JPH0198864A - 吸収冷凍機における吸収液循環量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸収冷凍機における吸収液循環量制御方法に係
り、詳しくは、吸収冷凍機の内外流路を循環する吸収液
の循環量制御を簡単な構成により実現した制御方法に関
するものである。

〔従来技術〕

臭化リチウム水溶液が蒸発や凝縮を繰り返す間に発生す
る熱の授受により、冷水が得られようになっている吸収
冷凍機では、臭化リチウムの稀吸収液から多量の蒸気と
高濃度吸収液が得られ、吸収冷凍機の性能を向上させる
ことができる。

その−例として、特公昭５３−３０５３４号公報に記載
された多重効用吸収冷凍機がある。この種の吸収冷凍機
にあっては第６図に示すように、高温再生器５から吸収
器２に供給される濃吸収液が散布されると、蒸発器ｌよ
り吸収器２に送られている冷媒蒸気を吸収し、稀吸収液
となって底部から稀吸収液ポンプ１３によって管路２２
を経て第一熱交換器６で加熱された後、低温再生器４に
送られる。

その低温再生器４でさらに加熱されることにより、冷媒
が蒸発して中間濃度吸収液に濃縮された吸収液は、中間
濃度吸収液ポンプ１４によって管路２４を経て第二熱交
換器８で加熱された後、高温再生器５に送られる。その
中間濃度吸収液は高温再生器５でさらに加熱され、冷媒
を蒸発させて高濃度に濃縮され、冷媒蒸気を吸収する機
能が高められる。そして、高温再生器５から真空に近い
低圧の吸収器２へ、濃吸収液が圧力差や位置落差を利用
して送られる。その濃吸収液は蒸発器１からの冷媒蒸気
を吸収して稀吸収液となり、一方、蒸発器１では、凝縮
器３で凝縮された冷媒が蒸発して冷水から蒸発熱を奪っ
て冷水を冷却する。

このような吸収冷凍機に限らず高温再生器を有しないも
のにおいても、稀吸収液ポンプ１３などは誘導電動機で
駆動され、一定の回転数が維持されるので、吸収冷凍機
が部分負荷運転においてもそれが保持され、過剰な吸収
液量が循環されている。最近、部分負荷においても省エ
ネルギ運転が叫ばれ、上述したポンプの吐出量を負荷に
応じて増減することが望まれる。それを可能にする手段
の一例として、上述した第６図中に記載したようなカス
ケード調節器４１やインバータ３０によるポンプ制御が
挙げられる。

蒸発器１の蒸発器管１ａの出口側では、冷水の温度が温
度検出器３１で検出され、その温度信号が調節器４０を
介して供給燃料量を制御する制御弁３２およびカスケー
ド調節器４１に入力される。

その入力信号により制御弁３２は開度を変更して供給燃
料量が増減され、さらに、カスケード調節器４１からの
信号がインバータ３０Ａおよび３０Ｂに入力され、吸収
液ポンプ１３、中間濃度吸収液ポンプ１４の電動機に供
給される電力周波数がともに変更される。したがって、
両ポンプ１３゜１４の回転数は周波数に比例して駆動さ
れ、その吐出量が例えば減少される。そして、加熱源７
への燃料ガス量や重油量および配管２２．２４における
吐出量が流量計４３〜４５で計測され、計測後の信号が
カスケード調節器４１にフィードバックされ、そのとき
の負荷に見合った最適な燃料供給量および吸収液ｉＪｉ
！ｒ環量とされる。その結果、消費エネルギは最小限度
に留めることができ、電力消費量および加熱エネルギの
節減が図られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したカスケード制御法において、燃料流量や吐出量
がカスケード調節器４１にフィードバックされにような
複雑なプロセスを経る。したがって、精度よく制御でき
る反面、フィードバックでの制御時間が長くなる問題が
ある。さらには、制御装置の数が増加しまた高価なもの
となる問題もある。

本発明は上述の問題を解決するためになされたもので、
その目的は、制御プロセスの簡素化を図ると共に制御に
要する時間の短縮も図り、安価で高い精度の制御が可能
となる吸収冷凍機における吸収液循環量制御方法を提供
することである。

〔発明の構成〕

本発明の吸収冷凍機における吸収液循環量制御方法の特
徴を、第１図を参照して説明する。吸収器２、再生器４
，５、凝縮器３および蒸発器１を有し、吸収液を送出す
る吸収液ポンプ１３．１４で吸収液を循環させるように
なっている吸収冷凍機にあって、負荷信号を検出し、そ
の負荷信号をもとに加熱手段７の制御弁３２の開度を調
整し、その開度信号を検出して、それをもとに吸収液ポ
ンプ１３．１４の回転数を制御するようにしたことであ
る。

〔作　　　用〕

吸収冷凍機の負荷が検出され、その負荷信号をもとに加
熱手段７の制御弁３２の開度が調整され、供給燃料量が
増減されると共に制御弁３２の開度が検出される。さら
に、その開度信号をもとに吸収液ポンプ１３．１４の回
転数が増減されるので、吸収液ポンプ１３．１４の吐出
量は、設定負荷に対して最適となるように制御される。

この制御は、制御対象からのフィードバックがなく、負
荷信号に応じたエネルギの供給と吸収器ポンプ１３，１
４の吐出量が迅速に決定される。その結果、収斂速度が
早められ、制御時間が短くなる。

〔発明の効果〕

本発明の吸収冷凍機における吸収液循環量制御方法は、
検出された負荷信号をもとに加熱手段の制御弁の開度が
調整され、その検出された開度信号をもとに吸収液ポン
プの回転数が制御されるので、フィードバック操作が省
かれ、制御プロセスの簡素化および制御に要する時間の
短縮化を図ることができる。加えて、制御プロセスの簡
素化に伴って、高価な部品の点数を省略することができ
るので、安価でしかも高い精度を有する制御を実現でき
る。

〔実　施　例〕

以下に本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例である吸収冷凍機の系統図お
よび制御の系統図を示すもので、下部低圧室には蒸発器
１および吸収器２が、上部高圧室には凝縮器３および低
温再生器４が形成され、いずれも所要の流体を管内に流
通させる管群が設置されている。５は高温再生器、６は
吸収器２から低温再生器４への稀吸収液供給管路２１に
設けた第一熱交換器、８は第二熱交換器、１２は冷媒ポ
ンプ、１３は稀吸収液ポンプ、１４は中間濃度吸収液ポ
ンプ、１５は冷媒液溜め、１６は稀吸収液溜めである。

本図において、蒸発器１で冷却作用を行なって蒸発した
冷媒蒸気が吸収器２で吸収液に吸収され、吸収液は濃度
が低下して吸収力を失い下部の稀吸収液溜め１６に溜め
られる。この稀吸収液を稀吸収液ポンプ１３で管路２２
、第一熱交換器６および稀吸収液供給管路２１を経て低
温再生器４に送り、その送られた稀吸収液は、低温再生
器４において、高温再生器５で発生された冷媒蒸気が導
入される加熱管４ａで加熱される。低温再生器４で稀吸
収液を加熱して冷媒を蒸発分離すると、稀吸収液の濃度
が上昇する一方、蒸発した冷媒は凝縮器３で凝縮器管３
ａの冷却水により凝縮される。

濃度の上昇した稀吸収液は中間濃度吸収液となり、中間
濃度吸収液ポンプ１４により、管路２３、管路２４を流
過し、第二熱交換器８でさらに昇温された後、管路２５
を流過して高温再生器５に導入される。そのとき、高温
再生器５に備えられた加熱手段７で、外部から供給され
る燃料が燃焼され、その排ガスが排気筒９から排出され
るようになっており、中間濃度吸収液は加熱されて冷媒
が蒸発し、吸収液は圧力上昇と共に高濃度に濃縮され、
濃吸収液となって吸収力を高める。高温再生器５で蒸発
した冷媒蒸気は上述のように、低温再生器４で加熱に用
いられ、自らは凝縮して冷媒液となって凝縮器３に導か
れ、冷却水で冷却されてさらに温度が下がり、前述の冷
媒液と共に管路２６を経て蒸発器１に戻り、そこで蒸発
することによって冷却作用をする。

一方、高温再生器５で濃縮された濃吸収液は、真空に近
い低圧の吸収器２に向け、その圧力差および位置落差を
利用して、管路２７、第二熱交換器８、管路２８、第一
熱交換器６、管路２９を経て移動し、その間に熱交換器
８，６で放熱して、散布装置から散布され、吸収器２に
戻って吸収作用を行なう。なお、蒸発器１の蒸発器管ｌ
ａ内には冷やされる液体すなわち冷水が流されており、
後述する温度検出器３１の信号により高温再生器５の加
熱を調節し、冷水の冷却を調整するようになっている。

吸収器２の吸収器管２ａ内には矢示のごとく冷却水３３
が流され、吸収器２の管表面に散布される吸収液が低温
なほど吸収能力が大きいので、吸収液を冷却させつ一蒸
発器ｌで発生した冷却蒸気を吸収する。また、凝縮器３
の凝縮器管３ａ内にも冷却水が流されており、低温再生
器４からの冷却蒸気や冷媒ドレーンを冷却する。ちなみ
に、吸収冷凍機の吸収器２の下部は著しく低い圧力にな
るため、不凝縮性ガスが溜りやすく、吸収器２の下部よ
り抽気装置によって不凝縮性ガスを外部に排出すること
ができるようになっている。３４はその排出用の抽気ポ
ンプである。

このような吸収冷凍機の蒸発器ｌの蒸発器管１ａの出口
側には、吸収冷凍機の負荷を検出するための冷水温度を
検出する温度検出器３１が取り付けられている。一方、
制御装置を構成する調節器４０が設けられ、温度検出器
３１により検出された負荷信号が調節器４０に入力され
るようになっている。なお、調節器４０として例えばダ
イヤル式のものを採用しておけば、その冷凍機ごとに設
定を変えることができる。これは、温度センサ３１で検
出される負荷信号をもとに制御弁３２の開度を変える信
号を出力する。その開度の調整により、外部から供給さ
れる加熱手段７へ供給される燃料ガス量や重油量が増減
される。

この制御弁３２の近傍には、その開度を検出するための
ポテンショ４６が取り付けられ、その開度が検出される
ようになっている。一方、吸収液ポンプ１３や中間濃度
吸収液ポンプ１４の回転数を変えるためのインバータ３
０が設けられている。

制御弁３２の開度信号をもとにインバータ３０がポンプ
を駆動する誘導電動機へ供給する電力周波数を増減させ
る。したがって、各ポンプ１３，１４の回転数が変更さ
れ、吐出量がそのときの負荷に合わせて例えば減少され
るようになっている。

このような構成の制御系にあっては、第６図のフィード
バック制御に比べて、最適な供給燃料量および吐出量を
迅速に実現することができる。その構成を第２図を参照
して説明する。温度検出器３１で検出された温度信号が
調節器３０で処理され、制御弁３２の開度を演算する。

その開度信号が出力されて所望量の燃料が制御弁３２を
介して加熱手段７に供給される。それによって高温再生
器５におけるそのときの負荷に応じた中間濃度吸収液の
加熱がなされる。一方、ポテンショ４６でその開度が制
御弁３２から直接検出され、抵抗電流変換器４７で電流
信号に変換される。その信号がインバータ調節器４８で
、下限リミットやゲインバイアス調整される。その出力
信号がインバータ３０に入力されて、電力周波数が変更
される。

その電力で誘導電動機の回転数が変えられ、ポンプの吐
出量が変わる。このようにして吸収液の循環量がそのと
きの制御弁３２の開度に応して選定される。なお、イン
バータ調節器４８における調節動作を第３図と第４図と
を参照して簡単に説明する。第３図に示されるように、
供給燃料計の増減に伴う吸収液循環量の変化は原則的に
は原点を通過する直線Ａのように比例する。ところで、
冷凍機によっては、理論的な直線Ａを離れて傾斜の少な
い直線Ｂとなったりして、大なり小なり傾斜が異なる直
線に沿って増減する場合がある。一方、吸収液循環量が
２０％以下に減少すると、吸収液循環■の制御が不安定
となりやすい。それを避けるため、供給燃料量が２０％
以下に減少しても、吸収液循環量を２０％に維持するよ
うに、吸収液循環量の下限を設定する必要がある。その
ため、インバータ調節器４８では循環量の下限値設定と
、その設定値からの増加が得られるような傾斜を変更す
るゲイン調整がなされるのである。したがって、制御弁
３２の開度信号に対して、例えば直線Ｂに沿って吸収液
循環量が増加するような制御が実現されるようになって
いる。

一方、ポンプの吐出量は一般にその回転数の二乗に比例
するので、電力周波数と循環量とは第４図のような関係
になる。本制御においては周波数を変化させて循ＩＪｊ
量を変える必要があるので、両者の相関はできるだけ直
線的な関係を維持できることが望ましい。したがって、
インバータ関節器４８では負荷に応じて周波数を変化さ
せる際、直線性の良い個所例えば領域Ｍのような範囲を
選定できるように調整する必要があり、その機能をも有
しているのである。

このような調節を行なうことにより、負荷信号をもとに
、制御弁３２の開度が調整され、その開度信号をもとに
、稀吸収液ポンプや高濃度吸収液ポンプの吸収液循環量
が制御される。これはフィードバック制御を採用してお
らず、極めて応答性が高い。負荷が低下すると蒸発器管
１ａからの冷水温度は低くなる。その温度が温度検出器
３１で検出され、第２図を参照して述べたような手順で
制御がなされる。その結果、フィードハック制御の場合
とは異なり、制御プロセスの簡素化および制御に要する
時間の短縮化を図ることができる。

加えて、制御プロセスの簡素化に伴って、高価な部品点
数を省略することができるので、安価でしかも高い精度
を有する制御を実現できる。

以上は高温再生器５を有する吸収冷凍機を例に述べたが
、第５図に示すように吸収液ポンプが１３Ａのみを有し
、加熱手段７は外部より供給される蒸気が用いられる場
合でも、同様に機能さ−ｌることができる。もちろん、
いずれの吸収冷凍機においてもその作動や機能の類似す
る冷凍機の範囲であれば、適用できることも述べるまで
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の吸収冷凍機の一実施例における系統図
および制御系統図、第２図は本発明の制御を実現する構
成図、第３図は供給燃料量と吸収液循環量との関係を示
すグラフ、第４図は周波数変更量と吸収液循環量との関
係を示すグラフ、第５図は異なる実施例における系統図
および制御系統図、第６図は従来の制御思想が適用され
た吸収冷凍機の系統図および制御系統図である。 １・・蒸発器、２−吸収器、３−・凝縮器、４．５−再
生器、７−加熱手段、１３．１３Ａ、１４−・・吸収液
ポンプ、３２−制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸収器、再生器、凝縮器および蒸発器を有し、吸
   収液を送出する吸収液ポンプで吸収液を循環させるよう
   になっている吸収冷凍機にあって、負荷信号を検出し、
   その負荷信号をもとに加熱手段の制御弁の開度を調整し
   、その開度信号を検出して、それをもとに上記吸収液ポ
   ンプの回転数を制御するようにしたことを特徴とする吸
   収冷凍機における吸収液循環量制御方法。