JP2007120809A

JP2007120809A - 吸収ヒートポンプ

Info

Publication number: JP2007120809A
Application number: JP2005311184A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kojima; 島弘小; Masahiro Oka; 雅博岡; Takashi Murakami; 上高村; Hirofumi Sasaki; 裕文佐々木; Naoki Onda; 田直樹恩; Tetsuya Iwata; 田哲哉岩
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2007-05-17

Abstract

【課題】投入された燃料の利用効率を改善することが出来る吸収ヒートポンプの提供。
【解決手段】燃料が投入される再生器（１）と、系外から熱エネルギーを取り入れて冷媒を蒸発する蒸発器（２）と、吸収剤が冷媒を吸収する吸収器（３）と、冷媒蒸気が凝縮する凝縮器（４）と、吸収器（３）及び凝縮器（４）を冷却する冷却水ライン（Ｌｗ）とを備え、冷却水ライン（Ｌｗ）を流れ且つ吸収器（３）及び凝縮器（４）を冷却する以前の冷却水に対して再生器（１）から排出された排気ガスが保有する熱量を投入する第１の熱交換器（７）を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、大気が保有する熱量等の未利用エネルギーを低温熱源とする吸収ヒートポンプに関する。

従来技術に係るヒートポンプの例として、単効用増熱型ヒートポンプを図９で示す。
図９において、システム全体を符号９０で示す単効用増熱型ヒートポンプは、例えば都市ガスが燃料として投入され燃焼される再生器１と、系外から例えば空気熱Ｑ_Ｌ等の未利用エネルギーを取り入れて冷媒を蒸発する蒸発器２と、液相の吸収剤が冷媒蒸気を吸収する吸収器３と、冷媒蒸気が凝縮する凝縮器４とを備えている。

吸収器３及び凝縮器４は、冷却水ラインＬｗによって冷却される様に構成されている。吸収器３と再生器１とは、循環ポンプ５の介装された吸収溶液ラインＬ１及びＬ２によって接続され、その吸収溶液ラインＬ１、Ｌ２には溶液熱交換器６が介装され、ラインＬ２を流れる吸収溶液が保有する熱量を、ラインＬ１を流れる吸収溶液に投与する様に構成されている。
再生器１には精溜器１１が装備されており、精溜器１１は、再生器１において吸収剤（例えば水）が気化して、冷媒蒸気と共に凝縮器４側に移動する恐れがある場合に、当該気相の吸収剤（例えば水蒸気）を凝縮せしめ、再生した冷媒蒸気（例えばアンモニア蒸気）から分離するために設けられている。それと共に、精溜器１１は、吸収溶液ラインＬ１を流れる吸収溶液を、溶液熱交換器６よりも吸収器３側の領域で加熱し、昇温する様に構成されている。

精溜器１１で気相の吸収剤から分離された冷媒蒸気（例えばアンモニア蒸気）は、ラインＬ３を流れて凝縮器４に至り、凝縮器４内で気化熱を奪われて凝縮して液相冷媒（例えば、１００％アンモニア）になり、この液相冷媒はラインＬ４を流れて蒸発器２に流入する。
蒸発器２内の液相冷媒は空気熱Ｑ_Ｌより気化熱を奪って蒸発器２内で蒸発し、ラインＬ５（単なる開口である場合も存在する）を介して吸収器３に戻る。
図９の例では、蒸発器２においては、大気からの熱エネルギー（空気熱）Ｑ_Ｌにより液相冷媒を蒸発しているが、大気からの熱エネルギー（空気熱）Ｑ_Ｌのみならず、河川の水や、下水等が保有する未利用エネルギーであっても、利用可能に構成されている。

吸収器３内で、冷媒蒸気は再生器１から戻った吸収溶液に吸収されて、吸収溶液中の吸収剤濃度が薄くなる。吸収剤濃度が薄くなった吸収溶液（希溶液）は、吸収器３を出て、循環ポンプ５により再生器１へ送られる。ここで、吸収器３内では、冷媒蒸気が吸収溶液に吸収される際に、吸収熱（潜熱）を発生する。
冷却水ラインは、吸収器３で発生した吸収熱（潜熱）を奪って吸収器３を冷却すると共に、凝縮器４において冷媒蒸気（気相冷媒）から気化熱を奪って凝縮せしめる（液相冷媒とする）。すなわち、冷却水ラインＬｗを流れる冷却水には、吸収器３で発生した吸収熱及び凝縮器４で冷媒蒸気から奪った気化熱が投入され加熱される。その結果、冷却水ラインＬｗを流れる冷却水は、給湯需要を賄える程度まで昇温されて、湯として取り出される（給湯）。

ここで、単効用増熱型ヒートポンプ９０に供給される熱量は、再生器１の燃料供給ラインＬｆで供給される都市ガスの燃焼により供給される熱量Ｑ_Ｈ（再生器１で吸収溶液を加熱し、冷媒蒸気を再生するのに用いられる熱量）と、蒸発器２において液相冷媒の蒸発に用いられる熱エネルギー（空気熱）Ｑ_Ｌ（河川の水や、下水等が保有する未利用エネルギーを含む）である。一方、ヒートポンプ９０から外部に供給されるのは、冷却水ラインＬｗから給湯として取り出し可能な給湯熱量Ｑ_Ｍである。従って、単効用増熱型ヒートポンプ９０の熱収支は、
Ｑ_Ｍ＝Ｑ_Ｈ＋Ｑ_Ｌなる式で表現される。

ここで、投入された燃料の利用効率ηを以下のように定義すると
η＝給湯に供した熱量／投入された燃料の持つ熱量
図９に示す様な従来技術に係るヒートポンプでは、投入された燃料の利用効率は８０〜８５％程度（総発熱量基準）であり、一般的な給湯機（総発熱量基準で、最大９５％程度）等に比較すると、利用効率は低い。
燃料の利用効率が低いというヒートポンプの問題点を解消するため、種々の提案が為されているが、有効な解決手段は未だに提案されていない。
例えば、従来技術の１例として、大気温度が低く大気熱交換用循環水が十分に加熱されない場合に凝縮熱により大気熱交換用循環水を加熱し、大気温度が高く大気熱交換用循環水が十分に冷却されない場合に気化熱により大気熱交換用循環水を冷却する吸収ヒートポンプシステムが存在する（特許文献１）。
しかし、係る従来技術は気温が低い場合にも確実に暖房運転を実行し、且つ、気温が高くても確実に冷房運転を実行することを目的としており、吸収ヒートポンプの投入された燃料（図９の例では都市ガス）の利用効率を改善するものではなく、上述した問題点を解消しない。
特開２００５−７７０３７号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、投入された燃料（図９の例では都市ガス）の利用効率を改善することが出来る吸収ヒートポンプの提供を目的としている。

本発明の吸収ヒートポンプは、燃料が投入される再生器（１）と、系外から熱エネルギー（空気熱等の未利用エネルギーＱ_Ｌ）を取り入れて冷媒を蒸発する蒸発器（２）と、吸収剤が冷媒を吸収する吸収器（３）と、冷媒蒸気が凝縮する凝縮器（４）と、吸収器（３）及び凝縮器（４）を冷却する冷却水ライン（Ｌｗ）とを備え、冷却水ライン（Ｌｗ）を流れ且つ吸収器（３）及び凝縮器（４）を冷却する以前の冷却水に対して再生器（１）から排出された排気ガスが保有する熱量を投入する第１の熱交換器（７：潜熱回収熱交換器）を備えていることを特徴としている（図１、図２、図５、図６：請求項１）。

ここで、吸収剤として例えば水を選択し、冷媒として例えばアンモニアを選択することが可能である。
ただし、これに限定されるものではなく、例えば、吸収剤として臭化リチウムを選択し、且つ、冷媒として水を選択することや、有機媒体（フッ化アルコール）を選択すること等も可能であり、それ以外の冷媒や吸収剤を選択し得る。

本発明の吸収ヒートポンプにおいて、冷却水ライン（Ｌｗ）を流れ且つ吸収器（３）及び凝縮器（４）を冷却して昇温した後の冷却水に対して再生器（１）から排出された排気ガスが保有する熱量を投入する第２の熱交換器（８：顕熱回収熱交換器）を備え、第２の熱交換器（８）を経由した排気ガスが前記第１の熱交換器（７）に供給され（て、冷却水ラインＬｗを流れ且つ吸収器３及び凝縮器４を冷却する以前の冷却水と熱交換する様に構成されてい）るのが好ましい（図３、図４、図７、図８：請求項２）。

本発明において、燃料が投入される高温再生器（１Ｈ）と、該高温再生器（１Ｈ）で発生した冷媒蒸気により吸収溶液を加熱して冷媒蒸気を再生する低温再生器（１Ｌ）とを有しているのが好ましい（図５〜図８）。
換言すれば、本発明は、単効用の吸収ヒートポンプに限定されるものではなく、二重効用の吸収ヒートポンプとして構成することが出来る。

さらに、本発明において、第１の熱交換器（潜熱交換熱交換器７）を通過した冷却水が、吸収器（３）、凝縮器（４）の順に流れる（第１の熱交換器７、吸収器３、凝縮器４、第２の熱交換器８の順に流れる場合を含む）様に構成しても良い（図１、図３、図５、図７）。
或いは、第１の熱交換器（潜熱交換熱交換器７）を通過した冷却水が、凝縮器４、吸収器３の順に流れる（第１の熱交換器７、凝縮器４、吸収器３、第２の熱交換器８の順に流れる場合を含む）様に構成しても良い（図２、図４、図６、図８）。

上述する構成を具備する本発明によれば、第１の熱交換器（潜熱回収熱交換器７）を設けることにより、再生器（３）で燃焼した後の燃料（都市ガス等）の排ガスが保有する熱が有効利用でき、その分、効率が向上する。その結果、従来の吸収ヒートポンプの燃料の利用効率が低い、という問題を解消することが出来る。

ここで、吸収ヒートポンプは、燃料（都市ガス）の燃焼熱と系外から熱エネルギー（空気熱等の未利用エネルギーＱ_Ｌ）との和で加熱されるため、空気熱（等の未利用熱エネルギーＱ_Ｌ）による低い温度レベルによる拘束を受けてしまい、給湯温度が、一定以上には昇温しない。
これに対して、本発明において、第２の熱交換器（顕熱交換熱交換器８）を設ければ（請求項２）、空気熱（等の未利用熱エネルギーＱ_Ｌ）による低い温度レベルによる拘束を受けることなく、当該第２の熱交換器（顕熱交換熱交換器８）により冷却水ライン（Ｌｗ）を流れる冷却水（給湯）が加熱されるので、給湯温度（取出し温度）をさらに昇温させることが出来る。

例えば、臭化リチウムのように材料を腐食させ易い吸収剤を使用する場合には、再生器（１）の腐食防止のためには、再生器（１）では燃料の排気ガスを凝縮させてはならない。燃料（都市ガス）の排気ガス凝縮液（ドレン）は、金属材料を腐食される成分を包含する可能性が高いからである。そのため、再生器（１）内で燃料（都市ガス）の排ガスが潜熱交換を行って凝縮することが無い様に、再生器（１）を出た燃料（都市ガス）の排ガス温度を高温にする必要がある。換言すれば、再生器（１）でドレン（凝縮液）が発生することが無い様に、再生器（１）を出る都市ガスの排ガスの温度を低くすることが出来ない。
従って、上述した様な第１の熱交換器（潜熱交換熱交換器７）を設けても、当該第１の熱交換器（潜熱交換熱交換器７）では、再生器１を出た高温の燃料排ガスで、ヒートポンプを冷却していない低温の上水を加熱することになり、エクセルギー損失が悪化する恐れが存在する。

これに対して、再生器（１）において燃料の利用効率を高効率化して再生器（１）から出る燃料排ガスが温度を低くすれば、エクセルギー損失の悪化は防止できるが、再生器（１）内で燃料排ガスが凝縮してしまう可能性も高くなり、燃料排ガスが凝縮したドレンが吸収ヒートポンプの金属材料を腐食してしまう可能性が高くなる。

本発明において、第２の熱交換器（顕熱交換熱交換器８）を設ければ（請求項２）、当該第２の熱交換器（顕熱交換熱交換器８）においては、吸収器（３）及び凝縮器（４）を経由して昇温された冷却水に対して、再生器（１）を出た直後の高温の排ガスから熱が投入される。すなわち、高温の冷却水を高温の燃料排ガスが加熱することになる。
そして、第１の熱交換器（潜熱交換熱交換器７）においては、第２の熱交換器（顕熱交換熱交換器８）で保有する熱量を投入して降温した燃料排ガスが、未だに加熱されていない低温の上水を加熱する。すなわち、低温の冷却水が低温の燃料排ガスで加熱されることになる。
すなわち、第２の熱交換器（顕熱交換熱交換器８）をもうけることにより、高温の排ガスで高温の冷却水を加熱し、低温の排ガスで低温の冷却水を冷却することとなるので、エクセルギー損失が少なくなる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１のブロック図に基づいて第１実施形態を説明する。
システム全体を符号１０１で示す吸収ヒートポンプは、例えば、燃料ガス供給ラインＬｆによって都市ガスが燃料として投入される再生器１と、系外から例えば空気熱Ｑ_Ｌを取り入れて冷媒を蒸発する蒸発器２と、吸収剤（図示の例では水）が冷媒（図示の例ではアンモニア）を吸収する吸収器３と、冷媒蒸気が凝縮する凝縮器４とを備えている。

吸収器３及び凝縮器４は冷却水ラインＬｗによって冷却される様に構成されている。また、冷却水ラインＬｗは図示しない上水道から、上水（冷却水；水道水）が潜熱回収熱交換器７（第１の熱交換器）を経由し、吸収器３、凝縮機４の順に流過し、この間に温められた冷却水（温水）は給湯に供される。
燃料供給ラインＬｆを介して再生器１に投入された燃料ガス（都市ガス）が燃焼して発生した排気ガスは、排気ガスラインＬｇを流れ、その排気ガスラインＬｇが潜熱回収熱交換器７を通ることによって、ラインＬｇを流れる高温排気ガスが保有する熱エネルギーが冷却水ラインＬｗの冷却水に投入され、当該冷却水を昇温する様に構成されている。

吸収器３と再生器１は、循環ポンプ５の介装された吸収溶液ラインＬ１、Ｌ２によって接続され、そのラインＬ１、Ｌ２には溶液熱交換器６が介装されている。その溶液熱交換器６ではラインＬ２を流れる吸収溶液が保有する熱量を、ラインＬ１を流れる吸収溶液に投与される。
再生器１には、精溜器１１が装備されており、水蒸気（気相の吸収剤）の気化熱を奪うことにより、冷媒（アンモニア）蒸気から水蒸気（気相の吸収剤）を分離する。それと共に、ラインＬ１の溶液熱交換器６よりも吸収器５側の領域で、吸収器３から再生器１に向う吸収溶液を加熱（予熱）して、吸収溶液を昇温する様に構成されている。

再生器１で発生した冷媒蒸気（アンモニア蒸気）はラインＬ３を通って凝縮器４に流入し、凝縮器４内で凝縮して液相冷媒（１００％アンモニア液）となる。この液相冷媒はラインＬ４を介して蒸発器２に流入する。
蒸発器２内において、液相冷媒は、系外から空気熱Ｑ_Ｌにより蒸発して気相冷媒（冷媒蒸気）となる。蒸発した冷媒蒸気はラインＬ５を介して吸収器３に流入する。なお、ラインＬ５は、説明の便宜のため、図中では管路状に表現したが、実機においては、単なる開口部として構成されている場合がある。
吸収器３内では、冷媒蒸気が再生器１から戻った吸収溶液（吸収剤の濃度が高い吸収溶液）に吸収されて、吸収熱を発生する。そして、冷媒を吸収した吸収溶液は、吸収剤の濃度が薄まった状態で吸収器３を出る。そして、循環ポンプ５で再生器１に送られる。

第１実施形態の吸収ヒートポンプ１０１の蒸発器２においても、大気からの熱エネルギー（空気熱）Ｑ_Ｌ、或いは、河川、下水などの未利用エネルギー（図示せず）を汲み上げる様に構成されている。
また、冷却水ラインＬｗは、潜熱回収熱交換器７で高温の都市ガス燃焼排ガスが保有する熱量が投入され、吸収器３で発生した吸収熱が投入され、凝縮器４において冷媒の気化熱を奪うことにより加熱され、給湯温度Ｔ_Ｍまで昇温する。

上述した通り、給湯で得られる熱量Ｑ_Ｍは、Ｑ_Ｍ＝Ｑ_Ｈ＋Ｑ_Ｌで与えられる。
ラインＬｗを流れる冷却水は、蒸発器２及び吸収器３の両方から熱が供給されるので、効率（給湯の熱量／都市ガス等の強制的に負荷した熱量）が１を越えるのに加えて、図１の実施形態では、潜熱回収熱交換器７で高温の都市ガス燃焼排ガスが保有する熱量が投入されるので、従来のヒートポンプに比較して、より高い効率が得られる。

換言すれば、図１の実施形態においては、システムを潜熱回収部（図１の線Ｚよりも、図において上方の領域）と吸収ヒートポンプ部（図１の線Ｚよりも、図において下方の領域）とに分割する様に構成して、潜熱回収部に潜熱回収熱交換器７を設けることにより、再生器１で燃焼した後の都市ガス等の排ガスが保有する熱が有効利用できる。その分、効率が向上する。
その結果、吸収ヒートポンプの効率を改善することが出来る。

次に、図２のブロック図に基づいて、本発明の第２実施形態に係る吸収ヒートポンプ１０２を説明する。
図１の第１実施形態では、上水を潜熱回収熱交換器７から始まって吸収器３、凝縮器４の順に流している。
吸収剤として臭化リチウム、冷媒として水を用いる場合には、吸収器３の温度が高くなり過ぎて、臭化リチウムの吸収溶液が結晶化（晶析）しない様に、吸収器３の温度を下げるため、吸収器３を優先的に冷却する必要がある。
そのため、温度の低い状態の上水（冷却水）が、先ず、吸収器３に供給され、吸収剤である集荷リチウムの晶析を防止する。その後、冷却水は凝縮器４に供給されて冷媒蒸気を凝縮する。

しかし、例えば、吸収剤として水、冷媒にアンモニアを用いる場合には、そもそも晶析の問題は無い。
また、冷却水で熱を取るという目的（冷却）であれば、冷却水である上水が通過する順番は、凝縮器４が先で、吸収器３が後、の順番の方が良い。
温度の低い凝縮器４を昇温前の温度が低い上水で冷却し、昇温した後の上水で温度の高い吸収器３を冷却する方が、（温度の高い吸収器３を昇温前の温度が低い上水で冷却し、昇温した後の上水で温度の低い凝縮器４を冷却するよりも、）エクセルギー損失が低く、冷却の効率が良いからである。

そのため、図２の第２実施形態では、先ず、温度が低い上水で凝縮器４を冷却し、次に温度が高い上水で高温の吸収器（吸収熱が発生するので高温）３を冷却する様に構成している。
すなわち、上水を、潜熱回収熱交換器７から、凝縮器４、吸収器３の順に流している。
その様に冷却水ラインＬｗにおいて配置することで、エクセルギー損失を低くして、冷却の効率を向上している。

図２の第２実施形態は、図１の第１実施形態に対して冷却ラインの流過順序を変えた点を除き、その他の構成及び作用効果については、図１の第１実施形態と同様である。

次に、図３のブロック図に基づいて、第３実施形態の吸収ヒートポンプ１０３を説明する。
図３の第３実施形態は、図１の第１実施形態における潜熱回収部（図１において、線Ｚよりも上方の領域）に、顕熱回収熱交換器８（第２の熱交換器）を追加して設けている。
顕熱回収熱交換器８では、再生器１から出た燃料ガスの高温の燃料排ガスが保有する熱量が、潜熱回収熱交換器７と吸収器３と凝縮器４を経由した冷却水ライン（給湯ライン）Ｌｗを流れる冷却水（潜熱回収熱交換器７と吸収器３と凝縮器４において加熱されて昇温した冷却水：給湯される温水）に投入される様に構成されている。

通常の給湯器では、上水をバーナーで直接加熱しているので、１００℃近辺まで昇温した湯を供給出来る。これに対して、図９で示す一般的なヒートポンプ９０では、再生器１で投入される熱量をＱ_Ｈ、再生器１の温度をＴ_Ｈ、蒸発器２で投入される熱量をＱ_Ｌ、大気温度をＴ_Ｌ、冷却水ラインＬｗから給湯される湯温をＴ_Ｍ、その熱量をＱ_Ｍとすると、
Ｑ_Ｍ／Ｔ_Ｍ＝（Ｑ_Ｈ／Ｔ_Ｈ）＋（Ｑ_Ｌ／Ｔ_Ｌ）となる。すなわち、大気温度Ｔ_Ｌの項目が存在するので、給湯温度は、一定以上には昇温しない。

これに対して、図３の第３実施形態で示す様に、冷却水ラインＬｗの潜熱回収部（図３において、線Ｚよりも上方の領域）に、顕熱回収熱交換器８を追加して設け、再生器１からの高温排ガスが保有する熱量を投入すれば、顕熱回収熱交換器８で投入される熱量（再生器１からの高温排ガスが保有する熱量）は上述した数式における大気温度Ｔ_Ｌの項目の影響を受けないので、給湯温度（取出し温度）をさらに高くして、給湯機並みの高温の給湯温度を実現することが出来るのである。

ここで、顕熱回収熱交換器８は、燃料である都市ガスの燃焼排ガスが凝縮しても腐食しない様に、構成されている。顕熱回収熱交換器８において、再生器１からの排ガスが凝縮してしまう場合が想定されるからである。この場合、熱交換器８は、排ガスが保有する顕熱のみならず、潜熱をも冷却水に投入してしまうこととなる。
腐食しない様な構成として、例えば中和器（図示せず）等が設けられている。

さらに図３の第３実施形態では、システム１０３全体におけるエクセルギー損失を少なくすることが出来る。
エクセルギー損失を低く抑えるためには、例えば、低温の上水は低温のガス或いは液体で加熱し、高温の上水を高温のガスで加熱するカスケード利用が望ましい。

図３の第３実施形態によれば、顕熱回収熱交換器８では、潜熱回収熱交換器７から吸収器３、次に凝縮器４と加熱された高温の冷却水が、再生器１を出た直後の高温の燃料排ガスから熱が投入される。すなわち、顕熱回収熱交換器８では、高温の冷却水が高温の燃料排ガスにより加熱される。
一方、顕熱回収熱交換器８で保有する熱量を投入して降温した燃料排ガスは、潜熱回収熱交換器７で未だに加熱されていない低温の上水を加熱する。すなわち、潜熱回収熱交換器７では、低温の冷却水が低温の燃料排ガスにより加熱される。

すなわち、図３の実施形態によれば、顕熱回収熱交換器８及び潜熱回収熱交換器７で冷却水ラインＬｗを流れる冷却水を加熱することについて、カスケード利用が達成されており、その結果、エクセルギー損失は少なくなるのである。

図３の第３実施形態における他の構成及び作用効果については、図１の第１実施形態と同様である。

次に、図４を参照して、本発明の第４実施形態に係る吸収ヒートポンプ１０４を説明する。
図３の第３実施形態では、第１実施形態と同様に、冷却水ラインは、潜熱回収熱交換器７、吸収器３、凝縮器４、顕熱回収熱交換器８の順に経由するように配置されている。
それに対して、図４の第４実施形態では、冷却水ラインＬｗが、吸収器３と凝縮器４とを経由する順序を変えている。

すなわち、図４の第４実施形態では、冷却水ラインＬｗは、潜熱回収熱交換器７、凝縮器４、吸収器３、顕熱回収熱交換器８の順に経由するように配置されている。
この様に、冷却水が凝縮器４で冷媒蒸気の気化熱を奪った後に、吸収器３を冷却する様に構成した結果、図２の第２実施形態で説明したのと同様な理由により、冷却効率が向上する。すなわち、温度が低い状態の冷却水で温度が低い凝縮器４を冷却し、凝縮器４で昇温した冷却水でより高温の吸収器３を冷却するので、冷却が効率的に行われるのである。

図４の実施形態におけるその他の作用効果については、図２の第２実施形態及び図３の第３実施形態と同様である。

次に、図５のブロック図に基づいて、第５実施形態の吸収ヒートポンプ１０５を説明する。
図１、図３の実施形態は再生器を一つのみ備えており、冷媒蒸気は当該一つのみの再生器１でしか生じない単効用タイプタイプの吸収ヒートポンプである。
これに対して、図５の第５実施形態では、高温再生器１Ｈと低温再生器１Ｌの二つを備えている。そして、高温再生器１Ｈで発生した冷媒蒸気により、低温再生器１Ｌで冷媒蒸気を発生させている。
即ち、図５の第５実施形態は、燃料ガス（都市ガス）を一度投入して、冷媒蒸気が２回に亘って再生する二重効用タイプの吸収ヒートポンプに構成されている。

より詳細に述べると、図５において、吸収式ヒートポンプ１０５は、高温再生器１Ｈと、低温再生器１Ｌとを備えており、燃料である都市ガスを燃焼することにより高温再生器１Ｈからは冷媒蒸気が再生される。そして、高温再生器１Ｈで加熱された吸収溶液はラインＬ２１を流れて低温再生器１Ｌに流入し、高温再生器１Ｈで再生した冷媒蒸気はラインＬ３１を流れて低温再生器１Ｌ内の吸収溶液を加熱する。その結果、吸収溶液１Ｌからも冷媒蒸気が発生するのである。

図５の第５実施形態では、加える熱量（都市ガスを燃焼して得られる熱量）は第１実施形態〜第４実施形態と同一でも、低温再生器１Ｌで再生する分だけ冷媒蒸気発生量が増加し、一段と高効率化されている。
図５の第５実施形態における他の構成及び作用効果については、図１の第１実施形態と同様である。

ここで、図５において、高温再生器１Ｈには精溜器（図１〜図４において符号１１）が設けられていない。しかし、使用する冷媒と吸収剤によっては（例えば、冷媒がアンモニアで、吸収剤が水の場合）、高温再生器１Ｈに精溜器を設ける場合がある。
後述する図６〜図８においても同様である。

逆に、図１〜図４において、使用する冷媒と吸収剤如何によっては（例えば、冷媒が水で、吸収剤が臭化リチウムの場合）、再生器１に精溜器１１を設けない場合が存在する。

図６に基づいて、第６実施形態に係る吸収ヒートポンプ１０６を説明する。
図６の第６実施形態は、図２の第２実施形態を二重効用にして、高効率化を図った実施形態である。

すなわち、図２では、再生器は１個のみ設けたのに対して、図６では、高温再生器１Ｈと低温再生器１Ｌの２個の再生器を設けている。冷却水ラインＬｗの流れの順序を除けば、その他の構成は、図５の第５実施形態と同様である。
また、図２、図４の実施形態と同様に、温度が低い状態の冷却水で温度が低い凝縮器４を冷却し、凝縮器４で昇温した冷却水でより高温の吸収器３を冷却するので、冷却が効率的に行われるのである。

次に、図７に基づいて、第７実施形態の吸収ヒートポンプ１０７を説明する。
図７の第７実施形態は、図３の第３実施形態を二重効用にして、高効率化を図った実施形態である。

図３の第３実施形態では、再生器は１個のみであるのに対して、図７の第７実施形態では、高温再生器１Ｈと低温再生器１Ｌの２個の再生器を設けている。その結果、図７の吸収ヒートポンプは二重効用タイプに構成され、図３の実施形態に比較して、冷媒蒸気の発生量が増加する。
二重効用タイプの吸収ヒートポンプとしての吸収系統の構成は、図５、図６と同様である。また、作用効果については、図３の第３実施形態と同様である。

次に、図８に基づいて、第８実施形態の吸収ヒートポンプ１０８を説明する。
図８の第８実施形態は、図４の第４実施形態を二重効用にして、高効率化を図った実施形態である。

即ち、図４の第４実施形態では再生器を１個だけ設けたのに対して、図８の第８実施形態では、高温再生器１Ｈと低温再生器１Ｌの２個の再生器を設けている。そして、冷媒蒸気の再生が２回に亘って行われる二重効用タイプの吸収ヒートポンプに構成されている。
二重効用タイプの吸収ヒートポンプとしての吸収系統の構成は、図５〜図７の実施形態と同様である。

また、図８の実施形態は、図７の実施形態に比較すると、冷却水ラインＬｗの構成が異なっている。
図８の実施形態では、図７の実施形態とは異なり、冷却水ラインＬｗは凝縮器４を経由した後に吸収器３を経由する様に構成されている。そのため、図２、図４、図６の実施形態と同様に、温度が低い状態の冷却水で温度が低い凝縮器４を冷却し、凝縮器４で昇温した冷却水でより高温の吸収器３を冷却するので、冷却が効率的に行われるのである。

なお、図５〜図８において、二重効用に構成された吸収ヒートポンプ１０５〜１０８は、いわゆる「シリーズフロータイプ」のものが図示されているが、「パラレルフロータイプ」、「リバースフロータイプ」、「シリーズ・パラレルフロータイプ」、「リバース・パラレルフロータイプ」に構成することも可能である。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。

本発明の第１実施形態の全体構成を示したブロック図。本発明の第２実施形態の全体構成を示したブロック図。本発明の第３実施形態の全体構成を示したブロック図。本発明の第４実施形態の全体構成を示したブロック図。本発明の第５実施形態の全体構成を示したブロック図。本発明の第６実施形態の全体構成を示したブロック図。本発明の第７実施形態の全体構成を示したブロック図。本発明の第８実施形態の全体構成を示したブロック図。従来技術の全体構成を示したブロック図。

符号の説明

１・・・再生器
１Ｈ・・・高温再生器
１Ｌ・・・低温再生器
２・・・蒸発器
３・・・吸収器
４・・・凝縮機
５・・・循環ポンプ
６・・・溶液熱交換器
７・・・潜熱回収熱交換器
８・・・顕熱回収熱交換器
１１・・・精溜器
Ｌ１、Ｌ１１〜Ｌ１３・・・吸収溶液往きライン
Ｌ２、Ｌ２１〜Ｌ２３・・・吸収溶液戻りライン
Ｌｆ・・・燃料ガス供給ライン
Ｌｗ・・・冷却水ライン

Claims

燃料が投入される再生器と、系外から熱エネルギーを取り入れて冷媒を蒸発する蒸発器と、吸収剤が冷媒を吸収する吸収器と、冷媒蒸気が凝縮する凝縮器と、吸収器及び凝縮器を冷却する冷却水ラインとを備え、冷却水ラインを流れ且つ吸収器及び凝縮器を冷却する以前の冷却水に対して再生器から排出された排気ガスが保有する熱量を投入する第１の熱交換器を備えていることを特徴とする吸収ヒートポンプ。
冷却水ラインを流れ且つ吸収器及び凝縮器を冷却して昇温した後の冷却水に対して再生器から排出された排気ガスが保有する熱量を投入する第２の熱交換器を備え、第２の熱交換器を経由した排気ガスが前記第１の熱交換器に供給される請求項１の吸収ヒートポンプ。