JP3183988B2 - 吸収式冷凍機を用いた空調装置における運転制御方法及びその装置 - Google Patents

吸収式冷凍機を用いた空調装置における運転制御方法及びその装置

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敬一 阿部
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    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般の住宅、小規模建物
等を対象とする吸収式冷凍機を用いて行う空調装置にお
ける運転制御方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】吸収式冷凍機を用いた冷房方式は、再生
器で蒸発させた冷媒蒸気を水冷方式の凝縮器で凝縮さ
せ、この凝縮した液冷媒を蒸発器に導き、室内のファン
コイルユニットと冷凍機間を循環する冷熱媒(通常水)
を蒸発潜熱で冷却し、一方蒸発した冷媒蒸気を水冷方式
の吸収器で濃溶液(吸収液)に吸収させ、再び再生器に
戻すというサイクルで運転されるものである。そして、
この吸収式冷凍機の場合、室内側ファンコイルユニット
内に循環させる冷熱媒の温度を蒸発器において7℃前後
まで冷却し、この冷熱媒を室内のファンコイルユニット
内に循環させて室内空気を冷却して12℃前後で蒸発器に
戻す構成である。このためリチュウムブロマイド水溶液
を吸収液として使用する場合、吸収器内の吸収液の温度
を40℃前後に保つことが必要となり、この温度を維持す
るためには冷却塔を屋上等に設置して水冷回路で冷却す
る方法がとられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような水
冷方式をとる従来の吸収式冷凍機を用いて行う空調装置
においては次のような欠点がある。 a.吸収器を水冷方式で温度管理(冷却)していること
から、設備が大型になると共に配管等にも多くの工事費
がかかり、よって一般住宅或いは小規模建物の冷房用に
は不利である。 b.室内のファンコイルユニットと冷凍機は、冷熱媒循
環用の配管で結ぶ必要があることから、工事費、設備費
が高額になる。 c.吸収式冷凍機において、吸収液にアンモニア水を使
用し、冷媒にアンモニアを使用したアンモニア吸収式冷
凍機が知られている。この冷凍機で小型のものの場合、
吸収器の冷却を空冷方式で行うものがある。しかし、こ
の方式の場合、室内のファンコイルユニットと蒸発器間
を循環する冷熱媒には水が使用されている。この理由
は、アンモニアが万一漏れた場合に、室内にこの漏れた
アンモニアが流入するのを防止するためである。このた
め、空冷で吸収器を冷却するアンモニア吸収式冷凍機の
場合でも、室内のファンコイルユニットと蒸発器間は冷
熱媒を循環させる方式となっており、この配管上の問題
がある。又、リチュウムブロマイド水溶液を使用する吸
収式冷凍機において吸収器を空冷するためには、放熱面
積を非常に大きくとる必要があり、住宅や小規模建物用
には向かない。 d.一方、蒸発器により直接室内空気を冷却する所謂パ
ッケージ型吸収式ガスエアコンが知られている。しか
し、このガスエアコンの場合、吸収器及び凝縮器の冷却
は水冷方式であり、この例の場合も配管上の問題があ
る。
【0004】本発明の目的は、一般住宅を含む小規模建
物用に実施化が可能な吸収式冷凍機を用いて行う空調装
置において、高効率で運転を行うための制御方法とその
装置を提案することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明において提案する
吸収式冷凍機を用いて行う空調装置の運転制御方法及び
その装置の構成は次のとおりである。
【0006】1.蒸発筒内部を液冷媒が流下しつつ蒸発
する形式の蒸発器において、前記蒸発筒の流入部付近と
出口部付近の温度差を検出し、この温度差が目標値にな
るように再生器で発生する冷媒蒸気の発生量を制御する
吸収式冷凍機を用いた空調装置における運転制御方法。
【0007】2.蒸筒内部を液冷媒が流下しつつ蒸発
するように構成した蒸発器と、前記蒸発筒の液冷媒流入
部付近の温度を検出するための流入部温度検出センサー
と、前記蒸発筒の出口付近の温度を検出するための出口
部温度検出センサーと、前記流入部温度検出センサーと
出口部温度検出センサー間の温度差を求め、この温度差
が目標値になるように再生器で発生する冷媒蒸気の発生
量を制御する制御器と、から成る吸収式冷凍機を用いた
空調装置における運転制御装置。
【0008】上記冷房サイクル運転において、制御器
は、吸収器(吸収筒)に取り付けられた流入部温度検出
センサー及び出口部温度検出センサーから入力される温
度を監視しており、この温度差が目標値(出口部で丁度
液冷媒が蒸発を終る量)になるように、再生器で発生す
る冷媒蒸気の発生量を制御する。例えば流入部温度検出
センサーで検出される温度と出口部温度検出センサーで
検出される温度との差ΔTを常に12℃になるように再生
器で発生する冷媒蒸気量を制御する。この結果、負荷変
動があった場合でも、常にこの負荷変動に追従させなが
ら、高効率での運転可能である。一方、この制御を行わ
ないで運転すると、負荷変動により、例えば負荷が大き
い場合には蒸発器の途中で液冷媒はすべて蒸発してしま
い、蒸発した蒸気冷媒が過熱され、ΔTは大きな値とな
る。逆に負荷が小さい場合にはΔTは小さくなり、蒸発
器で蒸発しきれない液冷媒が吸収器で吸収されることに
なり、この分冷房サイクルの効率が低下してしまうこと
になる。
【0009】
【実施例】図1に本発明を実施した単効用吸収式冷凍機
を用いて行う空調装置を示す。1は空調機本体、2は住
宅、3は煙突、4は室内空気の送風ダクト、5は吸気ダ
クトであって、空調機本体1の詳細な構成は図2に示さ
れている。
【0010】図2において、6は燃料供給ライン、7は
燃焼制御弁にして、燃料の開閉と調整を行う。8はバー
ナ、9は再生器にして、吸収液としてリチュウムブロマ
イド水溶液が使用され、冷媒として水が使用されてい
る。この再生器9で発生した冷媒蒸気は分離器9aで分
離された後、管路10を経由して凝縮器11に導かれ、ここ
で送風ファン12により空冷されて凝縮し、冷媒液溜13に
一旦溜められる。冷媒液溜13の冷媒は管路14を経由して
蒸発器15の分配管16に導かれ、この分配管16からフィン
18付の多数の蒸発筒17内を流下する。蒸発器15は熱交換
室19内に位置し、この熱交換室19の入口20は前記吸気ダ
クト5に結ばれ、出口21は送風ダクト4に結ばれ、住宅
2内の冷房対象室内2aの空気がファン20aにより強制
対流する。この結果、蒸発筒17内を流下する冷媒は室内
から直接吸い込んだ空気熱により加熱されて蒸発し、こ
の蒸発潜熱で室内空気を冷却する。冷却された空気は出
口21から送風ダクト4を経由して吹出口4aから室内2
aに送風される。ここで、室内2aの空気温が27℃の場
合、冷却されて吹出口4aから室内2aに吹き出す空気
の温度は15℃である。
【0011】蒸発器15を出た冷媒蒸気はフィン25付の多
数の吸収筒23内に入る。一方、再生器9で加熱され、分
離器9aで分離された吸収液は管路26を経由して吸収液
注入口(ノズル)24に導かれ、ここで吸収筒23内に入
る。吸収筒23は吸収液がその内壁面に沿って膜状に流下
するように工夫されており、この結果、吸収面積が広く
なっている。更に吸収筒23は前記した送風ファン12によ
り空冷される構造となっている。ここで吸収液は50℃前
後に空冷される。
【0012】吸収筒23において冷媒蒸気を吸収した吸収
液(稀溶液)は集液管27に集められ、管路28を経由して
再生器9に戻る。29は循環ポンプ、30は熱交換器であっ
て、濃溶液で稀溶液を加熱する機能を有している。
【0013】図3は蒸発器15及び吸収器22の実施例を示
すもので、分配管16に導かれた冷媒液は、この分配管16
で多数の蒸発筒17内に流入し、この蒸発筒17の外側を流
れる室内の空気熱で蒸発し、この蒸発潜熱で室内空気は
冷却される。蒸発した冷媒蒸気は、蒸発筒内に続く吸収
筒23内に入り、ここで吸収液注入口(ノズル)24から注
入された吸収液に吸収される。吸収筒23の外側は送風フ
ァン12により強制空冷されている。吸収筒23を出た作動
液は集液管27内に集められてから再生器9に戻る。集液
管27内の作動液は、管内の下半分に溜められ、上半分は
気相となっており、万一何れかの吸収筒23内で吸収され
ずに集液管27内に到達した冷媒蒸気は、この気相から別
の吸収筒23内に入り、ここで吸収される。実施例におい
て、蒸発器15の蒸発筒17には傾斜がつけてあるが、筒内
の構造を工夫することにより、垂直にすることも可能で
ある。
【0014】31は制御器にしてこの制御器31は前記蒸発
器15の蒸発筒17の上部に取り付けられた液冷媒流入部温
度検出センサー32で検出される温度と、蒸発筒17の下部
に取り付けられた下部温度検出センサー33で検出される
温度差ΔTを求め、このΔTが常に目標値になるように
前記燃焼供給ライン6に取り付けられた燃料制御弁7を
制御して、再生器9で発生する冷媒蒸気量を制御する。
【0015】なお、上記実施例は単効用(一重効用)吸
収式冷凍機の場合について説明したが、本発明は、公知
の二重効用吸収式冷凍機にも適用が可能である。
【発明の効果】本発明は以上のように、室内空気を直接
蒸発器で冷却すると共に吸収液を空冷方式で冷却するよ
うに構成した空調装置において、蒸発器の入側と出側の
温度差が目標値になるように冷媒蒸気の発生量を制御す
ることにより、負荷変動があった場合でも、よくこれに
追従し、常に高効率での運転が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る吸収式冷凍機を使用した空調装置
の説明図。
【図2】本発明に係る吸収式冷凍機の構成とその作用の
説明図。
【図3】蒸発器と吸収器の説明図。
【符号の説明】
1 空調機本体 2 住宅 3 煙突 4 送風ダクト 5 吸気ダクト 6 燃料供給ライン 7 燃料制御弁 8 バーナ 9 再生器 9a 分離器 10 管路 11 凝縮器 12 送風ファン 13 冷媒溜 14 管路 15 蒸発器 16 分配管 17 蒸発筒 18 フィン 19 熱交換室 20 入口 21 出口 22 吸収器 23 吸収筒 24 分配管 25 フィン 26 管路 27 集液管 28 管路 29 循環ポンプ 30 熱交換器 31 制御器 32 流入部温度検出センサー 33 出口部温度検出センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 15/00 306

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸発筒内部を液冷媒が流下しつつ蒸発す
    る形式の蒸発器において、前記蒸発筒の流入部付近と出
    口部付近の温度差を検出し、この温度差が目標値になる
    ように再生器で発生する冷媒蒸気の発生量を制御する吸
    収式冷凍機を用いた空調装置における運転制御方法。
  2. 【請求項2】 蒸筒内部を液冷媒が流下しつつ蒸発す
    るように構成した蒸発器と、 前記蒸発筒の液冷媒流入部付近の温度を検出するための
    流入部温度検出センサーと、 前記蒸発筒の出口付近の温度を検出するための出口部温
    度検出センサーと、 前記流入部温度検出センサーと出口部温度検出センサー
    間の温度差を求め、この温度差が目標値になるように再
    生器で発生する冷媒蒸気の発生量を制御する制御器と、 から成る吸収式冷凍機を用いた空調装置における運転制
    御装置。
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