JP2006177570A - 吸収ヒートポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 比較的低温の温水を有効に利用しつつヒートポンプの効率の向上及び昇温幅の拡大を実現する吸収ヒートポンプを提供すること。
【解決手段】 第１の被加熱媒体流路１１を流れる被加熱媒体１１Ｗを加熱する第１の吸収器Ａ１と、第２の被加熱媒体流路２１を流れる被加熱媒体２１Ｗを加熱する第２の吸収器Ａ２と、再生熱媒体流路１２内を流れる第１の熱媒体１２Ｗで冷媒を蒸発させる再生器Ｇ１と、冷却媒体流路１３内を流れる冷却媒体１３Ｗで冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器Ｃ１と、第１の蒸発熱媒体流路１４内を流れる第２の熱媒体１４Ｗで加熱して冷媒蒸気を発生させる第１の蒸発器Ｅ１と、第２の蒸発熱媒体流路２４内を流れる第２の熱媒体２４Ｗで加熱して冷媒蒸気を発生させる第２の蒸発器Ｅ２とを備え、第１及び第２の被加熱媒体流路１１、２１同士、並びに第１及び第２の蒸発熱媒体流路１４、２４同士の少なくとも一方が直列に接続されている吸収ヒートポンプ。
【選択図】 図１

Description

本発明は吸収ヒートポンプに関し、特に効率の向上を実現するとともに被加熱媒体を多様な用途に利用可能な蒸気として取り出すことができる吸収ヒートポンプに関する。

低温の熱源から熱を汲み上げて高温の熱源にする機器であるヒートポンプが知られている。ヒートポンプの一つとして、吸収液が冷媒蒸気を吸収する際に発生する吸収熱により熱媒体を加熱する吸収ヒートポンプが知られている。吸収ヒートポンプには、駆動熱源として投入した熱量より多くの熱量を得る増熱型のヒートポンプである第一種吸収ヒートポンプと、駆動熱源温度より高い温度を取り出す昇温型のヒートポンプである第二種吸収ヒートポンプとがある。第二種吸収ヒートポンプは、一般に、吸収液に吸収させる冷媒を加熱して冷媒蒸気を発生させる蒸発器と、冷媒蒸気を吸収して濃度が薄くなった吸収液を加熱し再生する再生器とを有する。そして、蒸発器及び再生器の加熱源としてそれぞれに熱源温水を供給するが、この熱源温水の温度が低い場合は吸収器で吸収溶液の温度があまり高くならないために、充分に過熱した被加熱媒体が得られないという問題があった。このような問題を解決した吸収ヒートポンプとして、複数段の再生器及び凝縮器を設け、高圧段再生器に高温の温水を導くと同時に低圧段再生器にはその段階に応じて低温の温水を導き低温温水の熱も回収するようにしたことにより、温度低下した熱源温水を再び低圧段の再生器に導いてその熱を回収利用し、従来棄てられていた温度レベルの熱エネルギーを回収することができる吸収ヒートポンプがある（例えば特許文献１参照）。
特公昭５８−１８５７５号公報（第１頁等）

しかしながら、特許文献１に記載された吸収ヒートポンプは、それまで棄てられていたおよそ１００℃以下の比較的低温の温水を有効に利用しつつ温水公害を防止するという点に焦点があてられており、ヒートポンプで汲み上げた熱を多様な用途に利用可能な形態とすること、具体的には高圧蒸気として取り出すことは提案されていなかった。

本発明は上述の課題に鑑み、比較的低温の温水を有効に利用しつつヒートポンプの効率の向上及び昇温幅の拡大を実現して、被加熱媒体を多様な用途に利用可能な蒸気として取り出すことができる吸収ヒートポンプを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る吸収ヒートポンプは、例えば図１（ａ）に示すように、吸収液が冷媒蒸気を吸収して第１の被加熱媒体流路１１を流れる被加熱媒体１１Ｗを加熱する第１の吸収器Ａ１と；第1の吸収器Ａ１から導入した吸収液が冷媒蒸気を吸収して第２の被加熱媒体流路２１を流れる被加熱媒体２１Ｗを加熱する第２の吸収器Ａ２と；第２の吸収器Ａ２から冷媒蒸気を吸収した吸収液を導入し、再生熱媒体流路１２（２２）内を流れる第１の熱媒体１２Ｗ（２２Ｗ）で第２の吸収器Ａ２から導入した吸収液を加熱して冷媒を蒸発させる再生器Ｇ１（Ｇ２）と；再生器Ｇ１（Ｇ２）で蒸発した冷媒蒸気を導入し、冷却媒体流路１３（２３）内を流れる冷却媒体１３Ｗ（２３Ｗ）で導入した冷媒蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器Ｃ１（Ｃ２）と；凝縮器Ｃ１（Ｃ２）で凝縮した冷媒液を導入し、第１の蒸発熱媒体流路１４内を流れる第２の熱媒体１４Ｗで導入した冷媒液を加熱して第１の吸収器Ａ１の吸収液に吸収される冷媒蒸気を発生させる第１の蒸発器Ｅ１と；凝縮器Ｃ１（Ｃ２）で凝縮した冷媒液を導入し、第２の蒸発熱媒体流路２４内を流れる第２の熱媒体２４Ｗで導入した冷媒液を加熱して第２の吸収器Ａ２の吸収液に吸収される冷媒蒸気を発生させる第２の蒸発器Ｅ２とを備え；第１及び第２の被加熱媒体流路１１、２１同士、並びに第１及び第２の蒸発熱媒体流路１４、２４同士の少なくとも一方が直列に接続されている。ここで、第２の蒸発器Ｅ２が導入する冷媒液は、第１の蒸発器Ｅ１を経由して導入する場合でも凝縮器Ｃ１（Ｃ２）で凝縮した冷媒液である。

このように構成すると、第１及び第２の被加熱媒体流路同士、並びに第１及び第２の蒸発熱媒体流路同士の少なくとも一方が直列に接続されているので、吸収液のサイクルの濃度幅を拡大させることができ、吸収ヒートポンプの効率を向上させることができる。また、第１及び第２の被加熱媒体流路同士を直列に接続した場合は、被加熱媒体の昇温幅を拡大させることができ、被加熱媒体を蒸気として取り出すことが容易になる。

また、請求項２に記載の発明に係る吸収ヒートポンプは、例えば図１（ａ）に示すように、請求項１に記載の吸収ヒートポンプ１において、再生器が、第１の再生熱媒体流路１２内を流れる第１の熱媒体１２Ｗで第２の吸収器Ａ２から導入した吸収液を加熱して冷媒を蒸発させる第１の再生器Ｇ１と、第２の再生熱媒体流路２２内を流れる第１の熱媒体２２Ｗで第１の再生器Ｇ１から導入した吸収液を加熱して冷媒を蒸発させる第２の再生器Ｇ２とを含んで構成され；凝縮器が、第１の再生器Ｇ１で蒸発した冷媒蒸気を導入し、第１の冷却媒体流路１３内を流れる冷却媒体１３Ｗで導入した冷媒蒸気を冷却して凝縮させる第１の凝縮器Ｃ１と、第２の再生器Ｇ２で蒸発した冷媒蒸気を導入し、第２の冷却媒体流路２３内を流れる冷却媒体２３Ｗで導入した冷媒蒸気を冷却して凝縮させる第２の凝縮器Ｃ２とを含んで構成されており；第１の蒸発器Ｅ１が導入する冷媒液が第１の凝縮器Ｃ１で凝縮した冷媒液及び第２の凝縮器Ｃ２で凝縮した冷媒液の少なくとも一方で、かつ第２の蒸発器Ｅ２が導入する冷媒液が第１の凝縮器Ｃ１で凝縮した冷媒液及び第２の凝縮器Ｃ２で凝縮した冷媒液の少なくとも一方であり；第１及び第２の再生熱媒体流路１２、２２同士、並びに第１及び第２の冷却媒体流路１３、２３同士がそれぞれ接続されている。

このように構成すると、第１及び第２の再生熱媒体流路同士、並びに第１及び第２の冷却媒体流路同士がそれぞれ接続されているので、両方の再生熱媒体流路で第１の熱媒体の熱を利用することができる。

また、請求項３に記載の発明に係る吸収ヒートポンプは、例えば図１（ａ）に示すように、請求項２に記載の吸収ヒートポンプ１において、第１及び第２の冷却媒体流路１３、２３同士並びに第１及び第２の蒸発熱媒体流路１４、２４同士が直列に、第１及び第２の被加熱媒体流路１１、２１同士並びに第１及び第２の再生熱媒体流路１２、２２同士が並列に接続され；第２の蒸発熱媒体流路２４を流れた後の第２の熱媒体２４ｗが第１の蒸発熱媒体流路１４を流れ、第２の冷却媒体流路２３を流れた後の冷却媒体２３Ｗが第１の冷却媒体流路１３を流れるように構成されている。

このように構成すると、第２の蒸発熱媒体流路を流れた後の第２の熱媒体が第１の蒸発熱媒体流路を流れ、第２の冷却媒体流路を流れた後の冷却媒体が第１の冷却媒体流路を流れるので、第１の蒸発器と第２の蒸発器との間に圧力差が生じ、かつ第１の再生器と第２の再生器との間に圧力差が生じて吸収液の濃度幅が拡大し、吸収ヒートポンプの効率を向上させることができる。

また、請求項４に記載の発明に係る吸収ヒートポンプは、例えば図２（ａ）に示すように、請求項２に記載の吸収ヒートポンプ１において、第１及び第２の被加熱媒体流路１１、２１同士、第１及び第２の再生熱媒体流路１２、２２同士、第１及び第２の冷却媒体流路１３、２３同士、並びに第１及び第２の蒸発熱媒体流路１４、２４同士が直列に接続され；第２の被加熱媒体流路２１を流れた後の被加熱媒体２１Ｗが第１の被加熱媒体流路１１を流れ、第２の再生熱媒体流路２２を流れた後の第１の熱媒体２２Ｗが第１の再生熱媒体流路１２を流れ、第１の冷却媒体流路１３を流れた後の冷却媒体１３Ｗが第２の冷却媒体流路２３を流れ、第１の蒸発熱媒体流路１４を流れた後の第２の熱媒体１４Ｗが第２の蒸発熱媒体流路２４を流れるように構成されている。

このように構成すると、第１の蒸発器と第２の蒸発器との間に圧力差及び温度差が生じ、かつ第１の再生器と第２の再生器との間に圧力差及び温度差が生じて、吸収液の濃度幅が拡大して吸収ヒートポンプの効率を向上させることができると共に、吸収液の温度差により被加熱媒体の昇温幅を拡大することができる。

本発明によれば、第１及び第２の被加熱媒体流路同士、並びに第１及び第２の蒸発熱媒体流路同士の少なくとも一方が直列に接続されているので、吸収液のサイクルの濃度幅を拡大させることができ、吸収ヒートポンプの効率を向上させることができる。また、第１及び第２の被加熱媒体流路同士を直列に接続した場合は、被加熱媒体の昇温幅を拡大させることができ、被加熱媒体を蒸気として取り出すことが容易になる。また、蒸発熱媒体流路同士、冷却媒体流路同士を直列に接続した場合は、第１の蒸発器と第２の蒸発器との間に圧力差が生じ、かつ第１の再生器と第２の再生器との間に圧力差が生じて吸収液の濃度幅が拡大し、吸収ヒートポンプの効率を向上させることができる。

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。
なお、以下に説明する吸収ヒートポンプの作動媒体としては、吸収剤と冷媒の組み合わせが用いられる。以下に説明する実施の形態では、各種吸収ヒートポンプで現在最も広く用いられている、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）を吸収剤として使用し、水を冷媒として使用する。しかしながらこれに限らず、例えば水を吸収剤とし、アンモニアを冷媒として使用してもよい。

（第１の実施の形態）
図１（ａ）のフロー図を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１の構成を説明する。

吸収ヒートポンプ１は、第１の蒸発器Ｅ１で蒸発した冷媒を吸収する第１の吸収器Ａ１と、第２の蒸発器Ｅ２で蒸発した冷媒を吸収する第２の吸収器Ａ２と、第２の吸収器Ａ２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）を加熱して冷媒蒸気を発生させる第１の再生器Ｇ１と、第１の再生器Ｇ１から導入した吸収液をさらに加熱して冷媒蒸気を発生させる第２の再生器Ｇ２と、第１の再生器Ｇ１で発生した冷媒蒸気を冷却して凝縮する第１の凝縮器Ｃ１と、第２の再生器Ｇ２で発生した冷媒蒸気を冷却して凝縮する第２の凝縮器Ｃ２と、第１の凝縮器Ｃ１と第２の凝縮器Ｃ２の少なくとも一方から送られる冷媒液を蒸発させて冷媒蒸気を発生させる第１の蒸発器Ｅ１と、第１の凝縮器Ｃ１と第２の凝縮器Ｃ２の少なくとも一方から送られる冷媒液を蒸発させて冷媒蒸気を発生させる第２の蒸発器Ｅ２とを備えている。

第１の吸収器Ａ１は、伝熱部として第１の被加熱媒体流路としての被加熱流体管１１を有している。第１の吸収器Ａ１は、その内部に吸収液であるＬｉＢｒ水溶液が散布され、ＬｉＢｒ水溶液が水蒸気を吸収する際に吸収熱が発生するように構成されている。この吸収熱により、被加熱流体管１１を流れる被加熱媒体、具体的には給水１１Ｗが昇温して高温水あるいは蒸気になるように構成されている。吸収器Ａ１の下部には散布されたＬｉＢｒ水溶液が貯留されるが、被加熱流体管１１はＬｉＢｒ水溶液に没入しない。このようにすると、被加熱流体管１１の表面に濡れ広がったＬｉＢｒ水溶液に水蒸気が吸収されるようになるため、ＬｉＢｒ水溶液と水蒸気の接触面積が大きくできるとともに、発生した吸収熱が被加熱流体管１１を流れる給水１１Ｗに速やかに伝わり、吸収能力の回復を早めることができる。

第２の吸収器Ａ２は、伝熱部として第２の被加熱媒体流路としての被加熱流体管２１を有している。また、第２の吸収器Ａ２は、第１の吸収器Ａ１と吸収器配管３１で接続されている。第２の吸収器Ａ２は、吸収器配管３１を介して第１の吸収器Ａ１で水蒸気を吸収したＬｉＢｒ水溶液を重力により導入し、第２の吸収器Ａ２内でＬｉＢｒ水溶液が散布されて、ＬｉＢｒ水溶液が水蒸気を吸収する際に吸収熱が発生するように構成されている。この吸収熱により、被加熱流体管２１を流れる被加熱媒体、具体的には給水２１Ｗが昇温して高温水あるいは蒸気になるように構成されている。吸収器Ａ２の下部には散布されたＬｉＢｒ水溶液が貯留されるが、被加熱流体管２１はＬｉＢｒ水溶液に没入しない。このようにすると、発生した吸収熱が被加熱流体管２１を流れる給水２１Ｗに速やかに伝わり、吸収能力の回復を早めることができる。

第１の再生器Ｇ１は、伝熱部として第１の再生熱媒体流路としての再生熱源温水管１２を有している。再生熱源温水管１２には、第１の熱媒体として、典型的には温水１２Ｗが流れる。第１の再生器Ｇ１は、第２の吸収器Ａ２と希溶液配管３２で接続されている。第１の再生器Ｇ１は、希溶液配管３２を介して、第２の吸収器Ａ２で水蒸気を吸収して濃度が薄くなったＬｉＢｒ水溶液を重力および圧力差により導き、温水１２Ｗの熱により水分を蒸発させて高濃度のＬｉＢｒ水溶液に再生することができるように構成されている。再生熱源温水管１２はＬｉＢｒ水溶液に浸っており、ＬｉＢｒ水溶液を直接加熱している。

第２の再生器Ｇ２は、伝熱部として第２の再生熱媒体流路としての再生熱源温水管２２を有している。再生熱源温水管２２には、第１の熱媒体として、典型的には温水２２Ｗが流れる。第２の再生器Ｇ２は、第１の再生器Ｇ１と再生器配管３３で接続されている。第２の再生器Ｇ２は、第１の再生器Ｇ１で水分を蒸発させて濃度が濃くなったＬｉＢｒ水溶液を再生器配管３３を介して重力および圧力差により導き、温水２２Ｗの熱によりさらに水分を蒸発させてより高濃度のＬｉＢｒ水溶液に再生することができるように構成されている。再生熱源温水管２２はＬｉＢｒ水溶液に浸っており、ＬｉＢｒ水溶液を直接加熱している。第２の再生器Ｇ２と第１の吸収器Ａ１とは濃溶液配管３４で接続されており、第２の再生器Ｇ２で高濃度に再生されたＬｉＢｒ水溶液が、濃溶液配管３４に配設された溶液ポンプ１６で第１の吸収器Ａ１に圧送されるように構成されている。

希溶液配管３２及び濃溶液配管３４には溶液熱交換器１５が配設されている。溶液熱交換器１５は、第２の吸収器Ａ２から第１の再生器Ｇ１へ流れる高温低濃度のＬｉＢｒ水溶液と、第２の再生器Ｇ２から第１の吸収器Ａ１へ圧送される低温高濃度のＬｉＢｒ水溶液との間で熱交換を行なわせる機器である。溶液熱交換器１５は、典型的にはプレート型熱交換器が用いられるがシェルアンドチューブ型やその他の熱交換器を用いてもよい。

第１の凝縮器Ｃ１は、伝熱部として第１の冷却媒体流路としての冷却水管１３を有している。冷却水管１３には、冷却媒体としての冷却水１３Ｗが流れる。第１の凝縮器Ｃ１は、第１の再生器Ｇ１で発生した水蒸気を導入し、これを冷却水１３Ｗで冷却して凝縮させるように構成されている。冷却水管１３は、水蒸気を直接冷却することができるように、凝縮水に浸らないように配設されている。

第２の凝縮器Ｃ２は、伝熱部として第２の冷却媒体流路としての冷却水管２３を有している。冷却水管２３には、冷却媒体としての冷却水２３Ｗが流れる。第２の凝縮器Ｃ２は、第２の再生器Ｇ２で発生した水蒸気を導入し、これを冷却水２３Ｗで冷却して凝縮させるように構成されている。冷却水管２３は、水蒸気を直接冷却することができるように、凝縮水に浸らないように配設されている。また、第２の凝縮器Ｃ２は、第１の凝縮器Ｃ１と凝縮器配管３５で接続されており、第１の凝縮器Ｃ１の凝縮水を第２の凝縮器Ｃ２に重力により導入することができるように構成されている。また、第２の凝縮器Ｃ２には凝縮した凝縮水を第１の蒸発器Ｅ１に送る冷媒配管３６が接続されている。冷媒配管３６には、凝縮水を第１の蒸発器Ｅ１に圧送するための冷媒ポンプ１７が配設されている。第１の凝縮器Ｃ１の凝縮水を第２の凝縮器Ｃ２に導入することにより、凝縮水を第１の蒸発器Ｅ１に圧送する冷媒ポンプ１７及び冷媒配管３６を共用にすることができ、部材数を削減することができる。

第１の蒸発器Ｅ１は、伝熱部として第１の蒸発熱媒体流路としての蒸発熱源温水管１４を有している。蒸発熱源温水管１４には、蒸発熱媒体として、典型的には温水１４Ｗが流れる。第１の蒸発器Ｅ１は、第２の凝縮器Ｃ２と冷媒配管３６で接続されている。第１の蒸発器Ｅ１は、第２の凝縮器Ｃ２から凝縮水を導き入れ、温水１４Ｗの熱により蒸発させて水蒸気を発生させることができるように構成されている。蒸発熱源温水管１４は、導入した凝縮水を蒸発熱源温水管１４にスプレーするため、凝縮水に浸らないように配設されている。このようにすると、蒸発熱源温水管１４の表面に接触した凝縮水が次々に蒸発し、水蒸気の発生が促進される。

第２の蒸発器Ｅ２は、伝熱部として第２の蒸発熱媒体流路としての蒸発熱源温水管２４を有している。蒸発熱源温水管２４には、蒸発熱媒体として、典型的には温水２４Ｗが流れる。第２の蒸発器Ｅ２は、第１の蒸発器Ｅ１と蒸発器配管３７で接続されている。第２の蒸発器Ｅ２は、蒸発器配管３７を介して第１の蒸発器Ｅ１から凝縮水を重力により導き入れ、温水２４Ｗの熱により蒸発させて水蒸気を発生させることができるように構成されている。蒸発熱源温水管２４は、第２の蒸発器Ｅ２内に溜まった凝縮水を加熱するように、凝縮水に浸っている。このようにすると、第２の蒸発器Ｅ２内に溜まった凝縮水を再び第１及び／又は第２の蒸発器に散布するための循環ポンプが不要になる。

被加熱流体管１１は、被加熱流体管２１と接続されている。本実施の形態では、被加熱流体管１１の入口側と被加熱流体管２１の入口側とが接続されており、被加熱流体管１１の出口側と被加熱流体管２１の出口側とが接続されている。すなわち、被加熱流体管１１と被加熱流体管２１とは並列に接続されている。

再生熱源温水管１２は、再生熱源温水管２２と接続されている。本実施の形態では、再生熱源温水管１２の入口側と再生熱源温水管２２の入口側とが接続されており、再生熱源温水管１２の出口側と再生熱源温水管２２の出口側とが接続されている。すなわち、再生熱源温水管１２と再生熱源温水管２２とは並列に接続されている。

冷却水管１３は、冷却水管２３と接続されている。本実施の形態では、冷却水管２３の出口側と冷却水管１３の入口側とが接続されている。すなわち、冷却水管２３と冷却水管１３とは直列に接続されている。

蒸発熱源温水管１４は、蒸発熱源温水管２４と接続されている。本実施の形態では、蒸発熱源温水管２４の出口側と蒸発熱源温水管１４の入口側とが接続されている。すなわち、蒸発熱源温水管２４と蒸発熱源温水管１４とは直列に接続されている。

被加熱流体管１１、２１を流れる給水１１Ｗ、２１Ｗ、再生熱源温水管１２、２２を流れる温水１２Ｗ、２２Ｗ、冷却水管１３、２３を流れる冷却水１３Ｗ、２３Ｗ、蒸発熱源温水管１４、２４を流れる温水１４Ｗ、２４Ｗは、それぞれ不図示のポンプにて供給される。なお、温水１２Ｗ、２２Ｗ及び温水１４Ｗ、２４Ｗには、同一の温水を分配してもよく、蒸発熱源温水管と再生熱源温水管とを直列に接続してどちらか一方の管を流れた温水を他方の管に導入するようにしてもよい。

引き続き図１（ａ）のフロー図を参照して、第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１のサイクルについて説明する。
第１の吸収器Ａ１に散布されたＬｉＢｒ水溶液は、第１の蒸発器Ｅ１で発生した水蒸気を吸収して吸収熱が発生する。この吸収熱で被加熱流体管１１内を流れる給水１１Ｗが加熱されて飽和蒸気となる。水蒸気を吸収したＬｉＢｒ水溶液は、吸収器配管３１を介して第２の吸収器Ａ２に導かれ、第２の吸収器Ａ２に散布される。第２の吸収器Ａ２に散布されたＬｉＢｒ水溶液は、第２の蒸発器Ｅ２で発生した水蒸気を吸収して吸収熱が発生する。この吸収熱で被加熱流体管２１内を流れる給水２１Ｗが加熱されて飽和蒸気となる。

第２の吸収器Ａ２で水蒸気を吸収して濃度が低くなったＬｉＢｒ水溶液は、希溶液配管３２を通って第１の再生器Ｇ１に導入される。濃度が低くなったＬｉＢｒ水溶液は、第１の再生器Ｇ１に導入される途中の溶液熱交換器１５で高濃度ＬｉＢｒ水溶液と熱交換して温度が低下する。第１の再生器Ｇ１に導入された濃度が低くなったＬｉＢｒ水溶液は、再生熱源温水管１２を流れる温水１２Ｗの熱により加熱され、水蒸気を発生して濃縮される。第１の再生器Ｇ１で水蒸気を発生して濃縮されたＬｉＢｒ水溶液は、再生器配管３３を介して第２の再生器Ｇ２に導かれ、第２の再生器Ｇ２に散布される。第２の再生器Ｇ２に散布されたＬｉＢｒ水溶液は、再生熱源温水管２２を流れる温水２２Ｗの熱により加熱され、水蒸気を発生して濃縮されて濃溶液となる。

第２の再生器Ｇ２で濃溶液となったＬｉＢｒ水溶液は、濃溶液配管３４内を溶液ポンプ１６により圧送されて第１の吸収器Ａ１に導かれる。高濃度となったＬｉＢｒ水溶液は、第１の吸収器Ａ１に導入される途中の溶液熱交換器１５で低濃度のＬｉＢｒ水溶液と熱交換して温度が上昇する。第１の吸収器Ａ１に導入された高濃度ＬｉＢｒ水溶液は第１の吸収器Ａ１内に散布され、第１の蒸発器Ｅ１で発生した水蒸気を吸収して吸収熱が発生する。このように溶液サイクルが一巡し、以下同様の溶液サイクルが繰り返される。

他方、第１の再生器Ｇ１で発生した水蒸気は第１の凝縮器Ｃ１に導かれ、冷却水管１３を流れる冷却水１３Ｗにより冷やされて凝縮し、冷媒液となる。また、第２の再生器Ｇ２で発生した水蒸気は第２の凝縮器Ｃ２に導かれ、冷却水管２３を流れる冷却水２３Ｗにより冷やされて凝縮し、冷媒液となる。第１の凝縮器Ｃ１で凝縮された冷媒液は、凝縮器配管３５を介して第２の凝縮器Ｃ２に導かれる。第２の凝縮器Ｃ２に集まった冷媒液は、冷媒配管３６内を冷媒ポンプ１７により圧送されて第１の蒸発器Ｅ１に導入される。

第１の蒸発器Ｅ１に導入された冷媒液は散布され、蒸発熱源温水管１４内を流れる温水１４Ｗの熱により蒸発して水蒸気となる。第１の蒸発器Ｅ１で発生した水蒸気は、第１の吸収器Ａ１の吸収液であるＬｉＢｒ水溶液に吸収される。第１の蒸発器Ｅ１に散布された冷媒液で水蒸気とならなかった冷媒液は、蒸発器配管３７を介して第２の蒸発器Ｅ２に導かれる。第２の蒸発器Ｅ２に導かれた冷媒液は散布され、蒸発熱源温水管２４内を流れる温水２４Ｗの熱により蒸発して水蒸気となる。第２の蒸発器Ｅ２で発生した水蒸気は、第２の吸収器Ａ２のＬｉＢｒ水溶液に吸収される。ＬｉＢｒ水溶液に吸収された冷媒は、ＬｉＢｒ水溶液と共に第１及び第２の再生器Ｇ１、Ｇ２へ導かれて水蒸気となり、第１及び第２の凝縮器Ｃ１、Ｃ２に導かれる。このように冷媒サイクルが一巡し、以下同様の冷媒サイクルが繰り返される。

以上が溶液と冷媒のサイクルである。このように、再生器と蒸発器に温水を供給し、凝縮器に冷却水を供給することにより、吸収器で熱を取り出すことができる。吸収器で取り出すことができる熱で給水を加熱し、高温水や蒸気等を生成することができる。

次に図１（ｂ）のデューリング線図を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１の作用を説明する。
デューリング線図とは、飽和圧力と溶液（ＬｉＢｒ水溶液）の温度との関係を表したもので、縦軸に飽和圧力を、横軸に溶液温度をとっている。右上がりの線は溶液の等濃度線を表し、右に行くほど高濃度、左に行くほど低濃度となり、図中の原点を通る右上がりの線は溶液濃度０％（すなわち冷媒のみ）の線である。なお、本図では縦軸にその点の圧力に対応する冷媒（水）の露点温度を表示している。蒸発器における蒸発温度及び凝縮器における凝縮温度を把握しやすくするためである。他のデューリング線図も同様である。

冷却水は、最初に冷却水管２３を通って凝縮熱により温度が上昇した後に冷却水管１３に入る。したがって、第２の凝縮器Ｃ２の温度の方が第１の凝縮器Ｃ１の温度よりも低くなる。すなわち、露点温度（圧力）も第２の凝縮器Ｃ２（ＴＣ２）の方が第１の凝縮器Ｃ１（ＴＣ１）よりも低くなる。また、水蒸気の移動がある第１の凝縮器Ｃ１と第１の再生器Ｇ１、及び第２の凝縮器Ｃ２と第２の再生器Ｇ２は、それぞれ圧力が同じになる。他方、第１の再生器Ｇ１に供給される温水１２Ｗ、第２の再生器Ｇ２に供給される温水２２Ｗは、再生熱源温水管１２、２２同士が並列に接続されているのでほぼ同じ温度（ＴＧ１、ＴＧ２）になる。第１の再生器Ｇ１と第２の再生器Ｇ２とは、温度がほぼ同じで圧力が異なるため、吸収液の濃度が異なり濃度幅が大きくなる。

また、第１の蒸発器Ｅ１に供給される温水及び第２の蒸発器Ｅ２に供給される温水は、最初に蒸発熱源温水管２４を通って水蒸気に潜熱を奪われて温度が下がった後に蒸発熱源温水管１４に入る。したがって、第２の蒸発器Ｅ２の温度の方が第１の蒸発器Ｅ１の温度よりも高くなる。すなわち、露点温度（圧力）も第２の蒸発器Ｅ２（ＴＥ２）の方が第１の蒸発器Ｅ１（ＴＥ１）よりも高くなる。また、水蒸気の移動がある第１の蒸発器Ｅ１と第１の吸収器Ａ１、及び第２の蒸発器Ｅ２と第２の吸収器Ａ２は、それぞれ圧力が同じになる。他方、第１の吸収器Ａ１に供給される給水１１Ｗ、第２の吸収器Ａ１に供給される給水２１Ｗは、被加熱流体管１１、２１同士が並列に接続されているのでほぼ同じ温度になる。第１の吸収器Ａ１と第２の吸収器Ａ２とは、温度がほぼ同じ（ＴＡ１、ＴＡ２）で圧力が異なるため、吸収液の濃度が異なり濃度幅が大きくなる。

以上に説明した第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１について、具体的な温度条件を例示して説明する。なお、ここに示す例は、蒸発熱源温水管２４、１４を流れた温水が再生熱源温水管１２、２２に導入されるものとして説明する。
冷却水管２３に導入される約３０℃の冷却水は、凝縮熱により約３３℃に上昇して冷却水管１３に入り、凝縮熱によりさらに温度が上昇して約３６℃となる。このとき、第２の凝縮器Ｃ２は約３４℃、第１の凝縮器Ｃ１は約３７℃となる。再生熱源温水管１２、２２に導入される約８４℃の温水は、第１及び第２の再生器Ｇ１、Ｇ２内のＬｉＢｒ水溶液中の水分を蒸発させて温度が下がり約７８℃となる。再生熱源温水管１２、２２が並列に接続されているので、第１及び第２の再生器Ｇ１、Ｇ２は、ほぼ同じ温度である約８０℃となる。ただし、第１及び第２の再生器Ｇ１、Ｇ２は、圧力が異なっているため溶液濃度が異なっている。蒸発熱源温水管２４に導入される約９０℃の温水は、冷媒液（水）を蒸発させて約８７℃に下がった後に蒸発熱源温水管１４に入り、さらに蒸発潜熱を奪われて約８４℃となる。このとき、第２の蒸発器Ｅ２は約８６℃、第１の蒸発器Ｅ１は約８３℃となる。被加熱流体管１１、２１に導入される約２０℃の給水は、第１及び第２の吸収器Ａ１、Ａ２内のＬｉＢｒ水溶液が水蒸気を吸収する際の吸収熱で温度が上昇して約１３５℃の蒸気となる。被加熱流体管１１、２１が並列に接続されているので、第１及び第２の吸収器Ａ１、Ａ２は、ほぼ同じ温度である約１３６℃となる。

このように本実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１は、一般的な単段の吸収ヒートポンプを同じ温度条件で運転した場合に比べて溶液の濃度幅が大きくなるためサイクルの効率（ＣＯＰ）を向上させることができる。また、冷却水流路１３、２３を直列に接続したことにより、第１の凝縮器Ｃ１では低温の冷却水を有効に利用できる。低温の冷却水を利用可能な本吸収ヒートポンプ１は、冷却水を大温度差にすることができ、これに伴って循環ポンプを小型化することができ省電力に資することとなる。同様に、蒸発熱源温水管１４、２４を直列に接続したことにより、第１及び第２の蒸発器Ｅ１、Ｅ２で利用する熱源としての温水の利用可能な温度差を大きくすることができる。温水の利用可能な温度差が大きくなると循環温水量を少なくすることができ、これに伴って循環ポンプを小型化することができ省電力に資することとなる。

（第２の実施の形態）
次に図２（ａ）のフロー図を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ２の構成を説明する。
本実施の形態に係る吸収ヒートポンプ２は、第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１と比較して、被加熱流体管１１、２１、再生熱源温水管１２、２２、冷却水管１３、２３及び蒸発熱源温水管１４、２４の接続のし方が異なっている。

本実施の形態の被加熱流体管１１、２１の接続関係は、被加熱流体管２１の出口側が被加熱流体管１１の入口側と接続されている。すなわち、被加熱流体管２１と被加熱流体管１１とは直列に接続されている。再生熱源温水管１２、２２は、再生熱源温水管２２の出口側が再生熱源温水管１２の入口側と接続されている。すなわち、再生熱源温水管２２と再生熱源温水管１２とは直列に接続されている。冷却水管１３、２３は、冷却水管１３の出口側が冷却水管２３の入口側と接続されている。すなわち、冷却水管１３と冷却水管２３とは直列に接続されている。蒸発熱源温水管１４、２４は、蒸発熱源温水管１４の出口側が蒸発熱源温水管２４の入口側と接続されている。すなわち、蒸発熱源温水管１４と蒸発熱源温水管２４とは直列に接続されている。

被加熱流体管１１、２１を流れる給水１１Ｗ、２１Ｗ、再生熱源温水管１２、２２を流れる温水１２Ｗ、２２Ｗ、冷却水管１３、２３を流れる冷却水１３Ｗ、２３Ｗ、蒸発熱源温水管１４、２４を流れる温水１４Ｗ、２４Ｗは、それぞれ不図示のポンプにて供給される。なお、温水１２Ｗ、２２Ｗ及び温水１４Ｗ、２４Ｗには、同一の温水を分配してもよく、蒸発熱源温水管と再生熱源温水管とを直列に接続してどちらか一方の管を流れた温水を他方の管に導入するようにしてもよい。

ここで図２（ｂ）のデューリング線図を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ２の作用を説明する。
冷却水は、最初に冷却水管１３を通って凝縮熱により温度が上昇した後に冷却水管２３に入る。したがって、第１の凝縮器Ｃ１の温度の方が第２の凝縮器Ｃ２の温度よりも低くなる。すなわち、露点温度（圧力）も第１の凝縮器Ｃ１（ＴＣ１）の方が第２の凝縮器Ｃ２（ＴＣ２）よりも低くなる。冷却水管１３、２３を直列に接続すると冷却水を大温度差にすることができ、これに伴って循環ポンプを小型化することができ省電力に資することとなる。また、水蒸気の移動がある第１の凝縮器Ｃ１と第１の再生器Ｇ１、及び第２の凝縮器Ｃ２と第２の再生器Ｇ２は、それぞれ圧力が同じになる。第１の再生器Ｇ１及び第２の再生器Ｇ２に供給される温水は、最初に再生熱源温水管２２を通って吸収液中の水分を蒸発させて温度が低下した後に再生熱源温水管１２に入る。したがって、第２の再生器Ｇ２の温度（ＴＧ２）の方が第１の再生器Ｇ１の温度（ＴＧ１）よりも高くなる。この両再生器Ｇ１、Ｇ２の温度差に圧力差が加わって、両再生器Ｇ１、Ｇ２の温度差を大きく取ることができる。第１の再生器Ｇ１及び第２の再生器Ｇ２に供給する温水を大温度差にすると温水流量を少なくすることができ、搬送動力削減に伴う省電力に資することとなる。

また、第１の蒸発器Ｅ１に供給される温水及び第２の蒸発器Ｅ２に供給される温水は、最初に蒸発熱源温水管１４を通って水蒸気に潜熱を奪われて温度が下がった後に蒸発熱源温水管２４に入る。したがって、第１の蒸発器Ｅ１の温度の方が第２の蒸発器Ｅ２の温度よりも高くなる。すなわち、露点温度（圧力）も第１の蒸発器Ｅ１（ＴＥ１）の方が第２の蒸発器Ｅ２（ＴＥ２）よりも高くなる。蒸発熱源温水管１４、２４を直列に接続すると温水の利用可能な温度差が大きくなって循環温水量を少なくすることができ、これに伴って循環ポンプを小型化することができ省電力に資することとなる。また、水蒸気の移動がある第１の蒸発器Ｅ１と第１の吸収器Ａ１、及び第２の蒸発器Ｅ２と第２の吸収器Ａ２は、それぞれ圧力が同じになる。他方、第１の吸収器Ａ１、第２の吸収器Ａ２に供給される給水は、最初に被加熱流体管２１を通って吸収液が水蒸気を吸収する際の吸収熱により加熱され飽和蒸気となった後に被加熱流体管１１に入る。したがって、第２の吸収器Ａ２の温度よりも第１の吸収器Ａ１の温度の方が高くなる。この両吸収器Ａ１、Ａ２の温度差に圧力（露点温度）差が加わって、両吸収器Ａ１、Ａ２の温度差（ＴＡ１−ＴＡ２）を大きく取ることができる。これにより、第２の吸収器Ａ２で生成された被加熱流体管２１を流れる飽和蒸気は、被加熱流体管１１でさらに吸収熱を得て過熱蒸気となる。このように、両吸収器Ａ１、Ａ２の温度差を大きく取れるので、容易に過熱蒸気を得ることができる。

ここで第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ２についても、具体的な温度条件を例示して説明する。なお、ここに示す例は、蒸発熱源温水管１４、２４を流れた温水が再生熱源温水管２２、１２に導入されるものとして説明する。
冷却水管１３に導入される約３０℃の冷却水は、凝縮熱により約３３℃に上昇して冷却水管２３に入り、凝縮熱によりさらに温度が上昇して約３６℃となる。このとき、第１の凝縮器Ｃ１は約３４℃、第２の凝縮器Ｃ２は約３７℃となる。再生熱源温水管２２に導入される約８４℃の温水は、第２の再生器Ｇ２内のＬｉＢｒ水溶液中の水分を蒸発させて温度が下がり約８１℃となる。温度が低下した温水は、次に再生熱源温水管１２に入って第１の再生器Ｇ１内のＬｉＢｒ水溶液中の水分に蒸発潜熱を奪われて約７８℃となる。このとき第２の再生器Ｇ２は約８０℃、第１の再生器Ｇ１は約７７℃となる。蒸発熱源温水管１４に導入される約９０℃の温水は、冷媒液（水）を蒸発させて約８７℃に下がった後に蒸発熱源温水管２４に入り、さらに蒸発潜熱を奪われて約８４℃となる。このとき、第１の蒸発器Ｅ１は約８６℃、第２の蒸発器Ｅ２は約８３℃となる。被加熱流体管２１に導入される約２０℃の給水は、第２の吸収器Ａ２内のＬｉＢｒ水溶液が水蒸気を吸収する際の吸収熱で温度が上昇して約１３３℃の飽和蒸気となる。飽和蒸気は次に被加熱流体管１１に入って第１の吸収器Ａ１内のＬｉＢｒ水溶液が水蒸気を吸収する際の吸収熱で温度が上昇して約１３７℃の過熱蒸気となる。このとき第２の吸収器Ａ２は約１３４℃、第１の吸収器Ａ１は約１３８℃となる。

次に図３のフロー図を参照して、第２の実施の形態の変形例に係る吸収ヒートポンプ２’について説明する。
第２の実施の形態の変形例に係る吸収ヒートポンプ２’は、第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ２と比べて、被加熱媒体熱交換器１８、冷媒熱交換器１９、凝縮予熱器２８及び蒸発予熱器２９が付加されている。第１及び第２の吸収器Ａ１、Ａ２、第１及び第２の再生器Ｇ１、Ｇ２、第１及び第２の凝縮器Ｃ１、Ｃ２、第１及び第２の蒸発器Ｅ１、Ｅ２の構成と作用、並びに被加熱流体管１１、２１、再生熱源温水管１２、２２、冷却水管１３、２３及び蒸発熱源温水管１４、２４の接続関係は、第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ２と同様である。

ただし、被加熱流体管２１の入口側は、第２の蒸発器Ｅ２と第１の凝縮器Ｃ１の内部を通っており、第２の蒸発器Ｅ２と第１の凝縮器Ｃ１の間の被加熱流体管５１に被加熱媒体熱交換器１８が配設されている。被加熱媒体熱交換器１８は、被加熱流体管５１と溶液熱交換器１５の下流側の希溶液配管３２に配設されており、被加熱流体管５１を流れる給水と希溶液配管３２を流れるＬｉＢｒ水溶液との間で熱交換が行われる。なお、被加熱流体管５１を流れる給水が希溶液配管３２を流れるＬｉＢｒ水溶液によって加熱される。

被加熱流体管５１を流れる給水は、被加熱媒体熱交換器１８の上流側の第１の凝縮器Ｃ１内に配設された凝縮予熱器２８で予熱される。給水は、凝縮予熱器２８を介して、第１の凝縮器Ｃ１で水蒸気が凝縮する際に発生する凝縮熱により予熱される。給水は、被加熱媒体熱交換器１８の下流側の第２の蒸発器Ｅ２内に配設された蒸発予熱器２９でも予熱される。給水は、蒸発予熱器２９を介して、第２の蒸発器Ｅ２で蒸発した水蒸気が保有する熱により予熱される。

他方、蒸発熱源温水管２４の出口側には冷媒熱交換器１９が配設されている。冷媒熱交換器１９は、蒸発熱源温水管２４と冷媒配管３６に配設されており、蒸発熱源温水管２４を流れる温水と冷媒配管３６を流れる冷媒液との間で熱交換が行われる。なお、冷媒配管３６を流れる冷媒液が蒸発熱源温水管２４を流れる温水によって加熱される。

以上説明したように、第２の実施の形態の変形例に係る吸収ヒートポンプ２’によれば、給水及び冷媒によって熱回収をすることができ、吸収ヒートポンプの効率を向上させることができる。

（第３の実施の形態）
図４（ａ）のフロー図を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ３の構成について説明する。
吸収ヒートポンプ３は、いわゆる多段吸収ヒートポンプであり、第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１及び第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ２と比べて、第１の吸収器Ａ１が第１の高圧吸収器Ａ１Ｈと第１の低圧吸収器Ａ１Ｌとに、第２の吸収器Ａ２が第２の高圧吸収器Ａ２Ｈと第２の低圧吸収器Ａ２Ｌとにそれぞれ分かれている。また、第１の蒸発器Ｅ１が第１の高圧蒸発器Ｅ１Ｈと第１の低圧蒸発器Ｅ１Ｌとに、第２の蒸発器Ｅ２が第２の高圧蒸発器Ｅ２Ｈと第２の低圧蒸発器Ｅ２Ｌとにそれぞれ分かれている。

また、濃溶液配管３４は、低圧溶液熱交換器１５Ｌの下流側で高圧濃溶液配管３４Ｈと低圧濃溶液配管３４Ｌとに分岐している。高圧濃溶液配管３４Ｈは途中に高圧溶液熱交換器１５Ｈを介して第１の高圧吸収器Ａ１Ｈに接続されており、低圧濃溶液配管３４Ｌは第１の低圧吸収器Ａ１Ｌに接続されている。第１の高圧吸収器Ａ１Ｈにおいて第１の高圧蒸発器Ｅ１Ｈで発生した水蒸気を吸収したＬｉＢｒ水溶液は、第２の高圧吸収器Ａ２Ｈに導かれて第２の高圧蒸発器Ｅ２Ｈで発生した水蒸気を吸収する。第１の低圧吸収器Ａ１Ｌにおいて第１の低圧蒸発器Ｅ１Ｌで発生した水蒸気を吸収したＬｉＢｒ水溶液は、第２の低圧吸収器Ａ２Ｌに導かれて第２の低圧蒸発器Ｅ２Ｌで発生した水蒸気を吸収する。

高圧溶液熱交換器１５Ｈは、高圧濃溶液配管３４Ｈを流れる吸収液と、高圧希溶液配管３２Ｈを流れる水蒸気を吸収した吸収液との間で熱交換を行なうように構成されている。低圧溶液熱交換器１５Ｌは、高圧溶液熱交換器１５Ｈを出た吸収液と第２の低圧吸収器Ａ２Ｌから導出された吸収液とが合流した希溶液配管３２を流れる吸収液と、濃溶液配管３４を流れる吸収液との間で熱交換を行なうように構成されている。

冷媒配管３６は、第１の低圧蒸発器Ｅ１Ｌに至る途中で、第１の蒸発器流路１１４と第２の蒸発器流路１２４の分岐を有している。第１の蒸発器流路１１４は、第１の低圧吸収器Ａ１Ｌ内を通って第１の高圧吸収器Ａ１Ｈに接続されている。第２の蒸発器流路１２４は、第２の低圧吸収器Ａ２Ｌ内を通って第２の高圧吸収器Ａ２Ｈに接続されている。第１の低圧吸収器Ａ１Ｌ内の第１の蒸発器流路１１４が第１の高圧蒸発器Ｅ１Ｈを兼ねており、第２の低圧吸収器Ａ２Ｌ内の第２の蒸発器流路１２４が第２の高圧蒸発器Ｅ２Ｈを兼ねている。第１の低圧吸収器Ａ１Ｌの上流側の第１の蒸発器流路１１４には、第１の高圧蒸発器Ｅ１Ｈへ導入する凝縮水量を調整する、絞り機構としての調整可能な弁１１４Ｖが設けられている。第２の低圧吸収器Ａ２Ｌの上流側の第２の蒸発器流路１２４には、第２の高圧蒸発器Ｅ２Ｈへ導入する凝縮水量を調整する、絞り機構としての流量可変の弁１２４Ｖが設けられている。第１及び第２の高圧蒸発器Ｅ１Ｈ、Ｅ２Ｈへ導入する凝縮水量を調整する絞り機構は、流量可変の弁に限らずオリフィスあるいは流路自体の抵抗等によって構成してもよい。第１の低圧蒸発器Ｅ１Ｌで蒸発しなかった冷媒液は第２の低圧蒸発器Ｅ２Ｌに導かれるが、第１の高圧蒸発器Ｅ１Ｈを兼ねる第１の蒸発器流路１１４と、第２の高圧蒸発器Ｅ２Ｈを兼ねる第２の蒸発器流路１２４との間の冷媒の往来はない。

被加熱流体管１１は第１の高圧吸収器Ａ１Ｈに設けられ、被加熱流体管２１は第２の高圧吸収器Ａ２Ｈに設けられている。蒸発熱源温水管１４は第１の低圧蒸発器Ｅ１Ｌに設けられ、蒸発熱源温水管２４は第２の低圧蒸発器Ｅ２Ｌに設けられている。その他の、第１及び第２の再生器Ｇ１、Ｇ２の構成及び作用、並びに第１及び第２の凝縮器Ｃ１、Ｃ２の構成及び作用は、前述の吸収ヒートポンプ１、２と同様である。
なお、本実施の形態は再生熱源温水管１２、２２が並列に接続されており、被加熱流体管１１、２１、冷却水管１３、２３、蒸発熱源温水管１４、２４が直列に接続されている。

本実施の形態に係る吸収ヒートポンプ３の溶液及び冷媒のサイクルを以下に説明する。第１の高圧吸収器Ａ１Ｈに散布されたＬｉＢｒ水溶液は、第１の高圧蒸発器Ｅ１Ｈで発生した水蒸気を吸収して吸収熱が発生する。水蒸気を吸収したＬｉＢｒ水溶液は、高圧吸収器配管３１Ｈを介して重力及び圧力差により第２の高圧吸収器Ａ２Ｈに導かれ、第２の高圧吸収器Ａ２Ｈに散布される。第２の高圧吸収器Ａ２Ｈに散布されたＬｉＢｒ水溶液は、第２の高圧蒸発器Ｅ２Ｈで発生した水蒸気を吸収して吸収熱が発生する。なお、先に被加熱流体管２１に導入される給水２１Ｗが第２の高圧吸収器Ａ２Ｈで発生した熱により飽和蒸気となり、次いで被加熱流体管１１内に導入された飽和蒸気１１Ｗが第１の高圧吸収器Ａ１Ｈで発生した熱により加熱されて過熱蒸気となる。

他方、第１の低圧吸収器Ａ１Ｌに散布されたＬｉＢｒ水溶液は、第１の低圧蒸発器Ｅ１Ｌで発生した水蒸気を吸収して吸収熱が発生する。この吸収熱で第１の蒸発器流路１１４内を流れる冷媒液が加熱され蒸発する。水蒸気を吸収したＬｉＢｒ水溶液は、低圧吸収器配管３１Ｌを介して重力及び圧力差により第２の低圧吸収器Ａ２Ｌに導かれ、第２の低圧吸収器Ａ２Ｌに散布される。第２の低圧吸収器Ａ２Ｌに散布されたＬｉＢｒ水溶液は、第２の低圧蒸発器Ｅ２Ｌで発生した水蒸気を吸収して吸収熱が発生する。この吸収熱で第２の蒸発器流路１２４内を流れる冷媒液が加熱され蒸発する。

第２の高圧吸収器Ａ２Ｈで水蒸気を吸収して濃度が低くなったＬｉＢｒ水溶液は、高圧希溶液配管３２Ｈを通って高圧溶液熱交換器１５Ｈに入り温度が低下する。高圧溶液熱交換器１５Ｈを出たＬｉＢｒ水溶液は、第２の低圧吸収器Ａ２Ｌで水蒸気を吸収して濃度が低くなったＬｉＢｒ水溶液と合流し、低圧溶液熱交換器１５Ｌで温度が低下した後に第１の再生器Ｇ１に導入される。第１の再生器Ｇ１に導入された濃度が低くなったＬｉＢｒ水溶液は、再生熱源温水管１２を流れる温水１２Ｗの熱により加熱され、水蒸気を発生して濃縮される。第１の再生器Ｇ１で水蒸気を発生して濃縮されたＬｉＢｒ水溶液は、再生器配管３３を介して重力及び圧力差により第２の再生器Ｇ２に導かれ、第２の再生器Ｇ２に散布される。第２の再生器Ｇ２に散布されたＬｉＢｒ水溶液は、再生熱源温水管２２を流れる温水２２Ｗの熱により加熱され、水蒸気を発生して濃縮されて濃溶液となる。

第２の再生器Ｇ２で濃溶液となったＬｉＢｒ水溶液は、濃溶液配管３４内を溶液ポンプ１６により圧送され、低圧溶液熱交換器１５Ｌで温度が上昇した後に、高圧濃溶液配管３４Ｈと低圧濃溶液配管３４Ｌとに分岐される。高圧濃溶液配管３４Ｈ内のＬｉＢｒ水溶液は、高圧溶液熱交換器１５Ｈで温度がさらに上昇した後、第１の高圧吸収器Ａ１Ｈに導かれる。第１の高圧吸収器Ａ１Ｈに導入された高濃度ＬｉＢｒ水溶液は第１の高圧吸収器Ａ１Ｈ内に散布され、第１の高圧蒸発器Ｅ１Ｈ（第１の蒸発器流路１１４）で発生した水蒸気を吸収して吸収熱が発生する。他方、低圧濃溶液配管３４Ｌ内のＬｉＢｒ水溶液は、第１の低圧吸収器Ａ１Ｌに導かれる。第１の低圧吸収器Ａ１Ｌに導入された高濃度ＬｉＢｒ水溶液は第１の低圧吸収器Ａ１Ｌ内に散布され、第１の低圧蒸発器Ｅ１Ｌで発生した水蒸気を吸収して吸収熱が発生する。このように溶液サイクルが一巡し、以下同様の溶液サイクルが繰り返される。

冷媒のサイクルを説明すると、第１の再生器Ｇ１で発生した水蒸気は第１の凝縮器Ｃ１に導かれ、冷却水管１３を流れる冷却水１３Ｗにより冷やされて凝縮し、冷媒液となる。また、第２の再生器Ｇ２で発生した水蒸気は第２の凝縮器Ｃ２に導かれ、冷却水管２３を流れる冷却水２３Ｗにより冷やされて凝縮し、冷媒液となる。第１の凝縮器Ｃ１で凝縮された冷媒液は、凝縮器配管３５を介して重力及び圧力差により第２の凝縮器Ｃ２に導かれる。第２の凝縮器Ｃ２に集まった冷媒液は、冷媒配管３６内を冷媒ポンプ１７により圧送されて第１の低圧蒸発器Ｅ１Ｌ、並びに第１の蒸発器流路１１４（第１の高圧蒸発器Ｅ１Ｈ）及び第２の蒸発器流路１２４（第２の高圧蒸発器Ｅ２Ｈ）に導かれる。

第１の低圧蒸発器Ｅ１Ｌに導かれた冷媒液は散布され、蒸発熱源温水管１４内を流れる温水１４Ｗの熱により蒸発して水蒸気となる。第１の低圧蒸発器Ｅ１Ｌで発生した水蒸気は、第１の低圧吸収器Ａ１Ｌの吸収液であるＬｉＢｒ水溶液に吸収される。第１の低圧蒸発器Ｅ１Ｌに散布された冷媒液で水蒸気とならなかった冷媒液は、蒸発器配管３７を介して重力及び圧力差により第２の低圧蒸発器Ｅ２Ｌに導かれる。第２の低圧蒸発器Ｅ２Ｌに導かれた冷媒液は散布され、蒸発熱源温水管２４内を流れる温水２４Ｗの熱により蒸発して水蒸気となる。第２の低圧蒸発器Ｅ２Ｌで発生した水蒸気は、第２の低圧吸収器Ａ２ＬのＬｉＢｒ水溶液に吸収される。

第１の蒸発器流路１１４に導かれた冷媒液は、第１の低圧吸収器Ａ１Ｌ内にて吸収熱を受熱して加熱され、蒸発して水蒸気となる。第１の蒸発器流路１１４で発生した水蒸気は、第１の高圧吸収器Ａ１Ｈの吸収液であるＬｉＢｒ水溶液に吸収される。第２の蒸発器流路１２４に導かれた冷媒液は、第２の低圧吸収器Ａ２Ｌ内にて吸収熱を受熱して加熱され、蒸発して水蒸気となる。第２の蒸発器流路１２４で発生した水蒸気は、第２の高圧吸収器Ａ２Ｈの吸収液であるＬｉＢｒ水溶液に吸収される。

ＬｉＢｒ水溶液に吸収された冷媒は、ＬｉＢｒ水溶液と共に再生器Ｇ１、Ｇ２へ導かれて水蒸気となり、凝縮器Ｃ１、Ｃ２に導かれる。このように冷媒サイクルが一巡し、以下同様の冷媒サイクルが繰り返される。
このように、吸収ヒートポンプのサイクルを多段にすることにより、同じ温度の熱源からより高温の熱を作り出すことができる。

次に図４（ｂ）のデューリング線図を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ３の作用を説明する。
第１及び第２の再生器Ｇ１、Ｇ２並びに第１及び第２の凝縮器Ｃ１、Ｃ２の作用は、第１の実施の形態における第１及び第２の再生器Ｇ１、Ｇ２並びに第１及び第２の凝縮器Ｃ１、Ｃ２の作用と同様である。すなわち、冷却水は、最初に冷却水管２３を通って凝縮熱により温度が上昇した後に冷却水管１３に入り、第２の凝縮器Ｃ２の温度の方が第１の凝縮器Ｃ１の温度よりも低くなることにより、露点温度（圧力）も第２の凝縮器Ｃ２（ＴＣ２）の方が第１の凝縮器Ｃ１（ＴＣ１）よりも低くなる。また、第１の凝縮器Ｃ１と第１の再生器Ｇ１、及び第２の凝縮器Ｃ２と第２の再生器Ｇ２は、それぞれ圧力が同じになる。他方、第１の再生器Ｇ１に供給される温水１２Ｗ、第２の再生器Ｇ２に供給される温水２２Ｗは、再生熱源温水管１２、２２同士が並列に接続されているのでほぼ同じ温度になる。第１の再生器Ｇ１と第２の再生器Ｇ２とは、温度がほぼ同じ（ＴＧ１、ＴＧ２）で圧力が異なるため、吸収液の濃度が異なり濃度幅が大きくなる。

また、第１の低圧蒸発器Ｅ１Ｌに供給される温水及び第２の低圧蒸発器Ｅ２Ｌに供給される温水は、最初に蒸発熱源温水管１４を通って水蒸気に潜熱を奪われて温度が下がった後に蒸発熱源温水管２４に入る。したがって、第１の低圧蒸発器Ｅ１Ｌの温度の方が第２の低圧蒸発器Ｅ２Ｌの温度よりも高くなる。この蒸発温度の違いにより第１の低圧吸収器Ａ１Ｌの圧力が第２の低圧吸収器Ａ２Ｌの圧力よりも高くなり、加えて第１の低圧吸収器Ａ１Ｌの溶液が第２の低圧吸収器Ａ２Ｌの溶液よりも濃度が高くなるため、第１の低圧吸収器Ａ１Ｌの温度（ＴＡ１Ｌ）が第２の低圧吸収器Ａ２Ｌの温度（ＴＡ２Ｌ）よりも高くなる。なお、第１及び第２の低圧吸収器Ａ１Ｌ、Ａ２Ｌの内部を通る第１及び第２の高圧蒸発器Ｅ１Ｈ、Ｅ２Ｈにはほぼ同じ温度の凝縮水が導入されるが、弁１１４Ｖ、１２４Ｖによってそれぞれに導入される凝縮水圧に差を設けて発生蒸気圧に差を設けることにより、第１及び第２の低圧吸収器Ａ１Ｌ、Ａ２Ｌ間に温度差を設けることができる。第１の高圧蒸発器Ｅ１Ｈは第１の低圧吸収器Ａ１Ｌ内に、第２の高圧蒸発器Ｅ２Ｈは第２の低圧吸収器Ａ２Ｌ内にそれぞれ設けられているため、第１の高圧蒸発器Ｅ１Ｈの温度が第２の高圧蒸発器Ｅ２Ｈの温度よりも高くなる。

被加熱流体管を流れる給水は、最初に被加熱流体管２１を流れ、吸収液が水蒸気を吸収する際の吸収熱により加熱されて湿り蒸気又は飽和蒸気となり、その後に、被加熱流体管１１を流れ、吸収液が水蒸気を吸収する際の吸収熱により加熱されて過熱蒸気となる。このとき、第１の高圧蒸発器Ｅ１Ｈと第２の高圧蒸発器Ｅ２Ｈの蒸発温度の違いと相俟って、第１の高圧吸収器Ａ１Ｈの温度と第２の高圧吸収器Ａ２Ｈの温度との差（ＴＡ１Ｈ−ＴＡ２Ｈ）を大きく取ることができ、第１の高圧吸収器Ａ１Ｈの温度を高温にすることができるので、容易に過熱蒸気を得ることができる。

以上、本発明に係る実施の形態によれば、吸収ヒートポンプを構成する吸収器、再生器、凝縮器及び蒸発器を複数設け、互いの再生熱媒体流路、冷却媒体流路、蒸発熱媒体流路及び被加熱媒体流路の少なくとも一つを状況に応じて直列に接続することにより、効率（ＣＯＰ）の向上や昇温幅の拡大を図ることができ、被加熱媒体を蒸気で取り出す場合はその過熱度を確保できる吸収ヒートポンプとなる。このとき、互いの再生熱媒体流路及び冷却媒体流路の少なくとも一方を直列に接続し、かつ、互いの被加熱媒体流路及び蒸発熱媒体流路の少なくとも一方を直列に接続すると、確実に吸収液の濃度幅を拡大することができるので好ましい。

以上の説明では、第２の蒸発器Ｅ２（Ｅ２Ｌ）の蒸発熱源温水管２４が凝縮水に浸っているとして説明したが（段落００２５）、蒸発熱源温水管２４を凝縮水に浸らないように第２の蒸発器Ｅ２（Ｅ２Ｌ）内に配設し、凝縮水を蒸発熱源温水管２４にスプレーするようにしてもよい。このようにすると、蒸発熱源温水管２４の表面に接触した凝縮水が次々に蒸発し、水蒸気の発生が促進される。この場合、蒸発せずに蒸発器内に溜まった凝縮水を再びスプレーするための循環ポンプ及び配管を設けるとよい。他方、第１の蒸発器Ｅ１（Ｅ１Ｌ）の蒸発熱源温水管１４が凝縮水に浸らないものとして説明したが（段落００２４）、蒸発熱源温水管１４を凝縮水に浸るように第１の蒸発器Ｅ１（Ｅ１Ｌ）内に配設してもよい。いずれにするかは、蒸発器の圧力条件等を考慮に入れて適切な手段を採用すればよい。

以上の説明では、再生器が第１の再生器Ｇ１と第２の再生器Ｇ２とに分かれており、凝縮器が第１の凝縮器Ｃ１と第２の凝縮器Ｃ２とに分かれているとして説明したが、それぞれ二つに分割せずに一つで構成されていてもよい。

以上の説明では、吸収器、再生器、凝縮器及び蒸発器がそれぞれ二つに分かれているとして説明したが、それぞれ三つ以上に分かれていてもよい。

以上の説明では、第１の凝縮器Ｃ１の凝縮水は第２の凝縮器Ｃ２を経由して冷媒ポンプで第１の蒸発器Ｅ１に圧送されるとして説明したが、第１の凝縮器Ｃ１から第１の蒸発器Ｅ１に凝縮水を送る冷媒ポンプが配設された冷媒配管を別途設けて、第１の凝縮器Ｃ１から第１の蒸発器Ｅ１に直接凝縮水を圧送するように構成してもよい。このように構成すると、別途冷媒ポンプや配管が必要になるが冷媒の流れを独立させることができ、各凝縮器及び蒸発器の容量制御が行ないやすくなる。

以上の説明では、第２の凝縮器の凝縮水を第１の蒸発器に圧送するとして説明したが、冷媒配管を第１の蒸発器Ｅ１と第２の蒸発器Ｅ２とに並列に接続して、第２の凝縮器Ｃ２の凝縮水を第１の蒸発器Ｅ１及び第２の蒸発器Ｅ２のそれぞれに圧送するように構成してもよい。なお、上述のように第１の凝縮器Ｃ１から直接蒸発器に凝縮水を圧送する場合は、第１の凝縮器Ｃ１の凝縮水を第１の蒸発器Ｅ１及び第２の蒸発器Ｅ２のそれぞれに圧送するように構成してもよいことはいうまでもない。

以上の説明では、第１の再生器Ｇ１の再生熱源温水管１２及び第２の再生器Ｇ２の再生熱源温水管２２、並びに第１の蒸発器Ｅ１の蒸発熱源温水管１４及び第２の蒸発器Ｅ２の蒸発熱源温水管２４に流す熱媒体は温水であるとして説明したが、温水以外の例えば蒸気、排ガス等の加熱源であってもよい。つまり、それぞれの圧力下で水分を蒸発させることができる熱量を加えることができればよい。

本発明の第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプを説明する図であり、（ａ）は吸収ヒートポンプのフロー図、（ｂ）は吸収ヒートポンプのデューリング線図である。 本発明の第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプを説明する図であり、（ａ）は吸収ヒートポンプのフロー図、（ｂ）は吸収ヒートポンプのデューリング線図である。 本発明の第２の実施の形態の変形例に係る吸収ヒートポンプを説明するフロー図である。 本発明の第３の実施の形態に係る吸収ヒートポンプを説明する図であり、（ａ）は吸収ヒートポンプのフロー図、（ｂ）は吸収ヒートポンプのデューリング線図である。

符号の説明

１ 吸収ヒートポンプ
１１ 第１の被加熱媒体流路
１１Ｗ、２１Ｗ 被加熱媒体
１２ 第１の再生熱媒体流路
１２Ｗ、２２Ｗ 第１の熱媒体
１３ 第１の冷却媒体流路
１３Ｗ、２３Ｗ 冷却媒体
１４ 第１の蒸発熱媒体流路
１４Ｗ、２４Ｗ 第２の熱媒体
２１ 第２の被加熱媒体流路
２２ 第２の再生熱媒体流路
２３ 第２の冷却媒体流路
２４ 第２の蒸発熱媒体流路
Ａ１ 第１の吸収器
Ａ２ 第２の吸収器
Ｃ１ 第１の凝縮器
Ｃ２ 第２の凝縮器
Ｅ１ 第１の蒸発器
Ｅ２ 第２の蒸発器
Ｇ１ 第１の再生器
Ｇ２ 第２の再生器

Claims (4)

1. 吸収液が冷媒蒸気を吸収して第１の被加熱媒体流路を流れる被加熱媒体を加熱する第１の吸収器と；
   前記第１の吸収器から導入した吸収液が冷媒蒸気を吸収して第２の被加熱媒体流路を流れる被加熱媒体を加熱する第２の吸収器と；
   前記第２の吸収器から冷媒蒸気を吸収した吸収液を導入し、再生熱媒体流路内を流れる第１の熱媒体で該第２の吸収器から導入した吸収液を加熱して冷媒を蒸発させる再生器と；
   前記再生器で蒸発した冷媒蒸気を導入し、冷却媒体流路内を流れる冷却媒体で該導入した冷媒蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器と；
   前記凝縮器で凝縮した冷媒液を導入し、第１の蒸発熱媒体流路内を流れる第２の熱媒体で該導入した冷媒液を加熱して前記第１の吸収器の吸収液に吸収される冷媒蒸気を発生させる第１の蒸発器と；
   前記凝縮器で凝縮した冷媒液を導入し、第２の蒸発熱媒体流路内を流れる第２の熱媒体で該導入した冷媒液を加熱して前記第２の吸収器の吸収液に吸収される冷媒蒸気を発生させる第２の蒸発器とを備え；
   前記第１及び第２の被加熱媒体流路同士、並びに前記第１及び第２の蒸発熱媒体流路同士の少なくとも一方が直列に接続された；
   吸収ヒートポンプ。
2. 前記再生器が、
   第１の再生熱媒体流路内を流れる前記第１の熱媒体で前記第２の吸収器から導入した吸収液を加熱して冷媒を蒸発させる第１の再生器と、
   第２の再生熱媒体流路内を流れる前記第１の熱媒体で前記第１の再生器から導入した吸収液を加熱して冷媒を蒸発させる第２の再生器とを含んで構成され；
   前記凝縮器が、
   前記第１の再生器で蒸発した冷媒蒸気を導入し、第１の冷却媒体流路内を流れる冷却媒体で該導入した冷媒蒸気を冷却して凝縮させる第１の凝縮器と、
   前記第２の再生器で蒸発した冷媒蒸気を導入し、第２の冷却媒体流路内を流れる前記冷却媒体で該導入した冷媒蒸気を冷却して凝縮させる第２の凝縮器とを含んで構成されており；
   前記第１の蒸発器が導入する冷媒液が前記第１の凝縮器で凝縮した冷媒液及び前記第２の凝縮器で凝縮した冷媒液の少なくとも一方で、かつ前記第２の蒸発器が導入する冷媒液が前記第１の凝縮器で凝縮した冷媒液及び前記第２の凝縮器で凝縮した冷媒液の少なくとも一方であり；
   前記第１及び第２の再生熱媒体流路同士、並びに前記第１及び第２の冷却媒体流路同士がそれぞれ接続された；
   請求項１に記載の吸収ヒートポンプ。
3. 前記第１及び第２の冷却媒体流路同士並びに前記第１及び第２の蒸発熱媒体流路同士が直列に、前記第１及び第２の被加熱媒体流路同士並びに前記第１及び第２の再生熱媒体流路同士が並列に接続され；
   前記第２の蒸発熱媒体流路を流れた後の前記第２の熱媒体が前記第１の蒸発熱媒体流路を流れ、前記第２の冷却媒体流路を流れた後の前記冷却媒体が前記第１の冷却媒体流路を流れるように構成された；
   請求項２に記載の吸収ヒートポンプ。
4. 前記第１及び第２の被加熱媒体流路同士、前記第１及び第２の再生熱媒体流路同士、前記第１及び第２の冷却媒体流路同士、並びに前記第１及び第２の蒸発熱媒体流路同士が直列に接続され；
   前記第２の被加熱媒体流路を流れた後の前記被加熱媒体が前記第１の被加熱媒体流路を流れ、前記第２の再生熱媒体流路を流れた後の前記第１の熱媒体が前記第１の再生熱媒体流路を流れ、前記第１の冷却媒体流路を流れた後の前記冷却媒体が前記第２の冷却媒体流路を流れ、前記第１の蒸発熱媒体流路を流れた後の前記第２の熱媒体が前記第２の蒸発熱媒体流路を流れるように構成された；
   請求項２に記載の吸収ヒートポンプ。
   

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