JPH08121900A - エンジン排熱利用吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単効用、２重効用併用型の吸収式冷凍サイク
ル４の冷凍負荷の変化に応じた細やかな冷凍能力の制御
を行うようにする。 【構成】 高温再生器２１の加熱源としてエンジン２の
排気排熱を利用し、低温再生器２２の加熱源としてエン
ジン２の温水排熱と高温再生器２１で発生する蒸気冷媒
の凝縮熱を利用した単効用、２重効用併用型の吸収式冷
凍サイクル４に、高温再生器２１で発生した蒸気冷媒を
コイルチューブ３５を経て冷媒凝縮器２３へ導く冷媒流
路３１と、高温再生器２１で発生した蒸気冷媒を直接冷
媒凝縮器２３へ導く冷媒流路３２と、この冷媒流路３２
の開度を調節する冷媒流量調整弁３４を設けた。そし
て、その冷媒流量調整弁３４の開度を冷媒蒸発器２４で
冷媒と熱交換される冷水の温度に基づいて制御するよう
にして、冷凍負荷に応じて低温再生器２２の冷媒発生量
を変化させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高温再生器の加熱源
としてエンジンの排気排熱を利用し、低温再生器の加熱
源としてエンジンの温水排熱を利用した単効用、２重効
用併用型のエンジン排熱利用吸収式冷凍機に関するもの
で、とくにエンジン駆動のコージェネレーションシステ
ムに係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの排熱を利用して駆
動されるエンジン排熱利用吸収式冷凍機においては、例
えば特開昭５８−９９６６２号公報に記載されているよ
うに、単効用、２重効用併用型の吸収式冷凍サイクルが
使用され、エンジンの高温の排気排熱を高温再生器の加
熱源とし、エンジンの低温の温水排熱を低温再生器の加
熱源としている。なお、エンジンは、発電機等の従動手
段の安定した負荷で運転されているため、排気排熱や温
水排熱も安定しており、排気温度や温水温度はあまり変
化しないのが通常である。

【０００３】ところが、従来のエンジン排熱利用吸収式
冷凍機においては、吸収式冷凍サイクルの空調負荷が季
節の違いや時刻の違い（昼または夜）により大きく変動
する。このため、吸収式冷凍サイクルの空調負荷が低い
場合には、エンジンの排気排熱や温水排熱が余剰に供給
されていることになり、エネルギー効率の点で不利であ
る。

【０００４】そこで、特公平５−７７９４８号公報に
は、冷媒吸収器から溶液熱交換器を経て再生器へ至る溶
液管路に、溶液熱交換器を迂回するバイパス管路を設
け、このバイパス管路に、再生器の入口側温水温度また
は出口側温水温度に応じて開度が制御される制御弁を設
けた単効用吸収式冷凍サイクルを備えたエンジン排熱利
用吸収式冷凍機（以下従来の技術と呼ぶ）が提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
は、単効用吸収式冷凍サイクルの空調負荷がやや低下し
た場合でも、制御弁を制御してバイパス管路を開き溶液
熱交換器を迂回させてしまう。この場合には、冷媒吸収
器からバイパス管路を通って再生器に流入する希溶液の
温度が低下するので、再生器内の希溶液を加熱する加熱
性能が低下する。また、再生器から熱交換しない溶液熱
交換器を通って冷媒吸収器に流入する濃溶液の温度が上
昇するので、冷媒吸収器内での濃溶液に冷媒を吸収させ
る吸収性能が低下する。これにより、単効用吸収式冷凍
サイクルの空調負荷がやや低下した場合でも、単効用吸
収式冷凍サイクルの空調能力が大きく減少してしまうの
で、空調負荷の変化に応じた細やかな空調能力の制御を
行うことができないという問題がある。

【０００６】また、従来の技術を、空調能力を向上させ
るために、単効用、２重効用併用型の吸収式冷凍サイク
ルに採用した場合には、冷媒吸収器から高温再生器に至
る溶液管路に高温溶液熱交換器と低温溶液熱交換器の２
つの溶液熱交換器が必要になる。このため、従来の技術
においては、高温溶液熱交換器、低温溶液熱交換器をそ
れぞれ迂回するバイパス管路を２つ設けなければならな
いので、溶液管路を構成する配管の部品点数が多くなる
ことにより、結果的に吸収式冷凍サイクルのコストが上
昇するという問題がある。

【０００７】請求項１に記載の発明の目的は、吸収式冷
凍サイクルの空調負荷の変化に応じた空調能力の制御を
行うことが可能なエンジン排熱利用吸収式冷凍機を提供
することにある。また、部品点数の増加を抑えて吸収式
冷凍サイクルのコストの上昇を抑えることが可能なエン
ジン排熱利用吸収式冷凍機を提供することにある。

【０００８】請求項２に記載の発明の目的は、吸収式冷
凍サイクルの空調負荷が低下した場合でも、吸収式冷凍
サイクルの空調能力を極端に減少させることのないエン
ジン排熱利用吸収式冷凍機を提供することにある。請求
項３に記載の発明の目的は、吸収式冷凍サイクルの空調
負荷が増大した場合でも、吸収式冷凍サイクルの空調能
力を極端に増加させることのないエンジン排熱利用吸収
式冷凍機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、内部の吸収溶液とエンジンの排気排熱とを熱交換さ
せて吸収溶液を加熱して吸収溶液より冷媒を発生させる
高温側の再生器、内部の吸収溶液とエンジンの温水排熱
とを熱交換させて吸収溶液を加熱して吸収溶液より冷媒
を発生させる低温側の再生器、前記高温側の再生器およ
び前記低温側の再生器より流入した冷媒を冷却して凝縮
液化させる冷媒凝縮器、前記高温側の再生器で発生した
高温側の冷媒と前記低温側の再生器内の吸収溶液とを熱
交換させて吸収溶液を加熱する溶液加熱手段、前記高温
側の再生器で発生した冷媒を、前記溶液加熱手段を経て
前記冷媒凝縮器へ導入する第１冷媒流路、前記高温側の
再生器で発生した冷媒を、直接前記冷媒凝縮器へ導入す
る第２冷媒流路、および前記第１冷媒流路内の冷媒流量
と前記第２冷媒流路内の冷媒流量とを調節する流量調節
手段を有する吸収式冷凍サイクルと、この吸収式冷凍サ
イクルの空調負荷を検出する空調負荷検出手段を有し、
この空調負荷検出手段で検出された前記吸収式冷凍サイ
クルの空調負荷の変化に対応して、前記第１冷媒流路内
の冷媒流量に対して前記第２冷媒流路内の冷媒流量を増
減させるように前記流量調節手段を制御する制御手段と
を備えた技術手段を採用した。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のエンジン排熱利用吸収式冷凍機に加えて、前記制御手
段が、前記空調負荷検出手段で検出された前記吸収式冷
凍サイクルの空調負荷の低下に対応して、前記第１冷媒
流路内の冷媒流量に対して前記第２冷媒流路内の冷媒流
量を増加させるように前記流量調節手段を制御すること
を特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項１に記
載のエンジン排熱利用吸収式冷凍機に加えて、前記制御
手段が、前記空調負荷検出手段で検出された前記吸収式
冷凍サイクルの空調負荷の増大に対応して、前記第１冷
媒流路内の冷媒流量に対して前記第２冷媒流路内の冷媒
流量を減少させるように前記流量調節手段を制御するこ
とを特徴とする。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１ないし
請求項３のいずれかに記載のエンジン排熱利用吸収式冷
凍機に加えて、前記吸収式冷凍サイクルが、前記冷媒凝
縮器より流入した冷媒と熱媒体とを熱交換させて冷媒を
蒸発気化させ熱媒体を冷却する冷媒蒸発器を有し、前記
空調負荷検出手段が、前記冷媒蒸発器より流出した熱媒
体の温度を検出することを特徴とする。請求項５に記載
の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の
エンジン排熱利用吸収式冷凍機に加えて、前記流量調節
手段が、前記第２冷媒流路の開度を調節することを特徴
とする。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、エンジンの排
気排熱により高温側の再生器内の吸収溶液が加熱され吸
収溶液より高温の冷媒が発生する。また、エンジンの温
水排熱により低温側の再生器内の吸収溶液が加熱され吸
収溶液より低温の冷媒が発生する。さらに、高温側の再
生器内で発生した高温の冷媒は第１冷媒流路を通って溶
液加熱手段内に導かれ、冷媒の凝縮熱により低温側の再
生器内の吸収溶液を加熱することにより、低温側の再生
器内で吸収溶液より発生する冷媒発生量が増加する。こ
れにより、吸収式冷凍サイクル内を循環する冷媒流量が
増加することにより、吸収式冷凍サイクルの空調能力が
向上する。

【００１３】ここで、吸収式冷凍サイクルの空調負荷が
変化した場合には、流量調節手段を制御することによっ
て、第１冷媒流路内の冷媒流量に対して第２冷媒流路内
の冷媒流量が変化することになるので、低温側の再生器
内の吸収溶液の加熱量が変化することにより、低温側の
再生器内の吸収溶液より発生する冷媒発生量が変化す
る。これにより、吸収式冷凍サイクル内を循環する冷媒
流量が増減することにより、空調能力が変化する。

【００１４】請求項２に記載の発明によれば、吸収式冷
凍サイクルの空調負荷が低下した場合には、流量調節手
段を制御することによって、第１冷媒流路内の冷媒流量
に対して第２冷媒流路内の冷媒流量が増加することにな
るので、低温側の再生器内の吸収溶液はエンジンの温水
排熱により主に加熱されるようになり、低温側の再生器
内の吸収溶液の加熱量が減少する。これにより、低温側
の再生器内の吸収溶液より発生する冷媒発生量が減少
し、冷媒凝縮器へ第１冷媒流路および第２冷媒流路を通
って導かれる冷媒流量が減少する。したがって、吸収式
冷凍サイクル内を循環する冷媒流量が減少することによ
り、吸収式冷凍サイクルの空調能力が低下する。

【００１５】請求項３に記載の発明によれば、吸収式冷
凍サイクルの空調負荷が増大した場合には、流量調節手
段を制御することによって、第１冷媒流路内の冷媒流量
に対して第２冷媒流路内の冷媒流量が減少することにな
るので、冷媒の凝縮熱による低温側の再生器内の吸収溶
液の加熱量が増加する。これにより、低温側の再生器内
の吸収溶液より発生する冷媒発生量が増加し、冷媒凝縮
器へ第１冷媒流路および第２冷媒流路を通って導かれる
冷媒流量が増加する。したがって、吸収式冷凍サイクル
内を循環する冷媒流量が増加することにより、吸収式冷
凍サイクルの空調能力がさらに向上する。

【００１６】

【実施例】

〔実施例の構成〕次に、この発明のエンジン排熱利用吸
収式冷凍機を図に示す複数の実施例に基づいて説明す
る。図１は単効用、２重効用併用型のエンジン排熱利用
吸収式冷凍機の全体システムの概略構造を示した図であ
る。

【００１７】単効用、２重効用併用型のエンジン排熱利
用吸収式冷凍機（以下吸収式冷凍機と略す）１は、エン
ジン２の排気排熱と温水排熱を有効に利用して、室内の
冷房を行うもので、室内ユニット３、室外ユニット（図
示せず）、単効用、２重効用併用型の吸収式冷凍サイク
ル（以下吸収式冷凍サイクルと略す）４および電子制御
装置（以下ＥＣＵと呼ぶ）５等から構成されている。な
お、この実施例では、希溶液として臭化リチウムの溶解
度が５８．５重量％程度の臭化リチウム水溶液を用い、
中間溶液（濃溶液）として臭化リチウムの溶解度が６
１．３重量％程度の臭化リチウム水溶液を用い、濃溶液
として臭化リチウムの溶解度が６３．５重量％程度の臭
化リチウム水溶液を用いた。

【００１８】エンジン２は、例えば発電機等の従動手段
を回転駆動する内燃機関で、天然ガスまたはディーゼル
油等の燃料を燃焼することにより熱が発生する。このエ
ンジン２は、燃料の燃焼時に発生した排気を外部へ排出
する排気管６、およびこのエンジン２のウォータジャケ
ットを通って、エンジン２を冷却するエンジン冷却水
（以下温水と呼ぶ）を循環させる温水回路（エンジン冷
却水回路）７を備えている。なお、排気管６には、吸収
式冷凍サイクル４に導かれるコイルチューブ（排気排熱
回収コイル、高温側の溶液加熱手段）８が設けられてい
る。また、温水回路７には、吸収式冷凍サイクル４に導
かれるコイルチューブ（温水排熱回収コイル、低温側の
溶液加熱手段）９が設けられ、さらに図示しないラジエ
ータが接続されている。

【００１９】室内ユニット３は、百貨店、スーパーマー
ケット、コンビニエンスストア等の建築物の室内に設置
され、冷水と空気とを熱交換させて室内を冷房する室内
熱交換器１０、および室内へ向かう空気流を発生させる
室内ファン１１等から構成されている。なお、室内熱交
換器１０は、例えばコイルチューブと複数のフィン等か
ら構成されており、冷水回路１２を介して吸収式冷凍サ
イクル４内のコイルチューブ（冷水コイル、熱媒体冷却
手段）１３に接続している。また、冷水回路１２には、
この冷水回路１２に冷水（純水だけでなく、エチレング
リコール水溶液等の不凍液でも良い）の流れを発生させ
るウォータポンプ１４が取り付けられている。

【００２０】室外ユニットは、建築物の屋外に設置さ
れ、冷却水（純水だけでなく、エチレングリコール水溶
液等の不凍液でも良い）を冷却するクーリングタワー等
から構成されている。この室外ユニットは、冷却水回路
１５を介して吸収式冷凍サイクル４内のコイルチューブ
（冷却水コイル、溶液冷却手段）１６およびコイルチュ
ーブ（冷却水コイル、冷媒冷却手段）１７に接続してい
る。

【００２１】吸収式冷凍サイクル４は、高温再生器２
１、低温再生器２２、冷媒凝縮器２３、冷媒蒸発器２
４、冷媒吸収器２５、低温溶液熱交換器２６および高温
溶液熱交換器２７を、冷媒回路２８および溶液回路２９
にて作動的に接続することにより構成されている。

【００２２】冷媒回路２８は、冷媒流路３０〜３３およ
び電磁式冷媒流量調整弁（以下冷媒流量調整弁と略す）
３４を備えている。冷媒流路３０は、高温再生器２１で
発生した蒸気冷媒（本例では水蒸気）を冷媒流路３１、
３２の分岐点まで導く流路である。冷媒流路３１は、本
発明の第１冷媒流路であって、冷媒流路３０より流入し
た蒸気冷媒を冷媒凝縮器２３内に導く流路で、途中にコ
イルチューブ３５を有している。このコイルチューブ３
５は、本発明の溶液加熱手段であって、低温再生器２２
内の吸収溶液を高温再生器２１で発生した蒸気冷媒を利
用して加熱する冷媒溶液熱交換手段である。

【００２３】冷媒流路３２は、本発明の第２冷媒流路で
あって、冷媒流路３０より流入した蒸気冷媒を直接冷媒
凝縮器２３内に導く流路で、途中に冷媒流量調整弁３４
を設置している。冷媒流路３３は、冷媒凝縮器２３で発
生した液冷媒（本例では水）を冷媒蒸発器２４へ導く流
路で、先端部にコイルチューブ１３上に液冷媒を噴霧す
るためのノズル３６が設けられている。

【００２４】冷媒流量調整弁３４は、本発明の流量調節
手段であって、冷媒流路３３に取り付けられた弁本体、
およびこの弁本体を駆動する電磁式のアクチュエータ等
から構成されている。この冷媒流量調整弁３４は、ＥＣ
Ｕ５により制御される電流値または電圧値等の通電量に
応じて、冷媒流路３２の開度を調節する開度調節手段で
ある。この冷媒流量調整弁３４は、通電量が大きくなる
と冷媒流路３２の開度を拡げ、通電量が小さくなると冷
媒流路３２の開度を狭くする。

【００２５】溶液回路２９は、溶液流路４０〜４２を備
え、溶液流路４０に取り付けられた溶液ポンプ４３の作
用により溶液回路２９中に吸収溶液の流れが発生する。
溶液流路４０は、冷媒吸収器２５内の希溶液を低温溶液
熱交換器２６、高温溶液熱交換器２７を介して高温再生
器２１内に送り込む流路である。溶液流路４１は、高温
再生器２１内の濃溶液を高温溶液熱交換器２７を介して
低温再生器２２内に送り込む流路である。溶液流路４２
は、低温再生器２２内の濃溶液を低温溶液熱交換器２６
を介して冷媒吸収器２５内に送り込む流路で、先端部に
コイルチューブ１６上の濃溶液を噴霧するノズル４４が
設けられている。

【００２６】高温再生器２１は、本発明の高温側の再生
器であって、エンジン２の排気管６のコイルチューブ
８、および内部にコイルチューブ８を収容する大気容器
（シェル）５１等から構成されている。この高温再生器
２１は、溶液回路２９の溶液流路４０から大気容器５１
内に流入した希溶液をコイルチューブ８内を通過するエ
ンジン２の排気排熱により加熱して高温、高圧の蒸気冷
媒を発生させ、希溶液を濃縮させる高温側の蒸気冷媒発
生手段である。

【００２７】低温再生器２２は、本発明の低温側の再生
器であって、エンジン２の排気管６温水回路７のコイル
チューブ９、冷媒回路２８のコイルチューブ３５、およ
び内部にコイルチューブ９、３５を収容する真空容器
（シェル）５２等から構成されている。この低温再生器
２２は、溶液回路２９の溶液流路４１から真空容器５２
内に流入した濃溶液（中間液）をコイルチューブ９内を
通過するエンジン２の温水排熱およびコイルチューブ３
５内を通過する高温の蒸気冷媒の潜熱により加熱して低
温、低圧の蒸気冷媒を発生させ、濃溶液（中間液）をさ
らに濃縮させる低温側の蒸気冷媒発生手段である。

【００２８】冷媒凝縮器２３は、冷却水回路１５のコイ
ルチューブ１７、および内部にコイルチューブ１７を収
容し、低温再生器２２と同一の真空容器５２等により構
成されている。この冷媒凝縮器２３は、主に低温再生器
２２で発生した蒸気冷媒とコイルチューブ１７内を通過
する冷却水とを熱交換させて蒸気冷媒を凝縮液化させる
冷媒液化手段である。なお、冷媒凝縮器２３と低温再生
器２２との間には、複数の連通口５３が形成された仕切
り板５４が設けられている。

【００２９】冷媒蒸発器２４は、冷水回路１２のコイル
チューブ１３、および内部にコイルチューブ１３を収容
を収容する真空容器（シェル）５５等から構成されてい
る。この冷媒蒸発器２４は、冷媒回路２８の冷媒流路３
３の先端部に設けられたノズル３６からコイルチューブ
１３上に噴霧された液冷媒とコイルチューブ１３内を通
過する冷却水とを熱交換させて液冷媒を蒸発気化させる
冷媒気化手段である。

【００３０】冷媒吸収器２５は、冷却水回路１５のコイ
ルチューブ１６、および内部にコイルチューブ１６を収
容し、冷媒蒸発器２４と同一の真空容器５５等により構
成されている。この冷媒吸収器２５は、溶液回路２９の
溶液流路４２の先端部に設けられたノズル４４からコイ
ルチューブ１６上に噴霧された濃溶液に冷媒蒸発器２４
で発生した蒸気冷媒（飽和蒸気）を吸収させる冷媒吸収
手段である。

【００３１】なお、冷媒吸収器２５と冷媒蒸発器２４と
の間には、複数の連通口５６が形成された仕切り板５７
が設けられている。また、コイルチューブ１６内を通過
する冷却水は、冷媒吸収器２５内の飽和蒸気が濃溶液に
吸収される際に発生する吸収熱を除熱すると共に、飽和
蒸気が濃溶液に吸収され易くするため、冷媒吸収器２５
内の雰囲気を冷却する。

【００３２】低温溶液熱交換器２６は、低温再生器２２
で濃縮された濃溶液と冷媒吸収器２５で希薄化された希
溶液とを熱交換する低温側の溶液熱交換手段である。低
温溶液熱交換器２６は、希溶液を濃溶液で加熱すること
により高温再生器２１内での加熱性能を高める。

【００３３】高温溶液熱交換器２７は、高温再生器２１
で濃縮された濃溶液と冷媒吸収器２５で希薄化された希
溶液とを熱交換する高温側の溶液熱交換手段である。す
なわち、高温溶液熱交換器２７は、冷媒吸収器２５内に
流入する濃溶液を希溶液で冷却することにより冷媒吸収
器２５内での冷媒の吸収性能を高める。

【００３４】ＥＣＵ５は、本発明の制御手段であって、
内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを内蔵したもので、運転
スイッチ６１および冷水温度センサ６２から入力した入
力信号に基づいて、エンジン２、室内ユニット３の室内
ファン１１、室外ユニットの室外ファン（図示せず）、
ウォータポンプ１４、冷媒流量調整弁３４、溶液ポンプ
４３等の制御機器を制御する。

【００３５】運転スイッチ６１は、室内ユニット３の室
内ファン１１を含むシステム全体の起動または作動停止
を司るメインスイッチである。冷水温度センサ６２は、
冷水回路１２のコイルチューブ１３の下流側に取り付け
られており、冷水回路１２内を循環する冷水の温度を検
出する。

【００３６】ここで、ＥＣＵ５による冷媒流量調整弁３
４の開度制御について図２のフローチャートに基づいて
説明する。ＥＣＵ５は、運転スイッチがオンされると、
エンジン２、室内ユニット３の室内ファン１１、室外ユ
ニットの室外ファン（図示せず）、ウォータポンプ１
４、冷媒流量調整弁３４、溶液ポンプ４３等の制御機器
を起動させる。そして、冷水温度センサ６２で検出され
た冷水の温度が設定値（例えば７℃）以下に低下してい
るか否かを判断（判定）する（ステップＳ１）。

【００３７】このステップＳ１の判断結果がＹｅｓの場
合には、すなわち、冷水の温度が設定値（例えば７℃）
以下に低下している場合には、冷媒流量調整弁３４の開
度を１ステップだけ増加させるように電流値または電圧
値等の通電量を変更する（ステップＳ２）。その後にス
テップＳ１の判断を繰り返す。なお、吸収式冷凍サイク
ル４の空調負荷（冷凍負荷）が最低負荷（冷水の温度が
例えば１℃）時には、冷媒流量調整弁３４は全開とな
る。

【００３８】また、ステップＳ１の判断結果がＮｏの場
合には、すなわち、冷水の温度が設定値（例えば７℃）
より上昇している場合には、冷媒流量調整弁３４の開度
を１ステップだけ減少させるように電流値または電圧値
等の通電量を変更する（ステップＳ３）。その後にステ
ップＳ１の判断を繰り返す。なお、吸収式冷凍サイクル
４の空調負荷（冷凍負荷）が最高負荷（冷水の温度が例
えば１５℃）時には、冷媒流量調整弁３４は全閉とな
る。

【００３９】〔実施例の作用〕次に、この実施例の吸収
式冷凍機１の作用を図１ないし図３に基づいて簡単に説
明する。ここで、図３は吸収式冷凍サイクル４内の冷媒
の状態および吸収溶液の状態を示したデューリング線図
で、図３の中の実線、一点鎖線は溶液サイクルを示し、
破線は冷媒サイクルを示す。

【００４０】運転スイッチがオンされると、エンジン２
の運転が開始され、発電機が回転駆動されて発電がなさ
れ電力負荷への電力の供給が開始される。なお、吸収式
冷凍サイクル４の冷凍負荷が最高負荷の時には、ＥＣＵ
５は冷媒流量調整弁３４を全閉にする。

【００４１】エンジン２が運転を開始することによりエ
ンジン２内で発生した高温（例えば５００℃程度）の排
気は、排気管６を通って高温再生器２１内のコイルチュ
ーブ８内に導かれる。そして、コイルチューブ８内に導
かれた排気は、コイルチューブ８を通過する際に高温再
生器２１内の希溶液を加熱した後に大気へ放出される。

【００４２】また、エンジン２が運転を開始することよ
りエンジン２のウォータジャケット内で温められた高温
（例えば８５℃〜９０℃）の温水は、ウォータポンプ
（図示せず）の作用により、低温再生器２２内のコイル
チューブ９内に導かれる。コイルチューブ９内に導かれ
た温水は、コイルチューブ９内を通過する際に低温再生
器２２内の濃溶液を加熱する。そして、温水は、自身は
冷却された低温（７５℃〜８０℃）となって再度エンジ
ン２のウォータジャケット内に戻されてエンジン２を適
正な温度となるように冷却する。

【００４３】一方、高温再生器２１内の希溶液は、排気
管６のコイルチューブ８内を流れる高温の排気排熱を回
収して加熱されて高温、高圧の蒸気冷媒が発生し（図３
中のＷａ点）、濃縮される（図３中のａ点→ｂ点）。濃
縮された高温の濃溶液（中間液）は、溶液流路４１を通
って高温溶液熱交換器２７内で低温の希溶液と熱交換し
た後に低温再生器２２内へ送り込まれる（図３中のｂ点
→ｃ点）。

【００４４】そして、吸収式冷凍サイクル４の冷凍負荷
が最低負荷で冷媒流量調整弁３４が閉弁（全閉）してい
る時には高温再生器２１内で発生した高温（例えば１０
０℃）の蒸気冷媒の全部は、冷媒流路３０、３１を通っ
て低温再生器２２内のコイルチューブ３５内に導かれ
る。そして、コイルチューブ３５内に導かれた高温の蒸
気冷媒は、コイルチューブ３５内を通過する際に凝縮熱
により低温再生器２２内の濃溶液を加熱して低温再生器
２２内の濃溶液からの蒸気発生量を増大させる。

【００４５】これにより、図３中に実線で示すように、
単効用、２重効用併用型の吸収式冷凍サイクル４が形成
され、吸収式冷凍サイクル４内を循環する冷媒流量が増
加することにより、吸収式冷凍サイクル４の冷凍能力が
増加する。さらに、高温の蒸気冷媒は、凝縮液化した後
に、冷媒流路３１を通って冷媒凝縮器２３へ送り込まれ
る（図３中のＷｂ点）。

【００４６】また、吸収式冷凍サイクル４の冷凍負荷が
最高負荷で冷媒流量調整弁３４が開弁（全開）している
時には高温再生器２１内で発生した高温（例えば１００
℃）の蒸気冷媒の全部は、冷媒流路３０、３２を通って
直接冷媒凝縮器２３へ送り込まれる（図３中のＷｂ
点）。

【００４７】すなわち、高温再生器２１で発生した蒸気
冷媒が低温再生器２２内の濃溶液（中間液）の加熱に何
ら寄与しなくなり、図３中に一点鎖線で示すように、再
生器を１つしか持たない単効用吸収式冷凍サイクルと等
しくなるので、低温再生器２２内の濃溶液は冷媒の凝縮
熱による加熱を受けないので低温再生器２２内の濃溶液
（中間液）からの蒸気発生量が減少する。これにより、
吸収式冷凍サイクル４内を循環する冷媒流量が減少する
ことにより、吸収式冷凍サイクル４の冷凍能力が低下す
る。

【００４８】さらに、低温再生器２２内の濃溶液（中間
液）は、温水回路７のコイルチューブ９内を流れる温水
排熱および冷媒流路３１のコイルチューブ３５内を流れ
る蒸気冷媒の潜熱を回収して加熱されて高温再生器２１
内で発生する蒸気冷媒の低温、低圧の蒸気冷媒が発生し
（図３中のＷｂ点）、さらに濃縮される（図３中のｃ点
→ｄ点）。低温再生器２２内で発生した蒸気冷媒は、冷
媒凝縮器２３内へ導かれる。また、濃縮された濃溶液
は、溶液流路４２を通って低温溶液熱交換器２６内で低
温の希溶液と熱交換した後に冷媒吸収器４５へ送り込ま
れる（図３中のｄ点→ｅ点）。

【００４９】冷媒凝縮器２３内に導かれた蒸気冷媒や液
冷媒は、冷却水回路１５のコイルチューブ１７内を流れ
る冷却水に熱を与えて凝縮液化される（図３中のＷｂ
点）。そして、冷媒凝縮器２３内で液化された液冷媒
は、冷媒流路３３の先端部のノズル３６から冷媒蒸発器
２４内のコイルチューブ１７上に散布されて冷水回路１
２のコイルチューブ１６内を流れる冷水から熱を奪って
蒸発気化して、低温再生器２２より低温、低圧の蒸気冷
媒となる（図３中のＷｂ点）。

【００５０】したがって、冷水回路１２内をウォータポ
ンプ１４の作用により循環する冷水は、冷媒に熱を与え
ることにより冷却され、この冷水を室内ユニット３の室
内熱交換器１０に導き、室内ファン１１を運転させるこ
とにより百貨店、スーパーマーケット、コンビニエンス
ストア等の建築物の室内が冷房される。

【００５１】そして、冷媒蒸発器２４内で発生した蒸気
冷媒は（図３中のＷｃ点）、冷媒吸収器２５内に導かれ
て、冷媒吸収器２５内のコイルチューブ１６内を流れる
冷却水により冷却されて液冷媒となり、溶液流路４２の
先端部のノズル４４から冷媒吸収器２５内のコイルチュ
ーブ１６上に散布された濃溶液に吸収される（図３中の
ｅ点→ｆ点）。このため、濃溶液は希薄化されて希溶液
となり、冷媒吸収器２５の下部に一時的に溜まる。

【００５２】そして、冷媒吸収器２５の下部に溜まった
希溶液は、溶液ポンプ４３の作用により汲み上げられて
溶液流路４０を通って低温、高温溶液熱交換器２６、２
７内に導かれる。低温、高温溶液熱交換器２６、２７内
に導かれた希溶液は、高温の濃溶液と熱交換して加熱さ
れた高温再生器２１内へ送り込まれる（図３中のｆ点→
ａ点）。以上のような溶液サイクル、冷媒サイクルを繰
り返すことにより、吸収式冷凍サイクル４の冷房運転が
なされる。

【００５３】ここで、冷水回路１２のコイルチューブ１
３の下流側の冷水の温度（冷媒蒸発器２４で冷却された
冷水の温度）が設定値（例えば７℃）よりやや低温の所
定値（例えば５℃〜６℃）の時には、例えば吸収式冷凍
サイクル４の冷凍負荷がやや小さくなった場合には、Ｅ
ＣＵ５の制御により冷媒流量調整弁３４の開度を１ステ
ップだけ開き、高温再生器２１から低温再生器２２内の
コイルチューブ３５内に導入される高温の蒸気冷媒の流
量をやや減らし、高温再生器２１から直接冷媒凝縮器２
３内へ導入する高温の蒸気冷媒の流量をやや増やすよう
にする。

【００５４】したがって、低温再生器２２内の濃溶液か
らの蒸気発生量がやや減り、吸収式冷凍サイクル４を循
環する冷媒流量がやや減少するので、冷媒蒸発器２４内
に流入する冷媒量がやや減り、冷媒と冷水との熱交換性
能（冷却性能）がやや低下する。このため、冷水の温度
がやや上昇して設定値（例えば７℃）まで回復すること
により、吸収式冷凍サイクル４の冷凍負荷の低下分に対
応した冷凍能力が得られる。

【００５５】また、冷水回路１２のコイルチューブ１３
の下流側の冷水の温度（冷媒蒸発器２４で冷却された冷
水の温度）が設定値（例えば７℃）よりやや高温の所定
値（例えば８℃〜９℃）の時には、例えば吸収式冷凍サ
イクル４の冷凍負荷がやや大きくなった場合には、ＥＣ
Ｕ５の制御により冷媒流量調整弁３４の開度を１ステッ
プだけ絞り、高温再生器２１から低温再生器２２内のコ
イルチューブ３５内に導入される高温の蒸気冷媒の流量
をやや増やし、高温再生器２１から直接冷媒凝縮器２３
内へ導入する高温の蒸気冷媒の流量をやや減らすように
する。

【００５６】したがって、低温再生器２２内の濃溶液か
らの蒸気発生量がやや増え、吸収式冷凍サイクル４を循
環する冷媒流量がやや増加するので、冷媒蒸発器２４内
に流入する冷媒量がやや増え、冷媒と冷水との熱交換性
能（冷却性能）がやや向上する。このため、冷水の温度
がやや低下して設定値（例えば７℃）まで下降すること
により、吸収式冷凍サイクル４の冷凍負荷の上昇分に対
応した冷凍能力が得られる。

【００５７】〔実施例の効果〕以上のように、この実施
例の吸収式冷凍機１は、溶液回路２９に、低温、高温溶
液熱交換器２６、２７をそれぞれ迂回する複数のバイパ
ス管路およびこれらのバイパス管路の開度を制御する複
数の制御弁を設けることなく、吸収式冷凍サイクル４の
冷凍負荷の変化に対応した冷凍能力を得ることができ
る。すなわち、冷媒回路２８に高温再生器２１と冷媒凝
縮器２３を接続する１本の冷媒流路３２を設け、この冷
媒流路３２に１つの冷媒流量調整弁３４を設けるだけ
で、吸収式冷凍サイクル４の冷凍負荷の変化に対応した
冷凍能力を得ることができる。

【００５８】したがって、本発明を単効用、２重効用併
用型の吸収式冷凍機１に適用した場合でも、部品点数の
増加を極力抑えることができ、さらに冷媒流量調整弁３
４等の制御弁も１個で良いので、吸収式冷凍サイクル４
のコストを低下でき、結果的にこのような吸収式冷凍サ
イクル４を備えた吸収式冷凍機１の価格を抑えることが
できる。

【００５９】さらに、吸収式冷凍サイクル４の冷凍負荷
の低下分に対応した冷凍能力を得ることができるので、
吸収式冷凍サイクル４の冷凍負荷が低下した場合でも、
吸収式冷凍サイクル４の冷凍能力を極端に減少させるこ
とはない。そして、吸収式冷凍サイクル４の冷凍負荷に
対して過剰分のエネルギーを捨てることなく、吸収式冷
凍サイクル４の冷凍能力を低下させることができるの
で、エネルギーを有効利用することができ、経済性に優
れる。

【００６０】また、吸収式冷凍サイクル４の冷凍負荷の
上昇分に対応した冷凍能力を得ることができるので、吸
収式冷凍サイクル４の冷凍負荷が増大した場合でも、吸
収式冷凍サイクル４の冷凍能力を極端に増加させること
はない。そして、吸収式冷凍サイクル４の冷凍負荷に対
して冷凍能力が不足した場合でも、エンジン２の排熱量
を増加させることなく、すなわち、エンジン２の負荷
（例えば発電機等の電力負荷）を増加させることなく、
吸収式冷凍サイクル４の冷凍能力を向上させることがで
きる。

【００６１】したがって、この実施例の吸収式冷凍機１
は、吸収式冷凍サイクル４の冷凍負荷の微少な変化に対
しても、その冷凍負荷の変化に対応した冷凍能力を得る
ことができるので、冷凍負荷に対して細やかな冷凍能力
の制御を行うことができる。当然のごとく、この吸収式
冷凍機１を室内暖房に用いた場合も同様に空調負荷（暖
房負荷）の変化に対応した空調能力（暖房能力）を得る
ことができる。

【００６２】〔変形例〕この実施例では、本発明を単効
用、２重効用併用型の吸収式冷凍サイクル４を備えた単
効用、２重効用併用型の吸収式冷凍機１に適用したが、
２重効用以上の多重効用併用型の吸収式冷凍サイクルを
備えた２重効用以上の多重効用併用型の吸収式冷凍機に
本発明を適用しても良い。

【００６３】この実施例では、希溶液として臭化リチウ
ムの溶解度が５８．５重量％程度の臭化リチウム水溶液
を用い、中間溶液として臭化リチウムの溶解度が６１．
３重量％程度の臭化リチウム水溶液を用い、濃溶液とし
て臭化リチウムの溶解度が６３．５重量％程度の臭化リ
チウム水溶液を用いたが、臭化リチウム等の吸収剤の溶
解度は自由に変更しても良い。また、吸収液として臭化
リチウム水溶液以外に、ヨウ化リチウム水溶液、塩化リ
チウム水溶液、アンモニア水溶液を用いて良い。なお、
アンモニア水溶液の場合は、吸収剤が水、冷媒がアンモ
ニアとなる。

【００６４】冷水の温度を検出する冷水温度センサ６２
として熱電対温度センサ、サーミスタ、熱雑音温度セン
サ、ＮＱＲ温度センサ、水晶温度センサ、トランジスタ
温度センサ、放射温度計、熱映像を撮る赤外線カメラ等
を利用しても良い。また、冷水温度センサを冷水配管内
に入れて取り付けても、冷水配管の外側面に接触させて
取り付けても、冷水配管より離して取り付けても良い。
さらに、冷水の温度を、冷媒蒸発器２４で発生する蒸気
冷媒の蒸発温度や蒸発圧力から予測しても良い。なお、
吸収式冷凍サイクル４の空調負荷を検出する空調負荷検
出手段として、冷却水回路１５の冷却水配管内を通過す
る冷却水の温度を検出する冷却水温度センサを使用して
も良い。

【００６５】この実施例では、エンジン２により発電機
を回転駆動したが、エンジン２により空気圧縮機、ポン
プ、送風機等の被駆動手段を用いても良い。さらに、エ
ンジン２の出力軸に、その出力軸の回転運動を往復運動
に変換する機構を取り付けて、エンジン２により往復機
械（ピストンなど）等の被駆動手段を駆動するようにし
ても良い。

【００６６】この発明を、エンジン２の排気排熱をエン
ジン冷却水（温水）に熱回収し、低温再生器２２内の吸
収溶液を加熱する吸収式冷凍サイクルに用いても良い。
また、排気排熱と温水排熱とを別々のエンジンにより発
生させるようにしても良い。この実施例では、冷媒吸収
器２５内の希溶液を高温再生器２１に全て送り込むシリ
ーズフローを用いたが、冷媒吸収器２５内の希溶液を高
温再生器２１と低温再生器２２に並列に送り込むパラレ
ルフローに用いても良い。

【００６７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、第１冷媒流路
に並行して、高温再生器と冷媒凝縮器を接続する第２冷
媒流路を設け、さらに流量調節手段を設けるだけで、吸
収式冷凍サイクルの空調負荷の変化に対応した空調能力
を得ることができる。したがって、吸収式冷凍サイクル
の空調負荷が変化した場合でも、吸収式冷凍サイクルの
空調負荷の変化分に対応した空調能力を得ることができ
るので、吸収式冷凍サイクルの空調負荷の微少な変化に
対しても極端な空調能力の変化はない。また、２重効用
以上の多重効用併用型の吸収式冷凍サイクルに適用した
場合でも、部品点数の増加を抑えることができるので、
吸収式冷凍サイクルのコストを抑えることができる。

【００６８】請求項２に記載の発明は、吸収式冷凍サイ
クルの空調負荷が低下した場合に、吸収式冷凍サイクル
の空調負荷の低下分に対応した空調能力を得ることがで
きるので、吸収式冷凍サイクルの空調負荷の微少な変化
に対しても極端な空調能力の低下はない。

【００６９】請求項３に記載の発明は、吸収式冷凍サイ
クルの空調負荷が増大した場合に、吸収式冷凍サイクル
の空調負荷の増大分に対応した空調能力を得ることがで
きるので、吸収式冷凍サイクルの空調負荷の微少な変化
に対しても極端な空調能力の増大はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の全体システムの概略構造を
示した構成図である。

【図２】この発明の実施例のＥＣＵの作動を示したフロ
ーチャートである。

【図３】この発明の実施例の吸収式冷凍サイクルの圧力
と温度との関係を示したデューリング線図である。

【符号の説明】

１ エンジン排熱利用吸収式冷凍機 ２ エンジン ４ 吸収式冷凍サイクル ５ ＥＣＵ（制御手段） ２１ 高温再生器（高温側の再生器） ２２ 低温再生器（低温側の再生器） ２３ 冷媒凝縮器 ２４ 冷媒蒸発器 ２５ 冷媒吸収器 ３１ 冷媒流路（第１冷媒流路） ３２ 冷媒流路（第２冷媒流路） ３４ 冷媒流量調整弁（流量調節手段） ３５ コイルチューブ（溶液加熱手段） ６２ 冷水温度センサ（空調負荷検出手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）内部の吸収溶液とエンジンの排気排
   熱とを熱交換させて吸収溶液を加熱して吸収溶液より冷
   媒を発生させる高温側の再生器、 内部の吸収溶液とエンジンの温水排熱とを熱交換させて
   吸収溶液を加熱して吸収溶液より冷媒を発生させる低温
   側の再生器、 前記高温側の再生器および前記低温側の再生器より流入
   した冷媒を冷却して凝縮液化させる冷媒凝縮器、 前記高温側の再生器で発生した高温側の冷媒と前記低温
   側の再生器内の吸収溶液とを熱交換させて吸収溶液を加
   熱する溶液加熱手段、 前記高温側の再生器で発生した冷媒を、前記溶液加熱手
   段を経て前記冷媒凝縮器へ導入する第１冷媒流路、 前記高温側の再生器で発生した冷媒を、直接前記冷媒凝
   縮器へ導入する第２冷媒流路、 および前記第１冷媒流路内の冷媒流量と前記第２冷媒流
   路内の冷媒流量とを調節する流量調節手段を有する吸収
   式冷凍サイクルと、 （ｂ）この吸収式冷凍サイクルの空調負荷を検出する空
   調負荷検出手段を有し、この空調負荷検出手段で検出さ
   れた前記吸収式冷凍サイクルの空調負荷の変化に対応し
   て、前記第１冷媒流路内の冷媒流量に対して前記第２冷
   媒流路内の冷媒流量を増減させるように前記流量調節手
   段を制御する制御手段とを備えたエンジン排熱利用吸収
   式冷凍機。
2. 【請求項２】請求項１に記載のエンジン排熱利用吸収式
   冷凍機において、 前記制御手段は、前記空調負荷検出手段で検出された前
   記吸収式冷凍サイクルの空調負荷の低下に対応して、前
   記第１冷媒流路内の冷媒流量に対して前記第２冷媒流路
   内の冷媒流量を増加させるように前記流量調節手段を制
   御することを特徴とするエンジン排熱利用吸収式冷凍
   機。
3. 【請求項３】請求項１に記載のエンジン排熱利用吸収式
   冷凍機において、 前記制御手段は、前記空調負荷検出手段で検出された前
   記吸収式冷凍サイクルの空調負荷の増大に対応して、前
   記第１冷媒流路内の冷媒流量に対して前記第２冷媒流路
   内の冷媒流量を減少させるように前記流量調節手段を制
   御することを特徴とするエンジン排熱利用吸収式冷凍
   機。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
   のエンジン排熱利用吸収式冷凍機において、 前記吸収式冷凍サイクルは、前記冷媒凝縮器より流入し
   た冷媒と熱媒体とを熱交換させて冷媒を蒸発気化させ熱
   媒体を冷却する冷媒蒸発器を有し、 前記空調負荷検出手段は、前記冷媒蒸発器より流出した
   熱媒体の温度を検出することを特徴とするエンジン排熱
   利用吸収式冷凍機。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
   のエンジン排熱利用吸収式冷凍機において、 前記流量調節手段は、前記第２冷媒流路の開度を調節す
   ることを特徴とするエンジン排熱利用吸収式冷凍機。