JP2009127917A - 吸収システムの運転方法及び吸収システム - Google Patents

Abstract

【課題】冬期・夏期のみならず、中間期である春期・秋期にも、発熱源から発生する熱を有効に利用可能な吸収システムの運転方法を得るとともに、そのような吸収システムを得ることにある。
【解決手段】蒸発器１、吸収器２、再生器３及び凝縮器４を備え、熱源機６から発生される熱により駆動されるとともに、蒸発器１内の冷媒と地中との間で熱交換させる埋設熱交換器１２を備える吸収システムを運転するに、秋期に、熱源機６から発生する温熱を埋設熱交換器１２を介して地中に蓄熱する温熱地中蓄熱ステップを実行し、冬期に、温熱地中蓄熱ステップで地中に蓄熱された温熱を埋設熱交換器１２を介して汲み上げ、利用する地中温熱利用ステップを実行する。
【選択図】図４

Description

本発明は、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器を備え、熱源機から発生される熱により駆動されるとともに、地熱との熱交換が可能な埋設熱交換器を備えた吸収システムに関する。

このような吸収システムは、その駆動源として原動機（例えば発電用のエンジン）を利用するシステムがよく知られている。
吸収システムが地中から温熱を汲み上げ、暖房等にその温熱を利用する場合は、吸収システムは、第一種吸収ヒートポンプとなる。吸収システムを、第一種吸収ヒートポンプとして働かせることにより、冬期に地中温が外気温、水温等よりも高いことを利用して、地中熱を汲み上げ、熱交換により温水を生成し、暖房、給湯等の用に供することができる。
吸収システムを第一種吸収ヒートポンプとして働かせる場合は、蒸発器内の冷媒と地中との間で熱交換を行う必要があるため、埋設熱交換器と蒸発器内の冷媒との間で熱搬送が可能な循環路が設けられる。

一方、吸収システムを吸収冷凍機として働かせることにより、夏期に地中温が室温よりも低いことを利用して、吸収システムが地中から冷熱をくみ上げ、熱交換により冷風を生成して、冷房等の用に供することができる。吸収システムを吸収冷凍機として働かせる場合は、吸収器と凝縮器を流れる冷却液との間で熱交換を行う必要があるため、埋設熱交換器と、吸収器と凝縮器及び熱放出用の熱交換器との間で冷却液により熱搬送が可能なように循環路が組まれる。

以上説明してきたように、上記の吸収システムでは、冬期および夏期に、地中温と熱利用対象との間に温度差があることを利用し、熱源機から発生する熱により駆動されて、ＣＯＰの高い良好な熱利用を図ることができる。
ここで、地中の利用形態は、基本的に、熱容量が無限大で恒温状態に保たれることを前提とする。従って、従来技術にあっては、埋設熱交換器の埋設部位に関しても、温度がほぼ恒温状態に保たれる一定以上の深深度部位であったり、近くに地下水等の流れがあり、温度が安定している部位としている。

特開２００２−２５６９７０号公報

上記のような吸収ヒートポンプ或いは吸収冷凍機と、埋設熱交換器とを組み合わせた吸収システムでは、例えば、その駆動用のエネルギー（熱）として、発電用の内燃機関（エンジン）の排熱が利用される。そして、上記のように、冬期に吸収システムを第一種吸収ヒートポンプとして、夏期に吸収システムを吸収冷凍機として使用する場合、中間期である春期及び秋期には、たとえ、発電を行うことにより排熱が発生していたとしても、その排熱を利用することができず、捨ててしまうこととなっていた。従って、この利用形態は、貴重なエネルギー資源を充分に利用しているとはいえず、改善の余地がある。

一方、上記の吸収システムでは、地中を、冬には暖かく夏には冷たい恒温槽として使用するため、温度が充分に安定している深深度部位に埋設熱交換器を設けたり、地下水等の流通があり、恒温状態が保たれる地中部位を探す必要が生じ、地中熱利用技術として、充分な汎用性を有し、受け入れやすいシステムとなっていたわけではない。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、冬期・夏期のみならず、中間期である春期・秋期にも、発熱源から発生する熱を有効に利用可能な吸収システムの運転方法を得るとともに、そのような吸収システムを得ることにある。

上記目的を達成するための、
蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器を備え、熱源機から発生される熱により駆動されるとともに、前記蒸発器内の冷媒と地中との間で熱交換させる埋設熱交換器を備え、
前記埋設熱交換器を介して地中の温熱を汲み上げ、前記吸収器と前記凝縮器を流れる冷却液を介して温熱を出力可能に構成される吸収システムの運転方法の第１の特徴構成は、
前記熱源機から発生する温熱を前記埋設熱交換器を介して地中に蓄熱する温熱地中蓄熱ステップを実行し、
前記温熱地中蓄熱ステップで地中に蓄熱された前記温熱を前記埋設熱交換器を介して汲み上げ、前記冷却液を介して温熱を取り出し、利用する地中温熱利用ステップを実行することにある。

この吸収システムの運転方法では、温熱地中蓄熱ステップで、熱源機から発生する温熱を埋設熱交換器を介して地中に蓄熱し、その温熱地中蓄熱ステップで地中に蓄熱された温熱を、地中温熱利用ステップで、埋設熱交換器を介して汲み上げ、冷却液を介して温熱を取り出し、利用する。
従って、熱源機から発生する熱（温熱）を地中に蓄熱するとともに、蓄熱された温熱を地中より汲み上げて利用することで、有効な熱利用を図ることができる。

先に説明したように、従来型の吸収システムにあっては、地中の利用形態は、夏期には比較的温度が低く、冬期には比較的温度が高いことを利用する恒温槽としての利用形態であったが、本願に係る吸収システムの運転方法では、地中を一種の蓄熱槽として利用する。従って、従来のように、埋設熱交換器を深深度部位に配設したり、地下水が流れている部位を探して設ける必要は無くなり汎用性が増す。さらに、熱源機により発生する熱を利用しない状況で、地中に熱を温熱の形態で蓄熱し、温熱を利用したい状況で、地中から温熱を取り出して利用するため、貴重なエネルギー資源を十分に活用できる。

このような運用形態としては、秋期に温熱地中蓄熱ステップを実行し、冬期に地中温熱利用ステップを実行することが好ましい。
この場合、秋期に地中に温熱を蓄熱しておき、その蓄熱された温熱を冬期に利用することとなるが、熱源機から発生する熱を、秋、冬期の両期に利用できる。

この種の運転方法を使用できる吸収システムは、
蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器を備え、熱源機から発生される熱により駆動されるとともに、前記蒸発器内の冷媒と地中との間で熱交換させる埋設熱交換器を備え、
前記熱源機から発生する温熱を前記埋設熱交換器を介して地中に蓄熱する温熱地中蓄熱運転と、
前記埋設熱交換器を介して地中の温熱を汲み上げ、前記吸収器と前記凝縮器を流れる冷却液を介して温熱を出力する地中温熱利用運転を実行可能に構成されるシステムとできる。

この吸収システムは、蒸発器内の冷媒と地中との間で熱交換させる埋設熱交換器を備え、埋設熱交換器を介して地中の温熱を汲み上げ、前記吸収器と前記凝縮器を流れる冷却液を介して前記温熱を出力する地中温熱利用運転を実行可能とされることで、第一種吸収ヒートポンプとして働き、地中温熱利用ステップを実行できる。
一方、熱源機から発生する温熱を前記埋設熱交換器を介して地中に蓄熱する温熱地中蓄熱運転を実行可能とすることで、先に説明した温熱地中蓄熱ステップを実行できる。
結果、上記のように、秋期に温熱を地中に蓄熱し、冬期にそれを利用する本願が提案する方法を実行することができる。

上記目的を達成するための、
蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器を備え、熱源機から発生される熱により駆動されるとともに、前記吸収器と凝縮器を流れる冷却液と地中との間で熱交換させる埋設熱交換器を備え、
前記埋設熱交換器を介して地中の冷熱を汲み上げ、前記蒸発器により冷熱を出力可能に構成される吸収システムの運転方法の第２の特徴構成は、
前記熱源機から発生される熱を使用して、前記蒸発器から発生される冷熱を前記埋設熱交換器を介して地中に蓄熱する冷熱地中蓄熱ステップを実行し、
前記冷熱地中蓄熱ステップで地中に蓄熱された前記冷熱を、前記埋設熱交換器を介して前記冷却液に汲み上げ、前記蒸発器による冷熱の発生に利用する地中冷熱利用ステップを実行することにある。

この吸収システムの運転方法では、冷熱地中蓄熱ステップで、熱源機から発生する熱を利用して（駆動用に用いて）、冷熱を蒸発器で発生し、発生された冷熱を埋設熱交換器を介して地中に蓄熱し、その冷熱地中蓄熱ステップで地中に蓄熱された冷熱を、地中冷熱利用ステップで、埋設熱交換器を介して汲み上げ、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器からなるサイクル内で利用し、蒸発器での冷熱の生成に利用する。
従って、熱源機から発生する熱（温熱）を冷熱の形態に変換して地中に蓄熱するとともに、蓄熱された冷熱を地中より汲み上げ、冷熱の発生に利用することで、有効な熱利用を図ることができる。

先にも示したように、従来型の吸収システムにあっては、地中の利用形態は、夏期には比較的温度が低く、冬期には比較的温度が高いことを利用する恒温槽としての利用形態であったが、本願に係る吸収システムの運転方法では、地中を一種の蓄熱槽として利用する。従って、従来のように、埋設熱交換器を深深度部位に配設したり、地下水が流れている部位を探して設ける必要は無くなり汎用性が増す。さらに、熱源機により発生する熱を利用しない状況で、地中に熱を冷熱の形態で蓄熱し、冷熱を利用したい状況で、地中から冷熱を取り出して利用するため、貴重なエネルギー資源を十分に活用できる。

このような運用形態としては、春期に前記冷熱地中蓄熱ステップを実行し、夏期に前記地中冷熱利用ステップを実行することが好ましい。
この場合、春期に地中に冷熱を蓄熱しておき、その蓄熱された冷熱を夏期に利用することとなるが、熱源機から発生する熱を冷熱に変換して、春、夏期の両期に利用できる。

夏期における前記地中冷熱利用ステップの実行時の冷却液温度を、春期における前記冷熱地中蓄熱ステップの実行時の冷却液温度より高くすることが好ましい。夏期におけるシステムのＣＯＰを高く維持できると同時に、春期における冷熱蓄熱量を増加できる。

この種の運転方法を使用できる吸収システムは、
蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器を備え、熱源機から発生される熱により駆動されるとともに、前記吸収器と凝縮器を流れる冷却液と地中との間で熱交換させる埋設熱交換器を備え、
前記熱源機から発生される熱を使用して、前記蒸発器から発生される冷熱を前記埋設熱交換器を介して地中に蓄熱する冷熱地中蓄熱運転と、
前記埋設熱交換器を介して、前記吸収器と前記凝縮器を流れる冷却液に地中の冷熱を汲み上げ、前記蒸発器により冷熱を出力可能な地中冷熱利用運転とを実行可能に構成されているシステムとできる。

この吸収システムは、吸収器と前記凝縮器を流れる冷却液と地中との間で熱交換させる埋設熱交換器を備え、埋設熱交換器を介して地中の冷熱を利用し、蒸発器により冷熱を出力する地中冷熱利用運転を実行可能とされることで、吸収冷凍機として働き、地中冷熱利用ステップを実行できる。
一方、熱源機から発生する温熱を利用して、蒸発器で発生する冷熱を埋設熱交換器を介して地中に蓄熱する冷熱地中蓄熱運転を実行可能とすることで、先に説明した冷熱地中蓄熱ステップを実行できる。
結果、上記のように、春期に冷熱を地中に蓄熱し、夏期にそれを利用する本願が提案する方法を実行することができる。また、春期に得られる冷熱の量を増加させることができる。

さらに、これまで説明してきた吸収システムにおいて、
蓄熱能が高い地中部位に設けられる高蓄熱側熱交換部と、前記高蓄熱側熱交換部より蓄熱能が低く、恒温状態に保たれる恒温側熱交換部とを備え、
前記高蓄熱側熱交換部と前記恒温側熱交換部とを選択的に、前記埋設熱交換器として利用可能に構成されていることが好ましい。
先にも説明したように、本願における地中の利用形態は、地中を温熱若しくは冷熱の蓄熱槽として利用するものである。従って、このような利用形態にあっては、埋設熱交換器の配設部位は、システム側から蓄熱しようとする熱（温熱或いは冷熱）を適切に蓄熱できる部位であることが必要となる。例えば、蓄熱運転を実行した場合に、埋設熱交換器の周部近傍の地中温度が蓄熱分、上昇若しくは下降することで、蓄熱の用を十分に果たせる。
一方、従来技術にあるように、夏期若しくは冬期の地中温を利用する場合は、この地中温が恒温状態にあることが好ましい。
そこで、高蓄熱側熱交換部と恒温側熱交換部とを選択的に埋設熱交換器として利用可能に構成することで、例えば、本願にいうシステム側で発生できる温熱あるいは冷熱の蓄熱・利用の状況で高蓄熱側熱交換部を使用し、蓄熱を消費しきったと判断できる状況（例えば、高蓄熱側熱交換部の地中温が恒温側熱交換部の周りの地中温に近い温度となった状況）で、さらに温度が安定している恒温側熱交換部を使用することで、効率的な地中の利用を実現できる。

以下、本願に係る吸収システム１００に関して説明するとともに、この吸収システム１００の運転方法について説明する。
本願に係る吸収システム１００は、蒸発器１、吸収器２、再生器３及び凝縮器４を備え、吸収器２、再生器３間において、吸収液ａがその濃度を変えながら循環されるとともに、蒸発器１、吸収器２、再生器３及び凝縮器４間を冷媒ｂが相を変化しながら循環して運転される。このシステム１００は、発電機５を駆動するための熱源機としてのエンジン６から発生する熱（エンジンを冷却することで回収される冷却熱及び排気ｄから回収される熱）により吸収動作可能とされている。図１、図２、図３、図４に示す実施形態にあっては、冷媒ｂが水、吸収液ａが臭化リチウム水溶液である水−臭化リチウム系である場合について説明する。この場合は、冷媒が水であるとともに、本願における熱媒体及び冷却液が共に水となる。本願に係る吸収システム１００には、吸収液ａ、冷媒ｂ、熱媒体ｗ、熱媒体（冷却水ｃ２）、冷却液（冷却水ｃ１）を所定の循環路で循環させるために、３方弁、開閉弁、ポンプが設けられる。以下の説明では、本願において重要となる３方弁、開閉弁、ポンプに関してのみ、符号を記して説明する。また、これらの３方弁、開閉弁の開閉設定、ポンプの駆動は、制御装置１３に備えられる切替手段１３ａにより実行され、以下に説明する運転状態をそれぞれ実現できる。

この吸収システム１００における吸収液ａの循環に関して先ず説明する。
吸収器２にあっては、再生器３から戻ってきた濃溶液ａ１（濃状態の吸収液ａ１）に蒸発器１から移流してくる冷媒ｂが吸収され、希溶液ａ２が生成される。この吸収器２には冷却液である冷却水ｃ１が循環されており、この冷却水ｃ１から供給される冷熱によって、吸収器２において吸収が起こる。冷却水ｃ１は吸収に伴って発生する熱を回収することとなる。当該、吸収器２で生成される希溶液ａ２が循環ポンプｐ１により再生器３に送られ、再生される（希溶液ａ２が濃溶液ａ１とされる）。再生器３には、発電機５を駆動するためのエンジン６から発生する熱（エンジン冷却熱及び排気ｄから回収される熱）を回収して、回収された熱により希溶液ａ２を濃溶液ａ１に再生するように、熱媒体（冷却水ｃ２）の循環路Ｌ１が、再生器３，エンジン６、第１排熱熱交換器８ａ間にわたって設けられている。この熱媒体（冷却水ｃ２）の循環路Ｌ１には、開閉弁ｖ１が備えられている。吸収器２と再生器３との間には、吸収器２に戻る濃溶液ａ１と再生器３へ送られる希溶液ａ２との熱交換を行う熱交換器９が設けられるとともに、戻り路７に膨張弁ｖ２が備えられている。

冷媒ｂの循環に関して説明すると、冷媒ｂは、吸収器２から再生器３へは吸収液（希溶液ａ２）に吸収された状態で移動する。再生器３にあっては、エンジン６から発生する熱（エンジン６の冷却熱及び排気ｄから回収される熱）により吸収液ａから気相状態で分離され、凝縮器４に移流する。凝縮器４にあっては、吸収器２から送られてくる冷却水ｃ１により冷却（冷却水ｃ１は加熱される）され、凝縮し液相に戻る。そして、膨張弁ｖ３を介して蒸発器１に移流する。蒸発器１にあっては、別途、蒸発器１内に設けられている熱媒体である水ｗが流れる熱媒体流路Ｌ２との熱交換により熱を受けて、蒸発し、吸収器２に移流する。この状態で、熱媒体流路Ｌ２内の熱媒体ｗは熱を奪われて冷却される。

さて、以上の運転を行うために、本願に係る吸収システム１００では、エンジン６と再生器３との間に熱媒体（冷却水ｃ２）の循環路Ｌ１を設けて、エンジン６の冷却熱及び排熱により再生器３おける再生が可能とされている。さらに、吸収器２及び凝縮器４にあっては、吸収器２、凝縮器４及び温熱利用熱交換器１０との間に冷却液循環路Ｌ３を設けて、吸収器２及び凝縮器４において、冷却水ｃ１により回収される熱を温熱利用熱交換器１０で、温熱利用側に放出して利用するように構成されている（図１参照）。この冷却液循環路Ｌ３には循環用のポンプｐ２が設けられている。また、蒸発器１に関しては、冷熱利用熱交換器１１と蒸発器１の熱媒体流路Ｌ２との間に熱媒体ｗの循環路Ｌ４（図３に太実線で示す）を形成可能とされ、蒸発器１で発生される冷熱を冷熱利用熱交換器１１で取り出し・利用可能となっている（図３参照）。

以上は、吸収システム１００の基本構成に関する説明であるが、以下、本願の特徴構成に関して、エンジン６から発生する熱の熱回収に関係する流路と、地中熱を利用するための循環路について説明する。

図示するように、エンジン６から排出される排ガス路６ａには、排熱熱交換器８として、エンジン側から順に、第１排熱熱交換器８ａ、第２排熱熱交換器８ｂが備えられている。この構成により、第１排熱熱交換器８ａは、排ガスｄが有する高温側の排熱を回収できる。さらに第２排熱熱交換器８ｂは、第１排熱熱交換器８ａで熱回収できなかった低温側の排熱を回収できる。さらに、これら一対の排熱熱交換器８ａ，８ｂに関して、第１排熱熱交換器８ａと第２排熱熱交換器８ｂ内に備えられる熱媒体流路を接続する接続路８ｃが設けられており、開閉弁ｖ１を閉に、この接続路８ｃに設けられる開閉弁ｖ４を開に、さらに３方弁ｖ５を、第１排熱熱交換器８ａ側から埋設熱交換器１２への流入を許容するように開閉設定することにより、両排熱熱交換器８ａ，８ｂを一体として熱媒体を流すことが可能となっている。

図示するように、地中には埋設熱交換器１２を設けることで、地中熱を利用可能に構成されている。この埋設熱交換器１２は、蒸発器１に設けられる熱媒体流路Ｌ２及び第２排熱熱交換器８ｂに接続され循環路を形成する状態（本願では、この状態を第１接続状態と呼び、図１に太実線で示す）、蒸発器１に設けられる熱媒体流路Ｌ２にのみ接続され循環路を形成する状態（本願では、この状態を第２接続状態と呼び、図２に太実線で示す）を実現可能に構成されている。さらに、吸収器２、凝縮器４及び温熱利用熱交換器１０を冷却液（冷却水ｃ１）が循環する状態で、温熱熱交換器１０から吸収器２への戻りにおいて、第２排熱熱交換器８ｂ、埋設熱交換器１２を経る拡張冷却液循環路Ｌ５を形成可能に構成され（本願では、この状態を第３接続状態と呼び、図３に太実線で示す）、埋設熱交換器１２と第２排熱熱交換器８ｂと第１排熱熱交換器８ａとを記載順に熱媒体が流れる排熱地中蓄熱循環路Ｌ６を形成可能に構成されている（本願では、この状態を第４接続状態と呼び、図４に太実線で示す図）。

以上が、本願に係る吸収システム１００に備えられる各機器に関する説明であるが、この吸収システム１００にあっては、上述の各動作運転状態を実現する制御装置１３が備えられている。この制御装置１３には、図１等に示すように、切換手段１３ａが設けられており、少なくとも吸収システム１００に備えられる各開閉弁の開閉、３方弁の開閉切替、各ポンプの作動を切換制御することで、所定の循環路を形成して、それら循環路を熱媒体（冷却水ｃ１、ｃ２を含む）を循環させる、個々の動作運転状態を実現可能に構成されている。
以下、この切換手段１３ａによる動作運転制御について、図１〜図４に基づいて説明する。

１ 第１運転状態
この運転状態は図１に示す運転状態であり、基本的には、地中から温熱を埋設熱交換器１２を介して汲み上げ、冷却水ｃ１を介して温熱利用熱交換器１０から温熱を取り出し、利用する運転状態である。この運転状態は、本願にいう地中温熱利用運転に相当する。
この運転状態では、エンジン６から発生する熱が第１排熱熱交換器８ａを含む熱媒体の循環路Ｌ１により回収されて、蒸発器１、吸収器２、再生器３及び凝縮器４の間を冷媒ｂが循環し、吸収液ａは吸収器２と再生器３との間を循環する（図１において、細線の矢印で、この状態を示している）。従って、この吸収システム１００は、吸収動作を行う。

一方、埋設熱交換器１２を含む循環路としては、先の第１接続状態とされ、地中から回収される温熱及び第２排熱熱交換器８ｂで回収される温熱が，蒸発器１における冷媒ｂの蒸発の用に供される（図１において、矢印付き太線で、この状態を示している）。そして、吸収器２、凝縮器４及び温熱利用熱交換器１０に渡って、冷却液（冷却水ｃ１）の冷却液循環路Ｌ３が形成され、吸収器２、凝縮器４で冷却の用に供され、温度が上昇した冷却液（冷却水ｃ１）が温熱利用熱交換器１０に送られて、外部に温熱を放出することで、温熱を取り出し、利用することができる。従って、この運転状態では、地中から汲み上げる温熱を、冷却液を介して出力することとなっている。
この運転状態は、図１にも示すように、主には、冬期に実行する運転状態である。

２ 第２運転状態
この運転状態は図２に示す運転状態であり、基本的には、蒸発器１により発生される冷熱を埋設熱交換器１２を介して地中に蓄熱する運転状態である。この運転状態は、本願にいう冷熱地中蓄熱運転に相当する。
この運転状態でも、エンジン６が発生する熱が第１排熱熱交換器８ａを含む熱媒体の循環路Ｌ１により回収されて、蒸発器１、吸収器２、再生器３及び凝縮器４の間を冷媒ｂが循環し、吸収液ａは吸収器２と再生器３との間を循環される（図２において、細線の矢印で、この状態を示しており、冷熱が地中に放出・蓄熱される）。従って、この吸収システム１００は、吸収動作を行う。

一方、埋設熱交換器１２を含む循環路としては、先の第２接続状態とされ、蒸発器１において冷媒ｂの加熱の用に供され、冷却された熱媒体が埋設熱交換器１２に導かれて地中との間で熱交換を行うことで、蒸発器１で発生される冷熱が地中に蓄熱される（図２において、矢印付き太線で、この状態を示している）。
この運転状態は、図２にも示すように、主には、春期に実行する運転状態である。

３ 第３運転状態
この運転状態は図３に示す運転状態であり、基本的には、地中から冷熱を埋設熱交換器１２を介して汲み上げ、蒸発器１で発生する冷熱を利用する運転状態である。この運転状態は、本願にいう地中冷熱利用運転に相当する。
この運転状態でも、エンジン６で発生する熱が回収されて、蒸発器１、吸収器２、再生器３及び凝縮器４の間を冷媒ｂが循環し、吸収液ａは吸収器２、再生器３との間を記載順に循環する（図３において、細線の矢印で、この状態を示している）。従って、この吸収システム１００は、吸収動作を行う。

一方、埋設熱交換器１２を含む循環路としては、先の第３接続状態とされ、地中から汲み上げた冷熱により、冷却液（冷却水ｃ１）が冷却されて、吸収器２、凝縮器４における冷却の用に供される（図３において、矢印付き太破線で、この状態を示している）。そして、吸収動作することにより、蒸発器１で発生する冷熱が冷熱利用熱交換器１１で取り出され、利用される（図３において、矢印付き太線で、この状態を示している）。従って、この運転状態では、地中から汲み上げる冷熱をも利用して、蒸発器１で発生する冷熱を出力することとなっている。この運転状態は、図３にも示すように、主には、夏期に実行する運転状態である。

４ 第４運転状態
この運転状態は図４に示す運転状態であり、基本的には、排熱熱交換器８（８ａ，８ｂ）により回収される温熱を埋設熱交換器１２を介して地中に蓄熱する運転状態である。この運転状態は、本願にいう温熱地中蓄熱運転に相当する。
この運転状態は、排熱を地中に蓄熱することを目的とするため、蒸発器１、吸収器２、再生器３及び凝縮器４の間を冷媒ｂが循環することはなく、吸収液ａは吸収器２と再生器４との間を循環することもない（図４において、細線に矢印が記載されていないことで、この状態を示している）。即ち、吸収システム１００は、吸収動作を行うことはない。

一方、埋設熱交換器１２を含む循環路としては、先の第４接続状態とされ、第１排熱熱交換器８ａ及び第２排熱熱交換器８ｂにおいて加熱された熱媒体が埋設熱交換器１２に導かれて地中との間で熱交換を行うことで、エンジン６で発生される温熱が地中に蓄熱される（図４において、矢印付き太線で、この状態を示している）。
この運転状態は、図４にも示すように、主には、秋期に実行する運転状態である。

以上が本願における吸収システム１００の構成の説明であるが、以下、一年を通じての吸収システム１００の運転形態について説明する。この例における運転形態は、秋期、冬期に亘る秋冬運転形態と、春期、夏期に亘る春夏運転形態とに分けられる。

１ 秋冬運転
この時期には、図４に示す様に、秋期に、吸収動作を行わせることなしに、エンジン６から発生する温熱を埋設熱交換器１２を介して地中に蓄熱する温熱地中蓄熱ステップを実行し、図１に示す様に、冬期に、温熱地中蓄熱ステップで地中に蓄熱された温熱を埋設熱交換器１２を介して汲み上げ、冷却液（冷却水ｃ１）を介して温熱を取り出し、利用する地中温熱利用ステップを実行する。
このようにして、秋期に温熱を地中に蓄熱しておき、冬期にこの蓄熱された温熱を汲み上げて利用することができる。

２ 春夏運転
この時期には、図２に示す様に、春期に、エンジン６から発生される温熱を使用して、吸収動作を行わせ、蒸発器１から発生される冷熱を埋設熱交換器１２を介して地中に蓄熱する冷熱地中蓄熱ステップを実行し、図３に示す様に、夏期に、冷熱地中蓄熱ステップで地中に蓄熱された冷熱を、埋設熱交換器１２を介して冷却液（冷却水ｃ１）に汲み上げ、蒸発器１による冷熱の発生に利用する地中冷熱利用ステップを実行する。
このようにして、春期に排熱を利用して、蒸発器により発生する冷熱を地中に蓄熱しておき、夏期にこの蓄熱された冷熱を汲み上げて利用することができる。

ここで、夏期における地中冷熱利用ステップの実行時の冷却液温度を、春期における前記冷熱地中蓄熱ステップに実行時の冷却液温度より高くすることが好ましい。冷熱地中蓄熱ステップでの冷却液温度を、地中冷熱利用ステップでの冷却液温度よりも低くすることで、各ステップを実行する時期に応じて、吸収システム１００内で温度差を確保して、システムの良好な運転状態を確保できる。さらに、夏期の冷却液温度を比較的高く設定し地中熱を利用することで、高ＣＯＰでの運転が可能となる。一方、春期の冷却液温度を比較的低く抑えることで、春期に発生できる冷熱量を確保できるとともに、その量を増加できる。

さて、これまでは、吸収液が臭化リチウム水溶液で、冷媒ｂが水である場合について説明したが、図１〜図４に示す吸収システム１００において、系内の圧力を適切に保つことで、冷媒ｂをアンモニア、吸収液ａをアンモニア水溶液とすることも可能である。

〔別実施形態〕
（１） 上記の実施形態にあっては、蒸発器１内に、独立の熱媒体流路Ｌ２を設けて、この流路Ｌ２内を流れる熱媒体を、冷熱利用熱交換器１１、埋設熱交換器１２、第２排熱熱交換器８ｂ等に送ることにより、吸収システム１００の運転を可能としたが、蒸発器１内に独立の熱媒体流路Ｌ２を設けることなく、蒸発器１に戻ってくる熱媒体と、蒸発器１内の冷媒が混合する構成を採用してもよい。この場合、冷媒と熱媒体は、同一物となる。図５〜図８に、この場合の吸収システム１００の運転状態を、図１から図４に対応して示した。図５は冬期における運転状態を、図６は春期における運転状態を、図７は夏期における運転状態を、図８は秋期における運転状態を、それぞれ示している。この実施形態は、冷媒がアンモニア、吸収液がアンモニア水溶液であるアンモニア−水系において実施可能である。
（２） 上記の実施形態にあっては、春期に冷熱地中蓄熱運転を行う冷熱地中蓄熱ステップを実行し、夏期に地中冷熱利用運転を行う地中冷熱利用ステップを実行し、秋期に温熱地中蓄熱運転を行う温熱地中蓄熱ステップを実行し、冬期に地中温熱利用運転を行う地中温熱利用ステップを実行する例を示した。
この例は、四季の地中温に注目するとともに、その蓄熱能に注目して運転を適切に切り替えて動作させる例であるが、地中の蓄熱能に注目した場合、例えば一日を単位として、所定の運転状態の切替を行うことも可能である。
一例を示すと、晩春の一日を単位として、夜間に冷熱地中蓄熱運転を行う冷熱地中蓄熱ステップを実行し、昼間に地中冷熱利用運転を行う地中冷熱利用ステップを実行するようにしてもよい。また、晩秋の一日を単位として、昼間に温熱地中蓄熱運転を行う温熱地中蓄熱ステップを実行し、夜間に地中温熱利用運転を行う地中温熱利用ステップを実行するようにしてもよい。
（３） 上記の実施形態にあっては、埋設熱交換器の設置部位に関しては、特に述べなかったが、埋設熱交換器の埋設部位としては、地中に温熱又は冷熱を蓄熱できる部位とすることを前提としている。即ち、図２、図４に示す春期および秋期における蓄熱運転で、地中温が、例えば１度程度上昇もしくは低下する程度で、蓄熱を行える地中部位を採用すればよい。この構成の場合、本願の埋設熱交換器の埋設部位は、従来技術における埋設熱交換器の埋設部位（深深度部位若しくは近くに地下水が流れている部位）に対して、浅い側の浅深度部位若しくは近くに地下水が流れていない部位となる。

さらに、従来から採用される技術の運転をも実行できる吸収システムを構成するには、蓄熱能が高い地中部位に設けられる高蓄熱側熱交換部（浅い側の浅深度部位若しくは近くに地下水が流れていない部位に配設）と、当該高蓄熱側熱交換部より蓄熱能が低く、恒温状態に保たれる恒温側熱交換部（深深度部位若しくは近くに地下水が流れている部位に配設）とを備え、高蓄熱側熱交換部と恒温側熱交換部とを選択的に、埋設熱交換器として利用可能に構成することもできる。この構成を採用して、温熱あるいは冷熱の発生に伴う蓄熱あるいは利用の運転状態で高蓄熱側熱交換部を使用し、蓄熱を消費しきったと判断できる状態（例えば、高蓄熱側熱交換部まわりの地中温が恒温側熱交換器の周りの地中温に近い温度となった状態）で、さらに温度が安定している恒温側熱交換部を使用することで、効率的な地中の利用を実現できる。
（４） 上記の実施形態にあっては、温熱利用熱交換器、冷熱利用熱交換器が別の熱交換器として構成されている例を示したが、例えば、室内の空調用に温熱、冷熱の利用対象が同一であれば、単一の熱交換器を設け、循環路の切り替えにより、当該熱交換器が、温熱利用熱交換器若しくは冷熱利用熱交換器として働く構成を採用してもよい。
（５） 上記の実施の形態にあっては、第４運転状態において、排ガスが保有する温熱を地中に蓄熱する例を示したが、当然に、エンジンを冷却するために回収される冷却熱を蓄熱しても良い。先に説明した図４に対応して、第４運転状態において、排ガスが保有する温熱のみならず、エンジンの冷却熱をも地中に蓄熱する場合の例を図９に示した。この例では、当該図に示すように、開閉弁ｖ１を閉、開閉弁ｖ４を開として、さらに３方弁ｖ６において、エンジン６から埋設熱交換器１２への流入を許容する開閉設定することにより、エンジンから発生する熱（冷却熱及び排ガスが保有する排熱）を、地中に蓄熱できる。

冬期・夏期のみならず、中間期である春期・秋期にも、発熱源から発生する熱を有効に利用可能な吸収システムの運転方法を得るとともに、そのような吸収システムを得ることができた。

冬期における本発明の吸収システムの運転状態を示す図 春期における本発明の吸収システムの運転状態を示す図 夏期における本発明の吸収システムの運転状態を示す図 秋期における本発明の吸収システムの運転状態を示す図 冬期における本発明の別実施形態の吸収システムの運転状態を示す図 春期における本発明の別実施形態の吸収システムの運転状態を示す図 夏期における本発明の別実施形態の吸収システムの運転状態を示す図 秋期における本発明の別実施形態の吸収システムの運転状態を示す図 秋期における本発明の吸収システムの別実施形態の運転状態を示す図

符号の説明

１ ：蒸発器
２ ：吸収器
３ ：再生器
４ ：凝縮器
５ ：発電機
６ ：エンジン（熱源機）
１０：温熱利用熱交換器
１１：冷熱利用熱交換器
１２：埋設熱交換器
１００：吸収システム
ａ ：吸収液
ｂ ：冷媒
ｃ１：冷却水（冷却液）
ｃ２：冷却水
ｄ ：排ガス

Claims (8)

1. 蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器を備え、熱源機から発生される熱により駆動されるとともに、前記蒸発器内の冷媒と地中との間で熱交換させる埋設熱交換器を備え、
   前記埋設熱交換器を介して地中の温熱を汲み上げ、前記吸収器と前記凝縮器を流れる冷却液を介して温熱を出力可能に構成される吸収システムの運転方法であって、
   前記熱源機から発生する温熱を前記埋設熱交換器を介して地中に蓄熱する温熱地中蓄熱ステップを実行し、
   前記温熱地中蓄熱ステップで地中に蓄熱された前記温熱を前記埋設熱交換器を介して汲み上げ、前記冷却液を介して温熱を取り出し、利用する地中温熱利用ステップを実行する吸収システムの運転方法。
2. 秋期に前記温熱地中蓄熱ステップを実行し、冬期に前記地中温熱利用ステップを実行する請求項１記載の吸収システムの運転方法。
3. 蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器を備え、熱源機から発生される熱により駆動されるとともに、前記蒸発器内の冷媒と地中との間で熱交換させる埋設熱交換器を備え、
   前記熱源機から発生する温熱を前記埋設熱交換器を介して地中に蓄熱する温熱地中蓄熱運転と、
   前記埋設熱交換器を介して地中の温熱を汲み上げ、前記吸収器と前記凝縮器を流れる冷却液を介して温熱を出力する地中温熱利用運転とを実行可能に構成されている吸収システム。
4. 蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器を備え、熱源機から発生される熱により駆動されるとともに、前記吸収器と凝縮器を流れる冷却液と地中との間で熱交換させる埋設熱交換器を備え、
   前記埋設熱交換器を介して地中の冷熱を汲み上げ、前記蒸発器により冷熱を出力可能に構成される吸収システムの運転方法であって、
   前記熱源機から発生される熱を使用して、前記蒸発器から発生される冷熱を前記埋設熱交換器を介して地中に蓄熱する冷熱地中蓄熱ステップを実行し、
   前記冷熱地中蓄熱ステップで地中に蓄熱された前記冷熱を、前記埋設熱交換器を介して前記冷却液に汲み上げ、前記蒸発器による冷熱の発生に利用する地中冷熱利用ステップを実行する吸収システムの運転方法。
5. 春期に前記冷熱地中蓄熱ステップを実行し、夏期に前記地中冷熱利用ステップを実行する請求項４記載の吸収システムの運転方法。
6. 夏期における前記地中冷熱利用ステップの実行時の冷却液温度を、春期における前記冷熱地中蓄熱ステップの実行時の冷却液温度より高くした請求項５記載の吸収システムの運転方法。
7. 蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器を備え、熱源機から発生される熱により駆動されるとともに、前記吸収器と凝縮器を流れる冷却液と地中との間で熱交換させる埋設熱交換器とを備え、
   前記熱源機から発生される熱を使用して、前記蒸発器から発生される冷熱を前記埋設熱交換器を介して地中に蓄熱する冷熱地中蓄熱運転と、
   前記埋設熱交換器を介して、前記吸収器と前記凝縮器を流れる冷却液に地中の冷熱を汲み上げ、前記蒸発器により冷熱を出力可能な地中冷熱利用運転とを実行可能に構成されている吸収システム。
8. 蓄熱能が高い地中部位に設けられる高蓄熱側熱交換部と、前記高蓄熱側熱交換部より蓄熱能が低く、恒温状態に保たれる恒温側熱交換部とを備え、
   前記高蓄熱側熱交換部と前記恒温側熱交換部とを選択的に、前記埋設熱交換器として利用可能に構成されている請求項３又は７記載の吸収システム。

Images