JPH06323683A - 吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外乱に係わらず吸収液の濃度を高精度に調整
できる吸収式冷凍機を提供する。 【構成】 冷媒液を蒸発させる蒸発器６と、その蒸発器
６で発生した冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器５
と、蒸発器６及び吸収器６に連通する液溜まり部５ａ
と、冷媒にて希釈された吸収液を再生する再生器１とが
設けられ、液溜まり部５ａ、再生器１及び吸収器５が吸
収液循環路１０，１１，１３にて接続され、凝縮器７と
蒸発器６とが流量調整手段Ｆを介装した冷媒液供給路２
１にて接続された吸収式冷凍機において、吸収器５及び
凝縮器７を通って通流する冷却水の温度を検出する冷却
水温度検出手段Ｓｗと、再生器１にて再生された吸収液
の温度を検出する吸収液温度検出手段Ｓｙと、冷却水温
度検出手段Ｓｗ及び吸収液温度検出手段Ｓｙの検出情報
に基づいて流量調整手段Ｆを制御する流量制御手段３
１，３２，３３が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒液を蒸発させる蒸
発器と、その蒸発器で発生した冷媒蒸気を吸収液に吸収
させる吸収器と、前記蒸発器及び前記吸収器に連通する
液溜まり部と、冷媒にて希釈された吸収液を再生する再
生器とが設けられ、前記液溜まり部、前記再生器及び前
記吸収器が吸収液循環路にて接続され、凝縮器と前記蒸
発器とが流量調整手段を介装した冷媒液供給路にて接続
された吸収式冷凍機に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる吸収式冷凍機では、吸収液の濃度
が適正範囲より高くなると吸収剤が晶析する虞があり、
又、適正範囲より低くなると吸収液が冷媒蒸気を吸収す
る吸収能力が低下して冷凍能力が低下するので、吸収液
の濃度を適正範囲に調整する必要がある。従来は、凝縮
器に冷媒液を貯留する冷媒液貯蔵室を設けるとともに、
その冷媒液貯蔵室における冷媒液の貯留量を検出するレ
ベルセンサ等を設け、そのレベルセンサの検出情報に基
づいて流量調整手段を制御することにより、吸収液の濃
度を調整するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の吸収式冷凍機では、冷媒液貯蔵室及びレベルセンサ
を設けなければならず、しかも、レベルセンサは検出部
を凝縮器内に設け且つ検出情報を凝縮器外に導出する状
態で設けなければならないので、吸収液の濃度を調整す
るための構成が複雑になるという問題があった。

【０００４】ちなみに、前述の問題を解消するために、
吸収液の吸収能力に影響を与える吸収器への冷却水の流
入温度を検出する温度センサを設け、その温度センサの
検出情報に基づいて流量調整手段をフィードフォワード
制御することにより、吸収液の濃度を調整するものがあ
る。

【０００５】しかしながら、運転状態の変動（再生器の
再生能力を調整するための熱インプット量の調整、吸収
液循環路を循環する吸収液の循環量の調整、等）によ
り、凝縮器における凝縮能力、及び、再生器における再
生能力が変動するので、それに伴って、凝縮器に滞留す
る冷媒液の滞留量が変動する、即ち、吸収液循環路を循
環している吸収液中の冷媒液量が変動する。従って、前
記温度センサの検出情報に基づいて流量調整手段をフィ
ードフォワード制御するものでは、前述の凝縮器におけ
る冷媒液滞留量の変動に対する対策は全く講じられてお
らず、運転状態の変動により吸収液の濃度を適正範囲に
維持することができない場合があり、吸収剤の晶析及び
冷凍能力の低下を確実に防止できるに至っていない。

【０００６】本発明は、かかる実情に鑑みて成されたも
のであり、その目的は、簡単な構成で、吸収剤の晶析及
び冷凍能力の低下を確実に防止することができるように
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による吸収式冷凍
機の特徴構成は、前記吸収器及び前記凝縮器を通って通
流する冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、
前記再生器にて再生された吸収液の温度を検出する吸収
液温度検出手段と、前記冷却水温度検出手段及び前記吸
収液温度検出手段の検出情報に基づいて前記流量調整手
段を制御する流量制御手段が設けられている点にある。

【０００８】

【作用】上記特徴構成による作用は、以下の通りであ
る。運転状態の変動に伴って、再生器にて再生された吸
収液の温度は変動する。つまり、運転状態の変動は、再
生器にて再生された吸収液の温度に反映される。吸収液
の吸収能力に影響を与える吸収器及び凝縮器を使って通
流する冷却水の温度に基づいて、流量調整手段がフィー
ドフォワード制御されるとともに、運転状態の変動を反
映する再生器にて再生された吸収液の温度に基づいて流
量調整手段がフィードバック制御される。尚、冷却水温
度検出手段及び吸収液温度検出手段は、例えば、冷却水
や吸収液が通流する流路を形成する管路の外周部の温度
を検出するように設けることができる。

【０００９】

【発明の効果】従って、従来実行されていたフィードフ
ォワード制御とともに、運転状態の変動を反映する吸収
液の温度に基づいて流量調整手段が制御されるというフ
ィードバック制御が実行されるので、運転状態の変動に
係わらず、吸収液の濃度を適正範囲に調整することがで
きるようになり、その結果、吸収剤の晶析及び冷凍能力
の低下を確実に防止できるようになった。しかも、冷却
水温度検出手段及び吸収液温度検出手段は極めて簡単に
設けることができるので、簡単な構成にて、吸収液の濃
度を調整することができるようになった。

【００１０】

【実施例】以下、図１に基づいて、本発明を二重効用吸
収式冷凍機に適用した実施例について説明する。先ず、
二重効用吸収式冷凍機の全体構成について説明する。

【００１１】バーナＢにより吸収液を加熱する高温再生
器１の上方に、縦型円筒形に形成した高温再生器気液分
離器２を配置し、その高温再生器気液分離器２の周部に
縦型の低温再生器３を配置し、その低温再生器３の上方
に低温再生器気液分離器４を配置し、低温再生器３の周
部に縦型の吸収器５を配置し、その吸収器５の周部で下
方に蒸発器６を、且つ、上方に凝縮器７を配置してあ
る。尚、吸収器５及び蒸発器６は、低温再生器３の周部
に形成される閉塞空間内に配置する構造としてあり、そ
の閉塞空間内の下部には、蒸発器６及び吸収器５に連通
する液溜まり部５ａを設けてある。

【００１２】冷媒蒸気と吸収液の上昇流路８で高温再生
器１に高温再生器気液分離器２を接続し、低温再生器３
の上部と低温再生器気液分離器４とを連通させてある。
吸収器５から高温再生器１に低濃度の吸収液（以下、稀
液と称する場合もある）を供給すべく、液溜まり部５ａ
と高温再生器１とを溶液ポンプ９を介装した稀液供給路
１０で接続し、高温再生器１から低温再生器３へ中濃度
の吸収液（以下、中液と称する場合もある）を供給すべ
く、高温再生器気液分離器２と低温再生器３の下部とを
中液供給路１１で接続し、低温再生器３から吸収器５へ
高濃度の吸収液（以下、濃液と称する場合もある）を供
給すべく、低温再生器気液分離器４と吸収器５の上部の
吸収液散布具１２とを濃液供給路１３で接続してある。

【００１３】中液供給路１１を通流する中液により稀液
供給路１０を通流する稀液を加熱する高温熱交換器１４
を設け、濃液供給路１３を通流する濃液により稀液供給
路１０を通流する稀液を加熱する低温熱交換器１５を設
けてある。

【００１４】高温再生器気液分離器２と低温再生器３と
を区画する隔壁１６を、高温再生器気液分離器２内の冷
媒蒸気で低温再生器３内の吸収液を加熱するための伝熱
壁に形成し、隔壁１６の内面での凝縮により発生した冷
媒液を隔壁１６と内筒１７との間の冷媒液貯留部２ａに
流下させるように構成してある。

【００１５】高温再生器気液分離器２の冷媒液貯留部２
ａと凝縮器７とを冷媒液供給路１８で接続し、低温再生
器気液分離器４と凝縮器７とを冷媒蒸気供給路１９で接
続し、凝縮器７の下部の冷媒液貯留部７ａと蒸発器６の
冷媒液散布具２０とを冷媒液供給路２１で接続してあ
る。

【００１６】冷却水供給源２２からの冷却水を吸収器５
内の冷却コイル２３から凝縮器７内の冷却コイル２４へ
と供給するように、冷却コイル２３と冷却コイル２４と
を接続するとともに、それらに冷却水供給路２５を接続
してある。蒸発器６内の被冷却コイル２６からの冷水を
冷却対象２７に供給するように、被冷却コイル２６と冷
却対象２７とをポンプを介装した冷水供給路２８で接続
してある。

【００１７】つまり、高温再生器１で吸収液から発生し
た冷媒蒸気を高温再生器気液分離器２で凝縮させ、その
冷媒液を冷媒液供給路１８により凝縮器７に供給し、低
温再生器３で吸収液から発生した冷媒蒸気を冷媒蒸気供
給路１９により凝縮器７に供給して、その冷媒蒸気を冷
却コイル２４の作用で凝縮させるようにしてある。そし
て、冷媒液貯留部７ａに貯留されている冷媒液を、冷媒
液散布具２０にて蒸発器６内に散布し、その散布冷媒液
を被冷却コイル２６の作用で蒸発させ、その気化熱によ
り、被冷却コイル２６を通流する水を冷却するように構
成してある。

【００１８】一方、低温再生器気液分離器４からの吸収
液を吸収液散布具１２にて吸収器５内に散布して、その
散布吸収液に蒸発器６で発生した冷媒蒸気を吸収させ、
その冷媒蒸気を吸収した吸収液を高温再生器１、高温再
生器気液分離器２、低温再生器３、低温再生器気液分離
器４に順次供給して冷媒を分離して再生し、その再生し
た吸収液を吸収液散布具１２にて吸収器５内に散布する
ように構成してある。つまり、吸収液を、吸収器５、液
溜まり部５ａ、稀液供給路１０、高温再生器１、高温再
生器気液分離器２、中液供給路１１、低温再生器３、低
温再生器気液分離器４、濃液供給路１３、吸収器５の順
に循環する循環経路を循環させるように構成してある。
従って、稀液供給路１０、中液供給路１１及び濃液供給
路１３は吸収液循環路として機能する。吸収器５内で吸
収液が冷媒蒸気を吸収することにより生じた吸収熱を、
冷却コイル２３を通流する水に与えて外部に取り出すよ
うにしてある。

【００１９】次に、二重効用吸収式冷凍機の各種制御構
成について説明する。稀液供給路１０を通流する稀液の
流量を調整する稀液流量調整弁Ｖ₁ 、バーナＢに供給す
る天然ガス等の燃料のインプット量を調整する流量調整
弁Ｖ₂ 、及び、冷媒液供給路２１を通流する冷媒液の流
量を調整する冷媒液流量調整弁Ｖ₃ を設けてある。即
ち、冷媒液流量調整弁Ｖ₃ は、流量調整手段Ｆとして機
能する。又、冷却コイル２３に流入する冷却水の温度Ｔ
₁ を検出する吸収器冷却水温度センサＳ₁ 、及び、高温
再生器気液分離器２から流出する中液の温度Ｔ₂ を検出
する中液温度センサＳ₂ を設けてある。つまり、吸収器
冷却水温度センサＳ₁ は、吸収器５及び凝縮器７を通っ
て通流する冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段
Ｓｗとして機能し、中液温度センサＳ₂ は、高温再生器
１にて再生された吸収液の温度を検出する吸収液温度検
出手段Ｓｙとして機能する。図中のＣはマイクロコンピ
ュータを利用した制御部を示す。以下、制御部Ｃによる
制御作動について説明する。

【００２０】先ず、制御部Ｃは、所定のインプット量に
なるように、流量調整弁Ｖ₂ を制御する。そして、前記
循環経路を循環する吸収液の流量が前記所定のインプッ
ト量に応じた流量になるように稀液流量調整弁Ｖ₁ の開
度を制御する。

【００２１】次に、吸収器５に供給される吸収液の濃度
を制御する制御作動について、説明する。尚、制御部Ｃ
を利用して、後述する演算手段３１、調整開度演算手段
３２及び弁制御手段３３を構成してある。

【００２２】冷却コイル２３に流入する冷却水の温度Ｔ
₁ 、高温再生器１にて再生された中液の温度Ｔ₂ 、及
び、高温再生器１にて再生された中液の濃度の間には、
相関関係があり、その中液が低温再生器３で濃縮される
濃縮巾は一定であるので、冷却コイル２３に流入する冷
却水の温度Ｔ₁ 、高温再生器１にて再生された中液の温
度Ｔ₂ 、及び、低温再生器３にて再生された濃液（つま
り、吸収器５に供給される吸収液）の濃度Ｄの間には、
相関関係がある。そして、実験により、前記冷却水の温
度Ｔ₁ 、前記中液の温度Ｔ₂ 及び前記濃液の濃度Ｄの温
度の間には、図２に示す如き関係があることを見出し
た。

【００２３】演算手段３１は、図２に示す関係に基づい
て、吸収器冷却水温度センサＳ₁ が検出した冷却水温度
Ｔ₁ と中液温度センサＳ₂ が検出した中液温度Ｔ₂ とに
より濃液濃度Ｄを演算する。

【００２４】調整開度演算手段３２は、演算手段３１が
演算した濃液濃度Ｄと予め設定された濃液の目標濃度Ｄ
ｐとの偏差に基づいて、濃液濃度Ｄを目標濃度Ｄｐにす
るための冷媒液流量調整弁Ｖ₃ の調整開度ｄＷを演算す
る。尚、目標濃度Ｄｐは、例えば、５８％〜６２％の範
囲で適宜設定する。そして、弁制御手段３３は、冷媒液
流量調整弁Ｖ₃ の開度Ｗを、調整開度演算手段３２が演
算した調整開度ｄＷだけ変更するように制御する。即
ち、演算手段３１、調整開度演算手段３２及び弁制御手
段３３は、冷媒液流量調整弁Ｖ₃ を制御する流量制御手
段として機能する。

【００２５】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。 上記実施例では、高温再生器１にて再生された吸収
液の温度を検出する吸収液温度センサＳｙとして、高温
再生器気液分離器２から流出する中液の温度Ｔ₂を検出
する中液温度センサＳ₂ を適用したが、高温再生器１に
て再生された吸収液の温度と、高温再生器１又は高温再
生器気液分離器２の温度とは相関関係があるので、吸収
液温度センサＳｙとして、高温再生器１又は高温再生器
気液分離器２の温度を検出する温度センサを適用しても
良い。

【００２６】 上記実施例では、吸収器５及び凝縮器
７を通って通流する冷却水の温度を検出する冷却水温度
検出手段Ｓｗとして、冷却コイル２３に流入する冷却水
の温度Ｔ₁ を検出する吸収器冷却水温度センサＳ₁ を適
用する場合について例示したが、これに代えて、吸収器
５及び凝縮器７を通って通流する冷却水の温度勾配は一
定であるので、冷却水温度検出手段Ｓｗとして、例え
ば、冷却コイル２３から流出する冷却水の温度を検出す
る温度センサを適用しても良い。

【００２７】 流量制御手段を構成するに、上記実施
例では、吸収器冷却水温度センサＳ₁が検出した冷却水
温度Ｔ₁ と中液温度センサＳ₂ が検出した中液温度Ｔ₂
とから濃液濃度Ｄを演算して、その演算した濃液濃度Ｄ
が目標濃度Ｄｐになるように冷媒液流量調整弁Ｖ₃ の開
度Ｗを制御するように構成したが、これに代えて、冷却
水温度Ｔ₁ と中液温度Ｔ₂ との各種組み合わせに応じ
て、冷媒液流量調整弁Ｖ₃の目標開度Ｗｐを予め設定し
ておき、吸収器冷却水温度センサＳ₁ が検出した冷却水
温度Ｔ₁ と中液温度センサＳ₂ が検出した中液温度Ｔ₂
に基づいて、冷媒液流量調整弁Ｖ₃ の開度Ｗが前記目標
開度Ｗｐになるように冷媒液流量調整弁Ｖ₃を制御する
ように構成しても良い。

【００２８】 上記実施例では、流量調整手段Ｆとし
て、冷媒液流量調整弁Ｖ₃ を適用したが、これに代え
て、吐出量の調整が可能なインバータ式ポンプを適用し
ても良い。

【００２９】 吸収器５、蒸発器６及び凝縮器７を、
高温再生器気液分離器２、低温再生器３及び低温再生器
気液分離器４とは別体で別置にしても良い。

【００３０】 冷媒や吸収液は公知のものから適当に
選定することができる。

【００３１】 上記実施例では、本発明を二重効用吸
収式冷凍機に適用する場合について例示したが、単効用
吸収式冷凍機に適用することも可能である。

【００３２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】二重効用吸収式冷凍機の構成図

【図２】濃液の濃度、中液温度及び冷却水の温度の間の
関係を示す図

【符号の説明】

１ 再生器 ５ 吸収器 ５ａ 液溜まり部 ６ 蒸発器 ７ 凝縮器 １０，１１，１３ 吸収液循環路 ２１ 冷媒液供給路 ３１，３２，３３ 流量制御手段 Ｆ 流量調整手段 Ｓｗ 冷却水温度検出手段 Ｓｙ 吸収液温度検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 英樹 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 佐藤 寿洋 愛知県名古屋市中川区福住町２―26 リン ナイ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒液を蒸発させる蒸発器（６）と、そ
   の蒸発器（６）で発生した冷媒蒸気を吸収液に吸収させ
   る吸収器（５）と、前記蒸発器（６）及び前記吸収器
   （６）に連通する液溜まり部（５ａ）と、冷媒にて希釈
   された吸収液を再生する再生器（１）とが設けられ、前
   記液溜まり部（５ａ）、前記再生器（１）及び前記吸収
   器（５）が吸収液循環路（１０），（１１），（１３）
   にて接続され、凝縮器（７）と前記蒸発器（６）とが流
   量調整手段（Ｆ）を介装した冷媒液供給路（２１）にて
   接続された吸収式冷凍機であって、 前記吸収器（５）及び前記凝縮器（７）を通って通流す
   る冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段（Ｓｗ）
   と、前記再生器（１）にて再生された吸収液の温度を検
   出する吸収液温度検出手段（Ｓｙ）と、前記冷却水温度
   検出手段（Ｓｗ）及び前記吸収液温度検出手段（Ｓｙ）
   の検出情報に基づいて前記流量調整手段（Ｆ）を制御す
   る流量制御手段（３１），（３２），（３３）が設けら
   れている吸収式冷凍機。