JPH08159593A - 吸収式ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン排熱を利用して高効率で高温の熱を
得るとともに、構造が簡素で製造コストを抑える。 【構成】 高温再生器２は、排気排熱で吸収液を加熱
し、低温再生器３は温水排熱で吸収液を加熱する。低温
再生器３は、流入、流出停止手段３７、３８によって、
暖房運転時に吸収液の流入と流出が停止される。また、
低温再生器３で発生し、凝縮器４で液化した冷媒は、リ
ターン手段４０および戻り停止手段４１によって、暖房
運転時に再び低温再生器３へ戻る。このような構成を採
用することにより、暖房運転時は、第１熱媒体が高温再
生器２による吸収ヒートポンプで加熱されるとともに、
第１熱媒体がさらに低温再生器３によるボイラー運転で
加熱される。この結果、高効率で暖房を行うことができ
る。また、簡素な構造であるため、製造コストを抑える
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷却と加熱の両方を行
うことのできる吸収式ヒートポンプ装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、省エネルギー化の必要により、エ
ンジンの排熱を熱源として冷却と加熱を行う装置の要望
がある。そこで、特開昭６０−３３４６０号公報に開示
された吸収式ヒートポンプ装置が知られている。この吸
収式ヒートポンプ装置は、２重効用吸収式ヒートポンプ
サイクルと、単効用吸収式ヒートポンプサイクルとを組
合せ、２重効用吸収式ヒートポンプサイクルで得られた
温水を、さらに単効用吸収式ヒートポンプサイクルで加
熱し、効率良く高温の温水を取り出すものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記公報に
開示された技術は、高効率で高温の温水を取り出すこと
ができるが、２重効用吸収式ヒートポンプサイクルと、
単効用吸収式ヒートポンプサイクルとを組合せるもので
あるため、構造が複雑となるとともに、配管も複雑とな
り、製造コストが大変高くなってしまう。

【０００４】また、暖房運転を行う場合、低温再生器の
温度を最低でも１００℃以上に加熱する必要があるが、
高温再生器をエンジンの排気排熱で加熱し、低温再生器
をエンジンの温水排熱で加熱する場合では、温水排熱が
一般に９０℃以下であるため、運転が不可能になる。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、エンジン排熱を利用して、高効率
で高温の熱を得ることができ、且つ構造が簡素で製造コ
ストを抑えることのできる吸収式ヒートポンプ装置の提
供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の吸収式ヒートポ
ンプ装置は、次の技術的手段を採用した。 〔請求項１の手段〕請求項１の吸収式ヒートポンプ装置
は、（ａ）燃料を燃焼して動力を発生するとともに、排
気排熱および温水排熱を発生するエンジンと、（ｂ）こ
のエンジンの発生した排気排熱を熱源として、吸収液を
加熱し、吸収液から気化冷媒を蒸発させる高温再生器
と、（ｃ）前記エンジンの発生した温水排熱、および前
記高温再生器で発生した気化冷媒の熱を熱源として、吸
収液を加熱し、吸収液から気化冷媒を蒸発させる低温再
生器と、（ｄ）前記高温、低温再生器で発生した気化冷
媒の熱を第１熱媒体で吸熱させ、気化冷媒を液化冷媒に
変化させるとともに、第１熱媒体を加熱させる凝縮器
と、（ｅ）この凝縮器で液化した液化冷媒が第２熱媒体
から熱を奪って蒸発し、液化冷媒を気化冷媒に変化させ
るとともに、第２熱媒体を冷却させる蒸発器と、（ｆ）
この蒸発器で蒸発した気化冷媒を吸収液に吸収させると
ともに、吸収熱が第１熱媒体に奪われる吸収器と、
（ｇ）前記低温再生器への吸収液の流入または停止を行
う流入停止手段と、（ｈ）前記低温再生器から前記吸収
器への吸収液の流出または停止を行う流出停止手段と、
（ｉ）前記凝縮器内に設けられ、前記低温再生器から供
給されて前記凝縮器内で液化した液化冷媒を貯留する貯
留手段と、（ｊ）この貯留手段に貯留した液化冷媒を前
記低温再生器へ戻すリターン手段と、（ｋ）このリター
ン手段によって、前記貯留手段から前記低温再生器へ液
化冷媒を戻すまたは停止する戻り停止手段とを備える。

【０００７】〔請求項２の手段〕請求項１の吸収式ヒー
トポンプ装置において、前記流入停止手段、前記流出停
止手段および前記戻り停止手段は、コントローラによっ
て制御され、このコントローラは、前記蒸発器で冷却さ
れた第２熱媒体の冷熱を利用する際、前記流入停止手段
が流入、前記流出停止手段が流出、前記戻り停止手段が
停止とし、前記凝縮器で加熱された第１熱媒体の熱を利
用する際、前記流入停止手段が停止、前記流出停止手段
が停止、前記戻り停止手段が戻しとすることを特徴とす
る。

【０００８】

【発明の作用および発明の効果】

〔請求項１の作用〕冷却を行う場合は、流入停止手段を
流入、流出停止手段を流出、戻り停止手段を停止として
吸収式ヒートポンプ装置を作動させる。高温再生器で
は、吸収液がエンジンの排気排熱によって加熱され、吸
収液から気化冷媒が蒸発する。低温再生器では、吸収液
がエンジンの温水排熱と、高温再生器で発生した気化冷
媒の熱とによって加熱され、吸収液から気化冷媒が蒸発
する。

【０００９】そして、高温、低温再生器で発生した気化
冷媒は、凝縮器で第１熱媒体に熱を奪われ、液化冷媒に
凝縮される。この液化冷媒は、その後、低圧に保たれた
蒸発器内において、第２熱媒体から熱を奪って蒸発す
る。この蒸発器内で熱を奪われて冷却された第２熱媒体
によって、冷房、冷蔵、冷凍などが行われる。蒸発器で
蒸発した気化冷媒は、吸収器で吸収液に吸収される。そ
して気化冷媒を吸収した吸収液は、再び高温再生器、低
温再生器に供給され、上記のサイクルを繰り返す。

【００１０】加熱を行う場合は、流入停止手段を停止、
流出停止手段を停止、戻り停止手段を戻りとして吸収式
ヒートポンプ装置を作動させる。高温再生器では、吸収
器から供給される吸収液が、エンジンの排気排熱によっ
て加熱され、吸収液から気化冷媒が蒸発する。この高温
再生器で発生した気化冷媒は、凝縮器で第１熱媒体に熱
を奪われ、液化冷媒に凝縮される。つまり、高温再生器
で発生した冷媒は、凝縮器で第１熱媒体を加熱する。

【００１１】一方、低温再生器では、内部に蓄えられた
吸収液が、エンジンの温水排熱と、高温再生器で発生し
た気化冷媒の熱とによって加熱され、吸収液から気化冷
媒が蒸発する。この低温再生器で発生した気化冷媒は、
凝縮器で第１熱媒体に熱を奪われ、液化冷媒に凝縮され
る。低温再生器から供給されて凝縮器で液化した冷媒
は、その後、リターン手段によって再び低温再生器へ戻
される。つまり、低温再生器で発生した冷媒は、低温再
生器と凝縮器とを循環し、凝縮器で第１熱媒体を加熱す
る。

【００１２】このように、凝縮器において加熱された第
１熱媒体によって、暖房、温蔵などが行われる。高温再
生器から供給されて凝縮器で液化した冷媒は、その後、
低圧に保たれた蒸発器内において、第２熱媒体から熱を
奪って蒸発する。蒸発器で蒸発した気化冷媒は、吸収器
で吸収液に吸収される。そして気化冷媒を吸収した吸収
液は、再び高温再生器に供給され、上記のサイクルを繰
り返す。

【００１３】〔請求項１の効果〕上記作用で示したよう
に、第１熱媒体は、高温再生器を用いた単効用吸収式ヒ
ートポンプ運転と、温水排熱によって第１熱媒体のみを
加熱循環するボイラー運転とによって、第１熱媒体を加
熱するため、高い効率で高温の第１熱媒体を得ることが
できる。特に、ボイラー運転では、冷媒のみを温水排熱
によって加熱するため、吸収式ヒートポンプ運転に比較
して低い温度の温水排熱も利用できるので、効率に優れ
る。また、従来の単効用・２重効用を組み合わせた吸収
式ヒートポンプ装置に比較して構成が簡素であるため、
従来に比較して製造コストを低く抑えることができる。

【００１４】〔請求項２の作用および効果〕第２熱媒体
の冷熱を利用する場合と、第１熱媒体の熱を利用する場
合とに応じて、流入停止手段、流出停止手段および戻り
停止手段がコントローラによって制御されることによ
り、冷熱を利用する際と、熱を利用する際の切替が容易
になる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の吸収式ヒートポンプ装置を、
吸収式冷暖房装置に適用した実施例に基づき図面を用い
て説明する。 〔実施例の構成〕図１は２重効用吸収式ヒートポンプ装
置の概略構成図である。

【００１６】２重効用吸収式ヒートポンプ装置１は、燃
料の燃焼により動力を発生するエンジン（図示しない）
の排気排熱および温水排熱とを有効に利用して、室内の
冷暖房を行うもので、高温再生器２、低温再生器３、凝
縮器４、蒸発器５、吸収器６、溶液回路７、冷媒回路
８、第１熱媒体回路９、第２熱媒体回路１０等から構成
されている。なお、本実施例では、吸収液として、吸収
剤に臭化リチウム、冷媒に水を用いた臭化リチウム水液
を用いたもので、吸収器６から供給される低濃度吸収液
（臭化リチウムの溶解度が５５重量％前後の水吸収液
で、以下、希溶液）は、高温、低温再生器２、３を通過
することによって、高濃度吸収液（臭化リチウムの溶解
度が６０重量％前後の水溶液で、以下、濃溶液）とな
る。

【００１７】〔エンジンの説明〕エンジンは、回転駆動
されることにより電力を発生する発電機を回転駆動する
ための内燃機関で、ディーゼル油や天然ガス、アルコー
ルとガソリンの混合油、ガソリン等を燃焼し、燃焼によ
るエネルギーによって回転動力を取り出す。エンジンと
発電機との間には、回転動力の断続を行う断続手段（例
えば図示しない電磁クラッチや手動結脱手段）が設けら
れており、エンジンが発電機を駆動しない状態でも、吸
収式ヒートポンプ装置１の運転が可能に設けられてい
る。そして、エンジンの回転速度は、発電機にかかる電
気負荷や、冷暖房負荷等に応じて変化するように設けら
れている。

【００１８】エンジンは、燃料の燃焼運転を行うため、
燃焼後の排気ガスを放出する。この排気ガスは、排気管
１１によって、高温再生器２に導かれて排気排熱が取り
出された後、大気へ排出される。

【００１９】また、エンジンは、水冷式のもので、エン
ジンを適切な温度範囲に保つように、エンジンへ冷却水
（温水）の循環を行う温水回路１２を備える。この温水
回路１２は、冷却水をエンジン→低温再生器３→ラジエ
ータ（図示しない）→再びエンジンの順序で流し、温水
排熱を低温再生器３に与えたり、ラジエータで放出させ
るもので、ウォータポンプ（図示しない）によって冷却
水が循環駆動される。この実施例の温水回路１２は、高
温再生器２を通過した排気ガスによって、冷却水を加熱
する加熱器（図示しない）が設けられ、排気排熱を有効
利用するように設けられている。

【００２０】なお、温水回路１２は、冷却水の温度に応
じて冷却水がラジエータをバイパスするように設けた
り、あるいは冷却水の温度を高く維持する目的のために
ラジエータを廃止したり、ラジエータを用いなくてもエ
ンジンに戻る冷却水の温度が適切な温度より低い場合は
ラジエータを廃止して構成しても良い。

【００２１】〔高温再生器２の説明〕高温再生器２は、
排気排熱を吸収液に与える伝熱管１３（コイルチュー
ブ）と、高圧に維持され、吸収液および伝熱管１３を収
容する耐圧容器１４とで構成されている。そして、高温
再生器２は、吸収器６から耐圧容器１４内に供給された
希溶液を、伝熱管１３によって伝えられる排気排熱によ
って加熱し、希溶液から高温、高圧の水蒸気（気化冷
媒）を蒸発させ、希溶液を濃溶液に濃縮するものであ
る。

【００２２】〔低温再生器３の説明〕低温再生器３は、
温水排熱を吸収液に与える伝熱管１５（コイルチュー
ブ）と、高温再生器２で得られた水蒸気の熱を吸収液に
伝える伝熱管１６（コイルチューブ）と、低圧に維持さ
れ、吸収液および２つの伝熱管１５、１６を収容する低
圧容器１７とで構成されている。そして、低温再生器３
は、吸収器６から低圧容器１７内に供給された希溶液
を、２つの伝熱管１５、１６によって伝えられる温水排
熱および水蒸気の熱によって加熱し、希溶液から低温、
低圧の水蒸気（気化冷媒）を蒸発させ、希溶液を濃溶液
に濃縮するものである。

【００２３】〔凝縮器４の説明〕凝縮器４は、第１熱媒
体回路９の伝熱管１８（コイルチューブ）と、低圧（例
えば、約５０ｍｍＨｇ）に維持され、伝熱管を収容する
真空容器１９とから構成されている。そして、凝縮器４
は、高温、低温再生器２、３から供給された気化冷媒
を、伝熱管内を流れる第１熱媒体（例えば、水、不凍
液、オイル等）と熱交換する。すると気化冷媒は第１熱
媒体に冷却されて液化し、逆に第１熱媒体は気化冷媒に
加熱される。

【００２４】〔蒸発器５の説明〕蒸発器５は、第２熱媒
体回路１０の伝熱管２１（コイルチューブ）と、超低圧
に維持され、伝熱管を収容する真空容器２２（吸収器６
と共通）とで構成されている。そして、この蒸発器５
は、凝縮器４から供給される水（液化冷媒）を、第２熱
媒体回路１０の伝熱管２１の表面に散布し、伝熱管２１
内を流れる第２熱媒体（例えば水、不凍液、オイル等）
と熱交換する。すると液化冷媒は第２熱媒体に加熱され
て蒸発し、逆に第２熱媒体は液化冷媒が蒸発する際に潜
熱が奪われて冷却される。

【００２５】〔吸収器６の説明〕吸収器６は、凝縮器４
の伝熱管の上流に直列接続された第１熱媒体回路９の伝
熱管２３（コイルチューブ）と、超低圧に維持され、伝
熱管２３を収容する真空容器２２（蒸発器５と共通）と
で構成されている。そして、この吸収器６は、低温再生
器３を通過した濃溶液を第１熱媒体回路９の伝熱管の表
面に散布し、蒸発器５で気化した気化冷媒（水蒸気）
を、濃溶液に吸収させて希溶液にするものである。

【００２６】なお、伝熱管２３を通過する第１熱媒体
は、吸収器６内の気化冷媒が濃溶液の吸収される際に発
生する吸収熱を除熱し、吸収器６内を冷却するもので、
第１熱媒体は吸収熱を吸収することで加熱される。ま
た、真空容器２２内には、蒸発器５と吸収器６とを仕切
る仕切り板２４、および真空容器の下部に一時的に貯留
される水（液化冷媒）と希溶液とを分離する分離板２５
が設けられている。仕切り板２４には、複数の連通穴が
設けられ、気体のみ通過可能に設けられている。

【００２７】〔溶液回路７の説明〕溶液回路７は、吸収
器６の下部に貯留した希溶液を、高温再生器２と低温再
生器３に並列に流し、高温、低温再生器２、３を通過し
た濃溶液を吸収器６へ流すもので、吸収器６から高温再
生器２に希溶液を導く高温用供給流路２６と、この高温
用供給流路２６の途中で分岐して希溶液を低温再生器３
に導く低温用供給流路２７と、高温再生器２を通過した
濃溶液を吸収器６に導く高温用流出路２８と、この高温
用流出路２８に合流して低温再生器３を通過した濃溶液
を吸収器６に導くための低温用流出路２９とを備える。
また、溶液回路７は、吸収器６の下部に貯留した希溶液
を、高温、低温再生器２、３へ圧送するための溶液ポン
プ３０を備える。

【００２８】また、溶液回路７は、高温再生器２に供給
される希溶液と高温再生器２から流出した濃溶液とを熱
交換させる高温熱交換器３１と、この高温熱交換器３１
に供給される希溶液と低温再生器３から流出した濃溶液
とを熱交換させる低温熱交換器３２とを備える。

【００２９】そして、高温再生器２に供給される希溶液
は、高温、低温熱交換器３１、３２を通過して高い温度
に加熱され、低温再生器３に供給される希溶液は、低温
熱交換器３２のみを通過して低い温度に加熱されること
によって、高温、低温再生器２、３における溶液の加熱
性能を高めるとともに、吸収器６に供給される濃溶液を
冷却することによって、濃溶液の吸収性能を高めてい
る。

【００３０】なお、高温、低温熱交換器３１、３２は、
希溶液と濃溶液とを熱交換する液−液熱交換器で、シェ
ルアンドチューブタイプ、チューブアンドフィンタイ
プ、シュル内に配置された積層型熱交換器、シュル内に
配置されたサーペタインタイプなど種々のタイプから選
択されたものである。

【００３１】〔冷媒回路８の説明〕冷媒回路８は、高温
再生器２で蒸発した気化冷媒を低温再生器３に導いた後
に凝縮器４の下部へ導く高温用冷媒流路３３と、低温再
生器３で蒸発した気化冷媒を凝縮器４の上部へ導く低温
用冷媒流路３４と、凝縮器４の下部に導かれた液化冷媒
を蒸発器５の上部へ導く冷媒散布流路３５と、蒸発器５
の下部に貯留した液化冷媒を再び蒸発器５の上部へ戻す
戻し冷媒流路（図示しない）とから構成される。なお、
この戻し冷媒流路には、蒸発器５の下部に貯留した液化
冷媒を蒸発器５の上部へ戻す冷媒ポンプ（図示しない）
が設けられている。

【００３２】〔第１熱媒体回路９の説明〕第１熱媒体回
路９は、吸収器６および凝縮器４で加熱された第１熱媒
体を、図示しない循環ポンプの作用によって、室外に設
置された室外熱交換器（図示しない）または室内に設置
された室内熱交換器（図示しない）に導いて放熱させた
後、再び吸収器６と凝縮器４に戻す循環回路である。こ
の第１熱媒体回路９には、コントローラ３６によって切
り替えられる流路切替手段（図示しない）が設けられて
おり、このコントローラ３６の作動によって、冷房運転
時に第１熱冷媒を室外熱交換器に導いて放熱させ、暖房
運転時に第１熱冷媒を室内熱交換器に導いて室内を暖房
するように設けられている。

【００３３】〔第２熱媒体回路１０の説明〕第２熱媒体
回路１０は、蒸発器５で冷却された第２熱媒体を、図示
しない循環ポンプの作用によって、室内に設置された室
内熱交換器（図示しない）または室外に設置された室外
熱交換器（図示しない）に導いて吸熱させた後、再び蒸
発器５へ戻す循環回路である。この第２熱媒体回路１０
には、コントローラ３６によって切り替えられる流路切
替手段（図示しない）が設けられており、このコントロ
ーラ３６の作動によって、冷房運転時に第２熱冷媒を室
内熱交換器に導いて室内を暖房し、暖房運転時に第１熱
冷媒を室外熱交換器に導いて外気から熱を吸熱するよう
に設けられている。

【００３４】なお、第１熱媒体回路９の室外熱交換器
と、第２熱媒体回路１０の室外熱交換器とは、別体に設
けても良いし、共通に設けても良い。同様に、第１熱媒
体回路９の室内熱交換器と、第２熱媒体回路１０の室内
熱交換器とは、別体に設けても良いし、共通に設けても
良い。

【００３５】〔暖房効率を向上させるための構成〕吸収
式ヒートポンプ装置１は、吸収器６から低温再生器３へ
の希溶液の流入または停止を行うために、低温用供給流
路２７に電磁開閉弁よりなる流入停止手段３７を備え
る。また、吸収式ヒートポンプ装置１は、低温再生器３
から吸収器６への濃溶液の流出または停止を行うため
に、低温用流出路２９に電磁開閉弁よりなる流出停止手
段３８を備える。

【００３６】本実施例における凝縮器４の伝熱管１８
は、高温再生器２から供給された気化冷媒を冷却するた
めの高温用伝熱管部１８ａと、その上方において、低温
再生器３から供給された気化冷媒を冷却するための低温
用伝熱管部１８ｂとに区別して設けられている。なお、
この区分は、実施例説明のために特に行ったものであっ
て、区分しなくても良い。そして、低温用伝熱管部１８
ｂの下部には、低温再生器３から供給されて凝縮器４内
で液化した液化冷媒を貯留するとともに、貯留した液化
冷媒と低温用伝熱管部１８ｂ内を流れる第１熱媒体とを
熱交換するためのトレイ状の貯留手段３９が設けられて
いる。

【００３７】また、吸収式ヒートポンプ装置１は、貯留
手段３９に貯留された液化冷媒を低温再生器３へ戻すリ
ターン手段４０が設けられている。このリターン手段４
０には、貯留手段３９から低温再生器３へ液化冷媒を戻
す、または戻しを停止する作動を行うために、電磁開閉
弁よりなる戻り停止手段４１が設けられている。

【００３８】吸収式ヒートポンプ装置１における各種電
気機能部品は、コントローラ３６によって作動が制御さ
れる。コントローラ３６は、図示しない操作パネルの操
作指示や、各種運転情報に基づいて各電気機能を制御す
る。なお、流入停止手段３７、流出停止手段３８および
戻り停止手段４１は、冷房運転時に、流入停止手段３７
が流入（開）、流出停止手段３８が流出（開）、戻り停
止手段４１が停止（閉）とされ、逆に暖房時に、流入停
止手段３７が停止（閉）、流出停止手段３８が流出
（閉）、戻り停止手段４１が戻し（開）とされるもので
ある。

【００３９】〔実施例の作動〕次に、本実施例に示した
吸収式ヒートポンプ装置１による冷房運転と暖房運転の
作動を説明する。なお、本実施例のエンジンは、作動さ
せることにより、エンジンから約５００℃程の温度の排
気排熱と、約６０〜９０℃程の温水排熱が発生するもの
とする。そして、排気排熱は、排気管１１によって、ま
ず高温再生器２内の溶液を加熱し、その後低温再生器３
の溶液を加熱するための温水を加熱した後、大気に放出
される。

【００４０】〔冷房運転〕エンジンの運転によって、高
温再生器２の伝熱管を通る排気排熱が、耐圧容器１４内
に流入した希溶液を例えば１６０℃程に加熱する。伝熱
管１３によって加熱された希溶液は、内部に含まれる冷
媒が蒸発する。耐圧容器１４内で蒸発した気化冷媒は、
低温再生器３に導かれた後、凝縮器４に導かれる。一
方、濃度の濃くなった濃溶液は、吸収器６に導かれる。

【００４１】一方、低温再生器３は、流入停止手段３７
が開かれて希溶液が流入するとともに、流出停止手段３
８が開かれて濃溶液が流出する。この状態で、低温再生
器３は、低温再生器３の伝熱管１５を通る温水排熱と、
伝熱管１６を通る高温再生器２からの冷媒とによって、
低圧容器１７内に流入した希溶液が例えば１００℃程に
加熱される。伝熱管１５、１６によって加熱された希溶
液は、内部に含まれる冷媒が蒸発する。低圧容器１７内
で蒸発した気化冷媒は、凝縮器４に導かれる。一方、濃
度の濃くなった濃溶液は、吸収器６に導かれる。

【００４２】高温再生器２から凝縮器４に導かれた冷媒
は、高温用伝熱管部１８ａを流れる第１熱媒体に熱を奪
われて、液化凝縮し、凝縮器４の下部に導かれる。一
方、低温再生器３から凝縮器４に導かれた冷媒は、低温
用伝熱管部１８ｂを流れる第１熱媒体に熱を奪われて、
液化凝縮し、一旦、貯留手段３９に貯留される。冷房時
は、リターン手段４０における戻り停止手段４１は、閉
じられて冷媒の戻りを停止している。このため、低温再
生器３から送られて液化し、貯留手段３９に貯留された
量が所定以上を越えると、液化冷媒が貯留手段３９から
溢れて凝縮器４の下部に導かれる。そして、凝縮器４の
下部に導かれた液化冷媒は、蒸発器５へ導かれる。

【００４３】蒸発器５に導かれた液化冷媒（水）は、超
低圧の真空容器２２内において伝熱管２１へ散布され、
伝熱管２１内を流れる第２熱媒体から気化熱を奪って蒸
発する。このため、伝熱管２１に散布された液化冷媒
（水）は気化冷媒（水蒸気）となる。

【００４４】蒸発器５で蒸発した気化冷媒（水蒸気）
は、仕切り板２４の開口を通って吸収器６側に導かれ、
上方から下方へ散布される濃溶液に吸収されて希溶液と
なる。そして、吸収器６の下部に貯留した希溶液は、溶
液ポンプ３０の作動によって、高温再生器２、および低
温再生器３へ圧送される。

【００４５】ここで、蒸発器５の伝熱管２１を通過する
第２熱媒体は、液化冷媒が気化する際に気化熱を奪われ
て冷却される。蒸発器５で冷却された第２熱媒体は、第
２熱媒体回路１０によって室内熱交換器へ送られて室内
を冷房する。冷房時に冷熱が奪われてやや温度が上昇し
た第２熱冷媒は、再び蒸発器５へ戻される。

【００４６】一方、吸収器６の伝熱管２３を通過する第
１熱媒体は、濃溶液が気化冷媒（水蒸気）を吸収する際
の熱を吸収した後に、凝縮器４に導かれる。凝縮器４の
伝熱管１８（高温用伝熱管部１８ａおよび低温用伝熱管
部１８ｂ）を通過する第１熱媒体は、高温の冷媒と熱交
換して加熱される。吸収器６と凝縮器４で加熱された第
１熱媒体は、第１熱媒体回路９によって室外熱交換器へ
送られて放熱される。そして、放熱によって温度の低下
した第１熱冷媒は、再び吸収器６、凝縮器４へ戻され
る。

【００４７】そして、上記のサイクルを繰り返すことに
より、室内の冷房が継続して行われる。

【００４８】〔暖房運転〕エンジンの運転によって、高
温再生器２の伝熱管１３を通る排気排熱が、耐圧容器１
４内に流入した希溶液を例えば１１５℃程に加熱する。
伝熱管１３によって加熱された希溶液は、内部に含まれ
る冷媒が蒸発する。耐圧容器１４内で蒸発した気化冷媒
は、低温再生器３に導かれた後、凝縮器４に導かれる。
一方、濃度の濃くなった濃溶液は、吸収器６に導かれ
る。

【００４９】一方、低温再生器３は、流入停止手段３７
が閉じられることによって、希溶液の流入が停止すると
ともに、流出停止手段３８が閉じられることによって、
内部の吸収液の流出も停止する。つまり、低温再生器３
は、吸収液の流入出が停止される。この状態で、低温再
生器３は、低温再生器３の伝熱管１５を通る温水排熱
と、伝熱管１６を通る高温再生器２からの冷媒とによっ
て、低圧容器１７内に貯留された吸収液が例えば６０℃
程に加熱される。伝熱管１５、１６によって加熱された
吸収液は、内部に含まれる冷媒が蒸発する。低圧容器１
７内で蒸発した気化冷媒のみが、凝縮器４に導かれる。

【００５０】高温再生器２から凝縮器４に導かれた冷媒
は、高温用伝熱管部１８ａを流れる第１熱媒体に熱を奪
われて、液化凝縮し、凝縮器４の下部に導かれる。そし
て、凝縮器４の下部に導かれた液化冷媒は、蒸発器５へ
導かれる。

【００５１】一方、低温再生器３から凝縮器４に導かれ
た冷媒は、低温用伝熱管部１８ｂを流れる第１熱媒体に
熱を奪われて、液化凝縮し、貯留手段３９に貯留され
る。暖房時は、リターン手段４０における戻り停止手段
４１が開かれて、貯留手段３９に貯留された冷媒をリタ
ーン手段４０から低温再生器３に戻す。つまり、低温再
生器３は、吸収液の流入出が停止した状態で、冷媒のみ
が凝縮器４と低温再生器３とを循環して、吸収液の量が
ほぼ一定に保たれるとともに、凝縮器４に導かれた冷媒
が低温用伝熱管部１８ｂを流れる第１熱媒体を加熱する
ボイラー運転を行うものである。

【００５２】蒸発器５に導かれた液化冷媒（水）は、超
低圧の真空容器２２内において伝熱管２１へ散布され、
伝熱管２１内を流れる第２熱媒体から気化熱を奪って蒸
発する。このため、伝熱管２１に散布された液化冷媒
（水）は気化冷媒（水蒸気）となる。

【００５３】蒸発器５で蒸発した気化冷媒（水蒸気）
は、仕切り板２４の開口を通って吸収器６側に導かれ、
上方から下方へ散布される濃溶液に吸収されて希溶液と
なる。そして、吸収器６の下部に貯留した希溶液は、溶
液ポンプ３０の作動によって、高温再生器２、および低
温再生器３へ圧送される。

【００５４】ここで、蒸発器５の伝熱管２１を通過する
第２熱媒体は、液化冷媒が気化する際に気化熱を奪われ
て冷却される。蒸発器５で冷却された第２熱媒体は、第
２熱媒体回路１０によって室外熱交換器へ送られて室外
空気から熱を奪う。そして、室外温度から熱を奪って温
度の上昇した第２熱冷媒は、再び蒸発器５へ戻される。

【００５５】一方、吸収器６の伝熱管を通過する第１熱
媒体は、濃溶液が気化冷媒（水蒸気）を吸収する際の熱
を吸収した後に、凝縮器４に導かれる。凝縮器４の高温
用伝熱管部１８ａを通過する第１熱媒体は、高温再生器
２から供給された高温の冷媒と熱交換して加熱される。
そして高温用伝熱管部１８ａを通過した第１熱媒体は、
低温用伝熱管部１８ｂを通過する際、低温再生器３と凝
縮器４とを循環する冷媒によってボイラー加熱される。
吸収器６と凝縮器４で加熱された第１熱媒体は、第１熱
媒体回路９によって室内熱交換器へ送られて室内を暖房
する。そして、室内空気を加熱して温度の低下した第１
熱冷媒は、再び吸収器６、凝縮器４へ戻される。

【００５６】そして、上記のサイクルを繰り返すことに
より、室内の暖房が継続して行われる。

【００５７】〔実施例の効果〕ここで、まず比較のため
に、２重効用と単効用とを組み合わせた従来の吸収式ヒ
ートポンプ装置の暖房効率を示す。なお、排気温度は５
００℃、高温再生器の吸収液温度を１６０℃、単効用再
生器の吸収液温度を１１５℃、排気排熱の熱量を１．０
とする。排気排熱（１．０）の内、吸収式ヒートポンプ
の高温再生器に入熱できる熱量は、次式により求められ
る。 １．０×（５００−１６０）／５００＝０．６８ 排気排熱（１．０）の内、単効用再生器に入熱できる熱
量は、次式により求められる。 １．０×（１６０−１１５）／５００＝０．０９ そして、２重効用と単効用とを組み合わせた従来の吸収
式ヒートポンプ装置１の暖房効率は、次式により求めら
れる。なお、２重効用ヒートポンプ効率を１．９、単効
用ヒートポンプ効率を１．６とする。 ０．６８×１．９＋０．０９×１．６＝１．４３６

【００５８】これに対し、本実施例の吸収式ヒートポン
プ装置１の暖房効率を示す。なお、排気温度は５００
℃、高温再生器２の吸収液温度を１１５℃、低温再生器
３の吸収液温度を６０℃、排気排熱および温水排熱の熱
量をそれぞれ１．０とする。排気排熱（１．０）の内、
高温再生器２に入熱できる熱量は、次式により求められ
る。 １．０×（５００−１１５）／５００＝０．７７ 温水排熱（１．０）は、そのまま低温再生器３に入熱で
きる。つまり、低温再生器３に入熱できる熱量は１．０
である。そして、高温再生器２を用いた単効用と、ボイ
ラー運転とを用いた本実施例の吸収式ヒートポンプ装置
１の暖房効率は、次式により求められる。なお、高温再
生器２を用いた単効用ヒートポンプ効率を１．６、ボイ
ラー運転効率を１．０とする。 ０．７７×１．３＋１．０×１．０＝２．２３２

【００５９】上記で示したように、本実施例の吸収式ヒ
ートポンプ装置１は、単効用・２重効用を組み合わせた
従来技術に比較して、暖房効率を５５％向上することが
できる。また、本実施例の吸収式ヒートポンプ装置１
は、既存の２重効用吸収式ヒートポンプ装置に、リター
ン手段４０、流入停止手段３７、流出停止手段３８、戻
り停止手段４１の追加、およびコントローラ３６の一部
変更のみで実施可能なものである。つまり、本実施例の
吸収式ヒートポンプ装置１は、従来の単効用・２重効用
を組み合わせた吸収式ヒートポンプ装置に比較して構成
が簡素であるため、従来に比較して製造コストを低く抑
えることができる。

【００６０】さらに、流入停止手段３７、流出停止手段
３８および戻り停止手段４１をコントローラ３６によっ
て制御することにより、冷房運転と暖房運転との切替操
作を容易に行うことができる。

【００６１】〔変形例〕上記実施例では、請求項２を採
用したことにともない、流入停止手段、流出停止手段お
よび戻り停止手段をコントローラで制御した例を示した
が、冷房時と暖房時との切替時に手動操作するバルブと
しても良い。各伝熱管としてコイルチューブを例に示し
たが、チューブアンドフィンタイプ、積層型熱交換器、
サーペタインタイプなど種々の熱交換手段を採用しても
良い。

【００６２】吸収式ヒートポンプ装置を例に示したが、
中温再生器を複数設けた３重以上の吸収式ヒートポンプ
装置に本発明を適用しても良い。上記実施例では、高
温、低温再生器をそれぞれ別体に設けた例を示したが、
高温側の再生器を低温側の再生器で覆って、高温側の再
生器から周囲に放出される熱を低温側の再生器で利用す
るように設けても良い。

【００６３】エンジンが発電機を駆動する例を示した
が、他の機器（例えば工作機械、農業用機械、運搬用機
械等）を駆動させても良い。吸収液の一例として臭化リ
チウム水吸収液を例に示したが、ヨウ化リチウム水吸収
液、塩化リチウム水吸収液、アンモニア水吸収液など、
他の吸収液を用いても良い。なお、アンモニア水吸収液
を用いる場合は、冷媒がアンモニアとなり、吸収剤が水
となる。上記実施例では、吸収式ヒートポンプ装置で室
内を冷暖房する例を示したが、庫内の冷蔵あるいは冷
凍、および温蔵するように設けても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸収式ヒートポンプ装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 吸収式ヒートポンプ装置 ２ 高温再生器 ３ 低温再生器 ４ 凝縮器 ５ 蒸発器 ６ 吸収器 ３６ コントローラ ３７ 流入停止手段 ３８ 流出停止手段 ３９ 貯留手段 ４０ リターン手段 ４１ 戻り停止手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）燃料を燃焼して動力を発生するとと
   もに、排気排熱および温水排熱を発生するエンジンと、 （ｂ）このエンジンの発生した排気排熱を熱源として、
   吸収液を加熱し、吸収液から気化冷媒を蒸発させる高温
   再生器と、 （ｃ）前記エンジンの発生した温水排熱、および前記高
   温再生器で発生した気化冷媒の熱を熱源として、吸収液
   を加熱し、吸収液から気化冷媒を蒸発させる低温再生器
   と、 （ｄ）前記高温、低温再生器で発生した気化冷媒の熱を
   第１熱媒体で吸熱させ、気化冷媒を液化冷媒に変化させ
   るとともに、第１熱媒体を加熱させる凝縮器と、 （ｅ）この凝縮器で液化した液化冷媒が第２熱媒体から
   熱を奪って蒸発し、液化冷媒を気化冷媒に変化させると
   ともに、第２熱媒体を冷却させる蒸発器と、 （ｆ）この蒸発器で蒸発した気化冷媒を吸収液に吸収さ
   せるとともに、吸収熱が第１熱媒体に奪われる吸収器
   と、 （ｇ）前記低温再生器への吸収液の流入または停止を行
   う流入停止手段と、 （ｈ）前記低温再生器から前記吸収器への吸収液の流出
   または停止を行う流出停止手段と、 （ｉ）前記凝縮器内に設けられ、前記低温再生器から供
   給されて前記凝縮器内で液化した液化冷媒を貯留する貯
   留手段と、 （ｊ）この貯留手段に貯留した液化冷媒を前記低温再生
   器へ戻すリターン手段と、 （ｋ）このリターン手段によって、前記貯留手段から前
   記低温再生器へ液化冷媒を戻すまたは停止する戻り停止
   手段とを備える吸収式ヒートポンプ装置。
2. 【請求項２】請求項１の吸収式ヒートポンプ装置におい
   て、 前記流入停止手段、前記流出停止手段および前記戻り停
   止手段は、コントローラによって制御され、 このコントローラは、 前記蒸発器で冷却された第２熱媒体の冷熱を利用する
   際、前記流入停止手段が流入、前記流出停止手段が流
   出、前記戻り停止手段が停止とし、 前記凝縮器で加熱された第１熱媒体の熱を利用する際、
   前記流入停止手段が停止、前記流出停止手段が停止、前
   記戻り停止手段が戻しとすることを特徴とする吸収式ヒ
   ートポンプ装置。