JP2009092318A - 蒸気吸収式冷凍機の省エネルギー制御運転方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
乾球温度と相対湿度とを逐次計測し、計測結果を入力し演算して得られる数値を元にして、制御盤34aに予め入力されているデータテーブルにより、蒸気吸収式冷凍機に循環する冷却水温度を選択・設定し、冷却水が設定温度になるように、冷却塔ファンモータの回転数制御と冷却水温度調整弁制御を組み合わせて制御し、制御盤からの信号を吸収式冷凍機の運転盤42に受けて、運転盤では、冷水温度を検出して得る冷房負荷信号及び制御盤からの信号により、蒸気制御弁46の開度を決定し、加熱用蒸気が過大に流れることを防止し、冷水の冷やし過ぎが生じないようにする。
【選択図】 図2
Description
冷却塔で冷却する冷却水の目標温度は、通常、蒸気吸収式冷凍機入口での要求仕様である、冷却水入口温度32℃又は31℃であり、この要求仕様温度は、日本国内では1年を通した最大湿球温度時(例えば28℃)でも冷却塔で冷却可能な冷却水温度としている。いい換えると、日本国内においては1年のほとんどの期間で、湿球温度がこの最大湿球温度以下であるため、冷却水温度を32℃又は31℃より低い温度に低下させることが可能なのである。
これらのことから、冷却塔周辺の湿球温度に応じて、冷却水温度を制御して、冷却水温度の低下が可能な場合には冷却水温度を低下させて(吸収式冷凍機の安全運転に支障を来たさない範囲で低下させて)、吸収式冷凍機の運転効率を改善させることができる。また、蒸気吸収式冷凍機の運転動力である水蒸気消費量も削減可能となるため、冷房用の冷水を供給する熱源システムにおいて、従来の制御システムより大幅な省エネルギー運転を図ることができる。
また、恒温恒湿装置として、目標乾球温度、目標湿球温度及び目標相対湿度の雰囲気指標のうち少なくとも2つの値の入力に基づき冷却装置の冷却能力を制御するようにしたものが知られている(例えば、特許文献4参照)。また、湿潤温度制御優先式温湿度統合コントローラとして、乾球温度センサーのみならず湿潤温度センサーを備える空気調和システム用コントローラとする構成のものが知られている(例えば、特許文献5参照)。また、、屋内温度調節器として、室内に湿度センサーと温度センサーとを設け、湿潤温度値を乾球温度と共に用いて、温度値と湿度値の両方の関数である単一の誤差信号を生成し、これによって、温度調節システムの異常サイクルなしで室内温度と室内湿度の両方を制御するようにし、湿潤温度を直接測定するセンサーを使用する代わりに、室内の相対湿度と乾球温度から湿潤温度を合成することができるようにしたものが知られている(例えば、特許文献6参照)。また、冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機制御方法及び吸収式冷凍機設備として、冷水入口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水流量を制御するようにしたものが知られている(例えば、特許文献7参照)。さらに、二重効用吸収冷凍機として、この二重効用吸収冷凍機において、起動時の高圧再生器における蒸気過大流入あるいは溶液キャリオーバー現象を防止するようにしたものが知られている(例えば、特許文献8参照)。
すなわち、蒸気制御弁の開度調整により蒸気流量を制御しようとしても制御弁前の蒸気供給側圧力と制御弁後の胴内伝熱管部凝縮圧力の圧力差が増大して、制御弁で制御が必要な蒸気量以上の蒸気が過大に吸収式冷凍機に流入することになる。蒸気吸収式冷凍機は、適正な蒸気量を越えて蒸気が流入すると、異常加熱、冷えすぎ、吸収液の結晶化など、吸収式冷凍機にとって好ましくない事象が起き、異常停止する恐れが生じる。
本発明では、外部センサーで検知した冷却水温度変化を、制御信号として蒸気吸収式冷凍機の運転盤に取り込み、負荷量制御ないし冷水出口温度制御に加えて、冷却水温度変化に対応する蒸気制御弁の開度制御を行うことにより、蒸気吸収式冷凍機の負荷量制御ないし冷水出口温度制御などの単独の制御では達成不可能な高効率運転と加熱用蒸気の過流量を防止する運転が実現できる。なお、ガスをエネルギー源とする吸収式冷温水機の場合には、供給されるガス圧力が蒸気式に比べて格段に低いことと、熱燃焼に変換して運転しているためにこのような圧力差の問題は起こらない。
(1)乾球温度と相対湿度を計測して湿球温度を演算により導く計算結果を用い、この湿球温度に順応し、予め設定したデータテーブルの温度になるように、冷却塔で冷却する冷却水温度を自動的に温度設定することができ、このため、蒸気吸収式冷凍機に入る冷却水循環温度を低下させて冷温水機の能力、効率を向上させることができる。
(2)外気湿球温度を算出して、蒸気吸収式冷凍機に入る冷温水温度を低下させて冷凍機が消費する蒸気消費量などの加熱用熱量を節減ることができる。また、蒸気吸収式冷凍機の冷却水変流量制御を行うシステムにおいて、変流量運転時に生じる運転効率低下を回復させることができる。
(3)冷却水温度制御機能を有する制御装置から発信される信号(冷却水温度の変換信号)を受けて、蒸気制御弁の開度の上限を決定し、加熱用蒸気が過大に流れることを防止(ピークカット運転)し、冷水の冷やし過ぎを防止して、高効率運転を可能にすることができる。
図1は、本発明の実施の第1形態による蒸気吸収式冷凍機の省エネルギー運転装置を示し、図3はその制御フローを示している。
図28は、冷却水温度と蒸気制御弁46の開度との関係の一例を示している。例えば、冷却水温度が30℃の時は、蒸気制御弁46の開度を80%とし、冷却水温度が22℃の時は、蒸気制御弁46開度を30%とするように制御する。
図10は6パターンのうちのパターン(1)を示している。このパターン(1)は、Tcw32℃の時に冷却水温度が32℃から37℃の間で変化すると、ファン速度を低速回転から100%回転の間で変化させるパターンを示している。同様に、図11はパターン(2)を、図12はパターン(3)を、図13はパターン(4)を、図14はパターン(5)を、図15はパターン(6)を示している。
図28は、冷却水温度と蒸気制御弁46の開度との関係の一例を示している。例えば、冷却水温度が30℃の時は、蒸気制御弁46の開度を80%とし、冷却水温度が22℃の時は、蒸気制御弁46開度を30%とするように制御する。
一方、冷却塔14からの冷却水出口温度が低く、吸収式冷凍機入口温度が所定の温度より低い時は、図6に示すように、吸収式冷凍機10から戻る冷却水を冷却塔14へ送らずに、全量又は一部がバイパスして冷却水温度調整弁16を経由して、冷却水ポンプ12により吸収冷温水機10に循環する。すなわち、冷却水温度調整弁16を制御して、冷却塔側から入る量と冷却塔をバイパスして弁16に入る量を制御して、吸収冷温水機10に入る冷却水温度を制御している。
図16は6段階のうちのパターン(1)の冷却塔ファン制御を示し、図17は冷却水温度調整弁制御を示している。このパターン(1)の図17は、Tcw32℃の時に冷却水温度が32℃から27℃の間で変化すると、弁16の開度を全開から全閉の間で変化させるパターンを示している。同様に、図18、図19はパターン(2)を、図20、図21はパターン(3)を、図22、図23はパターン(4)を、図24、図25はパターン(5)を、図26、図27はパターン(6)を示している。
12 冷却水ポンプ
14 冷却塔
16 冷却水温度調整弁
18 冷水ポンプ
20 弁の駆動装置
22 ファンモータの駆動信号接続用端子
24 冷却ファン
26 冷却塔ファンモータ
28 乾球温度センサー
30 相対湿度センサー
32 演算器
34 制御盤
34a 制御盤
36 データテーブル
38 冷却水入口ライン
40 冷却水温度センサー
42 運転盤
44 蒸気供給管
46 蒸気制御弁
48 冷水出口ライン
50 冷水温度センサー
Claims (3)
- 蒸気吸収式冷凍機を運転するに際し、乾球温度と相対湿度とを逐次計測し、計測結果を入力し演算して得られる数値を元にして、制御盤に予め入力されているデータテーブルにより、蒸気吸収式冷凍機に循環する冷却水温度を選択・設定し、冷却水が設定温度になるように、冷却塔ファンモータの回転数制御、又は冷却塔ファンモータの回転数制御と冷却水温度調整弁制御を組み合せた制御のいずれかの方法で制御し、制御盤からの信号を吸収式冷凍機の運転盤に受けて、運転盤では、冷水温度を検出して得る冷房負荷信号及び制御盤からの信号により、蒸気制御弁の開度を決定し、加熱用蒸気が過大に流れることを防止し、冷水の冷やし過ぎが生じないようにすることを特徴とする蒸気吸収式冷凍機の省エネルギー制御運転方法。
- 蒸気吸収式冷凍機と、この蒸気吸収式冷凍機に接続された運転盤と、この蒸気吸収式冷凍機に冷却水を供給するための冷却水ポンプと、この蒸気吸収式冷凍機に接続された蒸気制御弁を備えた蒸気供給管と、前記蒸気吸収式冷凍機からの冷却水を冷却するための冷却塔とを少なくとも備えた冷房用の冷水を供給するための熱源システムにおいて、乾球温度センサー及び相対湿度センサーが接続された演算器と、この演算器に接続された制御盤と、演算器の数値を元にして循環する冷却水温度を表した、制御盤に予め入力されているデータテーブルと、蒸気吸収式冷凍機の冷却水入口ラインに設けられた冷却水温度センサーと、吸収式冷凍機の冷水出口ラインに設けられ、運転盤に接続された冷水温度センサーとを備え、制御盤と冷却塔ファンモータが接続されて、蒸気吸収式冷凍機に循環される冷却水温度が、データテーブルで設定された温度に制御されるようにし、かつ、制御盤と蒸気制御弁とが運転盤を介して接続されて、制御盤から発信される信号を吸収式冷凍機の運転盤に受けて、運転盤では、冷水温度を検出して得る冷房負荷信号及び制御盤からの信号により、蒸気制御弁の開度の上限が決定され、加熱用蒸気が過大に流れることを防止し、冷水の冷やし過ぎが生じないようにしたことを特徴とする蒸気吸収式冷凍機の省エネルギー制御運転装置。
- 蒸気吸収式冷凍機と、この蒸気吸収式冷凍機に接続された運転盤と、この蒸気吸収式冷凍機に冷却水を供給するための冷却水ポンプと、この蒸気吸収式冷凍機に接続された蒸気制御弁を備えた蒸気供給管と、前記蒸気吸収式冷凍機からの冷却水を冷却するための冷却塔と、この冷却塔からの冷却水の温度を調節するための冷却水温度調整弁とを少なくとも備えた冷房用の冷水を供給するための熱源システムにおいて、乾球温度センサー及び相対湿度センサーが接続された演算器と、この演算器に接続された制御盤と、演算器の数値を元にして循環する冷却水温度を表した、制御盤に予め入力されているデータテーブルと、蒸気吸収式冷凍機の冷却水入口ラインに設けられた冷却水温度センサーと、吸収式冷凍機の冷水出口ラインに設けられ、運転盤に接続された冷水温度センサーとを備え、制御盤と冷却塔ファンモータ及び冷却水温度調整弁が接続されて、蒸気吸収式冷凍機に循環される冷却水温度が、データテーブルで設定された温度に制御されるようにし、かつ、制御盤と蒸気制御弁とが運転盤を介して接続されて、制御盤から発信される信号を吸収式冷凍機の運転盤に受けて、運転盤では、冷水温度を検出して得る冷房負荷信号及び制御盤からの信号により、蒸気制御弁の開度の上限が決定され、加熱用蒸気が過大に流れることを防止し、冷水の冷やし過ぎが生じないようにしたことを特徴とする蒸気吸収式冷凍機の省エネルギー制御運転装置。
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