JP3126884B2 - 吸収式冷凍機を用いた空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般の住宅や小規模な建
物などを対象とした吸収式冷凍機を用いた空調装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】吸収式冷凍機を用いた空調装置は、現
在、工場、ビルあるいは大型店舗などのような産業用、
業務用の設備に主として用いられている。

【０００３】吸収式冷凍機を用いた空調装置の冷房方式
は、再生器で蒸発させた冷媒蒸気を水冷方式の凝縮器で
凝縮させ、この凝縮した冷媒を蒸発器に導いて蒸発させ
るが、その際の蒸発潜熱で冷房すべき室内に設けられた
ファンコイルユニットと冷凍機との間を循環する冷熱媒
（通常は水）を冷却する。一方、蒸発した冷媒蒸気は水
冷方式の吸収器で濃溶液（吸収液）に吸収させ、再び再
生器に戻すというサイクルで運転される。

【０００４】この種の吸収式冷凍機を用いた空調装置で
は、室内側ファンコイルユニット内に循環させる冷熱媒
の温度を蒸発器において７℃前後まで冷却し、この冷熱
媒を室内のファンコイル内に循環させて室内空気を冷却
して１２℃前後で蒸発器に戻すようにしている。吸収液
としてリチウムブロマイド水溶液を使用する場合は、吸
収器内の吸収液の温度を４０℃前後に保つことが必要と
なり、この温度を維持するためには冷却塔を屋上などに
設置して水冷回路で冷却する方法が採られている。

【０００５】ところがこのような水冷方式を採用した従
来の吸収式冷凍機を用いた空調装置には次のような問題
がある。

【０００６】（１）吸収器を水冷方式で温度管理してい
るために、設備が大型になるとともに配管が必要にな
り、そのために多くの工事費がかかり、一般の住宅や小
規模の建物の冷房用には不向きである。

【０００７】（２）冷房すべき室内のファンコイルユニ
ットと冷凍機とを冷熱媒循環用の配管で結ぶ必要がある
ために、工事費や設備費が高額になる。これは、吸収液
と冷媒にアンモニア水を使用するアンモニア吸収式冷凍
機についても同じである。

【０００８】そこで本発明者らは、凝縮器と吸収器とを
水冷方式でなく空冷方式で冷却し、冷熱媒を用いる代わ
りに冷房したい空気を直接蒸発器に通して冷却する冷房
サイクル運転を行う空調装置を提案している（特願平５
−２２３５１号）。

【０００９】図５は上記出願で提案された単効用吸収式
冷凍機を用いた空調装置の変形例の要部を示し、図６は
同空調装置の設置状態を示す。

【００１０】空調装置は、図６に示すように、室外機１
と室内機２とから成り、室外機１は図５に示すような構
成で空調しようとする住宅の室５の外に配置され、室内
機２は冷風の吹出し口と室内空気の吸込み口のみを有
し、室５の内部に配置される。室外機１と室内機２は冷
風の送風ダクト３と室内空気の吸気ダクト４とで接続さ
れている。６は、装置の運転のスタートまたはストッ
プ、自動運転の設定または解除、室内温度の設定、冷風
の吹出し風量などの調整を行うリモコン操作器である。

【００１１】室外機１の内部は図５に示すような構成に
なっており、吸収液としてリチウムブロマイド水溶液が
用いられ、冷媒として水が用いられる。

【００１２】蒸発器１０は、冷媒を蒸発させ、その蒸発
潜熱によりそこを通過する空気を冷却する機能を有し、
送風ダクト３と吸気ダクト４に接続されている。吸気ダ
クト４内には送風ファン１１が設けられている。

【００１３】再生器１２は、冷媒を吸収して濃度の低く
なった吸収液をバーナ１３により加熱することによって
冷媒蒸気を発生させるとともに吸収液を濃縮する機能を
有する。バーナ１３へは燃料供給管１４から燃料ガスが
供給され、その燃焼程度は燃料供給制御弁１５の開度に
より調節される。

【００１４】凝縮器１６は、再生器１２から送られてく
る冷媒蒸気を空冷ファン１７により冷却して液化する機
能を有し、循環する溶液の平均濃度を調節するために冷
媒の一部を冷媒タンク１８に溜めておく。

【００１５】吸収器２０は吸収液を蓄えており、蒸発器
１０で蒸発した冷媒をその吸収液に吸収させる機能を有
しており、凝縮器１６と同じ空冷ファン１７により空冷
される。冷媒を吸収して濃度の低くなった吸収液は一旦
希溶液タンク２１に蓄えられる。

【００１６】２２は、希溶液タンク２１から再生器１２
に向かう濃度の低い低温の吸収液と再生器１２から吸収
器２０に向かう濃度の高い高温の吸収液との間で熱交換
を行なう熱交換器、２３は、冷媒を吸収して濃度の低く
なった吸収液を希溶液タンク２１から再生器１２に送出
するポンプ、２４は、蒸発器１０の上流側と凝縮器１６
の下流側との間に設けられたキャピラリなどの圧損部材
である。

【００１７】Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５はいずれも
電磁弁のような制御弁であり、特にＶ４は希溶液タンク
２１側から冷媒タンク１８側へは希溶液を流さない逆止
機能を有する弁である。

【００１８】上記の空調装置は、吸収液を希溶液タンク
２１から再生器１２に送出するのにポンプ２３を用いて
いる点を除き、基本的には各容器の温度を制御すること
によって各容器間に圧力差を作り、その圧力差で冷媒お
よび吸収液が送出され、循環するようにしている。

【００１９】この種の空調装置においては、使用者の指
示で運転状態が変更されたり、外気の温度変化等で運転
条件が変化したような場合にも、その時々の状況に応じ
てスムーズ且つ安定した運転を継続させることが要求さ
れる。吸収式冷凍機において、様々な状況下で冷媒を安
定して循環させることも、この要求を達成するための一
手段である。

【００２０】再生器への希溶液供給にのみポンプを用
い、冷媒そのものの循環は装置内各部の圧力差によって
行っている方式の空調装置において、状況に応じた冷媒
の安定した循環を行わせることによって安定した冷房能
力を保持するためには、予め設定された圧力を有する蒸
発器に対して所定の圧力差を保持するように凝縮器の圧
力を調節する必要がある。凝縮器の圧力は凝縮器の温度
に依存するため、凝縮器の温度を調節すれば凝縮器の圧
力を調節することができる。

【００２１】そこで本発明者らは、凝縮器の温度に応じ
て凝縮器冷却用空冷ファンのモータ回転数を制御するこ
とにより、凝縮器から蒸発器へ液化冷媒を安定して送出
し、安定した冷房能力を発揮し得る空調装置を提案して
いる（特願平５−２６４２９６号）。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の空調
装置において、凝縮器冷却用空冷ファンのモータ回転数
制御に、例えば従来から知られているＰＩＤ制御法を用
いようとすると、外乱である外気温度や燃料供給制御弁
の開度に応じたガスのインプット量の変動によって制御
性が低下する場合がある。

【００２３】そこで、多様な負荷変動に対応するため現
代制御による最適レギュレータを用いることが考えられ
る。最適レギュレータを用いるにあたり、最も簡便に最
適レギュレータを設計して行なう制御の一つに、予め設
定した凝縮器の目標温度と実際に計測された凝縮器温度
との偏差を積分し、その積分値を制御に用いて偏差を減
少させるものがある。例えば、積分値が増大していると
きは、それに比例して空冷ファンの回転数を高め、逆に
積分値が減少すると回転数を低下させるというようにし
たものである。

【００２４】このようして積分値によって求められた空
冷ファンの回転数は、実際の空冷ファンの回転能力とは
関連なくあくまで偏差から算出されるので、制御装置で
算出された空冷ファン能力が実際の空冷ファンの能力を
超えることがある。しかし、演算値が実際の能力を超え
ても、能力を超えて作動することはできないので、空冷
ファンは能力の限界値で作動して演算値が能力以内に移
動した時点で演算値に従って作動することとなる。

【００２５】このことを詳しく述べると、偏差が図２
（ａ）に示すように変化しているときに、積分器の出力
は図２（ｂ）に示すＯＡＢＣＤの経路となるが、空冷フ
ァンの限界値が値Ｌであるとすると空冷ファンの実際の
回転数（操作量）はＯＡＥＣＤという経路をたどる。こ
のときＡＥ間では、本来の機能つまり偏差の積分量の増
加に比例して回転数も増加するという機能が失われてい
るが、能力の限界で作動しているためやむを得ない。し
かし、ＥＣ間では、積分器出力がＡＢで巻き上げられて
いるため、ＢＣと出力を巻き戻してしまうまでは、偏差
の積分量の減少に比例して回転数も減少するという、本
来の機能が回復せず、偏差の積分量が減少するにもかか
わらず実際の空冷ファンの回転数が減少しない、いわゆ
るリセットワインドアップ現象が発生する。

【００２６】このため、巻き戻し期間だけ本来の機能の
回復が遅れ、そのため偏差の整定に遅れが生じ、目標温
度を超える、いわゆるオーバーシュートやアンダーシュ
ートが発生して制御性が低下するという問題があった。

【００２７】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、演算による空冷ファン能力が実際の能力の限界を
超えた場合でも、制御の乱れを最小に抑え、可能な限り
目標に沿った適切な制御が可能になる吸収式冷凍機を用
いた空調装置を提供することを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、冷媒を蒸発させる蒸発器と、冷媒を吸収
する吸収液を蓄え前記蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を該吸
収液に吸収させる吸収器と、冷媒蒸気を吸収した希吸収
液を加熱して冷媒蒸気と濃吸収液とを発生する再生器
と、該再生器で発生した冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器と
を有し、前記凝縮器と前記蒸発器との圧力差によって前
記凝縮器から前記蒸発器へ冷媒を送出せしめ、前記蒸発
器により空調すべき室内の空気を直接冷却し、該冷却し
た空気をダクトを介して室内に送風して冷房を行う吸収
式冷凍機を用いた空調装置において、前記凝縮器を冷却
する空冷ファンと、外気温度を検出する外気温度検出手
段と、前記再生器を加熱するバーナで燃焼させるガス量
をガスインプットとして検出するガスインプット検出手
段と、前記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度検出手段
と、前記空冷ファンの限界能力を記憶する能力記憶手段
と、前記凝縮器の適正目標温度を記憶する温度記憶手段
と、目標温度と検出された凝縮器温度の偏差をなくすた
めに目標温度と検出された凝縮器温度の偏差の積分演算
を行なう演算部を含み、凝縮器温度（Ｔ１）、外気温度
（Ｔ２）、ガスインプットより最適レギュレータ理論を
用いて適正な空冷ファン能力を演算する演算手段と、前
記演算手段により演算された空冷ファンの能力が空冷フ
ァン能力の限界を超えたとき、演算された空冷ファン能
力が実際に空冷ファンが出し得る能力の範囲から更に遠
ざかる方向に凝縮器温度が変化しているときには前記積
分演算を停止させ、演算された空冷ファン能力が実際に
空冷ファンが出し得る能力の範囲内に入る方向に凝縮器
温度が変化したときに前記積分演算を行なわせる制御手
段と、前記演算手段により演算された回転数で前記空冷
ファンを駆動する空冷ファン駆動手段とから空調装置を
構成した。

【００２９】

【作用】演算された空冷ファン能力が実際の空冷ファン
の能力の限界を超えて空冷ファンが限界能力で作動して
いるときで、演算された空冷ファン能力が実際に空冷フ
ァンが出し得る能力の範囲から更に遠ざかる方向に凝縮
器温度が変化しているときには積分演算が停止し、又演
算された空冷ファン能力が実際に空冷ファンが出し得る
能力の範囲内に入る方向に凝縮器温度が変化したときに
は積分演算が行なわれ、最適レギュレータ理論を用いた
空冷ファン能力の制御がなされるので、空冷ファン能力
が飽和に達したときのリセットワインドアップ現象を最
小限に抑え、作動遅れによるオーバーシュート並びにア
ンダーシュートを低減させ、制御ループが不安定になっ
てもその悪影響を最小限に抑えることができる。

【００３０】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

【００３１】図１は本発明を実施した単効用吸収式冷凍
機を用いた空調装置の一実施例の要部を示す。本発明に
よる空調装置の設置状態は図６に示したとおりである。

【００３２】本発明による空調装置の基本構成は図５に
示した構成と同じであるのでその説明は省略し、装置の
制御に必要な電気回路について主として説明する。

【００３３】Ｔ１は蒸発器１０の上流側に設けられた室
内温度検出用の温度センサ、Ｔ２は送風温度検出用の温
度センサ、Ｔ３は再生器の液面レベル検出用のレベルセ
ンサ、Ｔ４は凝縮器の出口温度検出用の温度センサ、Ｔ
５は外気温度検出用の温度センサである。

【００３４】空調装置には、ＣＰＵ、メモリ、駆動回路
から成るコントローラ３０と、リモコン操作器６（図６
参照）からの設定信号を室内機２の受信部２ａで受け、
受信部２ａからの信号を受ける通信制御器３１とが設け
られており、コントローラ３０は温度センサＴ１、Ｔ
２、Ｔ４、Ｔ５およびレベルセンサＴ３からの信号と、
通信制御器３１からの信号とを受け、送風ファン１１、
空冷ファン１７、ポンプ２３、燃料供給制御弁１５の動
作を制御するようになっている。

【００３５】更にコントローラ３０には、空冷ファン１
７の限界能力を記憶する能力記憶手段と、空調機の機能
に応じて実状にあった運転時における凝縮器１６の適正
目標温度Ｔ０を記憶する温度記憶手段と、目標温度Ｔ０
と検出された凝縮器温度Ｔ１の偏差をなくすために目標
温度Ｔ０と検出された凝縮器温度Ｔ１の偏差の積分演算
を行なう演算部を含み、凝縮器温度Ｔ１、外気温度Ｔ
２、ガスインプットより最適レギュレータ理論を用いて
適正な空冷ファン能力を演算する演算手段と、演算手段
により演算された空冷ファン１７の能力が空冷ファン１
７の能力の限界を超えたとき、演算された空冷ファン能
力が実際に空冷ファン１７が出し得る能力の範囲から更
に遠ざかる方向に凝縮器温度Ｔ１が変化しているときに
は前記積分演算を停止させ、一方演算された空冷ファン
１７の能力が実際に空冷ファン１７が出し得る能力の範
囲内に入る方向に凝縮器温度Ｔ１が変化したときに前記
積分演算を行なわせる制御手段とを備えている。

【００３６】次に図３を参照して冷房サイクルの動作を
説明する。

【００３７】運転開始前は、弁Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５は閉じ
ており、弁Ｖ２、Ｖ４は開いている。吸収液はすべて希
溶液タンク２１に入っており、再生器１２は空の状態に
なっている。

【００３８】リモコン操作器６のスタートボタンをオン
すると、弁Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５が開くとともに弁Ｖ２、Ｖ
４が閉じ（Ｆ−１）、モータＭ₂ が駆動されてポンプ２
３により希溶液タンク２１から吸収液が再生器１２に送
出される（Ｆ−２）。このときコントローラ３０内のＣ
ＰＵはレベルセンサＴ３からの信号を見て再生器１２の
液面が規定のレベルに達しているか否かを判断する（Ｆ
−３）。液面が規定のレベルに達したときは、燃料供給
制御弁１５を開いて燃料供給管１４から燃料ガスを供給
しバーナ１３に点火する（Ｆ−４）。

【００３９】再生器１２で冷媒蒸気が発生し凝縮器１６
に流れ、冷媒蒸気の温度により凝縮器１６の温度が次第
に上昇する。コントローラ３０内のＣＰＵは温度センサ
Ｔ４からの信号により凝縮器１６の温度が所定値に達し
たか否かを判断し（Ｆ−５）、所定値に達したときはモ
ータＭ₁ により空冷ファン１７を回転させる（Ｆ−
６）。

【００４０】凝縮器１６では再生器１２から送られてく
る蒸気冷媒が液化し、この液化冷媒は弁Ｖ５を介して冷
媒タンク１８に流入する。このときコントローラ３０内
のＣＰＵは冷媒タンク１８内の冷媒が所定量に達してい
るか否かを判断し（Ｆ−７）、所定量に達したときに
は、弁Ｖ５を閉じ（Ｆ−８）、送風ファン１１を回転さ
せる（Ｆ−９）。

【００４１】このとき凝縮器１６からの冷媒はキャピラ
リ２４を介して蒸発器１０に流れ込み、蒸発器１０では
冷媒が蒸発しこの潜熱によって送風ファン１１により吸
気ダクト４を通って室内から送られてくる空気を冷却す
る。冷却された空気は送風ダクト３を通って室内機２に
送られ、室５内に冷風として吹き出され、室５が冷房さ
れる（Ｆ−１０）。

【００４２】この冷房動作においては、蒸発器１０で蒸
発して蒸気となった冷媒は吸収器２０に流れ込み、そこ
で吸収液に吸収される。冷媒を吸収して濃度が低くなっ
た吸収液は一旦希溶液タンク２１に入った後ポンプ２３
により弁Ｖ３を通って熱交換器２２で再生器１２から送
り出される濃度の高い高温の吸収液と熱交換され、再生
器１２に送り込まれる。この状態が運転の定常モードで
ある。

【００４３】リモコン操作器６のスタートボタンをオフ
すると（Ｆ−１１）、停止処理を行った（Ｆ−１２）後
終了する。停止処理としては、まず、バーナ１３を消火
し、弁Ｖ２、Ｖ４を開き、弁Ｖ１を閉じる。次にしばら
くしてからポンプ２３を停止し、弁Ｖ３を閉じ、送風フ
ァン１１および空冷ファン１７を停止する。このように
することにより冷媒タンク１８内の冷媒および再生器１
２内の吸収液が希溶液タンク２１にすべて流れ込む。こ
れは装置が停止している間に吸収液により冷媒タンク１
８や再生器１２が腐食するのを防止し、濃溶液を希釈し
晶析を防止するためである。

【００４４】次に、吸収式冷凍機を用いた空調装置に、
その時々の状況に応じてスムーズ且つ安定した運転を継
続させるための本発明による制御について説明する。

【００４５】本実施例においては、まず、凝縮器１６の
出口温度を制御するサーボ系のモデルを作成する際に、
温度センサＴ５により検出する外気温度、燃料供給制御
弁１５の開度に応じた供給ガスの量（以下「ガスインプ
ット」という）、空冷ファン１７を回転させるモータＭ
₁ の回転数を入力とし、温度センサＴ４により検出する
凝縮器１６の出口温度を出力としてモデル化する。この
モデルの一例を数１に示す。

【００４６】

【数１】 y(t)+a₁・y(t-1)+a₂・y(t-2)=b₀・u_b(t)+b₁・u_b(t-1)+b₂・u_b(t-2) +c₀・u_c(t)+c₁・u_c(t-1)+c₂・u_c(t-2) +d₀・u_d(t)+d₁・u_d(t-1)+d₂・u_d(t-2) 数１において、ｕ_b （ｔ）、ｕ_c （ｔ）、ｕ_d （ｔ）
は、それぞれ外気温度、ガスインプット、空冷ファン回
転数に対応する入力であり、ｙ（ｔ）は、凝縮器出口温
度に対応する出力であり、ｔは時系列的にサンプリング
していったときのサンプルの番号である。また、モデル
次数は２次である。

【００４７】これらの入出力値は、各入力値が実際の動
作環境における値の付近になるように空調装置を動作さ
せ、所定の時間間隔で各値を実測することによって得る
ことができる。たとえば、空調装置を設置する場所の環
境が外気温度が２５℃前後であれば、実験的にその環境
を作り出して各入出力値を所定時間間隔で実測する。こ
こでは、外気温度が２５℃前後であるとして各入出力値
を実測する。

【００４８】数１は系の遅れが０であるようなＡＲＸモ
デルである。ここで、ＡＲＸモデルとは、制御するシス
テムの入力と出力に数１のような時系列の関係があると
仮定する離散値形のモデルである。

【００４９】次に、数１の時系列のモデルを行列表現
（状態空間型）に変換することにより、数２の状態方程
式と数３の出力方程式を立てる。

【００５０】

【数２】Ｘ（ｔ＋１）＝Ａ・Ｘ（ｔ）＋Ｂ・Ｕ（ｔ）

【００５１】

【数３】Ｙ（ｔ）＝Ｃ・Ｘ（ｔ）＋Ｄ・Ｕ（ｔ） 数２および数３において、Ｕ（ｔ）は入力、Ｙ（ｔ）は
出力、Ｘ（ｔ）は状態変数である。

【００５２】この数２および数３における入力Ｕ（ｔ）
（本実施例においては、外気温度、ガスインプット、空
冷ファン回転数をまとめて１つの行列にしたもの）、出
力Ｙ（ｔ）（本実施例においては凝縮器出口温度）およ
びＸ（１）が求まれば上記状態方程式および出力方程式
の係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを計算することができる。このよ
うに係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを計算して、入力と出力との関
係を数式化することをシステム同定という。

【００５３】図４は、数１ないし数３のようにモデル化
される本発明による空調装置のサーボ系の状態変数線図
である。

【００５４】図４において、３５は制御対象のサーボ系
であり、３６は図１に示したコントローラ３０内のＣＰ
Ｕで実現される付加積算器である。また、ｕ（ｋ）は制
御対象への入力となる空冷ファン回転数、ｘ（ｋ）は状
態変数、ｙ（ｋ）は温度センサＴ４で実測した凝縮器１
６の出口の温度、ｒ（ｋ）は凝縮器１６の出口の温度の
目標値、ｅ（ｋ）は凝縮器１６の出口の温度の目標値か
ら実測値を引いた差分、ｚ（ｋ）は凝縮器１６の出口の
温度の目標値から実測値を引いた差分の積分値である。

【００５５】図４に示す状態変数線図の制御を実現する
ためにはフィードバックゲインＦ₁およびＦ₂ を求める
必要がある。そこで、次に、このフィードバックゲイン
Ｆ₁およびＦ₂ の求め方について説明する。

【００５６】フィードバックゲインＦ₁ およびＦ₂ は、
数２の状態方程式を評価して最適な解を求めることによ
って得られる。数４はこの評価の指標となる二次形式評
価関数である。

【００５７】

【数４】 数４において、Ｘ^T およびＵ^T はそれぞれ行列Ｘおよび
Ｕの転置行列であり、ＱおよびＲは重み行列である。

【００５８】この数４に示した評価関数の値Ｊを最小に
するように制御入力Ｕを決めることが最適制御である。
重み行列Ｑの増大はＸの速応性の増大をもたらし、一方
重み行列Ｒの増大は制御入力Ｕの減少をもたらす。最適
レギュレータの設計にあたっては、設計者がそのシステ
ムに要求される速応性や入力の制限等に基づいて予め重
み行列ＱおよびＲを定める。

【００５９】このように、数４に示した評価関数の値Ｊ
を最小にするような制御入力Ｕを求めれば、これにより
フィードバックゲインＦ₁ およびＦ₂ を求めることがで
きる。

【００６０】本実施例では、数３の出力方程式におい
て、Ｃ＝［１，０］、Ｄ＝０とし、Ｘ（１）を適当な値
に定めて、フィードバックゲインＦ₁ およびＦ₂ を求め
た。このフィードバックゲインＦ₁ およびＦ₂ は上述の
ようにして予め求めておき、コントローラ３０内のメモ
リに予め記憶させておく。フィードバックゲインを予め
記憶させておくメモリは空調装置に電源が供給されなく
ても記憶内容が失われない不揮発性のメモリ（たとえば
ＲＯＭ）であることが好ましい。

【００６１】そして、凝縮器１６の出口の温度を制御す
る際には、数５によって空冷ファン回転数を求め、この
回転数で空冷ファン１７を回転させる。

【００６２】

【数５】 数５の式において、（ｒ（ｔ）−ｙ（ｔ））は凝縮器１
６の出口の温度の目標値から実測値を引いた差分、すな
わちｅ（ｔ）である。

【００６３】以上説明したように、空調装置の空冷ファ
ン１７の回転数を制御し、凝縮器１６の出口の温度を調
節することによって、最適レギュレータによる制御が実
現できる。この良好な制御性が得られる範囲を、最適レ
ギュレータの許容動作範囲と呼ぶ。

【００６４】ところで、フィードバックゲインＦ₁ およ
びＦ₂ は、上述したように、外気温度が２５℃前後であ
る環境を実状にあった条件として入出力値を実測して求
めたものであるため、外気温度が２５℃前後の場合には
良好な制御性が得られるが、外気温度がこれから大きく
外れるような環境や、設定温度を大きく変更させた場合
等では、演算された空冷ファン能力が実際の空冷ファン
１７の能力を超えることがある。

【００６５】次に、かかる場合の制御について説明す
る。

【００６６】例えば、想定した外気温度を実際の外気温
度が大きく上回るときには、冷却能力を強くすることが
望まれ、空冷ファン１７の能力を超えた制御出力が空冷
ファン１７に送られることがある。しかし、能力以上で
は回転できず、空冷ファン１７は演算手段からの出力に
かかわらずそれ自身の限界能力で作動し、それと同時に
演算手段による偏差の積分演算は停止される。そしてあ
る時間が経過して凝縮器１６の温度が低下すると、その
温度変化は空冷ファン能力を低下させる方向の温度変化
であるので、空冷ファン能力の演算値が実際の空冷ファ
ン１７の能力を上回っていても、制御手段は偏差の積分
演算の開始を指示し、積分演算が開始される。

【００６７】したがって、空冷ファン１７の能力は、図
２（ｂ）に示すＯＡＥＦの経路で推移することとなり、
偏差に対して遅れが発生せず、オーバーシュートの拡大
を防止できる。このため、空冷ファン１７の能力の限界
を超えて演算値が出力されても、制御の乱れを最小限に
抑制し、適用範囲の広い空調装置を提供できる。

【００６８】尚、上記例では制御量が空冷ファン１７の
能力の上限を超えた場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、空冷ファン１７の下方の作動限界（必ずし
も停止ではない。）を超える値を制御信号が送出した場
合でも、空冷ファン１７の能力を上昇させる温度変化を
捉えて同様に適用し、アンダーシュートの発生に対処す
ることができる。

【００６９】また、本実施例ではＡＲＸモデルを用いて
最適レギュレータを設計したが、他のモデルを用いて最
小二乗法や予測誤差法等により計算してもよい。

【００７０】さらに、本実施例では、吸収液にリチウム
ブロマイド水溶液を用い、冷媒に水を用いたが、本発明
はこれに限られるものではなく、たとえば冷媒にアンモ
ニアを用いた場合にも適用できる。

【００７１】

【発明の効果】本発明の空調装置によれば、演算により
求められた空冷ファン能力が実際の空冷ファンの能力を
超え、空冷ファン能力が飽和に達したときであっても、
演算された空冷ファン能力が実際に空冷ファンが出し得
る能力の範囲から更に遠ざかる方向に凝縮器温度が変化
しているときには積分演算を停止させ、演算された空冷
ファン能力が実際に空冷ファンが出し得る能力の範囲内
に入る方向に凝縮器温度が変化したときには積分演算を
行なわせることとしたので、リセットワインドアップ現
象を最小に抑え、制御の遅れを解消して、本来の制御内
容に可能な限り追従した制御を行なわせることができ
る。したがって、オーバーシュート並びにアンダーシュ
ートを小さくし、制御の大幅な変調を抑制して、広範囲
にわたる条件下においても良好に使用できる吸収式冷凍
機を用いた空調装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空調装置の一実施例の要部のブロ
ック図である。

【図２】（ａ）は空調装置の偏差を示すグラフであり、
（ｂ）は演算された空冷ファン能力のグラフである。

【図３】本発明による空調装置の運転の定常モードのフ
ローチャートを示す。

【図４】数１ないし数３のようにモデル化される本発明
による空調装置のサーボ系の状態変数線図である。

【図５】先願で提案された単効用吸収式冷凍機を用いた
空調装置の変形例の要部のブロック図である。

【図６】図５に示した空調装置の設置状態を示す。

【符号の説明】

１ 室外機 ２ 室内機 ３ 送風ダクト ４ 吸気ダクト ５ 室 ６ リモコン操作器 １０ 蒸発器 １１ 送風ファン １２ 再生器 １３ バーナ １４ 燃料供給管 １５ 燃料供給制御弁 １６ 凝縮器 １７ 空冷ファン １８ 冷媒タンク ２０ 吸収器 ２１ 希溶液タンク ３０ コントローラ ３１ 通信制御器 Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５ 温度センサ Ｔ３ レベルセンサ Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５ 弁 Ｍ₁ 、Ｍ₂ モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−260268（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−259373（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−101928（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−2927（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−29005（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 15/00 306

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を蒸発させる蒸発器と、 冷媒を吸収する吸収液を蓄え前記蒸発器で蒸発した冷媒
   蒸気を該吸収液に吸収させる吸収器と、 冷媒蒸気を吸収した希吸収液を加熱して冷媒蒸気と濃吸
   収液とを発生する再生器と、 該再生器で発生した冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器とを有
   し、 前記凝縮器と前記蒸発器との圧力差によって前記凝縮器
   から前記蒸発器へ冷媒を送出せしめ、前記蒸発器により
   空調すべき室内の空気を直接冷却し、該冷却した空気を
   ダクトを介して室内に送風して冷房を行う吸収式冷凍機
   を用いた空調装置において、 前記凝縮器を冷却する空冷ファンと、 外気温度を検出する外気温度検出手段と、 前記再生器を加熱するバーナで燃焼させるガス量をガス
   インプットとして検出するガスインプット検出手段と、 前記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度検出手段と、 前記空冷ファンの限界能力を記憶する能力記憶手段と、 前記凝縮器の適正目標温度を記憶する温度記憶手段と、 目標温度と検出された凝縮器温度の偏差をなくすために
   目標温度と検出された凝縮器温度の偏差の積分演算を行
   なう演算部を含み、凝縮器温度（Ｔ１）、外気温度（Ｔ
   ２）、ガスインプットより最適レギュレータ理論を用い
   て適正な空冷ファン能力を演算する演算手段と、 前記演算手段により演算された空冷ファンの能力が前記
   空冷ファンの能力の限界を超えたとき、演算された空冷
   ファン能力が実際に空冷ファンが出し得る能力の範囲か
   ら更に遠ざかる方向に凝縮器温度が変化しているときに
   は前記積分演算を停止させ、演算された空冷ファン能力
   が実際に空冷ファンが出し得る能力の範囲内に入る方向
   に凝縮器温度が変化したときに前記積分演算を行なわせ
   る制御手段と、 前記演算手段により演算された回転数で前記空冷ファン
   を駆動する空冷ファン駆動手段とを備えたことを特徴と
   する吸収式冷凍機を用いた空調装置。
2. 【請求項２】 前記凝縮器温度検出手段は凝縮器の出口
   の温度を検出する請求項１に記載の吸収式冷凍機を用い
   た空調装置。