JPH0395364A - 吸収式冷凍機の容量制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、吸収式冷凍機の容量制御装置に係り、特に、
地域冷暖房市場において、小形化、省エネルギー化の需
要に対応するのに好適な吸収式冷凍機の容量制御装置に
関するものである。

［従来の技術］ 従来の装置は、例えば、特開昭５８−１０２０７２号公
報に記載されているように、吸収器を複数段に分けて溶
液のスプレーを行うことにより、溶液と冷却水との温度
差を有効に利用して、吸収器の効率を向上させるように
した技術が知られているが、部分負荷時に、溶液散布用
のボンブを１台，あるいは数台停止させるように構成し
た、容量制御装置に関する技術は開示されていなかった
。

［発明が解決しようとする課題コ 例えば、地域冷暖房用として用いられる吸収式冷凍機は
、規模の大きい冷凍機を使用する場合が多く、機器を建
物内へ搬入する際の搬入スペースや、機器を据付ける際
の据付スペースの制約が厳しい場合が多い。また、冷凍
機が大形化すると、それに見合って、附属するポンプも
大形化し、消費電力が問題となってくる。特に、地域冷
暖房用として用いられる吸収式冷凍機は、幅広い容量制
御範囲を要求される場合が多い。

上記の特開昭５８−１０２０７２号公報記載の技術によ
って、吸収器の効率向上を図り、大規模な冷凍容量に対
応するために、むやみに冷凍機を大きくすることなく、
設備をコンパクトにまとめることはできるが、冷凍機の
規模がますます大きくなり、溶液を散布する段数も増え
、スプレーポンプも大形化するのに伴って消費電力が増
大することに対する配慮がなされていなかった。

本発明は、上記従来技術の問題的を解決するためになさ
れたもので、蒸発器，吸収器が多段階に冷凍，１８液散
布がなされる吸収式冷凍機において、部分負荷時の消費
電力を節約し、さらに容量制御の下限を、むやみに冷媒
保有量を増やすことなく、従来の冷媒保有量で容易に下
げるようにし、幅広い範囲の容量制御を可能にする吸収
式冷凍機の容量制御装置を提供することを、その目的と
するものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の吸収式冷凍機の容
量制御装置に係る第１の発明の構成は、蒸発器、吸収器
、凝縮器、再生器、溶液熱交換器、溶液ポンプ、冷媒ポ
ンプ、およびこれらを作動的に結合する配管系を備え、
かつ、これらの運転，停止を行う制御装置を備え、吸収
器が、少なくとも２段階以上の溶液散布機構を有してい
る吸収式冷凍機において、 部分負荷時に、溶液散布用のポンプを少なくとも１台停
止させるように構成したものである。

また、上記目的を達成するために、本発明の吸収式冷凍
機の容量制御装置に係る第２の発明の構成は、 蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器、溶液熱交換器、溶液
ポンプ、冷媒ポンプ、およびこれらを作動的に結合する
配管系を備え、かつ、これらの運転，停止を行う制御装
置を備え、吸収器が少なくとも２段階以上の溶液，冷媒
散布機構を有している吸収式冷凍機において、 部分負荷時に、蒸発器の冷媒散布用のポンプを少なくと
も１台停止させるように構成したものである。

［作用］ 上記の技術的手段による働きは、次のとおりである。

蒸発器，吸収器が、２段あるいは多段階に冷媒，溶液を
散布される構造を有した吸収式冷凍機において、外部の
負荷が減少し、冷凍機が部分負荷運転になってくると、
機内のサイクル溶液濃度が薄くなってくるため，冷媒は
溶液を薄めるために使われて徐々に減少してくる。しか
しながら、冷媒の保有量には限りがあるので、溶液濃度
が薄くなるのが制約されることにより、容量制御の下限
が決まってくる。ここで，全負荷運転時には全て運転し
ていた冷媒散布用のポンプ，溶液散布用のボンブを、例
えば前記ポンプが２台ある場合には、ｌ台を停止させる
ことによって、そのポンプが受持っていた伝熱面積分が
伝熱に寄与しなくなる。

そこで、交換熱量を維持しようとした場合に、平均温度
差を増大せざるを得なくなるため、蒸発器においては、
平均温度差の増大にともない蒸発温度および圧力が低下
し、平衡状態にある溶液濃度は、その分濃くなる。

また、吸収器においては、平均温度差の増大に伴い吸収
温度が上昇し、溶液濃度は濃くなる。すると、このサイ
クル溶液が濃くなった分，冷媒に余裕が生じ、すなわち
、従来どおりの冷媒有量で、この冷媒分、容量制御の下
限を下げることができる。また一方で、冷媒散布用のポ
ンプ、溶液散布用のポンプを、例えば２台ある場合には
ｌ台を停止させることによって、消費電力の節約ができ
る。

［実施例］ 以下、本発明の各実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

第１図は、本発明の一実施例（第１の発明）に係る、吸
収器が長手方向で２段階散布機構を有する、二重効用吸
収式冷凍機の要部系統図である。

図では、高温再生器，低温再生器，凝縮器，溶液熱交換
器等の図示を省略し、主として吸収器の溶液散布機構を
中心に、その制御手段を示したものである。

第１図において、１は吸収器、２は、冷却水系の配管で
吸収器１内の伝熱管、２−１は冷却水入口、２−２は冷
却水出口、３−１は，吸収機１における溶液散布機構で
ある第１段目スプレー、３−２は、同じく第２段目スプ
レーである。

４は、吸収器１に接続して形威された溶液タンク、５は
溶液スプレーポンプ、６は溶液循環ポンプ、７は、冷水
系の配管で蒸発器内の伝熱管、７−１は冷水入口、７−
２は冷水出口、８は、冷水入口温度を検知する温度スイ
ッチであり、この温度スイッチ８は、溶液スプレーボン
プ５に電気的に接続している。

第１図に示す二重効用吸収式冷凍機は、吸収器１が２段
階の溶液散布機構を有するものである．ここで、吸収器
１において、吸収器１内を流通すべき冷却水の伝熱管２
の冷却水人口２−１側、吸収器１における第２段目スプ
レー３−２側とを組み合わせ、かつ冷却水出口２−２側
と、吸収器１における第１段目スプレー３−１側とを組
み合わせて対向流としている。

まず、冷凍機が全負荷で運転している場合について説明
する。

高温再生器，低温再生器（図示せず）で濃縮された溶液
９は、まず最初に吸収機１の第１段目スプレー３−１で
散布される。ここで散布された溶液は、冷却水が流通す
る伝熱管２表面で冷媒蒸気を吸収し、第１図に示す左側
から溶液タンク４へ流れ込み、溶液タンク底部から溶液
スプレーボンプ５によって優先的に吸引，昇圧されて、
吸収器の第２段スプ１ノー３−２で散布される。

ここで散布された溶液は、伝熱管２表面で冷媒蒸気を吸
収し、第１図に示す右側から溶液タンク４へ流れ込み、
溶液タンク底部から溶液循環ポンプ６によって５優先的
に吸引，昇圧されて、図示しない高温再生器、低温再生
器へ送られる。

次に、冷凍機が部分負荷の運転に入った場合について説
明する。

外部の負荷が減少してくると、冷水系の冷水入口７−１
の温度が低下してくる。このとき，冷凍機は、冷水出口
７−２の温度を一定に保つように制御されているので、
外部負荷の減少に伴い、高温再生器からの人熱量を減少
させ、部分負荷運転となる。

ここで、あらかじめ設定された温度まで冷水人口７−１
の温度が低下すると、冷水入口７−１の温度を検出して
いる温度スイッチ８が作動し、吸収器の第２段目スプレ
ー３−２で溶液を散布せしめる溶液スプレーポンプ５を
停止させる。このとき冷凍機内部における運転状態は、
次のとおりである。

高温再生器、低温再生器で濃縮された溶液９は、吸収器
１内の第１段目スプレー３−１で散布される。ここで散
布された溶盛は、冷却水が流通する伝熱管２表面で冷媒
蒸気を吸収し、第１図に示す左側から溶液タンク４へ流
れ込み、溶液タンク底部に接続する溶液スプレーボンプ
５が停止しているため、溶液循環ボンプ６によって吸引
，昇圧されて、高温再生器，低温再生器へ送られる。

ここで、溶液スプレーポンプ５を停止したことにより、
吸収器１の伝熱に寄与する伝熱面積は半分となり、溶液
スプレーポンプ５を運転した場合に比べて、圧力一定で
，吸収温度が上昇するため、溶液濃度は濃くなる。

本実施例によれば、部分負荷時に、溶液スプレーボンブ
の１台、あるいは数台を停止するので、消費電力の節約
ができる。

また、溶液スプレーポンプの１台、あるいは数台を停止
することで、溶液のサイクル濃度を濃くすることができ
るので、従来の冷媒保有量で、容量制御範囲を広げるこ
とができるという効果がある。

次に、第２図は、本発明の他の実施例（第２の発明）に
係る、蒸発器，吸収器が断面方向が完全に分割された、
二重効用吸収式冷凍機の要部系統図である。

図では、高温再生器，低温再生器，溶液熱交換器等の図
示を省略し、主として蒸発器の冷媒散布機構を中心に、
その制御手段を示したものである。

第２図において、１０−１は第１段目の蒸発器、１０−
２は第２段目の蒸発器、１１−１は第１段目の吸収器、
１１−２は第２段目の吸収器、１２−１は、冷水系配管
の冷水入口、１２−２は、冷水系配管の冷水出口、１５
−ｌは第ｌ段目冷媒スプレーポンプ、１５−２は第２段
目冷媒スプレーポンプ、土６−１は溶液スプレーポンプ
、↓６〜２は溶液循環ポンプ、１７−１は、冷却水系配
管の冷却水入口、１７−２は、冷却水系配管の冷却水出
口、１８は、冷水入口温度を検知する温度スイッチで、
この温度スイッチ１８は冷媒スプレーポンプに電気的に
接続している。

第２図に示す二重効用吸収式冷凍機は、蒸発器および吸
収器を、断面方向で２分割した構造を有している。

ここで、第２段目の蒸発器１０−２，第２段目の吸収器
ｌ１−２側と、冷水系の冷水人口１２−１，冷却水系の
冷却水人口ｌ７−１側とを組み合わせ、かつ、第１段目
の蒸発器１０−１，第１段目の吸収器１１−１側と、冷
水出口１　２−２，冷却水出口１７−２側とを組み合わ
せて対向流としている。

まず、冷凍機が全負荷で運転している場合について説明
する。

高温再生器，低温再生器（図示せず）で濃縮された溶液
１９は、まず最初に第工段目の吸収器１１−１に散布さ
れ、第１段目の蒸発器１ｏ−１で冷媒スプレーポンプ１
５−１により散布されて発生した冷媒蒸気を吸収する。

次に溶液は、第１段目の吸収器工１−１下部の液溜めか
ら、溶液スプレーポンプ１６−１によって、第２段目の
吸収器１１−２に散布され、第２段目の蒸発器１０−２
で冷媒スプレーボンプ１５−２により散布されて発生し
た冷媒蒸気を吸収する。そして溶液は、第２段目の吸収
器１ｌ−２下部の液溜めから、溶液循環ポンプ１６−２
によって、高温再生器，低温再生器へ送られる。

次に、冷凍機が部分負荷の運転に入った場合について説
明する。

外部のｆ１荷が減少し、冷水人口１２−１の温度が、あ
らかじめ設定された温度まで低下すると、温度スイッチ
ｌ８が作動し、第１段目の冷媒スプレーポンブ１５−１
を停止させる。すると、第↓段目の蒸発器１０−１に冷
媒が散布されなくなるので、まず最初に第１段目の吸収
器１１−１に散布されたａ溶液は、そのままのＪ！度で
第２段目の吸収器ｌ１−２に散布される。

第２段目の吸収器１１−２では、第２段目の蒸発８３　
１　０　−　２で発生した冷媒蒸気を吸収し、下部液溜
めから溶液循環ポンプ１６−２によって、．高温再生器
，低温再生器へ送られる。

ここで、第１段目の蒸発器１０−１と第１段目の吸収器
ｌ１−１は、伝熱には寄与しなくなり、蒸発器と吸収滞
の伝熱面積は、それぞれ半分、すなわち第２段目のみ有
効となるゆすると第１段目の蒸発器１ｏ−１にも散布し
ている場合にくらべて溶液濃度は濃くなる。

第２図の実施例によれば、部分負荷時に、冷媒ポンプの
土台、あるいは数台を停止するので、消１４力の節約が
できる。

また、冷媒ポンプのｌ台、あるいは数台を停止すること
で，溶液のサイクル濃度を濃くすることができるので、
従来の冷媒保有量で、容量制御範囲を広げることができ
るという効果がある。

なお、上記の各実施例は二重効用吸収式冷凍機について
説明したが、本発明はこれに限らず、例えば吸収式ヒー
トポンプ装置の容量制御にも適用できる。

［発明の効果コ 以上、詳細に説明したように、蒸発器，吸収器が、多段
階に冷媒，溶液散布がなされる吸収式冷凍機において、
部分負荷時の消費電力を節約し、さらに容量制御の下限
を、むやみに冷媒保有量を増やすことなく、従来の冷媒
保有量で容易に下げるようにし、幅広い範囲の容量制御
を可能にする吸収式冷凍機の容量制御装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る二重効用吸収式冷凍
機の要部系統図、第２図は、本発明の他の実施例に係る
二重効用吸収式冷凍機の要部系統図である。 １・・・吸収器、２−１・・・冷却水入口、２−２・・
・冷却水出口、３−１・・・第１段目スプレー　３−２
・・・第２段目スプレー　５・・・溶液スプレーポンプ
、６・・・溶液循環ボンブ、７−１・・・冷水入口、７
−２・・冷水出口、８・・・温度スイッチ、１０−１・
・・第１段目の蒸発器、１０−２・・・第２段目の蒸発
器、１１−１・・・第１段目の吸収器、１１−２・・・
第２段目の吸収器、１２−１・・・冷水入口、１２−２
・・・冷水出口、１５−１・・・第１段目冷媒スプレー
ポンプ、１５−２・・・第２段目冷媒スプレーポンプ、
１６−１・溶液スプレーポンプ、工６−２・・・溶液循
環ポンプ、１７−１・・・冷却水入口、１７−２・・・
冷却水出口、１８・・・温度スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器、溶液熱交換器、
   溶液ポンプ、冷媒ポンプ、およびこれらを作動的に結合
   する配管系を備え、かつ、これらの運転、停止を行う制
   御装置を備え、 吸収器が、少なくとも２段階以上の溶液散布機構を有し
   ている吸収式冷凍機において、 部分負荷時に、溶液散布用のポンプを少なくとも１台停
   止させるように構成した ことを特徴とする吸収式冷凍機の容量制御装置。 ２、冷水系における冷水入口温度を検知する温度スイッ
   チを設け、この温度スイッチと溶液散布用のポンプとを
   電気的に接続し、冷水入口温度が予め設定された温度ま
   で低下したときに前記温度スイッチが作動して少なくと
   も１台の溶液散布用のポンプを停止させるように制御回
   路を構成したことを特徴とする請求項１記載の吸収式冷
   凍機の容量制御装置。 ３、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器、溶液熱交換器、
   溶液ポンプ、冷媒ポンプ、およびこれらを作動的に結合
   する配管系を備え、かつ、これらの運転、停止を行う制
   御装置を備え、 吸収器が、少なくとも２段階以上の溶液、冷媒散布機構
   を有している吸収式冷凍機において、部分負荷時に、蒸
   発器の冷媒散布用のポンプを少なくとも１台停止させる
   ように構成したことを特徴とする吸収式冷凍機の容量制
   御装置。 ４、冷水系における冷水入口温度を検知する温度スイッ
   チを設け、この温度スイッチと冷媒散布用のポンプとを
   電気的に接続し、冷水入口温度が予め設定された温度ま
   で低下したときに前記温度スイッチが作動して少なくと
   も１台の冷媒散布用のポンプを停止させるように制御回
   路を構成したことを特徴とする請求項３記載の吸収式冷
   凍機の容量制御装置。