JP3021474B2

JP3021474B2 - 吸収冷凍機の不凝縮ガス排出装置

Info

Publication number: JP3021474B2
Application number: JP1208074A
Authority: JP
Inventors: 雅裕古川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1989-08-11
Filing date: 1989-08-11
Publication date: 2000-03-15
Anticipated expiration: 2015-03-15
Also published as: JPH0370952A

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の不凝縮ガス排出装置に関する。

（ロ）従来の技術例えば、特開昭60−226681号公報には、吸収冷凍機内
の不凝縮ガスを排出路経由で真空ポンプにより吸収して
吸収冷凍機外へ排気するようにした吸収冷凍機の不凝縮
ガス排出装置が開示され、この不凝縮ガス排出装置にお
いて、不凝縮ガスの捕集室に圧力検出器を設け、捕集室
内が所定圧力以上になると、圧力検出器からの信号によ
り制御器を介して真空ポンプが起動される。

（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、吸収冷凍機の配管接続部な
どに漏れが発生し、吸収冷凍機内に外気が侵入した場合
には、圧力検出器からの信号により真空ポンプが起動さ
れる前に外気に含まれている窒素ガスにより吸収冷凍機
の能力が低下するという問題が発生していた。又冷凍能
力を保つために、高温再生器の加熱量が増加したときに
は、濃吸収液の濃度が高くなり、吸収液に結晶が発生す
る虞れがあった。さらに、この結晶を防止するために高
温再生器の加熱量を抑えた場合には冷凍能力が低下する
という問題が発生していた。

本発明は、外気の侵入による冷凍能力の低下を抑え、
かつ結晶の発生を防止す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の不凝縮ガス排出装置は、上記課題を解決する
ために為されたものであり、吸収器、再生器、凝縮器、
及び蒸発器などをそれぞれ配管接続すると共に吸収冷凍
機内の不凝縮ガスの排出路経由で抽気ポンプにより吸収
冷凍機外へ排出するようにした吸収冷凍機において、濃
吸収液の濃度が第１濃度以上に至ったときに抽気ポンプ
を作動させると共に濃液濃度が第１濃度より高く設定さ
れた第２濃度以上に至ったときに再生器の加熱量を低下
させる制御装置を備えたことを特徴とする。

また、制御装置は、再生器の濃吸収液温度と冷媒の凝
縮温度とを検知し、これらの検知温度か濃液濃度を算出
する。

（ホ）作用吸収冷凍機の運転時、機内に外気が侵入し、冷凍能力
が低下して再生器での加熱量が増加し、濃吸収液の濃度
が上昇して第１濃度になったときは、制御装置は抽気ポ
ンプを運転させ、濃吸収液濃度が第２濃度になる前に不
凝縮ガスが排出され、冷凍能力の低下を僅かに抑えると
共に結晶の発生を防止す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。

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）ガスバーナ（1
B）に接続されたガス配管、（21）は加熱量制御弁、（2
2）は冷水配管であり、それぞれは図面に示したように
配管接続されている。又、（25）は冷却水配管である。

又、（29）は不凝縮ガスの排気管であり、この排気管
（29）は吸収器（５）とエゼクタ（EJ）との間に設けら
れている。又、（28）は吸収液配管（８）に接続され、
途中にエゼクタ（EJ）が設けられた吸収液管、（37）は
吸収液管（28）が上部から挿入され、下部に不凝縮ガス
の分離室（37A）、上部に抽気用貯室（37B）が形成され
た不凝縮ガスタンクである。さらに、（38）は不凝縮ガ
スタンク（37）と抽気ポンプ（32）との間に接続された
排気管であり、この排気管（38）の途中に電磁弁（自動
弁）（31）が設けられている。又、（40）は吸収液戻り
管である。さらに、不凝縮ガスタンク（37）の上部抽気
用貯室（37B）には水素ガス排出用のパラジウムセル（P
C）が設けられている。又、（S₁）は低温再生器（２）
の出口側の吸収液配管（11）の外壁に設けられ、低温再
生器（２）から流出した濃吸収液（以下濃液という）の
温度を検出する濃液温度検出器、（S₂）は凝縮器（３）
の出口側の冷媒配管（17）の外壁に設けられ、冷媒の凝
縮温度を検出する凝縮温度検出器である。

（41）は吸収冷凍機の制御盤であり、この制御盤（4
1）には、マイクロプロセッサなどにより構成され濃液
温度検出器（S₁）、及び凝縮温度検出器（S₂）から信号
を入力し、それぞれの温度から予め求めていた演算式を
用いて濃液濃度を演算する濃液濃度演算装置（42）、こ
の演算装置（42）から信号を入力し、予め設定されてい
た100％負荷時の濃液濃度より高い第１濃度（例えば64.
5％）と比較し、濃液濃度が64.5％以上の場合に信号を
出力する比較判別装置（43）、及びこの判別装置（43）
からの信号を入力信号として、抽気ポンプ（32）へ運転
信号、及び停止信号を出力するとともに、電磁弁（31）
へ開閉信号を出力する抽気ポンプ、電磁弁制御装置（以
下抽気制御装置という）（44）が設けられている。又、
抽気制御装置（44）には比較判別装置（43）からの信号
により動作するタイマ（図示せず）が設けられている。
さらに、制御盤（41）には、図示していないが、吸収液
ポンプ（15）、冷媒ポンプ（19）、及び加熱量制御弁
（21）などの制御装置が設けられている。

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（23）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
環して冷房運転が行われる。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。濃度が高くなった濃液は低温熱交換器
（６）を経て温度低下して吸収器（５）へ送られ、散布
される。

以上のように吸収冷凍機が運転されているとき、例え
ば吸収器（５）に漏れが発生し、吸収器（５）内に外気
が僅かずつ侵入した場合には、それに伴い吸収器（５）
内の窒素ガス（以下N₂ガスという）濃度が上昇する。こ
こで、吸収冷凍機内の不凝縮ガスのうちH₂ガスは抽気用
貯室（37B）に留りパラジウムセル（PC）を介して抽出
される。しかしながら、N₂ガスは不凝縮ガスタンク（3
7）、及び吸収冷凍機内に滞溜し、N₂ガスの濃度が上昇
すると冷凍能力が次第に低下する。このため、高温再生
器（１）での加熱量が増加し、冷媒の蒸発量が多くなる
と共に、冷媒蒸気による低温再生器（２）での加熱量が
増加して高温再生器（１）から流れて来た中間濃液から
の冷媒蒸発量が増加する。そして、冷媒蒸気の発生量の
増加に伴い、低温再生器（２）から流出する濃液の濃度
が上昇する。又、濃液の温度が上昇すると共に、凝縮器
（３）での冷媒の凝縮温度が上昇し、濃液温度検出器
（S₁）と凝縮温度検出器（S₂）とから信号を入力する濃
液濃度演算装置（42）で演算された濃液濃度も上昇す
る。そして、この濃液濃度と予め設定された第１濃度と
が比較判別装置（43）にて比較され、濃液濃度が第１濃
度以上になった場合には、比較判別装置（43）が抽気制
御装置（44）へ信号を出力する。すると、抽気制御装置
（44）が動作し、抽気ポンプ（32）へ運転信号を出力す
ると共に、タイマがカウントを開始する。そして、所定
時間抽気ポンプ（32）が運転された後、抽気制御装置
（44）は電磁弁（31）へ開信号を出力し、不凝縮ガスタ
ンク（37）に滞溜しているN₂ガスなどの不凝縮ガスが電
磁弁（31）、及び抽気ポンプ（32）を介して外部へ排出
される。このため、不凝縮ガスタンク（37）の圧力が低
下して吸収器（５）からN₂ガスなどの不凝縮ガスがエゼ
クタ（EJ）に速やかに引かれ、吸収冷凍機内のN₂ガスの
濃度が低下する。

N₂ガスの濃度が低下すると吸収冷凍機の冷凍能力が上
昇し、高温再生器（１）の吸収液加熱量が減少する。そ
して、冷媒蒸気の発生量が減少して、低温再生器（２）
での中間濃液からの冷媒発生量が減少する。このため、
低温再生器（２）から流出する濃液の濃度が低下すると
共に、低温再生器（２）から流出する濃液の温度、及
び、凝縮器（３）での冷媒凝縮温度も低下し、濃液濃度
演算装置（42）による濃液濃度も低下する。

抽気ポンプ（32）が運転を開始してから所定時間（例
えば10分）経過するとタイマからの信号により抽気制御
装置（44）が動作し、電磁弁（31）へ閉信号を出力す
る。そして電磁弁（31）は閉じられ、不凝縮ガスタンク
（37）からの不凝縮ガスの排出は停止する。その後、短
い時間（例えば１分）経過すると、抽気制御装置（44）
が抽気ポンプ（32）へ停止信号を出力し、抽気ポンプ
（32）は停止する。

その後、N₂ガスの吸収冷凍機内への侵入により再びN₂
ガスの濃度が上昇し、上記と同様に冷凍能力が低下して
高温再生器（１）での吸収液加熱量が増加し、濃液の濃
度が第１濃度以上になった場合には、制御装置（41）が
電磁弁（31）、及び抽気ポンプ（32）へ信号を出力す
る。そして、不凝縮ガスタンク（37）からN₂ガス、及び
H₂ガスなどの不凝縮ガスが排出される。そして、吸収器
（５）に滞溜しているN₂ガスが不凝縮ガスタンク（37）
へ流れ、N₂の濃度が低下して冷凍能力が上昇するため、
高温再生器（１）での加熱量が減少して濃液の濃度が低
下する。

又、吸収冷凍機の運転時、吸収冷凍機内への外気の侵
入量が増加し、濃液濃度の上昇により抽気ポンプ（32）
が運転が行われたにもかかわらず、濃液濃度が、さらに
上昇し、例えば65％以上になったときには、比較判別装
置（43）が動作し、制御装置（41）が加熱量制御弁（2
1）へ信号を出力する、そして、加熱量制御弁（21）の
開度が減少しバーナ（1B）の燃焼量が例えば60％に減少
され、高温再生器（１）での吸収液の加熱量が減少す
る。そして、制御装置（41）が加熱量制御弁（21）へ信
号を出力した後、所定時間（例えば10分）経過した時点
で濃液濃度が100％負荷時の濃液濃度より高い場合に
は、制御装置（41）が運転停止信号を出力して吸収冷凍
機が稀釈運転の後停止する。

上記実施例によれば、吸収冷凍機内へN₂ガスが漏入し
て冷凍能力が低下して高温再生器（１）での加熱量が増
加し、濃液の濃度が上昇した場合には、濃液温度検出器
（S₁）及び、凝縮温度検出器（S₂）からの信号を入力し
て濃液濃度を演算する演算装置（42）からの信号に基づ
いて比較判別装置（43）が動作する。そして抽気制御装
置（44）が比較判別装置（43）から信号を入力して抽気
ポンプ（32）へ運転信号を出力した後、電磁弁（31）へ
開信号を出力し、不凝縮ガスタンク（37）からN₂ガスな
どの不凝縮ガスが排出されるので、吸収器（５）に滞溜
していたN₂ガスを不凝縮ガスタンク（37）に流れ、N₂ガ
スによる冷凍能力の低下を抑えることができる。又、冷
凍能力の低下による濃液濃度の上昇を抑えることがで
き、低温熱交換器（６）などでの結晶の発生を防止する
ことができる。

さらに、濃液濃度の上昇により、抽気ポンプ（32）を
早めに運転させ、不凝縮ガスを排出することにより、冷
凍能力が回復するため、高温再生器（１）での加熱量を
抑え、再生温度を低めに抑えることができ、腐食環境を
低下させることができる。

又、濃液濃度の上昇による高温再生器（１）での加熱
量制限、吸収冷凍機の異常停止を回避することができ、
この結果、吸収冷凍機の運転を安定化させることができ
る。さらに、濃液温度検出器（S₁）、及び凝縮温度検出
器（S₂）をそれぞれ吸収液配管（11）、及び冷媒配管
（17）を外壁に取り付けているので、従来のように不凝
縮ガスタンク（37）に圧力検出器（図示せず）を取り付
けた場合のような取り付け部からの漏れによる真空破壊
を防止することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば凝縮温度検出器（S₂）を図面に示したように、凝
縮器（３）に設けても良い。又、例えば超音波濃度計
（S₃）を吸収液配管（11）に設け、この吸収液配管（1
1）の濃度を濃度計（S₃）により直接検出し、濃度計（S
₃）からの信号を比較判別装置（43）が入力し、上記実
施例と同様に、濃液濃度の上昇により抽気制御装置（4
4）へ信号を出力するように構成した場合にも、同様の
作用効果を得ることができる。

（ト）発明の効果以上に説明したように本発明によれば、N2ガスなどの
不凝縮ガスの侵入により吸収冷凍機の冷凍能力が低下
し、再生器の加熱量が増加して濃液濃度が上昇したとき
には、再生器の加熱量を強制的に減少させる前に抽気ポ
ンプを運転させるので、加熱量が減少して冷凍能力が大
幅に減少する前に、抽気ポンプにより不凝縮ガスを排出
して冷凍能力の低下を防止できると共に、結晶の発生を
防止することができる。

また、濃液濃度を濃吸収液温度と冷媒の凝縮温度とか
ら算出するので、温度検出器を冷媒配管及び吸収液配管
に設ければ良く、不凝縮ガスの圧力検出器を用いた場合
のような真空破壊を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す吸収冷凍機の回路構成図
である。（１）……高温再生器、（３）……凝縮器、（４）……
蒸発器、（５）……吸収器、（32）……抽気ポンプ、
（41）……制御盤。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吸収器、再生器、凝縮器、及び蒸発器など
をそれぞれ配管接続すると共に吸収冷凍機内の不凝縮ガ
スの排出路経由で抽気ポンプにより吸収冷凍機外へ排出
するようにした吸収冷凍機において、濃吸収液の濃度が
第１濃度以上に至ったときに前記抽気ポンプを作動させ
ると共に前記濃度が前記第１濃度より高く設定された第
２濃度以上に至ったときに前記再生器の加熱量を低下さ
せる制御装置を備えたことを特徴とする吸収冷凍機の不
凝縮ガス排出装置。
【請求項２】前記制御装置は、前記再生器の濃吸収液温
度と冷媒の凝縮温度とを検知し、これらの検知温度から
前記濃度を算出することを特徴とする請求項１に記載の
吸収冷凍機の不凝縮ガス排出装置。