JP2004190885A - 吸収圧縮冷凍装置及び冷凍システム - Google Patents
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Abstract
【課題】コンパクトで単純な構造を有する吸収圧縮冷凍装置及びそのような装置を備える冷凍システムを提供する。
【解決手段】第１の冷媒を用いる、蒸発器Ｅａ、吸収器Ａ、再生器Ｇ及び凝縮器Ｃａを備える吸収冷凍機１０１ａと、蒸発器Ｅａで冷却される冷熱源媒体４１ｗを、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器Ｅｂと、再生器Ｇで加熱される吸収液を、冷却器Ｅｂで蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器Ｃｂと、冷却器Ｅｂで蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し加熱器Ｃｂに吐出する圧縮機２０とを備える吸収圧縮冷凍装置。冷却器Ｅｂを備えるので、蒸発器Ｅａでの冷却に加えて冷熱源媒体を冷却することができる。加熱器Ｃｂを備えるので、吸収液の加熱の熱量を増やすことができる。
【選択図】 図１
【解決手段】第１の冷媒を用いる、蒸発器Ｅａ、吸収器Ａ、再生器Ｇ及び凝縮器Ｃａを備える吸収冷凍機１０１ａと、蒸発器Ｅａで冷却される冷熱源媒体４１ｗを、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器Ｅｂと、再生器Ｇで加熱される吸収液を、冷却器Ｅｂで蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器Ｃｂと、冷却器Ｅｂで蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し加熱器Ｃｂに吐出する圧縮機２０とを備える吸収圧縮冷凍装置。冷却器Ｅｂを備えるので、蒸発器Ｅａでの冷却に加えて冷熱源媒体を冷却することができる。加熱器Ｃｂを備えるので、吸収液の加熱の熱量を増やすことができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収圧縮冷凍装置に関し、特にコンパクトで効率よく熱量を補填することができる吸収圧縮冷凍装置及びそのような装置を備える冷凍システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、コージェネレーションシステムで発電に伴って出される排ガスや排温水によって運転する吸収冷凍機があった。ガスエンジンやガスタービンから出される排ガスは、その温度が２００〜３００℃と比較的高温であるため、この排ガスで１５０℃程度の蒸気を発生させたり、あるいは排ガスを直接投入するなどして、２重効用の吸収冷凍機を運転することが一般に知られている。また、ガスエンジン／ガソリンエンジン／ディーゼルエンジン等のジャケット温水や、太陽熱集熱器で得られる温水は、その温度が８０〜９０℃であり、単効用の吸収冷凍機や、ジェネリンク、二重効用吸収冷凍機などの熱源として利用する装置が一般に知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０４−２５１１６６号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平０８−５４１５６号公報
【０００５】
【特許文献３】
特開平１０−４７８０６号公報（段落０００６、図４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような従来の装置では、排熱の供給量は発電量に応じて変化するなどするため冷凍能力が不安定であり、排熱だけで吸収冷凍機を運転する場合、冷房負荷に応じた能力を取り出すことは困難であった。排熱量が冷房負荷に比べて少なく、所定の冷熱量が得られない場合は、吸収冷凍機の再生器をガスで追焚きするなどして熱量を補填することが考えられるが、この方法では吸収冷凍機が大型化し、また、単効用や多段吸収、吸着冷凍機の場合はＣＯＰが小さいため、ガスの燃焼熱を効率良く使うことができなかった。
【０００７】
そこで本発明は、コンパクトで効率よく熱量を補填することができる吸収圧縮冷凍装置及びそのような装置を備える冷凍システムの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による吸収圧縮冷凍装置１０１は、例えば図１に示されるように、第１の冷媒を用いる、蒸発器Ｅａ、吸収器Ａ、再生器Ｇ及び凝縮器Ｃａを備える吸収冷凍機１０１ａと；蒸発器Ｅａで冷却される冷熱源媒体４１ｗを、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器Ｅｂと；再生器Ｇで加熱される吸収液を、冷却器Ｅｂで蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器Ｃｂと；冷却器Ｅｂで蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し加熱器Ｃｂに吐出する圧縮機２０とを備える。
【０００９】
吸収冷凍機は、単効用吸収冷凍機であってもよいし、二重（多重）効用吸収冷凍機、二段（多段）吸収冷凍機のいずれであってもよい。冷熱源媒体の補助的な冷却は、蒸発器で冷却された冷熱源媒体をさらに冷却してもよいし（例えば図１参照）、蒸発器での冷却と並列して冷却してもよい（例えば図２参照）。
【００１０】
加熱器は典型的には外部熱源での加熱に加えて補助的に加熱する（温度、熱量を補助する）ものである。該加熱器は、再生器で吸収液の再生に用いる熱源媒体を再生器に入る前に加熱する加熱器であってもよいし（例えば図１参照）、熱源媒体と並列して加熱する加熱器であってもよい（例えば図２参照）。典型的には、外部熱源媒体の温度が十分に高くない場合に第２の冷媒の凝縮熱で昇温する。
【００１１】
このように構成すると、蒸発器Ｅａで冷却される冷熱源媒体４１ｗを、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器Ｅｂを備えるので、蒸発器Ｅａでの冷却に加えて冷熱源媒体を冷却することができる。また再生器Ｇで加熱される吸収液を、冷却器Ｅｂで蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器Ｃｂを備えるので、吸収液の加熱の熱量を増やすことができる。また冷却器Ｅｂで蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し加熱器Ｃｂに吐出する圧縮機２０を備えるので、冷却器Ｅｂでの冷却熱を加熱器Ｃｂで利用することができる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項２に係る発明による吸収圧縮冷凍装置１０３は、例えば図３に示されるように、第１の冷媒を蒸発して冷熱源媒体を冷却する蒸発器Ｅａと；蒸発した第１の冷媒を吸収液で吸収する吸収器Ａと；前記冷媒を吸収した吸収液を外部熱源媒体３１ｗにより加熱して第１の冷媒をとばして該吸収液を再生する再生器Ｇと；再生器Ｇからとばされた第１の冷媒を凝縮する凝縮器Ｃａとを有する吸収冷凍機１０１ａと；前記吸収液を前記外部熱源媒体による加熱に加えて前記第２の冷媒の凝縮により加熱する加熱器Ｃｂと；前記第２の冷媒を気相状態で吸入して圧縮し加熱器Ｃｂに吐出する圧縮機２０とを備える。加熱器Ｃｂは典型的には外部熱源での加熱に加えて補助的に加熱するものである。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項３に係る発明による吸収圧縮冷凍装置１０１は、例えば図１に示されるように、第１の冷媒を蒸発して冷熱源媒体４１ｗを冷却する蒸発器Ｅａと；蒸発した第１の冷媒を吸収液で吸収する吸収器Ａと；前記冷媒を吸収した吸収液を外部熱源媒体３１ｗにより加熱して第１の冷媒をとばして該吸収液を再生する再生器Ｇと；再生器Ｇでとばされた第１の冷媒を凝縮する凝縮器Ｃａとを有する吸収冷凍機１０１ａと；冷熱源媒体４１ｗを前記第１の冷媒の蒸発による冷却に加えて第２の冷媒の蒸発により補助的に冷却する冷却器Ｅｂと；前記吸収液を前記外部熱源媒体３１ｗによる加熱に加えて前記第２の冷媒の凝縮により加熱する加熱器Ｃｂと；冷却器Ｅｂで蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し加熱器Ｃｂに吐出する圧縮機２０とを備える。
【００１４】
冷却器Ｅｂは、冷熱源媒体４１ｗの流れについて蒸発器Ｅａよりも下流側に設置され蒸発器Ｅａで冷却された冷熱源媒体４１ｗをさらに冷却するように構成してもよいし（例えば図１参照）、蒸発器Ｅａによる冷却と並列に冷却するように構成してもよい（例えば図２参照）。
【００１５】
前記加熱器は典型的には外部熱源での加熱に加えて補助的に加熱するものである。前記加熱器は、外部熱源の流れについて前記再生器よりも上流側に設置され前記再生器に入る前の前記熱源媒体を加熱するように構成してもよいし（例えば図１参照）、外部熱源媒体と並列して加熱するように構成してもよい（例えば図２参照）。
【００１６】
また請求項４に記載のように、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の吸収圧縮冷凍装置では、吸収冷凍機１０４ａは、二重効用吸収冷凍機であるものとしてもよい（例えば図４参照）。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項５に係る発明による吸収圧縮冷凍装置１０４、１０５は、例えば図４、図５に示されるように、第１の冷媒を用いる、蒸発器Ｅａ、吸収器Ａ、高温再生器ＧＨ、低温再生器ＧＬ及び凝縮器Ｃａを備える多重効用吸収冷凍機１０４ａと；蒸発器Ｅａで冷却される冷熱源媒体４１ｗを、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器Ｅｂと；高温再生器ＧＨで加熱される吸収液を、冷却器Ｅｂで蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器Ｃｂと；冷却器Ｅｂで蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し加熱器Ｃｂに吐出する圧縮機２０とを備える。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項６に係る発明による吸収圧縮冷凍装置１０４、１０５は、例えば図４、図５に示されるように、第１の冷媒を蒸発して冷熱源媒体を冷却する蒸発器Ｅａと；前記蒸発した第１の冷媒を吸収液で吸収する吸収器Ａと；前記冷媒を吸収した吸収液を加熱して第１の冷媒をとばして該吸収液を再生する高温再生器ＧＨと；高温再生器ＧＨでとばされた第１の冷媒を凝縮して、前記冷媒を吸収した吸収液を加熱して第１の冷媒をとばして該吸収液を再生する低温再生器ＧＬと；低温再生器ＧＬでとばされた第１の冷媒を凝縮する凝縮器Ｃａと；蒸発器Ｅａで冷却される冷熱源媒体４１ｗを、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器Ｅｂと；冷却器Ｅｂで蒸発した第２の冷媒を吸入して圧縮する圧縮機２０とを備え；前記吸収液は、高温再生器ＧＨ又は低温再生器ＧＬで外部熱源媒体３１ｗにより加熱されるように構成され；高温再生器ＧＨで加熱される吸収液は、圧縮機２０で圧縮された第２の冷媒を凝縮させて加熱するように構成される。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項７に係る発明による吸収圧縮冷凍装置１０６、１０７は、例えば図６、図７に示されるように、第１の冷媒を用いる、蒸発器Ｅａ、低圧吸収器ＡＬ、低圧再生器ＧＬ、高圧吸収器ＡＨ、高圧再生器ＧＨ及び凝縮器Ｃａを備える多段吸収冷凍機１０６ａ、１０７ａと；蒸発器Ｅａで冷却される冷熱源媒体４１ｗを、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器Ｅｂと；低圧再生器ＧＬまたは高圧再生器ＧＨで加熱される吸収液を、冷却器Ｅｂで蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器Ｃｂと；冷却器Ｅｂで蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し加熱器Ｃｂに吐出する圧縮機２０とを備える。加熱器Ｃｂは典型的には外部熱源媒体による加熱に加えて補助的に加熱するものである。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項８に係る発明による冷凍システムは、例えば図１に示されるように、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の吸収圧縮冷凍装置１０１と；再生器Ｇで吸収液を加熱する外部熱源媒体３１ｗを供給する外部熱源装置３とを備える。ここで再生器は、典型的には、単効用吸収冷凍機の再生器Ｇ、二重効用吸収冷凍機の高温再生器ＧＨ、又は二段吸収冷凍機の高圧再生器ＧＨである。
【００２１】
外部熱源装置は、典型的には燃料電池等の比較的低温の排熱を外部熱源媒体で供給するものである。例えば、コージェネレーションシステムのエンジンなどの冷却排熱、工場化学プロセスの直接排熱や冷却排熱、ボイラーの排ガス、燃料電池の排熱など、比較的低温の排熱を供給する熱源である。吸収圧縮冷凍装置で得られた冷熱は、典型的には、冷房、除湿、空調に用いられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号あるいは類似符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２３】
図１のフロー図を参照して、本発明の第１の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置を説明する。本吸収圧縮冷凍装置１０１は、吸収冷凍機１０１ａと電気圧縮冷凍機１０１ｂを含んで構成される。吸収冷凍機１０１ａの作業媒体としては、吸収剤と冷媒の組合せが用いられる。本実施の形態では、各種吸収冷凍機で現在最も広く用いられている、臭化リチウムを吸収剤として使用し、本発明の第１の冷媒として水を使用する。しかしながらこれに限らず、例えば水を吸収剤として、アンモニアを第１の冷媒として使用してもよい。
【００２４】
本実施の形態で使用する吸収冷凍機１０１ａは、単効用の吸収冷凍機であり、冷媒としての水を蒸発させて、冷熱源媒体としての冷水４１ｗを冷却する蒸発器Ｅａを備える。蒸発器Ｅａは伝熱部を有するが、本実施の形態では、伝熱部として冷水伝熱管４１ａを採用している。蒸発器Ｅａでは、冷水伝熱管４１ａの内部を流れる冷水４１ｗを冷却する。
【００２５】
さらに吸収冷凍機１０１ａは、蒸発器Ｅａで蒸発した冷媒を吸収する吸収器Ａと、吸収器Ａから送られる吸収液（吸収剤と冷媒の混合物、以下適宜「溶液」とも呼ぶ）を加熱して冷媒ガスを発生させる再生器Ｇと、再生器Ｇで発生した冷媒ガスを凝縮して、凝縮した冷媒液を蒸発器Ｅａに送る凝縮器Ｃａとを備える。
【００２６】
吸収器Ａは伝熱部として冷却水伝熱管１５ａを有し、この内部を流れる冷却媒体としての冷却水１５ｗで、冷却水伝熱管１５ａの外部に散布される溶液を冷却する。
再生器Ｇは伝熱部として温水伝熱管３１ａを有し、この内部を流れる外部熱源媒体としての温水で、温水伝熱管３１ａの外部に溜まっている、または温水伝熱管３１ａ上に散布されている溶液を加熱する。
凝縮器Ｃａは伝熱部として冷却水伝熱管１６ａを有し、この内部を流れる冷却媒体としての冷却水１６ｗで、冷却水伝熱管１６ａの外部に存在する冷媒ガスから熱を奪い凝縮させる。
【００２７】
また、再生器Ｇと吸収器Ａは、再生器Ｇで再生された溶液を吸収器Ａに戻す濃溶液配管１３と、吸収器Ａで冷媒を吸収して希溶液となった溶液を再生器Ｇに送る希溶液配管１４で接続されている。濃溶液配管１３と希溶液配管１４には、溶液熱交換器１０が挿入配置されており、再生器Ｇから吸収器Ａに戻される濃溶液と吸収器Ａから再生器Ｇに送られる希溶液との間で熱交換を行うように構成されている。また再生器Ｇは吸収器Ａよりも高所に配置されており、また前者の作動圧力は後者のそれよりも高い。したがって、希溶液配管１４には溶液ポンプ１１が挿入配置されており、希溶液配管１４を通して吸収器Ａから再生器Ｇに溶液を送ることを可能としている。濃溶液配管１３を通して行われる再生器Ｇから吸収器Ａへの濃溶液の移送は重力及び作動圧力差により行われる。
【００２８】
吸収冷凍機１０１ａは、さらに凝縮器Ｃａで凝縮した冷媒液を蒸発器Ｅａに戻す冷媒配管１２を備える。
【００２９】
電気圧縮冷凍機１０１ｂは、第２の冷媒としての例えばフロンを蒸発させて、冷熱源媒体としての冷水４１ｗを冷却する冷却器としての蒸発器Ｅｂを備える。蒸発器Ｅｂは伝熱部を有するが、本実施の形態では、伝熱部として冷水伝熱管４１ｂを採用している。蒸発器Ｅｂでは、冷水伝熱管４１ｂの内部を流れる冷水４１ｗを冷却する。
【００３０】
さらに電気圧縮冷凍機１０１ｂは、蒸発器Ｅｂで蒸発した冷媒（ガス）を吸入して圧縮する圧縮機２０を備える。圧縮機２０としては、冷媒の体積流量が大きいときは遠心圧縮機が、小さいときは往復動圧縮機等の容積式圧縮機が用いられる。また圧縮機２０で圧縮された冷媒ガスが吐出され、これを凝縮する加熱器としての凝縮器Ｃｂを備える。蒸発器Ｅｂと凝縮器Ｃｂとは冷媒ガス配管２２で接続されており、圧縮機２０は配管２２の途中に挿入配置されている。
【００３１】
凝縮器Ｃｂで凝縮された冷媒（液）は、冷媒液配管２３を通して蒸発器Ｅｂに戻される。配管２３の途中には、膨張弁２１が挿入配置されている。冷媒液は膨張弁２１で絞られて減圧され膨張する。
【００３２】
本実施の形態では、蒸発器Ｅｂは蒸発器Ｅａと隣接して構成されている。両者は隔壁を介して一体に構成してもよい。冷水伝熱管４１ｂは冷水伝熱管４１ａと直列に連結されており、冷水４１ｗは冷水伝熱管４１ａから冷水伝熱管４１ｂに連続して流れるように構成されている。
【００３３】
吸収圧縮冷凍装置１０１の外部には、冷水負荷としての室内空調機４があり、室内空調機４と蒸発器Ｅｂ、蒸発器Ｅａとは、冷水配管４１で接続されている。冷水配管４１を流れる冷水４１ｗは、室内空調機４、蒸発器Ｅａの冷水伝熱管４１ａ、蒸発器Ｅｂの冷水伝熱管４１ｂの順番で流れ、室内空調機４に戻る。このようにして、冷水４１ｗは室内空調機４と吸収圧縮冷凍装置１０１との間を循環するように構成されている。
【００３４】
吸収圧縮冷凍装置１０１の外部には、外部熱源装置としての燃料電池３があり、燃料電池３と凝縮器Ｃｂ、凝縮器Ｃａとは、温水配管３１で接続されている。凝縮器Ｃｂの温水伝熱管３１ｂと再生器Ｇの温水伝熱管３１ａとは直列に連結されている。温水配管３１を流れる温水３１ｗは、燃料電池３、凝縮器Ｃｂの温水伝熱管３１ｂ、再生器Ｇの温水伝熱管３１ａの順番で流れ、燃料電池３に戻る。このようにして、温水３１ｗは燃料電池３と吸収圧縮冷凍装置１０１との間を循環するように構成されている。
【００３５】
引き続き図１を参照して、第１の実施の形態中の単効用の吸収冷凍機１０１ａのサイクルについて説明する。空調負荷４から１０℃程度に温度の上がった冷水４１ｗが吸収冷凍装置１０１に戻ってきて、先ず蒸発器Ｅａの冷水伝熱管４１ａに流入する。蒸発器Ｅａでは蒸発する冷媒により冷水伝熱管４１ａを流れる冷水４１ｗは熱を奪われる。蒸発した冷媒蒸気は吸収器Ａに流入し、冷却水伝熱管１５ａを流れる冷却水１５ｗで冷却されている溶液に吸収される。冷媒を吸収して吸収剤の濃度が低下した希溶液は、溶液ポンプ１１によって溶液熱交換器１０に送られ、そこで再生器Ｇから戻る高温の濃溶液と熱交換し、昇温して再生器Ｇに入る。
【００３６】
燃料電池３からは７０℃程度の排温水が吸収圧縮冷凍装置１０１に供給される。この温水３１ｗは、温水伝熱管３１ｂを介して、再生器Ｇの温水伝熱管３１ａに流入する。温水伝熱管３１ａを流れる温水３１ｗによって、溶液熱交換器１０を経由して来た溶液が加熱され、冷媒蒸気を放出して濃縮される。この濃溶液は溶液熱交換器１０にて熱回収され温度が低下して吸収器Ａに戻る。一方、発生した冷媒蒸気は、凝縮器Ｃａで冷却水伝熱管１６ａを流れる冷却水１６ｗに冷却され凝縮する。冷却水１６ｗは冷却水配管１６を通して供給される。凝縮した冷媒液は冷媒配管１２を経由して蒸発器Ｅａに戻り、サイクルを一巡する。冷媒配管１２中には絞りがあり、ここで減圧される。
【００３７】
引き続き図１を参照して、電気圧縮冷凍機１０１ｂのサイクルについて説明する。前述のようにして、蒸発器Ｅａである程度冷却された冷水４１ｗは蒸発器Ｅｂの冷水伝熱管４１ｂに流入する。蒸発器Ｅｂでは、第２の冷媒であるフロンの蒸発により、冷水伝熱管４１ｂを流れる冷水４１ｗは熱を奪われ５℃程度まで冷却される。このようにして十分に冷却された冷水４１ｗは空調負荷４に供給される。蒸発した冷媒蒸気は、圧縮機２０に吸入・圧縮され、高温高圧の状態で凝縮器Ｃｂに入る。凝縮器Ｃｂで冷媒蒸気は温水伝熱管３１ｂを流れる温水３１ｗに熱を与え凝縮する。このとき発生する凝縮熱により、７０℃程度の温水３１ｗは８０〜９０℃程度まで加熱された上で、前述のように発生器Ｇに供給される。
一方、凝縮した冷媒液は膨張弁２１を通過して蒸発器Ｅｂに戻り、サイクルを一巡する。
【００３８】
引き続き図１を参照して、本発明の実施の形態である冷凍システムについて説明する。燃料電池などの排温水源３からの排熱量が充分多い場合、もしくは冷熱負荷が小さく、吸収冷凍機１０１ａだけで負荷冷熱量が賄える場合で、かつ、温水３１ｗの温度が高いか、冷却水温度が低くて、吸収冷凍機１０１ａだけで十分温度の低い冷水４１ｗをつくれる場合は、電気圧縮冷凍機１０１ｂの圧縮機２０は運転せず、排温水源３からの温水３１ｗは凝縮器Ｃｂで熱交換することなくここを通過し、吸収冷凍機１０１ａの再生器Ｇで溶液を加熱し、自身は冷却されて排温水源３に戻る。再生器Ｇが温水伝熱管３１ａを流れる温水３１ｗで加熱されることによって、蒸発器Ｅａでは室内空調機４から送られてきた冷水４１ｗが冷水伝熱管４１ａで冷却される。冷水４１ｗは蒸発器Ｅｂで熱交換することなくここを通過し、再び室内空調機４に戻り、室内の冷房に使用される。
【００３９】
排温水源３からの排熱量が少ない場合、もしくは冷熱負荷が大きく、排温水源３の排熱だけでは冷熱負荷を賄いきれない場合や、温水３１ｗの温度が低いか、冷却水温度が高いために、吸収冷凍機１０１ａだけでは十分温度の低い冷水４１ｗをつくることができない場合は、電気圧縮冷凍機１０１ｂの圧縮機２０を運転し、排温水源３からの温水３１ｗは凝縮器Ｃｂで電気圧縮冷凍機２の凝縮熱によって加熱された後、吸収冷凍機１０１ａの再生器Ｇで溶液を加熱し、自身は冷却されて排温水源３に戻る。吸収冷凍機１０１ａでは、再生器Ｇの加熱量が増加するため、蒸発器Ｅａで発生する冷熱量が増加する。また、電気圧縮冷凍機１０１ｂの圧縮機２０を運転することによって、蒸発器Ｅｂにおいても冷水４１ｗを冷却する効果が得られるため、蒸発器Ｅａで冷却された冷水４１ｗは、続いて蒸発器Ｅｂでさらに冷却されて室内空調機４に戻り、室内の冷房に使用される。
【００４０】
例えば、固体高分子型燃料電池等の一般家庭向け燃料電池の発電能力は１ｋＷ程度であり、発電効率は３４％、排熱回収効率は４７％程度であるから、排熱量は１．４ｋＷ程度である。この排熱でＣＯＰ０．８の単効用吸収冷凍機を運転した場合、得られる冷熱量は１．４×０．８＝１．１２ｋＷとなるが、６〜８畳の部屋の冷房を行うには最低でも２．２ｋＷ程度の冷熱量が必要であるため、燃料電池の排熱からつくられる冷熱量だけでは不足する。
【００４１】
本実施の形態では、電気圧縮冷凍機のＣＯＰが１．６程度であり、圧縮機に０．２９ｋＷの電力を加えると蒸発器Ｅｂで０．２９×１．６＝０．４６ｋＷの冷熱がつくられる。同時に凝縮器Ｃｂでは０．４６＋０．２９＝０．７５ｋＷの凝縮熱が発生し、これを燃料電池からの排熱１．４ｋＷと合わせて吸収冷凍機１に投入することによって、蒸発器Ｅａでは（１．４＋０．７５）×０．８＝１．７２ｋＷの冷熱がつくられるため、上述の蒸発器Ｅｂでつくられる冷熱と合わせて約２．２ｋＷの冷熱が得られることになる。
【００４２】
一方、固体高分子型燃料電池からの排熱は低温であり、一般に５０〜７０℃程度である。通常の単効用吸収冷凍機に５０〜７０℃程度の温水３１ｗを投入して得られる冷水温度は１０〜２０℃程度であり、冷房を行うには冷水温度が高い。そこで本実施の形態のように、吸収冷凍機１の蒸発器Ｅａで冷却された冷水４１ｗを、電気圧縮冷凍機２の蒸発器Ｅｂにて更に冷却することによって、冷房に利用可能な１０℃以下、例えば７℃の冷水４１ｗをつくることができる。
【００４３】
図２のフロー図を参照して、本発明の第２の実施の形態である冷凍システムについて説明する。吸収圧縮冷凍装置１０２は、吸収冷凍機１０２ａと電気圧縮冷凍機１０２ｂを含んで構成される。機器の構成は第１の実施の形態とほぼ同じであるが、以下の２点が異なっている。即ち、電気圧縮冷凍機１０２ｂの凝縮器Ｃｂが、ひいては温水伝熱管３１ｂが、吸収冷凍機１０２ａの再生器Ｇ内に設置されている。これにより再生器Ｇは凝縮器Ｃｂから発生する熱で直接加熱される。ここでの加熱は、伝熱管３１ａでの加熱と並列的に行われる。
【００４４】
また、蒸発器Ｅａの冷水伝熱管４１ａと蒸発器Ｅｂの冷水伝熱管４１ｂとは並列に接続されている。室内空調機４から送られてきた冷水４１ｗは、蒸発器Ｅａの冷水伝熱管４１ａと蒸発器Ｅｂの冷水伝熱管４１ｂに分流して各々で冷却された後、再び合流して室内空調機４に戻る。
【００４５】
第２の実施の形態は、特に排温水源３からの排熱量が少ない場合、もしくは冷熱負荷が大きく、排温水源３の排熱だけでは冷熱負荷を賄いきれない場合に対応するのに適している。そのような場合に、電気圧縮冷凍機１０２ｂの圧縮機２０を運転し、排温水源３からの温水３１ｗの不足分を補う。また、電気圧縮冷凍機１０２ｂの圧縮機２０を運転することによって、蒸発器Ｅｂにおいても冷水４１ｗを冷却する効果が得られるため、蒸発器Ｅａでの冷却に加えて蒸発器Ｅｂでの冷却をすることができる。このようにして、吸収冷凍機１０２ａだけでは賄いきれない冷熱負荷を処理することができる。
【００４６】
図３のフロー図を参照して、本発明の第３の実施の形態である冷凍システムについて説明する。吸収圧縮冷凍装置１０３は、吸収冷凍機１０３ａと電気圧縮冷凍機１０３ｂを含んで構成される。機器の構成は第１の実施の形態とほぼ同じであるが、以下の２点が異なっている。即ち、凝縮器Ｃｂと蒸発器Ｅｂの取り付け位置が異なる。
【００４７】
具体的には、吸収冷凍機１０３ａで溶液熱交換器１０を経て再生器Ｇに入る希溶液を加熱するための熱交換器５１を設け、これに電気圧縮冷凍機１０３ｂの凝縮器Ｃｂが組み込まれている。すなわち伝熱管３１ｂの内側を第２の冷媒としてのフロンが流れ、伝熱管３１ｂの外側を流れる溶液と熱交換する。内側と外側の関係は逆であってもよい。このときは、伝熱管３１ｂの内側を溶液が流れ、伝熱管３１ｂの外側を第２の冷媒としてのフロンが流れる。
【００４８】
また電気圧縮冷凍機１０３ｂの蒸発器Ｅｂが、蒸発器Ｅａを流れる冷水とは切り離して空調空間である室内に設置されている。
【００４９】
このような構成において、フロンの凝縮によって凝縮器Ｃｂで発生する熱は、再生器Ｇに入る溶液の予熱に利用される。また蒸発器Ｅｂが室内に設置されているので、フロンの蒸発によって得られる蒸発器Ｅｂの冷熱は、冷水４１ｗを介さず直接室内の空気の冷却に用いられる。
【００５０】
図４のフロー図を参照して、本発明の第４の実施の形態である冷凍システムについて説明する。吸収圧縮冷凍装置１０４は、吸収冷凍機１０４ａと電気圧縮冷凍機１０４ｂを含んで構成される。第１の実施の形態と異なる点は、吸収冷凍機が第１の実施の形態では単効用の吸収冷凍機であったものが、第４の実施の形態では、これが２重効用の吸収冷凍機に置き換えられたことである。電気圧縮冷凍機１０４ｂは実質的に電気圧縮冷凍機１０１ｂと同じである。
【００５１】
二重効用の吸収冷凍機１０４ａは、蒸発器Ｅａ、吸収器Ａ、低温再生器ＧＬ、高温再生器ＧＨ、凝縮器Ｃａ、低温溶液熱交換器１０Ｌ、高温溶液熱交換器１０Ｈ、溶液ポンプ１１、冷媒配管１２、濃溶液配管１３、希溶液配管１４、冷却水伝熱管１５ａ、１６ａ、低温再生器伝熱管１７、熱媒伝熱管３１ａ、冷水伝熱管４１ａを含んで構成されている。
【００５２】
蒸発器Ｅａは、伝熱部として冷水伝熱管４１ａを有しており、冷水伝熱管４１ａ中を冷熱源媒体としての冷水４１ｗが流れ、冷水伝熱管４１ａの外側で第１の冷媒としての水が蒸発するように構成されている。蒸発器Ｅａでは、蒸発する冷媒により冷水４１ｗを冷却する。この点は、第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
さらに吸収器Ａは蒸発器Ｅａと同一の缶胴、または同一の空間内に設けられており、冷却水伝熱管１５ａを内蔵している。冷却水伝熱管１５ａ中を冷却媒体としての冷却水が流れ、冷却水伝熱管１５ａの外側に散布される濃溶液を冷却し、この濃溶液で蒸発器Ｅａから流入する冷媒ガスを吸収する。濃溶液は冷媒ガスを吸収して希溶液になる。
【００５４】
吸収器Ａと高温再生器ＧＨは、希溶液を吸収器Ａから高温再生器ＧＨに送るための希溶液配管１４で接続されている。希溶液配管１４には、溶液の流れ方向に沿って、溶液ポンプ１１、低温溶液熱交換器１０Ｌ、高温溶液熱交換器１０Ｈがこの順番に挿入配置されている。
【００５５】
また高温再生器ＧＨと吸収器Ａとは、濃溶液を高温再生器ＧＨから吸収器Ａに送るための濃溶液配管１３で接続されている。濃溶液配管１３には、溶液の流れ方向に沿って、高温溶液熱交換器１０Ｈ、低温溶液熱交換器１０Ｌがこの順番に挿入配置されている。
【００５６】
希溶液配管１４からは、低温再生器ＧＬへの配管１４ａが分岐しており、濃溶液配管１３には、同じく低温再生器ＧＬからの濃溶液配管１３ａが合流している。前記分岐と合流は、高温溶液熱交換器１０Ｈと低温溶液熱交換器１０Ｌとの間でされている。
【００５７】
高温再生器ＧＨは温水伝熱管３１ａを有し、温水伝熱管３１ａの外側には希溶液配管１４を通して送られてくる希溶液が散布されるように、又は溜まるように構成されている。
低温再生器ＧＬは蒸気伝熱管１７を有し、蒸気伝熱管１７の外側には分岐した希溶液配管１４ａを通して送られてくる希溶液が散布されるように、又は溜まるように構成されている。また蒸気伝熱管１７には、高温再生器ＧＨで蒸発した蒸気が流入するように構成されている。
【００５８】
凝縮器Ｃａは、低温再生器ＧＬと同一の缶胴、または同一の空間内に設けられており、冷却水伝熱管１６ａを内蔵している。冷却水伝熱管１６ａ中を冷却媒体としての冷却水１６ｗが流れ、冷却水伝熱管１６ａの外側で、低圧再生器ＧＬからの冷媒ガスが熱を奪われて凝縮するように構成されている。
【００５９】
凝縮器Ｃａと蒸発器Ｅａとは、凝縮した冷媒を送る冷媒配管１２で接続されている。
【００６０】
さらに図４のフロー図を参照して、二重効用の吸収冷凍機１０４ａの作用を説明する。蒸発器Ｅａで冷水伝熱管４１ａを流れる冷水４１ｗから熱を奪い蒸発した冷媒蒸気は、吸収器Ａにて冷却水伝熱管１５ａを流れる冷却水１５ｗで冷却されている溶液に吸収される。冷媒を吸収して吸収剤の濃度が低下した希溶液は、溶液ポンプ１１によって低温溶液熱交換器１０Ｌに送られ、そこで低温再生器ＧＬおよび高温溶液熱交換器１０Ｈから戻る高温の濃溶液と熱交換し、昇温して一部は高温溶液熱交換器１０Ｈに、残りは低温再生器ＧＬに入る。
【００６１】
高温溶液熱交換器１０Ｈに送られた希溶液は、そこで高温再生器ＧＨから戻る高温の濃溶液と熱交換し、昇温して高温再生器ＧＨに入る。高温再生器ＧＨでは伝熱管３１ａを流れる熱媒（ここでは温水）によって溶液が加熱され、冷媒蒸気を放出して濃縮される。この濃溶液は高温溶液熱交換器１０Ｈ、続いて低温溶液熱交換器１０Ｌにて熱回収され温度が低下して吸収器Ａに戻る。
【００６２】
一方、高温再生器ＧＨで発生した冷媒蒸気は、伝熱管１７に導かれて凝縮する。低温再生器ＧＬでは伝熱管１７内の冷媒蒸気の凝縮熱によって溶液が加熱され、冷媒蒸気を放出して濃縮される。この濃溶液は低温溶液熱交換器１０Ｌにて熱回収され温度が低下して吸収器Ａに戻る。低温再生器ＧＬで発生した冷媒蒸気は、凝縮器Ｃａで冷却水伝熱管１６ａを流れる冷却水１６に冷却され凝縮する。伝熱管１７および凝縮器Ｃａで凝縮した冷媒液は蒸発器Ｅａに戻り、サイクルを一巡する。
【００６３】
電気圧縮冷凍機１０４ｂのサイクルは第１の実施の形態と同様であるので重複した説明は省略する。
【００６４】
図５のフロー図を参照して、本発明の第５の実施の形態である冷凍システムについて説明する。吸収圧縮冷凍装置１０５は、吸収冷凍機１０５ａと電気圧縮冷凍機１０５ｂを含んで構成される。本実施の形態の構成は、第１の実施の形態と第２の実施の形態と第４の実施の形態とを組み合わせた形となっている。
即ち、蒸発器Ｅａの伝熱管４１ａと蒸発器Ｅｂの伝熱管４１ｂとは第１の実施の形態と同様に直列に連結されている。
電気圧縮冷凍機１０５ｂの基本構成は、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第４の実施の形態と同様であるが、凝縮器Ｃｂは、ひいては温水伝熱管３１ｂが、第２の実施の形態と同様に吸収冷凍機１０５ａの高温再生器ＧＨ内に設置されている。これにより高温再生器ＧＨは凝縮器Ｃｂから発生する熱で直接加熱される。この加熱は伝熱管３１ａによる加熱と並列的に行われる。
【００６５】
但し、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第４の実施の形態と相違して、温水伝熱管３１ａが低温再生器ＧＬ内に組み込まれ、排熱源としての燃料電池３からの熱媒としての温水３１ｗは温水配管３１を通して、低温再生器ＧＬに直接導入され、温度が下がった温水３１ｗは燃料電池３に直接戻されるように構成されている。低温再生器ＧＬ中の溶液は、伝熱管１７と伝熱管３１ａとにより、並列的に加熱される。この構成は、排熱源３の温度が低い場合に適している。
【００６６】
図６のフロー図を参照して、本発明の第６の実施の形態である冷凍システムについて説明する。吸収圧縮冷凍装置１０６は、吸収冷凍機１０６ａと電気圧縮冷凍機１０６ｂを含んで構成される。本実施の形態では、電気圧縮冷凍機１０６ｂは第１の実施の形態の電気圧縮冷凍機１０１ｂと基本的な構成は変わらない。また排熱源３、室内空調機４も、基本的に第１の実施の形態と同様である。但し、吸収冷凍機１０６ａが二段吸収冷凍機である点が相違する。
【００６７】
吸収冷凍機１０６ａは、蒸発器Ｅａ、低圧吸収器ＡＬ、高圧吸収器ＡＨ、低圧再生器ＧＬ、高圧再生器ＧＨ、凝縮器Ｃａ、低圧溶液熱交換器１０Ｌ、高圧溶液熱交換器１０Ｈ、低圧溶液ポンプ１１Ｌ、高圧溶液ポンプ１１Ｈ、冷媒配管１２、低圧濃溶液配管１３Ｌ、高圧濃溶液配管１３Ｈ、低圧希溶液配管１４Ｌ、高圧希溶液配管１４Ｈ、冷却水伝熱管１５Ｌ、１５Ｈ、１６ａ、熱媒伝熱管３１Ｌ、３１Ｈ、冷水伝熱管４１ａを含んで構成されている。
【００６８】
二段吸収冷凍機１０６ａの構成を説明する。蒸発器Ｅａと低圧吸収器ＡＬは冷媒ガスが流れるように連通している。低圧吸収器ＡＬは、低圧再生器ＧＬと低圧希溶液配管１４Ｌで接続されている。低圧希溶液配管１４Ｌには、低圧吸収器ＡＬ側から、低圧溶液ポンプ１１Ｌ、低圧溶液熱交換器１０Ｌが、この順番で挿入配置されている。
【００６９】
また、低圧再生器ＧＬと低圧吸収器ＡＬは、低圧濃溶液配管１３Ｌで接続されており、低圧濃溶液配管１３Ｌには、低圧溶液熱交換器１０Ｌが挿入配置されている。
【００７０】
また、低圧再生器ＧＬと高圧吸収器ＡＨは冷媒ガスが流れるように連通している。高圧吸収器ＡＨは、高圧再生器ＧＨと高圧希溶液配管１４Ｈで接続されている。高圧希溶液配管１４Ｈには、高圧吸収器ＡＨ側から、高圧溶液ポンプＨ、高圧溶液熱交換器１０Ｈが、この順番で挿入配置されている。
【００７１】
また、高圧再生器ＧＨと高圧吸収器ＡＨは、高圧濃溶液配管１３Ｈで接続されており、高圧濃溶液配管１３Ｈには、高圧溶液熱交換器１０Ｈが挿入配置されている。
【００７２】
また、高圧再生器ＧＨと凝縮器Ｃａは冷媒ガスが流れるように連通している。凝縮器Ｃａは、蒸発器Ｅａと冷媒配管１２で接続されている。
【００７３】
蒸発器Ｅａは伝熱管４１ａ、低圧吸収器ＡＬは伝熱管１５Ｌ、高圧吸収器ＡＨは伝熱管１５Ｈ、低圧再生器ＧＬは伝熱管３１Ｌ、高圧再生器ＧＨは伝熱管３１Ｈ、凝縮器Ｃａは伝熱管１６ａを有する。
【００７４】
燃料電池３からの温水配管は、伝熱管３１ａを出たところで、伝熱管３１Ｌと伝熱管３１Ｈとに分岐している。また伝熱管３１Ｌと伝熱管３１Ｈを出てから、合流して燃料電池３に戻っている。すなわち、温水は伝熱管３１ｂで加熱された後、低圧再生器ＧＬと高圧再生器ＧＨとで、並列的に溶液の加熱に用いられるように構成されている。
【００７５】
引き続き図６のフロー図を参照して、第６の実施の形態の作用を説明する。蒸発器Ｅａで冷水伝熱管４１ａを流れる冷水から熱を奪い蒸発した冷媒蒸気は、低圧吸収器ＡＬにて冷却水伝熱管１５Ｌを流れる冷却水１５で冷却されている溶液に吸収される。
【００７６】
冷媒を吸収して吸収剤の濃度が低下した希溶液は、低圧溶液ポンプ１１Ｌによって低圧溶液熱交換器１０Ｌに送られ、そこで低圧再生器ＧＬから戻る高温の濃溶液と熱交換し、昇温して低圧再生器ＧＬに入る。低圧再生器ＧＬでは熱媒伝熱管３１Ｌを流れる熱媒（ここでは温水）によって溶液が加熱され、冷媒蒸気を放出して濃縮される。この濃溶液は低圧溶液熱交換器１０Ｌにて熱回収され温度が低下して低圧吸収器ＡＬに戻る。
【００７７】
一方、低圧再生器ＧＬで発生した冷媒蒸気は、高圧吸収器ＡＨにて冷却水伝熱管１５Ｈで冷却されている溶液に吸収される。冷媒を吸収して吸収剤の濃度が低下した希溶液は、高圧溶液ポンプ１１Ｈによって高圧溶液熱交換器１０Ｈに送られ、そこで高圧再生器ＧＨから戻る高温の濃溶液と熱交換し、昇温して高圧再生器ＧＨに入る。
【００７８】
高圧再生器ＧＨでは、熱媒伝熱管３１Ｈを流れる熱媒によって溶液が加熱され、冷媒蒸気を放出して濃縮される。この濃溶液は高圧溶液熱交換器１０Ｈにて熱回収され温度が低下して高圧吸収器ＡＨに戻る。高圧再生器ＧＨで発生した冷媒蒸気は、凝縮器Ｃａで冷却水伝熱管１６ａを流れる冷却水１６に冷却され、凝縮して蒸発器Ｅａに戻り、サイクルを一巡する。
【００７９】
電気圧縮冷凍機１０６ｂのサイクルは第１の実施の形態と同様であるので、重複した説明は省略する。
【００８０】
第６の実施の形態をさらに説明する。燃料電池などの排熱源３からの排熱量が充分多い場合、もしくは冷熱負荷が小さく、吸収冷凍機１０６ａだけで冷熱負荷が賄える場合は、電気圧縮冷凍機１０６ｂの圧縮器２０は運転せず、排熱源３からの熱媒は凝縮器Ｃｂを熱交換すること無く通過し、吸収冷凍機１０６ａの高圧再生器ＧＨおよび低圧再生器ＧＬで溶液を加熱し、自身は冷却されて排熱源３に戻る。
【００８１】
高圧再生器ＧＨおよび低圧再生器ＧＬで、熱媒伝熱管３１Ｈ、３１Ｌを流れる熱媒により溶液が加熱されることによって、蒸発器Ｅａでは室内空調機４から送られてきた冷水が冷水伝熱管４１ａで冷却される。冷水は蒸発器Ｅｂを熱交換すること無く通過し、再び室内空調機４に戻り、室内の冷房に使用される。
【００８２】
排熱源３からの排熱量が少ない場合、もしくは冷熱負荷が大きく、排熱源３の排熱だけでは冷熱負荷を賄いきれない場合は、電気圧縮冷凍機１０６ｂの圧縮器２０を運転し、排熱源３からの熱媒は凝縮器Ｃｂで電気圧縮冷凍機２の凝縮熱によって加熱された後、吸収冷凍機１０６ａの高圧再生器ＧＨおよび低圧再生器ＧＬで溶液を加熱し、自身は冷却されて排熱源３に戻る。
【００８３】
吸収冷凍機１０６ａでは、高圧再生器ＧＨおよび低圧再生器ＧＬの加熱量が増加するため、蒸発器Ｅａで発生する冷熱量が増加する。また、電気圧縮冷凍機１０６ｂの圧縮機２０を運転することによって、蒸発器Ｅｂにおいても冷水を冷却する効果が得られるため、蒸発器Ｅａで冷却された冷水は、続いて蒸発器Ｅｂでさらに冷却されて室内空調機４に戻り、室内の冷房に使用される。
【００８４】
図７のフロー図を参照して、本発明の第７の実施の形態である冷凍システムについて説明する。本実施の形態は、吸収圧縮冷凍装置１０７は、吸収冷凍機１０７ａと電気圧縮冷凍機１０７ｂを含んで構成される。本実施の形態では、電気圧縮冷凍機１０７ｂは第６の実施の形態の電気圧縮冷凍機１０６ｂと基本的な構成は変わらない。
【００８５】
この点も含めて、本実施の形態は第６の実施の形態とほぼ同じであるが、以下の２点が異なっている。すなわち、吸収冷凍機１０７ａの高圧再生器ＧＨ、低圧再生器ＧＬに入る溶液を加熱するための熱交換器５１Ｈ、５１Ｌを設け、それぞれに電気圧縮冷凍機１０７ｂの凝縮器Ｅｂを接続した。電気圧縮冷凍機１０７ｂの凝縮熱は各々の再生器ＧＨ、ＧＬに入る溶液の予熱に利用される。
【００８６】
また、蒸発器Ｅａの冷水伝熱管４１ａと蒸発器Ｅｂの冷水伝熱管４１ｂを並列に接続した。室内空調機４から冷水配管４１を通して送られてきた冷水４１ｗは、蒸発器Ｅａの冷水伝熱管４１ａと蒸発器Ｅｂの冷水伝熱管４１ａに分流して各々で冷却された後、再び合流して室内空調機４に戻る。
【００８７】
本発明の実施の形態は、以上説明したように、又以上の説明に限らず、以下のように構成してもよい。
（１）吸収冷凍機１０１ａ他は、単効用であっても、二重（多重）効用であっても、１−２重効用、二段（多段）吸収など、いずれであってもよい。熱源媒体の温度、所望の冷熱源温度等に応じて選択すればよい。ここで１−２重効用吸収冷凍機とは、吸収冷温水機（二重効用吸収冷凍機）に排温水のような比較的低温の熱源を加熱源とする低温熱源用再生器、凝縮器を付加装備したものである。低温熱源用再生器で排温水の熱を回収して一重効用で運転する。
（２）吸収器、凝縮器の冷却媒体は、冷却水として説明したが、これに限らず空気等の気体であってもよい。その場合は、熱交換器の構造を空冷に適した構造とする。即ち、空気側の伝熱面積を大きくするようにフィンを設ける等の工夫をする。
（３）吸収冷凍機１０１ａ等、電気圧縮冷凍機１０１ｂ等、共に作動媒体は、冷凍容量等の条件により適宜選択することができる。
（４）電気圧縮冷凍機１０１ｂ等の圧縮機２０の電動機を直流駆動として、燃料電池３で発電された直流電力を用いるようにしてもよい。そのようにすると、交流に変換する際の損失が無いため効率が良い。吸収冷凍機１０１ａ他の溶液ポンプや、温水／冷却水／冷水循環ポンプ、室内機／冷却塔ファンなどの補機類についても同様である。
（５）外部熱源は燃料電池に限らず、例えばガスタービンやガスエンジンなどであってもよい。熱源媒体の形態も、温水に限らず、水蒸気、排ガスなどであってもよい。本発明の実施の形態によれば、いわゆる比較的低温の排熱を活用することができる。
（６）冷熱負荷は冷房の室内機に限らず、例えば冷蔵・冷蔵庫やショーケースなどであってもよい。
（７）冷熱源媒体は冷水に限らず、例えばブラインやフロンなどの冷媒でもあってもよい。
（８）構成の各機器は１台に限らず複数であってもよい。
【００８８】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、吸収冷凍機と電気圧縮冷凍機の蒸発器を接続し、かつ、吸収冷凍機の再生器と電気圧縮冷凍機の凝縮器を接続することにより、排熱を吸収冷凍機に投入して得られる冷熱量が不足する時は、電気圧縮冷凍機に電力を供給することで、双方の蒸発器から冷熱を供給しながら、電気圧縮冷凍機の凝縮熱を吸収冷凍機の再生器に投入して追焚きを行うことができるため、効率良く冷熱量を補填することが可能である。
【００８９】
また、排熱の温度が低いために吸収冷凍機で十分低い温度の冷熱がつくれない場合に、電気圧縮冷凍機で冷熱温度の補償を行うことができる。
【００９０】
比較的温度の低い、常温〜７０℃の温水は、給湯／暖房目的に利用されたり、あるいは未利用のまま捨てられてきた。また吸着冷凍機や多段吸収冷凍機を用いて冷熱を作ることも一部で行われてきた。例えば、低圧サイクルと高圧サイクルとで吸収冷凍サイクルを行って運転される二段吸収冷凍機があったが、これらだけでは、総じて効率が良くないため、十分な量の冷熱が得られなかった。本発明の実施の形態によれば、効率よく熱量を補填することができる。
【００９１】
電気圧縮冷凍機はその構成機器の数が吸収冷凍機に比べて少ないために、冷凍能力あたりの容積が小さくできるので、本発明の実施の形態によれば、同一能力の吸収冷凍機に比べて、機器全体の容量を小さくすることができる。
【００９２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、蒸発器で冷却される冷熱源媒体を、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器を備えるので、蒸発器での冷却に加えて冷熱源媒体を冷却することができる。また再生器で加熱される吸収液を、冷却器で蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器を備えるので、吸収液の加熱の熱量を増やすことができる。また冷却器で蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し加熱器に吐出する圧縮機を備えるので、冷却器での冷却熱を加熱器で利用することができる吸収圧縮冷凍装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置と同吸収圧縮冷凍装置を備える冷凍システムのフロー図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置と同吸収圧縮冷凍装置を備える冷凍システムのフロー図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置と同吸収圧縮冷凍装置を備える冷凍システムのフロー図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置と同吸収圧縮冷凍装置を備える冷凍システムのフロー図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置と同吸収圧縮冷凍装置を備える冷凍システムのフロー図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置と同吸収圧縮冷凍装置を備える冷凍システムのフロー図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置と同吸収圧縮冷凍装置を備える冷凍システムのフロー図である。
【符号の説明】
３ 燃料電池
４ 空調負荷
１０ 溶液熱交換器
１１ 溶液ポンプ
１２ 冷媒配管
１３ 濃溶液配管
１４ 希溶液配管
１５、１６ 冷却水配管
１５ａ、１６ａ 冷却水伝熱管
１５ｗ、１６ｗ 冷却水
２０ 圧縮機
３１ 温水配管
３１ａ、３１ｂ 温水伝熱管
４１ 冷水配管
４１ｗ 冷水
１０１〜１０７ 吸収圧縮冷凍装置
１０１ａ〜１０７ａ 吸収冷凍機
１０１ｂ〜１０７ｂ 電気圧縮冷凍機
Ｅａ 蒸発器
Ａ 吸収器
Ｇ 再生器
Ｃａ 凝縮器
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収圧縮冷凍装置に関し、特にコンパクトで効率よく熱量を補填することができる吸収圧縮冷凍装置及びそのような装置を備える冷凍システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、コージェネレーションシステムで発電に伴って出される排ガスや排温水によって運転する吸収冷凍機があった。ガスエンジンやガスタービンから出される排ガスは、その温度が２００〜３００℃と比較的高温であるため、この排ガスで１５０℃程度の蒸気を発生させたり、あるいは排ガスを直接投入するなどして、２重効用の吸収冷凍機を運転することが一般に知られている。また、ガスエンジン／ガソリンエンジン／ディーゼルエンジン等のジャケット温水や、太陽熱集熱器で得られる温水は、その温度が８０〜９０℃であり、単効用の吸収冷凍機や、ジェネリンク、二重効用吸収冷凍機などの熱源として利用する装置が一般に知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０４−２５１１６６号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平０８−５４１５６号公報
【０００５】
【特許文献３】
特開平１０−４７８０６号公報（段落０００６、図４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような従来の装置では、排熱の供給量は発電量に応じて変化するなどするため冷凍能力が不安定であり、排熱だけで吸収冷凍機を運転する場合、冷房負荷に応じた能力を取り出すことは困難であった。排熱量が冷房負荷に比べて少なく、所定の冷熱量が得られない場合は、吸収冷凍機の再生器をガスで追焚きするなどして熱量を補填することが考えられるが、この方法では吸収冷凍機が大型化し、また、単効用や多段吸収、吸着冷凍機の場合はＣＯＰが小さいため、ガスの燃焼熱を効率良く使うことができなかった。
【０００７】
そこで本発明は、コンパクトで効率よく熱量を補填することができる吸収圧縮冷凍装置及びそのような装置を備える冷凍システムの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による吸収圧縮冷凍装置１０１は、例えば図１に示されるように、第１の冷媒を用いる、蒸発器Ｅａ、吸収器Ａ、再生器Ｇ及び凝縮器Ｃａを備える吸収冷凍機１０１ａと；蒸発器Ｅａで冷却される冷熱源媒体４１ｗを、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器Ｅｂと；再生器Ｇで加熱される吸収液を、冷却器Ｅｂで蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器Ｃｂと；冷却器Ｅｂで蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し加熱器Ｃｂに吐出する圧縮機２０とを備える。
【０００９】
吸収冷凍機は、単効用吸収冷凍機であってもよいし、二重（多重）効用吸収冷凍機、二段（多段）吸収冷凍機のいずれであってもよい。冷熱源媒体の補助的な冷却は、蒸発器で冷却された冷熱源媒体をさらに冷却してもよいし（例えば図１参照）、蒸発器での冷却と並列して冷却してもよい（例えば図２参照）。
【００１０】
加熱器は典型的には外部熱源での加熱に加えて補助的に加熱する（温度、熱量を補助する）ものである。該加熱器は、再生器で吸収液の再生に用いる熱源媒体を再生器に入る前に加熱する加熱器であってもよいし（例えば図１参照）、熱源媒体と並列して加熱する加熱器であってもよい（例えば図２参照）。典型的には、外部熱源媒体の温度が十分に高くない場合に第２の冷媒の凝縮熱で昇温する。
【００１１】
このように構成すると、蒸発器Ｅａで冷却される冷熱源媒体４１ｗを、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器Ｅｂを備えるので、蒸発器Ｅａでの冷却に加えて冷熱源媒体を冷却することができる。また再生器Ｇで加熱される吸収液を、冷却器Ｅｂで蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器Ｃｂを備えるので、吸収液の加熱の熱量を増やすことができる。また冷却器Ｅｂで蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し加熱器Ｃｂに吐出する圧縮機２０を備えるので、冷却器Ｅｂでの冷却熱を加熱器Ｃｂで利用することができる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項２に係る発明による吸収圧縮冷凍装置１０３は、例えば図３に示されるように、第１の冷媒を蒸発して冷熱源媒体を冷却する蒸発器Ｅａと；蒸発した第１の冷媒を吸収液で吸収する吸収器Ａと；前記冷媒を吸収した吸収液を外部熱源媒体３１ｗにより加熱して第１の冷媒をとばして該吸収液を再生する再生器Ｇと；再生器Ｇからとばされた第１の冷媒を凝縮する凝縮器Ｃａとを有する吸収冷凍機１０１ａと；前記吸収液を前記外部熱源媒体による加熱に加えて前記第２の冷媒の凝縮により加熱する加熱器Ｃｂと；前記第２の冷媒を気相状態で吸入して圧縮し加熱器Ｃｂに吐出する圧縮機２０とを備える。加熱器Ｃｂは典型的には外部熱源での加熱に加えて補助的に加熱するものである。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項３に係る発明による吸収圧縮冷凍装置１０１は、例えば図１に示されるように、第１の冷媒を蒸発して冷熱源媒体４１ｗを冷却する蒸発器Ｅａと；蒸発した第１の冷媒を吸収液で吸収する吸収器Ａと；前記冷媒を吸収した吸収液を外部熱源媒体３１ｗにより加熱して第１の冷媒をとばして該吸収液を再生する再生器Ｇと；再生器Ｇでとばされた第１の冷媒を凝縮する凝縮器Ｃａとを有する吸収冷凍機１０１ａと；冷熱源媒体４１ｗを前記第１の冷媒の蒸発による冷却に加えて第２の冷媒の蒸発により補助的に冷却する冷却器Ｅｂと；前記吸収液を前記外部熱源媒体３１ｗによる加熱に加えて前記第２の冷媒の凝縮により加熱する加熱器Ｃｂと；冷却器Ｅｂで蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し加熱器Ｃｂに吐出する圧縮機２０とを備える。
【００１４】
冷却器Ｅｂは、冷熱源媒体４１ｗの流れについて蒸発器Ｅａよりも下流側に設置され蒸発器Ｅａで冷却された冷熱源媒体４１ｗをさらに冷却するように構成してもよいし（例えば図１参照）、蒸発器Ｅａによる冷却と並列に冷却するように構成してもよい（例えば図２参照）。
【００１５】
前記加熱器は典型的には外部熱源での加熱に加えて補助的に加熱するものである。前記加熱器は、外部熱源の流れについて前記再生器よりも上流側に設置され前記再生器に入る前の前記熱源媒体を加熱するように構成してもよいし（例えば図１参照）、外部熱源媒体と並列して加熱するように構成してもよい（例えば図２参照）。
【００１６】
また請求項４に記載のように、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の吸収圧縮冷凍装置では、吸収冷凍機１０４ａは、二重効用吸収冷凍機であるものとしてもよい（例えば図４参照）。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項５に係る発明による吸収圧縮冷凍装置１０４、１０５は、例えば図４、図５に示されるように、第１の冷媒を用いる、蒸発器Ｅａ、吸収器Ａ、高温再生器ＧＨ、低温再生器ＧＬ及び凝縮器Ｃａを備える多重効用吸収冷凍機１０４ａと；蒸発器Ｅａで冷却される冷熱源媒体４１ｗを、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器Ｅｂと；高温再生器ＧＨで加熱される吸収液を、冷却器Ｅｂで蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器Ｃｂと；冷却器Ｅｂで蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し加熱器Ｃｂに吐出する圧縮機２０とを備える。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項６に係る発明による吸収圧縮冷凍装置１０４、１０５は、例えば図４、図５に示されるように、第１の冷媒を蒸発して冷熱源媒体を冷却する蒸発器Ｅａと；前記蒸発した第１の冷媒を吸収液で吸収する吸収器Ａと；前記冷媒を吸収した吸収液を加熱して第１の冷媒をとばして該吸収液を再生する高温再生器ＧＨと；高温再生器ＧＨでとばされた第１の冷媒を凝縮して、前記冷媒を吸収した吸収液を加熱して第１の冷媒をとばして該吸収液を再生する低温再生器ＧＬと；低温再生器ＧＬでとばされた第１の冷媒を凝縮する凝縮器Ｃａと；蒸発器Ｅａで冷却される冷熱源媒体４１ｗを、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器Ｅｂと；冷却器Ｅｂで蒸発した第２の冷媒を吸入して圧縮する圧縮機２０とを備え；前記吸収液は、高温再生器ＧＨ又は低温再生器ＧＬで外部熱源媒体３１ｗにより加熱されるように構成され；高温再生器ＧＨで加熱される吸収液は、圧縮機２０で圧縮された第２の冷媒を凝縮させて加熱するように構成される。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項７に係る発明による吸収圧縮冷凍装置１０６、１０７は、例えば図６、図７に示されるように、第１の冷媒を用いる、蒸発器Ｅａ、低圧吸収器ＡＬ、低圧再生器ＧＬ、高圧吸収器ＡＨ、高圧再生器ＧＨ及び凝縮器Ｃａを備える多段吸収冷凍機１０６ａ、１０７ａと；蒸発器Ｅａで冷却される冷熱源媒体４１ｗを、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器Ｅｂと；低圧再生器ＧＬまたは高圧再生器ＧＨで加熱される吸収液を、冷却器Ｅｂで蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器Ｃｂと；冷却器Ｅｂで蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し加熱器Ｃｂに吐出する圧縮機２０とを備える。加熱器Ｃｂは典型的には外部熱源媒体による加熱に加えて補助的に加熱するものである。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項８に係る発明による冷凍システムは、例えば図１に示されるように、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の吸収圧縮冷凍装置１０１と；再生器Ｇで吸収液を加熱する外部熱源媒体３１ｗを供給する外部熱源装置３とを備える。ここで再生器は、典型的には、単効用吸収冷凍機の再生器Ｇ、二重効用吸収冷凍機の高温再生器ＧＨ、又は二段吸収冷凍機の高圧再生器ＧＨである。
【００２１】
外部熱源装置は、典型的には燃料電池等の比較的低温の排熱を外部熱源媒体で供給するものである。例えば、コージェネレーションシステムのエンジンなどの冷却排熱、工場化学プロセスの直接排熱や冷却排熱、ボイラーの排ガス、燃料電池の排熱など、比較的低温の排熱を供給する熱源である。吸収圧縮冷凍装置で得られた冷熱は、典型的には、冷房、除湿、空調に用いられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号あるいは類似符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２３】
図１のフロー図を参照して、本発明の第１の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置を説明する。本吸収圧縮冷凍装置１０１は、吸収冷凍機１０１ａと電気圧縮冷凍機１０１ｂを含んで構成される。吸収冷凍機１０１ａの作業媒体としては、吸収剤と冷媒の組合せが用いられる。本実施の形態では、各種吸収冷凍機で現在最も広く用いられている、臭化リチウムを吸収剤として使用し、本発明の第１の冷媒として水を使用する。しかしながらこれに限らず、例えば水を吸収剤として、アンモニアを第１の冷媒として使用してもよい。
【００２４】
本実施の形態で使用する吸収冷凍機１０１ａは、単効用の吸収冷凍機であり、冷媒としての水を蒸発させて、冷熱源媒体としての冷水４１ｗを冷却する蒸発器Ｅａを備える。蒸発器Ｅａは伝熱部を有するが、本実施の形態では、伝熱部として冷水伝熱管４１ａを採用している。蒸発器Ｅａでは、冷水伝熱管４１ａの内部を流れる冷水４１ｗを冷却する。
【００２５】
さらに吸収冷凍機１０１ａは、蒸発器Ｅａで蒸発した冷媒を吸収する吸収器Ａと、吸収器Ａから送られる吸収液（吸収剤と冷媒の混合物、以下適宜「溶液」とも呼ぶ）を加熱して冷媒ガスを発生させる再生器Ｇと、再生器Ｇで発生した冷媒ガスを凝縮して、凝縮した冷媒液を蒸発器Ｅａに送る凝縮器Ｃａとを備える。
【００２６】
吸収器Ａは伝熱部として冷却水伝熱管１５ａを有し、この内部を流れる冷却媒体としての冷却水１５ｗで、冷却水伝熱管１５ａの外部に散布される溶液を冷却する。
再生器Ｇは伝熱部として温水伝熱管３１ａを有し、この内部を流れる外部熱源媒体としての温水で、温水伝熱管３１ａの外部に溜まっている、または温水伝熱管３１ａ上に散布されている溶液を加熱する。
凝縮器Ｃａは伝熱部として冷却水伝熱管１６ａを有し、この内部を流れる冷却媒体としての冷却水１６ｗで、冷却水伝熱管１６ａの外部に存在する冷媒ガスから熱を奪い凝縮させる。
【００２７】
また、再生器Ｇと吸収器Ａは、再生器Ｇで再生された溶液を吸収器Ａに戻す濃溶液配管１３と、吸収器Ａで冷媒を吸収して希溶液となった溶液を再生器Ｇに送る希溶液配管１４で接続されている。濃溶液配管１３と希溶液配管１４には、溶液熱交換器１０が挿入配置されており、再生器Ｇから吸収器Ａに戻される濃溶液と吸収器Ａから再生器Ｇに送られる希溶液との間で熱交換を行うように構成されている。また再生器Ｇは吸収器Ａよりも高所に配置されており、また前者の作動圧力は後者のそれよりも高い。したがって、希溶液配管１４には溶液ポンプ１１が挿入配置されており、希溶液配管１４を通して吸収器Ａから再生器Ｇに溶液を送ることを可能としている。濃溶液配管１３を通して行われる再生器Ｇから吸収器Ａへの濃溶液の移送は重力及び作動圧力差により行われる。
【００２８】
吸収冷凍機１０１ａは、さらに凝縮器Ｃａで凝縮した冷媒液を蒸発器Ｅａに戻す冷媒配管１２を備える。
【００２９】
電気圧縮冷凍機１０１ｂは、第２の冷媒としての例えばフロンを蒸発させて、冷熱源媒体としての冷水４１ｗを冷却する冷却器としての蒸発器Ｅｂを備える。蒸発器Ｅｂは伝熱部を有するが、本実施の形態では、伝熱部として冷水伝熱管４１ｂを採用している。蒸発器Ｅｂでは、冷水伝熱管４１ｂの内部を流れる冷水４１ｗを冷却する。
【００３０】
さらに電気圧縮冷凍機１０１ｂは、蒸発器Ｅｂで蒸発した冷媒（ガス）を吸入して圧縮する圧縮機２０を備える。圧縮機２０としては、冷媒の体積流量が大きいときは遠心圧縮機が、小さいときは往復動圧縮機等の容積式圧縮機が用いられる。また圧縮機２０で圧縮された冷媒ガスが吐出され、これを凝縮する加熱器としての凝縮器Ｃｂを備える。蒸発器Ｅｂと凝縮器Ｃｂとは冷媒ガス配管２２で接続されており、圧縮機２０は配管２２の途中に挿入配置されている。
【００３１】
凝縮器Ｃｂで凝縮された冷媒（液）は、冷媒液配管２３を通して蒸発器Ｅｂに戻される。配管２３の途中には、膨張弁２１が挿入配置されている。冷媒液は膨張弁２１で絞られて減圧され膨張する。
【００３２】
本実施の形態では、蒸発器Ｅｂは蒸発器Ｅａと隣接して構成されている。両者は隔壁を介して一体に構成してもよい。冷水伝熱管４１ｂは冷水伝熱管４１ａと直列に連結されており、冷水４１ｗは冷水伝熱管４１ａから冷水伝熱管４１ｂに連続して流れるように構成されている。
【００３３】
吸収圧縮冷凍装置１０１の外部には、冷水負荷としての室内空調機４があり、室内空調機４と蒸発器Ｅｂ、蒸発器Ｅａとは、冷水配管４１で接続されている。冷水配管４１を流れる冷水４１ｗは、室内空調機４、蒸発器Ｅａの冷水伝熱管４１ａ、蒸発器Ｅｂの冷水伝熱管４１ｂの順番で流れ、室内空調機４に戻る。このようにして、冷水４１ｗは室内空調機４と吸収圧縮冷凍装置１０１との間を循環するように構成されている。
【００３４】
吸収圧縮冷凍装置１０１の外部には、外部熱源装置としての燃料電池３があり、燃料電池３と凝縮器Ｃｂ、凝縮器Ｃａとは、温水配管３１で接続されている。凝縮器Ｃｂの温水伝熱管３１ｂと再生器Ｇの温水伝熱管３１ａとは直列に連結されている。温水配管３１を流れる温水３１ｗは、燃料電池３、凝縮器Ｃｂの温水伝熱管３１ｂ、再生器Ｇの温水伝熱管３１ａの順番で流れ、燃料電池３に戻る。このようにして、温水３１ｗは燃料電池３と吸収圧縮冷凍装置１０１との間を循環するように構成されている。
【００３５】
引き続き図１を参照して、第１の実施の形態中の単効用の吸収冷凍機１０１ａのサイクルについて説明する。空調負荷４から１０℃程度に温度の上がった冷水４１ｗが吸収冷凍装置１０１に戻ってきて、先ず蒸発器Ｅａの冷水伝熱管４１ａに流入する。蒸発器Ｅａでは蒸発する冷媒により冷水伝熱管４１ａを流れる冷水４１ｗは熱を奪われる。蒸発した冷媒蒸気は吸収器Ａに流入し、冷却水伝熱管１５ａを流れる冷却水１５ｗで冷却されている溶液に吸収される。冷媒を吸収して吸収剤の濃度が低下した希溶液は、溶液ポンプ１１によって溶液熱交換器１０に送られ、そこで再生器Ｇから戻る高温の濃溶液と熱交換し、昇温して再生器Ｇに入る。
【００３６】
燃料電池３からは７０℃程度の排温水が吸収圧縮冷凍装置１０１に供給される。この温水３１ｗは、温水伝熱管３１ｂを介して、再生器Ｇの温水伝熱管３１ａに流入する。温水伝熱管３１ａを流れる温水３１ｗによって、溶液熱交換器１０を経由して来た溶液が加熱され、冷媒蒸気を放出して濃縮される。この濃溶液は溶液熱交換器１０にて熱回収され温度が低下して吸収器Ａに戻る。一方、発生した冷媒蒸気は、凝縮器Ｃａで冷却水伝熱管１６ａを流れる冷却水１６ｗに冷却され凝縮する。冷却水１６ｗは冷却水配管１６を通して供給される。凝縮した冷媒液は冷媒配管１２を経由して蒸発器Ｅａに戻り、サイクルを一巡する。冷媒配管１２中には絞りがあり、ここで減圧される。
【００３７】
引き続き図１を参照して、電気圧縮冷凍機１０１ｂのサイクルについて説明する。前述のようにして、蒸発器Ｅａである程度冷却された冷水４１ｗは蒸発器Ｅｂの冷水伝熱管４１ｂに流入する。蒸発器Ｅｂでは、第２の冷媒であるフロンの蒸発により、冷水伝熱管４１ｂを流れる冷水４１ｗは熱を奪われ５℃程度まで冷却される。このようにして十分に冷却された冷水４１ｗは空調負荷４に供給される。蒸発した冷媒蒸気は、圧縮機２０に吸入・圧縮され、高温高圧の状態で凝縮器Ｃｂに入る。凝縮器Ｃｂで冷媒蒸気は温水伝熱管３１ｂを流れる温水３１ｗに熱を与え凝縮する。このとき発生する凝縮熱により、７０℃程度の温水３１ｗは８０〜９０℃程度まで加熱された上で、前述のように発生器Ｇに供給される。
一方、凝縮した冷媒液は膨張弁２１を通過して蒸発器Ｅｂに戻り、サイクルを一巡する。
【００３８】
引き続き図１を参照して、本発明の実施の形態である冷凍システムについて説明する。燃料電池などの排温水源３からの排熱量が充分多い場合、もしくは冷熱負荷が小さく、吸収冷凍機１０１ａだけで負荷冷熱量が賄える場合で、かつ、温水３１ｗの温度が高いか、冷却水温度が低くて、吸収冷凍機１０１ａだけで十分温度の低い冷水４１ｗをつくれる場合は、電気圧縮冷凍機１０１ｂの圧縮機２０は運転せず、排温水源３からの温水３１ｗは凝縮器Ｃｂで熱交換することなくここを通過し、吸収冷凍機１０１ａの再生器Ｇで溶液を加熱し、自身は冷却されて排温水源３に戻る。再生器Ｇが温水伝熱管３１ａを流れる温水３１ｗで加熱されることによって、蒸発器Ｅａでは室内空調機４から送られてきた冷水４１ｗが冷水伝熱管４１ａで冷却される。冷水４１ｗは蒸発器Ｅｂで熱交換することなくここを通過し、再び室内空調機４に戻り、室内の冷房に使用される。
【００３９】
排温水源３からの排熱量が少ない場合、もしくは冷熱負荷が大きく、排温水源３の排熱だけでは冷熱負荷を賄いきれない場合や、温水３１ｗの温度が低いか、冷却水温度が高いために、吸収冷凍機１０１ａだけでは十分温度の低い冷水４１ｗをつくることができない場合は、電気圧縮冷凍機１０１ｂの圧縮機２０を運転し、排温水源３からの温水３１ｗは凝縮器Ｃｂで電気圧縮冷凍機２の凝縮熱によって加熱された後、吸収冷凍機１０１ａの再生器Ｇで溶液を加熱し、自身は冷却されて排温水源３に戻る。吸収冷凍機１０１ａでは、再生器Ｇの加熱量が増加するため、蒸発器Ｅａで発生する冷熱量が増加する。また、電気圧縮冷凍機１０１ｂの圧縮機２０を運転することによって、蒸発器Ｅｂにおいても冷水４１ｗを冷却する効果が得られるため、蒸発器Ｅａで冷却された冷水４１ｗは、続いて蒸発器Ｅｂでさらに冷却されて室内空調機４に戻り、室内の冷房に使用される。
【００４０】
例えば、固体高分子型燃料電池等の一般家庭向け燃料電池の発電能力は１ｋＷ程度であり、発電効率は３４％、排熱回収効率は４７％程度であるから、排熱量は１．４ｋＷ程度である。この排熱でＣＯＰ０．８の単効用吸収冷凍機を運転した場合、得られる冷熱量は１．４×０．８＝１．１２ｋＷとなるが、６〜８畳の部屋の冷房を行うには最低でも２．２ｋＷ程度の冷熱量が必要であるため、燃料電池の排熱からつくられる冷熱量だけでは不足する。
【００４１】
本実施の形態では、電気圧縮冷凍機のＣＯＰが１．６程度であり、圧縮機に０．２９ｋＷの電力を加えると蒸発器Ｅｂで０．２９×１．６＝０．４６ｋＷの冷熱がつくられる。同時に凝縮器Ｃｂでは０．４６＋０．２９＝０．７５ｋＷの凝縮熱が発生し、これを燃料電池からの排熱１．４ｋＷと合わせて吸収冷凍機１に投入することによって、蒸発器Ｅａでは（１．４＋０．７５）×０．８＝１．７２ｋＷの冷熱がつくられるため、上述の蒸発器Ｅｂでつくられる冷熱と合わせて約２．２ｋＷの冷熱が得られることになる。
【００４２】
一方、固体高分子型燃料電池からの排熱は低温であり、一般に５０〜７０℃程度である。通常の単効用吸収冷凍機に５０〜７０℃程度の温水３１ｗを投入して得られる冷水温度は１０〜２０℃程度であり、冷房を行うには冷水温度が高い。そこで本実施の形態のように、吸収冷凍機１の蒸発器Ｅａで冷却された冷水４１ｗを、電気圧縮冷凍機２の蒸発器Ｅｂにて更に冷却することによって、冷房に利用可能な１０℃以下、例えば７℃の冷水４１ｗをつくることができる。
【００４３】
図２のフロー図を参照して、本発明の第２の実施の形態である冷凍システムについて説明する。吸収圧縮冷凍装置１０２は、吸収冷凍機１０２ａと電気圧縮冷凍機１０２ｂを含んで構成される。機器の構成は第１の実施の形態とほぼ同じであるが、以下の２点が異なっている。即ち、電気圧縮冷凍機１０２ｂの凝縮器Ｃｂが、ひいては温水伝熱管３１ｂが、吸収冷凍機１０２ａの再生器Ｇ内に設置されている。これにより再生器Ｇは凝縮器Ｃｂから発生する熱で直接加熱される。ここでの加熱は、伝熱管３１ａでの加熱と並列的に行われる。
【００４４】
また、蒸発器Ｅａの冷水伝熱管４１ａと蒸発器Ｅｂの冷水伝熱管４１ｂとは並列に接続されている。室内空調機４から送られてきた冷水４１ｗは、蒸発器Ｅａの冷水伝熱管４１ａと蒸発器Ｅｂの冷水伝熱管４１ｂに分流して各々で冷却された後、再び合流して室内空調機４に戻る。
【００４５】
第２の実施の形態は、特に排温水源３からの排熱量が少ない場合、もしくは冷熱負荷が大きく、排温水源３の排熱だけでは冷熱負荷を賄いきれない場合に対応するのに適している。そのような場合に、電気圧縮冷凍機１０２ｂの圧縮機２０を運転し、排温水源３からの温水３１ｗの不足分を補う。また、電気圧縮冷凍機１０２ｂの圧縮機２０を運転することによって、蒸発器Ｅｂにおいても冷水４１ｗを冷却する効果が得られるため、蒸発器Ｅａでの冷却に加えて蒸発器Ｅｂでの冷却をすることができる。このようにして、吸収冷凍機１０２ａだけでは賄いきれない冷熱負荷を処理することができる。
【００４６】
図３のフロー図を参照して、本発明の第３の実施の形態である冷凍システムについて説明する。吸収圧縮冷凍装置１０３は、吸収冷凍機１０３ａと電気圧縮冷凍機１０３ｂを含んで構成される。機器の構成は第１の実施の形態とほぼ同じであるが、以下の２点が異なっている。即ち、凝縮器Ｃｂと蒸発器Ｅｂの取り付け位置が異なる。
【００４７】
具体的には、吸収冷凍機１０３ａで溶液熱交換器１０を経て再生器Ｇに入る希溶液を加熱するための熱交換器５１を設け、これに電気圧縮冷凍機１０３ｂの凝縮器Ｃｂが組み込まれている。すなわち伝熱管３１ｂの内側を第２の冷媒としてのフロンが流れ、伝熱管３１ｂの外側を流れる溶液と熱交換する。内側と外側の関係は逆であってもよい。このときは、伝熱管３１ｂの内側を溶液が流れ、伝熱管３１ｂの外側を第２の冷媒としてのフロンが流れる。
【００４８】
また電気圧縮冷凍機１０３ｂの蒸発器Ｅｂが、蒸発器Ｅａを流れる冷水とは切り離して空調空間である室内に設置されている。
【００４９】
このような構成において、フロンの凝縮によって凝縮器Ｃｂで発生する熱は、再生器Ｇに入る溶液の予熱に利用される。また蒸発器Ｅｂが室内に設置されているので、フロンの蒸発によって得られる蒸発器Ｅｂの冷熱は、冷水４１ｗを介さず直接室内の空気の冷却に用いられる。
【００５０】
図４のフロー図を参照して、本発明の第４の実施の形態である冷凍システムについて説明する。吸収圧縮冷凍装置１０４は、吸収冷凍機１０４ａと電気圧縮冷凍機１０４ｂを含んで構成される。第１の実施の形態と異なる点は、吸収冷凍機が第１の実施の形態では単効用の吸収冷凍機であったものが、第４の実施の形態では、これが２重効用の吸収冷凍機に置き換えられたことである。電気圧縮冷凍機１０４ｂは実質的に電気圧縮冷凍機１０１ｂと同じである。
【００５１】
二重効用の吸収冷凍機１０４ａは、蒸発器Ｅａ、吸収器Ａ、低温再生器ＧＬ、高温再生器ＧＨ、凝縮器Ｃａ、低温溶液熱交換器１０Ｌ、高温溶液熱交換器１０Ｈ、溶液ポンプ１１、冷媒配管１２、濃溶液配管１３、希溶液配管１４、冷却水伝熱管１５ａ、１６ａ、低温再生器伝熱管１７、熱媒伝熱管３１ａ、冷水伝熱管４１ａを含んで構成されている。
【００５２】
蒸発器Ｅａは、伝熱部として冷水伝熱管４１ａを有しており、冷水伝熱管４１ａ中を冷熱源媒体としての冷水４１ｗが流れ、冷水伝熱管４１ａの外側で第１の冷媒としての水が蒸発するように構成されている。蒸発器Ｅａでは、蒸発する冷媒により冷水４１ｗを冷却する。この点は、第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
さらに吸収器Ａは蒸発器Ｅａと同一の缶胴、または同一の空間内に設けられており、冷却水伝熱管１５ａを内蔵している。冷却水伝熱管１５ａ中を冷却媒体としての冷却水が流れ、冷却水伝熱管１５ａの外側に散布される濃溶液を冷却し、この濃溶液で蒸発器Ｅａから流入する冷媒ガスを吸収する。濃溶液は冷媒ガスを吸収して希溶液になる。
【００５４】
吸収器Ａと高温再生器ＧＨは、希溶液を吸収器Ａから高温再生器ＧＨに送るための希溶液配管１４で接続されている。希溶液配管１４には、溶液の流れ方向に沿って、溶液ポンプ１１、低温溶液熱交換器１０Ｌ、高温溶液熱交換器１０Ｈがこの順番に挿入配置されている。
【００５５】
また高温再生器ＧＨと吸収器Ａとは、濃溶液を高温再生器ＧＨから吸収器Ａに送るための濃溶液配管１３で接続されている。濃溶液配管１３には、溶液の流れ方向に沿って、高温溶液熱交換器１０Ｈ、低温溶液熱交換器１０Ｌがこの順番に挿入配置されている。
【００５６】
希溶液配管１４からは、低温再生器ＧＬへの配管１４ａが分岐しており、濃溶液配管１３には、同じく低温再生器ＧＬからの濃溶液配管１３ａが合流している。前記分岐と合流は、高温溶液熱交換器１０Ｈと低温溶液熱交換器１０Ｌとの間でされている。
【００５７】
高温再生器ＧＨは温水伝熱管３１ａを有し、温水伝熱管３１ａの外側には希溶液配管１４を通して送られてくる希溶液が散布されるように、又は溜まるように構成されている。
低温再生器ＧＬは蒸気伝熱管１７を有し、蒸気伝熱管１７の外側には分岐した希溶液配管１４ａを通して送られてくる希溶液が散布されるように、又は溜まるように構成されている。また蒸気伝熱管１７には、高温再生器ＧＨで蒸発した蒸気が流入するように構成されている。
【００５８】
凝縮器Ｃａは、低温再生器ＧＬと同一の缶胴、または同一の空間内に設けられており、冷却水伝熱管１６ａを内蔵している。冷却水伝熱管１６ａ中を冷却媒体としての冷却水１６ｗが流れ、冷却水伝熱管１６ａの外側で、低圧再生器ＧＬからの冷媒ガスが熱を奪われて凝縮するように構成されている。
【００５９】
凝縮器Ｃａと蒸発器Ｅａとは、凝縮した冷媒を送る冷媒配管１２で接続されている。
【００６０】
さらに図４のフロー図を参照して、二重効用の吸収冷凍機１０４ａの作用を説明する。蒸発器Ｅａで冷水伝熱管４１ａを流れる冷水４１ｗから熱を奪い蒸発した冷媒蒸気は、吸収器Ａにて冷却水伝熱管１５ａを流れる冷却水１５ｗで冷却されている溶液に吸収される。冷媒を吸収して吸収剤の濃度が低下した希溶液は、溶液ポンプ１１によって低温溶液熱交換器１０Ｌに送られ、そこで低温再生器ＧＬおよび高温溶液熱交換器１０Ｈから戻る高温の濃溶液と熱交換し、昇温して一部は高温溶液熱交換器１０Ｈに、残りは低温再生器ＧＬに入る。
【００６１】
高温溶液熱交換器１０Ｈに送られた希溶液は、そこで高温再生器ＧＨから戻る高温の濃溶液と熱交換し、昇温して高温再生器ＧＨに入る。高温再生器ＧＨでは伝熱管３１ａを流れる熱媒（ここでは温水）によって溶液が加熱され、冷媒蒸気を放出して濃縮される。この濃溶液は高温溶液熱交換器１０Ｈ、続いて低温溶液熱交換器１０Ｌにて熱回収され温度が低下して吸収器Ａに戻る。
【００６２】
一方、高温再生器ＧＨで発生した冷媒蒸気は、伝熱管１７に導かれて凝縮する。低温再生器ＧＬでは伝熱管１７内の冷媒蒸気の凝縮熱によって溶液が加熱され、冷媒蒸気を放出して濃縮される。この濃溶液は低温溶液熱交換器１０Ｌにて熱回収され温度が低下して吸収器Ａに戻る。低温再生器ＧＬで発生した冷媒蒸気は、凝縮器Ｃａで冷却水伝熱管１６ａを流れる冷却水１６に冷却され凝縮する。伝熱管１７および凝縮器Ｃａで凝縮した冷媒液は蒸発器Ｅａに戻り、サイクルを一巡する。
【００６３】
電気圧縮冷凍機１０４ｂのサイクルは第１の実施の形態と同様であるので重複した説明は省略する。
【００６４】
図５のフロー図を参照して、本発明の第５の実施の形態である冷凍システムについて説明する。吸収圧縮冷凍装置１０５は、吸収冷凍機１０５ａと電気圧縮冷凍機１０５ｂを含んで構成される。本実施の形態の構成は、第１の実施の形態と第２の実施の形態と第４の実施の形態とを組み合わせた形となっている。
即ち、蒸発器Ｅａの伝熱管４１ａと蒸発器Ｅｂの伝熱管４１ｂとは第１の実施の形態と同様に直列に連結されている。
電気圧縮冷凍機１０５ｂの基本構成は、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第４の実施の形態と同様であるが、凝縮器Ｃｂは、ひいては温水伝熱管３１ｂが、第２の実施の形態と同様に吸収冷凍機１０５ａの高温再生器ＧＨ内に設置されている。これにより高温再生器ＧＨは凝縮器Ｃｂから発生する熱で直接加熱される。この加熱は伝熱管３１ａによる加熱と並列的に行われる。
【００６５】
但し、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第４の実施の形態と相違して、温水伝熱管３１ａが低温再生器ＧＬ内に組み込まれ、排熱源としての燃料電池３からの熱媒としての温水３１ｗは温水配管３１を通して、低温再生器ＧＬに直接導入され、温度が下がった温水３１ｗは燃料電池３に直接戻されるように構成されている。低温再生器ＧＬ中の溶液は、伝熱管１７と伝熱管３１ａとにより、並列的に加熱される。この構成は、排熱源３の温度が低い場合に適している。
【００６６】
図６のフロー図を参照して、本発明の第６の実施の形態である冷凍システムについて説明する。吸収圧縮冷凍装置１０６は、吸収冷凍機１０６ａと電気圧縮冷凍機１０６ｂを含んで構成される。本実施の形態では、電気圧縮冷凍機１０６ｂは第１の実施の形態の電気圧縮冷凍機１０１ｂと基本的な構成は変わらない。また排熱源３、室内空調機４も、基本的に第１の実施の形態と同様である。但し、吸収冷凍機１０６ａが二段吸収冷凍機である点が相違する。
【００６７】
吸収冷凍機１０６ａは、蒸発器Ｅａ、低圧吸収器ＡＬ、高圧吸収器ＡＨ、低圧再生器ＧＬ、高圧再生器ＧＨ、凝縮器Ｃａ、低圧溶液熱交換器１０Ｌ、高圧溶液熱交換器１０Ｈ、低圧溶液ポンプ１１Ｌ、高圧溶液ポンプ１１Ｈ、冷媒配管１２、低圧濃溶液配管１３Ｌ、高圧濃溶液配管１３Ｈ、低圧希溶液配管１４Ｌ、高圧希溶液配管１４Ｈ、冷却水伝熱管１５Ｌ、１５Ｈ、１６ａ、熱媒伝熱管３１Ｌ、３１Ｈ、冷水伝熱管４１ａを含んで構成されている。
【００６８】
二段吸収冷凍機１０６ａの構成を説明する。蒸発器Ｅａと低圧吸収器ＡＬは冷媒ガスが流れるように連通している。低圧吸収器ＡＬは、低圧再生器ＧＬと低圧希溶液配管１４Ｌで接続されている。低圧希溶液配管１４Ｌには、低圧吸収器ＡＬ側から、低圧溶液ポンプ１１Ｌ、低圧溶液熱交換器１０Ｌが、この順番で挿入配置されている。
【００６９】
また、低圧再生器ＧＬと低圧吸収器ＡＬは、低圧濃溶液配管１３Ｌで接続されており、低圧濃溶液配管１３Ｌには、低圧溶液熱交換器１０Ｌが挿入配置されている。
【００７０】
また、低圧再生器ＧＬと高圧吸収器ＡＨは冷媒ガスが流れるように連通している。高圧吸収器ＡＨは、高圧再生器ＧＨと高圧希溶液配管１４Ｈで接続されている。高圧希溶液配管１４Ｈには、高圧吸収器ＡＨ側から、高圧溶液ポンプＨ、高圧溶液熱交換器１０Ｈが、この順番で挿入配置されている。
【００７１】
また、高圧再生器ＧＨと高圧吸収器ＡＨは、高圧濃溶液配管１３Ｈで接続されており、高圧濃溶液配管１３Ｈには、高圧溶液熱交換器１０Ｈが挿入配置されている。
【００７２】
また、高圧再生器ＧＨと凝縮器Ｃａは冷媒ガスが流れるように連通している。凝縮器Ｃａは、蒸発器Ｅａと冷媒配管１２で接続されている。
【００７３】
蒸発器Ｅａは伝熱管４１ａ、低圧吸収器ＡＬは伝熱管１５Ｌ、高圧吸収器ＡＨは伝熱管１５Ｈ、低圧再生器ＧＬは伝熱管３１Ｌ、高圧再生器ＧＨは伝熱管３１Ｈ、凝縮器Ｃａは伝熱管１６ａを有する。
【００７４】
燃料電池３からの温水配管は、伝熱管３１ａを出たところで、伝熱管３１Ｌと伝熱管３１Ｈとに分岐している。また伝熱管３１Ｌと伝熱管３１Ｈを出てから、合流して燃料電池３に戻っている。すなわち、温水は伝熱管３１ｂで加熱された後、低圧再生器ＧＬと高圧再生器ＧＨとで、並列的に溶液の加熱に用いられるように構成されている。
【００７５】
引き続き図６のフロー図を参照して、第６の実施の形態の作用を説明する。蒸発器Ｅａで冷水伝熱管４１ａを流れる冷水から熱を奪い蒸発した冷媒蒸気は、低圧吸収器ＡＬにて冷却水伝熱管１５Ｌを流れる冷却水１５で冷却されている溶液に吸収される。
【００７６】
冷媒を吸収して吸収剤の濃度が低下した希溶液は、低圧溶液ポンプ１１Ｌによって低圧溶液熱交換器１０Ｌに送られ、そこで低圧再生器ＧＬから戻る高温の濃溶液と熱交換し、昇温して低圧再生器ＧＬに入る。低圧再生器ＧＬでは熱媒伝熱管３１Ｌを流れる熱媒（ここでは温水）によって溶液が加熱され、冷媒蒸気を放出して濃縮される。この濃溶液は低圧溶液熱交換器１０Ｌにて熱回収され温度が低下して低圧吸収器ＡＬに戻る。
【００７７】
一方、低圧再生器ＧＬで発生した冷媒蒸気は、高圧吸収器ＡＨにて冷却水伝熱管１５Ｈで冷却されている溶液に吸収される。冷媒を吸収して吸収剤の濃度が低下した希溶液は、高圧溶液ポンプ１１Ｈによって高圧溶液熱交換器１０Ｈに送られ、そこで高圧再生器ＧＨから戻る高温の濃溶液と熱交換し、昇温して高圧再生器ＧＨに入る。
【００７８】
高圧再生器ＧＨでは、熱媒伝熱管３１Ｈを流れる熱媒によって溶液が加熱され、冷媒蒸気を放出して濃縮される。この濃溶液は高圧溶液熱交換器１０Ｈにて熱回収され温度が低下して高圧吸収器ＡＨに戻る。高圧再生器ＧＨで発生した冷媒蒸気は、凝縮器Ｃａで冷却水伝熱管１６ａを流れる冷却水１６に冷却され、凝縮して蒸発器Ｅａに戻り、サイクルを一巡する。
【００７９】
電気圧縮冷凍機１０６ｂのサイクルは第１の実施の形態と同様であるので、重複した説明は省略する。
【００８０】
第６の実施の形態をさらに説明する。燃料電池などの排熱源３からの排熱量が充分多い場合、もしくは冷熱負荷が小さく、吸収冷凍機１０６ａだけで冷熱負荷が賄える場合は、電気圧縮冷凍機１０６ｂの圧縮器２０は運転せず、排熱源３からの熱媒は凝縮器Ｃｂを熱交換すること無く通過し、吸収冷凍機１０６ａの高圧再生器ＧＨおよび低圧再生器ＧＬで溶液を加熱し、自身は冷却されて排熱源３に戻る。
【００８１】
高圧再生器ＧＨおよび低圧再生器ＧＬで、熱媒伝熱管３１Ｈ、３１Ｌを流れる熱媒により溶液が加熱されることによって、蒸発器Ｅａでは室内空調機４から送られてきた冷水が冷水伝熱管４１ａで冷却される。冷水は蒸発器Ｅｂを熱交換すること無く通過し、再び室内空調機４に戻り、室内の冷房に使用される。
【００８２】
排熱源３からの排熱量が少ない場合、もしくは冷熱負荷が大きく、排熱源３の排熱だけでは冷熱負荷を賄いきれない場合は、電気圧縮冷凍機１０６ｂの圧縮器２０を運転し、排熱源３からの熱媒は凝縮器Ｃｂで電気圧縮冷凍機２の凝縮熱によって加熱された後、吸収冷凍機１０６ａの高圧再生器ＧＨおよび低圧再生器ＧＬで溶液を加熱し、自身は冷却されて排熱源３に戻る。
【００８３】
吸収冷凍機１０６ａでは、高圧再生器ＧＨおよび低圧再生器ＧＬの加熱量が増加するため、蒸発器Ｅａで発生する冷熱量が増加する。また、電気圧縮冷凍機１０６ｂの圧縮機２０を運転することによって、蒸発器Ｅｂにおいても冷水を冷却する効果が得られるため、蒸発器Ｅａで冷却された冷水は、続いて蒸発器Ｅｂでさらに冷却されて室内空調機４に戻り、室内の冷房に使用される。
【００８４】
図７のフロー図を参照して、本発明の第７の実施の形態である冷凍システムについて説明する。本実施の形態は、吸収圧縮冷凍装置１０７は、吸収冷凍機１０７ａと電気圧縮冷凍機１０７ｂを含んで構成される。本実施の形態では、電気圧縮冷凍機１０７ｂは第６の実施の形態の電気圧縮冷凍機１０６ｂと基本的な構成は変わらない。
【００８５】
この点も含めて、本実施の形態は第６の実施の形態とほぼ同じであるが、以下の２点が異なっている。すなわち、吸収冷凍機１０７ａの高圧再生器ＧＨ、低圧再生器ＧＬに入る溶液を加熱するための熱交換器５１Ｈ、５１Ｌを設け、それぞれに電気圧縮冷凍機１０７ｂの凝縮器Ｅｂを接続した。電気圧縮冷凍機１０７ｂの凝縮熱は各々の再生器ＧＨ、ＧＬに入る溶液の予熱に利用される。
【００８６】
また、蒸発器Ｅａの冷水伝熱管４１ａと蒸発器Ｅｂの冷水伝熱管４１ｂを並列に接続した。室内空調機４から冷水配管４１を通して送られてきた冷水４１ｗは、蒸発器Ｅａの冷水伝熱管４１ａと蒸発器Ｅｂの冷水伝熱管４１ａに分流して各々で冷却された後、再び合流して室内空調機４に戻る。
【００８７】
本発明の実施の形態は、以上説明したように、又以上の説明に限らず、以下のように構成してもよい。
（１）吸収冷凍機１０１ａ他は、単効用であっても、二重（多重）効用であっても、１−２重効用、二段（多段）吸収など、いずれであってもよい。熱源媒体の温度、所望の冷熱源温度等に応じて選択すればよい。ここで１−２重効用吸収冷凍機とは、吸収冷温水機（二重効用吸収冷凍機）に排温水のような比較的低温の熱源を加熱源とする低温熱源用再生器、凝縮器を付加装備したものである。低温熱源用再生器で排温水の熱を回収して一重効用で運転する。
（２）吸収器、凝縮器の冷却媒体は、冷却水として説明したが、これに限らず空気等の気体であってもよい。その場合は、熱交換器の構造を空冷に適した構造とする。即ち、空気側の伝熱面積を大きくするようにフィンを設ける等の工夫をする。
（３）吸収冷凍機１０１ａ等、電気圧縮冷凍機１０１ｂ等、共に作動媒体は、冷凍容量等の条件により適宜選択することができる。
（４）電気圧縮冷凍機１０１ｂ等の圧縮機２０の電動機を直流駆動として、燃料電池３で発電された直流電力を用いるようにしてもよい。そのようにすると、交流に変換する際の損失が無いため効率が良い。吸収冷凍機１０１ａ他の溶液ポンプや、温水／冷却水／冷水循環ポンプ、室内機／冷却塔ファンなどの補機類についても同様である。
（５）外部熱源は燃料電池に限らず、例えばガスタービンやガスエンジンなどであってもよい。熱源媒体の形態も、温水に限らず、水蒸気、排ガスなどであってもよい。本発明の実施の形態によれば、いわゆる比較的低温の排熱を活用することができる。
（６）冷熱負荷は冷房の室内機に限らず、例えば冷蔵・冷蔵庫やショーケースなどであってもよい。
（７）冷熱源媒体は冷水に限らず、例えばブラインやフロンなどの冷媒でもあってもよい。
（８）構成の各機器は１台に限らず複数であってもよい。
【００８８】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、吸収冷凍機と電気圧縮冷凍機の蒸発器を接続し、かつ、吸収冷凍機の再生器と電気圧縮冷凍機の凝縮器を接続することにより、排熱を吸収冷凍機に投入して得られる冷熱量が不足する時は、電気圧縮冷凍機に電力を供給することで、双方の蒸発器から冷熱を供給しながら、電気圧縮冷凍機の凝縮熱を吸収冷凍機の再生器に投入して追焚きを行うことができるため、効率良く冷熱量を補填することが可能である。
【００８９】
また、排熱の温度が低いために吸収冷凍機で十分低い温度の冷熱がつくれない場合に、電気圧縮冷凍機で冷熱温度の補償を行うことができる。
【００９０】
比較的温度の低い、常温〜７０℃の温水は、給湯／暖房目的に利用されたり、あるいは未利用のまま捨てられてきた。また吸着冷凍機や多段吸収冷凍機を用いて冷熱を作ることも一部で行われてきた。例えば、低圧サイクルと高圧サイクルとで吸収冷凍サイクルを行って運転される二段吸収冷凍機があったが、これらだけでは、総じて効率が良くないため、十分な量の冷熱が得られなかった。本発明の実施の形態によれば、効率よく熱量を補填することができる。
【００９１】
電気圧縮冷凍機はその構成機器の数が吸収冷凍機に比べて少ないために、冷凍能力あたりの容積が小さくできるので、本発明の実施の形態によれば、同一能力の吸収冷凍機に比べて、機器全体の容量を小さくすることができる。
【００９２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、蒸発器で冷却される冷熱源媒体を、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器を備えるので、蒸発器での冷却に加えて冷熱源媒体を冷却することができる。また再生器で加熱される吸収液を、冷却器で蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器を備えるので、吸収液の加熱の熱量を増やすことができる。また冷却器で蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し加熱器に吐出する圧縮機を備えるので、冷却器での冷却熱を加熱器で利用することができる吸収圧縮冷凍装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置と同吸収圧縮冷凍装置を備える冷凍システムのフロー図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置と同吸収圧縮冷凍装置を備える冷凍システムのフロー図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置と同吸収圧縮冷凍装置を備える冷凍システムのフロー図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置と同吸収圧縮冷凍装置を備える冷凍システムのフロー図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置と同吸収圧縮冷凍装置を備える冷凍システムのフロー図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置と同吸収圧縮冷凍装置を備える冷凍システムのフロー図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態である吸収圧縮冷凍装置と同吸収圧縮冷凍装置を備える冷凍システムのフロー図である。
【符号の説明】
３ 燃料電池
４ 空調負荷
１０ 溶液熱交換器
１１ 溶液ポンプ
１２ 冷媒配管
１３ 濃溶液配管
１４ 希溶液配管
１５、１６ 冷却水配管
１５ａ、１６ａ 冷却水伝熱管
１５ｗ、１６ｗ 冷却水
２０ 圧縮機
３１ 温水配管
３１ａ、３１ｂ 温水伝熱管
４１ 冷水配管
４１ｗ 冷水
１０１〜１０７ 吸収圧縮冷凍装置
１０１ａ〜１０７ａ 吸収冷凍機
１０１ｂ〜１０７ｂ 電気圧縮冷凍機
Ｅａ 蒸発器
Ａ 吸収器
Ｇ 再生器
Ｃａ 凝縮器
Claims (8)
- 第１の冷媒を用いる、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器を備える吸収冷凍機と；
前記蒸発器で冷却される冷熱源媒体を、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器と；
前記再生器で加熱される吸収液を、前記冷却器で蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器と；
前記冷却器で蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し前記加熱器に吐出する圧縮機とを備える；
吸収圧縮冷凍装置。 - 第１の冷媒を蒸発して冷熱源媒体を冷却する蒸発器と；
前記蒸発した第１の冷媒を吸収液で吸収する吸収器と；
前記冷媒を吸収した吸収液を外部熱源媒体により加熱して第１の冷媒をとばして該吸収液を再生する再生器と；
前記再生器からとばされた第１の冷媒を凝縮する凝縮器とを有する吸収冷凍機と；
前記吸収液を前記外部熱源媒体による加熱に加えて前記第２の冷媒の凝縮により加熱する加熱器と；
前記第２の冷媒を気相状態で吸入して圧縮し前記加熱器に吐出する圧縮機とを備える；
吸収圧縮冷凍装置。 - 第１の冷媒を蒸発して冷熱源媒体を冷却する蒸発器と；
前記蒸発した第１の冷媒を吸収液で吸収する吸収器と；
前記冷媒を吸収した吸収液を外部熱源媒体により加熱して第１の冷媒をとばして該吸収液を再生する再生器と；
前記再生器でとばされた第１の冷媒を凝縮する凝縮器とを有する吸収冷凍機と；
前記冷熱源媒体を前記第１の冷媒の蒸発による冷却に加えて第２の冷媒の蒸発により補助的に冷却する冷却器と；
前記吸収液を前記外部熱源媒体による加熱に加えて前記第２の冷媒の凝縮により加熱する加熱器と；
前記冷却器で蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し前記加熱器に吐出する圧縮機とを備える；
吸収圧縮冷凍装置。 - 前記吸収冷凍機は、二重効用吸収冷凍機である、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の吸収圧縮冷凍装置。
- 第１の冷媒を用いる、蒸発器、吸収器、高温再生器、低温再生器及び凝縮器を備える多重効用吸収冷凍機と；
前記蒸発器で冷却される冷熱源媒体を、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器と；
前記高温再生器で加熱される吸収液を、前記冷却器で蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器と；
前記冷却器で蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し前記加熱器に吐出する圧縮機とを備える；
吸収圧縮冷凍装置。 - 第１の冷媒を蒸発して冷熱源媒体を冷却する蒸発器と；
前記蒸発した第１の冷媒を吸収液で吸収する吸収器と；
前記冷媒を吸収した吸収液を加熱して第１の冷媒をとばして該吸収液を再生する高温再生器と；
前記高温再生器でとばされた第１の冷媒を凝縮して、前記冷媒を吸収した吸収液を加熱して第１の冷媒をとばして該吸収液を再生する低温再生器と；
前記低温再生器でとばされた第１の冷媒を凝縮する凝縮器と；
前記蒸発器で冷却される冷熱源媒体を、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器と；
前記冷却器で蒸発した第２の冷媒を吸入して圧縮する圧縮機とを備え；
前記吸収液は、前記高温再生器又は前記低温再生器で外部熱源媒体により加熱されるように構成され；
前記高温再生器で加熱される吸収液は、前記圧縮機で圧縮された第２の冷媒を凝縮させて加熱するように構成された；
吸収圧縮冷凍装置。 - 第１の冷媒を用いる、蒸発器、低圧吸収器、低圧再生器、高圧吸収器、高圧再生器及び凝縮器を備える多段吸収冷凍機と；
前記蒸発器で冷却される冷熱源媒体を、第２の冷媒を蒸発させて補助的に冷却する冷却器と；
前記低圧再生器または高圧再生器で加熱される吸収液を、前記冷却器で蒸発した第２の冷媒を凝縮させて加熱する加熱器と；
前記冷却器で蒸発する第２の冷媒を吸入して圧縮し前記加熱器に吐出する圧縮機とを備える；
吸収圧縮冷凍装置。 - 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の吸収圧縮冷凍装置と；
前記再生器で吸収液を加熱する外部熱源媒体を供給する外部熱源装置とを備える；
冷凍システム。
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