JPH0953864A

JPH0953864A - エンジン式冷房装置

Info

Publication number: JPH0953864A
Application number: JP8006394A
Authority: JP
Inventors: Akira Yanagida; 昭柳田; Kenji Nakajima; 謙司中島; Yukihiko Takeda; 幸彦武田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】圧縮式冷凍機２と吸収式冷凍機３とを組み合
わせたエンジン式冷房装置Ｓにおいて、室内機３１に対
する冷熱媒体の循環経路を圧縮式冷凍機２の冷媒のみに
よる１系統で構成して大幅なコストダウンを実現するこ
と。【構成】吸収式冷凍機３は、再生器１３、凝縮器１
４、蒸発器１５、および吸収器１６等より構成されて、
蒸発器１５の伝熱管１５ａが圧縮式冷凍機２のレシーバ
８と膨張弁９とを繋ぐ高圧配管１２ａに接続されてい
る。従って、蒸発器１５で得られる冷凍能力は、レシー
バ８から膨張弁９へ向かって流れる液冷媒に回収され
て、圧縮式冷凍機２の冷媒蒸発器１１で冷房運転に使用
される。また、吸収式冷凍機３の吸収器１６と凝縮器１
４とを流れる冷却水は、冷却水回路１８に設けられた空
冷熱交換器２９を通過する際に、クーリングファン６の
送風を受けて冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排熱を
利用した吸収式冷凍機と、エンジンにより駆動される圧
縮式冷凍機とを組み合わせたエンジン式冷房装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、再生器の熱源としてエンジン
の排熱を利用した吸収式冷凍機が公知である（特開昭６
０−９３２７４号公報、特開平３−１２９２６８号公報
参照）。また、この吸収式冷凍機をエンジン駆動による
圧縮式冷凍機の補助冷房装置として組み合わせた冷房シ
ステムが提案されている。即ち、エンジンで圧縮式冷凍
機を運転して、その時のエンジン排熱を利用して吸収式
冷凍機を駆動するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、吸収式冷凍
機を圧縮式冷凍機の補助冷房装置として使用した場合、
圧縮式冷凍機と吸収式冷凍機で使用する冷熱媒体が異な
る。即ち、圧縮式冷凍機ではフロン系の冷媒を使用する
のに対して、吸収式冷凍機では蒸発器で得られた冷水を
利用して冷房を行っている。このため、室内機に対して
圧縮式冷凍機用の冷媒配管と吸収式冷凍機用の冷水配管
の２系統の配管設備が必要となるばかりでなく、室内熱
交換器も冷媒用と冷水用とを別々に設置する必要があ
る。さらに、冷水配管には冷水を循環させるための冷水
ポンプも必要となる。

【０００４】また、吸収式冷凍機では、蒸発器で所定の
冷水取出温度（例えば５℃）を得るために、吸収器およ
び凝縮器で冷却水に移動した熱を冷却塔で大気に放出す
る水冷式が一般的であるが、この水冷式の場合は、冷却
水が循環する冷却水回路の他に、水冷設備（冷却塔、水
冷用配管、ポンプ等）を必要とすることから設備費や施
工費が高くつく。また、冷却水の水質管理を必要とする
ことからメンテナンスコストが高くなる。一方、水冷式
に対して、吸収器および凝縮器を空気冷却する空冷式の
吸収式冷凍機が提案（特開平１−３１０２７３号公報参
照）されているが、空冷化のために用いられる吸収器お
よび凝縮器が複雑で大型であることから実用化には多く
の課題を残している。

【０００５】本発明は、上記事情に基づいて成されたも
ので、圧縮式冷凍機と吸収式冷凍機とを組み合わせたエ
ンジン式冷房装置において、室内機に対する冷熱媒体の
循環経路を圧縮式冷凍機の冷媒のみによる１系統で構成
して大幅なコストダウンを実現することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、吸収式冷凍機で得られる冷凍能力が圧縮式冷凍機の
冷媒凝縮器で凝縮液化された凝縮液冷媒に回収される。
即ち、吸収式冷凍機の冷凍能力によって冷媒凝縮器で凝
縮液化された凝縮液冷媒の過冷却度（サブクール）を得
ることができる。従って、圧縮式冷凍機の冷媒蒸発器を
室内熱交換器として冷房運転を行うことができる。即
ち、室内機に対する冷熱媒体の循環経路を圧縮式冷凍機
の冷凍サイクルによる１系統で構成することができる。
これにより、吸収式冷凍機用の室内機および配管設備等
が不要となることから、大幅なコストの低減を実現する
ことができる。

【０００７】請求項２の発明によれば、吸収式冷凍機で
得られる冷凍能力を圧縮式冷凍機の冷媒凝縮器で凝縮液
化された凝縮液冷媒に回収する構成としては、圧縮式冷
凍機の冷媒凝縮器と減圧手段とを連絡する高圧配管に蒸
発器の伝熱管を接続することができる。従って、吸収式
冷凍機の蒸発器では、凝縮器（吸収式冷凍機）で凝縮液
化された液冷媒が伝熱管を流れる高圧冷媒（冷媒凝縮器
で凝縮液化された凝縮液冷媒）から蒸発潜熱を奪って蒸
発する。一方、伝熱管を流れる高圧冷媒は、液冷媒に蒸
発潜熱を奪われて冷却される。即ち、過冷却度が得られ
る。

【０００８】請求項３の発明によれば、吸収式冷凍機
は、エンジンの排気ガスを熱源として利用する高温側吸
収サイクルと、エンジンの冷却水を熱源として利用する
低温側吸収サイクルとから構成することができる。これ
は、エンジンの冷却水と排気ガスとを比較した場合に、
冷却水温度より排気ガス温度の方が高いことから、この
排気ガスを再生器の熱源として利用することにより、再
生器で加熱される吸収液の温度（再生温度）が高くな
る。従って、低温側吸収サイクルと同等の吸収温度およ
び凝縮温度において、低温側吸収サイクルより低温の蒸
発温度を得ることができる。そこで、低温側吸収サイク
ルで得られる冷凍能力を冷媒凝縮器で凝縮液化された凝
縮液冷媒に回収した後、さらに高温側吸収サイクルで得
られる冷凍能力を凝縮液冷媒に回収することで、より大
きなサブクールを得ることができる。

【０００９】請求項４の発明によれば、低温側吸収サイ
クルは、伝熱管の上流域を第１蒸発器として構成し、高
温側吸収サイクルは、伝熱管の下流域を第２蒸発器とし
て構成する。これにより、低温側吸収サイクルの冷凍能
力が、伝熱管の上流域を流れる凝縮液冷媒のサブクール
として回収され、高温側吸収サイクルの冷凍能力が、伝
熱管の下流域を流れる凝縮液冷媒、即ち低温側吸収サイ
クルの冷凍能力によって冷却された凝縮液冷媒にサブク
ールとして回収される。

【００１０】請求項５の発明によれば、吸収式冷凍機
は、蒸発器で得られる冷凍能力を直接冷房能力として使
用する必要がない。即ち、圧縮式冷凍機の冷媒凝縮器で
凝縮液化された凝縮液冷媒にサブクールを与えることが
できる程度の蒸発温度が得られれば良い。これにより、
吸収器および凝縮器での吸収液の温度を従来の水冷式と
比較して高く設定することができるため、冷却液回路に
空冷式の熱交換器を設けて、吸収器および凝縮器を循環
する冷却液を空気冷却（空冷）することが可能となる。
この結果、設備費や施工費の高い水冷設備（冷却塔、水
冷用配管、ポンプ等）が不要となるとともに、空冷化に
よって冷却液回路を密閉する（外気に晒されないクロー
ズドタイプ）ことができるため、水質管理も不要とな
り、コストの大幅な低減を図ることができる。

【００１１】請求項６の発明によれば、吸収式冷凍機で
は、吸収器および凝縮器を送風手段からの送風によって
直接空気冷却することにより、吸収器および凝縮器に冷
却液を循環させる必要がないため、冷却液回路（ポンプ
を含む）が不要となって、更にコストダウンを図ること
が可能となる。

【００１２】請求項７の発明によれば、吸収式冷凍式の
排熱を圧縮式冷凍機に設けられたガスインジェクション
回路を流れる凝縮液冷媒に回収することにより、外気温
度が高くても空冷化が可能である。即ち、夏場の冷房時
に吸収式冷凍機のみを使用した場合、吸収器および凝縮
器の排熱温度は３７〜４０℃となり、外気温と十分な温
度差が得られないため、空冷化は困難である。これに対
し、吸収式冷凍式の排熱を凝縮液冷媒に回収することに
より、排熱温度レベルが６０℃程度まで高くなるため、
通常の空冷式熱交換器でも外気との熱交換が十分可能と
なる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明のエンジン式冷房装
置の実施例を図面に基づいて説明する。（第１実施例）図１はエンジン式冷房装置の全体構成を
示す模式図である。本実施例のエンジン式冷房装置Ｓ
は、エンジン１により駆動される圧縮式冷凍機２と、エ
ンジン１の排熱を熱源として利用した吸収式冷凍機３と
から成る。エンジン１は、ガソリンまたはディーゼル油
等の燃料を燃焼して回転動力を発生する。このエンジン
１は水冷式であり、エンジン冷却水（以下温水と言う）
を循環させる温水配管４を備える。なお、温水の循環
は、図示しないウォータポンプによって行われる。

【００１４】圧縮式冷凍機２は、エンジン１により駆動
される冷媒圧縮機５、この冷媒圧縮機５で圧縮された高
温高圧の冷媒をクーリングファン６の送風を受けて凝縮
液化する冷媒凝縮器７、この冷媒凝縮器７より送られた
冷媒を貯留して液冷媒のみを送り出すレシーバ８、レシ
ーバ８から送られた冷媒を減圧膨張する膨張弁９（減圧
手段）、この膨張弁９で減圧された低温低圧の冷媒を室
内ファン１０の送風を受けて蒸発させる冷媒蒸発器１１
の各機能部品より構成されて、それぞれ冷媒配管１２に
よって接続されている。

【００１５】吸収式冷凍機３は、再生器１３、凝縮器１
４、蒸発器１５、吸収器１６、溶液回路（下述する）、
冷媒回路１７、冷却水回路１８（冷却液回路）等から構
成されている。なお、この吸収式冷凍機３で使用する溶
液（吸収液）は、例えば、吸収剤として臭化リチウム、
冷媒に水を用いた臭化リチウム水溶液である。

【００１６】再生器１３は、凝縮器１４と共通の耐圧容
器１９と、この耐圧容器１９に収容された伝熱管１３ａ
とから構成されている。耐圧容器１９は、その内部が仕
切板２０によって再生器１３側と凝縮器１４側とに区画
されている。但し、仕切板２０は、耐圧容器１９内の上
部に再生器１３側と凝縮器１４側とを連通する開口部が
設けられている。伝熱管１３ａは、耐圧容器１９内（再
生器１３側）の溶液に浸漬された状態で、エンジン１の
温水配管４に接続されている。この再生器１３では、温
水配管４を通ってエンジン１より供給された温水（約８
５〜９０℃）が伝熱管１３ａを流れることで、耐圧容器
１９に収容された溶液を加熱されて水分が蒸発すること
により溶液が濃縮されて濃溶液が得られる。なお、本実
施例での濃溶液とは、臭化リチウムの溶解度が６０重量
％前後の水溶液を言う。

【００１７】凝縮器１４は、上記の耐圧容器１９と、こ
の耐圧容器１９に収容された伝熱管１４ａとから構成さ
れている。伝熱管１４ａは、冷却水回路１８に接続され
て、内部を冷却水（約４０〜４５℃）が流れる。この凝
縮器１４では、再生器１３で蒸発した冷媒蒸気（水蒸
気）が伝熱管１４ａを流れる冷却水により冷却されて凝
縮液化される。

【００１８】蒸発器１５は、吸収器１６と共通の耐圧容
器２１と、この耐圧容器２１に収容された伝熱管１５ａ
とから構成されている。耐圧容器２１は、その内部が仕
切板２２によって蒸発器１５側と吸収器１６側とに区画
されている。但し、仕切板２２は、耐圧容器２１内の上
部に蒸発器１５側と吸収器１６側とを連通する開口部が
設けられている。伝熱管１５ａは、圧縮式冷凍機２のレ
シーバ８と膨張弁９とを繋ぐ高圧配管１２ａに接続され
て、内部を高圧冷媒が流れるように構成されている。こ
の蒸発器１５では、凝縮器１４で液化した冷媒液（水）
が蒸発器１５内に噴霧されて、伝熱管１５ａを流れる冷
媒（即ち、レシーバ８より送り出された液冷媒）から気
化熱を奪って蒸発することにより、伝熱管１５ａを流れ
る冷媒を冷却する。

【００１９】吸収器１６は、上記の耐圧容器２１と、こ
の耐圧容器２１に収容された伝熱管１６ａとから構成さ
れている。伝熱管１６ａは、凝縮器１４の伝熱管１４ａ
と直列に冷却水回路１８に接続されて、内部を冷却水
（約４０〜４５℃）が流れる。この吸収器１６では、蒸
発器１５で蒸発した冷媒蒸気が吸収器１６内に噴霧され
る溶液に吸収されることにより、耐圧容器２１内を真空
に保つことができる。一方、冷媒蒸気を吸収した溶液
は、濃度が低下して希溶液となる。この希溶液とは、臭
化リチウムの溶解度が５５重量％程度の水溶液を言う。

【００２０】溶液回路は、濃溶液流路２３、希溶液流路
２４、溶液熱交換器２５、および溶液ポンプ２６より構
成される。濃溶液流路２３は、再生器１３で濃縮された
濃溶液を吸収器１６へ導くもので、一端が耐圧容器１９
（再生器１３側）の底部に接続されて耐圧容器１９内に
開口し、他端が耐圧容器２１内（吸収器１６側）に取り
入れられて、その先端部に再生器１３から導かれた濃溶
液を噴霧するノズル２７が設けられている。希溶液流路
２４は、吸収器１６で濃度の低下した希溶液を再生器１
３へ導くもので、一端が耐圧容器２１（吸収器１６側）
の底部に接続されて耐圧容器２１内に開口し、他端が耐
圧容器１９（再生器１３側）の上部に接続されて耐圧容
器１９内に開口している。溶液熱交換器２５は、濃溶液
流路２３を流れる濃溶液（高温）と希溶液流路２４を流
れる希溶液（低温）とを熱交換させる。溶液ポンプ２６
は、希溶液流路２４に設けられて、吸収器１６の希溶液
を再生器１３へ送り込む。

【００２１】冷媒回路１７は、凝縮器１４で液化した冷
媒液を蒸発器１５へ導くもので、一端が耐圧容器１９
（凝縮器１４側）の底部に接続されて耐圧容器１９内に
開口し、他端が耐圧容器２１内（蒸発器１５側）に取り
入れられて、その先端部に凝縮器１４から導かれた冷媒
液を噴霧するノズル２８が設けられている。

【００２２】冷却水回路１８は、吸収器１６の伝熱管１
６ａおよび凝縮器１４の伝熱管１４ａに冷却水を流すも
ので、空冷熱交換器２９と冷却水ポンプ３０とを備え
る。空冷熱交換器２９は、冷却水回路１８を循環する冷
却水をクーリングファン６の送風を受けて冷却するもの
で、図１に示すように、冷媒凝縮器７より風上側に設置
されている。冷却水ポンプ３０は、冷却水回路１８に冷
却水を循環させるもので、空冷熱交換器２９で冷却され
た冷却水が吸収器１６を流れた後、凝縮器１４を流れ
て、再び空冷熱交換器２９へ戻る。

【００２３】次に、本実施例の作動を説明する。エンジ
ン１の運転開始に伴って加熱された温水がウォータポン
プの作動により温水配管４を循環する。温水配管４に接
続された再生器１３では、耐圧容器１９内の希溶液が伝
熱管１３ａを流れる温水によって加熱され、水分の蒸発
によって濃縮される。再生器１３で溶液から蒸発分離し
た冷媒蒸気は、凝縮器１４の伝熱管１４ａを流れる冷却
水により冷却されて、耐圧容器１９内（凝縮器１４側）
で液化する。液化した冷媒液は、冷媒回路１７を通って
耐圧容器２１内（蒸発器１５側）に導かれてノズル２８
から噴霧され、蒸発器１５の伝熱管１５ａを流れる冷媒
から気化潜熱を奪って蒸発する。従って、伝熱管１５ａ
を流れる冷媒は、伝熱管１５ａの表面に噴霧された冷媒
液が蒸発する際に気化潜熱を奪われて冷やされる。

【００２４】また、再生器１３で濃縮された溶液（濃溶
液）は、濃溶液流路２３を通って耐圧容器２１内に導か
れてノズル２７から噴霧される。蒸発器１５と同一の耐
圧容器２１で構成される吸収器１６では、蒸発器１５で
発生した冷媒蒸気がノズル２７から噴霧される濃溶液に
吸収される。冷媒蒸気を吸収して濃度の低下した希溶液
は、溶液ポンプ２６によって吸収器１６から希溶液流路
２４を通って再生器１３へ送り込まれる。なお、濃溶液
流路２３を通る濃溶液と希溶液流路２４を通る希溶液
は、溶液熱交換器２５で熱交換されることにより、濃溶
液は冷却されて希溶液は加熱される。

【００２５】一方、圧縮式冷凍機２は、エンジン１の運
転開始に伴って冷媒圧縮機５が駆動されることにより、
低圧側から吸引されたガス冷媒が高温高圧に圧縮されて
吐出される。この吐出された冷媒は、冷媒凝縮器７でク
ーリングファン６の送風を受けて凝縮液化した後、レシ
ーバ８へ送られて気液分離され、液冷媒のみが送り出さ
れる。レシーバ８から送り出された冷媒は、吸収式冷凍
機３の蒸発器１５で得られる冷凍能力によって過冷却さ
れる（図３参照）。このサブクールを得た冷媒は、膨張
弁９で減圧膨張されて冷媒蒸発器１１へ送り込まれ、冷
媒蒸発器１１で室内ファン１０により送風された室内空
気との熱交換により蒸発して再び冷媒圧縮機５に吸引さ
れる。

【００２６】（第１実施例の特徴および効果）本実施例
のエンジン式冷房装置Ｓは、吸収式冷凍機３の蒸発器１
５で得られる冷凍能力を圧縮式冷凍機２の冷媒凝縮器７
で凝縮された液冷媒に回収して冷房運転を行うことがで
きる。このため、図３のモリエル線図に示すように、液
冷媒のサブクールが得られるため、圧縮式冷凍機２を単
独運転した場合と比較して、約６０％の能力向上を実現
することができる。

【００２７】また、本実施例のシステムによれば、室内
機３１に対して冷熱媒体の循環経路を圧縮式冷凍機２で
使用する冷媒の１系統で構成することができる。その結
果、吸収式冷凍機３用の室内機およびその室内機に対す
る配管設備が不要となることから、大幅なコストの低減
を図ることができる。なお、吸収式冷凍機３の冷凍能力
は、圧縮式冷凍機２のレシーバ８より流出する液冷媒を
過冷却するために使用されるが、圧縮式冷凍機２の冷媒
蒸発器１１において再び冷凍能力として回収できるた
め、吸収式冷凍機３の冷凍能力が減じることはない。

【００２８】さらに、本実施例では、吸収式冷凍機３の
吸収器１６および凝縮器１４を流れる冷却水を空気冷却
することができる。この理由を図２のデューリング線図
を用いて、従来の吸収式冷凍機３と比較しながら説明す
る。なお、図２において本実施例のデューリング線図を
実線グラフで示し、従来のデューリング線図を破線グラ
フで示す。従来の吸収式冷凍機では、再生器の熱源とし
てエンジン１の温水排熱を利用した場合に再生温度（図
２のＧ′点）が８０〜９０℃となり、蒸発器で低温の冷
水を取り出すために蒸発温度（図２のＥ′点）を４〜６
℃に設定している。このため、凝縮温度（図２のＣ′
点）および吸収温度（図２のＡ′点）は３５〜４２℃と
なり、外気（例えば夏場で４０℃前後）との温度差が取
れないことから、空冷化が困難である。

【００２９】これに対して、本実施例の吸収式冷凍機３
は、蒸発器１５で得られる冷凍能力によって圧縮式冷凍
機２のレシーバ８より流出する液冷媒を過冷却できる程
度の凝縮温度および吸収温度が得られれば良い。即ち、
レシーバ出口の冷媒温度を６０℃程度とすれば、蒸発温
度（図２のＥ点）を２５〜３０℃として、凝縮温度（図
２のＣ点）および吸収温度（図２のＡ点）を５０〜５５
℃に設定することができる。従って、外気温度の高い夏
場でも、冷却水回路１８を循環する冷却水を十分に空気
冷却することが可能である。

【００３０】このように、冷却水の空冷化が可能となる
ことから、設備費や施工費の高い水冷設備（冷却塔、水
冷用配管、ポンプ等）が不要となるとともに、空冷化に
よって冷却水回路１８をクローズドタイプとすることが
できるため、水質管理も不要となり、コストの大幅な低
減を図ることができる。

【００３１】（第２実施例）図４はエンジン式冷房装置
Ｓの全体構成を示す模式図である。本実施例の吸収式冷
凍機３は、エンジン１の温水を熱源として利用する低温
側吸収サイクルとエンジン１の排気ガス（約４００〜５
００℃）を熱源として利用する高温側吸収サイクルから
成る。圧縮式冷凍機２の構成は第１実施例と同様である
ため、説明を省略する。低温側吸収サイクルと高温側吸
収サイクルとは、凝縮器３２のみを共通化して、再生
器、蒸発器、および吸収器がそれぞれ別々に設けられて
いる。

【００３２】即ち、低温側吸収サイクルは、エンジン１
の冷却水（温水）を熱源として溶液を加熱する低温再生
器３３、この低温再生器３３で蒸発した冷媒蒸気を冷却
水との熱交換によって凝縮液化する凝縮器３２、この凝
縮器３２で液化した冷媒液を伝熱管３４ａを流れる冷媒
から蒸発潜熱を奪って蒸発させる第１蒸発器３４、この
第１蒸発器３４で蒸発した冷媒蒸気を低温再生器３３か
ら送られた濃溶液に吸収させる第１吸収器３５、この第
１吸収器３５で冷媒蒸気を吸収して濃度の低下した希溶
液を低温再生器３３へ送る第１ポンプ３６、低温再生器
３３から第１吸収器３５へ流れる濃溶液と第１吸収器３
５から低温再生器３３へ送られる希溶液とを熱交換する
第１溶液熱交換器３７等を備える。

【００３３】高温側吸収サイクルは、エンジン１の排気
ガスを熱源として溶液を加熱する高温再生器３８、この
高温再生器３８で蒸発した冷媒蒸気を冷却水との熱交換
によって凝縮液化する凝縮器３２、この凝縮器３２で液
化した冷媒液を伝熱管３９ａを流れる冷媒から蒸発潜熱
を奪って蒸発させる第２蒸発器３９、この第２蒸発器３
９で蒸発した冷媒蒸気を高温再生器３８から送られた濃
溶液に吸収させる第２吸収器４０、この第２吸収器４０
で冷媒蒸気を吸収して濃度の低下した希溶液を高温再生
器３８へ送る第２ポンプ４１、高温再生器３８から第２
吸収器４０へ流れる濃溶液と第２吸収器４０から高温再
生器３８へ送られる希溶液とを熱交換する第２溶液熱交
換器４２等を備える。

【００３４】なお、第１蒸発器３４、第１吸収器３５、
第２蒸発器３９、第２吸収器４０は、耐圧容器４３を共
通化することができるが、低温側と高温側とで圧力およ
び温度が異なることから、耐圧容器４３の内部は低温側
と高温側との間が仕切板４４によって気密に区画されて
いる。また、冷却水回路１８を循環する冷却水は、空冷
熱交換器２９→第１吸収器３５→第２吸収器４０→凝縮
器３２の順に流れて、再び空冷熱交換器２９に戻る。

【００３５】本実施例の吸収式冷凍機３は、第１蒸発器
３４および第２蒸発器３９で冷水を取り出す必要がない
ことから、凝縮温度（図５のＣ点）および吸収温度（図
５のＡ1 点、Ａ2 点）を例えば５０℃に設定することが
できるため、第１実施例と同様に冷却水の空冷化が可能
となる。また、低温側吸収サイクルと高温側吸収サイク
ルとでは、高温側吸収サイクルの方が再生温度（図５の
Ｇ2 点）が高いことから、低温側吸収サイクルより蒸発
温度（図５のＥ2 点）を下げることができる（例えば約
４℃）。

【００３６】従って、図６のモリエル線図に示すよう
に、低温側吸収サイクルで得られる冷凍能力によって圧
縮式冷凍機２の冷媒凝縮器７で液化した液冷媒を過冷却
した後、高温側吸収サイクルで得られる冷凍能力によっ
てさらに過冷却することによって、第１実施例の時より
さらに大きくサブクールを得ることができ、その分、冷
房能力の向上を図ることができる。具体的には、図７に
示すように、圧縮式冷凍機２を単独運転した場合の冷房
能力に対して、低温側吸収サイクルの冷凍能力によって
約３９％、高温側吸収サイクルの冷凍能力によって約２
５％、合わせて約６４％の能力向上が可能となる。な
お、冷却水の空冷化、および室内機に対して冷熱媒体の
循環経路を圧縮式冷凍機２で使用する冷媒の１系統で構
成できることによる効果（コストの大幅な低減）は、第
１実施例と同様である。

【００３７】（第３実施例）図８はエンジン式冷房装置
Ｓの全体構成を示す模式図である。本実施例の吸収式冷
凍機３は、第１実施例で説明した構成に対して、凝縮器
１４および吸収器１６を直接空気冷却するものであり、
そのための送風機４５（送風手段）を備える。

【００３８】凝縮器１４および吸収器１６は、図８に示
すように、それぞれ伝熱管１４ａ、１６ａの外周に伝熱
用フィン１４ｂ、１６ｂを取り付けた熱交換器を構成し
ている。従って、再生器１３は、凝縮器１４と分かれて
専用の耐圧容器１９を有し、冷媒通路４６によって凝縮
器１４（伝熱管１４ａ）に接続されている。同様に、蒸
発器１５は、吸収器１６と分かれて専用の耐圧容器２１
を有し、連通管４７によって吸収器１６（伝熱管１６
ａ）に接続されている。

【００３９】この実施例の作動を説明する。再生器１３
では、耐圧容器１９内の希溶液が伝熱管１３ａを流れる
温水によって加熱され、水分の蒸発によって濃縮され
る。再生器１３で溶液から蒸発分離した冷媒蒸気は、冷
媒通路４６を通って凝縮器１４へ導かれ、凝縮器１４の
伝熱管１４ａ内部を流れる際に送風機４５からの送風に
より冷却されて凝縮液化する。液化した冷媒液は、蒸発
器１５の耐圧容器２１内に導かれてノズル２８から噴霧
され、蒸発器１５の伝熱管１５ａを流れる冷媒（圧縮式
冷凍機２を循環する冷媒）から気化潜熱を奪って蒸発す
る。従って、伝熱管１５ａを流れる冷媒は、伝熱管１５
ａの表面に噴霧された冷媒液が蒸発する際に気化潜熱を
奪われて冷やされる。

【００４０】再生器１３で濃縮された溶液（濃溶液）
は、濃溶液流路２３を通って吸収器１６に導かれて、吸
収器１６の伝熱管１６ａ内部に送り込まれる。連通管４
７によって蒸発器１５の耐圧容器２１と連通する伝熱管
１６ａ内部では、蒸発器１５から導かれた冷媒蒸気が伝
熱管１６ａ内部に送り込まれた濃溶液に吸収される。こ
の伝熱管１６ａ内部で冷媒蒸気を吸収して濃度の低下し
た希溶液は、溶液ポンプ２６により吸収器１６から希溶
液流路２４を通って再生器１３へ送り込まれる。なお、
濃溶液流路２３を通る濃溶液と希溶液流路２４を通る希
溶液は、溶液熱交換器２５で熱交換されることにより、
濃溶液は冷却されて希溶液は加熱される。

【００４１】一方、圧縮式冷凍機２は、第１実施例で説
明したように、レシーバ８から送り出された冷媒が吸収
式冷凍機３の蒸発器１５で得られる冷凍能力によって過
冷却される（図３参照）。このサブクールを得た冷媒
は、膨張弁９で減圧膨張されて冷媒蒸発器１１へ送り込
まれ、冷媒蒸発器１１で室内ファン１０により送風され
た室内空気との熱交換により蒸発して再び冷媒圧縮機５
に吸引される。

【００４２】本実施例のエンジン式冷房装置は、第１実
施例と同様に吸収式冷凍器３の蒸発温度（図２のＥ点）
を２５〜３０℃として、凝縮温度（図２のＣ点）および
吸収温度（図２のＡ点）を５０〜５５℃に設定すること
ができる。これにより、外気温度の高い夏場でも、十分
に凝縮器１４および吸収器１６を空気冷却することが可
能である。このため、第１実施例では、凝縮器１４およ
び吸収器１６を循環する冷却水の空冷化を実現すること
でコストダウンを図っているが、本実施例では、送風機
４５により凝縮器１４および吸収器１６を直接空気冷却
するシステム構成を採用したことにより、第１実施例で
説明した冷却水回路１８（空冷熱交換器２９および冷却
水ポンプ３０を含む）が不要となる。これにより、第１
実施例と比較してもさらにコストダウンが可能となる。

【００４３】また、本実施例では、凝縮器１４および吸
収器１６を送風機４５によって直接空気冷却するため、
凝縮器１４および吸収器１６に冷却水を循環させて、そ
の冷却水を空冷する方式（即ち、第１実施例で説明した
システム）と比較して冷却効率に優れる。このため、送
風機４５の消費電力を低減できるという効果が得られ
る。

【００４４】（第４実施例）図９はエンジン式冷房装置
Ｓの全体構成を示す模式図である。本実施例は、吸収式
冷凍機３の排熱を圧縮式冷凍機２の凝縮液冷媒に回収す
る構成とした場合の一例を示すものである。なお、第１
実施例と同一の構成部品は同一符号とする。圧縮式冷凍
機２は、冷媒圧縮機５、冷媒凝縮器７、レシーバ８、膨
張弁９、冷媒蒸発器１１の各機能部品を環状に結ぶ冷凍
サイクルの他に、レシーバ８と膨張弁９の間から凝縮液
冷媒の一部を分岐して冷媒圧縮機５へ戻すガスインジェ
クション回路４７を備え、このガスインジェクション回
路４７には第２膨張弁４８が設けられている。吸収式冷
凍機３は、再生器１３、凝縮器１４、蒸発器１５、吸収
器１６から成り、再生器１３の熱源としてエンジン１の
排熱（エンジン冷却水の熱）を利用している。但し、凝
縮器１４および吸収器１６の各伝熱管１４ａ、１６ａ
は、それぞれガスインジェクション回路４７の一部を構
成している。

【００４５】次に、本実施例の作動を説明する。圧縮式
冷凍機２では、エンジン１の駆動力を受けて冷媒圧縮機
５が駆動されると、冷媒圧縮機５で圧縮された高温高圧
の冷媒が室外の冷媒凝縮器７に送られ、この冷媒凝縮器
７で図示しないクーリングファンの送風を受けて放熱す
る。この冷媒凝縮器７で凝縮液化した冷媒は、レシーバ
８の下流で分岐する一部を除いて吸収式冷凍機３の蒸発
器１５で過冷却される。過冷却された冷媒は、膨張弁９
で減圧された後、室内の冷媒蒸発器１１で室内空気との
熱交換により蒸発して、再び冷媒圧縮機５へ戻る。レシ
ーバ８の下流でガスインジェクション回路４７へ分岐し
た一部の凝縮液冷媒は、第２膨張弁４８で減圧された
後、吸収式冷凍機３の吸収器１６を冷却し、更に凝縮器
１４を冷却して吸収式冷凍機３の排熱を回収し、中間圧
で冷媒圧縮機５へ戻る。

【００４６】一方、吸収式冷凍機３では、再生器１３に
てエンジン１の排熱により加熱された溶液が蒸気を発生
して濃縮する。再生器１３で蒸発した蒸気は、凝縮器１
４の伝熱管１４ａを流れる凝縮液冷媒により冷却されて
液化した後、蒸発器１５内のノズル２８から噴霧され
て、蒸発器１５の伝熱管１５ａを流れる凝縮液冷媒から
気化潜熱を奪って蒸発する。従って、伝熱管１５ａを流
れる凝縮液冷媒は、伝熱管１５ａの表面に噴霧された噴
霧液が蒸発する際に気化潜熱を奪われて冷やされる（過
冷却される）。再生器１３で濃縮した溶液は、吸収器１
６内のノズル２７から噴霧されて、伝熱管１６ａを流れ
る凝縮液冷媒に冷却されながら蒸発器１５で蒸発した蒸
気を吸収して希釈され、溶液ポンプ２６によって再び再
生器１３へ送り込まれる。

【００４７】以上の様に、吸収式冷凍機３の排熱を圧縮
式冷凍機２の凝縮液冷媒に回収することで、排熱温度レ
ベルが６０℃程度まで高くなるため、通常の空冷式熱交
換器（本実施例では冷媒凝縮器７）でも外気との熱交換
が十分可能となり、水冷式と比較してコストの低い空冷
式を採用することができる。なお、室内機に対して冷熱
媒体の循環経路を圧縮式冷凍機２で使用する冷媒の１系
統で構成することができるため、吸収式冷凍機３用の室
内機およびその室内機に対する配管設備が不要となって
大幅なコストダウンを達成できることは第１実施例と同
じである。

【００４８】また、本実施例の装置は、圧縮式冷凍機２
にガスインジェクション回路４７を設けていることか
ら、図１０に示すように、蒸発器１５でサブクールが得
られるサイクルＢと、ガスインジェクション回路４７を
流れるサイクルＣが成立する。従って、第１実施例に示
した回路構成と比較すると、凝縮液冷媒の一部がサイク
ルＣに利用される分だけ能力は低下するが、通常の冷凍
サイクルＡよりは能力向上が得られる。例えば、エンジ
ンの温水排熱だけを利用した単効用の場合と、排気熱も
利用した２重効用の場合とで通常の冷凍サイクルと比較
すると、通常の冷凍サイクルに対して、単効用の場合で
約１２％、２重効用の場合で約２５％の能力向上が可能
となる（図１１参照）。

【００４９】（変形例）第１実施例〜第４実施例では、
レシーバサイクルの圧縮式冷凍機２を説明したが、アキ
ュムレータサイクルでも同様の効果を得ることができ
る。また、第１実施例および第２実施例では、冷却水回
路１８の空冷熱交換器２９の風下に圧縮式冷凍機２の冷
媒凝縮器７を配置したが、その逆でもよい。即ち、空冷
熱交換器２９の風上に冷媒凝縮器７を配置しても良い。
あるいは、空冷熱交換器２９と冷媒凝縮器７とを並列に
配置しても良い。

【００５０】第３実施例では、第１実施例のシステム構
成に適用して凝縮器１４と吸収器１６とを直接空気冷却
する構成としたが、第２実施例のシステム構成に適用し
ても良い。即ち、第２実施例の凝縮器３２、第１吸収器
３５、および第２吸収器４０を送風機４５によって直接
空気冷却する構成としても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジン式冷房装置の全体構成を示す模式図で
ある（第１実施例）。

【図２】第１実施例に示す吸収式冷凍機のデューリング
線図である。

【図３】第１実施例に示す圧縮式冷凍機のモリエル線図
である。

【図４】エンジン式冷房装置の全体構成を示す模式図で
ある（第２実施例）。

【図５】第２実施例に示す吸収式冷凍機のデューリング
線図である。

【図６】第２実施例に示す圧縮式冷凍機のモリエル線図
である。

【図７】第２実施例の効果（冷房能力向上）を示すグラ
フである。

【図８】エンジン式冷房装置の全体構成を示す模式図で
ある（第３実施例）。

【図９】エンジン式冷房装置の全体構成を示す模式図で
ある（第４実施例）。

【図１０】第４実施例に示す圧縮機式冷凍機のモリエル
線図である。

【図１１】性能向上を示すグラフである（第４実施
例）。

【符号の説明】

Ｓエンジン式冷房装置１エンジン２圧縮式冷凍機３吸収式冷凍機５冷媒圧縮機７冷媒凝縮器９膨張弁（減圧手段）１１冷媒蒸発器１２ａ高圧配管１３再生器１４凝縮器（第１実施例、第３実施例）１５蒸発器１５ａ伝熱管１６吸収器１８冷却水回路（冷却液回路）２９空冷熱交換器３２凝縮器（第２実施例）３３低温再生器３４第１蒸発器３４ａ伝熱管３５第１吸収器３６第１ポンプ３８高温再生器３９第２蒸発器４０第２吸収器４１第２ポンプ４５送風機（送風手段／第３実施例）４７ガスインジェクション回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料を燃焼して回転動力を発生するエンジ
ンと、再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器を備え、前記再生器の
熱源として前記エンジンの排熱を利用した吸収式冷凍機
と、冷媒圧縮機、冷媒凝縮器、減圧手段、冷媒蒸発器を備
え、前記冷媒圧縮機が前記エンジンにより駆動される圧
縮式冷凍機とから成り、前記吸収式冷凍機で得られる冷凍能力を、前記冷媒凝縮
器で凝縮液化された凝縮液冷媒に回収する構成としたこ
とを特徴とするエンジン式冷房装置。
【請求項２】請求項１に記載したエンジン式冷房装置に
おいて、前記吸収式冷凍機の前記蒸発器は、前記圧縮式冷凍機の
前記冷媒凝縮器と前記減圧手段とを連絡する高圧配管に
接続された伝熱管を有し、前記吸収式冷凍機の前記凝縮
器より送られた液冷媒と前記伝熱管を流れる高圧冷媒と
の間で熱交換を行わせることを特徴とするエンジン式冷
房装置。
【請求項３】請求項１または２に記載したエンジン式冷
房装置において、前記吸収式冷凍機は、前記エンジンの排気ガスを熱源と
して利用する高温側吸収サイクルと、前記エンジンの冷
却水を熱源として利用する低温側吸収サイクルとから構
成されて、前記低温側吸収サイクルで得られる冷凍能力
を前記冷媒凝縮器で凝縮液化された凝縮液冷媒に回収し
た後、前記高温側吸収サイクルで得られる冷凍能力を前
記凝縮液冷媒に回収することを特徴とするエンジン式冷
房装置。
【請求項４】請求項３に記載したエンジン式冷房装置に
おいて、前記低温側吸収サイクルは、前記エンジンの冷却水を熱源として吸収液を加熱する低
温再生器と、この低温再生器で発生した冷媒蒸気を冷却
液との熱交換によって凝縮液化する前記凝縮器と、この
凝縮器で液化した冷媒液を前記伝熱管の上流域を流れる
高圧冷媒から蒸発潜熱を奪って蒸発させる第１蒸発器
と、この第１蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を前記低温再生
器から送られた高濃度の吸収液に吸収させる第１吸収器
と、この第１吸収器で冷媒蒸気を吸収して濃度の低下し
た吸収液を前記低温再生器へ送る第１ポンプとを備え、前記高温側吸収サイクルは、前記エンジンの排気ガスを熱源として吸収液を加熱する
高温再生器と、この高温再生器で蒸発した冷媒蒸気を冷
却液との熱交換によって凝縮液化する前記凝縮器と、こ
の凝縮器で液化した冷媒液を前記伝熱管の下流域を流れ
る高圧冷媒から蒸発潜熱を奪って蒸発させる第２蒸発器
と、この第２蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を前記高温再生
器から送られた高濃度の吸収液に吸収させる第２吸収器
と、この第２吸収器で冷媒蒸気を吸収して濃度の低下し
た吸収液を前記高温再生器へ送る第２ポンプとを備えた
ことを特徴とするエンジン式冷房装置。
【請求項５】請求項１〜４に記載した何れかのエンジン
式冷房装置において、前記吸収式冷凍機は、前記吸収器および前記凝縮器を冷却液が循環する冷却液
回路を有し、この冷却液回路に空冷式の熱交換器が設けられているこ
とを特徴とするエンジン式冷房装置。
【請求項６】請求項１〜３に記載した何れかのエンジン
式冷房装置において、前記吸収式冷凍機は、前記吸収器および前記凝縮器に送風する送風手段を備
え、前記吸収器および前記凝縮器は、前記送風手段からの送
風を受けて冷却されることを特徴とするエンジン式冷房
装置。
【請求項７】請求項１〜４に記載した何れかのエンジン
式冷房装置において、前記圧縮式冷凍機は、前記冷媒凝縮器で凝縮液化された
凝縮液冷媒の一部を前記減圧手段の上流側で分岐して前
記冷媒圧縮機へ戻すガスインジェクション回路を有し、前記吸収式冷凍式の排熱を前記ガスインジェクション回
路を流れる凝縮液冷媒に回収する構成としたことを特徴
とするエンジン式冷房装置。