JP2002357370A - 吸収冷凍機の制御方法 - Google Patents

吸収冷凍機の制御方法

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JP2002357370A
JP2002357370A JP2001165301A JP2001165301A JP2002357370A JP 2002357370 A JP2002357370 A JP 2002357370A JP 2001165301 A JP2001165301 A JP 2001165301A JP 2001165301 A JP2001165301 A JP 2001165301A JP 2002357370 A JP2002357370 A JP 2002357370A
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Toshiyuki Hoshino
俊之 星野
Masahiro Furukawa
雅裕 古川
Taichi Sumiyoshi
太一 住吉
Noriyuki Nishiyama
教之 西山
Atsushi Ishizuka
敦之 石塚
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Tokyo Gas Co Ltd
Sanyo Electric Air Conditioning Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Sanyo Electric Air Conditioning Co Ltd
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    • F25B49/04—Arrangement or mounting of control or safety devices for sorption type machines, plants or systems
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/006—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the sorption type system

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優先順位通りに熱源が確実に利用できるよう
にすると共に、負荷が急変しても蒸発器から供給する冷
水温度がオーバーシュートしないようにする。 【解決手段】 低温熱源供給管１８から低温水再生器６
に供給する排温水の流量を強制的に最大値に制御してい
るときに、温度センサ１９が計測する冷水温度Ｔが主設
定値の７℃より下がると、主設定値の７℃より低い６℃
を基準としたＰＩＤ制御を再開して低温熱源供給管１８
から低温水再生器６に供給する排温水の流量を制御し、
高温熱源供給管１６から高温再生器１に供給する排ガス
の流量を強制的に零に制御しているときに、温度センサ
１９が計測する冷水温度Ｔが主設定値の７℃より高い８
℃になると、主設定値の７℃を基準としたＰＩＤ制御を
再開して高温熱源供給管１６から高温再生器１に供給す
る排ガスの流量を制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸収液を加熱して
冷媒蒸気を生成する熱源を二種類備えた吸収冷凍機（吸
収冷温水機を含む）に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】天然ガスや石油などを燃焼して作る高温
と、コージェネレーションシステムなどから出る排熱と
を利用して吸収液を加熱し、吸収液から冷媒を蒸発分離
して冷媒蒸気と濃縮された吸収液とを生成する吸収冷凍
機が周知である。
【０００３】また、排温水と排ガスとで供給される、ガ
スエンジンなどを用いたコージェネレーションシステム
の排熱の両方を熱源に利用した吸収冷凍機も周知であ
る。
【０００４】そして、何れの場合も顧客の熱の利用形態
により、どちらか一方を優先的に利用することになるの
で、熱の有効利用を図る観点から、優先使用する熱源の
熱が確実に利用できるようにする必要がある。
【０００５】そのため、本発明者らは特願２０００−０
７４１７３号において、蒸発器で冷却して供給する冷水
の温度設定値として異なる２値を定め、一方の設定温度
値に基づいて一方の熱源による加熱量を制御し、他方の
設定温度値に基づいて他方の熱源による加熱量を制御す
るようにした制御方法を提案した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】特願２０００−０７４
１７３号に提案した制御方法により、優先順位通りに熱
源を利用できるようになったが、吸収液の加熱量をＰＩ
Ｄ制御する場合に比例帯を大きく設定したときや、積分
時間を長く設定したときには、負荷が急変した際に燃料
供給弁を閉じる時間や、全閉確認時間中に冷水が過冷却
され、装置が異常停止する不都合が起こることがあった
ので、そのような不都合が生じることがない制御方法を
提供する必要があり、それが解決すべき課題であった。
【０００７】
【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、優先使用する
熱源Ａによる吸収液加熱量Ｑ１を蒸発器から供給する冷
水の第１の設定温度値Ｔ１を基準値とした制御で制御
し、残余の熱源Ｂによる吸収液加熱量Ｑ２を第１の設定
温度値Ｔ１より高い第２の設定温度値Ｔ２を基準値とし
た制御で制御し、吸収液を加熱して吸収液から蒸発分離
した冷媒蒸気を凝縮器で放熱凝縮させ、その凝縮液冷媒
を蒸発器で蒸発させ、蒸発器で冷媒の蒸発作用により冷
却した冷水を負荷に供給して冷房などの冷却作用を行う
吸収冷凍機の制御方法において、吸収液加熱量Ｑ２が所
定時間継続して最小値にあると吸収液加熱量Ｑ２を強制
的に零に制御すると共、第１の設定温度値Ｔ１を基準値
とした制御により吸収液加熱量Ｑ１を制御し、吸収液加
熱量Ｑ１が所定時間継続して最大値にあると吸収液加熱
量Ｑ１を強制的に最大値に制御すると共、第２の設定温
度値Ｔ２を基準値とした制御により吸収液加熱量Ｑ２を
制御するようにした第１の構成の制御方法と、
【０００８】前記第１の構成の制御方法において、吸収
液加熱量Ｑ１を強制的に最大値に制御していて、蒸発器
から供給する冷水の温度Ｔが第２の設定温度値Ｔ２より
下がると、第１の設定温度値Ｔ１を基準値とした吸収液
加熱量Ｑ１の制御を再開するようにした第２の構成の制
御方法と、
【０００９】前記第１の構成の制御方法において、吸収
液加熱量Ｑ２を強制的に零に制御していて、蒸発器から
供給する冷水の温度Ｔが第２の設定温度値Ｔ２より高い
第３の設定温度値Ｔ３を超えると、第２の設定温度値Ｔ
２を基準値とした吸収液加熱量Ｑ２の制御を再開するよ
うにした第３の構成の制御方法と、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。
【００１０】
【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１に例示した吸収冷凍機
は、吸収液がコージェネレーションシステムなどから排
熱として供給される高温（例えば６５０℃）の排ガスと
熱交換すると共に、中程度の温度（例えば８８℃）の排
温水とも熱交換して加熱されるように構成したものであ
る。
【００１１】図１において、１は高温再生器、２は低温
再生器、３は凝縮器、４は蒸発器、５は吸収器、６は低
温水再生器、７は低温水凝縮器、８は低温熱交換器、９
は高温熱交換器、１０・１１は吸収液ポンプ、１２は冷
媒ポンプであり、それぞれは図示したように吸収液管と
冷媒管とで配管接続され、吸収液と冷媒がそれぞれ循環
可能に構成されている。
【００１２】また、蒸発器４には図示しない冷房などの
冷却負荷に冷水を循環供給するための冷水管１３が通さ
れ、吸収器５、凝縮器３、低温水凝縮器７には冷却水管
１４が直列に通されている。
【００１３】また、高温再生器１には、排ガスダンパ１
５を備えた高温熱源供給管１６が通され、低温水再生器
６から吸収液ポンプ１１により供給される高温再生器１
内の吸収液を、高温の排ガスで加熱して冷媒蒸気を吸収
液から分離蒸発させ、吸収液を濃縮するように構成され
ている。
【００１４】また、低温水再生器６には排温水制御弁１
７を備えた低温熱源供給管１８が通され、排温水制御弁
１７の開度調節によって低温水再生器６に供給する排温
水の流量が調節可能に構成され、吸収器５で冷媒を吸収
して濃度が低下し、吸収液ポンプ１０により供給される
吸収液を加熱し、冷媒蒸気を発生する能力が調整できる
ように構成されている。
【００１５】上記構成の吸収冷凍機においては、冷却水
管１４に冷却水を流し、高温熱源供給管１６から高温排
ガスを、低温熱源供給管１８から排温水をそれぞれ供給
すると共に、吸収液ポンプ１０、１１および冷媒ポンプ
１２を運転すると、高温再生器１においては吸収液が高
温熱源供給管１６から供給される高温の排ガスにより加
熱され、冷媒蒸気と濃縮された吸収液とが得られる。
【００１６】高温再生器１で生成された高温の冷媒蒸気
は低温再生器２に入り、高温再生器１で濃縮され、高温
熱交換器９を経由して低温再生器２に入った吸収液を加
熱して放熱凝縮し、凝縮器３に入る。
【００１７】低温再生器２で加熱されて吸収液から蒸発
分離した冷媒は凝縮器３へ入り、冷却水管１４内を流れ
る水と熱交換して凝縮液化し、高温再生器１から供給さ
れて低温再生器２で凝縮した冷媒と一緒になって蒸発器
４に入る。
【００１８】蒸発器４に入って底部に溜まった冷媒液
は、冷媒ポンプ１２により上方から散布され、冷水管１
３の内部を流れる水と熱交換して蒸発し、冷水管１３の
内部を流れる水を冷却する。
【００１９】そして、蒸発器４で蒸発した冷媒は吸収器
５に入り、低温再生器２で加熱されて冷媒を蒸発分離
し、吸収液の濃度が一層高まった吸収液、すなわち低温
熱交換器８を経由して供給され、上方から散布される吸
収液に吸収される。
【００２０】吸収器５で冷媒を吸収して濃度の薄くなっ
た吸収液は、吸収液ポンプ１０の運転により低温熱交換
器８を経由して低温水再生器６に入る。
【００２１】低温水再生器６に入った吸収液は、低温熱
源供給管１８から供給される排温水によって加熱され、
冷媒蒸気を分離して濃縮された吸収液が吸収液ポンプ１
１により高温熱交換器９を経由して高温再生器１に戻さ
れる。
【００２２】低温水再生器６で生成した冷媒蒸気は低温
水凝縮器７に入り、冷却水管１４を流れる冷却水に放熱
して凝縮し、凝縮器３で凝縮して供給される凝縮液と一
緒になって蒸発器４に入り、冷媒ポンプ１２により上方
から散布される。
【００２３】上記のように吸収冷凍機の運転が行われる
と、蒸発器４の内部の冷水管１３において冷媒の気化熱
により冷却された冷水が、冷水管１３を介して図示しな
い冷却負荷に循環供給できるので、冷房運転などの冷却
運転が行える。
【００２４】２０は、上記のような動作機能を有する吸
収冷凍機の制御器であり、マイコンや記憶手段などを備
えて構成され、蒸発器４で冷却されて冷水管１３に流れ
出た冷水の温度情報を、冷水管１３の蒸発器４出口側に
設けた温度センサ１９から取り込み、この蒸発器出口側
の冷水温度Ｔが所定の温度、例えば主設定値（定格時温
度）の７℃に維持されるように排ガスダンパ１５と排温
水制御弁１７の開度を制御して、高温熱源供給管１６お
よび低温熱源供給管１８から取り込む熱量（解決手段で
云う吸収液加熱量Ｑ１、Ｑ２に該当）を調節する機能を
備えている。
【００２５】例えば、冷却負荷から定格温度１２℃で戻
って来る冷水管１３の冷水を、排温水制御弁１７から供
給される排温水を優先利用して主設定値の７℃に蒸発器
４で冷却し、冷却負荷に循環供給するように構成すると
きには、制御器２０は温度センサ１９が計測する冷水温
度Ｔを主設定値の７℃とするために、高温熱源供給管１
６から高温再生器１に供給する排ガスの熱量、具体的に
は排ガスダンパ１５の開度を例えば主設定値の７℃より
１℃低い６℃を基準値としたＰＩＤ制御により制御する
と共に、低温熱源供給管１８から低温水再生器６に供給
する排温水の熱量、具体的には排温水制御弁１７の開度
を例えば主設定値の７℃を基準値としたＰＩＤ制御によ
り制御するように構成する。
【００２６】また、制御器２０は、例えば図２に示した
ように、排ガスダンパ１５が所定時間、例えば５分間連
続して全閉を続けたときには、排ガスダンパ１５を強制
的に全閉にし、その状態で排温水制御弁１７の開度を温
度センサ１９が計測する冷水温度Ｔと基準値の６℃とに
基づいてＰＩＤ制御するように構成する。
【００２７】また、排温水制御弁１７が所定時間、例え
ば５分間連続して全開であるときには、排温水制御弁１
７を強制的に全開にし、その状態で排ガスダンパ１５の
開度を温度センサ１９が計測する冷水温度Ｔと基準値の
７℃とに基づいてＰＩＤ制御するように構成する。
【００２８】なお、ステップＳ１でノーと判定されたと
きにはステップＳ５に移行し、ステップＳ４でノーと判
定されたときにはステップＳ１に戻るように制御する。
【００２９】さらに、制御器２０は、排ガスダンパ１５
と排温水制御弁１７とを図３、図４に示したように制御
するようにも構成する。すなわち、制御器２０は、温度
センサ１９が計測する冷水温度Ｔが主設定値の７℃より
１℃低い基準値の６℃未満であるときには排ガスダンパ
１５を強制的に全閉にし、そうでないときには温度セン
サ１９が計測する冷水温度Ｔが主設定値の７℃より１℃
高い８℃より高いか否かを判定し、イエスのときには排
ガスダンパ１５の強制的全閉を解除し、そうでないとき
にはステップＳ１１に戻るようにする。
【００３０】また、制御器２０は、温度センサ１９が計
測する冷水温度Ｔが主設定値の７℃より１．５℃低い
５．５℃未満であるときには排温水制御弁１７を強制的
に全閉にし、そうでないときには温度センサ１９が計測
する冷水温度Ｔが主設定値の７℃より１℃低い基準値の
６℃より高いか否かを判定し、イエスのときには排温水
制御弁１７の強制的全閉を解除し、そうでないときには
ステップＳ２１に戻るようにする。
【００３１】図３、図４に示した上記制御の併用によ
り、低温熱源供給管１８から低温水再生器６に供給する
排温水が、高温熱源供給管１６から高温再生器１に供給
する排ガスに優先して利用できるようになると共に、冷
却負荷が急減しても蒸発器３から冷水管１３を介して冷
却負荷に循環供給する冷水が過冷却されることはない。
また、冷却負荷が急増しても、蒸発器３から冷水管１３
を介して冷却負荷に循環供給する冷水の温度低下が間に
合わないと云ったこともない。
【００３２】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。
【００３３】例えば、高温再生器１に供給する熱源とし
ては、高温再生器１に併設したガスバーナで燃やす天然
ガス・油などの燃焼熱を利用するものであっても良い。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、優
先利用することに決めた熱源を確実に先に使用すること
ができる。また、請求項２の発明によれば、比例帯を大
きく設定する、積分時間を長く設定するなどしてＰＩＤ
制御を行う際に、負荷が急減することがあっても、蒸発
器で冷却して冷却負荷に供給する冷水が過冷却されるこ
とはない。また、請求項３の発明によれば、同様の制御
中に冷却負荷が急増しても、冷却負荷に供給する冷水の
温度低下が間に合わないと云ったこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置構成を示す説明図である。
【図２】排温水制御弁と排ガスダンパの制御例を示す説
明図である。
【図３】排温水制御弁と排ガスダンパの他の制御例を示
す説明図である。
【図４】排温水制御弁と排ガスダンパの他の制御例を示
す説明図である。
【符号の説明】
１ 高温再生器 ２ 低温再生器 ３ 凝縮器 ４ 蒸発器 ５ 吸収器 ６ 低温水再生器 ７ 低温水凝縮器 ８ 低温熱交換器 ９ 高温熱交換器 １０・１１ 吸収液ポンプ １２ 冷媒ポンプ １３ 冷水管 １４ 冷却水管 １５ 排ガスダンパ １６ 高温熱源供給管 １７ 排温水制御弁 １８ 低温熱源供給管 １９ 温度センサ ２０ 制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星野 俊之 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 住吉 太一 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 西山 教之 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 石塚 敦之 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 BB26 BB29 DD09 EE17 GG02 HH11 JJ02 JJ04 KK05 LL03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 優先使用する熱源Ａによる吸収液加熱量
    Ｑ１を蒸発器から供給する冷水の第１の設定温度値Ｔ１
    を基準値とした制御で制御し、残余の熱源Ｂによる吸収
    液加熱量Ｑ２を第１の設定温度値Ｔ１より高い第２の設
    定温度値Ｔ２を基準値とした制御で制御し、吸収液を加
    熱して吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気を凝縮器で放熱
    凝縮させ、その凝縮液冷媒を蒸発器で蒸発させ、蒸発器
    で冷媒の蒸発作用により冷却した冷水を負荷に供給して
    冷房などの冷却作用を行う吸収冷凍機の制御方法におい
    て、吸収液加熱量Ｑ２が所定時間継続して最小値にある
    と吸収液加熱量Ｑ２を強制的に零に制御すると共、第１
    の設定温度値Ｔ１を基準値とした制御により吸収液加熱
    量Ｑ１を制御し、吸収液加熱量Ｑ１が所定時間継続して
    最大値にあると吸収液加熱量Ｑ１を強制的に最大値に制
    御すると共、第２の設定温度値Ｔ２を基準値とした制御
    により吸収液加熱量Ｑ２を制御することを特徴とする吸
    収冷凍機の制御方法。
  2. 【請求項２】 吸収液加熱量Ｑ１を強制的に最大値に制
    御していて、蒸発器から供給する冷水の温度Ｔが第２の
    設定温度値Ｔ２より下がると、第１の設定温度値Ｔ１を
    基準値とした吸収液加熱量Ｑ１の制御を再開することを
    特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機の制御方法。
  3. 【請求項３】 吸収液加熱量Ｑ２を強制的に零に制御し
    ていて、蒸発器から供給する冷水の温度Ｔが第２の設定
    温度値Ｔ２より高い第３の設定温度値Ｔ３を超えると、
    第２の設定温度値Ｔ２を基準値とした吸収液加熱量Ｑ２
    の制御を再開することを特徴とする請求項１記載の吸収
    冷凍機の制御方法。
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