JP2011202923A - 吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却水の温度が低くても安定して運転可能な吸収式冷凍機を提供する。
【解決手段】高温再生器５、低温再生器６、蒸発器１、凝縮器７、及び吸収器２を備え、高温再生器５と凝縮器７とを低温再生器６を経由する冷媒管３１で接続し、冷媒管３１に、流路抵抗を付与する流路抵抗手段４１と、この流路抵抗手段４１をバイパスするバイパス管４２とを設け、このバイパス管４２に開閉弁４３を設けた吸収式冷凍機１００において、吸収器２及び凝縮器７に順次冷却水を流通させる冷却水管１５を設け、冷却水管１５の吸収器入口側に冷却水の温度を計測する冷却水温度センサ６２を設け、冷却水温度センサ６２の計測結果に応じて開閉弁４３を制御する弁制御手段５０を備える構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、高温再生器から凝縮器に冷媒を送る冷媒管にダンパを備える吸収式冷凍機に関する。

従来、高温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、及び吸収器を備え、これらを配管接続して吸収液及び冷媒の循環経路をそれぞれ形成した吸収式冷凍機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この吸収式冷凍機では、高温再生器と凝縮器とは、低温再生器の吸収液溜りに配管された伝熱管及び冷媒ドレン熱回収器を経由する冷媒管により接続されている。高温再生器で加熱されて吸収液から分離された冷媒蒸気は冷媒管を流通する過程で凝縮して冷媒液となり、この冷媒液は高温再生器と凝縮器との差圧によって冷媒管内を移動する。冷媒管を流通する冷媒の流速を低下させ、高温再生器からの冷媒蒸気の温熱で低温再生器内の吸収液や吸収器からの稀吸収液を十分に加熱させるため、冷媒管には、冷媒ドレン熱回収器の下流側に、流路抵抗を付与する流量制御弁やオリフィス等の流路抵抗手段が設けられている。

特開２００３−２８７３１５号公報

ところで、吸収式冷凍機は、この吸収式冷凍機に供給される冷却水の温度（冷却水入口温度）が低下するにしたがい性能（ＣＯＰ：Coefficient of Performance）が向上する。しかしながら、冷却水入口温度が任意温度を下回ると、高温再生器の圧力低下に伴い高温再生器と凝縮器との差圧が小さくなるので、上記従来の吸収式冷凍機のように流路抵抗手段が設けられていると、冷媒の流動性が低下する。冷媒液の流動性が低下すると、冷媒管の低温再生器付近に冷媒液が溜まり、あるいは、冷媒液が冷媒管において低温再生器を行き来する状態が発生し、これにより低温再生器での吸収液の加熱再生が不安定になり、ひいては、熱負荷に供給するブラインの出口側の温度が上下に変動を繰り返すハンチングが発生してしまうおそれがある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、冷却水の温度が低くても安定運転が可能な吸収式冷凍機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器、及び吸収器を備え、高温再生器と凝縮器とを低温再生器を経由する冷媒管で接続し、この冷媒管に、流路抵抗を付与する流路抵抗手段と、この流路抵抗手段をバイパスするバイパス管とを設け、このバイパス管に開閉弁を設けた吸収式冷凍機において、前記吸収器及び前記凝縮器に順次冷却水を流通させる冷却水管を設け、前記冷却水管の吸収器入口側に冷却水の温度を計測する冷却水温度センサを設け、前記冷却水温度センサの計測結果に応じて前記開閉弁を制御する弁制御手段を備えたことを特徴とする。

上記構成において、前記弁制御手段は、前記冷却水温度センサが計測した温度が第１温度以下の場合に、前記開閉弁を全開にしてもよい。

上記構成において、前記弁制御手段は、前記冷却水温度センサが計測した温度が前記第１温度よりも高い第２温度に至った場合に、前記開閉弁を全閉にしてもよい。

上記構成において、前記高温再生器の入熱量を制御する入熱量制御弁を備え、前記弁制御手段は、前記冷却水温度センサの計測結果と、前記入熱量制御弁の開度とに応じて前記開閉弁を制御してもよい。

上記構成において、前記低温再生器の下流側の前記冷媒管には、当該冷媒管を流通する冷媒と、前記吸収器から延びる稀吸収液管を流通する稀吸収液との間で熱交換を行う冷媒ドレン熱回収器が設けられ、前記高温再生器に当該高温再生器内の圧力を検出する圧力センサを設け、前記冷媒管の冷媒ドレン熱回収器出口側に冷媒の温度を計測する冷媒温度センサを設け、前記弁制御手段は、前記冷却水温度センサの計測結果と、前記圧力センサの検出結果と、前記冷媒温度センサの計測結果とに応じて前記開閉弁を制御してもよい。

本発明によれば、吸収器及び凝縮器に順次冷却水を流通させる冷却水管を設け、冷却水管の吸収器入口側に冷却水の温度を計測する冷却水温度センサを設け、冷却水温度センサの計測結果に応じて開閉弁を制御する弁制御手段を備えたため、例えば、冷却水温度が低い場合に、バイパス管を流通する冷媒量を増加するように、開閉弁を制御することで、冷媒管の冷媒を流れやすくすることができるので、吸収式冷凍機を安定して運転させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る吸収式冷凍機の概略構成図である。 開閉弁の制御を説明する図である。 本発明の第３の実施の形態に係る吸収式冷凍機の概略構成図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態に係る吸収式冷凍機の概略構成図である。
吸収式冷凍機１００は、冷媒に水を、吸収液に臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液を使用した二重効用型の吸収式冷凍機である。吸収式冷凍機１００は、図１に示すように、蒸発器１と、この蒸発器１に並設された吸収器２と、これら蒸発器１及び吸収器２を収納した蒸発器吸収器胴３と、ガスバーナ４を備えた高温再生器５と、低温再生器６と、この低温再生器６に並設された凝縮器７と、これら低温再生器６及び凝縮器７を収納した低温再生器凝縮器胴８と、低温熱交換器１２と、高温熱交換器１３と、冷媒ドレン熱回収器１６と、稀吸収液ポンプＰ１と、濃吸収液ポンプＰ２と、冷媒ポンプＰ３とを備え、これらの各機器が吸収液管２１〜２５及び冷媒管３１〜３５などを介して配管接続されている。
また、符号１４は、蒸発器１内で冷媒と熱交換したブラインを、図示しない熱負荷（例えば空気調和装置）に循環供給するための冷／温水管であり、この冷／温水管１４の一部に形成された伝熱管１４Ａが蒸発器１内に配置されている。冷／温水管１４の伝熱管１４Ａ下流側には、当該冷／温水管１４内を流通するブラインの温度を計測する温度センサ６１が設けられている。符号１５は、吸収器２及び凝縮器７に順次冷却水を流通させるための冷却水管であり、この冷却水管１５の一部に形成された各伝熱管１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ吸収器２及び凝縮器７内に配置されている。符号５０は、吸収式冷凍機１００全体の制御を司る制御装置である。上記温度センサ６１は、制御装置５０の制御によって、計測結果を制御装置５０に出力する。

吸収器２は、蒸発器１で蒸発した冷媒蒸気を吸収液に吸収させ、蒸発器吸収器胴３内の圧力を高真空状態に保つ機能を有する。この吸収器２の下部には、冷媒蒸気を吸収して稀釈された稀吸収液が溜る稀吸収液溜り２Ａが形成され、この稀吸収液溜り２Ａには、インバータ５１により周波数可変に制御される稀吸収液ポンプＰ１が設けられた稀吸収液管２１の一端が接続されている。稀吸収液管２１は、稀吸収液ポンプＰ１の下流側で第１稀吸収液管２１Ａと第２稀吸収液管２１Ｂとに分岐され、第１稀吸収液管２１Ａは冷媒ドレン熱回収器１６を経由し、第２稀吸収液管２１Ｂは低温熱交換器１２を経由した後に再び合流する。そして、稀吸収液管２１の他端は、第３稀吸収液管２１Ｃと第４稀吸収液管２１Ｄとに分岐され、第３稀吸収液管２１Ｃは高温熱交換器１３を経由した後、高温再生器５内に形成された熱交換部５Ａの上方に位置する気層部５Ｂに開口し、第４稀吸収液管２１Ｄは低温再生器６内の上部に形成された気層部６Ａに開口している。

高温再生器５の下部には、例えば都市ガス等の燃料に点火する点火器４Ａと、燃料量を制御して熱源量を可変にする燃料制御弁（入熱量制御弁）４Ｂとを備えるガスバーナ４が収容されている。ガスバーナ４は、制御装置５０が出力した燃焼信号を受信すると、ガスを燃焼させ、燃料制御弁４Ｂの開度は、制御装置５０により、温度センサ６１が計測した温度に応じて制御されている。高温再生器５には、ガスバーナ４の上方に当該ガスバーナ４の火炎を熱源として吸収液を加熱再生する熱交換部５Ａが形成されている。この熱交換部５Ａには、ガスバーナ４で燃焼された排気ガスが流通する排気経路１７が接続され、熱交換部５Ａの側方には、この熱交換部５Ａで加熱再生された後に当該熱交換部５Ａから流出した濃吸収液が溜る濃吸収液溜り５Ｃが形成されている。この濃吸収液溜り５Ｃには、濃吸収液溜り５Ｃ（高温再生器５内）に溜った吸収液の液面レベルを検知する液面センサ５２が設けられている。

濃吸収液溜り５Ｃの下端には、濃吸収液管２２の一端が接続され、この濃吸収液管２２の他端は、高温熱交換器１３を介して、低温再生器６から延びる中間吸収液管２４と合流する。高温熱交換器１３は、濃吸収液溜り５Ｃから流出した高温の吸収液の温熱で第３稀吸収液管２１Ｃを流れる吸収液を加熱するものであり、高温再生器５におけるガスバーナ４の燃料消費量の低減を図っている。また、濃吸収液管２２の高温熱交換器１３上流側と吸収器２とは開閉弁Ｖ１が介在する吸収液管２３により接続されている。

低温再生器６は、高温再生器５で分離された冷媒蒸気を熱源として、気層部６Ａの下方に形成された吸収液溜り６Ｂに溜った吸収液を加熱再生するものであり、吸収液溜り６Ｂには、高温再生器５の上端部から凝縮器７の底部への延びる冷媒管３１の一部に形成される伝熱管３１Ａが配置されている。この冷媒管３１に冷媒蒸気を流通させることにより、上記伝熱管３１Ａを介して、冷媒蒸気の温熱が吸収液溜り６Ｂに溜った吸収液に伝達され、この吸収液が濃縮される。
低温再生器６の吸収液溜り６Ｂには、中間吸収液管２４の一端が接続され、この中間吸収液管２４の他端は、上記濃吸収液管２２と合流して濃吸収液管２５となる。この濃吸収液管２５は、濃吸収液ポンプＰ２及び低温熱交換器１２を介して、吸収器２の気層部２Ｂ上部に設けられる濃液散布器２Ｃに接続されている。低温熱交換器１２は、高温再生器５の濃吸収液溜まり５Ｃから流出した濃吸収液、及び、低温再生器６の吸収液溜り６Ｂから流出した中間吸収液の温熱で第２稀吸収液管２１Ｂを流れる稀吸収液を加熱するものである。また、濃吸収液ポンプＰ２の上流側には、この濃吸収液ポンプＰ２及び低温熱交換器１２をバイパスするバイパス管２５Ａ，２５Ｂが設けられており、濃吸収液ポンプＰ２の運転が停止している場合には、高温再生器５の濃吸収液溜まり５Ｃから流出した濃吸収液、及び、低温再生器６の吸収液溜り６Ｂから流出した中間吸収液は、バイパス管２５Ａ，２５Ｂ通じて低温熱交換器１２を経由することなく吸収器２内に供給される。

上述のように、高温再生器５の気層部５Ｂと凝縮器７の底部に形成された冷媒液溜り７Ａとは、低温再生器６の吸収液溜り６Ｂに配管された伝熱管３１Ａ及び冷媒ドレン熱回収器１６を経由する冷媒管３１により接続されている。この冷媒管３１には、冷媒ドレン熱回収器１６の下流に、流路抵抗を付与するダンパ（流路抵抗手段）４１が設けられており、このダンパ４１によって冷媒管３１を流れる冷媒の流速が低下し、冷媒管３１の冷媒蒸気と低温再生器６内の吸収液との間で熱交換が十分に行われるとともに、冷媒管３１の冷媒蒸気と第１稀吸収液管２１Ａ内の稀吸収液との間で熱交換が十分に行われる。

冷媒管３１の伝熱管３１Ａ上流側と吸収器２の気層部２Ｂとは開閉弁Ｖ２が介在する冷媒管３２により接続されている。また、凝縮器７の冷媒液溜り７Ａと蒸発器１の気層部１ＡとはＵシール部３３Ａが介在する冷媒管３３により接続されている。また、蒸発器１の下方には、液化した冷媒が溜る冷媒液溜り１Ｂが形成され、この冷媒液溜り１Ｂと蒸発器１の気層部１Ａ上部に配置される散布器１Ｃとは冷媒ポンプＰ３が介在する冷媒管３４により接続されている。この冷媒管３４の冷媒ポンプＰ３下流側と吸収器２の吸収液溜り２Ａとは開閉弁Ｖ３が介在する冷媒管３５により接続されている。また、冷却水管１５の伝熱管１５Ｂ出口側との冷／温水管１４の伝熱管１４Ａの出口側とは、開閉弁Ｖ４が介在する連通管３６により接続されている。

吸収式冷凍機１００は、制御装置５０の制御により、冷／温水管１４から冷水を取り出す冷房運転が実行される。冷房運転時には、冷／温水管１４を介して図示しない熱負荷に循環供給されるブライン（例えば冷水）の蒸発器１出口側温度（温度センサ６１にて計測される温度）が所定の設定温度、例えば７℃になるように吸収式冷凍機１００に投入される熱量が制御装置５０により制御される。具体的には、制御装置５０は、すべてのポンプＰ１〜Ｐ３を起動し、且つ、ガスバーナ４においてガスを燃焼させ、温度センサ６１が計測するブラインの温度が所定の７℃となるようにガスバーナ４の火力を制御する。なお、冷房運転時には、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４は閉じられる。

吸収器２から稀吸収液管２１を介して、稀吸収液ポンプＰ１により高温再生器５に搬送された稀吸収液は、この高温再生器５でガスバーナ４による火炎および高温の燃焼ガスにより加熱されるため、この稀吸収液中の冷媒が蒸発分離する。高温再生器５で冷媒を蒸発分離して濃度が上昇した濃吸収液は、濃吸収液管２２を介して、濃吸収液管２５の濃吸収液ポンプＰ２により高温熱交換器１３を経由し、濃吸収液管２５に流れる。
吸収器２から稀吸収液管２１を介して、稀吸収液ポンプＰ１により低温再生器６に搬送された稀吸収液は、高温再生器５から冷媒管３１を介して供給されて伝熱管３１Ａに流入する高温の冷媒蒸気により加熱され、この稀吸収液中の冷媒が蒸発分離する。低温再生器６で冷媒を蒸発分離して濃度が上昇した中間吸収液は、中間吸収液管２４を流れ、濃吸収液管２２を流れる濃吸収液と濃吸収液管２５で合流する。合流した濃吸収液は、低温熱交換器１２を経由して吸収器２へ送られ、濃液散布器２Ｃの上方から散布される。

一方、低温再生器６で分離生成した冷媒は凝縮器７に入って凝縮して冷媒液溜り７Ａに溜まる。そして、冷媒液溜り７Ａに冷媒液が多く溜まると、この冷媒液は冷媒液溜り７Ａから流出し、冷媒管３３を経由して蒸発器１に入り、冷媒ポンプＰ３の運転により冷媒管３４を介して揚液されて散布器１Ｃから冷／温水管１４の伝熱管１４Ａの上に散布される。
伝熱管１４Ａの上に散布された冷媒液は、伝熱管１４Ａの内部を通るブラインから気化熱を奪って蒸発するので、伝熱管１４Ａの内部を通るブラインは冷却され、こうして温度を下げたブラインが冷／温水管１４から熱負荷に供給されて冷房等の冷却運転が行われる。
そして、蒸発器１で蒸発した冷媒は吸収器２へ入り、高温再生器５及び低温再生器６より供給されて上方から散布される濃吸収液に吸収されて、吸収器２の稀吸収液溜り２Ａに溜り、稀吸収液ポンプＰ１によって高温再生器５に搬送される循環を繰り返す。なお、吸収液が冷媒を吸収する際に発生する熱は、吸収器２内に配置される冷却水管１５の伝熱管１５Ａにより冷却される。

ところで、吸収式冷凍機１００では、当該吸収式冷凍機１００に供給される冷却水の温度（冷却水入口温度）が低下するにしたがい性能（ＣＯＰ）が向上する。通常、冷却水入口温度は約３２℃に設定されており、この冷却水入口温度が任意温度（例えば、１７℃）を下回ると、高温再生器５の圧力低下に伴い高温再生器５と凝縮器７との差圧が小さくなる。冷媒管３１にはダンパ４１が設けられているため、高温再生器５と凝縮器７との差圧が小さくなると、冷媒の流動性が低下する。これにより、冷媒管３１の低温再生器６付近に冷媒液が溜まり、あるいは、冷媒液が冷媒管３１において低温再生器６を行き来する状態（以下、単に滞留状態と言う。）が発生し、ひいては、熱負荷に供給するブラインの出口温度が上下に変動を繰り返すハンチングが発生してしまうおそれがある。

そこで、本実施の形態では、冷媒管３１に設けられたダンパ４１をバイパスするバイパス管４２と、このバイパス管４２に設けられた開閉弁４３と、冷却水管１５の吸収器２入口側に設けられて冷却水入口温度を計測する冷却水温度センサ６２と、冷却水温度センサ６２の計測結果に応じて開閉弁４３を制御する制御装置（弁制御手段）５０とを備える構成としている。上述したように、冷媒の滞留は、高温再生器５と凝縮器７との差圧に起因しており、本実施の形態では、高温再生器５と凝縮器７との差圧を、冷却水入口温度に対応させている。

開閉弁４３は、全開及び全閉可能に構成された操作弁であり、制御装置５０の制御によって作動する。冷却水温度センサ６２は、制御装置５０の制御によって、計測結果を制御装置５０に出力する。
制御装置５０は、図２に示すように、冷却水温度センサ６２が計測した温度が第１温度Ｔ１以下になると、開閉弁４３を全開にする。ここで、第１温度Ｔ１は、図１に示す高温再生器５と凝縮器７との差圧が小さくなり、吸収式冷凍機１００の運転が不安定になり始める直前の冷却水入口温度であり、予め実験等によって取得され、本実施の形態では１５℃に設定されている。これにより、冷却水入口温度が第１温度Ｔ１（１５℃）以下であり、高温再生器５と凝縮器７との差圧が小さくなっても、冷媒液がダンパ４１をバイパスするバイパス管４２を流通するので、冷媒の滞留を防止でき、その結果、吸収式冷凍機１００を安定して運転させることができる。したがって、低温の冷却水を使用することができるので、吸収式冷凍機１００のＣＯＰを向上させることができる。

一方、制御装置５０は、図２に示すように、冷却水温度センサ６２が計測した温度が第２温度Ｔ２以上になると、開閉弁４３を全閉にする。ここで、第２温度Ｔ２は、図１に示す高温再生器５と凝縮器７との差圧が大きくなり、吸収式冷凍機１００の運転が安定するときの冷却水入口温度であり、予め実験等によって取得され、本実施の形態では、第１温度Ｔ１より５℃高い２０℃に設定されている。これにより、冷却水入口温度が第２温度Ｔ２（２０℃）以上になり、高温再生器５と凝縮器７との差圧が大きくなると、冷媒液がバイパス管４２を流通しないので、ダンパ４１によって冷媒管３１を流れる冷媒の流速が低下し、高温再生器５からの冷媒蒸気の温熱で低温再生器６内の吸収液及び第１稀吸収液管２１Ａ内の稀吸収液を十分に加熱させることができる。

このように、本実施の形態では、ダンパ４１を有する吸収式冷凍機１００に、ダンパ４１をバイパスするバイパス管４２を設け、このバイパス管４２に開閉弁４３を設けるという簡単な構造で、吸収式冷凍機１００を低温の冷却水に対応させることができる。また、高温再生器５や凝縮器７内の圧力を検出する比較的高価な圧力検出手段を必要としないので、開閉弁４３を制御することによるコストアップを抑制できる。さらに、冷却水温度センサ６２は、冷却水管１５の吸収器２入口側に設けられているため、例えば、冷却水管１５の吸収器２出口側や、凝縮器７出口側に設けられる場合に比べ、図示しない冷却水ポンプのインバータ制御、吸収器２や凝縮器７での熱交換等の影響を受けることがなく安定した温度を計測でき、その結果、開閉弁４３をより正確に制御することが可能になる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、吸収器２及び凝縮器７に順次冷却水を流通させる冷却水管１５を設け、冷却水管１５の吸収器入口側に冷却水の温度を計測する冷却水温度センサ６２を設け、冷却水温度センサ６２の計測結果に応じて開閉弁４３を制御する制御装置５０を備える構成とした。この構成により、例えば、冷却水入口温度が低い場合に、バイパス管４２を流通する冷媒量を増加するように、開閉弁４３を制御することで、冷媒管３１の冷媒を流れやすくすることができるので、吸収式冷凍機１００を安定して運転させることができる。したがって、低温の冷却水を使用することができるので、吸収式冷凍機１００のＣＯＰを向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、制御装置５０は、冷却水温度センサ６２の計測した温度が第１温度Ｔ１以下の場合に、開閉弁４３を全開にする構成とした。この構成により、冷却水入口温度が第１温度Ｔ１以下になった場合に、冷媒管３１の冷媒を流れやすくすることができるので、吸収式冷凍機１００を安定して運転させることができる。したがって、低温の冷却水を使用することができるので、吸収式冷凍機１００のＣＯＰを向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、制御装置５０は、冷却水温度センサ６２の計測した温度が第１温度Ｔ１よりも高い第２温度Ｔ２に至った場合に、開閉弁４３を全閉にする構成とした。この構成により、冷却水入口温度が第２温度Ｔ２以上になった場合に、冷媒液がバイパス管４２を流通しないので、ダンパ４１によって冷媒管３１を流れる冷媒の流速が低下し、高温再生器５からの冷媒蒸気の温熱で低温再生器６内の吸収液及び第１稀吸収液管２１Ａ内の稀吸収液を十分に加熱させることができる。

〔第２の実施の形態〕
第１の実施の形態では、制御装置５０は、開閉弁４３を冷却水温度センサ６２の計測結果に応じて制御していたが、第２の実施の形態では、開閉弁４３を冷却水温度センサ６２の計測結果と燃料制御弁４Ｂの開度とに応じて制御している。
冷媒の滞留は、高温再生器５と凝縮器７との差圧に加え、高温再生器５で発生する冷媒蒸気の量に起因しており、燃料制御弁４Ｂの開度は、高温再生器５で発生する冷媒蒸気の最大発生量に対するその開度時における冷媒蒸気の発生量の割合とほぼ比例の関係がある。そこで、本実施の形態では、高温再生器５と凝縮器７との差圧を、冷却水入口温度に対応させるとともに、冷媒蒸気の発生量を燃料制御弁４Ｂの開度に対応させている。

制御装置５０は、燃料制御弁４Ｂの開度が所定開度以上の場合において、図２に示すように、冷却水温度センサ６２が計測した温度が第１温度Ｔ１（１５℃）以下になると、バイパス管４２の開閉弁４３を全開にする。所定開度は、高温再生器５での冷媒蒸気の発生量が比較的多く、高温再生器５と凝縮器７との差圧が小さい場合には、吸収式冷凍機１００の運転が不安定になり始める直前の開度であり、予め実験等によって取得され、本実施の形態では、冷媒蒸気の発生量が最大時の５０％となる、５０％に設定されている。これにより、燃料制御弁４Ｂの開度が所定開度（５０％）以上であり、高温再生器５での冷媒蒸気の発生量が比較的多い状態において、冷却水入口温度が第１温度Ｔ１（１５℃）以下になり、高温再生器５と凝縮器７との差圧が小さくなっても、冷媒液がダンパ４１をバイパスするバイパス管４２を流通するので、冷媒の滞留を防止でき、その結果、吸収式冷凍機１００を安定して運転させることができる。したがって、低温の冷却水を使用することができるので、吸収式冷凍機１００のＣＯＰを向上させることができる。

一方、制御装置５０は、燃料制御弁４Ｂの開度が所定開度（５０％）以上の場合において、図２に示すように、冷却水温度センサ６２が計測した温度が第２温度Ｔ２（２０℃）以上になると、開閉弁４３を全閉にする。これにより、燃料制御弁４Ｂの開度が所定開度（５０％）以上であり、高温再生器５での冷媒蒸気の発生量が比較的多い状態において、冷却水入口温度が第２温度Ｔ２（２０℃）以上になり、高温再生器５と凝縮器７との差圧が大きくなると、冷媒液がバイパス管４２を流通しないので、ダンパ４１によって冷媒管３１を流れる冷媒の流速が低下し、高温再生器５からの冷媒蒸気の温熱で低温再生器６内の吸収液及び第１稀吸収液管２１Ａ内の稀吸収液を十分に加熱させることができる。

また、制御装置５０は、冷却水温度センサ６２が計測した温度が第１温度Ｔ１（１５℃）以下であっても、燃料制御弁４Ｂの開度が所定開度（５０％）未満になると、開閉弁４３を全閉にする。すなわち、本実施の形態では、冷却水温度センサ６２が計測した温度が第１温度Ｔ１（１５℃）以下である条件、及び、燃料制御弁４Ｂの開度が所定開度（５０％）以上である条件の両方を満たした場合のみ、開閉弁４３が開放される。これにより、冷却水入口温度が第１温度Ｔ１（１５℃）以下であり、高温再生器５と凝縮器７との差圧が小さくても、燃料制御弁４Ｂの開度が所定開度（５０％）未満になり、高温再生器５での冷媒蒸気の発生量が少なくなると、冷媒液がバイパス管４２を流通しないので、ダンパ４１によって冷媒管３１を流れる冷媒の流速が低下し、高温再生器５からの冷媒蒸気の温熱で低温再生器６内の吸収液を十分に加熱させることができる。
このように、本実施の形態では、高温再生器５と凝縮器７との差圧に加え、高温再生器５で発生する冷媒蒸気の発生量に応じて開閉弁４３を制御する構成としたため、高温再生器５と凝縮器７との差圧が小さくても、高温再生器５で発生する冷媒蒸気の発生量が少なく、冷媒の滞留が生じにくい場合には、開閉弁４３が開放されるのを防止できるので、吸収式冷凍機１００の性能の低下を抑制できる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、高温再生器５の入熱量を制御する燃料制御弁４Ｂを備え、制御装置５０は、冷却水温度センサ６２の計測結果と、燃料制御弁４Ｂの開度とに応じて開閉弁４３を制御する構成とした。この構成により、例えば、冷却水入口温度が低い場合、かつ、燃料制御弁４Ｂの開度が大きい場合に、バイパス管４２を流通する冷媒量を増加するように、開閉弁４３を制御することで、冷媒管３１の冷媒を流れやすくすることができるので、吸収式冷凍機１００を安定して運転させることができる。したがって、低温の冷却水を使用することができるので、吸収式冷凍機１００のＣＯＰを向上させることができる。また、高温再生器５で発生する冷媒蒸気の発生量が少なく、冷媒の滞留が生じにくい場合に、開閉弁４３が開放されるのを防止できるので、吸収式冷凍機１００のＣＯＰを向上させることができる。

〔第３の実施の形態〕
図３は、第３の実施の形態に係る吸収式冷凍機を示す概略構成図である。本実施の形態の吸収式冷凍機２００は、高温再生器５内の圧力を検出する圧力センサ５３と、冷媒管３１の冷媒ドレン熱回収器１６出口側の冷媒の温度を計測する冷媒温度センサ６３とを備える点で上記した吸収式冷凍機１００と構成を異にする。その他の構成は吸収式冷凍機１００と同一であるため、同一の符号を付して説明を省略する。
第１の実施の形態では、制御装置５０は、開閉弁４３を冷却水温度センサ６２の計測結果に応じて制御していたが、本実施の形態では、冷却水温度センサ６２の計測結果と、圧力センサ５３の検出結果と、冷媒温度センサ６３の計測結果とに応じて開閉弁４３を制御している。

上述したように、冷媒の滞留は、高温再生器５と凝縮器７との差圧に起因しており、本実施の形態では、高温再生器５と凝縮器７との差圧を、冷却水入口温度と、高温再生器５の圧力とに対応させている。また、冷媒が滞留する際、すなわち、冷媒管３１を流通する冷媒の流速が遅くなる際には、低温再生器６及び冷媒ドレン熱回収器１６での熱交換量が多くなり、冷媒ドレン熱回収器１６出口側の冷媒温度（冷媒出口温度）が低くなるので、この冷媒出口温度によっても、冷媒の滞留を検知できる。そこで、本実施の形態では、冷媒の流速を、冷媒管３１の冷媒ドレン熱回収器１６出口側での冷媒の温度に対応させている。

圧力センサ５３は、制御装置５０の制御によって、高温再生器５内の圧力を検出し、その検出結果を制御装置５０に出力する。また、冷媒温度センサ６３は、制御装置５０の制御によって、計測結果を制御装置５０に出力する。
制御装置５０は、圧力センサ５３が検出した圧力が所定圧力未満であり、冷媒温度センサ６３が計測した温度が所定温度以下の場合において、図２に示すように、冷却水温度センサ６２が計測した温度が第１温度Ｔ１（１５℃）以下になると、バイパス管４２の開閉弁４３を全開にする。上記所定圧力は、高温再生器５内の圧力が低く、高温再生器５と凝縮器７との差圧が小さくなり、吸収式冷凍機１００の運転が不安定になり始める直前の高温再生器５内の圧力であり、予め実験等によって取得され、本実施の形態では、絶対圧力基準で２０ｋＰａに設定されている。なお、通常、高温再生器５内の圧力は、絶対圧力基準で約８０ｋＰａ程度である。また、上記所定温度は、冷媒管３１を流通する冷媒の流速が遅く、低温再生器６及び冷媒ドレン熱回収器１６で熱交換を通常以上に行って冷媒の温度が低くなっていることを示す冷媒出口温度であり、予め実験等によって取得され、本実施の形態では、３０℃に設定されている。なお、通常、冷媒出口温度は約４０℃程度である。

これにより、高温再生器５内の圧力が所定圧力（２０ｋＰａ）未満であり、冷媒管３１の冷媒ドレン熱回収器１６出口側の温度が所定温度（３０℃）以下の状態において、冷却水入口温度が第１温度Ｔ１（１５℃）以下になり、高温再生器５と凝縮器７との差圧が小さくなっても、冷媒液がダンパ４１をバイパスするバイパス管４２を流通するので、冷媒管３１において低温再生器６に冷媒液が溜まるのを防止でき、その結果、吸収式冷凍機１００を安定して運転させることができる。したがって、低温の冷却水を使用することができるので、吸収式冷凍機１００のＣＯＰを向上させることができる。

一方、制御装置５０は、圧力センサ５３が検出した圧力が所定圧力（２０ｋＰａ）未満であり、冷媒温度センサ６３が計測した温度が所定温度（３０℃）以下の場合において、燃料制御弁４Ｂの開度が所定開度（５０％）以上の場合において、図２に示すように、冷却水温度センサ６２が計測した温度が第２温度Ｔ２（２０℃）以上になると、開閉弁４３を全閉にする。これにより、高温再生器５内の圧力が所定圧力（２０ｋＰａ）未満であり、冷媒出口温度が所定温度（３０℃）以下の状態において、冷却水入口温度が第２温度Ｔ２（２０℃）以上になり、高温再生器５と凝縮器７との差圧が大きくなると、冷媒液がバイパス管４２を流通しないので、ダンパ４１によって冷媒管３１を流れる冷媒の流速が低下し、高温再生器５からの冷媒蒸気の温熱で低温再生器６内の吸収液及び第１稀吸収液管２１Ａ内の稀吸収液を十分に加熱させることができる。

また、制御装置５０は、冷却水温度センサ６２が計測した温度が第１温度Ｔ１（１５℃）以下であっても、圧力センサ５３が検出した圧力が所定圧力（２０ｋＰａ）以上になり、あるいは、冷媒温度センサ６３が計測した温度が所定温度（３０℃）より高くなると、開閉弁４３を全閉にする。すなわち、本実施の形態では、冷却水温度センサ６２が計測した温度が第１温度Ｔ１（１５℃）以下である条件、圧力センサ５３が検出した圧力が所定圧力（２０ｋＰａ）未満である条件、及び、冷媒温度センサ６３が計測した温度が所定温度（３０℃）未満である条件の全てを満たした場合のみ、開閉弁４３が開放される。これにより、冷却水入口温度が第１温度Ｔ１（１５℃）以下であり、高温再生器５と凝縮器７との差圧が小さくても、高温再生器５内の圧力が所定圧力（２０ｋＰａ）以上になり、あるいは、冷媒出口温度が所定温度（３０℃）より高くなると、冷媒液がバイパス管４２を流通しないので、ダンパ４１によって冷媒管３１を流れる冷媒の流速が低下し、高温再生器５からの冷媒蒸気の温熱で低温再生器６内の吸収液及び第１稀吸収液管２１Ａ内の稀吸収液を十分に加熱させることができる。

このように、本実施の形態では、高温再生器５と凝縮器７との差圧を冷温水入口温度及び高温再生器５内の圧力の両方に対応させているため、高温再生器５と凝縮器７との差圧を確実に検知できる。また、高温再生器５と凝縮器７との差圧及び冷媒出口温度に応じて開閉弁４３を制御する構成としたため、高温再生器５と凝縮器７との差圧が小さくても、冷媒管３１を流通する冷媒の流速が速く、冷媒の滞留が生じにくい場合には、開閉弁４３が開放されるのを防止できるので、吸収式冷凍機１００の性能の低下を抑制できる。さらに、凝縮器７内の圧力を検出する比較的高価な圧力検出手段を必要としないので、開閉弁４３を制御することによるコストアップを抑制できる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、低温再生器６の下流側の冷媒管３１には、冷媒管３１を流通する冷媒と、吸収器２から延びる第１稀吸収液管２１Ａを流通する稀吸収液との間で熱交換を行う冷媒ドレン熱回収器１６が設けられ、高温再生器５に高温再生器５内の圧力を検出する圧力センサ５３を設け、冷媒管３１の冷媒ドレン熱回収器１６出口側に冷媒の温度を計測する冷媒温度センサ６３を設け、制御装置５０は、冷却水温度センサ６２の計測結果と、圧力センサ５３の検出結果と、冷媒温度センサ６３の計測結果とに応じて開閉弁４３を制御する構成とした。この構成により、例えば、冷却水の温度が低い場合、かつ、高温再生器５内の圧力が低い場合、かつ、冷媒の冷媒ドレン熱回収器１６出口側の温度が高い場合に、バイパス管４２を流通する冷媒量を増加するように、開閉弁４３を制御することにより、冷媒管３１の冷媒を流れやすくすることができるので、吸収式冷凍機１００を安定して運転させることができる。したがって、低温の冷却水を使用することができるので、吸収式冷凍機１００のＣＯＰを向上させることができる。また、冷媒管３１を流通する冷媒の流速が速く、冷媒の滞留が生じにくい場合に、開閉弁４３が開放されるのを防止できるので、吸収式冷凍機１００のＣＯＰを向上させることができる。

但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、高温再生器５にて吸収液を加熱する加熱手段として燃料ガスを燃焼させて加熱を行うガスバーナ４を備える構成について説明したが、これに限るものではなく、灯油やＡ重油を燃焼させるバーナを備える構成や、蒸気や排気ガス等の温熱を用いて加熱する構成としてもよい。
また、上記実施の形態では、流路抵抗手段をダンパ４１として説明したが、流路抵抗手段は、これに限定されず、例えば流量制御弁やオリフィスであってもよい。

また、上記実施の形態では、吸収式冷凍機１００は、吸収器２から延びる稀吸収液管２１が高温再生器５及び低温再生器６へと２つに分岐するいわゆるパラレルフローサイクルに形成されていたが、これに限定されず、例えば、高温再生器から流出した吸収液を低温再生器に供給するいわゆるシリーズフローサイクルや、低温再生器から流出した吸収液を高温再生器に供給するいわゆるリバースフローサイクルに形成された吸収式冷凍機に本発明を適用してもよい。

また、上記実施の形態では、吸収式冷温水機は二重効用型であるが、一重効用型を始め、一重二重効用型及び三重効用型の吸収式冷温水機及び吸収式ヒートポンプ装置に本発明を適用可能なことは勿論である。

１ 蒸発器
２ 吸収器
４Ｂ 燃料制御弁（入熱量制御弁）
５ 高温再生器
６ 低温再生器
７ 凝縮器
１５ 冷却水管
１６ 冷媒ドレン熱回収器
２１Ａ 第１稀吸収液管（稀吸収液管）
３１ 冷媒管
４１ ダンパ（流路抵抗手段）
４２ バイパス管
４３ 開閉弁
５０ 制御装置（弁制御手段）
５３ 圧力センサ
６２ 冷却水温度センサ
６３ 冷媒温度センサ
１００ 吸収式冷凍機

Claims (5)

1. 高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器、及び吸収器を備え、高温再生器と凝縮器とを低温再生器を経由する冷媒管で接続し、この冷媒管に、流路抵抗を付与する流路抵抗手段と、この流路抵抗手段をバイパスするバイパス管とを設け、このバイパス管に開閉弁を設けた吸収式冷凍機において、
   前記吸収器及び前記凝縮器に順次冷却水を流通させる冷却水管を設け、
   前記冷却水管の吸収器入口側に冷却水の温度を計測する冷却水温度センサを設け、
   前記冷却水温度センサの計測結果に応じて前記開閉弁を制御する弁制御手段を備えたことを特徴とする吸収式冷凍機。
2. 前記弁制御手段は、前記冷却水温度センサが計測した温度が第１温度以下の場合に、前記開閉弁を全開にすることを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。
3. 前記弁制御手段は、前記冷却水温度センサが計測した温度が前記第１温度よりも高い第２温度に至った場合に、前記開閉弁を全閉にすることを特徴とする請求項２に記載の吸収式冷凍機。
4. 前記高温再生器の入熱量を制御する入熱量制御弁を備え、
   前記弁制御手段は、前記冷却水温度センサの計測結果と、前記入熱量制御弁の開度とに応じて前記開閉弁を制御することを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。
5. 前記低温再生器の下流側の前記冷媒管には、当該冷媒管を流通する冷媒と、前記吸収器から延びる稀吸収液管を流通する稀吸収液との間で熱交換を行う冷媒ドレン熱回収器が設けられ、
   前記高温再生器に当該高温再生器内の圧力を検出する圧力センサを設け、
   前記冷媒管の冷媒ドレン熱回収器出口側に冷媒の温度を計測する冷媒温度センサを設け、
   前記弁制御手段は、前記冷却水温度センサの計測結果と、前記圧力センサの検出結果と、前記冷媒温度センサの計測結果とに応じて前記開閉弁を制御することを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。

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