機３側の
分岐部３５ａと第１凝縮器７との間に暖房用第１温度セ
ンサ４７、そして圧縮機３側の分岐部３５ａと第２凝縮
器２５との間に暖房用第２温度センサ４９も含んでい
る。

【００２１】冷房用第１温度センサ３７と冷房用第２温
度センサ４１とは、各々、冷房用第１温度センサ３７と
冷房用第２温度センサ４１とが設けられた１次冷媒管路
２０の部分内の冷媒温度を検出するものである。制御部
４５は、冷房用第１温度センサ３７で検出された冷媒温
度の方が低く、冷房用第２温度センサ４１で検出された
冷媒温度の方が高い場合、第１流量制御弁３９の開度を
漸次大きくし、第２流量制御弁４３の開度を漸次小さく
する。逆に、冷房用第１温度センサ３７で検出された冷
媒温度の方が高く、冷房用第２温度センサ４１で検出さ
れた冷媒温度の方が低い場合、第１流量制御弁３９の開
度を漸次小さくし、第２流量制御弁４３の開度を漸次大
きくする。

【００２２】なお、制御部４５は、第１流量制御弁３９
と第２流量制御弁４３との開度が冷媒温度の上昇により
小さくなるとき、全閉状態にはならないように制御して
いる。つまり、第１流量制御弁３９と第２流量制御弁４
３とは、全開と予め設定された最小開度との間で開度が
調整されている。このように、全閉状態にはならないよ
うにすることにより、第１凝縮器７または第２凝縮器２
５内に１次冷媒が溜まり、液バランスが乱れるのを防い
でいる。また、制御部４５と、冷房用第１温度センサ３
７、第１流量制御弁３９、冷房用第２温度センサ４１、
第２流量制御弁４３、暖房用第１温度センサ４７、そし
て暖房用第２温度センサ４９とは、各々配線５１で電気
的に接続されている。

【００２３】本実施形態では、排熱源は、ガスエンジン
型の発電機５３であり、ガスエンジン型の発電機５３か
ら排出された排ガスは、排気管路５４に設けられた排熱
回収器５５で熱媒に回収される。熱媒は、吸収式冷凍機
１５、ガスエンジン型の発電機５３、排熱回収器５５に
この熱媒を循環させる熱媒循環管路５７を通流する。熱
媒循環管路５７は、吸収式冷凍機１５では、再生器３１
に内包された熱媒の流路に連結され、ガスエンジン型の
発電機５３では、ガスエンジンを冷却する冷却用熱交換
器の冷却液の流路に連結され、そして、排熱回収器５５
では、排熱回収器５５を形成する熱交換器の熱媒の流路
に連結されている。また、熱媒循環管路５７の吸収式冷
凍機１５からの熱媒の出口側の部分には、熱媒ポンプ５
９が設けられている。さらに、熱媒循環管路５７の熱媒
ポンプ５９とガスエンジン型の発電機５３との間の部分
には、熱媒循環管路５７の熱媒を発電機５３のガスエン
ジンが要求する温度に冷却するためのファンを有する空
冷式冷却器６１や、熱媒の温度に応じて熱媒を空冷式冷
却器６１に導くための三方弁６３などが設けられてい
る。

【００２４】なお、発電機５３で発電された電力は、建
物や施設などの照明やその他の機器や設備への電力供給
に用い、空気調和装置１の圧縮機３がモータ駆動の圧縮
機であっても、圧縮機３の駆動に発電機５３で発電され
た電力を用いず、圧縮機３は電力会社からなどの買電や
空調に排熱を利用する発電機５３以外の発電機などから
の電力で駆動する。

【００２５】このような構成の空気調和装置では、空調
要求があり、発電機５３が駆動している状態で冷房運転
が選択されると、四方弁５が切り換わり、圧縮機３が作
動することによって、圧縮機３、第１凝縮器７及び第２
凝縮器２５、膨張弁９、そして蒸発器１１の順に１次冷
媒が通流すると共に、吸収式冷凍機１５、２次冷媒ポン
プ２９、熱媒ポンプ５９が駆動される。このとき、発電
機５３のガスエンジンの冷却によって排熱を回収し加熱
され、さらに、発電機５３のガスエンジンからの排気か
ら排熱を回収して加熱された熱媒が吸収式冷凍機１５の
再生器３１に流入する。吸収式冷凍機１５の再生器３１
に加熱された熱媒が流入することで吸収式冷凍機１５の
蒸発器３３で２次冷媒が冷却され、冷却された２次冷媒
が第２凝縮器２５に供給される。

【００２６】ここで、制御部４５は、第１温度センサ３
７の温度に応じて第１流量制御弁３９の開度を、第２温
度センサ４１の温度に応じて第２流量制御弁４３の開度
を調整する。前述のように、制御部４５は、冷房用第１
温度センサ３７で検出された冷媒温度の方が低く、冷房
用第２温度センサ４１で検出された冷媒温度の方が高い
場合、第１流量制御弁３９の開度を漸次大きくし、第２
流量制御弁４３の開度を漸次小さくする。逆に、冷房用
第１温度センサ３７で検出された冷媒温度の方が高く、
冷房用第２温度センサ４１で検出された冷媒温度の方が
低い場合、第１流量制御弁３９の開度を漸次小さくし、
第２流量制御弁４３の開度を漸次大きくする。このた
め、凝縮器からの１次冷媒の出口側での１次冷媒温度が
より低い方の流量調整弁の開度が大きくなる。また、流
量調整弁の開度が大きくなることで１次冷媒の流量が増
す。このような、流量調整手段１９の第１温度センサ３
７と第２温度センサ４１とで検出した冷媒温度に応じ
た、第１流量制御弁３９と第２流量制御弁４３との動作
により、凝縮及び冷却能力が高い方の凝縮器への１次冷
媒の流量が増大する。

【００２７】したがって、発電機５３のガスエンジンか
らの排熱によって吸収式冷凍機１５で冷却された２次冷
媒の温度が第２凝縮器２５での１次冷媒の凝縮及び冷却
能力を、第１凝縮器７での１次冷媒の凝縮及び冷却能力
よりも高くできる場合、第２凝縮器２５に、より多くの
１次冷媒が流入する。第２凝縮器２５でより多くの１次
冷媒を凝縮及び冷却する状態では、発電機５３のガスエ
ンジンからの排熱が少ないかまたは無く、主に第１凝縮
器７で１次冷媒の凝縮及び冷却を行っている場合より
も、凝縮温度が低下する。したがって、凝縮圧力が低下
し、圧縮機３での圧縮仕事が低減されるため、圧縮機３
での消費エネルギーが減少する。

【００２８】これを図２のモリエ線図により説明する
と、発電機５３のガスエンジンからの排熱が少ないかま
たは無く、主に第１凝縮器７で１次冷媒の凝縮及び冷却
を行っている場合、サイクルはＡ−Ｂ’−Ｃ’−Ｄ’−
Ａとなり、圧縮機３の圧縮仕事は、エンタルピーの差ｈ
_Ｂ’−ｈ_Ａとなる。一方、排熱が多くなり、吸収式冷凍
機１５で冷却された２次冷媒の温度が、第２凝縮器２５
での１次冷媒の凝縮及び冷却能力を、第１凝縮器７での
１次冷媒の凝縮及び冷却能力よりも高くできる場合、サ
イクルはＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａとなり、圧縮機３の圧縮仕
事は、エンタルピーの差ｈ_Ｂ−ｈ_Ａとなる。ここで、ｈ
_Ｂ＜ｈ_Ｂ’であるのでｈ_Ｂ−ｈ_Ａ＜ｈ_Ｂ’−ｈ_Ａとな
り、主に第２凝縮器２５で１次冷媒の凝縮及び冷却が行
われることにより、つまり主に排熱利用凝縮部１７で１
次冷媒の凝縮及び冷却が行われることにより、圧縮機３
での圧縮仕事が低減され、圧縮機３の駆動に要するエネ
ルギーが減少する。

【００２９】さらに、室内機２３の負荷が低下し、排熱
利用凝縮部１７の凝縮及び冷却能力のみで要求された空
調が行える状態の場合は、第１凝縮器７のファンを止め
る。これにより、第１凝縮器７のファンでの消費エネル
ギーも低減する。

【００３０】なお、暖房運転時には、制御部４５は、暖
房用第１温度センサ４７と暖房用温度センサ４９とで検
出した温度に応じて第１流量制御弁３９の開度と第２流
量制御弁４３の開度を制御する。このとき、制御部４５
は、温度センサで検出した温度が高くなるに連れて流量
制御弁の開度を大きくする。

【００３１】このように、本発明を適用してなる冷凍空
調装置である本実施形態の空気調和装置１では、排熱で
駆動される吸収式冷凍機１５を含む排熱利用凝縮部１７
の第２凝縮器２５の出口側での１次冷媒の温度が、第１
凝縮器７の出口側での１次冷媒の温度よりも低い場合に
は、第１凝縮器７側よりも排熱利用凝縮部１７の第２凝
縮器２５により多くの冷媒が流れる。これにより、１次
冷媒の凝縮温度を低くすることができ、凝縮圧力も低く
できる。したがって、圧縮機３の圧縮仕事を低減できる
ため、圧縮機３での消費エネルギーを低減することがで
きるため、省エネルギー性を向上できる。

【００３２】さらに、本実施形態では、排熱利用凝縮部
１７で十分な１次冷媒の凝縮及び冷却能力が得られる場
合には、第１凝縮器７のファンを止めているので、省エ
ネルギー性をより向上できる。

【００３３】ところで、レシプロエンジン型やマイクロ
ガスタービン型などの発電機では、電力需要が定格点か
ら低下すると、発電効率が低下してしまい、排熱量も減
少してしまう。したがって、圧縮機がモータ駆動の圧縮
機である場合に、排熱源となるレシプロエンジン型やマ
イクロガスタービン型などの発電機から空調用の圧縮機
へ電力を供給すると、空調負荷の減少により圧縮機の消
費エネルギーが減少すると、発電機の発電効率が低下し
てしまい、省エネルギー性が低下してしまう。しかし、
本実施形態では、圧縮機３は、買電など、排熱源となる
発電機５３以外の電力供給源からの電力を利用している
ため、省エネルギー性が低下することはない。なお、排
熱源となる発電機が照明などに電力を供給しているとき
に、定格点付近の発電量に常時維持される状態にあれ
ば、省エネルギー性が低下しないため、発電機で発電し
た電力の一部を圧縮機に供給することができる。

【００３４】（第２の実施形態）以下、本発明を適用し
てなる冷凍空調装置の第２の実施形態について図３を参
照して説明する。図３は、本発明を適用してなる冷凍空
調装置の概略構成と動作を示すブロック図である。な
お、本実施形態では、第１の実施形態と同一のもの及び
動作などには同じ符号を付して説明を省略し、第１の実
施形態と相違する構成及び特徴部などについて説明す
る。

【００３５】本実施形態の冷凍空調装置である空気調和
装置が第１の実施形態と相違する点は、排熱利用凝縮部
の構成にある。すなわち、本実施形態の空気調和装置６
５は、排熱利用凝縮部６７として、吸収式冷凍機１５
と、冷媒管路２０の分岐部３５ａ、３５ｂで分岐して、
吸収式冷凍機１５の蒸発器３３が内包する流路に連結さ
れた冷媒管路２０ａとを備えている。そして、冷房用第
２温度センサ４１と第２流量制御弁４３は、冷媒管路２
０ａの吸収式冷凍機１５と膨張弁９側の分岐部３５ｂと
の間の部分に設けられており、暖房用第２温度センサ４
９は、冷媒管路２０ａの吸収式冷凍機１５と圧縮機３側
の分岐部３５ａとの間の部分に設けられている。したが
って、本実施形態の空気調和装置６５では、第１の実施
形態のように第２凝縮器を設けずに、吸収式冷凍機１５
の蒸発器３３が第２凝縮器に代わって直接冷媒サイクル
１３の冷媒、例えばフロンや代替フロンなどを凝縮及び
冷却する構成となっている。

【００３６】なお、本実施形態では、第１の実施形態の
ガスエンジン型の発電機に代えて、排気用熱交換器６９
を備えたガスタービン型の発電機７１を排熱源として用
いている。

【００３７】このような本実施形態の空気調和装置６５
でも、冷媒サイクル１３の冷媒が直接吸収式冷凍機１５
の蒸発器３３で凝縮及び冷却されることを除けば、第１
の実施形態と同様の動作及び作用により、省エネルギー
性を向上できる。さらに、本実施形態では、第１の実施
形態のように第２凝縮器や２次冷媒を循環させるための
２次冷媒ポンプなどが不要となるため、冷凍空調装置の
構成を簡素化できる。

【００３８】ただし、第２の実施形態では、室外機２１
の設置位置と吸収式冷凍機１５の設置位置とが離れる場
合には、その距離が長くなるに連れて、充填するフロン
や代替フロンなどの冷媒の量が増えてしまう。このた
め、室外機２１の設置位置と吸収式冷凍機１５の設置位
置とが離れる場合には、第１の実施形態の構成とするこ
とが、フロンや代替フロンなどの冷媒の充填量を低減す
るうえで望ましい。

【００３９】また、第１及び第２の実施形態では、流量
調整手段１７として、冷房用第１温度センサ３７、第１
流量制御弁３９、冷房用第２温度センサ４１、第２流量
制御弁４３、そして、制御部４５などで構成されてい
る。しかし、図４に示す空気調和装置７３のように、流
量調整手段１７に代えて、冷媒管路２０の第１凝縮器７
と膨張弁９側の分岐部３５ｂとの間の部分に設けられた
第１キャピラリーチューブ７７、冷媒管路２０ａの吸収
式冷凍機１５と膨張弁９側の分岐部３５ｂとの間の部分
に設けられた第２キャピラリーチューブ７９などからな
る流量調整手段７５を備えた構成にすることもできる。

【００４０】ただし、第１及び第２の実施形態のよう
に、流量調整手段が、制御部、温度センサ、そして流量
調整弁などで構成されている方が、凝縮器や吸収式冷凍
機などからの出口側の冷媒温度に対する冷媒流量の制御
精度を向上できる。したがって、より精度高い冷媒温度
に対する冷媒流量の制御精度が必要な場合には、第１及
び第２の実施形態のような構成とすることが望ましい。

【００４１】また、第１の実施形態では、冷房時の冷媒
の通流方向に対して分岐部３５ａよりも上流側の１次冷
媒管路２０の部分に圧縮機３を、そして、第２の実施形
態でも、冷房時の冷媒の通流方向に対して分岐部３５ａ
よりも上流側の冷媒管路２０の部分に圧縮機３を設けて
いるが、圧縮機３の設置位置はこれらの実施形態の位置
に限らない。例えば、第１の実施形態のような構成にお
いて、１次冷媒管路２０の分岐部３５ａよりも下流側の
第１凝縮器７側の部分に冷媒の圧縮と通流を行うための
圧縮機３を、そして１次冷媒管路２０の分岐部３５ａよ
りも下流側の第２凝縮器２５側の部分に別の圧縮機また
はポンプなどの吸収式冷凍機１５に冷媒を通流させるた
めの送液手段を設けた構成にすることもできる。同様
に、第２の実施形態のような構成においても、冷媒管路
２０の分岐部３５ａよりも下流側の凝縮器７側の部分に
冷媒の圧縮と通流を行うための圧縮機３を、そして冷媒
管路２０ａに別の圧縮機またはポンプなどの吸収式冷凍
機１５に冷媒を通流させるための送液手段を設けた構成
にすることもできる。

【００４２】また、第１及び第２の実施形態では、ガス
エンジンまたはガスタービンの排熱を熱媒に回収してい
るが、エンジンの冷却水や排ガスなどを直接吸収式冷凍
機１５に導く構成にすることもできる。

【００４３】また、本発明は、第１及び第２実施形態の
ような空気調和装置に限らず、様々な用途及び構成の冷
凍空調装置に適用できる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、冷凍空調装置の省エネ
ルギー性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用してなる冷凍空調装置の第１の実
施形態の概略構成と動作を示すブロック図である。

【図２】本発明を適用してなる冷凍空調装置のモリエ線
図である。

【図３】本発明を適用してなる冷凍空調装置の第２の実
施形態の概略構成と動作を示すブロック図である。

【図４】本発明を適用してなる冷凍空調装置の変形例の
概略構成と動作を示すブロック図である。

【符号の説明】

１空気調和装置３圧縮機７第１凝縮器９膨張弁１１蒸発器１３冷媒サイクル１５吸収式冷凍機１７排熱利用凝縮部１９流量調整手段２５第２凝縮器３１再生器３３蒸発器３７第１温度センサ３９第１流量制御弁４１第２凝縮器４３第２流量制御弁４５制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器を
順次接続して形成した冷媒サイクルを備え、該冷媒サイ
クルに、加熱された熱媒を熱源とする再生器を備えた吸
収式冷凍機によって前記冷媒サイクルの冷媒を凝縮する
排熱利用凝縮部を前記凝縮器に対して並列に設け、前記
排熱利用凝縮部の冷媒出口側での冷媒の温度が前記凝縮
器の冷媒出口側での冷媒の温度よりも低い場合、前記排
熱利用凝縮部の冷媒出口側の冷媒流量を前記凝縮器の冷
媒出口側の冷媒流量よりも多くする流量調整手段を備え
た冷凍空調装置。
【請求項２】前記冷媒サイクルを循環する冷媒を１次
冷媒とし、前記排熱利用凝縮部は、前記凝縮器を第１の
凝縮器としたときに該第１の凝縮器に対して並列に前記
冷媒サイクルに接続された第２の凝縮器と、該第２の凝
縮器と前記吸収式冷凍機の蒸発部との間で２次冷媒を循
環させる循環流路と、該循環流路に設けられた送液手段
とを有し、前記第２の凝縮器は、前記１次冷媒と前記２
次冷媒との熱交換により前記１次冷媒を凝縮させてなる
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍空調装置。
【請求項３】前記排熱利用凝縮部は、前記冷媒サイク
ルの冷媒を前記吸収式冷凍機の蒸発部に導く流路を有す
ることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項４】前記流量調整手段は、前記凝縮器の冷媒
出口側及び前記排熱利用凝縮部の冷媒出口側に各々設け
られた温度検出手段及び流量制御弁と、前記各温度検出
手段で検出した冷媒温度に応じて前記各弁の開度を調整
する制御部とを含み、該制御部は、検出した冷媒温度が
低い方の前記温度検出手段側に設けられた方の流量制御
弁の開度を他方の流量制御弁の開度よりも大きくしてな
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記
載の冷凍空調装置。
【請求項５】前記流量調整手段は、前記凝縮器の冷媒
の出口側と前記排熱利用凝縮部の冷媒の出口側とに各々
設けられたキャピラリーチューブであることを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれか１項に記載の冷凍空調装
置。