JP2808063B2

JP2808063B2 - 吸収式冷温水機

Info

Publication number: JP2808063B2
Application number: JP5042428A
Authority: JP
Inventors: 清春曽根; 和好黒柳; 健二大西
Original assignee: Yazaki Sogyo KK
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1993-03-03
Filing date: 1993-03-03
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JPH06257882A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸収式冷温水機に係り、
特に冷却水温度が低いときの冷房運転における不具合を
改善した吸収式冷温水機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の吸収冷温水機は、例えば夏期に
は冷水を、冬季には温水を製造できる装置として提供さ
れている。

【０００３】図７は、かかる従来の吸収冷温水機を示す
系統図である。

【０００４】図７において、吸収式冷温水機は、主に、
吸収器１１１、溶液ポンプ１１３、低温熱交換器１１
５、高温熱交換器１１７、再生器１１９、分離器１２
１、低温再生器１２３、凝縮器１２５、冷媒制御弁１３
１、蒸発器１３３、冷暖房切換弁１３５、制御装置１３
７、及びリモコン１３９等を具備している。

【０００５】また、この吸収式冷温水機には、クーリン
グタワー１４１が備えられている。このクーリングタワ
ー１４１は例えば円筒形状をしており、その円筒内に上
部より下部に向けて、ファン１４３、散水器１４５、充
填材１４７、水槽１４９と配置されている。そして、水
槽１４９下部には冷却ポンプ１５１が設けられており、
この冷却水ポンプ１５１の吐出口側は、配管１５７ａ、
吸収器１１１内の吸収冷却管１５３、凝縮器１２５内の
凝縮冷却管１５５、配管１５７ｂを介して散水器１４５
に連通接続されている。そして、水槽１４９の冷却水を
吸い込んだ冷却水ポンプ１５１は、その加圧冷却水を配
管１５７ａに送り込む。これにより、冷却水は、吸収器
１１１内で吸収熱を奪い、次に凝縮器１２５内で凝縮熱
を奪った後に、散水器１４５から充填材１４７に散布さ
れるようになっている。また、水槽１４９には、ボール
タップ１５９、冷却水レベルセンサ１６１が設けられて
いる。配管１５７ａには、排水弁１６３、電磁弁１６５
が設けられている。さらに、冷却水レベルセンサ１６１
の検出信号は制御装置１３７に入力されるようにしてあ
り、制御装置１３７の出力制御信号は電磁弁１６５に接
続されている。

【０００６】冷房運転時には、上記吸収式冷温水機で
は、冷暖房切換弁１３５が閉じられているため、吸収器
１１１の稀溶液は、溶液ポンプ１１３により吸い込まれ
低温熱交換器１１５・高温熱交換器１１７で熱交換した
後に高温再生器１１９に供給される。高温再生器１１９
においてバーナー１２０により加熱された溶液は分離器
１２１に入り、分離器１２１において冷媒蒸気と吸収濃
溶液とに分離される。分離器１２１で分離された濃溶液
は、高温熱交換器１１７で稀溶液と熱交換した後、低温
再生器１２３・低温熱交換器１１５を経由して吸収器１
１１の内部上部に供給される。吸収器１１１の内部に供
給された吸収濃溶液は、吸収冷却管１５３の表面を流下
しながら冷媒蒸気を吸収して稀溶液となる。このときに
発生する吸収熱は吸収冷却管１５３を流れる冷却水で除
去される。

【０００７】また、上記分離器１２１で発生した冷媒蒸
気は、低温再生器１２３に導かれ、この低温再生器１２
３において濃溶液を再度加熱して熱交換した後に凝縮器
１２５に導かれる。低温再生器１２３において濃溶液が
加熱されたことにより発生した蒸気も凝縮器１２５に導
かれる。この凝縮器１２５の内部には凝縮冷却管１５５
が設けてあり、この凝縮冷却管１５５に流れる冷却水と
熱交換を行って凝縮熱を放熱することにより、冷媒蒸気
が冷却されて凝縮液化される。前記凝縮器１２５におい
て液化された冷媒液は、冷媒比例弁１３１の開度に応じ
た流量で蒸発器１３３に導かれ蒸発器伝熱管１２７に散
布されて蒸発し、蒸発器伝熱管１２７に流れる水から蒸
発潜熱を奪う。これにより、蒸発器伝熱管１２７から冷
水を得ることができ、この冷水で冷房等を行うことがで
きる。

【０００８】一方、暖房運転のときには、上記吸収式冷
温水機では、冷暖房切換弁１３５が開いているため、分
離器１２１の高温溶液は冷暖房切換弁１３５を介して吸
収器１１１に供給される。この吸収器１１１に供給され
た高温溶液で蒸発器伝熱管１２７が温められ、蒸発器伝
熱管１２７から温水を得ることができる。

【０００９】ところで、上述したような吸収式冷温水機
において、冷暖房切換弁１３５を閉じて冷房運転を行う
場合、冷却水が低温度であると、冷房立ち上がり時に吸
収器１１１での吸収能力が増大する結果、冷媒が経路中
にて凍結して冷媒回路を閉塞し、これにより溶液濃度が
高まり、晶析や高温再生器の温度異常が発生して冷房不
良となる場合があった。これらを防止するために、従
来、例えば凍結防止弁を設けたり、あるいは吸収式冷温
水機の運転を停止する等の処置をしていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の吸収式冷温水機にあって、凍結防止弁等を設けるも
のは部品点数が多くなり、故障の原因や部品の費用がか
かる他、施工費もかかるという欠点があった。

【００１１】また、上記従来の吸収式冷温水機にあっ
て、運転を停止するものは通常の冷房運転に入るのに時
間がかかるという欠点があった。

【００１２】さらに、上記従来の吸収式冷温水機にあっ
て、クーリンダタワーにヒーターを設けるものは、ヒー
ターを別途付加する必要があるほか、電力消費量が多大
になるという欠点もあった。

【００１３】本発明は、上述した欠点を解消し、低冷却
水温度のときでも電力が不要で、かつ特別な部品を使用
することなく短時間に冷房運転に入ることができる吸収
式冷温水機を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の吸収式冷温水機は、吸収器、溶液ポンプ、
低温熱交換器、高温熱交換器、再生器、分離器、低温再
生器、凝縮器、及び蒸発器を具備してなる吸収式冷温水
機において、前記凝縮器内の蒸気を冷却する冷却水の温
度を検出する温度センサと、前記再生器あるいは分離器
側の高温熱媒体を吸収器に導入する配管中に設けた制御
弁と、前記温度センサからの検出信号を取り込み、当該
検出信号による冷却水温度が所定の基準値より低いとき
に前記制御弁を開放制御する制御装置とを備えたことを
特徴とするものである。

【００１５】また、前記配管は、前記分離器における高
温溶液か、あるいは高温蒸気を吸収器に導入できるよう
に配管することが望ましい。

【００１６】さらに、前記制御弁は、比例開閉弁か、あ
るいはオンオフ弁で構成することが好適である。

【００１７】

【作用】本発明は、凝縮器の冷媒蒸気を冷却する冷却水
温度を温度センサで監視しておき、この冷却水温度が所
定の基準値以下になったときに、制御弁を開放して、吸
収器内の溶液の温度を上昇させる。冷却水温度が所定の
基準値より高くなったときに、制御弁を閉じるようにし
ている。これにより、吸収器内の溶液の凍結等を防止し
ている。

【００１８】

【実施例】以下、本発明について図示の実施例を参照し
て説明する。

【００１９】図１ないし図３は本発明の吸収式冷温水機
の実施例を説明する図である。

【００２０】まず、図１の構成図を参照して吸収式冷温
水機の構成を説明する。

【００２１】図１において、吸収式冷温水機１には、ク
ーリングタワー４が付加されており、冷房時には、吸収
式冷温水機１からの放出される高温の冷却水がクーリン
グタワー４で冷却され、かつ低温となった冷却水が再び
吸収式冷温水機１に供給されているようになっている。

【００２２】吸収式冷温水機１は、主に、吸収器１１、
溶液ポンプ１３、低温熱交換器１５、高温熱交換器１
７、再生器１９、分離器２１、低温再生器２３、凝縮器
２５、冷媒制御弁３１、蒸発器３３、冷暖房切換弁（制
御弁）３５、制御装置３７、及びリモコン３９等を具備
している。また、分離器２１内の溶液を吸収器１１内に
導く管路３４内には冷暖房切換弁３５が設けてあり、こ
の冷暖房切換弁３５は制御装置３７により開閉制御され
るようになっている。

【００２３】また、上記クーリングタワー４は例えば円
筒形状をしており、図１に示すように、前記円筒内に上
部より下部に向けて、ファン４３、散水器４５、充填材
４７、水槽４９と配置されている。そして、前記水槽４
９下部には冷却ポンプ５１が設けられており、この冷却
水ポンプ５１の吐出口側は、配管５７ａ、吸収器１１内
の吸収冷却管５３、凝縮器２５内の凝縮冷却管５５、配
管５７ｂを介して散水器４５に連通接続されている。ま
た、水槽４９には、ボールタップ５９、冷却水レベルセ
ンサ６１が設けられている。配管５７ａには、排水弁６
３、電磁弁６５が設けられている。さらに、冷却水レベ
ルセンサ６１の検出信号は制御装置３７に入力されるよ
うにしてあり、制御装置３７の出力制御信号は電磁弁６
５に接続されている。

【００２４】また、温度センサ７１は、冷却水ポンプ５
１の吐出口側に設けてあり、前記凝縮器２５内の蒸気を
冷却する冷却水の温度を検出できるようになっている。
この検出温度信号は、制御装置３７に供給されている。
制御装置３７は、前記検出温度信号を所定の基準値と比
較し、前記検出温度が基準値より低ければ、冷房運転時
でも冷暖房切換弁３５を開放するようになっている。

【００２５】このような実施例の作用を説明する。

【００２６】図２は、本発明の吸収式冷温水機の実施例
を説明するためのフローチャートである。図３は、同実
施例の動作の説明図である。

【００２７】冷房運転時には（ステップ２０１；Ｙ）、
上記吸収式冷温水機では、制御装置３７は冷房準備信号
をオンとし、電磁弁６５を閉じる（ステップ２０２）。
ついで、制御装置３７では、冷却水レベルセンサ６１か
らの検出信号を基に、冷却水レベルが適正なら（ステッ
プ２０３；ＯＫ）、冷却ポンプ５１を運転する（ステッ
プ２０４）。しかし、冷却水レベルが不適正なら（ステ
ップ２０３；ＮＧ）：冷却ポンプ５１をオフにする（ス
テップ２０５）。次に、冷暖房準備完了信号がＯＫか、
ＮＧかを確認する。この冷暖房準備完了信号は、コイル
排水用電磁弁６５が閉じていて、冷却水レベルセンサ６
１からの検出信号により水槽４９の水位が正常で、かつ
冷暖房切換弁３５が閉じているときに得られるものであ
り、前記各条件のすべてがＯＫでないときには（ステッ
プ２０６；ＮＧ）、冷房準備開始Ｔ分後かを判定し（ス
テップ２０７）、Ｔ分前であるならば（ステップ２０
７；Ｎ）、再び冷房準備信号オンの処理に移行する（ス
テップ２０２）。しかし、Ｔ分経過していれば（ステッ
プ２０７；Ｙ）、冷房切換異常とする（ステップ２０
８）。

【００２８】一方、前記各条件のすべてがＯＫのときに
は（ステップ２０６；ＯＫ）、冷房準備完了信号が例え
ば２分以上経過しているかを判定し（ステップ２０
９）、２分経過していなければ（ステップ２０９；Ｎ
Ｇ）、冷房準備開始Ｔ分後かの判定に移行する（ステッ
プ２０７）。また、冷房準備完了信号が例えば２分以上
経過しているかを判定し（ステップ２０９）、２分経過
していれば（ステップ２０９；ＯＫ）、温度センサ７１
からの検出信号を基に制御装置３７では冷却水温度を判
定する（ステップ２１０）。

【００２９】ここで、制御装置３７では、図３に示すよ
うに冷却水の温度が所定の基準値、例えば９度以上であ
ると判定した場合には（ステップ２１０；ＯＮ）、直ち
に冷房運転に入る（ステップ２１１）。

【００３０】この冷房運転は、下記のように実行され
る。すなわち、冷房時には、冷暖房切換弁３５が閉じら
れているため、吸収器１１の稀溶液は、溶液ポンプ１３
により吸い込まれ低温熱交換器１５・高温熱交換器１７
で熱交換した後に高温再生器１９に供給される。高温再
生器１９においてバーナー２０により加熱された溶液は
分離器２１に入り、分離器２１において冷媒蒸気と吸収
濃溶液とに分離される。分離器２１で分離された濃溶液
は、高温熱交換器１７で稀溶液と熱交換した後、低温再
生器２３・低温熱交換器１５を経由して吸収器１１の内
部上部に供給される。吸収器１１の内部に供給された吸
収濃溶液は、吸収冷却管５３の表面を流下しながら冷媒
蒸気を吸収して稀溶液となる。このときに発生する吸収
熱は吸収冷却管５３を流れる冷却水で除去される。

【００３１】また、上記分離器２１で発生した冷媒蒸気
は、低温再生器２３に導かれ、この低温再生器２３にお
いて濃溶液を再度加熱して熱交換した後に凝縮器２５に
導かれる。低温再生器２３において濃溶液が加熱された
ことにより発生した蒸気も凝縮器２５に導かれる。この
凝縮器２５の内部には凝縮冷却管５５が設けてあり、こ
の凝縮冷却管５５に流れる冷却水と熱交換を行って凝縮
熱を放熱することにより、冷媒蒸気が冷却されて凝縮液
化される。前記凝縮器２５において液化された冷媒液
は、冷媒比例弁３１の開度に応じた流量で蒸発器３３に
導かれ蒸発器伝熱管３５に散布されて蒸発し、蒸発器伝
熱管３５に流れる水から蒸発潜熱を奪う。これにより、
蒸発器伝熱管２７から冷水２８を得ることができ、この
冷水２８で冷房等を行うことができる。

【００３２】しかしながら、制御装置３７において、図
３に示すように冷却水の温度が所定の基準値、例えば８
度以下であると判定されたときには（ステップ２１０；
ＯＦＦ）、低冷却水警報を出す（ステップ２１２）。そ
して、制御装置３７は、冷暖房切換弁３５を開き（ステ
ップ２１３）、ついで、冷却ポンプ５１をオンとし（ス
テップ２１４）、暖気運転をする（ステップ２１５）。
そして、温度センサ７１からの検出信号を基に、制御装
置３７では、冷却水温度が所定の温度となるまで前記各
処理を繰り返し実行する（ステップ２１３〜２１５，ス
テップ２１６；ＯＦＦ）。

【００３３】冷却水温度が所定の基準値、例えば９度以
上となったときには（ステップ２１６；ＯＮ）、制御装
置３７は、低冷却水警報を解除し（ステップ２１７）、
冷暖房切換弁３５を閉じる（ステップ２１８）。そし
て、上述した冷房運転に入ることになる（ステップ２１
１）。

【００３４】また、暖房運転のときには（ステップ２０
１；Ｎ）、上記吸収式冷温水機では、暖房準備信号をオ
ンとして排水電磁弁６５を開き（ステップ２２１）、か
つ冷暖房切換弁３５を開ける。これにより、暖房準備信
号が形成されて（ステップ２２２；ＯＫ）、暖房運転に
入ることができる（ステップ２２３）。すなわち、分離
器２１の高温溶液は冷暖房切換弁３５を介して吸収器１
１に供給される。この吸収器１１に供給された高温溶液
で蒸発器伝熱管２７が温められ、蒸発器伝熱管２７から
温水２８を得ることができる。ここで、暖房準備信号が
形成されないときには（ステップ２２２；ＮＧ）、暖房
準備開始から例えば２０秒経過したかを判定する（ステ
ップ２２４）。そして、暖房準備開始から例えば２０秒
経過したときには（ステップＳ２２４；Ｙ）、暖房切換
異常を出す（ステップ２２５）。また、暖房準備開始か
ら例えば２０秒経過しないときには（ステップＳ２２
４；Ｎ）、暖房準備信号をオンにする処理に移行する
（ステップ２２１）。

【００３５】なお、上記実施例では、冷暖房切換弁３５
はオンオフ電磁弁で説明したが、例えば比例制御弁であ
ってもよい。

【００３６】図４は、冷暖房切換弁３５を比例制御弁で
構成した場合の弁開度と運転モードとの関係を示す特性
図である。

【００３７】図４からも分かるように、冷暖房切換弁３
５が比例制御弁で構成された場合に、冷房運転のときに
は（冷房モード）、冷暖房切換弁３５は全閉であり、暖
房運転のときには（暖房モード）、冷暖房切換弁３５は
全開である。また、低冷却水温度のときには、１／２開
度とするようにしている。これにより、上記実施例と同
様な作用効果が得られる。また、上記実施例では、冷暖
房切換弁３５を比例制御弁で構成し、かつ低冷却水運転
モードのときには、比例制御弁の弁開度を１／２開度と
して使用したが、これに限ることなく全閉以外の他の開
度であってもよい。

【００３８】図５は、本発明の第３の実施例を示す系統
図である。

【００３９】この第３の実施例は、分離器２１の上部の
高温蒸気を吸収器１１の下部に導入できるように管路７
３を設け、かつその管路７３の途中に電磁制御弁３５’
を設けたことに特徴があり、他の構成は第一の実施例
（図１）と全く同様である。したがって、同一要素には
同一の符号を付して構成、作用の説明を省略する。

【００４０】図６は、上記第３の実施例の作用を説明す
るためのフローチャートである。

【００４１】この実施例によれば、冷房がスタートする
と（ステップ３００）、制御装置３７では、まず、冷房
サイクルを形成させる（ステップ３０１）。ここで、冷
房サイクルが形成されると（ステップ３０１）、制御装
置３７では、温度センサ７１からの検出信号を基にした
冷却水温度が所定の基準値と比較され（ステップ３０
２）、冷却水温度が所定の基準値より低いときに（ステ
ップ３００；Ｙ）、制御装置３７は電磁制御弁３５’を
開く（ステップ３０３）。これにより、分離器２１内の
蒸気が吸収器１１に導入されて、冷却水温度を上昇させ
る。そして、冷却水温度が所定の温度以上に達するま
で、この運転を継続する（ステップ３０３、ステップ３
０４；Ｎ）。これにより、冷却水温度が一定の基準値以
上になったときに（ステップ３０４；Ｙ）、電磁制御弁
３５’を閉じて吸収器１１への蒸気の導入を停止する
（ステップ３０５）。その後、通常の冷房運転に移行す
ることになる（ステップ３０６）。

【００４２】一方、冷却水温度が基準値以上であるとき
には（ステップ３０２；Ｎ）、制御装置３７は通常の冷
房運転に入る（ステップ３０７）。

【００４３】このような実施例によっても、第一実施例
と同様な作用、効果を奏することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、冷
却水温度を監視し、冷却水温度が所定の基準温度以下に
達したときに、高温側の熱媒体を吸収器に導入して冷却
水を温め、低冷却水温度の冷房運転時の運転立ち上げ時
間を短縮でき、かつ燃料消費に対するコストダウンが図
れる。

【００４５】また、本発明施例では、特別な部品を使用
することがないので、部品点数の増加がなく、部品費、
施工費等をなくすことができ、かつ故障の原因となるこ
とがない。

【００４６】さらに、本発明では、クーリンダタワーに
ヒーターを設ける必要がないため、電力消費量が多大に
なることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸収式冷温水機の実施例を示す図であ
る。

【図２】同実施例の動作を説明するフローチャートであ
る。

【図３】同実施例の動作を説明するために使用する説明
図である。

【図４】同他の実施例の作用を説明するための説明図で
ある。

【図５】同他の実施例の系統図である。

【図６】同他の実施例の作用を説明するためのフローチ
ャートである。

【図７】従来装置の説明図である。

【符号の説明】

１吸収式冷温水機４クーリングタワー１１吸収器１３溶液ポンプ１５低温熱交換器１７高温熱交換器１９再生器２１分離器２３低温再生器２５凝縮器３３蒸発器３４管路３５冷暖房切換弁３５’ 電磁制御弁３７制御装置３９リモコン７１温度センサ７３管路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−231742（ＪＰ，Ａ) 実開昭56−72156（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25B 15/00 306

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吸収器、溶液ポンプ、低温熱交換器、高
温熱交換器、再生器、分離器、凝縮器及び蒸発器を具備
してなる吸収式冷温水機において、前記凝縮器内の蒸気
を冷却する冷却水の温度を検出する温度センサと、前記
再生器あるいは分離器側の高温熱媒体を吸収器に導入す
る配管中に設けた制御弁と、前記温度センサからの検出
信号を取り込み、当該検出信号による冷却水温度が所定
の基準値より低いときに前記制御弁を開放する制御装置
とを備え、前記制御弁は比例開閉弁であることを特徴と
する吸収式冷温水機。