JP3122284B2 - 吸収式冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無駄な加熱を抑制する
ことが可能な吸収式冷凍装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、加熱装置を熱源とする再生器、
吸収器、凝縮器、蒸発器、熱交換器等から構成した吸収
式冷凍装置において、従来、加熱装置の加熱量の制御対
象としては冷水等の負荷を基準としている。

【０００３】しかし、この場合、吸収器や蒸発器の目詰
まり等の経年変化によって初期能力が低下してゆくもの
である。このため、むやみに加熱量を増加させても無効
冷媒の発生にしかならず、無駄な加熱になる。即ち、加
熱量を増加させ液冷媒を多量に冷媒タンクに供給しても
オーバーフローさせるだけであり、加熱の所謂無駄炊き
となっていた。

【０００４】そこで、冷媒タンクの冷媒量が所定値以上
になったときに、最大加熱量を予め定めた値から徐々に
小さくすることにより、無駄炊きを未然に防止せんとす
る方法が提案されている（例えば、特願平４−１７３０
１４号参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、吸収器や蒸発器の目詰まり等の経年変化に相当
する適正な加熱量を捜すまでに時間がかかり、その間
は、無効冷媒が発生し、加熱の無駄になってしまう。し
かも、冷房運転を行なう度毎に適正な上限加熱量を捜す
同じような作業を実施する必要があるので、非効率的で
あった。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、経年変化に相
当する上限加熱量を記憶させておくことにより、無効冷
媒の発生を低減し、加熱の無駄を減少させることが出来
る吸収式冷凍装置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】即ち、本発明は、加熱装
置（２）を有する再生器（１）と、吸収器（９）と、凝
縮器（５）と、蒸発器（７）とからなる吸収式冷凍装置
において、前記加熱装置の加熱量（Ｑ）を予め定めた最
大加熱量（Ｑmax ）から最小加熱量（Ｑmin）までの所
定範囲内で、且つ、冷水等の負荷に応じて増減させ、冷
媒の余剰量が所定値（Ｌｅｅ）以上になると前記加熱装
置の上限加熱量を小さくし、その後、冷媒の余剰量が所
定値未満で且つ冷水温度（Ｔｗ）が前記上限加熱量低減
時の温度と比べてある温度差（ΔＴ）以上になると前記
加熱装置の上限加熱量（Ｑmemo）を大きくする加熱量制
御手段（２６）を設け、前記加熱量制御手段により設定
された適正な上限加熱量を記憶し得るメモリ手段（２
６）を設けて構成される。

【０００８】

【作用】上記した構成により、本発明は、経年変化や経
時変化に相当する適正な上限加熱量（Ｑmemo）、即ちそ
の時点での最大加熱量を記憶しておき、冷媒の余剰量が
所定値（Ｌｅｅ）以上になったとき、予め定めた最大加
熱量（Ｑmax ）から適正な上限加熱量に落とし、そこか
ら、冷媒の余剰量が所定値以上になった場合に上限加熱
量をある数量分（α１）だけ小さくし、その後、逆に、
上限加熱量の調整によって冷媒の余剰量が所定値未満に
なったときには、冷水温度（Ｔｗ）がある温度差（Δ
Ｔ）以上になった場合に限り、上限加熱量をある数量分
（α２）だけ大きくするように作用する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１０】図１は家庭用などの小容量の水−リチウム
塩系吸収式冷凍装置を示し、１はバーナ等の冷房用加熱
装置２を備えた再生器で、前記加熱装置２の排気フード
３は並設した暖房用加熱装置４の排気フードと併用する
構成である。５は再生器１に連設した冷媒蒸気を液冷媒
とする凝縮器で、該凝縮器５には冷媒配管６を介して蒸
発器７に臨む冷媒タンク８を接続する。９は蒸発器７に
連通路１０を介し連設した吸収器で、該吸収器９の上部
には、前記再生器１で冷媒を蒸発させて生じた濃溶液を
導く濃溶液配管１１を溶液熱交換器１２を経て配管し、
且つ、吸収器９の下方に稀溶液を回収する溶液タンク１
３を接続し、該溶液タンク１３は前記溶液熱交換器１２
を経て再生器１に戻る稀溶液配管１４を配管し溶液循環
路を構成している。１５は冷媒タンク８の下端に配管し
た冷媒ポンプ１６をもつ冷媒循環配管で、先端を蒸発器
７の散布装置１７に接続している。また、蒸発器７に臨
む冷水管１８の出口部１８ａには冷水温度を検出する温
度センサ１９を取り付け、冷媒タンク８には液位センサ
２０を取り付けてなる。前記冷水管１８は適宜個数の室
内機２１に導かれ、この戻り配管が貯溜タンク２２及び
切換弁２３Ａを経て蒸発器７内に戻る循環路を構成す
る。また、暖房時は温水が切換弁２３Ｂを経て前記暖房
用加熱装置４の温水熱交換器２４に流れる暖房配管２５
を使用する。２６は温度センサ１９、液位センサ２０等
の出力を導く制御装置であり、加熱装置２等を制御す
る。２７は吸収器９、凝縮器５を冷却する冷却ファンを
示す。また、２９は吸収器９の冷却水配管である。

【００１１】次に、この作用を説明すると、まず吸収式
冷凍装置を運転すれば、例えば冷房用加熱装置２の加熱
により再生器１では溶液（稀溶液）が沸騰し、蒸発した
冷媒蒸気と濃溶液を生ずる。この冷媒蒸気は凝縮器５に
導かれ、凝縮されて冷媒液となる。この冷媒液は冷媒配
管６を経て冷媒タンク８に溜まって行き、該冷媒タンク
８から冷媒ポンプ１６をもって給送した冷媒液は蒸発器
７内へ散布装置１７をもつて散布され、この散布時に生
ずる気化潜熱を利用して冷水管１８の伝熱管部を冷やし
て冷水を得、この冷水を室内機２１へ導いて冷房を行な
う。

【００１２】一方、蒸発器７で発生した冷媒蒸気は連通
路１０を経て吸収器９に流れる。この吸収器９では、前
記再生器１で得た濃溶液が濃溶液配管１１をもって導か
れて散布され、器内の冷媒蒸気を吸収して稀溶液とす
る。この稀溶液は溶液タンク１３、溶液熱交換器１２を
経て再生器１に戻る液循環とする。

【００１３】この場合、冷房運転制御としては冷媒タン
ク８に溜まる液冷媒を生ずる基となる再生器用加熱装置
２の加熱量を制御して行なう。これは、冷媒タンク８の
上部に接続した溶液タンク１３へ戻すオーバーフロー管
２８の流出口近くの所定量の冷媒液面Ｌｅｅに配設され
た液位センサ２０の液位検出と、蒸発器７から出る冷水
管１８に配設された温度センサ１９による冷水温度の検
出とで総合して行なう。

【００１４】即ち、オーバーフロー管２８より冷媒液を
オーバーフローさせるということは、その冷媒液を得る
だけ加熱装置２の加熱量が過剰（無駄炊き）であるとの
判断に基づく。まず、冷水管１８の出口温度が設定温度
に至ったか否かを検出し、設定温度になるように加熱量
を最大加熱量から最小加熱量の範囲で段階的に変更し、
また、冷媒タンク８に溜まる冷媒液面が所定値Ｌｅｅに
達するか否かを検出し、且つ蒸発器７の冷水管１８で出
口の温度を温度センサ１９で検知し、その値を制御装置
２６に入力し、これに基づき加熱装置２の加熱量を制御
し、冷媒液が冷媒タンク８からオーバーフローしないよ
うに適正な冷媒液面を得るようにする。更に、このとき
の適正な加熱量を上限加熱量として制御装置２６に記憶
しておき、次回の冷房運転時には、この上限加熱量を考
慮して制御を開始することにより、経年変化を加味した
適正な上限加熱量が直ちに設定されることとなる。

【００１５】いま、この加熱量制御動作を図２及び図３
に示す冷房運転制御プログラムのフローチャートに基づ
いて詳述すれば、次の通りである。

【００１６】まず、冷房運転に際し、冷水温度Ｔｗの検
出は蒸発器７の出口側の冷水温度を検知する温度センサ
１９で行なう。この冷水温度Ｔｗが設定温度Ｔｗｓにな
るように、加熱量Ｑを最大加熱量Ｑmax と最小加熱量Ｑ
min との間で、ＰＩＤ（比例、積分、微分）制御をす
る。

【００１７】ここにおいて、最初は吸収器９、蒸発器７
等が十分な効果を発揮しているが、吸収器９や蒸発器７
の目詰まり等の経年変化により初期能力が低下し、冷水
温度が上がって来るにつれて加熱量Ｑを増すようにな
り、加熱量Ｑが増せばそれだけ冷媒液が冷媒タンク８に
溜まってくる。そこで、冷媒タンク８に配設した液位セ
ンサ２０でオーバーフローする直前の冷媒液面を検知す
る。

【００１８】そして、冷媒液面が一定値（Ｌｅｅ）以上
になった時、冷水温度Ｔｗが前回の冷水温度Ｔｗ１と７
℃との間にあるか否かを判断し、この範囲内にある場合
には冷水温度ＴｗをＴｗ１として記憶する。また、冷水
温度Ｔｗが７℃以下である場合にはＴｗ１＝７℃とした
後、前回運転時に記憶した上限加熱量Ｑmemoをある数量
分α１だけ小さくする。以下、冷媒液面が下がらない場
合は、所定時間毎に加熱量Ｑを減じる。この際、上限加
熱量Ｑmemoが最小加熱量Ｑmin 以下となった場合には最
小加熱量Ｑmin を上限加熱量Ｑmemoとした後、上限加熱
量Ｑmemoを最大加熱量Ｑmax として記憶する。

【００１９】こうして、冷媒液面が一定値（Ｌｅｅ）以
上になり、上限加熱量Ｑmemoが調整された結果、冷媒液
面が一定値（Ｌｅｅ）未満となった時には、冷水温度Ｔ
ｗが前回の冷水温度Ｔｗ１と比べてある温度差ΔＴ以上
であるか否かを判断し、冷水温度Ｔｗと前回の冷水温度
Ｔｗ１との差が温度差ΔＴ未満である場合には、冷房能
力があまり落ちていないため加熱量Ｑを大きくする必要
性に乏しいが、冷水温度Ｔｗと前回の冷水温度Ｔｗ１と
の差が温度差ΔＴ以上である場合には、加熱量Ｑを大き
くして冷房能力を回復させる。それには、前回運転時に
記憶した上限加熱量Ｑmemoをある数量分α２だけ大きく
し、上限加熱量Ｑmemoが最大加熱量Ｑmax 以上となった
場合には最大加熱量Ｑmax を上限加熱量Ｑmemoとした
後、上限加熱量Ｑmemoを最大加熱量Ｑmax として記憶す
る。

【００２０】このようにして、経年変化に相当する適正
な上限加熱量Ｑmemoを捜し、その値を記憶させるように
する。

【００２１】なお、上述の実施例では、経年変化に相当
する適正な上限加熱量Ｑmemoを捜す加熱量制御について
説明したが、この加熱量制御は、断水や電圧変動などの
経時変化にも適用し得ることは言及するまでもない。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷房用加熱装置２等の加熱装置を有する再生器１と、吸
収器９と、凝縮器５と、蒸発器７とからなる吸収式冷凍
装置において、前記加熱装置の加熱量Ｑを予め定めた最
大加熱量Ｑmax から最小加熱量Ｑmin までの所定範囲内
で、且つ、冷水等の負荷に応じて増減させ、冷媒の余剰
量が所定値Ｌｅｅ以上になると前記加熱装置の上限加熱
量Ｑmemoを小さくし、その後、冷媒の余剰量が所定値Ｌ
ｅｅ未満で且つ冷水温度Ｔｗが前回と比べてある温度差
ΔＴ以上になると前記加熱装置の上限加熱量Ｑmemoを大
きくする制御装置２６等の加熱量制御手段を設け、前記
加熱量制御手段により設定された適正な上限加熱量Ｑme
moを記憶し得る制御装置２６等のメモリ手段を設けて構
成したので、経年変化や経時変化に相当する適正な上限
加熱量Ｑmemo、即ちその時点での最大加熱量を記憶して
おき、冷媒の余剰量が所定値Ｌｅｅ以上になったとき、
予め定めた最大加熱量Ｑmax から適正な上限加熱量Ｑme
moに落とし、そこから、冷媒の余剰量が所定値Ｌｅｅ以
上になった場合に上限加熱量Ｑmemoをある数量分α１だ
け小さくし、その後、逆に、上限加熱量Ｑmemoの調整に
よって冷媒の余剰量が所定値Ｌｅｅ未満になったときに
は、冷水温度Ｔｗがある温度差ΔＴ以上になった場合に
限り、上限加熱量Ｑmemoをある数量分α２だけ大きくす
ることが出来る。その結果、冷房運転に際して経年変化
や経時変化に対応した適正な上限加熱量Ｑmemoが直ちに
設定され、無駄な加熱を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による吸収式冷凍装置の一実施例を示す
概略図である。

【図２】冷房運転制御プログラムの一例の一部を示すフ
ローチャートである。

【図３】図２に示す冷房運転制御プログラムの残部を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１……再生器 ２……加熱装置（冷房用加熱装置） ５……凝縮器 ７……蒸発器 ８……冷媒タンク ９……吸収器 ２６……加熱量制御手段、メモリ手段（制御装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 昇三 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 田島 一弘 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 宮本 哲雄 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−173666（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−251764（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−18116（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 15/00 306

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱装置を有する再生器と、吸収器と、
   凝縮器と、蒸発器とからなる吸収式冷凍装置において、 前記加熱装置の加熱量を予め定めた最大加熱量から最小
   加熱量までの所定範囲内で、且つ、冷水等の負荷に応じ
   て増減させ、冷媒の余剰量が所定値以上になると前記加
   熱装置の上限加熱量を小さくし、その後、冷媒の余剰量
   が所定値未満で且つ冷水温度が前回と比べてある温度差
   以上になると前記加熱装置の上限加熱量を大きくする加
   熱量制御手段を設け、 前記加熱量制御手段により設定された適正な上限加熱量
   を記憶し得るメモリ手段を設けたことを特徴とする吸収
   式冷凍装置。