JP2011075180A - 吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

【課題】低温の温水から熱回収を可能とし、十分な省エネルギー化を図った吸収式冷凍機を提供すること。
【解決手段】高温再生器５、低温再生器６、蒸発器１、第１凝縮器７、第１吸収器２及び温水により吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、吸収液の濃縮を行う熱源温水低圧再生器９を備え、これらを配管接続して吸収液及び冷媒経路をそれぞれ形成した吸収式冷温水機１００において、温水により吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、当該吸収液を濃縮させる熱源温水高圧再生器１２と、熱源温水低圧再生器９で蒸発した冷媒蒸気を、熱源温水高圧再生器１２で濃縮した吸収液に吸収させる第２吸収器１０とを備え、この第２吸収器１０と熱源温水低圧再生器９とを単一の熱源再生器吸収器胴１１内に収容するとともに、当該第２吸収器１０と熱源温水高圧再生器１２との間で吸収液を別個に循環させる循環経路５０を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、温水等を熱源とする熱源再生器を備える吸収式冷凍機に関する。

一般に、熱源再生器、高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器及び吸収器を備え、これらを配管接続して吸収液及び冷媒の循環経路をそれぞれ形成した吸収式冷凍機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の吸収式冷凍機では、熱源再生器に供給される温水を熱源として吸収液を加熱再生する一重効用運転と、熱源再生器で加熱された吸収液を、高温再生器が備えるガスバーナを熱源として更に加熱する一重二重効用運転とを選択して運転可能に構成されている。

特公平０３−８４６５号公報

ところで、この種の吸収式冷凍機では、一般的な冷水・冷却水温度条件にて、一重効用運転または一重二重効用運転を行う場合、熱源再生器で温水と熱交換する吸収液の飽和温度が７０℃程度となるため、この熱源再生器に高温（８０℃以上）の温水が供給される必要があった。エネルギーの有効利用といった観点によれば、熱源再生器にてより低温の温水から熱回収を行い、省エネルギー化を図ることが望ましい。しかしながら、従来の構成で、低温（例えば、６０℃程度）の温水から熱回収を行うためには、冷却水温度を大幅に低下させる等、運転条件を変更する必要があり、十分な省エネルギー化を図ることができなかった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、低温の温水から熱回収を可能とし、十分な省エネルギー化を図った吸収式冷凍機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器、第１吸収器及び熱源流体により吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、吸収液の濃縮を行う第１熱源再生器を備え、これらを配管接続して吸収液及び冷媒経路をそれぞれ形成した吸収式冷凍機において、前記熱源流体により吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、当該吸収液を濃縮させる第２熱源再生器と、前記第１熱源再生器で蒸発した冷媒蒸気を、前記第２熱源再生器で濃縮した吸収液に吸収させる第２吸収器と、を備え、この第２吸収器と前記第１熱源再生器とを単一の胴内に収容するとともに、当該第２吸収器と前記第２熱源再生器との間で吸収液を別個に循環させる循環経路を設けたことを特徴とする。

この構成において、前記第１熱源再生器及び前記第２熱源再生器は、前記熱源流体が流れる熱源配管に直列に接続され、前記熱源流体を前記第１熱源再生器、前記第２熱源再生器の順に流すこと構成としても良い。

また、前記低温再生器と前記第１吸収器とを接続する吸収液管に低温熱交換器を分割して設け、一方の低温熱交換器に、前記第１吸収器から前記第１熱源再生器に吸収液を供給する吸収液管を経由させ、他方の低温熱交換器に、前記第１熱源再生器から前記高温再生器に吸収液を供給する吸収液管を経由させた構成としても良い。

また、前記第２熱源再生器に冷媒ドレン熱回収器を設け、前記低温再生器から流出する冷媒を前記冷媒ドレン熱回収器を介して、前記凝縮器に供給する構成としても良い。

また、前記循環経路には、前記第２吸収器から前記第２熱源再生器に供給される吸収液と、前記第２熱源再生器から前記第２吸収器に供給される吸収液との間で熱交換する循環経路熱交換器が設けられている構成としても良い。

また、前記第１吸収器から流出した吸収液を、前記低温再生器及び前記第１熱源再生器に供給するように構成しても良い。

本発明によれば、熱源流体により吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、当該吸収液を濃縮させる第２熱源再生器と、第１熱源再生器で蒸発した冷媒蒸気を第２熱源再生器で濃縮した吸収液に吸収させる第２吸収器とを備え、この第２吸収器と第１熱源再生器とを単一の胴内に収容したため、従来のものに比べて、第１熱源再生器が配置された胴内の圧力を低下させることができ、第１熱源再生器における吸収液の飽和温度を低下させることができる。さらに、第２吸収器と第２熱源再生器との間で吸収液を別個に循環させる循環経路を設けたため、第２熱源再生器に流入する吸収液濃度を、従来のものに比べて低下させることができるため、第２熱源再生器における吸収液の飽和温度を低下させることができる。従って、第１熱源再生器及び第２熱源再生器にて、低温の温水から吸収液に熱回収を行うことが可能となり、省エネルギー化を実現することができる。

本実施形態にかかる吸収式冷温水機の概略構成図である。 別の実施形態にかかる吸収式冷温水機の概略構成図である。 更に別の実施形態にかかる吸収式冷温水機の概略構成図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態にかかる吸収式冷温水機（吸収式冷凍機）１００の概略構成図である。吸収式冷温水機１００は、冷媒に水を、吸収液に臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液を使用した吸収式冷温水機である。
吸収式冷温水機１００は、図１に示すように、蒸発器１と、この蒸発器１に並設された第１吸収器２と、これら蒸発器１及び第１吸収器２を収納した蒸発器吸収器胴３と、ガスバーナ４を備えた高温再生器５と、低温再生器６と、この低温再生器６に並設された第１凝縮器（凝縮器）７と、これら低温再生器６及び第１凝縮器７を収納した低温再生器凝縮器胴８と、他の設備から供給される温水（熱源流体）を熱源とする熱源温水低圧再生器（第１熱源再生器）９と、この熱源温水低圧再生器９に並設された第２吸収器１０と、これら熱源温水低圧再生器９及び第２吸収器１０を収納した熱源再生器吸収器胴１１と、上記温水を熱源とする熱源温水高圧再生器（第２熱源再生器）１２と、この熱源温水高圧再生器１２に並設された第２凝縮器１３と、これら熱源温水高圧再生器１２及び第２凝縮器１３を収納した熱源再生器凝縮器胴１４と、稀吸収液ポンプＰ１と、中間吸収液ポンプＰ２と、冷媒ポンプＰ３と、吸収液循環ポンプＰ４とを備え、これらの各機器が吸収液管２１〜２９及び冷媒管３１〜３４などを介して配管接続されている。
また、吸収式冷温水機１００は、吸収液管２１〜２９で形成された吸収液の経路上に設けられた第１低温熱交換器４１Ａ、第２低温熱交換器４１Ｂ、高温熱交換器４２、第１冷媒ドレン熱回収器４３Ａ、第２冷媒ドレン熱回収器４３Ｂ及び循環経路熱交換器４４を備える。

また、符号１５は、蒸発器１内で冷媒と熱交換したブライン（作用流体）を、図示しない熱負荷（例えば空気調和装置）に循環供給するための冷水管であり、この冷水管１５の一部に形成された伝熱管１５Ａが蒸発器１内に配置されている。符号１６は、第１吸収器２、第１凝縮器７、第２吸収器１０及び第２凝縮器１３に順次冷却水を流通させるための冷却水管であり、この冷却水管１６の一部に形成された各伝熱管１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ及び１６Ｄがそれぞれ第１吸収器２、第１凝縮器７、第２吸収器１０及び第２凝縮器１３内に配置されている。本構成では、冷却水管１６には、入口温度が約３２℃となる冷却水が供給されている。
また、符号１７は、図示しない熱源発生装置（例えば太陽熱温水器やコージェネレーション装置）で生成された比較的低温（例えば約６０℃程度）の温水を、熱源温水低圧再生器９及び熱源温水高圧再生器１２に順次流通させるための熱源温水供給管である。この熱源温水供給管１７は、熱源温水低圧再生器９内に配置される第１伝熱管１７Ａと、この第１伝熱管１７Ａに直列に設けられて上記熱源温水高圧再生器１２内に配置される第２伝熱管１７Ｂと、これら各伝熱管１７Ａ、１７Ｂをバイパスするバイパス管１７Ｃと、当該伝熱管に供給する温水の流量を調整するために切り替えられる三方弁１７Ｄとを備える。

第１吸収器２は、蒸発器１で蒸発した冷媒蒸気を吸収液に吸収させ、蒸発器吸収器胴３内の圧力を高真空状態に保つ機能を有する。この第１吸収器２の下部には、冷媒蒸気を吸収して稀釈された稀吸収液が溜る稀吸収液溜り２Ａが形成され、この稀吸収液溜り２Ａには、稀吸収液ポンプＰ１を有する稀吸収液管２１の一端が接続される。稀吸収液管２１は、第１吸収器２内に設けられ、この第１吸収器２内に供給される吸収液と熱交換するための伝熱管２１Ａを備え、この伝熱管２１Ａの下流側の配管は、第１低温熱交換器４１Ａを経由した後、熱源温水低圧再生器９内の上部に開口している。また、稀吸収液管２１には、伝熱管２１Ａの下流側で第１低温熱交換器４１Ａをバイパスし、第１冷媒ドレン熱回収器４３Ａを経由するバイパス管２６が接続されている。

熱源温水低圧再生器９は、熱源発生装置から供給された温水を熱源として熱源温水低圧再生器９内に溜まった吸収液を加熱再生するものである。この熱源温水低圧再生器９には、熱源温水供給管１７の一部に形成された第１伝熱管１７Ａが配置されている。このため、熱源温水供給管１７に温水を流通させることにより、第１伝熱管１７Ａを介して、吸収液を加熱再生、すなわち、吸収液中の冷媒を蒸発させてこの吸収液を濃縮することができる。
熱源温水低圧再生器９の下部には、稀吸収液管２１を通じて供給された吸収液が溜る吸収液溜り９Ａが形成され、この吸収液溜り９Ａには、中間吸収液ポンプＰ２を有する第１中間吸収液管２２の一端が接続され、この第１中間吸収液管２２の他端、すなわち、中間吸収液ポンプＰ２の下流側配管は、第２低温熱交換器４１Ｂ及び高温熱交換器４２を経由した後、高温再生器５の排ガス熱回収部４５を通過し、当該高温再生器５内の上部に開口している。また、第１中間吸収液管２２には、中間吸収液ポンプＰ２と高温熱交換器４２との間で、第２低温熱交換器４１Ｂをバイパスし、第２冷媒ドレン熱回収器４３Ｂを経由するバイパス管２７が接続されている。

高温再生器５は、ガスバーナ４の火炎を熱源として高温再生器５内に溜った吸収液を加熱再生するものであり、高温再生器５の側方には、第２中間吸収液管２３の一端が接続されている。この第２中間吸収液管２３の他端は、高温再生器５側に設けられた高温熱交換器４２を介して、低温再生器６内の上部に開口している。高温熱交換器４２は、高温再生器５から流出した高温の中間吸収液の温熱で、第１中間吸収液管２２を通じて高温再生器５に供給される吸収液を加熱するものであり、高温再生器５におけるガスバーナ４の燃料消費量の低減を図っている。

低温再生器６は、高温再生器５で分離された冷媒蒸気を熱源として、低温再生器６内の下方に形成された吸収液溜り６Ａに溜った吸収液を加熱再生するものであり、吸収液溜り６Ａには、高温再生器５の上端部から第１凝縮器７の底部へ延びる冷媒管３１の一部に形成される伝熱管３１Ａが配置されている。この冷媒管３１に冷媒蒸気を流通させることにより、上記伝熱管３１Ａを介して、高温再生器５から流出した冷媒蒸気の温熱が吸収液溜り６Ａに溜った吸収液に伝達され、この吸収液が更に濃縮される。
また、冷媒管３１には、伝熱管３１Ａの下流側に、第１冷媒ドレン熱回収器４３Ａ及び第２冷媒ドレン熱回収器４３Ｂが設けられている。第１冷媒ドレン熱回収器４３Ａは、低温再生器６から流出した高温の冷媒蒸気（冷媒液との混合物）の温熱で、稀吸収液管２１及びバイパス管２６を通じて熱源温水低圧再生器９に供給される吸収液を加熱するものであり、第２冷媒ドレン熱回収器４３Ｂは、上記冷媒蒸気（冷媒液との混合物）の温熱で、第１中間吸収液管２２及びバイパス管２７を通じて高温再生器５に供給される吸収液を加熱するものである。
本構成では、冷媒管３１は、伝熱管３１Ａの下流側に、第１冷媒ドレン熱回収器４３Ａと第２冷媒ドレン熱回収器４３Ｂとを分割して配置し、第１冷媒ドレン熱回収器４３Ａに熱源温水低圧再生器９に吸収液を供給する稀吸収液管２１を経由させたため、第１冷媒ドレン熱回収器４３Ａを経由して熱源温水低圧再生器９に供給される吸収液温度が過剰に上昇されることが抑えられる。このため、熱源温水低圧再生器９における吸収液の飽和温度より低い温度で、吸収液を熱源温水低圧再生器９に投入することができるため、自己フラッシュによる温度低下がなく、ＣＯＰの低下を防止できる。
さらに、本構成では、第２冷媒ドレン熱回収器４３Ｂに熱源温水低圧再生器９から吸収液を排出する第１中間吸収液管２２を経由させたため、この第２冷媒ドレン熱回収器４３Ｂにて吸収液を十分に加熱することができ、高温再生器５におけるガスバーナ４の燃料消費量の低減が図られる。

低温再生器６の吸収液溜り６Ａの下端には、濃吸収液管２４の一端が接続され、この濃吸収液管２４の他端は、第１吸収器２の上部に開口している。濃吸収液管２４には、２つに分割された第１低温熱交換器４１Ａ及び第２低温熱交換器４１Ｂが設けられている。第１低温熱交換器４１Ａは、低温再生器６の吸収液溜り６Ａから流出した高温の濃吸収液の温熱で、稀吸収液管２１を通じて熱源温水低圧再生器９に供給される吸収液を加熱するものであり、第２低温熱交換器４１Ｂは、上記濃吸収液の温熱で、第１中間吸収液管２２を通じて高温再生器５に供給される吸収液を加熱するものである。
本構成では、濃吸収液管２４は、第１低温熱交換器４１Ａと第２低温熱交換器４１Ｂとを分割して配置し、第１低温熱交換器４１Ａに熱源温水低圧再生器９に吸収液を供給する稀吸収液管２１を経由させたため、第１低温熱交換器４１Ａを経由して熱源温水低圧再生器９に供給される吸収液温度が過剰に上昇されることが抑えられる。このため、熱源温水低圧再生器９における吸収液の飽和温度より低い温度で、吸収液を熱源温水低圧再生器９に投入することができるため、自己フラッシュによる温度低下がなく、ＣＯＰの低下を防止できる。
さらに、本構成では、第２低温熱交換器４１Ｂに熱源温水低圧再生器９から吸収液を排出する第１中間吸収液管２２を経由させたため、この第２低温熱交換器４１Ｂにて吸収液を十分に加熱することができ、高温再生器５におけるガスバーナ４の燃料消費量の低減が図られる。
また、濃吸収液管２４の第１低温熱交換器４１Ａ及び第２低温熱交換器４１Ｂの上流側と、第１中間吸収液管２２の中間吸収液ポンプＰ２上流側とは、バイパス管２５により接続されており、この中間吸収液ポンプＰ２の運転が停止している場合には、熱源温水低圧再生器９の吸収液溜り９Ａから流出した吸収液は、第１中間吸収液管２２、バイパス管２５、第２低温熱交換器４１Ｂ、第１低温熱交換器４１Ａ及び濃吸収液管２４を通じて、第１吸収器２内に供給される。

第２吸収器１０は、熱源温水低圧再生器９で蒸発した冷媒蒸気を吸収液に吸収させ、熱源再生器吸収器胴１１内の圧力を真空状態に保つ機能を有する。この熱源再生器吸収器胴１１内の圧力は、蒸発器吸収器胴３内の圧力よりも高く設定され、本実施形態では、熱源温水低圧再生器９における稀吸収液の飽和温度が所定温度（６０℃）よりも低くなる圧力（約３．２ＫＰａ）に設定されている。第２吸収器１０の下部には、冷媒蒸気を吸収して稀釈された稀吸収液が溜る稀吸収液溜り１０Ａが形成され、この稀吸収液溜り１０Ａには、吸収液循環ポンプＰ４を有する吸収液管２８の一端が接続される。吸収液管２８の他端は、循環経路熱交換器４４を経由した後、熱源温水高圧再生器１２内の上部に開口している。

熱源温水高圧再生器１２は、吸収液管２８を通じて第２吸収器１０から供給された吸収液を、熱源発生装置から供給された温水を熱源として更に加熱再生するものであり、熱源温水高圧再生器１２内には、熱源温水供給管１７の第１伝熱管１７Ａの下流側に設けられた第２伝熱管１７Ｂが配置されている。熱源温水高圧再生器１２の下部には、吸収液管２８を通じて供給された吸収液が溜る吸収液溜り１２Ａが形成され、この吸収液溜り１２Ａには吸収液管２９の一端が接続されている。吸収液管２９には、熱源温水高圧再生器１２から流出した吸収液の温熱で、第２吸収器１０から吐出されて吸収液管２８を流れる吸収液を加熱する循環経路熱交換器４４が設けられ、この循環経路熱交換器４４の下流側の吸収液管２９は、第２吸収器１０内上部に開口している。
これにより、本構成では、第２吸収器１０と熱源温水高圧再生器１２との間で吸収液が循環するように形成され、第２吸収器１０、熱源温水高圧再生器１２及び吸収液管２８、２９によって、吸収液の別個の循環経路５０が形成される。本構成では、この循環経路５０内を循環する吸収液濃度は、上記した第１吸収器２や高温再生器５を流れる吸収液よりも薄い濃度（例えば、４２〜４４％）の吸収液が充填されている。

第１凝縮器７及び第２凝縮器１３は、それぞれ低温再生器６、熱源温水高圧再生器１２で蒸発した冷媒蒸気を冷却して凝縮させるものであり、これら第１凝縮器７及び第２凝縮器１３の下部には凝縮液溜まり７Ａ、１３Ａが形成されている。これら凝縮液溜まり７Ａ、１３Ａには、それぞれ冷媒管３２、３３を介して蒸発器１に接続されている。これにより、各凝縮器で凝縮した冷媒は、冷媒管を通じて蒸発器１に戻される。また、蒸発器１の下方には、液化した冷媒が溜る冷媒液溜り１Ａが形成され、この冷媒液溜り１Ａには、冷媒ポンプＰ３を有する冷媒管３４の一端が接続され、冷媒管３４の他端は蒸発器１の上部に開口している。

次に動作について説明する。
冷房等の冷却運転時においては、冷水管１５を介して図示しない熱負荷に循環供給されるブライン（例えば冷水）の冷水管１５出口側温度が所定の設定温度、例えば７℃になるように、吸収式冷温水機１００に投入される熱量が制御される。
具体的には、制御装置（不図示）は、例えば、熱負荷が大きく、且つ、熱源温水供給管１７を介して熱源温水低圧再生器９、熱源温水高圧再生器１２に供給する温水の温度が所定温度（例えば５７〜６０℃）に達している時には、熱源温水供給管１７から熱源温水低圧再生器９及び熱源温水高圧再生器１２に温水を定格量供給すると共に、全てのポンプＰ１〜Ｐ４を起動し、且つ、ガスバーナ４においてガスを燃焼させる温水、ガス併用運転を行い、冷水管１５の出口温度が所定の７℃となるようにガスバーナ４の火力を制御する。

この場合、第１吸収器２から稀吸収液管２１を介して稀吸収液ポンプＰ１により、熱源温水低圧再生器９に搬送された稀吸収液は、この熱源温水低圧再生器９内の吸収液溜り９Ａにおいて、熱源温水供給管１７から供給される温水により第１伝熱管１７Ａの管壁を介して加熱されることにより、稀吸収液中の冷媒が蒸発分離される。
ここで、本構成では、熱源温水低圧再生器９は、第２吸収器１０とともに熱源再生器吸収器胴１１に収容されているため、この熱源再生器吸収器胴１１内の圧力を、熱源再生器が収容された従来の胴内圧力に比べて低下させることができ、熱源温水低圧再生器９における吸収液の飽和温度を低下させることができる。従って、熱源温水低圧再生器９にて、低温（例えば６０℃）の温水から吸収液の潜熱変化の形で熱回収を行うことが可能となり、省エネルギー化を実現することができる。

冷媒を蒸発分離して吸収液濃度が高くなった中間吸収液は、第１中間吸収液管２２の中間吸収液ポンプＰ２により、第２低温熱交換器４１Ｂ、第２冷媒ドレン熱回収器４３Ｂ及び高温熱交換器４２を経由して加熱され高温再生器５に送られる。高温再生器５に搬送された中間吸収液は、この高温再生器５でガスバーナ４による火炎および高温の燃焼ガスにより加熱されるため、この中間吸収液中の冷媒が蒸発分離する。高温再生器５で冷媒を蒸発分離して濃度が上昇した中間吸収液は、高温熱交換器４２を経由して低温再生器６へ送られる。
そして、中間吸収液は低温再生器６において、高温再生器５から冷媒管３１を介して供給されて伝熱管３１Ａに流入する高温の冷媒蒸気により加熱され、さらに冷媒が分離して濃度が一段と高くなり、この濃吸収液は、第２低温熱交換器４１Ｂ、第１低温熱交換器４１Ａを経由して第１吸収器２へ送られ、この第１吸収器２の上方から散布される。

一方、第２吸収器１０から吸収液循環ポンプＰ４により、吸収液管２８を通じて流出した吸収液は、循環経路熱交換器４４を経由して加温された後、熱源温水高圧再生器１２に流入する。そして、この熱源温水高圧再生器１２内の吸収液溜り１２Ａにおいて、熱源温水供給管１７から供給される温水により第２伝熱管１７Ｂの管壁を介して加熱されることにより、吸収液中の冷媒が蒸発分離される。熱源温水高圧再生器１２で加熱再生された吸収液は、吸収液管２８を通じて、第２吸収器１０へ送られ、この第２吸収器１０の上方から散布される。
本構成では、第２吸収器１０と熱源温水高圧再生器１２との間で吸収液を循環させる循環経路５０を設けたため、熱源温水高圧再生器１２に流入する吸収液濃度を、従来のものに比べて低下させることができるため、熱源温水高圧再生器１２における吸収液の飽和温度を低下させることができる。従って、熱源温水高圧再生器１２にて、低温（例えば６０℃）の温水から吸収液の潜熱変化の形で熱回収を行うことが可能となり、省エネルギー化を実現することができる。

また、熱源温水高圧再生器１２で分離生成した冷媒は第２凝縮器１３に入って凝縮し、低温再生器６で分離生成した冷媒は第１凝縮器７に入って凝縮する。そして、第１凝縮器７の凝縮液溜まり７Ａ内に溜まった冷媒液は冷媒管３２を、第２凝縮器１３の凝縮液溜まり１３Ａ内に溜まった冷媒液は冷媒管３３を経由して蒸発器１に入り、冷媒ポンプＰ３の運転により揚液されて蒸発器１の上部から冷水管１５の伝熱管１５Ａの上に散布される。
伝熱管１５Ａの上に散布された冷媒液は、伝熱管１５Ａの内部を通るブラインから気化熱を奪って蒸発するため、伝熱管１５Ａの内部を通るブラインは冷却され、こうして温度を下げたブラインが冷水管１５から熱負荷に供給されて冷房等の冷却運転が行われる。
そして、蒸発器１で蒸発した冷媒は第１吸収器２へ入り、低温再生器６より供給されて上方から散布される濃吸収液に吸収され、第１吸収器２の稀吸収液溜り２Ａに溜り、稀吸収液ポンプＰ１によって熱源温水低圧再生器９に搬送される循環を繰り返す。

温水、ガス併用運転においては、冷水管１５の出口温度が所定の７℃になるように、ガスバーナ４による加熱量、具体的にはガスバーナ４に供給するガス量が制御装置により制御される。そして、ガスバーナ４による加熱量を最小にしても、冷水管１５の出口温度が所定の７℃より低い温度を計測すると、制御装置は、ガスの燃焼を止めてガスバーナ４による加熱を停止して温水単独運転に移行する。
温水単独運転においては、冷水管１５の出口温度が所定の７℃になるように、熱源温水低圧再生器９における加熱量、具体的には熱源温水供給管１７から第１伝熱管１７Ａに取り込む温水の量、すなわち三方弁１７Ｄの開度が制御される。
そして、熱源温水供給管１７を流れる温水の全量が第１伝熱管１７Ａに流れるように三方弁１７Ｄを操作しても、冷水管１５の出口温度が所定温度の７℃以下の温度を計測しない時には、上記のようにガスバーナ４でガスを燃焼させ、高温再生器５における吸収液の加熱再生と冷媒蒸気の生成とを再開して温水、ガス併用運転に戻る。

また、温水単独運転において、熱負荷は大きいが、熱源温水供給管１７を介して熱源温水低圧再生器９に供給する温水の温度が所定の６０℃以下に低下した時（例えば、天候不順等により太陽熱温水器から供給される温水温度が安定しない時）には、熱源温水供給管１７から熱源温水低圧再生器９に温水が供給されないように三方弁１７Ｄを切り替え、吸収液循環ポンプＰ４を停止するとともに、ポンプＰ１〜Ｐ３を起動し、且つ、ガスバーナ４においてガスを燃焼させるガス単独運転を行う。この場合も、冷水管１５の出口温度が所定の７℃になるように、ガスバーナ４の火力が制御される。
このガス単独運転では、第１吸収器２の稀吸収液溜り２Ａにある稀吸収液は稀吸収液ポンプＰ１により熱源温水低圧再生器９に搬送されて吸収液溜り９Ａに貯留されるが、伝熱管１６Ａには熱源としての温水は供給されていない。このため、熱源温水低圧再生器９に搬送された稀吸収液は、加熱されることなく中間吸収液ポンプＰ２の運転により高温熱交換器４２を経由して高温再生器５に搬送され、その後は温水、ガス併用運転と同様に循環しながら加熱されて、高温再生器５と低温再生器６とで吸収液の濃縮再生と冷媒の分離生成とがなされる。このガス単独運転中に、熱源温水低圧再生器９に供給する温水の温度が所定の６０℃に達した時には、冷却負荷の大きさに応じて、温水、ガス併用運転または温水単独運転が行われる。

以上、説明したように、本実施形態によれば、吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、濃縮した吸収液を得る高温再生器５と、この高温再生器５で濃縮した吸収液を、当該高温再生器５で蒸発分離した冷媒蒸気により加熱してさらに濃縮した吸収液を得る低温再生器６と、温水により吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、濃縮した吸収液を高温再生器５に供給する熱源温水低圧再生器９と、低温再生器６で蒸発分離した冷媒蒸気を冷却して凝縮冷媒液を得る第１凝縮器７と、冷媒が伝熱管１５Ａ内を流れる作用流体から熱を奪って蒸発する蒸発器１と、この蒸発器１で蒸発した冷媒蒸気を低温再生器６で濃縮した吸収液に吸収させて熱源温水低圧再生器９に供給する第１吸収器２とを備える吸収式冷温水機１００において、温水により吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、当該吸収液を濃縮させる熱源温水高圧再生器１２と、熱源温水低圧再生器９で蒸発した冷媒蒸気を、熱源温水高圧再生器１２で濃縮した吸収液に吸収させる第２吸収器１０とを備え、この第２吸収器１０と熱源温水低圧再生器９とを単一の熱源再生器吸収器胴１１内に収容するため、この熱源再生器吸収器胴１１内の圧力を、熱源再生器が収容された従来の胴内圧力に比べて低下させることができ、熱源温水低圧再生器９における吸収液の飽和温度を低下させることができる。
更に、本実施形態によれば、第２吸収器１０と熱源温水高圧再生器１２との間で吸収液を循環させる循環経路５０を設けたため、熱源温水高圧再生器１２に流入する吸収液濃度を、従来のものに比べて低下させることができるため、熱源温水高圧再生器１２における吸収液の飽和温度を低下させることができる。従って、熱源温水低圧再生器９及び熱源温水高圧再生器１２にて、低温（例えば６０℃）の温水から吸収液の潜熱変化の形で熱回収を行うことが可能となり、省エネルギー化を実現することができる。

また、本実施形態によれば、熱源温水低圧再生器９及び熱源温水高圧再生器１２は、温水が流れる熱源温水供給管１７に対して直列に接続され、この温水を熱源温水低圧再生器９、熱源温水高圧再生器１２の順に流すように構成したため、各再生器内の吸収液と温水との熱交換効率を高めることができる。

また、本実施形態によれば、低温再生器６と第１吸収器２とを接続する濃吸収液管２４に、２つに分割された第１低温熱交換器４１Ａ及び第２低温熱交換器４１Ｂを設け、第１低温熱交換器４１Ａには、第１吸収器２から熱源温水低圧再生器９に吸収液を供給する稀吸収液管２１を経由させたため、第１低温熱交換器４１Ａを経由して熱源温水低圧再生器９に供給される吸収液温度が過剰に上昇されることが抑えられる。このため、熱源温水低圧再生器９における吸収液の飽和温度より低い温度で、吸収液を熱源温水低圧再生器９に投入することができ、自己フラッシュによる温度低下がなく、ＣＯＰの低下を防止できる。
更に、本実施形態によれば、第２低温熱交換器４１Ｂに熱源温水低圧再生器９から高温再生器５に吸収液を排出する第１中間吸収液管２２を経由させたため、この第２低温熱交換器４１Ｂにて吸収液を十分に加熱することができ、高温再生器５におけるガスバーナ４の燃料消費量の低減を図ることができる。

また、本実施形態によれば、循環経路５０には、第２吸収器１０から熱源温水高圧再生器１２に供給される吸収液と、熱源温水高圧再生器１２から第２吸収器１０に供給される吸収液との間で熱交換する循環経路熱交換器４４が設けられているため、熱源温水高圧再生器１２にて温水から吸収液に供給された熱を有効に利用することができる。

次に、別の実施形態について説明する。
図２は、別の実施形態にかかる吸収式冷温水機２００の概略構成図である。上記した実施形態と構成を同一とするものは、同一の符号を付して説明は省略する。
この別の実施形態では、吸収式冷温水機２００は、熱源再生器凝縮器胴１４内の熱源温水高圧再生器１２の下部に、冷媒ドレン熱回収器６０を備える。この冷媒ドレン熱回収器６０は、上記した冷媒管３１上に設けられ、高温再生器５から流出した冷媒蒸気は、低温再生器６を経た後に、冷媒ドレン熱回収器６０を流れ、この冷媒ドレン熱回収器６０にて熱源温水高圧再生器１２に供給される吸収液を加熱する。そして、この熱源温水高圧再生器１２で吸収液を加熱した後に、第１凝縮器７に流入する。
この別の実施形態によれば、温水・ガス併用運転時には、熱源発生装置から熱源温水高圧再生器１２に供給される温水だけでなく、高温再生器５で発生し低温再生器６を経由して冷媒ドレン熱回収器６０に供給される高温の冷媒（冷媒ドレン）の保有熱をも利用することにより、循環経路５０を循環する吸収液を効率良く加熱濃縮することができる。これら熱源温水高圧再生器１２及び冷媒ドレン熱回収器６０で発生した冷媒は、冷媒管３３を通じて、蒸発器１に流入し、この蒸発器１においてブラインの冷却に利用される。このため、温水から回収する熱量によって得られる冷房能力の割合を示す熱源温水ＣＯＰの向上を図ることができる。
この熱源温水ＣＯＰは、下記の（１）、（２）式によって算出することができ、上記した実施形態（図１参照）では、熱源温水ＣＯＰが０．３５〜０．４であるのに対し、この別の実施形態（図２参照）では、熱源温水ＣＯＰを０．５程度まで向上させることができる。
熱源温水ＣＯＰ＝ガス削減率×冷房能力／熱源温水回収熱量 （１）
ガス削減率＝１−温水・ガス併用運転時のガス消費量／ガス単独運転時のガス消費量（２）

図３は、別の実施形態にかかる吸収式冷温水機３００の概略構成図である。上記した実施形態と構成を同一とするものは、同一の符号を付して説明は省略する。この吸収式冷温水機３００は、いわゆるパラレルフローサイクルに形成されており、第１吸収器２から延びる稀吸収液管２１が２つに分岐して、一方の分岐管２１０を流れる吸収液は、低温再生器６及び熱源温水低圧再生器９に供給されている。また、他方の分岐管２１１を流れる吸収液は、高温再生器５に供給される。
低温再生器６及び熱源温水低圧再生器９にて加熱再生された吸収液は、一方の濃吸収液管２１２を流れ、高温再生器５にて加熱再生された吸収液は、他方の濃吸収液管２１３を流れて、濃吸収液管２１４で合流し、低温熱交換器６１を経由して第１吸収器２に流入する。
この別の実施形態では、第１吸収器２から流出した稀吸収液を、低温再生器６及び熱源温水低圧再生器９に供給しているため、この低温再生器６を熱源温水低圧再生器９、第２吸収器１０と一緒に同一の再生器吸収器胴６２内に収容することができる。このため、胴の数を減少することができ、製造コストの低減とともに装置の小型化を図ることができる。なお、第１吸収器２から流出した稀吸収液を、低温再生器６及び熱源温水低圧再生器９に供給できるのであれば、パラレルフローサイクルに限るものではなく、例えば、低温再生器から流出した吸収液を高温再生器に供給するいわゆるリバースフローサイクルに適用することもできる。

１ 蒸発器
２ 第１吸収器
５ 高温再生器
６ 低温再生器
７ 第１凝縮器
９ 熱源温水低圧再生器（第１熱源再生器）
１０ 第２吸収器
１２ 熱源温水高圧再生器（第２熱源再生器）
１３ 第２凝縮器
１７ 熱源温水供給管
１７Ａ 第１伝熱管
１７Ｂ 第２伝熱管
２８ 吸収液管
２９ 吸収液管
４１Ａ 第１低温熱交換器（一方の低温熱交換器）
４１Ｂ 第２低温熱交換器（他方の低温熱交換器）
４４ 循環経路熱交換器
５０ 循環経路
６０ 冷媒ドレン熱回収器
１００ 吸収式冷温水機（吸収式冷凍機）
２００ 吸収式冷温水機（吸収式冷凍機）
３００ 吸収式冷温水機（吸収式冷凍機）

Claims (6)

1. 高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器、第１吸収器及び熱源流体により吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、吸収液の濃縮を行う第１熱源再生器を備え、これらを配管接続して吸収液及び冷媒経路をそれぞれ形成した吸収式冷凍機において、
   前記熱源流体により吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離し、当該吸収液を濃縮させる第２熱源再生器と、前記第１熱源再生器で蒸発した冷媒蒸気を、前記第２熱源再生器で濃縮した吸収液に吸収させる第２吸収器と、を備え、この第２吸収器と前記第１熱源再生器とを単一の胴内に収容するとともに、当該第２吸収器と前記第２熱源再生器との間で吸収液を別個に循環させる循環経路を設けたことを特徴とする吸収式冷凍機。
2. 前記第１熱源再生器及び前記第２熱源再生器は、前記熱源流体が流れる熱源配管に直列に接続され、前記熱源流体を前記第１熱源再生器、前記第２熱源再生器の順に流すことを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。
3. 前記低温再生器と前記第１吸収器とを接続する吸収液管に低温熱交換器を分割して設け、一方の低温熱交換器に、前記第１吸収器から前記第１熱源再生器に吸収液を供給する吸収液管を経由させ、他方の低温熱交換器に、前記第１熱源再生器から前記高温再生器に吸収液を供給する吸収液管を経由させたことを特徴とする請求項１または２に記載の吸収式冷凍機。
4. 前記第２熱源再生器に冷媒ドレン熱回収器を設け、前記低温再生器から流出する冷媒を前記冷媒ドレン熱回収器を介して、前記凝縮器に供給することを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。
5. 前記循環経路には、前記第２吸収器から前記第２熱源再生器に供給される吸収液と、前記第２熱源再生器から前記第２吸収器に供給される吸収液との間で熱交換する循環経路熱交換器が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の吸収式冷凍機。
6. 前記第１吸収器から流出した吸収液を、前記低温再生器及び前記第１熱源再生器に供給するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。

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