JP4164929B2 - 吸収式冷凍装置及び該吸収式冷凍装置を備えた冷凍システム - Google Patents
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- Y02B30/62—Absorption based systems
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本願発明は、低温排熱を熱源として駆動される吸収式冷凍装置及び該吸収式冷凍装置を備えた冷凍システムに関するものである。
【従来の技術】
【０００３】
近年、エネルギーの有効利用を図る観点から、従来熱源として利用されていなかった低温排熱（例えば、燃料電池から排出される７０℃以下の排熱）を有効に利用する技術の開発が進められており、これに応える一つの手段として吸収式冷凍サイクルが注目されている（例えば、平成４年度日本冷凍協会学術講演会講演論文集「１８ 未利用エネルギーを活用した複合エネルギーシステムに用いる二段吸収サイクルの研究」参照）。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、吸収式冷凍サイクルにおいては、低温排熱を駆動熱源として利用できるといっても、例えば蒸発温度が５℃程度、凝縮温度が４５℃程度の場合、７０℃以下の非常に低温の排熱（例えば、燃料電池から排出される排熱）を利用してシステムを駆動することは困難であり、低温排熱の有効利用が十分に図れているとは言い難いものであった。また、蒸気圧縮式冷凍システムでは、そのシステム構成上、排熱を熱源として利用することはできなかった。
【０００５】
そこで本願発明では、従来利用価値のなかった７０℃以下の非常に低温の排熱を有効に利用でき、且つ高い成績係数（以下、「ＣＯＰ」と略記する）の実現を可能とした吸収式冷凍装置及び該吸収式冷凍装置を備えた冷凍システムを提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【０００７】
本願の第１の発明にかかる吸収式冷凍装置では、再生器１と凝縮器２と蒸発器３と吸収器４とを備え、最も低い温度の排熱で駆動され上記蒸発器３からの蒸気を昇圧させる第１の単効用サイクルＡと、吸収器６と低温再生器７とを備え且つ上記第１の単効用サイクルＡにおける上記再生器１と上記凝縮器２の間に配置されて該第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクルＢと、吸収器９と低温再生器１０と高温再生器１１とを備え且つ上記第１の単効用サイクルＡにおける上記再生器１と上記凝縮器２の間に配置されて該第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクルＣとを備えて構成された吸収式冷凍装置Ｚに、圧縮機３１と凝縮器３２と蒸発器３３と冷水循環路を介して上記蒸発器３３に接続された利用側熱交換器とからなる蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを付設し、上記利用側熱交換器から帰還する冷水を上記吸収式冷凍装置Ｚにおける上記蒸発器３で冷却した後、さらに上記蒸発器３３においてこれを冷却して上記利用側熱交換器に供給するように構成したことを特徴としている。
【０００８】
本願の第２の発明にかかる冷凍システムは、再生器１と凝縮器２と蒸発器３と吸収器４とを備え、最も低い温度の排熱で駆動され上記蒸発器３からの蒸気を昇圧させる第１の単効用サイクルＡと、吸収器６と低温再生器７とを備え且つ上記第１の単効用サイクルＡにおける上記再生器１と上記凝縮器２の間に配置されて該第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクルＢと、吸収器９と低温再生器１０と高温再生器１１とを備え且つ上記第１の単効用サイクルＡにおける上記再生器１と上記凝縮器２の間に配置されて該第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクルＣとを備えて構成された吸収式冷凍装置Ｚに、圧縮機３１と凝縮器３２と蒸発器３３とからなる蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを付設し、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３により上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記凝縮器３２を冷却するように構成したことを特徴としている。
【０００９】
本願の第３の発明にかかる冷凍システムでは、再生器１と凝縮器２と蒸発器３と吸収器４とを備え、最も低い温度の排熱で駆動され上記蒸発器３からの蒸気を昇圧させる第１の単効用サイクルＡと、吸収器６と低温再生器７とを備え且つ上記第１の単効用サイクルＡにおける上記再生器１と上記凝縮器２の間に配置されて該第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクルＢと、吸収器９と低温再生器１０と高温再生器１１とを備え且つ上記第１の単効用サイクルＡにおける上記再生器１と上記凝縮器２の間に配置されて該第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクルＣとを備えて構成された吸収式冷凍装置Ｚに、圧縮機３１と凝縮器３２と蒸発器３３とからなる蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを付設し、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３により、該蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記凝縮器３２からの液冷媒を過冷却するように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明ではかかる構成とすることにより次のような効果が得られる。
【００１１】
（イ） 本願の第１の発明にかかる吸収式冷凍装置によれば、最も低い温度の排熱で第１の単効用サイクルＡを駆動して蒸発器３からの蒸気を昇圧させ、この昇圧された蒸気を、中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクルＢと、最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクルＣとにそれぞれ吸収させるようにしているので、比較的高い温度の排熱で駆動される上記第２の単効用サイクルＢにおいては吸収蒸気の昇圧分だけ吸収溶液の濃度幅が拡大しそれだけサイクル全体としてのＣＯＰが向上し、また上記二重効用サイクルＣにおいては吸収蒸気の昇圧によってサイクルそのものの構成が可能となり且つ吸収蒸気の昇圧により吸収溶液の濃度幅がより大きくなりサイクル全体として高いＣＯＰが実現され、これらの相乗効果として、吸収式冷凍装置全体として非常に高いＣＯＰが実現され、結果的に、低温排熱の有効利用がより一層促進されるものである。
【００１２】
また、この発明にかかる吸収式冷凍装置によれば、上記吸収式冷凍装置Ｚに、圧縮機３１と凝縮器３２と蒸発器３３と冷水循環路を介して上記蒸発器３３に接続された利用側熱交換器とからなる蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを付設し、上記利用側熱交換器から帰還する冷水を上記吸収式冷凍装置Ｚにおける上記蒸発器３で冷却した後、さらに上記蒸発器３３においてこれを冷却して上記利用側熱交換器に供給するように構成しているので、上記蒸発器３の入口の冷水温度を一定とすれば上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄ側の上記蒸発器３３での冷却分だけ上記蒸発器３の出口での冷水温度を高めに設定することができ、その結果、上記蒸発器３における冷媒の蒸発温度を高く設定してより低温の排熱で吸収式サイクルを駆動し、吸収式冷凍装置ＺのＣＯＰの向上を図ることができる。
【００１３】
（ロ） 本願の第２の発明にかかる冷凍システムによれば、最も低い温度の排熱で第１の単効用サイクルＡを駆動して蒸発器３からの蒸気を昇圧させ、この昇圧された蒸気を、中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクルＢと、最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクルＣとにそれぞれ吸収させるようにしているので、比較的高い温度の排熱で駆動される上記第２の単効用サイクルＢにおいては吸収蒸気の昇圧分だけ吸収溶液の濃度幅が拡大しそれだけサイクル全体としてのＣＯＰが向上し、また上記二重効用サイクルＣにおいては吸収蒸気の昇圧によってサイクルそのものの構成が可能となり且つ吸収蒸気の昇圧により吸収溶液の濃度幅がより大きくなりサイクル全体として高いＣＯＰが実現され、これらの相乗効果として、吸収式冷凍装置全体として非常に高いＣＯＰが実現され、結果的に、低温排熱の有効利用がより一層促進されるものである。
【００１４】
また、この発明にかかる吸収式冷凍装置によれば、上記吸収式冷凍装置Ｚに、圧縮機３１と凝縮器３２と蒸発器３３とからなる蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを付設し、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３により上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記凝縮器３２を冷却するように構成しているので、該吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３による冷却により上記凝縮器３２の冷媒温度が低下し、それだけ上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記圧縮機３１の駆動動力が低減され、結果的に上記蒸気圧縮式冷凍装置ＤのＣＯＰが向上し、延いては上記吸収式冷凍装置Ｚを含めた冷凍システム全体としてのＣＯＰの向上が期待できるものである。
【００１５】
（ハ） 本願の第３の発明にかかる冷凍システムによれば、最も低い温度の排熱で第１の単効用サイクルＡを駆動して蒸発器３からの蒸気を昇圧させ、この昇圧された蒸気を、中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクルＢと、最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクルＣとにそれぞれ吸収させるようにしているので、比較的高い温度の排熱で駆動される上記第２の単効用サイクルＢにおいては吸収蒸気の昇圧分だけ吸収溶液の濃度幅が拡大しそれだけサイクル全体としてのＣＯＰが向上し、また上記二重効用サイクルＣにおいては吸収蒸気の昇圧によってサイクルそのものの構成が可能となり且つ吸収蒸気の昇圧により吸収溶液の濃度幅がより大きくなりサイクル全体として高いＣＯＰが実現され、これらの相乗効果として、吸収式冷凍装置全体として非常に高いＣＯＰが実現され、結果的に、低温排熱の有効利用がより一層促進されるものである。
【００１６】
また、この発明にかかる吸収式冷凍装置によれば、上記吸収式冷凍装置Ｚに、圧縮機３１と凝縮器３２と蒸発器３３とからなる蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを付設し、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３により、該蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記凝縮器３２からの液冷媒を過冷却することで、冷却顕熱分だけ上記蒸発器３３での蒸発能力が増加し、延いては上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄの冷凍能力が向上することになる。
【発明の実施の形態】
【００１７】
以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
第１の実施形態
図１には、第１の実施形態に係る吸収式冷凍装置Ｚのシステム構成を示している。この吸収式冷凍装置Ｚは、従来、有効に利用されることなく捨てられていた非常に低温（例えば、７０℃以下）の排熱を有効に利用するものであって、温度レベルの異なる複数の排熱が存在する場合に好適な吸収式冷凍装置である。
【００１８】
即ち、図２のデューリング線図に示すように、６５℃程度の排熱を熱源として駆動されて蒸発器３（図１参照）からの蒸気を昇圧させる第１の単効用サイクルＡと、該第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して７０℃程度の中温の排熱を熱源として駆動される第２の単効用サイクルＢと、同じく上記第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して１１０℃程度の高温の排熱を熱源として駆動される二重効用サイクルＣとを備え、これら第２の単効用サイクルＢと二重効用サイクルＣからの蒸気を凝縮器２（図１参照）に導入し、これを凝縮して上記蒸発器３に供給することで吸収式サイクルを構成したものであり、かかる構成により、６５℃程度の非常に低温の排熱を有効に利用するものである。
【００１９】
上記吸収式冷凍装置Ｚは、図１に示すように、次述の第１の単効用サイクルＡと第２の単効用サイクルＢと二重効用サイクルＣとを組み合わせて構成されている。
【００２０】
上記第１の単効用サイクルＡは、６５℃程度の低温排熱を熱源とする再生器１と、凝縮器２と蒸発器３と吸収器４、及び上記再生器１と吸収器４との間に配置された溶液熱交換器５とを備えたものを基本構成とするものであり、該基本構成における上記再生器１と凝縮器２の間には、次述の第２の単効用サイクルＢと二重効用サイクルＣを並列配置されている。
【００２１】
上記第２の単効用サイクルＢは、上記第１の単効用サイクルＡの再生器１からの蒸気を吸収する吸収器６と、７０℃程度の中温の排熱を熱源とする低温再生器７と、これら両者間に配置された溶液熱交換器８とを備えて構成されている。
【００２２】
上記二重効用サイクルＣは、上記第１の単効用サイクルＡの再生器１からの蒸気を吸収する吸収器９と、７０℃程度の中温の排熱を熱源とする低温再生器１０と、１１０℃程度の高温の排熱を熱源とする高温再生器１１と、上記吸収器９と低温再生器１０の間に配置された溶液熱交換器１２と、上記低温再生器１０と高温再生器１１との間に配置された溶液熱交換器１３とを備えて構成されている。
【００２３】
尚、図１において、符号２１〜２３は溶液ポンプ、符号２４〜２６は制御弁である。
【００２４】
このように構成された吸収式冷凍装置Ｚは、次のように作動する。即ち、上記蒸発器３において発生した蒸気は、上記第１の単効用サイクルＡの吸収器４において濃溶液に吸収される。蒸気を吸収して希釈された希溶液は、溶液ポンプ２１によって再生器１に供給されるが、その途中で上記溶液熱交換器５において上記再生器１から上記吸収器４側に還流する濃溶液と熱交換して昇温及び昇圧される。上記再生器１に供給された希溶液は、低温排熱によって加熱され、冷媒を蒸発させて濃溶液とされ上記吸収器４側に還流される。一方、上記再生器１において希溶液から蒸発した冷媒蒸気は、次述の第２の単効用サイクルＢと二重効用サイクルＣにそれぞれ供給される。即ち、上記第１の単効用サイクルＡは、上記蒸発器３からの蒸気の昇温・昇圧作用のみを発揮するものであるが、この第１の単効用サイクルＡを上述のように６５℃程度の低温排熱で駆動することで低温排熱の有効利用が図れるものである。
【００２５】
上記第２の単効用サイクルＢでは、先ず、上記吸収器６において、上記第１の単効用サイクルＡの上記再生器１から供給される昇温・昇圧した蒸気が濃溶液に吸収される。蒸気を吸収して希釈された希溶液は、溶液ポンプ２２によって低温再生器７に導入されるが、その途中において、上記溶液熱交換器８で上記低温再生器７から還流する濃溶液との間で熱交換されて昇温・昇圧される。上記低温再生器７においては、７０℃程度の排熱を熱源として希溶液が加熱され、ここで発生した蒸気は上記凝縮器２に導入される。尚、上記低温再生器７からの濃溶液は、上記溶液熱交換器８を介して上記吸収器６に還流される。
【００２６】
一方、上記二重効用サイクルＣでは、先ず、上記吸収器９において、上記第１の単効用サイクルＡの再生器１から供給される昇温・昇圧した蒸気が濃溶液に吸収される。蒸気の吸収によって希釈された希溶液は、溶液ポンプ２３により溶液熱交換器１２及び溶液熱交換器１３を介して上記高温再生器１１に導入される。尚、この場合、希溶液は上記各溶液熱交換器１２，１３において濃溶液と熱交換して昇温される。
【００２７】
上記高温再生器１１においては、１１０℃程度の高温排熱を熱源として溶液の高温再生が行われ、該高温再生器１１において発生した蒸気は、さらに低温再生器１０に送られ、再生熱源として利用された後、上記凝縮器２に導入される。また、上記低温再生器１０では、上記高温再生器１１からの蒸気を熱源とする溶液再生が行われ、ここで発生した蒸気も上記凝縮器２に導入される。一方、上記高温再生器１１と低温再生器１０とにおいてそれぞれ再生された濃溶液は、上記吸収器９に還流される。
【００２８】
上記凝縮器２では、上記第２の単効用サイクルＢの低温再生器７、及び上記二重効用サイクルＣの低温再生器１０からそれぞれ導入される蒸気が凝縮され、液冷媒隣って上記蒸発器３に導入される。
【００２９】
以上の作動において、上記凝縮器２又は蒸発器３、又は吸収器４，６，９を利用側熱交換器とすることで、暖房又は冷房を行うこと、あるいは二次側冷媒を用いることでこれらを二次側温熱源又は二次側冷熱源として利用することができるものである。
【００３０】
このように、この実施形態の吸収式冷凍装置Ｚにおいては、最も低温の排熱で上記第１の単効用サイクルＡを駆動して蒸発器３からの蒸気を昇圧させ、この昇圧された蒸気を、中温の排熱で駆動される上記第２の単効用サイクルＢと、最も高温の排熱で駆動される上記二重効用サイクルＣとにそれぞれ吸収させるようにしているので、上記第２の単効用サイクルＢにおいては吸収蒸気の昇圧分だけ吸収溶液の濃度幅が拡大しそれだけサイクル全体としてのＣＯＰが向上し、また上記二重効用サイクルＣにおいては吸収蒸気の昇圧によってサイクルそのものの構成が可能となるとともに、吸収蒸気の昇圧により吸収溶液の濃度幅がより大きくなりサイクル全体として高いＣＯＰが実現される。これらの相乗効果として、吸収式冷凍装置Ｚ全体として非常に高いＣＯＰが実現され、結果的に、従来未利用の非常に低温の排熱を有効に利用することが可能となるものである。
【００３１】
第２の実施形態
図３には、第２の実施形態に係る冷凍システムＸ１のシステム図を示している。この冷凍システムＸ１は、上記第１の実施形態にかかる吸収式冷凍装置Ｚと次述の蒸気圧縮式冷凍装置Ｄとを組み合わせて構成されるものであって、その目的とするところは、上記吸収式冷凍装置Ｚにおける冷媒の蒸発温度を高めることでＣＯＰの向上を図ること、及び上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける駆動動力を低減することにある。
【００３２】
上記冷凍システムＸ１は、上述のように、上記第１の実施形態において説明した上記吸収式冷凍装置Ｚに次述の蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを組み合わせて構成されるものであって、該吸収式冷凍装置Ｚの構成そのものは、上記蒸発器３を液冷式とし、ここに蒸気圧縮式冷凍装置Ｄ側の冷水循環路３５を配置したことを除いて上記第１の実施形態の場合と同様であるので、その構成及び作動等については上記第１の実施形態における該当部分を援用し且つ図３の各構成部材に図１の各構成部材と対応させて同一符号を付することでその説明を省略する。
【００３３】
上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄは、モーター駆動の圧縮機３１と凝縮器３２と制御弁３４及び蒸発器３３を冷媒管路で順次接続するとともに、上記蒸発器３３には冷水循環路３５を介して利用側熱交換器（例えば、室内機。図示省略）を接続して構成される。そして、上記冷水循環路３５の上記蒸発器３３よりも上流側位置を上記蒸発器３に通したものである。
【００３４】
かかる構成とすると、上記利用側熱交換器側から上記冷水循環路３５を通って上記蒸発器３３側に還流される冷水は、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３において一次冷却された後、上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄ側の上記蒸発器３３において二次冷却されることになる。
【００３５】
このように、上記冷水循環路３５を循環する冷水を上記吸収式冷凍装置Ｚ側の上記蒸発器３と上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄ側の上記蒸発器３３とで二段階に冷却する構成によれば、例えば上記蒸発器３の入口の冷水温度を所定温度（例えば、１２℃程度）に保持すると、上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄ側の上記蒸発器３３での冷却分だけ上記吸収式冷凍装置Ｚ側の上記蒸発器３の出口での冷水温度を高め（例えば、９℃程度）に設定することができる。この結果、上記蒸発器３における冷媒の蒸発温度を高く設定でき、より低温の排熱で上記吸収式冷凍装置Ｚを駆動して吸収式冷凍装置のＣＯＰのより一層の向上を図ることができるものである。
【００３６】
第３の実施形態
図４には、第３の実施形態に係る冷凍システムＸ２のシステム図を示している。この冷凍システムＸ２は、上記第１の実施形態にかかる吸収式冷凍装置Ｚと次述の蒸気圧縮式冷凍装置Ｄとを組み合わせて構成されるものであって、その目的とするところは、上記吸収式冷凍装置Ｚによって上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄの凝縮器３２における冷媒温度を下げて該蒸気圧縮式冷凍装置ＤのＣＯＰの向上を図る点にある。
【００３７】
上記冷凍システムＸ２は、上述のように、上記第１の実施形態において説明した上記吸収式冷凍装置Ｚに次述の蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを組み合わせて構成されるものであるが、該吸収式冷凍装置Ｚの構成及び作動等は上記第１の実施形態の場合と同様であるので、該第１の実施形態における該当部分を援用し且つ図４の各構成部材に図１の各構成部材と対応させて同一符号を付することでその説明を省略する。
【００３８】
上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄは、モーター駆動の圧縮機３１と凝縮器３２と制御弁３４及び蒸発器３３を冷媒管路で順次接続して構成するとともに、上記蒸発器３３には冷水循環路３５を介して利用側熱交換器（例えば、室内機。図示省略）を接続して構成される。そして、上記凝縮器３２を上記吸収式冷凍装置Ｚ側の上記蒸発器３と一体化し、これら両者間において熱交換可能としている。
【００３９】
かかる構成によれば、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３による冷却により上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄの上記凝縮器３２が冷却されこれを循環する冷媒の温度が低下する。この結果、上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記圧縮機３１の駆動動力が低減され、それだけ上記蒸気圧縮式冷凍装置ＤのＣＯＰが向上し、延いては上記吸収式冷凍装置Ｚを含めた冷凍システムＸ２全体としてのＣＯＰの向上が期待できるものである。
【００４０】
第４の実施形態
図５には、第４の実施形態に係る冷凍システムＸ３のシステム図を示している。この冷凍システムＸ３は、上記第１の実施形態にかかる吸収式冷凍装置Ｚと次述の蒸気圧縮式冷凍装置Ｄとを組み合わせて構成されるものであって、その目的とするところは、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３により、該蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記凝縮器３２からの液冷媒を過冷却することで該蒸気圧縮式冷凍装置Ｄの冷凍能力の向上を図る点にある。
【００４１】
上記冷凍システムＸ３は、上述のように、上記第１の実施形態において説明した上記吸収式冷凍装置Ｚに次述の蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを組み合わせて構成されるものであるが、該吸収式冷凍装置Ｚの構成及び作動等は上記第１の実施形態の場合と同様であるので、該第１の実施形態における該当部分を援用し且つ図５の各構成部材に図１の各構成部材と対応させて同一符号を付することでその説明を省略する。
【００４２】
上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄは、モーター駆動の圧縮機３１と凝縮器３２と制御弁３４及び蒸発器３３を冷媒管路で順次接続して構成するとともに、上記蒸発器３３には冷水循環路３５を介して利用側熱交換器（例えば、室内機。図示省略）を接続して構成される。そして、上記凝縮器３２と上記蒸発器３３との間の冷媒管路に、上記吸収式冷凍装置Ｚの蒸発器３３を介設し、上記凝縮器３２からの液冷媒を上記吸収式冷凍装置Ｚ側の蒸発器３によって過冷却するようにしている。
【００４３】
このように、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３により上記該蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記凝縮器３２からの液冷媒を過冷却することで、冷却顕熱分だけ上記蒸発器３３での蒸発能力が増加し、延いては上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄの冷凍能力が向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の第１の実施形態にかかる吸収式冷凍装置のシステム図である。
【図２】 図１に示した吸収式冷凍装置におけるデューリング線図である。
【図３】 本願発明の第２の実施形態にかかる吸収式冷凍装置のシステム図である。
【図４】 本願発明の第３の実施形態にかかる吸収式冷凍装置のシステム図である。
【図５】 本願発明の第４の実施形態にかかる吸収式冷凍装置のシステム図である。
【符号の説明】
１は再生器、２は凝縮器、３は蒸発器、４は吸収器、５は溶液熱交換器、６は吸収器、７は低温再生器、８は溶液熱交換器、９は吸収器、１０は低温再生器、１１は高温再生器、１２は溶液熱交換器、１３は溶液熱交換器、２１〜２３は溶液ポンプ、２４〜２６は制御弁、３１は圧縮機、３２は凝縮器、３３は蒸発器、３４は制御弁、３５は冷水循環路、Ａは第１の単効用サイクル、Ｂは第２の単効用サイクル、Ｃは二重効用サイクル、Ｄは蒸気圧縮式冷凍装置、Ｚは吸収式冷凍装置である。
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本願発明は、低温排熱を熱源として駆動される吸収式冷凍装置及び該吸収式冷凍装置を備えた冷凍システムに関するものである。
【従来の技術】
【０００３】
近年、エネルギーの有効利用を図る観点から、従来熱源として利用されていなかった低温排熱（例えば、燃料電池から排出される７０℃以下の排熱）を有効に利用する技術の開発が進められており、これに応える一つの手段として吸収式冷凍サイクルが注目されている（例えば、平成４年度日本冷凍協会学術講演会講演論文集「１８ 未利用エネルギーを活用した複合エネルギーシステムに用いる二段吸収サイクルの研究」参照）。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、吸収式冷凍サイクルにおいては、低温排熱を駆動熱源として利用できるといっても、例えば蒸発温度が５℃程度、凝縮温度が４５℃程度の場合、７０℃以下の非常に低温の排熱（例えば、燃料電池から排出される排熱）を利用してシステムを駆動することは困難であり、低温排熱の有効利用が十分に図れているとは言い難いものであった。また、蒸気圧縮式冷凍システムでは、そのシステム構成上、排熱を熱源として利用することはできなかった。
【０００５】
そこで本願発明では、従来利用価値のなかった７０℃以下の非常に低温の排熱を有効に利用でき、且つ高い成績係数（以下、「ＣＯＰ」と略記する）の実現を可能とした吸収式冷凍装置及び該吸収式冷凍装置を備えた冷凍システムを提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【０００７】
本願の第１の発明にかかる吸収式冷凍装置では、再生器１と凝縮器２と蒸発器３と吸収器４とを備え、最も低い温度の排熱で駆動され上記蒸発器３からの蒸気を昇圧させる第１の単効用サイクルＡと、吸収器６と低温再生器７とを備え且つ上記第１の単効用サイクルＡにおける上記再生器１と上記凝縮器２の間に配置されて該第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクルＢと、吸収器９と低温再生器１０と高温再生器１１とを備え且つ上記第１の単効用サイクルＡにおける上記再生器１と上記凝縮器２の間に配置されて該第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクルＣとを備えて構成された吸収式冷凍装置Ｚに、圧縮機３１と凝縮器３２と蒸発器３３と冷水循環路を介して上記蒸発器３３に接続された利用側熱交換器とからなる蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを付設し、上記利用側熱交換器から帰還する冷水を上記吸収式冷凍装置Ｚにおける上記蒸発器３で冷却した後、さらに上記蒸発器３３においてこれを冷却して上記利用側熱交換器に供給するように構成したことを特徴としている。
【０００８】
本願の第２の発明にかかる冷凍システムは、再生器１と凝縮器２と蒸発器３と吸収器４とを備え、最も低い温度の排熱で駆動され上記蒸発器３からの蒸気を昇圧させる第１の単効用サイクルＡと、吸収器６と低温再生器７とを備え且つ上記第１の単効用サイクルＡにおける上記再生器１と上記凝縮器２の間に配置されて該第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクルＢと、吸収器９と低温再生器１０と高温再生器１１とを備え且つ上記第１の単効用サイクルＡにおける上記再生器１と上記凝縮器２の間に配置されて該第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクルＣとを備えて構成された吸収式冷凍装置Ｚに、圧縮機３１と凝縮器３２と蒸発器３３とからなる蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを付設し、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３により上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記凝縮器３２を冷却するように構成したことを特徴としている。
【０００９】
本願の第３の発明にかかる冷凍システムでは、再生器１と凝縮器２と蒸発器３と吸収器４とを備え、最も低い温度の排熱で駆動され上記蒸発器３からの蒸気を昇圧させる第１の単効用サイクルＡと、吸収器６と低温再生器７とを備え且つ上記第１の単効用サイクルＡにおける上記再生器１と上記凝縮器２の間に配置されて該第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクルＢと、吸収器９と低温再生器１０と高温再生器１１とを備え且つ上記第１の単効用サイクルＡにおける上記再生器１と上記凝縮器２の間に配置されて該第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクルＣとを備えて構成された吸収式冷凍装置Ｚに、圧縮機３１と凝縮器３２と蒸発器３３とからなる蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを付設し、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３により、該蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記凝縮器３２からの液冷媒を過冷却するように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明ではかかる構成とすることにより次のような効果が得られる。
【００１１】
（イ） 本願の第１の発明にかかる吸収式冷凍装置によれば、最も低い温度の排熱で第１の単効用サイクルＡを駆動して蒸発器３からの蒸気を昇圧させ、この昇圧された蒸気を、中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクルＢと、最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクルＣとにそれぞれ吸収させるようにしているので、比較的高い温度の排熱で駆動される上記第２の単効用サイクルＢにおいては吸収蒸気の昇圧分だけ吸収溶液の濃度幅が拡大しそれだけサイクル全体としてのＣＯＰが向上し、また上記二重効用サイクルＣにおいては吸収蒸気の昇圧によってサイクルそのものの構成が可能となり且つ吸収蒸気の昇圧により吸収溶液の濃度幅がより大きくなりサイクル全体として高いＣＯＰが実現され、これらの相乗効果として、吸収式冷凍装置全体として非常に高いＣＯＰが実現され、結果的に、低温排熱の有効利用がより一層促進されるものである。
【００１２】
また、この発明にかかる吸収式冷凍装置によれば、上記吸収式冷凍装置Ｚに、圧縮機３１と凝縮器３２と蒸発器３３と冷水循環路を介して上記蒸発器３３に接続された利用側熱交換器とからなる蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを付設し、上記利用側熱交換器から帰還する冷水を上記吸収式冷凍装置Ｚにおける上記蒸発器３で冷却した後、さらに上記蒸発器３３においてこれを冷却して上記利用側熱交換器に供給するように構成しているので、上記蒸発器３の入口の冷水温度を一定とすれば上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄ側の上記蒸発器３３での冷却分だけ上記蒸発器３の出口での冷水温度を高めに設定することができ、その結果、上記蒸発器３における冷媒の蒸発温度を高く設定してより低温の排熱で吸収式サイクルを駆動し、吸収式冷凍装置ＺのＣＯＰの向上を図ることができる。
【００１３】
（ロ） 本願の第２の発明にかかる冷凍システムによれば、最も低い温度の排熱で第１の単効用サイクルＡを駆動して蒸発器３からの蒸気を昇圧させ、この昇圧された蒸気を、中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクルＢと、最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクルＣとにそれぞれ吸収させるようにしているので、比較的高い温度の排熱で駆動される上記第２の単効用サイクルＢにおいては吸収蒸気の昇圧分だけ吸収溶液の濃度幅が拡大しそれだけサイクル全体としてのＣＯＰが向上し、また上記二重効用サイクルＣにおいては吸収蒸気の昇圧によってサイクルそのものの構成が可能となり且つ吸収蒸気の昇圧により吸収溶液の濃度幅がより大きくなりサイクル全体として高いＣＯＰが実現され、これらの相乗効果として、吸収式冷凍装置全体として非常に高いＣＯＰが実現され、結果的に、低温排熱の有効利用がより一層促進されるものである。
【００１４】
また、この発明にかかる吸収式冷凍装置によれば、上記吸収式冷凍装置Ｚに、圧縮機３１と凝縮器３２と蒸発器３３とからなる蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを付設し、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３により上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記凝縮器３２を冷却するように構成しているので、該吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３による冷却により上記凝縮器３２の冷媒温度が低下し、それだけ上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記圧縮機３１の駆動動力が低減され、結果的に上記蒸気圧縮式冷凍装置ＤのＣＯＰが向上し、延いては上記吸収式冷凍装置Ｚを含めた冷凍システム全体としてのＣＯＰの向上が期待できるものである。
【００１５】
（ハ） 本願の第３の発明にかかる冷凍システムによれば、最も低い温度の排熱で第１の単効用サイクルＡを駆動して蒸発器３からの蒸気を昇圧させ、この昇圧された蒸気を、中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクルＢと、最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクルＣとにそれぞれ吸収させるようにしているので、比較的高い温度の排熱で駆動される上記第２の単効用サイクルＢにおいては吸収蒸気の昇圧分だけ吸収溶液の濃度幅が拡大しそれだけサイクル全体としてのＣＯＰが向上し、また上記二重効用サイクルＣにおいては吸収蒸気の昇圧によってサイクルそのものの構成が可能となり且つ吸収蒸気の昇圧により吸収溶液の濃度幅がより大きくなりサイクル全体として高いＣＯＰが実現され、これらの相乗効果として、吸収式冷凍装置全体として非常に高いＣＯＰが実現され、結果的に、低温排熱の有効利用がより一層促進されるものである。
【００１６】
また、この発明にかかる吸収式冷凍装置によれば、上記吸収式冷凍装置Ｚに、圧縮機３１と凝縮器３２と蒸発器３３とからなる蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを付設し、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３により、該蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記凝縮器３２からの液冷媒を過冷却することで、冷却顕熱分だけ上記蒸発器３３での蒸発能力が増加し、延いては上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄの冷凍能力が向上することになる。
【発明の実施の形態】
【００１７】
以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
第１の実施形態
図１には、第１の実施形態に係る吸収式冷凍装置Ｚのシステム構成を示している。この吸収式冷凍装置Ｚは、従来、有効に利用されることなく捨てられていた非常に低温（例えば、７０℃以下）の排熱を有効に利用するものであって、温度レベルの異なる複数の排熱が存在する場合に好適な吸収式冷凍装置である。
【００１８】
即ち、図２のデューリング線図に示すように、６５℃程度の排熱を熱源として駆動されて蒸発器３（図１参照）からの蒸気を昇圧させる第１の単効用サイクルＡと、該第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して７０℃程度の中温の排熱を熱源として駆動される第２の単効用サイクルＢと、同じく上記第１の単効用サイクルＡにおいて昇圧された蒸気を吸収して１１０℃程度の高温の排熱を熱源として駆動される二重効用サイクルＣとを備え、これら第２の単効用サイクルＢと二重効用サイクルＣからの蒸気を凝縮器２（図１参照）に導入し、これを凝縮して上記蒸発器３に供給することで吸収式サイクルを構成したものであり、かかる構成により、６５℃程度の非常に低温の排熱を有効に利用するものである。
【００１９】
上記吸収式冷凍装置Ｚは、図１に示すように、次述の第１の単効用サイクルＡと第２の単効用サイクルＢと二重効用サイクルＣとを組み合わせて構成されている。
【００２０】
上記第１の単効用サイクルＡは、６５℃程度の低温排熱を熱源とする再生器１と、凝縮器２と蒸発器３と吸収器４、及び上記再生器１と吸収器４との間に配置された溶液熱交換器５とを備えたものを基本構成とするものであり、該基本構成における上記再生器１と凝縮器２の間には、次述の第２の単効用サイクルＢと二重効用サイクルＣを並列配置されている。
【００２１】
上記第２の単効用サイクルＢは、上記第１の単効用サイクルＡの再生器１からの蒸気を吸収する吸収器６と、７０℃程度の中温の排熱を熱源とする低温再生器７と、これら両者間に配置された溶液熱交換器８とを備えて構成されている。
【００２２】
上記二重効用サイクルＣは、上記第１の単効用サイクルＡの再生器１からの蒸気を吸収する吸収器９と、７０℃程度の中温の排熱を熱源とする低温再生器１０と、１１０℃程度の高温の排熱を熱源とする高温再生器１１と、上記吸収器９と低温再生器１０の間に配置された溶液熱交換器１２と、上記低温再生器１０と高温再生器１１との間に配置された溶液熱交換器１３とを備えて構成されている。
【００２３】
尚、図１において、符号２１〜２３は溶液ポンプ、符号２４〜２６は制御弁である。
【００２４】
このように構成された吸収式冷凍装置Ｚは、次のように作動する。即ち、上記蒸発器３において発生した蒸気は、上記第１の単効用サイクルＡの吸収器４において濃溶液に吸収される。蒸気を吸収して希釈された希溶液は、溶液ポンプ２１によって再生器１に供給されるが、その途中で上記溶液熱交換器５において上記再生器１から上記吸収器４側に還流する濃溶液と熱交換して昇温及び昇圧される。上記再生器１に供給された希溶液は、低温排熱によって加熱され、冷媒を蒸発させて濃溶液とされ上記吸収器４側に還流される。一方、上記再生器１において希溶液から蒸発した冷媒蒸気は、次述の第２の単効用サイクルＢと二重効用サイクルＣにそれぞれ供給される。即ち、上記第１の単効用サイクルＡは、上記蒸発器３からの蒸気の昇温・昇圧作用のみを発揮するものであるが、この第１の単効用サイクルＡを上述のように６５℃程度の低温排熱で駆動することで低温排熱の有効利用が図れるものである。
【００２５】
上記第２の単効用サイクルＢでは、先ず、上記吸収器６において、上記第１の単効用サイクルＡの上記再生器１から供給される昇温・昇圧した蒸気が濃溶液に吸収される。蒸気を吸収して希釈された希溶液は、溶液ポンプ２２によって低温再生器７に導入されるが、その途中において、上記溶液熱交換器８で上記低温再生器７から還流する濃溶液との間で熱交換されて昇温・昇圧される。上記低温再生器７においては、７０℃程度の排熱を熱源として希溶液が加熱され、ここで発生した蒸気は上記凝縮器２に導入される。尚、上記低温再生器７からの濃溶液は、上記溶液熱交換器８を介して上記吸収器６に還流される。
【００２６】
一方、上記二重効用サイクルＣでは、先ず、上記吸収器９において、上記第１の単効用サイクルＡの再生器１から供給される昇温・昇圧した蒸気が濃溶液に吸収される。蒸気の吸収によって希釈された希溶液は、溶液ポンプ２３により溶液熱交換器１２及び溶液熱交換器１３を介して上記高温再生器１１に導入される。尚、この場合、希溶液は上記各溶液熱交換器１２，１３において濃溶液と熱交換して昇温される。
【００２７】
上記高温再生器１１においては、１１０℃程度の高温排熱を熱源として溶液の高温再生が行われ、該高温再生器１１において発生した蒸気は、さらに低温再生器１０に送られ、再生熱源として利用された後、上記凝縮器２に導入される。また、上記低温再生器１０では、上記高温再生器１１からの蒸気を熱源とする溶液再生が行われ、ここで発生した蒸気も上記凝縮器２に導入される。一方、上記高温再生器１１と低温再生器１０とにおいてそれぞれ再生された濃溶液は、上記吸収器９に還流される。
【００２８】
上記凝縮器２では、上記第２の単効用サイクルＢの低温再生器７、及び上記二重効用サイクルＣの低温再生器１０からそれぞれ導入される蒸気が凝縮され、液冷媒隣って上記蒸発器３に導入される。
【００２９】
以上の作動において、上記凝縮器２又は蒸発器３、又は吸収器４，６，９を利用側熱交換器とすることで、暖房又は冷房を行うこと、あるいは二次側冷媒を用いることでこれらを二次側温熱源又は二次側冷熱源として利用することができるものである。
【００３０】
このように、この実施形態の吸収式冷凍装置Ｚにおいては、最も低温の排熱で上記第１の単効用サイクルＡを駆動して蒸発器３からの蒸気を昇圧させ、この昇圧された蒸気を、中温の排熱で駆動される上記第２の単効用サイクルＢと、最も高温の排熱で駆動される上記二重効用サイクルＣとにそれぞれ吸収させるようにしているので、上記第２の単効用サイクルＢにおいては吸収蒸気の昇圧分だけ吸収溶液の濃度幅が拡大しそれだけサイクル全体としてのＣＯＰが向上し、また上記二重効用サイクルＣにおいては吸収蒸気の昇圧によってサイクルそのものの構成が可能となるとともに、吸収蒸気の昇圧により吸収溶液の濃度幅がより大きくなりサイクル全体として高いＣＯＰが実現される。これらの相乗効果として、吸収式冷凍装置Ｚ全体として非常に高いＣＯＰが実現され、結果的に、従来未利用の非常に低温の排熱を有効に利用することが可能となるものである。
【００３１】
第２の実施形態
図３には、第２の実施形態に係る冷凍システムＸ１のシステム図を示している。この冷凍システムＸ１は、上記第１の実施形態にかかる吸収式冷凍装置Ｚと次述の蒸気圧縮式冷凍装置Ｄとを組み合わせて構成されるものであって、その目的とするところは、上記吸収式冷凍装置Ｚにおける冷媒の蒸発温度を高めることでＣＯＰの向上を図ること、及び上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける駆動動力を低減することにある。
【００３２】
上記冷凍システムＸ１は、上述のように、上記第１の実施形態において説明した上記吸収式冷凍装置Ｚに次述の蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを組み合わせて構成されるものであって、該吸収式冷凍装置Ｚの構成そのものは、上記蒸発器３を液冷式とし、ここに蒸気圧縮式冷凍装置Ｄ側の冷水循環路３５を配置したことを除いて上記第１の実施形態の場合と同様であるので、その構成及び作動等については上記第１の実施形態における該当部分を援用し且つ図３の各構成部材に図１の各構成部材と対応させて同一符号を付することでその説明を省略する。
【００３３】
上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄは、モーター駆動の圧縮機３１と凝縮器３２と制御弁３４及び蒸発器３３を冷媒管路で順次接続するとともに、上記蒸発器３３には冷水循環路３５を介して利用側熱交換器（例えば、室内機。図示省略）を接続して構成される。そして、上記冷水循環路３５の上記蒸発器３３よりも上流側位置を上記蒸発器３に通したものである。
【００３４】
かかる構成とすると、上記利用側熱交換器側から上記冷水循環路３５を通って上記蒸発器３３側に還流される冷水は、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３において一次冷却された後、上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄ側の上記蒸発器３３において二次冷却されることになる。
【００３５】
このように、上記冷水循環路３５を循環する冷水を上記吸収式冷凍装置Ｚ側の上記蒸発器３と上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄ側の上記蒸発器３３とで二段階に冷却する構成によれば、例えば上記蒸発器３の入口の冷水温度を所定温度（例えば、１２℃程度）に保持すると、上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄ側の上記蒸発器３３での冷却分だけ上記吸収式冷凍装置Ｚ側の上記蒸発器３の出口での冷水温度を高め（例えば、９℃程度）に設定することができる。この結果、上記蒸発器３における冷媒の蒸発温度を高く設定でき、より低温の排熱で上記吸収式冷凍装置Ｚを駆動して吸収式冷凍装置のＣＯＰのより一層の向上を図ることができるものである。
【００３６】
第３の実施形態
図４には、第３の実施形態に係る冷凍システムＸ２のシステム図を示している。この冷凍システムＸ２は、上記第１の実施形態にかかる吸収式冷凍装置Ｚと次述の蒸気圧縮式冷凍装置Ｄとを組み合わせて構成されるものであって、その目的とするところは、上記吸収式冷凍装置Ｚによって上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄの凝縮器３２における冷媒温度を下げて該蒸気圧縮式冷凍装置ＤのＣＯＰの向上を図る点にある。
【００３７】
上記冷凍システムＸ２は、上述のように、上記第１の実施形態において説明した上記吸収式冷凍装置Ｚに次述の蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを組み合わせて構成されるものであるが、該吸収式冷凍装置Ｚの構成及び作動等は上記第１の実施形態の場合と同様であるので、該第１の実施形態における該当部分を援用し且つ図４の各構成部材に図１の各構成部材と対応させて同一符号を付することでその説明を省略する。
【００３８】
上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄは、モーター駆動の圧縮機３１と凝縮器３２と制御弁３４及び蒸発器３３を冷媒管路で順次接続して構成するとともに、上記蒸発器３３には冷水循環路３５を介して利用側熱交換器（例えば、室内機。図示省略）を接続して構成される。そして、上記凝縮器３２を上記吸収式冷凍装置Ｚ側の上記蒸発器３と一体化し、これら両者間において熱交換可能としている。
【００３９】
かかる構成によれば、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３による冷却により上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄの上記凝縮器３２が冷却されこれを循環する冷媒の温度が低下する。この結果、上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記圧縮機３１の駆動動力が低減され、それだけ上記蒸気圧縮式冷凍装置ＤのＣＯＰが向上し、延いては上記吸収式冷凍装置Ｚを含めた冷凍システムＸ２全体としてのＣＯＰの向上が期待できるものである。
【００４０】
第４の実施形態
図５には、第４の実施形態に係る冷凍システムＸ３のシステム図を示している。この冷凍システムＸ３は、上記第１の実施形態にかかる吸収式冷凍装置Ｚと次述の蒸気圧縮式冷凍装置Ｄとを組み合わせて構成されるものであって、その目的とするところは、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３により、該蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記凝縮器３２からの液冷媒を過冷却することで該蒸気圧縮式冷凍装置Ｄの冷凍能力の向上を図る点にある。
【００４１】
上記冷凍システムＸ３は、上述のように、上記第１の実施形態において説明した上記吸収式冷凍装置Ｚに次述の蒸気圧縮式冷凍装置Ｄを組み合わせて構成されるものであるが、該吸収式冷凍装置Ｚの構成及び作動等は上記第１の実施形態の場合と同様であるので、該第１の実施形態における該当部分を援用し且つ図５の各構成部材に図１の各構成部材と対応させて同一符号を付することでその説明を省略する。
【００４２】
上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄは、モーター駆動の圧縮機３１と凝縮器３２と制御弁３４及び蒸発器３３を冷媒管路で順次接続して構成するとともに、上記蒸発器３３には冷水循環路３５を介して利用側熱交換器（例えば、室内機。図示省略）を接続して構成される。そして、上記凝縮器３２と上記蒸発器３３との間の冷媒管路に、上記吸収式冷凍装置Ｚの蒸発器３３を介設し、上記凝縮器３２からの液冷媒を上記吸収式冷凍装置Ｚ側の蒸発器３によって過冷却するようにしている。
【００４３】
このように、上記吸収式冷凍装置Ｚの上記蒸発器３により上記該蒸気圧縮式冷凍装置Ｄにおける上記凝縮器３２からの液冷媒を過冷却することで、冷却顕熱分だけ上記蒸発器３３での蒸発能力が増加し、延いては上記蒸気圧縮式冷凍装置Ｄの冷凍能力が向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の第１の実施形態にかかる吸収式冷凍装置のシステム図である。
【図２】 図１に示した吸収式冷凍装置におけるデューリング線図である。
【図３】 本願発明の第２の実施形態にかかる吸収式冷凍装置のシステム図である。
【図４】 本願発明の第３の実施形態にかかる吸収式冷凍装置のシステム図である。
【図５】 本願発明の第４の実施形態にかかる吸収式冷凍装置のシステム図である。
【符号の説明】
１は再生器、２は凝縮器、３は蒸発器、４は吸収器、５は溶液熱交換器、６は吸収器、７は低温再生器、８は溶液熱交換器、９は吸収器、１０は低温再生器、１１は高温再生器、１２は溶液熱交換器、１３は溶液熱交換器、２１〜２３は溶液ポンプ、２４〜２６は制御弁、３１は圧縮機、３２は凝縮器、３３は蒸発器、３４は制御弁、３５は冷水循環路、Ａは第１の単効用サイクル、Ｂは第２の単効用サイクル、Ｃは二重効用サイクル、Ｄは蒸気圧縮式冷凍装置、Ｚは吸収式冷凍装置である。
Claims (3)
- 再生器（１）と凝縮器（２）と蒸発器（３）と吸収器（４）とを備え、最も低い温度の排熱で駆動され上記蒸発器（３）からの蒸気を昇圧させる第１の単効用サイクル（Ａ）と、吸収器（６）と低温再生器（７）とを備え且つ上記第１の単効用サイクル（Ａ）における上記再生器（１）と上記凝縮器（２）の間に配置されて該第１の単効用サイクル（Ａ）において昇圧された蒸気を吸収して中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクル（Ｂ）と、吸収器（９）と低温再生器（１０）と高温再生器（１１）とを備え且つ上記第１の単効用サイクル（Ａ）における上記再生器（１）と上記凝縮器（２）の間に配置されて該第１の単効用サイクル（Ａ）において昇圧された蒸気を吸収して最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクル（Ｃ）とを備えて構成された吸収式冷凍装置（Ｚ）に、圧縮機（３１）と凝縮器（３２）と蒸発器（３３）と冷水循環路を介して上記蒸発器（３３）に接続された利用側熱交換器とからなる蒸気圧縮式冷凍装置（Ｄ）を付設し、上記利用側熱交換器から帰還する冷水を上記吸収式冷凍装置（Ｚ）における上記蒸発器（３）で冷却した後、さらに上記蒸発器（３３）においてこれを冷却して上記利用側熱交換器に供給するように構成したことを特徴とする冷凍システム。
- 再生器（１）と凝縮器（２）と蒸発器（３）と吸収器（４）とを備え、最も低い温度の排熱で駆動され上記蒸発器（３）からの蒸気を昇圧させる第１の単効用サイクル（Ａ）と、吸収器（６）と低温再生器（７）とを備え且つ上記第１の単効用サイクル（Ａ）における上記再生器（１）と上記凝縮器（２）の間に配置されて該第１の単効用サイクル（Ａ）において昇圧された蒸気を吸収して中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクル（Ｂ）と、吸収器（９）と低温再生器（１０）と高温再生器（１１）とを備え且つ上記第１の単効用サイクル（Ａ）における上記再生器（１）と上記凝縮器（２）の間に配置されて該第１の単効用サイクル（Ａ）において昇圧された蒸気を吸収して最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクル（Ｃ）とを備えて構成された吸収式冷凍装置（Ｚ）に、圧縮機（３１）と凝縮器（３２）と蒸発器（３３）とからなる蒸気圧縮式冷凍装置（Ｄ）を付設し、上記吸収式冷凍装置（Ｚ）の上記蒸発器（３）により上記蒸気圧縮式冷凍装置（Ｄ）における上記凝縮器（３２）を冷却するように構成したことを特徴とする冷凍システム。
- 再生器（１）と凝縮器（２）と蒸発器（３）と吸収器（４）とを備え、最も低い温度の排熱で駆動され上記蒸発器（３）からの蒸気を昇圧させる第１の単効用サイクル（Ａ）と、吸収器（６）と低温再生器（７）とを備え且つ上記第１の単効用サイクル（Ａ）における上記再生器（１）と上記凝縮器（２）の間に配置されて該第１の単効用サイクル（Ａ）において昇圧された蒸気を吸収して中程度の温度の排熱で駆動される第２の単効用サイクル（Ｂ）と、吸収器（９）と低温再生器（１０）と高温再生器（１１）とを備え且つ上記第１の単効用サイクル（Ａ）における上記再生器（１）と上記凝縮器（２）の間に配置されて該第１の単効用サイクル（Ａ）において昇圧された蒸気を吸収して最も高い温度の排熱で駆動される二重効用サイクル（Ｃ）とを備えて構成された吸収式冷凍装置（Ｚ）に、圧縮機（３１）と凝縮器（３２）と蒸発器（３３）とからなる蒸気圧縮式冷凍装置（Ｄ）を付設し、上記吸収式冷凍装置（Ｚ）の上記蒸発器（３）により、該蒸気圧縮式冷凍装置（Ｄ）における上記凝縮器（３２）からの液冷媒を過冷却するように構成したことを特徴とする冷凍システム。
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1999
- 1999-02-08 JP JP02989899A patent/JP4164929B2/ja not_active Expired - Fee Related
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