JP3157668B2 - 吸収式冷温水機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水−臭化リチウム系吸
収式冷温水機に係り、特に、冷水、温水を同時に取り出
す併給運転の冷主併給、暖主併給の切換えを自動化する
とともに、併給運転時の運転効率を向上するのに好適な
吸収式冷温水機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、吸収式冷温水機は、冷水、温水の
同時取り出しをする併給運転には、冷房主制御に係る冷
主併給運転モード、暖房主制御に係る暖主併給運転モー
ドがあり、手動切換えするか、または、例えば特開昭５
５−１１８５６０号公報に示すように、冷水温度、温水
温度を検出し冷房負荷が暖房負荷より大きい場合は冷主
併給、その逆の条件では暖主併給とした自動切換えの制
御をしていた。また、従来の自動切換形併給運転機で
は、暖主併給運転時の冷水側の温度調節は低温再生器の
伝熱面積を変えることにより制御していたので、制御遅
れ等があり、また冷房負荷と暖房負荷のバランスによっ
ては、熱の再利用、いわゆるヒ−トリクレ−ムを有効に
生かせず、省エネルギーができない場合があった。

【０００３】冷主併給運転、暖主併給運転の切り換えを
手動で行う従来例を図２を参照して説明する。図２は、
従来の吸収式冷温水機の制御構成を示す系統図である。
図２では、冷水、冷却水、溶液、冷媒の流れは実線矢
印、電気信号系は一点鎖線で示している。図２におい
て、１は吸収器、２は蒸発器、３は低温再生器、４は凝
縮器、５は高温再生器、６は溶液熱交換器、７は温水
器、８は溶液ポンプ、９は冷媒ポンプ、１０は、高温再
生器５に具備されたバーナである。

【０００４】また、１２は温水量制御三方弁、１３は冷
主併給時の優先温調計、１４は暖主併給時の優先温調
計、１６は温水三方弁制御用温度検出器、２０は操作
盤、２１は、吸収器１と高温再生器５とを結ぶ稀溶液配
管に具備された手動開閉弁、２２は、高温再生器５と吸
収器１とを結ぶ濃溶液配管に具備された手動開閉弁、２
３は、低温再生器３の冷媒配管に具備された手動開閉
弁、２４は、吸収器１と低温再生器３とを結ぶ稀溶液配
管に具備された手動開閉弁である。

【０００５】図２に示す従来の吸収式冷温水機では、暖
主併給時には、手動開閉弁２１，２２，２３を閉とし、
高温再生器５および温水器７をサイクル的に切り離し、
高温再生器５で蒸発した冷媒の一部は、低温再生器３で
溶液を加熱し、低温再生器３で発生した冷媒によって冷
水を得る。暖房側は温水器７によって得られる。一方、
冷主併給時は、手動開閉弁２１，２２，２３を開とし、
冷房側は通常の二重効用サイクルとなり、暖房側は温水
器７によって得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】また、特開昭５５−１
１８５６０号公報に記載されているように、従来、冷水
と温水を同時に取り出す併給運転の冷主併給、暖主併給
の自動切換えは、冷水温度状態、温水温度状態を詳細に
監視し、冷房負荷が暖房負荷より大きい領域では冷主併
給、その逆の領域では暖主併給としていた。このため、
精密な温度検知や負荷の大小を判断する電子機器、制御
弁開度を認識するポテンショメータやカムスイッチ等が
必要であり、コストが高くなっていた。また、容量制御
にサイクル側（真空側）の制御弁を４個使用しているの
で、気密性に対する信頼性が悪くなるという問題があっ
た。さらに、負荷条件が変動する場合、特に冷主併給、
暖主併給の切換え領域近くでは燃焼量の制御が安定せ
ず、温度調節が安定しなかった。

【０００７】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、その第一の目的は、温水器で
凝縮した冷媒を常に凝縮器にもどし冷水発生に使い、過
剰になった冷媒のみを蒸発器から吸収器へブローするこ
とにより、サイクル側の制御弁を１個のみとし、気密性
に対する信頼性を向上させ、また冷媒ブローが開始する
ポイントのみを検知することにより冷房負荷、暖房負荷
の両方を精度よく監視する装置なしでも冷主併給、暖主
併給の自動切換えを可能にし、コスト低減を実現しうる
吸収式冷温水機を提供することにある。

【０００８】また、本発明の第二の目的は、冷媒ブロー
の有無を冷主併給、暖主併給の切換え条件のひとつとす
ることにより、切換え領域に巾をもたせ、冷房負荷、暖
房負荷が変動した場合でも安定した温度調整を得る吸収
式冷温水機を提供することにある。さらに、冷房負荷、
暖房負荷のバランスに関係無く常にヒ−トリクレ−ム運
転をして、年間の運転を通じて省エネ化を図りうる吸収
式冷温水機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るために、本発明の吸収式冷温水機に係る第一の発明の
構成は、蒸発器、吸収器、凝縮器、低温再生器、高温再
生器、溶液熱交換器、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、温水
器、およびこれらを作動的に接続する配管系からなる水
−臭化リチウム系二重効用吸収式冷温水機において、温
水器にて凝縮した冷媒を凝縮器にもどす配管と、蒸発器
の冷媒を吸収器に送給する配管およびその送給量を制御
する冷媒ブロー制御弁と、この冷媒ブロー制御弁の動作
を決める冷水温度の検出装置と、前記冷媒ブロー制御弁
の動作の検出装置とを備えるとともに、冷水入口温度、
温水入口温度の検出装置を備え、冷水と温水を同時に取
出す併給運転時に温水器で凝縮した冷媒を有効に冷水の
発生に使用し、かつ、冷主併給運転、暖主併給運転の自
動切り換えを行う制御回路を構成したものである。

【００１０】より詳しくは、吸収器内および凝縮器内を
通る冷却水配管系に、暖主併給運転時に、吸収器と凝縮
器に流れる冷却水量を制御して冷却水への放熱を少なく
するための冷却水量制御弁を設けたものである。

【００１１】また、上記第二，第三の目的を達成するた
めに、本発明の吸収式冷温水機に係る第二の発明の構成
は、上記第一の発明の構成において、冷主併給運転から
暖主併給運転への切り換えは、冷媒ブロー制御弁が開い
ていて、かつ温水入口温度が一定レベルより低い場合と
し、暖主併給運転から冷主併給運転への切り換えは、冷
媒ブロー制御弁が閉じていて、かつ温水入口温度が一定
レベルより高い場合とするように切り換えポイントを違
え、冷主併給運転から暖主併給運転への切り換えと、暖
主併給運転から冷主併給運転への切り換えとのそれぞれ
の切り換え領域が互いにラップするように制御回路を構
成したものである。

【００１２】

【作用】上記技術的手段による働きは次のとおりであ
る。温水器で凝縮した冷媒を全量凝縮器にもどし、無駄
なく冷水発生に使用し、過剰になった冷媒のみを蒸発器
から吸収器へブローし、冷水側の容量を制御するととも
に、冷媒ブローをしていることを冷主併給、暖主併給の
切換え条件とする。冷媒ブローをしている領域では冷却
水量制御弁により冷却水量を調節し、放熱ロスを少なく
するとともに安定した温水温度を得る。

【００１３】冷媒ブロー量、または冷水温度、または温
水温度、あるいはその組合せにより、冷主併給から暖主
併給への切換えポイントと、暖主併給から冷主併給への
切換えポイントとを違え、互いにラップした切り換え領
域を作る、すなわち、切換えにヒステリシスをもたせる
ことにより安定した燃焼量および温度調節を得ることが
できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施例に係る吸収式冷温水
機の制御構成を示す系統図である。図中、図２と同一符
号のものは従来技術と同等部分であるから、その説明を
省略する。また、冷水、冷却水、溶液、冷媒の流れは実
線矢印、電気信号系は一点鎖線で示している。本実施例
の吸収式冷温水機では、サイクル側の制御弁は、従来の
自動切換併給運転機の４個から冷媒ブロー制御弁１１の
１個に減じている。

【００１５】図１において、１１は、蒸発器２の冷媒を
吸収器１に送給する冷媒ブロー配管３４に設けた冷媒ブ
ロー制御弁、１５は冷媒ブロー制御用温度検出器、１７
は、冷水配管３０に設けた冷水入口温度検出器、１８
は、温水配管３２に設けた温水入口温度検出器、１９
は、冷却水配管３１に設けた冷却水量制御弁、３３は、
温水器７にて凝縮した冷媒を凝縮器４にもどす冷媒配管
である。操作盤２０は、冷媒ブロー制御弁１１、温水制
御三方弁１２、冷主併給時の優先温調計１３、暖主併給
時の優先温調計１４、冷媒ブロー制御用温度検出器１
５、温水三方弁制御用温度検出器１６、冷水入口温度検
出器１７、温水入口温度検出器１８、冷却水量制御弁１
９それぞれの制御回路を組み込んでいる。

【００１６】まず、吸収式冷温水機の一般的な作用から
説明する。蒸発器２の冷媒は、冷媒ポンプ９、冷媒配管
２６により、冷水が通る伝熱管３０ａ上にスプレ−され
て冷水の熱を奪い、蒸発して冷却効果が発生する。蒸発
した冷媒蒸気は、冷却水により低圧に保たれた吸収器１
へ流れこみ、ここで伝熱管３１ａ上にスプレ−される臭
化リチウム水溶液により吸収され、臭化リチウム水溶液
は稀くなる。この稀溶液は、稀溶液配管２７、溶液ポン
プ８、溶液熱交換器６を経て、一部は高温再生器５へ、
残りは低温再生器３へ送り込まれる。

【００１７】高温再生器５では、前記稀溶液はバ−ナ１
０により加熱されて蒸気と濃溶液に分離される。また、
低温再生器３では、前記稀溶液は高温再生器５で発生し
た蒸気の冷媒配管２９ａにより加熱されて蒸気と濃溶液
に分離される。このようにして濃縮された濃溶液は再び
溶液熱交換器６を経て濃溶液配管２８を介して吸収器１
内上にスプレ−される。低温再生器３で加熱し凝縮した
ドレンは冷媒配管２９ａにより凝縮器４へ導かれる。ま
た、低温再生器３で発生した冷媒蒸気は凝縮器４で凝縮
する。このようにしてできた凝縮冷媒は冷媒配管２５で
蒸発器２へ導かれスプレ−されてサイクルを一巡する。

【００１８】一方、高温再生器５で発生した蒸気の一部
は冷媒配管２９ｂを経て温水器７に送られ、温水配管３
２を流通する温水を加熱して需要側に供給する。以下本
実施例の特徴となる作用を説明する。温水器７で凝縮し
た冷媒は、冷媒配管３３を経て全量凝縮器４に送られ、
さらに冷媒配管２５を経て蒸発器２に至る。蒸発器２の
冷媒は、冷媒ポンプ９により伝熱管３０ａ上にスプレ
イ、または滴下され冷凍能力を得る。この冷凍容量はも
ともと暖房用として発生させた冷媒を利用しているた
め、この分効率向上となる。

【００１９】冷房負荷が少なくなってくると冷媒が過剰
となるため、冷凍容量が負荷に対して大きすぎ、冷水配
管３０を流れる冷水温度が低下する。そこで、これを冷
媒ブロー制御用温度検出器１５で検知し、蒸発器２の冷
媒を冷媒ブロー配管３４を介して吸収器１へブローし冷
凍容量を制御する。冷媒ブロー量は冷水温度検出器１５
と冷媒ブロー制御弁１１により制御する。ここで、冷媒
ブローをしている状態では、全冷媒発生量に対し冷房負
荷が小さいこと、すなわち冷力が余っていることを意味
するので、このことを冷房主制御の冷主併給運転（以下
単に冷主併給という）から暖房主制御の暖主併給運転
（以下単に暖主併給という）への切換え条件のひとつと
する。

【００２０】冷主併給では、冷主併給時の優先温調計１
３にて冷水温度を検知し、高温再生器５のバーナ１０で
燃焼量を制御して冷水側の温度調節をする。このとき、
温水側は温水三方制御用温度検出器１６にて温水出口温
度を検知し、温水量制御三方弁１２により温水器７に流
れる温水量を制御して温度調節する。

【００２１】また、暖主併給では、暖主併給時の優先温
調計１４にて温水温度を検知し、高温再生器５のバーナ
１０で燃焼量を制御して温水側の温度調節をする。この
とき、冷水側は冷水出口温度により冷媒ブロー量を制御
し温度調節をする。暖主併給では、温水量制御三方弁１
２は全開（全量温水器に流れる）位置で固定し、また、
冷却水量制御弁１９にて冷却水配管３１を流通する冷却
水量を調節し、冷凍能力の調節を図るとともに安定した
温水温度を得る。

【００２２】上記に加え、冷水入口温度検出器１７と温
水入口温度検出器１８とにより、冷主併給から暖主併給
への切換えは、冷媒ブロー制御弁１１が開いていて、か
つ温水入口温度が一定レベルより低い場合とし、暖主併
給から冷主併給への切換えは、冷媒ブロー制御弁１１が
閉じていて、かつ冷水入口温度が一定レベルより高い場
合とする。これにより、冷主で制御すべき領域と暖主で
制御すべき領域をより正確に把握でき、また、冷房負
荷、暖房負荷が切換え領域近くで変動するような場合で
も、燃焼量のハンチングを防止し安定した温度調節を得
ることができる。

【００２３】前記冷主併給，暖主併給の切換え領域につ
いて、図３を参照して説明する。図３は、併給運転にお
ける冷主併給，暖主併給の切換え領域を略示する線図で
ある。図３は、横軸を冷房能力（％）、縦軸を暖房能力
（％）とし、線ＡＢ上のＰ点は、冷房ｘ％、暖房ｙ％の
併給運転を示す。

【００２４】本実施例では、冷主併給運転から暖主併給
運転への切り換えと、暖主併給運転から冷主併給運転へ
の切り換えとは、切り換えポイントを違え、切り換え領
域が互いにラップし、ヒステリシスを持たせるように設
定している。図３上で示せば、ＯＡＥＦが暖主併給運転
の範囲であり、ＢＣＤが冷主併給運転の範囲となる。ハ
ッチングしたＣＤＦＥの範囲が互いにラップした切り換
え領域である。

【００２５】上記した制御動作は、操作盤２０からの信
号により連続して作動させることができるもので、特
に、冷主併給、暖主併給の切換えを自動化でき、吸収式
冷温水器の制御性を向上することができる。

【００２６】本実施例によれば、サイクル側の制御弁の
数を、従来の自動切換併給運転機の４個から１個（冷媒
ブロー弁１１）に減じ、気密性に対する信頼性を向上で
き、かつ、冷主併給、暖主併給の切換えを自動化し、制
御性を向上できる。また、常に温水器７でできた冷媒を
冷水の発生に使用し、過剰となった冷媒のみをブローす
るので年間を通じて効率の良い運転ができる。

【００２７】さらに、冷房負荷と暖房負荷の両方を精度
良く検知、比較する装置を不要にできるので、コストダ
ウンが可能である。またさらに、冷主併給から暖主併
給、暖主併給から冷主併給の切換えポイントにヒステリ
シスをもたせられるため、負荷変動時も安定した温度調
節を得ることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、温水器で凝縮した冷媒を常に凝縮器にもどし冷水
発生に使い、過剰になった冷媒のみを蒸発器から吸収器
へブローすることにより、サイクル側の制御弁を１個の
みとし、気密性に対する信頼性を向上させ、また冷媒ブ
ローが開始するポイントのみを検知することにより冷房
負荷、暖房負荷の両方を精度よく監視する装置なしでも
冷主併給、暖主併給の自動切換えを可能にし、コスト低
減を実現しうる吸収式冷温水機を提供することができ
る。

【００２９】また、本発明によれば、冷媒ブローの有無
を冷主併給、暖主併給の切換え条件のひとつとすること
により、切換え領域に巾をもたせ、冷房負荷、暖房負荷
が変動した場合でも安定した温度調整を得る吸収式冷温
水機を提供することができる。さらに、冷房負荷、暖房
負荷のバランスに関係無く、常にヒ−トリクレ−ム運転
をして、年間の運転を通じて省エネルギー化を図りうる
吸収式冷温水機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る吸収式冷温水機の制御
構成を示す系統図である。

【図２】従来の吸収式冷温水機の制御構成を示す系統図
である。

【図３】併給運転における冷主併給，暖主併給の切換え
領域を略示する線図である。

【符号の説明】

１…吸収器、２…蒸発器、４…凝縮器、７…温水器、９
…冷媒ポンプ、１０…バーナー、１１…冷媒ブロー制御
弁、１２…温水量制御三方弁、１３…冷主併給時の優先
温調計、１４…暖主併給時の優先温調計、１５…冷媒ブ
ロー制御用温度検出器、１７…冷水入口温度検出器、１
８…温水入口温度検出器、１９…冷却水量制御弁、２０
…操作盤、３３…冷媒配管、３４…冷媒ブロー配管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−214761（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−158663（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−118560（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−203862（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 15/00 306

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸発器、吸収器、凝縮器、低温再生器、
   高温再生器、溶液熱交換器、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、
   温水器、およびこれらを作動的に接続する配管系からな
   る吸収式冷温水機において、 温水器にて凝縮した冷媒を凝縮器にもどす配管と、 蒸発器の冷媒を吸収器に送給する配管およびその送給量
   を制御する冷媒ブロー制御弁と、この冷媒ブロー制御弁
   の動作を決める冷水温度の検出装置と、前記冷媒ブロー
   制御弁の動作の検出装置とを備えるとともに、 冷水入口温度、温水入口温度の検出装置を備え、 冷水と温水を同時に取出す併給運転時に温水器で凝縮し
   た冷媒を有効に冷水の発生に使用し、かつ、冷主併給運
   転、暖主併給運転の自動切り換えを行う制御回路を構成
   したことを特徴とする吸収式冷温水機。
2. 【請求項２】 吸収器内および凝縮器内を通る冷却水配
   管系に、暖主併給運転時に、吸収器と凝縮器に流れる冷
   却水量を制御して冷却水への放熱を少なくするための冷
   却水量制御弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   吸収式冷温水機。
3. 【請求項３】 冷主併給運転から暖主併給運転への切り
   換えは、冷媒ブロー制御弁が開いていて、かつ温水入口
   温度が一定レベルより低い場合とし、暖主併給運転から
   冷主併給運転への切り換えは、冷媒ブロー制御弁が閉じ
   ていて、かつ温水入口温度が一定レベルより高い場合と
   するように切り換えポイントを違え、冷主併給運転から
   暖主併給運転への切り換えと、暖主併給運転から冷主併
   給運転への切り換えとのそれぞれの切り換え領域が互い
   にラップするように制御回路を構成したことを特徴とす
   る請求項１または２記載のいずれかの吸収式冷温水機。