JP2002115928A

JP2002115928A - 追加型制御装置

Info

Publication number: JP2002115928A
Application number: JP2000307986A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Enomoto; 英一榎本; Masahiro Furukawa; 雅裕古川; Hideaki Oana; 秀明小穴; Hirotsugu Ishino; 裕嗣石野; Shigeru Kawasaki; 茂川崎
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd; Sanyo Electric Air Conditioning Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd; Sanyo Electric Air Conditioning Co Ltd
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】既設の吸収式冷凍機であってもランニングコ
ストの削減が図れる制御装置を提供する。【解決手段】既設の吸収式冷凍機を制御する制御装置
５０と通信手段５６を介して接続され、制御装置５０を
介して入力した吸収式冷凍機の運転情報に基づいて冷却
水の最適流量を演算算出し、その演算結果に基づいて冷
却水ポンプ２６の運転を制御する追加型制御装置６０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は吸収式冷凍機の制御
装置に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】地球環境問題の高まりと共に、省エネル
ギー性向上に対する要求は益々高まってきている。そし
て、空調システムにおいても、省エネ法の改正により空
調エネルギー消費係数の基準が強化されるなど、一層の
高効率化が求められている。

【０００３】しかし、吸収式冷凍機においては運転が安
全に継続されることを最大の眼目に制御仕様を決定して
いる。それは冷却水流量が減少すると、高温再生器の圧
力上昇と温度上昇が起こるので、省エネを図る場合にも
高温再生器の温度・圧力に影響を及ぼす冷却水出口温度
を監視して、絞ったりするのが一般的であった。

【０００４】また、運転負荷に関係付けられる高温再生
温度を用いて、その温度が低い場合は冷却水流量を減少
させ、温度上昇に伴って冷却水流量を増加させるなどの
方法が採られてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、吸収式冷凍機
においては冷却水流量を絞ることで吸収器と凝縮器の効
率が低下し、再生器に供給する熱量（天然ガスなどを燃
焼させ、その熱を利用して吸収液を加熱し、冷媒を蒸発
分離して吸収液の再生を図る場合はその燃料消費量）が
増加する。すなわち、冷却水流量を絞ることで冷却水ポ
ンプを運転するための電力消費量は削減できるが、燃料
消費量は逆に増加するので、冷却水ポンプ運転のための
電力消費量と燃料消費量の両方を考量してランニングコ
ストの削減を図るに必要があり、また、従来技術の実施
において既設の吸収冷温水機では新たに吸収冷温水機の
情報を取り込むため温度検出手段を設置する必要があっ
た。

【０００６】

【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の具体的手段として、既設の吸収式
冷凍機を制御する既存制御装置と接続され、既存制御装
置を介して入力した吸収式冷凍機の運転情報に基づいて
吸収器と凝縮器に供給する冷却水の最適流量を演算算出
し、その演算結果に基づいて吸収器と凝縮器に冷却水を
供給する冷却水ポンプの運転を制御するようにした第１
の構成の追加型制御装置と、

【０００７】前記第１の構成の追加型制御装置におい
て、予め設定した冷却水流量と冷却水ポンプが消費する
電力費との関係、および負荷率と冷却水流量と再生器所
要熱量との関係に基づいて、冷却水ポンプを運転するた
めに消費する電力変動費と、再生器に供給する熱量のた
めの変動費との和が最小になる冷却水の流量を最適流量
として演算算出するようにした第２の構成の追加型制御
装置と、を提供することにより、前記した従来技術の課
題を解決するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図２は冷媒に例えば水、吸収
液（溶液）に臭化リチウム（ＬｉＢｒ）溶液を用いた吸
収式冷凍機である吸収冷温水機の概略構成図であり、１
は蒸発器、２は吸収器、３は例えばガスバーナ４によっ
て加熱される高温再生器、５は低温再生器、６は凝縮
器、７は吸収器２から高温再生器３に流れる濃度の薄い
吸収液と低温再生器５から吸収器２に流れる濃度の濃い
吸収液とを熱交換する溶液熱交換器である低温熱交換
器、８は吸収器２から低温熱交換器７を経て高温再生器
３に流れる稀吸収液と高温再生器３から低温再生器５に
流れる中間濃度の吸収液とを熱交換する溶液熱交換器で
ある高温熱交換器、１１〜１５は吸収液配管、１６は吸
収液ポンプ、１７〜１９は冷媒配管、２０は冷媒ポン
プ、２１はガスバーナ４に接続したガス配管、２２は加
熱量制御弁、２３は途中に蒸発器熱交換器２４が設けら
れた冷温水配管、２５は途中に冷却水ポンプ２６と吸収
器熱交換器２７と凝縮器熱交換器２８とが設けられた冷
却水配管であり、それぞれは図２に示したように配管接
続されている。

【０００９】また、２９は蒸発器１の冷媒液溜り３０と
吸収器２の吸収液溜り３１とを配管接続する冷媒バイパ
ス管、３２は開閉弁、３３は吸収液配管１２と吸収器２
とを接続する吸収液バイパス管、３４は開閉弁、３５は
冷媒配管１７と吸収器２とを接続する冷媒蒸気バイパス
管、３６は開閉弁であり、それぞれ図のように接続さ
れ、各開閉弁３２・３４・３６は冷水の供給時に閉じ、
温水の供給時に開く。

【００１０】また、３７は冷却水ポンプ２６に加える電
力を所望の周波数に変換する周波数変換装置、３８は冷
温水配管２３の蒸発器１入口側に設置されて冷水の流入
温度Ｔ１を検出する温度検出手段、３９は冷温水配管２
３の蒸発器１出口側に設置されて冷水の流出温度Ｔ２を
検出する温度検出手段、４０は冷却水配管２５の吸収器
２入口側に設置されて冷却水の流入温度Ｔ３を検出する
温度検出手段、４１は高温再生器３に設置されて器内で
加熱されている吸収液の温度Ｔ４を検出する温度検出手
段である。

【００１１】５０は、高温再生器３に投入する熱量など
を制御するために、上記構成の吸収式冷凍機と同時に設
置された既設の制御装置であり、図1に基づいてその構
成を説明すると、５１は温度検出手段３８〜４１などが
検出した信号を入力し、信号変換して中央演算処理手段
５２へ出力する入力手段、５３は制御プログラムなどを
記憶している記憶手段、５４は適宜の制御条件、例えば
冷水設定温度などを設定する設定入力手段、５５はガス
バーナ４の火力を制御するために、温度検出手段３８、
３９が検出する冷水の温度Ｔ１、Ｔ２に基づいて実行す
る中央演算処理手段５２の演算結果を受けて加熱量制御
弁２２に所要の制御信号を出力する容量制御出力手段、
５６は外部の機器と通信するための通信手段である。

【００１２】６０は、前記制御装置５０に接続された本
発明の追加型制御装置であり、図１に示したように制御
装置５０の通信装置５６と接続するための通信装置６１
と、制御プログラムなどを記憶している記憶手段６２
と、吸収器熱交換器２７と凝縮器熱交換器２８に冷却水
を供給する冷却水ポンプ２６の回転数を制御するため
に、中央演算処理手段６３の演算結果を受けて周波数変
換装置３７などに所要の制御信号を出力する外部出力手
段６４とを備えている。

【００１３】そして、追加型制御装置６０の記憶手段６
２には、冷却水ポンプ２６の回転数を制御するための種
々の制御プログラムを記憶してある。例えば、起動時に
おける制御プログラムとして、温度検出手段４１が検出
した吸収液の温度Ｔ４が所定の低温度、例えば８０℃以
下であるときには、冷却水ポンプ２６には所定の最低周
波数、例えば３０Ｈｚに変換した電力を加えて冷却水ポ
ンプ２６を最低の回転数で運転し、温度検出手段４１が
所定の高温度、例えば１４０℃以上を検出したときには
所定の最高周波数、例えば６０Ｈｚに変換した電力を冷
却水ポンプ２６に加えて冷却水ポンプ２６を最高の回転
数で運転し、温度検出手段４１が所定の低温度と高温度
との間の温度を検出したときには、３０〜６０Ｈｚの間
で直線的に変換した電力を冷却水ポンプ２６に加えてそ
の回転数を直線的に制御するための制御プログラムを記
憶してある。

【００１４】また、その記憶手段６２には、吸収式冷凍
機の起動から所定時間、例えば３０分が経過すると共
に、加熱量制御弁２２の開度が所定時間、例えば５分間
に渡って設定値、例えば定格の８０％以下であるときに
は、冷却水ポンプ２６を運転するために消費する電力変
動費と、ガスバーナ４で消費する燃料変動費との和が最
低になる冷却水の定格に対する流量比率を、運転負荷
と、温度検出手段４０が検出した冷却水の流入温度Ｔ３
に基づいて演算算出するために、予備試験などにより定
めた演算式を記憶すると共に、その演算式に基づいて算
出した冷却水の流量を得るために、周波数変換装置３７
により周波数変換された電力を冷却水ポンプ２６に加え
て冷却水を変動制御するための制御プログラムも記憶し
てある。

【００１５】さらに、その記憶手段６２には、運転停止
時における制御プログラムとして、吸収式冷凍機の運転
停止信号が入力されたときに冷却水ポンプ２６に加えて
いた電力周波数を所定時間、例えば１０分間に渡って冷
却水ポンプ２６に加え続けて吸収液を稀釈する運転を行
うための制御プログラムも記憶してある。

【００１６】上記構成の吸収式冷凍機による冷水供給運
転においては、従来と同様に高温再生器３で蒸発した冷
媒は低温再生器５を経て凝縮器６へ流れ、冷却水ポンプ
２６によって凝縮器熱交換器２８を流れる冷却水と熱交
換して凝縮したのち冷媒配管１８を介して蒸発器１へ流
れる。そして、冷媒が蒸発器熱交換器２４を流れる水と
熱交換して蒸発し、気化熱によって蒸発器熱交換器２４
を流れる水が冷却される。そして、冷水が図示しない負
荷に循環して冷房作用などを行う。

【００１７】また、蒸発器１で蒸発した冷媒は、冷却水
ポンプ２６によって吸収器熱交換器２７を流れる冷却水
により冷却されている吸収器２で吸収液に吸収される。
冷媒を吸収して濃度が薄くなった稀吸収液が吸収液ポン
プ１６の運転によって低温熱交換器７および高温熱交換
器８を経て高温再生器３へ送られる。高温再生器３へ送
られた吸収液はバーナ４によって加熱されて冷媒が蒸発
し、中濃度の吸収液が高温熱交換器８を経て低温再生６
へ流れる。低温再生器５で吸収液は高温再生器８から冷
媒配管１７を流れてきた冷媒蒸気によって加熱され、さ
らに冷媒蒸気が分離され濃度が高くなる。高濃度になっ
た吸収液は低温熱交換器７を経て温度低下して吸収器２
へ送られて散布される。

【００１８】そして、上記吸収式冷凍機の冷却水ポンプ
２６は、本発明の追加型制御装置６０により起動時には
最低の回転数で運転され、温度検出手段４１が検出する
高温再生器３内の吸収液の温度Ｔ４の上昇と共にその回
転数は上げられるので、吸収液の温度上昇が十分でない
起動時から冷却水ポンプ２６を定格運転する従来技術よ
り、ランニングコストの削減が図れる。

【００１９】また、起動から所定時間が経過し、機内の
圧力および温度が十分に安定した状態で、加熱量制御弁
２２の開度が小さい状態が所定時間に渡って継続すると
きには、運転負荷が小さいと判断して冷却水ポンプ２６
の回転数が絞られるので、この場合も冷却水ポンプ２６
を定格運転する従来技術より、ランニングコストの削減
が図れる。なお、機内の圧力および温度が十分に安定す
るのを待って、部分負荷であるか否かを判定するので、
その判定を誤ることがない。

【００２０】さらに、吸収式冷凍機の運転を停止すると
きには、冷却水ポンプ２６はその運転停止信号が入力さ
れたときの回転数で所定時間運転が継続され、これによ
り吸収液の稀釈が行われる。

【００２１】そのため、運転負荷が小さいためにガスバ
ーナ４による加熱が少なく、したがって吸収液の濃度
も、温度検出手段４１が検出する吸収液の温度Ｔ４も低
く、冷却水をそれほど循環しなくても吸収液が結晶化す
る心配がないときには、ポンプ２６の運転を変流量制御
していたときの温度検出手段４１が検出する吸収液の低
い温度Ｔ４に基づいて算出された低い周波数の電力を冷
却水ポンプ２６に加えて、定格より少ない回転数で冷却
水ポンプ２６を運転するので、吸収液の濃度と温度に無
関係に冷却水ポンプ２６を定格運転して稀釈する従来技
術より、ランニングコストの削減が図れる。

【００２２】なお、本発明は上記実施形態に限定される
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。

【００２３】例えば、前記した起動時の制御、すなわち
温度検出手段４１が検出する吸収液の温度Ｔ４が所定の
８０℃と云った低温度を検出するまで、冷却水ポンプ２
６を最低の回転数で運転し、その後吸収液の温度Ｔ４の
上昇と共に冷却水ポンプ２６の回転数を上げる制御に代
えて、高温再生器３内の圧力を検出し、その圧力に基づ
いて冷却水ポンプ２６の回転数を制御するようにしても
良いし、所定時間が経過するまでは冷却水ポンプ２６を
所定の最低回転数で制御し、その所定時間が経過した
後、温度検出手段４１が検出する吸収液温度Ｔ４や、高
温再生器３内の圧力に基づいて冷却水ポンプ２６の回転
数を制御するようにしても良い。

【００２４】また、吸収式冷凍機としては、高温再生器
３内の吸収液を加熱するガスバーナ４に代えて、高温の
蒸気などを供給して吸収液を加熱するものであっても良
い。

【００２５】また、追加型制御装置６０により運転が制
御される冷却水ポンプ２６としては、極数変換によりそ
の回転数が制御されて吸収器熱交換器２７、凝縮器熱交
換器２８に供給する冷却水の流量を制御するタイプのポ
ンプであっても良いし、並列に複数台が設置され、運転
する台数が制御されて吸収器熱交換器２７、凝縮器熱交
換器２８に供給する冷却水の流量を制御するようにした
ものであっても良い。

【００２６】また、前記実施形態においては冷水あるい
は温水を供給できる構成の吸収式冷凍機に基づいて説明
したが、冷水のみを供給する吸収式冷凍機であっても良
い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の追加型制
御装置は既設の制御装置に通信手段を介して簡単に接続
することが可能であり、しかも、温度検出手段などを新
規に設置しなくても、冷却水ポンプを運転するために消
費する電力変動費と、再生器に供給する熱量のための変
動費との和が最小になる冷却水の流量を、既設の制御装
置を介して入力した吸収式冷凍機の運転情報に基づいて
演算算出し、その流量に冷却水の流量を制御することが
できるので、既に設置されている吸収式冷凍機のランニ
ングコストの削減を図るための改造工事が簡単に行え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御装置の一構成例を示す説明図であ
る。

【図２】本発明の制御装置で制御する吸収式冷凍機の構
成を示す説明図である。

【符号の説明】

１蒸発器２吸収器３高温再生器４ガスバーナ５低温再生器６凝縮器７低温熱交換器８高温熱交換器１１・１２・１３・１４・１５吸収液配管１６吸収液ポンプ１７・１８・１９冷媒配管２０冷媒ポンプ２１ガス配管２２加熱量制御弁２３冷温水配管２４蒸発器熱交換器２５冷却水配管２６冷却水ポンプ２７吸収器熱交換器２８凝縮器熱交換器２９冷媒バイパス管３０冷媒液溜り３１吸収液溜り３２開閉弁３３吸収液バイパス管３４開閉弁３５冷媒蒸気バイパス管３６開閉弁３７周波数変換装置３８・３９・４０・４１温度検出手段５０制御装置５１入力手段５２中央演算処理手段５３記憶手段５４設定入力手段５５容量制御出力手段５６通信手段６０追加型制御装置６１入力手段６２記憶手段６３中央演算処理手段６４外部出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者榎本英一栃木県足利市大月町１番地三洋電機空調株式会社内 (72)発明者古川雅裕栃木県足利市大月町１番地三洋電機空調株式会社内 (72)発明者小穴秀明栃木県足利市大月町１番地三洋電機空調株式会社内 (72)発明者石野裕嗣東京都港区海岸一丁目５番20号東京瓦斯株式会社内 (72)発明者川崎茂東京都港区海岸一丁目５番20号東京瓦斯株式会社内Ｆターム(参考） 3L093 AA01 BB11 BB22 CC00 DD09 EE12 EE14 GG02 GG03 HH03 HH12 HH14 HH19 JJ02 JJ06 KK05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】既設の吸収式冷凍機を制御する既存制御
装置と接続され、既存制御装置を介して入力した吸収式
冷凍機の運転情報に基づいて吸収器と凝縮器に供給する
冷却水の最適流量を演算算出し、その演算結果に基づい
て吸収器と凝縮器に冷却水を供給する冷却水ポンプの運
転を制御することを特徴とする追加型制御装置。
【請求項２】予め設定した冷却水流量と冷却水ポンプ
が消費する電力費との関係、および負荷率と冷却水流量
と再生器所要熱量との関係に基づいて、冷却水ポンプを
運転するために消費する電力変動費と、再生器に供給す
る熱量のための変動費との和が最小になる冷却水の流量
を最適流量として演算算出することを特徴とする請求項
1記載の追加型制御装置。