JP2708900B2

JP2708900B2 - 吸収冷凍機

Info

Publication number: JP2708900B2
Application number: JP19582689A
Authority: JP
Inventors: 敏之金子; 雅裕古川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1989-07-27
Filing date: 1989-07-27
Publication date: 1998-02-04
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JPH0359360A

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に関し、特に吸収液ポンプの回転
数制御を行う吸収冷凍機に関する。

（ロ）従来の技術例えば実開昭56−63951号公報には、冷水負荷の変化
に対応して変化する物理量、例えば冷水出入口温度差に
希づいて吸収液ポンプ（溶液ポンプ）の回転数を制御す
る二重効用吸収冷凍機が開示されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記従来の技術において、吸収冷凍機の100％負荷時
と例えば60％負荷時（部分負荷時）とでは冷水出入口温
度差が異なるのは勿論、吸収冷凍機の冷却水温度の変化
に伴い、吸収器から高温再生器、及び低温再生器へ送ら
れる稀吸収液の濃度、及び各再生器から吸収器へ流れる
濃度の濃度が変化し、上記冷水出入口温度差のみに基づ
いて吸収液ポンプの回転数制御を行った場合には、冷却
水温度が変化したとき、吸収液ポンプの稀液吐出量が変
化せず成績係数が低下するという問題が発生していた。

本発明は吸収冷凍機の運転性能の向上、特に冷却水温
度が変化したときの成績係数の向上を図ることを目的と
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、蒸発器（４）の
冷水出入口温度を検出する温度検出器（33），（34）
と、これら温度検出器（33），（34）から信号を入力し
て冷水出入口温度差を演算する第２演算装置（37）と、
吸収液管（８）に設けられた稀液濃度検出器（31）と、
濃吸収液が流れる吸収液管（12）に設けられた濃液濃度
検出器（32）と、各濃度検出器（31），（32）からの信
号を入力して濃度差を演算する第１演算装置（36）と、
第1,第２演算装置（36），（37）からの信号を入力信号
として濃度差と温度差との比率を演算する第３演算装置
（38）と、第３演算装置（38）からの信号を入力して上
記比率と設定値とを比較して周波数信号を出力する比較
判別装置（40）と、この比較判別装置（40）から周波数
信号を入力して吸収液ポンプ（15）へ電力を供給する回
転数制御装置（41）とを備えた吸収冷凍機を提供するも
のである。

又、蒸発器（４）の冷水出入口温度を検出する温度検
出器（33），（34）と、これら温度検出器（33），（3
4）から信号を入力して冷水出入口温度差を演算する第
２演算装置（37）と、濃度温度と冷媒の凝縮温度とを検
出する温度検出器（51），（52）と、これら温度検出器
（51），（52）からの信号を入力信号として濃吸収液の
濃度を演算する濃液濃度演算装置（55）と、稀液温度と
冷媒蒸発温度とを検出する温度検出器（53），（54）
と、これら温度検出器（53），（54）からの信号を入力
信号として稀吸収液の濃度を演算する稀液濃度演算装置
（56）と、これら濃度演算装置（55），（56）からの信
号を入力信号として濃度差を演算する第１演算装置（3
6）、第1,第２演算装置（36），（37）からの信号を入
力信号として濃度差と温度差との比率を演算する第３演
算装置（38）と、第３演算装置（38）からの信号を入力
信号として上記比率と設定値とを比較して周波数信号を
出力する比較判別装置（40）と、この比較判別装置（4
0）から周波数信号を入力して吸収液ポンプ（15）へ電
力を供給する回転数制御装置（41）とを備えた吸収冷凍
機を提供するものである。

（ホ）作用吸収冷凍機の運転時、負荷の変化により冷水出入口温
度差が変化した場合には第２演算装置（37）により演算
される温度差が変化し、又、冷却水の温度などにより、
各濃度検出器（31），（32）からの信号又は各濃度演算
装置（55），（56）からの信号が変化し、第１演算装置
（36）により演算される濃度差が変化し、第３演算装置
（38）により演算される濃度差と温度差との比率が変化
した場合には、第３演算装置（38）から信号を入力した
比較判別装置（40）が動作する。そして上記比率と設定
値とが比較判別装置（40）にて比較され、設定値と上記
比率との差に応じて周波数信号が変化し、この周波数信
号を入力した回転数制御装置（41）から吸収液ポンプ
（15）へ供給される電力の周波数が制御されるため、負
荷の変化、及び冷却水温度の変化に応じて吸収液ポンプ
（15）の稀液の吐出量が変化し、吸収冷凍機の成績係数
を高く保つことが可能になる。

（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。

図面に示したものは二重効用吸収冷凍機であり、冷媒
に水（H₂O）、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。

図面において、（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、（20）はガスバーナ
（1B）に接続されたガス配管、（21）は加熱量制御弁、
（22）は冷水配管であり、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、（25）は冷却水配管であ
り、この冷却水配管（25）の途中には吸収器熱交換器
（26）、及び凝縮器熱交換器（27）が設けられている。

又、（31）は稀吸収液が流れる吸収液配管（８）の吸
収液ポンプ（15）の吐出側に設けられた超音波濃度計で
ある稀液濃度検出器、（32）は濃吸収液が流れ吸収液配
管（12）の途中に設けられた超音波濃度計である濃液濃
度検出器である。ここで、稀液濃度検出器（31）は吸収
液留め（5A）、又は吸収液留め（5A）と吸収液ポンプ
（15）との間の吸収液配管を設けても良い。さらに（3
3）、及び（34）はそれぞれ冷水配管（22）の蒸発器
（４）の入口側、及び出口側に設けられた冷水入口温度
検出器、及び冷水出口温度検出器である。

又、第１図及び第２図に示した（35）は吸収液ポンプ
の制御装置であり、（36）は稀液濃度検出器（31）、及
び濃液濃度検出器（32）から信号を入力し、濃液と稀液
との濃度差を演算する第１演算装置（濃度差演算装置）
である。又、（37）は冷水入口温度検出器（33）、及び
冷水出口温度検出器（34）から信号を入力し冷水の入口
出口の温度差を演算する第２演算装置（温度差演算装
置）である。さらに、（38）は第３演算装置（比率演算
装置）であり、この第３演算装置（38）は第１演算装置
（36）、及び第２演算装置（37）から信号を入力し、濃
液と稀液との濃度差と冷水出入口温度差との比率、例え
ば、温度差に対する濃度差の比率を演算して信号を出力
する。又、（40）は第３演算装置（38）から信号入力
し、予め設定されている設定値と比較して周波数信号を
出力する比較判別装置であり、（41）はこの比較判別装
置（40）から周波数信号を入力し、周波数信号に応じた
電力を吸収液ポンプ（15）へ供給する回転数制御装置
（以下インバータ装置という）である。ここで、第1,第
2,第３演算装置（36），（37），（38）、及び比較判別
装置（40）にはマイクロプロセッサユニットその他のコ
ンピュータが内蔵されている。さらに、例えば第1,第2,
第３演算装置（36），（37），（38）を１つの演算装置
としてマイクロプロセッサユニットなどにより構成して
も良い。

上記吸収冷凍機の運転時、従来の吸収冷凍機と同様に
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）へ流れ、凝縮器熱交換器（27）を流れ
る水と熱交換して凝縮液化した後冷媒配管（17）を介し
て蒸発器（４）へ流れる。そして、冷媒が冷水配管（2
2）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。そして、冷水が負荷に循
環する。また、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
濃度が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）、及び高温熱交換器（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）へ入る。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っ
て加熱され、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）へ送ら
れ、散布される。

上記のように吸収冷凍機が運転されているとき、冷水
負荷の変化により冷水入口出口温度検出器（33），（3
4）の検出温度の差、即ち、第２演算装置（37）が演算
する温度差は変化する。このとき、例えば冷水負荷が10
0％負荷の場合には上記温度差は例えば５℃である。こ
のとき、例えば冷却水温度が高く、凝縮器（３）の圧力
が高いために高温再生器（１）の圧力が高く、吸収液の
循環量が少ない場合には、濃液と稀液との濃度差は例え
ば７％である。そして、第３演算装置（38）にて上記温
度差に対する濃度差の比率が演算され、比率は7/5＝1.4
になる。さらに、比較判別装置（40）が、第３演算装置
（38）から信号を入力し、上記比率と例えばCOP（成績
係数）が実験時に最も高くなった設定値（例えば1.1）
とを比較して周波数信号を出力する。ここで、演算によ
って求められた比率が上記のように設定値より高い場合
には、比較判別装置（40）が出力する周波数信号が上記
比率と設定値との差に応じて所定周波数増加する。そし
て、周波数信号を入力したインバータ装置（41）から吸
収液ポンプ（15）へ供給される電力の周波数が増加し、
吸収液ポンプ（15）の稀液の吐出量が増加する。このた
め、吸収冷凍機を循環する吸収液の量が増え、濃液の濃
度が低下し、第１演算装置（36）が演算する濃度差が小
さくなる。そして、温度差に対する濃度差の比率が減少
する。その後、演算により求められた比率と設定値との
差が小さくなるのに伴い、比較判別装置（40）が出力す
る周波数信号が減少し、上記比率が設定値と等しくなっ
たときには、比較判別装置（40）が出力する周波数信号
は一定に保たれる。

又、冷却水温度が低下した場合には、凝縮器（３）の
圧力が低下すると共に高温再生器（１）の圧力が低下す
る。そして、高温再生器（１）の圧力低下により吸収液
ポンプ（15）の稀液吐出量が増加し、濃液濃度が低くな
る。そして、稀液濃度検出器（31）と濃液濃度検出器
（32）とが検出した濃度により第１演算装置（36）で演
算された濃度差が例えば４％に減少する。このため、冷
水負荷が変化せず第３演算装置（38）で演算される温度
差を対する濃度差の比率が4/5＝0.8に減少した場合に
は、第３演算装置（38）からの信号に基づいて比較判別
装置（40）が動作し、上記比率と設定値とを比較して周
波数信号を出力する。ここで、上記比率が設置値より低
い場合には、周波数信号が上記比率と設定値との差に応
じて減少する。そして、周波数信号を入力したインバー
タ装置（41）から吸収液ポンプ（15）へ供給される電力
の周波数が減少し、吸収液ポンプ（15）の稀液吐出量が
減少する。このため、濃液の濃度が上昇し、濃液と稀液
との濃度差が増加する。そして、この濃度差の増加に伴
い比較判別装置（40）が出力する周波数信号が増加し、
稀液吐出量が増加する。その後、さらに、濃液濃度が上
昇して濃液と稀液との濃度差が増加し、設定値と等しく
なると、比較判別装置（40）から出力される周波数信号
は一定に保たれる。さらに、その後、冷却水温度が低下
し、濃液濃度が低くなり、濃液と稀液との濃度差が設定
値より小さくなり、温度差に対する濃度差の比率が設定
値より低くなると、比較判別装置（40）が動作し、周波
数信号が減少する。そして、インバータ装置（41）から
吸収液ポンプ（15）へ供給される電力の周波数が減少
し、吸収液ポンプ（15）の稀液の量が減少し、濃液の濃
度が上昇する。

又、冷水負荷が上記の100％から例えば60％に減少
し、冷水出入口温度差が例えば３℃になったとき、第１
演算装置（36）にて演算された濃度差が例えば２％であ
った場合には、第３演算装置（38）で演算される温度差
に対する濃度差の比率が2/3≒0.67になる。そして、比
較判別装置（40）は第３演算装置（38）から信号を入力
して動作し、上記比率が設定値より低いため、周波数信
号が減少する。このため、吸収液ポンプ（15）の稀液吐
出量が減少し、濃液の濃度が増加して濃度差が増加す
る。そして、濃度差と温度差との比率が設定値になる
と、比較判別装置（40）が出力する周波数信号は一定に
保たれる。

その後、冷却水の温度が変化して濃度差が変化した場
合には、上記の冷水負荷が上記100％のときと同様に、
濃度差温度差の比率に応じて比較判別装置（40）が動作
して周波数信号が増減し、吸収液ポンプ（15）の稀液吐
出量が変化し、温度差に対する濃度差の比率が略一定に
保たれる。

さらに、冷水負荷が変化し、冷水出入口温度差が変化
した場合には第３演算装置（38）にて演算された温度差
に対する濃度差の比率と設定値とが比較され、吸収液ポ
ンプ（15）の稀液吐出量が変化する。

上記実施例によれば、冷却水温度が変化し、それに伴
い吸収液ポンプ（15）の稀吸収液の吐出量が変化し、第
３演算装置（38）にて演算された濃液と稀液との濃度差
が変化し、濃度差と冷水出入口温度差との比率が設定値
より高くなった場合、又は低くなった場合には、比較判
別装置（40）が動作して、周波数信号が変化する。そし
て、吸収液ポンプ（15）の稀液吐出量が変化し、濃液濃
度が変化して温度差に対する濃度差の比率がほぼ設定値
に保たれるため、冷却水温度変化による吸収冷凍機の成
績係数の変化を僅かに抑えることができ、吸収冷凍機の
運転能力を高く保つことができる。又、負荷の変化、即
ち冷水出入口温度差が変化した場合にも、上記比率と設
定値との差に応じて吸収液ポンプ（15）の稀液吐出量が
変化し、負荷の変化、及び冷却水温度の変化に応じて吸
収液ポンプ（15）の稀液吐出量が変化するため、吸収冷
凍機の成績係数を高く保つことができる。尚、上記実施
例において、稀液と濃液との温度差と冷水出入口温度差
との比率を1.1に設定したが、比率は1.1に限定されるも
のではなく、例えば1.0〜1.3の範囲内で設定すれば良
い。又、濃度差に対する温度差の比率を演算し、この比
率と設定値とを比較して吸収液ポンプ（15）へ供給され
る電力の周波数を制御しても良い。

又、図面に示したように、吸収液配管（11）の低温再
生器（２）出口側、冷媒配管（17）の凝縮器（３）の出
口側、吸収器（５）の吸収液留り（5A）、及び冷媒配管
（18）の蒸発器（４）出口側にそれぞれ温度検出器（5
1），（52），（53）及び（54）を設ける。そして、温
度検出器（51），（52）が検出する濃吸収液温度と冷媒
凝縮温度とから濃液濃度を図に破線にて示した濃液濃度
演算装置（55）にて演算し、又、温度検出器（53），
（54）が検出する稀吸収液温度と冷媒蒸発温度とから稀
液濃度を図に破線にて示した稀液濃度演算装置（56）に
て演算する。そして、演算により求められた濃液濃度と
稀液濃度との差を上記実施例と同様に第１演算装置（3
6）にて演算し、濃度差と冷却水出入口温度差との比率
（温度差に対する濃度差の比率）を第３演算装置（38）
にて演算する。さらに、比率と設定値とを比較判別装置
（40）にて比較して、周波数信号を変化させ、吸収液ポ
ンプ（15）へ供給される電力の周波数を制御した場合に
は、上記実施例と同様に冷却水温度、及び負荷の変化に
応じて吸収液ポンプ（15）の稀液の吐出量を変化させる
ことができ、吸収冷凍機の成績係数を高く保つことがで
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であり、
冷水出入口温度差を温度差演算装置にて演算し、稀液濃
度検出器と濃液濃度検出器とから信号を入力し各濃度の
差を濃度差演算装置にて演算し、それぞれの演算装置か
ら信号を入力信号として濃度差と温度差との比率を比率
演算装置にて演算し、この比率と設定値とを比較して比
較判別装置が周波数信号を出力し、この周波数信号を回
転数制御装置が入力して吸収液ポンプへ電力を供給する
ので、負荷の変化、及び冷却水温度の変化に応じて変化
する温度差及び濃度差に応じて吸収液ポンプの稀液吐出
量を制御することができ、この結果、吸収冷凍機の成績
係数を高く保つことができる。

又、冷水出入口温度差を温度差演算装置にて演算し、
濃液濃度演算装置と稀液濃度演算装置とからの信号によ
り濃度差演算装置にて濃度差を演算し、それぞれの演算
装置からの信号を入力信号として濃度差と温度差との比
率を比率演算装置にて演算し、この比率と設定値とを比
較して比較判別装置が周波数信号を出力し、周波数信号
を入力して回転数制御装置が吸収液ポンプへ電力を供給
するので、負荷の変化、及び冷却水温度の変化に応じて
変化する温度差、及び濃度差に応じて吸収液ポンプの稀
液吐出量を制御することができ、この結果、吸収冷凍機
の成績係数を負荷の変化、及び冷却水温度の変化が発生
したときも高く保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す吸収冷凍機の回路構成
図、第２図は同じく吸収液ポンプの制御装置のブロック
図である。（１）……高温再生器、（３）……凝縮器、（４）……
蒸発器、（５）……吸収器、（15）……吸収液ポンプ、
（31）……稀液濃度検出器、（32）……濃液濃度検出
器、（33），（34）……冷水出入口温度検出器、（36）
……第１演算装置（濃度差演算装置）、（37）……第２
演算装置（温度差演算装置）、（38）……第３演算装置
（比率演算装置）、（40）……比較判別装置、（41）…
…回転数制御装置、（51），（52），（53），（54）…
…温度検出器、（55）……濃液濃度演算装置、（56）…
…稀液濃度演算装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吸収器、再生器、凝縮器、および蒸発器な
どにより冷凍サイクルを構成すると共に、吸収器と再生
器との間に接続された稀吸収液管の途中に吸収液ポンプ
を設けた吸収冷凍機において、蒸発器の冷水出入口温度
を検出する温度検出器と、これら温度検出器からの信号
を入力信号として冷水出入口温度差を演算する温度差演
算装置と、上記稀吸収液管あるいは、吸収器の吸収液留
りに設けられた稀液濃度検出器と、再生器と吸収器との
間に設けられ再生器から吸収器へ濃吸収液を流す濃吸収
液管に設けられた濃液濃度検出器と、この濃液濃度検出
器と上記稀液濃度検出器とからの信号を入力信号として
濃吸収液と稀吸収液との濃度差を演算する濃度差演算装
置と、この濃度差演算装置および温度差演算装置からの
信号を入力信号として濃度差と温度差との比率を演算す
る比率演算装置と、この比率演算装置からの信号を入力
し、上記比率と設定値とを比較して周波数信号を出力す
る比較判別装置と、この比較判別装置から周波数信号を
入力信号として上記吸収液ポンプへ電力を供給する回転
数制御装置とを備えたことを特徴とする吸収冷凍機。
【請求項２】吸収器、再生器、凝縮器、および蒸発器な
どにより冷凍サイクルを構成すると共に、吸収器と再生
器との間に接続された稀吸収液管の途中に吸収液ポンプ
を設けた吸収冷凍機において、蒸発器の冷水出入口温度
を検出する温度検出器と、これら温度検出器からの信号
を入力信号として冷水出入口温度差を演算する温度差演
算装置と、濃液温度と冷媒の凝縮温度とを検出する温度
検出器と、これら温度検出器からの信号を入力信号とし
て濃吸収液の濃度を演算する濃液濃度演算装置と、稀液
温度と冷媒蒸発温度とを検出する温度検出器と、これら
温度検出器からの信号を入力信号として稀吸収液の濃度
を演算する稀液濃度演算装置と、この稀液濃度演算装置
と濃液濃度演算装置とからの信号により濃度差を演算す
る濃度差演算装置と、この濃度差演算装置と上記温度差
演算装置からの信号を入力信号として濃度差と温度差と
の比率を演算する比率演算装置と、この比率演算装置か
らの信号を入力し、上記比率と設定値とを比較して周波
数信号を出力する比較判別装置と、この比較判別装置か
らの信号を入力信号として上記吸収液ポンプへ電力を供
給する回転数制御装置とを備えたことを特徴とする吸収
冷凍機。