JP6080598B2 - 吸収ヒートポンプ及び吸収ヒートポンプの運転方法 - Google Patents

Description

本発明は吸収ヒートポンプ及び吸収ヒートポンプの運転方法に関し、特に装置の大型化を抑制しつつ適切な運転が可能な吸収ヒートポンプ及びその運転方法に関する。

駆動熱源温度より高い温度の被加熱媒体を取り出す熱源機械として、吸収ヒートポンプがある。吸収ヒートポンプは、冷媒液を蒸発させる蒸発器、冷媒蒸気を溶液で吸収させる吸収器、溶液から冷媒を離脱させる再生器、冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器を主要構成として備えている。排熱エネルギーを熱源とし、その熱源により被加熱流体の蒸気を得る吸収ヒートポンプとして、被加熱流体の蒸気と液とを分離する気液分離器を有し、気液分離器で分離した蒸気を蒸気ヘッダに供給する蒸気供給管路が気液分離器に接続され、供給する蒸気の圧力を調節する蒸気弁が蒸気供給管路に設置され、気液分離器内の圧力が第１の所定の圧力になるように蒸気弁の開度を制御すると共に、気液分離器内の圧力が第１の所定の圧力よりも高い第２の所定の圧力を超えた場合に蒸気発生能力を制御するものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特許第４６４８０１４号公報（図１等）

吸収ヒートポンプは、凝縮器に導入される冷却水温度の低下や、蒸発器及び再生器に導入される熱源媒体温度の上昇に伴い、発生する被加熱流体の蒸気の流量が増大する。すると、蒸気の流速が増大して気液分離器内の液体が飛散したり、気液分離器に補給される液体が不足する等の不都合が生じうる。特許文献１に記載された吸収ヒートポンプは、気液分離器内の圧力を検知して蒸気弁の開度を制御しているだけで、被加熱流流体の蒸気の発生流量については特に制御していないので、上述の不都合が生じ得る。このような不都合を回避するためには、想定される最低の冷却水温度あるいは最高の熱源媒体温度における蒸気発生流量に見合うように機器を構成することとなるため、過大設備となってしまう。

本発明は上述の課題に鑑み、装置の大型化を抑制しつつ適切な運転が可能な吸収ヒートポンプ及び吸収ヒートポンプの運転方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図１に示すように、冷媒の蒸気である冷媒蒸気Ｖｅを溶液Ｓａが吸収する際に生じる吸収熱で被加熱媒体Ｗｑを加熱し、被加熱媒体の蒸気である被加熱媒体蒸気Ｗｖを発生させる吸収器１０と；吸収器１０における被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を調節する被加熱媒体蒸気発生流量調節装置２９と；吸収器１０で発生した被加熱媒体蒸気Ｗｖの流量を検知する被加熱媒体蒸気流量検知部３９、４９、５８、９２と；被加熱媒体蒸気流量検知部３９、４９、５８、９２で検知した被加熱媒体蒸気Ｗｖの流量が所定の値を超えないように被加熱媒体蒸気発生流量調節装置２９を制御する制御部９１とを備える。

このように構成すると、検知した被加熱媒体蒸気の流量が所定の値を超えないように被加熱媒体蒸気発生流量調節装置を制御するので、被加熱媒体蒸気の流量が過剰となることを防ぐことができ、装置の大型化を抑制しつつ適切な運転を行うことができる。

また、本発明の第２の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様に係る吸収ヒートポンプ１において、冷媒が吸収された溶液Ｓｗを、熱源媒体ｈで加熱して、溶液Ｓｗから冷媒Ｖｇを離脱させる再生器３０と；再生器３０で溶液Ｓｗから離脱した冷媒蒸気Ｖｇを導入し、冷却水ｃで冷媒蒸気Ｖｇを冷却凝縮させて、冷媒の液体である冷媒液Ｖｆを生成する凝縮器４０と；冷媒液Ｖｆを導入し、熱源媒体ｈで冷媒液Ｖｆを加熱して、吸収器１０で溶液Ｓａに吸収させる冷媒蒸気Ｖｅを生成する蒸発器２０と；吸収器１０で発生した被加熱媒体蒸気Ｗｖの圧力を直接又は間接的に検知する被加熱媒体蒸気圧力検知部５８と；再生器３０又は蒸発器２０に導入される熱源媒体ｈの温度を直接又は間接的に検知する熱源媒体温度検知部３９と；凝縮器４０に導入される冷却水ｃの温度を直接又は間接的に検知する冷却水温度検知部４９とを備え；被加熱媒体蒸気流量検知部３９、４９、５８、９２が、被加熱媒体蒸気圧力検知部５８で検知された値、熱源媒体温度検知部３９で検知された値、及び冷却水温度検知部４９で検知された値を、あらかじめ記憶された、被加熱媒体蒸気Ｗｖの圧力と、熱源媒体ｈの温度と、冷却水ｃの温度と、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量との関係に照らして、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を算出するように構成されている。

このように構成すると、被加熱媒体蒸気の流量を直接検知する特別な装置を備えることなく、被加熱媒体蒸気の流量を把握することができ、装置が複雑になることを防ぐことができる。

上記目的を達成するために、本発明の第３の態様に係る吸収ヒートポンプの運転方法は、例えば図１及び図３を参照して示すと、冷媒の蒸気である冷媒蒸気Ｖｅを溶液Ｓａが吸収する際に生じる吸収熱で被加熱媒体Ｗｑを加熱し、被加熱媒体の蒸気である被加熱媒体蒸気Ｗｖを発生させる被加熱媒体蒸気発生工程（Ｓ２）と；被加熱媒体蒸気発生工程（Ｓ２）において発生した被加熱媒体蒸気Ｗｖの流量を検知する被加熱媒体蒸気流量検知工程（Ｓ４）と；被加熱媒体蒸気流量検知工程（Ｓ４）において検知した被加熱媒体蒸気Ｗｖの流量が所定の値を超えないように、被加熱媒体蒸気発生工程（Ｓ２）における被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を調節する被加熱媒体蒸気発生流量調節工程（Ｓ６）とを備える。

このように構成すると、検知した被加熱媒体蒸気の流量が所定の値を超えないように被加熱媒体蒸気の発生流量を調節するので、被加熱媒体蒸気の流量が過剰となることを防ぐことができ、装置の大型化を抑制しつつ適切な運転を行うことができる。

本発明によれば、検知した被加熱媒体蒸気の流量が所定の値を超えないように被加熱媒体蒸気の発生流量を調節するので、被加熱媒体蒸気の流量が過剰となることを防ぐことができ、装置の大型化を抑制しつつ適切な運転を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプの模式的系統図である。 被加熱媒体蒸気の圧力と、熱源温水の温度と、冷却水の温度と、被加熱媒体蒸気の流量との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプの制御を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態の変形例に係る吸収ヒートポンプの部分系統図である。 本発明の実施の形態の別の変形例に係る吸収ヒートポンプの部分系統図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１を説明する。図１は、吸収ヒートポンプ１の模式的系統図である。吸収ヒートポンプ１は、吸収ヒートポンプサイクルを行う主要構成機器である吸収器１０、蒸発器２０、再生器３０、及び凝縮器４０と、制御装置９０とを備えている。吸収器１０は、吸収器１０で加熱された被加熱媒体Ｗｍを気液分離する気液分離器８０を有している。本実施の形態における吸収ヒートポンプ１は、比較的利用価値の低い低温（例えば８０℃〜９０℃程度）の排温水を熱源媒体として再生器３０及び蒸発器２０に供給して、利用価値の高い被加熱媒体蒸気Ｗｖ（例えば、圧力が約０．１ＭＰａ（ゲージ圧）を超え、望ましくは０．８ＭＰａ（ゲージ圧）程度）を気液分離器８０から取り出すことができるものである。

なお、以下の説明においては、溶液に関し、ヒートポンプサイクル上における区別を容易にするために、性状やヒートポンプサイクル上の位置に応じて「希溶液Ｓｗ」や「濃溶液Ｓａ」等と呼称するが、性状等を不問にするときは総称して「溶液Ｓ」ということとする。また、冷媒に関し、ヒートポンプサイクル上における区別を容易にするために、性状やヒートポンプサイクル上の位置に応じて「蒸発器冷媒蒸気Ｖｅ」、「再生器冷媒蒸気Ｖｇ」、「冷媒液Ｖｆ」等と呼称するが、性状等を不問にするときは総称して「冷媒Ｖ」ということとする。本実施の形態では、溶液Ｓ（吸収剤と冷媒Ｖとの混合物）としてＬｉＢｒ水溶液が用いられており、冷媒Ｖとして水（Ｈ_２Ｏ）が用いられている。また、被加熱媒体に関し、液体の被加熱媒体である「被加熱媒体液Ｗｑ」、気体の被加熱媒体である「被加熱媒体蒸気Ｗｖ」、被加熱媒体液Ｗｑと被加熱媒体蒸気Ｗｖとが混合した「混合被加熱媒体Ｗｍ」を総称して「被加熱媒体Ｗ」ということとする。本実施の形態では、被加熱媒体Ｗとして水（Ｈ_２Ｏ）が用いられている。

吸収器１０は、被加熱媒体Ｗの流路を構成する加熱管１１と、濃溶液Ｓａを散布する濃溶液散布ノズル１２とを、吸収器缶胴１７の内部に有している。濃溶液散布ノズル１２は、散布した濃溶液Ｓａが加熱管１１に降りかかるように加熱管１１の上方に配設されている。吸収器１０は、濃溶液散布ノズル１２から濃溶液Ｓａが散布され、濃溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する際に吸収熱を発生させる。この吸収熱を、加熱管１１を流れる被加熱媒体Ｗが受熱して、被加熱媒体Ｗが加熱されるように構成されている。吸収器１０の下部には、散布された濃溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収して濃度が低下した希溶液Ｓｗが貯留される貯留部１３が形成されている。加熱管１１は、希溶液Ｓｗに没入しないように、貯留部１３よりも上方に配設されている。貯留部１３には、貯留された希溶液Ｓｗの液位を検出する吸収器液位検出器１４が配設されている。吸収器１０の構成部材の１つである気液分離器８０まわりの構成は後述する。

蒸発器２０は、冷媒液Ｖｆを加熱する熱源媒体としての熱源温水ｈの流路を構成する伝熱管２１を、蒸発器缶胴２７の内部に有している。蒸発器２０は、蒸発器缶胴２７の内部に冷媒液Ｖｆを散布するノズルを有していない。このため、伝熱管２１は、蒸発器缶胴２７内に貯留された冷媒液Ｖｆに浸かるように配設されている（満液式蒸発器）。蒸発器２０は、伝熱管２１周辺の冷媒液Ｖｆが伝熱管２１内を流れる熱源温水ｈの熱で蒸発して蒸発器冷媒蒸気Ｖｅが発生するように構成されている。伝熱管２１の上流側、すなわち、冷媒液Ｖｆを加熱する前の熱源温水ｈが流れる伝熱管２１の部分である伝熱管上流部２１ａには、熱源温水管２３の一端が接続されている。伝熱管２１の下流側、すなわち、冷媒液Ｖｆを加熱した後の熱源温水ｈが流れる伝熱管２１の部分である伝熱管下流部２１ｂには、被加熱媒体蒸気発生流量調節装置としての熱源温水三方弁２９が配設されている。熱源温水三方弁２９の残りの１つのポートには、熱源温水バイパス管３３の一端が接続されている。蒸発器缶胴２７内には、内部に貯留された冷媒液Ｖｆの液面の高位ＶＨを検出する高位検出器２４Ｈ及び低位ＶＬを検出する低位検出器２４Ｌを有する蒸発器液位検出器２４が配設されている。蒸発器缶胴２７の底面には、蒸発器缶胴２７内に冷媒液Ｖｆを供給する冷媒液管４５が接続されている。

吸収器缶胴１７と蒸発器缶胴２７とは、上部で接続されており、これにより、吸収器１０と蒸発器２０とが気相部で相互に連通している。吸収器１０と蒸発器２０とが気相部で連通することにより、吸収器１０及び蒸発器２０の内部の圧力が概ね等しくなっている。また、吸収器１０と蒸発器２０とが連通することにより、蒸発器２０で発生した蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収器１０に供給することができるように構成されている。吸収器１０と蒸発器２０とは、典型的には、濃溶液散布ノズル１２より上方で連通している。

再生器３０は、希溶液Ｓｗを加熱する熱源媒体としての熱源温水ｈを内部に流す熱源管３１と、希溶液Ｓｗを散布する希溶液散布ノズル３２とを、再生器缶胴３７の内部に有している。再生器３０は、散布された希溶液Ｓｗから冷媒Ｖが蒸発して濃度が上昇した濃溶液Ｓａが下部に貯留されるように構成されている。再生器３０では、希溶液Ｓｗが熱源温水ｈに加熱されることにより、希溶液Ｓｗ中の冷媒Ｖが離脱し、濃溶液Ｓａと再生器冷媒蒸気Ｖｇとが生成されるように構成されている。熱源管３１の上流側、すなわち、希溶液Ｓｗを加熱する前の熱源温水ｈが流れる熱源管３１の部分である熱源管上流部３１ａには、熱源温水ｈの温度を検知する熱源媒体温度検知部としての再生器入口温水温度計３９が設けられている。熱源管３１の下流側、すなわち、希溶液Ｓｗを加熱した後の熱源温水ｈが流れる熱源管３１の部分である熱源管下流部３１ｂには、一端が蒸発器２０の伝熱管上流部２１ａに接続された熱源温水管２３の他端が接続されている。熱源管下流部３１ｂと伝熱管上流部２１ａとが熱源温水管２３で接続されていることにより、熱源管３１を流れた後の熱源温水ｈが伝熱管２１に供給されるように構成されている。また、熱源管上流部３１ａには、一端が熱源温水三方弁２９に接続された熱源温水バイパス管３３の他端が接続されている。

再生器３０の濃溶液Ｓａが貯留される部分と吸収器１０の濃溶液散布ノズル１２とは、濃溶液Ｓａを流す濃溶液管３５で接続されている。濃溶液管３５には、再生器３０の濃溶液Ｓａを吸収器１０に圧送する溶液ポンプ３５ｐが配設されている。溶液ポンプ３５ｐは、吸収器液位検出器１４と信号ケーブルで接続されたインバータ３５ｖを有しており、吸収器液位検出器１４が検出する液位に応じて回転速度が調節されて吸収器１０に圧送する濃溶液Ｓａの流量を調節することができるように構成されている。希溶液散布ノズル３２と吸収器１０の貯留部１３とは希溶液Ｓｗを流す希溶液管１６で接続されている。濃溶液管３５及び希溶液管１６には、濃溶液Ｓａと希溶液Ｓｗとの間で熱交換を行わせる溶液熱交換器３８が配設されている。

凝縮器４０は、冷却媒体流路を形成する冷却水管４１を、凝縮器缶胴４７の内部に有している。冷却水管４１には、冷却媒体としての冷却水ｃが流れる。凝縮器４０は、再生器３０で発生した再生器冷媒蒸気Ｖｇを導入し、これを冷却水ｃで冷却して凝縮させるように構成されている。冷却水管４１は、再生器冷媒蒸気Ｖｇを直接冷却することができるように、再生器冷媒蒸気Ｖｇが凝縮した冷媒液Ｖｆに浸らないように配設されている。冷却水管４１の上流側、すなわち、再生器冷媒蒸気Ｖｇを冷却する前の冷却水ｃが流れる冷却水管４１の部分である冷却水管上流部４１ａには、冷却水の温度を検知する冷却水温度検知部としての冷却水温度計４９が設けられている。凝縮器４０には凝縮した冷媒液Ｖｆを蒸発器２０に送る冷媒液管４５が接続されている。冷媒液管４５には、冷媒液Ｖｆを蒸発器２０に圧送するための冷媒ポンプ４６が配設されている。冷媒ポンプ４６は、蒸発器液位検出器２４と信号ケーブルで接続されており、蒸発器液位検出器２４が検出する液位に応じて発停が制御されるように構成されている。

再生器缶胴３７と凝縮器缶胴４７とは、上部で接続されており、これにより、再生器３０と凝縮器４０とが気相部で相互に連通している。再生器３０と凝縮器４０とが気相部で連通することにより、再生器３０及び凝縮器４０の内部の圧力が概ね等しくなっている。また、再生器３０と凝縮器４０とが連通することにより、再生器３０で発生した再生器冷媒蒸気Ｖｇを凝縮器４０に供給することができるように構成されている。再生器３０と凝縮器４０とは、典型的には、希溶液散布ノズル３２より上方で連通している。

気液分離器８０は、加熱管１１を流れて加熱された被加熱媒体Ｗを導入し、被加熱媒体蒸気Ｗｖと被加熱媒体液Ｗｑとを分離する機器である。気液分離器８０には、内部に貯留する被加熱媒体液Ｗｑの液位を検出する気液分離器液位検出器８１が設けられている。気液分離器８０の下部と加熱管１１の一端とは、被加熱媒体液Ｗｑを加熱管１１に導く被加熱媒体液管８２で接続されている。被加熱媒体液管８２には、被加熱媒体液Ｗｑを加熱管１１に向けて圧送する被加熱媒体ポンプ８３が配設されている。内部が気相部となる気液分離器８０の側面と加熱管１１の他端とは、混合被加熱媒体Ｗｍを気液分離器８０に導く加熱後被加熱媒体管８４で接続されている。

また、気液分離器８０には、蒸気として系外に供給された分の被加熱媒体Ｗを補うための補給水Ｗｓを系外から導入する補給水管８５が接続されている。補給水管８５には、気液分離器８０に向けて補給水Ｗｓを圧送する補給水ポンプ８６と、逆止弁８５ｃと、補給水Ｗｓを温水で予熱する補給水熱交換器８７Ｂと、希溶液Ｓｗと熱交換させて補給水Ｗｓをさらに加熱する補給水熱交換器８７Ａとが、補給水Ｗｓの流れ方向に向かってこの順に配設されている。補給水ポンプ８６は、気液分離器液位検出器８１と信号ケーブルで接続されており、気液分離器８０内の被加熱媒体液Ｗｑの液位に応じて発停が制御されるように構成されている。補給水熱交換器８７Ａは、補給水Ｗｓと希溶液Ｓｗとを熱交換させるように、補給水管８５と、溶液熱交換器３８よりも上流側の希溶液管１６とに配設されている。また、気液分離器８０には、被加熱媒体蒸気Ｗｖを系外に供給する被加熱媒体蒸気供給管８９が上部（典型的には頂部）に接続されている。被加熱媒体蒸気供給管８９には、内部の圧力を検出する被加熱媒体蒸気圧力検知部としての圧力センサ５８と、安全弁５９とが設けられている。

気液分離器８０は、典型的には、加熱管１１内で被加熱媒体液Ｗｑの一部が蒸発して被加熱媒体液Ｗｑと被加熱媒体蒸気Ｗｖとが混合した混合被加熱媒体Ｗｍを導入するが、被加熱媒体液Ｗｑのまま気液分離器８０に導いて減圧し一部を気化させて混合被加熱媒体Ｗｍとしたものを気液分離させるようにしてもよい。被加熱媒体液Ｗｑを減圧気化するには、オリフィス等の絞り手段を用いることができる。加熱管１１内で被加熱媒体液Ｗｑの一部を蒸発させるか否かは、典型的には、被加熱媒体ポンプ８３及び／又は補給水ポンプ８６の吐出圧力を調節することにより、加熱管１１内の圧力を被加熱媒体液Ｗｑの温度に相当する飽和圧力よりも高くするか否かによって調節することができる。

制御装置９０は、吸収ヒートポンプ１の運転を制御する機器であり、制御部９１と、演算部９２とを有している。制御部９１は、被加熱媒体ポンプ８３と信号ケーブルで接続されており、この発停や回転速度の調節を行うことができるように構成されている。これまでの説明では吸収器液位検出器１４の出力を直接入力して制御されることとした溶液ポンプ３５ｐ、蒸発器液位検出器２４の出力を直接入力して制御されることとした冷媒ポンプ４６、及び気液分離器液位検出器８１の出力を直接入力して制御されることとした補給水ポンプ８６も、制御部９１を介して（検出器の出力信号を一旦制御装置９０に入力して）制御されることとしてもよい。また、制御部９１は、熱源温水三方弁２９と信号ケーブルで接続されており、熱源温水三方弁２９に信号を送信して弁の開度を調節させることで、熱源管３１・熱源温水管２３・伝熱管２１を流れる熱源温水ｈの流量と、熱源温水バイパス管３３を流れる熱源温水ｈの流量との割合を調節することができるように構成されている。換言すれば、制御部９１は、熱源温水三方弁２９の開度を調節させることで、再生器３０及び蒸発器２０への入熱量を制御することができるように構成されている。

演算部９２は、再生器入口温水温度計３９、冷却水温度計４９、圧力センサ５８のそれぞれと信号ケーブルで接続されており、各計器で検知された値を信号として受信することができるように構成されている。また、演算部９２には、気液分離器８０で分離された被加熱媒体蒸気Ｗｖの圧力と、熱源管３１に導入される熱源温水ｈの温度と、冷却水管４１に導入される冷却水ｃの温度と、気液分離器８０で分離された被加熱媒体蒸気Ｗｖの流量（被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量）との関係が記憶されている。

図２は、気液分離器８０で分離された被加熱媒体蒸気Ｗｖの圧力と、熱源管３１に導入される熱源温水ｈの温度と、冷却水管４１に導入される冷却水ｃの温度と、気液分離器８０で分離された被加熱媒体蒸気Ｗｖの流量との関係を示すグラフである。図２に示すグラフは、冷却水ｃはもとより、熱源温水ｈも設計流量（定格流量）で導入された場合の関係を示している。図２では、被加熱媒体蒸気Ｗｖの圧力（ゲージ圧）別に３つのグラフを例示しており、（Ａ）は０．１ＭＰａ、（Ｂ）は０．１５ＭＰａ、（Ｃ）は０．２ＭＰａのグラフを示している。また、各グラフにおいて、熱源管３１に導入される熱源温水ｈの温度別に線種を変えて示しており、一点鎖線は８８℃、破線は８６℃、実線は８４℃の関係を示している。被加熱媒体蒸気Ｗｖの流量は、単位時間あたりの被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生量であり、本実施の形態では被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生量を質量で表している。図２に示す例では、冷却水入口温度が概ね２０℃から３５℃の間に線分が描かれているが、吸収ヒートポンプ１が設置される地域の環境に応じて、線分が描かれる温度範囲が調節される。また、図２では、各物理量の関係をグラフで示しているが、テーブルや方程式の形態で演算部９２に記憶されていてもよい。演算部９２は、再生器入口温水温度計３９、冷却水温度計４９、圧力センサ５８のそれぞれで検知された値を信号として受信し、各値を図２のグラフに示す関係に照合して、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を算出するように構成されている。ここで、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を算出することは、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量の検知の一形態である。つまり、本実施の形態では、再生器入口温水温度計３９と、冷却水温度計４９と、圧力センサ５８と、演算部９２とで、被加熱媒体蒸気流量検知部を構成している。

また、演算部９２には、熱源温水三方弁２９の開度と、熱源管３１及び伝熱管２１に導入される熱源温水ｈの流量の設計流量に対する割合との関係が記憶されている。本実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１は、前述のように、熱源温水三方弁２９によって、熱源管３１及び伝熱管２１に導入される熱源温水ｈの流量を変えることができ、これにより吸収ヒートポンプサイクルへの入熱量を変えることができる。他方、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量は、冷却水管４１に導入される冷却水ｃの入口温度及び流量、熱源温水ｈの入口温度、被加熱媒体蒸気Ｗｖの圧力が同じであれば、熱源管３１及び伝熱管２１に導入される熱源温水ｈの流量と線形関係にある。このことを利用して、演算部９２は、制御部９１を介して熱源温水三方弁２９の開度を調節することで、設計流量の熱源温水ｈを導入したことを前提にして算出した被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量の範囲内で、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を制御することができるように構成されている。

なお、図１では、制御部９１及び演算部９２が別々に構成されているように示しているが、これは機能の観点から概念的に別々に表現したものであり、物理的には渾然一体に構成されていてもよい。また、図１では、制御部９１及び演算部９２が１つの筐体に収容されて制御装置９０を構成しているように示されているが、これは概念を示しているものであって、物理的にはこれらが分離して配設されていてもよい。

引き続き図１を参照して、吸収ヒートポンプ１の作用を説明する。まず、冷媒側のサイクルを説明する。凝縮器４０では、再生器３０で蒸発した再生器冷媒蒸気Ｖｇを受け入れて、冷却水管４１を流れる冷却水ｃで冷却して凝縮し、冷媒液Ｖｆとする。凝縮した冷媒液Ｖｆは、冷媒ポンプ４６で蒸発器２０に送られ、蒸発器缶胴２７の底部から蒸発器缶胴２７内に導入される。このとき、蒸発器缶胴２７内に貯留される冷媒液Ｖｆの液面が低位ＶＬと高位ＶＨとの間に収まるように、蒸発器液位検出器２４の検出液位に応じて冷媒ポンプ４６の発停が制御される。典型的には、冷媒液Ｖｆの液面が低位ＶＬまで下降したことを低位検出器２４Ｌが検出したら冷媒ポンプ４６が起動し、液面が高位ＶＨまで上昇したことを高位検出器２４Ｈが検出したら冷媒ポンプ４６が停止する。蒸発器缶胴２７内に貯留された冷媒液Ｖｆは、熱源温水管２３から流入して伝熱管２１内を流れる熱源温水ｈによって加熱され、蒸発して蒸発器冷媒蒸気Ｖｅとなる。蒸発器２０で発生した蒸発器冷媒蒸気Ｖｅは、蒸発器２０と連通する吸収器１０へと移動する。

次に吸収ヒートポンプ１の溶液側のサイクルを説明する。吸収器１０では、濃溶液Ｓａが濃溶液散布ノズル１２から散布され、この散布された濃溶液Ｓａが蒸発器２０から移動してきた蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する。蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収した濃溶液Ｓａは、濃度が低下して希溶液Ｓｗとなる。吸収器１０では、濃溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する際に吸収熱が発生する。この吸収熱により、加熱管１１を流れる被加熱媒体液Ｗｑが加熱される。ここで、被加熱媒体蒸気Ｗｖを取り出すための気液分離器８０まわりの作用について説明する。

気液分離器８０には、系外から補給水Ｗｓが補給水管８５を介して導入される。補給水Ｗｓは、補給水ポンプ８６により補給水管８５を圧送され、まず補給水熱交換器８７Ｂで温度が上昇した後に、補給水熱交換器８７Ａで希溶液Ｓｗと熱交換してさらに温度が上昇して、気液分離器８０に導入される。気液分離器８０に導入された補給水Ｗｓは、被加熱媒体液Ｗｑとして気液分離器８０の下部に貯留される。気液分離器８０の下部に貯留される被加熱媒体液Ｗｑが適切な液位になるように、補給水ポンプ８６が制御される。気液分離器８０の下部に貯留されている被加熱媒体液Ｗｑは、被加熱媒体ポンプ８３で吸収器１０の加熱管１１に送られる。加熱管１１に送られた被加熱媒体液Ｗｑは、吸収器缶胴１７内における上述の吸収熱により加熱される。加熱管１１で加熱された被加熱媒体液Ｗｑは、一部が蒸発して被加熱媒体蒸気Ｗｖとなった混合被加熱媒体Ｗｍとして、気液分離器８０に向けて加熱後被加熱媒体管８４を流れる。あるいは、加熱後被加熱媒体管８４を、温度が上昇した被加熱媒体液Ｗｑが流れることとしてもよく、この場合、被加熱媒体液Ｗｑは、気液分離器８０に導入される際に減圧され、一部が蒸発して被加熱媒体蒸気Ｗｖとなった混合被加熱媒体Ｗｍとして気液分離器８０に導入される。気液分離器８０に導入された混合被加熱媒体Ｗｍは、被加熱媒体液Ｗｑと被加熱媒体蒸気Ｗｖとが分離される（被加熱媒体蒸気発生工程）。分離された被加熱媒体液Ｗｑは、気液分離器８０の下部に貯留され、再び吸収器１０の加熱管１１に送られる。他方、分離された被加熱媒体蒸気Ｗｖは、被加熱媒体蒸気供給管８９に導出され、安全弁５９よりも下流側に設けられた圧力調整弁（不図示）によって所望の圧力に調整されたうえで蒸気利用場所に供給される。

再び吸収ヒートポンプ１の溶液側のサイクルの説明に戻る。吸収器１０で蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収した濃溶液Ｓａは、濃度が低下して希溶液Ｓｗとなり、貯留部１３に貯留される。貯留部１３内の希溶液Ｓｗは、重力及び吸収器缶胴１７と再生器缶胴３７との内圧の差により再生器３０に向かって希溶液管１６を流れ、補給水熱交換器８７Ａで補給水Ｗｓと熱交換して温度が低下した後に、溶液熱交換器３８で濃溶液Ｓａと熱交換してさらに温度が低下して、再生器３０に至る。再生器３０に送られた希溶液Ｓｗは、希溶液散布ノズル３２から散布される。希溶液散布ノズル３２から散布された希溶液Ｓｗは、熱源管３１を流れる熱源温水ｈによって加熱され、散布された希溶液Ｓｗ中の冷媒が蒸発して（離脱して）濃溶液Ｓａとなり、再生器３０の下部に貯留される。他方、希溶液Ｓｗから蒸発した冷媒Ｖは再生器冷媒蒸気Ｖｇとして凝縮器４０へと移動する。再生器３０の下部に貯留された濃溶液Ｓａは、溶液ポンプ３５ｐにより、濃溶液管３５を介して吸収器１０の濃溶液散布ノズル１２に圧送される。このとき、吸収器１０の貯留部１３に貯留された希溶液Ｓｗが所定の液位になるように、吸収器液位検出器１４の検出液位に応じてインバータ３５ｖにより溶液ポンプ３５ｐの回転速度（ひいては吐出流量）が調節される。濃溶液管３５を流れる濃溶液Ｓａは、溶液熱交換器３８で希溶液Ｓｗと熱交換して温度が上昇してから吸収器１０に流入し、濃溶液散布ノズル１２から散布される。以降、同様のサイクルを繰り返す。

上述のような運転を行う吸収ヒートポンプ１では、駆動熱源である熱源温水ｈが排熱であるため、利用できる熱はできるだけ汲み上げて被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を増加させることが、省エネルギーの観点から有利である。また、熱源温水ｈがプラント等から排出される排温水である場合、プロセス上の要請から、できるだけ冷却して戻すことが好ましいことが多い。被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量は、図２から明らかなように、熱源温水ｈの温度及び冷却水ｃの温度によって変動する。熱源温水ｈの温度は、プロセスからの排熱等に見られるように、多少の変動はあっても大きく変動することは稀である。しかし、冷却水ｃの温度は、吸収ヒートポンプ１が設置される地域によっては、夏季と冬季の温度差が大きくなることに伴い、夏季の冷却水ｃの温度と冬季の冷却水ｃの温度との差が３０℃を超えることも少なくない。図２に示すように、被加熱媒体蒸気Ｗｖは、冷却水ｃの温度が低下するほど発生流量が増大する。被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量が増大すると、被加熱媒体蒸気Ｗｖの流速が増大し、気液分離器８０に貯留されている被加熱媒体液Ｗｑが気液分離器８０から飛散し得る。また、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量の増大に伴い、補給水Ｗｓの消費量が増大する。このような状況になったときに不都合を生じさせないためには、想定される被加熱媒体蒸気Ｗｖの最大発生流量、すなわち想定される冷却水ｃの最低温度に合わせて、気液分離器８０の容量、補給水管８５や被加熱媒体蒸気供給管８９の呼び径、安全弁５９の噴き出し容量等を大きく決定するとよい。しかしながら、想定される最低温度の冷却水ｃで運転される期間は、年間を通じて多くはない。年間でわずかな期間のために気液分離器８０の容量等を最大時に合わせるのは、年間の運転を通して見たときに機器の能力に対する出力が比較的小さくなり、過大設備である。そこで、本実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１では、導入する冷却水ｃの温度が２５℃のときの被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を定格として気液分離器８０の容量等を決定しつつ、冷却水ｃ温度が低下して被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量が増大しても被加熱媒体液Ｗｑが気液分離器８０から飛散したり気液分離器８０への補給水Ｗｓが不足するような不都合を生じさせないために、以下のような制御を行うこととしている。

図３は、吸収ヒートポンプ１の制御を説明するフローチャートである。吸収ヒートポンプ１は、起動時は、吸収ヒートポンプサイクルにおける溶液Ｓの濃度差が比較的小さく、定格能力が出ていないため、熱源管上流部３１ａに流入してきた熱源温水ｈの全量を熱源管３１に導くように、制御部９１が熱源温水三方弁２９の開度を全開にする（Ｓ１）。そして、吸収ヒートポンプサイクルにおける溶液Ｓの濃度差がついてくると、先に吸収ヒートポンプ１の作用として説明したように、被加熱媒体蒸気Ｗｖが生成される（被加熱媒体蒸気発生工程：Ｓ２）。その際、演算部９２は、再生器入口温水温度計３９で検知された温度、冷却水温度計４９で検知された温度、及び圧力センサ５８で検知された圧力を信号として受信する（Ｓ３）。

演算部９２は、再生器入口温水温度計３９、冷却水温度計４９、及び圧力センサ５８で検知された値をそれぞれ受信したら、記憶されている図２に示す関係に当てはめて、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を算出する（Ｓ４）。演算部９２は、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を算出したら、その値が所定の値以下か否かを判断する（Ｓ５）。所定の値は、本実施の形態では、被加熱媒体蒸気Ｗｖの定格流量としている。算出した被加熱媒体蒸気Ｗｖの流量が所定の値以下の場合は、再生器入口温水温度計３９で検知された温度等を受信する工程（Ｓ３）に戻る。他方、算出した被加熱媒体蒸気Ｗｖの流量が所定の値以下でない場合は、所定の値を超えないようにするために、演算部９２は、制御部９１を介して熱源温水三方弁２９の開度を調節させる（被加熱媒体蒸気発生流量調節工程：Ｓ６）。このとき、演算部９２は、記憶されている、図２に示す関係と、熱源温水三方弁２９の開度と、熱源管３１に導入される熱源温水ｈの流量の設計流量に対する割合との関係と、に照らし、目標とする被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量に対応する熱源温水三方弁２９の開度を制御部９１に連絡する。制御部９１は、演算部９２から受信した情報に基づいて、熱源温水三方弁２９の開度を変更させる。熱源温水三方弁２９の開度を調節させたら、再生器入口温水温度計３９で検知された温度等を受信する工程（Ｓ３）に戻り、以降、上述したフローを繰り返す。

以上で説明したように、本実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１によれば、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を検知して、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量が所定の値を超えないように熱源温水三方弁２９の開度を調節することで被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を制御するので、被加熱媒体蒸気Ｗｖの流量が過剰となることを防ぐことができ、吸収ヒートポンプ１の大型化を抑制しつつ適切な運転を行うことができる。

以上の説明では、被加熱媒体蒸気発生流量調節装置が熱源温水三方弁２９を含み、熱源管３１及び伝熱管２１に導入される熱源温水ｈの流量を調節することで被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を制御することとしたが、これに代えて、以下のように構成してもよい。
図４は、本発明の実施の形態の変形例に係る吸収ヒートポンプを部分的に示した系統図である。図４（Ａ）に示す第１の変形例に係る吸収ヒートポンプ１Ａは、凝縮器４０まわりを示している。吸収ヒートポンプ１Ａでは、冷却水管４１の下流側、すなわち、再生器冷媒蒸気Ｖｇを冷やした後の冷却水ｃが流れる冷却水管４１の部分である冷却水管下流部４１ｂに、冷却水三方弁７８が配設されている。冷却水三方弁７８の残りの１つのポートには、冷却水バイパス管７９の一端が接続されている。冷却水バイパス管７９の他端は、冷却水管上流部４１ａに接続されている。冷却水三方弁７８は、制御部９１（図１参照）と信号ケーブルで接続されており、制御部９１からの信号を受信して開度を調節することができるように構成されている。吸収ヒートポンプ１Ａでは、演算部９２（図１参照）に、冷却水三方弁７８の開度と、冷却水管４１に導入される冷却水ｃの流量の設計流量に対する割合との関係が記憶されている。被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量は、熱源管３１及び伝熱管２１に導入される熱源温水ｈの入口温度及び流量、冷却水ｃの入口温度、被加熱媒体蒸気Ｗｖの圧力が同じであれば、冷却水管４１に導入される冷却水ｃの流量と線形関係にあるため、冷却水管４１に導入される冷却水ｃの流量を調節することにより、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を制御することができる。なお、吸収ヒートポンプ１Ａでは、吸収ヒートポンプ１（図１参照）が備えていた熱源温水三方弁２９及び熱源温水バイパス管３３を省略してもよい。吸収ヒートポンプ１Ａの上記以外の構成は、吸収ヒートポンプ１（図１参照）と同じである。上述のように構成された吸収ヒートポンプ１Ａは、図３に示すフローチャート中、被加熱媒体蒸気発生流量調節工程（Ｓ６）において、開度の調節が行われるのが、冷却水三方弁７８となる。この点以外の吸収ヒートポンプ１Ａの作用は、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の作用と同じである。

図４（Ｂ）に示す第２の変形例に係る吸収ヒートポンプ１Ｂは、吸収器缶胴１７まわりを示している。吸収ヒートポンプ１Ｂでは、濃溶液管３５に、濃溶液Ｓａを、濃溶液散布ノズル１２に導入されないように迂回させるバイパス手段としてのバイパス部５０が設けられている。バイパス部５０は、バイパス管５１と、バイパス管５１に配設されたバイパス弁５２とを含んで構成されている。バイパス管５１は、一端が、溶液ポンプ３５ｐ（図１参照）及び溶液熱交換器３８（図１参照）よりも下流側の濃溶液管３５に接続されており、他端が、加熱管１１よりも下方の吸収器缶胴１７内で開放されている。このようにバイパス管５１が配設されていることで、バイパス管５１を流れる濃溶液Ｓａは、加熱管１１に降りかからずに貯留部１３に導かれることとなる。バイパス弁５２は、制御部９１（図１参照）と信号ケーブルで接続されており、制御部９１（図１参照）からの指令により開度を調節することができるように構成されている。バイパス管５１及びバイパス弁５２は、バイパス弁５２が全開になったときに、濃溶液管３５を流れる濃溶液Ｓａが濃溶液散布ノズル１２に到達せずに大部分がバイパス管５１を流れるように、呼び径が決定されている。吸収ヒートポンプ１Ｂでは、演算部９２（図１参照）に、バイパス弁５２の開度と、濃溶液散布ノズル１２から散布される濃溶液の流量との関係が記憶されている。被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量は、熱源管３１及び伝熱管２１に導入される熱源温水ｈの入口温度及び流量、冷却水ｃの入口温度及び流量、被加熱媒体蒸気Ｗｖの圧力が同じであれば、濃溶液散布ノズル１２から散布される濃溶液の流量と線形関係にあるため、バイパス弁５２の開度を調節して濃溶液散布ノズル１２から散布される濃溶液の流量を調節することにより、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を制御することができる。なお、吸収ヒートポンプ１Ｂでは、吸収ヒートポンプ１（図１参照）が備えていた熱源温水三方弁２９及び熱源温水バイパス管３３を省略してもよい。吸収ヒートポンプ１Ｂの上記以外の構成は、吸収ヒートポンプ１（図１参照）と同じである。上述のように構成された吸収ヒートポンプ１Ｂは、図３に示すフローチャート中、被加熱媒体蒸気発生流量調節工程（Ｓ６）において、開度の調節が行われるのが、バイパス弁５２となる。この点以外の吸収ヒートポンプ１Ｂの作用は、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の作用と同じである。

図４（Ｃ）に示す第３の変形例に係る吸収ヒートポンプ１Ｃは、吸収器缶胴１７及び蒸発器２０まわりを示している。吸収ヒートポンプ１Ｃでは、蒸発器缶胴２７内の冷媒液Ｖｆを吸収器缶胴１７の貯留部１３に導く希釈管７２が設けられている。希釈管７２には、希釈弁７３が配設されている。希釈弁７３は、制御部９１（図１参照）と信号ケーブルで接続されており、制御部９１（図１参照）からの指令により開閉を制御することができるように構成されている。吸収ヒートポンプ１Ｃでは、演算部９２（図１参照）に、単位時間あたりの希釈弁７３が開いている時間と、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量との関係が記憶されている。被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量は、熱源管３１及び伝熱管２１に導入される熱源温水ｈの入口温度及び流量、冷却水ｃの入口温度及び流量、被加熱媒体蒸気Ｗｖの圧力が同じであれば、単位時間あたりに希釈弁７３が開いている時間と線形関係にあるため、単位時間あたりの希釈弁７３が開いている時間を調節することにより、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を制御することができる。なお、吸収ヒートポンプ１Ｃでは、吸収ヒートポンプ１（図１参照）が備えていた熱源温水三方弁２９及び熱源温水バイパス管３３を省略してもよい。吸収ヒートポンプ１Ｃの上記以外の構成は、吸収ヒートポンプ１（図１参照）と同じである。上述のように構成された吸収ヒートポンプ１Ｃは、図３に示すフローチャート中、被加熱媒体蒸気発生流量調節工程（Ｓ６）において、開度の調節（開又は閉の２位置制御）が行われるのが、希釈弁７３となる。この点以外の吸収ヒートポンプ１Ｃの作用は、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の作用と同じである。

図５は、本発明の実施の形態の別の変形例に係る吸収ヒートポンプの再生器３０及び凝縮器４０まわりを部分的に示した系統図である。図５（Ａ）に示す第４の変形例に係る吸収ヒートポンプ１Ｅは、熱源管３１に導入される熱源温水ｈと、冷却水管４１に導入される冷却水ｃとで熱交換させる冷却水熱交換器６１を備えている。冷却水熱交換器６１は、熱源温水ｈを熱源管上流部３１ａに導く熱源温水導入管６３に配設されている。冷却水熱交換器６１の内部には、熱源温水ｈと熱交換させる冷却水ｃを流す冷却水流路６１ｃが形成されている。冷却水管上流部４１ａには、冷却水導入管６４が接続されている。冷却水導入管６４には、熱交三方弁６２が配設されている。熱交三方弁６２よりも上流側の冷却水導入管６４には、冷却水分岐管６５の一端が接続されている。冷却水分岐管６５の他端は、冷却水熱交換器６１の冷却水流路６１ｃの上流端に接続されている。冷却水流路６１ｃの下流端は、冷却水合流管６６を介して熱交三方弁６２の残りの１つのポートに接続されている。熱交三方弁６２は、制御部９１（図１参照）と信号ケーブルで接続されており、制御部９１からの信号を受信して開度を調節することができるように構成されている。なお、吸収ヒートポンプ１Ｅでは、吸収ヒートポンプ１（図１参照）が備えていた熱源温水三方弁２９及び熱源温水バイパス管３３を省略してもよい。吸収ヒートポンプ１Ｅの上記以外の構成は、吸収ヒートポンプ１（図１参照）と同じである。

上述のように構成された吸収ヒートポンプ１Ｅは、図３に示すフローチャート中、被加熱媒体蒸気発生流量調節工程（Ｓ６）において、開度の調節が行われるのが、熱交三方弁６２となる。この点以外の吸収ヒートポンプ１Ｅの作用は、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の作用と同じである。吸収ヒートポンプ１Ｅでは、算出された被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量が所定の値以下のときは、冷却水ｃが冷却水熱交換器６１を介さずに冷却水管４１に流入するように、熱交三方弁６２の開度が調節される。他方、算出された被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量が所定の値を超えた場合、演算部９２は、冷却水ｃが冷却水熱交換器６１に流入するように、制御部９１を介して熱交三方弁６２の開度を調節する。冷却水ｃが冷却水熱交換器６１に流入すると、冷却水ｃと熱源温水ｈとで熱交換が行われるため、冷却水管上流部４１ａに流入する冷却水ｃの温度は上昇し、熱源管上流部３１ａに流入する熱源温水ｈの温度は低下する。すると、再生器入口温水温度計３９で検知される値が温度が変化した後の熱源温水ｈの温度となり、冷却水温度計４９で検知される値が温度が変化した後の冷却水ｃの温度となるため、熱源温水ｈ及び冷却水ｃの温度変化が、演算部９２において算出される被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量に表れることとなる。吸収ヒートポンプ１Ｅでは、熱交三方弁６２の開度の調節が、算出される被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量にフィードバックされ、算出された被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量が所定の値を超えないように、熱交三方弁６２の開度が調節される。

図５（Ｂ）に示す第５の変形例に係る吸収ヒートポンプ１Ｆは、熱源管上流部３１ａを流れる熱源温水ｈの一部を、冷却水管上流部４１ａに導く熱源温水分岐管６８を備えている。熱源温水分岐管６８には、熱源温水分岐弁６９が配設されている。熱源温水分岐弁６９は、制御部９１（図１参照）と信号ケーブルで接続されており、制御部９１からの信号を受信して開度を調節することができるように構成されている。なお、吸収ヒートポンプ１Ｆでは、吸収ヒートポンプ１（図１参照）が備えていた熱源温水三方弁２９及び熱源温水バイパス管３３を省略してもよい。吸収ヒートポンプ１Ｆの上記以外の構成は、吸収ヒートポンプ１（図１参照）と同じである。

上述のように構成された吸収ヒートポンプ１Ｆは、図３に示すフローチャート中、被加熱媒体蒸気発生流量調節工程（Ｓ６）において、開度の調節が行われるのが、熱源温水分岐弁６９となる。この点以外の吸収ヒートポンプ１Ｆの作用は、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の作用と同じである。吸収ヒートポンプ１Ｆでは、算出された被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量が所定の値を超えた場合、演算部９２は、熱源管上流部３１ａを流れる熱源温水ｈの一部が熱源温水分岐管６８を介して冷却水管上流部４１ａに流入するように、制御部９１を介して熱源温水分岐弁６９の開度を調節する。熱源温水ｈが冷却水管上流部４１ａ内の冷却水ｃに合流すると、冷却水ｃの温度は上昇する。冷却水ｃの温度上昇は、演算部９２において算出される被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量に表れることとなる。吸収ヒートポンプ１Ｆでは、熱源温水分岐弁６９の開度の調節が、算出される被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量にフィードバックされ、算出された被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量が所定の値を超えないように、熱源温水分岐弁６９の開度が調節される。

図５（Ａ）に示す第４の変形例に係る吸収ヒートポンプ１Ｅ、図５（Ｂ）に示す第５の変形例に係る吸収ヒートポンプ１Ｆによれば、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量にかかわらず、熱源温水ｈを冷却することができるため、熱源温水ｈをできるだけ冷却して戻すことが要請されている場合に好適である。

以上の説明では、吸収ヒートポンプ１が、吸収器缶胴１７及び蒸発器缶胴２７を１つずつ備える単段の吸収ヒートポンプであるとしたが、吸収器缶胴１７及び蒸発器缶胴２７を作動温度の異なる２組あるいは３組以上に構成して、２段あるいは３段以上の多段の吸収ヒートポンプとしてもよい。

以上の説明では、導入する熱源温水ｈはほぼ変わらずに導入する冷却水ｃの温度が低下することに起因して被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量が増大し得る場合の制御を説明したが、熱源温水ｈの温度が上昇することに起因して被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量が増大し得る場合も同様の制御を行うことができる。

以上の説明では、被加熱媒体蒸気流量検知部が、再生器入口温水温度計３９と、冷却水温度計４９と、圧力センサ５８と、演算部９２とで構成されているとしたが、吸収器１０で生成された被加熱媒体蒸気Ｗｖ又は気液分離器８０に導入される補給水Ｗｓの流量を直接計測できる流量計で構成されていてもよい。気液分離器８０に導入される補給水Ｗｓは、吸収器１０で生成された被加熱媒体蒸気Ｗｖと相関があるため、気液分離器８０に導入される補給水Ｗｓの流量を計測することで、吸収器１０で生成された被加熱媒体蒸気Ｗｖの流量を間接的に検知することができる。あるいは、演算部９２における被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を算出するパラメータとして、熱源温水ｈの入口温度・冷却水ｃの入口温度・被加熱媒体蒸気Ｗｖの圧力に代えて、吸収ヒートポンプサイクルを行う媒体に関連する値を採用してもよい。例えば、熱源温水ｈの入口温度は、蒸発器缶胴２７の内圧（これと概ね等しい吸収器缶胴１７の内圧での代用も可能）、蒸発器缶胴２７内の冷媒Ｖの温度、再生器缶胴３７内の濃溶液Ｓａの温度と相関があるため、これらのうちの少なくとも１つを検知して熱源温水ｈの入口温度に代用してもよい。また、冷却水ｃの入口温度は、凝縮器缶胴４７の内圧（これと概ね等しい再生器缶胴３７の内圧での代用も可能）、凝縮器缶胴４７内の冷媒Ｖの温度と相関があるため、これらのうちの少なくとも１つを検知して冷却水ｃの入口温度に代用してもよい。また、被加熱媒体蒸気Ｗｖの圧力は被加熱媒体蒸気Ｗｖの温度と相互換算でき、被加熱媒体蒸気Ｗｖの温度は吸収器缶胴１７内の希溶液Ｓｗの温度から推定することができるので、被加熱媒体蒸気Ｗｖの温度、吸収器缶胴１７内の希溶液Ｓｗの温度の少なくとも１つを検知して被加熱媒体蒸気Ｗｖの圧力に代用してもよい。なお、溶液Ｓの濃度を把握している場合は、いずれかのパラメータを溶液Ｓの濃度で代用してもよい。このように、被加熱媒体蒸気Ｗｖの発生流量を算出するに際し、熱源温水ｈの入口温度、冷却水ｃの入口温度、及び被加熱媒体蒸気Ｗｖの圧力を直接検知する他、熱源温水ｈの入口温度、冷却水ｃの入口温度、及び被加熱媒体蒸気Ｗｖの圧力に関連する物理量（換算又は推定可能な物理量）を検知することとしてもよい。

以上の説明では、熱源媒体が熱源温水ｈであるとしたが、蒸気であってもよい。つまり、熱源媒体は、吸収ヒートポンプの駆動に利用可能な熱を保有する流体であればよい。熱源媒体として蒸気が利用される場合、典型的にはプラント等から排出される排蒸気が利用される。

１ 吸収ヒートポンプ
１０ 吸収器
２０ 蒸発器
２９ 熱源温水三方弁
３０ 再生器
３９ 再生器入口温水温度計
４０ 凝縮器
４９ 冷却水温度計
５８ 圧力センサ
９１ 制御部
９２ 演算部
ｃ 冷却水
ｈ 熱源温水
Ｓａ 濃溶液
Ｓｗ 希溶液
Ｖｅ 蒸発器冷媒蒸気
Ｖｆ 冷媒液
Ｖｇ 再生器冷媒蒸気
Ｗｑ 被加熱媒体液
Ｗｖ 被加熱媒体蒸気

Claims (9)

1. 冷媒の蒸気である冷媒蒸気を溶液が吸収する際に生じる吸収熱で被加熱媒体を加熱し、前記被加熱媒体の蒸気である被加熱媒体蒸気を発生させる吸収器と；
   前記吸収器における前記被加熱媒体蒸気の発生流量を調節する被加熱媒体蒸気発生流量調節装置と；
   前記吸収器で発生した前記被加熱媒体蒸気の流量を検知する被加熱媒体蒸気流量検知部と；
   前記被加熱媒体蒸気流量検知部で検知した前記被加熱媒体蒸気の流量が所定の値を超えないように前記被加熱媒体蒸気発生流量調節装置を制御する制御部と；
   前記冷媒が吸収された溶液を、熱源媒体で加熱して、前記溶液から前記冷媒を離脱させる再生器と；
   前記再生器で前記溶液から離脱した冷媒蒸気を導入し、冷却水で前記冷媒蒸気を冷却凝縮させて、前記冷媒の液体である冷媒液を生成する凝縮器と；
   前記冷媒液を導入し、熱源媒体で前記冷媒液を加熱して、前記吸収器で前記溶液に吸収させる前記冷媒蒸気を生成する蒸発器とを備え；
   前記吸収器は、前記吸収熱で加熱された前記被加熱媒体の蒸気と液とを分離する気液分離器を有し；
   前記気液分離器は、前記被加熱媒体蒸気が外部に供給された分を補う補給用の前記被加熱媒体の液を導入するように構成され；
   前記被加熱媒体蒸気流量検知部が、前記吸収器で発生した前記被加熱媒体蒸気の圧力又はその代用値、前記再生器又は前記蒸発器に導入される前記熱源媒体の温度又はその代用値、及び前記凝縮器に導入される前記冷却水の温度又はその代用値に対してあらかじめ記憶された前記被加熱媒体蒸気の発生流量の関係に照らして、又は、前記気液分離器に導入された前記補給用の被加熱媒体の液の流量に基づいて、前記被加熱媒体蒸気の発生流量を算出するように構成された；
   吸収ヒートポンプ。
2. 冷媒の蒸気である冷媒蒸気を溶液が吸収する際に生じる吸収熱で被加熱媒体を加熱し、前記被加熱媒体の蒸気である被加熱媒体蒸気を発生させる吸収器と；
   前記吸収器における前記被加熱媒体蒸気の発生流量を調節する被加熱媒体蒸気発生流量調節装置と；
   前記吸収器で発生した前記被加熱媒体蒸気の流量を検知する被加熱媒体蒸気流量検知部と；
   前記被加熱媒体蒸気流量検知部で検知した前記被加熱媒体蒸気の流量が所定の値を超えないように前記被加熱媒体蒸気発生流量調節装置を制御する制御部と；
   前記冷媒が吸収された溶液を、熱源媒体で加熱して、前記溶液から前記冷媒を離脱させる再生器と；
   前記再生器で前記溶液から離脱した冷媒蒸気を導入し、冷却水で前記冷媒蒸気を冷却凝縮させて、前記冷媒の液体である冷媒液を生成する凝縮器と；
   前記冷媒液を導入し、熱源媒体で前記冷媒液を加熱して、前記吸収器で前記溶液に吸収させる前記冷媒蒸気を生成する蒸発器と；
   前記吸収器で発生した前記被加熱媒体蒸気の圧力を直接又は間接的に検知する被加熱媒体蒸気圧力検知部と；
   前記再生器又は前記蒸発器に導入される前記熱源媒体の温度を直接又は間接的に検知する熱源媒体温度検知部と；
   前記凝縮器に導入される前記冷却水の温度を直接又は間接的に検知する冷却水温度検知部とを備え；
   前記被加熱媒体蒸気流量検知部が、前記被加熱媒体蒸気圧力検知部で検知された値、前記熱源媒体温度検知部で検知された値、及び前記冷却水温度検知部で検知された値を、あらかじめ記憶された、前記被加熱媒体蒸気の圧力と、前記熱源媒体の温度と、前記冷却水の温度と、前記被加熱媒体蒸気の発生流量との関係に照らして、前記被加熱媒体蒸気の発生流量を算出するように構成された；
   吸収ヒートポンプ。
3. 前記被加熱媒体蒸気発生流量調節装置が、前記再生器又は前記蒸発器に導入される前記熱源媒体の流量を調節する熱源温水三方弁で構成され；
   前記制御部は、前記被加熱媒体蒸気流量検知部で検知した前記被加熱媒体蒸気の流量が所定の値を超えないように前記熱源温水三方弁の開度を調節する；
   請求項１又は請求項２に記載の吸収ヒートポンプ。
4. 前記被加熱媒体蒸気発生流量調節装置が、前記凝縮器に導入される前記冷却水の流量を調節する冷却水三方弁で構成され；
   前記制御部は、前記被加熱媒体蒸気流量検知部で検知した前記被加熱媒体蒸気の流量が所定の値を超えないように前記冷却水三方弁の開度を調節する；
   請求項１又は請求項２に記載の吸収ヒートポンプ。
5. 前記吸収器は、前記被加熱媒体の流路を構成する加熱管と、前記加熱管の上方に配設されて前記溶液を前記加熱管に散布する溶液散布ノズルと、前記溶液散布ノズルに向けて送られる前記溶液を前記加熱管の下方に導くバイパス管と、前記バイパス管に配設されて前記バイパス管を流れる前記溶液の流量を調節するバイパス弁とを有し；
   前記被加熱媒体蒸気発生流量調節装置が前記バイパス弁で構成され；
   前記制御部は、前記被加熱媒体蒸気流量検知部で検知した前記被加熱媒体蒸気の流量が所定の値を超えないように前記バイパス弁の開度を調節する；
   請求項１又は請求項２に記載の吸収ヒートポンプ。
6. 前記蒸発器内の前記冷媒液を、前記吸収器内の前記冷媒蒸気を吸収した後の前記溶液の貯留部に導く希釈管と；
   前記希釈管に配設された希釈弁とを備え；
   前記被加熱媒体蒸気発生流量調節装置が前記希釈弁で構成され；
   前記制御部は、前記被加熱媒体蒸気流量検知部で検知した前記被加熱媒体蒸気の流量が所定の値を超えないように前記希釈弁の開閉を制御する；
   請求項１又は請求項２に記載の吸収ヒートポンプ。
7. 前記再生器に導入される前記熱源媒体と前記凝縮器に導入される前記冷却水とで熱交換させる冷却水熱交換器と；
   前記冷却水熱交換器に導入される前記冷却水の流量を調節する熱交三方弁とを備え；
   前記被加熱媒体蒸気発生流量調節装置が前記熱交三方弁で構成され；
   前記制御部は、前記被加熱媒体蒸気流量検知部で検知した前記被加熱媒体蒸気の流量が所定の値を超えないように前記熱交三方弁の開度を調節する；
   請求項１又は請求項２に記載の吸収ヒートポンプ。
8. 前記再生器に導入される前記熱源媒体を、前記凝縮器に導入される前記冷却水が流れる冷却水管に導く熱源温水分岐管と；
   前記熱源温水分岐管に配設されて前記熱源温水分岐管を流れる前記熱源媒体の流量を調節する熱源温水分岐弁とを備え；
   前記被加熱媒体蒸気発生流量調節装置が前記熱源温水分岐弁で構成され；
   前記制御部は、前記被加熱媒体蒸気流量検知部で検知した前記被加熱媒体蒸気の流量が所定の値を超えないように前記熱源温水分岐弁の開度を調節する；
   請求項１又は請求項２に記載の吸収ヒートポンプ。
9. 冷媒の蒸気である冷媒蒸気を溶液が吸収する際に生じる吸収熱で被加熱媒体を加熱し、前記被加熱媒体の蒸気である被加熱媒体蒸気を発生させる被加熱媒体蒸気発生工程と；
   前記被加熱媒体蒸気発生工程において発生した前記被加熱媒体蒸気の流量を検知する被加熱媒体蒸気流量検知工程と；
   前記被加熱媒体蒸気流量検知工程において検知した前記被加熱媒体蒸気の流量が所定の値を超えないように、前記被加熱媒体蒸気発生工程における前記被加熱媒体蒸気の発生流量を調節する被加熱媒体蒸気発生流量調節工程とを備え；
   前記被加熱媒体蒸気流量検知工程は、前記被加熱媒体蒸気の圧力又はその代用値、前記冷媒の液を前記冷媒蒸気にする熱を前記冷媒に与える熱源媒体もしくは前記冷媒を吸収した前記溶液から前記冷媒を離脱させる熱を前記溶液に与える熱源媒体の温度又はその代用値、及び前記溶液から離脱した前記冷媒蒸気を冷却凝縮させる冷却水の温度又はその代用値に対してあらかじめ記憶された前記被加熱媒体蒸気の発生流量の関係に照らして、又は、前記被加熱媒体蒸気が系外に流出した分を補う補給用の前記被加熱媒体の液の流量に基づいて、前記被加熱媒体蒸気の発生流量を算出するように構成された；
   吸収ヒートポンプの運転方法。

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