JP2654137B2 - 吸収冷凍機の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は吸収冷凍機の制御方法に関する。

（ロ）従来の技術 例えば特開昭58−160783号公報には、凝縮器の冷媒凝
縮温度から凝縮圧力を算出するか、直接凝縮圧力を検出
し、この圧力と低温再生温度とより濃液濃度を算出し、
この濃度の温度が一番低くなる低温熱交換器出口温度を
別に検出し、この温度の吸収液結晶濃度と上記で算出し
た濃液濃度との差を濃度余裕度ととらえ、この濃度余裕
度が設定値と比較して大なら加熱源入力を増大させ、小
なら減少させる制御を行い結晶防止と高効率運転を行う
吸収冷凍機制御装置が開示されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記従来の技術ではその演算プロセスが複雑でありか
つ温度検出用センサーも４点必要であるなど、機構が複
雑で高価なものになっていた。すなわち、凝縮冷却温度
と水の飽和特性とから低温再生器内の圧力を算出し、こ
の圧力と、低温再生器出口吸収液（濃液）温度から吸収
液濃度曲線に従ってこの濃液濃度を算出する。

一方、低温熱交換器出口濃液温度から、結晶析出特性
曲線に従って結晶析出濃度を算出する。そして、ここで
算出された結晶析出濃度と上記で算出された濃液濃度と
の差を濃度余裕度として算出する。そして、別に濃度余
裕度の設定値を設定器に設定しておき、前記算出した濃
度余裕度が設定器に設定された値より大きくなると、加
熱量は増加され濃度余裕度が設定値になるよう制御さ
れ、小さくなると加熱量は減少され、濃度余裕度が設定
値になるよう制御される。又、冷水出口温度にも設定器
により設定値が設定されており、冷水出口温度が設定値
より高くなると加熱量は増加され冷水出口温度が設定値
になるように制御され、設定値より低くなると加熱量は
減少され、冷水出口温度が設定値になるように制御され
る。そして、双方の制御量の合計が実際の加熱源制御量
として加熱源制御弁に与えられる。

このことは２つの異なった制御が加えられることとな
り、制御上の矛盾を引き起こしている。すなわち、冷水
出口温度が設定値に達している時、濃液濃度が上昇し、
濃度余裕度が設定器に設定された値より小さくなると、
加熱量は減少され、濃度余裕度が設定値になるよう制御
される。しかし、濃度が稀くなると、冷凍能力が出にく
くなるので冷水出口温度は上昇してくる。すると、冷水
出口温度が設定器に設定された値より高くなるため、加
熱量は増大され冷水出口温度が設定値になるように制御
される。すると、又、濃液の濃度が上昇し、濃度余裕度
が設定器に設定された値より小さくなってしまい結晶の
危険はいっこうに緩和されない。

又、濃度余裕度が設定値に達している時、冷水負荷が
減少し冷水出口温度が低下し設定器に設定された冷水出
口温度より低下した場合、加熱量は減少され、冷水出口
温度が設定値になるように制御される。しかし、加熱量
を減少させれば濃液濃度は稀くなり、濃度余裕度は設定
値より大きくなってしまう。このため加熱量は増大さ
れ、濃度余裕度が設定器に設定された値になるように制
御される。このため、冷水出口温度は低下し、負荷に対
応した冷水出口温度を得ることができなくなってしま
う。

以上のように、冷水出口温度と濃度余裕度の両方を設
定値に合わせようとする制御は成立せず、どちらか一方
を満足するような制御、すなわち優先順位を持った制御
が必要である。

本発明は結晶の発生を防止すると共に、制御を簡略化
することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、再生器（１），
（２）、凝縮器（３）、蒸発器（４）、及び吸収器
（５）をそれぞれ配管接続し、再生器（１）の加熱量を
蒸発器（４）の冷水出口温度に基づいて制御する吸収冷
凍機の制御方法において、濃液濃度が上昇して設定値に
なったときには、濃液濃度が設定値になった時の再生器
（１）の加熱量より少ない加熱量に再生器（１）の加熱
量を所定時間制御する吸収冷凍機の制御方法を提供する
ものである。

又、再生器（１），（２）、凝縮器（４）、及び吸収
器（５）をそれぞれ配管接続し、再生器（１）の加熱量
を蒸発器（４）の冷水出口温度に基づいて制御する吸収
冷凍機の制御方法において、濃液濃度が上昇して設定値
になったときには、再生器（１）の加熱量をその時の加
熱量に１より小さい値を乗じた加熱量に所定時間制御す
る吸収冷凍機の制御方法を提供するものである。

又、再生器（１），（２）、凝縮器（３）、蒸発器
（４）、及び吸収器（５）をそれぞれ配管接続し、再生
器（１）加熱量の制御弁（35）の開度を蒸発器（４）の
冷水出口温度に基づいて制御する吸収冷凍機の制御方法
において、濃液濃度と設定値とを比較し、濃液濃度が上
昇して設定値になったときには、制御弁（35）の開度を
その時の制御弁（35）の開度の値に１より小さい値を乗
じた開度に所定時間制御する吸収冷凍機の制御方法を提
供するものである。

さらに、上記所定時間が経過した時、濃液濃度が設定
値以上のときには、吸収冷凍機の運転を停止させる吸収
冷凍機の制御方法を提供するものである。

（ホ）作 用 吸収冷凍機の運転異、濃液濃度が上昇して設定値にな
ったときには、再生器（１）の加熱量がその時の加熱量
より少ない加熱量に所定時間制御されるため、再生器
（１）での吸収液の濃縮が減速され、吸収液の濃度が薄
くなり、吸収液の結晶防止を図ることが可能になる。

又、吸収冷凍機の運転時、濃液濃度が上昇して設定値
になったときには、再生器（１）の加熱量がその時の加
熱量に１より小さい値を乗じた加熱量に所定時間制御さ
れるため、再生器（１）での吸収液の濃縮が減速され、
吸収液の濃度が薄くなり、吸収液の結晶化を防止するこ
とが可能になる。

又、濃液濃度が上昇して設定値になったときには、再
生器（１）加熱量の制御弁（35）の開度が、その時の開
度に１より小さい値を乗じた開度に所定時間制御される
ため、その間、再生器（１）の加熱量が小さくなり、吸
収液の濃縮が減速され、吸収液の濃度が薄くなり、吸収
液の結晶化を防止することが可能になる。

又、濃液濃度が設定値以上になった後、所定時間経過
時の濃液濃度が設定値以上のときには、吸収冷凍機の運
転が停止されるため、異常運転時の吸収液の結晶化を防
止することが可能になると共に、異常運転による吸収冷
凍機の破損を防止することが可能になる。

（ヘ）実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

図に示したものは二重効用吸収冷凍機であり、冷媒に
水（H₂O）を、吸収剤（吸収液）に臭化リチウム（LiB
r）水溶液を使用したものである。

図において、（１）はガスバーナ（1B）を備えた高温
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）は低温熱交換器、
（７）は高温熱交換器、（８）ないし（12）は吸収液配
管、（15）は吸収液ポンプ、（16）ないし（18）は冷媒
配管、（19）は冷媒ポンプ、（36）はガスバーナ（1B）
に接続されたガス配管、（22）は冷水配管、（23）は冷
却水配管であり、それぞれは第１図に示したように配管
接続されている。又、（24）は冷水配管（22）の出口側
に設けられた冷水出口温度検出器（以下第１温度センサ
という）、（25）は凝縮器（３）に設けられた凝縮温度
検出器（以下第２温度センサという）、（26）は低温再
生器（２）出口側に設けられた再生温度検出器（以下第
３温度センサという）である。さらに、（27）は制御装
置であり、（30）は第2,第３温度センサ（25），（26）
から温度信号を入力して濃液濃度を算出する濃度算出装
置、（31）は濃度算出装置（30）からの信号、及び第１
温度センサ（24）からの信号に基づいて動作する容量制
御装置である。又、（32）はタイマ装置、（33）は表示
器、（34）はブザーである。さらに、（35）はガス配管
（36）の途中に設けられた加熱量制御弁である。

上記二重効用吸収冷凍装置の運転時、高温再生器
（１）で蒸発した冷媒は低温再生器（２）を経て凝縮器
（３）に入り、冷却水配管（23）内を流れる水と熱交換
して凝縮液化した後冷却配管（17）を介して蒸発器
（４）へ流れる。そして、冷媒液が冷水配管（22）内の
水と熱交換して蒸発し、気化熱によって冷水配管（22）
内の水が冷却される。又、蒸発器（４）で蒸発した冷媒
は吸収器（５）で吸収液に吸収される。そして、冷媒を
吸収して濃度の薄くなった吸収液が吸収液ポンプ（15）
の運転により低温熱交換器（６）、高温熱交換器（７）
を経て高温再生器（１）へ送られる。高温再生器（１）
に入った吸収液はバーナ（1B）によって加熱され、冷媒
が蒸発し、中濃度の吸収液が高温熱交換器（７）を経て
低温再生器（２）に入る。そして、吸収液は高温再生器
（１）から冷媒配管（16）を流れて来た冷媒蒸気により
加熱され、さらに冷媒が蒸発分離され濃度が高くなる。
高濃度になった吸収液（以下濃液という）は低温熱交換
器（６）を経て温度低下して吸収器（５）へ流れ散布さ
れる。

上記のように吸収冷凍機の運転が行われているとき、
容量制御装置（31）が第１温度センサ（24）から冷水出
口温度の信号を入力し、この信号に基づいて制御弁（3
5）へ信号を出する。そして、高温再生器（１）の加熱
量が冷水出口温度に基づいて制御される。

又、濃度算出装置（30）が第３温度センサ（26）と第
２温度センサ（25）とから低温再生器再生温度T₁と凝縮
温度T₂との信号を入力する。そして、濃度算出装置（3
0）にて下記の一次近似式（Ａ）に基づいて濃液濃度Ｘ
が算出される。ここで、式（Ａ）において、a₁,a₂,a₃,a
₄は定数である。

そして、濃度算出装置（30）にて算出された濃液濃度
の信号が容量制御装置（31）へ出される。容量制御装置
（31）にて濃液濃度と予め設定された設定値とが比較さ
れ、濃液濃度が上昇して設定値になった場合には、容量
制御装置（31）が動作する。そして、容量制御装置（3
1）にて、そのときの制御弁（35）の開度の60％に制御
弁（35）の開度が設定される。即ち、濃液濃度が設定値
になった時の開度が90％のときには、90×0.6＝54
〔％〕に設定され、制御弁（35）が絞られて高温再生器
（１）での加熱量が減少する。又、開度が70％のときに
は70×0.6＝42〔％〕に設定される。又、濃液濃度が設
定値になった時には、容量制御装置（31）に設けられた
タイマ装置（32）がカウントを開始する。高温再生器
（１）の加熱量が減少すると、高温再生器（１）にて発
生する冷媒蒸気の量が減少し濃縮が減速する。又、高温
再生器（１）から低温再生器（２）へ流れる吸収液の量
が増加する。一方、吸収器（５）での冷媒蒸気の吸収が
続き吸収液の濃度が低下する。そして、低温再生器再生
温度が低下すると、濃度算出装置（30）にて算出された
濃液濃度が低下する。

濃液濃度が設定値になってから所定時間（例えば10
分）経過すると、タイマ装置（32）が動作し、タイマ装
置（32）の信号出力に基づいて制御装置（27）が動作す
る。そして、タイマ装置（32）から信号が出力された時
点の濃液濃度が設定値より低い場合には、容量制御装置
（31）が冷水出口温度に応じた信号を制御弁（35）へ出
力し、冷水出口温度に応じた高温再生器（１）の加熱量
制御が始まる。又、所定時間経過した時の濃液濃度が設
定値以上の場合には、容量制御装置（31）が動作して信
号を出力し、制御弁（35）が閉じ、バーナ（1B）の燃焼
が停止する。そして、吸収液ポンプ（15）は運転を継続
し、吸収器（５）から高温再生器（１）、及び低温再生
器（２）へ順次吸収液が流れ、通常の稀釈運転が行われ
る。又、制御装置（27）からの信号に基づいて表示器
（33）が点灯すると共に、ブザー（34）が発音する。そ
して、稀釈運転が終了すると吸収冷凍機の運転が停止す
る。

上記本発明の実施例によれば、濃液濃度が上昇して設
定値になったときには、制御弁（35）の開度がその時の
開度の60％に所定時間絞られ、制御弁（35）の開度がい
ずれの場合にも高温再生器（１）の加熱量が減少するた
め、吸収液の濃縮が減速され、又、吸収器（５）での冷
媒蒸気の吸収が続き、吸収液の濃度が薄くなり、この結
果、吸収液の結晶化を防止することができると共に、濃
液濃度制御の簡略化を図ることができる。

又、濃液濃度が上昇して設定値になってから所定時間
経過した時の濃液濃度が設定値以上のときには吸収冷凍
機の運転を停止するため、不凝縮ガスの滞留、冷却水温
度の上昇などによる異常運転時の吸収液の結晶化を防止
することができると共に、異常運転による吸収冷凍機の
破損を防止することができる。

さらに、所定時間経過時の濃液濃度が設定値より低い
ときには、冷水出口温度に基づく高温再生器（１）の加
熱量制御弁（35）の開度制御が再び始められるため、一
時的な濃液濃度の上昇に吸収冷凍機の運転を停止させる
ことなく対応することができ、この結果、冷水出口温度
の大幅な上昇を回避することができる。

上記実施例において、制御弁（35）の開度を制御する
吸収冷凍機について説明したが、濃液濃度が設定値にな
ったとき、高温再生器（１）の加熱量をそのときの加熱
量に１より少ない値を乗じた量に制御した場合にも、上
記実施例と同様の作用効果を得ることができる。

（ト）発明の効果 本発明は以上のように構成された吸収冷凍機の制御方
法であり、濃液濃度が上昇して設定値になったときに
は、その時の再生器の加熱量より小さい加熱量、又はそ
の時の再生器の加熱量の値に１より小さい値を乗じた加
熱量に再生器の加熱量を所定時間制御するため、濃液濃
度が設定値になったときの加熱量がいずれの場合にも、
再生器の加熱量が減少し、冷水出口温度に関係なく吸収
液の濃縮が減速され濃液濃度を薄くすることができ、こ
の結果、吸収液の結晶化を防止することができると共
に、濃液濃度制御の簡略化を図ることができる。

又、再生器加熱量の制御弁の開度を濃液濃度の上昇
時、そのときの開度に１より小さい値を乗じた開度に所
定時間制御することにより結晶防止を図ることができ
る。

又、所定時間経過時、濃液濃度が設定値以上のときに
は、吸収冷凍機の運転を停止させるため、異常運転時の
吸収液の結晶化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す吸収冷凍機の回路構成図で
ある。 （１）……高温再生器、（２）……低温再生器、（３）
……凝縮器、（４）……蒸発器、（５）……吸収器、
（27）……制御弁。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】再生器、凝縮器、蒸発器、及び吸収器をそ
   れぞれ配管接続し、再生器の加熱量を蒸発器の冷水出口
   温度に基づいて制御する吸収冷凍機の制御方法におい
   て、濃液濃度が上昇して設定値になったときには、濃液
   濃度が設定値になった時の再生器の加熱量より少ない加
   熱量に再生器の加熱量を所定時間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】再生器、凝縮器、蒸発器、及び吸収器をそ
   れぞれ配管接続し、再生器加熱量を蒸発器の冷水出口温
   度に基づいて制御する吸収冷凍機の制御方法において、
   濃液濃度が上昇して設定値になったときには、濃液濃度
   が設定値になった時の加熱量に１より小さい値を乗じた
   加熱量に再生器の加熱量を所定時間制御することを特徴
   とする吸収冷凍機の制御方法。
3. 【請求項３】再生器、凝縮器、蒸発器、及び吸収器をそ
   れぞれ配管接続し、再生器加熱量の制御弁の開度を蒸発
   器の冷水出口温度に基づいて制御する吸収冷凍機の制御
   方法において、濃液濃度が上昇して設定値になったとき
   には、濃液濃度が設定値になった時の制御弁の開度の値
   に１より小さい値を乗じた開度に制御弁の開度を所定時
   間制御することを特徴とする吸収冷凍機の制御方法。
4. 【請求項４】上記所定時間が経過したとき、濃液濃度が
   設定値以上の場合には吸収冷凍機の運転を停止させるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、及び第
   ３項記載の吸収冷凍機の制御方法。