(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱機関（１）と、該発熱機関（１）から発生する熱を供給されることにより作動する吸収冷温水機（２０）と、圧縮式冷凍機（１０Ｄ）とを備え、該圧縮式冷凍機（１０Ｄ）は第１の膨張手段（１３）と冷暖房用熱交換器（１４）と低圧コンプレッサ（１１）とが介装されている圧縮式冷媒ライン（Ｌ１０）を有し、該圧縮式冷媒ライン（Ｌ１０）には低圧コンプレッサ（１１）の下流側に中間冷却器（２００）が接続され、そして該中間冷却器（２００）の気相部（２００ａ）にはライン（Ｌ１Ａ）の分岐点（Ｐ２１）を介して第１の高圧コンプレッサ（１１Ａ）と第２の高圧コンプレッサ（１１Ｃ）とがそれぞれ接続され、該第１の高圧コンプレッサ（１１Ａ）は凝縮器（１６）と第２の膨張手段（１３Ｅ）とを有するバイパスライン（Ｌ１Ｂ）を介して前記中間冷却器（２００）の熱交換部（２００ｃ）を介して前記第１の膨張手段（１３）に接続され、前記第２の高圧コンプレッサは吸収冷温水機（２０）の蒸発器（２５）を介して前記バイパスライン（Ｌ１Ｂ）に接続されていることを特徴とする複合冷暖房装置。
【請求項２】
発熱機関（１）と、該発熱機関（１）から発生する熱を供給されることにより作動する吸収冷温水機（２０）と、圧縮式冷凍機（１０Ｅ）とを備え、該圧縮式冷凍機（１０Ｅ）には冷暖房用熱交換器（１４）が介装すると共に前記吸収冷温水機（２０）の蒸発器（２５）と熱的に連通している圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）を有し、前記圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）は低圧コンプレッサ（１１）を有し、その低圧コンプレッサ（１１）の下流側の分岐点（Ｐ２１）から分岐した別の冷媒ライン（Ｌ１２）は中間冷却器（２００）に接続され、該中間冷却器（２００）の気相部（２００ａ）からの二次冷却ライン（Ｌ１Ａ）は高圧コンプレッサ（１１Ａ）と凝縮器（１６）と中間冷却器（２００）の液相部（２００ｂ）の熱交換部（２００ｃ）とを介して合流点（Ｐ２３）から前記冷暖房用熱交換器（１４）に接続され、前記蒸発器（２５）は前記合流点（Ｐ２３）に接続されていることを特徴とする複合冷暖房装置。
【請求項３】
発熱機関（１）と、該発熱機関（１）から発生する熱を供給されることにより作動する吸収冷温水機（２０）と、圧縮式冷凍機（１０Ｆ）とを備え、該圧縮式冷凍機（１０Ｆ）には冷暖房用熱交換器（１４）と低圧コンプレッサ（１１）とが介装されている圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）を有し、前記圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）には低圧コンプレッサ（１１）の下流側で中間冷却器（２００）が接続され、該中間冷却器（２００）の気相部（２００ａ）からの二次冷却ライン（Ｌ１Ａ）には第１および第２のコンプレッサ（１１Ａ、１１Ｃ）がそれぞれ接続され、該第１のコンプレッサ（１１Ａ）は凝縮器（１６）を介して中間冷却器（２００）の液相部（２００ｂ）に接続されると共に、第２のコンプレッサ（１１Ｃ）は前記吸収冷温水機（２０）の蒸発器（２５）を介して前記液相部（２００ｂ）に接続され、該液相部（２００ｂ）は前記冷暖房用熱交換器（１４）に接続されていることを特徴とする複合冷暖房装置。
【請求項４】
発熱機関（１）と、該発熱機関（１）から発生する熱を供給されることにより作動する吸収冷温水機（２０）と、圧縮式冷凍機（１０Ｇ）とを備え、該圧縮式冷凍機（１０Ｇ）には冷暖房用熱交換器（１４）が介装されると共に前記吸収冷温水機（２０）の蒸発器（２５）と熱的に連通している圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）を有し、その圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）は低圧コンプレッサ（１１）を有し、その低圧コンプレッサ（１１）の下流側の分岐点（Ｐ４１）から分岐した別の冷媒ライン（Ｌ１２）は中間冷却器（２００）に接続され、該中間冷却器（２００）の気相部（２００ａ）からの二次冷却ライン（Ｌ１Ａ）は高圧コンプレッサ（１１Ａ）と凝縮器（１６）とを介して中間冷却器（２００）の液相部（２００ｂ）に接続され、該液相部（２００ｂ）および前記蒸発器（２５）は共に合流点（Ｐ４２）を介して前記冷暖房用熱交換器（１４）に接続されていることを特徴とする複合冷暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、吸収冷温水機と圧縮式冷凍機とを組み合わせて成る複合冷暖房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述の様な複合冷暖房装置としては、例えば、本出願人が先に提案した特開２０００−２４１０４２号公報（特願平１１−１６００４０号）がある。
【０００３】
特開２０００−２４１０４２号公報では、図２５に示す様に、圧縮式冷凍機１０と、エンジン排熱を利用した所謂「温水焚き」の吸収冷温水機２０とを組合せた複合式空調装置を提案している。
【０００４】
吸収冷温水機２０は、例えば、水を冷媒として用い、且臭化リチウム水溶液を吸収剤として用いており、吸収器２１と、再生器２２と、凝縮器２４と、蒸発器２５と、それらを循環する第２の冷媒管路Ｌ２とにより、概略構成されている。
【０００５】
吸収器２１において、吸収剤（臭化リチウム）が冷媒（水）を吸収した吸収溶液が吸収液ポンプ２７によって再生器２２に送られており、その途中で熱交換器２６により加熱されている。
再生機２２にはガスエンジン１の冷却水ジャケット１ａ及び排気熱交換器２で加熱された温水（温排水）が温水管路Ｌ３で導入されて、吸収溶液が加熱されている。
即ち、ガスエンジン１の温排水（排熱）が、吸収式冷温水器２０の駆動熱源となっている。
【０００６】
尚、温水管路Ｌ３には再生機２２をバイパスする切換え弁８が介装されている。そして、再生機２２で過熱され、気化冷媒（水蒸気）が分離して濃縮された吸収溶液は、前記熱交換器２６において、吸収器２１から送られてきて（供給側の）吸収溶液と熱交換を行って吸収器２１に戻されている。
【０００７】
再生器２２内で蒸発した冷媒は、凝縮器２４で凝縮され、蒸発器２５で蒸発して、後述する冷媒分岐管路Ｌ５内を流れる冷媒から気化熱を奪った後、吸収器２１に戻される。ここで符号２８は蒸発器に溜まった液状の冷媒を汲み上げて滴下させるための冷媒ポンプである。
【０００８】
吸収式温水器２０には更に、ラジエータ又はクーリングタワーである冷却装置３１から冷却水ポンプ３２を介して、吸収器２１、凝縮機２４を冷却し、冷却装置３１に戻る冷却水管路Ｌ４が設けられている。
【０００９】
一方、圧縮冷凍機１０の第１の蒸発器１４は、熱交換によって空気調温機能を有する室内機であり、第１の冷媒管路Ｌ１を有している。
第１の冷媒管路Ｌ１に介装された蒸発器１４の下流の分岐点Ａから、冷媒分岐回路Ｌ５が分岐しており、該冷媒分岐回路Ｌ５内を流下する冷媒は、前記吸収式冷温水器２０の蒸発器２５で熱交換が行われ（或いは吸収冷温水機２０の冷媒に気化熱を奪われ）て冷却され、凝縮する。
【００１０】
前記冷媒分岐回路Ｌ５の吸収式冷温水器２０より上流側には、前記ガスエンジン１が駆動する発電機７０で発電された電力により電源回路Ｌ２０を介して駆動される高圧側コンプレッサ５２が、又、吸収式冷温水器２０より下流側には、膨張弁５３が介装されている。
そして、前記蒸発器２５で熱交換が行われて冷却され、凝縮した冷媒は第１の蒸発器１４の上流の合流点Ｂで第１の冷媒管路Ｌ１に合流している。
【００１１】
係る分岐点（Ａ）、合流点（Ｂ）を有する結果、従来の複合冷暖房装置では、圧縮式冷媒を−２０℃以下に冷却して、超低温空調を行うことが困難であることが知られている。
即ち、図２のサイクル線図（Ｔｓ線図）に関して、例えば、分岐点、合流点を有する複合冷暖房装置（図２５を参照）において、コンプレッサ１１前をａ、コンプレッサ１１後をｂ、膨張弁１３の前をｃ、蒸発機１４の後をｄとすれば、サイクル線図はａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａを描く。
分岐点、合流点を有する複合冷暖房装置の高温工程ｂ→ｃでの温度は０℃であり、高温工程と低温工程の温度差ΔＴは略一定となる為、低温工程ｄ→ａでの温度は−２０℃が限界である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
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、圧縮式冷媒を−２０℃以下に冷却して、超低温空調を容易に行うことが出来る様な複合冷暖房装置の提供を目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の複合冷暖房装置によれば、発熱機関（１）と、該発熱機関（１）から発生する熱を供給されることにより作動する吸収冷温水機（２０）と、圧縮式冷凍機（１０Ｄ）とを備え、該圧縮式冷凍機（１０Ｄ）は第１の膨張手段（１３）と冷暖房用熱交換器（１４）と低圧コンプレッサ（１１）とが介装されている圧縮式冷媒ライン（Ｌ１０）を有し、該圧縮式冷媒ライン（Ｌ１０）には低圧コンプレッサ（１１）の下流側に中間冷却器（２００）が接続され、そして該中間冷却器（２００）の気相部（２００ａ）にはライン（Ｌ１Ａ）の分岐点（Ｐ２１）を介して第１の高圧コンプレッサ（１１Ａ）と第２の高圧コンプレッサ（１１Ｃ）とがそれぞれ接続され、該第１の高圧コンプレッサ（１１Ａ）は凝縮器（１６）と第２の膨張手段（１３Ｅ）とを有するバイパスライン（Ｌ１Ｂ）を介して前記中間冷却器（２００）の熱交換部（２００ｃ）を介して前記第１の膨張手段（１３）に接続され、前記第２の高圧コンプレッサは吸収冷温水機（２０）の蒸発器（２５）を介して前記バイパスライン（Ｌ１Ｂ）に接続されている。
【００１４】
また本発明の複合冷暖房装置によれば、発熱機関（１）と、該発熱機関（１）から発生する熱を供給されることにより作動する吸収冷温水機（２０）と、圧縮式冷凍機（１０Ｅ）とを備え、該圧縮式冷凍機（１０Ｅ）には冷暖房用熱交換器（１４）が介装すると共に前記吸収冷温水機（２０）の蒸発器（２５）と熱的に連通している圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）を有し、前記圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）は低圧コンプレッサ（１１）を有し、その低圧コンプレッサ（１１）の下流側の分岐点（Ｐ２１）から分岐した別の冷媒ライン（Ｌ１２）は中間冷却器（２００）に接続され、該中間冷却器（２００）の気相部（２００ａ）からの二次冷却ライン（Ｌ１Ａ）は高圧コンプレッサ（１１Ａ）と凝縮器（１６）と中間冷却器（２００）の液相部（２００ｂ）の熱交換部（２００ｃ）とを介して合流点（Ｐ２３）から前記冷暖房用熱交換器（１４）に接続され、前記蒸発器（２５）は前記合流点（Ｐ２３）に接続されている。
【００１５】
そして、本発明の複合冷暖房装置によれば、発熱機関（１）と、該発熱機関（１）から発生する熱を供給されることにより作動する吸収冷温水機（２０）と、圧縮式冷凍機（１０Ｆ）とを備え、該圧縮式冷凍機（１０Ｆ）には冷暖房用熱交換器（１４）と低圧コンプレッサ（１１）とが介装されている圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）を有し、前記圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）には低圧コンプレッサ（１１）の下流側で中間冷却器（２００）が接続され、該中間冷却器（２００）の気相部（２００ａ）からの二次冷却ライン（Ｌ１Ａ）には第１および第２のコンプレッサ（１１Ａ、１１Ｃ）がそれぞれ接続され、該第１のコンプレッサ（１１Ａ）は凝縮器（１６）を介して中間冷却器（２００）の液相部（２００ｂ）に接続されると共に、第２のコンプレッサ（１１Ｃ）は前記吸収冷温水機（２０）の蒸発器（２５）を介して前記液相部（２００ｂ）に接続され、該液相部（２００ｂ）は前記冷暖房用熱交換器（１４）に接続されている。
【００１６】
さらに本発明の複合冷暖房装置によれば、発熱機関（１）と、該発熱機関（１）から発生する熱を供給されることにより作動する吸収冷温水機（２０）と、圧縮式冷凍機（１０Ｇ）とを備え、該圧縮式冷凍機（１０Ｇ）には冷暖房用熱交換器（１４）が介装されると共に前記吸収冷温水機（２０）の蒸発器（２５）と熱的に連通している圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）を有し、その圧縮式冷媒ライン（Ｌ１）は低圧コンプレッサ（１１）を有し、その低圧コンプレッサ（１１）の下流側の分岐点（Ｐ４１）から分岐した別の冷媒ライン（Ｌ１２）は中間冷却器（２００）に接続され、該中間冷却器（２００）の気相部（２００ａ）からの二次冷却ライン（Ｌ１Ａ）は高圧コンプレッサ（１１Ａ）と凝縮器（１６）とを介して中間冷却器（２００）の液相部（２００ｂ）に接続され、該液相部（２００ｂ）および前記蒸発器（２５）は共に合流点（Ｐ４２）を介して前記冷暖房用熱交換器（１４）に接続されている。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。尚、図２５に示した従来の複合空調装置と同様の構成部品には同じ符号を付し、重複説明を省略している。
【００４６】
図１は、本発明の概念を示す構成図であり、複合冷暖房装置は、コジェネレーションシステムとしてのガスエンジン（請求項１では発熱機関）１と、該ガスエンジン１から発生する冷却水の排熱（Ｌ３）を供給されることにより作動する吸収冷温水機２０と、圧縮式冷凍機１０とによって構成されている。
前記圧縮式冷凍機１０は、室内機としての冷暖房用熱交換器１４を介装しており、且つ前記吸収冷温水機２０の図示しない蒸発器と熱的に連通している第１の冷媒管路Ｌ１と、該第１の冷媒管路Ｌ１に介装された冷媒用コンプレッサ１１及び膨張弁１３を有している。
そして、前記コンプレッサ１１は、前記ガスエンジン１により駆動される発電機７０の発生電力、又は、商用電力８０によって駆動される。
【００４７】
係る構成を具備した本発明の複合冷暖房装置によれば、図２のサイクル線図（Ｔｓ線図）で示す様に、従来技術の圧縮系が分岐している場合のサイクルａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａでｄ→ａでの最低温度‐２０℃に比較して、図１のように圧縮系が分岐していない本発明のサイクルｅ→ｆ→ｇ→ｈ→ｅではｈ→ｅでの最低温度は‐４５℃と、より低温が可能となる。
尚、Ｔｓ線図において、縦軸は絶対温度Ｔを、横軸にはエントロピｓを示しており、サイクルの縦方向の巾寸法（温度差）ΔＴは一定である。従って、高温側の工程ｂ→ｃをｆ→ｇに下げることで低温側の工程ｄ→ａをｈ→ｅと、よりいっそうの低温化が図られる。
【００４８】
図３は、コジェネレーションシステムとしてのガスエンジン１と、温水焚き吸収冷温水機２０とを組合せた冷房（或いは冷凍）システムである第１実施形態の１例を示すもので、全体を符号１０で示す圧縮式冷凍機は、熱交換によって空気調温機能を有する室内機であり、第１の冷媒管路Ｌ１を有している。
第１の冷媒管路Ｌ１には、膨張弁１３と、室内機としての蒸発器１４と、コンプレッサ１１とが介装されている。
そして、前記第１の冷媒管路Ｌ１内を流過する冷媒は、吸収冷温水機２０の蒸発器２５で熱交換が行われ（或いは吸収冷温水機２０の冷媒に気化熱を奪われ）て冷却され、凝縮する。
【００４９】
前記蒸発器２５で冷却され、凝縮した冷媒は、前記膨張弁１３において膨張・気化して、蒸発機１４では室内の空気と熱交換され（気化熱によって室内の空気から熱を奪われ）室内温度が下げられる。
熱交換を終えた冷媒は前記コンプレッサ１１で圧縮され、再び吸収冷温水機２０の蒸発器２５で熱交換が行われ、サイクルが繰り返される。
【００５０】
図４は、コジェネレーションシステムとしてのガスエンジン１と、温水焚き吸収冷温水機２０Ａとを組合せた冷暖房システムである第１実施形態の１例を示すもので、全体を符号１０Ａで示す圧縮式冷凍機は、熱交換によって空気調温機能を有する室内機であり、第１の冷媒管路Ｌ１を有している。
【００５１】
第１の冷媒管路Ｌ１には、室内機としての蒸発器１４と、該蒸発機１４と温水焚き吸収冷温水機２０Ａの蒸発器（この場合は凝縮器として働く）２５への投入口との間に位置し冷・暖房によって冷媒の流れの方向を切換える切換弁６と、前記蒸発器２５への投入口と前記蒸発機１４の間に位置する膨張弁１３と、前記切換弁６と蒸発器２５への投入口の間に位置する第２の膨張弁１３Ａ、とが介装されている。
前記切換弁６にはコンプレッサ１１を介装した流路切換え管路Ｌ１ａが付帯している。
【００５２】
一方、前記温水焚き吸収冷温水機２０Ａと前述図１の吸収冷温水機２０とは以下の点で異なる。即ち、吸収冷温水機２０に対して、蒸発器２５と吸収器２１の液層を連通させる連通管路ＬＬを設け、該連通管路ＬＬには、切換え弁Ｖ１を介装し、従前の蒸発器２５内部管路ＩＬには切換え弁Ｖ２を、更に凝縮気２４と蒸発器２５を連通する従前の管路Ｌ２には切換え弁Ｖ３を夫々新に介装している。
【００５３】
そして、前記切換弁６を切換え（切換弁１６内の流れは太字で示される）、開閉弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を開閉制御することにより、前記温水焚き吸収冷温水機２０Ａは、冷凍機（冷房用）として、或いは温水機（暖房用）として作動させる。
【００５４】
尚、図４は冷房時を示し、冷媒の流れは太線で示している。この時、開閉弁Ｖ１、Ｖ２は閉弁状態で、開閉弁Ｖ３は開弁状態である。
即ち、前記温水焚き吸収冷温水機２０Ａの蒸発器２５は蒸発器として機能する。
【００５５】
図５は、暖房時を示し冷媒の流れは太線で示している。この時、開閉弁Ｖ１、Ｖ２は開弁状態で、開閉弁Ｖ３は閉弁状態である。
即ち、前記温水焚き吸収冷温水機２０Ａの蒸発器２５は温水器として機能する。
【００５６】
図６は、コジェネレーションシステムとしてのガスタービン１Ａと、蒸気焚き二重効用吸収冷温水機２０Ｂとを組合せた冷暖房システムである第１実施形態の１例を示すもので、全体を符号１０で示す圧縮式冷凍機は、前述の図３と同様である。
【００５７】
一方、前記蒸気焚き二重効用吸収冷温水機２０Ｂと前述図３の吸収冷温水機２０とは以下の点で異なる。即ち、図３の吸収冷温水機２０の一つの再生器２２に対して、図６では、高温再生器２２Ｈと、低温再生器２２Ｌの二つの再生器を設けたことと、高温再生器２２Ｈの再生に要する熱源をガスタービンの蒸気ラインＬ３０の蒸気とし、低温再生器２２Ｌの再生に要する熱源を高温再生器２２Ｈの冷媒蒸気としたことである。即ち、熱エネルギを最大限に利用しようとするものである。
上記以外は、前述の図３と同様であり、以降の説明は省略する。
【００５８】
図７は、コジェネレーションシステムとしてのガスエンジン１と、温水焚き吸収冷温水機２０とを組合せた冷房（或いは冷凍）システムである第２実施形態の１例を示すもので、図２５の従来技術に対して以下の点が異なる。
即ち、冷媒分岐回路Ｌ５の第２のコンプレッサ５２と第２の膨張弁５３の間に熱交換器である圧縮式凝縮器１５を介装し、該圧縮式凝縮器１５と吸収冷温水機２０の蒸発器２５の間をブラインポンプ６を介装したブラインラインＬ６によって連通させた点が異なる。
構成に関して、上記以外は図２５の従来技術と同様なため構成に関する以降の説明は省略する。
【００５９】
係る構成を具備する第２実施形態によれば、吸収冷温水機２０の蒸発器２５から従来と同様にブライン潜熱による冷熱又は温熱を取り出すことにより、蒸発器２５に従来設計方式の熱交換器が使用可能となる。
【００６０】
又、吸収系と圧縮系を一体化したもので低負荷時に吸収冷温水機の蒸発器２５内の圧縮系の凝縮性能が低下する（１枚の壁を通して両方で相変化が起きるタイプ：吸収冷温水機内では蒸発して、圧縮系では凝縮する、即ち、冷媒分岐回路Ｌ５側の管壁を隔てて、吸収側では蒸発、圧縮側では凝縮という相変化を起こすことになり、実際には、この様に熱伝達する双方が相変化を起こす熱交換器は製造し難く、新規な熱交換器が必要となる。）というデメリットを回避できる。
【００６１】
したがって、図７の様に構成すれば、既存・市販の熱交換器がそのまま利用できる。
即ち、ブラインラインにおいて既存・市販の熱交換器をそのまま利用することにより、蒸発或いは凝縮の条件が厳しくなったとしても（例えば、低負荷時）、圧縮式凝縮器１５及び蒸発器２５における冷媒の相変化が容易となる。
【００６２】
また、従来技術の図２５では、吸収冷温水機側（１次側）と圧縮式冷凍機側（２次側）とを余り離せないが、図７では、吸収冷温水機側と圧縮式冷凍機側とをブラインラインで連通すれば良いから、吸収冷温水機側と圧縮冷凍機側とを離隔して、設計が可能となる。
【００６３】
尚、図７で示す実施形態では圧縮式冷凍ラインＬ１は分岐点Ａ、合流点Ｂ、分岐回路Ｌ５を有している。しかしながら、図３〜図６、図８〜図２４で示す様に分岐回路を有していない圧縮式冷凍ラインを有している実施形態において、図７で示す様に、圧縮式凝縮器１５と（吸収冷温水機２０の）蒸発器２５との間を、（ブラインポンプ６を介装した）ブラインラインＬ６により連通させることが可能である。
【００６４】
図８は第３実施形態を示し、単純２段圧縮式冷凍機の実施形態であり、図３の第１実施形態に対して以下の点が異なる。
即ち、図３に示す第１実施形態の第１の冷媒管路Ｌ１の吸収冷温水機２０の蒸発器２５への投入口と膨張弁１３の間に、上流側から順に、高圧コンプレッサ１１Ａ及び室外機である凝縮機１６を介装した点が異なる。
構成に関して、上記以外は図３と同様であるので以降の説明は省略する。
尚、図８において、符号１０Ｃは、室内機全体を示すものである。
【００６５】
係る構成を具備する第３実施形態によれば、吸収冷温水機の蒸発器２５において、圧縮系（第１の冷媒管路等）の冷媒である冷媒ガスは凝縮せず、冷媒ガスの温度を下げるだけである。
【００６６】
吸収冷温水機の蒸発器２５で冷却されるライン内では、相変化を伴わない冷媒ガスの冷却（体積減少・収縮）が行われる。そして、−１０〜−３０℃までは単段圧縮を行い、それ以下の低温を得る必要がある場合は、２段で圧縮を行う。
したがって、従来は困難であった−２０℃以下の冷凍、低温空調が可能となる。
【００６７】
図９は、第４実施形態であり、単純２段圧縮式冷凍機に該当し、図８の第３実施形態に対して圧縮系の冷媒を過冷却する過冷却器を付加したものである。
過冷却器とは圧縮系の第１の冷媒管路Ｌ１に介装した凝縮器１６と吸収冷温水機２０の蒸発器２５Ａとの間の冷媒ライン（Ｌ１）を、前記蒸発器２５Ａ内で冷却（過冷却）せしめることで構成している。
冷媒は、一旦、吸収冷温水機２０の蒸発器２５Ａで冷却され、圧縮系の第１の冷媒管路Ｌ１に介装した高圧コンプレッサ１１Ａによって圧縮され、凝縮器１６によって凝縮されて、再度吸収冷温水機２０の蒸発器２５Ａに流過させる。
したがって、図８の第３実施形態よりも更に過冷却が可能となる。
【００６８】
図１０は第５実施形態を示し、２段圧縮１段膨張式冷凍機の実施形態である。図１０において、第１の冷媒管路Ｌ１は第１の分岐点Ｐ１と合流点Ｐ３を有し、閉回路を成す部分Ｌ１と、前記第１の分岐点Ｐ１から分岐する分岐管部Ｌ１２を有し、該分岐管部Ｌ１２には第１の低圧コンプレッサ１１が、閉回路を成す部分Ｌ１には第２の低圧コンプレッサ１１Ｂと、第１の膨張弁１３と、室内機である蒸発機１４とが介装され、前記第２の低圧コンプレッサ１１Ｂと第１の膨張弁１３の間で、吸収冷温水機２０の蒸発器２５から熱交換を受ける（凝縮して冷却される）ように構成されている。
【００６９】
前記分岐管部Ｌ１２の先端は、気相部２００ａと液相部２００ｂより構成される中間冷却器２００の液相部２００ｂに連通しており、第１の低圧コンプレッサ１１から送られた冷媒が液相部２００ｂに投入される。
【００７０】
前記中間冷却器２００の気相部２００ａには、配置順に高圧コンプレッサ１１Ａと凝縮器１６を介装した２次冷却ラインＬ１Ａの一端が接続され、該２次冷却ラインＬ１Ａは前記中間冷却器２００の液相部２００ｂ内で熱交換され、第２の膨張弁１３Ａを介して、他端が前記合流点Ｐ３において前記第１の冷媒管路Ｌ１に合流している。
【００７１】
また、前記２次冷却ラインＬ１Ａにおいて、凝縮器１６と前記中間冷却器２００の間には第２の分岐点Ｐ２が存在し、該第２の分岐点Ｐ２と前記中間冷却器２００の液相部２００ｂとは高圧側膨張弁１３Ｂを介装した第２の分岐管Ｌ１Ａａによって連通されている。
【００７２】
係る構成を具備する第５実施形態によれば、低圧コンプレッサ１１から送られた冷媒は中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、冷媒蒸気として前記２次冷却ラインＬ１Ａに介装された高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮される。
高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、凝縮器１６で凝縮され、一部が前記中間冷却器２００の液相部２００ｂ内を流過し、熱交換され、第２の膨張弁１３Ａ及び合流点Ｐ３を介して、第１の冷媒管路Ｌ１に合流する。
【００７３】
一方、凝縮器１６で凝縮された一部の冷媒は、第２の分岐管Ｌ１Ａａに流入し、高圧側膨張弁１３Ｂによって膨張、蒸発し、前記中間冷却器２００に流入する。
その際に気化熱を奪って、中間冷却器全体を冷却するため、冷媒は過冷却状態となる。
【００７４】
尚、本実施形態は、吸収冷温水機の蒸発器と、中間冷却器との圧力等がマッチしていない場合に対処させることが好ましい。
【００７５】
図１１は第６実施形態を示し、２段圧縮１段膨張式冷凍機の実施形態である。図１１において、全体を符号Ｌ１０で示す第１の冷媒管路は、上流から配置順に低圧コンプレッサ１１と、気相部２００ａと液相部２００ｂより構成される中間冷却器２００と、吸収冷温水機２０の蒸発器２５をバイパスする第１のバイパス回路Ｌ１Ｂと、該バイパス回路Ｌ１Ｂに介装された第１の高圧コンプレッサ１１Ａ、凝縮器１６及び第２の膨張弁１３Ｅと、吸収冷温水機２０の蒸発器２５を経由し第１の冷媒回路Ｌ１０に介装された第２の高圧コンプレッサ１１Ｃ及び第３の膨張弁１３Ｆと、前記中間冷却器２００の下流に位置する第１の膨張弁１３及び室内機である蒸発器１４を有している。
【００７６】
前記バイパス回路Ｌ１Ｂは前記第２の膨張弁１３Ｅの下流の合流点Ｐ２１において第１の冷媒管路Ｌ１０と合流している。更に、前記合流点Ｐ２１の下流近傍には分岐点Ｐ２２があり、該分岐点Ｐ２２と前記中間冷却器２００の液相部２００ｂとは高圧側膨張弁１３Ｂを介装した第２のバイパス管Ｌ１０ａによって連通されており、冷媒の一部が中間冷却器２００の液相に混入する様に構成されている。
又、前記第１の冷媒管路Ｌ１０の分岐点Ｐ２２の下流では、冷媒の一部が中間冷却器２００内を流過し、その際、熱交換を行う（凝縮して冷却される）ように構成されている。
【００７７】
係る構成を具備する第６実施形態によれば、低圧コンプレッサ１１から送られた冷媒は中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、冷媒蒸気として一部は第１のバイパス回路Ｌ１Ｂに介装された第１の高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮される。
第１の高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、凝縮器１６で凝縮され、第２の膨張弁１３Ｅにおいて膨張し、前記合流点Ｐ２１に至る。
【００７８】
また、中間冷却器２００の気相部２００ａから排出された蒸気冷媒の残りの一部は第２の高圧コンプレッサ１１Ｃで圧縮され、吸収冷温水機２０の蒸発器２５に投入される。
蒸発器２５に投入された冷媒は、蒸発器２５（ここでは凝縮器として作用）において凝縮され、前記第３の膨張弁１３Ｆで膨張し、前記合流点Ｐ２１に至る。
【００７９】
第２の膨張弁１３Ｅ及び第３の膨張弁１３Ｆで膨張して合流点Ｐ２１において合流した冷媒は、一部が分岐点Ｐ２２から前記中間冷却器２００の液相部２００ｂを流過し、その際、熱交換を行い一層冷却されて膨張弁１３に至る。
膨張弁１３で膨張し、室内機である蒸発気１４に流入した冷媒は蒸発の際の気化熱で室内温度を冷却する。
【００８０】
一方、残りの冷媒は、分岐点Ｐ２２から第２のバイパス管Ｌ１０ａを経由し、高圧側膨張弁１３Ｂによって膨張、蒸発し、前記中間冷却器２００に流入する。その際に気化熱を奪って、中間冷却器全体を冷却するため、液相冷媒は過冷却状態となる。
【００８１】
本実施形態は第２の高圧コンプレッサ１１Ｃで凝縮されたものを吸収冷温水機２０で冷却するため、吸収系で冷却される分だけ、第１の高圧コンプレッサ１１Ａの負荷が減少する。
【００８２】
図１２は第７実施形態を示し、２段圧縮１段膨張式冷凍機の実施形態である。低圧コンプレッサ１１から排出された冷媒ガスを吸収冷温水機２０の蒸発気において、蒸発した冷媒ガスを中間冷却器２００に直接投入し、更に過冷却状態の冷媒ガスとして採り出し、高圧コンプレッサ１１Ａ・凝縮器１６によって再度圧縮及び凝縮し、この冷熱エネルギを前記中間冷却器２００の液相の過冷却に利用したものである。
【００８３】
冷熱エネルギを前記中間冷却器２００の液相の過冷却に利用（中間冷却器に送られて蒸発・冷却に用いられる凝縮冷媒量を減少）することで、中間冷却器の負荷を減少することが出来る。
又、室内機である蒸発器１４に供給される冷媒量（冷熱量）が増加する。
【００８４】
図１３は第８実施形態を示し、２段圧縮１段膨張式冷凍機の実施形態である。図１３は、前述の図１２の第７実施形態に対して、中間冷却器２００の介装位置を吸収冷温水機２０の蒸発器の下流から、上流に移動させたもので構成は同じである。
高段側の過冷却を吸収冷温水機２０で行い、中間冷却器２００の圧力を低下させるとともに、冷却負荷を軽減することが出来る。
【００８５】
図１４は第９実施形態を示し、２段圧縮１段膨張式冷凍機の実施形態である。図１４は、前述の図１０の第５実施形態に対して、２台の低圧コンプレッサを１台にしたものである。
吸収冷温水機２０の蒸発器２５において冷媒を凝縮し、高圧コンプレッサ１１Ａの負荷を減少している（全量を圧縮する必要が無くなる）ため、システムの小型化が図られる。
【００８６】
図１５は、第１０実施形態であって、前述の図１４の第９実施形態に対して、高圧コンプレッサ（図１４では符号１１Ａ）と低圧コンプレッサ（図１４では符号１１）を例えば、ターボコンプレッサ等に一体化したもの１１Ｄである。
高圧コンプレッサと低圧コンプレッサを一体化した以外は図１４の第９実施形態と全く同じである。
【００８７】
図１６は第１１実施形態であり、２段圧縮２段膨張式冷凍機の実施形態である。
図１６は、前述の図１０の第５実施形態に対して、二次冷却ラインＬ１Ａにおいて、中間冷却器２００では、熱交換部を省略して、高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、高圧側膨張弁１３Ｂで全量が膨張して中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、中間冷却器２００全体を冷却するように構成されている。
そして、中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入された凝縮冷媒の１部は蒸発して再循環し、残りは凝縮したまま第２の膨張弁１３Ａに流入する。
以上を除いては、図１０の第５実施形態と同様である。
図１６の第１１実施形態によれば、システムの小型化が図られる。
【００８８】
図１７は、第１２実施形態であって、前述の図１１の第６実施形態（２段圧縮１段膨張式冷凍機）に対して、２段圧縮２段膨張式冷凍機とした（前述の図１１の第６実施形態に対して、二次冷却ラインＬ１Ａにおいて、中間冷却器２００では、熱交換部を省略して、高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、高圧側膨張弁１３Ｂで全量が膨張して中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、中間冷却器２００全体を冷却するように構成されている）ことを除けば図１１の第６実施形態と同様である。
【００８９】
このように構成することにより、高圧コンプレッサ１１Ｃで凝縮された冷媒を吸収式冷温水器の蒸発器２５で冷却するため、高圧コンプレッサ１１Ｃの負荷が軽減される。
また、図１１の第６実施形態に対してシステムのコンパクト化が図られる。
【００９０】
図１８は、第１３実施形態であって、前述の図１２の第７実施形態（２段圧縮１段膨張式冷凍機）に対して、２段圧縮２段膨張式冷凍機とした（前述の図１２の第７実施形態に対して、二次冷却ラインＬ１Ａにおいて、中間冷却器２００では、熱交換部を省略して、高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、高圧側膨張弁１３Ｂで全量が膨張して中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、中間冷却器２００全体を冷却するように構成されている）ことを除けば図１２の第７実施形態と同様である。
【００９１】
このように構成することにより、中間冷却器２００に送られて蒸発・冷却に用いられる凝縮冷媒量を減少させ、中間冷却器２００の負担を軽減する。
また、図１２の第７実施形態に対してシステムのコンパクト化が図られる。
【００９２】
図１９は、第１４実施形態であって、前述の図１３の第８実施形態（２段圧縮１段膨張式冷凍機）に対して、２段圧縮２段膨張式冷凍機としたこと（前述の図１３の第８実施形態に対して、二次冷却ラインＬ１Ａにおいて、中間冷却器２００では、熱交換部を省略して、高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、高圧側膨張弁１３Ｂで全量が膨張して中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、中間冷却器２００全体を冷却するように構成されている）を除けば図１３の第８実施形態と同様である。
図１３の第８実施形態に対してシステムのコンパクト化が図られる。
【００９３】
図２０は、第１５実施形態であって、前述の図１４の第９実施形態（２段圧縮１段膨張式冷凍機）に対して、２段圧縮２段膨張式冷凍機とした（前述の図１４の第９実施形態に対して、二次冷却ラインＬ１Ａにおいて、中間冷却器２００では、熱交換部を省略して、高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、高圧側膨張弁１３Ｂで全量が膨張して中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、中間冷却器２００全体を冷却するように構成されている）ことを除けば図１４の第７実施形態と同様である。
図１４の第９実施形態に対してシステムのコンパクト化が図られる。
【００９４】
図２１は、第１６実施形態であって、前述の図１５の第１０実施形態（２段圧縮１段膨張式冷凍機）に対して、２段圧縮２段膨張式冷凍機とした（前述の図１５の第１０実施形態に対して、２次冷却ラインＬ１Ａにおいて、中間冷却器２００では、熱交換部を省略して、高圧コンプレッサ１１Ａで圧縮された冷媒は、高圧側膨張弁１３Ｂで全量が膨張して中間冷却器２００の液相部２００ｂに投入され、中間冷却器２００全体を冷却するように構成されている）ことを除けば図１５の第１０実施形態と同様である。
図１５の第１０実施形態に対してシステムのコンパクト化が図られる。
【００９５】
図２２は、第１７実施形態であって、前述の図８の第３実施形態に対して、第１の冷媒管路Ｌ１に高温側蒸発器１４Ｂを介装した分岐ラインＬ１Ｃを付加したものであり、異なる２種類の温度レベルの冷熱を同時に採り出す実施形態である。
尚、図２２中、符号４０及び４５はともに圧力微調整弁を示す。
【００９６】
図２２の第１７実施形態によれば、例えば、空調用の冷熱を−５〜５℃に設定して、低温側蒸発器１４Ａから採り出し、例えば、低温実験室内を冷却するための冷熱を−３０℃に設定して、こちらは高温側蒸発器１４Ｂから採り出すことが出来る。
【００９７】
図２３は、第１８実施形態であって、前述の図１０の第５実施形態に対して、２次冷却ラインＬ１Ａに高圧コンプレッサ１１Ａ及び凝縮器１６をバイパスし、高温側蒸発器１４Ｂ及び高温側膨張弁１３Ｄを介装した分岐ラインＬ１Ｄを、中間冷却器２００に連通するように付加したものである。
図２２の第１７実施形態同様、異なる２種類の温度レベルの冷熱を同時に採り出す実施形態であり、効果に関しては前述の図２２の第１７実施形態と略同じである。
【００９８】
図２４は、第１９実施形態であって、前述の図１０の第５実施形態の中間冷却器２００に直接、高温側冷熱を採り出すための熱交換ライン２５０を連通させたものである。
中間冷却器２００の液相冷媒は、５℃程度までに冷却されており、前記熱交換ライン２５０によって別の用途に冷熱を用いることが出来る。
【００９９】
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。
例えば、図３〜図６、図８〜図２４で示す様に分岐回路を有していない圧縮式冷凍ラインを有している実施形態に、図７で示すのと同様に、圧縮式冷媒ラインに圧縮式凝縮器１５を介装し、圧縮式凝縮器１５と蒸発器２５とをブラインラインＬ６によって連通させても良い。
或いは、特願平１１−１６００４０号、特願２０００−２１８８３８号で示す技術においても同様に、圧縮式冷媒ラインに圧縮式凝縮器１５を介装し、圧縮式凝縮器１５と蒸発器２５とをブラインラインＬ６によって連通させることが可能である。
【０１００】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
（１）  圧縮系冷媒ラインから分岐を無くすことにより、冷媒のより一層の低温化が図られる。
（２）  圧縮系冷媒ラインに凝縮器を設け該凝縮器と、吸収系をブラインラインで連通させることにより、吸収系の蒸発器は従来方式がそのまま用いられ、また、既存、または市販のブラインラインが利用可能となる。
（３）  ブラインラインを延長することにより、圧縮系と吸収系を隔離することが出来るため、システムレイアウトに自由度が増す。
（４）  従来困難であった−２０℃以下の冷凍・低温空調も、単純２段圧縮式冷凍機では、−１０〜−３０℃の範囲は短段圧縮によって得られ、それ以下の低温は２段で圧縮することにより得られる。
（５）  中間冷却器を用い、高圧コンプレッサ及び、凝縮機を介して更に圧縮・凝縮の高められた冷媒が中間冷却器内で気化熱を奪い、中間冷却器全体を冷却するため、冷媒は過冷却状態となり、圧縮系の冷媒の更なる低温化が実現する。
（６）  冷熱エネルギを中間冷却器の液層の過冷却に利用することにより、中間冷却器の負荷を減少させることが出来る。
（７）  ２段圧縮１段膨張式冷凍器において高圧コンプレッサと低圧コンプレッサを1体化することでシステムの小型化が図られる。
（８）  中間冷却器の液相に於いて、二次冷却冷媒を以って熱交換させる熱交換部を省略させることにより、システムの小型化が図られる。
（９）  第１の冷媒管路に、高温側蒸発器を介装した分岐ラインを設けることで、異なる２種類の温度レベルの冷熱を同時に採り出すことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成概念を示すブロック図。
【図２】本発明と従来技術の比較を示すサイクル線図。
【図３】本発明の第１実施形態の１実施形態の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第１実施形態のその他の実施形態の構成を示すもので冷房時を示すブロック図。
【図５】本発明の第１実施形態のその他の実施形態の構成を示すもので暖房時を示すブロック図。
【図６】本発明の第１実施形態のその他の実施形態で、吸収冷温水機に２つの吸収器を用いた例の構成を示すブロック図。
【図７】本発明の第２実施形態の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第３実施形態の構成を示すブロック図。
【図９】本発明の第４実施形態の構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の第５実施形態の構成を示すブロック図。
【図１１】本発明の第６実施形態の構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の第７実施形態の構成を示すブロック図。
【図１３】本発明の第８実施形態の構成を示すブロック図。
【図１４】本発明の第９実施形態の構成を示すブロック図。
【図１５】本発明の第１０実施形態の構成を示すブロック図。
【図１６】本発明の第１１実施形態の構成を示すブロック図。
【図１７】本発明の第１２実施形態の構成を示すブロック図。
【図１８】本発明の第１３実施形態の構成を示すブロック図。
【図１９】本発明の第１４実施形態の構成を示すブロック図。
【図２０】本発明の第１５実施形態の構成を示すブロック図。
【図２１】本発明の第１６実施形態の構成を示すブロック図。
【図２２】本発明の第１７実施形態の構成を示すブロック図。
【図２３】本発明の第１８実施形態の構成を示すブロック図。
【図２４】本発明の第１９実施形態の構成を示すブロック図。
【図２５】従来技術の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１・・・ガスエンジン
１０・・・圧縮式冷凍器
１１・・・コンプレッサ
１１Ａ・・・高圧コンプレッサ
１３・・・膨張弁
１４・・・蒸発器
２０・・・吸収冷温水機
２５・・・蒸発器
２００・・・中間冷却器
Ｌ１・・・第１の冷媒管路、又は、圧縮式冷房ライン
Ｌ６・・・ブラインライン
Ｌ１Ａ・・・２次冷却ライン
Ｖ１（Ｖ２、Ｖ３）・・・開閉弁
【図１】
0003719592.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003719592.tif 000008
【図８】
0003719592.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003719592.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003719592.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003719592.tif 000016
【図１６】
0003719592.tif 000017
【図１７】
0003719592.tif 000018
【図１８】
0003719592.tif 000019
【図１９】
0003719592.tif 000020
【図２０】
0003719592.tif 000021
【図２１】
0003719592.tif 000022
【図２２】
0003719592.tif 000023
【図２３】
0003719592.tif 000024
【図２４】
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【図２５】
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