JP2766950B2 - 吸収式冷温水機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排熱源から排出される
排ガス、排蒸気、排温水などの排熱媒体を利用して冷却
水の過冷却を防止できる吸収式冷温水機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の吸収式冷温水機の構造について第
３図を参照して説明する。第３図は従来の吸収式冷温水
機の一例の構造を示す図である。第３図において１は冷
温水機であり、その内部には高温再生器（図示せず）が
設けられ、該高温再生器内にはバーナが納められた燃焼
室が備えられている。かかる高温再生器では冷媒を吸収
して濃度の濃くなった稀溶液をバーナで加熱し、この稀
溶液から冷媒蒸気を発生させている。２は前記バーナか
ら生じる排熱を伴った排ガスを排出するための排気筒で
ある。冷却塔３で冷却された冷却水は冷却水ポンプ４に
より逆止弁５を通過し冷却水流路１３を通って冷温水機
１内に送水される。送水された該冷却水は冷温水機１内
に配置された凝縮器、吸収器（いずれも図示せず）で冷
温水機１内を循環する冷媒と熱交換を行い昇温する、そ
の後、昇温した冷却水は冷却水戻り流路１１を通って冷
却塔３に戻り、ファン８で外気を吹き付けられながら散
水口１４から充填材１５に滴下されて再度冷却され冷却
塔３の下部に落ちる。その後、該冷却水は冷却水ポンプ
４により再度冷温水機１に送水されることとなる。

【０００３】しかしながら、季節（冬季、秋季、春季）
により低温冷却水で冷房運転しなければならない場合、
一般に冷却水温度２４．０℃以下でファン８はＯＦＦと
なり（２７．５℃以上になればＯＮになる）、また、三
方弁６も冷却塔３の下部に貯留される冷却水の温度が設
定値以下になると切り替わり冷温水機１内で昇温した冷
却水は冷却水戻り流路１１を通過せずにバイパス１２を
とおって直接冷却塔３の下部に滴下する。さらに冷却水
温度が下がった場合はカートリッジ式ヒータが作動し冷
却水を温める。クーリングタワースイッチ９からの温度
信号を受けての三方弁６、ファン８及びカートリッジ式
ヒータ１０への上記の動作指示は制御器７により行って
いる。また、テープ巻きヒータ１３はバイメタル式のセ
ンサにより冷却水流路２２の配管温度を検知して、該温
度が設定値以下の場合にＯＮとなって冷却水流路１３を
通る冷却水を温める。以上のようにして冷却水の過冷却
を防止している。

【０００４】このように冷却水の過冷却を防止するのは
以下のような理由による。すなわち、（ １）冷却水の過冷却により冷温水機１の冷媒が凍結
し、運転停止状態となる。 （ ２）冷房運転の立上りに時間を要する。つまり、冷温
水機１は冷却水温度の変化により冷媒を吸収する溶液の
濃度の調整機構を備えており、冷却水温度が低い場合は
溶液濃度の稀釈のため冷媒回路の濃度調整室内の冷媒を
すべて排出して運転される。このとき通常運転よりも溶
液ポンプの発停頻度が多くなり、運転状態が安定するま
で時間を要するからである。また、冷却水温度が所定温
度（一般に１８℃）以下の場合は冷温水機１内に設けら
れた保護機能により立ち上がらないようになっているか
らでもある。（ ３）冷温水機１内の冷媒回路に溶液が混入し、その結
果冷凍能力が低下する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の吸
収式冷温水機でも次のような問題がある。 （１）上記の冷却水の過冷却防止手段によっても、低冷
却水温度における冷房運転の立上り時間は充分ではな
く、より立上り時間を早める必要がある。 （２）低冷却水温度における冷房運転時のファン８の頻
繁な発停が生じ、大きな騒音源となっている。 （３）上記（１）（２）の問題を解決するため、カート
リッジ式ヒータ１０の加熱能力を大幅にアップすること
も考えられるが、それでは冷房運転のコストアップにつ
ながってしまう。（ ４）三方弁６は大変高価であり（分流型は配管サイズ
３Ｂで現在４０万円以上、混合型は配管サイズ３Ｂで２
７万円以上）、従来の吸収式冷温水機を用いた空調装置
のコストをつりあげていた。そこで冷却水の過冷却を防
止できて、かつ、より安価な吸収式冷温水機を提供する
必要がある。

【０００６】本発明は低冷却水温度における冷房運転時
において、従来より冷房運転の立上り時間を短縮するこ
とが可能で、冷却塔のファンの頻繁な発停による騒音の
低減も可能であり、かつ、冷房運転のコストアップにつ
ながることなく、しかも安価な吸収式冷温水機を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨は、冷温水機で熱交換を行い温められ
た冷却水を冷却塔に戻す冷却水戻り手段と、前記冷却塔
により冷却された前記冷却水を前記冷温水機に導く冷却
水導入手段と、前記冷温水機に導かれる前記冷却水の温
度を検知する温度検知手段と、排ガス、排蒸気、排温水
など前記冷温水機の駆動源から排出される排熱源又はそ
の他の排熱源と前記冷却水導入手段により導かれる前記
冷却水との間で熱交換を行う熱交換手段と、前記排熱源
を前記熱交換手段に選択的に導く排熱源導入手段と、前
記冷温水機に導かれる前記冷却水の温度が所定の値以下
に低下したことを検知した場合には前記排熱源を前記熱
交換手段に導くことを前記排熱源導入手段に指示する排
熱源導入制御手段とを備えた吸収式冷温水機にある。

【０００８】また、前記排熱源導入手段に導かれる前記
排熱源の量を調節する排熱源量調節手段と、前記検知手
段の前記検知温度に従って前記排熱源導入手段により導
かれる前記排熱源の量の調節を前記排熱源量調節手段に
指示する排熱源量制御手段とを備えた前記の吸収式冷温
水機も要旨とする。

【０００９】

【作用】前記温度検知手段により前記冷温水機に導かれ
る前記冷却水の温度が所定の値以下に低下したことを検
知した場合には前記排熱媒体を前記熱交換手段に導くよ
うに前記排熱媒体導入制御手段が前記排熱媒体導入手段
に指示する。この後、前記熱交換手段で前記排熱媒体と
前記冷却水導入手段により導かれる前記冷却水との間で
熱交換が行われ、該冷却水は速やかに昇温する。

【００１０】また、前記吸収式冷温水機が前記の排熱媒
体量調節手段と排熱媒体量制御手段とを備えている場合
は、前記排熱媒体量制御手段が前記検知手段の前記検知
温度に従って前記排熱媒体導入手段により導かれる前記
排熱媒体の量の調節を前記排熱媒体量調節手段に指示す
る。これを受けて前記排熱媒体量調節手段が前記排熱媒
体の量の調節を行う。これにより前記冷温水機に導かれ
る前記冷却水の温度制御が容易となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の一実施例の構造を説明する概略
図である。図３により説明した従来の吸収式冷温水機と
同一の部材については図３と同一の符号を付している。

【００１２】冷温水機１は図３の従来の冷温水機と同一
のものであり、該従来例同様、冷温水機１内に設けられ
たバーナから生じる排熱を伴った排ガスを排気筒２から
排出している。排気筒２には排ガス分岐管１６が設けら
れており、排気筒２を通過する排ガスの一部を熱交換器
１９に流す。電磁弁１７はその開閉によりこの排ガスを
選択的に熱交換器１９に導く。電磁弁１７を通過した排
ガスはダンパ１８の角度調節によりその熱交換器１９に
導かれる量の調節がなされる。熱交換器１９に導かれた
排ガスは冷却水流路１３により冷温水機１に導かれる冷
却水との間で熱交換を行う。これにより該冷却水は昇温
し冷却水の過度の冷却が防止される。熱交換後の排ガス
はドレン管２０を通って排出される。

【００１３】電磁弁１７、ダンパ１８などの制御は制御
器７により行われる。冷却水温度センサ２１は冷却水流
路１３により冷温水機１に導かれる冷却水の温度を検知
する。制御器７は該温度が設定値以下になった場合は電
磁弁１７を開とし、設定値以上になった場合は閉とする
ように電磁弁１７に指示する。前記温度が設定値以下に
なったために電磁弁１７が開となり排ガスが排ガス分岐
管１６に流れ込んだ場合は、前記検知温度に従ってあら
かじめ設定したダンパ角度とするよう制御器７がダンパ
１８に指示する。ファン８、カートリッジ式ヒータ１０
の制御も制御器７で従来通り行う。冷却水温度とダンパ
１８、電磁弁１７との関係は図２に表として示した。同
図において「冷却水入口温度」は冷却水温度センサ２１
の検知温度を示し、「ダンパー位置」は冷却水入口温度
に対応したダンパ角度を図によって示し、「ダンパー制
御」はそれぞれの場合の制御器７によるダンパ１８の制
御を示し、「電磁弁」はそれぞれの場合の電磁弁１８の
開閉を示す。一般にファン８は２７．５℃以上でＯＮ、
２４．０℃以下でＯＦＦとなるから、本実施例の吸収式
冷温水機では冷却水温度２７．５℃以上でダンパー制御
をＯｆｆ、よってダンパー位置を閉、電磁弁は閉とし、
２４．０℃以下でダンパー制御をＨｉｇｈ、ダンパー位
置を全開、電磁弁を開とする。また、２４．０℃〜２
７．５℃でダンパー制御をＬｏｗ、ダンパー位置を半
開、電磁弁を開とする。

【００１４】続いて本実施例の吸収式冷温水機の動作を
説明する。該吸収式冷温水機で冷房運転を行うと、冷温
水機１内のバーナに点火され冷媒を吸収して濃度の薄く
なった稀溶液を加熱して冷媒蒸気を発生させ始め、ま
た、冷却水ポンプ４が動作し冷却水の循環を始める。冷
却水は冷却水戻り流路１１を通って冷却塔３の散水口１
４から充填材１５に滴下する。従来の吸収式冷温水機と
異なり、バイパスは設けていないので冷却水温度が設定
値以下でも冷却水は散水口１４から適下されることとな
る。冷却塔３の下部に滞留した冷却後の冷却水は冷却水
ポンプ４で冷却水流路１３を通って冷温水機１に送られ
る。冷却水流路１３を通って冷温水機１に入る直前の冷
却水温度は冷却水温度センサ２１に検知され、該温度が
２４．０℃以下の場合は制御器７の指示により電磁弁１
７が開、ダンパ１８が全開、ファン８が停止となる。こ
れにより冷温水機１内のバーナから発生する排熱を伴っ
た排ガスの一部は排ガス分岐管１６を通って大量に熱交
換器１９に導かれる。熱交換器１９では冷却水流路１３
を流れる冷却水と大量の排ガスとの間で熱交換が行われ
れ、冷却水の速やかな昇温が図られる。前記排ガスは充
分な熱量をもっているから、従来のようなバイパスやテ
ープ巻ヒータを設けるより冷却水の速やかな昇温が可能
であり、冷房運転の立上りも従来のものより早くなる。
これにより冷却水が２４．０℃以上に昇温したことを冷
却水温度センサ２１が検知すると、制御器７はダンパ８
を半開とするよう指示する。これによって熱交換器１９
に流れる排ガス量は２４．０℃以下の場合より絞られ冷
却水のそれ以上の急速な昇温が押さえられる。その後は
制御器７が比例制御によりダンパ１８の角度を制御して
排ガスの流量を調節し、冷却水温度を２４．０〜２７．
５℃に保とうとする。よって、２４．０℃でＯＦＦ、２
７．５℃でＯＮとなるファン８の頻繁な発停がおこなわ
れる不安定な運転状態が抑制される。夏季など外気温が
高く冷却水温度が２７．５℃以上の場合は電磁弁１７、
ダンパ１８は閉のままであり、排ガスは熱交換器１９に
は流れない。ダンパ１８は一般に流体の流れを完全に塞
止することはできないから、電磁弁１７がなければ、ダ
ンパ１８が閉じられても排ガスが熱交換器１９に流入
し、冷却水を不必要に昇温して排ガスの持つ熱量を消費
する恐れがある。特に、排熱媒体が高温の排ガスである
場合、流量制御を行う部材（ダン パ等）の表面は排ガス
に含まれる固体粒子等による摩耗を受け易く、排熱媒体
の完全塞止が困難になりやすい。開閉２位置制御の電磁
弁１７を設け、排ガスの流れの塞止をこれに行わせるこ
とにより、排ガスの流量制御と排ガスの流れの塞止を簡
素な機構の組合せで構成できる。

【００１５】なお、本願発明は上述の実施例に限定され
るものではない。まず、吸収式冷温水機の駆動源として
は蒸気、温水、バーナなどがあるから、冷温水機の駆動
源がいかなる方式であっても、冷媒を吸収した稀溶液加
熱の結果発生する排ガス、排蒸気、排温水などかかる駆
動源から排出される排熱媒体を熱交換器１９に導き、冷
却水の過冷却防止に利用することができる。のみなら
ず、吸収式冷温水機の系外で生じる排熱媒体の利用も可
能である。例えば本願発明にかかる吸収式冷温水機を適
用した空調装置を工場内に設置する場合、工場内に空調
以外の目的で設置されるボイラから発生する排ガスを利
用することもできる。また、上記実施例の電磁弁１７及
びダンパ１８に代え、モジュトローモータ（温調弁）を
用いて電磁弁とダンパを一体化することもできる。

【００１６】このような本実施例の吸収式冷温水機によ
れば、充分な熱量をもった排ガスなどの排熱媒体を冷却
水の昇温に利用できるから、従来のようにバイパスを設
けて冷却水の過冷却を防止するより低冷却水温度時の冷
房運転の立上り時間を早めることができる。

【００１７】また、冷却水温度２７．５℃でＯＮ、２
４．０℃でＯＦＦとなるファン８の頻繁な発停が抑制さ
れるから、該ファンの発停による大きな騒音も抑制され
る。

【００１８】さらに、従来は無駄に排出されていた排熱
媒体の利用により冷却水の過冷却防止が図れ、該媒体の
豊富な熱量を充分に利用できるゆえ従来のテープ巻きヒ
ータによる加熱も不要であるから、上記立上り時間の短
縮化、大きな騒音の防止を図りつつも冷房運転のコスト
アップにつながることがない。

【００１９】そのうえ、大変高価である三方弁を用いず
に、排ガス分岐管１６、電磁弁１７、ダンパ１８、熱交
換器１９などの安価な部材で冷却水の過冷却を防止でき
るから、従来より冷却水の過冷却防止可能な吸収式冷温
水機を安価に提供することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明した本発明の吸収式冷温水機に
よれば、充分な熱量をもった排ガスなどの排熱媒体を冷
却水の昇温に利用できるから、従来のようにバイパスを
設けて冷却水の過冷却を防止するより低冷却水温度時の
冷房運転の立上り時間を早めることができる。

【００２１】また、低冷却水温度における冷房運転時の
冷却塔のファンの頻繁な発停が抑制されるから、該ファ
ンの発停による大きな騒音が防止される。ことに排熱源
量調節手段と排熱源量制御手段とを設けた場合は冷温水
機に導かれる冷却水の温度制御が容易となるから、所定
の設定温度によりＯＮ、ＯＦＦとなる冷却塔ファンの頻
繁な発停がより効果的に防止され、大きな騒音のより効
果的な防止が可能となる。

【００２２】さらに、従来は無駄に排出されていた排熱
媒体の利用により冷却水の過冷却防止が図れ、該熱媒体
の豊富な熱量を充分に利用できるゆえ従来のテープ上ヒ
ータによる加熱も不要であるから、上記立上り時間の短
縮化、大きな騒音の防止を図りつつも冷房運転のコスト
アップにつながることがない。

【００２３】そのうえ、大変高価である三方弁を用いず
に、排熱源導入手段、熱交換手段など安価に実施可能な
手段で冷却水の過冷却の防止ができるから、従来より冷
却水の過冷却防止可能な吸収式冷温水機を安価に提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例にかかる吸収式冷温水機の構造を示す図
である。

【図２】実施例にかかる吸収式冷温水機の冷却水入り口
温度とダンパ及び電磁弁との動作の関係を示す図であ
る。

【図３】従来の吸収式冷温水機の構造の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…冷温水機 ３…冷却塔 １７…電磁弁 １８…ダンパ １９…熱交換器 ２１…冷却水温度センサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷温水機で熱交換を行い温められた冷却
   水を冷却塔に戻す冷却水戻り手段と、前記冷却塔により
   冷却された前記冷却水を前記冷温水機に導く冷却水導入
   手段と、前記冷温水機に導かれる前記冷却水の温度を検
   知する温度検知手段と、排ガス、排蒸気、排温水など前
   記冷温水機の駆動源その他の排熱源から排出される排熱
   媒体と前記冷却水導入手段により導かれる前記冷却水と
   の間で熱交換を行う熱交換手段と、前記排熱媒体を該熱
   交換手段に導く管路と、この管路に介装され該管路を開
   閉する遠隔操作弁と、前記温度検知手段で検知された温
   度が所定の値以下の場合には前記遠隔操作弁を開状態と
   する排熱媒体導入制御手段と、前記管路に介装され該管
   路を経て前記熱交換手段に導かれる前記排熱媒体の量を
   調節する排熱媒体量調節手段と、前記温度検知手段の出
   力を入力として前記排熱媒体量調節手段の動作を制御す
   る排熱媒体量制御手段と、を含んでなる吸収式冷温水
   機。