(57)【要約】【課題】  既存の吸収ヒートポンプを用いて被加熱媒体の昇温幅を拡大し効率の向上を図る吸収ヒートポンプシステムを提供すること。【解決手段】  被加熱媒体流路１１内を流れる被加熱媒体１１Ｗを加熱する吸収器Ａ１と、再生熱媒体流路１２内を流れる第１の熱媒体１２Ｗで吸収液Ｌｇを加熱して冷媒Ｒｇを蒸発させる再生器Ｇ１と、冷却媒体流路１３内を流れる冷却媒体１３Ｗで冷媒蒸気Ｒｇを冷却して凝縮させる凝縮器Ｃ１と、蒸発熱媒体流路１４内を流れる第２の熱媒体１４Ｗで冷媒液Ｒｃを加熱して吸収器Ａ１の吸収液Ｌａに吸収させる冷媒蒸気Ｒｅを発生させる蒸発器Ｅ１とを有する吸収ヒートポンプ１０を複数台備え、各吸収ヒートポンプ１０、２０の被加熱媒体流路１１、２１同士、再生熱媒体流路１２、２２同士、冷却媒体流路１３、２３同士、蒸発熱媒体流路１４、２４同士が接続され、これらの流路のうち少なくとも１種類の流路同士が直列に接続されている吸収ヒートポンプシステム。【選択図】  図１
2006177569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収液が冷媒蒸気を吸収して被加熱媒体流路内を流れる被加熱媒体を加熱する吸収器と、
前記冷媒蒸気を吸収した吸収液を導入し、再生熱媒体流路内を流れる第１の熱媒体で該導入した吸収液を加熱して冷媒を蒸発させる再生器と、
前記吸収液から蒸発させた冷媒蒸気を導入し、冷却媒体流路内を流れる冷却媒体で該導入した冷媒蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮した冷媒液を導入し、蒸発熱媒体流路内を流れる第２の熱媒体で該導入した冷媒液を加熱して前記吸収器の吸収液に吸収させる冷媒蒸気を発生させる蒸発器と、を有する吸収ヒートポンプを複数台備え；
前記各吸収ヒートポンプの被加熱媒体流路同士、再生熱媒体流路同士、冷却媒体流路同士、蒸発熱媒体流路同士が接続され、該流路のうち少なくとも１種類の流路同士が直列に接続された；
吸収ヒートポンプシステム。
【請求項２】
前記冷却媒体流路同士及び蒸発熱媒体流路同士が直列に、前記被加熱媒体流路同士及び再生熱媒体流路同士が並列に接続され；
前記複数台の吸収ヒートポンプのうち、一つを第１の凝縮器及び第１の蒸発器を有する第１の吸収ヒートポンプとし、該第１の吸収ヒートポンプ以外の一つを第２の凝縮器及び第２の蒸発器を有する第２の吸収ヒートポンプとしたときに、該第１の蒸発器に配設された第１の蒸発熱媒体流路を流れた後の前記第２の熱媒体が該第２の蒸発器に配設された第２の蒸発熱媒体流路を流れ、該第２の凝縮器に配設された第２の冷却媒体流路を流れた後の前記冷却媒体が該第１の凝縮器に配設された第１の冷却媒体流路を流れるように構成された；
請求項１に記載の吸収ヒートポンプシステム。
【請求項３】
前記被加熱媒体流路同士、再生熱媒体流路同士、冷却媒体流路同士、及び蒸発熱媒体流路同士が直列に接続され；
前記複数台の吸収ヒートポンプのうち、一つを第１の吸収器、第１の再生器、第１の凝縮器及び第１の蒸発器を有する第１の吸収ヒートポンプとし、該第１の吸収ヒートポンプ以外の一つを第２の吸収器、第２の再生器、第２の凝縮器及び第２の蒸発器を有する第２の吸収ヒートポンプとしたときに、
該第１の吸収器に配設された第１の被加熱媒体流路を流れた後の前記被加熱媒体が該第２の吸収器に配設された第２の被加熱媒体流路を流れ、
該第２の再生器に配設された第２の再生熱媒体流路を流れた後の前記第１の熱媒体が該第１の再生器に配設された第１の再生熱媒体流路を流れ、
該第１の凝縮器に配設された第１の冷却熱媒体流路を流れた後の前記冷却熱媒体が該第２の凝縮器に配設された第２の冷却熱媒体流路を流れ、
該第２の蒸発器に配設された第２の蒸発熱媒体流路を流れた後の前記第２の熱媒体が該第１の蒸発器に配設された第１の蒸発熱媒体流路を流れるように構成された；
請求項１に記載の吸収ヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は吸収ヒートポンプシステムに関し、特に既存の吸収ヒートポンプを用いて被加熱媒体の昇温幅を拡大し効率の向上を図る吸収ヒートポンプシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
低温の熱源から熱を汲み上げて高温の熱源にする機器であるヒートポンプが知られている。ヒートポンプの一つとして、吸収液が冷媒蒸気を吸収する際に発生する吸収熱により熱媒体を加熱する吸収ヒートポンプが知られている。吸収ヒートポンプには、駆動熱源として投入した熱量より多くの熱量を得る増熱型のヒートポンプである第一種吸収ヒートポンプと、駆動熱源温度より高い温度を取り出す昇温型のヒートポンプである第二種吸収ヒートポンプとがある。第二種吸収ヒートポンプは、一般に、吸収液に吸収させる冷媒を加熱して冷媒蒸気を発生させる蒸発器と、冷媒蒸気を吸収して濃度が薄くなった吸収液を加熱し再生する再生器とを有する。そして、蒸発器及び再生器の加熱源としてそれぞれに熱源温水を供給するが、この熱源温水の温度が低い場合は吸収器で吸収溶液の温度があまり高くならないために、充分に過熱した被加熱媒体が得られないという問題があった。このような問題を解決した吸収ヒートポンプとして、複数段の再生器及び凝縮器を設け、高圧段再生器に高温の温水を導くと同時に低圧段再生器にはその段階に応じて低温の温水を導き低温温水の熱も回収するようにしたことにより、温度低下した熱源温水を再び低圧段の再生器に導いてその熱を回収利用し、従来棄てられていた温度レベルの熱エネルギーを回収することができる吸収ヒートポンプがある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特公昭５８−１８５７５号公報（第１頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載された吸収ヒートポンプは、複数段の再生器及び凝縮器を備えた吸収ヒートポンプを製作する必要があり、従来から存在する吸収ヒートポンプでは効率の向上が望めなく、また、被加熱媒体を蒸気で取り出す際の過熱度の確保が十分ではなかった。
【０００４】
本発明は上述の課題に鑑み、既存の吸収ヒートポンプを用いて被加熱媒体の昇温幅を拡大し効率の向上を図る吸収ヒートポンプシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る吸収ヒートポンプシステムは、例えば図１（ａ）に示すように、吸収液Ｌａが冷媒蒸気Ｒｅを吸収して被加熱媒体流路１１（２１）内を流れる被加熱媒体１１Ｗ（２１Ｗ）を加熱する吸収器Ａ１（Ａ２）と、冷媒蒸気Ｒｅを吸収した吸収液Ｌａを導入し、再生熱媒体流路１２（２２）内を流れる第１の熱媒体１２Ｗ（２２Ｗ）で導入した吸収液Ｌｇを加熱して冷媒Ｒｇを蒸発させる再生器Ｇ１（Ｇ２）と、吸収液Ｌｇから蒸発させた冷媒蒸気Ｒｇを導入し、冷却媒体流路１３（２３）内を流れる冷却媒体１３Ｗ（２３Ｗ）で導入した冷媒蒸気Ｒｇを冷却して凝縮させる凝縮器Ｃ１（Ｃ２）と、凝縮した冷媒液Ｒｃを導入し、蒸発熱媒体流路１４（２４）内を流れる第２の熱媒体１４Ｗ（２４Ｗ）で導入した冷媒液Ｒｃを加熱して吸収器Ａ１（Ａ２）の吸収液Ｌａに吸収させる冷媒蒸気Ｒｅを発生させる蒸発器Ｅ１（Ｅ２）と、を有する吸収ヒートポンプ１０（２０）を複数台備え；各吸収ヒートポンプ１０、２０の被加熱媒体流路１１、２１同士、再生熱媒体流路１２、２２同士、冷却媒体流路１３、２３同士、蒸発熱媒体流路１４、２４同士が接続され、これらの流路のうち少なくとも１種類の流路同士が直列に接続されている。
【０００６】
このように構成すると、複数台の吸収ヒートポンプの被加熱媒体流路同士、再生熱媒体流路同士、冷却媒体流路同士、蒸発熱媒体流路同士が接続され、その流路のうち少なくとも１種類の流路同士が直列に接続されているので、吸収ヒートポンプの直列に接続された流路を流れる媒体の熱を多く利用することができることとなり、システム全体として見た場合の吸収液の濃度幅を拡大することにより吸収ヒートポンプシステムの効率を向上させることができる。また、被加熱媒体流路同士を直列に接続した場合は、被加熱媒体流路間に温度差ができて被加熱媒体の昇温幅を拡大することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明に係る吸収ヒートポンプシステムは、例えば図１（ａ）に示すように、請求項１に記載の吸収ヒートポンプシステム１において、冷却媒体流路１３、２３同士及び蒸発熱媒体流路１４、２４同士が直列に、被加熱媒体流路１１、２１同士及び再生熱媒体流路１２、２２同士が並列に接続され；複数台の吸収ヒートポンプのうち、一つを第１の凝縮器Ｃ１及び第１の蒸発器Ｅ１を有する第１の吸収ヒートポンプ１０とし、第１の吸収ヒートポンプ１０以外の一つを第２の凝縮器Ｃ２及び第２の蒸発器Ｅ２を有する第２の吸収ヒートポンプ２０としたときに、第１の蒸発器Ｅ１に配設された第１の蒸発熱媒体流路１４を流れた後の第２の熱媒体１４Ｗが第２の蒸発器Ｅ２に配設された第２の蒸発熱媒体流路２４を流れ、第２の凝縮器Ｃ２に配設された第２の冷却媒体流路２３を流れた後の冷却媒体２３Ｗが第１の凝縮器Ｃ１に配設された第１の冷却媒体流路１３を流れるように構成されている。
【０００８】
このように構成すると、第１の蒸発器に配設された蒸発熱媒体流路を流れた後の第２の熱媒体が第２の蒸発器に配設された蒸発熱媒体流路を流れ、第２の凝縮器に配設された冷却媒体流路を流れた後の冷却媒体が第１の凝縮器に配設された冷却媒体流路を流れるので、第１の蒸発器と第２の蒸発器との間に圧力差及び温度差が生じ、かつ第１の再生器と第２の再生器との間に圧力差が生じてシステム全体として見た場合に吸収液の濃度幅が拡大し、吸収ヒートポンプシステムの効率を向上させることができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明に係る吸収ヒートポンプシステムは、例えば図３（ａ）に示すように、請求項１に記載の吸収ヒートポンプシステムにおいて、被加熱媒体流路１１、２１同士、再生熱媒体流路１２、２２同士、冷却媒体流路１３、２３同士、及び蒸発熱媒体流路１４、２４同士が直列に接続され；複数台の吸収ヒートポンプのうち、一つを第１の吸収器Ａ１、第１の再生器Ｇ１、第１の凝縮器Ｃ１及び第１の蒸発器Ｅ１を有する第１の吸収ヒートポンプ１０とし、第１の吸収ヒートポンプ１０以外の一つを第２の吸収器Ａ２、第２の再生器Ｇ２、第２の凝縮器Ｃ２及び第２の蒸発器Ｅ２を有する第２の吸収ヒートポンプ２０としたときに、第１の吸収器Ａ１に配設された第１の被加熱媒体流路１１を流れた後の被加熱媒体１１Ｗが第２の吸収器Ａ２に配設された第２の被加熱媒体流路２１を流れ、第２の再生器Ｇ２に配設された第２の再生熱媒体流路２２を流れた後の第１の熱媒体２２Ｗが第１の再生器Ｇ１に配設された第１の再生熱媒体流路１２を流れ、第１の凝縮器Ｃ１に配設された第１の冷却媒体流路１３を流れた後の冷却媒体１３Ｗが第２の凝縮器Ｃ２に配設された第２の冷却媒体流路２３を流れ、第２の蒸発器Ｅ２に配設された第２の蒸発熱媒体流路２４を流れた後の第２の熱媒体２４Ｗが第１の蒸発器Ｅ１に配設された第１の蒸発熱媒体流路１４を流れるように構成されている。
【００１０】
このように構成すると、第１の蒸発器と第２の蒸発器との間に圧力差及び温度差が生じ、かつ第１の再生器と第２の再生器との間に圧力差及び温度差が生じて、システム全体として見た場合に吸収液の濃度幅が拡大して吸収ヒートポンプシステムの効率を向上させることができると共に、吸収液の温度差により被加熱媒体の昇温幅を拡大することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数台の吸収ヒートポンプの被加熱媒体流路同士、再生熱媒体流路同士、冷却媒体流路同士、蒸発熱媒体流路同士が接続され、これらの流路のうち少なくとも１種類の流路同士が直列に接続されているので、吸収ヒートポンプの直列に接続された流路を流れる媒体の熱を多く利用することができることとなり、システム全体として見た場合の吸収液の濃度幅を拡大することにより吸収ヒートポンプシステムの効率を向上させることができる。また、被加熱媒体流路同士を直列に接続した場合は、被加熱媒体流路間に温度差ができて被加熱媒体の昇温幅を拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号あるいは類似符号を付し、重複した説明は省略する。
なお、以下に説明する吸収ヒートポンプ（単段、多段を問わない）の作動媒体としては、吸収剤と冷媒の組み合わせが用いられる。以下に説明する実施の形態では、各種吸収ヒートポンプで現在最も広く用いられている、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）を吸収剤として使用し、水を冷媒として使用する。しかしながらこれに限らず、例えば水を吸収剤とし、アンモニアを冷媒として使用してもよい。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）のフロー図を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム１の構成を説明する。
吸収ヒートポンプシステム１は、第１の吸収ヒートポンプとしての吸収ヒートポンプ１０と、第２の吸収ヒートポンプとしての吸収ヒートポンプ２０とを含んで構成されている。
【００１４】
吸収ヒートポンプ１０は、典型的には単段の吸収ヒートポンプである。吸収ヒートポンプ１０は、第１の蒸発器としての蒸発器Ｅ１で蒸発した冷媒Ｒｅを吸収する第１の吸収器としての吸収器Ａ１と、吸収器Ａ１から送られる吸収液としてのＬｉＢｒ水溶液Ｌａ（吸収剤と冷媒の混合物、以下適宜「溶液」とも呼ぶ）を加熱して冷媒蒸気Ｒｇを発生させる第１の再生器としての再生器Ｇ１と、再生器Ｇ１で発生した冷媒蒸気Ｒｇを冷却して凝縮する第１の凝縮器としての凝縮器Ｃ１と、凝縮器Ｃ１から送られる冷媒液Ｒｃを蒸発させて冷媒蒸気Ｒｅを発生させる蒸発器Ｅ１とを備えている。
【００１５】
吸収器Ａ１は、伝熱部として第１の被加熱媒体流路としての蒸気発生伝熱管１１を有している。吸収器Ａ１は、その内部に吸収液であるＬｉＢｒ水溶液Ｌａが散布され、ＬｉＢｒ水溶液Ｌａが水蒸気Ｒｅを吸収する際に吸収熱が発生するように構成されている。この吸収熱により、蒸気発生伝熱管１１を流れる被加熱媒体、具体的には給水１１Ｗが昇温して高温水あるいは蒸気になるように構成されている。吸収器Ａ１の下部には散布されたＬｉＢｒ水溶液Ｌａが貯留されるが、蒸気発生伝熱管１１はＬｉＢｒ水溶液に没入しない。このようにすると、伝熱管１１の表面に濡れ広がったＬｉＢｒ水溶液Ｌａに水蒸気Ｒｅが吸収されるようになるため、ＬｉＢｒ水溶液Ｌａと水蒸気Ｒｅの接触面積を大きくできるとともに、発生した吸収熱が蒸気発生伝熱管１１を流れる給水１１Ｗに速やかに伝わり、吸収能力の回復を早めることができる。
【００１６】
再生器Ｇ１は、伝熱部として第１の再生熱媒体流路としての再生熱源温水管１２を有している。再生熱源温水管１２には、第１の熱媒体として、典型的には温水１２Ｗが流れる。再生器Ｇ１は、吸収器Ａ１と溶液配管１８ａ及び溶液配管１８ｂで接続されている。溶液配管１８ｂには再生器Ｇ１のＬｉＢｒ水溶液Ｌｇを吸収器Ａ１に圧送する溶液ポンプ１６が配設されている。また、溶液配管１８ａ及び溶液配管１８ｂには溶液熱交換器１５が配設されている。再生器Ｇ１は、吸収器Ａ１で水蒸気Ｒｅを吸収して濃度が薄くなったＬｉＢｒ水溶液Ｌａを溶液配管１８ａを介して導き入れ、温水１２Ｗの熱により水分を蒸発させて高濃度のＬｉＢｒ水溶液に再生することができるように構成されている。再生熱源温水管１２はＬｉＢｒ水溶液Ｌｇに浸っており、ＬｉＢｒ水溶液Ｌｇを直接加熱している。
【００１７】
溶液熱交換器１５は、吸収器Ａ１から再生器Ｇ１へ流れる高温低濃度のＬｉＢｒ水溶液と、再生器Ｇ１から吸収器Ａ１へ圧送される低温高濃度のＬｉＢｒ水溶液との間で熱交換を行なわせる機器である。溶液熱交換器１５は、典型的にはプレート型熱交換器が用いられるがシェルアンドチューブ型やその他の熱交換器を用いてもよい。
【００１８】
凝縮器Ｃ１は、伝熱部として第１の冷却媒体流路としての冷却水管１３を有している。冷却水管１３には、冷却媒体としての冷却水１３Ｗが流れる。凝縮器Ｃ１は、再生器Ｇ１で発生した水蒸気Ｒｇを導入し、これを冷却水１３Ｗで冷却して凝縮させるように構成されている。冷却水管１３は、水蒸気Ｒｇを直接冷却することができるように、凝縮水Ｒｃに浸らないように配設されている。凝縮器Ｃ１には凝縮した凝縮水Ｒｃを蒸発器Ｅ１に送る冷媒配管１９が接続されている。冷媒配管１９には、凝縮水Ｒｃを蒸発器Ｅ１に圧送するための冷媒ポンプ１７が配設されている。
【００１９】
蒸発器Ｅ１は、伝熱部として第１の蒸発熱媒体流路としての蒸発熱源温水管１４を有している。蒸発熱源温水管１４には、第２の熱媒体として、典型的には温水１４Ｗが流れる。蒸発器Ｅ１は、凝縮器Ｃ１と冷媒配管１９で接続されている。蒸発器Ｅ１は、凝縮器Ｃ１から凝縮水Ｒｃを導き入れ、温水１４Ｗの熱により蒸発させて水蒸気Ｒｅを発生させることができるように構成されている。蒸発熱源温水管１４は、蒸発器Ｅ１内に溜まった凝縮水を加熱するように、凝縮水に浸っている。このようにすると、蒸発器Ｅ１内で凝縮水を循環させるための循環ポンプが不要になる。
【００２０】
ここで図２のデューリング線図を併せて参照して、吸収ヒートポンプ１０の作用を説明する。デューリング線図とは、飽和圧力と溶液（ＬｉＢｒ水溶液）の温度との関係を表したもので、縦軸に飽和圧力を、横軸に溶液温度をとっている。右上がりの線は溶液の等濃度線を表し、右に行くほど高濃度、左に行くほど低濃度となり、図中の原点を通る右上がりの線は溶液濃度０％（すなわち冷媒のみ）の線である。なお、本図では縦軸にその点の圧力に対応する冷媒（水）の露点温度を表示している。蒸発器における蒸発温度及び凝縮器における凝縮温度を把握しやすくするためである。他のデューリング線図も同様である。
【００２１】
吸収器Ａ１の吸収液Ｌａが水蒸気Ｒｅを吸収すると吸収液Ｌａの濃度が低下する（ｊ〜ｋ）。このとき発生する吸収熱を給水１１Ｗに与えてこれを高温水又は蒸気にする。濃度が低下した吸収液Ｌａは、再生器Ｇ１に至る間の溶液熱交換器１５にて温度が低下する（ｋ〜ｍ）。溶液熱交換器１５を出た吸収液Ｌａは、再生器Ｇ１に入る際に圧力（露点温度）が下がり、吸収液Ｌａ中の水分の一部が蒸発するのに伴い温度が低下する（ｍ〜ｎ）。再生器Ｇ１に入った吸収液Ｌａは、温水１２Ｗの熱で水分が蒸発して濃度が上昇する（ｎ〜ｐ）。濃度が上昇した吸収液Ｌｇは、吸収器Ａ１に戻る間の溶液熱交換器１５にて温度が上昇する（ｐ〜ｑ）。溶液熱交換器１５を出た吸収液Ｌｇは、溶液ポンプ１６で昇圧されて吸収器Ａ１に入るので圧力（露点温度）が上昇し、吸収器Ａ１内で水蒸気Ｒｅを吸収することに伴い温度が上昇する（ｑ〜ｊ）。吸収器Ａ１に戻った高濃度の吸収液Ｌｇは水蒸気Ｒｅを吸収し、以降同様のサイクルを繰り返す。
【００２２】
一方冷媒のサイクルとして、再生器Ｇ１から導入した水蒸気Ｒｇは、冷却水１３Ｗで冷却されて凝縮し凝縮水Ｒｃとなる（ｖ）。凝縮水Ｒｃは冷媒ポンプ１７で圧送され蒸発器Ｅ１に導入される。蒸発器Ｅ１に入った凝縮水Ｒｃは温水１４Ｗで加熱されて蒸発し水蒸気Ｒｅとなる（ｗ）。図２から明らかなように、水蒸気Ｒｅの移動がある吸収器Ａ１（ｊ、ｋ）と蒸発器Ｅ１（ｗ）は同じ圧力（露点温度）となっているが温度は異なっている。他方、再生器Ｇ１（ｎ、ｐ）と凝縮器Ｃ１（ｖ）は同じ圧力（露点温度）となっているが温度は異なっている。吸収器Ａ１、再生器Ｇ１、凝縮器Ｃ１及び蒸発器Ｅ１の圧力及び温度は、供給する温水１２Ｗ、１４Ｗ、冷却水１３Ｗの温度によるバランスによって決まり、ヒートポンプとして取り出す蒸気（温水）１１Ｗの温度も各器のバランスによって定まる。
【００２３】
再び本発明の第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム１の説明に戻る。本発明の第１の実施の形態である吸収ヒートポンプシステム１を構成する吸収ヒートポンプ２０は、典型的には吸収ヒートポンプ１０と同様の構成である。吸収ヒートポンプ２０は、第２の蒸発器としての蒸発器Ｅ２で蒸発した冷媒を吸収する第２の吸収器としての吸収器Ａ２と、吸収器Ａ２から送られる吸収液を加熱して冷媒蒸気を発生させる第２の再生器としての再生器Ｇ２と、再生器Ｇ２で発生した冷媒蒸気を冷却して凝縮する第２の凝縮器としての凝縮器Ｃ２と、凝縮器Ｃ２から送られる冷媒液を蒸発させて冷媒蒸気を発生させる蒸発器Ｅ２とを備えている。吸収器Ａ２、再生器Ｇ２、凝縮器Ｃ２及び蒸発器Ｅ２の各構成と機能は、それぞれ対応する吸収器Ａ１、再生器Ｇ１、凝縮器Ｃ１及び蒸発器Ｅ１と同様であるので、説明を省略する。
【００２４】
蒸気発生伝熱管１１は、第２の被加熱媒体流路としての蒸気発生伝熱管２１と接続されている。本実施の形態では、流入口１１ａに配管３１が、流出口１１ｂに配管３２が接続されており、流入口２１ａに配管３３が、流出口２１ｂに配管３４が接続されている。そして、配管３３は配管３１から分岐され、配管３２は配管３４に合流するように接続されている。すなわち、蒸気発生伝熱管１１と蒸気発生伝熱管２１とは並列に接続されている。
【００２５】
再生熱源温水管１２は、第２の再生熱媒体流路としての再生熱源温水管２２と接続されている。本実施の形態では、流入口１２ａに配管４１が、流出口１２ｂに配管４２が接続されており、流入口２２ａに配管４３が、流出口２２ｂに配管４４が接続されている。そして、配管４３は配管４１から分岐され、配管４２は配管４４に合流するように接続されている。すなわち、再生熱源温水管１２と再生熱源温水管２２とは並列に接続されている。
【００２６】
冷却水管１３は、第２の冷却媒体流路としての冷却水管２３と接続されている。本実施の形態では、流入口２３ａに配管５１が接続されており、流出口２３ｂと流入口１３ａとが配管５２を介して接続されており、流出口１３ｂには配管５３が接続されている。すなわち、冷却水管２３と冷却水管１３とは直列に接続されている。
【００２７】
蒸発熱源温水管１４は、第２の蒸発熱媒体流路としての蒸発熱源温水管２４と接続されている。本実施の形態では、流入口１４ａに配管６１が接続されており、流出口１４ｂと流入口２４ａとが配管６２を介して接続されており、流出口２４ｂには配管６３が接続されている。すなわち、蒸発熱源温水管１４と蒸発熱源温水管２４とは直列に接続されている。
【００２８】
蒸気発生伝熱管１１、２１を流れる給水１１Ｗ、２１Ｗ、再生熱源温水管１２、２２を流れる温水１２Ｗ、２２Ｗ、冷却水管１３、２３を流れる冷却水１３Ｗ、２３Ｗ、蒸発熱源温水管１４、２４を流れる温水１４Ｗ、２４Ｗは、それぞれ不図示のポンプにて供給される。なお、温水１２Ｗ、２２Ｗ及び温水１４Ｗ、２４Ｗには、同一の温水を分配してもよく、蒸発熱源温水管と再生熱源温水管とを直列に接続してどちらか一方の管を流れた温水を他方の管に導入するようにしてもよい。
【００２９】
ここで図１（ｂ）のデューリング線図を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム１の作用を説明する。
冷却水は、最初に冷却水管２３を通って凝縮熱により温度が上昇した後に冷却水管１３に入る。したがって、凝縮器Ｃ２の温度の方が凝縮器Ｃ１の温度よりも低くなる。すなわち、露点温度（圧力）も凝縮器Ｃ２（ＴＣ２）の方が凝縮器Ｃ１（ＴＣ１）よりも低くなる。また、水蒸気の移動がある凝縮器Ｃ１と再生器Ｇ１、及び凝縮器Ｃ２と再生器Ｇ２は、それぞれ圧力が同じになる。他方、再生器Ｇ１、Ｇ２に供給される温水１２Ｗ、２２Ｗは、再生熱源温水管１２、２２同士が並列に接続されているのでほぼ同じ温度（ＴＧ１、ＴＧ２）になる。再生器Ｇ１と再生器Ｇ２とは、溶液温度が同じで圧力が異なるため、図１（ｂ）から明らかなように、吸収液の濃度が異なることとなる。
【００３０】
また、蒸発器Ｅ１、Ｅ２に供給される温水は、最初に蒸発熱源温水管１４を通って水蒸気に潜熱を奪われて温度が下がった後に蒸発熱源温水管２４に入る。したがって、蒸発器Ｅ１の温度の方が蒸発器Ｅ２の温度よりも高くなる。すなわち、露点温度（圧力）も蒸発器Ｅ１（ＴＥ１）の方が蒸発器Ｅ２（ＴＥ２）よりも高くなる。また、水蒸気の移動がある蒸発器Ｅ１と吸収器Ａ１、及び蒸発器Ｅ２と吸収器Ａ２は、それぞれ圧力が同じになる。他方、第１及び第２吸収器Ａ１、Ａ２に供給される給水１１Ｗ、２１Ｗは、蒸気発生伝熱管１１、２１同士が並列に接続されているのでほぼ同じ温度になる。吸収器Ａ１と吸収器Ａ２とは、溶液温度が同じ（ＴＡ１、ＴＡ２）で圧力が異なるため、吸収液の濃度が異なることとなる。
【００３１】
以上に説明した第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム１について、具体的な温度条件を例示して説明する。なお、ここに示す例は、蒸発熱源温水管１４、２４を流れた温水が再生熱源温水管１２、２２に導入されるものとして説明する。
冷却水管２３に導入される約３０℃の冷却水は、凝縮熱により約３３℃に上昇して冷却水管１３に入り、凝縮熱によりさらに温度が上昇して約３６℃となる。このとき、凝縮器Ｃ２は約３４℃、凝縮器Ｃ１は約３７℃となる。再生熱源温水管１２、２２に導入される約８４℃の温水は、再生器Ｇ１、Ｇ２内のＬｉＢｒ水溶液中の水分を蒸発させて温度が下がり約７８℃となる。再生熱源温水管１２、２２が並列に接続されているので、再生器Ｇ１、Ｇ２は、ほぼ同じ温度である約８０℃となる。ただし、再生器Ｇ１、Ｇ２は、圧力が異なっているため溶液濃度が異なっている。蒸発熱源温水管１４に導入される約９０℃の温水は、冷媒液（水）を蒸発させて約８７℃に下がった後に蒸発熱源温水管２４に入り、さらに蒸発潜熱を奪われて約８４℃となる。このとき、蒸発器Ｅ１は約８６℃、蒸発器Ｅ２は約８３℃となる。蒸気発生伝熱管１１、２１に導入される約２０℃の給水は、吸収器Ａ１、Ａ２内のＬｉＢｒ水溶液が水蒸気を吸収する際の吸収熱で温度が上昇して約１３５℃の蒸気となる。蒸気発生伝熱管１１、２１が並列に接続されているので、吸収器Ａ１、Ａ２は、ほぼ同じ温度である約１３６℃となる。
【００３２】
以上、図１（ｂ）からも明らかなように、冷却水管１３、２３及び蒸発熱源温水管１４、２４を直列に接続することにより、吸収ヒートポンプ１０と吸収ヒートポンプ２０とでは吸収液のサイクルで使用される濃度領域が異なることとなる。２台の吸収ヒートポンプ１０、２０を上述のように組み合わせることにより、吸収ヒートポンプシステムとして吸収液の濃度幅を拡大させることができ、同じ温度条件で図２に示すようなサイクルを有する単一の吸収ヒートポンプを運転した場合と比べて、吸収ヒートポンプシステム１の成績係数（ＣＯＰ）を向上させることができる。また、冷却水管１３、２３を直列に接続したことにより、凝縮器Ｃ２では低温の冷却水を有効に利用できる。低温の冷却水を利用可能な本吸収ヒートポンプシステム１は、冷却水を大温度差にすることができ、これに伴って循環ポンプを小型化することができ省電力に資することとなる。同様に、蒸発熱源温水管１４、２４を直列に接続したことにより、蒸発器Ｅ１、Ｅ２で利用する熱源としての温水の利用可能な温度差を大きくすることができる。温水の利用可能な温度差が大きくなると循環温水量を少なくすることができ、これに伴って循環ポンプを小型化することができ省電力に資することとなる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
次に図３（ａ）のフロー図を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム２の構成を説明する。
吸収ヒートポンプシステム２は、第１の吸収ヒートポンプとしての吸収ヒートポンプ１０と第２の吸収ヒートポンプとしての吸収ヒートポンプ２０とを含んで構成されており、これらは第１の実施の形態で用いたものと同様の構成及び作用を有する。すなわち、吸収ヒートポンプ１０は、第１の被加熱媒体流路としての蒸気発生伝熱管１１を有する第１の吸収器としての吸収器Ａ１と、第１の再生熱媒体流路としての再生熱源温水管１２を有する第１の再生器としての再生器Ｇ１と、第１の冷却媒体流路としての冷却水管１３を有する第１の凝縮器としての凝縮器Ｃ１と、第１の蒸発熱媒体流路としての蒸発熱源温水管１４を有する第１の蒸発器としての蒸発器Ｅ１とを備えている。また、吸収ヒートポンプ２０は、第２の被加熱媒体流路としての蒸気発生伝熱管２１を有する第２の吸収器としての吸収器Ａ２と、第２の再生熱媒体流路としての再生熱源温水管２２を有する第２の再生器としての再生器Ｇ２と、第２の冷却媒体流路としての冷却水管２３を有する第２の凝縮器としての凝縮器Ｃ２と、第２の蒸発熱媒体流路としての蒸発熱源温水管２４を有する第２の蒸発器としての蒸発器Ｅ２とを備えている。なお、各部の構成及び作用の詳細な説明は省略する。
【００３４】
本実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム２は、第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム１と比較して、蒸気発生伝熱管１１、２１、再生熱源温水管１２、２２、冷却水管１３、２３及び蒸発熱源温水管１４、２４の接続のし方が異なっている。
【００３５】
本実施の形態の蒸気発生伝熱管１１、２１の接続関係は、流入口１１ａに配管３５が接続されており、流出口１１ｂと流入口２１ａとが配管３６を介して接続されており、流出口２１ｂには配管３７が接続されている。すなわち、蒸気発生伝熱管１１と蒸気発生伝熱管２１とは直列に接続されている。
【００３６】
再生熱源温水管１２、２２の接続関係は、流入口２２ａに配管４５が接続されており、流出口２２ｂと流入口１２ａとが配管４６を介して接続されており、流出口１２ｂには配管４７が接続されている。すなわち、再生熱源温水管２２と再生熱源温水管１２とは直列に接続されている。
【００３７】
冷却水管１３、２３の接続関係は、流入口１３ａに配管５５が接続されており、流出口１３ｂと流入口２３ａとが配管５６を介して接続されており、流出口２３ｂには配管５７が接続されている。すなわち、冷却水管１３と冷却水管２３とは直列に接続されている。
【００３８】
蒸発熱源温水管１４、２４の接続関係は、流入口２４ａに配管６５が接続されており、流出口２４ｂと流入口１４ａとが配管６６を介して接続されており、流出口１４ｂには配管６７が接続されている。すなわち、蒸発熱源温水管２４と蒸発熱源温水管１４とは直列に接続されている。
【００３９】
蒸気発生伝熱管１１、２１を流れる給水１１Ｗ、２１Ｗ、再生熱源温水管１２、２２を流れる温水１２Ｗ、２２Ｗ、冷却水管１３、２３を流れる冷却水１３Ｗ、２３Ｗ、蒸発熱源温水管１４、２４を流れる温水１４Ｗ、２４Ｗは、それぞれ不図示のポンプにて供給される。なお、温水１２Ｗ、２２Ｗ及び温水１４Ｗ、２４Ｗには、同一の温水を分配してもよく、蒸発熱源温水管と再生熱源温水管とを直列に接続してどちらか一方の管を流れた温水を他方の管に導入するようにしてもよい。
【００４０】
ここで図３（ｂ）のデューリング線図を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム２の作用を説明する。
冷却水は、最初に冷却水管１３を通って凝縮熱により温度が上昇した後に冷却水管２３に入る。したがって、凝縮器Ｃ１の温度の方が凝縮器Ｃ２の温度よりも低くなる。すなわち、露点温度（圧力）も凝縮器Ｃ１（ＴＣ１）の方が凝縮器Ｃ２（ＴＣ２）よりも低くなる。冷却水管１３、２３を直列に接続すると冷却水を大温度差にすることができ、これに伴って循環ポンプを小型化することができ省電力に資することとなる。また、水蒸気の移動がある凝縮器Ｃ１と再生器Ｇ１、及び凝縮器Ｃ２と再生器Ｇ２は、それぞれ圧力が同じになる。再生器Ｇ１、Ｇ２に供給される温水は、最初に再生熱源温水管２２を通って吸収液中の水分を蒸発させて温度が低下した後に再生熱源温水管１２に入る。したがって、再生器Ｇ２の温度（ＴＧ２）の方が再生器Ｇ１の温度（ＴＧ１）よりも高くなる。この両再生器Ｇ１、Ｇ２の温度差に圧力差が加わって、両再生器Ｇ１、Ｇ２の温度差を大きく取ることができる。再生器Ｇ１、Ｇ２に供給する温水を大温度差にすると温水流量を少なくすることができ、搬送動力削減に伴う省電力に資することとなる。
【００４１】
また、蒸発器Ｅ１、Ｅ２に供給される温水は、最初に蒸発熱源温水管２４を通って水蒸気に潜熱を奪われて温度が下がった後に蒸発熱源温水管１４に入る。したがって、蒸発器Ｅ２の温度の方が蒸発器Ｅ１の温度よりも高くなる。すなわち、露点温度（圧力）も蒸発器Ｅ２（ＴＥ２）の方が蒸発器Ｅ１（ＴＥ１）よりも高くなる。蒸発熱源温水管１４、２４を直列に接続すると温水の利用可能な温度差が大きくなって循環温水量を少なくすることができ、これに伴って循環ポンプを小型化することができ省電力に資することとなる。また、水蒸気の移動がある蒸発器Ｅ１と吸収器Ａ１、及び蒸発器Ｅ２と吸収器Ａ２は、それぞれ圧力が同じになる。他方、吸収器Ａ１、Ａ２に供給される給水は、最初に蒸気発生伝熱管１１を通って吸収液が水蒸気を吸収する際の吸収熱により加熱され飽和蒸気となった後に蒸気発生伝熱管２１に入る。したがって、吸収器Ａ１の温度（ＴＡ１）よりも吸収器Ａ２（ＴＡ２）の温度の方が高くなる。この両吸収器Ａ１、Ａ２の温度差に圧力差が加わって、両吸収器Ａ１、Ａ２の温度差を大きく取ることができる。これにより、吸収器Ａ１で生成された蒸気発生伝熱管１１を流れる飽和蒸気は、蒸気発生伝熱管２１でさらに吸収熱を得て過熱蒸気となる。このように、両吸収器Ａ１、Ａ２の温度差を大きく取れるので、容易に過熱蒸気を得ることができる。
【００４２】
ここで第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム２についても、具体的な温度条件を例示して説明する。なお、ここに示す例は、蒸発熱源温水管２４、１４を流れた温水が再生熱源温水管２２、１２に導入されるものとして説明する。
冷却水管１３に導入される約３０℃の冷却水は、凝縮熱により約３３℃に上昇して冷却水管２３に入り、凝縮熱によりさらに温度が上昇して約３６℃となる。このとき、凝縮器Ｃ１は約３４℃、凝縮器Ｃ２は約３７℃となる。再生熱源温水管２２に導入される約８４℃の温水は、再生器Ｇ２内のＬｉＢｒ水溶液中の水分を蒸発させて温度が下がり約８１℃となる。温度が低下した温水は、次に再生熱源温水管１２に入って再生器Ｇ１内のＬｉＢｒ水溶液中の水分に蒸発潜熱を奪われて約７８℃となる。このとき再生器Ｇ２は約８０℃、再生器Ｇ１は約７７℃となる。蒸発熱源温水管２４に導入される約９０℃の温水は、冷媒液（水）を蒸発させて約８７℃に下がった後に蒸発熱源温水管１４に入り、さらに蒸発潜熱を奪われて約８４℃となる。このとき、蒸発器Ｅ２は約８６℃、蒸発器Ｅ１は約８３℃となる。蒸気発生伝熱管１１に導入される約２０℃の給水は、吸収器Ａ１内のＬｉＢｒ水溶液が水蒸気を吸収する際の吸収熱で温度が上昇して約１３３℃の飽和蒸気となる。飽和蒸気は次に蒸気発生伝熱管２１に入って吸収器Ａ２内のＬｉＢｒ水溶液が水蒸気を吸収する際の吸収熱で温度が上昇して約１３７℃の過熱蒸気となる。このとき吸収器Ａ１は約１３４℃、吸収器Ａ２は約１３８℃となる。
【００４３】
以上までで説明した、第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム１と、第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム２とは、蒸気発生伝熱管１１、２１、再生熱源温水管１２、２２、冷却水管１３、２３及び蒸発熱源温水管１４、２４の接続のし方が異なっているが、ここに示した実施の形態以外にも本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各流路の接続の組み合わせ（直列接続か並列接続かの別）を変えることが可能である。
【００４４】
また、以上までで説明した、第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム１、及び第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム２は、同じ単段の吸収ヒートポンプを２台組み合わせたものとして説明したが、出力（加熱能力）が異なる吸収ヒートポンプを組み合わせてもよく、種類（単段、多段の別）が異なる吸収ヒートポンプを組み合わせてもよい。もちろん多段の吸収ヒートポンプを複数台組み合わせてもよい。以下に本発明の第３の実施の形態として多段吸収ヒートポンプを２台組み合わせたシステムの一例を、第４の実施の形態として単段吸収ヒートポンプと多段吸収ヒートポンプを組み合わせたシステムの一例を示す。
【００４５】
（多段ヒートポンプの構成）
まず、図４のフロー図を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム３、及び本発明の第４の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム４で典型的に用いられる多段吸収ヒートポンプ８０の構成を説明する。
多段吸収ヒートポンプ８０は、単段である吸収ヒートポンプ１０（図１（ａ）参照）と比べて、吸収器と蒸発器が２段に構成されている。具体的には、吸収器が高圧吸収器Ａ８Ｈと低圧吸収器Ａ８Ｌとに分かれており、蒸発器が高圧蒸発器Ｅ８Ｈと低圧蒸発器Ｅ８Ｌとに分かれている。
【００４６】
高圧吸収器Ａ８Ｈは、伝熱部として蒸気発生伝熱管８１Ｈを有している。高圧吸収器Ａ８Ｈは、その内部に吸収液であるＬｉＢｒ水溶液が散布され、ＬｉＢｒ水溶液が水蒸気を吸収する際に吸収熱が発生するように構成されている。この吸収熱により、蒸気発生伝熱管８１Ｈを流れる被加熱媒体、具体的には給水８１Ｗを昇温して高温水あるいは蒸気になるように構成されている。
【００４７】
高圧蒸発器Ｅ８Ｈは、伝熱部として循環蒸発熱媒体流路８４Ｈを有している。循環蒸発熱媒体流路８４Ｈは、低圧吸収器Ａ８Ｌの循環被加熱媒体流路８１Ｌと接続されて循環流路を形成している。循環蒸発熱媒体流路８４Ｈには、循環熱媒体８１４Ｗが流れる。高圧蒸発器Ｅ８Ｈは、凝縮器Ｃ８と冷媒配管８９で接続されている。高圧蒸発器Ｅ８Ｈは、凝縮器Ｃ８から凝縮水を導き入れ、循環熱媒体８１４Ｗの熱により蒸発させて高圧吸収器Ａ８Ｈで吸収させる水蒸気を発生させることができるように構成されている。
【００４８】
低圧吸収器Ａ８Ｌは、伝熱部として循環被加熱媒体流路８１Ｌを有している。循環被加熱媒体流路８１Ｌは、高圧蒸発器Ｅ８Ｈの循環蒸発熱媒体流路８４Ｈと接続されて循環流路を形成している。また、低圧吸収器Ａ８Ｌは、吸収液であるＬｉＢｒ水溶液が貯留されており、ＬｉＢｒ水溶液が水蒸気を吸収する際に発生する吸収熱で循環被加熱媒体流路８１Ｌを流れる循環熱媒体８１４Ｗを昇温して循環蒸発熱媒体流路８４Ｈに供給することができるように構成されている。
【００４９】
低圧蒸発器Ｅ８Ｌは、伝熱部として蒸発熱源温水管８４Ｌを有している。蒸発熱源温水管８４Ｌには、蒸発熱媒体として、典型的には温水８４Ｗが流れる。低圧蒸発器Ｅ８Ｌは、凝縮器Ｃ８と冷媒配管８９、８９Ｌで接続されている。低圧蒸発器Ｅ８Ｌは、凝縮器Ｃ８から凝縮水を導き入れ、温水８４Ｗの熱により蒸発させて低圧吸収器Ａ８Ｌで吸収させる水蒸気を発生させることができるように構成されている。このように、多段吸収ヒートポンプの場合、凝縮水（冷媒液）を加熱する蒸発熱源温水管（蒸発熱媒体流路）は低圧蒸発器に設けられているが、蒸気発生伝熱管（被加熱媒体流路）を加熱するために必要な水蒸気（冷媒蒸気）は高圧蒸発器で発生するので、高圧蒸発器と低圧蒸発器とが合わさって本発明に係る吸収ヒートポンプシステムの一要素である蒸発器を構成することとなる。
【００５０】
再生器Ｇ８は、伝熱部として再生熱源温水管８２を有している。再生熱源温水管８２には、第１の熱媒体として、典型的には温水８２Ｗが流れる。再生器Ｇ８は、高圧吸収器Ａ８Ｈ及び低圧吸収器Ａ８Ｌと溶液配管８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄで接続されている。溶液配管８８ｂには再生器Ｇ８のＬｉＢｒ水溶液を高圧吸収器Ａ８Ｈ及び低圧吸収器Ａ８Ｌに圧送する溶液ポンプ８６が配設されている。また、溶液配管８８ａ及び溶液配管８８ｂには溶液熱交換器８５Ｈ、８５Ｌが配設されている。再生器Ｇ８は、高圧吸収器Ａ８Ｈ及び低圧吸収器Ａ８Ｌで水蒸気を吸収して濃度が薄くなったＬｉＢｒ水溶液を溶液配管８８ａを介して導き入れ、温水８２Ｗの熱により水分を蒸発させて高濃度のＬｉＢｒ水溶液に再生することができるように構成されている。
【００５１】
溶液熱交換器８５Ｈは、高圧吸収器Ａ８Ｈから再生器Ｇ８へ流れるＬｉＢｒ水溶液と、再生器Ｇ８から高圧吸収器Ａ８Ｈへ圧送されるＬｉＢｒ水溶液との間で熱交換を行なわせる機器である。また、溶液熱交換器８５Ｌは、高圧吸収器Ａ８Ｈ及び低圧吸収器Ａ８Ｌから再生器Ｇ８へ流れるＬｉＢｒ水溶液と、再生器Ｇ８から高圧吸収器Ａ８Ｈ及び低圧吸収器Ａ８Ｌへ圧送されるＬｉＢｒ水溶液との間で熱交換を行なわせる機器である。溶液熱交換器８５Ｈ、８５Ｌは、典型的にはプレート型熱交換器が用いられるがシェルアンドチューブ型やその他の熱交換器を用いてもよい。
【００５２】
凝縮器Ｃ８は、伝熱部として冷却水管８３を有している。冷却水管８３には、冷却媒体としての冷却水８３Ｗが流れる。凝縮器Ｃ８は、再生器Ｇ８で発生した水蒸気を導入し、これを冷却水８３Ｗで冷却して凝縮させるように構成されている。凝縮器Ｃ８には凝縮した凝縮水を高圧蒸発器Ｅ８Ｈ及び低圧蒸発器Ｅ８Ｌに送る冷媒配管８９が接続されている。冷媒配管８９には、凝縮水を高圧蒸発器Ｅ８Ｈ及び低圧蒸発器Ｅ８Ｌに圧送するための冷媒ポンプ８７が配設されている。
【００５３】
（第３の実施の形態）
図５（ａ）のフロー図を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム３の構成について説明する。
吸収ヒートポンプシステム３は、第１の吸収ヒートポンプとしての多段吸収ヒートポンプ８０（図４に例示）と、これと同様の構成を有する第２の吸収ヒートポンプとしての多段吸収ヒートポンプ９０とを含んで構成されている。多段吸収ヒートポンプ８０は、第１の被加熱媒体流路としての蒸気発生伝熱管８１Ｈを有する第１の吸収器としての高圧吸収器Ａ８Ｈと、第１の再生熱媒体流路としての再生熱源温水管８２を有する第１の再生器としての再生器Ｇ８と、第１の冷却媒体流路としての冷却水管８３を有する第１の凝縮器としての凝縮器Ｃ８と、第１の蒸発熱媒体流路としての蒸発熱源温水管８４Ｌを有する第１の蒸発器としての低圧蒸発器Ｅ８Ｌ及び高圧蒸発器Ｅ８Ｈとを含んで構成されている。また、多段吸収ヒートポンプ９０は、第２の被加熱媒体流路としての蒸気発生伝熱管９１Ｈを有する第２の吸収器としての高圧吸収器Ａ９Ｈと、第２の再生熱媒体流路としての再生熱源温水管９２を有する第２の再生器としての再生器Ｇ９と、第２の冷却媒体流路としての冷却水管９３を有する第２の凝縮器としての凝縮器Ｃ９と、第２の蒸発熱媒体流路としての蒸発熱源温水管９４Ｌを有する第２の蒸発器としての低圧蒸発器Ｅ９Ｌ及び高圧蒸発器Ｅ９Ｈとを含んで構成されている。
【００５４】
蒸気発生伝熱管８１Ｈは、蒸気発生伝熱管９１Ｈと接続されている。本実施の形態では、流入口８１ａに配管１３１が接続されており、流出口８１ｂと流入口９１ａとが配管１３２を介して接続されており、流出口９１ｂには配管１３３が接続されている。すなわち、蒸気発生伝熱管８１Ｈと蒸気発生伝熱管９１Ｈとは直列に接続されている。
【００５５】
再生熱源温水管８２は、再生熱源温水管９２と接続されている。本実施の形態では、流入口８２ａに配管１４１が、流出口８２ｂに配管１４２が接続されており、流入口９２ａに配管１４３が、流出口９２ｂに配管１４４が接続されている。そして、配管１４３は配管１４１から分岐され、配管１４２は配管１４４に合流するように接続されている。すなわち、再生熱源温水管８２と再生熱源温水管９２とは並列に接続されている。
【００５６】
冷却水管８３は、冷却水管９３と接続されている。本実施の形態では、流入口９３ａに配管１５１が接続されており、流出口９３ｂと流入口８３ａとが配管１５２を介して接続されており、流出口８３ｂには配管１５３が接続されている。すなわち、冷却水管９３と冷却水管８３とは直列に接続されている。
【００５７】
蒸発熱源温水管８４Ｌは、蒸発熱源温水管９４Ｌと接続されている。本実施の形態では、流入口８４ａに配管１６１が、流出口８４ｂに配管１６２が接続されており、流入口９４ａに配管１６３が、流出口９４ｂに配管１６４が接続されている。そして、配管１６３は配管１６１から分岐され、配管１６２は配管１６４に合流するように接続されている。すなわち、蒸発熱源温水管８４Ｌと蒸発熱源温水管９４Ｌとは並列に接続されている。
【００５８】
蒸気発生伝熱管８１Ｈ、９１Ｈを流れる給水８１Ｗ、９１Ｗ、再生熱源温水管８２、９２を流れる温水８２Ｗ、９２Ｗ、冷却水管８３、９３を流れる冷却水８３Ｗ、９３Ｗ、蒸発熱源温水管８４Ｌ、９４Ｌを流れる温水８４Ｗ、９４Ｗは、それぞれ不図示のポンプにて供給される。なお、温水８２Ｗ、９２Ｗ及び温水８４Ｗ、９４Ｗには、同一の温水を分配してもよく、蒸発熱源温水管と再生熱源温水管とを直列に接続してどちらか一方の管を流れた温水を他方の管に導入するようにしてもよい。
【００５９】
ここで図５（ｂ）のデューリング線図を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム３の作用を説明する。
再生器Ｇ８、Ｇ９の作用は、第１の実施の形態における再生器Ｇ１、Ｇ２と同様であり、凝縮器Ｃ８、Ｃ９の作用は、第１の実施の形態における凝縮器Ｃ１、Ｃ２と同様である。すなわち、冷却水は、最初に冷却水管９３を通って凝縮熱により温度が上昇した後に冷却水管８３に入り、凝縮器Ｃ８の温度よりも凝縮器Ｃ９の温度の方が低くなることにより、露点温度（圧力）も凝縮器Ｃ９（ＴＣ９）の方が凝縮器Ｃ８（ＴＣ８）よりも低くなる。また、凝縮器Ｃ８と再生器Ｇ８、及び凝縮器Ｃ９と再生器Ｇ９は、それぞれ圧力が同じになる。他方、再生器Ｇ８、Ｇ９に供給される温水８２Ｗ、９２Ｗは、再生熱源温水管８２、９２同士が並列に接続されているのでほぼ同じ温度になる。再生器Ｇ８と再生器Ｇ９とは、温度が同じ（ＴＧ８、ＴＧ９）で圧力が異なるため、吸収液の濃度が異なることとなる。
【００６０】
低圧蒸発器Ｅ８Ｌ、及び低圧蒸発器Ｅ９Ｌに供給される温水は、蒸発熱源温水管８４Ｌと蒸発熱源温水管９４Ｌとが並列に接続されているためほぼ同じ温度であり、これにより低圧蒸発器Ｅ８Ｌ及び低圧蒸発器Ｅ９Ｌはほぼ同じ温度となる（ＴＥ８Ｌ、ＴＥ９Ｌ）。しかし、前段落で示したように、各サイクルにおける吸収液の濃度が異なるため低圧吸収器Ａ８Ｌと低圧吸収器Ａ９Ｌの溶液温度は異なることとなり、低圧吸収器Ａ８Ｌの温度（ＴＡ８Ｌ）の方が低圧吸収器Ａ９Ｌの温度（ＴＡ９Ｌ）よりも低くなる。低圧吸収器Ａ８Ｌと高圧蒸発器Ｅ８Ｈとの間には循環熱媒体８１４Ｗが流れており、低圧吸収器Ａ９Ｌと高圧蒸発器Ｅ９Ｈとの間には循環熱媒体９１４Ｗが流れているため、高圧蒸発器Ｅ８Ｈの温度の方が高圧蒸発器Ｅ９Ｈの温度よりも低くなる。すなわち、露点温度（圧力）も高圧蒸発器Ｅ８Ｈ（ＴＥ８Ｈ）の方が高圧蒸発器Ｅ９Ｈ（ＴＥ９Ｈ）よりも低くなり、水蒸気の移動がある高圧蒸発器Ｅ８Ｈと高圧吸収器Ａ８Ｈ、及び高圧蒸発器Ｅ９Ｈと高圧吸収器Ａ９Ｈは、それぞれ圧力が同じになる。他方、高圧吸収器Ａ８Ｈ、Ａ９Ｈに供給される給水は、最初に蒸気発生伝熱管８１Ｈを通って吸収液が水蒸気を吸収する際の吸収熱により加熱され飽和蒸気となった後に蒸気発生伝熱管９１Ｈに入るので、高圧吸収器Ａ８Ｈの温度（ＴＡ８Ｈ）よりも高圧吸収器Ａ９Ｈ（ＴＡ９Ｈ）の温度の方が高くなる。この両吸収器Ａ８Ｈ、Ａ９Ｈの温度差に圧力差が加わって、両吸収器Ａ８Ｈ、Ａ９Ｈの温度差を大きく取ることができる。これにより、高圧吸収器Ａ８Ｈで生成された蒸気発生伝熱管８１Ｈを流れる飽和蒸気は、蒸気発生伝熱管９１Ｈでさらに吸収熱を得て過熱蒸気となる。このように、両吸収器Ａ８Ｈ、Ａ９Ｈの温度差を大きく取れるので、容易に過熱蒸気を得ることができる。
【００６１】
（第４の実施の形態）
図６（ａ）のフロー図を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム４の構成について説明する。
吸収ヒートポンプシステム４は、第１の吸収ヒートポンプとして、第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム１を構成するのと同様の吸収ヒートポンプ１０と、第２の吸収ヒートポンプとしての多段吸収ヒートポンプ８０（図４に例示）とを含んで構成されている。吸収ヒートポンプ１０は、第１の被加熱媒体流路としての蒸気発生伝熱管１１を有する第１の吸収器としての吸収器Ａ１と、第１の再生熱媒体流路としての再生熱源温水管１２を有する第１の再生器としての再生器Ｇ１と、第１の冷却媒体流路としての冷却水管１３を有する第１の凝縮器としての凝縮器Ｃ１と、第１の蒸発熱媒体流路としての蒸発熱源温水管１４を有する第１の蒸発器としての蒸発器Ｅ１とを備えている。多段吸収ヒートポンプ８０は、第２の被加熱媒体流路としての蒸気発生伝熱管８１Ｈを有する第２の吸収器としての高圧吸収器Ａ８Ｈと、第２の再生熱媒体流路としての再生熱源温水管８２を有する第２の再生器としての再生器Ｇ８と、第２の冷却媒体流路としての冷却水管８３を有する第２の凝縮器としての凝縮器Ｃ８と、第２の蒸発熱媒体流路としての蒸発熱源温水管８４Ｌを有する第２の蒸発器としての低圧蒸発器Ｅ８Ｌとを含んで構成されている。
【００６２】
蒸気発生伝熱管１１は、蒸気発生伝熱管８１Ｈと接続されている。本実施の形態では、流入口１１ａに配管１３５が接続されており、流出口１１ｂと流入口８１ａとが配管１３６を介して接続されており、流出口８１ｂには配管１３７が接続されている。すなわち、蒸気発生伝熱管１１と蒸気発生伝熱管８１Ｈとは直列に接続されている。
【００６３】
再生熱源温水管１２は、再生熱源温水管８２と接続されている。本実施の形態では、流入口１２ａに配管１４５が接続されており、流出口１２ｂと流入口８２ａとが配管１４６を介して接続されており、流出口８２ｂには配管１４７が接続されている。すなわち、再生熱源温水管１２と再生熱源温水管８２とは直列に接続されている。
【００６４】
冷却水管１３は、冷却水管８３と接続されている。本実施の形態では、流入口８３ａに配管１５５が接続されており、流出口８３ｂと流入口１３ａとが配管１５６を介して接続されており、流出口１３ｂには配管１５７が接続されている。すなわち、冷却水管８３と冷却水管１３とは直列に接続されている。
【００６５】
蒸発熱源温水管１４は、蒸発熱源温水管８４Ｌと接続されている。本実施の形態では、流入口１４ａに配管１６５が接続されており、流出口１４ｂと流入口８４ａとが配管１６６を介して接続されており、流出口８４ｂには配管１６７が接続されている。すなわち、蒸発熱源温水管１４と蒸発熱源温水管８４Ｌとは直列に接続されている。
【００６６】
蒸気発生伝熱管１１、８１Ｈを流れる給水１１Ｗ、８１Ｗ、再生熱源温水管１２、８２を流れる温水１２Ｗ、８２Ｗ、冷却水管１３、８３を流れる冷却水１３Ｗ、８３Ｗ、蒸発熱源温水管１４、８４Ｌを流れる温水１４Ｗ、８４Ｗは、それぞれ不図示のポンプにて供給される。なお、温水１２Ｗ、８２Ｗ及び温水１４Ｗ、８４Ｗには、同一の温水を分配してもよく、蒸発熱源温水管と再生熱源温水管とを直列に接続してどちらか一方の管を流れた温水を他方の管に導入するようにしてもよい。
【００６７】
ここで図６（ｂ）のデューリング線図を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステム４の作用を説明する。
冷却水は、最初に冷却水管８３を通って凝縮熱により温度が上昇した後に冷却水管１３に入り、凝縮器Ｃ８の温度の方が凝縮器Ｃ１の温度よりも低くなることにより、露点温度（圧力）も凝縮器Ｃ８（ＴＣ８）の方が凝縮器Ｃ１（ＴＣ１）よりも低くなる。また、凝縮器Ｃ１と再生器Ｇ１、及び凝縮器Ｃ８と再生器Ｇ８は、それぞれ圧力が同じになる。他方、再生器Ｇ１、Ｇ８に供給される温水は、最初に再生熱源温水管１２を通って吸収液中の水分を蒸発させて温度が低下した後に再生熱源温水管８２に入るため、再生器Ｇ１の温度（ＴＧ１）の方が再生器Ｇ８の温度（ＴＧ８）よりも高くなる。この両再生器Ｇ１、Ｇ８の温度差に圧力差が加わって、両再生器Ｇ１、Ｇ８の温度差を大きく取ることができる。再生器Ｇ１、Ｇ８に供給する温水を大温度差にすると温水流量を少なくすることができ、搬送動力削減に伴う省電力に資することとなる。
【００６８】
また、蒸発器Ｅ１及び低圧蒸発器Ｅ８Ｌに供給される温水は、最初に蒸発熱源温水管１４を通って水蒸気に潜熱を奪われて温度が下がった後に蒸発熱源温水管８４Ｌに入るので、蒸発器Ｅ１（ＴＥ１）の温度の方が低圧蒸発器Ｅ８Ｌ（ＴＥ８Ｌ）の温度よりも高くなる。再生器Ｇ１の温度が高いことに加えて蒸発器Ｅ１の温度が高いことから、吸収器Ａ１の温度（ＴＡ１）は低圧吸収器Ａ８Ｌの温度（ＴＡ８Ｌ）よりも高くなる。一般に、単段の吸収ヒートポンプの方が多段の吸収ヒートポンプよりもＣＯＰが高いため、給水を最初に蒸気発生伝熱管１１に通すことにより効率よく昇温できることとなり、その後さらに温度が高い蒸気発生伝熱管８１Ｈを通すことによりさらに昇温できることとなる。すなわち、吸収器Ａ１及び高圧吸収器Ａ８Ｈに供給される給水は、最初に蒸気発生伝熱管１１を通って吸収液が水蒸気を吸収する際の吸収熱により加熱され飽和蒸気となった後に蒸気発生伝熱管８１Ｈに入り、蒸気発生伝熱管８１Ｈでさらに吸収熱を得て過熱蒸気となる。このように、吸収器Ａ１で効率よく飽和蒸気を生成し、高圧吸収器Ａ８Ｈで過熱蒸気を生成することができるので、容易に過熱蒸気を得ることができる。
【００６９】
以上、本発明に係る実施の形態によれば、吸収ヒートポンプを複数台設置し、互いの再生熱媒体流路、冷却媒体流路、蒸発熱媒体流路及び被加熱媒体流路を状況に応じて直列に接続することにより、効率（ＣＯＰ）の向上や昇温幅の拡大を図ることができ、被加熱媒体を蒸気で取り出す場合はその過熱度を確保できる吸収ヒートポンプシステムとなる。このとき、互いの再生熱媒体流路及び冷却媒体流路の少なくとも一方を直列に接続し、かつ、互いの被加熱媒体流路及び蒸発熱媒体流路の少なくとも一方を直列に接続すると、確実に吸収液の濃度幅を拡大することができるので好ましい。さらに本発明に係る吸収ヒートポンプは、既存の吸収ヒートポンプを複数台設置することにより、専用に設計された複雑なサイクルを有する吸収ヒートポンプと同等の性能を有する一方で、専用機を製造することに伴い製造単価が上昇するという問題が生じない。
【００７０】
以上の説明では、蒸発器の蒸発熱源温水管が凝縮水に浸っているとして説明したが（段落００１９）、蒸発熱源温水管を凝縮水に浸らないように蒸発器内に配設し、凝縮水を蒸発熱源温水管にスプレーするようにしてもよい。このようにすると、蒸発熱源温水管の表面に接触した凝縮水が次々に蒸発し、水蒸気の発生が促進される。この場合、蒸発せずに蒸発器内に溜まった凝縮水を再びスプレーするための循環ポンプ及び配管を設けるとよい。
【００７１】
以上の説明では、吸収ヒートポンプを２台組み合わせたシステムとして説明したが、３台以上組み合わせてシステムを構築してもよい。
【００７２】
以上の説明では、再生器の再生熱源温水管、及び蒸発器の蒸発熱源温水管に流す熱媒体は温水であるとして説明したが、温水以外の例えば蒸気、排ガス等の加熱源であってもよい。つまり、それぞれの圧力下で水分を蒸発させることができる熱量を加えることができればよい。ただし、温水を使用すると、従来棄てられていた９０℃程度の排温水を有効活用できることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステムを説明する図であり、（ａ）は吸収ヒートポンプシステムのフロー図、（ｂ）は吸収ヒートポンプシステムのデューリング線図である。
【図２】単段の吸収ヒートポンプのデューリング線図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステムを説明する図であり、（ａ）は吸収ヒートポンプシステムのフロー図、（ｂ）は吸収ヒートポンプシステムのデューリング線図である。
【図４】多段の吸収ヒートポンプのフロー図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステムを説明する図であり、（ａ）は吸収ヒートポンプシステムのフロー図、（ｂ）は吸収ヒートポンプシステムのデューリング線図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る吸収ヒートポンプシステムを説明する図であり、（ａ）は吸収ヒートポンプシステムのフロー図、（ｂ）は吸収ヒートポンプシステムのデューリング線図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  吸収ヒートポンプシステム
１０  第１の吸収ヒートポンプ
１１  第１の被加熱媒体流路
１１Ｗ、２１Ｗ  被加熱媒体
１２  第１の再生熱媒体流路
１２Ｗ、２２Ｗ  第１の熱媒体
１３  第１の冷却媒体流路
１３Ｗ、２３Ｗ  冷却媒体
１４  第１の蒸発熱媒体流路
１４Ｗ、２４Ｗ  第２の熱媒体
２０  第２の吸収ヒートポンプ
２１  第２の被加熱媒体流路
２２  第２の再生熱媒体流路
２３  第２の冷却媒体流路
２４  第２の蒸発熱媒体流路
Ａ１  第１の吸収器
Ａ２  第２の吸収器
Ｃ１  第１の凝縮器
Ｃ２  第２の凝縮器
Ｅ１  第１の蒸発器
Ｅ２  第２の蒸発器
Ｇ１  第１の再生器
Ｇ２  第２の再生器
Ｌａ、Ｌｇ  吸収液
Ｒｃ  冷媒液
Ｒｅ、Ｒｇ  冷媒蒸気
【図１】
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【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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