JP2858922B2 - 吸収冷温水機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は冷水と温水とを供給する吸収冷温水機の制御
装置に関する。

（ロ）従来の技術 例えば特開昭61-62762号公報には、発生器に温水器を
付設し、蒸発器から冷水を負荷へ供給し、温水器から温
水を負荷へ供給する冷温水同時取出し型の吸収冷温水機
において、冷水が部分負荷のときには、機内へ供給する
冷却水の量を減らすか、冷却水の温度を高める機構を備
えた吸収冷温水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、冷水が部分負荷であり、冷
水負荷により冷却水の流量を制御したとき、冷却水の温
度が低下した場合は、吸収器及び凝縮器の冷却能力が上
昇し、冷水が過冷却されるおそれがあった。又、冷水負
荷が急激に減少したとき、或いは急激に増加したとき、
冷水負荷の急激な変化に対して冷凍能力の制御が遅れる
という問題が発生していた。又、温水出口温度も冷却水
の温度の変化に伴い変化するという問題が発生した。

本発明は、冷水が部分負荷であるときの、冷水の過冷
却を防止し、冷水の出口温度を安定させることを目的と
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、発生器、凝縮
器、蒸発器、及び吸収器などを配管接続して冷凍サイク
ルを形成すると共に、上記発生器に温水器を付設し、吸
収器及び凝縮器に冷却水を流し、上記蒸発器から冷水を
供給し、上記温水器から温水を供給し、冷水主制御時に
は冷水負荷に応じて発生器の加熱量を制御し、温水主制
御時には温水負荷に応じて発生器の加熱量を制御する吸
収冷凍機の制御装置において、温水主制御時には冷水負
荷及び冷却水の温度に応じて冷却水の流量を制御する機
構を備えたことを特徴とする。

また、本発明は発生器、凝縮器、蒸発器、及び吸収器
などを配管接続して冷凍サイクルを形成すると共に、吸
収器及び凝縮器に冷却水配管を接続し、この冷却水配管
に冷却水ポンプを設け、上記発生器に温水器を付設し、
この温水器から発生器に至る温水ドレン管に温水ドレン
制御弁を設け、発生器から凝縮器に至る冷媒管に冷媒ド
レン制御弁を設け、蒸発器から冷水を供給し、温水器か
ら温水を供給し、冷水主制御時には冷水負荷に応じて発
生器の加熱量を制御すると共に温水負荷に応じて温水ド
レン制御弁の開度を調節し、温水主制御時には温水負荷
に応じて発生器の加熱量を制御すると共に冷水負荷に応
じて冷媒ドレン制御弁の開度を調節する機構を備えた吸
収冷凍機の制御装置において、温水主制御時には冷却水
の温度及び冷媒ドレン制御弁の開度に応じて冷却水ポン
プの吐出量を制御する機構を備えたことを特徴とする。

（ホ）作用 吸収冷温水機の温水主制御時に冷却水温度が低いとき
にはそれに応じて冷却水の流量を絞って吸収器及び凝縮
器の冷却能力を低下させ吸収器の冷媒吸収能力、凝縮器
の冷媒凝縮能力を低下させて冷水の過冷却が回避され
る。冷却水の流量調整を冷却水ポンプの回転数を変化さ
せることで行う場合には回転数を低下させることによっ
て冷却水ポンプの小電力化が図れる。

さらに冷却水の温度の変化及び冷水負荷の急激な変化
に対して冷却水の流量を変化させることによって、吸収
器（５）の冷媒吸収能力及び凝縮器（３）の冷媒凝縮能
力を変化させて速やかに対応することができ、制御特性
の向上を図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。

第１図に示したものは吸収冷温水機であり、冷媒に水
（H₂O）、吸収剤（吸収液）に臭化リチウム（LiBr）水
溶液を使用したものである。

第１図において（１）はバーナ（1B）を備えた高温発
生器、（２）は低温発生器、（３）は凝縮器、（3A）は
冷媒液溜め、（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
（14）は吸収液管、（15）は吸収液ポンプ、（16）及び
（17）は冷媒管、（18）は冷媒液流下管、（19）は冷媒
液循環管、（19P）は冷媒ポンプ、（2A）はオーバーフ
ロー管、（20）はバーナ（1B）に接続された燃料供給
管、（21）は加熱量制御弁、（22）は冷水配管、（23）
は蒸発器熱交換器であり、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、（Ａ）は上胴、（Ｂ）は
下胴である。さらに、（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）、凝
縮器熱交換器（27）、及び冷却水ポンプ（25P）が設け
られている。又、（30）は冷媒管（17）に設けられた冷
媒ドレン制御弁である。

（35）は高温発生器（１）に付設された温水器、（3
6）は温水器（35）の下部の高温発生器（１）との間に
接続された温水ドレン管であり、この温水ドレン管（3
6）の途中に温水ドレン制御弁（37）が設けられてい
る。又、（38）は温水配管であり、この温水配管（38）
の途中に温水器熱交換器（40）が設けられている。又、
（43）は蒸発器（４）に配管接続された冷媒タンクであ
る。

（44）は冷水入口温度検出器、（45）は冷水出口温度
検出器であり、各温度検出器（44），（45）はそれぞれ
蒸発器（４）の入口側及び出口側の冷水配管（22）に取
付けられている。又、（46）は温水入口温度検出器、
（47）は温水出口温度検出器であり、各温度検出器（4
6）、（47）はそれぞれ温水器（35）の入口側及び出口
側の温水配管（38）に取付けられている。（48）は吸収
冷温水機の制御盤、（50）はインバータ装置である。そ
して、制御盤（48）は冷水入口温度検出機（44）、冷水
出口温度検出器（45）、温水入口温度検出器（46）、及
び温水出口温度検出器（47）から温度信号を入力し、冷
水負荷及び温水負荷を算出する。（49）は、冷却水配管
（25）の吸収器（５）入口側に設けられた冷却水温度検
出器で、制御盤（48）は冷却水温度検出器（49）から温
度信号を入力する。又、（51）は制御盤（48）に設けら
れた記憶装置であり、この記憶装置（51）には第２図に
示した冷房負荷と冷却水温度と冷却ポンプ（25P）へ供
給される電力の周波数との関係が記憶されている。ここ
で、上記電力の周波数が50Hzのときに冷却水流量100
％、上記電力の周波数が25Hzのときに冷却水流量は50％
である。

上記のように構成された吸収冷温水機の運転、従来の
吸収冷温水機と同様に冷媒及び吸収液が循環する。又、
冷水入口温度と冷水出口温度とから冷水負荷が制御盤
（48）で算出される。又、温水入口温度と温水出口温度
とから温水負荷が制御盤（48）で算出される。そして、
例えば冷水負荷が温水負荷より大きいときには、吸収冷
温水機は冷水主制御で運転される。このとき、制御盤
（48）は冷媒ドレン制御弁（30）へ全開信号を出力す
る。又、制御盤（48）は温水ドレン制御弁（37）へ温水
負荷に応じて開度信号を出力し、温水負荷が大きいとき
には温水ドレン制御弁（37）の開度は大きくなり、温水
負荷が小さいときには温水ドレン制御弁（37）の開度は
小さくなり、温水器（35）での熱交換量が変化する。こ
のため、温水器（35）から負荷にほぼ設定温度の温水が
供給される。又、制御盤（48）は冷水負荷に応じて加熱
量制御弁（21）へ開度信号を出力し、高温発生器（１）
の吸収液の加熱量が変化し、冷媒蒸気の発生量が変化し
て蒸発器（４）からほぼ設定温度の冷水が負荷に供給さ
れる。さらに、制御盤（48）は冷水負荷と冷却水温度と
から第２図に示したように予め設定された周波数信号を
インバータ装置（50）へ出力する。インバータ装置（5
0）は入力した周波数の電力を冷却水ポンプ（25P）へ出
力し、冷却水の吸収器（５）及び凝縮器（３）の循環量
が冷水負荷と冷却水温度とに応じて変化する。

又、温水負荷が冷水負荷より大きいときには、吸収冷
温水機は温水主制御で運転される。このとき、制御盤
（48）は温水ドレン制御弁（37）へ全開信号を出力し、
温水ドレン制御弁（37）は全開する。又、制御盤（48）
は温水負荷に応じて加熱量制御弁（37）へ開度信号を出
力し、高温発生器（１）の加熱量が変化する。このた
め、温水器（35）に流れる冷媒蒸気の量が変化して温水
器（35）の加熱量が変化してほぼ設定温度の温水が負荷
に供給される。又、冷水負荷に応じて制御盤（48）は冷
媒ドレン制御弁（30）へ開度信号を出力する。又、冷水
負荷と冷却水温度検出器（49）が検出した冷却水温度と
に基づいて制御盤（48）は周波数信号をインバータ装置
（50）へ出力する。ここで、冷水負荷が70％であり、冷
却水温度が32℃の場合には、第２図に示したように冷却
水ポンプ（25P）に供給される電力の周波数は35Hzであ
る。このため、冷却水ポンプ（25P）によって吸収器
（５）及び凝縮器（３）に循環する冷却水の量は70％に
なる。上記のように吸収冷温水機が運転されていると
き、冷却水温度が低下して例えば30℃に低下した場合に
は、制御盤（48）は第２図に示したようにほぼ32Hzの周
波数信号をインバータ装置（50）へ出力し、冷却水ポン
プ（25P）の回転数が減少して冷却水吐出量が減少す
る。そして、吸収器（５）及び凝縮器（３）での冷却能
力が冷却水温度の低下前とほぼ同じに保たれる。さら
に、冷却水温度が急激に低下して26℃になった場合に
は、制御盤（48）が出力する周波数信号はほぼ24Hzに低
下して冷却水ポンプ（25P）の冷却水吐出量が大幅に低
下し、吸収器（５）及び凝縮器（３）の冷却水循環量が
大幅に低下する。このため、吸収器（５）及び凝縮器
（３）での冷却能力が冷却水温度の急低下前とほぼ同じ
に保たれ、吸収器（５）の冷媒蒸気吸収能力と凝縮器
（３）の冷媒凝縮能力とは冷却水温度の急激な低下前と
ほぼ同じに保たれる。

又、冷水負荷が少なく、例えば30％で冷却水温度が例
えば32℃のときには制御盤（48）はほぼ15Hzの周波数信
号をインバータ装置（50）へ出力し、冷却水ポンプ（25
P）の冷却水吐出量が少ない。このため、吸収器（５）
の冷媒吸収能力が低く、吸収器（５）の吸収液濃度が高
い状態に保たれる。このとき、冷水負荷が急激に例えば
80％に増加したときには、それに応じて制御盤（48）は
第２図に示したように40Hzの周波数信号を出力し、冷却
水ポンプ（25P）の回転数が増加して冷却水吐出量が大
幅に増加する。このため、吸収器（５）の冷媒吸収能力
及び凝縮器（３）の冷媒凝縮能力が大幅に増加して冷水
負荷の急増に対応する。

又、冷水負荷が上記のように大きいときに、冷水負荷
が急激に減少した場合には、冷媒ドレン制御弁（30）の
開度が減少すると共に、制御盤（48）から出力される電
力の周波数が大幅に減少し、冷却水ポンプ（25P）の冷
却水吐出量が急激に減少する。このため、吸収器（５）
の冷媒吸収能力が急激に低下すると共に、凝縮器（３）
で冷媒凝縮能力が急激に低下し、従来の吸収液濃度が下
がった後に冷凍能力が低下する過程を経ずに、冷凍能力
が下がる。

さらに、吸収冷温水機の運転時、冷水負荷と冷却水温
度とが共に変化した場合には、冷水負荷と冷却水温度と
によって決まる周波数信号が制御盤（48）から冷却水ポ
ンプ（25P）へ出力され、冷却水循環量が変化する。こ
のため、吸収器（５）での冷媒吸収能力及び凝縮器の冷
媒凝縮能力が変化し、冷凍能力が冷水負荷と冷却水温度
との変化に応じて変化する。

上記実施例によれば、例えば温水主制御の運転時、温
水出口温度によって高温発生器（１）の加熱量を変化し
て温水出口温度を安定させることができ、又、冷水負荷
或いは冷却水温度が低下したとき、それに応じて冷却水
ポンプ（25P）の冷却水吐出量を減少させ、冷却水循環
量を減少させることによって吸収器（５）の冷媒吸収能
力及び凝縮器（３）の冷媒凝縮能力を低下させ、冷水の
過冷却を防止することができる。又、冷却水ポンプ（25
P）の冷却水吐出量を減少させるこおによって、冷却水
ポンプの消費電力を低減することができ、省電力化を図
ることができる。

さらに、冷水負荷の急激な増加時、又は急激な減少に
対して、冷却水ポンプ（25P）へ供給される電力の周波
数を制御し、冷却水の循環量を変化させ、吸収器（５）
の冷媒吸収能力、及び凝縮器（３）の冷媒凝縮能力を急
激に変化させることができ、この結果、冷凍能力を冷水
負荷の変化に対して速やかに変化させることができ、制
御特性を向上させることができる。

又、冷水負荷及び冷却水入口温度とが同時に変化した
ときにも、変化に応じて冷却水ポンプ（25P）へ供給さ
れる電力の周波数が変化するので、冷凍能力が変化して
冷水出口温度を安定させることができる。

尚、上記実施例において、吸収器（５）の入口側の冷
却水温度を検出したが、第１図に示したように冷媒液溜
め（3A）に温度検出器（3S）を設け、凝縮温度を温度検
出器（3S）によって検出して凝縮温度と冷水負荷とによ
って冷却水ポンプ（25P）の回転数を制御した場合も同
様の作用効果を得ることができる。

又、冷水負荷と冷却水温度と吸収液ポンプ（25P）に
供給される電力の周波数とは第２図に示したものに限定
されるものではなく、吸収冷温水機の冷凍能力、冷却水
ポンプ（25P）の能力などによって変化する。

（ト）発明の効果 本発明は以上のように構成された吸収冷温水機の制御
装置であり、温水主制御時に冷水負荷及び冷却水の温度
に応じて冷却水の流量を制御する機構を備えているの
で、冷水負荷及び冷却水の温度の変化に応じて吸収器の
冷媒の吸収能力、及び凝縮器の冷媒の凝縮量を変化さ
せ、冷凍能力を調節することができ、冷水の温度上昇及
び過冷却を回避し、冷水を安定して供給することができ
る。又、冷水負荷が急激に変化した場合に、冷却水の流
量を変化させ、吸収器の冷媒の吸収能力、及び凝縮器の
冷媒の凝縮量を変化させ、冷凍能力を短時間で変えるこ
とができ、制御特性を向上させることができる。又、温
水主制御時に、冷却水の温度及び冷媒ドレン制御弁の開
度に応じて冷却水ポンプの吐出量を制御する機構を備え
ているので、冷却水温度が変化したとき、或いは冷水負
荷が変化して冷媒ドレン制御弁の開度が変化したとき、
冷却水ポンプの吐出量が変化して、吸収器及び凝縮器の
冷却水による冷却能力を調節することができ、冷水の過
冷却を防止することができ、又、冷水負荷の急激な変化
に対する制御特性を向上させることができる。又、冷却
水温度の低下時、及び冷水負荷の減少に伴う冷媒ドレン
制御弁の開度の減少時、冷却水ポンプの吐出量を減少さ
せ冷却水ポンプの消費電力の低減を図ることができる。

【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温水機の回路構
成図、第２図は冷水負荷と冷却水温度と冷却水ポンプに
供給される電力の周波数（冷却水流量）との関係図であ
る。 （１）……高温発生器、（２）……低温発生器、（３）
……凝縮器、（４）……蒸発器、（５）……吸収器、
（17）……冷媒管、（25）……冷却水配管、（25P）…
…冷却水ポンプ、（30）……冷媒ドレン制御弁、（35）
……温水器、（36）……温水ドレン管、（37）……温水
ドレン制御弁、（48）……制御盤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25B 15/00 306

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発生器、凝縮器、蒸発器、及び吸収器など
   を配管接続して冷凍サイクルを形成すると共に、上記発
   生器に温水器を付設し、吸収器及び凝縮器に冷却水を流
   し、上記蒸発器から冷水を供給し、上記温水器から温水
   を供給し、冷水主制御時には冷水負荷に応じて発生器の
   加熱量を制御し、温水主制御時には温水負荷に応じて発
   生器の加熱量を制御する吸収冷凍機の制御装置におい
   て、温水主制御時には冷水負荷及び冷却水の温度に応じ
   て冷却水の流量を制御する機構を備えたことを特徴とす
   る吸収冷温水機の制御装置。
2. 【請求項２】発生器、凝縮器、蒸発器、及び吸収器など
   を配管接続して冷凍サイクルを形成すると共に、吸収器
   及び凝縮器に冷却水配管を接続し、この冷却水配管に冷
   却水ポンプを設け、上記発生器に温水器を付設し、この
   温水器から発生器に至る温水ドレン管に温水ドレン制御
   弁を設け、発生器から凝縮器に至る冷媒管に冷媒ドレン
   制御弁を設け、蒸発器から冷水を供給し、温水器から温
   水を供給し、冷水主制御時には冷水負荷に応じて発生器
   の加熱量を制御すると共に温水負荷に応じて温水ドレン
   制御弁の開度を調節し、温水主制御時には温水負荷に応
   じて発生器の加熱量を制御すると共に冷水負荷に応じて
   冷媒ドレン制御弁の開度を調節する機構を備えた吸収冷
   凍機の制御装置において、温水主制御時には冷却水の温
   度及び冷媒ドレン制御弁の開度に応じて冷却水ポンプの
   吐出量を制御する機構を備えたことを特徴とする吸収冷
   温水機の制御装置。