JPS59129357A - 吸収冷凍機の高効率運転制御装置 - 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】 本発明は吸収冷凍機、特に冷凍負荷の変動の大きな吸収
冷凍機に有効な吸収冷凍機学習制御装置に関するもので
ある。

従来の吸収冷凍機制御装置の一例を第１図に基いて説明
する。なお、第１図に示すものは二重効用吸収冷凍機で
冷媒に水、吸収剤（溶液）にリチウムブロマイド水躊液
を使用したものである。

図において蛯、１は高圧再生器、２は低圧再生器、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乃至１３は溶液配管、１４は再生
器ポンダ、１５は吸収器ポンプ、１６はエゼクタ−１１
７乃至１９は冷媒配管、２０は冷媒２ンゾ、２１は加熱
源配管、２２は冷却水配管、２３は冷水配管、２４は冷
却水ポンプ、２５は加熱源量制御弁であり、図示のよう
に配管接続されている。高圧再生器１で蒸発した冷媒は
、低圧再生器２を経て凝縮器３に入り、冷却水配管２２
内の水と熱交換して凝縮液化した後、蒸発器４に入り冷
水配管２３内の水と熱交換して蒸発し、この際に奪う熱
によって冷水配・び２３内の水を冷却する。

一方、蒸発器４で蒸発した冷媒は、吸収器５で浴液によ
り吸収され、冷媒全吸収して濃度の薄くなった浴液は７
１？ンｆＺ　４により低温熱交換器６、旨温熱交換器７
を経て高圧再生器１に入り、ここで、加ｆＡ源配管２１
を経て供給される加熱源によって加熱され、冷媒を蒸発
分離して中濃度の溶液となり、高温熱交換器７を経て低
圧再生器２に入り冷媒蒸気により加熱されて、さらに冷
媒を蒸発分離して濃度が高くなる。低圧再生器２で高濃
度となった溶液は、低温熱交換器６を経てエゼクタ−１
６で吸収器ポンプ１５からの溶液と混合して吸収器５内
に散布されるようになっており、冷凍サイクルを行う。

上記のような二重効用吸収冷凍機においては、低温熱交
換器６の出口、すなわち配管１２内の溶液の綴度が結晶
析出を起さない限度内で高い残効率が高い。このことに
注目し、第１図に示すように温度検ｔｉ３器２６．２７
．２８を設けて、凝縮冷媒温度Ｔ１、低圧再生器出口溶
液温度Ｔ２、及び低温熱交換器出口溶液温度Ｔ３を検出
し、リチウムブロマイド溶液の濃度曲線から６１算装置
２９によって溶液濃度と結晶限界濃度との差である結晶
濃度余裕度を算出し、これが設定器３０に設定された設
定値となるよう比較器３１、コントローラ３２を介して
溶液循環量制御弁３３を制御し高効率運転を行なわせる
ようにしたものが提案されている。

ここで、上記のような冷凍機が、最高効率で運転される
溶液循環量に対応する濃度余裕度の値は、そのときの冷
凍負荷に大きく依存するため、最高効率で運転しようと
すれば運転員が時々刻々の状況に応じて設定値を変えて
やらなければならず、常にチェックを続けなければなら
ないどいつ問題があった。

本発明は上記した点に鑑み提案されたもので、その目的
とするところは、吸収剤の結晶限界までの濃度余裕を溶
液循環量を調節することによ多制御する吸収冷凍機の制
御装置において、探索運転モードと通常運転モードとの
切替えを行うモード制御部と、離散化された冷凍負荷に
対、して動作係数が最小となる濃度余裕度設定値を探索
する探索運転モード計算部と、離散化された冷凍負荷を
指標として前記探索運転モード１３１部での探索結果に
基づき最適な濃度余裕度設定値を設定する通常運転モー
ド計算部とを具備したことを要旨とし、自動的に高効率
運転を行わせることができる吸収冷凍機学習制御装置を
提供することにある。

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第２図は吸収冷凍機の制御装置全体の構成を示すもので
ある。ここで、第１図と同一構成部分は同一符号を付し
てその説明を省略し、第１図と異なる部分についてのみ
説明する。

第２図において、加熱源ＪｉｔＱｙ及び冷水流輩Ｑｗは
、それぞれ流献検出器１０１，１０２で検出される。冷
水出口温度Ｔφ及び冷水入口温度ＴＩはそれぞれ温度検
出ａ１０３　、１０４で検出される。以上４つの検出ｊ
ｔＱｒ　、　Ｑｗ　、　Ｔφ。

ＴＩはそれぞれ計算機２θＯに入力される。削”算機２
００はその中にモード制御部２０１、探索運転モード計
算部２０２及び通常運転モード計算部２０３を有する。

さらにモード切替ボタン２１０の出力Ｍも計算機２００
に入力され、その出力は前述の比較器３１の一方の入力
端に入力される。

なお、モード切替ボタン２１０の出力Ｍは以下の説明を
簡単にするため出力値は１＃または２”の二値のみで １）運転員により探索運転モードが選択された場合に−
は′１″を出力し、 １１）運転員によシ通常運転モードが選択された場合に
は、“２″を出力する ものとする。

ここで、探索運転モードでは、濃度余裕度の設定値を強
制的に変更し、最高効率を示す最適値を自動探索し、通
常運転モードでは探索運転モードで求めた最高値に濃度
余裕度を保持すべく制御するようになっている。

計算機２００の各部の具体的か演算内容は下記のように
なっている。なお、以下の説明では既出のもの以外に次
の記号を用いる。

（イ）予めデータとして与えられるものＸ　（Ｉ）　、
　Ｉ　＝　１．２．・、Ｌ：ｒＡ度全余裕度設定値して
取り得る値（Ｌは個数。） Ｒ（Ｊ）、Ｊ＝１．２．・−・、Ｍ：冷凍負荷の離散値
（Ｍは個数。） ＴＡＵ’　：探索モード運転時のサンプル時間（冷凍機
の整定に要する時間より長くとる。）（ロ）計算結果と
して出て来るもの η：各サすゾル毎の動作係数 ξ：　　〃　　　　冷凍負荷 Ｃ０Ｐ（Ｉ　、　Ｊ）　：濃度余裕度設定値がＸ　（Ｉ
）、冷凍負荷がＲ（Ｊ）のときの動作係数のサン グル平均値（初期（直は任意。） Ｈ（Ｉ、Ｊ）　　：同上の動作係数のサンプル数（初期
値はすべて０．） Ｙ（Ｊ）：冷凍負荷がＲ（Ｊ）のときの最適な濃度余裕
度設定１１６ Ｉ＊：各計算時点での濃度余裕度設定値Ｘ　（Ｉ）の１
番号 Ｊ＊：各計算時点での冷凍負荷離散値ａ　（Ｊ）のＪ番
号 （１）モード１ｌｉｉ制御部２０１ モード制＃部２０１は、モード切替ボタン２１０よりの
入力ＭがＭ＝ｌならば（２）項の探索運転モード計算部
２０２を使用し、Ｍ−２ならば（３）項の通常運転モー
ド計算部２０３を使用するという運転モードの制御を行
う。

（２）探索運転モード計算部２０２ 時間ＴＡＵ毎に以下の演算を繰シ返す。

（２−１）冷凍負荷ξを計算し、離散化するξ　−Ｑ、
ＶＸ（ＴＩ−Ｔφ）　　　　　　　　　・・・・　（す
１（（Ｊ＊）≦ξ（Ｒ（Ｊ＊＋−１）　、　Ｊ＊＝１．
２．・・・２Ｍ−１川（２）なるＪ　全求める。

（２−２）動作係数ηを計算する η−ＱＦ／ξ　　　　　　　　　・・・・・（３）この
値は単位冷凍負荷当シの所要加熱源量を表わしておシ、
この係数が小さい程効率が良いこと金示す。

（２−３）動作係数計算回数の加算と動作係数の平均化 Ｈ（Ｉ＊、　Ｊ＊）　＝　Ｈ（Ｉ”、　Ｊ”）　＋　１
　　　　　・曲・　（４）ＣＯＰ（Ｉ＊、Ｊ＊）−［（
）ｉ（Ｉ＊、Ｊ＊）、−１）＊Ｃ０Ｐ（１＊、Ｊ＊）十
η）Ａ（Ｉ　＊、　Ｊ＊）　　　　　・・・・・・　（
５）（２−４）最適濃度余裕度設定値の探索Ｉ＝１．２
．・・・、Ｌに対し、）（（Ｉ、Ｊ）が正のものの内Ｃ
０Ｐ（Ｉ、Ｊ＊）が最も小さいＩのｒ直ｌ０ＰＴを求め
、 Ｙ　（Ｊ＊）　＝Ｘ　（ＩＯＰＴ）　　　　　　　・・
・・・・（６）とおく。

（２−５）次回計算の準備 Ｉ＊＝Ｉ＊　　１　　　　　　　　　　・・・・・・（
７）ただし、■８≦０となればＩ”＝Ｌとおき、Ｘ（■
＊）を出力する （３）通常運転モード計算部２０３ 以下の削算をモード制御部２０１よりコントロールが渡
る毎に実行する。

（３−１）冷凍負荷を計算し、離散化する前記（２−１
）に同じ （３−２）最適値Ｙ（Ｊ＊）を出力する以上（１）　、
　（２）　、　（３）の計算の７０−チャートを第３図
にそれぞれステップＳｔ＋８２〜５７ｐＳ８及びＳ９で
示す。

次に、上記モード制御部２０１、探索運転モード計算部
２０２及び通常運転モード計算部２０３の各作用を具体
的に説明する。

（１）モード制御部２０１では、ステップＳｌに示すよ
うに、モードの切替ボタン２１０よりの入力Ｍが”１″
か″′２＃全判別し、探索運転モードか、通常運転モー
ドかの選択を行う。Ｍ＝１ならば、ステラｆＳ２〜Ｓ７
に示すように探索運転モード計算部２０２によシ探索運
転が行われ、Ｍ−２ならばステップＳｇ＊Ｓ＊ｌＣ示す
ように通常ノ、’１１転モード計算部２θ３によシ通常
運転が行われる。

（２）探索運転モード計算部２０２では前述のように濃
度余裕度の設定値Ｘ（Ｉ　）を試験的に順次変えつつ、
各Ｘ（Ｉ＊）　（ただし、Ｉ＊＝１．２．・・・。

Ｌ）に対して動作係数ηを計算し、その内勤作係数の最
も小さいもの、すなわち最も効率の高いものを選び出し
、これを離散化した冷凍負荷Ｒ（Ｊ）毎にデータＹ　（
Ｊ）に格納する。

このようにすることによって、冷凍負荷Ｒ（Ｊ）が与え
られればＹ　（Ｊ）を参照することによって、各Ｒ（Ｊ
）　（ただし、Ｊ＝１．２．・・・、Ｍ）に対し最も効
率を高くする濃度余裕度の設定値全敗り出すことができ
る。

さらに、（４）式、（５）式で表わされるように上述の
動作係数ηの最も小さいものを選び出すためのデータＣ
０Ｐ（Ｉ＊、Ｊ＊）は出現頻度を表わすサンプル数Ｈ（
Ｉ　、Ｊ　）のボみ付き平均で定義されているので、過
去の経験をこのデータ中に学習作用として取り入れるこ
とができる。

具体例を示すと、ある特定の冷凍負荷Ｒ（Ｊ）に対し濃
度余裕度の設定値をＸ（Ｉ”）として、過去に４回の計
算が行われ、従ってＨ（１＊、Ｊ＊）＝　５となってお
り、Ｃ０Ｐ（Ｉ＊、　Ｊ＊）　−１，０と求まっていた
とする。今、更に、同じ特定のＲ（Ｊ＊）　、　Ｘ（Ｉ
＊）に対して動作係数ηを（３）式で計算するとη−１
，２となったとする。この場合、過去４回の計算でＣ０
Ｐ（Ｉ’、Ｊ＊）　−’１．　Ｏという値が求まってい
るので、η−１，２となったのは過熱予想外の外乱が入
つたためであるかも知れない。（４）　、　（５）式を
用いるならば Ｈ（Ｉ”、Ｊ＊）　−’４　＋１　＝　５ＣＯＰ（Ｉ＊
、　Ｊ＊）　＝土×１．０＋ユＸ　１．２　＝　１．０
４５ となって、５回の内１回１．２という値が出たことが過
去４回の経験と総合して、データＣ０Ｐ（Ｉ＊、Ｊ＊）
は１．０４までしか増やすべきでないという結果になる
。

すなわち、（４）　、　（５）式によれば、１）何らか
の外乱で過去の経験に対し、飛離れたηが出たときには
、これを過去の経験の多さによって重みを小さくし、 １１）もし、飛離れたηが出ないときにはＨ（Ｉ”、Ｊ
＊）を増加させておくことによって経験の多さを暗記し
ておく という作用をする。

（３）通常運転モード計算部２０３では離散化された冷
凍負荷（Ｊ）を指標として、最も効率の高い運転ができ
る濃度余裕度の設定値をデータＹ　（Ｊ）を用いて設定
する。これにより吸収冷凍機の高効率ノ車転がｐ丁１４
目となる。

このような作用によって、従来運転員が時々刻々の状態
に応じて、常にチェックをしつつ設定値を変えなければ
高効率運転を持続できなかったという問題を解決できる
。ま、た、各冷凍機の特性に応じた最適な濃度余裕度設
定値を自動的に求めることができる。

以上のようにこの発明によれば、自動的に高効率運転を
行わせることのできる吸収冷凍機学習制御装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図−は従来の吸収冷凍機制御装置の構成図、第２図
はこの発明の一実施例に係る吸収冷凍（幾制御装置の構
成図、第３図は上記制御装置の学習制御部の動作を説明
するためのフローチャー１・である。 １０１．１０２・・・流量検出器、１０３，１０４・・
・温度検出器、２００・・・計算機、２０１・・・モー
ド制御部、２０２・・・探索運転モード計算部、２０３
・・・通常運転モード計算部、２１０・・・モード切替
ンＩボタン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸収剤の結晶限界までの濃度余裕を溶液循環量を調節す
   ることによ量制御する吸収冷凍機の制御装置において、
   探索運転モードと通常運転モードとの切替えを行うモー
   ド制御部と、離散化された冷凍負荷に対して動作係数が
   最小となる濃度余裕度設定値を探索する探索運転モード
   計算部と、離散化された冷凍９荷を指標として前記探索
   運転モード計Ｕ部での探索結果に基づき撮適々濃度余裕
   度設定値を設定する通常運転モード計算部とを具備した
   ことをＶｊ徴とする吸収冷凍機学習制御装置。