JP6570965B2 - 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、特に安全弁を設けることなく吸収器缶胴の内部の圧力上昇を抑制する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、蒸発器及び吸収器の内部圧力が再生器及び凝縮器の内部圧力よりも高くなる状態で運転する。吸収ヒートポンプ機内で、大気圧よりも高くなり得る部分には、過度な圧力上昇を回避する措置が施される。一例として、第２種吸収ヒートポンプにおいて、熱を汲み上げて加熱して生成された被加熱媒体が外部に供給される被加熱媒体蒸気管に、安全弁が設けられたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１３−２５３７４８号公報（図１等）

特許文献１に記載されたヒートポンプは、被加熱媒体が外部に供給される被加熱媒体蒸気管に安全弁が設けられているが、導入される熱源の温度等の運転条件によっては、蒸発器及び吸収器の内部圧力が大気圧を超える場合があり得る。また、蒸発器及び吸収器を複数設けて多段に昇温させる構成のものは、高圧側の蒸発器及び吸収器の内部圧力が大気圧を超える場合がある。このような場合、大気圧を超え得る蒸発器及び吸収器の系統に過度な圧力上昇を回避する措置を施すことになる。しかし、蒸発器及び吸収器の系統に安全弁を設けると、ヒートポンプの運転を停止して負圧になったときに、内部に空気が侵入するおそれがある。蒸発器や吸収器の内部に空気が侵入すると、内部に腐食が生じるおそれがある。

本発明は上述の課題に鑑み、安全弁を設けることなく吸収器缶胴の内部の圧力上昇を抑制する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、被加熱流体流路１１（３１、５１）と、被加熱流体流路１１（３１、５１）に向けて吸収液Ｓａ（Ｓｂ、Ｓｃ）を供給する吸収液供給部１２（３２、５２）と、被加熱流体流路１１（３１、５１）及び吸収液供給部１２（３２、５２）を収容する吸収器缶胴１４（３４、５４）とを有し、吸収液供給部１２（３２、５２）から供給された吸収液Ｓａ（Ｓｂ、Ｓｃ）が冷媒の蒸気Ｖａ（Ｖｂ、Ｖｃ）を吸収したときに生じた吸収熱で被加熱流体流路１１（３１、５１）を流れる流体Ｗｑ（Ｖｆ、Ｖｆ）を加熱する吸収器１０（３０、５０）と；吸収器５０において冷媒の蒸気Ｖｃを吸収して濃度が低下した吸収液である希溶液Ｓｗを導入し、加熱して、希溶液Ｓｗから冷媒を離脱させて吸収液Ｓｗの濃度を上昇させる再生器７０と；再生器７０において希溶液Ｓｗよりも濃度が上昇した吸収液Ｓａを吸収液供給部１２に導く濃溶液搬送部７５、７６と；再生器７０において希溶液Ｓｗから離脱した冷媒の蒸気Ｖｇを導入し、冷却して凝縮させて冷媒の液Ｖｆを生成する凝縮器８０と；凝縮器８０において生成された冷媒の液Ｖｆを導入し、加熱して蒸発させて、吸収器１０（３０、５０）に供給する冷媒の蒸気Ｖａ（Ｖｂ、Ｖｃ）を生成する蒸発器２０（４０、６０）と；凝縮器８０の冷媒の液Ｖｆを蒸発器２０（４０、６０）に導く冷媒液搬送部８２、８４、８６、８８、８９と；吸収器缶胴１４（３４、５４）の内部圧力を直接又は間接的に検知する圧力検知器１４Ｐ（３４Ｐ、５４Ｐ）と；圧力検知器１４Ｐ（３４Ｐ、５４Ｐ）で検知された圧力が所定の圧力以上のときに、吸収液供給部１２（３２、５２）への吸収液Ｓａ（Ｓｂ、Ｓｃ）の導入及び蒸発器２０（４０、６０）への冷媒の液Ｖｆの導入の少なくとも一方を停止する制御装置１００とを備える。

このように構成すると、圧力検知器で検知された圧力が所定の圧力以上のときに、吸収器缶胴の内部圧力の上昇要因となり得る吸収熱の発生及び吸収器に供給される冷媒の蒸気の発生の少なくとも一方を止めることができ、安全弁を設けることなく吸収器缶胴の内部の圧力上昇を抑制することができる。

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、制御装置１００は、圧力検知器１４Ｐ（３４Ｐ、５４Ｐ）で検知された圧力が所定の圧力以上のときに、蒸発器２０（４０、６０）への冷媒の液Ｖｆの導入を停止しつつ、吸収液供給部１２（３２、５２）への吸収液Ｓａ（Ｓｂ、Ｓｃ）の導入を継続する。

このように構成すると、蒸発器で発生する冷媒の蒸気が早く減少する一方で、吸収器では冷媒の蒸気の吸収が行われるため、吸収器缶胴内の冷媒の蒸気の量が急減し、吸収器缶胴内の圧力を早く低下させることができる。

また、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、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係る吸収ヒートポンプ１において、吸収器は、高温吸収器１０と、高温吸収器１０よりも作動圧力が低い低温吸収器５０とを含んで構成され；蒸発器は、高温蒸発器２０と、高温蒸発器２０よりも作動圧力が低い低温蒸発器６０とを含んで構成され；低温蒸発器６０で生成された冷媒の蒸気Ｖｃが低温吸収器５０に導入されると共に高温蒸発器２０で生成された冷媒の蒸気Ｖａが高温吸収器１０に導入されるように構成され；圧力検知部１４Ｐ、５４Ｐは、高温吸収器１０及び低温吸収器５０のそれぞれの吸収器缶胴１４、５４の内部圧力を直接又は間接的に検知するように構成され；所定の圧力は、高温吸収器１０と低温吸収器５０とで個別に設定されている。

このように構成すると、高温吸収器及び低温吸収器のそれぞれの吸収器缶胴を作動圧力に適するように個別に構成して吸収ヒートポンプの軽量化を図りつつ、各吸収器缶胴の内圧が許容圧力近くに上昇したときに圧力上昇を抑制することができる。

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に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第３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、制御装置１００は、圧力検知器１４Ｐ（３４Ｐ、５４Ｐ）で検知された圧力が所定の圧力以上のときに、再生器７０への加熱源ｈｇの一部又は全部の導入、蒸発器６０への加熱源ｈｅの一部又は全部の導入、及び凝縮器８０への冷却源の一部又は全部の導入のうちの少なくとも一つを停止する。

このように構成すると、吸収熱の発生及び吸収器に供給される冷媒の蒸気の発生を抑制することができ、吸収器缶胴の内部の圧力上昇の抑制に寄与することとなる。

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１の態様乃至第４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、凝縮器８０の冷媒の液Ｖｆを再生器７０に導入することを可能にする冷媒液導入部７８、７８ｖを備え；制御装置１００は、圧力検知器１４Ｐ（３４Ｐ、５４Ｐ）で検知された圧力が所定の圧力以上のときに、凝縮器８０の冷媒の液Ｖｆの、再生器７０への導入を開始する。

このように構成すると、蒸発器への冷媒の液の導入を停止して吸収器に冷媒の蒸気が導入されずに濃度が低下しない吸収液が再生器に導入されることにより、及び／又は、吸収器への吸収液の導入を停止して再生器内の吸収液の流動が停止することにより、再生器に導入される吸収液の濃度が高くなった場合に、再生器の吸収液の濃度を低下させることができる。

本発明によれば、圧力検知器で検知された圧力が所定の圧力以上のときに、吸収器缶胴の内部圧力の上昇要因となり得る吸収熱の発生及び吸収器に供給される冷媒の蒸気の発生の少なくとも一方を止めることができ、安全弁を設けることなく吸収器缶胴の内部の圧力上昇を抑制することができる。

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。 （Ａ）は蒸発器への冷媒液の導入を停止しつつ吸収器への吸収液の導入を継続した場合の気液分離器及び吸収器缶胴の内圧の変化の一例を示すグラフ、（Ｂ）は吸収器への吸収液の導入を停止しつつ蒸発器への冷媒液の導入を継続した場合の気液分離器及び吸収器缶胴の内圧の変化の一例を示すグラフである。

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を熱源媒体として導入し、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、高温吸収器缶胴１４の内部に有している。伝熱管１１は被加熱流体流路に相当し、高濃度溶液散布ノズル１２は吸収液供給部に相当し、高温吸収器缶胴１４は吸収器缶胴に相当する。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において、伝熱管１１の内部を流れる被加熱水Ｗは被加熱流体に相当する。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。また、高温吸収器缶胴１４は、設計運転圧力に余裕分を加えた圧力に耐え得る厚さになっている。高温吸収器缶胴１４には、内部の圧力を検知する圧力検知器としての高温吸収器圧力計１４Ｐが設けられている。

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、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缶胴１４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、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、中温吸収器缶胴３４の内部に有している。加熱管３１は被加熱流体流路に相当し、中濃度溶液散布ノズル３２は吸収液供給部に相当し、中温吸収器缶胴３４は吸収器缶胴に相当する。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において、加熱管３１の内部を流れる冷媒液Ｖｆ及び高温冷媒蒸気Ｖａは被加熱流体に相当する。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。また、中温吸収器缶胴３４は、設計運転圧力に余裕分を加えた圧力に耐え得る厚さになっている。中温吸収器３０の作動圧力は高温吸収器１０の作動圧力よりも低いため、中温吸収器缶胴３４は、高温吸収器缶胴１４よりも厚さを薄くすることができる。中温吸収器缶胴３４には、内部の圧力を検知する圧力検知器としての中温吸収器圧力計３４Ｐが設けられている。

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。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缶胴３４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。

低温吸収器５０は、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、低温吸収器缶胴５４の内部に有している。加熱管５１は被加熱流体流路に相当し、低濃度溶液散布ノズル５２は吸収液供給部に相当し、低温吸収器缶胴５４は吸収器缶胴に相当する。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において、加熱管５１の内部を流れる冷媒液Ｖｆ及び中温冷媒蒸気Ｖｂは被加熱流体に相当する。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。また、低温吸収器缶胴５４は、設計運転圧力に余裕分を加えた圧力に耐え得る厚さになっている。低温吸収器５０の作動圧力は中温吸収器３０の作動圧力よりも低いため、低温吸収器缶胴５４は、中温吸収器缶胴３４よりも厚さを薄くすることができる。低温吸収器缶胴５４には、内部の圧力を検知する圧力検知器としての低温吸収器圧力計５４Ｐが設けられている。

低温蒸発器６０は、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と、冷媒液Ｖｆを散布する冷媒液散布ノズル６２とを内部に有している。冷媒液散布ノズル６２は、散布した冷媒液Ｖｆが熱源管６１に降りかかるように、熱源管６１の上方に配設されている。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の下部（典型的には底部）には、低温蒸発器６０の下部に貯留された冷媒液Ｖｆを冷媒液散布ノズル６２へ導く低温冷媒液管６５の一端が接続されている。低温冷媒液管６５の他端は、冷媒液散布ノズル６２に接続されている。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。低温蒸発器６０は、冷媒液散布ノズル６２から冷媒液Ｖｆが散布され、散布された冷媒液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。蒸発器熱源温水ｈｅは、冷媒液Ｖｆを加熱する加熱源となっている。熱源管６１を流れた後の蒸発器熱源温水ｈｅを流す流路には、熱源管６１を流れる蒸発器熱源温水ｈｅの流量を調節可能な蒸発器熱源温水弁６４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より上方及び冷媒液散布ノズル６２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。

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。再生器熱源温水ｈｇは、希溶液Ｓｗを加熱する加熱源となっている。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。熱源管７１を流れた後の再生器熱源温水ｈｇを流す流路には、熱源管７１を流れる再生器熱源温水ｈｇの流量を調節可能な再生器熱源温水弁７４が設けられている。

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ｃは、再生器冷媒蒸気Ｖｇを冷却する冷却源となっている。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。冷却水管８１を流れた後の冷却水ｃを流す流路には、冷却水管８１を流れる冷却水ｃの流量を調節可能な冷却水弁８１ｖが設けられている。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。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及び凝縮冷媒ポンプ８９並びに冷媒液管８２、８４、８６で冷媒液搬送部を構成している。

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、再生器７０の下部と凝縮器８０の下部とは、冷媒液導入管７８で接続されている。冷媒液導入管７８は、凝縮器８０側では冷媒液Ｖｆが貯留される部分に端部が接続されており、再生器７０側では缶胴を貫通して吸収液Ｓの液面よりも上方で端部が開口している。冷媒液導入管７８には、流体の流通を遮断可能な冷媒液導入弁７８ｖが配設されている。冷媒液導入管７８と冷媒液導入弁７８ｖとで冷媒液導入部を構成している。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。高濃度溶液管７５及び高濃度溶液ポンプ７６は、濃溶液搬送部の構成要素となっている。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。中濃度溶液管１５には、高温吸収器１０内の中濃度溶液Ｓｂを中温吸収器３０に圧送する中濃度溶液ポンプ１６が配設されている。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。低濃度溶液管３５には、中温吸収器３０内の低濃度溶液Ｓｃを低温吸収器５０に圧送する低濃度溶液ポンプ３６が配設されている。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。被加熱水蒸気供給管９９には、安全弁９８が設けられている。なお、安全弁９８は、被加熱水蒸気管９９に代えて、気液分離器９０の上部（典型的には頂部）に設けられていてもよい。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、中濃度溶液ポンプ１６、低濃度溶液ポンプ３６、低温冷媒液ポンプ６６、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、高温吸収器圧力計１４Ｐ、中温吸収器圧力計３４Ｐ、低温吸収器圧力計５４Ｐとそれぞれ信号ケーブルで接続されており、各圧力計１４Ｐ、３４Ｐ、５４Ｐ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、制御装置１００は、蒸発器熱源温水弁６４、再生器熱源温水弁７４、冷却水弁８１ｖとそれぞれ信号ケーブルで接続されており、各弁６４、７４、８１ｖの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、制御装置１００は、冷媒液導入弁７８ｖと信号ケーブルで接続されており、冷媒液導入弁７８ｖの開閉を制御す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。吸収ヒートポンプ１の起動時及び定常運転時は、冷媒液導入弁７８ｖは閉となっており、蒸発器熱源温水弁６４及び再生器熱源温水弁７４並びに各流量調節弁８３、８５、８７は開となっている。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、低温冷媒液ポンプ６６によって冷媒液散布ノズル６２に圧送され、冷媒液散布ノズル６２から熱源管６１に向けて散布される。冷媒液散布ノズル６２から散布された冷媒液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、中濃度溶液ポンプ１６の作動により中温吸収器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。なお、高温吸収器１０の内部圧力が中温吸収器３０の内部圧力よりも高くなり、中濃度溶液ポンプ１６が作動していなくても両者の内圧の差によって、高温吸収器１０内の中濃度溶液Ｓｂを中温吸収器３０に搬送することができる場合は、中濃度溶液ポンプ１６を止めるとよい。

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、低濃度溶液ポンプ３６の作動により低温吸収器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。なお、中温吸収器３０の内部圧力が低温吸収器５０の内部圧力よりも高くなり、低濃度溶液ポンプ３６が作動していなくても両者の内圧の差によって中温吸収器３０内の低濃度溶液Ｓｃを低温吸収器５０に搬送することができる場合は、低濃度溶液ポンプ３６を止めるとよい。

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、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。

上述のように吸収ヒートポンプ１が作動すると、蒸発器熱源温水ｈｅ及び再生器熱源温水ｈｇの導入により、また、吸収液Ｓが冷媒Ｖの蒸気を吸収して発生した吸収熱により、気液分離器９０や各吸収器缶胴１４、３４、５４の内部圧力は上昇し、大気圧を超えるものもある。大気圧を超える缶胴は、圧力容器に該当し、内部の圧力を最高使用圧力以下に保持することが求められる。気液分離器９０は、その内部と連通する被加熱水蒸気供給管９９（又は気液分離器９０の上部）に安全弁９８が設けられているため、最高使用圧力を超えると安全弁９８が開放され、最高使用圧力以下に保たれる。他方、各吸収器缶胴１４、３４、５４は、吸収ヒートポンプ１の停止時に内圧が大気圧未満になるため、缶胴内部と連通する部分に安全弁を設けると、大気圧未満になったときに安全弁を介して内部に空気が侵入するおそれがあり、空気の混入に起因して出力が低下するおそれや缶胴内部の腐食が進行するおそれがある。そこで、本実施の形態に係る吸収ヒートポンプ１では、缶胴内部と連通する部分に安全弁を設けなくても缶胴の内部が所定の圧力を超えることを抑制することができるように、以下の制御を行うこととしている。

すなわち、制御装置１００は、吸収ヒートポンプ１の運転中、高温吸収器圧力計１４Ｐ、中温吸収器圧力計３４Ｐ、低温吸収器圧力計５４Ｐで検知された圧力が、それぞれ個別に設定された所定の圧力以上となったか否かを判断している。所定の圧力は、例えば、高温吸収器缶胴１４内は０．３５ＭＰａ（ゲージ圧）、中温吸収器缶胴３４内は０．１ＭＰａ（ゲージ圧）、低温吸収器缶胴５４内は０．０５ＭＰａ（ゲージ圧）とすることができる。各圧力計１４Ｐ、３４Ｐ、５４Ｐで検知された圧力のいずれか１つでも所定の圧力以上となったら、制御装置１００は、低温冷媒液ポンプ６６及び凝縮冷媒ポンプ８９を停止する。低温冷媒液ポンプ６６を停止すると、冷媒液散布ノズル６２からの冷媒液Ｖｆの散布が停止するため、低温冷媒蒸気Ｖｃの生成が止まり、低温吸収器５０における吸収熱の発生が止まる。これにより、低温吸収器５０内の圧力の上昇が抑制される。また、凝縮冷媒ポンプ８９を停止すると、低温蒸発器６０への冷媒液Ｖｆの供給が止まると共に、中温冷媒液供給管４２及び高温冷媒液供給管２２への冷媒液Ｖｆの供給も止まる。すると、中温蒸発器４０における中温冷媒蒸気Ｖｂの発生及び高温蒸発器２０における高温冷媒蒸気Ｖａの発生が止まり、中温吸収器３０における吸収熱の発生及び高温吸収器１０における吸収熱の発生が止まる。これにより、中温吸収器３０内の圧力の上昇及び高温吸収器１０内の圧力の上昇が抑制される。そして、各吸収器１０、３０、５０では、吸収熱の発生の停止後、時間の経過と共に温度が低下し、それに連れて内圧も低下していく。

このとき、本実施の形態では、高濃度溶液ポンプ７６の運転を継続し、必要に応じて中濃度溶液ポンプ１６及び／又は低濃度溶液ポンプ３６の運転も継続している。換言すれば、本実施の形態では、各圧力計１４Ｐ、３４Ｐ、５４Ｐで検知された圧力のいずれか１つでも所定の圧力以上となったときに、各蒸発器２０、４０、６０への冷媒液Ｖｆの導入を停止しつつ、各吸収器１０、３０、５０への吸収液Ｓの導入を継続している。高温蒸発器２０への冷媒液Ｖｆの導入を停止しつつ、高温吸収器１０への高濃度溶液Ｓａの導入を継続すると、高温蒸発器２０に残存する高温冷媒蒸気Ｖａが高温吸収器１０に移動して高濃度溶液Ｓａに吸収されるため、高温吸収器缶胴１４及びこれに連通する冷媒気液分離胴２１内の冷媒の蒸気の量が減少し、高温吸収器缶胴１４内の圧力を比較的早く低下させることができる。同様に、中温吸収器３０及び低温吸収器５０への吸収液の導入を継続すると、中温吸収器缶胴３４内の圧力及び低温吸収器缶胴５４内の圧力を比較的早く低下させることができる。

図２（Ａ）に、各蒸発器２０、４０、６０への冷媒液Ｖｆの導入を停止しつつ、各吸収器１０、３０、５０への吸収液Ｓの導入を継続した場合の、気液分離器９０、高温吸収器缶胴１４、中温吸収器缶胴３４の内圧の変化の一例を示す。図２（Ａ）に示すグラフは、縦軸に圧力、横軸に時間を取り、線図Ｐ９０は気液分離器９０の内圧を、線図Ｐ１０は高温吸収器缶胴１４の内圧を、線図Ｐ３０は中温吸収器缶胴３４の内圧を、それぞれ示している。図２（Ａ）に示すグラフでは、中温吸収器缶胴３４の内部圧力が徐々に上昇し、時間ｔ１にて所定の圧力に達したので、各蒸発器２０、４０、６０への冷媒液Ｖｆの導入を停止した状況を示している。図２（Ａ）に示す例では、時間ｔ１で各蒸発器２０、４０、６０への冷媒液Ｖｆの導入を停止してから、気液分離器９０、高温吸収器缶胴１４、及び中温吸収器缶胴３４の内圧が速やかに低下していくのが分かる。

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、各圧力計１４Ｐ、３４Ｐ、５４Ｐで検知された圧力のいずれか１つでも所定の圧力以上となったときに、各蒸発器２０、４０、６０への冷媒液Ｖｆの導入を停止するので、安全弁を設けることなく各吸収器缶胴１４、３４、５４の内部圧力の上昇を抑制することができる。また、各蒸発器２０、４０、６０への冷媒液Ｖｆの導入を停止する一方で、各吸収器１０、３０、５０への吸収液Ｓの導入を継続するので、各吸収器缶胴１４、３４、５４の内部圧力を比較的早く低下させることができる。

以上の説明では、各圧力計１４Ｐ、３４Ｐ、５４Ｐで検知された圧力の少なくとも１つが所定の圧力以上となったときに、各蒸発器２０、４０、６０への冷媒液Ｖｆの導入を停止することとしたが、各蒸発器２０、４０、６０への冷媒液Ｖｆの導入を停止することに代えて、各吸収器１０、３０、５０への吸収液Ｓの導入を停止してもよい。各吸収器１０、３０、５０への吸収液の導入を停止するには、高濃度溶液ポンプ７６、中濃度溶液ポンプ１６、及び低濃度溶液ポンプ３６の運転を停止すればよい。これらのポンプ７６、１６、３６を停止すると、高温吸収器１０では、高濃度溶液散布ノズル１２からの高濃度溶液Ｓａの散布が停止するため、高濃度溶液Ｓａによる高温冷媒蒸気Ｖａの吸収が止まり、高温吸収器１０における吸収熱の発生が止まる。これにより、高温吸収器１０内の圧力の上昇が抑制される。同様に、中温吸収器３０では、中濃度溶液散布ノズル３２からの中濃度溶液Ｓｂの散布が停止して中温吸収器３０における吸収熱の発生が止まり、低温吸収器５０では、低濃度溶液散布ノズル５２からの低濃度溶液Ｓｃの散布が停止して低温吸収器５０における吸収熱の発生が止まる。これにより、中温吸収器３０内の圧力の上昇及び低温吸収器５０内の圧力の上昇が抑制される。そして、各吸収器１０、３０、５０では、吸収熱の発生の停止後、時間の経過と共に温度が低下し、それに連れて内圧も低下していく。

図２（Ｂ）に、各吸収器１０、３０、５０への吸収液Ｓの導入を停止しつつ、各蒸発器２０、４０、６０への冷媒液Ｖｆの導入を継続した場合の、気液分離器９０、高温吸収器缶胴１４、中温吸収器缶胴３４の内圧の変化の一例を示す。図２（Ｂ）に示すグラフは、図２（Ａ）に示すグラフと同様、縦軸に圧力、横軸に時間を取り、線図Ｐ９０、線図Ｐ１０、線図Ｐ３０は、それぞれ、気液分離器９０、高温吸収器缶胴１４、中温吸収器缶胴３４の内圧を示している。図２（Ｂ）に示すグラフでは、中温吸収器缶胴３４の内部圧力が徐々に上昇し、時間ｔ２にて所定の圧力に達したので、各ポンプ７６、１６、３６を停止することで各吸収器１０、３０、５０への吸収液の導入を停止した状況を示している。図２（Ｂ）に示す例では、時間ｔ２で各ポンプ７６、１６、３６を停止してから、高温吸収器缶胴１４及び中温吸収器缶胴３４で一時的に内圧が上昇した後、気液分離器９０、高温吸収器缶胴１４、及び中温吸収器缶胴３４の内圧が速やかに低下していくのが分かる。なお、各吸収器１０、３０、５０への吸収液の導入を停止した際に高温吸収器缶胴１４及び中温吸収器缶胴３４で一時的に内圧が上昇するのは、各ポンプ７６、１６、３６の停止後に、各吸収器缶胴１４、３４、５４の内圧差により吸収器缶胴１４、３４、５４の内部に残留する吸収液がしばらく流れたためである。

あるいは、各圧力計１４Ｐ、３４Ｐ、５４Ｐで検知された圧力の少なくとも１つが所定の圧力以上となったときに、各蒸発器２０、４０、６０への冷媒液Ｖｆの導入を停止することと、各吸収器１０、３０、５０への吸収液Ｓの導入を停止することとの一方を行うのではなく、これらの両方共行うこととしてもよい。さらに、各蒸発器２０、４０、６０への冷媒液Ｖｆの導入の停止及び／又は各吸収器１０、３０、５０への吸収液Ｓの導入の停止に重畳して、蒸発器熱源温水弁６４及び／又は再生器熱源温水弁７４及び／又は冷却水弁８１ｖの開度を調節して低温蒸発器６０への蒸発器熱源温水ｈｅの一部又は全部の導入及び／又は再生器７０への再生器熱源温水ｈｇの一部又は全部の導入及び／又は凝縮器８０への冷却水ｃの一部又は全部の導入を停止してもよい。低温蒸発器６０への蒸発器熱源温水ｈｅの一部又は全部の導入を停止すると、低温冷媒蒸気Ｖｃの発生が抑制され、低温吸収器５０における吸収熱の発生が抑制されて、各吸収器１０、３０、５０の内圧の上昇の抑制に寄与することとなる。他方、再生器７０への再生器熱源温水ｈｇの一部又は全部の導入を停止すると、再生器７０における吸収液Ｓの濃縮が抑制され、高温吸収器１０における吸収熱の発生が抑制されて、各吸収器１０、３０、５０の内圧の上昇の抑制に寄与することとなる。また、凝縮器８０への冷却水ｃの一部又は全部の導入を停止すると、凝縮器８０から放出される熱量が減少し、再生器冷媒蒸気Ｖｇが凝縮する露点が上昇するため、凝縮器８０に連通する再生器７０において吸収液Ｓの沸騰温度が上昇し再生器熱源温水ｈｇによる吸収液Ｓへの加熱量が減少して吸収液Ｓの濃縮が抑制され、高温吸収器１０における吸収熱の発生が抑制されて、各吸収器１０、３０、５０の内圧の上昇の抑制に寄与することとなる。

また、各圧力計１４Ｐ、３４Ｐ、５４Ｐで検知された圧力の少なくとも１つが所定の圧力以上となったときに、各蒸発器２０、４０、６０への冷媒液Ｖｆの導入の停止及び／又は各吸収器１０、３０、５０への吸収液Ｓの導入の停止に重畳して、あるいはこれらに加えて低温蒸発器６０への蒸発器熱源温水ｈｅの一部又は全部の導入の停止及び／又は再生器７０への再生器熱源温水ｈｇの一部又は全部の導入の停止及び／又は凝縮器８０への冷却水ｃの一部又は全部の導入の停止に重畳して、冷媒液導入弁７８ｖを開にして凝縮器８０内の冷媒液Ｖｆを冷媒液導入管７８を介して再生器７０に導入させてもよい。凝縮器８０内の冷媒液Ｖｆを再生器７０に導入させると、吸収液Ｓが冷媒Ｖの蒸気を吸収しなくなって濃度が最も高くなった再生器７０内の吸収液Ｓを希釈することができ、吸収液Ｓが結晶することを防ぐことができる。各蒸発器２０、４０、６０への冷媒液Ｖｆの導入を停止すると、各吸収器１０、３０、５０に冷媒Ｖの蒸気が流入しなくなり、各吸収器１０、３０、５０の出口の吸収液Ｓの濃度が濃いままとなって、この吸収液Ｓが再生器７０に流入することで、再生器７０内の吸収液Ｓの濃度が高くなる。あるいは、各吸収器１０、３０、５０への吸収液Ｓの導入を停止すると、再生器７０内の吸収液Ｓの流動も停止し、再生器７０内の吸収液Ｓは再生器熱源温水ｈｇの残留熱で濃縮され、再生器７０内の吸収液Ｓの濃度が高くなる。冷媒液導入弁７８ｖを開にして凝縮器８０内の冷媒液Ｖｆを再生器７０に導入させることで、再生器７０内の吸収液Ｓの結晶を抑制することができる。なお、吸収液Ｓの結晶のおそれがない等の理由により、凝縮器８０内の冷媒液Ｖｆを再生器７０に導入させることを行わない場合は、冷媒液導入管７８及び冷媒液導入弁７８ｖを省略してもよい。

以上の説明では、各圧力計１４Ｐ、３４Ｐ、５４Ｐによって各吸収器缶胴１４、３４、５４の内部圧力を直接検知することとしたが、高温吸収器１０と高温蒸発器２０、中温吸収器３０と中温蒸発器４０、低温吸収器５０と低温蒸発器６０は、それぞれ連通しているので、各蒸発器２０、４０、６０の内部圧力を検知して間接的に各吸収器缶胴１４、３４、５４の内部圧力を検知することとしてもよく、各蒸発器２０、４０、６０において冷媒の飽和温度を検知してこれを圧力に換算することで間接的に各吸収器缶胴１４、３４、５４の内部圧力を検知することとしてもよい。

以上の説明では、高濃度溶液Ｓａを再生器７０から高温吸収器１０に送り、その後、中温吸収器３０、低温吸収器５０へと吸収液を直列に送ることとしたが、再生器７０から各吸収器１０、３０、５０へ吸収液を並列に送ることとしてもよい。

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。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 吸収ヒートポンプ
１０ 高温吸収器
１１ 伝熱管
１２ 高濃度溶液散布ノズル
１４ 高温吸収器缶胴
１４Ｐ 高温吸収器圧力計
２０ 高温蒸発器
３０ 中温吸収器
３１ 加熱管
３２ 中濃度溶液散布ノズル
３４ 中温吸収器缶胴
３４Ｐ 中温吸収器圧力計
４０ 中温蒸発器
５０ 低温吸収器
５１ 加熱管
５２ 低濃度溶液散布ノズル
５４ 低温吸収器缶胴
５４Ｐ 低温吸収器圧力計
６０ 低温蒸発器
７０ 再生器
７８ 冷媒液導入管
７８ｖ 冷媒液導入弁
８０ 凝縮器
７５ 高濃度溶液管
７６ 高濃度溶液ポンプ
８２、８４、８６、８８ 冷媒液管
８９ 凝縮冷媒ポンプ
１００ 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
Ｓｗ 希溶液
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
Ｖｇ 再生器冷媒蒸気
Ｗｑ 被加熱水液

Claims (5)

1. 被加熱流体流路と、前記被加熱流体流路に向けて吸収液を供給する吸収液供給部と、前記被加熱流体流路及び前記吸収液供給部を収容する吸収器缶胴とを有し、前記吸収液供給部から供給された前記吸収液が冷媒の蒸気を吸収したときに生じた吸収熱で前記被加熱流体流路を流れる流体を加熱する吸収器と；
   前記吸収器において前記冷媒の蒸気を吸収して濃度が低下した吸収液である希溶液を導入し、加熱して、前記希溶液から冷媒を離脱させて前記吸収液の濃度を上昇させる再生器と；
   前記再生器において前記希溶液よりも濃度が上昇した前記吸収液を前記吸収液供給部に導く濃溶液搬送部と；
   前記再生器において前記希溶液から離脱した冷媒の蒸気を導入し、冷却して凝縮させて前記冷媒の液を生成する凝縮器と；
   前記凝縮器において生成された前記冷媒の液を導入し、加熱して蒸発させて、前記吸収器に供給する冷媒の蒸気を生成する蒸発器と；
   前記凝縮器の前記冷媒の液を前記蒸発器に導く冷媒液搬送部と；
   前記吸収器缶胴の内部圧力を直接又は間接的に検知する圧力検知器と；
   前記圧力検知器で検知された圧力が所定の圧力以上のときに、前記吸収液供給部への前記吸収液の導入及び前記蒸発器への前記冷媒の液の導入の少なくとも一方を停止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、前記圧力検知器で検知された圧力が所定の圧力以上のときに、前記蒸発器への前記冷媒の液の導入を停止しつつ、前記吸収液供給部への前記吸収液の導入を継続する；
   請求項１に記載の吸収ヒートポンプ。
3. 前記吸収器は、高温吸収器と、前記高温吸収器よりも作動圧力が低い低温吸収器とを含んで構成され；
   前記蒸発器は、高温蒸発器と、前記高温蒸発器よりも作動圧力が低い低温蒸発器とを含んで構成され；
   前記低温蒸発器で生成された前記冷媒の蒸気が前記低温吸収器に導入されると共に前記高温蒸発器で生成された前記冷媒の蒸気が前記高温吸収器に導入されるように構成され；
   前記圧力検知部は、前記高温吸収器及び前記低温吸収器のそれぞれの前記吸収器缶胴の内部圧力を直接又は間接的に検知するように構成され；
   前記所定の圧力は、前記高温吸収器と前記低温吸収器とで個別に設定されている；
   請求項１又は請求項２に記載の吸収ヒートポンプ。
4. 前記制御装置は、前記圧力検知器で検知された圧力が所定の圧力以上のときに、前記再生器への加熱源の一部又は全部の導入、前記蒸発器への加熱源の一部又は全部の導入、及び前記凝縮器への冷却源の一部又は全部の導入のうちの少なくとも一つを停止する；
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の吸収ヒートポンプ。
5. 前記凝縮器の前記冷媒の液を前記再生器に導入することを可能にする冷媒液導入部を備え；
   前記制御装置は、前記圧力検知器で検知された圧力が所定の圧力以上のときに、前記凝縮器の前記冷媒の液の、前記再生器への導入を開始する；
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の吸収ヒートポンプ。

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