JPS6148062B2 - - Google Patents

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JPS6148062B2
JPS6148062B2 JP57226656A JP22665682A JPS6148062B2 JP S6148062 B2 JPS6148062 B2 JP S6148062B2 JP 57226656 A JP57226656 A JP 57226656A JP 22665682 A JP22665682 A JP 22665682A JP S6148062 B2 JPS6148062 B2 JP S6148062B2
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absorber
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control valve
float
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JP57226656A
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Takashi Yasuda
Osayuki Inoe
Yoshiharu Tanaka
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Ebara Corp
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Ebara Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/04—Arrangement or mounting of control or safety devices for sorption type machines, plants or systems
    • F25B49/043—Operating continuously
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/008—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type with multi-stage operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B15/06—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being water vapour evaporated from a salt solution, e.g. lithium bromide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2315/00—Sorption refrigeration cycles or details thereof
    • F25B2315/001—Crystallization prevention
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、単効用或いは二重効用などの吸収冷
凍機に関するものである。
従来の二重効用吸収冷凍機の例を第１図に示せ
ば、吸収器１、蒸発器２、高温発生器１１、低温
発生器１２、低温熱交換器１３、高温熱交換器１
４、それらを接続する配管及び溶液ポンプ５、冷
媒ポンプ６を備えている。１０はオーバーフロー
管、１７は冷水出口温度で制御される燃料、空気
制御弁である。
運転に当たつて、吸収器１において冷媒を吸収
して薄くなつた吸収溶液は、溶液ポンプ５で加圧
され、分岐されて高温或いは低温熱交換器１４、
１３を経て高温或いは低温発生器１１、１２に送
られ、加熱されて冷媒を分離して濃くなつた吸収
溶液は、高温又は低温発生器１１，１２と吸収器
１との圧力ヘツド差及び位置ヘツド差によつて高
温又は低温熱交換器１４，１３を通して吸収器１
へ戻り、吸収器１で再び冷媒を吸収して循環す
る。
低温発生器１２から吸収器１へ溶液を戻す能力
が不足すると低温発生器１２のオーバーフローボ
ツクス内の溶液液面が上昇して濃溶液はオーバー
フロー管を通り直接吸収器１の溶液液溜りへ戻る
為、溶液予熱及び冷媒吸収に関与せず損失とな
る。
従来は吸収器１から低温発生器１２への溶液送
り量が負荷にかかわらず一定である為、部分負荷
時及び冷却水入口温度低下時等低温発生器１２の
器内圧力が低下して圧力ヘツド差が小さくなつた
場合に低温発生器１２から吸収器１へ溶液を戻す
能力が小さくなる。この状態でも定格流量を戻す
能力を確保する為には低温発生器１２と吸収器１
との間に適当な位置ヘツド差をもうけてやる必要
があつた。
その為吸収器１の缶胴と低温発生器１２の缶胴
との距離を近づけられず、冷凍機の高さを低く抑
えることが困難であつた。
また、従来のものは部分負荷時には、効率が悪
く、省エネルギにそわない欠点があつた。即ち、
吸収冷凍機の必要加熱源の量は、一般に下記式(1)
で示される： Ｑ＝Ｗ×△ｉ＋LH×Ｓ ……(1) ただしＱ：発生器入熱 Ｗ：溶液循環量 △ｉ：加熱による溶液のエンタルピー上昇 LH：冷媒の潜熱 Ｓ：分離冷媒量 式(1)を分解すると、Ｗ×△ｉの(A)部とLH×Ｓ
の(B)部とに分けられる。ここで(B)部は冷凍能力に
比例する項で、冷凍能力として有効に使用され
る。それに対して(A)部は放熱ロスとして冷却塔に
放熱されてしまう。
吸収冷凍機の省エネルギ運転では、この溶液循
環量Ｗを適量に保つことにより省エネルギ運転が
可能となる。
式(1)における(A)部のＷ×△ｉは、溶液流量制御
を行なわない場合には、溶液循環量Ｗが一定とな
る為(A)部は冷凍能力に比例せずほぼ一定であり、
部分負荷時に(A)部が減少し難い為、単位能力当り
のＱは大きくなり、省エネルギとならず、効率を
損なうものであつた。
また、従来のものは低負荷時には溶液循環量を
負荷信号だけで絞ると結晶のおそれがあつた。即
ち、発生器に流入する希溶液内のLiBr量と発生
器から流出する濃溶液内のLiBr量が等しい為、
溶液循環量Ｗと分離冷媒量Ｓとの関係は下記式(2)
のように表わすことができる。
Ｓ＝｛１−（ξ１／ξ２）｝Ｗ ……(2) ただしξ１：希溶液濃度（wt％） ξ２：濃溶液濃度（wt％） 低負荷時に、溶液循環量Ｗを減少させると、冷
凍能力に相当する分離冷媒Ｓは、一定の為、濃溶
液濃度が増加する。そこで溶液循環量Ｗを過度に
減少させると、遂には結晶に到るおそれがある。
また、低負荷時、溶液循環量を絞つている場合
に、例えば気密下良等、何らかの要因で、低負荷
にも拘らず、溶液濃度が上昇した場合、結晶に到
るおそれがある。
本発明は、従来のものの上記の欠点を除き、部
分負荷時を対象にしても、発生器と吸収器の位置
ヘツド差が少なくて済み、小型化をはかることが
でき、効率も損わず、また結晶のおそれもない吸
収冷凍機を提供することを目的とするものであ
る。
本発明は、蒸発器、吸収器、発生器、凝縮器及
び熱交換器並びにそれらを接続する配管及びポン
プから構成される吸収冷凍機において前記吸収器
にて冷媒を吸収した希溶液を溜める液溜内の液面
を検出する溶液液面検出機構を有し、前記吸収器
から前記発生器へ希溶液を送る経路中に溶液流量
調節弁を設け、前記溶液液面検出機構からの信号
により、前記流量調節弁を制御する制御機構を備
えたことを特徴とする吸収冷凍機である。
本発明の実施例を図面を用いて説明する。第２
図において第１図と同一符号の部分は同様な構
成、作用を有す。
吸収器１に希溶液液面検出機構としてフロート
１８が設けられており、フロート１８の動きによ
り出力される信号を受けて溶液流量調節弁１９の
開度を制御する制御機構２０を備えている。冷水
負荷が増減すると、冷水温度検出器の出力信号に
より、燃料空気制御弁１７を制御し、加熱量が変
化し、高温、低温発生器１１，１２内での蒸発量
が変化し、溶液濃度も変化する。これらの変化は
定量的に吸収器１の中の溶液液面の高さにより検
出することができる。即ち起動時又は低負荷時に
は吸収溶液は、希釈されている為、吸収器１内の
溶液液面は比較的高い状態にある。また、冷却水
温度の低い場合には吸収器能力が増大するため溶
液温度は稀い方で形成され、吸収器内の溶液液面
は比較的高くなる。負荷が上昇すると発生器１
１，１２での加熱量が増加する為、冷媒発生量が
増加し、結果的に溶液濃度の高い方でサイクルが
形成されて、吸収器１内の溶液液面が低くなる。
これを第２図に示す如きフロート１８により検知
し、制御機構２０が信号を受けて溶液循環量を溶
液液面低下時には減少させ溶液液面上昇時には増
大させるよう調節弁１９を開閉し、発生器１２に
流入する溶液量を制御するため、低負荷時や冷却
水温度が低い時の溶液戻し能力が小さい場合に溶
液循環量を絞り、小さな戻し能力でも吸収器１へ
戻せるようにする。第３図は単効用吸収冷凍機の
実施例である。
制御機構は液面検出フロート１８と調節弁１９
を接続ロツドにて機械的に接続することにより、
フロートの浮力により直接調節弁を作動させる自
力式調節弁２１を用いることにより、安価でコン
パクトなものが得られ吸収器１器内に収納でき
る。この場合弁が吸収器１内にあるので、弁から
溶液が洩れることがあつても事故にはならない。
また、フロートが吸収器１の中にあるので、蒸発
器２の中に設けるよりもフロートが小さくて済む
（冷媒液より溶液の比重が大なるため）。
本発明により、次の如き効果を奏することがで
きる。
(1) 冷凍負荷が低い場合や冷却水温度が低い場合
は発生器へ送る溶液量を減少させて、発生器か
ら戻る溶液量を減少させる為、発生器と吸収器
との位置ヘツド差を小さく抑えることができ、
冷凍機の小型化をはかることができる。
(2) 溶液循環量を制御する為の検出個所として本
発明の如き吸収器溶液液面のほかに (a) 発生器溶液液面 (b) 発生器戻り配管溶液液面 (c) 発生器器内圧 が考えられるが、(a)は、液面の移動幅が小さ
く、検出が困難であり、(b)は急激な液面変動が
あり、検出部として好ましくなく、(c)は検知機
構及び制御機構が複雑で高価なものとなり又、
不凝縮ガスの影響もある。
上記と比較して、吸収器溶液液面にて検出す
ることにより下記の利点がある。
(A) 溶液液面の移動幅が大きく検出しやすい。
(B) 急激な液面変動がない。
(C) 溶液温度が比較的低く、フロートに対する
熱影響が少ない。
(D) 気密不良時、負荷にかかわらず溶液濃度が
増加しても、溶液液面が下がることにより、
循環量が増加する為、結晶に対してより安全
である。
(E) 停止中には、配管中或いは低温発生器の溶
液は落下して吸収器の液溜りの中に偏在して
貯留されており、従つて吸収器内の溶液は平
衡運転時に比べ高い液位にある。起動時はこ
のような状態から運転が始まるので、当初は
液位が高く、従つて検出された高い液位によ
り通常よりも溶液流量は少量となるよう制御
され、溶液の温度を急速に上昇せしめて定常
運転状態に急速に近付けることができ、起動
特性の向上をはかることができる。
(3) フロートと調節弁を接続ロツドにて機械的に
接続することによつてフロートの浮力により直
接調節弁を作動させる自力式調節弁を用いるこ
とにより安価で小型の制御機構が得られる。
この為、吸収器内に制御機構が収納でき、簡
単な構造となり、また万一調節弁部に漏れが発
生しても安全である。
さらに本発明により次の二次的効果を奏する
ことができる。
(4) 冷凍凍負荷が比較的低い場合は発生器に通す
吸収溶液量を減少させる為、発生器内の吸収溶
液を沸騰させる為の熱を減少させることがで
き、冷凍機の効率が増加する。
(5) 溶液流量を減少させることにより溶液熱交換
器出入口間の温度差を大きな値に保つことによ
つて発生器に通す前に大きな予熱を行ない、低
負荷における冷凍機の効率がさらに向上する。
(6) 吸収器内の溶液液位を検知し、液位が高い場
合、即ち溶液濃度が薄い場合に溶液流量を減少
し、液位が低い場合、即ち溶液濃度が濃い場合
に溶液流量を増加させる為、結晶に対して安全
な制御ができる。
(7) 低負荷時、溶液流量を絞つている場合に、例
えば気密不良等何らかの要因で低負荷にも拘ら
ず溶液濃度が上昇した場合、液位が下がる為流
量が増大し、結晶に対して安全な方向に動作す
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来例のフロー図、第２図及び第３図
は本発明の実施例のフロー図である。 １……吸収器、２……蒸発器、３……発生器、
４……凝縮器、５……溶液ポンプ、６……冷媒ポ
ンプ、７……熱交換器、８……蒸気圧力調整弁、
９……レベルスイツチ、１０……オーバーフロー
管、１１……高温発生器、１２……低温発生器、
１３……低温熱交換器、１４……高温熱交換器、
１７……燃料・空気制御弁、１８……フロート、
１９……調節弁、２０……制御機構、２１……自
力式調節弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸発器、吸収器、発生器、凝縮器及び熱交換
    器並びにそれらを接続する配管及びポンプから構
    成される吸収冷凍機において、前記吸収器にて冷
    媒を吸収した希溶液を溜める液溜内の液面を検出
    する溶液液面検出機構を有し、前記吸収器から前
    記発生器へ希溶液を送る経路中に溶液流量調節弁
    を設け、前記溶液液面検出機構からの信号によ
    り、前記流量調節弁を制御する制御機構を備えた
    ことを特徴とする吸収冷凍機。 ２ 前記溶液液面検出機構が前記吸収器の中の溶
    液液面を検出するフロートである特許請求の範囲
    第１項記載の吸収冷凍機。 ３ 前記溶液液面検出機構が前記吸収器の中の溶
    液液面を検出するフロートであり、該フロートと
    前記溶液流量調節弁を接続ロツドにて機械的に接
    続し、フロートの浮力にて直接調節弁を動作させ
    る自力式調節弁を備えた特許請求の範囲第１項記
    載の吸収冷凍機。
JP57226656A 1982-12-27 1982-12-27 吸収冷凍機 Granted JPS59119159A (ja)

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JPS59119159A JPS59119159A (ja) 1984-07-10
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