JP3719592B2

JP3719592B2 - Combined air conditioning unit

Info

Publication number: JP3719592B2
Application number: JP2001312229A
Authority: JP
Inventors: 島弘小; 田博之津; 野裕嗣石
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2021-10-10
Also published as: JP2003121025A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、吸収冷温水機と圧縮式冷凍機とを組み合わせて成る複合冷暖房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述の様な複合冷暖房装置としては、例えば、本出願人が先に提案した特開２０００−２４１０４２号公報（特願平１１−１６００４０号）がある。
【０００３】
特開２０００−２４１０４２号公報では、図２５に示す様に、圧縮式冷凍機１０と、エンジン排熱を利用した所謂「温水焚き」の吸収冷温水機２０とを組合せた複合式空調装置を提案している。
【０００４】
吸収冷温水機２０は、例えば、水を冷媒として用い、且臭化リチウム水溶液を吸収剤として用いており、吸収器２１と、再生器２２と、凝縮器２４と、蒸発器２５と、それらを循環する第２の冷媒管路Ｌ２とにより、概略構成されている。
【０００５】
吸収器２１において、吸収剤（臭化リチウム）が冷媒（水）を吸収した吸収溶液が吸収液ポンプ２７によって再生器２２に送られており、その途中で熱交換器２６により加熱されている。
再生機２２にはガスエンジン１の冷却水ジャケット１ａ及び排気熱交換器２で加熱された温水（温排水）が温水管路Ｌ３で導入されて、吸収溶液が加熱されている。
即ち、ガスエンジン１の温排水（排熱）が、吸収式冷温水器２０の駆動熱源となっている。
【０００６】
尚、温水管路Ｌ３には再生機２２をバイパスする切換え弁８が介装されている。そして、再生機２２で過熱され、気化冷媒（水蒸気）が分離して濃縮された吸収溶液は、前記熱交換器２６において、吸収器２１から送られてきて（供給側の）吸収溶液と熱交換を行って吸収器２１に戻されている。
【０００７】
再生器２２内で蒸発した冷媒は、凝縮器２４で凝縮され、蒸発器２５で蒸発して、後述する冷媒分岐管路Ｌ５内を流れる冷媒から気化熱を奪った後、吸収器２１に戻される。ここで符号２８は蒸発器に溜まった液状の冷媒を汲み上げて滴下させるための冷媒ポンプである。
【０００８】
吸収式温水器２０には更に、ラジエータ又はクーリングタワーである冷却装置３１から冷却水ポンプ３２を介して、吸収器２１、凝縮機２４を冷却し、冷却装置３１に戻る冷却水管路Ｌ４が設けられている。
【０００９】
一方、圧縮冷凍機１０の第１の蒸発器１４は、熱交換によって空気調温機能を有する室内機であり、第１の冷媒管路Ｌ１を有している。
第１の冷媒管路Ｌ１に介装された蒸発器１４の下流の分岐点Ａから、冷媒分岐回路Ｌ５が分岐しており、該冷媒分岐回路Ｌ５内を流下する冷媒は、前記吸収式冷温水器２０の蒸発器２５で熱交換が行われ（或いは吸収冷温水機２０の冷媒に気化熱を奪われ）て冷却され、凝縮する。
【００１０】
前記冷媒分岐回路Ｌ５の吸収式冷温水器２０より上流側には、前記ガスエンジン１が駆動する発電機７０で発電された電力により電源回路Ｌ２０を介して駆動される高圧側コンプレッサ５２が、又、吸収式冷温水器２０より下流側には、膨張弁５３が介装されている。
そして、前記蒸発器２５で熱交換が行われて冷却され、凝縮した冷媒は第１の蒸発器１４の上流の合流点Ｂで第１の冷媒管路Ｌ１に合流している。
【００１１】
係る分岐点（Ａ）、合流点（Ｂ）を有する結果、従来の複合冷暖房装置では、圧縮式冷媒を−２０℃以下に冷却して、超低温空調を行うことが困難であることが知られている。
即ち、図２のサイクル線図（Ｔｓ線図）に関して、例えば、分岐点、合流点を有する複合冷暖房装置（図２５を参照）において、コンプレッサ１１前をａ、コンプレッサ１１後をｂ、膨張弁１３の前をｃ、蒸発機１４の後をｄとすれば、サイクル線図はａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａを描く。
分岐点、合流点を有する複合冷暖房装置の高温工程ｂ→ｃでの温度は０℃であり、高温工程と低温工程の温度差ΔＴは略一定となる為、低温工程ｄ→ａでの温度は−２０℃が限界である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、圧縮式冷媒を−２０℃以下に冷却して、超低温空調を容易に行うことが出来る様な複合冷暖房装置の提供を目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の複合冷暖房装置によれば、発熱機関（１）と、該発熱機関（１）から発生する熱を供給されることにより作動する吸収冷温水機（２０）と、圧縮式冷凍機（１０Ｄ）とを備え、該圧縮式冷凍機（１０Ｄ）は第１の膨張手段（１３）と冷暖房用熱交換器（１４）と低圧コンプレッサ（１１）とが介装されている圧縮式冷媒ライン（Ｌ１０）を有し、該圧縮式冷媒ライン（Ｌ１０）には低圧コンプレッサ（１１）の下流側に中間冷却器（２００）が接続され、そして該中間冷却器（２００）の気相部（２００ａ）にはライン（Ｌ１Ａ）の分岐点（Ｐ２１）を介して第１の高圧コンプレッサ（１１Ａ）と第２の高圧コンプレッサ（１１Ｃ）とがそれぞれ接続され、該第１の高圧コンプレッサ（１１Ａ）は凝縮器（１６）と第２の膨張手段（１３Ｅ）とを有するバイパスライン（Ｌ１Ｂ）を介して前記中間冷却器（２００）の熱交換部（２００ｃ）を介して前記第１の膨張手段（１３）に接続され、前記第２の高圧コンプレッサは吸収冷温水機（２０）の蒸発器（２５）を介して前記バイパスライン（Ｌ１Ｂ）に接続されている。
【００１４】
また本発明の複合冷暖房装置によれば、発熱機関（１）と、該発熱機関（１）から発生する熱を供給されることにより作動する吸収冷温水機（２０）と、圧縮式冷凍機（１０Ｅ）とを備え、該圧縮式冷凍機（１０Ｅ）には冷暖房用熱交換器（１４）が介装すると共に前記吸収冷温水機（２０）の蒸発器（２５）と熱的に連通している圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）を有し、前記圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）は低圧コンプレッサ（１１）を有し、その低圧コンプレッサ（１１）の下流側の分岐点（Ｐ２１）から分岐した別の冷媒ライン（Ｌ１２）は中間冷却器（２００）に接続され、該中間冷却器（２００）の気相部（２００ａ）からの二次冷却ライン（Ｌ１Ａ）は高圧コンプレッサ（１１Ａ）と凝縮器（１６）と中間冷却器（２００）の液相部（２００ｂ）の熱交換部（２００ｃ）とを介して合流点（Ｐ２３）から前記冷暖房用熱交換器（１４）に接続され、前記蒸発器（２５）は前記合流点（Ｐ２３）に接続されている。
【００１５】
そして、本発明の複合冷暖房装置によれば、発熱機関（１）と、該発熱機関（１）から発生する熱を供給されることにより作動する吸収冷温水機（２０）と、圧縮式冷凍機（１０Ｆ）とを備え、該圧縮式冷凍機（１０Ｆ）には冷暖房用熱交換器（１４）と低圧コンプレッサ（１１）とが介装されている圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）を有し、前記圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）には低圧コンプレッサ（１１）の下流側で中間冷却器（２００）が接続され、該中間冷却器（２００）の気相部（２００ａ）からの二次冷却ライン（Ｌ１Ａ）には第１および第２のコンプレッサ（１１Ａ、１１Ｃ）がそれぞれ接続され、該第１のコンプレッサ（１１Ａ）は凝縮器（１６）を介して中間冷却器（２００）の液相部（２００ｂ）に接続されると共に、第２のコンプレッサ（１１Ｃ）は前記吸収冷温水機（２０）の蒸発器（２５）を介して前記液相部（２００ｂ）に接続され、該液相部（２００ｂ）は前記冷暖房用熱交換器（１４）に接続されている。
【００１６】
さらに本発明の複合冷暖房装置によれば、発熱機関（１）と、該発熱機関（１）から発生する熱を供給されることにより作動する吸収冷温水機（２０）と、圧縮式冷凍機（１０Ｇ）とを備え、該圧縮式冷凍機（１０Ｇ）には冷暖房用熱交換器（１４）が介装されると共に前記吸収冷温水機（２０）の蒸発器（２５）と熱的に連通している圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）を有し、その圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）は低圧コンプレッサ（１１）を有し、その低圧コンプレッサ（１１）の下流側の分岐点（Ｐ４１）から分岐した別の冷媒ライン（Ｌ１２）は中間冷却器（２００）に接続され、該中間冷却器（２００）の気相部（２００ａ）からの二次冷却ライン（Ｌ１Ａ）は高圧コンプレッサ（１１Ａ）と凝縮器（１６）とを介して中間冷却器（２００）の液相部（２００ｂ）に接続され、該液相部（２００ｂ）および前記蒸発器（２５）は共に合流点（Ｐ４２）を介して前記冷暖房用熱交換器（１４）に接続されている。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。尚、図２５に示した従来の複合空調装置と同様の構成部品には同じ符号を付し、重複説明を省略している。
【００４６】
図１は、本発明の概念を示す構成図であり、複合冷暖房装置は、コジェネレーションシステムとしてのガスエンジン（請求項１では発熱機関）１と、該ガスエンジン１から発生する冷却水の排熱（Ｌ３）を供給されることにより作動する吸収冷温水機２０と、圧縮式冷凍機１０とによって構成されている。
前記圧縮式冷凍機１０は、室内機としての冷暖房用熱交換器１４を介装しており、且つ前記吸収冷温水機２０の図示しない蒸発器と熱的に連通している第１の冷媒管路Ｌ１と、該第１の冷媒管路Ｌ１に介装された冷媒用コンプレッサ１１及び膨張弁１３を有している。
そして、前記コンプレッサ１１は、前記ガスエンジン１により駆動される発電機７０の発生電力、又は、商用電力８０によって駆動される。
【００４７】
係る構成を具備した本発明の複合冷暖房装置によれば、図２のサイクル線図（Ｔｓ線図）で示す様に、従来技術の圧縮系が分岐している場合のサイクルａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａでｄ→ａでの最低温度‐２０℃に比較して、図１のように圧縮系が分岐していない本発明のサイクルｅ→ｆ→ｇ→ｈ→ｅではｈ→ｅでの最低温度は‐４５℃と、より低温が可能となる。
尚、Ｔｓ線図において、縦軸は絶対温度Ｔを、横軸にはエントロピｓを示しており、サイクルの縦方向の巾寸法（温度差）ΔＴは一定である。従って、高温側の工程ｂ→ｃをｆ→ｇに下げることで低温側の工程ｄ→ａをｈ→ｅと、よりいっそうの低温化が図られる。
【００４８】
図３は、コジェネレーションシステムとしてのガスエンジン１と、温水焚き吸収冷温水機２０とを組合せた冷房（或いは冷凍）システムである第１実施形態の１例を示すもので、全体を符号１０で示す圧縮式冷凍機は、熱交換によって空気調温機能を有する室内機であり、第１の冷媒管路Ｌ１を有している。
第１の冷媒管路Ｌ１には、膨張弁１３と、室内機としての蒸発器１４と、コンプレッサ１１とが介装されている。
そして、前記第１の冷媒管路Ｌ１内を流過する冷媒は、吸収冷温水機２０の蒸発器２５で熱交換が行われ（或いは吸収冷温水機２０の冷媒に気化熱を奪われ）て冷却され、凝縮する。
【００４９】
前記蒸発器２５で冷却され、凝縮した冷媒は、前記膨張弁１３において膨張・気化して、蒸発機１４では室内の空気と熱交換され（気化熱によって室内の空気から熱を奪われ）室内温度が下げられる。
熱交換を終えた冷媒は前記コンプレッサ１１で圧縮され、再び吸収冷温水機２０の蒸発器２５で熱交換が行われ、サイクルが繰り返される。
【００５０】
図４は、コジェネレーションシステムとしてのガスエンジン１と、温水焚き吸収冷温水機２０Ａとを組合せた冷暖房システムである第１実施形態の１例を示すもので、全体を符号１０Ａで示す圧縮式冷凍機は、熱交換によって空気調温機能を有する室内機であり、第１の冷媒管路Ｌ１を有している。
【００５１】
第１の冷媒管路Ｌ１には、室内機としての蒸発器１４と、該蒸発機１４と温水焚き吸収冷温水機２０Ａの蒸発器（この場合は凝縮器として働く）２５への投入口との間に位置し冷・暖房によって冷媒の流れの方向を切換える切換弁６と、前記蒸発器２５への投入口と前記蒸発機１４の間に位置する膨張弁１３と、前記切換弁６と蒸発器２５への投入口の間に位置する第２の膨張弁１３Ａ、とが介装されている。
前記切換弁６にはコンプレッサ１１を介装した流路切換え管路Ｌ１ａが付帯している。
【００５２】
一方、前記温水焚き吸収冷温水機２０Ａと前述図１の吸収冷温水機２０とは以下の点で異なる。即ち、吸収冷温水機２０に対して、蒸発器２５と吸収器２１の液層を連通させる連通管路ＬＬを設け、該連通管路ＬＬには、切換え弁Ｖ１を介装し、従前の蒸発器２５内部管路ＩＬには切換え弁Ｖ２を、更に凝縮気２４と蒸発器２５を連通する従前の管路Ｌ２には切換え弁Ｖ３を夫々新に介装している。
【００５３】
そして、前記切換弁６を切換え（切換弁１６内の流れは太字で示される）、開閉弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を開閉制御することにより、前記温水焚き吸収冷温水機２０Ａは、冷凍機（冷房用）として、或いは温水機（暖房用）として作動させる。
【００５４】
尚、図４は冷房時を示し、冷媒の流れは太線で示している。この時、開閉弁Ｖ１、Ｖ２は閉弁状態で、開閉弁Ｖ３は開弁状態である。
即ち、前記温水焚き吸収冷温水機２０Ａの蒸発器２５は蒸発器として機能する。
【００５５】
図５は、暖房時を示し冷媒の流れは太線で示している。この時、開閉弁Ｖ１、Ｖ２は開弁状態で、開閉弁Ｖ３は閉弁状態である。
即ち、前記温水焚き吸収冷温水機２０Ａの蒸発器２５は温水器として機能する。
【００５６】
図６は、コジェネレーションシステムとしてのガスタービン１Ａと、蒸気焚き二重効用吸収冷温水機２０Ｂとを組合せた冷暖房システムである第１実施形態の１例を示すもので、全体を符号１０で示す圧縮式冷凍機は、前述の図３と同様である。
【００５７】
一方、前記蒸気焚き二重効用吸収冷温水機２０Ｂと前述図３の吸収冷温水機２０とは以下の点で異なる。即ち、図３の吸収冷温水機２０の一つの再生器２２に対して、図６では、高温再生器２２Ｈと、低温再生器２２Ｌの二つの再生器を設けたことと、高温再生器２２Ｈの再生に要する熱源をガスタービンの蒸気ラインＬ３０の蒸気とし、低温再生器２２Ｌの再生に要する熱源を高温再生器２２Ｈの冷媒蒸気としたことである。即ち、熱エネルギを最大限に利用しようとするものである。
上記以外は、前述の図３と同様であり、以降の説明は省略する。
【００５８】
図７は、コジェネレーションシステムとしてのガスエンジン１と、温水焚き吸収冷温水機２０とを組合せた冷房（或いは冷凍）システムである第２実施形態の１例を示すもので、図２５の従来技術に対して以下の点が異なる。
即ち、冷媒分岐回路Ｌ５の第２のコンプレッサ５２と第２の膨張弁５３の間に熱交換器である圧縮式凝縮器１５を介装し、該圧縮式凝縮器１５と吸収冷温水機２０の蒸発器２５の間をブラインポンプ６を介装したブラインラインＬ６によって連通させた点が異なる。
構成に関して、上記以外は図２５の従来技術と同様なため構成に関する以降の説明は省略する。
【００５９】
係る構成を具備する第２実施形態によれば、吸収冷温水機２０の蒸発器２５から従来と同様にブライン潜熱による冷熱又は温熱を取り出すことにより、蒸発器２５に従来設計方式の熱交換器が使用可能となる。
【００６０】
又、吸収系と圧縮系を一体化したもので低負荷時に吸収冷温水機の蒸発器２５内の圧縮系の凝縮性能が低下する（１枚の壁を通して両方で相変化が起きるタイプ：吸収冷温水機内では蒸発して、圧縮系では凝縮する、即ち、冷媒分岐回路Ｌ５側の管壁を隔てて、吸収側では蒸発、圧縮側では凝縮という相変化を起こすことになり、実際には、この様に熱伝達する双方が相変化を起こす熱交換器は製造し難く、新規な熱交換器が必要となる。）というデメリットを回避できる。
【００６１】
したがって、図７の様に構成すれば、既存・市販の熱交換器がそのまま利用できる。
即ち、ブラインラインにおいて既存・市販の熱交換器をそのまま利用することにより、蒸発或いは凝縮の条件が厳しくなったとしても（例えば、低負荷時）、圧縮式凝縮器１５及び蒸発器２５における冷媒の相変化が容易となる。
【００６２】
また、従来技術の図２５では、吸収冷温水機側（１次側）と圧縮式冷凍機側（２次側）とを余り離せないが、図７では、吸収冷温水機側と圧縮式冷凍機側とをブラインラインで連通すれば良いから、吸収冷温水機側と圧縮冷凍機側とを離隔して、設計が可能となる。
【００６３】
尚、図７で示す実施形態では圧縮式冷凍ラインＬ１は分岐点Ａ、合流点Ｂ、分岐回路Ｌ５を有している。しかしながら、図３〜図６、図８〜図２４で示す様に分岐回路を有していない圧縮式冷凍ラインを有している実施形態において、図７で示す様に、圧縮式凝縮器１５と（吸収冷温水機２０の）蒸発器２５との間を、（ブラインポンプ６を介装した）ブラインラインＬ６により連通させることが可能である。
【００６４】
図８は第３実施形態を示し、単純２段圧縮式冷凍機の実施形態であり、図３の第１実施形態に対して以下の点が異なる。
即ち、図３に示す第１実施形態の第１の冷媒管路Ｌ１の吸収冷温水機２０の蒸発器２５への投入口と膨張弁１３の間に、上流側から順に、高圧コンプレッサ１１Ａ及び室外機である凝縮機１６を介装した点が異なる。
構成に関して、上記以外は図３と同様であるので以降の説明は省略する。
尚、図８において、符号１０Ｃは、室内機全体を示すものである。
【００６５】
係る構成を具備する第３実施形態によれば、吸収冷温水機の蒸発器２５において、圧縮系（第１の冷媒管路等）の冷媒である冷媒ガスは凝縮せず、冷媒ガスの温度を下げるだけである。
【００６６】
吸収冷温水機の蒸発器２５で冷却されるライン内では、相変化を伴わない冷媒ガスの冷却（体積減少・収縮）が行われる。そして、−１０〜−３０℃までは単段圧縮を行い、それ以下の低温を得る必要がある場合は、２段で圧縮を行う。
したがって、従来は困難であった−２０℃以下の冷凍、低温空調が可能となる。
【００６７】
図９は、第４実施形態であり、単純２段圧縮式冷凍機に該当し、図８の第３実施形態に対して圧縮系の冷媒を過冷却する過冷却器を付加したものである。
過冷却器とは圧縮系の第１の冷媒管路Ｌ１に介装した凝縮器１６と吸収冷温水機２０の蒸発器２５Ａとの間の冷媒ライン（Ｌ１）を、前記蒸発器２５Ａ内で冷却（過冷却）せしめることで構成している。
冷媒は、一旦、吸収冷温水機２０の蒸発器２５Ａで冷却され、圧縮系の第１の冷媒管路Ｌ１に介装した高圧コンプレッサ１１Ａによって圧縮され、凝縮器１６によって凝縮されて、再度吸収冷温水機２０の蒸発器２５Ａに流過させる。
したがって、図８の第３実施形態よりも更に過冷却が可能となる。
【００６８】
図１０は第５実施形態を示し、２段圧縮１段膨張式冷凍機の実施形態である。図１０において、第１の冷媒管路Ｌ１は第１の分岐点Ｐ１と合流点Ｐ３を有し、閉回路を成す部分Ｌ１と、前記第１の分岐点Ｐ１から分岐する分岐管部Ｌ１２を有し、該分岐管部Ｌ１２には第１の低圧コンプレッサ１１が、閉回路を成す部分Ｌ１には第２の低圧コンプレッサ１１Ｂと、第１の膨張弁１３と、室内機である蒸発機１４とが介装され、前記第２の低圧コンプレッサ１１Ｂと第１の膨張弁１３の間で、吸収冷温水機２０の蒸発器２５から熱交換を受ける（凝縮して冷却される）ように構成されている。
【００６９】
前記分岐管部Ｌ１２の先端は、気相部２００ａと液相部２００ｂより構成される中間冷却器２００の液相部２００ｂに連通しており、第１の低圧コンプレッサ１１から送られた冷媒が液相部２００ｂに投入される。
【００７０】
前記中間冷却器２００の気相部２００ａには、配置順に高圧コンプレッサ１１Ａと凝縮器１６を介装した２次冷却ラインＬ１Ａの一端が接続され、該２次冷却ラインＬ１Ａは前記中間冷却器２００の液相部２００ｂ内で熱交換され、第２の膨張弁１３Ａを介して、他端が前記合流点Ｐ３において前記第１の冷媒管路Ｌ１に合流している。
【００７１】
また、前記２次冷却ラインＬ１Ａにおいて、凝縮器１６と前記中間冷却器２００の間には第２の分岐点Ｐ２が存在し、該第２の分岐点Ｐ２と前記中間冷却器２００の液相部２００ｂとは高圧側膨張弁１３Ｂを介装した第２の分岐管Ｌ１Ａａによって連通されている。
【００７２】
係る構成を具備する第５実施形態によれば、低圧コンプレッサ１１から送られた冷媒は中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、冷媒蒸気として前記２次冷却ラインＬ１Ａに介装された高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮される。
高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、凝縮器１６で凝縮され、一部が前記中間冷却器２００の液相部２００ｂ内を流過し、熱交換され、第２の膨張弁１３Ａ及び合流点Ｐ３を介して、第１の冷媒管路Ｌ１に合流する。
【００７３】
一方、凝縮器１６で凝縮された一部の冷媒は、第２の分岐管Ｌ１Ａａに流入し、高圧側膨張弁１３Ｂによって膨張、蒸発し、前記中間冷却器２００に流入する。
その際に気化熱を奪って、中間冷却器全体を冷却するため、冷媒は過冷却状態となる。
【００７４】
尚、本実施形態は、吸収冷温水機の蒸発器と、中間冷却器との圧力等がマッチしていない場合に対処させることが好ましい。
【００７５】
図１１は第６実施形態を示し、２段圧縮１段膨張式冷凍機の実施形態である。図１１において、全体を符号Ｌ１０で示す第１の冷媒管路は、上流から配置順に低圧コンプレッサ１１と、気相部２００ａと液相部２００ｂより構成される中間冷却器２００と、吸収冷温水機２０の蒸発器２５をバイパスする第１のバイパス回路Ｌ１Ｂと、該バイパス回路Ｌ１Ｂに介装された第１の高圧コンプレッサ１１Ａ、凝縮器１６及び第２の膨張弁１３Ｅと、吸収冷温水機２０の蒸発器２５を経由し第１の冷媒回路Ｌ１０に介装された第２の高圧コンプレッサ１１Ｃ及び第３の膨張弁１３Ｆと、前記中間冷却器２００の下流に位置する第１の膨張弁１３及び室内機である蒸発器１４を有している。
【００７６】
前記バイパス回路Ｌ１Ｂは前記第２の膨張弁１３Ｅの下流の合流点Ｐ２１において第１の冷媒管路Ｌ１０と合流している。更に、前記合流点Ｐ２１の下流近傍には分岐点Ｐ２２があり、該分岐点Ｐ２２と前記中間冷却器２００の液相部２００ｂとは高圧側膨張弁１３Ｂを介装した第２のバイパス管Ｌ１０ａによって連通されており、冷媒の一部が中間冷却器２００の液相に混入する様に構成されている。
又、前記第１の冷媒管路Ｌ１０の分岐点Ｐ２２の下流では、冷媒の一部が中間冷却器２００内を流過し、その際、熱交換を行う（凝縮して冷却される）ように構成されている。
【００７７】
係る構成を具備する第６実施形態によれば、低圧コンプレッサ１１から送られた冷媒は中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、冷媒蒸気として一部は第１のバイパス回路Ｌ１Ｂに介装された第１の高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮される。
第１の高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、凝縮器１６で凝縮され、第２の膨張弁１３Ｅにおいて膨張し、前記合流点Ｐ２１に至る。
【００７８】
また、中間冷却器２００の気相部２００ａから排出された蒸気冷媒の残りの一部は第２の高圧コンプレッサ１１Ｃで圧縮され、吸収冷温水機２０の蒸発器２５に投入される。
蒸発器２５に投入された冷媒は、蒸発器２５（ここでは凝縮器として作用）において凝縮され、前記第３の膨張弁１３Ｆで膨張し、前記合流点Ｐ２１に至る。
【００７９】
第２の膨張弁１３Ｅ及び第３の膨張弁１３Ｆで膨張して合流点Ｐ２１において合流した冷媒は、一部が分岐点Ｐ２２から前記中間冷却器２００の液相部２００ｂを流過し、その際、熱交換を行い一層冷却されて膨張弁１３に至る。
膨張弁１３で膨張し、室内機である蒸発気１４に流入した冷媒は蒸発の際の気化熱で室内温度を冷却する。
【００８０】
一方、残りの冷媒は、分岐点Ｐ２２から第２のバイパス管Ｌ１０ａを経由し、高圧側膨張弁１３Ｂによって膨張、蒸発し、前記中間冷却器２００に流入する。その際に気化熱を奪って、中間冷却器全体を冷却するため、液相冷媒は過冷却状態となる。
【００８１】
本実施形態は第２の高圧コンプレッサ１１Ｃで凝縮されたものを吸収冷温水機２０で冷却するため、吸収系で冷却される分だけ、第１の高圧コンプレッサ１１Ａの負荷が減少する。
【００８２】
図１２は第７実施形態を示し、２段圧縮１段膨張式冷凍機の実施形態である。低圧コンプレッサ１１から排出された冷媒ガスを吸収冷温水機２０の蒸発気において、蒸発した冷媒ガスを中間冷却器２００に直接投入し、更に過冷却状態の冷媒ガスとして採り出し、高圧コンプレッサ１１Ａ・凝縮器１６によって再度圧縮及び凝縮し、この冷熱エネルギを前記中間冷却器２００の液相の過冷却に利用したものである。
【００８３】
冷熱エネルギを前記中間冷却器２００の液相の過冷却に利用（中間冷却器に送られて蒸発・冷却に用いられる凝縮冷媒量を減少）することで、中間冷却器の負荷を減少することが出来る。
又、室内機である蒸発器１４に供給される冷媒量（冷熱量）が増加する。
【００８４】
図１３は第８実施形態を示し、２段圧縮１段膨張式冷凍機の実施形態である。図１３は、前述の図１２の第７実施形態に対して、中間冷却器２００の介装位置を吸収冷温水機２０の蒸発器の下流から、上流に移動させたもので構成は同じである。
高段側の過冷却を吸収冷温水機２０で行い、中間冷却器２００の圧力を低下させるとともに、冷却負荷を軽減することが出来る。
【００８５】
図１４は第９実施形態を示し、２段圧縮１段膨張式冷凍機の実施形態である。図１４は、前述の図１０の第５実施形態に対して、２台の低圧コンプレッサを１台にしたものである。
吸収冷温水機２０の蒸発器２５において冷媒を凝縮し、高圧コンプレッサ１１Ａの負荷を減少している（全量を圧縮する必要が無くなる）ため、システムの小型化が図られる。
【００８６】
図１５は、第１０実施形態であって、前述の図１４の第９実施形態に対して、高圧コンプレッサ（図１４では符号１１Ａ）と低圧コンプレッサ（図１４では符号１１）を例えば、ターボコンプレッサ等に一体化したもの１１Ｄである。
高圧コンプレッサと低圧コンプレッサを一体化した以外は図１４の第９実施形態と全く同じである。
【００８７】
図１６は第１１実施形態であり、２段圧縮２段膨張式冷凍機の実施形態である。
図１６は、前述の図１０の第５実施形態に対して、二次冷却ラインＬ１Ａにおいて、中間冷却器２００では、熱交換部を省略して、高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、高圧側膨張弁１３Ｂで全量が膨張して中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、中間冷却器２００全体を冷却するように構成されている。
そして、中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入された凝縮冷媒の１部は蒸発して再循環し、残りは凝縮したまま第２の膨張弁１３Ａに流入する。
以上を除いては、図１０の第５実施形態と同様である。
図１６の第１１実施形態によれば、システムの小型化が図られる。
【００８８】
図１７は、第１２実施形態であって、前述の図１１の第６実施形態（２段圧縮１段膨張式冷凍機）に対して、２段圧縮２段膨張式冷凍機とした（前述の図１１の第６実施形態に対して、二次冷却ラインＬ１Ａにおいて、中間冷却器２００では、熱交換部を省略して、高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、高圧側膨張弁１３Ｂで全量が膨張して中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、中間冷却器２００全体を冷却するように構成されている）ことを除けば図１１の第６実施形態と同様である。
【００８９】
このように構成することにより、高圧コンプレッサ１１Ｃで凝縮された冷媒を吸収式冷温水器の蒸発器２５で冷却するため、高圧コンプレッサ１１Ｃの負荷が軽減される。
また、図１１の第６実施形態に対してシステムのコンパクト化が図られる。
【００９０】
図１８は、第１３実施形態であって、前述の図１２の第７実施形態（２段圧縮１段膨張式冷凍機）に対して、２段圧縮２段膨張式冷凍機とした（前述の図１２の第７実施形態に対して、二次冷却ラインＬ１Ａにおいて、中間冷却器２００では、熱交換部を省略して、高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、高圧側膨張弁１３Ｂで全量が膨張して中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、中間冷却器２００全体を冷却するように構成されている）ことを除けば図１２の第７実施形態と同様である。
【００９１】
このように構成することにより、中間冷却器２００に送られて蒸発・冷却に用いられる凝縮冷媒量を減少させ、中間冷却器２００の負担を軽減する。
また、図１２の第７実施形態に対してシステムのコンパクト化が図られる。
【００９２】
図１９は、第１４実施形態であって、前述の図１３の第８実施形態（２段圧縮１段膨張式冷凍機）に対して、２段圧縮２段膨張式冷凍機としたこと（前述の図１３の第８実施形態に対して、二次冷却ラインＬ１Ａにおいて、中間冷却器２００では、熱交換部を省略して、高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、高圧側膨張弁１３Ｂで全量が膨張して中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、中間冷却器２００全体を冷却するように構成されている）を除けば図１３の第８実施形態と同様である。
図１３の第８実施形態に対してシステムのコンパクト化が図られる。
【００９３】
図２０は、第１５実施形態であって、前述の図１４の第９実施形態（２段圧縮１段膨張式冷凍機）に対して、２段圧縮２段膨張式冷凍機とした（前述の図１４の第９実施形態に対して、二次冷却ラインＬ１Ａにおいて、中間冷却器２００では、熱交換部を省略して、高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、高圧側膨張弁１３Ｂで全量が膨張して中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、中間冷却器２００全体を冷却するように構成されている）ことを除けば図１４の第７実施形態と同様である。
図１４の第９実施形態に対してシステムのコンパクト化が図られる。
【００９４】
図２１は、第１６実施形態であって、前述の図１５の第１０実施形態（２段圧縮１段膨張式冷凍機）に対して、２段圧縮２段膨張式冷凍機とした（前述の図１５の第１０実施形態に対して、２次冷却ラインＬ１Ａにおいて、中間冷却器２００では、熱交換部を省略して、高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、高圧側膨張弁１３Ｂで全量が膨張して中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、中間冷却器２００全体を冷却するように構成されている）ことを除けば図１５の第１０実施形態と同様である。
図１５の第１０実施形態に対してシステムのコンパクト化が図られる。
【００９５】
図２２は、第１７実施形態であって、前述の図８の第３実施形態に対して、第１の冷媒管路Ｌ１に高温側蒸発器１４Ｂを介装した分岐ラインＬ１Ｃを付加したものであり、異なる２種類の温度レベルの冷熱を同時に採り出す実施形態である。
尚、図２２中、符号４０及び４５はともに圧力微調整弁を示す。
【００９６】
図２２の第１７実施形態によれば、例えば、空調用の冷熱を−５〜５℃に設定して、低温側蒸発器１４Ａから採り出し、例えば、低温実験室内を冷却するための冷熱を−３０℃に設定して、こちらは高温側蒸発器１４Ｂから採り出すことが出来る。
【００９７】
図２３は、第１８実施形態であって、前述の図１０の第５実施形態に対して、２次冷却ラインＬ１Ａに高圧コンプレッサ１１Ａ及び凝縮器１６をバイパスし、高温側蒸発器１４Ｂ及び高温側膨張弁１３Ｄを介装した分岐ラインＬ１Ｄを、中間冷却器２００に連通するように付加したものである。
図２２の第１７実施形態同様、異なる２種類の温度レベルの冷熱を同時に採り出す実施形態であり、効果に関しては前述の図２２の第１７実施形態と略同じである。
【００９８】
図２４は、第１９実施形態であって、前述の図１０の第５実施形態の中間冷却器２００に直接、高温側冷熱を採り出すための熱交換ライン２５０を連通させたものである。
中間冷却器２００の液相冷媒は、５℃程度までに冷却されており、前記熱交換ライン２５０によって別の用途に冷熱を用いることが出来る。
【００９９】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
例えば、図３〜図６、図８〜図２４で示す様に分岐回路を有していない圧縮式冷凍ラインを有している実施形態に、図７で示すのと同様に、圧縮式冷媒ラインに圧縮式凝縮器１５を介装し、圧縮式凝縮器１５と蒸発器２５とをブラインラインＬ６によって連通させても良い。
或いは、特願平１１−１６００４０号、特願２０００−２１８８３８号で示す技術においても同様に、圧縮式冷媒ラインに圧縮式凝縮器１５を介装し、圧縮式凝縮器１５と蒸発器２５とをブラインラインＬ６によって連通させることが可能である。
【０１００】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
（１）圧縮系冷媒ラインから分岐を無くすことにより、冷媒のより一層の低温化が図られる。
（２）圧縮系冷媒ラインに凝縮器を設け該凝縮器と、吸収系をブラインラインで連通させることにより、吸収系の蒸発器は従来方式がそのまま用いられ、また、既存、または市販のブラインラインが利用可能となる。
（３）ブラインラインを延長することにより、圧縮系と吸収系を隔離することが出来るため、システムレイアウトに自由度が増す。
（４）従来困難であった−２０℃以下の冷凍・低温空調も、単純２段圧縮式冷凍機では、−１０〜−３０℃の範囲は短段圧縮によって得られ、それ以下の低温は２段で圧縮することにより得られる。
（５）中間冷却器を用い、高圧コンプレッサ及び、凝縮機を介して更に圧縮・凝縮の高められた冷媒が中間冷却器内で気化熱を奪い、中間冷却器全体を冷却するため、冷媒は過冷却状態となり、圧縮系の冷媒の更なる低温化が実現する。
（６）冷熱エネルギを中間冷却器の液層の過冷却に利用することにより、中間冷却器の負荷を減少させることが出来る。
（７）２段圧縮１段膨張式冷凍器において高圧コンプレッサと低圧コンプレッサを1体化することでシステムの小型化が図られる。
（８）中間冷却器の液相に於いて、二次冷却冷媒を以って熱交換させる熱交換部を省略させることにより、システムの小型化が図られる。
（９）第１の冷媒管路に、高温側蒸発器を介装した分岐ラインを設けることで、異なる２種類の温度レベルの冷熱を同時に採り出すことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成概念を示すブロック図。
【図２】本発明と従来技術の比較を示すサイクル線図。
【図３】本発明の第１実施形態の１実施形態の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第１実施形態のその他の実施形態の構成を示すもので冷房時を示すブロック図。
【図５】本発明の第１実施形態のその他の実施形態の構成を示すもので暖房時を示すブロック図。
【図６】本発明の第１実施形態のその他の実施形態で、吸収冷温水機に２つの吸収器を用いた例の構成を示すブロック図。
【図７】本発明の第２実施形態の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第３実施形態の構成を示すブロック図。
【図９】本発明の第４実施形態の構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の第５実施形態の構成を示すブロック図。
【図１１】本発明の第６実施形態の構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の第７実施形態の構成を示すブロック図。
【図１３】本発明の第８実施形態の構成を示すブロック図。
【図１４】本発明の第９実施形態の構成を示すブロック図。
【図１５】本発明の第１０実施形態の構成を示すブロック図。
【図１６】本発明の第１１実施形態の構成を示すブロック図。
【図１７】本発明の第１２実施形態の構成を示すブロック図。
【図１８】本発明の第１３実施形態の構成を示すブロック図。
【図１９】本発明の第１４実施形態の構成を示すブロック図。
【図２０】本発明の第１５実施形態の構成を示すブロック図。
【図２１】本発明の第１６実施形態の構成を示すブロック図。
【図２２】本発明の第１７実施形態の構成を示すブロック図。
【図２３】本発明の第１８実施形態の構成を示すブロック図。
【図２４】本発明の第１９実施形態の構成を示すブロック図。
【図２５】従来技術の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１・・・ガスエンジン
１０・・・圧縮式冷凍器
１１・・・コンプレッサ
１１Ａ・・・高圧コンプレッサ
１３・・・膨張弁
１４・・・蒸発器
２０・・・吸収冷温水機
２５・・・蒸発器
２００・・・中間冷却器
Ｌ１・・・第１の冷媒管路、又は、圧縮式冷房ライン
Ｌ６・・・ブラインライン
Ｌ１Ａ・・・２次冷却ライン
Ｖ１（Ｖ２、Ｖ３）・・・開閉弁[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a combined cooling / heating device that is a combination of an absorption chiller / heater and a compression refrigerator.
[0002]
[Prior art]
An example of such a combined cooling and heating apparatus is Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-244102 (Japanese Patent Application No. 11-160040) previously proposed by the present applicant.
[0003]
As shown in FIG. 25, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-244102 proposes a combined air conditioner that combines a compression refrigerator 10 and a so-called “hot water-fired” absorption chiller / heater 20 that uses engine exhaust heat. are doing.
[0004]
The absorption chiller / heater 20 uses, for example, water as a refrigerant and an aqueous lithium bromide solution as an absorbent, and includes an absorber 21, a regenerator 22, a condenser 24, an evaporator 25, and the like. The second refrigerant pipe L2 that circulates is roughly configured.
[0005]
In the absorber 21, the absorbing solution in which the absorbent (lithium bromide) has absorbed the refrigerant (water) is sent to the regenerator 22 by the absorbing liquid pump 27 and is heated by the heat exchanger 26 in the middle thereof.
The regenerator 22 is introduced with hot water (hot waste water) heated by the cooling water jacket 1a of the gas engine 1 and the exhaust heat exchanger 2 through the hot water pipe L3, and the absorbing solution is heated.
That is, the hot drainage (exhaust heat) of the gas engine 1 is a driving heat source for the absorption chiller / heater 20.
[0006]
A switching valve 8 that bypasses the regenerator 22 is interposed in the hot water pipe L3. Then, the absorption solution that has been superheated by the regenerator 22 and separated and concentrated by the vaporized refrigerant (water vapor) is sent from the absorber 21 in the heat exchanger 26 to exchange heat with the absorption solution (on the supply side). And returned to the absorber 21.
[0007]
The refrigerant evaporated in the regenerator 22 is condensed in the condenser 24, evaporated in the evaporator 25, deprived of heat of vaporization from the refrigerant flowing in the refrigerant branch line L5 described later, and then returned to the absorber 21. . Reference numeral 28 denotes a refrigerant pump for pumping and dripping liquid refrigerant accumulated in the evaporator.
[0008]
The absorption water heater 20 is further provided with a cooling water pipe L4 that cools the absorber 21 and the condenser 24 from the cooling device 31 that is a radiator or a cooling tower via the cooling water pump 32 and returns to the cooling device 31. Yes.
[0009]
On the other hand, the first evaporator 14 of the compression refrigerator 10 is an indoor unit having an air temperature control function by heat exchange, and has a first refrigerant pipe L1.
A refrigerant branch circuit L5 branches from a branch point A downstream of the evaporator 14 interposed in the first refrigerant pipe L1, and the refrigerant flowing down in the refrigerant branch circuit L5 is the absorption cold / hot water. Heat is exchanged in the evaporator 25 of the vessel 20 (or the heat of vaporization is taken away by the refrigerant of the absorption chiller / heater 20), cooled, and condensed.
[0010]
A high-pressure compressor 52 driven via a power supply circuit L20 by electric power generated by a generator 70 driven by the gas engine 1 is provided upstream of the absorption chiller / heater 20 in the refrigerant branch circuit L5. An expansion valve 53 is interposed downstream from the absorption chiller / heater 20.
Then, heat is exchanged in the evaporator 25 to be cooled and condensed, and the condensed refrigerant joins the first refrigerant pipe L1 at the junction B upstream of the first evaporator 14.
[0011]
As a result of having such a branch point (A) and confluence (B), it is known that it is difficult to perform ultra-low temperature air conditioning by cooling the compressed refrigerant to -20 ° C. or lower in the conventional composite cooling and heating apparatus. Yes.
That is, with respect to the cycle diagram (Ts diagram) of FIG. 2, for example, in a combined cooling and heating apparatus (see FIG. 25) having a branch point and a junction point, a before the compressor 11, b after the compressor 11, and the expansion valve 13 If c is before c and d is after evaporator 14, the cycle diagram draws a → b → c → d → a.
The temperature in the high-temperature process b → c of the combined cooling and heating apparatus having a branch point and a junction is 0 ° C., and the temperature difference ΔT between the high-temperature process and the low-temperature process is substantially constant. -20 ° C is the limit.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art, and provides a combined cooling and heating apparatus that can cool a compressed refrigerant to −20 ° C. or lower and easily perform ultra-low temperature air conditioning. It is aimed.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to the composite cooling and heating apparatus of the present invention, the heat generating engine (1), the absorption chiller / heater (20) that operates by being supplied with heat generated from the heat generating engine (1), and the compression refrigerator (10D) ), And the compression refrigerator (10D) includes a compression refrigerant line (L10) in which a first expansion means (13), a heat exchanger for air conditioning (14), and a low pressure compressor (11) are interposed. ), And an intermediate cooler (200) is connected to the compression refrigerant line (L10) on the downstream side of the low-pressure compressor (11), and to the gas phase part (200a) of the intermediate cooler (200) Is connected to the first high-pressure compressor (11A) and the second high-pressure compressor (11C) via a branch point (P21) of the line (L1A), and the first high-pressure compressor (11A) is connected to a condenser ( 16) and second expansion means ( 3E) is connected to the first expansion means (13) via a heat exchange part (200c) of the intermediate cooler (200) via a bypass line (L1B) having It is connected to the bypass line (L1B) via the evaporator (25) of the absorption chiller / heater (20).
[0014]
Further, according to the combined cooling and heating apparatus of the present invention, the heating engine (1), the absorption chiller / heater (20) that operates by being supplied with heat generated from the heating engine (1), and the compression refrigerator ( 10E), and a heat exchanger (14) for cooling and heating is interposed in the compression refrigerator (10E) and is in thermal communication with the evaporator (25) of the absorption chiller / heater (20). The compression refrigerant line (L1) has a low pressure compressor (11), and another compression branch line (P21) branched from a downstream branch point (P21) of the low pressure compressor (11). The refrigerant line (L12) is connected to the intermediate cooler (200), and the secondary cooling line (L1A) from the gas phase part (200a) of the intermediate cooler (200) is connected to the high pressure compressor (11A) and the condenser (16 ) And the liquid phase part (2) of the intercooler (200) 0b) through the heat exchange section (200c) from the junction (P23) to the cooling / heating heat exchanger (14), and the evaporator (25) to the junction (P23). .
[0015]
According to the combined cooling and heating apparatus of the present invention, the heating engine (1), the absorption chiller / heater (20) that operates by being supplied with heat generated from the heating engine (1), and the compression refrigerator (10F), and the compression refrigerator (10F) has a compression refrigerant line (L1) in which a heat exchanger for air conditioning (14) and a low pressure compressor (11) are interposed, An intermediate cooler (200) is connected to the compression refrigerant line (L1) on the downstream side of the low-pressure compressor (11), and a secondary cooling line (L1A) from a gas phase part (200a) of the intermediate cooler (200). ) Are connected to the first and second compressors (11A, 11C), respectively, and the first compressor (11A) is connected to the liquid phase part (200b) of the intercooler (200) via the condenser (16). And a second controller The lesser (11C) is connected to the liquid phase part (200b) via the evaporator (25) of the absorption chiller / heater (20), and the liquid phase part (200b) is connected to the air conditioner / heat exchanger (14). It is connected to the.
[0016]
Furthermore, according to the combined cooling and heating apparatus of the present invention, the heat generating engine (1), the absorption chiller / heater (20) that operates by being supplied with heat generated from the heat generating engine (1), and the compression refrigerator ( 10G), and a heat exchanger (14) for cooling and heating is interposed in the compression refrigerator (10G) and is in thermal communication with the evaporator (25) of the absorption chiller / heater (20). The compression refrigerant line (L1), the compression refrigerant line (L1) has a low-pressure compressor (11), and is branched from a branch point (P41) on the downstream side of the low-pressure compressor (11). The refrigerant line (L12) is connected to the intermediate cooler (200), and the secondary cooling line (L1A) from the gas phase part (200a) of the intermediate cooler (200) is connected to the high-pressure compressor (11A) and the condenser ( 16) through the intercooler (200) Is connected to the liquid phase portion (200b), the liquid phase portion (200b) and said evaporator (25) is connected to the cooling and heating heat exchanger (14) via both confluence (P42).
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to the conventional composite air conditioner shown in FIG. 25, and duplication description is abbreviate | omitted.
[0046]
FIG. 1 is a configuration diagram showing the concept of the present invention. A combined cooling and heating apparatus includes a gas engine (a heat generating engine in claim 1) as a cogeneration system, and exhaust heat of cooling water generated from the gas engine 1. It is comprised by the absorption cold / hot water machine 20 which operate | moves by supplying (L3), and the compression type refrigerator 10.
The compression refrigerator 10 is provided with a cooling / heating heat exchanger 14 as an indoor unit, and is in thermal communication with an evaporator (not shown) of the absorption chiller / heater 20. A passage L1 and a refrigerant compressor 11 and an expansion valve 13 interposed in the first refrigerant pipe L1 are provided.
The compressor 11 is driven by power generated by a generator 70 driven by the gas engine 1 or commercial power 80.
[0047]
According to the combined cooling and heating apparatus of the present invention having such a configuration, as shown in the cycle diagram (Ts diagram) of FIG. 2, the cycle a → b → c → when the compression system of the prior art is branched. Compared to the lowest temperature at d → a at d → a−20 ° C., the cycle e → f → g → h → e of the present invention in which the compression system is not branched as shown in FIG. The lowest temperature is -45 ° C, which enables lower temperatures.
In the Ts diagram, the vertical axis indicates the absolute temperature T and the horizontal axis indicates the entropy s, and the width dimension (temperature difference) ΔT in the vertical direction of the cycle is constant. Accordingly, by lowering the high-temperature side step b → c to f → g, the low-temperature side step d → a can be further reduced to h → e.
[0048]
FIG. 3 shows an example of the first embodiment which is a cooling (or refrigeration) system in which a gas engine 1 as a cogeneration system and a hot water burning absorption chiller / heater 20 are combined. The compression type refrigerator shown is an indoor unit having an air temperature adjustment function by heat exchange, and has a first refrigerant pipe L1.
An expansion valve 13, an evaporator 14 as an indoor unit, and a compressor 11 are interposed in the first refrigerant pipe L1.
The refrigerant flowing through the first refrigerant pipe L1 is subjected to heat exchange in the evaporator 25 of the absorption chiller / heater 20 (or the heat of vaporization is taken away by the refrigerant of the absorption chiller / heater 20). Cool and condense.
[0049]
The refrigerant cooled and condensed in the evaporator 25 is expanded and vaporized in the expansion valve 13, and heat is exchanged with the indoor air in the evaporator 14 (heat is removed from the indoor air by the heat of vaporization). Is lowered.
The refrigerant after the heat exchange is compressed by the compressor 11, heat exchange is performed again by the evaporator 25 of the absorption chiller / heater 20, and the cycle is repeated.
[0050]
FIG. 4 shows an example of the first embodiment, which is an air conditioning system that combines a gas engine 1 as a cogeneration system and a hot water-fired absorption chiller / heater 20A. The machine is an indoor unit having an air temperature control function by heat exchange, and has a first refrigerant pipe L1.
[0051]
The first refrigerant pipe L1 includes an evaporator 14 as an indoor unit, and an inlet to the evaporator 14 and the evaporator 25 of the hot-water-absorbing cold / hot water machine 20A (in this case, acting as a condenser). A switching valve 6 which is positioned between the switching valve 6 which switches the flow direction of the refrigerant by cooling and heating, an expansion valve 13 which is positioned between the inlet to the evaporator 25 and the evaporator 14, the switching valve 6 and the evaporator And a second expansion valve 13 </ b> A positioned between the inlets to 25.
The switching valve 6 is accompanied by a flow switching line L1a with a compressor 11 interposed.
[0052]
On the other hand, the hot water burning absorption chiller / heater 20A is different from the absorption chiller / heater 20 of FIG. 1 in the following points. That is, a communication pipe LL for connecting the liquid layers of the evaporator 25 and the absorber 21 to the absorption chiller / heater 20 is provided, and a switching valve V1 is provided in the communication pipe LL so that the previous evaporation is performed. A switching valve V2 is newly installed in the internal line IL of the vessel 25, and a switching valve V3 is newly installed in the previous pipeline L2 in which the condensed air 24 and the evaporator 25 are communicated.
[0053]
Then, by switching the switching valve 6 (the flow in the switching valve 16 is shown in bold) and controlling the opening and closing of the on-off valves V1, V2, and V3, the hot water-fired absorption chiller / hot water machine 20A has a refrigerator (cooling). Or as a water heater (for heating).
[0054]
In addition, FIG. 4 shows the time of cooling, and the flow of the refrigerant | coolant is shown with the thick line. At this time, the on-off valves V1, V2 are closed, and the on-off valve V3 is open.
That is, the evaporator 25 of the hot-water-fired absorption chiller / heater 20A functions as an evaporator.
[0055]
FIG. 5 shows the time of heating, and the flow of the refrigerant is indicated by a thick line. At this time, the on-off valves V1 and V2 are in an open state, and the on-off valve V3 is in a closed state.
In other words, the evaporator 25 of the hot water-fired absorption chiller / heater 20A functions as a water heater.
[0056]
FIG. 6 shows an example of the first embodiment which is an air conditioning system combining a gas turbine 1A as a cogeneration system and a steam-fired dual effect absorption chiller / heater 20B. The compression refrigerator is the same as that shown in FIG.
[0057]
On the other hand, the steam-fired double-effect absorption chiller / heater 20B and the absorption chiller / heater 20 shown in FIG. 3 are different in the following points. That is, in FIG. 6, two regenerators, a high temperature regenerator 22H and a low temperature regenerator 22L, are provided for one regenerator 22 of the absorption chiller / heater 20 in FIG. The heat source required for regeneration is the steam of the steam line L30 of the gas turbine, and the heat source required for regeneration of the low temperature regenerator 22L is the refrigerant vapor of the high temperature regenerator 22H. That is, the heat energy is to be utilized to the maximum.
Other than the above, the configuration is the same as that of FIG.
[0058]
FIG. 7 shows an example of the second embodiment which is a cooling (or refrigeration) system in which the gas engine 1 as a cogeneration system and the hot water-fired absorption chiller / heater 20 are combined. However, the following points are different.
That is, a compression condenser 15 that is a heat exchanger is interposed between the second compressor 52 and the second expansion valve 53 of the refrigerant branch circuit L5, and the compression condenser 15 and the absorption chiller water heater 20 are connected. The difference is that the evaporator 25 communicates with a brine line L6 having a brine pump 6 interposed therebetween.
Since the configuration other than the above is the same as that of the prior art of FIG.
[0059]
According to 2nd Embodiment which comprises the structure which concerns, the heat exchanger of a conventional design system is taken out to the evaporator 25 by taking out the cold heat or warm temperature by a brine latent heat from the evaporator 25 of the absorption cold / hot water machine 20 similarly to the past. Can be used.
[0060]
In addition, the absorption system and the compression system are integrated, and the condensation performance of the compression system in the evaporator 25 of the absorption chiller / heater decreases at low loads (a type in which a phase change occurs both through a single wall: absorption chilling temperature) It evaporates in the water machine and condenses in the compression system, that is, it evaporates on the absorption side and condenses on the compression side across the pipe wall on the refrigerant branch circuit L5 side. Thus, it is difficult to manufacture a heat exchanger in which both heat transfer causes a phase change, and a new heat exchanger is necessary).
[0061]
Therefore, if it comprises as FIG. 7, the existing and commercially available heat exchanger can be utilized as it is.
That is, by using an existing / commercial heat exchanger as it is in the brine line, even if the conditions for evaporation or condensation become severe (for example, at low load), the refrigerant in the compression condenser 15 and the evaporator 25 Phase change is easy.
[0062]
Further, in FIG. 25 of the prior art, the absorption chiller / hot water machine side (primary side) and the compression chiller side (secondary side) cannot be separated from each other. Since the machine side only needs to communicate with the brine line, the absorption chiller / hot water machine side and the compression chiller side can be separated from each other for design.
[0063]
In the embodiment shown in FIG. 7, the compression refrigeration line L1 has a branch point A, a junction point B, and a branch circuit L5. However, in an embodiment having a compression refrigeration line that does not have a branch circuit as shown in FIGS. 3 to 6 and FIGS. 8 to 24, as shown in FIG. It is possible to communicate with the evaporator 25 (of the absorption chiller / heater 20) through a brine line L6 (with a brine pump 6 interposed).
[0064]
FIG. 8 shows a third embodiment, which is an embodiment of a simple two-stage compression refrigerator, and differs from the first embodiment of FIG. 3 in the following points.
That is, between the inlet to the evaporator 25 of the absorption chiller / heater 20 in the first refrigerant pipe L1 and the expansion valve 13 of the first embodiment shown in FIG. The difference is that a condenser 16 is interposed.
Since the configuration is the same as that of FIG. 3 except for the above, the following description is omitted.
In FIG. 8, reference numeral 10C indicates the whole indoor unit.
[0065]
According to the third embodiment having such a configuration, in the evaporator 25 of the absorption chiller / heater, the refrigerant gas that is the refrigerant in the compression system (the first refrigerant pipe or the like) is not condensed, and the temperature of the refrigerant gas is adjusted. Just lower.
[0066]
In the line cooled by the evaporator 25 of the absorption chiller / heater, the refrigerant gas is cooled (volume reduction / contraction) without phase change. Then, single-stage compression is performed up to −10 to −30 ° C., and if it is necessary to obtain a lower temperature than that, compression is performed in two stages.
Therefore, -20 ° C. or lower refrigeration and low-temperature air conditioning, which has been difficult in the past, are possible.
[0067]
FIG. 9 shows a fourth embodiment, which corresponds to a simple two-stage compression refrigerator, and is obtained by adding a supercooler for supercooling the refrigerant of the compression system to the third embodiment of FIG.
The subcooler cools the refrigerant line (L1) between the condenser 16 interposed in the first refrigerant pipe L1 of the compression system and the evaporator 25A of the absorption chiller / heater 20 in the evaporator 25A. (Supercooling) is made up.
The refrigerant is once cooled by the evaporator 25A of the absorption cold / hot water machine 20, compressed by the high-pressure compressor 11A interposed in the first refrigerant pipe L1 of the compression system, condensed by the condenser 16, and again absorbed cold / hot. It flows through the evaporator 25A of the water machine 20.
Therefore, further supercooling is possible as compared with the third embodiment of FIG.
[0068]
FIG. 10 shows a fifth embodiment, which is an embodiment of a two-stage compression / one-stage expansion refrigerator. In FIG. 10, the first refrigerant pipe L1 has a first branch point P1 and a junction P3, and has a part L1 forming a closed circuit and a branch pipe part L12 branching from the first branch point P1. A first low-pressure compressor 11 is provided in the branch pipe portion L12, a second low-pressure compressor 11B, a first expansion valve 13, and an evaporator 14 that is an indoor unit are provided in a portion L1 forming a closed circuit. It is configured to receive heat exchange (condensed and cooled) from the evaporator 25 of the absorption chiller / heater 20 between the second low-pressure compressor 11B and the first expansion valve 13. .
[0069]
The tip of the branch pipe portion L12 communicates with the liquid phase portion 200b of the intercooler 200 constituted by the gas phase portion 200a and the liquid phase portion 200b, and the refrigerant sent from the first low-pressure compressor 11 is liquid. The phase part 200b is charged.
[0070]
One end of a secondary cooling line L1A interposing the high-pressure compressor 11A and the condenser 16 is connected to the gas phase portion 200a of the intermediate cooler 200 in the order of arrangement, and the secondary cooling line L1A is connected to the intermediate cooler 200. Heat exchange is performed in the liquid phase part 200b, and the other end is joined to the first refrigerant pipe L1 at the junction P3 via the second expansion valve 13A.
[0071]
In the secondary cooling line L1A, a second branch point P2 exists between the condenser 16 and the intermediate cooler 200. The second branch point P2 and the liquid phase portion of the intermediate cooler 200 200b is communicated with the second branch pipe L1Aa through which the high-pressure side expansion valve 13B is interposed.
[0072]
According to the fifth embodiment having such a configuration, the refrigerant sent from the low-pressure compressor 11 is introduced into the liquid phase part 200b of the intercooler 200, and is inserted into the secondary cooling line L1A as refrigerant vapor. Compressed by the compressor 11A.
The refrigerant compressed by the high-pressure compressor 11A is condensed by the condenser 16, and part of the refrigerant flows through the liquid phase part 200b of the intermediate cooler 200 and is heat-exchanged, and the second expansion valve 13A and the junction P3. Through the first refrigerant line L1.
[0073]
On the other hand, a part of the refrigerant condensed in the condenser 16 flows into the second branch pipe L1Aa, expands and evaporates by the high-pressure side expansion valve 13B, and flows into the intermediate cooler 200.
At that time, the refrigerant is supercooled in order to take the heat of vaporization and cool the whole intercooler.
[0074]
In addition, it is preferable to make this embodiment cope with when the pressure etc. of the evaporator of an absorption cold / hot water machine and an intercooler do not match.
[0075]
FIG. 11 shows a sixth embodiment, which is an embodiment of a two-stage compression / one-stage expansion refrigerator. In FIG. 11, a first refrigerant pipe generally indicated by a symbol L10 includes a low-pressure compressor 11, an intermediate cooler 200 including a gas phase part 200a and a liquid phase part 200b, and an absorption chiller / hot water machine in order of arrangement from the upstream. A first bypass circuit L1B that bypasses the 20 evaporators 25; a first high-pressure compressor 11A, a condenser 16 and a second expansion valve 13E that are interposed in the bypass circuit L1B; The second high-pressure compressor 11C and the third expansion valve 13F interposed in the first refrigerant circuit L10 via the evaporator 25, the first expansion valve 13 and the chamber located downstream of the intermediate cooler 200 It has the evaporator 14 which is a machine.
[0076]
The bypass circuit L1B merges with the first refrigerant pipe L10 at a merge point P21 downstream of the second expansion valve 13E. Further, there is a branch point P22 in the vicinity of the downstream of the junction P21, and the branch point P22 and the liquid phase part 200b of the intermediate cooler 200 are connected by a second bypass pipe L10a interposed with a high-pressure side expansion valve 13B. It is connected, and it is comprised so that a part of refrigerant | coolant may mix in the liquid phase of the intercooler 200. FIG.
Further, downstream of the branch point P22 of the first refrigerant pipe L10, a part of the refrigerant flows through the intermediate cooler 200, and at that time, heat exchange is performed (condensed and cooled). It is configured.
[0077]
According to the sixth embodiment having such a configuration, the refrigerant sent from the low-pressure compressor 11 is introduced into the liquid phase part 200b of the intercooler 200, and a part of the refrigerant vapor is interposed in the first bypass circuit L1B. Compressed by the first high-pressure compressor 11A.
The refrigerant compressed by the first high-pressure compressor 11A is condensed by the condenser 16, is expanded by the second expansion valve 13E, and reaches the junction P21.
[0078]
Further, the remaining part of the vapor refrigerant discharged from the gas phase part 200 a of the intercooler 200 is compressed by the second high-pressure compressor 11 </ b> C and is put into the evaporator 25 of the absorption chiller / heater 20.
The refrigerant charged in the evaporator 25 is condensed in the evaporator 25 (acting as a condenser here), expands in the third expansion valve 13F, and reaches the junction P21.
[0079]
A part of the refrigerant that is expanded by the second expansion valve 13E and the third expansion valve 13F and merges at the merge point P21 flows through the liquid phase part 200b of the intermediate cooler 200 from the branch point P22. Then, the heat is exchanged and further cooled down to reach the expansion valve 13.
The refrigerant that is expanded by the expansion valve 13 and flows into the evaporation 14 that is an indoor unit cools the room temperature by the heat of vaporization during evaporation.
[0080]
On the other hand, the remaining refrigerant passes through the second bypass pipe L10a from the branch point P22, expands and evaporates by the high pressure side expansion valve 13B, and flows into the intermediate cooler 200. At that time, the heat of vaporization is taken away to cool the entire intercooler, so that the liquid phase refrigerant is in a supercooled state.
[0081]
In the present embodiment, since the condensed water in the second high pressure compressor 11C is cooled by the absorption chiller / heater 20, the load on the first high pressure compressor 11A is reduced by the amount cooled by the absorption system.
[0082]
FIG. 12 shows a seventh embodiment, which is an embodiment of a two-stage compression / one-stage expansion refrigerator. Refrigerant gas discharged from the low-pressure compressor 11 is directly introduced into the intermediate cooler 200 in the evaporated air of the absorption chiller / heater 20, and further extracted as supercooled refrigerant gas. It is compressed and condensed again by the vessel 16, and this cold energy is used for supercooling the liquid phase of the intermediate cooler 200.
[0083]
Utilizing the cold energy for supercooling the liquid phase of the intermediate cooler 200 (decreasing the amount of condensed refrigerant sent to the intermediate cooler and used for evaporation / cooling) can reduce the load on the intermediate cooler. I can do it.
Further, the amount of refrigerant (cold heat amount) supplied to the evaporator 14 which is an indoor unit increases.
[0084]
FIG. 13 shows an eighth embodiment, which is an embodiment of a two-stage compression single-stage expansion refrigerator. FIG. 13 is the same as the above-described seventh embodiment of FIG. 12 except that the interposition position of the intermediate cooler 200 is moved from the downstream of the evaporator of the absorption chiller / heater 20 to the upstream. .
The supercooling on the high stage side is performed by the absorption chiller / heater 20 to reduce the pressure of the intermediate cooler 200 and reduce the cooling load.
[0085]
FIG. 14 shows a ninth embodiment, which is an embodiment of a two-stage compression single-stage expansion refrigerator. FIG. 14 shows a configuration in which two low-pressure compressors are combined into one in the fifth embodiment shown in FIG.
Since the refrigerant is condensed in the evaporator 25 of the absorption chiller / heater 20 and the load on the high-pressure compressor 11A is reduced (there is no need to compress the entire amount), the size of the system can be reduced.
[0086]
FIG. 15 shows a tenth embodiment, which is different from the ninth embodiment shown in FIG. 14 in that a high-pressure compressor (reference numeral 11A in FIG. 14) and a low-pressure compressor (reference numeral 11 in FIG. 14) are, for example, a turbo compressor or the like. It is integrated 11D.
Except for the integration of the high-pressure compressor and the low-pressure compressor, this embodiment is exactly the same as the ninth embodiment of FIG.
[0087]
FIG. 16 shows an eleventh embodiment, which is an embodiment of a two-stage compression two-stage expansion refrigerator.
FIG. 16 is different from the fifth embodiment of FIG. 10 described above in the secondary cooling line L1A in that the intermediate cooler 200 omits the heat exchanging portion and the refrigerant compressed by the high pressure compressor 11A The entire amount is expanded by the expansion valve 13 </ b> B and charged into the liquid phase part 200 b of the intermediate cooler 200 to cool the entire intermediate cooler 200.
Then, a part of the condensed refrigerant charged into the liquid phase part 200b of the intercooler 200 evaporates and recirculates, and the rest flows into the second expansion valve 13A while being condensed.
Except for the above, this is the same as the fifth embodiment of FIG.
According to the eleventh embodiment of FIG. 16, the system can be miniaturized.
[0088]
FIG. 17 shows a twelfth embodiment, which is a two-stage compression two-stage expansion refrigerator compared to the sixth embodiment (two-stage compression one-stage expansion refrigerator) shown in FIG. Compared to the sixth embodiment of FIG. 11, in the secondary cooling line L1A, the intermediate cooler 200 omits the heat exchange unit, and the refrigerant compressed by the high-pressure compressor 11A is entirely in the high-pressure side expansion valve 13B. 11 is the same as the sixth embodiment of FIG. 11 except that the liquid phase part 200b of the intermediate cooler 200 is expanded and charged to cool the entire intermediate cooler 200).
[0089]
With this configuration, the refrigerant condensed in the high-pressure compressor 11C is cooled by the evaporator 25 of the absorption chiller / heater, so that the load on the high-pressure compressor 11C is reduced.
Further, the system can be made compact with respect to the sixth embodiment of FIG.
[0090]
18 shows a thirteenth embodiment, which is a two-stage compression two-stage expansion refrigerator compared to the seventh embodiment (two-stage compression one-stage expansion refrigerator) shown in FIG. Compared to the seventh embodiment of FIG. 12, in the secondary cooling line L1A, the intermediate cooler 200 omits the heat exchange unit, and the refrigerant compressed by the high-pressure compressor 11A is entirely in the high-pressure side expansion valve 13B. Except that the liquid phase portion 200b of the intermediate cooler 200 is expanded and cooled to cool the entire intermediate cooler 200).
[0091]
With this configuration, the amount of condensed refrigerant that is sent to the intermediate cooler 200 and used for evaporation and cooling is reduced, and the burden on the intermediate cooler 200 is reduced.
Further, the system can be made more compact than the seventh embodiment of FIG.
[0092]
FIG. 19 shows a fourteenth embodiment, which is a two-stage compression two-stage expansion refrigerator compared to the eighth embodiment (two-stage compression one-stage expansion refrigerator) shown in FIG. 13 (described above). Compared to the eighth embodiment of FIG. 13, in the secondary cooling line L1A, the intermediate cooler 200 omits the heat exchanging portion, and the refrigerant compressed by the high-pressure compressor 11A is entirely in the high-pressure side expansion valve 13B. Is expanded and charged into the liquid phase part 200b of the intermediate cooler 200 to cool the entire intermediate cooler 200), and is the same as the eighth embodiment of FIG.
The system can be made compact with respect to the eighth embodiment of FIG.
[0093]
FIG. 20 shows a fifteenth embodiment, which is a two-stage compression two-stage expansion refrigerator compared to the ninth embodiment (two-stage compression one-stage expansion refrigerator) shown in FIG. Compared to the ninth embodiment of FIG. 14, in the secondary cooling line L1A, the intermediate cooler 200 omits the heat exchange unit, and the refrigerant compressed by the high-pressure compressor 11A is entirely in the high-pressure side expansion valve 13B. 14 is the same as that of the seventh embodiment in FIG. 14 except that the liquid phase portion 200b of the intermediate cooler 200 is expanded and charged to cool the entire intermediate cooler 200).
The system can be made compact with respect to the ninth embodiment of FIG.
[0094]
FIG. 21 shows a sixteenth embodiment, which is a two-stage compression two-stage expansion refrigerator compared to the tenth embodiment (two-stage compression one-stage expansion refrigerator) shown in FIG. Compared to the tenth embodiment of FIG. 15, in the secondary cooling line L1A, the intermediate cooler 200 omits the heat exchange unit, and the refrigerant compressed by the high-pressure compressor 11A is entirely in the high-pressure side expansion valve 13B. 15 is the same as the tenth embodiment of FIG. 15 except that the liquid phase part 200b of the intermediate cooler 200 is expanded and charged to cool the entire intermediate cooler 200).
The system can be made compact with respect to the tenth embodiment of FIG.
[0095]
FIG. 22 shows a seventeenth embodiment in which a branch line L1C including a high temperature side evaporator 14B is added to the first refrigerant pipe L1 with respect to the third embodiment shown in FIG. There is an embodiment in which cold heat of two different temperature levels is taken out simultaneously.
In FIG. 22, reference numerals 40 and 45 denote pressure fine adjustment valves.
[0096]
According to the seventeenth embodiment of FIG. 22, for example, the cooling air for air conditioning is set to −5 to 5 ° C., taken out from the low temperature side evaporator 14 </ b> A, for example, the cooling heat for cooling the low temperature laboratory is − This can be set to 30 ° C. and can be taken from the high temperature side evaporator 14B.
[0097]
FIG. 23 shows an eighteenth embodiment, in which the high pressure compressor 11A and the condenser 16 are bypassed to the secondary cooling line L1A, and the high temperature side evaporator 14B and the high temperature side are compared with the fifth embodiment of FIG. A branch line L1D provided with an expansion valve 13D is added so as to communicate with the intercooler 200.
Similar to the seventeenth embodiment of FIG. 22, this embodiment is an embodiment in which colds of two different temperature levels are taken out simultaneously, and the effects are substantially the same as those of the seventeenth embodiment of FIG.
[0098]
FIG. 24 shows a nineteenth embodiment in which a heat exchange line 250 for taking out the high temperature side cold is directly connected to the intercooler 200 of the fifth embodiment shown in FIG.
The liquid-phase refrigerant of the intercooler 200 is cooled to about 5 ° C., and the heat exchange line 250 can use cold heat for another application.
[0099]
It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example, and is not a description to limit the technical scope of the present invention.
For example, in the embodiment having a compression refrigeration line not having a branch circuit as shown in FIGS. 3 to 6 and FIGS. 8 to 24, the compression refrigerant line is similar to that shown in FIG. The compression condenser 15 may be interposed between the compression condenser 15 and the evaporator 25 via the brine line L6.
Alternatively, in the techniques shown in Japanese Patent Application Nos. 11-160040 and 2000-218838, a compression condenser 15 is interposed in a compression refrigerant line, and the compression condenser 15 and the evaporator 25 are connected. It is possible to communicate with the brine line L6.
[0100]
【The invention's effect】
The effects of the present invention are listed below.
(1) The temperature of the refrigerant can be further reduced by eliminating the branch from the compression system refrigerant line.
(2) By providing a condenser in the compression system refrigerant line and communicating the condenser and the absorption system with a brine line, the absorption system evaporator can be used as it is, and an existing or commercially available brine line is used. Will be available.
(3) Since the compression system and the absorption system can be separated by extending the brine line, the degree of freedom in system layout increases.
(4) Refrigeration / low-temperature air conditioning at −20 ° C. or below, which has been difficult in the past, can be obtained by short-stage compression in the range of −10 to −30 ° C. It is obtained by compressing in stages.
(5) A refrigerant whose compression / condensation is further increased through the high-pressure compressor and condenser using the intercooler takes heat of vaporization in the intercooler and cools the entire intercooler. The cooling state is achieved, and further reduction in the temperature of the refrigerant in the compression system is realized.
(6) The load of the intermediate cooler can be reduced by using the cold energy for supercooling the liquid layer of the intermediate cooler.
(7) Two-stage compression In a single-stage expansion refrigerator, the system can be miniaturized by integrating a high-pressure compressor and a low-pressure compressor into one body.
(8) In the liquid phase of the intercooler, the system can be miniaturized by omitting the heat exchange section that exchanges heat with the secondary cooling refrigerant.
(9) By providing a branch line with a high temperature side evaporator in the first refrigerant pipe, it is possible to simultaneously take out cold heat at two different temperature levels.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration concept of the present invention.
FIG. 2 is a cycle diagram showing a comparison between the present invention and the prior art.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the first embodiment of the present invention and showing when cooling.
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the first embodiment of the present invention and showing the time of heating.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an example in which two absorbers are used in an absorption chiller / heater in another embodiment of the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a block diagram showing the configuration of a fifteenth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a sixteenth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of a seventeenth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a block diagram showing the configuration of the eighteenth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a block diagram showing the configuration of a nineteenth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1 ... Gas engine
10 ... Compression type refrigerator
11 ... Compressor
11A ... High pressure compressor
13 ... Expansion valve
14 ... Evaporator
20 ... Absorption chiller / heater
25 ... Evaporator
200: Intermediate cooler
L1... First refrigerant pipe or compression cooling line
L6 ... Brine line
L1A ... Secondary cooling line
V1 (V2, V3) ... Open / close valve

Claims

A heat generating engine (1), an absorption chiller / heater (20) that operates when supplied with heat generated from the heat generating engine (1), and a compression refrigerator (10D), the compression refrigerator (10D) has a compression refrigerant line (L10) in which a first expansion means (13), a heat exchanger for air conditioning (14), and a low pressure compressor (11) are interposed, and the compression refrigerant line (L10) is connected to the intermediate cooler (200) on the downstream side of the low-pressure compressor (11), and the gas phase part (200a) of the intermediate cooler (200) is connected to the branch point (P21) of the line (L1A). ) Are connected to the first high-pressure compressor (11A) and the second high-pressure compressor (11C), respectively, and the first high-pressure compressor (11A) is connected to the condenser (16) and the second expansion means (13E). ) With bypass line L1B) is connected to the first expansion means (13) via the heat exchanger (200c) of the intermediate cooler (200), and the second high-pressure compressor is connected to the absorption chiller / heater (20). A combined cooling and heating device, characterized in that it is connected to the bypass line (L1B) via an evaporator (25).

A heat generating engine (1), an absorption chiller / heater (20) that operates when supplied with heat generated from the heat generating engine (1), and a compression refrigerator (10E), the compression refrigerator (10E) has an air conditioning heat exchanger (14) and a compression refrigerant line (L1) in thermal communication with the evaporator (25) of the absorption chiller water heater (20). The compression refrigerant line (L1) has a low-pressure compressor (11), and another refrigerant line (L12) branched from a branch point (P21) on the downstream side of the low-pressure compressor (11) is an intermediate cooler (200). The secondary cooling line (L1A) from the gas phase part (200a) of the intermediate cooler (200) is connected to the liquid phase of the high pressure compressor (11A), the condenser (16), and the intermediate cooler (200). Through the heat exchange part (200c) of the part (200b) Connected to said heating and cooling heat exchanger (14) from the confluent point (P23) Te, the evaporator (25) is combined cooling and heating device, characterized in that connected to the merging point (P23).

A heat generating engine (1), an absorption chiller / heater (20) that operates when supplied with heat generated from the heat generating engine (1), and a compression refrigerator (10F), the compression refrigerator (10F) has a compression refrigerant line (L1) in which a heat exchanger for air conditioning (14) and a low pressure compressor (11) are interposed, and the compression refrigerant line (L1) includes a low pressure compressor (L1). 11) The intermediate cooler (200) is connected downstream of the intermediate cooler (200), and the first and second compressors (11A) are connected to the secondary cooling line (L1A) from the gas phase part (200a) of the intermediate cooler (200). , 11C), and the first compressor (11A) is connected to the liquid phase part (200b) of the intercooler (200) via the condenser (16), and the second compressor (11C) ) Is the absorption cold water heater (2 ) Is connected to the liquid phase part (200b) via the evaporator (25), and the liquid phase part (200b) is connected to the heat exchanger (14) for cooling and heating. apparatus.

A heat generating engine (1), an absorption chiller / heater (20) that operates when supplied with heat generated from the heat generating engine (1), and a compression refrigerator (10G), the compression refrigerator (10G) has an air conditioning heat exchanger (14) and a compression refrigerant line (L1) in thermal communication with the evaporator (25) of the absorption chiller water heater (20). The compression refrigerant line (L1) has a low-pressure compressor (11), and another refrigerant line (L12) branched from a branch point (P41) on the downstream side of the low-pressure compressor (11) is an intermediate cooler ( 200), and the secondary cooling line (L1A) from the gas phase part (200a) of the intermediate cooler (200) is connected to the intermediate cooler (200) via the high pressure compressor (11A) and the condenser (16). ) Liquid phase part (200b) (200b) and said evaporator (25) is combined cooling and heating apparatus characterized by being connected to the cooling and heating heat exchanger (14) via both confluence (P42).