JP3240343B2 - 蒸気焚き吸収冷温水機とその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気焚き吸収冷温水機
とその制御方法に係り、特に低圧力蒸気の有効利用に配
慮した蒸気焚き吸収冷温水機とその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水蒸気を高温再生器の加熱源とす
る蒸気焚き吸収冷温水機において、加熱源である蒸気の
圧力が低下して二重効用運転が不可能な圧力になった場
合、吸収冷温水機へ蒸気を供給する蒸気回路に設けた蒸
気遮断弁を閉じ、高温再生器への蒸気の供給を停止する
とともに吸収冷温水機の運転を停止させ、サイクルの異
常（吸収溶液循環の不具合による晶析、吸収溶液の冷媒
への混入）を防止していた。図９に、蒸気回路に蒸気遮
断弁を設けた蒸気焚き吸収冷温水機の系統構成の例を示
す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
においては、蒸気の圧力が、二重効用冷房運転は不可能
であるが単効用（一重効用）冷房運転なら可能な圧力の
場合も、吸収冷温水機の運転を停止させることになり、
蒸気の利用の効率を低下させていた。また、蒸気遮断弁
がリークした場合の、蒸気の熱による吸収溶液の晶析
（吸収冷温水機は停止しているため、溶液循環ポンプは
停止しており、蒸気が高温再生器に漏れ込むと、高温再
生器内の吸収溶液の濃縮が進行する。）や、蒸気遮断弁
及びその制御機器設置のためのシステム全体としてのイ
ニシャルコストの増加が避けられなかった。

【０００４】本発明の目的は、蒸気焚き二重効用吸収冷
温水機において、二重効用冷房運転が不可能な低い圧力
の蒸気を有効に利用するとともに、イニシャルコストを
増加させることなく、蒸気もれによる吸収溶液の濃縮を
防止するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、高温再生器
と、分離器と、低温再生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸
収器と、前記分離器に中間濃溶液管を介して加熱流体入
り側を接続させた高温溶液熱交換器と、この高温溶液熱
交換器の加熱流体出側と前記低温再生器を接続する中間
濃溶液管と、前記低温再生器に濃溶液管を介して加熱流
体入り側を接続させた低温溶液熱交換器と、この低温溶
液熱交換器の加熱流体出側と前記吸収器を接続した濃溶
液管と、前記吸収器の希溶液を前記低温溶液熱交換器及
び高温溶液熱交換器の被加熱流体側を経て前記高温再生
器に送りこむ溶液循環ポンプと、を含んでなる蒸気焚き
吸収冷温水機において、前記分離器で分離された中間濃
溶液を低温再生器をバイパスして吸収器に導く第１のバ
イパス回路を設けるとともに、この第１のバイパス回路
に設けられた溶液バイパス弁Ａを高温再生器に供給され
る蒸気の圧力の高低に応じて開閉する制御手段を設ける
ことによって達成される。

【０００６】この第１のバイパス回路は、例えば、高温
溶液熱交換器の加熱流体入り側と低温溶液熱交換器の加
熱流体入り側もしくは出側を溶液バイパス弁Ａを介して
接続するものとしてもよいし、高温溶液熱交換器の加熱
流体出側と低温溶液熱交換器の加熱流体入り側もしくは
出側を溶液バイパス弁Ａを介して接続するものでもよ
い。

【０００７】さらに、前記第１のバイパス回路に加え、
低温溶液熱交換器の加熱流体出側と前記吸収器を接続す
る濃溶液管と蒸発器底部もしくは吸収器の底部を溶液バ
イパス弁Ｂを介して接続する第２のバイパス回路を設
け、前記制御手段を高温再生器に供給される蒸気の圧力
の高低に応じて前記溶液バイパス弁Ａ，Ｂを開閉するも
のとしてもよい。また、第２のバイパス回路を、低温溶
液熱交換器の加熱流体出側と溶液循環ポンプの吸入側を
溶液バイパス弁Ｂを介して連通するものとしてもよい。

【０００８】さらに、前記第１，第２のバイパス回路に
加え、前記分離器の気相部と前記凝縮器を冷媒蒸気バイ
パス弁を介して連通する冷媒蒸気バイパス回路を設け、
前記制御回路を高温再生器に供給される蒸気の圧力の高
低に応じて前記溶液バイパス弁Ａ，Ｂ及び冷媒蒸気バイ
パス弁を開閉するものとしてもよい。冷媒蒸気バイパス
回路を設ける代りに、低温再生器に内装された冷媒蒸気
コイルに、該冷媒蒸気コイル内を流れる冷媒の温度に応
じて流路断面積が変更される冷媒制御弁を設けてもよ
い。

【０００９】また、前記制御手段を、高温再生器内の吸
収溶液の温度の高低に応じて溶液バイパス弁Ａ，Ｂ及び
冷媒蒸気バイパス弁の開閉を制御するものとしてもよ
い。

【００１０】

【作用】高温再生器に供給される蒸気の圧力が二重効用
冷房運転可能な圧力を維持している場合、制御手段は、
溶液バイパス弁Ａ，Ｂをともに閉とし、通常の二重効用
運転のサイクルが維持される。冷媒蒸気バイパス弁が設
けられている場合は、冷媒蒸気バイパス弁も閉に維持さ
れる。

【００１１】蒸気圧力が低下して二重効用運転は不可能
であるが一重効用（単効用）冷房運転可能な圧力を維持
している場合、制御手段は、溶液バイパス弁Ａを開、溶
液バイパス弁Ｂを閉とし、中間濃溶液を、低温再生器を
バイパスして吸収器の冷却水伝熱面上に導く。冷媒蒸気
バイパス弁が設けられている場合は、冷媒蒸気バイパス
弁も開かれる。冷媒蒸気バイパス弁が開かれることで、
分離器で分離された冷媒蒸気は、二重効用冷房運転のた
めに冷媒蒸気コイルに設けられた絞り部に妨げられるこ
となく凝縮器に導かれるので、高温再生器の圧力が二重
効用冷房運転の場合に比して低くても、容易に凝縮器に
流入できる。前記溶液バイパス弁の開閉により、吸収溶
液は単効用冷房運転のサイクルを形成するが、二重効用
冷房運転時の高温再生器と低温再生器間の圧力差を調整
する絞り部を通らず、また、高い位置にある低温再生器
へ吸収溶液を流入させる必要もないため、低圧蒸気によ
る加熱で高温再生器に形成される圧力で十分吸収溶液を
分離器から吸収器に循環させることができる。吸収溶液
が十分に循環するため、溶液循環不足による晶析、溶液
の分離器内での滞留による冷媒への混入等の不具合がな
くなり、溶液サイクルが正常に作動し、単効用運転での
冷房が可能となる。

【００１２】なお、冷媒蒸気バイパス回路の代りに、冷
媒蒸気コイルに冷媒制御弁が設けられている場合は、冷
媒蒸気コイルに流れる冷媒蒸気温度が予め設定された二
重効用冷房運転可能な温度のとき、冷媒制御弁の流路断
面積は絞り部に相当する大きさとなり、前記予め設定さ
れた温度より低い場合は、冷媒制御弁の流路断面積は十
分に大きいものに変更される。これにより、高温再生器
の圧力が低い場合でも、冷媒蒸気は容易に凝縮器に導か
れ、単効用冷房運転が可能となる。

【００１３】蒸気圧力がさらに低下して単効用運転も不
可能な圧力となった場合、制御手段は、既に開いている
溶液バイパス弁Ａに加えて溶液バイパス弁Ｂを開として
稀釈運転モードを形成し、分離器から流出した吸収溶液
を、低温再生器及び吸収器冷却水伝熱面をバイパスして
溶液循環ポンプ吸入側に導く。吸収溶液は、分離器内に
形成される吸収溶液液面と第２のバイパス回路の高さの
差を駆動力として分離器から単効用冷房運転サイクルの
ルートを流れ、そのルート内の吸収溶液の濃度の高い部
分を稀釈する。

【００１４】高温再生器に供給される蒸気の圧力は、そ
の蒸気で加熱された高温再生器内の吸収溶液の温度と一
定の対応関係にあるから、溶液バイパス弁Ａ，Ｂ及び冷
媒蒸気バイパス弁の開閉を、高温再生器内の吸収溶液の
温度の高低に基づいて行っても、蒸気の圧力の高低に基
づいてそれらの弁の開閉制御を行う場合と同様の動作を
行わせることができる。

【００１５】

【実施例】本発明の第１の実施例である蒸気焚き吸収冷
温水機を図１を参照して説明する。この吸収冷温水機
は、作動流体として、吸収剤であるリチウムブロマイド
（ＬiＢr）に冷媒である水を吸収させた吸収溶液を用い
ている。吸収溶液のＬiＢr濃度は、作動流体が装置内を
循環するにつれて変動するが、この変動はほぼ３段階に
分けることができ、濃度レベルの低い方から、希溶液、
中間濃溶液、濃溶液と呼ぶ。

【００１６】図示の蒸気焚き吸収冷温水機は、内包する
吸収溶液（希溶液）を蒸気で加熱する手段を備えた高温
再生器１０と、高温再生器１０の上方に配置され該高温
再生器１０に上昇管１４で接続された分離器１６と、該
分離器１６の気相部分に一端を接続された冷媒蒸気コイ
ル２３を内装した低温再生器２２と、該低温再生器２２
に二次冷媒蒸気通路で連通され前記冷媒蒸気コイル２３
の他端が接続されるとともに冷却水コイル（図示せず）
を内装した凝縮器２６と、該凝縮器２６に液冷媒管で接
続され蒸発コイル（図示せず）を内装した蒸発器３４
と、前記蒸発器３４に蒸発冷媒蒸気通路で連通され外周
面を冷却水伝熱面とする冷却水コイル（図示せず）を内
装した吸収器４４と、吸収器４４の底部に希溶液吸入管
５２で吸入側を接続された溶液循環ポンプ５４と、溶液
循環ポンプ５４の吐出側に被加熱流体入り側を接続させ
た低温溶液熱交換器４２と、低温溶液熱交換器４２の被
加熱流体出側に希溶液送液管５３Ａを介して被加熱流体
入り側を接続させた高温溶液熱交換器３６と、高温溶液
熱交換器３６の被加熱流体出側と前記高温再生器１０の
希溶液入り側を接続する希溶液送液管５３Ｂと、前記分
離器１６の液相部と高温溶液熱交換器３６の加熱流体入
り側を接続する中間濃溶液管２０と、高温溶液熱交換器
３６の加熱流体出側と低温再生器２２を接続する絞り部
を備えた中間濃溶液管３８と、低温再生器２２の液相部
と低温溶液熱交換器４２の加熱流体入り側を接続する濃
溶液管４０と、低温溶液熱交換器４２の加熱流体出側と
吸収器４４の上部を接続する濃溶液管４１と、高温溶液
熱交換器３６の加熱流体出側と低温溶液熱交換器４２の
加熱流体出側を溶液バイパス弁Ａ１１を介して接続する
第１のバイパス回路１２と、濃溶液管４１と蒸発器３４
底部を溶液バイパス弁Ｂ１３を介して連通する第２のバ
イパス回路１５と、高温再生器１０に供給される蒸気の
圧力を検出して出力する圧力検知器１７と、圧力検知器
１７の出力を入力として溶液バイパス弁Ａ，Ｂを開閉制
御するコントローラ１８と、を含んで構成されている。

【００１７】中間濃溶液管３８に設けられた絞り部は、
二重効用運転時の高温再生器と低温再生器の圧力差を調
整するためのものである。第１のバイパス回路１２の上
流端は、この絞り部の上流側の中間濃溶液管３８に接続
されている。

【００１８】本実施例の吸収冷温水機では、蒸気圧力Ｐ
が８〜３ｋg／cm²であれば二重効用冷房運転が可能であ
り、蒸気圧力Ｐが３＞Ｐ≧１ｋg／cm²であれば単効用冷
房運転が可能であるが、蒸気圧力が１＞Ｐ≧０ｋg／cm²
であれば、単効用冷房運転も不可能である。したがっ
て、コントローラ１８は、圧力検知器１７から出力され
る蒸気圧力が８〜３ｋg／cm²のとき、溶液バイパス弁
Ａ，Ｂをともに閉とし、蒸気圧力Ｐが３＞Ｐ≧１ｋg／c
m²のとき溶液バイパス弁Ａを開，溶液バイパス弁Ｂを閉
とし、蒸気圧力が１＞Ｐ≧０ｋg／cm²のとき溶液バイパ
ス弁Ａ，Ｂをともに開とするようになっている。

【００１９】上記の構成の吸収冷温水機においては、溶
液バイパス弁Ａ１１を備えた第１のバイパス回路、溶液
バイパス弁Ｂ１３を備えた第２のバイパス回路、及びこ
れらを制御するコントローラ１８が設けられていること
が、図９に示された従来技術と異なっている。

【００２０】上記構成の吸収冷温水機の通常の二重効用
運転時の動作を以下に説明する。この場合、供給される
蒸気の圧力は、８〜３ｋg／cm²であり、溶液バイパス弁
Ａ，Ｂともに閉となっている。高温再生器１０内の希溶
液は供給される蒸気で加熱されて気液２相状態で上昇管
１４内を上昇し、分離器１６に流入する。分離器１６に
流入した気液２相状態の希溶液は冷媒蒸気と中間濃溶液
に分離され、冷媒蒸気は低温再生器２２に内装された冷
媒蒸気コイル２３を経て凝縮器２６に流入し、中間濃溶
液は中間濃溶液管２０を経て高温溶液熱交換器３６の加
熱流体側に流入する。高温溶液熱交換器３６に流入した
中間濃溶液は、被加熱流体側を流れる希溶液を加熱しつ
つ高温溶液熱交換器３６を通過し、中間濃溶液管３８を
経て低温再生器２２に流入する。冷媒蒸気コイル２３内
を流れる冷媒蒸気は、周囲の中間濃溶液を加熱して冷媒
を蒸発させて二次冷媒蒸気を生成し、自身は冷却されて
凝縮し気液２相となって凝縮器２６に流入する。低温再
生器２２で生成された二次冷媒蒸気も、二次冷媒蒸気通
路を経て凝縮器２６に流入し、冷媒蒸気コイル２３を経
て流入した冷媒とともに、冷却水コイル内を流れる冷却
水に冷却されて凝縮し、液冷媒となる。

【００２１】凝縮器２６で生成された液冷媒は、液冷媒
管３０を経て蒸発器３４に流入し、蒸発器３４に内装さ
れた蒸発コイル上に散布され、蒸発コイル内を流れる熱
媒体（冷温水）の熱を奪って蒸発し、再び冷媒蒸気とな
り、蒸発冷媒蒸気通路を経て吸収器４４に流入する。熱
を奪われて冷却された熱媒体は、冷房負荷に導かれ、冷
房を行ったのち再び蒸発コイルに還流する。低温再生器
２２で二次冷媒蒸気として冷媒を蒸発させた中間濃溶液
は、濃溶液となり、濃溶液管４０を経て低温溶液熱交換
器４２の加熱流体入り側に流入する。低温溶液熱交換器
４２に流入した濃溶液は、被加熱流体側を流れる希溶液
を加熱しつつ低温溶液熱交換器４２を通過し、濃溶液管
４１を経て吸収器４４に流入する。吸収器４４に流入し
た濃溶液は、冷却水コイル伝熱面上に散布され、蒸発器
から流入する冷媒蒸気を吸収して希溶液となる。濃溶液
が冷媒蒸気を吸収するときに発生する吸収熱は、冷却水
コイル内を流れる冷却水に移され、クーリングタワー
（図示せず）に運ばれて大気に放出される。

【００２２】吸収器４４で生成された希溶液は、希溶液
吸入管５２を経て溶液循環ポンプ５４に吸入、加圧さ
れ、低温溶液熱交換器４２の被加熱流体側及び高温溶液
熱交換器３６の被加熱流体側を経て高温再生器１０に流
入する。高温再生器１０に流入した希溶液は、再び上述
のサイクルを繰り返す。

【００２３】次に、高温再生器に供給される蒸気の圧力
Ｐが、３ｋg／cm²以下に低下した場合について説明す
る。表１に、蒸気圧力とそれに対応する溶液バイパス弁
Ａ，Ｂの開閉状態を示す。高温再生器温度の欄には、蒸
気圧力の欄に記載された圧力の蒸気が高温再生器に供給
された場合の、高温再生器の温度が示されている。

【００２４】

【表１】

【００２５】まず、高温再生器に供給される蒸気の圧力
Ｐが、３＞Ｐ≧１ｋg／cm²に低下した場合について説明
する。この場合、表１に示されるように、溶液バイパス
弁Ａが開かれ、溶液バイパス弁Ｂが閉のままである。高
温再生器内の温度は、１３０〜９０℃となり、高温再生
器内の圧力も低下する。分離器１６で分離され、高温溶
液熱交換器３６の加熱流体側を通過した中間濃溶液は、
開かれた溶液バイパス弁Ａ１１を通り、低温再生器及び
低温溶液熱交換器４２をバイパスして濃溶液管３８に導
かれ、吸収器４４の冷却水コイル上に散布される。一
方、分離器１６で分離された冷媒蒸気は冷媒蒸気コイル
２３を経て凝縮器２６に流入し、冷却水コイルを流れる
冷却水に冷却されて液冷媒となる。先に述べたように、
吸収溶液は低温再生器２２には流入しないので、冷媒蒸
気コイル２３を流れる冷媒蒸気はにじ冷媒蒸気を発生さ
せることなくそのまま凝縮器２６に流入、液化される。

【００２６】凝縮器２６で生成された液冷媒は蒸発器３
４に供給され、蒸発コイル上で蒸発して蒸発コイル内を
流れる熱媒体（冷温水）を冷却し、冷媒蒸気となって吸
収器４４に流入する。吸収器４４に流入した冷媒蒸気
は、散布される吸収溶液（中間濃溶液）に吸収され、希
溶液となって溶液循環ポンプ５４に吸引される。溶液循
環ポンプ５４は吸引した希溶液を加圧して、低温溶液熱
交換器４２の被加熱流体側、高温溶液熱交換器３６の被
加熱流体側を経て高温再生器１０に送りこむ。低温溶液
熱交換器４２の加熱流体側には加熱流体が流れていない
が、高温溶液熱交換器３６の加熱流体側には中間濃溶液
が流れており、希溶液は高温溶液熱交換器３６で加熱さ
れたのち、高温再生器１０に流入し、上記の循環サイク
ル、すなわち、単効用冷房サイクルを繰り返す。

【００２７】高温再生器内の圧力は、供給される蒸気圧
の低下（すなわち蒸気温度低下）に伴って低下している
が、上述の単効用冷房サイクルでは、吸収溶液が高い位
置にある低温再生器をバイパスし、さらに絞り部のある
中間濃溶液管３８を通らないので、高温再生器内の圧力
が低くても分離器１６から吸収器４４への吸収溶液の循
環量が十分に得られ、単効用冷房サイクルとしての機能
が発揮される。

【００２８】このように、供給される蒸気圧力が低下し
ても、単効用冷房サイクルとして機能させるので、溶液
循環不足による晶析、溶液の分離器内での滞留による冷
媒への混入等の不具合の発生がなくなる。

【００２９】次に、高温再生器に供給される蒸気の圧力
Ｐがさらに低下し、１＞Ｐ≧０ｋg／cm²になった場合に
ついて説明する。この場合、高温再生器内の温度は、９
０℃未満となり、高温再生器内の圧力も、吸収溶液を吸
収器に送りこむのに十分でなくなる。この段階では、コ
ントローラは、表１に示されるように、溶液バイパス弁
Ａ，Ｂをともに開き、冷房運転をやめて稀釈運転を開始
する。稀釈運転では、溶液循環ポンプ５４、冷却水ポン
プ、冷温水ポンプの運転はそのまま継続される。溶液循
環ポンプ５４で高温再生器に供給された吸収溶液（希溶
液）は、高温再生器１０，分離器１６，高温溶液熱交換
器の加熱流体側，第１のバイパス回路，濃溶液管４１，
第２のバイパス回路，蒸発器３４底部を順次経て吸収器
４４底部に達し、吸収器４４底部から再び溶液循環ポン
プ５４に吸引され、このルートを循環してルート内の吸
収溶液を稀釈する。この稀釈により、吸収溶液の晶析が
回避される。

【００３０】このルートでは、吸収溶液は濃溶液管４１
の蒸発器３４底部と同レベルの高さの点から第２のバイ
パス回路を経て蒸発器３４底部に流れるようになってお
り、吸収溶液を低温再生器や吸収器の上部にまで押し上
げる必要がなく、高温再生器の圧力が低くても吸収溶液
の循環が容易であり、溶液循環不足による晶析が防止さ
れる。

【００３１】このように、高温再生器に供給される加熱
用蒸気の圧力が、二重効用冷房運転に不十分な圧力に低
下した場合でも、蒸気を遮断して吸収冷温水機を停止さ
せる必要もなく、低圧蒸気を有効に利用できる。蒸気遮
断のための遮断弁も不要になり、イニシャルコストを低
減できる。

【００３２】図２に本発明の第２の実施例を示す。第２
の実施例が第１の実施例と異なるのは、第１のバイパス
回路が、第１の実施例においては、高温溶液熱交換器３
６の加熱流体出側と低温溶液熱交換器４２の加熱流体出
側を結んでいるのに対し、第２の実施例においては、高
温溶液熱交換器３６の加熱流体出側と低温溶液熱交換器
４２の加熱流体入り側を結んでいることである。他の構
成は第１の実施例と同じであるので、同一の符号を付
し、説明を省略する。

【００３３】第２の実施例では、分離器１６を出た吸収
溶液が、高温溶液熱交換器３６と低温溶液熱交換器４２
の双方で熱交換を行うので、分離器１６を出た吸収溶液
の熱を希溶液に十分に回収でき、効率をあげる利点があ
る。

【００３４】図３に本発明の第３の実施例を示す。図３
は、実際の機器、配管の配置に即して描いた吸収冷温水
機の縦断面図である。第３の実施例が第１の実施例と異
なるのは、第１のバイパス回路の設置位置と、高温再生
器１０を通過して凝縮されたドレン水の熱を希溶液に回
収する排熱熱交換器６６が設けられていることである。
なお、図３には、分離器１６の底部と吸収器４４の底部
とを冷暖房切換弁５６を介して連通する連絡回路が示さ
れているが、図１，２，９では記載が省略されている。

【００３５】第１の実施例においては、第１のバイパス
回路は、高温溶液熱交換器３６の加熱流体出側と低温溶
液熱交換器４２の加熱流体出側を結んでいるのに対し、
第３の実施例においては、中間濃溶液管２０と低温溶液
熱交換器４２の加熱流体入り側を結んでいる。また、低
温溶液熱交換器４２の被加熱流体側を出た希溶液は高温
熱交換器３６に流入する前に排熱熱交換器６６に流入
し、高温再生器１０を通過して凝縮されたドレン水の熱
を回収したのち、高温再生器１０に流入するごとく構成
されている。他の構成は第１の実施例と同じであるの
で、同一の符号を付し、説明を省略する。なお、本実施
例では、中央下部に高温再生器１０及び排熱熱交換器６
６が配置され、中央上部に分離器１６が配置されてい
る。分離器１６の上部外側に環状に低温再生器２２が配
置され、さらにその外側に凝縮器２６が環状に配置され
ている。吸収器４４は分離器１６の下部外周に環状に配
置され、さらにその外側に蒸発器３４が環状に配置され
ている。

【００３６】第３の実施例では、第１のバイパス回路は
図から明らかなように、ごく接近した部分を接続するよ
うに配置されており、機器配置が容易であるという利点
がある。

【００３７】なお、上記各実施例で、第１のバイパス回
路を、中間濃溶液管２０と低温溶液熱交換器４２の加熱
流体出側を結ぶように配置してもよいが、この場合は、
溶液バイパス弁Ａを開いた単効用冷房運転の際、分離器
を出た吸収溶液の熱を希溶液で回収することができなく
なり、ある程度効率が低下することになる。

【００３８】図４に本発明の第４の実施例を示す。第４
の実施例が前記第３の実施例と異なるのは、第１，第２
のバイパス回路の設置位置と、分離器１６の気相部と凝
縮器２６を冷媒蒸気バイパス弁４３を介して接続する冷
媒蒸気バイパス回路４５が設けられていること、及び高
温再生器１０内の温度を検知する温度検出器１９が設け
られコントローラ１８は温度検出器から出力される温度
信号の高低に応じて溶液バイパス弁１１，１３及び冷媒
蒸気バイパス弁４３の開閉を行うように構成されている
点である。本実施例においては、第１のバイパス回路
は、高温溶液熱交換器３６の加熱流体出側と低温溶液熱
交換器４２の加熱流体入り側を結んでおり、第２のバイ
パス回路は、濃溶液管４１と吸収器４４の底部とを結ん
でいる。また、冷媒蒸気バイパス回路４５は、低温再生
器２２に内装された冷媒蒸気コイル２３の絞り部に比
べ、十分に大きい流路断面積を持つものとしてある。

【００３９】本実施例においては、高温再生器内の吸収
溶液温度が通常の二重効用冷房運転可能な温度状態で
は、溶液バイパス弁１１，１３及び冷媒蒸気バイパス弁
は閉じてあるが、蒸気圧力の低下により、温度検出器１
９が出力する高温再生器１０内の吸収溶液温度が二重効
用冷房運転が不可能な温度（表１に記載された１３０〜
９０℃）にまで低下した場合、コントローラ１８は、溶
液バイパス弁１１及び冷媒蒸気バイパス弁を開き、溶液
バイパス弁１３を閉じたままとして単効用冷房サイクル
を構成する。

【００４０】この状態で、吸収溶液は高温再生器１０内
で加熱され、分離器１６で冷媒蒸気を分離して濃縮さ
れ、高温溶液熱交換器３６の加熱流体側，第１のバイパ
ス回路，低温溶液熱交換器４２の加熱流体側，濃溶液管
４１を経て吸収器４４に達し、濃溶液分配器４６から吸
収器に内装された冷却水コイル４８上に散布される。

【００４１】一方、分離器１６で分離された冷媒蒸気
は、冷媒蒸気バイパス回路４５が冷媒蒸気コイル２３に
比べて大きい流路断面積を持っているので、高温再生器
内の圧力が低くても容易に凝縮器２６に流入し、凝縮さ
れて液冷媒となる。この液冷媒は蒸発コイル３５上に散
布され、蒸発コイル内を循環する冷温水から熱を奪って
蒸発し冷媒蒸気となる。この冷媒蒸気は吸収器４４に導
かれ、前記冷却水コイル４８上に散布された吸収溶液に
吸収され、希溶液となる。この希溶液は、溶液循環ポン
プ５４に吸引、加圧され、低温溶液熱交換器４２、排熱
熱交換器６６、高温溶液熱交換器３６を経て高温再生器
１０に送りこまれ、上述のサイクルを繰り返す。

【００４２】この場合も、高温再生器１０内の温度が低
く吸収溶液を高い位置にある低温再生器に押し上げるほ
どの圧力にならなくても、吸収溶液は低温再生器２２を
バイパスして流れるので溶液の循環に支障はなく、単効
用冷房運転を実現できる。さらに、分離器１６の気相部
と凝縮器２６とを冷媒蒸気バイパス弁４３を介して接続
する、十分な流路断面積を備えた冷媒蒸気バイパス回路
４５が設けられているから、高温再生器１０の圧力（す
なわち分離器１６の圧力）が、二重効用運転には不足す
る圧力であっても、冷媒蒸気バイパス弁４３を開くこと
により、分離器１６で分離された冷媒蒸気は容易に凝縮
器に流入し、液冷媒の生成に不具合は生じない。

【００４３】高温再生器１０に供給される蒸気の圧力が
さらに低下して高温再生器内の溶液温度が下がり、単効
用冷房運転サイクルの形成も困難な温度（９０℃未満）
になったら、コントローラ１８はさらに、溶液バイパス
弁１３を開く。単効用冷房運転サイクルが不能になった
吸収溶液は、高温再生器１０を満たし、さらにその上部
の分離器１６内に溜る。分離器１６内に溜った吸収溶液
は、その液面と溶液バイパス弁１３の高低差ｈにより、
高温溶液熱交換器３６の加熱流体側，第１のバイパス回
路，低温溶液熱交換器４２の加熱流体側，濃溶液管４
１、第２のバイパス回路を経て吸収器４４下部に流れ、
溶液循環サイクルを形成する。この溶液循環サイクルの
形成で、高温再生器内での高濃度吸収溶液の滞留が防止
され、低圧蒸気での吸収溶液の濃縮による晶析が回避さ
れる。

【００４４】また、この溶液循環サイクルの形成で、吸
収溶液が加熱保温されるため、蒸気圧力が冷房運転可能
な圧力に復帰したときの冷房立ちあげ時間が短縮され
る。蒸気圧力が上昇し、温度検出器１９により高温再生
器内の吸収溶液温度が１３０〜９０℃にまで上昇したこ
とが検出されると、コントローラ１８は、まず、溶液バ
イパス弁１３を閉じる。高温再生器内の圧力は温度の上
昇とともに増加し、低温溶液熱交換器４２を出た吸収溶
液は、濃溶液管４１を経て吸収器４４の上部にまで送り
こまれ、濃溶液分配器４６から散布されて単効用冷房運
転が開始される。

【００４５】さらに、蒸気圧力が上昇し、温度検出器１
９により高温再生器内の吸収溶液温度が１３０℃以上に
まで上昇したことが検出されると、コントローラ１８
は、溶液バイパス弁１１、冷媒蒸気バイパス弁４３を閉
じる。高温再生器内の圧力は温度の上昇とともにさらに
増加し、高温溶液熱交換器３６を出た吸収溶液は、中間
濃溶液管３８を経て高い位置にある低温再生器２２に送
りこまれ、分離器１６で分離された冷媒蒸気も冷媒蒸気
コイル２３を通過しながら二次冷媒蒸気を発生させ、二
重効用冷房運転が開始される。

【００４６】図８に、上述の手順をフローチャートとし
て示した。

【００４７】図５に本発明の第５の実施例を示す。本実
施例と前記第４の実施例との相違点は、冷媒蒸気バイパ
ス回路の代りに、冷媒蒸気コイル２３の絞り部に流路断
面積を２段階に変えることのできる冷媒制御弁２１を用
いたことである。冷媒制御弁２１は、内部を流れる冷媒
蒸気の温度が予め設定された温度よりも高い場合は流路
断面積を小さくし、低下した場合は流路断面積を大きく
するようにしたもので、本実施例ではバイメタルを使用
した弁としたが、形状記憶合金を用いたものや、ワック
ス弁を利用してもよい。他の構成は前記第４の実施例と
同じであり、説明は省略する。

【００４８】本実施例によれば、前記第４の実施例と同
様の効果が得られるとともに、第４の実施例にくらべ、
冷媒蒸気バイパス回路やそれを制御する手段を設ける必
要がなく、構成が簡易であるという利点がある。

【００４９】なお、図４、図５において、符号１００〜
１１１で示されている構成要素は、不凝縮ガス抽気装置
であり、本発明と直接の関係がないので説明を省略し
た。

【００５０】図６に本発明の第６の実施例を示す。本実
施例と前記第５の実施例との相違点は、第１、第２のバ
イパス回路の位置が異なることであり、他の構成は同じ
である。本実施例においては、第１のバイパス回路は、
高温溶液熱交換器３６の加熱流体入り側と低温溶液熱交
換器４２の加熱流体入り側を結んでおり、第２のバイパ
ス回路は、濃溶液管４１の蒸発器３４底部とほぼ同じ高
さの位置と蒸発器３４の底部とを結んでいる。図６は、
機器、配管の配置は前記図３に示したものとほぼ同じで
あり、図５に示したものに比べ、本実施例は各バイパス
回路の配置がスペース的に容易であるという利点があ
る。本実施例においても、前記第５の実施例と同様の効
果が得られる。

【００５１】図７に本発明の第７の実施例を示す。本実
施例と前記第６の実施例との相違点は、前記第６の実施
例は冷媒制御弁２１が凝縮器２６の外に設けられている
のに対し、本実施例では冷媒制御弁２１が凝縮器２６の
中に配置されていることであり、他の構成は同じであ
る。本実施例によれば、第６の実施例の効果に加え、配
管量、つまり部品数が少なく、工作が容易であるという
利点がある。

【００５２】上記各実施例では、第２のバイパス回路
は、濃溶液管４１と蒸発器底部もしくは吸収器底部を接
続するようになっているが、第２のバイパス回路を設け
る目的は吸収溶液を吸収器の冷却水コイル上に散布する
ことなく溶液循環ポンプに吸引させることであり、濃溶
液管４１と希溶液吸引管５２を弁を介して連通するよう
にしてもよい。また、上記第１〜３の実施例では、溶液
バイパス弁１１，１３や冷媒蒸気バイパス弁４３は、コ
ントローラ１８に入力される蒸気の圧力信号に基づいて
開閉され、第４〜７の実施例では、コントローラ１８に
入力される高温再生器内の吸収溶液の温度を示す信号に
基づいて開閉されるが、高温再生器に供給される蒸気の
圧力と高温再生器内の吸収溶液の温度とは一定の対応関
係にあるから、この組合せは、逆であっても差し支えな
い。

【００５３】蒸気供給側の弁の漏れにより高温再生器に
蒸気が流入する恐れがある場合、当該弁の遮断後、長時
間（例えば１０時間）経過後の高温再生器内の吸収溶液
温度を検出し、設定温度（例えば７０〜８０℃）を超え
ている時に、稀釈運転モードで間歇運転するようにして
おけばよい。

【００５４】

【発明の効果】請求項１，２に記載の本発明によれば、
高温再生器の加熱源として供給される蒸気の圧力が、二
重効用冷房運転を行うことができないほどに低下して
も、その低い圧力の蒸気で単効用冷房運転を行うことが
でき、蒸気を有効に利用することができる。

【００５５】請求項３，４に記載の本発明によれば、高
温再生器の加熱源として供給される蒸気の圧力が、二重
効用冷房運転を行うことができないほどに低下しても、
その低い圧力の蒸気で単効用冷房運転を行うことがで
き、さらに、単効用冷房運転を行うことができないほど
に低下しても稀釈運転モードで運転することができるか
ら、蒸気を有効に利用することができるとともに、イニ
シャルコストを増大させることなく吸収溶液の晶析を避
けることができる。

【００５６】請求項５，６に記載の本発明によれば、請
求項３，４に記載の発明による効果に加え、単効用運転
の際、分離器から凝縮器に冷媒蒸気を導く管路の流路断
面積が大きくすることができ、分離器の圧力が低くても
十分な量の冷媒蒸気を凝縮器に送って液冷媒とし、冷却
能力を確保することが容易になる。

【００５７】請求項７，８に記載の本発明によれば、高
温再生器内の吸収溶液温度に基づいて、溶液バイパス弁
や冷媒蒸気バイパス弁の開閉が制御されるので、制御の
精度をあげることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である蒸気焚き吸収冷温
水機を示す系統図である。

【図２】本発明の第２の実施例である蒸気焚き吸収冷温
水機を示す系統図である。

【図３】本発明の第３の実施例である蒸気焚き吸収冷温
水機を示す系統図である。

【図４】本発明の第４の実施例である蒸気焚き吸収冷温
水機を示す系統図である。

【図５】本発明の第５の実施例である蒸気焚き吸収冷温
水機を示す系統図である。

【図６】本発明の第６の実施例である蒸気焚き吸収冷温
水機を示す系統図である。

【図７】本発明の第７の実施例である蒸気焚き吸収冷温
水機を示す系統図である。

【図８】本発明の実施例を示す手順図である。

【図９】従来技術の例を示す系統図である。

【符号の説明】

１０ 高温再生器 １１ 溶液バイ
パス弁Ａ １２ 希溶液バイパス管 １３ 溶液バイ
パス弁Ｂ １４ 上昇管 １５ 濃溶液バ
イパス管 １６ 分離器 １７ 圧力検出
器 １８ コントローラ １９ 温度検出
器 ２０ 中間濃溶液管 ２１ 冷媒制御
弁 ２２ 低温再生器 ２３ 冷媒蒸気
コイル ２６ 凝縮器 ３０ 液冷媒管 ３４ 蒸発器 ３５ 蒸発コイ
ル ３６ 高温溶液熱交換器 ３８ 中間濃溶
液管 ４０，４１ 濃溶液管 ４２ 低温溶液
熱交換器 ４３ 冷媒蒸気バイパス弁 ４４ 吸収器 ４５ 冷媒蒸気バイパス回路 ４６ 濃溶液分
配器 ４８ 冷却水コイル（冷却水伝熱面） ５２ 希溶液吸
入管 ５３Ａ，Ｂ，Ｃ 希溶液送液管 ５４ 溶液循環
ポンプ ５６ 暖冷房切換弁 ６６ 排熱熱交
換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−134175（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−31264（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−21256（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 15/00 306 F25B 15/00 303 F25B 15/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温再生器と、分離器と、低温再生器
   と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器と、前記分離器に中間
   濃溶液管を介して加熱流体入り側を接続させた高温溶液
   熱交換器と、この高温溶液熱交換器の加熱流体出側と前
   記低温再生器を接続する中間濃溶液管と、前記低温再生
   器に濃溶液管を介して加熱流体入り側を接続させた低温
   溶液熱交換器と、この低温溶液熱交換器の加熱流体出側
   と前記吸収器を接続した濃溶液管と、前記吸収器の希溶
   液を前記低温溶液熱交換器及び高温溶液熱交換器の被加
   熱流体側を経て前記高温再生器に送りこむ溶液循環ポン
   プと、を含んでなる蒸気焚き吸収冷温水機において、前
   記分離器で分離された中間濃溶液を低温再生器をバイパ
   スして吸収器に導く第１のバイパス回路と、この第１の
   バイパス回路に設けた溶液バイパス弁Ａを高温再生器に
   供給される蒸気の圧力の高低に応じて開閉する制御手段
   とを設けたことを特徴とする蒸気焚き吸収冷温水機。
2. 【請求項２】 前記第１のバイパス回路が、高温溶液熱
   交換器の加熱流体入り側と低温溶液熱交換器の加熱流体
   入り側を接続するもの、高温溶液熱交換器の加熱流体入
   り側と低温溶液熱交換器の加熱流体出側を接続するも
   の、高温溶液熱交換器の加熱流体出側と低温溶液熱交換
   器の加熱流体入り側を接続するもの、，高温溶液熱交換
   器の加熱流体出側と低温溶液熱交換器の加熱流体出側を
   接続するもののうちのいずれかであることを特徴とする
   請求項１に記載の蒸気焚き吸収冷温水機。
3. 【請求項３】 前記第１のバイパス回路に加え、低温溶
   液熱交換器の加熱流体出側と前記吸収器を接続する濃溶
   液管と蒸発器底部もしくは吸収器の底部を溶液バイパス
   弁Ｂを介して接続する第２のバイパス回路を設け、前記
   制御手段を高温再生器に供給される蒸気の圧力の高低に
   応じて前記溶液バイパス弁Ａ，Ｂを開閉するものとした
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の蒸気焚き吸
   収冷温水機。
4. 【請求項４】 前記第１のバイパス回路に加え、低温溶
   液熱交換器の加熱流体出側と溶液循環ポンプの吸入側を
   溶液バイパス弁Ｂを介して連通する第２のバイパス回路
   を設け、前記制御手段を高温再生器に供給される蒸気の
   圧力の高低に応じて前記溶液バイパス弁Ａ，Ｂを開閉す
   るものとしたことを特徴とする請求項１または２に記載
   の蒸気焚き吸収冷温水機。
5. 【請求項５】 前記第１，第２のバイパス回路に加え、
   前記分離器の気相部と前記凝縮器を冷媒蒸気バイパス弁
   を介して連通する冷媒蒸気バイパス回路を設け、前記制
   御手段を高温再生器に供給される蒸気の圧力の高低に応
   じて前記溶液バイパス弁Ａ，Ｂ及び冷媒蒸気バイパス弁
   を開閉するものとしたことを特徴とする請求項３または
   ４に記載の蒸気焚き吸収冷温水機。
6. 【請求項６】 低温再生器に内装された冷媒蒸気コイル
   に、該冷媒蒸気コイル内を流れる冷媒の温度に応じて流
   路断面積が変更される冷媒制御弁が設けられていること
   を特徴とする請求項３または４に記載の蒸気焚き吸収冷
   温水機。
7. 【請求項７】 制御手段が、高温再生器に供給される蒸
   気の圧力の高低に代えて、高温再生器内の吸収溶液の温
   度の高低に応じて溶液バイパス弁Ａ，Ｂ及び冷媒蒸気バ
   イパス弁の開閉を制御するものであることを特徴とする
   請求項１乃至４のいずれかに記載の蒸気焚き吸収冷温水
   機。
8. 【請求項８】 制御手段が、高温再生器に供給される蒸
   気の圧力の高低に代えて、高温再生器内の吸収溶液の温
   度の高低に応じて溶液バイパス弁Ａ，Ｂ及び冷媒蒸気バ
   イパス弁の開閉を制御するものであることを特徴とする
   請求項５または６に記載の蒸気焚き吸収冷温水機。
9. 【請求項９】 高温再生器と、分離器と、低温再生器
   と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器と、前記分離器に中間
   濃溶液管を介して加熱流体入り側を接続させた高温溶液
   熱交換器と、この高温溶液熱交換器の加熱流体出側と前
   記低温再生器を接続する中間濃溶液管と、前記低温再生
   器に濃溶液管を介して加熱流体入り側を接続させた低温
   溶液熱交換器と、この低温溶液熱交換器の加熱流体出側
   と前記吸収器を接続する濃溶液管と、前記吸収器の希溶
   液を前記低温溶液熱交換器及び高温溶液熱交換器の被加
   熱流体側を経て前記高温再生器に送りこむ溶液循環ポン
   プと、を含んでなる蒸気焚き吸収冷温水機を制御する制
   御方法において、高温再生器に供給される蒸気の圧力を
   検出する手順と、検出した圧力が予め設定された第１の
   圧力値未満で第２の圧力値以上のとき、前記分離器で分
   離された中間濃溶液を、低温再生器をバイパスして吸収
   器に内装された冷却水伝熱面に導く手順と、検出した圧
   力が予め設定された前記第２の圧力値未満のとき、前記
   分離器で分離された中間濃溶液を、低温再生器及び前記
   冷却水伝熱面をバイパスして溶液循環ポンプに導く手順
   と、を有してなることを特徴とする蒸気焚き吸収冷温水
   機の制御方法。