JP2002013834A - 吸収冷温水機 - Google Patents

吸収冷温水機

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JP2002013834A
JP2002013834A JP2000197839A JP2000197839A JP2002013834A JP 2002013834 A JP2002013834 A JP 2002013834A JP 2000197839 A JP2000197839 A JP 2000197839A JP 2000197839 A JP2000197839 A JP 2000197839A JP 2002013834 A JP2002013834 A JP 2002013834A
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temperature
temperature regenerator
absorption chiller
heater
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Hiroki Nakamura
宏樹 中村
Yoshiharu Tanaka
祥治 田中
Sunao Kera
素直 計良
Teruo Shiraishi
照雄 白石
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02B30/62Absorption based systems

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 結晶防止を確実に行うことができ、故障のな
い安定した吸収冷温水機を提供すること。 【解決手段】 蒸発器1、吸収器2、高温溶液熱交換器
7、低温溶液熱交換器6、低温再生器4、凝縮器3、高
温再生器5、溶液ポンプ8、冷媒ポンプ9を具備し、こ
れらを配管接続して冷凍サイクルを構成する吸収冷温水
機であって、高温再生器5の出口溶液温度を検出する出
口溶液温度センサ26と入口溶液温度を検出する入口溶
液温度センサ27を設け、該両温度センサの出力から該
出口溶液温度と入口溶液温度の温度差Δtを演算し、該
演算値が所定の範囲から外れた場合に、当該吸収冷温水
機の熱源量を絞るか又は警報を発するか又は希釈停止す
るかのいずれか1つ又はそれ以上を行なう制御装置22
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は吸収冷温水機に関
し、特に吸収冷温水機の結晶を確実に防止できる機能を
具備する吸収冷温水機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図1はこの種の吸収冷温水機の構成例を
示す図である。図1において、1は蒸発器、2は吸収
器、3は凝縮器、4は低温再生器、5は高温再生器、6
は低温溶液熱交換器、7は高温溶液熱交換器、8は溶液
ポンプ、9は冷媒ポンプ、10は溶液スプレーポンプ、
11は溶液・冷媒配管、12は冷却水ポンプ、13は冷
温水ポンプ、14は冷却塔、15はオーバーフロー管、
16は希釈弁、17は完全希釈弁、18は冷暖房切換え
弁、19は高温再生器5の燃料入口、20はブロワー、
21は排ガス出口である。
【0003】吸収冷温水機は通常、冷媒が冷媒ポンプ9
で蒸発器1の内部でスプレー管1aからスプレーされ、
蒸発して、冷温水ポンプ13で送られる水から熱を奪い
冷水を製造し、負荷Lに供給する。蒸発器1で蒸発した
冷媒蒸気は吸収器2で吸収液に吸収され、薄くなった吸
収液は溶液ポンプ8で高温再生器5と低温再生器4に送
られ、それぞれ加熱され、濃い溶液になって吸収器2に
戻って冷凍サイクルを継続する。特に、高温再生器5で
は、溶液ポンプ8からの濃度の薄い吸収液(希溶液)が
送られ、高温再生器5で加熱され、冷媒が蒸発して濃い
溶液となって、溶液出口5aからヘッダー5bに流れ込
む。
【0004】ヘッダー5bからの溶液は高温溶液熱交換
器7、配管11を通って吸収器2に戻る。蒸発器1には
オーバーフロー管15が設けてあり、溶液濃度が濃くな
った場合は蒸発器1に冷媒が溜りがちになり、オーバー
フロー管15のレベル以上に冷媒が溜まると冷媒を自動
的に吸収器側に送り、溶液濃度を薄くして結晶を防止す
る役割を果たしている。しかしながら、このような結晶
防止方法では、部分的に進行する結晶や運転状態の急変
による結晶には対応が遅すぎるという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたもので、結晶防止を確実に行うことがで
き、故障のない安定した吸収冷温水機を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1に記載の発明は、蒸発器、吸収器、溶液熱交換
器、低温再生器、凝縮器、高温再生器、溶液ポンプ、冷
媒ポンプを具備し、これらを配管接続して冷凍サイクル
を構成する吸収冷温水機であって、高温再生器の出口溶
液温度を検出する出口溶液温度センサと入口溶液温度を
検出する入口溶液温度センサを設け、該両温度センサの
出力から該出口溶液温度と入口溶液温度の温度差Δtを
演算し、該演算値が所定の範囲から外れた場合に、当該
吸収冷温水機の熱源量を絞るか又は警報を発するか又は
希釈停止するかのいずれか1つ又はそれ以上を行なう制
御手段を設けたことを特徴とする。
【0007】吸収冷温水機の溶液濃度及び温度から一番
結晶し易いのは濃溶液側の溶液熱交換器の溶液出口付近
であり、ここで結晶すると溶液流路が狭くなり、溶液の
戻りが悪くなり、溶液熱交換器の熱交換機能が著しく低
下する。このとき、高温再生器の溶液出口温度は保温な
どにより急激には下がらないが、高温再生器の入口の溶
液温度は急激に低下し、高温再生器出口温度と高温再生
器入口温度の温度差Δtが急激に大きくなる。従って、
上記のように温度差Δtを演算し、該演算値が所定の範
囲から外れた場合に、結晶を生じたとして当該吸収冷温
水機の熱源量を絞るか又は警報を発するか又は希釈停止
することにより、結晶を防止できる。
【0008】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の吸収冷温水機において、制御手段は、高温再生
器出口温度が所定の温度以上の場合に演算値が所定の範
囲から外れたか否かを判断することを特徴とする。
【0009】結晶の発生を的確に捉えるためには溶液の
濃度がある程度濃くなっていることが条件であり、その
目安としては、高温再生器の溶液出口温度が高いこと
(目安として130℃以上)である。従って、上記のよ
うに高温再生器出口温度が所定の温度以上の場合に温度
差Δtの演算値が所定の範囲から外れたか否かを判断す
ることにより、結晶状態にあるか否かを的確に判断でき
る。
【0010】また、請求項3に記載の発明は、請求項1
又は2に記載の吸収冷温水機において、高温再生器で発
生する冷媒蒸気の圧力を検出する圧力センサを設け、制
御手段は、該圧力センサの出力から該高温再生器の溶液
濃度が所定以上と推定される場合に演算値が所定の範囲
から外れたか否かを判断することを特徴とする。
【0011】上記のように、結晶の発生を的確に捉える
ためには、溶液の濃度がある程度濃くなっていることが
条件である。この目安としては高温再生器の溶液濃度が
所定値にあることであり、この濃度は高温再生器の圧力
と溶液温度の関係から演算で求めることができる。従っ
て、上記のように高温再生器の圧力から溶液濃度が所定
以上と推定される場合に演算値が所定の範囲から外れた
か否かを判断することにより、結晶状態にあるか否かを
的確に判断できる。
【0012】また、請求項4に記載の発明は、請求項1
又は2又は3に記載の吸収冷温水機において、高温再生
器の溶液出口に設けたヘッダーに溶液レベルを検出する
溶液レベルセンサを設け、制御手段は、該溶液レベルセ
ンサが溶液レベルが所定以上を検出している場合に演算
値が所定の範囲から外れたか否かを判断することを特徴
とする。
【0013】高温熱交換器の結晶が進んで溶液の流路が
塞がれて、高温再生器からの溶液が戻らなくなり、その
結果として、ヘッダーの溶液レベルが高くなる。従っ
て、上記のようにヘッダーの溶液レベルが所定以上を検
出している場合に演算値が所定の範囲から外れたか否か
を判断することにより、結晶状態にあるか否かを的確に
判断できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。図2は本発明に係る吸収冷温水
機の構成を示す図である。図2において、図1と同一符
号を付した部分は同一又は相当部分を示す。22は制御
装置であり、該制御装置は本発明に係る特有の結晶状態
にあるか否かの判断機能の他に吸収冷温水機が所定の機
能を発揮するために制御する従来の吸収冷温水機の制御
装置が有する機能を有している(図1では従来の機能を
有する制御装置を省略している)。
【0015】高温再生器5の溶液出口5aに設けたヘッ
ダー5bには、内部の溶液レベル25が低いレベルlL
になったことを検出する低液レベルセンサ23と高液レ
ベルlHになったことを検出する高液レベルセンサ24
が設けられている。また、高温再生器5のヘッダー5b
から流出する溶液の温度を検出する高温再生器出口温度
センサ26、高温再生器5に流入する溶液の温度を検出
する高温再生器入口温度センサ27が設けられている。
低液レベルセンサ23、高液レベルセンサ24、高温再
生器出口温度センサ26及び高温再生器入口温度センサ
27の出力は、それぞれ制御装置22に入力される。
【0016】制御装置22は演算機能を有するマイクロ
コンピュータで構成されている。制御装置22は先ず高
温再生器出口温度センサ26の出力と高温再生器入口温
度センサ27の出力より、高温再生器出口温度と高温再
生器入口温度の温度差Δtを算出する。この温度差Δt
は最大負荷時およそ25〜30℃前後であり、部分負荷
時はもう少し小さくなる。
【0017】一方、様々な影響で結晶事故が発生するが
溶液の濃度及び温度から一番結晶し易いのは濃溶液側の
高温溶液熱交換器7の溶液出口付近である。ここで結晶
する(又は結晶が生成し始める)と流路が狭くなること
により高温再生器5からの溶液の戻りが悪くなり、結果
として溶液循環量が少なくなる。従って高温溶液熱交換
器7の熱交換機能が著しく低下する。このとき、高温再
生器5の溶液出口温度は保温などにより急激には下がら
ないが、高温再生器5の入口の溶液温度は吸収器2から
溶液ポンプ8で送られてくるために高温溶液熱交換器7
での加熱量が少なくなり急激に低下し、高温再生器出口
温度と高温再生器入口温度の温度差Δtが急激に大きく
なる。本発明はこの現象を捉え、結晶を防止しようとす
るものである。
【0018】但し、温度条件は色々変化するために、結
晶の発生を的確に捉えるためには、溶液の濃度がある程
度濃くなっていることが条件である。この目安として
は、高温再生器5の溶液出口温度が高いこと(目安と
して130℃以上)又は高温再生器5の溶液濃度が6
5%以上であること(この濃度は、高温再生器5の圧力
と溶液温度の関係から演算で求めることができる)であ
る。
【0019】更に、高温溶液熱交換器7の結晶が進んで
溶液の流路が塞がれて、高温再生器5からの溶液が戻ら
なくなり、その結果として、ヘッダー5bに設けられた
高液レベルセンサ24が高液レベルlHを検出している
ことを判断に入れればより確実に判断できる。
【0020】図3は制御装置における結晶判断の処理フ
ローを示す図である。先ず、高温再生器出口温度センサ
26の出力と高温再生器入口温度センサ27の出力よ
り、高温再生器出口温度と高温再生器入口温度の温度差
Δtを算出する(ステップST1)。次に該温度Δtが
所定値(ここでは40℃)であるか否かを判断し(ステ
ップST2)、所定値以上であった場合、次に高温再生
器5の出口における溶液温度(高温再生器出口温度)が
所定温度(ここでは130℃)以上か否かを判断し(ス
テップST3)、所定温度以上であった場合、次に高液
レベルセンサ24が高液レベルlHを検出したか否かを
判断し(ステップST4)、高液レベルlHを検出した
ら結晶していると判断し、高温再生器5のバーナー5c
の熱源量を絞るか(燃料制御弁28を絞って燃料入口1
9から流入する燃料を減少させる)警報を発し希釈を停
止する(ステップST5)。
【0021】また、上記ステップST1乃至ST4にお
いて、温度差Δtが所定値以上でなかった場合、高温再
生器出口温度が所定温度以上でない場合、高液レベルセ
ンサ24が高液レベルlHを検出しなかった場合それぞ
れ正常運転として処理する(ステップST6)。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように各請求項に記載の発
明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【0023】請求項1に記載の発明によれば、高温再生
器の出口溶液温度と入口溶液温度の温度差Δtを演算
し、該演算値が所定の範囲から外れた場合に、当該吸収
冷温水機の熱源量を絞るか又は警報を発するか又は希釈
停止するかのいずれか1つ又はそれ以上を行なうので、
吸収冷温水機の結晶を確実に防止できると共に、故障の
ない安定した吸収冷温水機を提供できる。特に溶液熱交
換器に熱交換応答性がよく、濃溶液側の低温領域で結晶
し易いプレート熱交換器を採用している吸収冷温水機に
は有効である。
【0024】請求項2乃至4に記載の発明によれば、高
温再生器の出口溶液温度と入口溶液温度の温度差Δtが
所定の範囲から外れたか否かを高温再生器出口温度が所
定の温度以上の場合、圧力センサの出力から該高温再生
器の溶液濃度が所定以上と推定される場合、ヘッダーの
溶液レベルセンサが所定レベル以上を検出している場合
を条件に判断するので、結晶状態にあるか否かをより的
確に判断できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】吸収冷温水機の構成例を示す図である。
【図2】本発明に係る吸収冷温水機の構成例を示す図で
ある。
【図3】本発明に係る吸収冷温水機の制御装置における
結晶判断の処理フローを示す図である。
【符号の説明】
1 蒸発器 2 吸収器 3 凝縮器 4 低温再生器 5 高温再生器 6 低温溶液熱交換器 7 高温溶液熱交換器 8 溶液ポンプ 9 冷媒ポンプ 10 溶液スプレーポンプ 11 溶液・冷媒配管 12 冷却水ポンプ 13 冷温水ポンプ 14 冷却塔 15 オーバーフロー管 16 希釈弁 17 完全希釈弁 18 冷暖房切換え弁 19 燃料入口 20 ブロワー 21 排ガス出口 22 制御装置 23 低液レベルセンサ 24 高液レベルセンサ 25 溶液レベル 26 高温再生器出口温度センサ 27 高温再生器入口温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 計良 素直 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 白石 照雄 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 Fターム(参考) 3L093 BB11 BB22 BB29 BB31 BB32 CC01 DD08 EE01 EE02 EE04 EE25 GG01 GG02 GG04 GG07 HH11 JJ01 KK01 KK03 KK07 LL03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸発器、吸収器、溶液熱交換器、低温再
    生器、凝縮器、高温再生器、溶液ポンプ、冷媒ポンプを
    具備し、これらを配管接続して冷凍サイクルを構成する
    吸収冷温水機であって、 前記高温再生器の出口溶液温度を検出する出口溶液温度
    センサと入口溶液温度を検出する入口溶液温度センサを
    設け、該両温度センサの出力から該出口溶液温度と入口
    溶液温度の温度差Δtを演算し、該演算値が所定の範囲
    から外れた場合に、当該吸収冷温水機の熱源量を絞るか
    又は警報を発するか又は希釈停止するかのいずれか1つ
    又はそれ以上を行なう制御手段を設けたことを特徴とす
    る吸収冷温水機。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の吸収冷温水機におい
    て、 前記制御手段は、前記高温再生器出口温度が所定の温度
    以上の場合に前記演算値が所定の範囲から外れたか否か
    を判断することを特徴とする吸収冷温水機。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の吸収冷温水機に
    おいて、 前記高温再生器で発生する冷媒蒸気の圧力を検出する圧
    力センサを設け、前記制御手段は、該圧力センサの出力
    から該高温再生器の溶液濃度が所定以上と推定される場
    合に前記演算値が所定の範囲から外れたか否かを判断す
    ることを特徴とする吸収冷温水機。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2又は3に記載の吸収冷温
    水機において、 前記高温再生器の溶液出口に設けたヘッダーに溶液レベ
    ルを検出する溶液レベルセンサを設け、前記制御手段は
    該溶液レベルセンサが溶液レベルが所定以上を検出して
    いる場合に前記演算値が所定の範囲から外れたか否かを
    判断することを特徴とする吸収冷温水機。
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