JP2935654B2

JP2935654B2 - 吸収冷温水機及びその運転制御方法

Info

Publication number: JP2935654B2
Application number: JP7255084A
Authority: JP
Inventors: 寺勝江; 島弘小
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1995-10-02
Filing date: 1995-10-02
Publication date: 1999-08-16
Anticipated expiration: 2015-10-02
Also published as: JPH09101067A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高質燃料系と排熱
利用系とを備え、排熱利用系の配管に介装した熱交換器
を介して外部からの排熱（例えばコジェネレーションシ
ステム等から発生する３０℃〜１２０℃の流体、例えば
温水や蒸気）が投入される吸収冷温水機に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる技術に関し、本出願人が特願平６
−７３４２８号において提案したものを説明する。

【０００３】図２９において、吸収冷温水機１は、蒸発
器９、吸収器１０、高温再生器１１、低温再生器１２、
凝縮器１３、高温溶液熱交換器１４、低温溶液熱交換器
１５、冷媒ポンプＰ９、溶液ポンプＰ１０及びこれらの
部材を接続する各種ラインが設けられている。また、図
示しない冷房負荷に対して冷水を供給する冷水ライン６
と、高温再生器１１への加熱源（例えばガスバーナ）に
高質燃料を供給する燃料ライン７が設けられている。ま
た、吸収器１０及び凝縮器１３に冷却水を供給するため
の冷却水ラインＣＬが設けられ、図示しない冷却塔で冷
却された冷却水を循環している。そして、高温溶液熱交
換器１４と低温溶液熱交換器１５との間の稀溶液ライン
Ｌ１には温熱源用熱交換器５が介装されており、該温熱
源用熱交換器５において、図示しないコジェネレーショ
ンシステムの排熱ラインＬ２を流れる温排水と、吸収器
１０からポンプＰ１０を介して稀溶液ラインＬ１を流れ
る稀溶液とが、熱交換を行う。すなわち、温熱源用熱交
換器５により、８５℃〜１２０℃の排温水が有している
熱量の一部が、稀溶液ラインＬ１を流れる稀溶液に伝達
され、これによりコストの高い高質燃料の消費量の削減
が図られるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記提案の技術自体は
非常に有効なものである。しかし、省エネルギの要請が
厳しい昨今においては、高質燃料の消費量の削減率とし
て、２０％〜４０％程度まで要望されている。これに対
して、上記従来技術では、定格時における高質燃料の削
減率は１２％程度であり、上述した厳しい要請に対処す
ることが困難である。

【０００５】本発明は上記した従来技術の問題点に鑑み
て提案されたもので、排熱利用率を更に高めて、高質燃
料の消費量を削減することができる吸収冷温水機の提供
を目的としている。

【０００６】

【知見】本発明者は種々研究の結果、上記従来技術にお
いて、稀溶液ラインＬ１に介装した中間再生器５におい
て液相・液相間で行われる顕熱・顕熱交換に代えて、高
温再生器と低温再生器とを連通する中間濃度溶液ライン
を流れる中間濃度溶液と温排水との間で顕熱・潜熱交換
を行えば、より多くの熱量が排熱側から吸収冷温水機内
に投入出来ることを見出だした。具体的に述べると、前
記中間濃度溶液ラインを流れる中間濃度溶液を減圧して
熱交換器（温熱源用熱交換器）に送ると、中間濃度溶液
の一部が熱交換器（温熱源用熱交換器）において相変化
すなわち気化して、温排水より気化熱すなわち潜熱を奪
い、顕熱・潜熱交換が行われることに着目した。そし
て、この様な顕熱・潜熱交換が行われた場合には、従来
の顕熱・顕熱交換に比較して、吸収冷温水機内を循環す
る溶液（高温再生器と低温再生器とを連通する中間濃度
溶液ライン内を流れる中間濃度溶液）がより多くの熱量
を温排水から奪い、熱交換率が向上することを見出し
た。本発明は、この様な知見に基づいて創作されたもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の吸収冷温水機
は、高温再生器と低温再生器とを連通する中間濃度溶液
ラインの高温溶液熱交換器と低温再生器との間に圧力調
整手段と中間再生器を介装し、該中間再生器は、外部の
温熱源から供給される流体と前記中間濃度溶液ライン中
の流体との間で顕熱・潜熱交換を行い、外部の温熱源か
ら供給される流体の流入温度を計測する温排水入口温度
センサと、蒸発器から冷房負荷側へ流出する冷水の温度
を計測する冷水出口温度センサと、温排水入口温度セン
サの出力及び冷水出口温度センサの出力から、吸収冷温
水機の運転モードを高質燃料単独焚き運転モード、排熱
投入及び高質燃料焚き運転モード、排熱単独投入運転モ
ードのいずれかに決定する制御手段、とを有している。

【０００８】ここで圧力調整手段としては、例えば減圧
弁が用いられる。

【０００９】本発明の吸収冷温水機を実施するに際し
て、外部の温熱源から供給される流体と稀溶液ラインを
流れる稀溶液との間で顕熱・顕熱交換を行う補助中間再
生器を設けるのが好ましい。その際に、前記中間再生器
と前記補助中間再生器の一部とを一体化した複合中間再
生器を設けることも可能である。

【００１０】また、前記圧力調整手段に加えて、補助圧
力調整手段を設けても良い。この場合、補助圧力調整手
段の個数は、１個であっても２個以上であっても良い。
そして、補助圧力調整手段の設置個数或いは設置箇所
は、系全体の圧力バランスが良好に調節出来る様に設定
される。

【００１１】ここで、吸収冷温水機の循環系において、
圧力を設定すれば一義的に流量が定まり、流量を設定す
れば一義的に圧力が定まる。すなわち、圧力と流量とは
一対一の関係で定まる。従って、前記圧力調整手段及び
補助圧力調整手段を、例えば可変オリフィスの様な流量
調整手段として設けることも好ましい。

【００１２】また、前記温排水入口温度センサ及び冷水
出口温度センサに加えて、冷却水の流入温度を計測する
冷却水入口温度センサを設けてもよい。

【００１３】また、低温再生器の圧力或いは凝縮器の圧
力を計測する中間圧力計測手段、低温再生器の温度を計
測する低温再生器温度計測手段、前記圧力調整手段の低
温再生器側の稀溶液の圧力を計測する稀溶液圧力計測手
段又は温度を計測する稀溶液圧力計測手段から選ばれた
手段を設けてもよい。

【００１４】本発明の吸収冷温水機の運転方法は、吸収
器を出た稀溶液が全て高温熱交換器へ送られるタイプの
吸収冷温水機の運転制御方法において、高温再生器と低
温再生器とを連通する中間濃度溶液ラインの高温溶液熱
交換器と低温再生器との間に圧力調整手段と中間再生器
を介装し、該中間再生器は、外部の温熱源から供給され
る流体と前記中間濃度溶液ライン中の流体との間で顕熱
・潜熱交換を行い、外部の温熱源から供給される流体の
流入温度を計測する温排水入口温度計測工程と、蒸発器
から冷房負荷側へ流出する冷水の温度を計測する冷水出
口温度計測工程と、計測された温排水入口温度及び冷水
出口温度に基づいて、吸収冷温水機の運転モードを高質
燃料単独焚き運転モード、排熱投入及び高質燃料焚き運
転モード、排熱単独投入運転モードのいずれかに決定す
る運転モード決定工程、とを有している。

【００１５】また、前記諸工程に加えて、冷却水の流入
温度を測定する冷却水入口温度測定工程、低温再生器の
圧力或いは凝縮器の圧力を計測する中間圧力計測工程、
低温再生器の温度を計測する低温再生器温度計測工程、
圧力調整手段の低温再生器側の中間濃度溶液の圧力を計
測する中間濃度溶液圧力計測工程又は温度を検出する中
間濃度溶液温度計測工程から選ばれた工程を設けもてよ
い。

【００１６】以上説明した様な構成を具備する本発明に
よれば、熱量の移動量が大きい顕熱・潜熱交換を行うこ
とにより、従来の顕熱・顕熱交換のみの技術に比較し
て、より多くの熱量を排熱から吸収冷温水機内へ供給す
ることが出来る。その結果、排熱利用率を高め、高質燃
料の消費量を削減して、目標値である２０−４０％に近
付けることが可能となるのである。

【００１７】そして、外部の温熱源から供給される流体
の流入温度、冷房負荷側へ供給される冷水の温度、冷却
水の流入温度、低温再生器の圧力或いは凝縮器の圧力、
低温再生器の温度、圧力調整手段の低温再生器側の中間
濃度溶液の圧力或いは温度、等の各種運転条件を選択的
に制御要素として、後述する様な態様にて、排熱焚き単
独運転、高質燃料焚き単独運転、排熱及び高質燃料焚き
運転、の何れかの運転モードを選択する事が出来る。更
に、各種運転モードにおける最適の流量に調整すること
が可能である。

【００１８】その結果、吸収冷温水機の運転において、
圧力或いは流量バランスの制御を非常に高い精度で行う
事が出来るのである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。なお、これらの図面において図２９
に対応する部分については、同じ符号を付して重複説明
を省略する。

【００２０】図１において、高温再生器１１から高温溶
液熱交換器１４を介して低温再生器１２へ向かう中間濃
度溶液ラインＬ３において、高温溶液熱交換器１４と低
温再生器１２との間に、圧力調整手段である減圧弁１７
と中間再生器１８とが介装されている。

【００２１】この中間再生器１８には、排熱ラインＬ２
が接続され、中間濃度溶液ラインＬ３内を流れる中間濃
度溶液と、排熱ラインＬ２内を流れる温排水との間で顕
熱・潜熱交換が行われる。ここで、吸収冷温水機の循環
系内の流量及び圧力は微妙に調整する必要があるので、
上記圧力調整手段である減圧弁１７は、圧力調整手段と
してのみならず、流量調整手段としての役割をも併せ持
っている。

【００２２】更に、制御手段である制御ユニット３０が
設けられ、この制御ユニット３０には、燃料制御弁３
１、温排水用三方弁３２、排熱ラインＬ２の温排水入口
温度Ｔｈを計測する温排水入口温度センサ３３、蒸発器
９から冷房負荷側へ流出する冷水出口温度Ｔｌを計測す
る冷水出口温度センサ３４、冷却ラインＣＬの冷却水入
口温度Ｔｍを計測する冷却水入口温度センサ３５、低温
再生器１２の圧力を計測する中間圧力計測手段である中
間圧力センサ３６（又は、温度を計測する低温再生器温
度センサ３７）、分岐ラインＬ３の減圧弁１７の低温再
生器１２側の中間濃度溶液の圧力を計測する中間濃度溶
液圧力計測手段である中間濃度溶液圧力センサ３８（又
は、中間濃度溶液の温度を計測する中間濃度溶液温度計
測手段である中間濃度溶液温度センサ３９）、がそれぞ
れ接続されている。

【００２３】なお、図示の実施形態において、高温再生
器１１はガスバーナを用いた高質燃料焚きを行うものと
して表現されているが、高質燃料焚きはガスバーナの使
用に限定されるものではない。図示はされていないが、
例えば、高温蒸気を高質燃料として用いて、該高温蒸気
を高温再生器に導いても良い。

【００２４】次に図１で示す実施形態の作用について説
明する。中間濃度溶液ラインＬ３を流れる中間濃度溶液
は、減圧弁１７で減圧されているので、その再生温度は
低下している。そして、中間再生器１８を通過する際
に、中間濃度溶液の一部が気化して気相・液相の二相流
となって低温再生器１２内へ流入する。ここで、中間再
生器１８を通過して気化する際に、排熱ラインＬ２の温
排水から気化熱（潜熱）を奪う。換言すれば、中間再生
器１８において顕熱・潜熱交換が行われ、従来技術の顕
熱・顕熱交換に比較して大量の熱量が排熱側（Ｌ２側）
から吸収冷温水機側へ投入されるのである。

【００２５】したがって、図２９で示す従来の温熱源用
熱交換器５を用いた場合よりも、排熱ラインＬ２から多
くの熱量が吸収冷温水機側へ供給され、その分、高温再
生器１１への高質燃料の消費量が削減され、その削減率
は、従来の１２％程度から（要望されている数値であ
る）２０〜４０％程度にまで向上するのである。

【００２６】次に、制御の態様を説明する。ここで、モードａ：高質燃料単独焚き運転モードすなわち高質燃料焚き単独運転モードモードｂ：排熱投入及び高質燃料焚き運転モードすなわち排熱投入＋高質燃料焚き運転モードモードｃ：排熱単独投入運転モードすなわち排熱単独運転モードＴｈｓｅｔ：温排水入口設定温度Ｔｌｓｅｔ：冷水出口設定温度Ｔｍｓｅｔ：冷却水入口設定温度Ｐ：中間圧力すなわち低温再生器１２内の圧力Ｔｌｇ：低温再生器１２の温度Ｐｓ：減圧弁１７を出た後の中間濃度溶液の圧力Ｔｓ：減圧弁１７を出た後の中間濃度溶液の温度とする。

【００２７】図２には、請求項１、８に対応する第１の
制御態様が示されている。すなわち、制御ユニット３０
は、温排水入口温度センサ３３と冷水出口温度センサ３
４とからの信号に基づき、温排水入口温度Ｔｈと冷水出
口温度Ｔｌとを検出し（ステップＳ１）、温度Ｔｈが温
排水入口設定温度Ｔｈｓｅｔより大きいか否か、すなわ
ち排熱の投入が可能か否かを判定する（ステップＳ
２）。ＮＯの場合は、モードａを選択し（ステップＳ
３）、ＹＥＳだったら、冷水出口温度Ｔｌが冷水出口設
定温度Ｔｌｓｅｔより大きいか否かすなわち冷房負荷が
設定値より大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。
ＹＥＳだつたら、モードｂを選択し（ステップＳ５）、
ＮＯの場合は、モードｃを選択する（ステップＳ６）。

【００２８】図３にも、請求項１、７、８、１４に対応
する第２の制御態様が示されている。すなわち、第１の
制御態様のステップＳ３のモードａを選択したのち、減
圧弁１７に制御信号を出力し、モードａに最適な溶液循
環量制御を行う（ステップＳＡ）。また、ステップＳ５
のモードｂを選択したのち、減圧弁１７に制御信号を出
力し、モードｂに最適な溶液循環量制御を行う（ステッ
プＳＢ）。或いは、ステップＳ６のモードｃを選択した
のち、減圧弁１７に制御信号を出力し、モードｃに最適
な溶液循環量制御を行う（ステップＳＣ）。

【００２９】図４には、請求項２、９に対応する第３の
制御態様が示されている。すなわち、温度Ｔｈ、Ｔｌの
他に、冷却水入口温度センサ３５からの信号に基づき冷
却水入口温度Ｔｍを検出し（ステップＳ７）、温度Ｔｈ
が温度Ｔｈｓｅｔより大きいか否か、すなわち排熱の投
入が可能か否かを判定する（ステップＳ８）。ＮＯの場
合は、モードａを選択し（ステップＳ９）、ＹＥＳだっ
たら、温度Ｔｍにより低温再生器１２の圧力Ｐが変化し
て温度Ｔｈｓｅｔが変化するので、温度Ｔｈ、Ｔｍより
排熱の投入が可能か否かを判定する（ステップＳ１
０）。ＮＯの場合は、モードａを選択し（ステップＳ
９、ＹＥＳだったら、温度Ｔｌが温度Ｔｌｓｅｔより大
きいか、すなわち冷房負荷が設定値より大きいか否かを
判定する（ステップＳ１１）、ＹＥＳだったら、モード
ｂを選択し（ステップＳ１２）、ＮＯの場合は、モード
ｃを選択する（ステップＳ１３）、図５には、請求項
３、１０に対応する第４の制御態様が示されている。す
なわち、温度Ｔｈ、Ｔｌの他に、中間圧力センサ３６か
らの信号に基づき、低温再生器１２内の圧力Ｐを検出し
（ステップＳ１４）、温度Ｔｈと圧力Ｐとより、排熱投
入が可能か否かを判定する（ステップＳ１５）。ＮＯの
場合は、モードａを選択し（ステップＳ１６）、ＹＥＳ
だったら、温度Ｔｌが温度Ｔｌｓｅｔより大きいか否
か、すなわち、冷房負荷が設定値より大きいか否かを判
定する（ステップＳ１７）。ＹＥＳだったら、モードｂ
を選択し（ステップＳ１８）、ＮＯの場合には、モード
ｃを選択する（ステップＳ１９）。

【００３０】図６には、請求項２、３の組み合わせ、或
いは請求項９、１０の組み合わせ、に相当する第５の制
御態様が示されている。すなわち、温度Ｔｈ、Ｔｌ及び
圧力Ｐの他に温度Ｔｍを検出し（ステップＳ２０）、温
度Ｔｍにより低温再生器１２の圧力Ｐが変化するので、
温度Ｔｈ、Ｔｍから排熱投入が可能か否かを判定する
（ステップＳ２１）。ステップＳ２１がＮＯの場合はモ
ードａを選択する（ステップＳ２２）。一方、ＹＥＳの
場合はステップＳ２３において、冷水出口温度Ｔｌが設
定温度Ｔｌｓｅｔよりも高いか否か（すなわち、冷房負
荷が設定値より大きい否か）を判定する（ステップＳ２
３）。そして、ステップＳ２３がＹＥＳだったら、モー
ドｂを選択し（ステップＳ２４）、ＮＯの場合は、モー
ドｃを選択する。

【００３１】図７には、請求項４或いは請求項１１に対
応する第６の制御態様が示されている。この第６の制御
態様では、温度Ｔｈ、Ｔｌの他に、低温再生器温度セン
サ３７からの信号に基づき、低温再生器１２の温度Ｔｌ
ｇを検出し（ステップＳ２６）、温度Ｔｈ、Ｔｌｇから
排熱投入が可能か否かを検出する（ステップＳ２７）。
ステップＳ２７がＮＯの場合は、モードａを選択する
（ステップＳ２８）。一方、ステップＳ２７がＹＥＳだ
ったら、温度Ｔｌが温度Ｔｌｓｅｔより大きいか否か、
すなわち、冷房負荷が設定値より大きい否かを判定する
（ステップＳ２９）。そして、ステップＳ２９がＹＥＳ
だったらモードｂを選択し（ステップＳ３０）、ＮＯの
場合には、モードｃを選択する（ステップＳ３１）。

【００３２】図８には、請求項２、４の組み合わせ、或
いは請求項９、１１の組み合わせ、に相当する第７の制
御態様が示されている。この第７の制御態様では、温度
Ｔｈ、Ｔｌｇ、Ｔｌの他に温度Ｔｍを検出し（ステップ
Ｓ３２）、温度Ｔｈ、Ｔｍ、Ｔｌｇから排熱投入が可能
か否かを判定する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３
がＮＯの場合は、モードａを選択する（ステップＳ３
４）。一方、ＹＥＳだったら、温度Ｔｌが温度Ｔｌｓｅ
ｔより大きいか否か、すなわち、冷房負荷が設定値より
大きい否かを判定する（ステップＳ３５）。そしてステ
ップＳ３５がＹＥＳだったら、モードｂを選択し（ステ
ップＳ３６）、ＮＯの場合には、モードｃを選択する
（ステップＳ３７）。

【００３３】図９には、請求項３、５の組み合わせ、或
いは請求項１０、１２の組み合わせ、に相当する第８の
制御態様が示されている。図９において、温度Ｔｈ、Ｔ
ｌ及び圧力Ｐの他に、中間濃度溶液圧力センサ３８から
の信号に基づき減圧弁１７を出た後の中間濃度溶液の圧
力（中間濃度溶液ラインの分岐から低温再生器へ向かう
ライン中の圧力調整手段の低温再生器側の中間濃度溶液
の圧力）Ｐｓを検出し（ステップＳ３８）、温度Ｔｈ及
び圧力Ｐ、Ｐｓから排熱投入が可能であるか否か（すな
わち、圧力Ｐｓ、Ｐを考慮し、中間再生器１８において
顕熱・潜熱交換が可能であるか否か）、を判定する（ス
テップＳ３９）。ステップＳ３９がＮＯの場合は、モー
ドａを選択する（ステップＳ４０）。一方、排熱投入が
可能であれば（ステップＳ３９がＹＥＳ）、温度Ｔｌが
温度Ｔｌｓｅｔより大きいか、すなわち、冷房負荷が設
定値より大きいか否かを判定する（ステップＳ４１）。
そして、ステップＳ４１がＹＥＳだったらモードｂを選
択し（ステップＳ４２）、ＮＯの場合はモードｃを選択
する（ステップＳ４３）。

【００３４】図１０には、請求項２、３、５の組み合わ
せ、或いは請求項９、１０、１２の組み合わせ、に相当
する第９の制御態様が示されている。すなわち、温度Ｔ
ｈ、Ｔｌ及び圧力Ｐ、Ｐｓの他に温度Ｔｍを検出し（ス
テップＳ４４）、温度Ｔｈ、Ｔｍ及び圧力Ｐ、Ｐｓから
排熱投入が可能か否かを判定する（ステップＳ４５）。
そして、ステップＳ４５がＮＯの場合はモードａを選択
する（ステップＳ４６）が、ＹＥＳだったら、温度Ｔｌ
が温度Ｔｌｓｅｔより大きいか否か、すなわち冷房負荷
が設定値より大きいか否かを判定する（ステップＳ４
７）。そしてステップＳ４７がＹＥＳだったらモードｂ
を選択し（ステップＳ４８）、ＮＯの場合にはモードｃ
を選択する（ステップＳ４９）。

【００３５】図１１は、請求項６或いは請求項１３に対
応する第１０の制御態様が示されている。すなわち、温
度Ｔｈ、Ｔｌ及びＴｓ（中間濃度溶液ラインの低温再生
器へ向かうライン中の圧力調整手段の低温再生器側の中
間濃度溶液の温度）と、圧力Ｐとを検出し（ステップＳ
５０）、温度Ｔｈ、Ｔｓと圧力Ｐとにより排熱投入が可
能か否かを判定する（ステップＳ５１）。ステップＳ５
１がＮＯの場合はモードａを選択し（ステップＳ５
２）、ＹＥＳだったら、温度Ｔｌが温度Ｔｌｓｅｔより
大きいか否か、すなわち、冷房負荷が設定値より大きい
否かを判定する（ステップＳ５３）。そしてステップＳ
５３がＹＥＳだったら、モードｂを選択し（ステップＳ
５４）、ＮＯの場合は、モードｃを選択する（ステップ
Ｓ５５）。

【００３６】図１２には、請求項２、４、６の組み合わ
せ、或いは請求項９、１１、１３の組み合わせに相当す
る第１１の制御態様が示されている。すなわち、温度Ｔ
ｈ、Ｔｌ、Ｔｌｇ及びＴｓの他に温度Ｔｍを検出し（ス
テップＳ５６）、温度Ｔｈ、Ｔｌｇ、Ｔｓ及びＴｍから
排熱投入が可能か否かを判定する（ステップＳ５７）。
ステップＳ５７がＮＯの場合はモードａを選択し（ステ
ップＳ５８）、ＹＥＳだったら、温度Ｔｌが温度Ｔｌｓ
ｅｔより大きいか否か、すなわち冷房負荷が設定値より
大きいか否かを判定する（ステップＳ５９）。そしてス
テップＳ５９がＹＥＳだったら、モードｂを選択し（ス
テップＳ６０）、ＮＯの場合は、モードｃを選択する
（ステップＳ６１）。

【００３７】図１３には、高質燃料焚き単独運転、すな
わちモードａ、における運転制御の態様（第１２の制御
態様）が示されている。すなわち、温度Ｔｈ、Ｔｌ等を
検出して（ステップＳ７０）、図２−１２を参照して説
明した制御態様により運転モードをモードａに決定した
ならば（ステップＳ７１）、温排水用三方弁３２に制御
信号を出力し、温排水が中間再生器１８を完全にバイパ
スするように三方弁３２の開度を制御する（ステップＳ
７２）。そして、温度Ｔｌが温度Ｔｌｓｅｔより大きい
か否か、すなわち、冷房負荷が設定値より大きいか否か
を判定する（ステップＳ７３）。ステップＳ７３がＹＥ
Ｓだったら、燃料制御弁３１に制御信号を出力し、高質
燃料の高温再生器１１への供給を増加させる方向に制御
弁３１の開度を制御し（ステップＳ７４）、ＮＯの場合
は、高質燃料の供給を減少させる方向に制御弁３１の開
度を制御する。

【００３８】図１４には、排熱投入及び高質燃料焚きを
行う運転、すなわちモードｂ、における運転制御の態様
（第１３の制御態様）が示されている。すなわち、温度
Ｔｈ、Ｔｌ等を検出して（ステップＳ７６）、図２−１
２で示す制御態様によりモードｂと決定したならば（ス
テップＳ７７）、温排水用三方弁３２に制御信号を出力
し、温排水が完全に中間再生器１８を流れるように三方
弁３２の開度を制御する（ステップＳ７８）。そして、
温度Ｔｌが温度Ｔｌｓｅｔより大きいか否か、すなわ
ち、冷房負荷が設定値より大きいか否かを判定する（ス
テップＳ７９）。ステップＳ７９がＹＥＳの場合は、燃
料制御弁３１の開度を、高温再生器１１への高質燃料の
供給が増加する方向に制御し（ステップＳ８０）、ＮＯ
の場合は、高質燃料の供給を減少させる方向に制御する
（ステップＳ８１）。

【００３９】図１５には、排熱投入のみを行う運転モー
ド、モードｃ、における運転制御の態様（第１４の制御
態様）が示されている。すなわち、温度Ｔｈ、Ｔｌ等を
検出し（ステップＳ８２）、図２−１２で示す制御態様
によりモードｃと決定したならば（ステップＳ８３）、
温度Ｔｌが温度Ｔｌｓｅｔより大きいか否か、すなわち
冷房負荷が設定値より大きいか否かを判定する（ステッ
プＳ８４）。ステップＳ８４がＹＥＳだったら、温排水
用三方弁３２に制御信号を出力し、中間再生器１８に投
入される温水量を増加させる方向に三方弁３２の開度を
制御し（ステップＳ８５）、ＮＯの場合は、減少させる
方向に三方弁３２の開度を制御する（ステップＳ８
６）。

【００４０】図１６も、モードｃにおける運転制御（第
１５の制御態様）を示している。すなわち、温度Ｔｈ、
Ｔｌ等を検出し（ステップＳ８７）、モードｃと決定し
たならば（ステップＳ８８）、温度Ｔｌが温度Ｔｌｓｅ
ｔより大きいか否か、すなわち、冷房負荷が設定値より
大きいか否かを判定する（ステップＳ８９）。ステップ
Ｓ８９がＹＥＳだったら、温排水用三方弁３２に制御信
号を出力し、中間再生器１８に投入される温水量を増加
される方向に三方弁３２の開度を制御し、且つ、減圧弁
１７に制御信号を出力し、減圧弁１７を開ける方向に制
御する（ステップＳ９０）。一方、ステップＳ８９がＮ
Ｏの場合は、中間再生器１８に投入される温水を減少さ
せる方向に三方弁３２の開度を制御し、且つ、減圧弁１
７を絞る方向に制御する（ステップＳ９１）。

【００４１】図１７も、モードｃにおける運転制御（第
１６の制御態様）を示している。先ず、温度Ｔｈ、Ｔｌ
等を検出し（ステップＳ９２）、モードｃを決定する
（ステップＳ９３）。次いで、温度Ｔｌが温度Ｔｌｓｅ
ｔより大きいか否かを判定し（ステップＳ９４）、ＹＥ
Ｓだったら、温排水用三方弁３２に制御信号を出力し、
中間再生器１８に温水を投入する側に三方弁３２を全開
し（ステップＳ９５）、ＮＯの場合は、中間再生器１８
をバイパスする側に三方弁３２を全開する（ステップＳ
９６）。

【００４２】更に図１８にも、モードｃにおける運転制
御（第１７の制御態様）が示されている。すなわち、温
度Ｔｈ、Ｔｌ等を検出し（ステップＳ９７）、モードｃ
を決定する（ステップＳ９８）。次いで、温度Ｔｌが温
度Ｔｌｓｅｔより大きいか否か、すなわち、冷房負荷が
設定値より大きいか否かを判定する（ステップＳ９
９）。ステップＳ９９がＹＥＳだったら、温排水用三方
弁３２に制御信号を出力し、中間再生器１８に温水を投
入する側へ三方弁３２を全開し、且つ、減圧弁１７に制
御信号を出力し、減圧弁１７を開ける方向に制御する
（ステップＳ１００）。一方、ステップＳ９９がＮＯの
場合は、中間再生器１８を温水がバイパスする側に三方
弁３２を全開し、かつ、減圧弁１７を絞る方向に制御す
る（ステップＳ１０１）。

【００４３】図１９は本発明の第２の実施の形態を示し
ている。この実施形態では、稀溶液ラインＬ１の低温溶
液熱交換器１５と高温溶液熱交換器１４との間に、図２
９の温熱源用熱交換器５と同様な温熱源用熱交換器１９
を介装して排熱ラインＬ２Ａに接続し、三方弁３２Ａ及
び温度センサ３３Ａをそれぞれ制御ユニット３０に接続
している。

【００４４】この実施形態でも、前記第１〜第１７の制
御態様で運転が行われ、温熱源用熱交換器１９におい
て、排熱ラインＬ２を流れる温排水と稀溶液ラインＬ１
を流れる稀溶液との間で顕熱・顕熱交換が行われる。図
２の実施形態では、該顕熱・顕熱交換により稀溶液に供
給される排熱量の分だけ、図１の実施形態に比較して、
より多くの排熱量を得ることができる。その他の構成及
び作用効果については、図１の実施形態と同様である。

【００４５】図２０は本発明の第３の実施の形態を示し
ている。中間濃度溶液ラインＬ３の高温溶液熱交換器１
４近傍の下流側に分岐点１６を設け、その分岐点１６か
ら直接低温再生器１２に向う補助ラインＬ４を設け、こ
の補助ラインＬ４に、温熱源用熱交換器１９Ａを設け且
つ排熱ラインＬ２Ｂに接続し、三方弁３２及び温度セン
サ３３Ｂを制御ユニット３０に接続したものである。

【００４６】この実施形態では、補助ラインＬ４を流れ
る中間濃度溶液と排熱ラインＬ２Ｂを流れる温排水との
間では顕熱・顕熱変換が行われる。一方、分岐点１６よ
りも低温再生器１２側を流れる中間濃度溶液は、図１の
実施形態の場合と同様に、排熱ラインＬ２を流れる温排
水との間で顕熱・潜熱交換を行う。図２０の形態でも、
前記第１〜第１７の制御態様による運転が行われ、図１
の実施形態の場合よりも多くの排熱量を得ることができ
る。その他の構成及び作用効果については、図１の実施
形態と同様である。

【００４７】図２１は本発明の第４の実施の形態を示し
ており、図１９の実施形態と図２０の実施形態とを組合
せた例である。図２１の実施形態では中間濃度溶液ライ
ンＬ３が分岐点１６において補助ラインＬ４を分岐して
おり、該補助ラインＬ４には、その内部を流れる中間濃
度溶液と排熱ラインＬ２Ｂを流れる温排水との間で顕熱
・顕熱交換を行う温熱源用熱交換器１９Ａが設けられて
いる。一方、分岐点１６よりも低温再生器１２側の中間
濃度溶液ラインＬ３を流れる中間濃度溶液は、減圧弁１
７で減圧されて再生温度を低下させ、中間再生器１８に
おいて排熱ラインＬ２を流れる温排水と顕熱・潜熱交換
をする。この形態でも、前記第１〜第１７の制御態様に
よる運転が行われ、図１の形態に比較して、より多くの
排熱量を得ることができる。

【００４８】図２２は本発明の第５の実施の形態を示し
ている。図２２において、中間濃度溶液ラインＬ３は、
減圧弁１７の上流側近傍で分岐（１６Ａ）しており、そ
の分岐点１６Ａから低温再生器１２に向う補助ラインＬ
５を設けている。また、中間再生器２０ａと温熱源用熱
交換器２０ｂとを一体化した複合中間再生器２０を設
け、排熱ラインＬ２に接続している。

【００４９】複合中間再生器２０の補助ラインＬ５側で
は、補助ラインＬ５の内部を流れる中間濃度溶液と排熱
ラインＬ２を流れる温排水との間で顕熱・顕熱交換が行
われる（符号「２０ｂ」で示す箇所）。一方、分岐点１
６Ａよりも低温再生器１２側の中間濃度溶液ラインＬ３
を流れる中間濃度溶液は、減圧弁１７で減圧されて再生
温度を低下させ、複合中間再生器２０中の符号「２０
ａ」側で、排熱ラインＬ２を流れる温排水と顕熱・潜熱
交換をする。

【００５０】その他の構成及び作用効果については、図
１の実施形態と同様である。但し、図２２で示す実施形
態は、図１の実施形態に比較して、排熱の供給量を多く
することが可能である。そして、前記第１−１７の制御
態様による運転が行われる。

【００５１】図２３は本発明の第６の実施の態様を示
し、稀溶液ラインＬ１に温熱源用熱交換器１９を設け、
他を図２２と同様に構成した例である。この形態では、
前記第１〜第１７の制御態様の制御が行われ、温熱源用
熱交換器１９において顕熱・顕熱交換により排熱ライン
Ｌ２Ａから投入された排熱の分だけ、図２２の実施形態
よりも多量の排熱量を得ることができる。

【００５２】次に、後述する位置ａ〜ｆについて説明す
る。

【００５３】位置ａ：分岐点２１又は２１Ａの上流側の位置位置ｂ：補助ラインＬ４の位置位置ｃ：温熱源用熱交換器１９Ａの上流側の位置位置ｄ：温熱源用熱交換器１９Ａの下流側の位置位置ｅ：補助ラインＬ５の複合中間再生器２０の上流側
の位置位置ｆ：補助ラインＬ５の複合中間再生器２０の下流側
の位置図２４は本発明の第７の実施の形態を示している。この
実施形態では、中間濃度溶液ラインＬ３は高温熱交換器
１４の下流側近傍から補助ラインＬ４が分岐しており、
分岐点１６に三方弁２１を設け、かつ、位置ａ又はｂに
前記減圧弁１７と同様な圧力調整補助手段としての補助
減圧弁１７Ａ（図示せず）を介装し、他を図１と同様に
構成した例である。

【００５４】この形態では、運転モードに応じて両減圧
弁１７、１７Ａ及び三方弁２１を作動し、系内の流量・
圧力のバランスを調整し、運転の円滑及び排熱の熱交換
率の向上を図っている。但し、この実施形態において、
三方弁２１のみを制御することにより、系内の流量・圧
力のバランスを調整することが可能である。或いは、前
記減圧弁１７及び（位置ａ又はｂのいずれかに設けた）
補助減圧弁１７Ａの２部材のみを制御して、流量・圧力
バランスを制御することも出来る。

【００５５】図２５は本発明の第８の実施の形態を示
し、補助ラインＬ４の分岐点１６に三方弁２１を設け、
かつ、位置ａ、ｃ及びｄのいずれかに、補助減圧弁１７
Ａを設け、他を図２０の実施形態と同様に構成してい
る。この実施形態では、運転の円滑及び排熱の熱交換率
の向上（及びそれに伴う高質燃料消費量の削減率の向
上）が図られる。なお、三方弁２１、補助減圧弁１７Ａ
は、いずれも流量調整手段としても機能するものであ
る。そして、前記第１−１７の制御態様による運転が行
われる。或いは、図２５の実施形態において、三方弁２
１のみによって系内の流量・圧力のバランスを調整する
ことが可能である。更に、前記減圧弁１７及び図示しな
い補助減圧弁１７Ａの２部材だけを用いて制御しても良
い。

【００５６】図２６は本発明の第９の実施の形態を示
し、補助ラインＬ４の分岐点１６に三方弁２１を設け、
かつ、位置ａ、ｃ及びｄのいずれかに補助減圧弁１７Ａ
を設け、他を図４と同様に構成した例である。この形態
でも、運転の円滑及び排熱の熱交換率（及びそれに伴う
高質燃料消費量の削減率）の向上が図られる。そして、
前記第１−１７の制御態様による運転が行われる。

【００５７】図２６の実施形態においても、三方弁２１
のみにより、或いは、前記減圧弁１７及び補助減圧弁１
７Ａのみにより、流量・圧力のバランス制御を行うこと
が可能である。

【００５８】図２７は本発明の第１０の実施の形態を示
し、補助ラインＬ５の分岐点１６Ａに三方弁２１Ａを設
け、かつ、位置ａ、ｅ及びｆのいずれかに補助減圧弁１
７Ａを設け、他を図２２と同様に構成した例である。こ
の形態でも、運転の円滑及び排熱の熱交換率の向上（及
びそれに伴う高質燃料消費量の削減率の向上）が図られ
る。そして、前記第１−１７の制御態様による運転が行
われる。

【００５９】図２７の実施形態における流量・圧力のバ
ランス制御についても、三方弁２１のみにより、或い
は、前記減圧弁１７及び補助減圧弁１７Ａのみにより、
行うことが出来る。

【００６０】図２８は本発明の第１１の実施の形態を示
し、補助ラインＬ５の分岐点１６Ａに三方弁２１Ａを設
け、かつ、位置ａ、ｅ及びｆのいずれかに補助減圧弁１
７Ａを設け、他を図２３と同様に構成した例である。こ
の形態でも、運転の円滑及び排熱の熱交換率（及びそれ
に伴う高質燃料消費量の削減率）の向上が図られる。そ
して、前記第１−１７の制御態様による運転が行われ
る。

【００６１】図２８の実施形態において、三方弁２１の
みを制御することにより、或いは、前記減圧弁１７及び
（位置ａ、ｂ、ｄ及びｆのいずれかに設けた）補助減圧
弁１７Ａの２部材を制御することにより、系内の流量・
圧力バランスが制御出来る。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所謂「シリーズフロー」タイプの吸収冷温水機を例えば
コージェネレーションシステム等において排熱源と組み
合わせた場合に、熱量の移動量が大きい顕熱・潜熱交換
を行うことにより、従来の顕熱・顕熱交換のみの技術に
比較して、より多くの熱量を排熱から吸収冷温水機内へ
供給することが出来る。その結果、排熱利用率を高め、
高質燃料の消費量を削減して、目標値である２０−４０
％に近付けることが可能となるのである。

【００６３】そして、外部の温熱源から供給される流体
の流入温度、冷房負荷側へ供給される冷水の温度、冷却
水の流入温度、低温再生器の圧力或いは凝縮器の圧力、
低温再生器の温度、圧力調整手段の低温再生器側の中間
濃度溶液の圧力或いは温度、等の各種運転条件に対応し
て、排熱焚き単独運転、高質燃料焚き単独運転、排熱及
び高質燃料焚き運転、の何れかの運転モードを選択する
事が出来る。更に、各種運転モードにおける最適の流量
に調整することが可能である。その結果、圧力或いは流
量バランスの制御に非常に高い精度が要求される吸収冷
温水機の運転において、最適な制御が提供されるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図。

【図２】本発明の第１の制御態様を示す制御フローチャ
ート図。

【図３】本発明の第２の制御態様を示す制御フローチャ
ート図。

【図４】本発明の第３の制御態様を示す制御フローチャ
ート図。

【図５】本発明の第４の制御態様を示す制御フローチャ
ート図。

【図６】本発明の第５の制御態様を示す制御フローチャ
ート図。

【図７】本発明の第６の制御態様を示す制御フローチャ
ート図。

【図８】本発明の第７の制御態様を示す制御フローチャ
ート図。

【図９】本発明の第８の制御態様を示す制御フローチャ
ート図。

【図１０】本発明の第９の制御態様を示す制御フローチ
ャート図。

【図１１】本発明の第１０の制御態様を示す制御フロー
チャート図。

【図１２】本発明の第１１の制御態様を示す制御フロー
チャート図。

【図１３】本発明の第１２の制御態様を示す制御フロー
チャート図。

【図１４】本発明の第１３の制御態様を示す制御フロー
チャート図。

【図１５】本発明の第１４の制御態様を示す制御フロー
チャート図。

【図１６】本発明の第１５の制御態様を示す制御フロー
チャート図。

【図１７】本発明の第１６の制御態様を示す制御フロー
チャート図。

【図１８】本発明の第１７の制御態様を示す制御フロー
チャート図。

【図１９】本発明の第２の実施の形態を示すブロック
図。

【図２０】本発明の第３の実施の形態を示すブロック
図。

【図２１】本発明の第４の実施の形態を示すブロック
図。

【図２２】本発明の第５の実施の形態を示すブロック
図。

【図２３】本発明の第６の実施の形態を示すブロック
図。

【図２４】本発明の第７の実施の形態を示すブロック
図。

【図２５】本発明の第８の実施の形態を示すブロック
図。

【図２６】本発明の第９の実施の形態を示すブロック
図。

【図２７】本発明の第１０の実施の形態を示すブロック
図。

【図２８】本発明の第１１の実施の形態を示すブロック
図。

【図２９】従来の吸収冷温水機を示すブロック図。

【符号の説明】

Ｌ１・・・稀溶液ラインＬ２、Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ・・・排熱ラインＬ３・・・中間濃度溶液ラインＬ４、Ｌ５・・・補助ライン１・・・吸収冷温水機５・・・温熱源用熱交換器６・・・冷水ライン７・・・燃料ライン９・・・蒸発器１０・・・吸収器１１・・・高温再生器１２・・・低温再生器１３・・・凝縮器１４・・・高温溶液熱交換器１５・・・低温溶液熱交換器１６、１６Ａ・・・分岐点１７、１７Ａ・・・減圧弁１８・・・中間再生器１９、１９Ａ・・・温熱源用熱交換器２０・・・温熱源用熱交換器２１、２１Ａ・・・三方弁３０・・・制御ユニット３１・・・燃料制御弁３２・・・温排水用三方弁３３・・・温排水入口温度センサ３４・・・冷水出口温度センサ３５・・・冷却水入口温度センサ３６・・・中間圧力センサ３７・・・低温再生器温度センサ３８・・・中間濃度溶液圧力センサ３９・・・中間濃度溶液温度センサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高温再生器と低温再生器とを連通する中
間濃度溶液ラインの高温溶液熱交換器と低温再生器との
間に圧力調整手段と中間再生器を介装し、該中間再生器
は、外部の温熱源から供給される流体と前記中間濃度溶
液ライン中の流体との間で顕熱・潜熱交換を行い、外部
の温熱源から供給される流体の流入温度を計測する温排
水入口温度センサと、蒸発器から冷房負荷側へ流出する
冷水の温度を計測する冷水出口温度センサと、温排水入
口温度センサの出力及び冷水出口温度センサの出力か
ら、吸収冷温水機の運転モードを高質燃料単独焚き運転
モード、排熱投入及び高質燃料焚き運転モード、排熱単
独投入運転モードのいずれかに決定する制御手段、とを
有することを特徴とする吸収冷温水機。
【請求項２】冷却水の流入温度を計測する冷却水入口
温度センサを有し、前記制御手段は運転モード決定の際
に制御要素として冷却水入口温度センサの出力も取り込
む請求項１の吸収冷温水機。
【請求項３】低温再生器の圧力或いは凝縮器の圧力を
計測する中間圧力計測手段を有し、前記制御手段は運転
モード決定の際に制御要素として中間圧力計測手段の出
力も取り込む請求項１、２のいずれかの吸収冷温水機。
【請求項４】低温再生器の温度を計測する低温再生器
温度計測手段を有し、前記制御手段は運転モード決定の
際に制御要素として低温再生器温度計測手段の出力も取
り込む請求項１、２のいずれかの吸収冷温水機。
【請求項５】前記中間濃度溶液ラインに介装された圧
力調整手段の低温再生器側の中間濃度溶液の圧力を計測
する中間濃度溶液圧力計測手段を有し、前記制御手段は
運転モード決定の際に制御要素として中間濃度溶液圧力
計測手段の出力も取り込む請求項３の吸収冷温水機。
【請求項６】前記中間濃度溶液ラインに介装された圧
力調整手段の低温再生器側の中間濃度溶液の温度を計測
する中間濃度溶液温度計測手段を有し、前記制御手段は
運転モード決定の際に制御要素として中間濃度溶液温度
計測手段の出力も取り込む請求項４の吸収冷温水機。
【請求項７】前記制御手段は、決定した運転モードに
最適な流量制御を行う請求項１−６のいずれか１つの吸
収冷温水機。
【請求項８】再生器を出た稀溶液が全て高温熱交換器
へ送られるタイプの吸収冷温水機の運転制御方法におい
て、高温再生器と低温再生器とを連通する中間濃度溶液
ラインの高温溶液熱交換器と低温再生器との間に圧力調
整手段と中間再生器を介装し、該中間再生器は、外部の
温熱源から供給される流体と前記中間濃度溶液ライン中
の流体との間で顕熱・潜熱交換を行い、外部の温熱源か
ら供給される流体の流入温度を計測する温排水入口温度
計測工程と、蒸発器から冷房負荷側へ流出する冷水の温
度を計測する冷水出口温度計測工程と、計測された温排
水入口温度及び冷水出口温度に基づいて、吸収冷温水機
の運転モードを高質燃料単独焚き運転モード、排熱投入
及び高質燃料焚き運転モード、排熱単独投入運転モード
のいずれかに決定する運転モード決定工程、とを有する
ことを特徴とする吸収冷温水機の運転制御方法。
【請求項９】冷却水の流入温度を計測する冷却水入口
温度計測工程を有し、前記運転モード決定工程では計測
された冷却水入口温度をも考慮して運転モードを決定す
る請求項８の吸収冷温水機の運転制御方法。
【請求項１０】低温再生器の圧力或いは凝縮器の圧力
を計測する中間圧力計測工程を有し、前記運転モード決
定工程では計測された中間圧力計測工程の計測結果をも
考慮して運転モードを決定する請求項８、９のいずれか
の吸収冷温水機の運転制御方法。
【請求項１１】低温再生器の温度を計測する低温再生
器温度計測工程を有し、前記運転モード決定工程では計
測された低温再生器温度をも考慮して運転モードを決定
する請求項８、９のいずれかの吸収冷温水機の運転制御
方法。
【請求項１２】前記中間濃度溶液ラインに介装された
圧力調整手段の低温再生器側の中間濃度溶液の圧力を計
測する中間濃度溶液圧力計測工程を有し、前記運転モー
ド決定工程では計測された中間濃度溶液圧力も考慮して
運転モードを決定する請求項１０の吸収冷温水機の運転
制御方法。
【請求項１３】前記中間濃度溶液ラインに介装された
圧力調整手段の低温再生器側の中間濃度溶液の温度を計
測する中間濃度溶液温度計測工程を有し、前記運転モー
ド決定工程では計測された中間濃度溶液温度も考慮して
運転モードを決定する請求項１１の吸収冷温水機の運転
制御方法。
【請求項１４】決定した運転モードに最適な流量制御
を行う流量制御工程を有する請求項８−１３のいずれか
１つの吸収冷温水機の運転制御方法。