JP5434206B2

JP5434206B2 - 冷凍装置

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Publication number: JP5434206B2
Application number: JP2009093031A
Authority: JP
Inventors: 満嗣河合; 啓介谷本; 忠史西村
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2029-04-07
Also published as: JP2010243082A

Description

本願発明は、蒸気圧縮式冷凍機に吸収式冷凍機を組み合わせて構成される冷凍装置に関するものである。

蒸気圧縮式冷凍機においてその性能を改善する手法の一つとして、該蒸気圧縮式冷凍機に吸収式冷凍機を組合せ、該吸収式冷凍機をガスエンジンやその他の排熱を熱源として駆動し、ここで得られる冷熱によって上記蒸気圧縮式冷凍機の冷媒を過冷却する方法や、得られる冷熱によって蒸気圧縮式冷凍機の圧縮後の冷媒を冷却することによって該冷媒の凝縮温度を低下させてその性能を改善するようにした冷凍装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、蒸気圧縮式冷凍機に吸収式冷凍機を組合せてなる冷凍装置において、特許文献１に示される冷凍装置よりもさらに性能向上を図る手法として、吸収式冷凍機の駆動熱源として、ガスエンジンやその他の排熱に加えて、蒸気圧縮式冷凍機の排熱を利用する技術も提案されている（特許文献２参照）。

特開２００４−２８３７４号公報特開２００６−１７３５０号公報

しかし、特許文献２に示される技術では、蒸気圧縮式冷凍機の排熱量が少なく且つ排熱温度も低いことから、この排熱を吸収式冷凍機の駆動熱源として利用したとしてもその効果が限定され、大きくないこと、上記排熱を利用するための吸収式冷凍機を組み合せる等に多大な費用がかかる等コスト面での課題より、実用性は限定されたものであると言える。

このような特許文献２に示される冷凍装置については、該冷凍装置では冷房運転時における性能向上のみに着目し、暖房運転時における性能向上を考慮していない点にも一因があり、冷房運転時と暖房運転時の双方において性能改善が図れるならば、トータル的にみて、その実用性は高まるものと考えられる。

そこで、蒸気圧縮式冷凍機と吸収式冷凍機を組み合せるに関しては、基本構成は、特許文献２に記載の冷凍装置に類似するものであるが、特許文献２に記載の吸収式冷凍機は水冷方式であるが、吸収式冷凍機は空冷方式を基本構成とし、これに四路切換弁を設けて冷房運転及び暖房運転が可能に構成した冷凍装置を従来方式として想定し、その一例として、図６にその回路図を示している。

図６において、符号Ｘは蒸気圧縮式冷凍機、Ｙは吸収式冷凍機である。上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘは、圧縮機１と四路切換弁２と利用側熱交換器３と膨張弁４と熱源側熱交換器７及びアキムレーター５を備えて構成される。また、上記吸収式冷凍機Ｙは、発生器１１と吸収器１２と蒸発器１３と凝縮器１４と過冷却熱交換器１５と溶液熱交換器１６及び溶液ポンプ１７を備えて構成される。

そして、この冷凍装置では、吸収式冷凍機Ｙの蒸発器１３において上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒を過冷却するために、上記利用側熱交換器３と熱源側熱交換器７の間の管路７１を上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３の熱交換器１３ａに接続するとともに、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒の排熱を上記吸収式冷凍機Ｙの発生器１１においてその駆動熱源として利用するために該蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記熱源側熱交換器７と上記四路切換弁２の間の管路７２を上記発生器１１内に配置された熱交換器１１ｂに接続している。

係る構成とすることで、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記圧縮機１で圧縮された後の冷媒が上記発生器１１に導入され、ここで該発生器１１内の溶液との間での熱交換によって上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒熱が該溶液側に回収され、該発生器１１の駆動熱源として利用される。また、上記熱源側熱交換器７によって蒸気圧縮式冷凍機の冷媒が大気によって冷却または凝縮し、熱源側熱交換器７を出た冷媒は、上記蒸発器１３に流入しここで過冷却され冷媒温度が低下することで、上記利用側熱交換器３における冷媒の入口の比エンタルピーが低下し、上記利用側熱交換器３の冷房能力が向上する。即ち冷房運転時においては、蒸気圧縮式冷凍機Ｘに吸収式冷凍機Ｙを組み合わせた構成による本来的な目的が達せられる。しかしながら、蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒が発生器１１内で回収出来る熱量は、吸収式冷凍機Ｙがサイクルを形成出来る発生器１１内の溶液温度によって限定されるため、その回収熱量は非常に少なく、従って、蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒を大気で冷却するための熱源側熱交換器７を必要とすることである。

一方、暖房運転時には、上記四路切換弁２を切換え、蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒を冷房運転とは逆方向に流入させるが、上記圧縮機１で圧縮された後の冷媒が上記利用側熱交換器３で熱交換され、上記吸収式冷凍機Ｙの蒸発器１３内の熱交換器１３ａから管路５４を経て、熱源側熱交換器７で大気より吸熱し、発生器１１に流入する。上記吸収式冷凍機Ｙの凝縮器１４及び過冷却熱交換器１５の冷却ファ履歴をン２０の運転を停止し、上記管路６０から供給されるガスエンジンやその他の排熱によって駆動される発生器１１内の溶液から、上記発生器１１内の蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒が吸熱し、４路切換弁２を経て圧縮機１に戻るが、上記溶液ポンプ１７によって循環させたとしても、該発生器１１内に上記熱交換器１１ｂが配置されていることから、該熱交換器１１ｂを介して行なわれる該発生器１１内の溶液と上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒蒸気との間における熱交換効率は非常に悪く、溶液温度によって冷媒を加熱して該冷媒の蒸発温度を高める効果は少なく、結果的に、蒸気圧縮式冷凍機Ｘの性能向上に寄与するところは少ないものとなる。また、十分にその効果を得ようと、発生器１１内の熱交換器１１ｂを大きくした場合は、その効果に見合う熱交換器のコスト高より実用的ではない。

このように、特許文献２に示されるように蒸気圧縮式冷凍機と吸収式冷凍機を組合せて冷凍装置において、冷房運転及び暖房運転が可能となるように図６の如く構成したとしても、冷房運転時と暖房運転時の双方において大きな性能改善効果を期待することはできず、従って、依然として実用性に乏しいものとならざるを得ない。

ところが、近年のエネルギーコストの上昇とか、自然冷媒を利用した空気調和機の開発の進行等を背景に、蒸気圧縮式冷凍機の性能改善と該蒸気圧縮式冷凍機の排熱利用の促進という課題が再注目され、ガスエンジンやその他の排熱を利用するに止まらず、蒸気圧縮式冷凍機の排熱も利用して冷熱に変換して冷房運転時の性能向上を図ると同時に、暖房運転時においても蒸気圧縮式冷凍機の排熱を有効に利用してさらなる性能改善を図る技術の開発が要請されるに至った。

そこで本願発明は、蒸気圧縮式冷凍機と吸収式冷凍機を組合せて構成される冷凍装置において、冷房運転時と暖房運転時の双方において性能改善効果を得ることを主たる目的としてなされたものである。

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。

本願の第１の発明では、蒸気圧縮式冷凍機Ｘとエンジン等の排熱で駆動される吸収式冷凍機Ｙとを備えて構成される冷凍装置において、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒と上記吸収式冷凍機Ｙの吸収器１２の出口から溶液ポンプ１７を経て溶液熱交換器１６に至る管路６７から分岐した溶液との間で熱交換を行なう熱回収熱交換器６を設け、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記熱回収熱交換器６で蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の熱回収を行った後の上記溶液を上記吸収式冷凍機Ｙの発生器１１に流入させるとともに、上記熱回収熱交換器６で熱回収された後の蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒を上記吸収式冷凍機Ｙの蒸発器１３において過冷却し、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には、四路切換弁２を切換え、蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒を冷房運転とは逆方向に流入させ、上記吸収式冷凍機Ｙの溶液ポンプ１７のみ運転し、上記圧縮機１で圧縮された後の冷媒が利用側熱交換器３で熱交換され、上記吸収式冷凍機Ｙの蒸発器１３内の熱交換器１３ａから管路５４を経て、上記熱回収熱交換器６より圧縮機１に戻り、上記熱回収熱交換器６において上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液との熱交換により上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の温度を高めるように構成したことを特徴としている。

本願の第２の発明では、上記第１の発明に係る冷凍装置において、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２に流入する溶液を、吸収式冷凍機Ｙの過冷却熱交換器１５で過冷却した後に該吸収器１２に流入させる間接冷却方式を採用したことを特徴としている。

本願の第３の発明では、上記第１又は第２の発明に係る冷凍装置において、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の出口側の管路６４を、該吸収器１２に流入する溶液を過冷却する過冷却熱交換器１５に至る管路６５と、上記発生器１１からの溶液との間で熱交換を行なう溶液熱交換器１６を経て上記発生器１１に至る管路６７に分岐し、更に発生器１１に至る管路６７を上記熱回収熱交換器６に至る管路７１に分岐させるとともに、上記過冷却熱交換器１５に至る管路６５と上記発生器１１に至る管路６７の少なくとも何れか一方に電磁弁４１，４２を設け、該電磁弁４１，４２を、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には開弁し、暖房運転時には閉弁するように構成したことを特徴としている。

本願の第４の発明では、上記第１又は第２の発明に係る冷凍装置において、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の出口側の管路６４を、該吸収器１２に流入する溶液を過冷却する過冷却熱交換器１５に至る管路６５と、上記発生器１１からの溶液との間で熱交換を行なう溶液熱交換器１６を経て上記発生器１１に至る管路６７に分岐し、更に発生器１１に至る管路６７を上記熱回収熱交換器６に至る管路７１に分岐させる一方、上記過冷却熱交換器１５に至る管路６５に電磁弁４１を設けるとともに、上記熱回収熱交換器６に至る管路７１と上記発生器１１から上記蒸発器１３に流入する管路６２を、電磁弁４３を備えた管路７３によって接続し、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には上記過冷却熱交換器１５に至る管路６５に設けた電磁弁４１を開弁し、上記管路７３に備えられた電磁弁４３を閉弁し、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には上記過冷却熱交換器１５に至る管路６５に設けた電磁弁４１を閉弁し、上記管路７３に備えられた電磁弁４３を開弁するように構成したことを特徴としている。

本願の第５の発明では、上記第１又は第２の発明に係る冷凍装置において、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の出口側の管路６４を、該吸収器１２に流入する溶液を過冷却する過冷却熱交換器１５に至る管路６５と、上記発生器１１からの溶液との間で熱交換を行なう溶液熱交換器１６を経て上記発生器１１に至る管路６７に分岐し、更に発生器１１に至る管路６７を上記熱回収熱交換器６に至る管路７１に分岐させる一方、上記過冷却熱交換器１５に至る管路６５に電磁弁４１を、上記発生器１１に至る管路６７に電磁弁４２をそれぞれ設けるとともに、上記熱回収熱交換器６に至る管路７１と上記蒸発器１３を、電磁弁４３を備えた管路７３によって接続し、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には上記過冷却熱交換器１５に至る管路６５に設けた電磁弁４１と上記発生器１１に至る管路６７に設けた電磁弁４２を共に開弁し、上記発生器１３を接続する管路７４に備えられた電磁弁４３を閉弁し、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には上記過冷却熱交換器１５に至る管路６５に設けた電磁弁４１と上記発生器１１に至る管路６７に設けた電磁弁４２を共に閉弁し、上記発生器１３を接続する管路７４に備えられた電磁弁４３を開弁するように構成したことを特徴としている。

本願の第６の発明では、上記第４又は第５の発明に係る冷凍装置において、上記蒸発器１３における溶液散布用の散布器１８と冷媒液散布用の散布器１９を、別体構成又は共用可能な一体構成としたことを特徴としている。

本願の第７の発明では、上記第１、第２、第３、第４、第５又は第６の発明に係る冷凍装置において、上記蒸発器１３を、吸収式冷凍機Ｙの冷媒液が一過性で該蒸発器１３の伝熱面を流れ、未蒸発の冷媒液は上記吸収器１２側へ移動して該吸収器１２側の溶液に吸収されるように構成したことを特徴としている。

本願の第８の発明では、上記第１、第２、第３、第４、第５、第６又は第７の発明に係る冷凍装置において、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘを複数台設置するとともに該各蒸気圧縮式冷凍機Ｘのそれぞれに上記熱回収熱交換器６を設けて該各蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の排熱をそれぞれ回収し、該各熱回収熱交換器６で回収された排熱を一台の吸収式冷凍機Ｙの上記発生器１１に供給するように構成したことを特徴としている。

本願発明では次のような効果が得られる。

（ａ）本願の第１の発明
本願の第１の発明では、図１に例示するように、蒸気圧縮式冷凍機Ｘとエンジン等の排熱で駆動される吸収式冷凍機Ｙとを備えて構成される冷凍装置において、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒と上記吸収式冷凍機Ｙの吸収器１２の出口から溶液ポンプ１７を経て溶液熱交換器１６に至る管路６７から分岐した溶液との間で熱交換を行なう熱回収熱交換器６を設けている。そして、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記熱回収熱交換器６で熱交換した後の上記溶液を上記吸収式冷凍機Ｙの発生器１１に流入させるとともに、上記熱回収熱交換器６で熱交換した後の上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒を上記吸収式冷凍機Ｙの蒸発器１３において過冷却し、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には、四路切換弁２を切換え、蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒を冷房運転とは逆方向に流入させ、溶液ポンプ１７のみ運転し、上記圧縮機１で圧縮された後の冷媒が利用側熱交換器３で熱交換され、上記吸収式冷凍機Ｙの蒸発器１３内の熱交換器１３ａから管路５４を経て、上記熱回収熱交換器６より圧縮機１に戻り、上記熱回収熱交換器６において上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液との熱交換により上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の温度を高めるようにしている。

従って、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時と暖房運転時においてそれぞれ以下の作用効果が得られる。

（ａ−１）本願の第１の発明に係る冷凍装置によれば、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記熱回収熱交換器６において上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの圧縮機１で圧縮された後の冷媒との間で熱交換した後の溶液を上記吸収式冷凍機Ｙの発生器１１に流入させることで上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒排熱が上記発生器１１の駆動熱源に利用され、該発生器１１をエンジン等の排熱のみで駆動する場合に比して、排熱の有効利用が促進される。尚、蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の熱回収が上記吸収式冷凍機Ｙの吸収器出口溶液により熱回収熱交換器６で行われ、発生器１１に流入するため、図６における発生器１１内での熱交換では吸収式冷凍機Ｙの運転サイクルより交換熱量が限定されることから考えて、熱回収熱交換器６で熱交換させる方が交換熱量が大幅に増加し、排熱がより有効に利用出来る。

また、上記熱回収熱交換器６で熱交換した後の上記冷媒を上記吸収式冷凍機Ｙの蒸発器１３において過冷却することで、該蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側においては、上記過冷却分だけ該蒸気圧縮式冷凍機Ｘの利用側熱交換器３における冷媒の蒸発温度が低下し、これによって蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房性能が改善される。

さらに、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の過冷却を上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３において行なうことで、上記吸収式冷凍機Ｙ側においては、例えば、上記蒸発器１３に冷水を循環させる場合に比して、該蒸発器１３における上記吸収式冷凍機Ｙの冷媒の蒸発温度を高くすることができることから、例えば、必要な蒸発能力を一定とした場合には、冷水に対する蒸発温度の上昇分だけ、上記蒸発器１３の能力を低く抑えてその低コスト化あるいはコンパクト化を図ることが可能となる。

（ａ−２）一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時は、上記吸収式冷凍機Ｙにおいては、上記凝縮器１４と上記過冷却熱交換器１５は共に運転が停止され、上記溶液ポンプ１７のみが運転される。また、上記発生器１１への排熱の供給は継続的に行なわれる。

従って、上記冷媒熱回収熱交換器６においては、排熱によって加熱された上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液と、減圧された上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の間で熱交換が行なわれ、この熱交換によって該冷媒はその温度が高められる。その結果、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの利用側熱交換器３での冷媒の凝縮に伴う放熱量が増加し、それだけ上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能が改善されることになる。暖房運転時の蒸発温度の上昇は、圧縮機１の駆動動力の低減効果もあり、暖房性能の向上にも寄与する。尚、図６における発生器１１内での吸収式冷凍機Ｙの溶液と蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒との熱交換に比較して、熱回収熱交換器６における熱交換の方が交換熱量がより大きく、従って暖房性能の改善効果もより高い。

（ａ−３）上記（ａ−１）と（ａ−２）に記載の効果の相乗効果として、冷房運転時と暖房運転時の双方において蒸気圧縮式冷凍機Ｘの性能改善効果が得られ、実用性に富む冷凍装置が得られることになる。

（ａ−４）さらに、蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、該蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の凝縮が上記冷媒熱回収熱交換器６での熱回収によって行なわれ、上記暖房運転時には、該蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の蒸発が上記冷媒熱回収熱交換器６での熱回収によって行なわれることから、従来の蒸気圧縮式冷凍機において必須の構成要素として備えられていた放熱側熱交換器７が不要となり、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの構造の簡略化が図られると共に低コスト化も可能となる。

（ｂ）本願の第２の発明
本願の第２の発明では、上記（ａ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明に係る冷凍装置によれば、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２に流入する溶液を、過冷却した後に該吸収器１２に流入させる間接冷却方式を採用したことから、上記吸収器１２では流入溶液の顕熱で冷媒蒸気を吸収するだけであり、例えば、上記吸収器１２において流入溶液を冷却して冷媒蒸気を吸収する直接冷却方式を採用する場合に比して、過冷却熱交換器１５が別途必要となるが、該吸収器１２と蒸発器１１とを簡単に一体化することが可能となり、吸収蒸発器としてコンパクト化を図ること、延いては吸収式冷凍機Ｙのコンパクト化を図ることができる。

（ｃ）本願の第３の発明
本願の第３の発明では、上記（ａ）又は（ｂ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明に係る冷凍装置では、図２に例示するように、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の出口側の管路６４を、該吸収器１２に流入する溶液を過冷却する過冷却熱交換器１５に至る管路６５と、上記発生器１１からの溶液との間で熱交換を行なう溶液熱交換器１６を経て上記発生器１１に至る管路６７に分岐し、更に該発生器１１に至る管路６７を上記熱回収熱交換器６に至る管路７１に分岐させるとともに、上記過冷却熱交換器１５に至る管路６５と上記発生器１１に至る管路６７の少なくとも何れか一方に電磁弁４１，４２を設けている。そして、上記電磁弁４１，４２を、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には開弁し、暖房運転時には閉弁する。

（ｃ−１）冷房運転時
上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記電磁弁４１，４２が開弁されるので、その回路構成は、上記第１の発明に係る冷凍装置の冷房運転時における回路構成と同様となり、これと同様の作用効果（上記（ａ−１）参照）が得られる。

（ｃ−２）暖房運転時
上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には、電磁弁の設置態様に応じてそれぞれ以下のような作用効果が得られる。なお、暖房運転時は、上記吸収式冷凍機Ｙにおいては、上記凝縮器１４と上記過冷却熱交換器１５は共にその運転が停止され、上記溶液ポンプ１７のみが運転される。また、上記発生器１１への排熱の供給は継続される。

（ｃ−２−１）上記過冷却熱交換器１５に至る管路６５と上記発生器１１に至る管路６７の双方に電磁弁４１、４２が設けられている場合
この場合には、上記電磁弁４１が閉弁されることで、吸収器１２及び上記蒸発器１３は共に運転が停止される。さらに、上記電磁弁４２が閉弁されることで、上記吸収式冷凍機Ｙの溶液は上記冷媒熱回収熱交換器６と発生器１１の間を循環するだけとなる。

この結果、上記吸収器１２の出口側の溶液は、その全量が上記冷媒熱回収熱交換器６に流入し、該熱回収熱交換器６において上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒と熱交換される。従って、この熱回収熱交換器６での熱交換によって、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒の温度が高められ、上記利用側熱交換器３での冷媒の凝縮に伴う放熱量が増加し、それだけ上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能が改善されることになる。暖房運転時の蒸発温度の上昇は、圧縮機１の駆動動力の低減効果もあり、暖房性能の向上にも寄与する。

（ｃ−２−２）過冷却熱交換器１５に至る管路６５のみに電磁弁４１が設けられている場合
この場合には、上記電磁弁４１が閉弁されることで、吸収器１２及び上記蒸発器１３は共に運転停止される。一方、上記吸収器１２の出口側の溶液は、上記発生器１１に流入し得る状態であるが、該発生器１１に至る管路６７には溶液熱交換器１６が設けられていることから、該溶液熱交換器１６における流通抵抗によって、溶液は上記発生器１１へは殆ど流入せず、流通抵抗の少ない上記冷媒熱回収熱交換器６側へ略全量が流入することとなる。

この結果、上記吸収器１２の出口側の溶液は、その略全量が上記冷媒熱回収熱交換器６に流入し、該熱回収熱交換器６において上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒と熱交換される。従って、この熱回収熱交換器６での熱交換によって、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒の温度が高められ、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの利用側熱交換器３での冷媒の凝縮に伴う放熱量が増加し、それだけ上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能が改善されることになる。暖房運転時の蒸発温度の上昇は、圧縮機１の駆動動力の低減効果もあり、暖房性能の向上にも寄与する。

（ｃ−２−３）発生器１１に至る管路６７のみに電磁弁４２が設けられている場合
この場合には、上記溶液ポンプ１７の運転によって上記吸収式冷凍機Ｙの溶液は上記冷媒熱回収熱交換器６と発生器１１の間を循環するだけとなる。

この結果、上記吸収器１２の出口側の溶液は、その全量が上記冷媒熱回収熱交換器６に流入し、該熱回収熱交換器６において上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒と熱交換される。従って、この熱回収熱交換器６での熱交換によって、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒の温度が高められ、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの利用側熱交換器３での冷媒の凝縮に伴う放熱量が増加し、それだけ上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能が改善されることになる。暖房運転時の蒸発温度の上昇は、圧縮機１の駆動動力の低減効果もあり、暖房性能の向上にも寄与する。

（ｃ−２−４）以上のように、電磁弁の設置態様が上記三態様の何れであっても、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能が改善されるものである。

（ｃ−３）上記（ｃ−１）と（ｃ−２）に記載の効果の相乗効果として、冷房運転時と暖房運転時の双方において蒸気圧縮式冷凍機Ｘの性能改善効果が得られ、実用性に富む冷凍装置が得られることになる。

（ｄ）本願の第４の発明
本願の第４の発明では、上記（ａ）又は（ｂ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明に係る冷凍装置では、図３に例示するように、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の出口側の管路６４を、該吸収器１２に流入する溶液を過冷却する過冷却熱交換器１５に至る管路６５と、上記発生器１１からの溶液との間で熱交換を行なう溶液熱交換器１６を経て上記発生器１１に至る管路６７に分岐し、更に該発生器１１に至る管路６７を上記熱回収熱交換器６に至る管路７１に分岐させる一方、上記過冷却熱交換器１５に至る管路６５に電磁弁４１を設けるとともに、上記熱回収熱交換器６に至る管路７１と上記発生器１１から上記蒸発器１３に流入する管路６２を、電磁弁４３を備えた管路７３によって接続し、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には上記管路６５に設けた電磁弁４１を開弁する一方、上記管路７３に備えられた電磁弁４３を閉弁し、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には上記管路６５に設けた電磁弁４１を閉弁する一方、上記管路７３に備えられた電磁弁４３を開弁する。

（ｄ−１）冷房運転時
上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記管路６５に設けた電磁弁４１が開弁され、上記管路７３に備えられた電磁弁４３が閉弁されるので、その回路構成は、上記第１の発明に係る冷凍装置の冷房運転時における回路構成と同様となり、これと同様の作用効果（上記（ａ−１）参照）が得られる。

（ｄ−２）暖房運転時
上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には、上記吸収式冷凍機Ｙにおいては、上記凝縮器１４と上記過冷却熱交換器１５は共にその運転が停止され、上記溶液ポンプ１７のみが運転される。また、上記発生器１１への排熱の供給は継続される。さらに、上記管路６５に設けた電磁弁４１が閉弁され、上記管路７３に備えられた電磁弁４３が開弁される。

従って、上記吸収器１２の出口側の溶液は、上記発生器１１と上記冷媒熱回収熱交換器６及び上記蒸発器１３にそれぞれ流入するが、上記発生器１１への管路６７には溶液熱交換器１６が設けられていることから、該溶液熱交換器１６における流通抵抗によって、溶液は上記発生器１１へは殆ど流入せず、流通抵抗の少ない上記蒸発器１３及び上記冷媒熱回収熱交換器６側へ略全量が流入することとなる。この結果、上記冷媒熱回収熱交換器６と上記蒸発器１３の双方において、上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液と上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒との間で熱交換が行なわれ、この熱交換によって上記冷媒の温度が高められ、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記利用側熱交換器３での冷媒の凝縮に伴う放熱量が増加し、それだけ上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能が改善されることになる。暖房運転時の蒸発温度の上昇は、圧縮機１の駆動動力の低減効果もあり、暖房性能の向上にも寄与する。

（ｄ−３）上記（ｄ−１）と（ａ−２）に記載の効果の相乗効果として、冷房運転時と暖房運転時の双方において蒸気圧縮式冷凍機Ｘの性能改善効果が得られ、実用性に富む冷凍装置が得られることになる。

（ｅ）本願の第５の発明
本願の第５の発明は、上記（ａ）又は（ｂ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明に係る冷凍装置では、図４に例示するように、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の出口側の管路６４を、該吸収器１２に流入する溶液を過冷却する過冷却熱交換器１５に至る管路６５と、上記発生器１１からの溶液との間で熱交換を行なう溶液熱交換器１６を経て上記発生器１１に至る管路６７に分岐し、更に該発生器１１に至る管路６７を上記熱回収熱交換器６に至る管路７１に分岐させる一方、上記過冷却熱交換器１５に至る管路６５に電磁弁４１を、上記発生器１１に至る管路６７に電磁弁４２をそれぞれ設けるとともに、上記管路７１と上記蒸発器１３を、電磁弁４３を備えた管路７４によって接続している。そして、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には上記管路６５に設けた電磁弁４１と上記管路６７に設けた電磁弁４２を共に開弁し、上記管路７４に設けた電磁弁４３を閉弁し、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には上記管路６５に設けた電磁弁４１と上記管路６７に設けた電磁弁４２を共に閉弁し、上記管路７４に設けた電磁弁４３を開弁する。

（ｅ−１）冷房運転時
上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記管路６５に設けた電磁弁４１と管路６７に設けた電磁弁４２が共に開弁され、上記管路７４に設けた電磁弁４３が閉弁されるので、その回路構成は、上記第１の発明に係る冷凍装置の冷房運転時における回路構成と同様となり、これと同様の作用効果（上記（ａ−１）参照）が得られる。

（ｅ−２）暖房運転時
上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には、上記吸収式冷凍機Ｙにおいては、上記凝縮器１４と上記過冷却熱交換器１５は共にその運転が停止され、上記溶液ポンプ１７のみが運転される。また、上記発生器１１への排熱の供給は継続される。さらに、上記管路６５に設けた電磁弁４１と上記管路６７に設けた電磁弁４２が共に閉弁され、上記管路７４に設けた電磁弁４３のみが開弁される。

従って、上記吸収器１２の出口側の溶液は、上記冷媒熱回収熱交換器６と上記蒸発器１３にそれぞれ流入し、上記発生器１１には上記冷媒熱回収熱交換器６から流出した溶液が流入する。このため、上記冷媒熱回収熱交換器６と上記蒸発器１３の双方において、上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液と上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒との間で熱交換が行なわれ、この熱交換によって上記冷媒の温度が高められ、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記利用側熱交換器３での冷媒の凝縮に伴う放熱量が増加しそれだけ上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能が改善されることになる。暖房運転時の蒸発温度の上昇は、圧縮機１の駆動動力の低減効果もあり、暖房性能の向上にも寄与する。

（ｅ−３）上記（ｅ−１）と（ｅ−２）に記載の効果の相乗効果として、冷房運転時と暖房運転時の双方において蒸気圧縮式冷凍機Ｘの性能改善効果が得られ、実用性に富む冷凍装置が得られることになる。

（ｆ）本願の第６の発明
本願の第６の発明では、上記（ｄ）、又は（ｅ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明に係る冷凍装置では、図４及び図５に例示するように、上記蒸発器１３における溶液散布用の散布器１８と冷媒液散布用の散布器１９を、別体構成又は共用可能な一体構成としている。

従って、上記溶液散布用の散布器１８と冷媒液散布用の散布器１９を別体構成とした場合には、本来的に設けられている冷媒散布用の上記散布器１９における上記蒸発器１３の熱交換器への冷媒の適正な散布状態を維持したまま、上記蒸発器１３の熱交換器への溶液の散布が適正に行なわれるよう上記溶液散布用の散布器１８の構造あるいは設置位置を設定することができる。

また、上記溶液散布用の散布器１８と冷媒液散布用の散布器１９を一体構成とした場合には、散布器の配置スペースの狭小化によって、上記蒸発器１３のコンパクト化及び低コスト化が図れる。

（ｇ）本願の第７の発明
本願の第７の発明では、上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）又は（ｆ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明に係る冷凍装置では、図１〜図５に例示するように、上記蒸発器１３を、吸収式冷凍機Ｙの冷媒液が一過性で該蒸発器１３の伝熱面を流れ、未蒸発の冷媒液が上記吸収器１２側へ移動して該吸収器１２側の溶液に吸収されるように構成しているので、例えば、上記蒸発器１３を循環式とする場合に比して、該蒸発器１３及びこれに隣接設置される上記吸収器１２との一体化で、コンパクト化が図れ、延いては蒸気圧縮式冷凍機Ｘと吸収式冷凍機Ｙを組み合わせて構成される冷凍装置のコンパクト化が図られる。

（ｈ）本願の第８の発明
本願の第８の発明では、上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）又は（ｇ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明に係る冷凍装置では、図５に例示するように、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘを複数台設置するとともに該各蒸気圧縮式冷凍機Ｘのそれぞれに上記熱回収熱交換器６を設けて該各蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の排熱をそれぞれ回収し、該各熱回収熱交換器６で回収された排熱を一台の吸収式冷凍機Ｙの上記発生器１１に供給するように構成しているので、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒側から上記吸収式冷凍機Ｙの発生器１１側への回収熱量が大きくなることから、エンジン等の排熱が少ない場合でも上記吸収式冷凍機Ｙを適正に運転させることができ、その結果、該吸収式冷凍機Ｙの蒸発器１３での熱交換によって蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒を十分に過冷却することが可能となり、延いては上記冷凍装置全体としての性能改善効果を得ることができる。

本願発明の第１の実施の形態に係る冷凍装置の全体回路図である。本願発明の第２の実施の形態に係る冷凍装置の全体回路図である。本願発明の第３の実施の形態に係る冷凍装置の全体回路図である。本願発明の第４の実施の形態に係る冷凍装置の全体回路図である。本願発明の第５の実施の形態に係る冷凍装置の全体回路図である。従来の冷凍装置の全体回路図である。

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。

Ｉ：第１の実施形態
図１には、本願発明の第１の実施形態に係る冷凍装置Ｚの回路構成を示している。この冷凍装置Ｚは、次述の蒸気圧縮式冷凍機Ｘと吸収式冷凍機Ｙを組み合わせて構成され、室内の冷暖房に供せられる。

Ｉ−１：蒸気圧縮式冷凍機Ｘの構成
上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘは、圧縮機１と四路切換弁２と利用側熱交換器３（即ち、室内機）と膨張弁４及アキュームレーター５を、管路５１〜管路５７によって接続して構成され、上記四路切換弁２の切換操作によって冷房運転と暖房運転を選択的に実現するようになっている。即ち、上記圧縮機１の吐出側の管路５１には上記四路切換弁２が備えられており、該四路切換弁２の切換えによって上記管路５１は上記利用側熱交換器３に至る管路５２（暖房運転時）と上記アキュームレーター５に至る管路５６（冷房運転時）に選択的に切り換えられ、上記利用側熱交換器３は冷房運転時には冷媒の蒸発作用をなし、暖房運転時には冷媒の凝縮作用を為す。

Ｉ−２：吸収式冷凍機Ｙの構成
上記吸収式冷凍機Ｙは、例えば、臭化リチュム（ＬｉＢｒ）を吸収液、水を冷媒として該吸収液への冷媒の吸収及び放出（再生）作用を利用して冷凍作用を為すものであって、発生器１１と、空冷式の凝縮器１４と、隣接配置された吸収器１２及び蒸発器１３と、空冷式の過冷却熱交換器１５と、溶液熱交換器１６と溶液ポンプ１７を備え、これら各要素を管路６１〜管路６７によって接続して構成される。

上記発生器１１は、基本的にはエンジン等の排熱を駆動熱源として駆動されるものであって、排熱と溶液との間で熱交換を行なうために排熱用の熱交換器１１ａを内蔵している。また、この発生器１１には、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの排熱を駆動熱源として取り入れるために後述の熱回収熱交換器６の吐出側の管路７２が接続されている。

さらに、上記発生器１１の上部と上記凝縮器１４は管路６１によって接続され、上記発生器１１で発生した冷媒蒸気（水蒸気）を上記凝縮器１４に流入させて凝縮するようになっている。

また、上記発生器１１には上記溶液ポンプ１７からの管路６７と後述の吸収器１２の出口側に接続される管路６３が備えられており、該発生器１１には上記吸収器１２から希溶液が流入されるとともに、該発生器１１内で濃縮された濃溶液は上記管路６３から上記吸収器１２の出口側へ送られるようになっている。

上記吸収器１２の出口側から上記発生器１１へ向かう上記管路６７と、該発生器１１から上記吸収器１２の出口側へ向かう上記管路６３の間には、上記溶液熱交換器１６が備えられ、該溶液熱交換器１６においては上記管路６３を流れる濃溶液と上記管路６７を流れる希溶液の間で熱交換が行なわれ、該濃溶液側から希溶液側へ熱回収される。

上記吸収器１２は、過冷却された溶液に、次述の蒸発器１３で発生した冷媒蒸気を吸収させて希溶液とするものであって、該吸収器１２には管路６６から過冷却熱交換器１５によって過冷却された後の溶液が流入される。

上記蒸発器１３は、一過性の蒸発機能をもつもので、熱交換器１３ａを内蔵している。そして、上記凝縮器１４で凝縮された液冷媒を管路６２から流入させ、該冷媒を上記熱交換器１３ａの表面を伝って流下させることで、該熱交換器１３ａ内を流れる流体（この実施形態では、後述するように上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒）によってこれを加熱蒸発させて冷媒蒸気を発生させる。

上記蒸発器１３において発生した冷媒蒸気は、上記吸収器１２へ流入し、該吸収器１２において上記過冷却熱交換器１５側から流入する過冷却溶液に吸収される。また、上記蒸発器１３での未蒸発冷媒も、上記吸収器１２側へ流入し、該吸収器１２内の溶液に吸収される。

また、上記吸収器１２の出口側の溶液（希溶液）は、上記溶液ポンプ１７によって、上記過冷却熱交換器１５と上記発生器１１及び上記冷媒熱回収熱交換器６にそれぞれ送られる。

Ｉ−３：特有の構成
ここで、この冷凍装置Ｚでは、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒と上記吸収式冷凍機Ｙの上記発生器１１へ還流される溶液の間での熱交換と、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒と上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３側の溶液の間での熱交換を、それぞれ実現するために、以下のような特有の構成を備えている。

即ち、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの管路５３、５４を上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３の熱交換器１３ａの両端に接続し、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記圧縮機１で圧縮された後の冷媒を上記蒸発器１３で過冷却するようにしている。

さらに、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘと吸収式冷凍機Ｙの間に熱回収熱交換器６を設け、上記吸収式冷凍機Ｙの管路６７から分岐する管路７１を介して溶液を上記熱回収熱交換器６に流入させた後、上記管路７２を介して上記発生器１１に還流させるようにするとともに、上記冷媒熱回収熱交換器６に内蔵された熱交換器６ａの一端を上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの管路５４に、他端を上記管路５５に接続し、上記冷媒熱回収熱交換器６内において上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液と上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒の間で熱交換を行なうようにしている。

Ｉ−４：冷凍装置Ｚの作動説明
Ｉ−４−ａ：冷房運転時
上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記吸収式冷凍機Ｙも同時に運転される。そして、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記圧縮機１において圧縮された後の高温の冷媒（ガス冷媒）は、上記冷媒熱回収熱交換器６熱交換器６ａ及び上記蒸発器１３の熱交換器１３ａを順次流れる。一方、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の出口側の溶液（希溶液）の一部は管路７１を通って上記冷媒熱回収熱交換器６に流入し、それぞれの熱交換器６ａの外側を流れた後、上記発生器１１側へ還流される。

この場合、上記冷媒熱回収熱交換器６においては、上記熱交換器６ａ内を流れる上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側のガス冷媒と該熱交換器６ａの外側を流れる溶液の間で熱交換が行なわれ、蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒熱が吸収式冷凍機Ｙの溶液側へ回収される。従って、上記発生器１１に流入する溶液が回収した熱量が、管路６０を通して供給されるエンジン等の排熱による熱量に加算され、この合算熱量を駆動熱源として上記発生器１１が駆動される。

この結果、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒排熱の利用分だけ、上記発生器１１をエンジン等の排熱のみで駆動する場合に比して、排熱の有効利用が促進され、例えば、エンジン等の排熱量が減少した場合でも、上記吸収式冷凍機Ｙを運転することができる。

一方、上記冷媒熱回収熱交換器６に流入した蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側のガス冷媒は、該熱回収熱交換器６での溶液との熱交換による冷却作用によって凝縮されて液冷媒とされる。従って、冷媒の凝縮作用が上記冷媒熱回収熱交換器６において行なわれる結果、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側には、従来構成では必須の構成要素であった熱源側熱交換器を備える必要がなくなり、それだけ上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの構造の簡略化、低コスト化が図られることになる。

また、上記冷媒熱回収熱交換器６での熱交換によって凝縮された上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒（液冷媒）は、さらに上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３の熱交換器１３ａに流入し、該熱交換器１３ａの外側を流れる溶液との熱交換によって過冷却され、過冷却冷媒として、上記膨張弁４で減圧された後、上記利用側熱交換器３に流入し、ここで蒸発する。この場合、上記蒸発器１３での過冷却によって冷媒温度が低下しているため、上記利用側熱交換器３における入口冷媒の比エンタルピー温度が低下し、該利用側熱交換器３で放熱される冷熱量が増加し、それだけ上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房性能が改善される。

Ｉ−４−ｂ：暖房運転時
上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には、上記吸収式冷凍機Ｙの上記凝縮器１４及び過冷却熱交換器１５の運転を停止し、上記溶液ポンプ１７のみを運転し、上記発生器１１内の溶液を循環させる。また、上記発生器１１への排熱の供給は継続される。

この状態で上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘが暖房運転されると、上記圧縮機１で圧縮された冷媒は、上記利用側熱交換器３において凝縮した後、上記膨張弁４において減圧された状態で、上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３の熱交換器１３ａを経て上記冷媒熱回収熱交換器６の熱交換器６ａに流入し、該熱回収熱交換器６での上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液との熱交換によって蒸発し、上記アキュームレーター５を経て上記圧縮機１に吸入される。そして、圧縮機１で圧縮された後の冷媒は、上記利用側熱交換器３において凝縮し、その凝縮熱によって室内暖房が実現される。

この場合、上記冷媒熱回収熱交換器６に流入する溶液、即ち、上記溶液熱交換器１６で熱交換を行っていない温度の高い溶液と、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記利用側熱交換器３での凝縮後に減圧された冷媒との間で熱交換が行なわれること、換言すれば、上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液温度を上記冷媒の蒸発熱源として用いることから、該冷媒の蒸発温度は、例えば、冷媒の蒸発熱源として空気温度を用いるような場合よりも、高温とされ、その分だけ該冷媒の上記利用側熱交換器３での凝縮に伴う放熱量が増加し、これによって上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能が改善される。暖房運転時の蒸発温度の上昇は、圧縮機１の駆動動力の低減効果もあり、暖房性能の向上にも寄与する。

このように、冷房運転時と暖房運転時の双方において上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの性能改善が図られることで、実用性に富む冷凍装置が得られることになる。

なお、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、該蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の凝縮が上記冷媒熱回収熱交換器６での熱回収によって行なわれ、また上記暖房運転時には、該蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の蒸発が上記冷媒熱回収熱交換器６での熱回収によって行なわれることから、従来の蒸気圧縮式冷凍機において必須の構成要素として備えられていた放熱側熱交換器が不要となり、それだけ上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの構造の簡略化、低コスト化が図られることにもなる。

ＩＩ：第２の実施形態
図２には、本願発明の第２の実施形態に係る冷凍装置Ｚの回路構成を示している。この冷凍装置Ｚは、上記第１の実施形態に係る冷凍装置Ｚの回路構成を基本とし、この基本回路において、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の出口と上記過冷却熱交換器１５を接続する管路６５に電磁弁４１を、上記吸収器１２の出口と上記発生器１１を接続する上記管路６７に電磁弁４２を、それぞれ設けるとともに、上記電磁弁４１と電磁弁４２を、共に、冷房運転時には開弁させ、暖房運転時には閉弁させるようにその作動形態を設定したものである。

従って、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記各電磁弁４１，４２が共に開弁されることから、これら各電磁弁４１，４２が設けられていない構成、即ち、上記第１の実施形態における冷房運転時の回路構成と同様であり、また同様の作用効果が得られるものである。従って、冷房運転時の作用効果については、第１の実施形態の該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。

一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には、上記管路６５と上記管路６７の双方に電磁弁４１、４２が設けられ且つこれらが共に閉弁される。また、この場合、上記吸収式冷凍機Ｙにおいては、上記凝縮器１４及び過冷却熱交換器１５の運転が停止され、上記溶液ポンプ１７のみが運転されるとともに、上記発生器１１への排熱の供給は継続される。

この場合、上記吸収式冷凍機Ｙ側においては、上記電磁弁４１、４２が共に閉弁されているので、上記吸収器１２の出口側の溶液は、上記冷媒熱回収熱交換器６と上記発生器１１の間を循環する。従って、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒は、上記熱回収熱交換器６において上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液との熱交換によって昇温され、その蒸発温度がさらに高められ、その結果、上記冷媒の上記利用側熱交換器３での凝縮に伴う放熱量が増加し、これによって上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能が改善される。暖房運転時の蒸発温度の上昇は、圧縮機１の駆動動力の低減効果もあり、暖房性能の向上にも寄与する。

なお、この実施形態では、上記吸収器１２の出口側から上記過冷却熱交換器１５に至る上記管路６５と、上記吸収器１２の出口側から上記発生器１１に至る管路６７に、それぞれ電磁弁４１，４２を設けたが、係る弁配置構成に限定されるものではなく、例えば、上記管路６５のみに上記電磁弁４１を設ける構成とか、上記管路６７のみに上記電磁弁４１を設ける構成を採用することもでき、これら何れの場合においても、上述の上記管路６５と上記管路６７の双方に電磁弁４１，４２を設けた場合と同様の作用効果が得られる。

即ち、上記過冷却熱交換器１５に至る上記管路６５のみに上記電磁弁４１が設けられている場合には、該電磁弁４１が閉弁されることで、上記吸収器１２の出口側の溶液は、
上記発生器１１と上記冷媒熱回収熱交換器６の双方に流入し得る状態となるが、該発生器１１への管路６７には溶液熱交換器１６が設けられていることから、該溶液熱交換器１６における流通抵抗によって、溶液は上記発生器１１へは殆ど流入せず、流通抵抗の少ない上記冷媒熱回収熱交換器６側へ略全量が流入することとなる。

この結果、上記熱回収熱交換器６での熱交換によって上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒の蒸発温度がさらに高められ、それに伴って上記利用側熱交換器３における冷媒の凝縮に伴う放熱量が増加し、これによって上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能が改善されることになる。暖房運転時の蒸発温度の上昇は、圧縮機１の駆動動力の低減効果もあり、暖房性能の向上にも寄与する。

これに対して、上記発生器１１に至る上記管路６７のみに上記電磁弁４２が設けられている場合には、上記溶液ポンプ１７によって上記吸収器１２の出口側の溶液は上記過冷却熱交換器１５と上記冷媒熱回収熱交換器６の双方へ流入するが、上記過冷却熱交換器１５は運転停止状態にあるため、上記吸収器１２は不作動とされる。従って、電磁弁４２が閉弁されることで、上記冷媒熱回収熱交換器６においてのみ、上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液と上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒の間での熱交換が行なわれることになる。

ＩＩＩ：第３の実施形態
図３には、本願発明の第３の実施形態に係る冷凍装置Ｚの回路構成を示している。この冷凍装置Ｚは、上記第２の実施形態に係る冷凍装置Ｚの変形例として位置付けられるものである。即ち、上記第２の実施形態では、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の出口側と上記過冷却熱交換器１５を接続する管路６５に電磁弁４１を設けるとともに、上記吸収器１２の出口から上記発生器１１に至る管路６７に上記電磁弁４２を設けていたのに対して、この第３の実施形態では、上記管路６５に上記電磁弁４１を設けることは同じであるが、上記管路６７への上記電磁弁４２の付設に代えて、上記吸収器１２の出口と上記冷媒熱回収熱交換器６を接続する管路７１から管路７３を分岐させて、この管路７３を上記発生器１１からの管路６２の途中に接続するとともに、該管路７３に電磁弁４３を設けたものである。

そして、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記電磁弁４１を開弁させ、上記電磁弁４３を閉弁させる一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には、上記電磁弁４１を閉弁させ、上記電磁弁４３を開弁させるように、これら各電磁弁４１，４３の作動形態を設定している。

従って、この実施形態の冷凍装置Ｚにおいては、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時と暖房運転時においてそれぞれ以下の作用効果が得られる。

上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記吸収式冷凍機Ｙは運転状態とされる。この状態で、上記電磁弁４１が開弁され、上記電磁弁４３が閉弁されるので、その回路構成は、上記第１の実施形態に係る冷凍装置Ｚの冷房運転時における回路構成と同様となり、これと同様の作用効果が得られる。従って、冷房運転時の作用効果については、第１の実施形態の該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。

一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には、上記電磁弁４１が閉弁され、上記電磁弁４３が開弁される。また、上記吸収式冷凍機Ｙにおいては、上記凝縮器１４及び過冷却熱交換器１５の運転が停止され、上記溶液ポンプ１７のみが運転されるとともに、上記発生器１１への排熱の供給が継続される。

この状態で、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘが暖房運転されると、上記電磁弁４１が閉弁され、上記電磁弁４３が開弁されているので、上記吸収器１２の出口側の溶液は、上記発生器１１と上記冷媒熱回収熱交換器６及び上記蒸発器１３にそれぞれ流入するが、上記発生器１１への管路６７には溶液熱交換器１６が設けられていることから、該溶液熱交換器１６における流通抵抗によって、溶液は上記発生器１１へは殆ど流入せず、流通抵抗の少ない上記蒸発器１３及び上記冷媒熱回収熱交換器６側へ略全量が流入することとなる。

この結果、上記冷媒熱回収熱交換器６と上記蒸発器１３の双方において、上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液と上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒との間で熱交換が行なわれ、該冷媒の蒸発温度がさらに高められ、それに伴って上記利用側熱交換器３における冷媒の凝縮に伴う放熱量が増加し、これによって上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能が改善されることになる。暖房運転時の蒸発温度の上昇は、圧縮機１の駆動動力の低減効果もあり、暖房性能の向上にも寄与する。

ＩＶ：第４の実施形態
図４には、本願発明の第４の実施形態に係る冷凍装置Ｚの回路構成を示している。この冷凍装置Ｚは、上記第２の実施形態に係る冷凍装置Ｚの変形例として位置付けられるものである。即ち、第２の実施形態では、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の出口と上記過冷却熱交換器１５を接続する管路６５に電磁弁４１を、上記吸収器１２の出口と上記発生器１１を接続する上記管路６７に電磁弁４２をそれぞれ設けていたのに対して、この第４の実施形態では、上記電磁弁４１と電磁弁４２に加えて、上記吸収器１２の出口側と上記冷媒熱回収熱交換器６を接続する管路７１から管路７４を分岐させ、この管路７４を上記蒸発器１３に接続するとともに該管路７４に電磁弁４３を設けたものである。

そして、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記電磁弁４１と上記電磁弁４２を開弁させ、上記電磁弁４３を閉弁させる一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には、上記電磁弁４１と上記電磁弁４２を閉弁させ、上記電磁弁４３を開弁させるように、これら各電磁弁４１〜４３の作動形態を設定している。

上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記吸収式冷凍機Ｙは運転状態とされる。この状態で、上記電磁弁４１と電磁弁４２が共に開弁され、上記電磁弁４３が閉弁されるので、その回路構成は、上記第１の発明に係る冷凍装置の冷房運転時における回路構成と同様となり、これと同様の作用効果が得られる。従って、冷房運転時の作用効果については、第１の実施形態の該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。

一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には、上記電磁弁４１と電磁弁４２が共に閉弁され、上記電磁弁４３が開弁される。また、上記吸収式冷凍機Ｙにおいては、上記凝縮器１４及び過冷却熱交換器１５の運転が停止され、上記溶液ポンプ１７のみが運転されるとともに、上記発生器１１への排熱の供給が継続される。

従って、この状態で上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘが暖房運転されると、上記電磁弁４１と電磁弁４２が共に閉弁され、上記電磁弁４３が開弁されているので、上記吸収器１２の出口側の溶液は、上記冷媒熱回収熱交換器６と上記蒸発器１３にそれぞれ流入する。この結果、上記冷媒熱回収熱交換器６と上記蒸発器１３の双方において、上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液と上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒との間で熱交換が行なわれ、該冷媒の蒸発温度がさらに高められ、それに伴って上記利用側熱交換器３における冷媒の凝縮に伴う放熱量が増加し、これによって上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能が改善されることになる。暖房運転時の蒸発温度の上昇は、圧縮機１の駆動動力の低減効果もあり、暖房性能の向上にも寄与する。

なお、この実施形態の冷凍装置Ｚにおいては、上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３に備えられた溶液散布用の散布器１８と冷媒液散布用の散布器１９を別体構成としている。係る構成とすれば、本来的に設けられている冷媒散布用の上記散布器１９における上記蒸発器１３の熱交換器１３ａへの冷媒の適正な散布状態を維持したまま、上記蒸発器１３の熱交換器１３ａへの溶液の散布が適正に行なわれるように上記溶液散布用の散布器１８の構造あるいは設置位置を設定することができる。

Ｖ：第５の実施形態
図５には、本願発明の第５の実施形態に係る冷凍装置Ｚの回路構成を示している。この冷凍装置Ｚは、上記第４の実施形態に係る冷凍装置Ｚの変形例として位置付けられるものである。即ち、上記第４の実施形態に係る冷凍装置Ｚでは一台の蒸気圧縮式冷凍機Ｘと一台の吸収式冷凍機Ｙで上記冷凍装置Ｚを構成していたのに対して、この第５の実施形態に係る冷凍装置Ｚでは、これを二台の蒸気圧縮式冷凍機Ｘと一台の吸収式冷凍機Ｙで構成するとともに、該蒸気圧縮式冷凍機Ｘの設置数の増加に対応して、該各蒸気圧縮式冷凍機Ｘのそれぞれに上記冷媒熱回収熱交換器６を備え、該各蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の排熱をそれぞれ対応する熱回収熱交換器６において吸収式冷凍機Ｙの溶液側へ回収し、この回収された排熱を一台の上記吸収式冷凍機Ｙの上記発生器１１に供給するように構成したものである。

係る構成によれば、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒側から上記吸収式冷凍機Ｙの発生器１１側への回収熱量が大きくなることから、例えば、エンジン等の排熱が少ない場合でも、回収した冷媒排熱を有効に使って上記吸収式冷凍機Ｙを適正に運転させることができ、その結果、該吸収式冷凍機Ｙの蒸発器１３での熱交換によって上記各蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒を十分に過冷却することが可能となり、延いては上記冷凍装置Ｚ全体の性能改善効果を得ることができる。

なお、この実施形態の冷凍装置Ｚにおいては、上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３に備えられた溶液散布用の散布器１８を冷媒液散布用の散布器として共用できるように一体構成している。係る構成とすれば、散布器の配置スペースの狭小化によって、上記蒸発器１３のコンパクト化及び低コスト化が図れる。

また、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの並置台数には制約は無く、必要に応じて並置台数を設定すれば良い。

１・・圧縮機
２・・四路切換弁
３・・利用側熱交換器
４・・膨張弁
５・・アキュームレーター
６・・熱回収熱交換器
７・・熱源側熱交換器
１１・・発生器
１２・・吸収器
１３・・蒸発器
１４・・凝縮器
１５・・過冷却熱交換器
１６・・溶液熱交換器
１７・・溶液ポンプ
１８〜２０・・散布器
４１〜４３・・電磁弁
５１〜５７・・管路
６１〜６７・・管路
７１〜７４・・管路
Ｘ・・蒸気圧縮式冷凍機
Ｙ・・吸収式冷凍機
Ｚ・・冷凍装置

Claims

蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）とエンジン等の排熱で駆動される吸収式冷凍機（Ｙ）とを備えて構成される冷凍装置であって、
上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷媒と上記吸収式冷凍機（Ｙ）の吸収器（１２）の出口から溶液ポンプ（１７）を経て溶液熱交換器（１６）に至る管路（６７）から分岐した溶液との間で熱交換を行なう熱回収熱交換器（６）を設け、
上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷房運転時には、上記熱回収熱交換器（６）で蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷媒の熱回収を行なった後の上記溶液を上記吸収式冷凍機（Ｙ）の発生器（１１）に流入させるとともに、上記熱回収熱交換器（６）で熱回収履歴をされた後の上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷媒を上記吸収式冷凍機（Ｙ）の蒸発器（１３）において過冷却し、
上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の暖房運転時には、四路切換弁（２）を切換え、上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷媒を冷房運転時とは逆方向に流入させ、上記圧縮機（１）で圧縮された後の冷媒が利用側熱交換器（３）で熱交換され、上記吸収式冷凍機（Ｙ）の上記蒸発器（１３）内の熱交換器（１３ａ）から管路（５４）を経て、上記冷媒熱回収熱交換器（６）より上記圧縮機（１）に戻り、上記熱回収熱交換器（６）において上記吸収式冷凍機（Ｙ）側の溶液との熱交換により上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷媒の温度を高めるように構成したことを特徴とする冷凍装置。
請求項１において、
上記吸収式冷凍機（Ｙ）の上記吸収器（１２）に流入する溶液を、上記吸収式冷凍機（Ｙ）の過冷却熱交換器（１５）で過冷却した後に該吸収器（１２）に流入させる間接冷却方式を採用したことを特徴とする冷凍装置。
請求項１又は２において、
上記吸収式冷凍機（Ｙ）の上記吸収器（１２）の出口側の管路（６４）を、該吸収器（１２）に流入する溶液を過冷却する過冷却熱交換器（１５）に至る管路（６５）と、上記発生器（１１）からの溶液との間で熱交換を行なう溶液熱交換器（１６）を経て上記発生器（１１）に至る管路（６７）に分岐し、更に該発生器（１１）に至る管路（６７）を上記熱回収熱交換器（６）に至る管路（７１）に分岐させるとともに、
上記過冷却熱交換器（１５）に至る管路（６５）と上記発生器（１１）に至る管路（６７）の少なくとも何れか一方に電磁弁（４１），（４２）を設け、該電磁弁（４１），（４２）を、上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷房運転時には開弁し、暖房運転時には閉弁するように構成したことを特徴とする冷凍装置。
請求項１又は２において、
上記吸収式冷凍機（Ｙ）の上記吸収器（１２）の出口側の管路（６４）を、該吸収器（１２）に流入する溶液を過冷却する過冷却熱交換器（１５）に至る管路（６５）と、上記発生器（１１）からの溶液との間で熱交換を行なう溶液熱交換器（１６）を経て上記発生器（１１）に至る管路（６７）に分岐し、更に該発生器（１１）に至る管路（６７）を上記熱回収熱交換器（６）に至る管路（７１）に分岐させる一方、
上記過冷却熱交換器（１５）に至る管路（６５）に電磁弁（４１）を設けるとともに、上記熱回収熱交換器（６）に至る管路（７１）と上記発生器（１１）から上記蒸発器（１３）に流入する管路（６２）を、電磁弁（４３）を備えた管路（７３）によって接続し、
上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷房運転時には上記過冷却熱交換器（１５）に至る管路（６５）に設けた電磁弁（４１）を開弁し、上記管路（７３）に備えられた電磁弁（４３）を閉弁し、
上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の暖房運転時には上記過冷却熱交換器（１５）に至る管路（６５）に設けた電磁弁（４１）を閉弁し、上記管路（７３）に備えられた電磁弁（４３）を開弁するように構成したことを特徴とする冷凍装置。
請求項１又は２において、
上記吸収式冷凍機（Ｙ）の上記吸収器（１２）の出口側の管路（６４）を、該吸収器（１２）に流入する溶液を過冷却する過冷却熱交換器（１５）に至る管路（６５）と、上記発生器（１１）からの溶液との間で熱交換を行なう溶液熱交換器（１６）を経て上記発生器（１１）に至る管路（６７）に分岐し、更に該発生器（１１）に至る管路（６７）を上記熱回収熱交換器（６）に至る管路（７１）に分岐させる一方、
上記過冷却熱交換器（１５）に至る管路（６５）に電磁弁（４１）を、上記発生器（１１）に至る管路（６７）に電磁弁（４２）をそれぞれ設けるとともに、
上記熱回収熱交換器（６）に至る管路（７１）と上記蒸発器（１３）を、電磁弁（４３）を備えた管路（７４）によって接続し、
上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷房運転時には上記過冷却熱交換器（１５）に至る管路（６５）に設けた電磁弁（４１）と上記発生器（１１）に至る管路（６７）に設けた電磁弁（４２）を共に開弁し、上記蒸発器（１３）を接続する管路（７４）に備えられた電磁弁（４３）を閉弁し、
上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の暖房運転時には上記過冷却熱交換器（１５）に至る管路（６５）に設けた電磁弁（４１）と上記発生器（１１）に至る管路（６７）に設けた電磁弁（４２）を共に閉弁し、上記蒸発器（１３）を接続する管路（７４）に備えられた電磁弁（４３）を開弁するように構成したことを特徴とする冷凍装置。
請求項４又は５において、
上記蒸発器（１３）における溶液散布用の散布器と冷媒液散布用の散布器を、別体構成又は共用可能な一体構成としたことを特徴とする冷凍装置。
請求項１，２，３，４，５又は６において、
上記蒸発器（１３）は、上記吸収式冷凍機（Ｙ）の冷媒液が一過性で該蒸発器（１３）の伝熱面を流れ、未蒸発の冷媒液は上記吸収器（１２）側へ移動して該吸収器（１２）側の溶液に吸収されるように構成したことを特徴とする冷凍装置。
請求項１，２，３，４，５，６又は７において、
上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）を複数台設置するとともに該各蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）のそれぞれに上記熱回収熱交換器（６）を設けて該各蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷媒の排熱をそれぞれ回収し、該各熱回収熱交換器（６）で回収された排熱を一台の吸収式冷凍機（Ｙ）の上記発生器（１１）に供給するように構成したことを特徴とする冷凍装置。