WO2014129135A1 - 排熱利用ヒートポンプシステム及び熱機関駆動式蒸気圧縮式ヒートポンプシステム - Google Patents

排熱利用ヒートポンプシステム及び熱機関駆動式蒸気圧縮式ヒートポンプシステム Download PDF

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absorption
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坂本　直樹
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向山　洋
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust heat utilization heat pump system including a compression type heat pump circuit and an absorption type heat pump circuit, and a heat engine drive type vapor compression type heat pump system.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to provide an exhaust heat utilization heat pump system and a heat engine drive type vapor compression type heat pump system which are structured to achieve energy saving.
  • the exhaust heat utilization heat pump system of the present invention absorbs the exhaust heat of the prime mover, the compression type heat pump circuit which utilizes the axial output of the prime mover as a power source of the compressor for compressing the refrigerant. And an absorption heat pump circuit to be used as a heat source of a regenerator for heating the liquid, the refrigerant evaporated in the compression heat pump circuit is circulated to the absorber of the absorption heat pump circuit, and the refrigerant is regenerated after being regenerated by the regenerator.
  • the refrigerant is separated, and the refrigerant is circulated in the compression heat pump circuit, and the absorption heat pump circuit includes a reverse pump in a return pipe of the absorption liquid from the regenerator to the absorber, and the rotation by the reverse pump is performed. It is characterized in that the energy can be recovered by a circulating pump of the absorbing liquid.
  • the circulation pump and the reverse pump may have a common rotation shaft.
  • the displacement volume V r of the reverse pump may satisfy the following expression with respect to the displacement volume V p of the circulation pump.
  • V p x n x p p x p V r x n x r x r + m comp
  • the rotational speed of the rotating shaft is n
  • the density of the absorbing fluid passing through the circulating pump is p p
  • the mass concentration of the refrigerant in the absorbing fluid passing through the circulating pump is x p
  • the density of the absorbing fluid passing through the reverse pump Let r r be the mass concentration of the refrigerant in the absorbing liquid passing through the reverse pump be x r
  • the refrigerant circulation amount of the compression heat pump circuit be m comp .
  • the circulation pump and / or the reverse pump may include a variable mechanism that changes its own displacement volume, and the variable mechanism may change the displacement volume of the target pump so as to satisfy the following equation.
  • V p x n x p p x p V r x n x r x r + m comp
  • the displacement volume of the circulation pump is V p
  • the number of rotations of the rotating shaft is n
  • the density of the absorbing fluid passing through the circulating pump is p p
  • the mass concentration of the refrigerant in the absorbing fluid passing through the circulating pump is x p
  • reverse The displacement volume of the pump is V r
  • the density of the absorbing fluid passing through the reverse pump is ⁇ r
  • the mass concentration of the refrigerant in the absorbing fluid passing through the reverse pump is x r
  • the refrigerant circulation amount of the compression heat pump circuit is m comp Do.
  • the reverse pump is configured to transmit the circulation pump to the circulation pump via a transmission that varies the rotational speed ratio (n p / n r ) of the circulation pump and the reverse pump such that the following equation (2) holds. It may be connected.
  • V p ⁇ n p ⁇ ⁇ p ⁇ x p V r ⁇ n r ⁇ r r ⁇ x r + m comp
  • the displacement volume of the circulation pump is V p
  • the number of revolutions of the circulation pump is n p
  • the density of the absorption liquid passing through the circulation pump ⁇ p the mass concentration of the refrigerant in the absorption liquid passing through the circulation pump x p
  • the displacement volume of the reverse pump is V r
  • the rotation speed of the reverse pump is n r
  • the density of the absorbent passing through the reverse pump is r r
  • the mass concentration of refrigerant in the absorbent passing through the reverse pump is x r
  • compression type The refrigerant circulation amount of the heat pump circuit is m comp .
  • the refrigerant regenerated by the regenerator of the absorption heat pump circuit may be supplied to the suction port of the compressor of the compression heat pump circuit.
  • a compression type heat pump circuit which utilizes an axial output of a prime mover as a power source of a compressor for compressing a refrigerant, and a regenerator which heats absorption liquid with exhaust heat of the prime mover. And the refrigerant evaporated in the compression type heat pump circuit to the absorber of the absorption type heat pump circuit, the refrigerant is separated after the regeneration by the regenerator, and the refrigerant is separated.
  • a suction side refrigerant heat recovery unit configured to circulate in the compression type heat pump circuit, and performing heat exchange between the refrigerant supplied to the compressor and the absorbing liquid supplied to the regenerator; It is characterized by
  • the said structure WHEREIN The branch pipe branched from the feed pipe of the absorption liquid from the said absorber to the said regenerator may be provided, and the said suction side refrigerant
  • a discharge side refrigerant heat recovery unit may be provided to perform heat exchange between the refrigerant discharged from the compressor and the absorbing liquid supplied to the regenerator.
  • the refrigerant regenerated by the regenerator of the absorption heat pump circuit may be supplied to the suction port of the compressor of the compression heat pump circuit.
  • a compression type heat pump circuit which utilizes an axial output of a prime mover as a power source of a compressor for compressing a refrigerant, and a regenerator which heats absorption liquid with exhaust heat of the prime mover.
  • the refrigerant evaporated in the compression type heat pump circuit to the absorber of the absorption type heat pump circuit the refrigerant is separated after the regeneration by the regenerator, and the refrigerant is separated.
  • the present invention is characterized in that it is configured to circulate in the compression type heat pump circuit, and the lubricating oil of the compressor of the compression type heat pump circuit and the absorption liquid of the absorption type heat pump circuit are the same liquid.
  • absorption liquid supply means which supplies absorption liquid of the absorption type heat pump circuit to the compressor as lubricating oil of the compressor may be provided.
  • the refrigerant regenerated by the regenerator of the absorption heat pump circuit may be supplied to the suction port of the compressor of the compression heat pump circuit.
  • a compression type heat pump circuit which utilizes an axial output of a prime mover as a power source of a compressor for compressing a refrigerant, and a regenerator which heats absorption liquid with exhaust heat of the prime mover. And the refrigerant evaporated in the compression type heat pump circuit is circulated to the absorber of the absorption type heat pump circuit, and at the outlet of the regenerator, the refrigerant of the absorption type heat pump circuit is provided.
  • the lubricating oil and the refrigerant of the compressor separated by the separator may be supplied to the suction port of the compressor of the compression heat pump circuit.
  • the separator includes a main body into which a mixed liquid of lubricating oil, refrigerant vapor and absorbing liquid flows from the regenerator, and a separating means for separating the absorbing liquid and the lubricating oil is provided in the main body.
  • the mixed solution may be separated into three layers of refrigerant vapor, lubricating oil and absorbing solution.
  • a mixed liquid pipe to which the mixed liquid is supplied from the regenerator is connected to the main body in the vertical middle portion, and the separation means is located above the connecting portion between the main body and the mixed liquid pipe. It may be located at
  • a refrigerant pipe for supplying the refrigerant to the compression heat pump circuit is connected to the upper portion of the main body, the refrigerant pipe is extended into the main body, and the tip end is directed upward. It may have a U-shaped curved curve.
  • a compression type heat pump circuit which utilizes an axial output of a prime mover as a power source of a compressor for compressing a refrigerant, waste heat of the prime mover And an absorption heat pump circuit used as a heat source of the regenerator to be heated, wherein the refrigerant evaporated in the compression heat pump circuit is circulated to the absorber of the absorption heat pump circuit, and the refrigerant is separated after regeneration by the regenerator.
  • the refrigerant is configured to circulate in the compression heat pump circuit, and the refrigerant regenerated by the regenerator of the absorption heat pump circuit is configured to be supplied to the suction port of the compressor of the compression heat pump circuit.
  • a temperature sensor for detecting a temperature of exhaust heat supplied to the regenerator, and a temperature of the exhaust heat detected by the temperature sensor is maintained at a predetermined temperature
  • An exhaust heat temperature control means for controlling the circulation pump of the sea urchin absorbing solution characterized in that comprises a.
  • a bypass pipe for supplying the refrigerant evaporated in the compression heat pump circuit to the suction port of the compressor by bypassing the absorption heat pump circuit is provided, and the bypass pipe controls the amount of refrigerant in the bypass valve.
  • the exhaust heat temperature control means may control the bypass valve based on the temperature of exhaust heat detected by the temperature sensor.
  • the heat capacity control means for controlling the heat capacity of cold heat or heat supplied to the heat load from the use side heat exchanger of the compression type heat pump circuit is provided, and the heat capacity control means is the heat engine drive type vapor compression type heat pump
  • the power change of the power source of the prime mover may be reduced by the capacity contribution ratio of the absorption heat pump circuit to the total capacity of the system.
  • the absorption heat pump circuit includes the reverse pump in the return pipe of the absorption liquid from the regenerator to the absorber, and is configured to be able to recover the rotational energy of the reverse pump by the circulation pump of the absorption liquid.
  • the suction side refrigerant heat recovery unit is provided to perform heat exchange between the refrigerant supplied to the compressor and the absorbing liquid supplied to the regenerator, the refrigerant vapor supplied to the compressor Since the heat of (4) can be used as a heat source for regenerating the absorbing liquid, the heat necessary for regenerating the absorbing liquid can be reduced, and energy saving of the exhaust heat utilization heat pump system can be achieved. In addition, since the temperature of the refrigerant supplied to the compressor can be reduced, there is no need to separately provide a cooler for reducing the suction temperature of the compressor.
  • the lubricating oil of the compressor of the compression type heat pump circuit and the absorbing liquid of the absorbing type heat pump circuit are the same liquid, the inhibition of the heat exchange due to the mixing of the lubricating oil of the compressor and the absorbing liquid is prevented. As a result, energy saving of the exhaust heat utilization heat pump system can be achieved.
  • the outlet of the regenerator is provided with a separator for separating the lubricating oil of the compressor and the refrigerant from the absorption liquid of the absorption heat pump circuit, and the lubricating oil and the refrigerant of the compressor separated by this separator Since the compressor heat pump circuit is configured to circulate, the lubricant oil separated from the absorbing liquid can be supplied to the compression heat pump circuit even if the lubricant oil of the compressor flows out into the circuit. Thus, the energy saving of the exhaust heat utilization heat pump system can be achieved.
  • the exhaust heat temperature control means for controlling the circulation pump of the absorbing liquid is provided so that the temperature of exhaust heat detected by the temperature sensor for detecting the temperature of exhaust heat is maintained at a predetermined temperature, the absorption type The reduction in efficiency of the heat pump circuit can be suppressed, and energy saving of the exhaust heat utilization heat pump system can be achieved.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an exhaust heat utilization heat pump system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a regenerator and a gas-liquid separator.
  • FIG. 3 is a graph showing the operating condition of the exhaust heat utilization heat pump system, where (A) is the flow ratio, (B) is the engine coolant temperature (° C.), and (C) is the operating condition of the engine (ON / OFF) (D) is a figure which shows the rotation speed of a circulation pump, (E) shows the opening degree (%) of a bypass valve.
  • FIG. 4 is a schematic view showing an absorbing liquid supply device.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing a waste heat utilization heat pump system.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing a waste heat utilization heat pump system.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a circulation pump and a reverse pump.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a regenerator and a separator according to a second embodiment, wherein (A) is a view showing the entire regenerator and separator, and (B) is an enlarged view of a portion A of the separator of (A).
  • FIG. 8 is a schematic view showing a regenerator according to a modification of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic view showing a circulation pump and a reverse pump according to a modification of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic view showing a circulation pump and a reverse pump according to another modification of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic view showing a gas-liquid separator, a circulation pump and a reverse pump according to another modification of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic view showing a bypass valve according to a modification of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic view showing a separator according to a modification of the present invention, in which (A) shows the entire regenerator and separator, and (B) shows an enlarged view of a part B of the separator in (A). It is.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an exhaust heat utilization heat pump system according to the first main embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a regenerator and a gas-liquid separator.
  • An exhaust heat utilization heat pump system (heat engine drive type steam compression type heat pump system) 1 uses a compression (type) heat pump circuit 10 which utilizes an axial output of an engine (motor, heat engine) 2 as a power source of a compressor 11 for compressing a refrigerant.
  • an absorption type heat pump circuit 20 that utilizes the exhaust heat of the engine 2 as a heat source of the regenerator 21 that heats the absorbing liquid.
  • the compression heat pump circuit 10 includes a compressor 11, a use side heat exchanger 12, a radiator 13, an expansion valve 14, and a four-way valve 15.
  • the compressor 11 and the use side heat exchanger 12 are connected by a suction side refrigerant pipe 31 on the suction port 11A side of the compressor 11 and a discharge side refrigerant pipe 32 on the discharge port 11B side of the compressor 11.
  • a four-way valve 15 is provided in the suction side refrigerant pipe 31, and a four-way valve 15, a radiator 13, and an expansion valve 14 are provided in the discharge side refrigerant pipe 32.
  • the compressor 11 compresses the refrigerant flowing through the suction side refrigerant pipe 31.
  • the compressor 11 is connected to the shaft 2 A of the engine 2, and the shaft output of the engine 2 is transmitted to the compressor 11. That is, the compressor 11 is configured to compress the refrigerant by using the axial output of the engine 2 as a power source.
  • the engine 2 of this embodiment is comprised with the gas engine which made the city gas the fuel, it is not limited to this.
  • the usage-side heat exchanger 12 is a heat exchanger that supplies cold energy or heat of the refrigerant to a heat load (not shown) by evaporating or condensing the refrigerant, and dissipates the cold energy or heat of the refrigerant 12A (for example, Have a fan).
  • the heat dissipation device 12A is provided with a temperature sensor 61 that detects the temperature of heat supplied to the heat load.
  • the radiator 13 radiates the heat of the refrigerant, and includes a heat radiating device 13A (for example, a fan) that radiates the heat of the radiator 13.
  • the four-way valve 15 is switched so as to communicate the suction side and the discharge side of the compressor 11 to the radiator 13 or the utilization side heat exchanger 12, respectively, whereby a cold operation and a heat load for supplying cold to the heat load
  • the heating operation to supply the heating is switched. More specifically, in the cold operation, the discharge side of the compressor 11 to the radiator 13 and in the use side heat exchanger 12 to the suction side of the compressor 11, and in the thermal operation, the discharge side of the compressor 11 In the side heat exchanger 12, the refrigerant flows from the radiator 13 to the suction side of the compressor 11.
  • the discharge side of the compressor 11 is shown as a point a1
  • the radiator 13 side is shown as a point a2
  • the utilization side heat exchanger 12 side is shown as a point b1
  • the suction side of the compressor 11 is shown as a point b2.
  • the compression heat pump circuit 10 is provided with a refrigerant heat exchanger 17 that exchanges heat between the relatively high temperature refrigerant flowing through the compression type heat pump circuit 10 and the relatively low temperature refrigerant vapor.
  • the refrigerant heat exchanger 17 the refrigerant supplied from the radiator 13 to the expansion valve 14 is cooled and the refrigerant vapor supplied from the use side heat exchanger 12 to the compressor 11 is heated in the cold operation.
  • the refrigerant supplied from the expansion valve 14 to the radiator 13 is cooled, and the refrigerant vapor supplied from the radiator 13 to the compressor 11 is heated.
  • the refrigerant heat exchanger 17 improves COP (coefficient of performance) in the compression type heat pump circuit 10.
  • the absorption heat pump circuit 20 is provided in the suction side refrigerant pipe 31 between the refrigerant heat exchanger 17 and the compressor 11 and is connected in series to the compression heat pump circuit 10.
  • the absorption type heat pump circuit 20 includes a regenerator 21, an absorber 22, and a gas-liquid separator 23 (see FIG. 2), and the refrigerant heat exchanger 17 and the absorber 22 are regenerator 21 by a refrigerant pipe 33.
  • the compressor 11 are connected by the refrigerant pipe 34.
  • the regenerator 21 and the absorber 22 are connected by a concentrated absorption liquid pipe (feed pipe) 41 and a rare absorption liquid pipe (return pipe) 42.
  • the absorber 22 absorbs the refrigerant vapor supplied from the refrigerant pipe 33 into the absorbing liquid.
  • the absorber 22 includes a cooling device 22A (for example, a cooling water circulation device or a fan) that cools the heat generated when the absorbing liquid absorbs the refrigerant vapor.
  • a concentrated absorption liquid pipe 41 extending to the regenerator 21.
  • the concentrated absorption liquid pipe 41 is provided with a circulation pump P for circulating the absorption liquid, and driving the circulation pump P causes the absorbent 22 to absorb the refrigerant into the regenerator 21 (concentration absorption (concentration absorption). Liquid) is supplied.
  • the regenerator 21 heats and regenerates the concentrated absorption liquid supplied from the concentrated absorption liquid pipe 41 using the exhaust heat of the engine 2 as a heat source. More specifically, as shown in FIG. 2, an engine cooling water pipe 51 through which engine cooling water from which exhaust heat of the engine 2 has been recovered flows is connected to the cooling water heat transfer pipe 21A of the regenerator 21. Although illustration is omitted, the engine cooling water of the engine cooling water pipe 51 flows, for example, through the water jacket of the engine 2, recovers the exhaust heat of the engine 2 and raises the temperature, and is further provided in the exhaust gas flow path of the engine 2 After flowing through the exhaust gas heat exchanger to recover the exhaust heat of the exhaust gas and raising the temperature, it is supplied to the heat transfer pipe 21A for cooling water of the regenerator 21.
  • the regenerator 21 uses the high temperature engine cooling water as a heat source of the regenerator 21. Heat and regenerate the absorbing solution.
  • the gas-liquid separator 23 Connected to the outlet of the regenerator 21 is a gas-liquid separator 23 for separating the generated refrigerant vapor from the remaining absorbed liquid (dilutely absorbed liquid).
  • the gas-liquid separator 23 includes a main body 23A for storing a rare absorbing liquid, and a mixed liquid pipe 43 extending from the regenerator 21 is connected to an intermediate portion in the vertical direction of the main body 23A.
  • the rare absorption liquid pipe 42 extending to the absorber 22 is connected to the lower part of the main body 23A, and the refrigerant pipe 34 is connected to the upper part of the main body 23A.
  • Refrigerant vapor is separated from the absorbing liquid by the gas-liquid separator 23, only the refrigerant vapor is supplied to the compressor 11, and the rare absorbing liquid from which the refrigerant vapor is separated is supplied to the absorber 22.
  • the concentrated absorbent supplied from the absorber 22 to the regenerator 21 is heated by the relatively high temperature rare absorbent returned from the regenerator 21 to the absorber 22.
  • An absorbent heat exchanger 24 is provided.
  • the temperature of the concentrated absorbent supplied to the regenerator 21 can be raised by the absorbent heat exchanger 24, and the temperature of the rare absorbent supplied to the absorber 22 can be lowered.
  • the utilization side heat exchanger 12 including the heat dissipation device 12A and the expansion valve 14 constitute the indoor unit 1A of the heat exhaust system 1 and the other components are outside the heat pump system 1.
  • the machine 1B is configured.
  • the exhaust heat utilization heat pump system 1 is switched between the cold operation and the thermal operation by switching the four-way valve 15 under the control of the control device 60.
  • the control device 60 controls the exhaust heat utilization heat pump system 1 such that the heat supplied to the heat load (not shown) reaches a predetermined set temperature.
  • the four-way valve 15 is switched so that the suction side of the compressor 11 is in communication with the utilization side heat exchanger 12 and the discharge side of the compressor 11 is in communication with the radiator 13.
  • the refrigerant vapor evaporated in the use side heat exchanger 12 is supplied to the absorber 22 via the refrigerant heat exchanger 17 and absorbed in the absorbing liquid in the absorber 22.
  • the concentrated absorption liquid which has absorbed the refrigerant is supplied to the regenerator 21 via the absorption liquid heat exchanger 24 by the circulation pump P. As shown in FIG. 2, this concentrated absorbing liquid absorbs heat from the engine cooling water flowing in the cooling water heat transfer pipe 21A of the regenerator 21 and is heated to the regeneration temperature.
  • the heated concentrated absorbent is supplied to the gas-liquid separator 23, and the refrigerant vapor is separated in the gas-liquid separator 23.
  • the rare absorbing liquid from which the refrigerant vapor has been separated is supplied to the absorbing liquid heat exchanger 24 as shown in FIG. 1, and in the absorbing liquid heat exchanger 24, the concentrated absorbing liquid flowing through the concentrated absorbing liquid pipe 41 is heated, It is returned to the absorber 22.
  • the refrigerant vapor separated in the gas-liquid separator 23 (FIG. 2) is compressed in the compressor 11 to be in a high temperature and high pressure state, and the refrigerant in the high temperature and high pressure state is cooled in the radiator 13.
  • the cooled refrigerant is cooled by the refrigerant vapor on the downstream side of the use side heat exchanger 12 in the refrigerant heat exchanger 17, and is expanded in the expansion valve 14 to be in a low temperature and low pressure state.
  • the refrigerant in the low temperature and low pressure state evaporates by taking heat of the heat load in the use side heat exchanger 12. Then, the refrigerant vapor evaporated in the use side heat exchanger 12 repeats the circulation of being again supplied to the absorber 22 via the refrigerant heat exchanger 17.
  • the four-way valve 15 is switched so that the suction side of the compressor 11 communicates with the radiator 13 and the discharge side of the compressor 11 communicates with the use side heat exchanger 12.
  • the refrigerant vapor evaporated in the radiator 13 is supplied to the absorber 22 via the refrigerant heat exchanger 17.
  • the regeneration of the refrigerant in the absorption type heat pump circuit 20 is the same as in the cold operation, so the description is omitted here.
  • the refrigerant vapor regenerated in the absorption heat pump circuit 20 is compressed in the compressor 11 to be in a high temperature / high pressure state, and the refrigerant in the high temperature / high pressure state is dissipated to the thermal load in the use side heat exchanger 12 to be cooled.
  • the cooled refrigerant is expanded in the expansion valve 14 to be in a low temperature and low pressure state, cooled by the refrigerant vapor on the downstream side of the radiator 13 in the refrigerant heat exchanger 17, and evaporated in the radiator 13. Then, the refrigerant vapor evaporated in the radiator 13 repeats the circulation of being supplied to the absorber 22 via the refrigerant heat exchanger 17 again.
  • the compression heat pump is supplied such that the refrigerant regenerated by the regenerator 21 of the absorption heat pump circuit 20 is supplied to the suction port 11A of the compressor 11 of the compression heat pump circuit 10.
  • the circuit 10 and the absorption type heat pump circuit 20 are arranged in series.
  • the compression heat pump circuit and the absorption heat pump circuit are arranged in parallel so that the refrigerant regenerated by the regenerator of the absorption heat pump circuit is supplied to the discharge port of the compressor of the compression heat pump circuit. In this case, it is necessary to match the high pressures of the compression heat pump circuit and the absorption heat pump circuit.
  • the engine cooling water temperature reaches the regeneration temperature (for example, 65 ° C. or more) necessary for the regenerator 21 when the exhaust heat utilization heat pump system 1 starts.
  • the regeneration temperature for example, 65 ° C. or more
  • the refrigerant can not be regenerated.
  • the refrigerant vapor which can not be absorbed into the absorber 22 will be full.
  • the suction-side refrigerant pipe 31 is provided with the bypass pipe 35 for bypassing the absorption heat pump circuit 20, and when the engine coolant temperature is low, such as when the engine 2 starts up, the refrigerant that can not be absorbed is the bypass pipe 35 Directly to the compressor 11. More specifically, the bypass pipe 35 is provided with a bypass valve 16 that opens and closes the bypass pipe 35.
  • the bypass valve 16 is a control valve that controls the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe 35, and the bypass valve 16 controls the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe 35 and the flow rate of the refrigerant flowing into the absorber 22 flowing through the refrigerant pipe 33. The flow rate will be controlled.
  • the refrigerant flow rate of the refrigerant pipe 33 is Fa
  • the refrigerant flow rate of the bypass pipe 35 is Fb
  • the flow rate ratio of the refrigerant is Fa / (Fa + Fb).
  • a temperature sensor 62 for detecting the temperature of the engine cooling water is provided on the inlet side of the engine cooling water pipe 51 at the regenerator 21. The bypass valve 16 is controlled based on the detected temperature.
  • FIG. 3 is a graph showing the operating state of the exhaust heat utilization heat pump system 1
  • FIG. 3 (A) is a flow ratio
  • FIG. 3 (B) is an engine coolant temperature (.degree. C.)
  • FIG. 3 (D) shows the rotational speed of the circulating pump P
  • FIG. 3 (E) shows the opening degree (%) of the bypass valve 16.
  • the horizontal axis indicates the operating time of the exhaust heat utilization heat pump system 1.
  • the control device 60 when starting the exhaust heat utilization heat pump system 1, the control device 60 fully opens the bypass valve 16 to start the engine 2, and the engine coolant water has a predetermined temperature (for example, 45.degree.
  • the circulation pump P After reaching C), the circulation pump P is operated, and then the bypass valve 16 is gradually controlled in the closing direction to completely close in the rated operation state.
  • the bypass valve 16 As a result, it is possible to prevent the refrigerant from being excessively sent to the side of the absorption heat pump circuit 20 when the engine 2 is started up, etc., so it is possible to send an appropriate amount of refrigerant to the absorber 22.
  • the control device 60 keeps the engine coolant temperature at a predetermined temperature (for example, the inlet temperature of the regenerator 21 is around 85 ° C.) in order to effectively utilize the limited exhaust heat of the engine 2 To control the absorption heat pump circuit 20.
  • a predetermined temperature for example, the inlet temperature of the regenerator 21 is around 85 ° C.
  • the control device 60 changes the fuel input by the contribution (about 25%) of the exhaust heat utilization to the absorption heat pump circuit 20 with respect to the load fluctuation of the heat load, as compared with the compression heat pump circuit alone. Control to reduce the
  • the control device 60 maintains the engine coolant temperature at a predetermined temperature (for example, the inlet temperature of the regenerator 21 is around 85 ° C.) in order to effectively utilize the limited exhaust heat of the engine 2
  • a predetermined temperature for example, the inlet temperature of the regenerator 21 is around 85 ° C.
  • the circulation pump P is controlled to control the amount of circulation of the absorbent.
  • the regeneration temperature is maintained substantially constant regardless of the temperature of cold or warm supplied to the heat load, so that the efficiency reduction of the absorption heat pump circuit 20 can be suppressed.
  • the control device 60 functions as an exhaust heat temperature control unit that controls the exhaust heat temperature (engine coolant temperature) of the engine 2.
  • the control device 60 contributes to the contribution ratio of the exhaust heat utilization to the absorption heat pump circuit 20 to the full capacity of the exhaust heat utilization heat pump system 1 with respect to the load fluctuation of the heat load than the compression heat pump circuit alone. Control is performed so as to make the input change of the power source (fuel in the present embodiment) of the engine 2 small (in the present embodiment, about 25%).
  • the control device 60 functions as heat capacity control means for controlling the heat capacity of cold heat or heat supplied from the use side heat exchanger 12 of the compression type heat pump circuit 10 to the heat load.
  • the exhaust heat utilization heat pump system 1 can operate the absorption heat pump circuit 20 only by utilizing the exhaust heat of the engine 2 and can be said to be exhaust heat utilization self-contained type. Therefore, in the exhaust heat utilization heat pump system 1, the connection to the outside (heat load) can be made to be the same structure as a normal gas heat pump (GHP).
  • the refrigerant of the compression type heat pump circuit 10 is circulated to the absorption type heat pump circuit 20 and this refrigerant is circulated to the compression type heat pump circuit 10. Therefore, since not a pure refrigerant but a mixture of a refrigerant and an absorption liquid circulates compression type heat pump circuit 10, there is a possibility that absorption liquid may be mixed with lubricating oil of compressor 11, and absorption liquid is lubricated. In the case of using no liquid, the lubrication of the compressor 11 is inhibited.
  • the lubricating oil of the compressor 11 flows out of the compressor 11 into the circuit in the form of droplets, and circulates through the circuit integrally with the refrigerant.
  • the lubricating oil leaving the compressor 11 travels with the refrigerant to reach the absorber 22, and circulates in the absorption heat pump circuit 20 as one body with the absorbing liquid. If this is left as it is, the lubricating oil held by the compressor 11 will eventually decrease, which may make it impossible to maintain the lubricity of the compressor.
  • the lubricating oil is mixed with the refrigerant and the absorbing liquid, there is a possibility that the heat exchange of the refrigerant and the absorbing liquid may be inhibited by the lubricating oil.
  • the lubricating oil of the compressor 11 and the absorption liquid of the absorption type heat pump circuit 20 are made into the same liquid. That is, the ionic liquid which can double as the lubricating oil of the compressor 11 is used as the absorbing liquid.
  • CO 2 carbon dioxide
  • 1-alkyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate [C nmim] [PF 6]
  • 1-alkyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate [C nmim]
  • [BF4] is used.
  • the radiator 13 uses a condensable refrigerant such as HFC or HFO as a refrigerant during cold heat operation when a noncondensable refrigerant that is in a supercritical state on the high pressure side such as CO 2 is used as the refrigerant. In case of cold operation it functions as a condenser.
  • the use-side heat exchanger 12 functions as a gas cooler at the time of thermal operation when a noncondensable refrigerant is used as the refrigerant, and functions as a condenser at the time of thermal operation when a condensable refrigerant is used as the refrigerant.
  • an absorbing liquid supply device (absorbing liquid supplying means) 70 for supplying the absorbing liquid (ionic liquid) as the lubricating oil to the compressor 11 is provided.
  • FIG. 4 is a schematic view showing the absorbing liquid supply device 70.
  • the absorbing liquid supply device 70 includes an absorbing liquid branch pipe 71 branched from the concentrated absorbing liquid pipe 41 on the downstream side of the circulation pump P, and an open / close valve 72 provided in the absorbing liquid branch pipe 71 to open and close the absorbing liquid branch pipe 71.
  • a lubricating oil amount sensor (oil level sensor) 73 provided in the compressor 11 for detecting the amount of lubricating oil (ionic liquid) of the compressor 11.
  • the control device 60 detects that the lubricating oil amount sensor 73 detects that the lubricating oil held in the compressor 11 falls below the predetermined amount necessary for the compressor 11. To supply the absorbing solution as a lubricating oil to the compressor 11. On the other hand, when it is detected by the lubricating oil amount sensor 73 that the amount of the lubricating oil held in the compressor 11 has become equal to or more than a predetermined amount, the on-off valve 72 of the absorbent branch pipe 71 is closed. Thus, by providing the absorbing liquid supply device 70, the absorbing liquid of the absorption type heat pump circuit 20 can be supplied to the compressor 11 as lubricating oil for the compressor 11, so that the lubricating oil held by the compressor 11 decreases. Can be prevented. Note that the absorbent supply device 70 may be omitted.
  • the absorption liquid circulation amount is increased to increase the input of the regenerator 21.
  • the absorption liquid circulation amount is increased to increase the input of the regenerator 21.
  • the circulation pump since the circulation pump is controlled according to the temperature of the heat supplied to the heat load, the absorption of the regenerator due to the heat load load is absorbed.
  • the amount of fluid circulation will be increased.
  • the regeneration temperature also decreases, and the efficiency of the absorption heat pump circuit 20 decreases.
  • the exhaust heat utilization heat pump system 1 includes the suction side refrigerant heat recovery unit 18 and the discharge side refrigerant heat recovery unit 19 that heat the absorption liquid by the exhaust heat of the refrigerant of the compression type heat pump circuit 10.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing the exhaust heat utilization heat pump system 1.
  • the four-way valve 15 and the drive device M are omitted.
  • the suction side refrigerant heat recovery unit 18 is a heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant supplied to the compressor 11 and the absorbing liquid supplied to the regenerator 21 as shown in FIGS. 1 and 5. More specifically, the suction side refrigerant pipe 31 of the compression type heat pump circuit 10 is connected to the compressor 11 via the suction side refrigerant heat recovery unit 18.
  • the concentrated absorption liquid pipe 41 of the absorption type heat pump circuit 20 includes a concentrated absorption liquid bypass pipe 44 branched on the downstream side of the absorption liquid heat exchanger 24, and the concentrated absorption liquid bypass pipe 44 is a suction side refrigerant heat recovery unit 18. Are connected to the regenerator 21 via.
  • a part of the concentrated absorption liquid flowing through the concentrated absorption liquid pipe 41 is branched at the downstream side of the absorption liquid heat exchanger 24 and supplied to the suction side refrigerant heat recovery unit 18 through the concentrated absorption liquid bypass pipe 44.
  • Ru The concentrated absorption liquid supplied to the suction side refrigerant heat recovery unit 18 is heated and raised in temperature by the refrigerant vapor flowing through the suction side refrigerant pipe 31 in the suction side refrigerant heat recovery unit 18. That is, the relatively high temperature refrigerant vapor supplied to the compressor 11 is cooled by the concentrated absorption liquid flowing through the concentrated absorption liquid bypass pipe 44 in the suction side refrigerant heat recovery unit 18.
  • the heat of the refrigerant vapor supplied to the compressor 11 can be used as a heat source for regenerating the absorbing liquid, it is possible to reduce the heat necessary for regenerating the absorbing liquid. Further, since the temperature of the refrigerant supplied to the compressor 11 can be reduced, it is not necessary to separately provide a cooler for reducing the suction temperature of the compressor 11.
  • the concentrated absorption liquid bypass pipe 44 is further provided with a discharge side refrigerant heat recovery unit 19.
  • the discharge side refrigerant heat recovery unit 19 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant discharged from the compressor 11 and the absorbing liquid supplied to the regenerator 21. More specifically, the discharge side refrigerant pipe 32 of the compression type heat pump circuit 10 is connected to the four-way valve 15 via the discharge side refrigerant heat recovery unit 19.
  • the concentrated absorption liquid bypass pipe 44 of the absorption type heat pump circuit 20 is connected to the regenerator 21 through the discharge side refrigerant heat recovery unit 19 after passing through the suction side refrigerant heat recovery unit 18.
  • the concentrated absorption liquid heated in the suction side refrigerant heat recovery unit 18 is supplied to the discharge side refrigerant heat recovery unit 19 and further heated by the refrigerant flowing in the discharge side refrigerant pipe 32 in the discharge side refrigerant heat recovery unit 19. It is supplied to the regenerator 21.
  • the heat of the refrigerant compressed to a high temperature in the compressor 11 can be used as a heat source for regenerating the absorbing liquid, the heat necessary for regenerating the absorbing liquid can be further reduced.
  • the suction side refrigerant heat recovery unit 18 and the discharge side refrigerant heat recovery unit 19 have a temperature relatively lower than that of the regenerator 21, the suction side refrigerant heat recovery unit 18 and the discharge side refrigerant heat recovery unit 19 By providing the pipe 44, the heat exchange efficiency of the absorbing liquid can be improved as compared to the case where all the absorbing liquid from the absorber 22 to the regenerator 21 is heated.
  • FIG. 6 is a schematic view showing the circulation pump P and the reverse pump R.
  • the axis of the circulation pump P is connected to the axis MA of the drive device (drive source) M, and is rotated by the rotational drive force of the drive device M to transport the concentrated absorption liquid flowing through the concentrated absorption liquid pipe 41.
  • the reverse pump R is a pump that is rotationally driven by the rare absorbent flowing through the rare absorbent liquid pipe 42.
  • the shaft (not shown) of the reverse pump R is connected to the shaft (not shown) of the circulation pump P, so that the rotational energy of the reverse pump R can be recovered by the circulation pump P and the driving force of the drive device M can be suppressed. It has become. Thereby, energy saving of the circulation pump P can be achieved.
  • the mass flow rate of the absorbent flowing into the circulation pump P and the mass flow rate of the absorbent flowing into the reverse pump R are the mass of the refrigerant returned from the absorption heat pump circuit 20 to the compression heat pump circuit 10 (FIG. 1).
  • a difference occurs due to the flow rate. Therefore, if the circulation pump P and the reverse pump R are designed to have the same displacement volume, the absorbent corresponding to the difference will flow into the reverse pump R.
  • the balance of the mass flow is broken between the absorption liquid passing through the circulation pump P and the absorption liquid passing through the reverse pump R, and the absorption liquid on the gas-liquid separator 23 and regenerator 21 side becomes excessive. As a result, there is a risk that the gaseous refrigerant vapor which should not flow in may flow into the reverse pump R.
  • the axis of the circulation pump P and the axis of the reverse pump R are connected so that the mass flow rate of the absorption liquid passing through the circulation pump P and the mass flow rate of the absorption liquid passing through the reverse pump R become equal.
  • the circulation pump P and the reverse pump R are coaxially connected via the common rotation axis C, and the reverse pump R is configured such that the displacement volume Vr of the reverse pump R with respect to the displacement volume Vp of the circulation pump P is It is designed to satisfy the following equation (1).
  • V is the displacement volume (m 3 )
  • ⁇ is the density (kg / m 3 )
  • x is the mass concentration of the refrigerant in the absorbing liquid (kg refrigerant / kg absorbing liquid)
  • n is the rotation Number (times / sec)
  • m refrigerant circulation amount (kg / sec) of compression heat pump circuit 10
  • subscript p circulation pump P
  • subscript r reverse pump R
  • subscript comp compressor 11
  • the absorption heat pump circuit 20 includes the reverse pump R in the rare absorption liquid pipe 42 from the regenerator 21 to the absorber 22, and the rotational energy of the reverse pump R is It comprised so that it could collect
  • the driving force of the drive device M which is a driving source of the circulation pump P, can be suppressed, so energy saving of the circulation pump P can be achieved.
  • the circulation pump P and the reverse pump R are provided with the common rotation axis C, the assembling work of the circulation pump P and the reverse pump R can be simplified.
  • displacement volume V r of the reverse pump was configured to satisfy the equation (1) relative to the displacement volume V p of the circulation pump.
  • the suction side refrigerant heat recovery unit 18 is provided to cause heat exchange between the refrigerant supplied to the compressor 11 and the absorption liquid supplied to the regenerator 21.
  • the heat of the refrigerant vapor supplied to the compressor 11 can be used as a heat source for regenerating the absorbing liquid, so the heat necessary for regenerating the absorbing liquid can be reduced to save energy of the exhaust heat utilization heat pump system 1 Can be Further, since the temperature of the refrigerant supplied to the compressor 11 can be reduced, it is not necessary to separately provide a cooler for reducing the suction temperature of the compressor 11.
  • the concentrated absorption liquid bypass pipe 44 branched from the concentrated absorption liquid pipe 41 from the absorber 22 to the regenerator 21 is provided, and the suction side refrigerant heat recovery unit 18 is connected to the concentrated absorption liquid bypass pipe 44. It was set as the structure provided. Since the temperature of the suction side refrigerant heat recovery unit 18 is relatively lower than that of the regenerator 21, the heat exchange efficiency of the absorption liquid is improved as compared with the case where all the absorption liquid from the absorber 22 to the regenerator 21 is heated. Can.
  • the discharge side refrigerant heat recovery unit 19 is provided to cause heat exchange between the refrigerant discharged from the compressor 11 and the absorption liquid supplied to the regenerator 21.
  • the heat of the refrigerant vapor compressed to a high temperature in the compressor 11 can be used as a heat source for regenerating the absorbing liquid, so the heat necessary for regenerating the absorbing liquid can be further reduced.
  • energy saving of the exhaust heat utilization heat pump system 1 can be achieved more effectively.
  • the lubricating oil of the compressor 11 of the compression type heat pump circuit 10 and the absorbing liquid of the absorbing type heat pump circuit 20 are the same liquid, the lubricating oil of the compressor 11 and the absorbing liquid are mixed. Can prevent harmful effects.
  • the absorbing liquid supply device 70 for supplying the absorbing liquid of the absorbing heat pump circuit 20 to the compressor 11 as lubricating oil for the compressor 11 is provided, the lubricating oil held by the compressor 11 decreases. Can be prevented.
  • the refrigerant regenerated by the regenerator 21 of the absorption heat pump circuit 20 is supplied to the suction port 11A of the compressor 11 of the compression heat pump circuit 10.
  • the refrigerant regenerated by the regenerator 21 of the absorption heat pump circuit 20 is supplied to the suction port 11A of the compressor 11 of the compression heat pump circuit 10, and is supplied to the regenerator 21.
  • a control device 60 as exhaust heat temperature control means for controlling.
  • the bypass pipe 35 for supplying the refrigerant evaporated in the compression heat pump circuit 10 to the suction port 11A of the compressor 11 by bypassing the absorption heat pump circuit 20 is provided.
  • the control device 60 is configured to control the bypass valve 16 based on the temperature of exhaust heat detected by the temperature sensor 62.
  • control device 60 functions as a heat capacity control means for controlling the heat capacity of cold heat or heat supplied from the use side heat exchanger 12 of the compression type heat pump circuit 10 to the heat load.
  • the input change of the power source of the engine 2 is reduced by the capacity contribution ratio of the absorption heat pump circuit 20 with respect to the total capacity of the heat pump system 1.
  • the lubricating oil of the compressor 11 and the absorption liquid of the absorption heat pump circuit 20 are the same liquid, it is not necessary to necessarily be the same liquid.
  • the refrigerant a non-condensable refrigerant in a supercritical state on the high pressure side such as CO 2 , or a condensable refrigerant such as HFC, HFO, water, ammonia, chlorofluorocarbon, etc. is used and absorbed.
  • an absorbent such as an ionic liquid or water capable of absorbing the used refrigerant is used.
  • the lubricating oil a lubricating oil suitable for lubricating the compressor 11 is used. Further, the absorbent supply device 70 is not provided.
  • FIG. 7 is a schematic view showing the regenerator 21 and the separator 123 according to the second embodiment
  • FIG. 7 (A) is a view showing the entire regenerator and the separator
  • FIG. 7 (B) is a diagram showing FIG. It is a figure which expands and shows the part A of a separator.
  • the lubricating oil of the compressor 11 flows out into the compression heat pump circuit 10, and circulates through the compression heat pump circuit 10 and the absorption heat pump circuit 20 integrally with the refrigerant. If this is left as it is, the lubricating oil held by the compressor 11 will eventually decrease, and the lubricity of the compressor 11 may not be maintained.
  • the lubricating oil L1 and the refrigerant vapor G are separated from the mixed liquid L0 composed of the lubricating oil, the refrigerant vapor generated by heat regeneration and the absorbing liquid at the outlet of the regenerator 21.
  • the separator 123 for regenerating the absorbing liquid (the rare absorbing liquid) L2 is connected.
  • the separator 123 is provided with a main body 123A for storing the mixed liquid L0, and a mixed liquid pipe 43 extending from the regenerator 21 is connected to a vertically middle portion 123A1 of the main body 123A.
  • the dilute absorbing liquid pipe 42 extending to the absorber 22 is connected to the lower portion 123A2 of the main body 123A, and the refrigerant pipe 34 is connected to the upper portion 123A3 of the main body 123A.
  • a straightening member (separation means) 25 for separating the lubricating oil L1 and the absorbing liquid L2 is provided in the main body 123A.
  • the rectifying member 25 is a rectifying layer having a layer capable of separating lubricating oil L1 (for example, 1 kg / l or less) different in density and absorbing liquid L2 (for example, 1 kg / l or more), for example, porous or mesh laminate.
  • the mixed liquid L0 is separated into three layers of the refrigerant vapor G, the lubricating oil L1, and the absorbing liquid L2 in the main body 123A by the flow straightening member 25.
  • the rectifying member 25 is disposed above the connecting portion 123B between the main body 123A and the mixed liquid pipe 43, so that the mixed liquid L0 from the mixed liquid pipe 43 is not mixed with the separated lubricating oil L1.
  • the main body 123A is configured as a pressure vessel having a sufficient inner diameter such that the mixed liquid L0 can be separated into three layers of the refrigerant vapor G, the lubricating oil L1, and the absorbing liquid L2, for example, 1 inch (about 2.5 cm) ing.
  • the refrigerant pipe 34 penetrates the upper portion of the main body 123A and extends into the main body 123A, and has a curved portion 34B curved in a substantially U shape such that the tip 34A is directed upward.
  • the refrigerant pipe 34 is provided such that the height of the tip 34A is the predetermined height H in the main body 123A. This height H is separated within the main body 123A when the lubricating oil flows out of the compressor 11 in excess of the amount of lubricating oil required to maintain the lubricity of the compressor 11 (FIG. 1).
  • the height of the liquid surface L1A of the lubricating oil L1 to be held is set.
  • tip 34A of refrigerant pipe 34 is positioned above liquid surface L1A of lubricating oil L1, so that only separated refrigerant vapor G passes through refrigerant pipe 34. Is supplied to the compression type heat pump circuit 10 (FIG. 1).
  • the tip 34A of the refrigerant pipe 34 is located in the lubricating oil 11, so the separated refrigerant vapor G and the lubricating oil L1 via the refrigerant pipe 34 It is supplied to the compression type heat pump circuit 10.
  • the lubricating oil L1 and the refrigerant vapor G can be supplied to the compression type heat pump circuit 10 only by providing the curved portion 34B at the tip of the refrigerant pipe 34.
  • the lubricating oil L1 is compressed separately from the refrigerant vapor G Since it is not necessary to provide a mechanism for supplying the heat pump circuit 10, the configuration can be simplified.
  • the refrigerant vapor G, or the lubricating oil L1 and the refrigerant vapor G can be selectively added to the compression heat pump circuit 10 Since it can supply, compared with the case where lubricating oil 11 is always supplied to compression type heat pump circuit 10, the loss at the time of conveying refrigerant vapor G can be controlled. Then, the absorbent L2 from which the lubricating oil L1 and the refrigerant vapor G are separated is supplied to the absorber 22 through the rare absorbent liquid pipe.
  • the height H of the tip 34A is defined as the height from the upper surface 25A with reference to the upper surface 25A of the flow control member 25, but the reference is not limited to this.
  • the outlet of the regenerator 21 is provided with the separator 123 for separating the lubricating oil of the compressor 11 and the refrigerant from the absorption liquid of the absorption heat pump circuit 20, and this separator
  • the lubricating oil and the refrigerant of the compressor 11 separated by 123 are configured to circulate in the compression type heat pump circuit 10.
  • the lubricating oil and the refrigerant of the compressor 11 separated by the separator 123 are configured to be supplied to the suction port 11 A of the compressor 11 of the compression heat pump circuit 10.
  • the separator 123 includes the main body 123A into which the mixed liquid of the lubricating oil, the refrigerant vapor and the absorbing liquid flows from the regenerator 21 and separates the absorbing liquid and the lubricating oil in the main body 123A.
  • a rectifying member 25 is provided to separate the mixed liquid into three layers of refrigerant vapor, lubricating oil and absorbing liquid. Therefore, the mixed liquid can be separated into the three layers of the absorbing liquid, the lubricating oil and the refrigerant vapor by a simple configuration, so that the separated lubricating oil and the refrigerant can be reliably supplied to the compression type heat pump circuit 10.
  • the mixed liquid pipe 43 to which the mixed liquid is supplied from the regenerator 21 is connected to the vertical intermediate portion 123A1, and the flow straightening member 25 includes the main body 123A and the mixed liquid pipe 43 is arranged above the connecting portion 123B. According to this configuration, mixing of the mixed liquid from the mixed liquid pipe 43 with the separated lubricating oil can be suppressed.
  • the refrigerant pipe 34 for supplying the refrigerant to the compression heat pump circuit 10 is connected to the upper portion 123A3 of the main body 123A, and the refrigerant pipe 34 is extended into the main body 123A so that the tip 34A is directed upward. And a curved portion 34B curved in a substantially U-shape.
  • the lubricating oil and the refrigerant vapor can be supplied to the compression heat pump circuit 10 by the simple configuration in which the curved portion 34B is provided in the refrigerant pipe 34.
  • the above-mentioned embodiment is one mode of the present invention, and it is needless to say that it can change suitably in the range which does not deviate from the meaning of the present invention.
  • the refrigerant regenerated by the regenerator 21 is supplied to the suction port 11A of the compressor 11 and the compression heat pump circuit 10 and the absorption heat pump circuit 20 are arranged in series
  • the refrigerant regenerated by the regenerator 21 is It may be supplied to the suction side of the compressor 11, and the compression type heat pump circuit 10 and the absorption type heat pump circuit 20 may be arranged in parallel.
  • the suction side refrigerant heat recovery unit 18 is configured as a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant of the compression type heat pump circuit 10 and the absorption liquid of the absorption type heat pump circuit 20. It is not limited.
  • the suction side refrigerant heat recovery unit 18 may be configured as a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant of the compression heat pump circuit 10 and the outside air.
  • the concentrated absorption liquid bypass pipe 44 is branched on the downstream side of the absorption liquid heat exchanger 24.
  • the circulation pump P and the absorption liquid heat exchange It may be branched between the two.
  • discharge side refrigerant heat recovery unit 19 is provided in the above embodiment, the discharge side refrigerant heat recovery unit 19 may be omitted.
  • the discharge side refrigerant heat recovery unit 19 is provided in the concentrated absorption liquid bypass pipe 44 provided with the suction side refrigerant heat recovery unit 18, but may be provided in another concentration absorption liquid bypass pipe branched from the concentration absorption liquid pipe 41 .
  • the exhaust heat of the engine 2 is used as the heat source of the regenerator 21.
  • the heat of the other heat source 3 that is lower than the exhaust heat of the engine 2 may be used as the heat source of the regenerator 121.
  • the circulation pump P and the reverse pump R are coaxially connected, and the reverse pump R such that the displacement volume Vr of the reverse pump R satisfies the following expression (1) with respect to the displacement volume Vp of the circulation pump P
  • R was designed, it is not limited to this, and the circulation pump P and / or the reverse pump so that the displacement volume Vp of the circulation pump P and the displacement volume Vr of the reverse pump R satisfy the following equation (1) R may be designed.
  • the circulation pump P and the reverse pump R are coaxially connected, and the reverse pump R is provided with a variable mechanism 4 that changes the displacement volume V r so as to satisfy the equation (1).
  • the mass flow rate of the absorbing fluid passing through the circulation pump P and the mass flow rate of the absorbing fluid passing through the reverse pump R become equal, so that the refrigerant vapor is prevented from flowing into the reverse pump R it can.
  • the circulation pump P and the reverse pump R can be coaxially connected, the assembling work of the circulation pump P and the reverse pump R is simplified.
  • the variable mechanism 4 is provided in the reverse pump R in the example of FIG. 9, the variable mechanism 4 may be provided in the circulation pump P, or may be provided in both the circulation pump P and the reverse pump R. .
  • the circulation pump P and the reverse pump satisfy the following equation (2) for the shaft (not shown) of the circulation pump P and the shaft (not shown) of the reverse pump R.
  • V p ⁇ n p ⁇ ⁇ p ⁇ x p V r ⁇ n r ⁇ r r ⁇ x r + m comp (2)
  • the mass flow rate of the absorbing fluid passing through the circulation pump P and the mass flow rate of the absorbing fluid passing through the reverse pump R become equal, so that the refrigerant vapor is prevented from flowing into the reverse pump R it can.
  • the circulation pump P and / or the reverse pump R may be designed in accordance with the equation (1), or as in the example of FIG. The configuration of the circulation pump P and the reverse pump R can be simplified because it is not necessary to provide them.
  • the gas-liquid separator 23 (or the separator 123) is provided with a liquid level sensor S for detecting the liquid of the absorbing liquid, and the liquid level sensor S
  • the mass flow ratio of the circulation pump P to the reverse pump R may be controlled so as to keep the detected liquid level of the absorbing liquid at a predetermined position. More specifically, if the liquid level of the gas-liquid separator 23 (or separator 123) is lowered, control is made to increase the mass flow ratio, and if the liquid level of the gas-liquid separator 23 (or separator 123) is raised, Control to reduce the mass flow ratio.
  • the displacement volume of the circulation pump P is increased, or the displacement volume of the reverse pump R is decreased, or both of them are performed.
  • the displacement volume of the circulation pump P is decreased, or the displacement volume of the reverse pump R is increased, or both are performed.
  • the rotational speed ratio (n p / n r ) of the circulation pump P and the reverse pump R is increased to increase the mass flow ratio, while the rotational speed ratio is increased to decrease the mass flow ratio. Make it smaller.
  • the reverse pump R may be omitted.
  • the bypass valve 16 in the bypass pipe 35, the amount of refrigerant supplied to the absorption heat pump circuit 20 at the time of starting the engine 2 is controlled, but the invention is not limited thereto.
  • the refrigerant pipe 34 extending to the absorption heat pump circuit 20 may be provided with a bypass valve.
  • the bypass valve 16 may be an on-off valve instead of the flow control valve.
  • a three-way valve 216 may be provided at the branch point of the refrigerant pipes 33 and 34 and the bypass pipe 35.
  • the refrigerant heat exchanger 17, the suction side refrigerant heat recovery unit 18, and the discharge side refrigerant heat recovery unit 19 are omitted.
  • tube 34 was extended in the main body 123A and it had the curved part 34B curved in the substantially U shape so that the front-end
  • the refrigerant pipe 334 is simply connected to the upper portion 123A3 of the main body 123A, and the tip 334A is disposed at the upper portion in the main body 123A, and the separated lubricating oil L1 is a compression type heat pump circuit 10, for example, a lubricant oil supply mechanism 301 may be provided to supply the suction port 11A (FIG. 1) of the compressor 11.
  • the lubricating oil supply mechanism 301 is configured, for example, by connecting the lubricating oil pipe 302 to the position of height H and providing a pump 303 for conveying the lubricating oil L1 to the lubricating oil pipe 302. Also in the example of FIG. 13, when the lubricating oil of the compressor 11 flows out into the circuit, the lubricating oil separated from the absorbing liquid L2 can be supplied to the compression type heat pump circuit 10, so the lubricity of the compressor 11 is maintained. it can.

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Abstract

　省エネルギー化が図れる構造とした排熱利用ヒートポンプシステムを提供する。　排熱利用ヒートポンプシステム１は、原動機２の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機１１の動力源として利用する圧縮式ヒートポンプ回路１０と、原動機２の排熱を、吸収液を加熱する再生器２１の熱源として利用する吸収式ヒートポンプ回路２０とを備え、圧縮式ヒートポンプ回路１０において蒸発した冷媒を、吸収式ヒートポンプ回路２０の吸収器２２に循環し、再生器２１による再生後に冷媒を分離し、この冷媒を、圧縮式ヒートポンプ回路１０内を循環するよう構成し、吸収式ヒートポンプ回路２０は、再生器２１から吸収器２２への吸収液の戻り配管４２にリバースポンプＲを備え、このリバースポンプＲによる回転エネルギーを、吸収液の循環ポンプＰにより回収できるように構成した。

Description

排熱利用ヒートポンプシステム及び熱機関駆動式蒸気圧縮式ヒートポンプシステム
　本発明は、圧縮式ヒートポンプ回路と、吸収式ヒートポンプ回路とを備えた排熱利用ヒートポンプシステム及び熱機関駆動式蒸気圧縮式ヒートポンプシステムに関する。
　従来、原動機の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機の動力源として利用する圧縮式ヒートポンプ回路と、原動機の排熱を、吸収液を加熱する再生器の熱源として利用する吸収式ヒートポンプ回路とを備えた排熱利用ヒートポンプシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この排熱利用ヒートポンプシステムでは、圧縮式ヒートポンプ回路の利用側熱交換器を経た冷媒を、吸収式ヒートポンプ回路の吸収器に循環し、再生器による再生後に冷媒を分離し、この冷媒を、圧縮式ヒートポンプ回路の圧縮機の吐出側に供給している。
特開２０１０－９６４２９号公報
　上記従来の排熱利用ヒートポンプシステムに対しては省エネルギー化が望まれている。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、省エネルギー化が図れる構造とした排熱利用ヒートポンプシステム及び熱機関駆動式蒸気圧縮式ヒートポンプシステム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、本発明の排熱利用ヒートポンプシステムは、原動機の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機の動力源として利用する圧縮式ヒートポンプ回路と、前記原動機の排熱を、吸収液を加熱する再生器の熱源として利用する吸収式ヒートポンプ回路とを備え、前記圧縮式ヒートポンプ回路において蒸発した冷媒を、前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収器に循環し、前記再生器による再生後に冷媒を分離し、この冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路内を循環するよう構成し、前記吸収式ヒートポンプ回路は、再生器から吸収器への吸収液の戻り配管にリバースポンプを備え、このリバースポンプによる回転エネルギーを、吸収液の循環ポンプにより回収できるように構成した、ことを特徴とする。
　上記構成において、前記循環ポンプと前記リバースポンプとが共通の回転軸を備えてもよい。
　上記構成において、前記リバースポンプの排除容積Ｖrが、循環ポンプの排除容積Ｖpに対して次式を満たしてもよい。
　Ｖp×ｎ×ρp×ｘp＝Ｖr×ｎ×ρr×ｘr＋ｍcomp
　ただし、回転軸の回転数をｎ、循環ポンプを通過する吸収液の密度をρp、循環ポンプを通過する吸収液中の冷媒の質量濃度をｘp、リバースポンプを通過する吸収液の密度をρr、リバースポンプを通過する吸収液中の冷媒の質量濃度をｘr、圧縮式ヒートポンプ回路の冷媒循環量をｍcompとする。
　上記構成において、前記循環ポンプ及び／又は前記リバースポンプは、自己の排除容積を可変する可変機構を備え、前記可変機構は、次式を満たすように対象とするポンプの排除容積を可変してもよい。
　Ｖp×ｎ×ρp×ｘp＝Ｖr×ｎ×ρr×ｘr＋ｍcomp
　ただし、循環ポンプの排除容積をＶp、回転軸の回転数をｎ、循環ポンプを通過する吸収液の密度をρp、循環ポンプを通過する吸収液中の冷媒の質量濃度をｘp、リバースポンプの排除容積をＶr、リバースポンプを通過する吸収液の密度をρr、リバースポンプを通過する吸収液中の冷媒の質量濃度をｘr、圧縮式ヒートポンプ回路の冷媒循環量をｍcompとする。
　上記構成において、前記リバースポンプは、次式（２）が成立するような、前記循環ポンプと前記リバースポンプの回転数比（ｎp／ｎr）を可変する変速機を介して前記循環ポンプに接続してもよい。
　Ｖp×ｎp×ρp×ｘp＝Ｖr×ｎr×ρr×ｘr＋ｍcomp
　ただし、循環ポンプの排除容積をＶp、循環ポンプの回転数をｎp、循環ポンプを通過する吸収液の密度をρp、循環ポンプを通過する吸収液中の冷媒の質量濃度をｘp、リバースポンプの排除容積をＶr、リバースポンプの回転数をｎr、リバースポンプを通過する吸収液の密度をρr、リバースポンプを通過する吸収液中の冷媒の質量濃度をｘr、圧縮式ヒートポンプ回路の冷媒循環量をｍcompとする。
　上記構成において、前記吸収式ヒートポンプ回路の再生器により再生した冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路の圧縮機の吸込口に供給するように構成してもよい。
　また、本発明の排熱利用ヒートポンプシステムは、原動機の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機の動力源として利用する圧縮式ヒートポンプ回路と、前記原動機の排熱を、吸収液を加熱する再生器の熱源として利用する吸収式ヒートポンプ回路とを備え、前記圧縮式ヒートポンプ回路において蒸発した冷媒を、前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収器に循環し、前記再生器による再生後に冷媒を分離し、この冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路内を循環するよう構成し、前記圧縮機に供給される冷媒と、前記再生器に供給される吸収液との間で熱交換させる吸込側冷媒熱回収器を設けたことを特徴とする。
　上記構成において、前記吸収器から前記再生器への吸収液の送り配管から分岐する分岐管を備え、前記吸込側冷媒熱回収器は前記分岐管に設けられてもよい。
　上記構成において、前記圧縮機から吐出される冷媒と、前記再生器に供給される吸収液との間で熱交換させる吐出側冷媒熱回収器を設けてもよい。
　上記構成において、前記吸収式ヒートポンプ回路の再生器により再生した冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路の圧縮機の吸込口に供給するように構成してもよい。
　また、本発明の排熱利用ヒートポンプシステムは、原動機の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機の動力源として利用する圧縮式ヒートポンプ回路と、前記原動機の排熱を、吸収液を加熱する再生器の熱源として利用する吸収式ヒートポンプ回路とを備え、前記圧縮式ヒートポンプ回路において蒸発した冷媒を、前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収器に循環し、前記再生器による再生後に冷媒を分離し、この冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路内を循環するよう構成し、前記圧縮式ヒートポンプ回路の圧縮機の潤滑油と、前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収液とが同一液であることを特徴とする。
　上記構成において、前記圧縮機の潤滑油として前記圧縮機へ前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収液を供給する吸収液供給手段を設けてもよい。
　上記構成において、前記吸収式ヒートポンプ回路の再生器により再生した冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路の圧縮機の吸込口に供給するように構成してもよい。
　また、本発明の排熱利用ヒートポンプシステムは、原動機の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機の動力源として利用する圧縮式ヒートポンプ回路と、前記原動機の排熱を、吸収液を加熱する再生器の熱源として利用する吸収式ヒートポンプ回路とを備え、前記圧縮式ヒートポンプ回路において蒸発した冷媒を、前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収器に循環すると共に、前記再生器の出口に、前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収液から、前記圧縮機の潤滑油と、前記冷媒とを分離するセパレータを備え、このセパレータにより分離した圧縮機の潤滑油および冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路内を循環するよう構成した、ことを特徴とする。
　上記構成において、前記セパレータにより分離した圧縮機の潤滑油および冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路の圧縮機の吸込口に供給するように構成してもよい。
　上記構成において、前記セパレータは、前記再生器から潤滑油、冷媒蒸気及び吸収液からなる混合液が流入する本体を備え、前記本体内に前記吸収液と前記潤滑油とを分離する分離手段を設けて、前記混合液を冷媒蒸気、潤滑油、吸収液の三層に分離してもよい。
　上記構成において、前記本体には、上下方向中間部に、前記再生器から混合液が供給される混合液管が接続され、前記分離手段は、前記本体と前記混合液管との接続部分より上方に配置されてもよい。
　上記構成において、前記本体には、上部に、前記冷媒を前記圧縮式ヒートポンプ回路に供給する冷媒管が接続され、前記冷媒管は、前記本体内に延出され、先端が上向きとなるように略Ｕ字型に湾曲した湾曲部を有してもよい。
　また、本発明の熱機関駆動式蒸気圧縮式ヒートポンプシステムは、原動機の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機の動力源として利用する圧縮式ヒートポンプ回路と、前記原動機の排熱を、吸収液を加熱する再生器の熱源として利用する吸収式ヒートポンプ回路とを備え、前記圧縮式ヒートポンプ回路において蒸発した冷媒を、前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収器に循環し、前記再生器による再生後に冷媒を分離し、この冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路内を循環するよう構成し、前記吸収式ヒートポンプ回路の再生器により再生した冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路の圧縮機の吸込口に供給するように構成し、前記再生器に供給する排熱の温度を検出する温度センサと、前記温度センサが検出した排熱の温度が所定温度に保たれるように吸収液の循環ポンプを制御する排熱温度制御手段と、を備えるたことを特徴とする。
　上記構成において、前記圧縮式ヒートポンプ回路において蒸発した冷媒を、前記吸収式ヒートポンプ回路をバイパスして、前記圧縮機の吸込口に供給するバイパス管を設け、このバイパス管に冷媒量を制御するバイパス弁を設け、前記排熱温度制御手段は、前記温度センサが検出した排熱の温度に基づいて前記バイパス弁を制御してもよい。
　上記構成において、前記圧縮式ヒートポンプ回路の利用側熱交換器から熱負荷に供給する冷熱又は温熱の熱容量を制御する熱容量制御手段を備え、前記熱容量制御手段は、前記熱機関駆動式蒸気圧縮式ヒートポンプシステムの全能力に対する前記吸収式ヒートポンプ回路の能力寄与比率分だけ、前記原動機の動力源の入力変化を小さくしてもよい。
　なお、この明細書には、２０１３年２月２０日に出願された日本国特許出願・特願２０１３－０３１４４０号、２０１３－０３１４４１号、２０１３－０３１４４２号、２０１３－０３１４４３号及び２０１３－０３１４４４号の全ての内容が含まれるものとする。
　本発明によれば、吸収式ヒートポンプ回路は、再生器から吸収器への吸収液の戻り配管にリバースポンプを備え、このリバースポンプによる回転エネルギーを、吸収液の循環ポンプにより回収できるように構成したため、循環ポンプの省エネルギー化を図れ、ひいては、排熱利用ヒートポンプシステムの省エネルギー化を図れる。
　また、本発明によれば、圧縮機に供給される冷媒と、再生器に供給される吸収液との間で熱交換させる吸込側冷媒熱回収器を設けたため、圧縮機に供給される冷媒蒸気の熱を、吸収液を再生する熱源として利用できるので、吸収液の再生に必要な熱を削減して、排熱利用ヒートポンプシステムの省エネルギー化を図れる。また、圧縮機に供給される冷媒の温度を低下できるので、圧縮機の吸い込み温度を低下させる冷却器を別途設ける必要がない。
　本発明によれば、圧縮式ヒートポンプ回路の圧縮機の潤滑油と、吸収式ヒートポンプ回路の吸収液とを同一液としたため、圧縮機の潤滑油と吸収液との混合による熱交換の阻害を防止でき、ひいては、排熱利用ヒートポンプシステムの省エネルギー化を図れる。
　本発明によれば、再生器の出口に、吸収式ヒートポンプ回路の吸収液から、圧縮機の潤滑油と、冷媒とを分離するセパレータを備え、このセパレータにより分離した圧縮機の潤滑油および冷媒を、圧縮式ヒートポンプ回路内を循環するよう構成したため、圧縮機の潤滑油が回路中に流出しても、吸収液から分離した潤滑油を圧縮式ヒートポンプ回路に供給できるので、圧縮機の潤滑性を維持でき、ひいては、排熱利用ヒートポンプシステムの省エネルギー化を図れる。
　本発明によれば、排熱の温度を検出する温度センサが検出した排熱の温度が所定温度に保たれるように吸収液の循環ポンプを制御する排熱温度制御手段を備えたため、吸収式ヒートポンプ回路の効率低下を抑制でき、ひいては、排熱利用ヒートポンプシステムの省エネルギー化を図れる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る排熱利用ヒートポンプシステムを示す回路図である。 図２は、再生器及び気液分離器を示す模式図である。 図３は、排熱利用ヒートポンプシステムの運転状態を示すグラフであり、（Ａ）は流量比、（Ｂ）はエンジン冷却水温度（℃）、（Ｃ）はエンジンの運転状態（ＯＮ／ＯＦＦ）、（Ｄ）は循環ポンプの回転数、（Ｅ）はバイパス弁の開度（％）を示す図である。 図４は、吸収液供給装置を示す模式図である。 図５は、排熱利用ヒートポンプシステムを示す回路図である。 図６は、循環ポンプ及びリバースポンプを示す模式図である。 図７は、第２実施形態に係る再生器及びセパレータを示す模式図であり、（Ａ）は再生器及びセパレータ全体を示す図、（Ｂ）は（Ａ）のセパレータの部分Ａを拡大して示す図である。 図８は、本発明の変形例に係る再生器を示す模式図である。 図９は、本発明の変形例に係る循環ポンプ及びリバースポンプを示す模式図である。 図１０は、本発明の他の変形例に係る循環ポンプ及びリバースポンプを示す模式図である。 図１１は、本発明の別の変形例に係る気液分離器、循環ポンプ及びリバースポンプを示す模式図である。 図１２は、本発明の変形例に係るバイパス弁を示す模式図である。 図１３は、本発明の変形例に係るセパレータを示す模式図であり、（Ａ）は再生器及びセパレータ全体を示す図、（Ｂ）は（Ａ）のセパレータの部分Ｂを拡大して示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
　＜第１実施形態＞
　図１は、第１本実施形態に係る排熱利用ヒートポンプシステムを示す回路図である。図２は、再生器及び気液分離器を示す模式図である。
　排熱利用ヒートポンプシステム（熱機関駆動式蒸気圧縮式ヒートポンプシステム）１は、エンジン（原動機、熱機関）２の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機１１の動力源として利用する圧縮式ヒートポンプ回路１０と、エンジン２の排熱を、吸収液を加熱する再生器２１の熱源として利用する吸収式ヒートポンプ回路２０とを備えた、いわゆるハイブリッドシステムである。
　圧縮式ヒートポンプ回路１０は、圧縮機１１と、利用側熱交換器１２と、放熱器１３と、膨張弁１４、及び四方弁１５とを備えている。圧縮機１１と利用側熱交換器１２とは、圧縮機１１の吸込口１１Ａ側の吸込側冷媒管３１、及び、圧縮機１１の吐出口１１Ｂ側の吐出側冷媒管３２によって接続されている。吸込側冷媒管３１には四方弁１５が、吐出側冷媒管３２には、四方弁１５、放熱器１３、及び膨張弁１４が設けられている。
　圧縮機１１は、吸込側冷媒管３１を流れる冷媒を圧縮するものである。この圧縮機１１は、エンジン２の軸２Ａに接続されており、圧縮機１１にはエンジン２の軸出力が伝達される。つまり、圧縮機１１は、動力源としてエンジン２の軸出力を利用して、冷媒を圧縮するように構成されている。なお、本実施形態のエンジン２は、都市ガスを燃料としたガスエンジンで構成しているが、これに限定されるものではない。
　利用側熱交換器１２は、冷媒を蒸発又は凝縮させることで、冷媒の冷熱又は温熱を図示しない熱負荷に供給する熱交換器であり、冷媒の冷熱又は温熱を放熱する放熱装置１２Ａ（例えば、ファン）を有している。放熱装置１２Ａには、熱負荷に供給する熱の温度を検出する温度センサ６１が設けられている。
　放熱器１３は、冷媒の熱を放熱するものであり、当該放熱器１３の熱を放熱する放熱装置１３Ａ（例えば、ファン）を有している。
　四方弁１５は、圧縮機１１の吸込側及び吐出側を放熱器１３又は利用側熱交換器１２にそれぞれ連通するように切り替えられ、これにより、熱負荷に冷熱を供給する冷熱運転及び熱負荷に温熱を供給する温熱運転が切り替えられる。より詳細には、冷熱運転時には、圧縮機１１の吐出側から放熱器１３に、また、利用側熱交換器１２から圧縮機１１の吸込側に、温熱運転時には、圧縮機１１の吐出側から利用側熱交換器１２に、放熱器１３から圧縮機１１の吸込側に冷媒が流れる。なお、図１では、圧縮機１１の吐出側を点ａ１、放熱器１３側を点ａ２、利用側熱交換器１２側を点ｂ１、圧縮機１１の吸込側を点ｂ２として示している。
　圧縮式ヒートポンプ回路１０には、圧縮式ヒートポンプ回路１０を流れる比較的高温の冷媒と比較的低温の冷媒蒸気との間で熱交換させる冷媒熱交換器１７が設けられている。冷媒熱交換器１７では、冷熱運転時には、放熱器１３から膨張弁１４に供給される冷媒が冷却されるとともに、利用側熱交換器１２から圧縮機１１に供給される冷媒蒸気が加熱される。一方、温熱運転時には、膨張弁１４から放熱器１３に供給される冷媒が冷却されるとともに、放熱器１３から圧縮機１１に供給される冷媒蒸気が加熱される。この冷媒熱交換器１７により、圧縮式ヒートポンプ回路１０におけるＣＯＰ（成績係数）の向上を図るようにしている。
　吸収式ヒートポンプ回路２０は、冷媒熱交換器１７と圧縮機１１との間の吸込側冷媒管３１に設けられ、圧縮式ヒートポンプ回路１０にシリーズに接続されている。吸収式ヒートポンプ回路２０は、再生器２１と、吸収器２２と、気液分離器２３（図２参照）とを備え、冷媒熱交換器１７と吸収器２２とが冷媒管３３によって、再生器２１と圧縮機１１とが冷媒管３４によって接続されている。再生器２１と吸収器２２とは、濃吸収液管（送り配管）４１及び稀吸収液管（戻り配管）４２によって接続されている。
　吸収器２２は、冷媒管３３から供給される冷媒蒸気を吸収液に吸収させる。吸収器２２は、吸収液が冷媒蒸気を吸収する際に発生する熱を冷却する冷却装置２２Ａ（例えば、冷却水循環装置、又は、ファン）を備えている。吸収器２２には、再生器２１に延びる濃吸収液管４１が接続されている。濃吸収液管４１には、吸収液を循環させるための循環ポンプＰが設けられており、循環ポンプＰを駆動することで、吸収器２２から再生器２１に冷媒を吸収した吸収液（濃吸収液）が供給される。
　再生器２１は、濃吸収液管４１から供給される濃吸収液を、エンジン２の排熱を熱源として加熱再生する。より詳細には、図２に示すように、再生器２１の冷却水用伝熱管２１Ａには、エンジン２の排熱を回収したエンジン冷却水が流れるエンジン冷却水管５１が接続されている。図示は省略するが、エンジン冷却水管５１のエンジン冷却水は、例えば、エンジン２のウォータジャケットを流通してエンジン２の排熱を回収して昇温し、さらに、エンジン２の排ガス流路に設けられた排ガス熱交換器を流通して排ガスの排熱を回収して昇温した後に、再生器２１の冷却水用伝熱管２１Ａに供給される。このようにして、エンジン２の排熱を回収したエンジン冷却水を再生器２１の冷却水用伝熱管２１Ａに供給することにより、再生器２１は、高温のエンジン冷却水を再生器２１の熱源として吸収液を加熱再生する。
　再生器２１の出口には、加熱再生して発生した冷媒蒸気を残った吸収液（稀吸収液）から分離する気液分離器２３が接続されている。気液分離器２３は、稀吸収液を貯留する本体２３Ａを備え、本体２３Ａの上下方向中間部には再生器２１から延びる混合液管４３が接続されている。本体２３Ａの下部には吸収器２２に延びる稀吸収液管４２が接続され、本体２３Ａの上部には冷媒管３４が接続されている。この気液分離器２３により、吸収液から冷媒蒸気が分離され、冷媒蒸気のみが圧縮機１１に供給され、冷媒蒸気を分離した稀吸収液が吸収器２２に供給される。
　吸収式ヒートポンプ回路２０には、図１に示すように、再生器２１から吸収器２２に戻される比較的高温の稀吸収液により、吸収器２２から再生器２１に供給される濃吸収液を加熱する吸収液熱交換器２４が設けられている。この吸収液熱交換器２４により、再生器２１に供給される濃吸収液の温度を上昇させると共に、吸収器２２に供給される稀吸収液の温度を低下させることができる。
　なお、図１中、放熱装置１２Ａを含めた利用側熱交換器１２及び膨張弁１４は排熱利用ヒートポンプシステム１の室内機１Ａを構成し、その他の構成部品は排熱利用ヒートポンプシステム１の室外機１Ｂを構成している。
　排熱利用ヒートポンプシステム１は、制御装置６０の制御によって四方弁１５を切り替えることで、冷熱運転と、温熱運転とに切り替え運転される。制御装置６０は、図示しない熱負荷に供給する熱が所定の設定温度になるように排熱利用ヒートポンプシステム１を制御する。
　冷熱運転時には、四方弁１５が、圧縮機１１の吸込側を利用側熱交換器１２に、圧縮機１１の吐出側を放熱器１３にそれぞれ連通するように切り替えられる。
　利用側熱交換器１２において蒸発した冷媒蒸気は、冷媒熱交換器１７を経由して吸収器２２に供給され、吸収器２２において吸収液に吸収される。冷媒を吸収した濃吸収液は、循環ポンプＰによって吸収液熱交換器２４を経由して再生器２１に供給される。この濃吸収液は、図２に示すように、再生器２１の冷却水用伝熱管２１Ａ内を流通するエンジン冷却水から吸熱して再生温度まで加熱される。加熱された濃吸収液は、気液分離器２３に供給され、気液分離器２３において冷媒蒸気が分離される。冷媒蒸気が分離された稀吸収液は、図１に示すように、吸収液熱交換器２４に供給され、吸収液熱交換器２４において濃吸収液管４１を流通する濃吸収液を加熱し、吸収器２２に戻される。
　気液分離器２３（図２）において分離された冷媒蒸気は、圧縮機１１において圧縮されて高温高圧状態となり、高温高圧状態の冷媒は放熱器１３において冷却される。冷却された冷媒は、冷媒熱交換器１７において利用側熱交換器１２の下流側の冷媒蒸気によって冷却され、膨張弁１４において膨張して低温低圧状態となる。低温低圧状態の冷媒は、利用側熱交換器１２において熱負荷の熱を奪って蒸発する。そして、利用側熱交換器１２において蒸発した冷媒蒸気は、再度、冷媒熱交換器１７を経由して吸収器２２に供給されるという循環を繰り返す。
　一方、温熱運転時には、四方弁１５が、圧縮機１１の吸込側を放熱器１３に、圧縮機１１の吐出側を利用側熱交換器１２にそれぞれ連通するように切り替えられる。
　放熱器１３において蒸発した冷媒蒸気は、冷媒熱交換器１７を経由して吸収器２２に供給される。吸収式ヒートポンプ回路２０における冷媒の再生は冷熱運転時と同様であるため、ここでは説明を省略する。
　吸収式ヒートポンプ回路２０において再生された冷媒蒸気は、圧縮機１１において圧縮されて高温高圧状態となり、高温高圧状態の冷媒は利用側熱交換器１２において熱負荷に放熱して冷却される。冷却された冷媒は、膨張弁１４において膨張して低温低圧状態となり、冷媒熱交換器１７において放熱器１３の下流側の冷媒蒸気によって冷却され、放熱器１３において蒸発する。そして、放熱器１３において蒸発した冷媒蒸気は、再度、冷媒熱交換器１７を経由して吸収器２２に供給されるという循環を繰り返す。
　このように、排熱利用ヒートポンプシステム１では、吸収式ヒートポンプ回路２０の再生器２１により再生した冷媒が、圧縮式ヒートポンプ回路１０の圧縮機１１の吸込口１１Ａに供給されるように、圧縮式ヒートポンプ回路１０と吸収式ヒートポンプ回路２０とをシリーズに配置している。
　これに対し、例えば、吸収式ヒートポンプ回路の再生器により再生した冷媒が、圧縮式ヒートポンプ回路の圧縮機の吐出口に供給されるように、圧縮式ヒートポンプ回路と吸収式ヒートポンプ回路とをパラレルに配置する場合には、圧縮式ヒートポンプ回路と吸収式ヒートポンプ回路の高圧を合わせる必要がある。
　本実施形態では、圧縮式ヒートポンプ回路１０と吸収式ヒートポンプ回路２０とをシリーズに配置しているため、圧縮式ヒートポンプ回路１０と吸収式ヒートポンプ回路２０の高圧を合わせる機構を設ける必要がなく、構成を簡素化することができる。
　ところで、エンジン２の排熱を利用した吸収式ヒートポンプ回路２０では、排熱利用ヒートポンプシステム１の始動時には、エンジン冷却水温度が再生器２１に必要な再生温度（例えば、６５℃以上）に到達していない。圧縮式ヒートポンプ回路１０と吸収式ヒートポンプ回路２０とをシリーズに配置した排熱利用ヒートポンプシステム１では、この状態で吸収式ヒートポンプ回路２０に吸収液を循環させても、冷媒を再生することができず、吸収器２２に吸収できない冷媒蒸気が充満してしまう。
　そこで、本実施形態では、吸込側冷媒管３１に吸収式ヒートポンプ回路２０をバイパスするバイパス管３５を設け、エンジン２の立ち上がり時などエンジン冷却水温度が低い場合は、吸収できない冷媒を、バイパス管３５を経て圧縮機１１に直接戻すようにしている。
　より詳細には、バイパス管３５には、当該バイパス管３５を開閉するバイパス弁１６が設けられている。バイパス弁１６は、バイパス管３５を流れる冷媒の流量を制御する制御弁であり、このバイパス弁１６により、バイパス管３５を流れる冷媒の流量、及び、冷媒管３３を流れる吸収器２２に流れる冷媒の流量が制御されることとなる。なお、以下の説明では、冷媒管３３の冷媒流量をＦａ、バイパス管３５の冷媒流量をＦｂとし、冷媒の流量比をＦａ／（Ｆａ＋Ｆｂ）とする。また、エンジン冷却水管５１の再生器２１入口側にはエンジン冷却水温度（再生器２１に供給する排熱の温度）を検出する温度センサ６２が設けられており、制御装置６０は温度センサ６２が検出した温度に基づいてバイパス弁１６を制御する。
　図３は、排熱利用ヒートポンプシステム１の運転状態を示すグラフであり、図３（Ａ）は流量比、図３（Ｂ）はエンジン冷却水温度（℃）、図３（Ｃ）はエンジン２の運転状態（ＯＮ／ＯＦＦ）、図３（Ｄ）は循環ポンプＰの回転数、図３（Ｅ）はバイパス弁１６の開度（％）を示す図である。なお、図３中、横軸は排熱利用ヒートポンプシステム１の運転時間を示す。
　図１及び図３に示すように、制御装置６０は、排熱利用ヒートポンプシステム１の始動時には、バイパス弁１６を全開にしてエンジン２を始動し、エンジン冷却水が所定の温度（例えば、４５℃）に到達した後に、循環ポンプＰを作動させ、その後、バイパス弁１６を除々に閉止方向に制御し、定格運転状態で完全に閉止させる。これにより、エンジン２を立ち上がり時等に、吸収式ヒートポンプ回路２０側に冷媒が過剰に送られることが防げるので、適切な量の冷媒を吸収器２２に送ることが可能になる。
　定格運転状態になると、制御装置６０は、限られたエンジン２の排熱を有効活用するために、エンジン冷却水温度が所定の温度（例えば、再生器２１入口温度が８５℃前後）に保たれるように、吸収式ヒートポンプ回路２０を制御している。
　排熱利用ヒートポンプシステム１では、エンジン２での燃料消費量を増減すると排熱量も比例して増減するため、圧縮式ヒートポンプ回路のみの場合よりもエンジン冷却水の排熱活用分だけ能力変動は大きくなる。したがって、制御装置６０は、熱負荷の負荷変動に対して、圧縮式ヒートポンプ回路のみの場合よりも、吸収式ヒートポンプ回路２０への排熱利用の寄与分（２５％程度）だけ、燃料入力の変化を小さくするように制御している。
　定格運転状態になると、制御装置６０は、限られたエンジン２の排熱を有効活用するために、エンジン冷却水温度が所定温度（例えば、再生器２１入口温度が８５℃前後）に保たれるように、循環ポンプＰを制御して吸収液循環量を制御している。これにより、熱負荷に供給する冷熱又は温熱の温度にかかわらず、再生温度がほぼ一定に保たれるので、吸収式ヒートポンプ回路２０の効率低下を抑制できる。なお、制御装置６０は、エンジン２の排熱温度（エンジン冷却水温度）を制御する排熱温度制御手段として機能している。
　排熱利用ヒートポンプシステム１では、エンジン２での燃料消費量を増減すると排熱量も比例して増減するため、圧縮式ヒートポンプ回路のみの場合よりもエンジン冷却水の排熱活用分だけ能力変動は大きくなる。したがって、制御装置６０は、熱負荷の負荷変動に対して、圧縮式ヒートポンプ回路のみの場合よりも、排熱利用ヒートポンプシステム１の全能力に対する吸収式ヒートポンプ回路２０への排熱利用の寄与比率分（本実施形態では、２５％程度）だけ、エンジン２の動力源（本実施形態では、燃料）の入力変化を小さくするように制御している。これにより、エンジン２の動力源の入力を変化させた場合に、熱負荷に供給する冷熱又は温熱が急激に変化することを防止できる。なお、制御装置６０は、圧縮式ヒートポンプ回路１０の利用側熱交換器１２から熱負荷に供給する冷熱又は温熱の熱容量を制御する熱容量制御手段として機能している。
　このように、排熱利用ヒートポンプシステム１は、エンジン２の排熱利用のみで吸収式ヒートポンプ回路２０を作動可能であり、排熱利用自己完結型であると言える。したがって、排熱利用ヒートポンプシステム１では、外部（熱負荷）への接続を、通常のガスヒートポンプ（ＧＨＰ）と変わらない構成とすることができる。
　上述のように、図１に示す排熱利用ヒートポンプシステム１では、圧縮式ヒートポンプ回路１０の冷媒を、吸収式ヒートポンプ回路２０に循環し、この冷媒を圧縮式ヒートポンプ回路１０に循環させている。したがって、圧縮式ヒートポンプ回路１０を、純粋な冷媒ではなく、冷媒と吸収液の混合物が循環することになるので、圧縮機１１の潤滑油に吸収液が混じるおそれがあり、吸収液に潤滑性のない液体を用いた場合には、圧縮機１１の潤滑を阻害してしまう。
　また、圧縮式ヒートポンプ回路１０では、圧縮機１１の潤滑油が、圧縮機１１から当該回路中に飛沫状に流出し、冷媒と一体となって回路中を循環する。圧縮機１１を出た潤滑油は、冷媒とともに移動して吸収器２２へ至り、吸収液と渾然一体となって、吸収式ヒートポンプ回路２０内を循環する。これを放置すると、いずれは圧縮機１１に保持されていた潤滑油が減少し、圧縮機の潤滑性を維持できなくなるおそれがある。また、冷媒や吸収液に潤滑油が混じることになるので、潤滑油によって冷媒や吸収液の熱交換が阻害されるおそれがある。
　そこで、本実施形態の排熱利用ヒートポンプシステム１では、圧縮機１１の潤滑油と、吸収式ヒートポンプ回路２０の吸収液とを同一液としている。すなわち、圧縮機１１の潤滑油を兼ねることが可能なイオン液体を吸収液として用いている。冷媒にＣＯ2（二酸化炭素）を用いる場合、同一液には、例えば、1-alkyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([Cnmim][PF6])、又は、1-alkyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([Cnmim][BF4])が用いられる。また、冷媒にＨＦＣ又はＨＦＯを用いる場合には、同一液には、例えば、[bmim][PF6]: 1-Butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphateが用いられる。このように、圧縮機１１の潤滑油と吸収液とを同一液とすることで、圧縮機１１の潤滑油と吸収液とが混ざっても、圧縮機１１の潤滑を阻害することも、吸収液の熱交換効率を低下させることもない。また、圧縮機１１の潤滑油を分離するセパレータを設ける必要がないので、部品点数を削減し、製造工程を簡素化できる。
　なお、放熱器１３は、冷媒にＣＯ2等の高圧側で超臨界状態となる非凝縮性冷媒を用いた場合には冷熱運転時にガスクーラとして、冷媒にＨＦＣやＨＦＯ等の凝縮性冷媒を用いた場合には冷熱運転時に凝縮器として機能する。同様に、利用側熱交換器１２は、冷媒に非凝縮性冷媒を用いた場合には温熱運転時にガスクーラとして、冷媒に凝縮性冷媒を用いた場合には温熱運転時に凝縮器として機能する。
　また、本実施形態では、潤滑油としての吸収液（イオン液体）を圧縮機１１に供給する吸収液供給装置（吸収液供給手段）７０（図４参照）を備えている。
　図４は、吸収液供給装置７０を示す模式図である。
　吸収液供給装置７０は、循環ポンプＰの下流側において濃吸収液管４１から分岐する吸収液分岐管７１と、吸収液分岐管７１に設けられ、吸収液分岐管７１を開閉する開閉弁７２と、圧縮機１１に設けられ、圧縮機１１の潤滑油（イオン液体）の量を検出する潤滑油量センサ（オイルレベルセンサ）７３と、を備えて構成されている。
　制御装置６０は、潤滑油量センサ７３によって、圧縮機１１に保持されている潤滑油が圧縮機１１に必要な所定量を下回ったことが検出されると、吸収液分岐管７１の開閉弁７２を開けて、圧縮機１１に潤滑油としての吸収液を供給する。一方、潤滑油量センサ７３によって圧縮機１１に保持されている潤滑油が所定量以上となったことが検出されると、吸収液分岐管７１の開閉弁７２を閉じる。このように、吸収液供給装置７０を設けることにより、圧縮機１１の潤滑油として吸収式ヒートポンプ回路２０の吸収液を圧縮機１１に供給できるので、圧縮機１１が保持する潤滑油が減少することを防止できる。なお、この吸収液供給装置７０は省略してもよい。
　ハイブリッド型の排熱利用ヒートポンプシステム１では、熱負荷の負荷に対して再生器２１における入力（冷媒の再生性能）が不足する場合には、再生器２１の入力を増やすために、吸収液循環量を増加することとなる。例えば、従来の排熱利用ヒートポンプシステムでは、熱負荷に供給する温熱の温度に応じて循環ポンプを制御しているため、熱負荷の負荷に対して再生器の入力が不足する場合には、吸収液循環量を増加させることとなる。しかしながら、吸収液循環量が増加すると、再生温度も低下し、吸収式ヒートポンプ回路２０では効率が低下してしまう。また、従来のハイブリッド型の排熱利用ヒートポンプシステムでは、エンジンによって圧縮機を駆動することで、電気消費量を抑えているものの、エンジンの軸端効率は低く（３０％程度）、熱の多く（７０％）が使用されておらず、排熱利用ヒートポンプシステムの省エネルギー化が望まれている。
　そこで、排熱利用ヒートポンプシステム１には、圧縮式ヒートポンプ回路１０の冷媒の排熱によって吸収液を加熱する吸込側冷媒熱回収器１８及び吐出側冷媒熱回収器１９を備えている。
　図５は、排熱利用ヒートポンプシステム１を示す回路図である。なお、図５では、四方弁１５及び駆動装置Ｍ（図６参照）を省略している。
　吸込側冷媒熱回収器１８は、図１及び図５に示すように、圧縮機１１に供給される冷媒と、再生器２１に供給する吸収液との間で熱交換させる熱交換器である。より詳細には、圧縮式ヒートポンプ回路１０の吸込側冷媒管３１は、吸込側冷媒熱回収器１８を経由して圧縮機１１に接続されている。吸収式ヒートポンプ回路２０の濃吸収液管４１は、吸収液熱交換器２４の下流側で分岐する濃吸収液バイパス管４４を備えており、濃吸収液バイパス管４４は吸込側冷媒熱回収器１８を経由して再生器２１に接続されている。
　したがって、濃吸収液管４１を流通する濃吸収液の一部は、吸収液熱交換器２４の下流側において分流され、濃吸収液バイパス管４４を介して吸込側冷媒熱回収器１８に供給される。吸込側冷媒熱回収器１８に供給された濃吸収液は、吸込側冷媒熱回収器１８において吸込側冷媒管３１を流れる冷媒蒸気によって加熱されて昇温する。すなわち、圧縮機１１に供給される比較的高温の冷媒蒸気は、吸込側冷媒熱回収器１８において濃吸収液バイパス管４４を流れる濃吸収液によって冷却される。このように、圧縮機１１に供給される冷媒蒸気の熱を、吸収液を再生する熱源として利用できるので、吸収液の再生に必要な熱を削減できる。また、圧縮機１１に供給される冷媒の温度を低下できるので、圧縮機１１の吸い込み温度を低下させる冷却器を別途設ける必要がない。
　濃吸収液バイパス管４４には、さらに吐出側冷媒熱回収器１９が設けられている。吐出側冷媒熱回収器１９は、圧縮機１１から吐出される冷媒と、再生器２１に供給する吸収液との間で熱交換させる熱交換器である。より詳細には、圧縮式ヒートポンプ回路１０の吐出側冷媒管３２は、吐出側冷媒熱回収器１９を経由して四方弁１５に接続されている。吸収式ヒートポンプ回路２０の濃吸収液バイパス管４４は吸込側冷媒熱回収器１８を経由した後にさらに吐出側冷媒熱回収器１９を経由して再生器２１に接続されている。
　したがって、吸込側冷媒熱回収器１８において加熱された濃吸収液は、吐出側冷媒熱回収器１９に供給され、吐出側冷媒熱回収器１９において吐出側冷媒管３２を流れる冷媒によってさらに加熱されて再生器２１に供給される。このように、圧縮機１１において圧縮されて高温となった冷媒の熱を、吸収液を再生する熱源として利用できるので、吸収液の再生に必要な熱をさらに削減できる。
　これらの吸込側冷媒熱回収器１８及び吐出側冷媒熱回収器１９は再生器２１に比べ比較的温度が低いので、吸込側冷媒熱回収器１８及び吐出側冷媒熱回収器１９を濃吸収液バイパス管４４に設けることで、吸収器２２から再生器２１に向かう吸収液の全てを加熱する場合に比べ、吸収液の熱交換効率を向上させることができる。
　排熱利用ヒートポンプシステム１では、エンジン２によって圧縮機１１を駆動することで、電気消費量を抑えているが、循環ポンプＰは圧縮機１１を駆動するエンジン２とは別に駆動源を必要とするため、循環ポンプＰの省エネルギー化が望まれている。
　そこで、本実施形態では、再生器２１から吸収器２２への稀吸収液管４２にリバースポンプ（動力回収機）Ｒを設けている。
　図６は、循環ポンプＰ及びリバースポンプＲを示す模式図である。
　循環ポンプＰは、その軸が駆動装置（駆動源）Ｍの軸ＭＡに接続されており、駆動装置Ｍの回転駆動力によって回転されて、濃吸収液管４１を流れる濃吸収液を搬送する。駆動装置Ｍには、例えば、モーター等の原動機が用いられる。
　リバースポンプＲは、稀吸収液管４２を流れる稀吸収液によって回転駆動されるポンプである。リバースポンプＲの軸（不図示）は、循環ポンプＰの軸（不図示）に接続されており、リバースポンプＲによる回転エネルギーを循環ポンプＰにより回収し、駆動装置Ｍの駆動力を抑制できるようになっている。これにより、循環ポンプＰの省エネルギー化を図ることができる。
　ここで、循環ポンプＰに流入する吸収液の質量流量と、リバースポンプＲに流入する吸収液の質量流量は、吸収式ヒートポンプ回路２０から圧縮式ヒートポンプ回路１０（図１）に戻される冷媒の質量流量分だけ差異が発生する。そのため、循環ポンプＰ及びリバースポンプＲを同一の排除容積で設計してしまうと、差異に相当する吸収液がリバースポンプＲに流入することとなる。その結果、循環ポンプＰを通過する吸収液とリバースポンプＲを通過する吸収液との間で質量流量のバランスが崩れて、気液分離器２３及び再生器２１側の吸収液が過少となってしまい、本来流入すべきではないガス状の冷媒蒸気をリバースポンプＲに流入させてしまうおそれがある。
　そこで、本実施形態では、循環ポンプＰを通過する吸収液の質量流量とリバースポンプＲを通過する吸収液の質量流量が等しくなるように、循環ポンプＰの軸とリバースポンプＲの軸とを連結している。より詳細には、循環ポンプＰとリバースポンプＲとを共通の回転軸Ｃを介して同軸に接続し、リバースポンプＲを、循環ポンプＰの排除容積Ｖｐに対してリバースポンプＲの排除容積Ｖｒが次式（１）を満たすように設計している。
　　　Ｖp×ｎ×ρp×ｘp＝Ｖr×ｎ×ρr×ｘr＋ｍcomp・・・（１）
　ここで、式（１）において、Ｖは排除容積（ｍ3）、ρは密度（ｋｇ／ｍ3）、ｘは吸収液中の冷媒の質量濃度（ｋｇ冷媒／ｋｇ吸収液）、ｎは回転数（回／秒）、ｍは圧縮式ヒートポンプ回路１０の冷媒循環量（ｋｇ／秒）、添え字のｐは循環ポンプＰ、添え字のｒはリバースポンプＲ、添え字のｃｏｍｐは圧縮機１１のものであること、を示す。
　このように、本実施形態では、循環ポンプＰを通過する吸収液の質量流量とリバースポンプＲを通過する吸収液の質量流量が等しくしているため、リバースポンプＲに冷媒蒸気が流入することを防止できる。また、循環ポンプＰとリバースポンプＲとを同軸に接続できるので、循環ポンプＰ及びリバースポンプＲの組み付け作業を簡素化できる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、吸収式ヒートポンプ回路２０は、再生器２１から吸収器２２への稀吸収液管４２にリバースポンプＲを備え、このリバースポンプＲによる回転エネルギーを、吸収液の循環ポンプＰにより回収できるように構成した。この構成により、循環ポンプＰの駆動源である駆動装置Ｍの駆動力を抑制できるので、循環ポンプＰの省エネルギー化を図ることができる。
　また、本実施形態によれば、循環ポンプＰとリバースポンプＲとが共通の回転軸Ｃを備えたため、循環ポンプＰ及びリバースポンプＲの組み付け作業を簡素化できる。
　また、本実施形態によれば、リバースポンプの排除容積Ｖrが、循環ポンプの排除容積Ｖpに対して式（１）を満たす構成とした。この構成により、循環ポンプＰを通過する吸収液の質量流量とリバースポンプＲを通過する吸収液の質量流量が等しくなるので、リバースポンプＲに冷媒蒸気が流入することを防止できる。
　また、本実施形態によれば、圧縮機１１に供給される冷媒と、再生器２１に供給される吸収液との間で熱交換させる吸込側冷媒熱回収器１８を設ける構成とした。この構成により、圧縮機１１に供給される冷媒蒸気の熱を、吸収液を再生する熱源として利用できるので、吸収液の再生に必要な熱を削減して、排熱利用ヒートポンプシステム１の省エネルギー化を図れる。また、圧縮機１１に供給される冷媒の温度を低下できるので、圧縮機１１の吸い込み温度を低下させる冷却器を別途設ける必要がない。
　また、本実施形態によれば、吸収器２２から再生器２１への濃吸収液管４１から分岐する濃吸収液バイパス管４４を備え、吸込側冷媒熱回収器１８は濃吸収液バイパス管４４に設けられる構成とした。吸込側冷媒熱回収器１８は再生器２１に比べ比較的温度が低いので、吸収器２２から再生器２１に向かう吸収液の全てを加熱する場合に比べ、吸収液の熱交換効率を向上させることができる。
　また、本実施形態によれば、圧縮機１１から吐出される冷媒と、再生器２１に供給される吸収液との間で熱交換させる吐出側冷媒熱回収器１９を設ける構成とした。この構成により、圧縮機１１において圧縮されて高温となった冷媒蒸気の熱を、吸収液を再生する熱源として利用できるので、吸収液の再生に必要な熱をさらに削減できる。その結果、排熱利用ヒートポンプシステム１の省エネルギー化をより効果的に図れる。
　また、本実施形態によれば、圧縮式ヒートポンプ回路１０の圧縮機１１の潤滑油と、吸収式ヒートポンプ回路２０の吸収液とを同一液としたため、圧縮機１１の潤滑油と吸収液との混合による弊害を防止できる。
　また、本実施形態によれば、圧縮機１１の潤滑油として圧縮機１１へ吸収式ヒートポンプ回路２０の吸収液を供給する吸収液供給装置７０を設けたため、圧縮機１１が保持する潤滑油が減少することを防止できる。
　また、本実施形態によれば、吸収式ヒートポンプ回路２０の再生器２１により再生した冷媒を、圧縮式ヒートポンプ回路１０の圧縮機１１の吸込口１１Ａに供給するように構成した。この構成により、圧縮式ヒートポンプ回路１０と吸収式ヒートポンプ回路２０とをシリーズに配置することができるので、圧縮式ヒートポンプ回路１０と吸収式ヒートポンプ回路２０の高圧を合わせる必要がない。
　また、本実施形態によれば、吸収式ヒートポンプ回路２０の再生器２１により再生した冷媒を、圧縮式ヒートポンプ回路１０の圧縮機１１の吸込口１１Ａに供給するように構成し、再生器２１に供給する排熱の温度を検出する温度センサ６２と、温度センサ６２が検出した排熱の温度が所定温度（再生器２１入口温度が８５℃前後）に保たれるように吸収液の循環ポンプＰを制御する排熱温度制御手段としての制御装置６０と、を備える構成とした。この構成により、熱負荷に供給する冷熱又は温熱の温度にかかわらず、再生温度がほぼ一定に保たれるので、吸収式ヒートポンプ回路２０の効率低下を抑制できる。
　また、本実施形態によれば、圧縮式ヒートポンプ回路１０において蒸発した冷媒を、吸収式ヒートポンプ回路２０をバイパスして、圧縮機１１の吸込口１１Ａに供給するバイパス管３５を設け、このバイパス管３５に冷媒量を制御するバイパス弁１６を設け、制御装置６０は、温度センサ６２が検出した排熱の温度に基づいてバイパス弁１６を制御する構成とした。この構成により、吸収器２２で吸収できない冷媒を、バイパス管３５を経て圧縮機１１に直接戻すことができるので、排熱の温度に応じた適切な量の冷媒を吸収器２２に送ることができる。
　また、本実施形態によれば、制御装置６０は、圧縮式ヒートポンプ回路１０の利用側熱交換器１２から熱負荷に供給する冷熱又は温熱の熱容量を制御する熱容量制御手段として機能し、排熱利用ヒートポンプシステム１の全能力に対する吸収式ヒートポンプ回路２０の能力寄与比率分だけ、エンジン２の動力源の入力変化を小さくする構成とした。この構成により、エンジン２の動力源の入力を変化させた場合に、熱負荷に供給する冷熱又は温熱が急激に変化することを防止できる。
　＜第２実施形態＞
　第１実施形態では、圧縮機１１の潤滑油と、吸収式ヒートポンプ回路２０の吸収液とを同一液としていたが、必ずしも同一液とする必要はない。
　第２実施形態では、冷媒としては、ＣＯ2等の高圧側で超臨界状態となる非凝縮性冷媒、あるいは、ＨＦＣや、ＨＦＯ、水、アンモニア、フロン系等の凝縮性冷媒が用いられ、吸収液は、用いられた冷媒を吸収可能なイオン液体や水等の吸収剤が使用される。
　潤滑油としては、圧縮機１１の潤滑に適する潤滑油が使用される。また、吸収液供給装置７０が設けられていない。
　このように、吸収液に潤滑性のない吸収液を用いる場合、潤滑油に吸収液に適さない潤滑油を用いる場合には、再生器２１から圧縮機１１に延びる冷媒管に潤滑油を分離するセパレータを設ければよい。第２実施形態では、気液分離器２３に代えて、セパレータ１２３が設けられている。
　図７は、第２実施形態に係る再生器２１及びセパレータ１２３を示す模式図であり、図７（Ａ）は再生器及びセパレータ全体を示す図、図７（Ｂ）は図２（Ａ）のセパレータの部分Ａを拡大して示す図である。
　上述したように、圧縮機１１の潤滑油は、圧縮式ヒートポンプ回路１０中に流出し、冷媒と一体となって圧縮式ヒートポンプ回路１０及び吸収式ヒートポンプ回路２０を循環する。これを放置すると、いずれは圧縮機１１に保持されていた潤滑油が減少し、圧縮機１１の潤滑性を維持できなくなるおそれがある。
　そこで、本実施形態では、図７に示すように、再生器２１の出口に、潤滑油、加熱再生して発生した冷媒蒸気及び吸収液からなる混合液Ｌ０から潤滑油Ｌ１、冷媒蒸気Ｇを分離して、吸収液（稀吸収液）Ｌ２を再生するセパレータ１２３が接続されている。セパレータ１２３は、混合液Ｌ０を貯留する本体１２３Ａを備え、本体１２３Ａの上下方向中間部１２３Ａ１には再生器２１から延びる混合液管４３が接続されている。本体１２３Ａの下部１２３Ａ２には吸収器２２に延びる稀吸収液管４２が接続され、本体１２３Ａの上部１２３Ａ３には冷媒管３４が接続されている。
　本体１２３Ａ内には、潤滑油Ｌ１と吸収液Ｌ２とを分離する整流部材（分離手段）２５が設けられている。整流部材２５は、密度が異なる潤滑油Ｌ１（例えば、１ｋｇ／ｌ以下）と吸収液Ｌ２（例えば、１ｋｇ／ｌ以上）とを分離可能な部材、例えば、多孔質又はメッシュの積層を有する整流層を用いて形成されており、この整流部材２５によって本体１２３Ａ内において混合液Ｌ０が冷媒蒸気Ｇ、潤滑油Ｌ１、吸収液Ｌ２、の三層に分離される。整流部材２５は、本体１２３Ａと混合液管４３との接続部分１２３Ｂよりも上方に配置されており、分離した潤滑油Ｌ１に混合液管４３からの混合液Ｌ０が混じらないようになっている。本体１２３Ａは、混合液Ｌ０が冷媒蒸気Ｇ、潤滑油Ｌ１、吸収液Ｌ２の三層に分離可能となるような十分な内径、例えば、１インチ（約２．５ｃｍ）を有する圧力容器として構成されている。
　冷媒管３４は、本体１２３Ａの上部を貫通して本体１２３Ａ内に延出しており、先端３４Ａが上向きとなるように略Ｕ字型に湾曲した湾曲部３４Ｂを有している。冷媒管３４は、先端３４Ａの高さが本体１２３Ａにおいて所定高さＨとなるように設けられている。この高さＨは、圧縮機１１（図１）の潤滑性を維持するのに必要な潤滑油の量を越えて、圧縮機１１から潤滑油が流出した際に、本体１２３Ａ内において分離されて保持される潤滑油Ｌ１の液面Ｌ１Ａの高さとなるように設定されている。したがって、潤滑油Ｌ１が高さＨを下回る場合には、冷媒管３４の先端３４Ａが潤滑油Ｌ１の液面Ｌ１Ａよりも上方に位置するので、分離された冷媒蒸気Ｇのみが冷媒管３４を介して圧縮式ヒートポンプ回路１０（図１）に供給される。一方、潤滑油Ｌ１が高さＨ以上となった場合には、冷媒管３４の先端３４Ａが潤滑油ｌ１内に位置するので、分離された冷媒蒸気Ｇ及び潤滑油Ｌ１が冷媒管３４を介して圧縮式ヒートポンプ回路１０に供給される。
　このように、冷媒管３４の先端部に湾曲部３４Ｂを設けるだけで、潤滑油Ｌ１及び冷媒蒸気Ｇを圧縮式ヒートポンプ回路１０に供給できるので、例えば潤滑油Ｌ１のみを冷媒蒸気Ｇとは別に圧縮式ヒートポンプ回路１０供給する機構を設ける必要がなくなるので、構成を簡素化できる。また、本体１２３Ａ内において分離されて保持される潤滑油Ｌ１の液面Ｌ１Ａの高さに応じて、冷媒蒸気Ｇのみ、あるいは、潤滑油Ｌ１及び冷媒蒸気Ｇを選択的に圧縮式ヒートポンプ回路１０に供給できるので、常に潤滑油ｌ１を圧縮式ヒートポンプ回路１０に供給する場合に比べ、冷媒蒸気Ｇを搬送する際のロスを抑制できる。
　そして、潤滑油Ｌ１及び冷媒蒸気Ｇが分離された吸収液Ｌ２は、稀吸収液管４２を介して吸収器２２に供給される。このように、セパレータ１２３によって潤滑油Ｌ１と吸収液Ｌ２とが分離されるので、吸収液の熱交換効率を低下させることもない。
　なお、本実施形態では、先端３４Ａの高さＨを、整流部材２５の上面２５Ａを基準として当該上面２５Ａからの高さとして規定するが、基準はこれに限定されるものではない。
　以上説明したように、本実施形態によれば、再生器２１の出口に、吸収式ヒートポンプ回路２０の吸収液から、圧縮機１１の潤滑油と、冷媒とを分離するセパレータ１２３を備え、このセパレータ１２３により分離した圧縮機１１の潤滑油および冷媒を、圧縮式ヒートポンプ回路１０内を循環するよう構成した。この構成により、圧縮機１１の潤滑油が回路中に流出しても、吸収液から分離した潤滑油を圧縮式ヒートポンプ回路１０に供給できるので、圧縮機１１の潤滑性を維持できる。
　また、本実施形態によれば、セパレータ１２３により分離した圧縮機１１の潤滑油および冷媒を、圧縮式ヒートポンプ回路１０の圧縮機１１の吸込口１１Ａに供給するように構成した。この構成により、圧縮機１１の潤滑油が回路中に流出しても、吸収液から分離した潤滑油を圧縮機１１に確実に供給できるので、圧縮機１１の潤滑性を確実に維持できる。
　また、本実施形態によれば、セパレータ１２３は、再生器２１から潤滑油、冷媒蒸気及び吸収液からなる混合液が流入する本体１２３Ａを備え、本体１２３Ａ内に吸収液と潤滑油とを分離する整流部材２５を設けて、混合液を冷媒蒸気、潤滑油、吸収液の三層に分離する構成とした。このため、簡単な構成によって混合液を吸収液、潤滑油及び冷媒蒸気の三層に分離できるので、分離した潤滑油及び冷媒を圧縮式ヒートポンプ回路１０に確実に供給できる。
　また、本実施形態によれば、本体１２３Ａには、上下方向中間部１２３Ａ１に、再生器２１から混合液が供給される混合液管４３が接続され、整流部材２５は、本体１２３Ａと混合液管４３との接続部分１２３Ｂより上方に配置される構成とした。この構成により、分離した潤滑油に混合液管４３からの混合液が混じることを抑制できる。
　上記構成において、本体１２３Ａには、上部１２３Ａ３に、冷媒を圧縮式ヒートポンプ回路１０に供給する冷媒管３４が接続され、冷媒管３４は、本体１２３Ａ内に延出され、先端３４Ａが上向きとなるように略Ｕ字型に湾曲した湾曲部３４Ｂを有する構成とした。この構成により、冷媒管３４に湾曲部３４Ｂを設けるという簡単な構成により、潤滑油及び冷媒蒸気を圧縮式ヒートポンプ回路１０に供給できる。
　但し、上記実施形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
　例えば、再生器２１により再生した冷媒を圧縮機１１の吸込口１１Ａに供給し、圧縮式ヒートポンプ回路１０と吸収式ヒートポンプ回路２０とをシリーズに配置していたが、再生器２１により再生した冷媒を圧縮機１１の吸込側に供給し、圧縮式ヒートポンプ回路１０と吸収式ヒートポンプ回路２０とをパラレルに配置してもよい。
　上記実施形態では、吸込側冷媒熱回収器１８を、圧縮式ヒートポンプ回路１０の冷媒と、吸収式ヒートポンプ回路２０の吸収液との間で熱交換する熱交換器として構成しているが、これに限定されるものではない。例えば、吸込側冷媒熱回収器１８を、圧縮式ヒートポンプ回路１０の冷媒と外気との間で熱交換する熱交換器として構成してもよい。また、本実施形態では、濃吸収液バイパス管４４を、吸収液熱交換器２４の下流側で分岐させているが、これに限定されるものではなく、例えば、循環ポンプＰと吸収液熱交換器２４との間で分岐させてもよい。
　また、上記実施形態では、吐出側冷媒熱回収器１９を設けたが、吐出側冷媒熱回収器１９を省略してもよい。吐出側冷媒熱回収器１９は、吸込側冷媒熱回収器１８を設けた濃吸収液バイパス管４４に設けたが、濃吸収液管４１から分岐する別の濃吸収液バイパス管に設けてもよい。
　また、上記実施形態では、エンジン２の排熱のみを再生器２１の熱源としたが、エンジン２の排熱が十分でない場合には、図８に示すように、エンジン２の排熱に加えて、例えば、エンジン２の排熱よりも低温の他熱源３の熱を再生器１２１の熱源としてもよい。
　また、上記実施形態では、循環ポンプＰとリバースポンプＲとを同軸に接続し、循環ポンプＰの排除容積Ｖｐに対してリバースポンプＲの排除容積Ｖｒが次式（１）を満たすようにリバースポンプＲを設計したが、これに限定されるものではなく、循環ポンプＰの排除容積ＶｐとリバースポンプＲの排除容積Ｖｒとが次式（１）を満たすように、循環ポンプＰ及び／又はリバースポンプＲを設計してもよい。
　また、例えば、図９に示すように、循環ポンプＰとリバースポンプＲとを同軸に接続し、リバースポンプＲに、式（１）を満たすように排除容積Ｖrを可変する可変機構４を設けてもよい。これにより、図９の例においても、循環ポンプＰを通過する吸収液の質量流量とリバースポンプＲを通過する吸収液の質量流量が等しくなるので、リバースポンプＲに冷媒蒸気が流入することを防止できる。また、循環ポンプＰとリバースポンプＲとを同軸に接続できるので、循環ポンプＰ及びリバースポンプＲの組み付け作業が簡素化する。
　なお、図９の例では、可変機構４をリバースポンプＲに設けているが、可変機構４は、循環ポンプＰに設けてもよいし、循環ポンプＰ及びリバースポンプＲの両方に設けてもよい。
　さらに、例えば、図１０に示すように、循環ポンプＰの軸（不図示）とリバースポンプＲの軸（不図示）とを、次式（２）が成立するような、循環ポンプＰとリバースポンプＲの回転数比（ｎp／ｎr）を可変する変速機５を介して接続してもよい。より詳細には、循環ポンプＰの軸と変速機５を循環ポンプ側軸Ｃ１によって、リバースポンプＲの軸と変速機５をリバースポンプ側軸Ｃ２によって接続される。
　　　Ｖp×ｎp×ρp×ｘp＝Ｖr×ｎr×ρr×ｘr＋ｍcomp・・・（２）
　これにより、図１０の例においても、循環ポンプＰを通過する吸収液の質量流量とリバースポンプＲを通過する吸収液の質量流量が等しくなるので、リバースポンプＲに冷媒蒸気が流入することを防止できる。また、図６の例のように循環ポンプＰ及び／又はリバースポンプＲを式（１）に合わせて設計したり、図９の例のように可変機構４を循環ポンプＰ及び／又はリバースポンプＲに設けたりする必要がなくなるので、循環ポンプＰ及びリバースポンプＲの構成を簡素化できる。
　また、図９及び図１０の例において、例えば、図１１に示すように、気液分離器２３（又はセパレータ１２３）に吸収液の液を検出する液位センサＳを設け、液位センサＳが検出した吸収液の液位を所定の位置に保つように、循環ポンプＰとリバースポンプＲの質量流量比（循環ポンプＰの質量流量／リバースポンプＲの質量流量）を制御してもよい。より詳細には、気液分離器２３（又はセパレータ１２３）の液位が下がれば、質量流量比を大きくするように制御し、気液分離器２３（又はセパレータ１２３）の液位が上がれば、質量流量比を小さくするように制御する。これにより、リバースポンプＲに冷媒蒸気が流入することを防止できる。
　なお、図９の例において、質量流量比を大きくするには、循環ポンプＰの排除容積を大きくする、又は、リバースポンプＲの排除容積を小さくする、あるいは、その両方を行う。一方、質量流量比を小さくするには、循環ポンプＰの排除容積を小さくする、又は、リバースポンプＲの排除容積を大きくする、あるいは、その両方を行う。
　図１０の例において、質量流量比を大きくするには循環ポンプＰとリバースポンプＲの回転数比（ｎp／ｎr）を大きくし、一方、質量流量比を小さくするには回転数比を小さくする。
　また、リバースポンプＲは省略してもよい。
　また、上記実施形態では、バイパス管３５にバイパス弁１６を設けることで、エンジン２の始動時における吸収式ヒートポンプ回路２０への冷媒供給量を制御していたが、これに限定されるものではない。例えば、吸収式ヒートポンプ回路２０に延びる冷媒管３４にバイパス弁を設けてもよい。また、バイパス弁１６は、流量制御弁でなく開閉弁であってもよい。さらに、例えば、図１２に示すように、冷媒管３３，３４及びバイパス管３５の分岐点に三方弁２１６を設けてもよい。なお、図１２に示す排熱利用ヒートポンプシステム２００では、冷媒熱交換器１７、吸込側冷媒熱回収器１８及び吐出側冷媒熱回収器１９を省略している。
　また、上記第２実施形態では、冷媒管３４は、本体１２３Ａ内に延出され、先端３４Ａが上向きとなるように略Ｕ字型に湾曲した湾曲部３４Ｂを有していたが、これに限定されるものはない。例えば、図１３に示すように、冷媒管３３４を、単に、本体１２３Ａの上部１２３Ａ３に接続して、先端３３４Ａを本体１２３Ａ内の上部に配置する構成とし、分離した潤滑油Ｌ１を圧縮式ヒートポンプ回路１０、例えば、圧縮機１１の吸込口１１Ａ（図１）に供給する潤滑油供給機構３０１を設けてもよい。この潤滑油供給機構３０１は、例えば、潤滑油管３０２を高さＨの位置に接続し、潤滑油管３０２に潤滑油Ｌ１を搬送するポンプ３０３を設けて構成される。図１３の例においても、圧縮機１１の潤滑油が回路中に流出した場合には、吸収液Ｌ２から分離した潤滑油を圧縮式ヒートポンプ回路１０に供給できるので、圧縮機１１の潤滑性を維持できる。
　１，２００　排熱利用ヒートポンプシステム（熱機関駆動式蒸気圧縮式ヒートポンプシステム）
　２　エンジン（原動機、熱機関）
　４　可変機構
　５　変速機
　１０　圧縮式ヒートポンプ回路
　１１　圧縮機
　１１Ａ　吸込口
　１６　バイパス弁
　１８　吸込側冷媒熱回収器
　１９　吐出側冷媒熱回収器
　２０　吸収式ヒートポンプ回路
　２１　再生器
　２２　吸収器
　２５　整流部材（分離手段）
　３４　冷媒管
　３４Ａ　先端
　３４Ｂ　湾曲部
　３５　バイパス管
　４１　濃吸収液管（送り配管）
　４２　稀吸収液管（戻り配管）
　４４　濃吸収液バイパス管（分岐管）
　６０　制御装置（排熱温度制御手段、熱容量制御手段）
　６２　温度センサ
　７０　吸収液供給装置（吸収液供給手段）
　１２３　セパレータ
　１２３Ａ　本体
　１２３Ｂ　接続部分
　Ｃ　回転軸
　Ｐ　循環ポンプ
　Ｒ　リバースポンプ

Claims (19)

  1. 　原動機の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機の動力源として利用する圧縮式ヒートポンプ回路と、前記原動機の排熱を、吸収液を加熱する再生器の熱源として利用する吸収式ヒートポンプ回路とを備え、
    　前記圧縮式ヒートポンプ回路において蒸発した冷媒を、前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収器に循環し、前記再生器による再生後に冷媒を分離し、この冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路内を循環するよう構成し、
    　前記吸収式ヒートポンプ回路は、再生器から吸収器への吸収液の戻り配管にリバースポンプを備え、このリバースポンプによる回転エネルギーを、吸収液の循環ポンプにより回収できるように構成した、
    　ことを特徴とする排熱利用ヒートポンプシステム。
  2. 　前記循環ポンプと前記リバースポンプとが共通の回転軸を備えたことを特徴とする請求項１に記載の排熱利用ヒートポンプシステム。
  3. 　前記リバースポンプの排除容積Ｖrが、循環ポンプの排除容積Ｖpに対して次式を満たすことを特徴とする請求項２に記載の排熱利用ヒートポンプシステム。
    　Ｖp×ｎ×ρp×ｘp＝Ｖr×ｎ×ρr×ｘr＋ｍcomp
    　ただし、回転軸の回転数をｎ、循環ポンプを通過する吸収液の密度をρp、循環ポンプを通過する吸収液中の冷媒の質量濃度をｘp、リバースポンプを通過する吸収液の密度をρr、リバースポンプを通過する吸収液中の冷媒の質量濃度をｘr、圧縮式ヒートポンプ回路の冷媒循環量をｍcompとする。
  4. 　前記循環ポンプ及び／又は前記リバースポンプは、自己の排除容積を可変する可変機構を備え、前記可変機構は、次式を満たすように対象とするポンプの排除容積を可変することを特徴とする請求項２に記載の排熱利用ヒートポンプシステム。
    　Ｖp×ｎ×ρp×ｘp＝Ｖr×ｎ×ρr×ｘr＋ｍcomp
    　ただし、循環ポンプの排除容積をＶp、回転軸の回転数をｎ、循環ポンプを通過する吸収液の密度をρp、循環ポンプを通過する吸収液中の冷媒の質量濃度をｘp、リバースポンプの排除容積をＶr、リバースポンプを通過する吸収液の密度をρr、リバースポンプを通過する吸収液中の冷媒の質量濃度をｘr、圧縮式ヒートポンプ回路の冷媒循環量をｍcompとする。
  5. 　前記リバースポンプは、次式（２）が成立するような、前記循環ポンプと前記リバースポンプの回転数比（ｎp／ｎr）を可変する変速機を介して前記循環ポンプに接続したことを特徴とする請求項１に記載の排熱利用ヒートポンプシステム。
    　Ｖp×ｎp×ρp×ｘp＝Ｖr×ｎr×ρr×ｘr＋ｍcomp
    　ただし、循環ポンプの排除容積をＶp、循環ポンプの回転数をｎp、循環ポンプを通過する吸収液の密度をρp、循環ポンプを通過する吸収液中の冷媒の質量濃度をｘp、リバースポンプの排除容積をＶr、リバースポンプの回転数をｎr、リバースポンプを通過する吸収液の密度をρr、リバースポンプを通過する吸収液中の冷媒の質量濃度をｘr、圧縮式ヒートポンプ回路の冷媒循環量をｍcompとする。
  6. 　原動機の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機の動力源として利用する圧縮式ヒートポンプ回路と、前記原動機の排熱を、吸収液を加熱する再生器の熱源として利用する吸収式ヒートポンプ回路とを備え、
    　前記圧縮式ヒートポンプ回路において蒸発した冷媒を、前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収器に循環し、前記再生器による再生後に冷媒を分離し、この冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路内を循環するよう構成し、
    　前記圧縮機に供給される冷媒と、前記再生器に供給される吸収液との間で熱交換させる吸込側冷媒熱回収器を設けたことを特徴とする排熱利用ヒートポンプシステム。
  7. 　前記吸収器から前記再生器への吸収液の送り配管から分岐する分岐管を備え、前記吸込側冷媒熱回収器は前記分岐管に設けられることを特徴とする請求項６に記載の排熱利用ヒートポンプシステム。
  8. 　前記圧縮機から吐出される冷媒と、前記再生器に供給される吸収液との間で熱交換させる吐出側冷媒熱回収器を設けたことを特徴とする請求項６又は７に記載の排熱利用ヒートポンプシステム。
  9. 　原動機の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機の動力源として利用する圧縮式ヒートポンプ回路と、前記原動機の排熱を、吸収液を加熱する再生器の熱源として利用する吸収式ヒートポンプ回路とを備え、
    　前記圧縮式ヒートポンプ回路において蒸発した冷媒を、前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収器に循環し、前記再生器による再生後に冷媒を分離し、この冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路内を循環するよう構成し、
    　前記圧縮式ヒートポンプ回路の圧縮機の潤滑油と、前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収液とが同一液であることを特徴とする排熱利用ヒートポンプシステム。
  10. 　前記圧縮機の潤滑油として前記圧縮機へ前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収液を供給する吸収液供給手段を設けたことを特徴とする請求項９に記載の排熱利用ヒートポンプシステム。
  11. 　前記吸収式ヒートポンプ回路の再生器により再生した冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路の圧縮機の吸込口に供給するように構成したことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の排熱利用ヒートポンプシステム。
  12. 　原動機の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機の動力源として利用する圧縮式ヒートポンプ回路と、前記原動機の排熱を、吸収液を加熱する再生器の熱源として利用する吸収式ヒートポンプ回路とを備え、
    　前記圧縮式ヒートポンプ回路において蒸発した冷媒を、前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収器に循環すると共に、
    　前記再生器の出口に、前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収液から、前記圧縮機の潤滑油と、前記冷媒とを分離するセパレータを備え、
    　このセパレータにより分離した圧縮機の潤滑油および冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路内を循環するよう構成した、
    　ことを特徴とする排熱利用ヒートポンプシステム。
  13. 　前記セパレータにより分離した圧縮機の潤滑油および冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路の圧縮機の吸込口に供給するように構成したことを特徴とする請求項１２に記載の排熱利用ヒートポンプシステム。
  14. 　前記セパレータは、前記再生器から潤滑油、冷媒蒸気及び吸収液からなる混合液が流入する本体を備え、
    　前記本体内に前記吸収液と前記潤滑油とを分離する分離手段を設けて、前記混合液を冷媒蒸気、潤滑油、吸収液の三層に分離したことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の排熱利用ヒートポンプシステム。
  15. 　前記本体には、上下方向中間部に、前記再生器から混合液が供給される混合液管が接続され、
    　前記分離手段は、前記本体と前記混合液管との接続部分より上方に配置されたことを特徴とする請求項１４に記載の排熱利用ヒートポンプシステム。
  16. 　前記本体には、上部に、前記冷媒を前記圧縮式ヒートポンプ回路に供給する冷媒管が接続され、
    　前記冷媒管は、前記本体内に延出され、先端が上向きとなるように略Ｕ字型に湾曲した湾曲部を有することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の排熱利用ヒートポンプシステム。
  17. 　原動機の軸出力を、冷媒を圧縮する圧縮機の動力源として利用する圧縮式ヒートポンプ回路と、前記原動機の排熱を、吸収液を加熱する再生器の熱源として利用する吸収式ヒートポンプ回路とを備え、
    　前記圧縮式ヒートポンプ回路において蒸発した冷媒を、前記吸収式ヒートポンプ回路の吸収器に循環し、前記再生器による再生後に冷媒を分離し、この冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路内を循環するよう構成し、
    　前記吸収式ヒートポンプ回路の再生器により再生した冷媒を、前記圧縮式ヒートポンプ回路の圧縮機の吸込口に供給するように構成し、
    　前記再生器に供給する排熱の温度を検出する温度センサと、
    　前記温度センサが検出した排熱の温度が所定温度に保たれるように吸収液の循環ポンプを制御する排熱温度制御手段と、
    　を備えたことを特徴とする請求項１に記載の熱機関駆動式蒸気圧縮式ヒートポンプシステム。
  18. 　前記圧縮式ヒートポンプ回路において蒸発した冷媒を、前記吸収式ヒートポンプ回路をバイパスして、前記圧縮機の吸込口に供給するバイパス管を設け、このバイパス管に冷媒量を制御するバイパス弁を設け、
    　前記排熱温度制御手段は、前記温度センサが検出した排熱の温度に基づいて前記バイパス弁を制御することを特徴とする請求項１に記載の熱機関駆動式蒸気圧縮式ヒートポンプシステム。
  19. 　前記圧縮式ヒートポンプ回路の利用側熱交換器から熱負荷に供給する冷熱又は温熱の熱容量を制御する熱容量制御手段を備え、
    　前記熱容量制御手段は、前記熱機関駆動式蒸気圧縮式ヒートポンプシステムの全能力に対する前記吸収式ヒートポンプ回路の能力寄与比率分だけ、前記原動機の動力源の入力変化を小さくすることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱機関駆動式蒸気圧縮式ヒートポンプシステム。
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