JP3281228B2 - 吸収式冷温水ユニット - Google Patents

吸収式冷温水ユニット

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JP3281228B2
JP3281228B2 JP26339395A JP26339395A JP3281228B2 JP 3281228 B2 JP3281228 B2 JP 3281228B2 JP 26339395 A JP26339395 A JP 26339395A JP 26339395 A JP26339395 A JP 26339395A JP 3281228 B2 JP3281228 B2 JP 3281228B2
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cooling
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cooling water
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俊英 吉村
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02B30/62Absorption based systems

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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は吸収式冷温水ユニッ
トに係り、特に、冷房、暖房スイッチ切替操作が可能な
吸収式冷温水ユニットに関するもので、一般空調用に利
用される。
【0002】
【従来の技術】始めに、従来の自動冷暖切替機能付き吸
収式冷温水ユニット(以下単に吸収式冷温水ユニットと
いう)の構成と作用を説明する。図2は、従来の一般的
な吸収式冷温水ユニットのサイクル系統図である。図2
において、1は高温再生器、2は低温再生器、3は凝縮
器、4は蒸発器、5は吸収器、8は溶液ポンプ、9は低
温溶液熱交換器、10は高温溶液熱交換器、7,11,
12は希溶液配管、13,14,15は濃溶液配管、1
6は、蒸発器4内に伝熱管4aを構成する負荷側の冷温
水配管に係る冷温水戻り管、17は負荷側の冷温水配管
に備えた冷温水ポンプ、18は、冷媒スプレー配管19
に備えた冷媒スプレーポンプ、20aは低温再生器2か
ら凝縮器3へ通じる冷媒配管、20bは凝縮器3から蒸
発器4へ通じる冷媒液配管である。
【0003】また、21はクーリングタワー、22は、
クーリングタワー21で放熱した冷却水を、吸収器5お
よび凝縮器3に循環させる冷却水系統配管に係る冷却水
配管である。冷却水配管22は、冷却水循環ポンプ23
を備え、吸収器5内では伝熱管5aを構成し、凝縮器3
内では伝熱管3aを構成し、冷却水戻り配管25を経て
クーリングタワー21の散水手段21aに至る。
【0004】さらに、31は、高温再生器1と蒸発器4
とを結ぶ冷媒蒸気配管30に具備された冷暖切替自動
弁、32は、蒸発器4における冷媒スプレー配管19か
ら分岐し吸収器5に通じる分岐管19aに具備された冷
暖切替自動弁、33は、冷却水戻り配管25の最高部に
具備された空気抜き自動弁、34は、クーリングタワー
21に冷却水を供給する冷却水給水自動弁に係るボール
タップ弁、35は、冷却水配管21に設けた排水自動弁
である。
【0005】このような吸収式冷温水ユニットの運転動
作を説明する。まず、冷房運転サイクルは次のようにな
っている。冷房運転時には、切替操作電気信号により冷
暖切替自動弁31,32は閉じられている。また、冷却
水配管22の排水自動弁35、冷却水戻り配管25の空
気抜き自動弁33は共に閉、ボールタップ弁34は開の
状態で、冷却水配管22内は冷却水が満たされている。
【0006】さて、吸収器5で冷媒(水)により希釈さ
れた希溶液は、希溶液配管7、溶液ポンプ8によって低
温溶液熱交換器9、高温溶液熱交換器10を経て、希溶
液配管11から高温再生器1へ送り込まれ、そこで加熱
されて冷媒が蒸発し溶液は濃縮される。また、低温溶液
熱交換器9の出口から分岐して希溶液配管12で低温再
生器2へ送り込まれた希溶液は、高温再生器1から発生
し冷媒蒸気管6で送給されたた冷媒蒸気と伝熱管2aで
熱交換して、二次冷媒蒸気を発生し溶液は濃縮される。
高温再生器1で濃縮された濃溶液は、濃溶液配管13、
高温溶液熱交換器10を経て、低温再生器12で濃縮さ
れた濃溶液配管14の溶液と共に低温溶液熱交換器9を
通過し、これら溶液熱交換器9,10で顕熱を希溶液に
与えたのち濃溶液スプレー配管15を経て吸収器5内に
散布される。
【0007】一方、高温再生器1および低温再生器2で
発生した冷媒蒸気の各々は、低温再生器2および凝縮器
3で凝縮され、冷媒液となって液冷媒配管20bを経て
蒸発器4内に流入する。ここで、冷媒は冷媒スプレーポ
ンプ18、冷媒スプレー配管19によって蒸発器4内に
散布され、冷温水戻り管16内の冷温水から蒸発熱を得
て蒸発し、蒸発器4と吸収器5とを連絡する蒸気通路を
経て吸収器5内の散布濃溶液に吸収される。吸収器5で
発生した冷媒の凝縮熱は、伝熱管5aで熱交換し冷却水
配管22を循環する冷却水によって取り除かれる。
【0008】冷却水は、吸収器5を経て前述の凝縮器3
を循環し、伝熱管3aで熱交換し低温再生器2で発生し
た冷媒蒸気の凝縮熱を奪ったのち、冷却水戻り配管25
を経てクーリングタワー21に戻る。クーリングタワー
21で、これらの凝縮熱を外気に放出し冷却される。こ
の冷却水の循環は冷却水循環ポンプ23により行なわれ
る。この冷却水循環ポンプ23の吐出側には逆止弁24
が設置されているため、冷房運転モ−ドで冷温水ユニッ
トが停止し、冷却水循環ポンプ23が止まっても逆止弁
24の2次側の冷却水がクーリングタワー21に逆流す
ることはない。
【0009】次に、暖房運転サイクルのときは、冷暖切
替自動弁31,32は開とされる。冷却水系のボールタ
ップ弁34は閉とされ、冷却水配管22の排水自動弁3
5を開にして冷却水を排水完了したのちは閉にされる。
凝縮器3からクーリングタワー21へ戻る冷却水戻り配
管25の最上部の空気抜き自動弁33は閉にされる。さ
て、高温再生器1で発生した冷媒蒸気は、低温再生器2
を経ずに、冷媒蒸気配管30、冷暖切替自動弁31を経
由して、蒸発器14内に流入し、負荷側に通じる冷温水
戻り管16への冷温水を加熱し、冷媒は凝縮される。凝
縮した冷媒液は冷媒スプレーポンプ19で冷暖切替自動
弁32、冷媒分岐管19aを経て吸収器5に送り込ま
れ、そこで高温再生器1および低温再生器2から送られ
吸収器5内で散布された濃溶液を希釈して希溶液とし、
再び溶液ポンプ8で高温再生器1および低温再生器2へ
送られる。
【0010】この暖房運転サイクルでは、冷却水循環ポ
ンプ23は停止されており、吸収器5、凝縮器3では熱
交換は行われず、クーリングタワー21の動作も停止し
たままである。なお、自動抽気装置40は、大気圧以下
に保持された機内の不凝縮ガスの排出を行うもので、主
として暖房から冷房サイクルへの切替時や、冷房サイク
ルのときに連続的にまたは定期的に動作して冷房能力の
低下を防止する。この種の吸収式冷温水ユニットとして
は、例えば特開平6−159847号公報記載の技術が
知られている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このような吸収式冷温
水ユニットでは、暖房から冷房への切替時は、冷却水系
統の配管と、凝縮器,吸収器の伝熱管内および凝縮器,
吸収器の水室内には、冷却水がほとんどなく、クーリン
グタワー21内にしか冷却水がないため、冷房起動時の
冷却水循環ポンプ23の空運転防止のため、クーリング
タワー21内の水槽をかなり大きくする必要があつた。
【0012】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、冷房起動時の冷却水ポンプの
空運転を防止するとともに、クーリングタワーの水槽を
小さくすることにより、軽量で省スペースな吸収式冷温
水ユニットを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る吸収式冷温水ユニツトの構成は、希溶
液を加熱して濃縮し冷媒蒸気を分離させる再生器と、こ
の再生器で発生した冷媒蒸気を液化させる凝縮器と、そ
の冷媒液を負荷側の冷温水管と熱交換させて冷媒を蒸発
させる蒸発器と、この蒸発器で生じた冷媒蒸気を、前記
再生器から送給された濃溶液に吸収させる吸収器と、こ
れら各機器を作動的に接続する配管系とを備えるととも
に、クーリングタワーを備え、このクーリングタワーで
放熱した冷却水を、前記吸収器および凝縮器に循環させ
る冷却水系統配管を備え、冷房または暖房運転モードを
外部からの信号により切替操作可能とした吸収式冷温水
ユニットにおいて、暖房運転モードから冷房運転モード
への切替時に、一定時間クーリングタワー内の水張りを
行なったのち、冷却水ポンプを運転し、前記クーリング
タワー内の水位が所定値以下になった場合は、前記冷却
水ポンプを停止し、再度前記クーリングタワー内の水張
りを実施する制御手段を有するものである。特に、凝縮
器からクーリングタワーに戻る冷却水配管に空気抜き弁
手段を有しないものである。
【0014】本発明を開発した考え方および上記技術的
手段による働きを次に述べる。暖房運転から冷房運転へ
の切替時、冷却水ポンプの空運転を防止するため、従来
は、クーリングタワー内の水槽をかなり大きくして対応
していた。本発明では、暖房モードから冷房モードへの
切替時、クーリングタワー内の水張り確認のため一定時
間(T1)の間クーリングタワー水位検出スイッチによ
り水位を確認する。一定時間(T1)経過後、冷却水ポ
ンプを一定時間(T2)の間運転する。
【0015】一定時間(T2)の間にクーリングタワー
水位検出スイッチにより水位が所定値以下になったこと
を検知した場合、冷却水ポンプを一旦停止し、クーリン
グタワー内の水張りのため冷却水自動給水弁から一定時
間(T1)の間クーリングタワーに冷却水を補給する。
一定時間(T1)冷却水を補給したのち、再度一定時間
(T2)の間冷却水ポンプを運転する。これらの動作を
繰返し行い、一定時間(T2)の間クーリングタワー内
の水位が所定値以上を確保した状態で冷却水ポンプを連
続運転すれば、冷温水ユニットが運転できる状態が確認
されるので、冷却水ポンプを停止し、冷温水ユニットに
運転指令が入力され、正常冷房運転となる。
【0016】以上の制御により、クーリングタワーの保
有水量が少ない場合であっても冷却水循環ポンプは空運
転することはない。また、クーリングタワーの保有水量
が少なくてすむため、クーリングタワー水槽を小さくす
ることによつて軽量化および省スペース化を図ることが
できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図1を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係
る吸収式冷温水ユニツトのサイクル系統図である。図1
において、図2と同一符号のものは従来技術と同等機器
であるから、その作用説明の詳細を省略する。
【0018】図1に示す吸収式冷温水ユニツトは、希溶
液を加熱して濃縮し冷媒蒸気を分離させる高温再生器
1,低温再生器2と、これらの再生器1,2で発生した
冷媒蒸気を液化させる凝縮器3と、その冷媒液を負荷側
の冷温水管16と熱交換させて冷媒を蒸発させる蒸発器
4と、この蒸発器4で生じた冷媒蒸気を、前記再生器
1,2から送給された濃溶液に吸収させる吸収器5と、
これら各機器を作動的に接続する配管系とを備えるとと
もに、クーリングタワー21を備え、このクーリングタ
ワー21で放熱した冷却水を、前記吸収器5および凝縮
器3に循環させる冷却水系統配管を備え、冷房または暖
房運転モードを外部からの信号により切替操作可能とし
たものである。
【0019】本実施形態の吸収式冷温水ユニツトでは、
冷却水給水自動弁としてボールタップ弁34が採用され
ている。冷却水戻り配管25には空気抜き自動弁を備え
ていない。そして、冷却水戻り配管25は、一旦、クー
リングタワー21内の冷却水水面近くまで立ち下げてか
ら、凝縮器3および吸収器5の各水室3b,5bより上
に立ち上げてU字管26を形成してクーリングタワーの
散水手段21aに接続している。また、冷却水配管22
の排水自動弁35は、冷却水循環ポンプ23の吐出側の
逆止弁24の後流部で、冷却水系統配管の最下部に設け
られている。
【0020】クーリングタワー21への給水は、ボール
タップ弁34によって行なわれ、クーリングタワー21
の貯槽の水位は常に一定になるように制御される。こう
して、クーリングタワー21の貯槽内は常に満水の状態
に維持される。本発明の実施の形態例では、暖房運転モ
ードから冷房運転モードへの切替時に、ク−リングタワ
−21内の水張りを確認するため一定時間(T1)の間
クーリングタワー水位検出スイッチ36により水位を確
認する。一定時間(T1)経過後、冷却水循環ポンプ2
3を一定時間(T2)の間運転する。
【0021】一定時間(T2)の間にクーリングタワー
水位検出スイッチ36により検知される水位が所定値以
下になった場合、冷却水循環ポンプ23を一旦停止し、
クーリングタワー21内の水張りのためボールタップ弁
34により一定時間(T1)の間クーリングタワー21
に冷却水を補給する。一定時間(T1)の間冷却水を補
給したのち、再度一定時間(T2)の間冷却水循環ポン
プ23を運転する。これらの動作を繰返し行い、一定時
間(T2)の間クーリングタワー21内の水位が所定値
以上を確保した状態で冷却水循環ポンプ23を連続運転
すれば、冷温水ユニットが運転できる状態が確認できる
ので、冷却水循環ポンプ23を停止し、冷温水ユニット
に運転指令が入力され、正常冷房運転となる。
【0022】以上、本実施例によれば、暖房運転から冷
房運転への切替時、冷却水循環ポンプ23の空運転を防
止できる。また、クーリングタワー21内の水槽を小さ
くできるので、クーリングタワー21が軽量で省スペー
スな吸収式冷温水ユニットが提供される。
【0023】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、冷房起動時の冷却水ポンプの空運転を防止すると
ともに、クーリングタワーの水槽を小さくすることによ
り、軽量で省スペースな吸収式冷温水ユニットを提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る吸収式冷温水ユニツ
トのサイクル系統図である。
【図2】従来の一般的な吸収式冷温水ユニットのサイク
ル系統図である。
【符号の説明】
1…高温再生器、2…低温再生器、3…凝縮器、4…蒸
発器、5…吸収器、8…溶液ポンプ、9…低温溶液熱交
換器、10…高温溶液熱交換器、16…冷温水戻り管、
18…冷媒スプレーポンプ、21…クーリングタワー、
22…冷却水配管、23…冷却水循環ポンプ、25…冷
却水戻り配管、31,32…冷暖切替自動弁、34…ボ
ールタップ弁、35…排水自動弁、36…水位検出スイ
ッチ。
───────────────────────────────────────────────────── 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 F25B 15/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 希溶液を加熱して濃縮し冷媒蒸気を分離
    させる再生器と、この再生器で発生した冷媒蒸気を液化
    させる凝縮器と、その冷媒液を負荷側の冷温水管と熱交
    換させて冷媒を蒸発させる蒸発器と、この蒸発器で生じ
    た冷媒蒸気を、前記再生器から送給された濃溶液に吸収
    させる吸収器と、これら各機器を作動的に接続する配管
    系とを備えるとともに、 クーリングタワーを備え、このクーリングタワーで放熱
    した冷却水を、前記吸収器および凝縮器に循環させる冷
    却水系統配管に冷却水循環ポンプと、冷却水系統配管の
    最下部に排水弁とを備え、 冷房または暖房運転モードを外部からの信号により切替
    操作可能とした吸収式冷温水ユニットにおいて、前記クーリングタワー内へ給水し、貯槽の水位が一定に
    なるように制御するボールタップ弁と、 前記貯槽の水位が所定値以下の水位になったことを検出
    する水位検出スイッチとを設け、 暖房運転モードから冷房運転モードへの切替時に、一定
    時間クーリングタワー内の水張りを行なったのち、冷却
    循環ポンプを運転し、前記クーリングタワー内の水位
    が所定値以下になった場合は、前記冷却水循環ポンプを
    停止し、再度前記クーリングタワー内の水張りを実施す
    る制御手段を有することを特徴とする吸収式冷温水ユニ
    ット。
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