JPS6231825Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は吸収冷凍機に関するものである。

従来の吸収冷凍機の一例を第１図に基づいて説
明する。

なお第１図に示すものは蒸気式二重効用吸収冷
凍機で、冷謀に水、吸収剤（溶液）にリチウムブ
ロマイド水溶液、加熱源に蒸気を使用したもので
ある。

図において、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は熱回収悪、８は高温熱交換
器、９乃至１４は溶液配管、１５は再生器ポン
プ、１６は吸収器ポンプ、１７はエゼクター、１
８乃至２０は冷媒配管、２１は冷媒ポンプ、２２
は蒸気配管、２３は冷却水配管、２４は冷水配管
であり、図示のように配管接続され、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２３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２４内の水と
熱交換して蒸発し、この際に奪う熱によつて冷水
配管２４内の水を冷却する。一方、蒸発した冷媒
は吸収器５で、溶液により吸収され、冷媒を吸収
して濃度の薄くなつた溶液はポンプ１５により、
低温熱交換器６、熱回収器７、高温熱交換器８を
経て高圧再生器１に入り、蒸気配管２２中の蒸気
によつて加熱され冷媒を蒸発分離して高濃度の溶
液となり、高温熱交換器８を経て低圧再生器２に
入り、冷媒と熱交換した後、低温熱交換器６を経
てエゼクター１７で吸収器ポンプ１６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つて
いる。

上記のような二重効用吸収冷凍機においては従
来、高圧再生器１の溶液温度を検出して溶液配管
９中に設けられた溶液制御弁２５を予め設定した
割合で開閉し溶液循環量を制御するか、又は冷水
出口温度の変化に応じて溶液循環量を制御するか
している。

ここで吸収冷凍機が安定した運転を続けるに
は、溶液循環量は高圧再生器１内の液面が高くな
り過ぎて溶液がキヤリオーバしないこと、及び低
くなり過ぎて高温熱交換器８の液面が低下し蒸気
が入り込まないことを条件として定まる第２図に
示された液面曲線イとハの範囲内になければなら
ない。なお、第２図は溶液循環量と成績係数との
関係を示す図で、ロは結晶析出濃度余裕度一定の
場合を示す。またガス焚き、あるいは油焚きの吸
収冷凍機では溶液面が低くなり過ぎて、高圧再生
器１が空焚きの状態にならないようにする必要が
あり、従来、このバランスを適当に保つために高
温熱交換器８と低圧再生器２間の溶液配管１１中
に弁２６を設けて開度を適当に設定し固定抵抗を
つけている。

吸収冷凍機は第２図の液面曲線イとハで囲まれ
た範囲内で運転されていて、成績係数もこの範囲
内にある。

冷却水温度が下がつた場合には溶液循環量は少
なくなり、成績係数は良くなるが、運転傾向は変
らない。成績係数を最良にするには液面曲線ロの
状態で運転すれば良いが、上記した通り弁２６は
固定抵抗方式であるため、加熱量が減少した場
合、及び冷却水温度が下がつた場合には溶液循環
量が増す傾向、すなわち、液面曲線イ側に移行す
ることになるので成績係数の向上は望めなかつ
た。

本考案は上記した点に鑑み提案されたもので、
凝縮冷媒温度又は再生器内圧力を検出するセンサ
ーと、再生器出口の濃溶液温度を検出するセンサ
ーと、溶液熱交換器出口の濃溶液温度を検出する
センサーと、前記各センサーからの検出信号と溶
液の濃度特性とから運転中の溶液濃度、もしくは
結晶析出濃度までの余裕度を算出し、同溶液濃度
もしくは結晶析出濃度までの余裕度が一定となる
溶液循環量を求めて溶液循環量制御信号を出力す
る演算手段と、同演算手段からの溶液循環量制御
信号により溶液循環量を制御する溶液循環路中に
設けられた溶液循環量制御弁とを備えたことを特
徴とし、その目的とするところは、運転状態に応
じて結晶析出を防止すると共に効率が最高の状態
で運転し省エネルギー運転を計ることのできる吸
収冷凍機を提供しようとするものである。

本考案は上記したように構成されているため部
分負荷運転時及び冷却水温度が低下したときの状
態に応じて溶液循環量を溶液濃度もしくは結晶析
出濃度までの余裕度で制御し、これらが一定とな
るよう溶液循環量を減少させるので、溶液濃度が
濃くなり過ぎて結晶析出するようなことがない。
すなわち運転状態に応じて溶液循環量を減少させ
ると成績係数（効率）は向上するが、減少し過ぎ
ると溶液濃度が濃くなり過ぎ結晶析出の危険性が
ある。しかし、上記のように、溶液濃度もしくは
結晶析出濃度までの余裕度で、これらが一定とな
るよう溶液循環量を制御することにより結晶析出
の心配のない効率のよい運転ができ、吸収冷凍機
の最適な省エネルギー運転が可能となる。つま
り、成績係数が最良となる液面曲線ロでの運転が
実現できる。なお、溶液濃度を測定するため、導
電率と温度又は希溶液と濃溶液との温度差を用い
たものもあるが、前者は導電率に対する濃度の感
度が高いことから高精度の測定器が必要となり、
高価となつて実用的ではない問題があり、一方、
後者は蒸気圧が高いほど、又濃度が濃いほど同じ
温度差でも濃度差が拡がつてくる傾向にあるので
精度が悪くなる問題があるのに対し、本考案は、
汎用の温度又は圧力センサーを用いて正確に温度
又は圧力を検出して、これから溶液の濃度特性に
より正確な溶液濃童度もしくは結晶析出濃度まで
の余裕度を算出できるため、安価なセンサーで、
精度の高い測定、制御を実現することができる。

以下、本考案の一実施例を第３図及び第４図に
基づいて説明する。

第３図において、１乃至２４は第１図に示す従
来のものと同様の構成部材を示す。本実施例にお
いては、凝縮冷媒温度T₁、低圧再生器２出口の
濃溶液温度T₂、低温熱交換器６出口の濃溶液温
度T₃を、それぞれ検出する温度センサー２７，
２８，２９と、温度センサー２７，２８，２９か
らの検出信号と溶液の濃度特性とによつて運転中
の溶液濃度もしくは結晶析出濃度までの余裕度を
計算し、溶液濃度もしくは結晶析出濃度までの余
裕度が一定となるよう溶液循環量制御信号を出力
する電子計算装置３０と、電子計算装置３０から
の出力信号で溶液循環量を制御する吸収器５から
の溶液配管９中に設けられた溶液循環量制御弁３
１を設けた構成となつている。

上記実施例において温度センサー２７，２８，
２９からの検出信号に基づいて、溶液濃度および
結晶析出濃度までの余裕度を電子計算装置３０に
より計算する方法を第４図に示すリチウムブロマ
イド溶液濃度曲線に基づいて説明すると、溶液濃
度X₁％は凝縮温度T₁と純水の飽和特性から計算
した低圧再生器の圧力P₁と低圧再生器出口の溶液
温度T₂とからリチウムブロマイド溶液濃度曲線
に従つて計算することにより、また結晶析出濃度
までの余裕度△Ｘ％は溶液結晶特性における低温
熱交換器出口の溶液温度T₃での結晶析出温度X₂
％と上記により求めた溶液温度X₁％との差（△
Ｘ＝X₁−X₂）により計算することができ、このよ
うにして計算した溶液濃度X₁％もしくは結晶析
出濃度までの余裕度△Ｘ％が、予め定められた一
定の濃度もしくは余裕度となる溶液循環量を求め
て溶液循環量制御信号にかえて溶液循環量制御弁
３１を制御することにより結晶析出の心配のない
効率のよい運転を行うことができる。

すなわち、加熱量が減少する吸収冷凍機の部分
負荷運転時及び冷却水温度が低下したときの状態
に応じて溶液循環量を減少させると、成績係数
（効率）は向上するが、減少し過ぎると溶液濃度
が濃くなり過ぎて結晶析出の危険性が高まる。し
かし、上記のように溶液濃度もしくは結晶析出濃
度までの余裕度で溶液循環量を制御して溶液循環
量を減少させることにより結晶析出の心配がな
く、効率のよい運転ができる。従つて吸収冷凍機
の最適な省エネルギー運転が可能となり、成績係
数が最良となる第２図の液面曲線ロでの運転が実
現できる。

なお、上記実施例では、溶液循環量制御弁３１
を吸収器５から高圧再生器１への溶液配管９に設
けて直接溶液循環量を制御しているが、以下に説
明する実施例によつても同様の効果を得ることが
できる。

(1) 第５図に示すようにバイパス配管３２を設
け、この配管中に溶液循環量制御弁３１を設け
る。

(2) 第６図に示すようにバイパス配管３２と配管
９との接続部に溶液循環量を制御する三方制御
弁３１ａを設ける。

以上は吸収器５から高圧再生器１への溶液配管
中に溶液循環量制御弁３１を設けた例であるが (3) 第７図に示すように配管１１中に溶液循環量
制御弁３１を設ける。

(4) 第８図に示すように配管１０中に溶液循環量
を制御するフロート弁３１ｂを設ける。

のように高圧再生器１から吸収器５への溶液配管
中に溶液循環量制御弁を設けることもでき、又、
吸収器５から高圧再生器１あるいは高圧再生器１
から吸収器５への溶液配管の両方に溶液循環量制
御弁を設けて溶液循環量を制御することもでき
る。

また、上記した実施例では凝縮冷媒温度T₁を
温度センサー２７で検出しているが、これの代り
に低圧再生器２内の圧力を圧力センサーにより検
出するようにしてもよい。

さらに上記実施例はいずれも二重効用吸収冷凍
機の例について説明しているが、一重効用吸収冷
凍機についても同様に適用できることはいうまで
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のものの一例を示す概略構成図、
第２図は溶液循環量と成績係数との関係を示す
図、第３図は本考案の一実施例を示す概略構成
図、第４図はリチウムブロマイド溶液の濃度曲線
を示す図、第５図乃至第８図はそれぞれ本考案の
他の実施例を示す要部の概略構成図である。 ２７，２８，２９……温度センサー、３０……
電子計算装置、３１，３１ａ，３１ｂ……溶液循
環量制御弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 凝縮冷媒温度又は再生器内圧力を検出するセン
   サーと、再生器出口の濃溶液温度を検出するセン
   サーと、溶液熱交換器出口の濃溶液温度を検出す
   るセンサーと、前記各センサーからの検出信号と
   溶液の濃度特性とから運転中の溶液濃度、もしく
   は結晶析出濃度までの余裕度を算出し、同溶液濃
   度もしくは結晶析出濃度までの余裕度が一定とな
   る溶液循環量を求めて溶液循環量制御信号を出力
   する演算手段と、同演算手段からの溶液循環量制
   御信号により溶液循環量を制御する溶液循環路中
   に設けられた溶液循環量制御弁とを備えたことを
   特徴とする吸収冷凍機。