JP2002277091A - 吸収冷凍機及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低負荷域での効率を向上できるとともに、作り
勝手が良く運搬及び納入等も容易で省スペースで設置で
きる吸収冷凍機を得ることにある。 【解決手段】蒸発器、吸収器、再生器6、7、及び凝縮器
３を備え、水を冷媒とし臭化リチウム溶液を吸収剤とし
て用い、熱を駆動源とした吸収冷凍機を前提とする。蒸
発器11又は41、この蒸発器の冷媒ノズル20又は40に冷媒
を供給する冷媒ポンプ13又は43、吸収器12又は42、及び
この吸収器内の低濃度の臭化リチウム溶液を再生器側に
供給する溶液ポンプ14又は44を有する２つの蒸発器・吸
収器系統１、２を設ける。両系統の内の１系統のみを用
いる片肺運転と、両系統を共に用いる両肺運転とを切換
える切換え弁22、31、33、34、52、61、63、64、84、85、及び19、
49を設ける。低負荷域では片肺運転をして、この時に運
転される系統に流れる臭化リチウム溶液量を多く確保す
ることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸収冷凍機に係
り、特に、大容量機を構成するのに好適な吸収冷凍機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】吸収冷凍機は、水を冷媒、臭化リチウム
溶液を吸収剤とし、熱を駆動源とした冷凍機であって、
排熱利用に有効な冷凍機である。この吸収冷凍機は、蒸
発器、吸収器、再生器、及び凝縮器を主要機器として構
成され、蒸発器及び凝縮器の内部は高真空（絶対圧力で
６〜７mmＨｇ）に保持されている。そして、従来の吸収
冷凍機では蒸発器及び凝縮器が夫々単機備えられてい
て、これらは吸収冷凍機の冷凍能力に合わせた大きさに
形成されている。

【０００３】ところで、従来の吸収冷凍機の冷凍能力は
最大でも２５００ＲＴであるが、この吸収冷凍機の冷凍
能力を例えば５０００ＲＴに高めるには、それに応じて
単機構成の蒸発器及び凝縮器の能力も向上させなければ
ならない。そのためには、蒸発器及び凝縮器を夫々大型
化することで対応できるが、単に蒸発器及び凝縮器を夫
々大型にすることは、それに応じて大きな設置スペース
が必要となる。

【０００４】しかし、吸収冷凍機の設置スペースには制
限があることが多いので、既述のように単機を大形にす
ることは、設置上不適当となる場合が多いと考えられ
る。しかも、蒸発器及び凝縮器が大型になるほど、その
作り勝手が悪くなるとともに、運搬及び設置場所への納
入等も行いずらくなる。

【０００５】図３は従来の吸収冷凍機の蒸気消費率と負
荷との関係を示す特性図であって、この図中符号Ａは吸
収冷凍機の仕様によって定められる定格点であり、この
定格点Ａでの負荷は略１００％である。又、定格点Ａを
通って図２中下側に凸となる円弧を描いた特性曲線Ｂか
ら分かるように略４０％以下の負荷域では、定格点Ａの
レベルＣを上回る蒸気消費率となっている。この図３か
ら理解されるように吸収冷凍機は、特性曲線Ｂと前記レ
ベルＣとの交点Ｄと定格点Ａとの間の負荷域の中でも、
前記特性曲線Ｂが最も下がった領域、つまり略６０〜８
０％の負荷域で蒸気消費率が低く最も効率良く運転でき
るが、負荷が約４０％以下の低負荷域になると、蒸気消
費率が定格点Ａでの蒸気消費率を上回って必要となり、
冷凍機全体の効率が低下するという傾向がある。

【０００６】吸収冷凍機は、部分負荷域での運転の効率
が定格条件での効率を上回る等、部分負荷特性が他の冷
凍機に比較して良好な冷凍機であるが、それでも既述の
ように低負荷域での効率は定格条件での効率より低下す
る。その理由は、低負荷域での運転においては冷凍機内
を流れる臭化リチウム溶液の流量が減り過ぎ、特に、単
機構成の吸収器での臭化リチウム溶液の流量が減り過ぎ
て、この吸収器が有する吸収器チューブが乾いて、その
伝熱面を有効に使用できなくなることにあると考えられ
ている。その結果、低負荷域では、その負荷に対して吸
収器の伝熱面積が過剰になって、吸収性能が低下し、そ
れに伴って冷凍機全体の効率低下がもたらされる。この
ような事情から、吸収冷凍機を例えば大容量化するに際
しては、以上のような低負荷域での運転においても効率
を向上させることが要請されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、低負荷域での効率を向上できる吸収冷凍機
の運転方法を得ることにあり、又、低負荷域での効率を
向上できるとともに、作り勝手が良く運搬及び納入等も
容易で省スペースで設置できる吸収冷凍機を得ることに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る吸収冷凍機
の運転方法は、冷媒を散布する冷媒ノズルを有した蒸発
器、前記ノズルに冷媒を供給する冷媒ポンプ、前記蒸発
器で発生した冷媒蒸気に濃度の濃い臭化リチウム溶液を
散布する溶液ノズルを有した吸収器、及びこの吸収器内
の低濃度の臭化リチウム溶液を再生器側に供給する溶液
ポンプを夫々有する蒸発器・吸収器系統を複数備える吸
収冷凍機の運転方法を前提とする。そして、前記課題を
解決するために、所定負荷以下では複数の前記蒸発器・
吸収器系統のうちの一部の系統を使用するとともに他の
系統を休止して運転し、前記所定負荷より大きい負荷域
では、前記一部の系統と、前記休止した系統の内の少な
くとも一部の系統とを共に使用して運転することを特徴
としている。

【０００９】又、本発明に係る吸収冷凍機は、冷媒ノズ
ルを有し冷水が流通する蒸発器チューブに前記冷媒ノズ
ルから冷媒を散布することにより前記冷媒を蒸発気化さ
せて冷媒蒸気とする蒸発器と、溶液ノズルを有し前記蒸
発器で発生した冷媒蒸気を前記溶液ノズルから散布され
る濃度の濃い臭化リチウム溶液に吸収させる吸収器と、
前記冷媒蒸気を吸収して低濃度となった臭化リチウム溶
液を加熱してこの溶液中の冷媒を蒸発させて濃度が濃く
なった臭化リチウム溶液を前記吸収器に供給する再生器
と、この再生器で発生した冷媒蒸気を凝縮させて凝縮液
化した冷媒を前記蒸発器に供給する凝縮器とを備えた吸
収冷凍機を前提とする。そして、前記課題を解決するた
めに、前記蒸発器、前記冷媒ノズルに冷媒を供給する冷
媒ポンプ、前記吸収器、及び前記吸収器内の低濃度の臭
化リチウム溶液を前記再生器側に供給する溶液ポンプを
有する蒸発器・吸収器系統を複数設けて、所定負荷以下
では複数の前記蒸発器・吸収器系統のうちの一部を使用
するとともに他の系統を休止して運転させ、かつ、前記
所定負荷より大きい負荷域では、前記一部の系統と、前
記休止した系統の内の少なくとも一部の系統とを共に使
用して運転させる切換え弁を設けたことを特徴としてい
る。

【００１０】又、本発明に係る吸収冷凍機においては、
前記冷水の流通配管に、この配管を通る前記冷水の温度
を検出する冷水温度センサを取付け、このセンサが検出
する前記冷水の温度に基づいて前記所定負荷であるかど
うかを判定するとよい。この場合、冷水温度センサは冷
水の入口温度又は出口温度を検出すればよい。

【００１１】又、本発明に係る吸収冷凍機においては、
低負荷域での循環流特性を低負荷に適合させて、低負荷
域での効率をより向上させるために、高圧再生器の溶液
出口から熱交換器を経た臭化リチウム溶液を導いて、こ
の溶液を低圧再生器で得た濃度の濃い臭化リチウム溶液
と合流する溶液ラインに、第1流量調節弁を設け、この
調節弁をバイパスするバイパス流路を１以上接続し、こ
のバイパス流路に、第２流量調節弁及び前記所定負荷以
下では閉じており前記所定負荷より大きい負荷域では開
かれる自動開閉弁を設けるとよい。

【００１２】なお、本発明に係る吸収冷凍機及びその運
転方法において、所定負荷は任意に定めることができる
とともに、蒸発器・吸収器系統は２系統以上あればよ
く、又、本発明に係る吸収冷凍機において、切換え弁の
切換えは手動又は自動で実施することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１及び図２を参照して本
発明の一実施形態を説明する。

【００１４】図１は一実施形態に係る吸収冷凍機の概略
構成図である。この図１に示されるように吸収冷凍機
は、第１、第２の蒸発器・吸収器系統１、２と、再生器
と、凝縮器３と、低温熱交換器４と、高温熱交換器５と
を主要機器として備えており、水を冷媒とし、臭化リチ
ウム溶液を吸収剤とし、かつ、地域冷暖房用の蒸気を熱
源とするものであって、大容量機、例えば５０００ＲＴ
の冷凍能力を発揮するように構成されている。

【００１５】再生器には、熱効率を上げ加熱エネルギー
を減少させる目的で再生器を２段に配置してなる二重効
用型のものが使用されている。つまり、再生器には、臭
化リチウム希溶液を加熱する高圧再生器６と、この再生
器６で発生した高温の冷媒蒸気を加熱源として臭化リチ
ウム希溶液を更に加熱する低圧再生器７とを備えてい
る。

【００１６】第１蒸発器・吸収器系統１は、蒸発器１１
と、吸収器１２と、冷媒ポンプ１３と、溶液ポンプ１４
とを備えている。蒸発器１１と吸収器１２とは同一のシ
ェル（高真空容器）内に構成されている。蒸発器１１内
には蒸発器チューブ１５（多段の伝熱管群の使用が好ま
しい。）が配置されている。このチューブ１５には膜蒸
発促進管が好適に用いられている。蒸発器チューブ１５
には冷水入口ライン（冷水流通配管）１６を介して冷水
が供給され、蒸発器チューブ１５を流通した冷水は冷水
出口ライン（冷水流通配管）１７を通って、このライン
１７に取付けた冷水ポンプ１８を経た後に調節弁１９を
通って外部に流出される。冷水入口ライン１６に与えら
れる冷水は、ビルの冷房装置等（冷房負荷）に利用され
たものであり、その利用により約１３℃に温度上昇して
いる。冷水入口ライン１６（又は冷水出口ライン１７で
もよい。）には、その流路を開閉できる操作弁２２が取
付けられている。

【００１７】蒸発器１１内には蒸発器チューブ１５と対
向して冷媒ノズル２０が配置されており、蒸発器１１の
底部に開閉弁を介して連通された冷媒ポンプ１３によっ
て汲み上げられた冷媒（水）は、冷媒ライン（冷媒配
管）２１を流通して冷媒ノズル２０に供給される。この
蒸発器１１は、既述のように高圧真空容器内に構成され
ているから、スプレー膜蒸発方式により冷媒ノズル２０
から蒸発器チューブ１５に向けて散布された冷媒は、４
℃〜６℃位で沸騰して蒸発気化する。そのため、蒸発器
チューブ１５内を流れる冷水は、冷媒に与えた蒸発潜熱
分に応じて温度低下し、例えば６℃の冷水となって流出
される。この冷水は冷房負荷に送られて利用され、それ
により、約１３℃に温度上昇して冷水入口ライン１６に
流入される。

【００１８】吸収器１２内には、吸収器チューブ２５
（多段の伝熱管群の使用が好ましい。）が配置されてい
る。このチューブ２５にも膜蒸発促進管が好適に用いら
れている。吸収器チューブ２５には冷却水入口ライン
（冷却水入口配管）２６により導かれる約３２℃の冷却
水が調節弁２７を通って供給され、吸収器チューブ２５
を流通した冷却水は冷却水出口ライン（冷却水出口配
管）２８を通って外部に流出される。冷却水にはクーリ
ングタワー水又は他の水源よりの水が利用され、その入
口温度は例えば略３２℃である。吸収器１２内には吸収
器チューブ２５と対向して溶液ノズル２９が配置されて
おり、このノズル２９には、濃溶液ポンプ３０、６０の
少なくとも一方により圧送される臭化リチウム濃溶液が
供給される。この供給は、濃溶液ポンプ３０、６０から
操作弁３１、６１を経て低温熱交換器４を通った後、溶
液ライン（溶液配管）３２を経由して、このライン３２
に設けた操作弁３３を通って導かれる。

【００１９】それにより、臭化リチウム濃溶液が吸収器
チューブ２５に向けて散布される。こうして散布された
臭化リチウム濃溶液は、蒸発器１１で形成されて吸収器
１２に流入してきた冷媒蒸気を吸収して、その濃度が希
釈され、吸収器１２の底部に集められる。又、この吸収
に伴う反応熱は、吸収器チューブ２５内を流通する冷却
水によって外部に取出される。そのため、この熱交換に
より冷却水出口ライン２６に吐出される冷却水の温度は
例えば約４０℃となる。

【００２０】そして、濃度が薄くなって吸収器１２の底
部に集められた臭化リチウム希溶液は、前記底部に開閉
弁を介して連通された溶液ポンプ１４により吸収器１２
外に圧送され、溶液ライン（溶液配管）３５を介して低
温熱交換器４に供給され、更に、この交換器４から高温
熱交換器５に供給される。高温熱交換器５を流通した臭
化リチウム希溶液は、溶液ライン（溶液配管）３６を通
って高圧再生器６内に供給される。

【００２１】第２蒸発器・吸収器系統２は、前記第１蒸
発器・吸収器系統１と同じ構成である。つまり、蒸発器
４１と、吸収器４２と、冷媒ポンプ４３と、溶液ポンプ
４４とを備えている。蒸発器４１と吸収器４２とは同一
のシェル（高真空容器）内に構成されている。蒸発器３
１内には蒸発器チューブ４５（多段の伝熱管群の使用が
好ましい。）が配置されている。このチューブ４５には
膜蒸発促進管が好適に用いられている。蒸発器チューブ
４５にも冷水入口ライン（冷水流通配管）４６を介して
冷水が供給され、蒸発器チューブ４５を流通した冷水は
冷水出口ライン（冷水流通配管）４７を通って、このラ
イン４７に取付けた冷水ポンプ４８を経た後に調節弁４
９を通って外部に流出される。冷水入口ライン４６は前
記第１蒸発器・吸収器系統１の冷水入口ライン１６から
分岐されている。そのため、この冷水入口ライン４６に
も冷房負荷に利用されて約１３℃に温度上昇した冷水が
与えられる。冷水入口ライン４６（又は冷水出口ライン
４７でもよい。）には、その流路を開閉できる操作弁５
２が取付けられている。

【００２２】互いに並設された冷水ポンプ１８、４８の
吐出し口は、操作弁１９又は４９を個別に介した後に合
流され、冷房負荷に接続されている。前記合流点より下
流側のライン（流通配管）６５には、これを通る冷水の
出口温度を検出する冷水温度センサ６６が取付けられて
いる。このセンサ６６の検出情報は、吸収冷凍機全般の
制御を担うコントローラ６７に供給される。コントロー
ラ６７は冷水温度センサ６６の検出情報を基に、吸収冷
凍機の負荷が所定負荷以下で運転されているのか、それ
ともこの所定負荷よりも大きい負荷で運転されているの
かを判定する運転負荷判定手段を有している。

【００２３】図２は本実施形態に係る吸収冷凍機の蒸気
消費率と負荷との関係を示す特性図であって、この図中
符号Ａは吸収冷凍機の仕様によって定められる定格点で
あり、この定格点Ａでの負荷は略１００％である。又、
本実施形態では、通常言われている低負荷域の上限、つ
まり、略４０％の負荷よりも多少大きい負荷、例えば略
５０％の負荷を所定の負荷であるかどうかの基準値とし
て設定し、この略５０％の負荷が前記運転負荷判定手段
により自動的に判定されるようになっている。なお、図
２中Ｅは略４０％以下の低負荷域を示しており、Ｆは略
５０％の負荷点から定格点Ａにわたる負荷域を示してい
る。更に、図２中Ｇは本実施形態に係る吸収冷凍機の特
性曲線を示しており、この曲線Ｇは、前記略５０％の負
荷を境に、負荷域Ｆでの曲線部Ｇ１と、低負荷域Ｅでの
曲線部Ｇ２とからなる。そして、図２中点線で示す曲線
部Ｇ３とこれに連続する曲線部Ｇ１とで表される特性曲
線は、本実施形態の吸収冷凍機が後述のように両肺運転
された場合における特性を示し、曲線部Ｇ２は本実施形
態の吸収冷凍機が後述のように低負荷域Ｅ側で片肺運転
された場合における特性曲線を示している。

【００２４】又、蒸発器４１内には蒸発器チューブ４５
と対向して冷媒ノズル５０が配置されており、蒸発器４
１の底部に開閉弁を介して連通された冷媒ポンプ４３に
よって汲み上げられた冷媒（水）は、冷媒ライン（冷媒
配管）５１を流通して冷媒ノズル５０に供給される。し
たがって、この蒸発器４１においても、スプレー膜蒸発
方式により冷媒ノズル５０から蒸発器チューブ４５に向
けて散布された冷媒が、４℃〜６℃位で沸騰して蒸発気
化するため、蒸発器チューブ４５内を流れる冷水は、冷
媒に与えた蒸発潜熱分に応じて温度低下し、例えば６℃
の冷水となって流出される。この冷水は冷房負荷に送ら
れて冷房に利用され、それにより約１３℃に温度上昇し
て冷水入口ライン４６に流入される。

【００２５】吸収器４２内には、吸収器チューブ５５
（多段の伝熱管群の使用が好ましい。）が配置されてい
る。このチューブ５５にも膜蒸発促進管が好適に用いら
れている。吸収器チューブ５５には前記冷却水入口ライ
ン２６により導かれる約３２℃の冷却水が調節弁５７を
介して供給され、吸収器チューブ５５を流通した冷却水
は前記冷却水出口ライン２８を通って外部に流出され
る。吸収器４２内には吸収器チューブ５５と対向して溶
液ノズル５９が配置されており、このノズル５９には、
濃溶液ポンプ３０、６０の少なくとも一方により圧送さ
れる臭化リチウム濃溶液が供給される。この供給は、濃
溶液ポンプ３０、６０から操作弁３１、６１を経て低温
熱交換器４を通った後、前記溶液ライン３２から分岐さ
れた溶液ライン（溶液配管）６２を経由して、このライ
ン６２に設けた操作弁６３を通って導かれる。

【００２６】それにより、臭化リチウム濃溶液が吸収器
チューブ４５に向けて散布される。こうして散布された
臭化リチウム濃溶液は、蒸発器４１で形成されて吸収器
４２に流入してきた冷媒蒸気を吸収して、その濃度が希
釈され、吸収器４２の底部に集められる。又、この吸収
に伴う反応熱は、吸収器チューブ５５内を流通する冷却
水によって外部に取出される。そのため、この熱交換に
より冷却水出口ライン２６に吐出される冷却水の温度は
例えば約４０℃となる。

【００２７】そして、濃度が薄くなって吸収器４２の底
部に集められた臭化リチウム希溶液は、前記底部に開閉
弁を介して連通された溶液ポンプ４４により吸収器４２
外に操作弁６４を介して圧送された後、前記溶液ライン
３５に合流して、このライン３５を通って低温熱交換器
４に供給され、更に、この交換器４から高温熱交換器５
に供給される。互いに並設された濃溶液ポンプ３０、６
０の吐出し口は、操作弁３１又は６１を個別に経た後に
合流されて低温熱交換器４に接続されている。

【００２８】前記高圧再生器６が有した伝熱管７１に
は、図示しない地域冷暖房設備から高温の蒸気が調節弁
７２を介して供給される。伝熱管７１は、高圧再生器６
に供給された臭化リチウム希溶液を加熱するもので、そ
の加熱により前記希溶液から一部の冷媒を蒸発気化させ
て、濃度が中程度の臭化リチウム中溶液を作る。こうし
て得られた臭化リチウム中溶液は溶液ライン（溶液配
管）７３を通って高温熱交換器５に供給された後、この
交換器５を通って低温熱交換器４に供給される。

【００２９】高温熱交換器５では、そこに溶液ライン７
３から戻された高温の臭化リチウム中溶液を用いて、低
温熱交換器４側から供給された臭化リチウム希溶液を加
熱し、それにより溶液の濃度を高める一方で、臭化リチ
ウム中溶液を冷却する熱回収を行なう。そして、熱回収
された臭化リチウム中溶液は低圧再生器７から流出する
高濃度の臭化リチウム濃溶液と合流して、前記溶液ポン
プ３０又は６０により低温熱交換器４に供給され、ここ
で再び冷却された後に、吸収器１２又は４２のいずれか
少なくとも一方に供給されて、溶液ノズル２９又は５９
から散布される。

【００３０】一方、高圧再生器６にて蒸発した冷媒蒸気
は、冷媒ライン（溶液配管）７５を介して低圧再生器７
の再生器チューブ７６に供給され、更にこのチューブ７
６から冷媒ライン７７を介して前記凝縮器３の上部に配
設された冷媒ノズル７８に供給される。低圧再生器７と
この上側に配置される凝縮器３とは同一のシェル（高圧
真空容器）内に構成されている。

【００３１】低圧再生器７は、その再生器チューブ７６
の上方に対向して配置された溶液ノズル７９を有してお
り、このノズル７９には低温熱交換器４と高温熱交換器
５との間から引出された溶液ライン（溶液配管）８０を
通って低温熱交換器４を流通した臭化リチウム中溶液が
供給される。溶液ノズル７９は臭化リチウム中溶液を再
生器チューブ７６の外表面に散布する。そのため、高圧
再生器６で発生した高温の冷媒蒸気が流れている再生器
チューブ７６によって、散布された臭化リチウム中溶液
が加熱される。それにより、この中溶液に含まれている
冷媒の一部が蒸発して、高濃度の臭化リチウム濃溶液が
作られて、この濃溶液は低圧再生器７の底部に溜められ
る。この低圧再生器７内の臭化リチウム濃溶液は、溶液
合流ライン８１を通って前記溶液ポンプ３０又は６０に
吸込まれ、低温熱交換器に４に供給される。

【００３２】又、高圧再生器6の溶液出口６ａを通って
高温熱交換器5を経て溶液合流ライン81（低圧再生器6で
得た濃度の濃い臭化リチウム溶液が導かれる。）に合流
する溶液ライン９０には、第１流量調節弁９１が設けら
れている。そして、この溶液ライン９０には、第１流量
調節弁９１をバイパスするバイパス流路９２が設けられ
ている。なお、溶液ライン９０は１本であり、これにバ
イパス流路９２の本数を足した数と、前記複数の蒸発器
・吸収器系統の系統数とは同じであり、したがって、バイ
パス流路９２は蒸発器・吸収器系統の系統数に応じて１
以上設けられる。そして、バイパス流路９２には、第２
流量調節弁９３と自動開閉弁９４とが夫々取付けられて
いる。第１、第２の調節弁９１、９３の開度調節は前記
コントローラ６７からの指示に基づいて実行され、その
調節によって冷凍機内を流れる冷媒流量が適当となるよ
うに調節される。自動開閉弁９４の開閉もコントローラ
６７からの指示に基づいて実行される。

【００３３】この自動開閉弁９４は、前記所定負荷（例
えば既述のように蒸発器・吸収器系統が２系統の場合に
は５０％の負荷が好ましい。）以下の低負荷域側で吸収
冷凍機が片肺運転される場合には閉じて使用され、又、
前記所定負荷から前記定格点Ａに至る負荷域Ｈで吸収冷
凍機が両肺運転される場合には開いて使用される。片肺
運転では、前記蒸発器・吸収器系統１、２の内のいずれ
か一方を使用するとともに他方を休止して吸収冷凍機が
運転される。前記所定負荷から前記定格点Ａにわたる負
荷域Ｈでは両肺運転が行われ、この両肺運転では両蒸発
器・吸収器系統１、２を共に使用して吸収冷凍機が運転
される。

【００３４】前記凝縮器３内には前記冷却水ライン２６
により冷却水が供給される凝縮機チューブ８２が設けら
れている。凝縮器３は、絶対圧力５５mmＨｇ（約１／１
４気圧）のもとで作動される。この凝縮器３では、冷媒
ライン７７を通して供給される冷媒と、低圧再生器７で
蒸発して凝縮器３内に流入してきた冷媒蒸気とが、凝縮
器チューブ８２を流通する冷却水との熱交換により冷却
凝縮して、冷媒（水）となる。この冷媒は、重力及び圧
力差によって冷媒ライン（冷媒配管）８３に送出され
る。

【００３５】冷媒ライン８３は２系統設けられるか、図
１に示すように２系統に分岐されている。一方の冷媒ラ
イン８３ａは、その途中に操作弁８４を設けて一方の蒸
発器１１に接続され、他方の冷媒ライン８３ｂは、その
途中に操作弁８５を設けて他方の蒸発器４１に接続され
ている。したがって、凝縮器３で冷却水によって凝縮液
化された冷媒は、蒸発器１１、４１の少なくとも一方に
供給された後、冷媒ポンプ１３又は４３によって蒸発器
１１、４１内の蒸発器チューブ１５又は４５の外表面に
向けて散布される。

【００３６】以上の構成を備えた吸収冷凍機において、
操作弁２２、３１、３３、３４、５２、６１、６３、６
４、８４、８５は、いずれもモータを動力として開閉動
作されて片肺運転と両肺運転を切換えるために使用され
る切換え弁であって、又、流量調節用の調節弁１４、４
９も片肺運転と両肺運転を切換える切換え弁として使用
される。又、自動開閉弁９４もモータを動力として開閉
動作される。なお、この吸収冷凍機は暖房運転をするこ
ともできるが、本発明においては関係がないので、暖房
運転時の動作説明は省略する。

【００３７】前記構成の吸収冷凍機で、冷却水温度セン
サ６６が検出する冷水出口ライン４７を流通する冷水の
温度が所定温度よりも高い時には、吸収冷凍機の負荷が
所定負荷（５０％）より高いとコントローラ６７が判定
して、このコントローラ６７での指令に基づいて吸収式
冷凍機は両肺運転モードで運転される。

【００３８】すなわち、この運転モードでは、各操作弁
２２、３１、３３、３４、５２、６１、６３、６４、８
４、８５、及び自動開閉弁９４等がいずれも開いた状態
に保持されるので、各ポンプ１３、１４、１８、３０、
４３、４４、４８、６０、及び凝縮器３、再生器６、７
等の運転に伴い、第１、第２の蒸発器・吸収器系統１、
２が共に用いられて、冷媒及び吸収剤の冷凍機内に対す
る既述の循環が繰返される。このように全ての蒸発器・
吸収器系統１、２を使用する両肺運転では、図２中の曲
線部Ｇ１と、これに負荷５０％のところで変曲点Ｊを形
成することなく滑らかに連続する曲線部Ｇ３とがなす特
性曲線にしたがって運転され、最大で５０００ＲＴの冷
凍能力を発揮する。なお、この場合、負荷が略６０〜８
０％の領域で最も効率良く運転できる。

【００３９】そして、冷却水温度センサ６６が検出する
冷水の温度が所定温度よりも低い時には、吸収冷凍機の
負荷が所定負荷（５０％）より低いとコントローラ６７
が判定して、このコントローラ６７での指令に基づいて
吸収式冷凍機は、複数の蒸発器・吸収器系統の内の一部
のみを使用し、他の蒸発器・吸収器系統を休止する片肺
運転モードで運転される。

【００４０】すなわち、この運転モードでは、第１蒸発
器・吸収器系統１に係る各操作弁２２、３３、３４、６
４、８４、調節弁１９、２７、及び自動開閉弁９４が、
コントローラ６７からの指示に基づいて閉じられるとと
もに、各ポンプ１３、１４、１８、及び３０が停止され
る。その一方で、第２蒸発器・吸収器系統２に係る各操
作弁５２、６１、６３、６４、８５、及び調節弁４９、
５７は、閉いたままの状態を保持するとともに、各ポン
プ４３、４４、４８、及び６０は運転状態のままに保持
される。それにより、第１蒸発器・吸収器系統１が休止
されるとともに、第２蒸発器・吸収器系統２が使用され
る片肺運転が実行される。

【００４１】なお、これに代えて、コントローラ６７で
の指令に基づいて第１蒸発器・吸収器系統１を使用する
とともに、第２蒸発器・吸収器系統２を休止させる片肺
運転を行なうこともできる。又、第１、第２の蒸発器・
吸収器系統１、２の内のいずれかの系統についての各操
作弁及び調節弁を省略しても、以上の片肺運転と両肺運
転とを切換えることが可能であり、この場合には弁の使
用数が削減され、冷凍機構成の簡素化とコストダウンが
可能である。しかし、本実施形態のように各蒸発器・吸
収器系統の全てに各操作弁及び調節弁を設けて運転モー
ドを切換えるようにした構成では、低負荷運転をするた
びに第１、第２の蒸発器・吸収器系統１、２を交互に使
用可能であるから、一部の蒸発器・吸収器系統のみが常
に使用されてそれが他の系統より早く劣化することがな
く、冷凍機全体の耐久性が高い点で優れている。

【００４２】以上のように負荷が５０％を下回った負荷
域では片肺運転が実行されるから、この時、再生器６、
７側から第１、第２の蒸発器・吸収器系統１、２に向け
て還流する冷媒は、第２蒸発器・吸収器系統２のみに供
給される。そのために、蒸発器４１に戻される冷媒の散
布量が一定の保持されて、この蒸発器４１の性能低下が
ないばかりでなく、蒸発器４１と対をなす吸収器４２に
対する臭化リチウム溶液の循環量が増加される。

【００４３】すなわち、吸収冷凍機では、負荷が減少す
ると吸収冷凍機内の臭化リチウム溶液の循環量が減少す
るとともに、吸収器の伝熱面積も減少することが知られ
ている。吸収器の管群（吸収器チューブ）は負荷１００
％で臭化リチウム溶液の循環量が最適となるように設計
されているので、この設計において既述のように５０％
の負荷以下に臭化リチウムの溶液循環量が下がった時に
片肺運転となって、この運転で使用されない片方の吸収
器１２への臭化リチウム溶液の供給が停止される。その
ため、冷凍機内を循環する全ての臭化リチウム溶液が片
肺運転において使用される方の吸収器４２の管群一個に
流されるから、この吸収器４２の管群一個に対する臭化
リチウム溶液の循環量を倍増できる。

【００４４】したがって、吸収器４２の吸収器チューブ
５５が乾くことが抑制され、その伝熱面を有効に使用で
きるようになるから、吸収器４２の吸収性能の低下が抑
制されて、低負荷域（定格点ＡのレベルＣを上回る蒸気
消費率を要する負荷域であって、図２中負荷約４０％以
下の負荷域。）での冷凍機の効率を向上できる。

【００４５】なお、以上の運転モード変更に際しては、
例えば４５％から５５％の負荷変動が掛った時には、両
肺運転から片肺運転への移行、又はこの逆への移行が繰
返されて制御上の安定性を欠く恐れがある。そこで、実
際的には、例えば負荷が５０％以上に増加した時には両
肺運転とするとともに、この両肺運転を負荷が４０％以
下となっても過度的には維持し、負荷が４０％以下にな
ってはじめて片肺運転に移行するように構成するとよ
い。このように構成することにより、制御上のチャタリ
ングを解消して安定した制御が可能である。

【００４６】ところで、以上の低負荷域での片肺運転に
おいては、両肺運転時に比較して使用される蒸発器・吸
収器系統の伝熱面積が半分になるに伴い、この片肺運転
時に使用される第２蒸発器・吸収器系統２に流通する臭
化リチウム溶液が増加して、その濃度が濃い目になるこ
とが実証試験の結果判明した。しかし、前記構成の吸収
冷凍機は、高圧再生器６の溶液出口６ａに連通して設け
られて溶液合流ライン８１に合流する溶液ライン９０を
バイパスするバイパス流路９２の自動開閉弁９４を、片
肺運転時には閉じて溶液流量を適正に絞って、冷凍機内
の循環流特性を部分負荷（低負荷）に合わせることがで
きる。つまり、溶液合流ライン８１に導かれる臭化リチ
ウム濃溶液に対して、濃度が中程度の臭化リチウム中溶
液の合流量が少なくなり、それに応じて濃溶液ポンプ６
０により吸収器４２に送り込まれる臭化リチウム溶液の
濃度を薄めることができる。このような臭化リチウム溶
液の循環量の減少に伴う濃度調節により、片肺運転時に
使用されている第２蒸発器・吸収器系統２に対する臭化
リチウム溶液の量を、冷凍機内の臭化リチウム溶液の濃
度バランスに適合するように改善できる。それにより、
吸収冷凍機の効率を向上できる。

【００４７】以上のように前記構成の吸収冷凍機は、低
負荷域では両肺運転から片肺運転に移行することによっ
て、その時に使用される蒸発器・吸収器系統の蒸発器４
１及び吸収器４２の性能低下を防止して、蒸気消費率の
悪化を防止できる。こうした部分負荷時の蒸気消費率の
改善は図２中曲線部Ｇ２で示される。

【００４８】そして、前記のように両肺運転から片肺運
転への移行、又はこの逆への移行は、既述のように冷水
出口ライン６５に取付けた冷水温度センサ６６で、冷水
出口ライン６５を通る冷水の温度を検出し、その検出温
度に基づいて低負荷域であるかどうかを判定して行なう
から、運転切換えの基準として設定される所定負荷を簡
単に判定でき、それに基づいて負荷に応じた両肺運転又
は片肺運転をすることができる。

【００４９】又、以上のように負荷の大きさに応じて運
転モードを切り換えて使用される前記構成の吸収冷凍機
は、その蒸発器・吸収器系統を２系統に分けて、冷凍能
力が５０００ＲＴとなるように大容量化した構成であ
る。そのため、単機構成の蒸発器及び凝縮器を夫々大型
化して冷凍能力を５０００ＲＴに向上させる場合に比較
して、両蒸発器・吸収器系統１、２の蒸発器１１、４
１、及び吸収器１２、４２を小形にでき、それに伴い第
１、第２の蒸発器・吸収器系統１、２を小型に作ること
ができる。

【００５０】したがって、単機構成の蒸発器及び凝縮器
を夫々大型化して能力を向上させる場合に比較して冷凍
機全体の設置スペースが小さくて済む。ちなみに、冷凍
能力５０００ＲＴの本実施形態に係る吸収冷凍機の設置
面積は７４．１ｍ²であり、これは従来機対比で約２５
％の省スペース化を図ることができた。

【００５１】更に、既述のように第１、第２の蒸発器・
吸収器系統１、２を、単機構成の蒸発器及び凝縮器を夫
々大型化して能力を向上させる場合に比較して小型に作
ることができるので、これら蒸発器・吸収器系統１、２
の作り勝手が良くなるとともに、その運搬及び設置場所
への納入等も容易にできる。

【００５２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５３】蒸発器・吸収器系統を複数備える吸収冷凍
機の運転方法であって、所定負荷以下では複数の前記蒸
発器・吸収器系統のうちの一部の系統を使用するととも
に他の系統を休止して運転し、前記所定負荷より大きい
負荷域では、前記一部の系統と、前記休止した系統の内
の少なくとも一部の系統とを共に使用して運転するよう
にした発明方法によれば、低負荷域において運転される
一部の蒸発器・吸収器系統に流れる臭化リチウム溶液の
流量を多く確保できる。それにより、特に、使用される
吸収器が有する吸収器チューブが乾くことを防止して、
吸収器の吸収性能の低下を抑制できるので、低負荷域で
の冷凍機全体の効率を向上できる。

【００５４】蒸発器、吸収器、再生器、及び凝縮器を備
え、水を冷媒とするとともに臭化リチウム溶液を吸収剤
として用い、かつ、熱を駆動源をとした吸収冷凍機にお
いて、蒸発器、この蒸発器が有した冷媒ノズルに冷媒を
供給する冷媒ポンプ、吸収器、及びこの吸収器内の低濃
度の臭化リチウム溶液を前記再生器側に供給する溶液ポ
ンプを有する蒸発器・吸収器系統を複数設けるととも
に、所定負荷以下では複数の前記蒸発器・吸収器系統の
うちの一部を使用するとともに他の系統を休止して運転
させ、かつ、前記所定負荷より大きい負荷域では、前記
一部の系統と、前記休止した系統の内の少なくとも一部
の系統とを共に使用して運転させる切換え弁を設けたこ
とを特徴とする発明によれば、低負荷域において運転さ
れる一部の蒸発器・吸収器系統に流れる臭化リチウム溶
液の流量を多く確保できる。それにより、特に、使用さ
れる吸収器が有する吸収器チューブが乾くことを防止し
て、吸収器の吸収性能の低下を抑制できるので、低負荷
域での冷凍機全体の効率を向上できる。しかも、この発
明においては、蒸発器・吸収器系統を複数備えて、単機
構成の蒸発器及び凝縮器を夫々大型化して能力を向上さ
せるのと同等以上の能力を複数の蒸発器・吸収器系統で
得ることができるから、個々の蒸発器・吸収器系統を小
型に作ることができるに伴って、単機構成の蒸発器及び
凝縮器を夫々大型化して能力を向上させる場合に比較し
て冷凍機全体の設置スペースが小さくて済む。更に、単
機構成の蒸発器及び凝縮器を夫々大型化して能力を向上
させる場合に比較して、既述のように個々の蒸発器・吸
収器系統を小形に作ることができるので、これら蒸発器
・吸収器系統の作り勝手が良くなるとともに、その運搬
及び設置場所への納入等も容易になる。

【００５５】又、前記吸収冷凍機において、この冷凍機
の冷水の流通配管に取付けた冷水温度センサで、前記流
通配管を通る冷水の温度を検出し、その検出温度に基づ
いて低負荷域であるかどうかを判定するようにした発明
によれば、運転切換えの基準として設定される所定負荷
を簡単に判定できるから、それに基づいて切換え弁を切
り換えることによって、蒸発器・吸収器系統を負荷に応
じた運転できる。

【００５６】又、前記吸収冷凍機において、高圧再生器
の溶液出口から出る臭化リチウム溶液を導いて、低圧再
生器で得た濃度の濃い臭化リチウム溶液と合流する溶液
ラインに第1流量調節弁を設け、かつ、この弁をバイパ
スしたバイパス流路に、第２流量調節弁及び所定負荷以
下では閉じており所定負荷より大きい負荷域では開かれ
る自動開閉弁を設けた発明によれば、低負荷域での運転
において蒸発器・吸収器系統に流通する臭化リチウム溶
液の濃度が濃い目になるにも拘らず、この時に運転され
ている蒸発器・吸収器系統に対する臭化リチウム溶液の
循環量を、自動開閉弁を閉じることによって減少させ
て、溶液循環流特性を冷凍機内の濃度バランスに適合す
るようにしたから、低負荷域での冷凍機全体の効率をよ
り向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る吸収冷凍機の概略構
成図。

【図２】図１の吸収冷凍機における蒸気消費率と負荷と
の関係を示す特性図。

【図３】従来の吸収冷凍機における蒸気消費率と負荷と
の関係を示す特性図。

【符号の説明】

１、２…蒸発器・吸収器系統 ３…凝縮器 ４…低温熱交換器 ５…高温熱交換器 ６…高圧再生器 ７…低圧再生器 １１、４１…蒸発器 １２、４２…吸収器 １３、４３…冷媒ポンプ １３、４４…溶液ポンプ １６…冷水入口ライン（冷水の流通配管） １７…冷水出口ライン（冷水の流通配管） １８、４８…冷水ポンプ １９、４９…調節弁（切換え弁） ２０、５０…冷媒ノズル ２２、５２…操作弁（切換え弁） ２９、５９…溶液ノズル ３０、６０…濃溶液ポンプ ３１、６１…操作弁（切換え弁） ３３、６３、６４…操作弁（切換え弁） ６５…溶液ライン ６６…冷水温度センサ ６７…コントローラ ８１…溶液合流ライン ８３…冷媒ライン ８４、８５…操作弁（切換え弁） ９０…溶液ライン ９１…第１流量調節弁 ９２…バイバス流路 ９３…第２流量調節弁 ９４…自動開閉弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中里 央 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 藤原 誠 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Ｆターム(参考） 3L093 BB12 BB13 BB37 CC07 DD08 EE17 GG02 HH02 HH06 HH15 JJ03 JJ04 JJ06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を散布する冷媒ノズルを有した蒸発
   器、前記ノズルに冷媒を供給する冷媒ポンプ、前記蒸発
   器で発生した冷媒蒸気に濃度の濃い臭化リチウム溶液を
   散布する溶液ノズルを有した吸収器、及びこの吸収器内
   の低濃度の臭化リチウム溶液を再生器側に供給する溶液
   ポンプを夫々有する蒸発器・吸収器系統を複数備える吸
   収冷凍機の運転方法であって、 所定負荷以下では複数の前記蒸発器・吸収器系統のうち
   の一部の系統を使用するとともに他の系統を休止して運
   転し、前記所定負荷より大きい負荷域では、前記一部の
   系統と、前記休止した系統の内の少なくとも一部の系統
   とを共に使用して運転することを特徴とする吸収冷凍機
   の運転方法。
2. 【請求項２】 冷媒ノズルを有し冷水が流通する蒸発器
   チューブに前記冷媒ノズルから冷媒を散布することによ
   り前記冷媒を蒸発気化させて冷媒蒸気とする蒸発器と、
   溶液ノズルを有し前記蒸発器で発生した冷媒蒸気を前記
   溶液ノズルから散布される濃度の濃い臭化リチウム溶液
   に吸収させる吸収器と、前記冷媒蒸気を吸収して低濃度
   となった臭化リチウム溶液を加熱してこの溶液中の冷媒
   を蒸発させて濃度が濃くなった臭化リチウム溶液を前記
   吸収器に供給する再生器と、この再生器で発生した冷媒
   蒸気を凝縮させて凝縮液化した冷媒を前記蒸発器に供給
   する凝縮器とを備えた吸収冷凍機において、 前記蒸発器、前記冷媒ノズルに冷媒を供給する冷媒ポン
   プ、前記吸収器、及び前記吸収器内の低濃度の臭化リチ
   ウム溶液を前記再生器側に供給する溶液ポンプを有する
   蒸発器・吸収器系統を複数設けて、所定負荷以下では複
   数の前記蒸発器・吸収器系統のうちの一部を使用すると
   ともに他の系統を休止して運転させ、かつ、前記所定負
   荷より大きい負荷域では、前記一部の系統と、前記休止
   した系統の内の少なくとも一部の系統とを共に使用して
   運転させる切換え弁を設けたことを特徴とする吸収冷凍
   機。
3. 【請求項３】 前記冷水の流通配管に、この配管を通る
   前記冷水の温度を検出する冷水温度センサを取付け、こ
   のセンサが検出する前記冷水の温度に基づいて前記所定
   負荷であるかどうかを判定することを特徴とする請求項
   ２に記載の吸収冷凍機。
4. 【請求項４】 高圧再生器の溶液出口から熱交換器を経
   た臭化リチウム溶液を導いて、この溶液を低圧再生器で
   得た濃度の濃い臭化リチウム溶液と合流する溶液ライン
   に、第1流量調節弁を設け、この調節弁をバイパスする
   バイパス流路を１以上接続し、このバイパス流路に、第
   ２流量調節弁及び前記所定負荷以下では閉じており前記
   所定負荷より大きい負荷域では開かれる自動開閉弁を設
   けたことを特徴とする請求項２又は３に記載の吸収冷凍
   機。