JP2013164224A - 吸収式冷温水システム - Google Patents

Abstract

【課題】排熱等を利用した優先機をより優先的に運転させつつ、負荷率が大きくなった場合における快適性の悪化を防止することが可能な吸収式冷温水システムを提供する。
【解決手段】吸収式冷温水システム１は、優先機２と、直焚き機３と、これらの情報に基づいて室内機５の負荷率を演算する負荷率演算部６ａと、冷房運転において優先機２の設定温度を直焚き機３の設定温度以下とすると共に、負荷率演算部６ａに演算された負荷率が高くなるに従って、優先機２と直焚き機３との設定温度の差を小さくする温度制御部６ｂと、を備えている。また、負荷率演算部６ａと温度制御部６ｂとは、少なくとも冷暖房の切替操作が可能な遠隔操作盤６に備えられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸収式冷温水システムに関する。

従来、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器の循環サイクルによって冷水を得ると共に、この冷水を室内機に供給して冷房に利用する吸収式冷温水機が知られている。また、吸収式冷温水機では、室内機に供給される冷水温度に基づいて制御を行うようになっている。すなわち、冷水温度が高まると燃焼を強め、冷水温度が低くなると燃焼を弱める。

また、このような吸収式冷温水機には、再生器に供給された吸収液を加熱するために、太陽熱などの再生可能エネルギーや排熱を加熱源として利用するものと、燃焼器などの直焚き用の加熱源を備えるものとがあり、これら双方の吸収式冷温水機は組み合わされて使用されることがある。

また、双方の吸収式冷温水機が組み合わされた吸収式冷温水システムにおいて冷房能力を得るにあたっては、なるべく排熱等を利用することが好ましい。このため、冷房負荷が小さいときには排熱等を利用した吸収式冷温水機（以下優先機という）のみを使用し、冷房負荷が高まったときに優先機と直焚きによる吸収式冷温水機（以下直焚き機）を併用することが望ましい。

このため、従来の吸収式冷温水システムにおいては、両者の運転温度に差を設けることとしている。すなわち、直焚き機は、優先機よりも設定温度を高くしておく。これにより、冷水温度がやや高くなったとしても優先機しか運転されず、直焚き機は停止したままとすることができる（特許文献１参照）。

特開平５−１３３６３７号公報

しかし、特許文献１に記載の吸収式冷温水システムにおいて、直焚き機の設定温度を高くすると、室内機の負荷率が大きいときにやや暖かい冷水が室内機に供給されることとなり快適性が悪化してしまう。そこで、直焚き機の設定温度を高くしないとすると、優先機を優先的に運転させることに支障をきたしてしまう。なお、上記問題は冷房運転時に限るものではなく、暖房運転時においても共通する問題である。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、排熱等を利用した優先機をより優先的に運転させつつ、負荷率が大きくなった場合における快適性の悪化を防止することが可能な吸収式冷温水システムを提供することにある。

本発明の吸収式冷温水システムは、排熱及び再生可能エネルギーの少なくとも一方を加熱源とし、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器による循環サイクルによって室内機にて使用される冷水を得る優先機と、化石燃料を燃焼させて発生する熱を加熱源とし、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器による循環サイクルによって室内機にて使用される冷水を得る直焚き機と、優先機及び直焚き機からの情報に基づいて室内機の負荷率を演算する負荷率演算手段と、冷房運転において優先機の設定温度を直焚き機の設定温度以下とすると共に、負荷率演算手段に演算された負荷率が高くなるに従って、優先機及び直焚き機の設定温度の差を小さくする冷房制御機能、及び、暖房運転において優先機の設定温度を直焚き機の設定温度以上とすると共に、負荷率演算手段に演算された負荷率が高くなるに従って、優先機及び直焚き機の設定温度の差を小さくする暖房制御機能の少なくとも一方を有する温度制御手段と、を備えることを特徴とする。

この吸収式冷温水システムによれば、冷房運転において優先機の設定温度を直焚き機の設定温度以下とするため、直焚き機よりも優先機が優先的に運転することとなる。また、暖房運転において優先機の設定温度を直焚き機の設定温度以上とするため、直焚き機よりも優先機が優先的に運転することとなる。また、負荷率が高くなるに従って、優先機及び直焚き機の設定温度の差を小さくするため、負荷率が小さい場合には、両者の設定温度差が大きくなり優先機のみが運転し易くなると共に、負荷率が大きい場合には、優先機と直焚き機とが近い温度（同一温度を含む）で運転して適切な冷水を室内機に供給し易くなる。故に、負荷率が小さい場合には排熱等を有効的に利用でき、負荷率が大きい場合には適切な冷水を室内機に供給することとなり快適性を維持することができる。従って、排熱等を利用した優先機をより優先的に運転させつつ、負荷率が大きくなった場合における快適性の悪化を防止することができる。

また、この吸収式冷温水システムにおいて、温度制御手段は、冷房制御機能を有する場合、負荷率演算手段に演算された負荷率が低くなるに従って、直焚き機の設定温度を高くし、暖房制御機能を有する場合、負荷率演算手段に演算された負荷率が低くなるに従って、直焚き機の設定温度を低くすることが好ましい。

この吸収式冷温水システムによれば、冷房制御機能を有する場合、負荷率が低くなるに従って直焚き機の設定温度を高くし、暖房制御機能を有する場合、負荷率が低くなるに従って、直焚き機の設定温度を低くするため、排熱等を利用した優先機を効率良く運転させることができる。

また、この吸収式冷温水システムにおいて、温度制御手段は、冷房制御機能を有する場合、直焚き機の燃焼中において直焚き機の停止中よりも優先機の設定温度を低くし、暖房制御機能を有する場合、直焚き機の燃焼中において直焚き機の停止中よりも優先機の設定温度を高くすることが好ましい。

この吸収式冷温水システムによれば、冷房制御機能を有する場合、直焚き機の燃焼中において直焚き機の停止中よりも優先機の設定温度を低くする。また、暖房制御機能を有する場合、直焚き機の燃焼中において直焚き機の停止中よりも優先機の設定温度を高くする。このため、双方の吸収式冷温水機が運転する状況において、排熱等を利用した優先機をより優先的に運転させることができる。

また、この吸収式冷温水システムにおいて、温度制御手段は、直焚き機の停止中において優先機の設定温度を予め定められた標準温度にすることが好ましい。

この吸収式冷温水システムによれば、直焚き機の停止中において優先機の設定温度を予め定められた標準温度にするため、直焚き機の停止中において優先機を効率が良い状態で運転させることができる。

また、この吸収式冷温水システムにおいて、少なくとも冷暖房の切替操作が可能な遠隔操作盤をさらに備え、遠隔操作盤が負荷率演算手段及び温度制御手段を備えることが好ましい。

この吸収式冷温水システムによれば、少なくとも冷暖房の切替操作が可能な遠隔操作盤をさらに備え、遠隔操作盤が負荷率演算手段及び温度制御手段を備えるため、遠隔操作盤内のＣＰＵ等に負荷率演算手段及び温度制御手段に相当するプログラムを組み込んでおくことで、上記システムを実現することができ、構成の増加を抑えることができる。

本発明によれば、排熱等を利用した優先機をより優先的に運転させつつ、負荷率が大きくなった場合における快適性の悪化を防止することが可能な吸収式冷温水システムを提供することができる。

本実施形態に係る吸収式冷温水システムを示すブロック図である。 本実施形態に係る優先機となる吸収式冷温水機の基本構成の一例を示す構成図である。 本実施形態に係る直焚き機となる吸収式冷温水機の基本構成の一例を示す構成図である。 図２に示した優先機及び直焚き機の制御の様子を示す図である。 本実施形態に係る優先機及び直焚き機の制御温度を示す図表である。 比較例１に係る優先機及び直焚き機の運転状態を示すグラフであり、負荷率が２０％であるときの例を示している。 比較例１に係る優先機及び直焚き機の運転状態を示すグラフであり、負荷率が８０％であるときの例を示している。 比較例２に係る優先機及び直焚き機の運転状態を示すグラフであり、負荷率が２０％であるときの例を示している。 比較例２に係る優先機及び直焚き機の運転状態を示すグラフであり、負荷率が８０％であるときの例を示している。 本実施形態に係る優先機及び直焚き機の運転状態を示すグラフであり、負荷率が８０％であるときの例を示している。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では冷房運転を例に説明するが、本発明は冷房運転に限らず暖房運転においても適用可能である。

図１は、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１を示すブロック図である。図１に示すように、吸収式冷温水システム１は、優先機２と、直焚き機３と、遠隔制御盤６とを有し、優先機２及び直焚き機３からの冷水を室内機５に供給するものである。室内機５は、供給された冷水を利用して冷房効果を得るものである。

このような吸収式冷温水システム１において優先機２及び直焚き機３から出力された冷水は混合されたうえで室内機５に供給される。室内機５では冷水が冷房に利用されて昇温し、昇温した冷水が再度優先機２及び直焚き機３に供給されて冷却される。その後冷水は、室内機５と、優先機２及び直焚き機３とを循環することとなる。

図２は、本実施形態に係る優先機２となる吸収式冷温水機の基本構成の一例を示す構成図である。なお、本実施形態では、いわゆる二重効用吸収冷温水機を一例として説明するが、これに限られるものではなく、優先機２は、単効用や三重効用の吸収冷温水機であってもよい。

優先機２は、図２に示すように、高温再生器１０、分離器１２、低温再生器１４、凝縮器１６、蒸発器１８、吸収器２０、溶液循環ポンプ２２、高温及び低温溶液熱交換器２４，２６を備え、これらを配管接続することにより吸収冷凍サイクルを構成したものである。また、図２に示すように優先機２は、優先機２の全体を制御する制御装置４ａが設けられている。

高温再生器１０は、例えば冷媒となる水（以下、冷媒が蒸気化したものを冷媒蒸気と称し、冷媒が液化したものを液冷媒と称する）と、吸収液となる臭化リチウム（ＬｉＢｒ）とが混合された希溶液（吸収液の濃度が薄い溶液）を加熱するものである。この高温再生器１０には加熱装置１０ａが設けられている。加熱装置１０ａは、排熱や太陽熱などの再生可能エネルギーにより希溶液を加熱する構成となっている。また、高温再生器１０は、希溶液を加熱して希溶液から蒸気を放出させることにより、冷媒蒸気と中間濃溶液（吸収液の濃度が中程度の溶液）とを生成する。高温再生器１０は、これら冷媒蒸気と中間濃溶液とを分離器１２に供給する。

分離器１２は、冷媒蒸気と中間濃溶液とを分離するものである。また、分離器１２は、分離した中間濃溶液を高温溶液熱交換器２４に供給し、分離した冷媒蒸気を低温再生器１４に供給する。

高温溶液熱交換器２４は、分離器１２から供給された中間濃溶液と、吸収器２０から溶液循環ポンプ２２により送られてきた希溶液とを熱交換するものである。また、高温溶液熱交換器２４は、熱交換により温度が低下した中間濃溶液を低温再生器１４に供給する。

低温再生器１４は、熱交換により温度が低下した中間濃溶液と、分離器１２から供給された冷媒蒸気と熱交換するものである。この低温再生器１４において、中間濃溶液は再加熱されることとなり、再び蒸気を放出して濃度の高い濃溶液となる。また、低温再生器１４は、濃溶液を低温溶液熱交換器２６に供給し、冷媒蒸気を凝縮器１６に供給する。

凝縮器１６は、低温再生器１４から供給された冷媒蒸気を液化させるものである。この凝縮器１６内には、冷水伝熱管１６ａが挿通されている。冷水伝熱管１６ａには冷却水が供給されており、蒸発した冷媒蒸気は冷水伝熱管１６ａ内の冷却水によって液化する。さらに、凝縮器１６は液冷媒貯蔵室１６ｂを有しており、液化した冷媒は液冷媒貯蔵室１６ｂにて貯蔵される。また、液冷媒貯蔵室１６ｂは、貯蔵した液冷媒を蒸発器１８に供給する。

蒸発器１８は、液冷媒を蒸発させるものである。この蒸発器１８内には、液冷媒分配器１８ａと冷水伝熱管１８ｂが設けられている。液冷媒分配器１８ａは、液冷媒貯蔵室１６ｂから供給される液冷媒を導入し、液冷媒を冷水伝熱管１８ｂに向けて散布するものである。

冷水伝熱管１８ｂは、室内機と接続されており、室内機による冷却によって暖められた水が流れている。また、蒸発器１８内は、真空状態となっている。このため、冷媒である水の蒸発温度は約５℃となる。よって、冷水伝熱管１８ｂ上に落ちた液冷媒は冷水伝熱管１８ｂの温度によって蒸発することとなる。また、冷水伝熱管１８ｂ内の水は、液冷媒の蒸発によって温度が奪われる。これにより、冷水伝熱管１８ｂ内の水は冷水として室内機５に供給され、室内機５は冷水を利用して冷風を室内に供給することとなる。

また、蒸発器１８は、仕切りを介して吸収器２０と隣接して設けられており、蒸発した冷媒は、仕切りを越えて吸収器２０に供給される。

低温溶液熱交換器２６は、低温再生器１４において暖められた濃溶液と、吸収器２０から溶液循環ポンプ２２により送られてきた希溶液とを熱交換するものである。また、低温溶液熱交換器２６は、熱交換により温度が低下した濃溶液を吸収器２０に供給する。

吸収器２０は、蒸発器１８において蒸発した冷媒を吸収するものである。この吸収器２０内には低温溶液熱交換器２６から濃溶液が供給され、蒸発した冷媒は濃溶液によって吸収され、希溶液が生成される。また、吸収器２０には、冷水伝熱管２０ａが挿通されている。冷水伝熱管２０ａには冷却水が流れており、濃溶液の冷媒の吸収により吸収熱は、冷水伝熱管２０ａの冷却水により除去される。なお、この冷水伝熱管２０ａは、冷水伝熱管１６ａと接続されている。

また、吸収器２０は、冷媒の吸収により濃度が低下した希溶液を溶液循環ポンプ２２によって高温再生器１０に供給する。なお、希溶液は、上記したように、高温及び低温溶液熱交換器２４，２６により熱交換されて温度が上昇した状態で高温再生器１０に供給される。

また、優先機２は、温度センサ２８を備えている。温度センサ２８は、冷水伝熱管１８ｂの出口側（すなわち室内機５に供給される側）の冷水温度を検出するものである。また、温度センサ２８は、検出した冷水温度を制御装置４ａに送信する構成となっている。

図３は、本実施形態に係る直焚き機３となる吸収式冷温水機の基本構成の一例を示す構成図である。なお、本実施形態では、いわゆる二重効用吸収冷温水機を一例として説明するが、これに限られるものではなく、直焚き機３は、単効用や三重効用の吸収冷温水機であってもよい。また、図３に示す構成のうち、図２に示す構成と同一の符号を付したものについては、図２に示したものと同じであるため、説明を省略する。

直焚き機３は、図３に示すように、高温再生器１０に燃焼装置１０ｂを備えている。燃焼装置１０ｂは、ガスなどの化石燃料を燃焼させて希溶液を加熱する構成となっている。また、図３に示すように直焚き機３は、直焚き機３の全体を制御する制御装置４ｂが設けられている。

また、より詳細に図２及び図３に示す制御装置４ａ，４ｂは、冷水伝熱管１８ｂの出口側の冷水温度に基づいて、加熱装置１０ａ及び燃焼装置１０ｂを制御する。具体的に制御装置４ａ，４ｂは、温度センサ２８により検出された冷水伝熱管１８ｂの出口側の冷水温度に基づいて、以下のようにして優先機２及び直焚き機３の運転を制御する。

図４は、図２に示した優先機２及び直焚き機３の制御の様子を示す図である。図４に示すように、まず優先機２及び直焚き機３の運転が停止しているとする（ｏｆｆ）。そして、温度センサ２８により検出される冷水温度が第１温度であるＴ１に達すると、制御装置４ａ，４ｂは優先機２及び直焚き機３の運転を開始させる（Ｌｏｗ運転）。ここで、制御装置４ａ，４ｂは優先機２及び直焚き機３を低負荷モードで運転開始させる。低負荷モードとは、冷房負荷の大きさが約５０％で足りるときの運転モードである。

また、低負荷モードにおいて温度センサ２８により検出される冷水温度が第２温度であるＴ２に達すると、制御装置４ａ，４ｂは優先機２及び直焚き機３の運転を停止させる（ｏｆｆ）。一方、制御装置４ａ，４ｂは、低負荷モードにおいて温度センサ２８により検出される冷水温度が第３温度であるＴ３に達すると、運転モードを高負荷モードに移行させる（Ｈｉ運転）。ここで、高負荷モードとは、冷房負荷の大きさが約１００％であるときなどに開始される運転モードである。

また、高負荷モードにおいて温度センサ２８により検出される冷水温度が第４温度であるＴ４まで低下すると、制御装置４ａ，４ｂは優先機２及び直焚き機３を高負荷モードのままＬｏｗ運転させる（Ｌｏｗ運転）。さらに、この状態において、温度センサ２８により検出される冷水温度が第５温度であるＴ５まで上昇すると、制御装置４ａ，４ｂは優先機２及び直焚き機３を高負荷モードのままＨｉ運転させる（Ｈｉ運転）。また、高負荷モードのＬｏｗ運転において温度センサ２８により検出される冷水温度が第７温度Ｔ７まで低下すると、制御装置４ａ，４ｂは優先機２及び直焚き機３の運転を停止させる（ｏｆｆ）。

加えて、本実施形態に係る制御装置４ａ，４ｂは、時間積分を行って優先機２及び直焚き機３の運転を制御するようになっている。すなわち、低負荷モードのＬｏｗ運転において温度センサ２８により検出される冷水温度が第１温度Ｔ１〜第６温度Ｔ６の範囲内に収まっているとする。このとき、制御装置４ａ，４ｂは、冷水温度を時間積分し、時間積分された値が第１所定値に達すると、運転モードを高負荷モードに切り替える（Ｈｉ運転）。なお、制御装置４ａ，４ｂは、（冷水温度−第１温度Ｔ１℃）により得られた値を時間積分するようになっているが、特に第１温度Ｔ１℃に限らず、他の温度であってもよい。

同様に、高負荷モードのＬｏｗ運転において温度センサ２８により検出される冷水温度が第７温度Ｔ７〜第２温度Ｔ２の範囲内に収まっているとする。このとき、制御装置４ａ，４ｂは、冷水温度を時間積分し、時間積分された値が第２所定値に達すると、運転を停止させる（ｏｆｆ）。なお、制御装置４ａ，４ｂは、（冷水温度−第２温度Ｔ２℃）により得られた値を時間積分するようになっているが、特に第２温度Ｔ２℃に限らず、他の温度であってもよい。

以上のように、制御装置４ａ，４ｂは、優先機２及び直焚き機３を制御する。ここで、設定温度が標準温度（具体的には、例えば定格運転における出口冷水温度であって本実施形態では７℃）である場合、優先機２及び直焚き機３は、第１温度Ｔ１が１０℃（標準温度＋３℃）であり、第２温度Ｔ２が７℃（標準温度）である。また、第３温度Ｔ３は１５℃（標準温度＋８℃）であり、第４温度Ｔ４は６．５℃（標準温度−０．５℃）であり、第５温度Ｔ５は１０．５℃（標準温度＋３．５℃）である。さらに、第６温度Ｔ６は１２℃（標準温度＋５℃）であり、第７温度Ｔ７は５℃（標準温度−２℃）である。なお、以下では標準温度が７℃であるとして説明するが、標準温度は特に７℃に限られるものではない。

再度、図１を参照する。遠隔操作盤６は、負荷率演算部（負荷率演算手段）６ａと、温度制御部（温度制御手段）６ｂとを備えている。負荷率演算部６ａは、優先機２及び直焚き機３からの情報に基づいて室内機５の負荷率を演算（推定演算）するものである。具体的に負荷率演算部６ａは、優先機２及び直焚き機３の検出された燃焼量をもとに負荷率を推定する。温度制御部６ｂは、負荷率演算部６ａにより演算（推定）された負荷率に基づいて、優先機２及び直焚き機３の設定温度を制御するものである。この際、温度制御部６ｂは、負荷率演算部６ａにより演算された負荷率情報、並びに、優先機２及び直焚き機３の運転／停止命令の信号を生成して制御装置４ａ，４ｂに送信する。制御装置４ａ，４ｂは、送信された信号に基づき、図５に示す図表に従って、優先機２の設定温度と、直焚き機３の設定温度とを制御することとなる。

図５は、本実施形態に係る優先機２及び直焚き機３の制御温度を示す図表である。具体的に説明すると、図５に示すように、室内機５の負荷率が１％〜２０％である場合、直焚き機３は設定温度を標準温度＋ｔ１℃（例えば２℃）とする。すなわち、直焚き機３の設定温度は９℃となる。この場合、図４に示した第１温度Ｔ１は＋２℃分だけオフセットして１２℃となり、第２温度Ｔ２についてもオフセットして９℃となる。同様に、各温度Ｔ３〜Ｔ７についてもオフセットし、第３温度Ｔ３は１７℃となり、第４温度Ｔ４は８．５℃となり、第５温度Ｔ５は１２．５℃となる。さらに、第６温度Ｔ６は１４℃となり、第７温度Ｔ７は７℃となる。

これに対して、優先機２は、図５に示すように、室内機５の負荷率が１％〜２０％であり、直焚き機３が燃焼停止中である場合、設定温度が標準温度とされる。従って、第１温度Ｔ１は１０℃となり、第２温度Ｔ２は７℃となる。また、第３温度Ｔ３は１５℃となり、第４温度Ｔ４は６．５℃となり、第５温度Ｔ５は１０．５℃となる。さらに、第６温度Ｔ６は１２℃となり、第７温度Ｔ７は５℃となる。

また、優先機２は、図５に示すように、室内機５の負荷率が１％〜２０％であり、直焚き機３が燃焼中である場合、設定温度が標準温度−ｔ２℃（例えば１℃）とされる。従って、第１温度Ｔ１は９℃となり、第２温度Ｔ２は６℃となる。また、第３温度Ｔ３は１４℃となり、第４温度Ｔ４は５．５℃となり、第５温度Ｔ５は９．５℃となる。さらに、第６温度Ｔ６は１１℃となり、第７温度Ｔ７は４℃となる。

さらに、詳細に説明すると、直焚き機３は、負荷率が２１％〜４０％である場合、設定温度が標準温度＋ｔ１℃であり、負荷率が４１％〜６０％である場合、設定温度が標準温度＋ｔ３℃（ｔ３はｔ１よりも小さい数であって、例えば１℃）であり、負荷率が６１％〜８０％である場合、設定温度が標準温度であり、負荷率が８１％〜１００％である場合、設定温度が標準温度となる。

これに対して、優先機２は、負荷率が１％〜２０％である場合と同様に、負荷率が２１％以上であっても、直焚き機３が燃焼停止中である場合、設定温度が標準温度であり、直焚き機３が燃焼中である場合、設定温度が標準温度−ｔ２℃である。

このように、温度制御部６ｂは、優先機２の設定温度を直焚き機３の設定温度以下とすると共に、負荷率演算部６ａに演算された負荷率が大きくなるに従って、優先機２及び直焚き機３の設定温度の差を小さくする。そして、優先機２の設定温度を直焚き機３の設定温度以下とすることで、直焚き機３よりも優先機２を優先的に運転させることとなる。

また、負荷率が大きくなるに従って、優先機２及び直焚き機３の設定温度の差を小さくするため、負荷率が小さい場合には、両者の設定温度差が広がって優先機２のみが運転し易くなるが、負荷率が大きい場合には、優先機２と直焚き機３とが近い温度で運転して適切な冷水を室内機５に供給し易くなる。故に、負荷率が小さい場合には排熱等を有効的に利用でき、負荷率が大きい場合には適切な冷水を室内機５に供給することとなり快適性を維持することができる。

より具体的に温度制御部６ｂは、図５に示すように、負荷率演算部６ａに演算された負荷率が低くなるに従って、直焚き機３の設定温度を高くする。このため、排熱等を利用した優先機２を効率良く運転させることができる。すなわち、負荷率が低くなるに従って優先機２の設定温度を低くし、設定温度差を大きくしていくことも考えられるが、この場合には、優先機２が効率良い運転を実現できなくなり有効な運転とはいえない。

また、図５から明らかなように、温度制御部６ｂは、直焚き機３の燃焼中において直焚き機３の停止中よりも優先機２の設定温度を低くする。これにより、優先機２及び直焚き機３双方が運転する状況においても、排熱等を利用した優先機２をより優先的に運転させることができる。

さらには、温度制御部６ｂは、直焚き機３の停止中において優先機２の設定温度を予め定められた標準温度にする。これにより、直焚き機３の停止中において優先機２を効率が良い状態で運転させることができる。

なお、図５に示した内容は、一例を示すに過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なものである。すなわち、負荷率の区切りや、設定温度については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

次に、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１の動作（簡易シミュレーション結果）を説明するが、これに先立って比較例となる吸収式冷温水システムの動作（簡易シミュレーション結果）を説明する。なお、以下に示すシミュレーション結果は、周囲温度環境等によって変化するものであり、周囲温度環境等が変化した場合、その変化に応じて温度等が多少異なってくるものである。

まず、比較例１となる吸収式冷温水システムにおいて優先機及び直焚き機は、以下のように制御されていた。比較例１において優先機及び直焚き機は、室内機に供給する冷水の温度が７℃となるように制御される。すなわち、優先機及び直焚き機の双方が標準温度である７℃を設定温度としており、設定温度に差を設けていない。

図６は、比較例１に係る優先機及び直焚き機の運転状態を示すグラフであり、負荷率が２０％であるときの例を示している。図６に示すように、まず、冷水出口温度（室内機に供給する冷水の温度）が１３℃であり、優先機及び直焚き機の双方が高負荷モードでＨｉ運転しているとする。

そして、時刻が約４ｍｉｎ弱に達すると、冷水出口温度が低下して第４温度Ｔ４である６．５℃に達する。このため、優先機及び直焚き機の双方が高負荷モードのＬｏｗ運転となる。その後も冷水出口温度は低下し、時刻が約４ｍｉｎ強となると第７温度Ｔ７である５℃に達するため、優先機及び直焚き機の双方が運転を停止する。以後、優先機及び直焚き機の双方が運転を停止したことにより、冷水出口温度が上昇することとなる。

そして、冷水出口温度が上昇していき、時刻約１３ｍｉｎにおいて冷水出口温度が第１温度Ｔ１である１０℃に達すると、優先機及び直焚き機の双方が低負荷モードでＬｏｗ運転を開始する。また、優先機及び直焚き機の双方が低負荷モードでＬｏｗ運転を開始するため、時刻約１５ｍｉｎにおいて冷水出口温度が低下し始める。

次いで、時刻が約１８ｍｉｎになると冷水出口温度が第２温度Ｔ２である７℃に達するため、優先機及び直焚き機の双方が運転を停止する。以後、優先機及び直焚き機の双方は低負荷モードにおける運転の開始と停止を繰り返すこととなる。なお、冷水入口温度（室内機から供給される冷水の温度）は、冷水出口温度よりも常時高い状態で推移することとなる。

このように、優先機と直焚き機との設定温度を同じとしてしまうと、優先機と直焚き機とが同時に運転開始及び停止してしまい、優先機を優先的に運転させることができない。

図７は、比較例１に係る優先機及び直焚き機の運転状態を示すグラフであり、負荷率が８０％であるときの例を示している。図７に示すように、まず、冷水出口温度が１３℃であり、優先機及び直焚き機の双方が高負荷モードでＨｉ運転しているとする。特に図７に示す例においては室内機の負荷率が高いことから、時刻０ｍｉｎ以降において冷水入口温度が上昇していく。

そして、時刻が約４ｍｉｎ弱に達すると、優先機及び直焚き機の双方が高負荷モードでＨｉ運転していることから、冷水入口温度が低下していくと共に、冷水出口温度についても低下していく。次いで、時刻１０ｍｉｎ強となると、冷水出口温度が低下して第４温度Ｔ４である６．５℃に達するため、優先機及び直焚き機の双方が高負荷モードのＬｏｗ運転となる。

そして、冷水出口温度が上昇していき、時刻が約１４ｍｉｎにおいて冷水出口温度が第５温度Ｔ５である１０．５℃に達すると、優先機及び直焚き機の双方が高負荷モードでＨｉ運転を開始する。これにより、冷水出口温度が低下していくこととなる。

次いで、時刻が２０ｍｉｎになると冷水出口温度が第４温度Ｔ４である６．５℃に達するため、優先機及び直焚き機の双方が高負荷モードのＬｏｗ運転となる。以後、優先機及び直焚き機の双方は高負荷モードにおけるＨｉ運転とＬｏｗ運転とを繰り返すこととなる。なお、冷水入口温度は、冷水出口温度よりも常時高い状態で推移することとなる。

このように、室内機の負荷率が高い場合においても、優先機と直焚き機との設定温度を同じとしてしまうと、優先機と直焚き機とが同時にＨｉ運転及びＬｏｗ運転を切り替えてしまい、優先機を優先的に運転させることができない。

よって、優先機を優先的に運転させるべく、優先機の設定温度を直焚き機の設定温度よりも低くする。

図８は、比較例２に係る優先機及び直焚き機の運転状態を示すグラフであり、負荷率が２０％であるときの例を示している。比較例２において優先機の設定温度は標準温度−１℃（６℃）であり、直焚き機の設定温度は標準温度＋２℃（９℃）であり、設定温度に３℃の差が設けられている。

図８に示すように、まず、冷水出口温度が１３℃であり、優先機及び直焚き機の双方が高負荷モードでＨｉ運転しているとする。そして、時刻が約３ｍｉｎに達すると、直焚き機の冷水出口温度が低下して第４温度Ｔ４である８．５℃に達する。このため、直焚き機は高負荷モードのＬｏｗ運転となる。さらに、その後も冷水出口温度は低下し、時刻が約４ｍｉｎになると第７温度Ｔ７である７℃に達するため、直焚き機の運転が停止する。以後、直焚き機は、冷水出口温度が第１温度Ｔ１である１２℃に達することがなく、運転を停止したままとなる。

一方、優先機については、時刻約４ｍｉｎにおいて冷水出口温度が第４温度Ｔ４である５．５℃に達するため、高負荷モードのＬｏｗ運転となる。その後、優先機は、冷水出口温度が第５温度Ｔ５である９．５℃に達することがなく、Ｌｏｗ運転を継続することとなる。

以上のように、図８に示すように、優先機の設定温度を直焚き機の設定温度以下とすることで、直焚き機が停止した状態で優先機がＬｏｗ運転を行うこととなり、優先機を優先的に運転させることができる。よって、排熱等を効率よく利用して燃料の消費を抑えることができる。しかし、図８に示す例は負荷率２０％程度の低負荷時であり、高負荷時には冷房の快適性について問題がある。

図９は、比較例２に係る優先機及び直焚き機の運転状態を示すグラフであり、負荷率が８０％であるときの例を示している。図９に示すように、まず、冷水出口温度が１３℃であり、優先機及び直焚き機の双方が高負荷モードでＨｉ運転しているとする。特に図９に示す例においては室内機の負荷率が高いことから、時刻０ｍｉｎ以降において冷水入口温度が上昇していく。

そして、時刻が約４ｍｉｎに達すると、優先機及び直焚き機の双方が高負荷モードでＨｉ運転していることから、冷水入口温度が低下していくと共に、冷水出口温度についても低下していく。次いで、時刻８ｍｉｎ弱となると、直焚き機の冷水出口温度が低下して第４温度Ｔ４である８．５℃に達する。このため、直焚き機は高負荷モードのＬｏｗ運転となる。これにより、直焚き機の冷水出口温度が上昇し、時刻が約２２ｍｉｎ弱になると、直焚き機の冷水出口温度が第５温度Ｔ５である１２．５℃に達する。このため、直焚き機は高負荷モードのＨｉ運転に移行する。以後、直焚き機は、高負荷モードのＨｉ運転とＬｏｗ運転とを繰り返すこととなる。

一方、優先機の冷水出口温度は、直焚き機のＬｏｗ運転及びＨｉ運転に応じて上昇及び下降を繰り返すが、第４温度Ｔ４である５．５℃に達することがないため、高負荷モードのＨｉ運転を維持し続ける。

このように、高負荷である場合、優先機はＨｉ運転をし続ける一方、直焚き機はＨｉ運転とＬｏｗ運転とを繰り返すため、優先機を優先的に運転させる観点では問題がない。しかし、図９から明らかなように、高負荷時における冷水出口温度（混合）は、最大温度が１１．２℃であり平均温度が９．８℃となってしまう。比較例１の場合、図７に示すように高負荷時における冷水出口温度（混合）は、最大温度が１０．５℃であり平均温度が８．６℃である。故に、優先機の設定温度と直焚き機の設定温度との差が大き過ぎると、室内機に充分に冷却した冷水を供給できなくなり、室内機における冷房性能を低下させ、快適性の面で問題がある。

そこで、本実施形態では図５に示したように室内機５の負荷率に応じて設定温度を変化させている。具体的には負荷率が１％〜４０％の場合、優先機の設定温度を標準温度−１℃（６℃）とし、直焚き機の設定温度は標準温度＋２℃（９℃）とし、設定温度に３℃の差を設ける。これにより、図８に示すように、優先機２を優先的に運転させる。

一方、高負荷時（負荷率６０％以上）には優先機の設定温度を標準温度−１℃（６℃）とし、直焚き機の設定温度は標準温度（７℃）とし、設定温度に１℃の差しか設けない。これにより、快適性を維持することとしている。なお、中負荷時（負荷率４１〜６０％）には優先機の設定温度を標準温度−１℃（６℃）とし、直焚き機の設定温度は標準温度＋１℃（８℃）とし、設定温度に２℃の差を設ける。

図１０は、本実施形態に係る優先機２及び直焚き機３の運転状態を示すグラフであり、負荷率が８０％であるときの例を示している。

図１０に示すように、まず、冷水出口温度が１３℃であり、優先機２及び直焚き機３の双方が高負荷モードでＨｉ運転しているとする。また、室内機５の負荷率が高いことから、時刻０ｍｉｎ以降において冷水入口温度が上昇していく。

そして、時刻が約４ｍｉｎに達すると、優先機２及び直焚き機３の双方が高負荷モードでＨｉ運転していることから、冷水入口温度が低下していくと共に、冷水出口温度についても低下していく。次いで、時刻約１０ｍｉｎとなると、直焚き機３の冷水出口温度が低下して第４温度Ｔ４である６．５℃に達する。このため、直焚き機３は高負荷モードのＬｏｗ運転となる。これにより、直焚き機３の冷水出口温度が上昇し、時刻が約１８ｍｉｎになると、直焚き機３の冷水出口温度が第５温度Ｔ５である１０．５℃に達する。このため、直焚き機３は高負荷モードのＨｉ運転に移行する。以後、直焚き機３は、高負荷モードのＨｉ運転とＬｏｗ運転とを繰り返すこととなる。

一方、優先機２の冷水出口温度は、直焚き機のＬｏｗ運転及びＨｉ運転に応じて上昇及び下降を繰り返すが、第４温度Ｔ４である５．５℃に達することがないため、高負荷モードのＨｉ運転を維持し続ける。

ここで、図１０から明らかなように、高負荷時における冷水出口温度（混合）は、最大温度が９．１℃であり平均温度が７．９℃となっている。このため、比較例２に示す最大温度及び平均温度よりも低くなっている。故に、本実施形態では、比較例２よりも冷却した冷水を室内機５に供給でき、快適性の面で改善されているといえる。

このようにして、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１は、優先機２の設定温度を直焚き機３の設定温度以下とするため、直焚き機３よりも優先機２が優先的に運転することとなる。また、負荷率が高くなるに従って、優先機２及び直焚き機３の設定温度の差を小さくするため、負荷率が小さい場合には、両者の設定温度差が大きくなり優先機２のみが運転し易くなると共に、負荷率が大きい場合には、優先機２と直焚き機３とが近い温度で運転して適切な冷水を室内機５に供給し易くなる。故に、負荷率が小さい場合には排熱等を有効的に利用でき、負荷率が大きい場合には適切な冷水を室内機５に供給することとなり快適性を維持することができる。従って、排熱等を利用した優先機２をより優先的に運転させつつ、負荷率が大きくなった場合における快適性の悪化を防止することができる。

また、負荷率が低くなるに従って直焚き機３の設定温度を高くするため、直焚き機３が運転し難くなり、排熱等を利用した優先機を有効的に運転させることができる。

また、直焚き機３の燃焼中において直焚き機３の停止中よりも優先機２の設定温度を低くする。このため、優先機２及び直焚き機３の双方が運転する状況において、優先機２をより運転し易くし、排熱等を利用した優先機をより優先的に運転させることができる。

また、直焚き機３の停止中において優先機２の設定温度を予め定められた標準温度にするため、優先機２を効率が良い状態で運転させることができる。

また、少なくとも冷暖房の切替操作が可能な遠隔操作盤６をさらに備え、遠隔操作盤が負荷率演算部６ａ及び温度制御部６ｂを備えるため、遠隔操作盤内のＣＰＵ等に負荷率演算部６ａ及び温度制御部６ｂに相当するプログラムを組み込んでおくことで、上記システムを実現することができ、構成の増加を抑えることができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１において各種構成等については図示したものに限られるものではない。また、具体的に記載した温度についても上記したものに限られるものではない。

さらに、本実施形態において直焚き機３は１台であるが、これに限らず、複数台であってもよい。加えて、優先機２が複数台であってもよい。

また、上記では冷房運転を例に説明したが、本発明は暖房運転にも適用可能である。ここで、暖房運転を行う場合には、図示しない切替弁を切り替えることとなる。そして、切替弁を切り替えた場合には冷水伝熱管１８ｂには温水が流れ、室内機５にて温水をもとに暖房効果が得られ、暖房により冷却した水が再度優先機２及び直焚き機３に供給されることとなる。また、上記した各温度については、高低が逆となり制御されることとなる。

１…吸収式冷温水システム
２…優先機
３…直焚き機
４ａ，４ｂ…制御装置
５…室内機
６…遠隔操作盤
６ａ…負荷率演算部（負荷率演算手段）
６ｂ…温度制御部（温度制御手段）
１０…高温再生器
１０ａ…加熱装置
１０ｂ…燃焼装置
１２…分離器
１４…低温再生器
１６…凝縮器
１６ａ…冷水伝熱管
１６ｂ…冷媒貯蔵室
１８…蒸発器
１８ａ…液冷媒分配器
１８ｂ…冷水伝熱管
２０…吸収器
２０ａ…冷水伝熱管
２２…溶液循環ポンプ
２４…高温溶液熱交換器
２６…低温溶液熱交換器
２８…温度センサ

Claims (5)

1. 排熱及び再生可能エネルギーの少なくとも一方を加熱源とし、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器による循環サイクルによって室内機にて使用される冷水を得る優先機と、
   化石燃料を燃焼させて発生する熱を加熱源とし、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器による循環サイクルによって室内機にて使用される冷水を得る直焚き機と、
   前記優先機及び直焚き機からの情報に基づいて室内機の負荷率を演算する負荷率演算手段と、
   冷房運転において前記優先機の設定温度を前記直焚き機の設定温度以下とすると共に、前記負荷率演算手段に演算された負荷率が高くなるに従って、前記優先機及び直焚き機の設定温度の差を小さくする冷房制御機能、及び、暖房運転において前記優先機の設定温度を前記直焚き機の設定温度以上とすると共に、前記負荷率演算手段に演算された負荷率が高くなるに従って、前記優先機及び直焚き機の設定温度の差を小さくする暖房制御機能の少なくとも一方を有する温度制御手段と、
   を備えることを特徴とする吸収式冷温水システム。
2. 前記温度制御手段は、冷房制御機能を有する場合、前記負荷率演算手段に演算された負荷率が低くなるに従って、前記直焚き機の設定温度を高くし、暖房制御機能を有する場合、前記負荷率演算手段に演算された負荷率が低くなるに従って、前記直焚き機の設定温度を低くする
   ことを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷温水システム。
3. 前記温度制御手段は、冷房制御機能を有する場合、前記直焚き機の燃焼中において前記直焚き機の停止中よりも前記優先機の設定温度を低くし、暖房制御機能を有する場合、前記直焚き機の燃焼中において前記直焚き機の停止中よりも前記優先機の設定温度を高くする
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の吸収式冷温水システム。
4. 前記温度制御手段は、前記直焚き機の停止中において前記優先機の設定温度を予め定められた標準温度にする
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の吸収式冷温水システム。
5. 少なくとも冷暖房の切替操作が可能な遠隔操作盤をさらに備え、前記遠隔操作盤が前記負荷率演算手段及び前記温度制御手段を備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の吸収式冷温水システム。

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