JP6337056B2 - 吸収ヒートポンプ - Google Patents

Description

本発明は吸収ヒートポンプに関し、特に起動時に冷媒の液が吸収液の系統に混入することを防ぐ吸収ヒートポンプに関する。

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、第２種吸収ヒートポンプがある。第２種吸収ヒートポンプは、冷媒液を蒸発させる蒸発器、冷媒蒸気を吸収液で吸収させる吸収器、吸収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。第２種吸収ヒートポンプとして、比較的利用価値の低い低温の排温水を熱源媒体として再生器及び蒸発器に供給して、利用価値の高い被加熱媒体蒸気を取り出すものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１３−２３１５７７号公報（段落００２６）

吸収ヒートポンプの起動時に、当初から蒸発器における冷媒蒸気の発生を旺盛にすると、冷媒液が吸収器に流入してしまい、吸収液の濃度が低下して、定常運転に到達するまでの時間が長くなってしまう。

本発明は上述の課題に鑑み、起動時に冷媒の液が吸収液の系統に混入することを防ぐ吸収ヒートポンプ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、吸収液と冷媒との吸収ヒートポンプサイクルにより、導入した熱源流体ｈｅ、ｈｇの熱を汲み上げる吸収ヒートポンプ１であって；冷媒加熱流体管６１を有し、冷媒加熱流体管６１の内部を流れる熱源流体ｈｅの熱で、冷媒加熱流体管６１の外側にある冷媒の液Ｖｆを加熱し蒸発させて冷媒の蒸気Ｖｃを生成する蒸発器６０と；蒸発器６０に冷媒の液Ｖｆを供給する冷媒液供給部８９、８７と；吸収ヒートポンプ１の起動時に、冷媒加熱流体管６１に接触する冷媒の液Ｖｆの量を変化させることで、冷媒加熱流体管６１を流れる熱源流体ｈｅから冷媒の液Ｖｆへの熱伝達面積が、吸収ヒートポンプ１の起動開始から蒸発器６０の圧力又は蒸発器６０の圧力と相関を有する物理量の変化に応じて増加するように、冷媒液供給部８９、８７を制御する制御装置１００とを備える。

このように構成すると、吸収ヒートポンプの起動時に、多量の冷媒の液が蒸発することを防ぐことができ、冷媒の蒸気に随伴して冷媒の液が吸収液に混合されることを防ぐことができる。

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を参照して示すと、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、制御装置１００は、蒸発器６０の圧力又は蒸発器６０の圧力と相関を有する物理量が所定の値に到達した後に、蒸発器６０の内部の冷媒の液Ｖｆの液位を所定の範囲に維持するように冷媒液供給部８９、８７を制御する。

このように構成すると、蒸発器の圧力又は蒸発器の圧力と相関を有する物理量が所定の値に到達した後に、蒸発器の内部の冷媒の液の液位を所定の範囲に維持するようにするので、冷媒の蒸気に随伴して冷媒の液が吸収液に混合され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は、例えば図１に示すように、吸収液と冷媒との吸収ヒートポンプサイクルにより、導入した熱源流体ｈｅ、ｈｇの熱を汲み上げる吸収ヒートポンプ１であって；冷媒加熱流体管６１を有し、冷媒加熱流体管６１の内部を流れる熱源流体ｈｅの熱で、冷媒加熱流体管６１の外側にある冷媒の液Ｖｆを加熱し蒸発させて冷媒の蒸気Ｖｃを生成する蒸発器６０と；蒸発器６０に冷媒の液Ｖｆを供給する冷媒液供給部８９、８７と；吸収液Ｓｂが冷媒の蒸気Ｖｂを吸収したときに生じた吸収熱で被加熱媒体Ｖｆを加熱する第１の吸収器３０と；第１の吸収器３０の吸収液Ｓｃを導入すると共に蒸発器６０で生成された冷媒の蒸気Ｖｃを導入し、導入した吸収液Ｓｃが冷媒の蒸気Ｖｃを吸収したときに生じた吸収熱で被加熱媒体Ｖｆを加熱する第２の吸収器５０と；吸収ヒートポンプ１の起動時に、冷媒加熱流体管６１に接触する冷媒の液Ｖｆの量を変化させることで、冷媒加熱流体管６１を流れる熱源流体ｈｅから冷媒の液Ｖｆへの熱伝達面積が、吸収ヒートポンプ１の起動開始から第１の吸収器３０と第２の吸収器５０との圧力差又は第１の吸収器３０と第２の吸収器５０との圧力差と相関を有する物理量の変化に応じて増加するように、冷媒液供給部８９、８７を制御する制御装置１００とを備える。

このように構成すると、起動時に、蒸発器における熱源流体から冷媒の液への熱伝達面積が増加することで第２の吸収器の内部圧力が過度に上昇することを防ぐことができる。

また、本発明の第４の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図１を参照して示すと、上記本発明の第３の態様に係る吸収ヒートポンプ１において、制御装置１００は、第１の吸収器３０と第２の吸収器５０との圧力差又は第１の吸収器３０と第２の吸収器５０との圧力差と相関を有する物理量が所定の値に到達した後に、蒸発器６０の内部の冷媒の液Ｖｆの液位を所定の範囲に維持するように冷媒液供給部８９、８７を制御する。

このように構成すると、第１の吸収器と第２の吸収器との圧力差又は第１の吸収器と第２の吸収器との圧力差と相関を有する物理量が所定の値に到達した後に、蒸発器の内部の冷媒の液の液位を所定の範囲に維持するようにするので、冷媒の蒸気に随伴して冷媒の液が吸収液に混合されることを防ぐことができる。

また、本発明の第５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３の態様又は第４の態様に係る吸収ヒートポンプ１において、第２の吸収器５０は、第１の吸収器３０よりも低位に配置されて、第１の吸収器３０の吸収液Ｓｃを重力によって導入するように構成されている。

このように構成すると、起動時に、内部圧力が過度に上昇することを防いだ第２の吸収器へ、第１の吸収器の吸収液を重力で流入させることができる。

また、本発明の第６の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図２に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つの態様に係る吸収ヒートポンプ１Ａにおいて、蒸発器６０Ａは、冷媒加熱流体管６１を収容すると共に冷媒の液Ｖｆを貯留する蒸発器缶胴６４を有し、冷媒加熱流体管６１の一部又は全部が冷媒の液Ｖｆに没入するように構成され；蒸発器缶胴６４内の冷媒の液Ｖｆの液位を検出する液位検出装置６９を備え；制御装置１００Ａは、液位検出装置６９によって検出された液位が下方から上方に向けて変化するように冷媒液供給部８９、８７（例えば図１参照）を制御する。

このように構成すると、液位制御によって蒸発器缶胴内の冷媒の液の液位を変化させることで熱源流体から冷媒の液への熱伝達面積を変化させることができ、当該熱伝達面積を簡便に調節することができる。

また、本発明の第７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の態様乃至第５の態様のいずれか１つの態様に係る吸収ヒートポンプ１において、蒸発器６０は、冷媒加熱流体管６１を収容すると共に冷媒の液Ｖｆを貯留する蒸発器缶胴６４を有し、冷媒加熱流体管６１の一部又は全部が冷媒の液Ｖｆに没入するように構成され；制御装置１００は、冷媒液供給部８９、８７が蒸発器６０に供給する冷媒の液Ｖｆの流量が小流量から大流量に変化するように冷媒液供給部８９、８７を制御する。

このように構成すると、供給量制御によって蒸発器缶胴内の冷媒の液の液位を変化させることで熱源流体から冷媒の液への熱伝達面積を変化させることができ、当該熱伝達面積を簡便に調節することができる。

また、本発明の第８の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図３に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つの態様に係る吸収ヒートポンプ１Ｂにおいて、蒸発器６０Ｂは、冷媒加熱流体管６１に向けて冷媒の液Ｖｆを散布する散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃを複数有すると共に、複数の散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃのそれぞれへの冷媒の液Ｖｆの供給の有無を制御する冷媒制御弁６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃを有し；制御装置１００Ｂは、冷媒の液Ｖｆが散布される散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃの数が増加するように冷媒制御弁６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃを制御する。

このように構成すると、散布ノズル数制御によって冷媒加熱流体管に散布される冷媒の液の量を変化させることで熱源流体から冷媒の液への熱伝達面積を変化させることができ、当該熱伝達面積を簡便に調節することができる。

また、本発明の第９の態様に係る吸収ヒートポンプは、例えば図３に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つの態様に係る吸収ヒートポンプ１Ｂにおいて、蒸発器６０Ｂは、冷媒加熱流体管６１に向けて冷媒の液Ｖｆを散布する散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃを有し；制御装置１００Ｂは、散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃへ供給される冷媒の液Ｖｆの圧力が増加するように冷媒液供給部８９、８７（例えば図１参照）を制御する。

このように構成すると、散布ノズル圧制御によって冷媒加熱流体管に散布される冷媒の液の量を変化させることで熱源流体から冷媒の液への熱伝達面積を変化させることができ、当該熱伝達面積を簡便に調節することができる。

本発明によれば、起動時に、蒸発器における熱源流体から冷媒の液への熱伝達面積が増加することで低温吸収器の内部圧力が過度に上昇することを防ぐことができる。

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。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係る吸収ヒートポンプが備える低温蒸発器まわりの概略構成図である。 本発明の実施の形態の第２の変形例に係る吸収ヒートポンプが備える低温蒸発器まわりの概略構成図である。

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、三段昇温型の吸収ヒートポンプである。吸収ヒートポンプ１は、本実施の形態では、比較的利用価値の低い低温（例えば８０℃〜９０℃程度）の排温水ｈｅ、ｈｇを熱源流体として導入し、利用価値の高い被加熱水蒸気Ｗｖ（例えば、圧力が約０．２ＭＰａ（ゲージ圧）を超え、望ましくは０．８ＭＰａ（ゲージ圧）程度）を取り出すことができる、第二種吸収ヒートポンプである。吸収ヒートポンプ１は、主要構成機器として、高温吸収器１０と、高温蒸発器２０と、中温吸収器３０と、中温蒸発器４０と、低温吸収器５０と、低温蒸発器６０と、再生器７０と、凝縮器８０とを備えている。また、吸収ヒートポンプ１は、制御装置１００を備えている。

なお、以下の説明においては、吸収液（「溶液」という場合もある）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「高濃度溶液Ｓａ」、「中濃度溶液Ｓｂ」、「低濃度溶液Ｓｃ」、「希溶液Ｓｗ」等と呼称するが、性状等を不問にするときは総称して「吸収液Ｓ」ということとする。同様に、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「高温冷媒蒸気Ｖａ」、「中温冷媒蒸気Ｖｂ」、「低温冷媒蒸気Ｖｃ」、「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、吸収液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、吸収ヒートポンプ１から外部に生産物（目的物）として被加熱水蒸気Ｗｖを供給するように構成されている。被加熱水蒸気Ｗｖは、被加熱水液Ｗｑが蒸発したものであり、これらの性状を不問にするときは被加熱水Ｗということとする。本実施の形態では、被加熱水Ｗとして水（Ｈ_２Ｏ）が用いられている。

高温吸収器１０は、被加熱水Ｗの流路を構成する伝熱管１１と、高濃度溶液Ｓａを散布する高濃度溶液散布ノズル１２とを有している。高濃度溶液散布ノズル１２は、散布した高濃度溶液Ｓａが伝熱管１１に降りかかるように、伝熱管１１の上方に配設されている。高温吸収器１０は、高濃度溶液散布ノズル１２から高濃度溶液Ｓａが散布され、高濃度溶液Ｓａが高温冷媒蒸気Ｖａを吸収する際に吸収熱を発生させる。この吸収熱を、伝熱管１１を流れる被加熱水Ｗが受熱して、被加熱水Ｗが加熱されるように構成されている。高温吸収器１０の下部には、中濃度溶液Ｓｂが貯留される貯留部１３が形成されている。中濃度溶液Ｓｂは、高濃度溶液散布ノズル１２から散布された高濃度溶液Ｓａが高温冷媒蒸気Ｖａを吸収して、高濃度溶液Ｓａから濃度が低下した吸収液Ｓである。伝熱管１１は、中濃度溶液Ｓｂ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。このようにすると、発生した吸収熱が伝熱管１１内を流れる被加熱水Ｗに速やかに伝わり、吸収能力の回復を早めることができる。

高温蒸発器２０は、高温吸収器１０に高温冷媒蒸気Ｖａを供給する構成部材である。高温蒸発器２０は、冷媒液Ｖｆ及び高温冷媒蒸気Ｖａを収容する冷媒気液分離胴２１と、高温冷媒液供給管２２と、高温冷媒蒸気受入管２４とを有している。高温冷媒液供給管２２は、冷媒液Ｖｆを中温吸収器３０の加熱管３１に導く流路を構成する管である。高温冷媒蒸気受入管２４は、中温吸収器３０の加熱管３１で冷媒液Ｖｆが加熱されて生成された高温冷媒蒸気Ｖａあるいは高温冷媒蒸気Ｖａと冷媒液Ｖｆとの冷媒気液混相を冷媒気液分離胴２１まで案内する流路を構成する管である。冷媒気液分離胴２１内には、高温冷媒蒸気Ｖａ中に含まれる冷媒Ｖの液滴を衝突分離させるバッフル板（不図示）が設けられている。本実施の形態では、中温吸収器３０の加熱管３１の内面を高温蒸発器２０の伝熱面としている。また、冷媒気液分離胴２１には、内部の圧力を検出する高温圧力計２８が設けられている。また、高温蒸発器２０には冷媒液Ｖｆを導入する冷媒液管８２が接続されている。高温蒸発器２０に接続された冷媒液管８２には、流量調節弁８３が配設されている。高温冷媒液供給管２２は、冷媒気液分離胴２１の冷媒液Ｖｆが貯留されている部分に一端が接続され、他端が加熱管３１の一端に接続されている。高温冷媒蒸気受入管２４は、冷媒気液分離胴２１に一端が接続され、他端が加熱管３１の他端に接続されている。高温蒸発器２０は、加熱管３１の内部で冷媒液Ｖｆが蒸気に変化して密度が大幅に減少するので、加熱管３１を気泡ポンプとして機能させることとして、冷媒気液分離胴２１内の冷媒液Ｖｆを加熱管３１に送るポンプを省略している。なお、冷媒気液分離胴２１内の冷媒液Ｖｆを加熱管３１に送るポンプ（不図示）を高温冷媒液供給管２２に配設してもよい。

高温蒸発器２０と高温吸収器１０とは、高温冷媒蒸気流路としての高温冷媒蒸気管２９で接続されている。高温冷媒蒸気管２９は、一方の端部が冷媒気液分離胴２１の上部（典型的には頂部）に接続されており、他方の端部が高濃度溶液散布ノズル１２よりも上方で高温吸収器１０の缶胴に接続されている。このような構成により、高温蒸発器２０で生成された高温冷媒蒸気Ｖａを、高温冷媒蒸気管２９を介して、高温吸収器１０に供給することができるようになっている。また、高温吸収器１０と高温蒸発器２０とは、高温冷媒蒸気管２９を介して連通していることにより、概ね同じ内部圧力となる。

中温吸収器３０は、本実施の形態では第１の吸収器に相当し、冷媒液Ｖｆ及び高温冷媒蒸気Ｖａの流路を構成する加熱管３１と、中濃度溶液散布ノズル３２とを有している。加熱管３１は、上述のように、一端に高温冷媒液供給管２２が、他端に高温冷媒蒸気受入管２４が、それぞれ接続されている。中濃度溶液散布ノズル３２は、本実施の形態では、中濃度溶液Ｓｂを散布する。中濃度溶液散布ノズル３２は、散布した中濃度溶液Ｓｂが加熱管３１に降りかかるように、加熱管３１の上方に配設されている。中濃度溶液散布ノズル３２には、中濃度溶液Ｓｂを内部に流す中濃度溶液管１５の一端が接続されている。中温吸収器３０は、中濃度溶液散布ノズル３２から中濃度溶液Ｓｂが散布され、中濃度溶液Ｓｂが中温冷媒蒸気Ｖｂを吸収する際に生じる吸収熱により、加熱管３１を流れる冷媒液Ｖｆを加熱して高温冷媒蒸気Ｖａを生成することができるように構成されている。中温吸収器３０は、高温吸収器１０よりも低い圧力（露点温度）で作動するように構成されており、高温吸収器１０よりも作動温度が低くなっている。中温吸収器３０の下部には、低濃度溶液Ｓｃが貯留される貯留部３３が形成されている。低濃度溶液Ｓｃは、中濃度溶液散布ノズル３２から散布された中濃度溶液Ｓｂが中温冷媒蒸気Ｖｂを吸収して濃度が低下した吸収液Ｓである。加熱管３１は、貯留部３３よりも上方に配設されている。

中温蒸発器４０は、中温吸収器３０に中温冷媒蒸気Ｖｂを供給する構成部材である。中温蒸発器４０は、冷媒液Ｖｆ及び中温冷媒蒸気Ｖｂを収容する冷媒気液分離胴４１と、中温冷媒液供給管４２と、中温冷媒蒸気受入管４４とを有している。中温冷媒液供給管４２は、冷媒液Ｖｆを低温吸収器５０の加熱管５１に導く流路を構成する管である。中温冷媒蒸気受入管４４は、低温吸収器５０の加熱管５１で冷媒液Ｖｆが加熱されて生成された中温冷媒蒸気Ｖｂあるいは中温冷媒蒸気Ｖｂと冷媒液Ｖｆとの冷媒気液混相を冷媒気液分離胴４１まで案内する流路を構成する管である。冷媒気液分離胴４１は、高温蒸発器２０の冷媒気液分離胴２１と同様に構成されている。本実施の形態では、低温吸収器５０の加熱管５１の内面を中温蒸発器４０の伝熱面としている。冷媒気液分離胴４１には、内部の圧力を検出する中温圧力計４８が設けられている。また、中温蒸発器４０には冷媒液Ｖｆを導入する冷媒液管８４が接続されている。冷媒液管８４は、冷媒液管８２から分岐している。中温蒸発器４０に接続された冷媒液管８４には、流量調節弁８５が配設されている。中温冷媒液供給管４２は、冷媒気液分離胴４１の冷媒液Ｖｆが貯留されている部分に一端が接続され、他端が加熱管５１の一端に接続されている。中温冷媒蒸気受入管４４は、冷媒気液分離胴４１に一端が接続され、他端が加熱管５１の他端に接続されている。中温蒸発器４０は、加熱管５１の内部で冷媒液Ｖｆが蒸気に変化して密度が大幅に減少するので、加熱管５１を気泡ポンプとして機能させることとして、冷媒気液分離胴４１内の冷媒液Ｖｆを加熱管５１に送るポンプを省略している。なお、冷媒気液分離胴４１内の冷媒液Ｖｆを加熱管５１に送るポンプ（不図示）を中温冷媒液供給管４２に配設してもよい。

中温蒸発器４０と中温吸収器３０とは、中温冷媒蒸気流路としての中温冷媒蒸気管４９で接続されている。中温冷媒蒸気管４９は、一方の端部が冷媒気液分離胴４１の上部（典型的には頂部）に接続されており、他方の端部が中濃度溶液散布ノズル３２よりも上方で中温吸収器３０の缶胴に接続されている。このような構成により、中温蒸発器４０で生成された中温冷媒蒸気Ｖｂを、中温冷媒蒸気管４９を介して、中温吸収器３０に供給することができるようになっている。また、中温吸収器３０と中温蒸発器４０とは、中温冷媒蒸気管４９を介して連通していることにより、概ね同じ内部圧力となる。また、本実施の形態では、中温吸収器３０及び中温蒸発器４０が、高温吸収器１０及び高温蒸発器２０の下方に設けられている。

低温吸収器５０は、本実施の形態では第２の吸収器に相当し、冷媒液Ｖｆ及び中温冷媒蒸気Ｖｂの流路を構成する加熱管５１と、低濃度溶液散布ノズル５２とを内部に有している。加熱管５１は、上述のように、一端に中温冷媒液供給管４２が、他端に中温冷媒蒸気受入管４４が、それぞれ接続されている。低濃度溶液散布ノズル５２は、本実施の形態では、低濃度溶液Ｓｃを散布する。低濃度溶液散布ノズル５２は、散布した低濃度溶液Ｓｃが加熱管５１に降りかかるように、加熱管５１の上方に配設されている。低濃度溶液散布ノズル５２には、低濃度溶液Ｓｃを内部に流す低濃度溶液管３５の一端が接続されている。低温吸収器５０は、低濃度溶液散布ノズル５２から低濃度溶液Ｓｃが散布され、低濃度溶液Ｓｃが低温冷媒蒸気Ｖｃを吸収する際に生じる吸収熱により、加熱管５１を流れる冷媒液Ｖｆを加熱して中温冷媒蒸気Ｖｂを生成することができるように構成されている。低温吸収器５０は、中温吸収器３０よりも低い圧力（露点温度）で作動するように構成されており、中温吸収器３０よりも作動温度が低くなっている。低温吸収器５０の下部には、希溶液Ｓｗが貯留される貯留部５３が形成されている。希溶液Ｓｗは、低濃度溶液散布ノズル５２から散布された吸収液Ｓ（本実施の形態では低濃度溶液Ｓｃ）が低温冷媒蒸気Ｖｃを吸収して濃度が低下した吸収液Ｓである。希溶液Ｓｗは、高濃度溶液Ｓａ及び中濃度溶液Ｓｂと比較して、冷媒Ｖを多く含んでいる。加熱管５１は、貯留部５３よりも上方に配設されている。

低温蒸発器６０は、蒸発器に相当し、蒸発器熱源流体としての蒸発器熱源温水ｈｅの流路を構成する熱源管６１を、低温蒸発器缶胴６４の内部に有している。低温蒸発器６０は、低温蒸発器缶胴６４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、熱源管６１は、低温蒸発器缶胴６４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）。低温蒸発器６０には、冷媒液Ｖｆを内部に流す冷媒液管８６の一端が接続されている。冷媒液管８６には、低温蒸発器６０に導入する冷媒液Ｖｆの流量を調節する流量調節弁８７が配設されている。低温蒸発器６０は、熱源管６１周辺の冷媒液Ｖｆが熱源管６１内を流れる蒸発器熱源温水ｈｅの熱で蒸発して低温冷媒蒸気Ｖｃが発生するように構成されている。また、低温蒸発器缶胴６４には、内部の圧力を検出する低温圧力計６８が設けられている。低温蒸発器６０は、中温蒸発器４０よりも低い圧力（露点温度）で作動するように構成されており、中温蒸発器４０よりも作動温度が低くなっている。

低温吸収器５０と低温蒸発器６０とは、相互に連通している。低温吸収器５０と低温蒸発器６０とが連通することにより、低温蒸発器６０で発生した低温冷媒蒸気Ｖｃを低温吸収器５０に供給することができるように構成されている。低温吸収器５０と低温蒸発器６０とは、典型的には、低濃度溶液散布ノズル５２より上方で連通している。また、低温吸収器５０と低温蒸発器６０とは、連通していることにより、概ね同じ内部圧力となる。また、本実施の形態では、低温吸収器５０及び低温蒸発器６０が、高温吸収器１０、高温蒸発器２０、中温吸収器３０、中温蒸発器４０の下方に設けられている。

再生器７０は、再生器熱源流体としての再生器熱源温水ｈｇの流路を構成する熱源管７１と、希溶液Ｓｗを散布する希溶液散布ノズル７２とを有している。再生器７０の熱源管７１を流れる再生器熱源温水ｈｇは、低温蒸発器６０の熱源管６１を流れる蒸発器熱源温水ｈｅと同じ温水であってもよく、その場合は、熱源管６１を流れた後に熱源管７１を流れるように配管（不図示）で接続されているとよい。各熱源管６１、７１に異なる熱源媒体が流れることとしてもよい。希溶液散布ノズル７２は、散布した希溶液Ｓｗが熱源管７１に降りかかるように、熱源管７１の上方に配設されている。再生器７０は、散布された希溶液Ｓｗが再生器熱源温水ｈｇで加熱されることにより、希溶液Ｓｗから冷媒Ｖが蒸発して濃度が上昇した高濃度溶液Ｓａが生成される。再生器７０は、生成された高濃度溶液Ｓａが下部に貯留されるように構成されている。

凝縮器８０は、冷却媒体流路を形成する冷却水管８１を有している。冷却水管８１には、冷却媒体としての冷却水ｃが流れる。凝縮器８０は、再生器７０で発生した冷媒Ｖの蒸気である再生器冷媒蒸気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８１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。凝縮器８０には、凝縮した冷媒液Ｖｆを、高温蒸発器２０、中温蒸発器４０、及び低温蒸発器６０に向けて送る冷媒液管８８の一端が接続されている。冷媒液管８８の他端は、高温蒸発器２０に接続された冷媒液管８２及び低温蒸発器６０に接続された冷媒液管８６に接続されており、凝縮器８０内の冷媒液Ｖｆを高温蒸発器２０と中温蒸発器４０と低温蒸発器６０とに分配することができるように構成されている。なお、中温吸収器４０に接続された冷媒液管８４は、冷媒液管８２から分岐することに代えて、冷媒液管８８の他端に接続されていてもよい。冷媒液管８８には、冷媒液Ｖｆを圧送するための凝縮冷媒ポンプ８９が配設されている。本実施の形態では、冷媒液管８８、冷媒液管８６、凝縮冷媒ポンプ８９、及び流量調節弁８７は、蒸発器としての低温蒸発器６０に冷媒液Ｖｆを供給する構成であり、冷媒液供給部に相当する。

再生器７０と凝縮器８０とは、相互に連通している。再生器７０と凝縮器８０とが連通することにより、再生器７０で発生した再生器冷媒蒸気Ｖｇを凝縮器８０に供給することができるように構成されている。再生器７０と凝縮器８０とは、上部の気相部で連通している。また、再生器７０と凝縮器８０とは、連通していることにより、概ね同じ内部圧力となる。また、本実施の形態では、再生器７０及び凝縮器８０が、高温吸収器１０、高温蒸発器２０、中温吸収器３０、中温蒸発器４０、低温吸収器５０、低温蒸発器６０の下方に設けられている。

再生器７０の高濃度溶液Ｓａが貯留される部分と、高温吸収器１０の高濃度溶液散布ノズル１２とは、高濃度溶液管７５で接続されている。高濃度溶液管７５には、再生器７０内の高濃度溶液Ｓａを高濃度溶液散布ノズル１２に圧送する高濃度溶液ポンプ７６が配設されている。高温吸収器１０の貯留部１３と、中温吸収器３０の中濃度溶液散布ノズル３２とは、中濃度溶液管１５で接続されている。中温吸収器３０の貯留部３３と、低温吸収器５０の低濃度溶液散布ノズル５２とは、低濃度溶液管３５で接続されている。低温吸収器５０の貯留部５３と、再生器７０の希溶液散布ノズル７２とは、希溶液管５５で接続されている。

中濃度溶液管１５及び高濃度溶液管７５には、高温熱交換器１８が配設されている。高温熱交換器１８は、中濃度溶液管１５を流れる中濃度溶液Ｓｂと、高濃度溶液管７５を流れる高濃度溶液Ｓａとの間で熱交換を行わせる機器である。低濃度溶液管３５及び高濃度溶液管７５には、中温熱交換器３８が配設されている。中温熱交換器３８は、低濃度溶液管３５を流れる低濃度溶液Ｓｃと、高濃度溶液管７５を流れる高濃度溶液Ｓａとの間で熱交換を行わせる機器である。希溶液管５５及び高濃度溶液管７５には、低温熱交換器５８が配設されている。低温熱交換器５８は、希溶液管５５を流れる希溶液Ｓｗと、高濃度溶液管７５を流れる高濃度溶液Ｓａとの間で熱交換を行わせる機器である。

吸収ヒートポンプ１は、上述した主要構成機器のほか、高温吸収器１０の伝熱管１１を流れて加熱された被加熱水Ｗを被加熱水蒸気Ｗｖと被加熱水液Ｗｑとに分離する気液分離器９０を備えている。気液分離器９０の下部と高温吸収器１０の伝熱管１１の一端とは、被加熱水液Ｗｑを伝熱管１１に導く被加熱水液管９２で接続されている。内部が気相部となる気液分離器９０の側面と伝熱管１１の他端とは、加熱された被加熱水Ｗを気液分離器９０に導く加熱後被加熱水管９４で接続されている。被加熱水液管９２には、蒸気として系外に供給された分の被加熱水Ｗを補うための補給流体としての補給水Ｗｓを系外から導入する補給水管９５が接続されている。補給水管９５には、気液分離器９０に向けて補給水Ｗｓを圧送する補給水ポンプ９６が配設されている。また、気液分離器９０には、被加熱水蒸気Ｗｖを系外に供給する被加熱水蒸気供給管９９が上部（典型的には頂部）に接続されている。気液分離器９０は、伝熱管１１内で被加熱水液Ｗｑの一部が蒸発して被加熱水液Ｗｑと被加熱水蒸気Ｗｖとが混合した混合流体Ｗｍを導入してもよく、被加熱水液Ｗｑのまま気液分離器９０に導いて減圧し一部を気化させて混合流体Ｗｍとしたものを気液分離させるようにしてもよい。

制御装置１００は、吸収ヒートポンプ１の作動を制御する。制御装置１００は、高濃度溶液ポンプ７６、凝縮冷媒ポンプ８９、補給水ポンプ９６と、それぞれ信号ケーブルで接続されており、各ポンプ７６、８９、９６の発停及び回転速度の調節をすることができるように構成されている。また、制御装置１００は、高温圧力計２８、中温圧力計４８、低温圧力計６８と、それぞれ信号ケーブルで接続されており、各圧力計２８、４８、６８で検出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、制御装置１００は、各流量調節弁８３、８５、８７とそれぞれ信号ケーブルで接続されており、各流量調節弁８３、８５、８７の開度を制御することができるように構成されている。制御装置１００は、凝縮冷媒ポンプ８９の回転速度及び／又は流量調節弁８７の開度を調節することにより（換言すれば冷媒液供給部を制御することにより）、熱源管６１の接触する冷媒液Ｖｆの量を変化させることができるように構成されている。

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。最初に、定常運転時の作用を説明する。まず、冷媒側のサイクルを説明する。凝縮器８０では、再生器７０で発生した再生器冷媒蒸気Ｖｇを受け入れて、冷却水管８１を流れる冷却水ｃで再生器冷媒蒸気Ｖｇを冷却して凝縮し、冷媒液Ｖｆとする。凝縮した冷媒液Ｖｆは、凝縮冷媒ポンプ８９で高温蒸発器２０、中温蒸発器４０、及び低温蒸発器６０に向けて圧送される。凝縮冷媒ポンプ８９で圧送された冷媒液Ｖｆは、冷媒液管８８を流れ、冷媒液管８２と冷媒液管８６とに分流される。冷媒液管８２を流れる冷媒液Ｖｆは、途中で一部が冷媒液管８４に流入し、残りはそのまま冷媒液管８２を流れて高温冷媒液供給管２２に導入される。冷媒液管８４を流れる冷媒液Ｖｆは、中温冷媒液供給管４２に導入される。冷媒液管８６を流れる冷媒液Ｖｆは、低温蒸発器６０に導入される。

低温蒸発器６０に導入された冷媒液Ｖｆは、熱源管６１内を流れる蒸発器熱源温水ｈｅによって加熱され蒸発して低温冷媒蒸気Ｖｃとなる。低温蒸発器６０で発生した低温冷媒蒸気Ｖｃは、低温蒸発器６０と連通する低温吸収器５０へと移動する。他方、中温冷媒液供給管４２に導入された冷媒液Ｖｆは、気泡ポンプの作用によって低温吸収器５０の加熱管５１に流入する。加熱管５１に流入した冷媒液Ｖｆは、低温吸収器５０において、低温蒸発器６０から移動してきた低温冷媒蒸気Ｖｃが低濃度溶液Ｓｃに吸収される際に発生する吸収熱により加熱され、この加熱により蒸発して中温冷媒蒸気Ｖｂとなる。加熱管５１内で発生した中温冷媒蒸気Ｖｂは、中温冷媒蒸気受入管４４を流れ、冷媒気液分離胴４１に至る。冷媒気液分離胴４１に流入した中温冷媒蒸気Ｖｂは、中温冷媒蒸気管４９を介して中温蒸発器４０と連通する中温吸収器３０へと移動する。また、高温冷媒液供給管２２に導入された冷媒液Ｖｆは、気泡ポンプの作用によって中温吸収器３０の加熱管３１に流入する。加熱管３１に流入した冷媒液Ｖｆは、中温吸収器３０において、中温蒸発器４０から移動してきた中温冷媒蒸気Ｖｂが中濃度溶液Ｓｂに吸収される際に発生する吸収熱により加熱され、この加熱により蒸発して高温冷媒蒸気Ｖａとなる。加熱管３１内で発生した高温冷媒蒸気Ｖａは、高温冷媒蒸気受入管２４を流れ、冷媒気液分離胴２１に至る。冷媒気液分離胴２１に流入した高温冷媒蒸気Ｖａは、高温冷媒蒸気管２９を介して高温蒸発器２０と連通する高温吸収器１０へと移動する。

次に吸収ヒートポンプ１の吸収液側のサイクルを説明する。高温吸収器１０では、高濃度溶液Ｓａが高濃度溶液散布ノズル１２から散布され、この散布された高濃度溶液Ｓａが高温蒸発器２０から移動してきた高温冷媒蒸気Ｖａを吸収する。高温冷媒蒸気Ｖａを吸収した高濃度溶液Ｓａは、濃度が低下して中濃度溶液Ｓｂとなる。高温吸収器１０では、高濃度溶液Ｓａが高温冷媒蒸気Ｖａを吸収する際に吸収熱が発生する。この吸収熱により、伝熱管１１を流れる被加熱水液Ｗｑが加熱される。ここで、被加熱水蒸気Ｗｖを取り出すための気液分離器９０まわりの作用について説明する。

気液分離器９０には、系外から補給水Ｗｓが補給水管９５を介して導入される。補給水Ｗｓは、補給水ポンプ９６により補給水管９５を圧送され、被加熱水液管９２に導入される。被加熱水液管９２に導入された補給水Ｗｓは、被加熱水液Ｗｑとして、気液分離器９０の下部から流れてきた被加熱水液Ｗｑと合流し、気泡ポンプの作用により、高温吸収器１０の伝熱管１１に流入する。伝熱管１１に流入した被加熱水液Ｗｑは、高温吸収器１０における上述の吸収熱により加熱される。伝熱管１１で加熱された被加熱水液Ｗｑは、一部が蒸発して被加熱水蒸気Ｗｖとなった混合流体Ｗｍとして、あるいは温度が上昇した被加熱水液Ｗｑとして、気液分離器９０に向けて加熱後被加熱水管９４を流れる。加熱後被加熱水管９４を、温度が上昇した被加熱水液Ｗｑが流れる場合、被加熱水液Ｗｑは、気液分離器９０に導入される際に、気液分離器９０への導入部に設けた弁やオリフィス等の減圧装置（不図示）により減圧され、一部が蒸発して被加熱水蒸気Ｗｖとなった混合流体Ｗｍとして気液分離器９０に導入される。気液分離器９０に導入された混合流体Ｗｍは、被加熱水液Ｗｑと被加熱水蒸気Ｗｖとが分離される。分離された被加熱水液Ｗｑは、気液分離器９０の下部に貯留され、再び高温吸収器１０の伝熱管１１に送られる。他方、分離された被加熱水蒸気Ｗｖは、被加熱水蒸気供給管９９に流出し、蒸気利用場所に供給される。本実施の形態では、０．８ＭＰａ（ゲージ圧）程度の被加熱水蒸気Ｗｖが供給される。

再び吸収ヒートポンプ１の吸収液側のサイクルの説明に戻る。高温吸収器１０で高温冷媒蒸気Ｖａを吸収した高濃度溶液Ｓａは、濃度が低下して中濃度溶液Ｓｂとなり、貯留部１３に貯留される。貯留部１３内の中濃度溶液Ｓｂは、高温吸収器１０の内部圧力と中温吸収器３０の内部圧力との差及び重力により中温吸収器３０に向かって中濃度溶液管１５を流れ、高温熱交換器１８で高濃度溶液Ｓａと熱交換して温度が低下した後に、中濃度溶液散布ノズル３２に至る。このように、本実施の形態では、高温吸収器１０内の吸収液Ｓを直接（他の吸収器を経由せずに）中温吸収器３０に導入している。

中温吸収器３０では、中濃度溶液Ｓｂが中濃度溶液散布ノズル３２から散布され、この散布された中濃度溶液Ｓｂが中温蒸発器４０から移動してきた中温冷媒蒸気Ｖｂを吸収する。中温冷媒蒸気Ｖｂを吸収した中濃度溶液Ｓｂは、濃度が低下して低濃度溶液Ｓｃとなり、貯留部３３に貯留される。中温吸収器３０では、中濃度溶液Ｓｂが中温冷媒蒸気Ｖｂを吸収する際に吸収熱が発生する。この吸収熱により、前述したように、加熱管３１を流れる冷媒液Ｖｆが加熱される。貯留部３３内の低濃度溶液Ｓｃは、中温吸収器３０の内部圧力と低温吸収器５０の内部圧力との差及び重力により低温吸収器５０に向かって低濃度溶液管３５を流れ、中温熱交換器３８で高濃度溶液Ｓａと熱交換して温度が低下した後に、低濃度溶液散布ノズル５２に至る。このように、本実施の形態では、高温吸収器１０内の吸収液Ｓを、中温吸収器３０を経由して間接的に低温吸収器５０に導入している。

低温吸収器５０では、低濃度溶液散布ノズル５２に流入した低濃度溶液Ｓｃが加熱管５１に向けて散布される。散布された低濃度溶液Ｓｃは、低温蒸発器６０から移動してきた低温冷媒蒸気Ｖｃを吸収する。低温冷媒蒸気Ｖｃを吸収した低濃度溶液Ｓｃは、濃度が低下して希溶液Ｓｗとなる。低温吸収器５０では、低濃度溶液Ｓｃが低温冷媒蒸気Ｖｃを吸収する際に吸収熱が発生する。この吸収熱により、前述したように、加熱管５１を流れる冷媒液Ｖｆが加熱され、中温冷媒蒸気Ｖｂが生成される。低温吸収器５０内の希溶液Ｓｗは、低温吸収器５０の内部圧力と再生器７０の内部圧力との差及び重力により再生器７０に向かって希溶液管５５を流れる。この際、希溶液Ｓｗは、低温熱交換器５８で高濃度溶液Ｓａと熱交換して温度が低下した後に、再生器７０に導入される。このように、本実施の形態では、高温吸収器１０内の吸収液Ｓを、中温吸収器３０及び低温吸収器５０を経由して間接的に再生器７０に導入している。

再生器７０に送られた希溶液Ｓｗは、希溶液散布ノズル７２から散布される。希溶液散布ノズル７２から散布された希溶液Ｓｗは、熱源管７１を流れる再生器熱源温水ｈｇ（本実施の形態では約８０℃前後）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高濃度溶液Ｓａとなり、再生器７０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８０へと移動する。再生器７０の下部に貯留された高濃度溶液Ｓａは、高濃度溶液ポンプ７６により、高濃度溶液管７５を介して高温吸収器１０の高濃度溶液散布ノズル１２に圧送される。高濃度溶液管７５を流れる高濃度溶液Ｓａは、低温熱交換器５８で希溶液Ｓｗと熱交換して温度が上昇し、中温熱交換器３８で低濃度溶液Ｓｃと熱交換してさらに温度が上昇し、次いで高温熱交換器１８で中濃度溶液Ｓｂと熱交換してさらに温度が上昇してから高温吸収器１０に流入し、高濃度溶液散布ノズル１２から散布される。以降、同様のサイクルを繰り返す。

定常運転時には上述のように作用する吸収ヒートポンプ１は、停止した状態から起動する際に、低温蒸発器６０への蒸発器熱源温水ｈｅの導入及び再生器７０への再生器熱源温水ｈｇの導入を開始する。低温蒸発器６０への蒸発器熱源温水ｈｅの導入を開始すると、低温蒸発器缶胴６４内に貯留されていた冷媒液Ｖｆが加熱されて突沸する。このとき、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位が高すぎると、冷媒液Ｖｆの加熱によって発生した低温冷媒蒸気Ｖｃが低温吸収器５０へ移動する際に冷媒液Ｖｆを伴うこととなる。低温吸収器５０に冷媒液Ｖｆが流入すると、低温吸収器５０内の吸収液Ｓの濃度が低下してしまい、定常運転に到達するまでの時間が長くなってしまう。また、起動時には、当初から低温蒸発器６０における低温冷媒蒸気Ｖｃの発生を旺盛にすると、低温蒸発器６０と連通する低温吸収器５０の内部圧力が急上昇して中温吸収器３０の内部圧力よりも高くなり、中温吸収器３０の吸収液Ｓが低温吸収器５０へ流入し難くなる。起動当初の加熱を緩やかにするために、蒸発器熱源温水ｈｅを介して低温蒸発器６０に導入する熱量を減少させることが考えられるが、吸収ヒートポンプ１と連携する外部装置類（不図示）の作動形態から蒸発器熱源温水ｈｅの導入流量を調節するのが難しい場合がある。そこで、本実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１では、上述のような不都合を回避するため、起動時に以下のような制御を行うこととしている。

すなわち、吸収ヒートポンプ１では、起動時に、低温蒸発器６０への蒸発器熱源温水ｈｅの導入前に、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の低液位にしておく。ここで、所定の低液位は、蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆが加熱されて突沸したとしても、冷媒液Ｖｆが低温冷媒蒸気Ｖｃに随伴して低温吸収器５０に移動することを回避することができる液位である。そして、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の低液位にした後、低温蒸発器６０への蒸発器熱源温水ｈｅの導入を開始する。このとき、蒸発器熱源温水ｈｅの流量は、特に調節することなく、定格温度で定格流量を導入すればよい。低温蒸発器６０への蒸発器熱源温水ｈｅの導入を開始したら、制御装置１００は、低温圧力計６８で検出された圧力を随時受信し、低温圧力計６８で検出された圧力が上昇するのに応じて低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位が上昇するように、凝縮冷媒ポンプ８９の回転速度あるいは発停（ＯＮ−ＯＦＦ）及び／又は流量調節弁８７の開度を制御する。このときの低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位の上昇の態様は、通常は単調増加であり、典型的には、低温圧力計６８で検出された圧力の上昇に対して比例的に冷媒液Ｖｆの液位が上昇するが、あらかじめ決められた幅だけ圧力が上昇する都度あらかじめ決められた幅だけ階段状に冷媒液Ｖｆの液位が上昇することとしてもよい。このように低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を調節するとき、凝縮冷媒ポンプ８９及び／又は流量調節弁８７は、典型的には、凝縮器８０から低温蒸発器６０へ搬送する冷媒液Ｖｆの流量を、小流量から大流量に変化させることとなる。低温蒸発器缶胴６４の内部圧力の上昇に応じて、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を上昇させていくことで、蒸発器熱源温水ｈｅから冷媒液Ｖｆへの熱伝達面積を増大させていくことができ、低温蒸発器６０及びこれに連通する低温吸収器５０の内部圧力の上昇速度を適切に調節することができる。このように、吸収ヒートポンプ１では、起動時に、蒸発器熱源温水ｈｅの温度及び／又は流量を調節することなく、蒸発器熱源温水ｈｅから冷媒液Ｖｆへの熱伝達面積を調節することで、低温蒸発器６０及び低温吸収器５０の内部圧力の急上昇を回避することができ、低温吸収器５０への冷媒液Ｖｆの流入を抑制することができると共に、吸収液Ｓが流れ難くなることを抑制することができる。なお、本実施の形態では、蒸発器熱源温水ｈｅとして比較的温度が低い（例えば８０℃〜９０℃程度）排温水を用いているため、熱源管６１が冷媒液Ｖｆに没入せずに露出する部分があっても、熱源管６１が損傷することを回避することができる。

そして、低温圧力計６８で検出される、低温蒸発器缶胴６４内の圧力が所定の値に到達した時点で、低温圧力計６８で検出された圧力が上昇するのに応じて低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位が上昇するようにする起動段階の制御を終了する。ここで、「所定の値」は、比較的不安定な状態の起動段階を脱したと一応推認できる値である。吸収ヒートポンプ１内の温度及び圧力は、起動直後は変動が大きく比較的不安定な状態であるが、徐々に変動が小さくなって安定に近づく。本実施の形態では、吸収ヒートポンプ１が比較的安定な状態になったと見ることができる低温蒸発器缶胴６４内の圧力を所定の値としてあらかじめ決めておくこととしている。低温蒸発器缶胴６４内の圧力が所定の値に到達して起動段階の制御を終了した以降は、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の範囲に維持するように、凝縮冷媒ポンプ８９の回転速度及び／又は流量調節弁８７の開度を調節して、低温蒸発器６０に流入する冷媒液Ｖｆの流量を制御する。ここで、「所定の範囲」は、典型的には、定常運転時に許容できる低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの変動幅である。なお、起動段階の制御の終了後直ちに液位を所定の範囲に維持する制御に移行しなくとも、別の方式の液位制御を行ってから、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の範囲に維持する制御に移行してもよい。例えば、低温蒸発器缶胴６４内の圧力が所定の値に到達した時点では定常状態の液位より下方に維持し、時間と伴に液位を緩慢に上昇させて低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の範囲に維持するようにしてもよい。このようにすることにより、冷媒液Ｖｆが、低温冷媒蒸気Ｖｃに随伴して低温吸収器５０に移動することを一層確実に回避することができる。

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、起動時に、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の低液位にしておき、低温蒸発器６０への蒸発器熱源温水ｈｅの導入を開始して、低温圧力計６８で検出された圧力が上昇するのに応じて低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位が上昇するように、凝縮冷媒ポンプ８９及び／又は流量調節弁８７を制御するので、蒸発器熱源温水ｈｅから冷媒液Ｖｆへの熱伝達面積を増大させていくことができ、低温蒸発器６０及び低温吸収器５０の内部圧力が急上昇して中温吸収器３０の内部圧力よりも高くなることを回避することができて、低温吸収器５０への冷媒液Ｖｆの流入を抑制することができると共に、中温吸収器３０から低温吸収器５０への低濃度溶液Ｓｃが流れ難くなることを回避することができる。

なお、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆが低温吸収器５０に移動してしまうリスクを低減するために、低温蒸発器６０を以下のように構成してもよい。
図２は、第１の変形例に係る吸収ヒートポンプ１Ａが備える低温蒸発器６０Ａまわりの概略構成図である。吸収ヒートポンプ１Ａでは、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の低温蒸発器６０（図１参照）に対応する低温蒸発器６０Ａが、以下の点で低温蒸発器６０（図１参照）と異なっている。低温蒸発器６０Ａは、低温蒸発器６０（図１参照）の構成に加えて、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を検出する液位検出装置としての液位計６９が設けられている。液位計６９は、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の制御装置１００（図１参照）に対応する制御装置１００Ａと信号ケーブルで接続されており、検出した液位を信号として制御装置１００Ａに送信することができるように構成されている。制御装置１００Ａは、液位計６９からの液位信号を受信することができる他は、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の制御装置１００（図１参照）と同様に構成されている。吸収ヒートポンプ１Ａの上記以外の構成は、図示は省略するが、吸収ヒートポンプ１（図１参照）と同様である。

上述のように構成された吸収ヒートポンプ１Ａでは、低温蒸発器６０Ａへの蒸発器熱源温水ｈｅの導入前に、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の低液位にする際に、液位計６９を用いて所定の低液位にする。所定の低液位は、あらかじめ液位計６９で検出できるように設定しておく。このようにすると、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を確実に所定の低液位まで低下させることができる。そして、低温蒸発器６０Ａへの蒸発器熱源温水ｈｅの導入を開始して、低温圧力計６８で検出された圧力が上昇するのに応じて低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位が上昇するように凝縮冷媒ポンプ８９及び／又は流量調節弁８７を制御する際に、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位が下方から上方に向けて変化することを液位計６９で確認しながら凝縮冷媒ポンプ８９及び／又は流量調節弁８７を制御する。このようにすると、蒸発器熱源温水ｈｅから冷媒液Ｖｆへの熱伝達面積をより適切に増加させることができる。このように、吸収ヒートポンプ１Ａでは、低温蒸発器６０Ａが液位計６９を有しているので、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を正確に調節することができ、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆが上昇しすぎて低温吸収器５０に移動してしまうリスクを低減することができる。そして、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の場合と同様に、低温蒸発器缶胴６４内の圧力が所定の値に到達した時点で、低温圧力計６８で検出された圧力の上昇応じて低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を上昇させていく起動段階の制御を終了する。以降は、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の範囲に維持するように、凝縮冷媒ポンプ８９の回転速度及び／又は流量調節弁８７の開度を調節して、低温蒸発器６０に流入する冷媒液Ｖｆの流量を制御する。なお、吸収ヒートポンプ１Ａにおいても、起動段階の制御の終了後、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の範囲に維持する制御を行う間に、別の方式の液位制御を行うこととしてもよい。

以上の説明では、低温蒸発器６０、６０Ａが満液式であるとしたが、散布式であってもよい。
図３は、第２の変形例に係る吸収ヒートポンプ１Ｂが備える低温蒸発器６０Ｂまわりの概略構成図である。吸収ヒートポンプ１Ｂでは、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の低温蒸発器６０（図１参照）に対応する低温蒸発器６０Ｂが、以下の点で低温蒸発器６０（図１参照）と異なっている。低温蒸発器６０Ｂは、低温蒸発器６０（図１参照）の構成に加えて、冷媒液Ｖｆを散布する３つの冷媒液散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃを低温蒸発器缶胴６４の内部に有している。各冷媒液散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃは、散布した冷媒液Ｖｆが熱源管６１に降りかかるように、また、各冷媒液散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃから散布した冷媒液Ｖｆが極力重ならないように、水平方向に配列されて熱源管６１の上方に配設されている。なお、本変形例では、熱源管６１に向けて冷媒液Ｖｆを散布する冷媒液散布ノズルを３つ設けることとしているが、３つ以外の複数であってもよい。低温蒸発器缶胴６４の下部（典型的には底部）には、低温蒸発器缶胴６４の下部に貯留された冷媒液Ｖｆを各冷媒液散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃへ向けて流す低温冷媒液管６５の一端が接続されている。低温冷媒液管６５の他端は、各冷媒液散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃに接続されている３つの冷媒液枝管６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃに分岐している。各冷媒液枝管６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃには、開度を調節可能な冷媒制御弁６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃがそれぞれ配設されている。低温冷媒液管６５には、内部を流れる冷媒液Ｖｆを圧送する低温冷媒液ポンプ６６が配設されている。各冷媒制御弁６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃは、それぞれ、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の制御装置１００（図１参照）に対応する制御装置１００Ｂと信号ケーブルで接続されており、制御装置１００Ｂ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。また、低温冷媒液ポンプ６６は、制御装置１００Ｂと信号ケーブルで接続されており、制御装置１００Ｂからの信号を受信して発停及び回転速度を調節することができるように構成されている。制御装置１００Ｂは、上記の機能以外は、吸収ヒートポンプ１（図１参照）の制御装置１００（図１参照）と同様に構成されている。吸収ヒートポンプ１Ｂの上記以外の構成は、図示は省略するが、吸収ヒートポンプ１（図１参照）と同様である。

上述のように構成された吸収ヒートポンプ１Ｂでは、起動時に、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の低液位にし、低温蒸発器６０への蒸発器熱源温水ｈｅの導入を開始したら、制御装置１００Ｂは、低温圧力計６８で検出された圧力が上昇するのに応じて、熱源管６１に散布される冷媒液Ｖｆの量が増加するように、各冷媒制御弁６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃの開度を制御する。典型的には、低温圧力計６８で検出された圧力が上昇するのに応じて、各冷媒液散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃのうち冷媒液Ｖｆが散布されるノズルの数が増加するように、各冷媒制御弁６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃの開度を制御する。このようにすると、熱源管６１に接触する冷媒液Ｖｆの量を階段状に変化させることで、蒸発器熱源温水ｈｅから冷媒液Ｖｆへの熱伝達面積を増加させていくことができる。このように、吸収ヒートポンプ１Ｂでは、蒸発器熱源温水ｈｅから冷媒液Ｖｆへの熱伝達面積を簡便に調節することができる。そして、低温蒸発器缶胴６４内の圧力又は低温蒸発器缶胴６４内の冷媒Ｖの温度が所定の値に到達した時点で、低温圧力計６８で検出された圧力の上昇に応じて各冷媒制御弁６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃの開度を制御する起動段階の制御を終了する。以降は、各冷媒制御弁６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃを開状態とし、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の範囲に維持するように、凝縮冷媒ポンプ８９の回転速度及び／又は流量調節弁８７の開度を調節して低温蒸発器６０に流入する冷媒液Ｖｆの流量を制御する。なお、吸収ヒートポンプ１Ｂにおいても、起動段階の制御の終了後、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の範囲に維持する制御を行う間に、別の方式の液位制御を行うこととしてもよい。

なお、上述した、各冷媒液散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃのうち冷媒液Ｖｆが散布されるノズルの数が段階的に増加する散布ノズル数制御に代えて、あるいは散布ノズル数制御と共に、各冷媒液散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃに供給する冷媒液Ｖｆの圧力を変えて各冷媒液散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃから散布される冷媒液Ｖｆの流量を比例的又は階段状に変えることで、蒸発器熱源温水ｈｅから冷媒液Ｖｆへの熱伝達面積を変化させることとしてもよい（ノズル圧制御）。ノズル圧制御を行う場合は、冷媒液散布ノズルを複数設けずに、１つの冷媒液散布ノズルを設けることとしてもよい。そして、低温蒸発器缶胴６４内の圧力又は低温蒸発器缶胴６４内の冷媒の温度が所定の値に到達した時点で、低温圧力計６８で検出された圧力の上昇応じて各冷媒液散布ノズル６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃに供給する冷媒液Ｖｆの圧力を変える制御を行う起動段階の制御を終了する。以降は、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の範囲に維持にするように、凝縮冷媒ポンプ８９の回転速度及び／又は流量調節弁８７の開度を調節して低温蒸発器６０に流入する冷媒液Ｖｆの流量を制御する。なお、この場合も、起動段階の制御の終了後、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の範囲に維持する制御を行う間に、別の方式の液位制御を行うこととしてもよい。

以上の説明では、低温蒸発器６０（上述の各変形例を含む）の内部圧力を検出し、検出した圧力に応じて蒸発器熱源温水ｈｅから冷媒液Ｖｆへの熱伝達面積を変化させることとしたが、低温蒸発器６０の内部圧力と相関を有する物理量に応じて蒸発器熱源温水ｈｅから冷媒液Ｖｆへの熱伝達面積を変化させることとしてもよい。低温蒸発器６０の内部圧力と相関を有する物理量として、低温吸収器５０の内部圧力や、低温蒸発器６０内の冷媒Ｖの飽和温度、低温吸収器５０の缶胴や低温蒸発器缶胴６４の壁表面温度や歪値、吸収液Ｓの温度と濃度又は密度から算出される圧力等が挙げられる。あるいは、低温蒸発器６０の内部圧力あるいは低温蒸発器６０の内部圧力と相関を有する物理量を検出することに代えて、中温吸収器３０と低温吸収器５０との圧力差又は中温吸収器３０と低温吸収器５０との圧力差と相関を有する物理量の変化に応じて蒸発器熱源温水ｈｅから冷媒液Ｖｆへの熱伝達面積を変化させることとしてもよい。中温吸収器３０と低温吸収器５０との圧力差と相関を有する物理量として、中温蒸発器４０内の冷媒Ｖの飽和温度と低温蒸発器６０内の冷媒Ｖの飽和温度との温度差、中温吸収器３０の缶胴や中温蒸発器４０の壁面の表面温度や歪値と低温吸収器５０の缶胴や低温蒸発器缶胴６４の壁面の表面温度や歪値との差等が挙げられる。なお、起動段階の制御として、中温吸収器３０と低温吸収器５０との圧力差又は中温吸収器３０と低温吸収器５０との圧力差と相関を有する物理量の変化に応じて蒸発器熱源温水ｈｅから冷媒液Ｖｆへの熱伝達面積を変化させる場合も、低温蒸発器６０の内部圧力あるいは低温蒸発器６０の内部圧力と相関を有する物理量の変化に応じて蒸発器熱源温水ｈｅから冷媒液Ｖｆへの熱伝達面積を変化させる場合と同様に、中温吸収器３０と低温吸収器５０との圧力差又は中温吸収器３０と低温吸収器５０との圧力差と相関を有する物理量が所定の値に到達した時点で、中温吸収器３０と低温吸収器５０との圧力差又は中温吸収器３０と低温吸収器５０との圧力差と相関を有する物理量の変化に応じて蒸発器熱源温水ｈｅから冷媒液Ｖｆへの熱伝達面積を変化させる制御を終了する。以降は、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の範囲に維持するように、凝縮冷媒ポンプ８９の回転速度及び／又は流量調節弁８７の開度を調節して、低温蒸発器６０に流入する冷媒液Ｖｆの流量を制御する。なお、この場合も、起動段階の制御の終了後、低温蒸発器缶胴６４内の冷媒液Ｖｆの液位を所定の範囲に維持する制御を行う間に、別の方式の液位制御を行うこととしてもよい。

以上の説明では、吸収ヒートポンプ１の起動当初の加熱を緩やかにするための手段として、蒸発器熱源温水ｈｅを介して低温蒸発器６０に導入する熱量を減少させることは行わないこととしたが、吸収ヒートポンプ１と連携する外部装置類の作動形態によっては、吸収ヒートポンプ１に導入する熱量を減少できる場合がある。その場合、低温蒸発器６０に導入する蒸発器熱源温水ｈｅの温度を導入開始から定常運転に至るまでに低温から定常運転における所定の温度まで少しずつ高くすること、及び／又は、低温蒸発器６０に導入する蒸発器熱源温水ｈｅの流量を導入開始から定常運転に至るまでに少量から定常運転における所定の流量まで少しずつ増加させることを行ってもよい。このようにすると、低温蒸発器６０及び低温吸収器５０の内部圧力の上昇をさらに緩和することができる。

以上の説明では、高温吸収器１０及び高温蒸発器２０、中温吸収器３０及び中温蒸発器４０、低温吸収器５０及び低温蒸発器６０が、この順で上から下に配置された立積型であるとしたが、これらを水平方向に配置した構成であってもよい。水平方向に配置する場合、高温吸収器１０から中温吸収器３０に中濃度溶液Ｓｂを導く配管及び中温吸収器３０から低温吸収器５０に低濃度溶液Ｓｃを導く配管のそれぞれにポンプを設け、圧力差で吸収液Ｓを流すことができないとき（特に起動時）にポンプを作動させるとよい。また、高温吸収器１０と高温蒸発器２０とは同じ高さではなく異なる高さで配置されていてもよく、同様に、中温吸収器３０と中温蒸発器４０、及び低温吸収器５０と低温蒸発器６０とは同じ高さではなく異なる高さで配置されていてもよい。

以上の説明では、吸収ヒートポンプ１が三段昇温型であるとしたが、二段昇温型や単段昇温型であってもよい。二段昇温型とする場合、三段昇温型の吸収ヒートポンプ１の構成から中温吸収器３０及び中温蒸発器４０まわりの構成を省略し、高温蒸発器２０の高温冷媒液供給管２２及び高温冷媒蒸気受入管２４を低温吸収器５０の加熱管５１に接続し、中濃度溶液管１５を低濃度溶液散布ノズル５２に接続して高温吸収器１０内の中濃度溶液Ｓｂを直接（他の吸収器を経由せずに）低温吸収器５０に導入するように構成すればよい。この場合、高温吸収器１０が第１の吸収器に相当することとなる。単段昇温型とする場合、上述の二段昇温型の吸収ヒートポンプの構成からさらに高温蒸発器２０及び低温吸収器５０を省略し、低温蒸発器６０で発生した低温冷媒蒸気Ｖｃが高温吸収器１０内に導入されるように構成し、中濃度溶液管１５を再生器７０内の希溶液散布ノズル７２に接続して高温吸収器１０内の中濃度溶液Ｓｂを直接（他の吸収器を経由せずに）再生器７０に導入するように構成すればよい。

１、１Ａ、１Ｂ 吸収ヒートポンプ
１０ 高温吸収器
２０ 高温蒸発器
３０ 中温吸収器
４０ 中温蒸発器
５０ 低温吸収器
６０ 低温蒸発器
６１ 熱源管
６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ 散布ノズル
６４ 蒸発器缶胴
６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃ 冷媒制御弁
６９ 液位計
７０ 再生器
８０ 凝縮器
８７ 流量調節弁
８９ 凝縮冷媒ポンプ
１００、１００Ａ、１００Ｂ 制御装置
ｈｅ 蒸発器熱源温水
ｈｇ 再生器熱源温水
Ｓａ 高濃度溶液
Ｓｂ 中濃度溶液
Ｓｃ 低濃度溶液
Ｖａ 高温冷媒蒸気
Ｖｂ 中温冷媒蒸気
Ｖｃ 低温冷媒蒸気
Ｖｆ 冷媒液
Ｗｑ 被加熱水液

Claims (9)

1. 吸収液と冷媒との吸収ヒートポンプサイクルにより、導入した熱源流体の熱を汲み上げる吸収ヒートポンプであって；
   冷媒加熱流体管を有し、前記冷媒加熱流体管の内部を流れる前記熱源流体の熱で、前記冷媒加熱流体管の外側にある前記冷媒の液を加熱し蒸発させて前記冷媒の蒸気を生成する蒸発器と；
   前記蒸発器に前記冷媒の液を供給する冷媒液供給部と；
   前記蒸発器で生成された前記冷媒の蒸気を導入し、導入した前記冷媒の蒸気を吸収液が吸収したときに生じた吸収熱で被加熱媒体を加熱する吸収器と；
   前記吸収ヒートポンプの起動時に、前記蒸発器の内部の前記冷媒の液の液位を、前記冷媒の蒸気に随伴して前記冷媒の液が前記吸収器に移動することを回避することができる所定の低液位にした後に、前記冷媒加熱流体管に接触する前記冷媒の液の量を変化させることで、前記冷媒加熱流体管を流れる前記熱源流体から前記冷媒の液への熱伝達面積が、前記吸収ヒートポンプの起動開始から前記蒸発器の圧力又は前記蒸発器の圧力と相関を有する物理量の変化に応じて単調又は階段状に増加するように、前記冷媒液供給部を制御する制御装置とを備える；
   吸収ヒートポンプ。
2. 前記制御装置は、前記蒸発器の圧力又は前記蒸発器の圧力と相関を有する物理量が所定の値に到達した後に、前記蒸発器の内部の前記冷媒の液の液位を所定の範囲に維持するように前記冷媒液供給部を制御する；
   請求項１に記載の吸収ヒートポンプ。
3. 吸収液と冷媒との吸収ヒートポンプサイクルにより、導入した熱源流体の熱を汲み上げる吸収ヒートポンプであって；
   冷媒加熱流体管を有し、前記冷媒加熱流体管の内部を流れる前記熱源流体の熱で、前記冷媒加熱流体管の外側にある前記冷媒の液を加熱し蒸発させて前記冷媒の蒸気を生成する蒸発器と；
   前記蒸発器に前記冷媒の液を供給する冷媒液供給部と；
   吸収液が冷媒の蒸気を吸収したときに生じた吸収熱で被加熱媒体を加熱する第１の吸収器と；
   前記第１の吸収器の前記吸収液を導入すると共に前記蒸発器で生成された前記冷媒の蒸気を導入し、導入した前記吸収液が前記冷媒の蒸気を吸収したときに生じた吸収熱で被加熱媒体を加熱する第２の吸収器と；
   前記吸収ヒートポンプの起動時に、前記冷媒加熱流体管に接触する前記冷媒の液の量を変化させることで、前記冷媒加熱流体管を流れる前記熱源流体から前記冷媒の液への熱伝達面積が、前記吸収ヒートポンプの起動開始から前記第１の吸収器と前記第２の吸収器との圧力差又は前記第１の吸収器と前記第２の吸収器との圧力差と相関を有する物理量の変化に応じて増加するように、前記冷媒液供給部を制御する制御装置とを備える；
   吸収ヒートポンプ。
4. 前記制御装置は、前記第１の吸収器と前記第２の吸収器との圧力差又は前記第１の吸収器と前記第２の吸収器との圧力差と相関を有する物理量が所定の値に到達した後に、前記蒸発器の内部の前記冷媒の液の液位を所定の範囲に維持するように前記冷媒液供給部を制御する；
   請求項３に記載の吸収ヒートポンプ。
5. 前記第２の吸収器は、前記第１の吸収器よりも低位に配置されて、前記第１の吸収器の前記吸収液を重力によって導入するように構成された；
   請求項３又は請求項４に記載の吸収ヒートポンプ。
6. 前記蒸発器は、前記冷媒加熱流体管を収容すると共に前記冷媒の液を貯留する蒸発器缶胴を有し、前記冷媒加熱流体管の一部又は全部が前記冷媒の液に没入するように構成され；
   前記蒸発器缶胴内の前記冷媒の液の液位を検出する液位検出装置を備え；
   前記制御装置は、前記液位検出装置によって検出された液位が下方から上方に向けて変化するように前記冷媒液供給部を制御する；
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の吸収ヒートポンプ。
7. 前記蒸発器は、前記冷媒加熱流体管を収容すると共に前記冷媒の液を貯留する蒸発器缶胴を有し、前記冷媒加熱流体管の一部又は全部が前記冷媒の液に没入するように構成され；
   前記制御装置は、前記冷媒液供給部が前記蒸発器に供給する前記冷媒の液の流量が小流量から大流量に変化するように前記冷媒液供給部を制御する；
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の吸収ヒートポンプ。
8. 前記蒸発器は、前記冷媒加熱流体管に向けて前記冷媒の液を散布する散布ノズルを複数有すると共に、複数の前記散布ノズルのそれぞれへの前記冷媒の液の供給の有無を制御する冷媒制御弁を有し；
   前記制御装置は、前記冷媒の液が散布される前記散布ノズルの数が増加するように前記冷媒制御弁を制御する；
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の吸収ヒートポンプ。
9. 前記蒸発器は、前記冷媒加熱流体管に向けて前記冷媒の液を散布する散布ノズルを有し；
   前記制御装置は、前記散布ノズルへ供給される前記冷媒の液の圧力が増加するように前記冷媒液供給部を制御する；
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の吸収ヒートポンプ。
   

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