(57)【要約】【課題】発電機（１２）の排熱を空気調和に利用する排熱利用システムについて、その発電機（１２）の排熱を、１年を通じて有効に利用する。【解決手段】発電機（１２）の排熱を利用して空気調和を行う吸収式冷凍装置（１３）と、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を備える冷蔵庫（１１）とを備えると共に、該冷蔵庫（１１）に、吸収式冷凍装置（１３）から生じる冷熱によって、冷媒回路の冷媒を過冷却する過冷却熱交換器（２０）を設ける。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を備える冷凍装置（１１）と、
上記冷凍装置（１１）の圧縮機に電力を供給する発電機（１２）と、
上記発電機（１２）の排熱によって吸収剤から冷媒を蒸発させる再生器（２２）を有する吸収式冷凍装置（１３）と、
上記吸収式冷凍装置（１３）から生じる少なくとも冷熱によって室内（１８）の空気調和を行う室内機（１４）とを備える排熱利用システムであって、
上記冷凍装置（１１）は、上記吸収式冷凍装置（１３）から生じる冷熱によって冷媒回路の冷媒を過冷却するための過冷却熱交換器（２０）を備えていることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項２】
請求項１において、
室内空気中の水分を吸着する吸着素子を有し、該吸着素子を発電機（１２）の排熱によって再生する調湿機（１５）を備えていることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記吸収式冷凍装置（１３）から生じた冷熱を、相変化する冷媒により過冷却熱交換器（２０）へ搬送する熱搬送回路（６０）が設けられていることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項４】
請求項３において、
上記熱搬送回路（６０）は、冷媒ガスを循環させるための冷媒ガスポンプ（６３）を備えていることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１つにおいて、
上記過冷却熱交換器（２０）は、冷凍装置（１１）のケーシング（１９）の外部に設けられていることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１つにおいて、
上記発電機（１２）は、タービン発電機であって、
上記吸収式冷凍装置（１３）は、上記タービン発電機へ吸入される空気を冷却するように構成されていることを特徴とする排熱利用システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電機の排熱を利用する排熱利用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばホテルやレストラン等の建物において必要な電気を発電するための発電機を設ける一方、該発電機の排熱を室内の冷暖房や給湯に利用するようにした排熱利用システム（コージェネレーションシステム）は知られている。
【０００３】
例えば、特開２００２−１３７５９号公報等に開示されているものでは、排熱利用システムは、空気中の水分を吸着する除湿ロータを有するデシカント空調機を備えている。このデシカント空調機は、吸い込んだ室外空気及び室内空気を、除湿ロータにより減湿して室内へ供給するようにしている。そして、この排熱利用システムでは、発電機の排熱を、上記除湿ロータの加熱再生に利用するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のものでは、室内の空気調和が、春季や秋季などの中間期には不要となるため、その中間期に発電機の排熱は何ら利用されてない。その結果、発電機の排熱のエネルギーは、１年を通じて有効に使い切れていないという問題がある。
【０００５】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発電機の排熱を空気調和に利用する排熱利用システムについて、その発電機の排熱を、１年を通じて有効に利用しようとすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、発電機の排熱を利用して吸収式冷凍装置により少なくとも冷熱を発生させ、該冷熱によって冷凍装置の冷媒回路の冷媒を過冷却できるようにした。
【０００７】
具体的に、請求項１に係る発明は、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を備える冷凍装置（１１）と、上記冷凍装置（１１）の圧縮機に電力を供給する発電機（１２）と、上記発電機（１２）の排熱によって吸収剤から冷媒を蒸発させる再生器（２２）を有する吸収式冷凍装置（１３）と、上記吸収式冷凍装置（１３）から生じる少なくとも冷熱によって室内（１８）の空気調和を行う室内機（１４）とを備える排熱利用システムが対象である。そして、上記冷凍装置（１１）は、上記吸収式冷凍装置（１３）から生じる冷熱によって冷媒回路の冷媒を過冷却するための過冷却熱交換器（２０）を備えている。
【０００８】
上記の発明によると、上記冷凍装置（１１）は、発電機（１２）により電気が供給され、年間を通して運転されている。そして、夏季には、吸収式冷凍装置（１３）により発生した冷熱が、室内機（１４）の熱交換器へ供給される。そして、室内空気との間で熱交換が行われて、室内空気が冷却される。冬季には、吸収式冷凍機により生じる温熱や発電機（１２）の排熱が、室内機（１４）の熱交換器へ供給される。そして、室内空気との間で熱交換が行われて、室内空気が昇温する。
【０００９】
一方、春季や秋季の中間期等には、吸収式冷凍装置（１３）により発生した冷熱は、上記冷凍装置（１１）の過冷却熱交換器（２０）へ供給される。そして、冷凍装置（１１）の冷媒回路の冷媒は、過冷却熱交換器（２０）において過冷却され、上記冷凍装置（１１）の冷凍効果は増大する。すなわち、発電機（１２）の排熱は、１年を通して有効に利用される。
【００１０】
請求項２に係る発明は、上記請求項１に係る発明において、室内空気中の水分を吸着する吸着素子を有し、該吸着素子を発電機（１２）の排熱によって再生する調湿機（１５）を備えている。
【００１１】
この発明によると、夏季や冬季には、発電機（１２）の排熱の一部を利用して、上記室内機（１４）により室内（１８）が空気調和される。一方、上記調湿機（１５）によって、室内（１８）の空気が調湿される。そして、上記発電機（１２）の排熱の他の一部は、調湿機（１５）へ供給され、水分を吸着している吸着素子を加熱して再生する。
【００１２】
請求項３に係る発明は、上記請求項１又は２に係る発明において、上記吸収式冷凍装置（１３）から生じた冷熱を、相変化する冷媒により過冷却熱交換器（２０）へ搬送する熱搬送回路（６０）が設けられている。
【００１３】
上記の発明によると、吸収式冷凍装置（１３）から生じた冷熱は、熱搬送回路（６０）により過冷却熱交換器（２０）へ供給される。そして、熱搬送回路（６０）の配管の径が、熱搬送媒体が水である場合よりも小さくなるため、その熱搬送回路（６０）の設置工事は、容易に行われる。また、上記冷熱は熱搬送回路（６０）において相変化する冷媒により搬送されるため、搬送に伴う熱損失と、熱搬送に要する動力とがそれぞれ低減される。
【００１４】
請求項４に係る発明は、上記請求項３に係る発明において、上記熱搬送回路（６０）は、冷媒ガスを循環させるための冷媒ガスポンプ（６３）を備えている。
【００１５】
この発明によると、冷媒ガスポンプ（６３）が過冷却熱交換器（２０）の出口側のガス冷媒を吸い込むことによって、該過冷却熱交換器（２０）における冷媒の圧力が下がるため、該冷媒の蒸発温度が低下する。したがって、液冷媒を吸い込んで吐出する液ポンプを設ける場合に比べて、過冷却効果は大きくなる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、上記請求項１〜４の何れか１つに係る発明において、上記過冷却熱交換器（２０）は、冷凍装置（１１）のケーシング（１９）の外部に設けられている。
【００１７】
この発明によると、過冷却熱交換器（２０）を備えていない冷凍装置に対して、過冷却熱交換器（２０）と熱搬送回路（６０）とが容易に取り付けられる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、上記請求項１〜５の何れか１つに係る発明において、上記発電機（１２）は、タービン発電機であって、上記吸収式冷凍装置（１３）は、上記タービン発電機へ吸入される空気を冷却するように構成されている。
【００１９】
上記の発明によると、タービン発電機は、空気を吸入して燃料を燃焼することで発電する。このとき、吸収式冷凍装置（１３）から生じる冷熱の一部は、タービン発電機へ吸入される空気を冷却する。その結果、吸入空気の温度上昇が低減されるため、発電機（１２）の出力の低下が防止される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る排熱利用システムの実施形態１を示している。この排熱利用システム（１０）は、例えばスーパーマーケットやレストラン等に設けられ、例えば２台の冷蔵庫（１１）と、発電機（１２）と、吸収式冷凍装置（１３）と、室内機（１４）と、調湿機（１５）とを備えている。
【００２２】
上記冷蔵庫（１１）は、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を備える冷凍装置である。冷蔵庫（１１）は、利用側ユニットであるショーケース（１６）と、熱源側ユニットである室外機（１７）とにより構成されている。ショーケース（１６）は室内（１８）に配設される一方、室外機（１７）はケーシング（１９）内に、図示省略の圧縮機や凝縮器等を備え、室外に設けられている。
【００２３】
上記発電機（１２）は、例えばガスタービン発電機であり、上記冷蔵庫（１１）の圧縮機、室内機（１４）及び調湿機（１５）等に電力を供給するように構成されている。そして、発電機（１２）は、温水器（２１）を備えており、その温水器（２１）により排熱を温水として利用するようにしている。
【００２４】
上記吸収式冷凍装置（１３）は、冷媒蒸気である水蒸気を、吸収液である臭化リチウム等へ吸収させるための吸収器（図示省略）と、該吸収器内で冷媒蒸気を吸収して薄くなった吸収液から水を蒸発させて分離し、該吸収液を濃縮するための再生器（２２）とを備えている。さらに、吸収式冷凍装置（１３）は、水蒸気を凝縮する凝縮器（２３）と、凝縮した水を蒸発させる蒸発器（２４）とを備えている。
【００２５】
凝縮器（２３）及び吸収器は、水との間で熱交換するための熱交換器（図示省略）を有しており、温水を生成するようになっている。一方、蒸発器（２４）についても、同様に、水との間で熱交換するための熱交換器（図示省略）を有しており、冷水を生成するようになっている。
【００２６】
上記発電機（１２）の温水器（２１）と、吸収式冷凍装置（１３）の再生器（２２）とは、温水配管（２６）及び冷水配管（２７）により接続されている。温水配管（２６）には、温水器（２１）からの温水を再生器（２２）へ送るための温水ポンプ（２８）が設けられている。また、温水配管（２６）における温水ポンプ（２８）と再生器（２２）との間には、第１三路弁（２９）が設けられている。このようにして、上記再生器（２２）は、温水配管（１６）を介して供給される発電機（１２）の排熱によって、吸収剤から冷媒を蒸発させて高圧の冷媒ガスを発生させるようになっている。
【００２７】
そして、上記冷蔵庫（１１）は、上記吸収式冷凍装置（１３）から生じる冷熱によって上記冷媒回路の冷媒を過冷却するための過冷却熱交換器（２０）を備えている。
【００２８】
過冷却熱交換器（２０）は、室外機（１７）のケーシング（１９）内に設けられ、上記吸収式冷凍装置（１３）に熱搬送回路（３０）を介して接続されている。すなわち、過冷却熱交換器（２０）と蒸発器（２４）とは、蒸発器（２４）で冷却された冷水が流れる第１配管（３１）と、過冷却熱交換器（２０）により昇温された水が流れる第２配管（３２）とによりそれぞれ接続されている。
【００２９】
第１配管（３１）には、蒸発器（２４）からの冷水を過冷却熱交換器（２０）へ送るための第１ポンプ（４１）が設けられている。また、第１配管（３１）における第１ポンプ（４１）と過冷却熱交換器（２０）との間には、第２三路弁（４２）が設けられている。
【００３０】
上記室内機（１４）は、室内（１８）に設けられ、上記吸収式冷凍装置（１３）から生じる少なくとも冷熱によって該室内（１８）の空気調和を行うように構成されている。上記室内機（１４）は室内熱交換器（図示省略）を備えており、該室内熱交換器は、配管を介して吸収式熱交換器（１３）の蒸発器（２４）と、凝縮器（２３）及び吸収器（図示省略）とにそれぞれ接続されている。
【００３１】
すなわち、上記室内熱交換器と第１配管（３１）の第２三路弁（４２）とは、第３配管（３３）により接続されている。一方、上記室内熱交換器と第２配管（３２）とは、第４配管（３４）により接続されている。そして、第１ポンプ（４１）を駆動させることによって、蒸発器（２４）により冷却された冷却水を、第１配管（３１）、第２三路弁（４２）及び第３配管（３３）を介して室内機（１４）の室内熱交換器へ送る一方、該室内熱交換器で昇温した温水を第４配管（３４）及び第２配管（３２）を介して蒸発器（２４）側へ戻すようにしている。
【００３２】
また、上記吸収式冷凍装置（１３）の凝縮器（２３）には、該凝縮器（２３）及び吸収器により加熱された温水が流通する第５配管（３５）の一端が接続されている。さらに、第５配管（３５）の一端側には、上記吸収器（図示省略）も接続されている。尚、以下の各実施形態において、吸収器と第５配管（３５）とを接続する回路については、その図示を省略している。
【００３３】
一方、第５配管（３５）の他端は、上記第３配管（３３）に合流接続されている。第５配管（３５）には、凝縮器（２３）側からの温水を室内機（１４）側へ向かって送るための第２ポンプ（４４）が設けられている。さらに、第５配管（３５）における第２ポンプ（４４）と、第３配管（３３）への合流部との間には、開閉弁である電動弁（４５）が設けられている。
【００３４】
一方、上記凝縮器（２３）には、室内機（１４）側からの温水が流通する第６配管（３６）の一端が接続されている。この第６配管（３６）の他端は、上記第４配管（３４）に合流接続されている。こうして、第２ポンプ（４４）を駆動させることによって、凝縮器（２３）及び吸収器により加熱された温水を、第５配管（３５）、電動弁（４５）及び第３配管（３３）を介して室内機（１４）の室内熱交換器へ送る一方、該室内熱交換器で温度が低下した冷水を第４配管（３４）及び第６配管（３６）を介して凝縮器（２３）及び吸収器へ戻すようにしている。
【００３５】
上記調湿機（１５）は、室内（１８）に設けられ、室内空気中の水分を吸着する吸着素子（図示省略）を有し、該吸着素子を発電機（１２）の排熱によって再生するように構成されている。上記吸着素子は、例えば吸着剤が設けられた除湿ロータ等により構成されている。調湿機（１５）は、再生熱交換器（図示省略）を備えている。この再生熱交換器と第１三路弁（２９）とは、発電機（１２）の温水器（２１）からの温水が流通する第７配管（３７）によって接続されている。また、再生熱交換器には、該再生熱交換器からの水が流れる第８配管（３８）の一端が接続されている。一方、第８配管（３８）の他端は、冷水配管（２７）に合流接続されている。
【００３６】
−排熱利用システムの作動−
次に、本発明に係る排熱利用システムの作動について説明する。この排熱利用システム（１０）では、発電機（１２）は連続して発電しており、該発電機（１２）で発電された電力によって、冷蔵庫（１１）は常時運転されている。夜間には、空気調和が不要となるため、発電機（１２）は、冷蔵庫（１１）の電力負荷のみに応じて発電する。
【００３７】
図２に示すように、夏季には、主に、発電機（１２）の排熱によって、室内機（１４）により室内空気を冷却すると共に、調湿機（１５）により室内空気を減湿する。すなわち、第１三路弁（２９）の開度を調節し、温水配管（２６）を流れる温水が、吸収式冷凍装置（１３）側と、第７配管（３７）との双方に流れるようにする。
【００３８】
そして、吸収式冷凍装置（１３）側から第１配管（３１）を流れる冷水が、主として第３配管（３３）へ流れるように、第２三路弁（４２）を切り換える。また、電動弁（４５）を閉鎖する。
【００３９】
このとき、発電機（１２）の排熱により生じた温水器（２１）の温水は、温水ポンプ（２８）が駆動されることにより温水配管（２６）を流れる。温水配管（２６）を流れる温水の一部は、第１三路弁（２９）から第７配管（３７）を通って調湿機（１５）へ供給される。調湿機（１５）では、吸着素子により室内空気が減湿される。そして、室内空気の水分を吸着した吸着素子は、発電機（１２）から供給される温水によって加熱して再生される。吸着素子を再生することで温度が低下した冷水は、第８配管（３８）及び冷水配管（２７）を通って温水器（２１）へ戻る。そして、温水器（２１）へ戻った水は、排熱により再び加熱される。
【００４０】
一方、温水配管（２６）を流れる他の一部の温水は、吸収式冷凍装置（１３）の再生器（２２）へ供給される。そして、吸収器で吸収液が水蒸気を吸収し、再生器（２２）で水蒸気が発生すると共に、凝縮器（２３）で水が凝縮し、蒸発器（２４）で水が蒸発する。その結果、凝縮器（２３）の温熱により温水が生成される一方、蒸発器（２４）の冷熱により冷水が生成される。
【００４１】
尚、冷蔵庫（１１）が常時運転しているため、排熱を吸収式冷凍装置（１３）へ優先して供給することが望ましい。
【００４２】
蒸発器（２４）の冷熱により生成された冷水は、第１ポンプ（４１）が駆動することにより、第１配管（３１）、第２三路弁（４２）及び第３配管（３３）を通って、室内機（１４）の室内熱交換器へ供給される。そして、室内熱交換器において室内空気が冷却される。室内熱交換器で昇温した水は、第４配管（３４）及び第２配管（３２）を通って蒸発器（２４）へ戻る。蒸発器（２４）へ戻った水は再び冷却される。
【００４３】
そして、室内（１８）の空調負荷が低下した場合には、第２三路弁（４２）の開度を調節して、室内機（１４）側だけでなく、冷蔵庫（１１）側へも冷水を流すようにする。冷蔵庫（１１）の過冷却熱交換器（２０）へ供給された冷水は、冷蔵庫（１１）の冷媒回路を流れる冷媒を過冷却する。過冷却熱交換器（２０）で昇温した温水は第２配管（３２）を通って蒸発器（２４）へ戻る。
【００４４】
図５は、冷蔵庫（１１）で行われる冷凍サイクルを、モリエル線図（圧力−エンタルピ線図）に示したものである。吸収式冷凍装置（１３）から過冷却熱交換器（２０）へ冷水が供給されない通常時には、冷凍サイクルは、点Ａから、点Ｂ、点Ｃ、点Ｄ及び点Ａの順に行われる。
【００４５】
そして、吸収式冷凍装置（１３）から過冷却熱交換器（２０）へ冷水が供給されたときには、凝縮した冷媒が過冷却されるため、点Ｃは、左側の点Ｃ′へずれて、過冷却部（点Ｃ−点Ｃ′）だけ過冷却度が大きくなる。すなわち、冷凍サイクルは、点Ａから、点Ｂ、点Ｃ′、点Ｄ′及び点Ａの順に行われる。
【００４６】
このようにして、夏季には、発電機（１２）の排熱によって、室内機（１４）による室内（１８）の空気調和と、調湿機（１５）による室内（１８）の除湿とがそれぞれ行われる。また、室内（１８）の空調負荷が比較的小さいときには、冷蔵庫（１１）の冷媒回路の冷媒が過冷却される。
【００４７】
尚、凝縮器（２３）及び吸収器により加熱されて生成された温水を、調湿機（１５）へ供給し、吸着素子の再生に利用するようにしてもよい。
【００４８】
次に、図３に示すように、冬季には、発電機（１２）の排熱によって、室内機（１４）により室内空気を加熱すると共に、調湿機（１５）により室内空気を加湿する。さらに、冷蔵庫（１１）の冷媒回路の冷媒を過冷却する。すなわち、夏季の場合と同様に、第１三路弁（２９）の開度を調節し、温水配管（２６）を流れる温水が、吸収式冷凍装置（１３）側と、第７配管（３７）との双方に流れるようにする。また、吸収式冷凍装置（１３）側からの冷水が冷蔵庫（１１）側へのみ流れるように、第２三路弁（４２）を切り換える。また、電動弁（４５）を開放状態とする。
【００４９】
このとき、温水器（２１）の温水は、温水ポンプ（２８）が駆動されることにより温水配管（２６）を流れる。温水配管（２６）を流れる温水の一部は、第１三路弁（２９）から第７配管（３７）を通って調湿機（１５）へ供給される。調湿機（１５）へ供給された温水は、水分を吸着した吸着素子を加熱再生することで、室内空気を加湿する。吸着素子を再生することで温度が低下した冷水は、第８配管（３８）及び冷水配管（２７）を通って温水器（２１）へ戻る。そして、温水器（２１）へ戻った水は、排熱により再び加熱される。
【００５０】
一方、温水配管（２６）を流れる他の一部の温水は、吸収式冷凍装置（１３）の再生器（２２）へ供給される。そして、凝縮器（２３）及び吸収器の温熱により温水が生成される一方、蒸発器（２４）の冷熱により冷水が生成される。
【００５１】
凝縮器（２４）及び吸収器の温熱により生成された温水は、第２ポンプ（４４）が駆動することにより、第５配管（３５）、電動弁（４５）及び第３配管（３３）を通って、室内機（１４）の室内熱交換器へ供給される。そして、室内熱交換器において室内空気が加熱される。室内熱交換器で温度が低下した水は、第４配管（３４）及び第６配管（３６）を通って凝縮器（２３）及び吸収器へ戻る。凝縮器（２３）及び吸収器へ戻った水は再び加熱される。
【００５２】
そして、蒸発器（２４）の冷熱により生成された冷水は、第１ポンプ（４１）の駆動により、冷蔵庫（１１）の過冷却熱交換器（２０）へ供給される。過冷却熱交換器（２０）では、蒸発器（２４）側から供給された冷水と、冷蔵庫（１１）の冷媒回路を流れる冷媒との間で熱交換が行われて、該冷媒回路の冷媒が過冷却される。過冷却熱交換器（２０）で昇温した温水は、第２配管（３２）を通って蒸発器（２４）へ戻る。
【００５３】
このようにして、冬季には、発電機（１２）の排熱によって、室内機（１４）による室内（１８）の空気調和と、調湿機（１５）による室内（１８）の加湿と、冷蔵庫（１１）の冷媒回路を流れる冷媒の過冷却とがそれぞれ行われる。
【００５４】
次に、図４に示すように、中間期である春季や秋季には、発電機（１２）の排熱によって、冷蔵庫（１１）の冷媒回路の冷媒を過冷却する。すなわち、温水配管（２６）を流れる温水が、吸収式冷凍装置（１３）側へのみ流れるように、第１三路弁（２９）を切り換える。また、吸収式冷凍装置（１３）側からの冷水が冷蔵庫（１１）側へのみ流れるように、第２三路弁（４２）を切り換える。そして、電動弁（４５）を閉鎖状態とする。
【００５５】
このとき、温水器（２１）の温水は、温水ポンプ（２８）が駆動されることにより温水配管（２６）を流れる。温水配管（２６）を流れる温水は、吸収式冷凍装置（１３）の再生器（２２）へ供給される。そして、凝縮器（２３）等の温熱により温水が生成される一方、蒸発器（２４）の冷熱により冷水が生成される。
【００５６】
そして、蒸発器（２４）の冷熱により生成された冷水は、第１ポンプ（４１）の駆動により、冷蔵庫（１１）の過冷却熱交換器（２０）へ供給される。過冷却熱交換器（２０）では、冷蔵庫（１１）の冷媒回路を流れる冷媒を過冷却する。過冷却熱交換器（２０）で昇温した温水は、第２配管（３２）を通って蒸発器（２４）へ戻る。
【００５７】
このようにして、中間期には、発電機（１２）の排熱によって、冷蔵庫（１１）の冷媒回路を流れる冷媒の過冷却が行われて、冷蔵庫（１１）の冷却能力が向上する。
【００５８】
−実施形態の効果−
以上説明したように、この実施形態によると、吸収式冷凍装置（１３）から生じる冷熱によって冷蔵庫（１１）の冷媒回路を流れる冷媒を過冷却するための過冷却熱交換器（２０）を設けるようにしたので、夏季や冬季だけでなく、室内（１８）の空気調和や調湿が不要となる春季や秋季の中間期等においても、発電機（１２）の排熱を、冷蔵庫（１１）の冷媒回路の冷媒を過冷却するために利用することができる。その結果、発電機（１２）の排熱を、１年を通じて有効に利用して、発電エネルギーを効率よく利用すると共に、冷蔵庫（１１）の冷凍効率を向上させて、そのランニングコストを低減させることが可能となる。
【００５９】
さらに、夏季において、室内（１８）の空調負荷が小さいときには、蒸発器（２４）側からの冷水の一部を上記過冷却熱交換器（２０）へ送ることで、余剰の冷熱を有効に利用することができる。
【００６０】
また、発電機（１２）の排熱によって、夏季や冬季には、調湿機（１５）の吸着素子を加熱して再生することができるため、発電機（１２）の排熱を、より有効に利用することが可能となる。
【００６１】
そして、スーパーマーケットでは、室内空気を除湿することにより、ショーケース（１６）における着霜を低減して、冷蔵庫（１１）の省エネルギー化を図ることができる共に、ショーケース（１６）近傍におけるコールドアイルの発生を防止して快適性を高めることができる。また、レストランでは、室内を適正湿度に維持することで、快適性が向上すると共に、室内のカビの発生を抑制することができる。
【００６２】
また、発電機（１２）を夜間にも連続して運転するようにしたので、発電機（１２）の稼働率を向上させて、その償却年数を短縮化することが可能となる。また、発電機（１２）の起動及び停止が繰り返されないため、その起動及び停止の繰り返しによる発電効率のロスや発電機の寿命の低下を抑制することができる。
【００６３】
（実施形態２）
図６は、本発明に係る排熱利用システムの実施形態２を示す。尚、以下の各実施形態において、図１と同じ部分については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６４】
調湿機（１５）は、ケーシング（５０）内に、上記実施形態１と同様に、吸着素子である除湿ロータ（５１）と、該除湿ロータを加熱再生する再生熱交換器（５２）とを備えている。また、ケーシング（５０）内には、室外空気をケーシング（５０）内に吸い込んで室内へ供給するための給気ファン（５５）と、室内空気をケーシング（５０）内に吸い込んで室外へ排気するための排気ファン（５６）とが設けられている。
【００６５】
さらに、この実施形態２では、調湿機（１５）は、除湿ロータ（５１）により水分が吸着された除湿空気を冷却するための冷却熱交換器（５３）を備えている。冷却熱交換器（５３）は、吸収式冷凍装置（１３）の蒸発器（２４）に配管等（図示省略）を介して接続されており、調湿機（１５）の運転時に、蒸発器（２４）からの冷水を、冷却熱交換器（５３）へ供給するように構成されている。
【００６６】
除湿ロータ（５１）と冷却熱交換器（５３）との間には、顕熱ロータ（５４）が設けられている。そして、除湿ロータ（５１）を通過して吸着熱により昇温した除湿空気の顕熱を、顕熱ロータ（５４）により再生熱交換器（５２）へ送ることによって、除湿ロータ（５１）の再生に利用するようにしている。
【００６７】
こうして、給気ファン（５５）の作動によりケーシング（５０）内へ吸い込まれた室外空気（ＯＡ）は、除湿ロータ（５１）により水分が吸着され、顕熱ロータ（５４）を通過して顕熱が奪われる。続いて、その除湿空気は、吸収式冷凍装置（１３）から冷水が供給された冷却熱交換器（５３）によって冷却され、給気（ＳＡ）として室内（１８）へ供給される。
【００６８】
一方、排気ファン（５６）の作動によりケーシング（５０）内に吸い込まれた室内空気（ＲＡ）は、顕熱ロータ（５４）を通過して昇温され、さらに、発電機（１２）から温水が供給された再生熱交換器（５２）によって加熱される。続いて、その加熱空気は、除湿ロータ（５１）を加熱再生した後、室外へ排気される。
【００６９】
したがって、この実施形態によると、夏季における室内（１８）の除湿を効率よく行うことができる。
【００７０】
（実施形態３）
図７は、本発明の実施形態３を示す。上記実施形態１では、吸収式冷凍装置（１３）の凝縮器（２３）及び蒸発器（２４）で生じた温熱及び冷熱を水を媒体として、室内機（１４）及び冷蔵庫（１１）へ搬送するようにしたのに対し、相変化する冷媒によって搬送するようにしたものである。
【００７１】
すなわち、この実施形態３の排熱利用システム（１０）には、吸収式冷凍装置（１３）から生じた冷熱を、相変化する冷媒により過冷却熱交換器（２０）へ搬送する熱搬送回路（６０）が設けられている。熱搬送回路（６０）の第１配管（３１）には、上記実施形態１における第１ポンプ（４１）の代わりに第１冷媒搬送ポンプ（６１）が設けられている。また、上記実施形態１における第２ポンプ（４４）の代わりに、第２冷媒搬送ポンプ（６２）が第６配管（３６）に設けられている。
【００７２】
こうして、上記実施形態１と同様に、夏季には、第１冷媒搬送ポンプ（６１）の作動によって、蒸発器（２４）により冷却された液冷媒が、室内機（１４）へ送られて、室内空気が冷却される。また、冬季には、第２冷媒搬送ポンプ（６２）の作動によって、凝縮器（２３）及び吸収器（図示省略）により加熱されたガス冷媒が室内機（１４）へ送られて、室内空気が加熱される。さらに、第１冷媒搬送ポンプ（６１）の作動により、蒸発器（２４）からの液冷媒が過冷却熱交換器（２０）へ供給されて、冷媒回路の冷媒が過冷却される。そして、中間期には、第１冷媒搬送ポンプ（６１）の作動により、蒸発器（２４）からの液冷媒が過冷却熱交換器（２０）へ供給される。
【００７３】
したがって、この実施形態によると、吸収式冷凍装置（１３）から生じた冷熱を、相変化する冷媒によって過冷却熱交換器（２０）へ搬送するようにしたので、熱搬送回路（６０）の配管（３１，３２）の径を、熱搬送媒体が水である場合よりも小さくすることができる。その結果、熱搬送回路（６０）の設置工事を容易に行うことができる。また、上記冷熱は熱搬送回路（６０）において相変化する冷媒により搬送されるため、水によって熱搬送する場合に比べて、その熱搬送に伴う熱損失と、熱搬送に要する動力とをそれぞれ低減することができる。
【００７４】
（実施形態４）
図８は、本発明の実施形態４を示し、熱搬送回路（６０）は、冷媒ガスを循環させるための冷媒ガスポンプ（６３）を備えている。すなわち、上記実施形態３では、第１配管（３１）に液冷媒を吸引して吐出する第１冷媒搬送ポンプ（６１）を設けたのに対し、第２配管（３２）に、ガス冷媒を吸引して吐出する冷媒ガスポンプ（６３）を設けるようにしている。
【００７５】
この実施形態によると、冷媒ガスポンプ（６３）が過冷却熱交換器（２０）の出口側のガス冷媒を吸い込むことによって、該過冷却熱交換器（２０）における冷媒の圧力が下がるため、該冷媒の蒸発温度が低下する。したがって、液冷媒を吸い込んで吐出する液ポンプを設ける場合に比べて、過冷却効果を大きくすることができる。
【００７６】
尚、上記冷媒ガスポンプ（６３）の代わりに、発電機（１２）の排熱又は吸収式冷凍装置（１３）からの温熱により冷媒の一部を蒸発させ、その相変化に伴う冷媒の体積変化を利用した、いわゆる熱駆動ポンプを適用してもよい。このことにより、熱搬送回路（６０）において冷媒を循環させる目的で、発電機（１２）により発電された電力を利用しないため、システム全体の省エネルギー化を図ることができる。
【００７７】
（実施形態５）
図９は、本発明の実施形態５を示す。上記実施形態３では、過冷却熱交換器（２０）を冷蔵庫（１１）の室外機（１７）のケーシング（１９）内に設けるようにしたのに対し、過冷却熱交換器（２０）を、冷蔵庫（１１）の室外機（１７）のケーシング（１９）の外部に設けるようにしたものである。すなわち、冷媒回路の一部がケーシング（１９）の外部に露出していて、その露出部分に過冷却熱交換器（２０）が接続されている。
【００７８】
この実施形態によると、過冷却熱交換器（２０）を予め備えていない冷蔵庫（１１）を用いて排熱利用システム（１０）を構成する場合、その冷蔵庫（１１）に対して、過冷却熱交換器（２０）と熱搬送回路（６０）とを容易に取り付けることが可能となる。
【００７９】
尚、上記各実施形態では、発電機として、ガスタービン発電機を適用したが、例えばその他の内燃機関や燃料電池等によって発電機を構成してもよい。
【００８０】
（実施形態６）
図１０は、本発明の実施形態６を示し、上記実施形態３において、吸収式冷凍装置（１３）は、発電機（１２）であるガスタービン発電機へ吸入される空気を冷却するように構成されている。
【００８１】
すなわち、上記発電機（１２）には、吸入空気を冷却するための熱交換器（６５）が設けられている。該熱交換器（６５）には、吸収式冷凍装置（１３）の蒸発器（２４）により冷却された液冷媒が流通する第９配管（３９）の一端が接続されている。第９配管（３９）の端端は、第１配管（３１）における第１冷媒搬送ポンプ（６１）と第２三路弁（４２）との間に合流接続されている。一方、熱交換器（６５）には、該熱交換器（６５）で昇温した冷媒が流通する第１０配管（４０）の一端が接続されている。第１０配管（４０）の他端は、第２配管（３２）に合流接続されている。
【００８２】
上記発電機（１２）は、空気を吸入して燃料であるガスを燃焼することで発電する。このとき、吸収式冷凍装置（１３）の蒸発器（２４）により冷却された液冷媒の一部は、第９配管（３９）を通って熱交換器（６５）へ供給される。熱交換器（６５）へ供給された液冷媒は吸入空気との間で熱交換し、該吸入空気が冷却される。そして、熱交換器（６５）で昇温した冷媒は、第１０配管（４０）を通って蒸発器（２４）へ戻る。
【００８３】
その結果、発電機（１２）へ吸入される吸入空気の温度上昇が低減されるため、夏季など室外の気温が高い場合でも、該発電機（１２）の出力の低下を防止することができる。
【００８４】
（実施形態７）
図１１は、本発明の実施形態７を示す。上記各実施形態では、発電機（１２）の排熱を利用して一旦温水を生成し、その温水を吸収式冷凍装置（１３）へ供給するようにしたのに対し、この実施形態では、発電機（１２）の排熱を直接に吸収式冷凍装置（１３）へ供給するようにしたものである。
【００８５】
発電機（１２）の排気口は、吸収式冷凍装置（１３）の再生器（２２）に配管を介して接続されている。そして、発電機（１２）の排気ガスを再生器（２２）へ供給することによって、排気ガスの温熱で再生器（２２）の吸収液を直接に加熱して水蒸気を発生させるようにしている。尚、排気ガスは、再生器（２２）で吸収液へ放熱した後に、該再生器（２２）から排気される。
【００８６】
第５配管（３５）は、その一端が凝縮器（２３）及び吸収器（図示省略）に接続される一方、他端が第４配管（３４）に接続されている。そして、第８配管（３８）は、その一端が第５配管（３５）に合流接続される一方、他端が調湿機（１５）に接続されている。
【００８７】
第６配管（３６）には、第２冷媒搬送ポンプ（６２）に加えて、第３三路弁（４３）が設けられている。第７配管（３７）は、その一端が第３三路弁（４３）を介して第６配管（３６）に合流接続される一方、他端が調湿機（１４）に接続されている。
【００８８】
そして、熱搬送回路（６０）は、上記実施形態３と同様に、吸収式冷凍装置（１３）から生じた冷熱を、相変化する冷媒により過冷却熱交換器（２０）へ搬送するように構成されている。
【００８９】
こうして、上記実施形態１と同様に、夏季には、第１冷媒搬送ポンプ（６１）の作動によって、蒸発器（２４）により冷却された液冷媒が、室内機（１４）へ送られて、室内空気が冷却される。さらに、第７配管（３７）と第６配管（３６）とが連通するように第３三路弁（４３）を切り換えると共に、第２冷媒搬送ポンプ（６２）を作動させることによって、凝縮器（２３）及び吸収器（図示省略）により加熱されたガス冷媒を調湿機（１４）へ送り、その吸着素子を加熱再生する。
【００９０】
冬季には、第３配管（３３）と第６配管（３６）とが連通するように第３三路弁（４３）を切り換えると共に、第２冷媒搬送ポンプ（６２）の作動させることによって、凝縮器（２３）及び吸収器により加熱されたガス冷媒が室内機（１４）へ送られて、室内空気が加熱される。さらに、第１冷媒搬送ポンプ（６１）の作動により、蒸発器（２４）からの液冷媒が過冷却熱交換器（２０）へ供給されて、冷媒回路の冷媒が過冷却される。そして、中間期には、第１冷媒搬送ポンプ（６１）の作動により、蒸発器（２４）からの液冷媒が過冷却熱交換器（２０）へ供給される。
【００９１】
したがって、この実施形態によると、発電機（１２）の排熱を、温水により熱搬送するのではなく、再生器（２２）へ直接に供給するようにしたので、その熱搬送に伴う熱損失を低減することができる。また、温水を生成するための熱交換器や貯湯槽等が不要となるため、装置を簡略化することが可能となる。
【００９２】
尚、上記各実施形態では、２台の冷蔵庫（１１）を設けるようにしたが、本発明は、これに限定されるものではなく、１台の冷蔵庫（１１）を設けるようにしてもよい。また、多数の冷蔵庫（１１）を設けて、各冷蔵庫（１１）を上記１台の吸収式冷凍装置（１３）に配管を介して接続するようにしてもよい。
【００９３】
そして、上記各実施形態では、凝縮器（２３）及び吸収器（図示省略）の双方を室内機（１４）に接続するようにしたが、請求項１に係る発明の他の実施形態としては、凝縮器（２３）及び吸収器の少なくとも一方を室内機（１４）等に接続するようにしてもよい。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によると、冷凍装置と、冷凍装置に電力を供給する発電機と、発電機の排熱によって吸収剤から冷媒を蒸発させる再生器を有する吸収式冷凍装置と、吸収式冷凍装置から生じる少なくとも冷熱によって室内の空気調和を行う室内機とを備える排熱利用システムについて、冷凍装置は、吸収式冷凍装置から生じる冷熱によって冷媒回路の冷媒を過冷却するための過冷却熱交換器を備えることにより、夏季や冬季だけでなく、室内の空気調和が不要となる春季や秋季の中間期等においても、発電機の排熱を、冷凍装置の冷媒回路の冷媒を過冷却するために利用することができる。その結果、発電機の排熱を、１年を通じて有効に利用して、発電エネルギーを効率よく利用すると共に、冷凍装置のランニングコストを低減させることが可能となる。
【００９５】
請求項２に係る発明によると、室内空気中の水分を吸着する吸着素子を有し、吸着素子を発電機の排熱によって再生する調湿機を備えることにより、夏季や冬季には、室内を調湿する調湿機の吸着素子を加熱して再生することができるため、発電機の排熱を、より有効に利用することが可能となる。
【００９６】
請求項３に係る発明によると、吸収式冷凍装置から生じた冷熱を、相変化する冷媒により過冷却熱交換器へ搬送する熱搬送回路を設けることにより、熱搬送回路の配管の径が、熱搬送媒体が水である場合よりも小さくなるため、その熱搬送回路の設置工事を容易に行うことができる。また、冷熱は相変化する冷媒により搬送されるため、その搬送に伴う熱損失と、熱搬送に要する動力とをそれぞれ低減することができる。
【００９７】
請求項４に係る発明によると、熱搬送回路が、冷媒ガスを循環させるための冷媒ガスポンプを備ることにより、過冷却熱交換器における冷媒の圧力が下がって該冷媒の蒸発温度が低下するため、液冷媒を吸い込んで吐出するポンプを設ける場合に比べて、過冷却効果を大きくすることができる。
【００９８】
請求項５に係る発明によると、過冷却熱交換器を、冷凍装置のケーシングの外部に設けることにより、過冷却熱交換器を備えていない冷凍装置に対して、過冷却熱交換器と熱搬送回路とを容易に取り付けることが可能となる。
【００９９】
請求項６に係る発明によると、発電機が、タービン発電機であって、吸収式冷凍装置が、タービン発電機へ吸入される空気を冷却することにより、吸収式冷凍装置から生じる冷熱の一部が、タービン発電機へ吸入される空気を冷却するため、吸入空気の温度上昇を低減して、発電機の出力の低下を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る排熱利用システムを示す回路図である。
【図２】夏季における温熱及び冷熱の流れを示す回路図である。
【図３】冬季における温熱及び冷熱の流れを示す図２相当図である。
【図４】中間期における温熱及び冷熱の流れを示す図２相当図である。
【図５】冷蔵庫で行われる冷凍サイクルを示すモリエル線図である。
【図６】実施形態２に係る調湿機を概略的に示す模式図である。
【図７】実施形態３に係る排熱利用システムを示す回路図である。
【図８】実施形態４に係る排熱利用システムを示す回路図である。
【図９】実施形態５に係る排熱利用システムを示す回路図である。
【図１０】実施形態６に係る排熱利用システムを示す回路図である。
【図１１】実施形態７に係る排熱利用システムを示す回路図である。
【符号の説明】
（１０）　排熱利用システム
（１１）　冷蔵庫（冷凍装置）
（１２）　発電機
（１３）　吸収式冷凍装置
（１４）　室内機
（１５）　調湿機
（１８）　室内
（１９）　ケーシング
（２０）　過冷却熱交換器
（２２）　再生器
（６０）　熱搬送回路
（６３）　冷媒ガスポンプ
【図１】
2004012101.tif 000003
【図２】
2004012101.tif 000004
【図３】
2004012101.tif 000005
【図４】
2004012101.tif 000006
【図５】
2004012101.tif 000007
【図６】
2004012101.tif 000008
【図７】
2004012101.tif 000009
【図８】
2004012101.tif 000010
【図９】
2004012101.tif 000011
【図１０】
2004012101.tif 000012
【図１１】
2004012101.tif 000013