JPH094938A - 吸収冷凍機の入熱制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸収液ポンプの頻繁な起動と停止の繰り返し
をなくし、装置の耐久性改善を図る。 【構成】 冷却水入口温度Ｔ２が、第１の高温設定値、
例えば３３℃より高くなったとき、または第１の低温設
定値、例えば２２℃より低くなったときには、燃料制御
弁２１の最大開度を例えば１００％から５０％に制限し
て高温再生器１における加熱量を制限し、前記第１の高
温設定値の３３℃より低く前記第１の低温設定値の２２
℃より高い第２の高温設定値、例えば３２℃より低下し
たり、前記第１の低温設定値の２２℃より高く前記第２
の高温設定値の３２℃より低い第２の低温設定値、例え
ば２３℃より高くなっても、所定時間、例えば２０分間
が経過するまでは燃料制御弁２１の最大開度を５０％に
制限し続け、前記所定時間が経過するのを待って燃料制
御弁２１の最大開度を元の１００％に戻すように、制御
装置３４を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸収冷凍機に関するも
のであり、特に詳しくは再生器に設置した燃焼装置の加
熱量を制御する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば実公昭６２−６４４９号公報には
蒸発器の冷水出口温度による再生器の加熱量を、吸収器
に供給する冷却水の入口温度により補償し、冷却水の温
度が３２℃から２０℃まで低くなるに従って冷水出口温
度の設定値を引き上げることにより、燃料制御弁の開度
を調整する吸収冷凍機の制御装置が開示されている。

【０００３】しかし、上記従来の技術においては冷却水
入口温度が高くなった場合、冷水負荷が増大すると再生
器における加熱量が大きくなって、冷媒の再生温度およ
び再生圧力が高くなり、吸収冷凍機が安全停止する恐れ
があった。

【０００４】また、外気温度が低下して冷却水入口温度
が大幅に低くなった場合には、吸収器で散布されて冷却
水と熱交換して温度低下した濃液の温度が結晶温度に近
付き、結晶が発生する恐れがあると云った問題点があっ
た。

【０００５】このため、冷却水温度によって最大加熱量
を制限する制御方法の提案もなされている。しかし、冷
却水の入口温度によって加熱量を減らす方法は、目的と
する再生器での温度や圧力または濃液濃度が低下し、こ
れにより上記不都合は解消するが、同時に冷却水への放
熱量も減少し、冷却水温度の低下を招く。したがって、
加熱量制御域からまた外れて元の加熱量に戻り、また、
冷却水温度が上昇する方向で運転が行われるので、加熱
状態が短い周期で変化する状態が繰り返し行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このため、 加熱量の急な変化により再生器内の溶液面が上下変
動が激しく、吸収液ポンプの起動／停止が頻繁に行われ
る、 前記の現象に伴って、熱交換器などでハンマー音
が発生する、 吸収液の流動によっては結晶化することがある、 加熱装置や吸収液ポンプが短い周期で起動と停止を
繰り返すので、耐久性の面で不利になる、 などと云った問題点があり、これら問題点の解決が課題
となっていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
課題を解決するため、吸収器・凝縮器・蒸発器などと配
管接続して冷凍サイクルを構成する再生器に設置した加
熱装置の加熱量を、蒸発器から取り出す冷水の温度に基
づいて制御すると共に、前記加熱装置の最大加熱量を、
吸収器・凝縮器に供給する冷却水の流入温度が第１の高
温設定値より高くなったとき、または第１の低温設定値
より低くなったときに制限し、前記第１の高温設定値よ
り低く前記第１の低温設定値より高い第２の高温設定値
より低くなったとき、または前記第１の低温設定値より
高く前記第２の高温設定値より低い第２の低温設定値よ
り高くなったときに元に戻す吸収冷凍機の入熱制御方法
において、冷却水の前記流入温度が前記第１の高温設定
値より高くなるか前記第１の低温設定値より低くなって
前記加熱装置の最大加熱量を制限したときには、前記復
帰条件を満足しても、少なくとも所定時間が経過するま
で、前記最大加熱量の制限運転を継続する第１の構成の
吸収冷凍機の入熱制御方法と、

【０００８】前記第１の構成の吸収冷凍機の入熱制御方
法において、最大加熱量の復帰条件を満足すると共に所
定時間が経過すると、前記最大加熱量を元に戻すように
した第２の構成の吸収冷凍機の入熱制御方法と、を提供
するものである。

【０００９】また、吸収器・凝縮器・蒸発器などと配管
接続して冷凍サイクルを構成する再生器に設置した加熱
装置の加熱量を、蒸発器から取り出す冷水の温度に基づ
いて制御すると共に、前記加熱装置の最大加熱量を、吸
収器・凝縮器に供給する冷却水の流入温度が高温設定値
より高いとき、または低温設定値より低いときにこの冷
却水流入温度に基づいて制限する吸収冷凍機の入熱制御
方法において、冷却水の前記流入温度が前記高温設定値
より高くなるか前記低温設定値より低くなって前記加熱
装置の最大加熱量を制限したときには、少なくとも所定
時間が経過するまで前記最大加熱量の制限運転を継続す
る第３の構成の吸収冷凍機の入熱制御方法と、

【００１０】前記第３の構成の吸収冷凍機の入熱制御方
法において、冷却水流入温度が高温設定値と低温設定値
との間に復帰すると共に所定時間が経過すると、加熱装
置の最大加熱量を元に戻すようにした第４の構成の吸収
冷凍機の入熱制御方法と、を提供するものである。

【００１１】

【作用】吸収器・凝縮器に供給する冷却水の温度が、設
計範囲を越えて上昇したり、低下して再生器に設置した
加熱装置の最大加熱量が一旦制限されると、この最大加
熱量の制限運転は所定時間が経過するまで継続されるの
で、急激な状態変化の繰り返しが防止される。このた
め、機内の状態が一旦安定してから次の変化が起こるの
で、予測の困難な不具合の発生が未然に防止できる。

【００１２】特に、再生器内の溶液面においては、再生
温度が一旦低下することでボイド率の変化に伴う液面変
動が減少し、吸収液ポンプの頻繁な起動／停止の繰り返
しがなくなる。このため、加熱装置と共に吸収液ポンプ
の耐久性が向上する。

【００１３】また、吸収液ポンプの頻繁な起動／停止が
なくなるので、熱交換器におけるハンマー音の発生が防
止される。

【００１４】また、加熱装置の最大加熱量を制限して再
生器における加熱量が制限されるため、高温再生器から
流れ出る吸収液の濃度が低下して結晶化が防止される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいてさ
らに詳細に説明する。図１に例示したものは二重効用吸
収冷凍機であり、冷媒に水（Ｈ₂ Ｏ）、吸収剤（吸収
液）に臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液を使用したもの
である。

【００１６】図１において、１はガスバーナ１Ｂを備え
た高温再生器、２は低温再生器、３は凝縮器、４は蒸発
器、５は吸収器、６は低温熱交換器、７は高温熱交換
器、８〜１２は吸収液配管、１５は吸収液ポンプ、１６
〜１８は冷媒配管、１９は冷媒ポンプ、２０はガスバー
ナ１Ｂに接続したガス配管、２１は燃料として供給する
ガス流量を調節して加熱量を制御する装置として設けた
燃料制御弁、２２は冷水配管（負荷配管）であり、それ
ぞれは図１に示したように配管接続してある。

【００１７】また、２５は冷却水配管であり、この冷却
水配管２５の途中には吸収器熱交換器２６および凝縮器
熱交換器２７を設けてある。また、２８は冷却塔、３０
は冷却水ポンプであり、冷却塔２８および冷却水ポンプ
３０を冷却水配管２５に配管接続することにより、冷却
回路を構成してある。

【００１８】さらに、３１は、冷水配管２２の蒸発器４
出口側に設けられて冷水の出口温度Ｔ１を検出する温度
検出手段（以下、第１温度センサと云う）、３２は冷却
水配管２５の吸収器５入口側に設けられて冷却水の入口
温度Ｔ２を検出する温度検出手段（以下、第２温度セン
サと云う）である。

【００１９】また、３４は、マイコンなどを内蔵して構
成された制御装置であり、この制御装置３４は第１・第
２温度センサ３１・３２から温度信号を入力して動作
し、燃料制御弁２１へ所要の開度信号を出力するように
構成してある。

【００２０】上記二重効用吸収冷凍機の運転時に、高温
再生器１で蒸発した冷媒は低温再生器２を経て凝縮器３
に入り、凝縮器熱交換器２７内を流れる水と熱交換して
凝縮液化した後、冷媒配管１７を介して蒸発器４へ流れ
る。そして、冷媒液が冷水配管２２内の水と熱交換して
蒸発し、気化熱によって冷水配管２２内の水が冷却され
る。また、蒸発器４で蒸発した冷媒は吸収器５で吸収液
に吸収される。

【００２１】そして、冷媒を吸収して濃度の薄くなった
吸収液が吸収液ポンプ１５の運転により、低温熱交換器
６・高温熱交換器７を経て高温再生器１へ送られる。高
温再生器１に入った吸収液はガスバーナ１Ｂによって加
熱され、冷媒が蒸発し、中濃度の吸収液が高温熱交換器
７を経て低温再生器２に入る。

【００２２】低温再生器２に入った吸収液は、高温再生
器１から冷媒配管１６を流れて来た冷媒蒸気により加熱
され、さらに冷媒が蒸発分離されて濃度が高くなる。高
濃度になった吸収液（以下濃液と云う）は、低温熱交換
器６で熱交換して温度を下げた後、吸収器５へ流れて散
布される。

【００２３】制御装置３４は、第１温度センサ３１が検
出する冷水出口温度Ｔ１が、例えば８℃以上のときには
燃料制御弁２１の開度を１００％開き、７℃以上、８℃
未満のときには燃料制御弁２１の開度を５０％とし、７
℃未満のときには燃料制御弁２１の開度を０％とする、
いわゆる三位置制御機能を備えている。

【００２４】また、制御装置３４は、第２温度センサ３
２が検出する冷却水入口温度Ｔ２が第１の高温設定値、
例えば３３℃より高くなったとき、または第１の低温設
定値、例えば２２℃より低くなったときには、燃料制御
弁２１の最大開度を例えば１００％から５０％に制限し
て高温再生器１における加熱量を制限し、前記第１の高
温設定値の３３℃より僅かに低く前記第１の低温設定値
の２２℃より遥かに高い第２の高温設定値、例えば３２
℃より低下したり、前記第１の低温設定値の２２℃より
僅かに高く前記第２の高温設定値の３２℃より遥かに低
い第２の低温設定値、例えば２３℃より高くなっても、
所定時間、例えば２０分間が経過するまでは燃料制御弁
２１の最大開度を５０％に制限し続け、前記所定時間が
経過するのを待って燃料制御弁２１の最大開度を元の１
００％に戻す機能、を備えている。

【００２５】すなわち、燃料制御弁２１の最大開度は、
第２温度センサ３２が検出する冷却水入口温度Ｔ２に基
づいて、例えば図２のように制御される。

【００２６】なお、図２の制御フローは、第１温度セン
サ３１が検出する冷水出口温度Ｔ１を所定の温度（例え
ば、７℃）に維持すべく燃料制御弁２１の開度を増減す
る、前記三位置制御のサブルーチン制御として構成して
ある。

【００２７】すなわち、所定時間（例えば、０．５秒）
毎にステップＳ１を開始して第２温度センサ３２が検出
する冷却水入口温度Ｔ２を検出し、ステップＳ２におい
てはこの冷却水入口温度Ｔ２が第１の高温設定値である
３３℃と第１の低温設定値である２２℃との間に位置す
るか否かを判定する。

【００２８】そして、ステップＳ２において、イエスと
判定されたときにはメイン制御に戻って所定時間後に前
記ステップＳ１を開始し、ノー、すなわち冷却水入口温
度Ｔ２が第１の高温設定値の３３℃より高いか、第１の
低温設定値である２２℃より低いと判定されたときに
は、ステップＳ３に移行して燃料制御弁２１の最大開度
を１００％から５０％に制限し、高温再生器１における
加熱量を制限する。

【００２９】ステップＳ４においては、燃料制御弁２１
の最大開度を５０％に制限し、高温再生器１における加
熱量を制限してからの経過時間を計時し、ステップＳ５
ではこの経過時間が所定の時間、例えば２０分間が経過
したか否か判定する。

【００３０】ステップＳ５において所定の時間の２０分
間が経過したと判定されたときにはステップＳ６に移行
し、第２温度センサ３２による冷却水入口温度Ｔ２の検
出操作を再度実行する。

【００３１】そして、ステップＳ７ではステップＳ６で
検出した冷却水入口温度Ｔ２が、第２の低温設定値の２
３℃と第２の高温設定値の３２℃の間に位置するか否か
を判定し、ノーと判定されたときにはステップＳ６に戻
って第２温度センサ３２による冷却水入口温度Ｔ２の検
出とステップＳ７における前記判定を繰り返し、イエス
と判定されたときにはステップＳ８に移行して燃料制御
弁２１の最大開度を５０％から１００％に引き上げ、高
温再生器１における加熱量の制限を撤廃して、メイン制
御に戻る。

【００３２】このように、燃料制御弁２１の最大開度を
５０％に制限して行う高温再生器１における加熱量の制
限運転は、少なくとも２０分間は連続して維持されるの
で、これまでの吸収冷凍機に有り勝ちであった、加熱状
態が短い周期で変化し、吸収液ポンプ１５の起動／停
止が頻繁に行われる、低温熱交換器６・高温熱交換器
７などでハンマー音が発生する、吸収液の流動によっ
ては結晶化することがある、加熱装置であるガスバー
ナ１Ｂや吸収液ポンプ１５が短い周期で起動と停止を繰
り返して、耐久性の面で不利になる、などと云った従来
技術における問題点が全て解消する。

【００３３】また、制御装置３４としては、前記三位置
制御に代えて、第１温度センサ３１が検出する冷水出口
温度Ｔ１が所定の温度、例えば７℃より高いときには燃
料制御弁２１の開度を増加し、７℃より低いときには燃
料制御弁２１の開度を絞る、いわゆる容量制御機能を備
えるように構成すると共に、

【００３４】第２温度センサ３２が検出する冷却水入口
温度Ｔ２が、低温設定値、例えば２８℃と、高温設定
値、例えば３２℃の間に位置するときには、燃料制御弁
２１の最大開度を１００％とするが、前記低温設定値の
２８℃より低いときと、前記高温設定値の３２℃より高
いときには、冷却水入口温度Ｔ２に依存して最大開度を
制限するように構成することもできる。

【００３５】例えば、図３に示したように、第２温度セ
ンサ３２が検出する冷却水入口温度Ｔ２が３２℃の高温
設定値より高いときには、冷却水入口温度Ｔ２に基づい
て、燃料制御弁２１の最大開度を例えば１０％／℃、す
なわち１℃の上昇につき１０％の割合で比例的に制限
し、２８℃の低温設定値より低いときには、冷却水入口
温度Ｔ２に基づいて、燃料制御弁２１の最大開度を例え
ば１％／℃、すなわち１℃の低下につき１％の割合で比
例的に制限して、高温再生器１における加熱量を制限す
る。

【００３６】そして、第２温度センサ３２が検出する冷
却水入口温度Ｔ２が、高温設定値の３２℃より高くなっ
たときと、低温設定値の２８℃より低くなったときに
は、所定時間、例えば２０分間は冷却水入口温度Ｔ２に
基づいて燃料制御弁２１の最大開度を減少し、この所定
時間内では３２℃より高い温度域で冷却水入口温度Ｔ２
が低下傾向を示したり、２８℃より低い温度域で冷却水
入口温度Ｔ２が上昇傾向を示しても、燃料制御弁２１の
最大開度を引き上げないようにすると共に、所定時間の
２０分間が経過したときの冷却水入口温度Ｔ２が高温設
定値の３２℃と低温設定値の２８℃の間にあれば、燃料
制御弁２１の最大開度を１００％に戻すように制御装置
３４を構成する。

【００３７】また、制御装置３４は、燃料制御弁２１の
最大開度を所定時間（この場合は２０分間）制限した後
も、冷却水入口温度Ｔ２が高温設定値の３２℃より高い
か、低温設定値の２８℃より低い場合には、前記最大開
度の制限運転をさらに前記所定時間継続するように構成
してある。

【００３８】制御装置３４をこのように構成しても、高
温再生器１における最大加熱量の制限運転は、少なくと
も２０分間は維持されるので、これまでの吸収冷凍機に
有り勝ちであった、加熱状態が短い周期で変化し、吸
収液ポンプ１５の起動／停止が頻繁に行われる、低温
熱交換器６・高温熱交換器７などでハンマー音が発生す
る、吸収液の流動によっては結晶化することがある、
加熱装置であるガスバーナ１Ｂや吸収液ポンプ１５が
短い周期で起動と停止を繰り返して、耐久性の面で不利
になる、などと云った従来技術における問題点が全て解
消される。

【００３９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱
しない範囲で各種の変形実施が可能である。

【００４０】例えば、第１温度センサ３１が検出する冷
水出口温度Ｔ１が所定の温度より高いときには燃料制御
弁２１の開度を増加し、所定温度より低いときには燃料
制御弁２１の開度を絞る容量制御機能と、第２温度セン
サ３２が検出する冷却水入口温度Ｔ２に基づく燃料制御
弁２１の図２に示した最大開度制限制御とを組み合わせ
て燃料制御弁２１の実際の開度を制御し、高温再生器１
における加熱量を制限するように制御装置３４を構成す
ることもできる。

【００４１】また、第１温度センサ３１が検出する冷水
出口温度Ｔ１が、例えば８℃以上のときには燃料制御弁
２１の開度を１００％開き、７℃以上、８℃未満のとき
には燃料制御弁２１の開度を５０％とし、７℃未満のと
きには燃料制御弁２１の開度を０％とする三位置制御機
能と、第２温度センサ３２が検出する冷却水入口温度Ｔ
２に基づく燃料制御弁２１の図３に示した最大開度制限
制御とを組み合わせて燃料制御弁２１の実際の開度を制
御し、高温再生器１における加熱量を制限するように制
御装置３４を構成することもできる。

【００４２】また、第１温度センサ３１が検出する冷水
出口温度Ｔ１に基づいて燃料制御弁２１を単に開閉する
制御の、最大加熱制限に適用することも可能である。

【００４３】また、燃料制御弁２１の最大開度を所定時
間制限した後、第２温度センサ３２が検出する冷却水入
口温度Ｔ２が高温設定値より高いか、低温設定値より低
い場合には、前記最大開度を制限する運転を継続する
が、冷却水入口温度Ｔ２が高温設定値と低温設定値の間
に復帰すると直ぐに燃料制御弁２１の開度を１００％に
戻すように、制御装置３４を構成することも可能であ
る。

【００４４】

【発明の効果】本発明は以上のように構成された吸収冷
凍機の入熱制御方法であり、吸収器・凝縮器に供給する
冷却水の温度が、設計範囲を越えて上昇したり、低下し
て再生器に設置した加熱装置の最大加熱量が一旦制限さ
れると、この最大加熱量の制限運転は所定時間が経過す
るまで継続されるので、急激な状態変化の繰り返しが防
止される。このため、機内の状態が一旦安定してから次
の変化が起こるので、予測の困難な不具合の発生が未然
に防止できる。

【００４５】特に、再生器内の溶液面においては、再生
温度が一旦低下することでボイド率の変化に伴う液面変
動が減少し、吸収液ポンプの頻繁な起動／停止の繰り返
しがなくなる。このため、加熱装置と共に吸収液ポンプ
の耐久性が向上する。

【００４６】また、吸収液ポンプの頻繁な起動／停止が
なくなるので、熱交換器におけるハンマー音の発生が防
止される。

【００４７】さらに、加熱装置の最大加熱量を制限して
再生器における加熱量が制限されるため、高温再生器か
ら流れ出る吸収液の濃度が低下して結晶化が防止され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示す吸収冷凍機の構成図である。

【図２】一制御例を示す説明図である。

【図３】他の制御例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 高温再生器 １Ｂ ガスバーナ ２ 低温再生器 ３ 凝縮器 ４ 蒸発器 ５ 吸収器 ６ 低温熱交換器 ７ 高温熱交換器 ８〜１２ 吸収液配管 １５ 吸収液ポンプ １６〜１８ 冷媒配管 １９ 冷媒ポンプ ２０ ガス配管 ２１ 燃料制御弁 ２２ 冷水配管 ２５ 冷却水配管 ２６ 吸収器熱交換器 ２７ 凝縮器熱交換器 ２８ 冷却塔 ３０ 冷却水ポンプ ３１ 第１温度センサ ３２ 第２温度センサ ３４ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 舘下 繁則 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収器・凝縮器・蒸発器などと配管接続
   して冷凍サイクルを構成する再生器に設置した加熱装置
   の加熱量を、蒸発器から取り出す冷水の温度に基づいて
   制御すると共に、前記加熱装置の最大加熱量を、吸収器
   ・凝縮器に供給する冷却水の流入温度が第１の高温設定
   値より高くなったとき、または第１の低温設定値より低
   くなったときに制限し、前記第１の高温設定値より低く
   前記第１の低温設定値より高い第２の高温設定値より低
   くなったとき、または前記第１の低温設定値より高く前
   記第２の高温設定値より低い第２の低温設定値より高く
   なったときに元に戻す吸収冷凍機の入熱制御方法であっ
   て、冷却水の前記流入温度が前記第１の高温設定値より
   高くなるか前記第１の低温設定値より低くなって前記加
   熱装置の最大加熱量を制限したときには、前記復帰条件
   を満足しても、少なくとも所定時間が経過するまで、前
   記最大加熱量の制限運転を継続することを特徴とする吸
   収冷凍機の入熱制御方法。
2. 【請求項２】 最大加熱量の復帰条件を満足すると共に
   所定時間が経過すると、前記最大加熱量を元に戻す請求
   項１記載の吸収冷凍機の入熱制御方法。
3. 【請求項３】 吸収器・凝縮器・蒸発器などと配管接続
   して冷凍サイクルを構成する再生器に設置した加熱装置
   の加熱量を、蒸発器から取り出す冷水の温度に基づいて
   制御すると共に、前記加熱装置の最大加熱量を、吸収器
   ・凝縮器に供給する冷却水の流入温度が高温設定値より
   高いとき、または低温設定値より低いときにこの冷却水
   流入温度に基づいて制限する吸収冷凍機の入熱制御方法
   であって、冷却水の前記流入温度が前記高温設定値より
   高くなるか前記低温設定値より低くなって前記加熱装置
   の最大加熱量を制限したときには、少なくとも所定時間
   が経過するまで前記最大加熱量の制限運転を継続するこ
   とを特徴とする吸収冷凍機の入熱制御方法。
4. 【請求項４】 冷却水流入温度が高温設定値と低温設定
   値との間に復帰すると共に所定時間が経過すると、加熱
   装置の最大加熱量を元に戻す請求項３記載の吸収冷凍機
   の入熱制御方法。