JP5434208B2

JP5434208B2 - 冷凍装置

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Publication number: JP5434208B2
Application number: JP2009093124A
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: JP2010243085A

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及びアキュームレーター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５４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５８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を出た冷媒は、上記蒸発器１３に流入しここで冷却、または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。

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、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。この場合に、蒸気圧縮式のサイクルを形成するためには発生器１１内の熱交換器１１ｂを、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内の蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒が吸熱するための熱容量は、冷房運転時の蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒が発生器１１で回収される熱量よりも遥かに大きく、且つ該発生器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側の冷媒との間における熱交換効率は低いために、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、その効果に見合う発生器１１や熱交換器１１ｂ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、特に暖房運転時は、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、上記吸収式冷凍機Ｙの吸収器１２に流入する溶液を空冷式の過冷却熱交換器１５によって過冷却して上記吸収器１２へ流入させるとともに、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒と上記吸収式冷凍機Ｙの発生器１１内の溶液との間で熱交換可能に構成する一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒回路に、上記吸収式冷凍機Ｙの上記発生器１１をバイパスして該吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３に接続されるバイパス路７５を設けるとともに該バイパス路７５に第１の電磁弁４５を備え、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時で且つ該バイパス路７５の入口の上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の温度が設定温度未満である場合には上記第１の電磁弁４５を開弁し、冷媒の温度が設定温度以上である場合には上記第１の電磁弁４５を閉弁する一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には上記第１の電磁弁４５を閉弁する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に第２の電磁弁４１を設けるとともに、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の入口側の管路６６と上記蒸発器１３の冷媒入口側の管路６２を、第３の第３電磁弁４３を備えた管路７６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第１の電磁弁４５は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記バイパス路７５の入口の冷媒温度の設定温度により開閉されるが、上記第３の電磁弁４３を閉弁し、上記第２の電磁弁４１を開弁する一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には上記第３の電磁弁４３を開弁し、上記第２の電磁弁４１と第１の電磁弁４５を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３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に第２の電磁弁４１を設けるとともに、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の入口側の管路６６を、第３の電磁弁４３を備えた管路７７を介して上記蒸発器１３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第２の電磁弁４１は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記バイパス路７５の入口の冷媒温度の設定温度により開閉されるが、上記第３の電磁弁４３を閉弁し、上記第２の電磁弁４１を開弁する一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には上記第３の電磁弁４３を開弁し、上記第２の電磁弁４１と第１の電磁弁４５を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２又は第３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の入口側の管路６６に第４の電磁弁４４を設け、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には上記第４の電磁弁４４を開弁し、暖房運転時には上記第４の電磁弁４４を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５の発明では、上記第１、第２、第３又は第４の発明に係る冷凍装置において、上記発生器１１の排熱入口側の管路６０に第５の電磁弁４６を設け、冷房運転時には上記第５の電磁弁４６を開弁する一方、暖房運転時には上記発生器１１の溶液温度が設定温度以上のとき上記第５の電磁弁４６を閉弁し、該設定温度未満のとき上記第５の電磁弁４６を開弁させ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３又は第４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、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を複数台設置して該各蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の排熱を上記吸収式冷凍機Ｙの上記発生器１１で回収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、上記吸収式冷凍機Ｙの吸収器１２に流入する溶液を空冷式の過冷却熱交換器１５によって過冷却して上記吸収器１２へ流入させるとともに、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒と上記吸収式冷凍機Ｙの発生器１１内の溶液との間で熱交換可能に構成する一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒回路に、上記吸収式冷凍機Ｙの上記発生器１１をバイパスして該吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３に接続されるバイパス路を設けるとともに該バイパス路７５に第１の電磁弁４５を備え、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時で且つ上記バイパス路７５の入口の冷媒の温度が設定温度未満である場合には上記第１の電磁弁４５を開弁し、冷媒の温度が設定温度以上である場合には上記第１の電磁弁４５を閉弁する一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には上記第１の電磁弁４５を閉弁するように構成している。

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。

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、上記第１の電磁弁４５は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒温度が設定温度未満である場合には開弁され、冷媒の温度が設定温度以上である場合には上記第１の電磁弁４５は閉弁される。

従って、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒温度が上記バイパス路７５の入口の設定温度未満である場合には上記第１の電磁弁４５が開弁されることで、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が上記吸収式冷凍機Ｙの上記発生器１１をバイパスして上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３に流入され、該蒸発器１３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冷却、または過冷却される。このため、上記蒸気圧縮式冷凍機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における冷媒の入口の比エンタルピーが低下し、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。また、上記吸収式冷凍機Ｙ側においては、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒は上記吸収式冷凍機Ｙの発生器１１で放熱されることがなく過度の温度低下が防止されることで、上記蒸発器１３における上記溶液からの冷媒蒸発が促進され、上記吸収式冷凍機Ｙが適正に駆動される。

これに対して、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒の温度が上記バイパス路７５の入口の設定温度以上である場合には上記第１の電磁弁４５が閉弁される。従って、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は、上記吸収式冷凍機Ｙの上記発生器１１に流入し、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、冷媒排熱の利用分だけ、排熱の有効利用が促進される。

さらに、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の冷却、または過冷却が上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３において行なわれることで、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、必要な冷媒の蒸発能力を一定とした場合には、冷媒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。

（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では、図２に例示するように、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に第２の電磁弁４１を設けるとともに、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の入口側の管路６６と上記蒸発器１３の冷媒入口側の管路６２を、第３の電磁弁４３を備えた管路７６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第１の電磁弁４５は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記バイパス路７５の入口の冷媒温度の設定温度により開閉されるが、上記第３の電磁弁４３を閉弁し、上記第２の電磁弁４１を開弁する一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には上記第３の電磁弁４３を開弁し、上記第２の電磁弁４１と第１の電磁弁４５を閉弁するように構成している。

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。
（ｂ−１）上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記第１の電磁弁４５は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記バイパス路７５の入口の冷媒温度の設定温度により開閉されるが、上記第２の電磁弁４１が開弁され、上記第３の電磁弁４３が閉弁される。従って、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）参照）が得られるので、その該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。
（ｂ−２）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はその運転が停止され、上記過冷却熱交換器１５と溶液ポンプ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。

そして、この状態において、上記第３の電磁弁４３が開弁され、上記第２の電磁弁４１と第１の電磁弁４５が閉弁される。

従って、上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３には上記溶液ポンプ１７によって上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液が循環され、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記利用側熱交換器３において凝縮した後の冷媒は、上記蒸発器１３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吸熱することで蒸発する。上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液は蒸発器１３内で冷却されるが、溶液ポンプにより過冷却熱交換器１５に送られ、外気より熱を奪って温度が上がり、蒸発器１３に送液される。また、上記蒸発器１３で蒸発した上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒は、上記発生器１１内でエンジン等の排熱により加熱された溶液と熱交換器１１ｂにより温度が上げられ、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記圧縮機１側に吸入され、蒸気圧縮式Ｘの冷媒の蒸発温度が上昇する。このため、例えば、上記発生器１１に供給される排熱量が少なくても、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒は外気より吸熱することで、蒸発温度が維持されることから、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能はそのままで、エンジン等の排熱により上記発生器１１内の熱交換器１１ｂでの加熱分が、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能の改善に寄与することになる。

（ｂ−３）上記（ｂ−１）と（ｂ−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。

（ｃ）本願の第３の発明
本願の第３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では、図３に例示するように、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に第２の電磁弁４１を設けるとともに、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の入口側の管路６６を、第３の電磁弁４３を備えた管路７７を介して上記蒸発器１３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第１の電磁弁４５は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記バイパス路７５の入口の冷媒温度の設定温度により開閉されるが、上記第３の電磁弁４３を閉弁し、上記第２の電磁弁４１を開弁する一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には上記第３の電磁弁４３を開弁し、上記第２の電磁弁４１と第１の電磁弁４５を閉弁するように構成している。

（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、上記第１の電磁弁４５は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記バイパス路７５の入口の冷媒温度の設定温度により開閉されるが、上記第２の電磁弁４１が開弁され、上記第３の電磁弁４３は閉弁される。従って、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）参照）が得られるので、その該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。

（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、上記吸収式冷凍機Ｙにおいては、上記凝縮器１４は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。そして、この状態で、上記第３の電磁弁４３は開弁され、上記第２の電磁弁４１と第１の電磁弁４５は閉弁される。

従って、上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３には上記溶液ポンプ１７によって上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液が循環され、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記利用側熱交換器３において凝縮した後の冷媒は、上記蒸発器１３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吸熱することで蒸発する。上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液は蒸発器１３内で冷却されるが、溶液ポンプ１７により過冷却熱交換器１５に送られ、外気より熱を奪って温度が上がり、蒸発器１３に送液される。また、上記蒸発器１３で蒸発した上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒は、上記発生器１１内でエンジン等の排熱により加熱された溶液と熱交換器１１ｂにより温度が上げられ、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記圧縮機１側に吸入され、蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の蒸発温度が上昇する。このため、例えば、上記発生器１１に供給される排熱量が少なくても、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒は外気より吸熱することで、蒸発温度が維持されることから、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能はそのままで、エンジン等の排熱により上記発生器１１内の熱交換器１１ｂでの加熱分が、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能の改善に寄与することになる。

（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（ｂ）又は（ｃ）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、上記第２又は第３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の入口側の管路６６に第４の電磁弁４４を設け、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には上記第４の電磁弁４４を開弁し、暖房運転時には上記第４の電磁弁４４を閉弁するように構成している。

（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、上記第２の電磁弁４１と上記第４の電磁弁４４が開弁され、上記第１の電磁弁４５は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記バイパス路７５の入口の冷媒温度の設定温度により開閉されるが、上記第３の電磁弁４３が閉弁される。従って、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）参照）が得られるので、その該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。

（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は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。そして、この状態で、上記第３の電磁弁４３は開弁され、上記第２の電磁弁４１と第４の電磁弁４４と第１の電磁弁４５は閉弁される。

従って、上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３には上記溶液ポンプ１７によって上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液が循環され、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記利用側熱交換器３において凝縮した後の冷媒は、上記蒸発器１３に流入する上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液との間の熱交換によって吸熱することで蒸発する。上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液は蒸発器１３内で冷却されるが、溶液ポンプにより過冷却熱交換器１５に送られ、外気より熱を奪って温度が上がり、蒸発器１３に送液される。また、上記蒸発器１３で蒸発した上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒は、上記発生器１１内でエンジン等の排熱により加熱された溶液と熱交換器１１ｂにより温度が上げられ、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記圧縮機１側に吸入され、蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の蒸発温度が上昇する。このため、例えば、上記発生器１１に供給される排熱量が少なくても、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒は外気より吸熱することで、蒸発温度が維持されることから、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能はそのままで、エンジン等の排熱により発生器１１内の熱交換器１１ｂでの加熱分が、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能の改善に寄与することになる。

また、上記第４の電磁弁４４が閉弁されることで、上記過冷却熱交換器１５からの溶液の全量が上記蒸発器１３側に流入するため、例えば、上記過冷却熱交換器１５からの溶液の一部しか上記蒸発器１３に流入しない場合に比して、該蒸発器１３での上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒との熱交換作用が促進され、該冷媒の蒸発温度が高められ、その結果、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。

（ｄ−３）上記（ｄ−１）と（ｄ−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）、（ｂ）、（ｃ）又は（ｄ）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、上記第１、第２、第３又は第４の発明に係る冷凍装置において、上記発生器１１の排熱入口側の管路６０に第５の電磁弁４６を設け、冷房運転時には上記第５の電磁弁４６を開弁する一方、暖房運転時には上記発生器１１の溶液温度が設定温度以上のとき上記第５の電磁弁４６を閉弁し、該設定温度未満のとき上記第５の電磁弁４６を開弁させるように構成している。

（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、上記第２の電磁弁４１と上記第４の電磁弁４４及び上記第５の電磁弁４６が開弁され、上記第１の電磁弁４５は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記バイパス路７５の入口の冷媒温度の設定温度により開閉されるが、上記第３の電磁弁４３が閉弁される。従って、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）参照）が得られるので、その該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。

（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は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。そして、この状態で、上記第３の電磁弁４３は開弁され、上記第２の電磁弁４１と上記第４の電磁弁４４及び上記第１の電磁弁４５は閉弁される。また、上記第５の電磁弁４６は、上記発生器１１の溶液温度が設定温度以上のときには閉弁され、該設定温度未満のときには開弁される。

従って、上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３には上記溶液ポンプ１７によって上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液が循環され、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記利用側熱交換器３において凝縮した後の冷媒は、上記蒸発器１３に流入する上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液との間の熱交換によって吸熱することで蒸発する。上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液は蒸発器１３内で冷却されるが、溶液ポンプ１７により過冷却熱交換器１５に送られ、外気より熱を奪って温度が上がり、蒸発器１３に送液される。また、上記蒸発器１３で蒸発した上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒は、上記発生器１１内でエンジン等の排熱により加熱された溶液と熱交換器１１ｂにより温度が上げられ、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記圧縮機１側に吸入され、蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の蒸発温度が上昇する。このため、例えば、上記発生器１１に供給される排熱量が少なくても、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒は外気より吸熱することで、蒸発温度が維持されることから、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能はそのままで、エンジン等の排熱により発生器１１内の熱交換器１１ｂでの加熱分が、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能の改善に寄与することになる。

また、上記発生器１１内の溶液温度が設定温度以上のときには上記第５の電磁弁４６が閉弁されて上記発生器１１への排熱の供給が中断され、該設定温度未満のときには上記第５の電磁弁４６が開弁されて該発生器１１に排熱が供給されることで、上記発生器１１内の溶液温度が常時適正に保たれる。

さらに、上記第４の電磁弁４４が閉弁されることで、上記過冷却熱交換器１５からの溶液の全量が上記蒸発器１３側に流入するため、例えば、上記過冷却熱交換器１５からの溶液の一部しか上記蒸発器１３に流入しない場合に比して、該蒸発器１３での上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒との熱交換作用が促進され、該冷媒の蒸発温度が高められ、その結果、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。

（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３及び図４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、上記蒸発器１３を、冷媒液が一過性で該蒸発器熱交換器１３ａ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の低コスト化が図れ、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低コスト化が図られる。

（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及び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）とアキムレーター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。

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、上記発生器１１からの濃溶液に、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に特有の構成を説明する。

第１の構成は、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で過冷却する構成である。

第２の構成は、上記発生器１１内に熱交換器１１ｂを配置し、該熱交換器１１ｂの両端を上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒管路５４、５５にそれぞれ接続している。そして、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記圧縮機１において圧縮された冷媒を導入して冷媒熱を上記発生器１１の溶液側に回収する。また、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の上記蒸発器１３での熱交換によって蒸発した上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒を導入してその蒸発温度を高めるようにした構成である。

第３の構成は、上記発生器１１内に配置された上記熱交換器１１ｂをバイパスするように上記管路５４と管路５５の間をバイパス路７５で接続するとともに、該バイパス路７５に電磁弁４５（特許請求の範囲中の第１の電磁弁４５に該当する）を設けた構成である。そして、この電磁弁４５を、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒温度によって開閉弁する一方、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房運転時には上記電磁弁４５を閉弁するようにしている。

尚、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時における上記電磁弁４５の作動は、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記バイパス路７５の入口の冷媒の温度が設定温度未満である場合には上記電磁弁４５を開弁し、冷媒の温度が設定温度以上である場合には上記電磁弁４５を閉弁するように設定されている。

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、この冷房運転時には上記電磁弁４５が上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記バイパス路７５の入口の冷媒温度によって開閉弁される。

上記バイパス路７５の入口の冷媒温度が設定温度以上である場合には、上記電磁弁４５が閉弁されるので、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、上記四路切換弁２を経て上記吸収式冷凍機Ｙ側の上記発生器１１の熱交換器１１ｂに流入し、ここで該熱交換器１１ｂの外側に存在する溶液との間で熱交換を行なうことで、該冷媒の排熱が上記発生器１１の溶液側へ回収され、該発生器１１においてはこの回収熱が上記吸収式冷凍機Ｙの駆動熱源の一部として利用される。

従って、上記発生器１１側への回収熱量が、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。

これに対して、上記バイパス路７５の入口の冷媒温度が設定温度未満である場合には、上記電磁弁４５が開弁されるので、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は、上記四路切換弁２及び上記電磁弁４５を経て、即ち、上記発生器１１側への熱回収を行なうことなく、そのまま上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３の熱交換器１３ａ側に流入する。

そして、冷媒が上記発生器１１側の上記熱交換器１１ｂに流入した場合（即ち、冷媒温度が設定温度以上である場合）には、この冷媒は該熱交換器１１ｂでの熱交換によって凝縮されたのち、さらに上記蒸発器１３において、上記吸収式冷凍機Ｙ側の冷媒との間での熱交換によって冷却、または過冷却される。この過冷却冷媒が上記利用側熱交換器３に流入し、ここで蒸発するが、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。

これに対して、冷媒が上記発生器１１側の上記熱交換器１１ｂに流入せずに、そのまま上記蒸発器１３に流入した場合においても、該冷媒は上記蒸発器１３において上記吸収式冷凍機Ｙ側の冷媒との間での熱交換によって冷却、または過冷却される熱量は減少するが、上記利用側熱交換器３において蒸発し、冷房機能は発揮されることになる。

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の上記発生器１１をバイパスするバイパス路７５に設けられた上記電磁弁４５（特許請求の範囲中の第１の電磁弁４５に該当）の他に、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の出口から上記溶液ポンプ１７を経て上記溶液熱交換器１６に至る管路６７に電磁弁４１（特許請求の範囲中の第２の電磁弁４１に該当）を設けるとともに、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の入口側の管路６６と上記蒸発器１３の冷媒入口側の管路６２を、電磁弁４３（特許請求の範囲中の第３の電磁弁４３に該当）を備えた管路７６によって接続して構成される。

そして、これら各電磁弁４１，４３，４５の作動を以下のように設定している。即ち、上記電磁弁４５は、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記バイパス路７５の入口の冷媒温度によって開閉弁され、暖房運転時には閉弁される。上記電磁弁４１は、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には開弁され、暖房運転時には閉弁される。上記電磁弁４３は、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には閉弁され、暖房運転時には開弁される。

従って、この実施形態の冷凍装置Ｚでは、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。

ＩＩ−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４５は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記バイパス路７５の入口の冷媒温度によって開閉弁され、上記電磁弁４１は開弁され、上記電磁弁４３は閉弁される。従って、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ので、その該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。

ＩＩ−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の上記凝縮器１４の運転を停止し、上記溶液ポンプ１７のみを運転し、上記過冷却器１５と上記蒸発器１３の間で溶液を循環させる。なお、上記凝縮器１４は運転停止されているため、上記吸収器１２側へも溶液が流入するが、該吸収器１２での吸収作用は行なわれない。また、上記発生器１１への排熱の供給は継続される。

そして、この状態において、上記電磁弁４５と上記電磁弁４３が開弁され、上記電磁弁４１が閉弁される。

従って、上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３には上記溶液ポンプ１７によって上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液が循環され、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記利用側熱交換器３において凝縮した後の冷媒は、上記蒸発器１３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吸熱することで蒸発する。

上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液は蒸発器１３内で冷却されるが、溶液ポンプにより過冷却熱交換器１５に送られ、外気より熱を奪って温度が上がり、蒸発器１３に送液される。また上記蒸発器１３で蒸発した上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒は、上記発生器１１内でエンジン等の排熱により加熱された溶液と熱交換器１１ｂにより温度が上げられ、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記圧縮機１側に吸入され、蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の蒸発温度が上昇する。このため、例えば、上記発生器１１に供給される排熱量が少なくても、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒は外気より吸熱することで、蒸発温度が維持されることから、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能はそのままで、エンジン等の排熱により上記発生器１１内の熱交換器１１ｂでの加熱分が上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能の改善に寄与することになる。

ＩＩ−３：以上のように、この実施形態の冷凍装置Ｚでは、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とされる。

尚、上記以外の構成及び作用効果は上記第１の実施形態の冷凍装置Ｚと同様であるので、その該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。

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の出口側から上記過冷却熱交換器１５を経て吸収器１２の入口側に至る管路６５，６６の内、吸収器１２の入口側の管路６６の一部を分岐して、凝縮器１４から蒸発器１３の入口に至る管路６２に接続する分岐管路７６部分に電磁弁４３（特許請求の範囲中の第３の電磁弁４３に該当）を設けていたのに対して、この第３の実施形態では、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の入口側管路６６からの電磁弁４３を備えた分岐管路７６を、電磁弁４３を備えた分岐管路７７として、直接上記蒸発器１３の入口に接続するとともに、上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の入口側の管路６６に電磁弁４４（特許請求の範囲中の第４の電磁弁４４に該当）を設けたものである。尚、上記発生器１１をバイパスするバイパス路７５に電磁弁４５を、上記吸収器１２の出口側から上記溶液ポンプ１７を経て上記溶液熱交換器１６に至る管路６７に電磁弁４１を設ける点は、上記第２実施形態の場合と同様である。

そして、この実施形態では、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には、上記電磁弁４５は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記バイパス路７５の入口の冷媒温度によって開閉し、上記電磁弁４３を閉弁し、上記電磁弁４１と上記電磁弁４３を開弁するようにしている。また、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４４及び電磁弁４５を閉弁し、上記電磁弁４３を開弁するようにしている。

ＩＩＩ−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４５は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記バイパス路７５の入口の冷媒温度によって開閉し、上記電磁弁４３が閉弁され、上記電磁弁４１と電磁弁４４が開弁されることから、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ので、その該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。

ＩＩＩ−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は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。そして、この状態で、上記電磁弁４３は開弁され、上記電磁弁４１と電磁弁４５は閉弁される。

上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液は蒸発器１３内で冷却されるが、溶液ポンプ１７により過冷却熱交換器１５に送られ、外気より熱を奪って温度が上がり、蒸発器１３に送液される。また、上記蒸発器１３で蒸発した上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒は、上記発生器１１内でエンジン等の排熱により加熱された溶液と熱交換器１１ｂにより温度が上げられ、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記圧縮機１側に吸入され、蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の蒸発温度が上昇する。このため、例えば、上記発生器１１に供給される排熱量が少なくても、これに影響されることなく、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒は外気より吸熱することで、蒸発温度が維持されることから、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能はそのままで、エンジン等の排熱により上記発生器１１内の熱交換器１１ｂでの加熱分が上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能の改善に寄与することになる。

また、この実施形態では、上記蒸発器１３における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に構成しているので、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。

ＩＩＩ−３：以上のように、この実施形態の冷凍装置Ｚでは、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とされる。

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３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の上記発生器１１の排熱入口側の管路６０に電磁弁４６（特許請求の範囲中の第５の電磁弁４６に該当）を設け、該電磁弁４６を、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷房運転時には開弁する一方、暖房運転時には上記発生器１１の溶液温度が設定温度以上のときには閉弁し、該設定温度未満のときには開弁させるように構成したものである。

なお、上記発生器１１をバイパスするバイパス路７５に電磁弁４５を、上記吸収器１２の出口側から上記溶液ポンプ１７を経て上記溶液熱交換器１６に至る管路６７に電磁弁４１を、上記吸収器１２の入口側の管路６６と上記蒸発器１３を接続する管路６９に電磁弁４３を、さらに上記吸収式冷凍機Ｙの上記吸収器１２の入口側の管路６６に電磁弁４４を設けた点は、上記第３実施形態の場合と同様である。

ＩＶ−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と電磁弁４４が開弁され、上記電磁弁４５は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記バイパス路７５の入口の冷媒温度によって開閉し、上記電磁弁４３が閉弁される。また上記発生器１１内の溶液温度が設定温度以上のときには上記電磁弁４６が閉弁されて、該設定温度未満のときには開弁される。従って、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ので、その該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。

ＩＶ−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は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。そして、この状態で、上記電磁弁４３は開弁され、上記電磁弁４１と電磁弁４４及び電磁弁４５は閉弁される。また、上記電磁弁４６は、上記発生器１１の溶液温度が設定温度以上のときには閉弁され、該設定温度未満のときには開弁される。

従って、上記吸収式冷凍機Ｙの上記蒸発器１３には上記溶液ポンプ１７によって上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液が循環され、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記利用側熱交換器３において凝縮した後の冷媒は、上記蒸発器１３に流入する上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液との間の熱交換によって吸熱することで蒸発する。

上記吸収式冷凍機Ｙ側の溶液は蒸発器１３内で冷却されるが、溶液ポンプにより過冷却熱交換器１５に送られ、外気より熱を奪って温度が上がり、蒸発器１３に送液される。また、上記蒸発器１３で蒸発した上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒は、上記発生器１１内でエンジン等の排熱により加熱された溶液と熱交換器１１ｂにより温度が上げられ、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの上記圧縮機１側に吸入され、蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の蒸発温度が上昇する。上記発生器１１での熱の授受はない。このため、例えば、上記発生器１１に供給される排熱量が少なくても、これに影響されることなく、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒は外気より吸熱することで、蒸発温度が維持されることから、上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能はそのままで、エンジン等の排熱により上記発生器１１内の熱交換器１１ｂでの加熱分が上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘの暖房性能の改善に寄与することになる。

また、上記発生器１１内の溶液温度が設定温度以上のときには上記電磁弁４６が閉弁されて上記発生器１１への排熱の供給が中断され、該設定温度未満のときには上記電磁弁４６が開弁されて該発生器１１に排熱が供給されることで、上記発生器１１内の溶液温度が常時適正に保たれる。

さらに、上記電磁弁４４が閉弁されることで、上記過冷却熱交換器１５からの溶液の全量が上記蒸発器１３側に流入するため、例えば、上記過冷却熱交換器１５からの溶液の一部しか上記蒸発器１３に流入しない場合に比して、該蒸発器１３での上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の冷媒の熱交換作用が促進され、該冷媒の蒸発温度が高められ、その結果、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。

また、この実施形態では、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を別体構成としているので、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のコイル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のコイル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。

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３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３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、上記吸収式冷凍機Ｙの上記発生器１１に二つの熱交換１１ｂ，１１ｂを配置し、これら各熱交換器１１ｂ、１１ｂの両端をそれぞれ上記二台の蒸気圧縮式冷凍機Ｘの冷媒の管路５４，５５に接続し、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交換器１１ｂ，１１ｂを介して上記吸収式冷凍機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。

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
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、１９・・散布器
４１・・電磁弁
４３・・電磁弁
４４・・電磁弁
４５・・電磁弁
５１〜５７・・管路
６１〜６７・・管路
７５〜７７・・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、
上記吸収式冷凍機（Ｙ）の吸収器（１２）に流入する溶液を空冷式の過冷却熱交換器（１５）によって過冷却して上記吸収器（１２）へ流入させるとともに、上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷媒と上記吸収式冷凍機（Ｙ）の発生器（１１）内の溶液との間で熱交換可能に構成する一方、
上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷媒回路に、上記吸収式冷凍機（Ｙ）の上記発生器（１１）をバイパスして該吸収式冷凍機（Ｙ）の上記蒸発器（１３）に接続されるバイパス路（７０）を設けるとともに該バイパス路（７５）に第１の電磁弁（４５）を備え、
上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷房運転時で且つ上記バイパス路７５の入口の冷媒の温度が設定温度未満である場合には上記第１の電磁弁（４５）を開弁し、冷媒の温度が設定温度以上である場合には上記第１の電磁弁（４５）を閉弁する一方、
上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の暖房運転時には上記第１の電磁弁（４５）を閉弁する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）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）に第２の電磁弁（４１）を設けるとともに、上記吸収式冷凍機（Ｙ）の上記吸収器（１２）の入口側の管路（６６）と上記蒸発器（１３）の冷媒入口側の管路（６２）を、第３の電磁弁（４３）を備えた管路（７６）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第１の電磁弁（４５）は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記バイパス路７５の入口の冷媒温度によって開閉し、上記第３の電磁弁（４３）を閉弁し、上記第２の電磁弁（４１）を開弁する一方、
上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の暖房運転時には上記第３の電磁弁（４３）を開弁し、上記第２の電磁弁（４１）と第１の電磁弁（４５）を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において、
上記吸収式冷凍機（Ｙ）の上記吸収器（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）に第２の電磁弁（４１）を設けるとともに、上記吸収式冷凍機（Ｙ）の上記吸収器（１２）の入口側の管路（６６）を、第３の電磁弁（４３）を備えた管路（７７）を介して上記蒸発器（１３）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第１の電磁弁（４５）は上記蒸気圧縮式冷凍機Ｘ側の上記バイパス路７５の入口の冷媒温度によって開閉し、上記第３の電磁弁（４３）を閉弁し、上記第２の電磁弁（４１）を開弁する一方、
上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の暖房運転時には上記第３の電磁弁（４３）を開弁し、上記第２の電磁弁（４１）と第１の電磁弁（４５）を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２又は３において、
上記吸収式冷凍機（Ｙ）の上記吸収器（１２）の入口側の管路（６６）に第４の電磁弁（４４）を設け、
上記蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷房運転時には上記第４の電磁弁（４４）を開弁し、暖房運転時には上記第４の電磁弁（４４）を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１，２，３又は４において、
上記発生器（１１）の排熱入口側の管路（６０）に第５の電磁弁（４６）を設け、上記発生器（１１）の溶液温度が設定温度以上のとき上記第５の電磁弁（４６）を閉弁し、該設定温度未満のとき上記第５の電磁弁（４６）を開弁させるように構成したことを特徴とする冷凍装置。
請求項３又は４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、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）を複数台設置して該各蒸気圧縮式冷凍機（Ｘ）の冷媒の排熱を上記吸収式冷凍機（Ｙ）の上記発生器（１１）で回収するように構成したことを特徴とする冷凍装置。