JP3322994B2

JP3322994B2 - 吸収式空調装置

Info

Publication number: JP3322994B2
Application number: JP15731594A
Authority: JP
Inventors: 寿洋佐藤; 茂吉村; 薫河本; 慎介高橋
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Rinnai Corp
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Rinnai Corp
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1994-07-08
Publication date: 2002-09-09
Anticipated expiration: 2017-09-09
Also published as: JPH0829006A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸収式冷凍サイクルを
用いて室内の冷房および暖房を行う吸収式空調装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】吸収式冷凍サイクルの基本的な構成は、
吸収液を加熱し、吸収液の一部を気化させる再生器と、
この再生器で発生した気化冷媒を冷却して液化する凝縮
器と、この凝縮器で液化した液化冷媒を低圧下で蒸発さ
せる蒸発器と、この蒸発器で蒸発した気化冷媒を吸収液
に吸収させる吸収器とから構成され、吸収器で気化冷媒
を吸収した吸収液は、溶液ポンプによって再生器へ送ら
れる。そして、蒸発器で冷媒が蒸発する際、蒸発器から
熱媒体回路を介して室内熱交換器へ送られる熱媒体（水
等）から潜熱を奪う。そして、熱が奪われて冷却された
熱媒体は、室内熱交換器に送られて室内空気と熱交換
し、室内を冷房する。なお、室内熱交換器で室内空気と
熱交換した熱媒体は、熱媒体回路を介して再び蒸発器へ
導かれる。

【０００３】逆に、暖房運転を行う場合は、再生器で加
熱された熱い吸収液を蒸発器へ導き、室内熱交換器へ送
られる熱媒体を、熱い吸収液で加熱する。そして、吸収
器によって加熱された熱媒体は、室内熱交換器で室内空
気と熱交換し、室内を暖房する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】暖房運転時は、再生器
の熱い吸収液が、蒸発器および吸収器に供給されるた
め、蒸発器内および吸収器内の圧力は、冷房運転時に比
較して高い圧力となる。しかし、吸収式冷凍サイクル全
体における内部圧力は、低く設定されているため、吸収
容器から溶液ポンプに吸引される吸収液は、沸騰し易い
状態にある。そして、室内が高い負荷状態にあるとき、
低い温度の熱媒体が、室内熱交換器から蒸発器に供給さ
れると、蒸発器内および吸収器内が冷却されて圧力が低
下する場合がある。吸収器内の圧力が低下すると、吸収
器内の吸収液の沸点が低くなって吸収液が沸騰し、溶液
ポンプがキャビテーションを発生する場合がある。溶液
ポンプがキャビテーションを発生すると、溶液ポンプの
耐久性が劣化する可能性が大きく、また、キャビテーシ
ョンが連続すると、再生器への吸収液の供給量が不足
し、再生器の過熱状態が生じるため、暖房運転時、溶液
ポンプがキャビテーションを発生した場合、キャビテー
ションを回避する技術が望まれている。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、暖房運転時、溶液ポンプがキャビ
テーションを発生した場合、キャビテーションを回避し
て、溶液ポンプの耐久性を向上させた吸収式空調装置の
提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の吸収式空調装置
は、上記の目的を達成するために、次の技術的手段を採
用した。〔請求項１の手段〕吸収式空調装置は、吸収液を加熱さ
せる加熱手段と、この加熱手段で吸収液を加熱すること
によって吸収液の一部を気化させる再生器、この再生器
で発生した気化冷媒を冷却して液化する凝縮器、この凝
縮器で液化した液化冷媒を低圧下で蒸発させる蒸発器、
この蒸発器で蒸発した気化冷媒を吸収液に吸収させる吸
収器、この吸収器内の吸収液を前記再生器へ圧送する溶
液ポンプを具備する吸収式冷凍サイクルと、室内に設置
され、室内空気と熱媒体とを熱交換する室内熱交換器、
前記蒸発器で液化冷媒が蒸発する際に蒸発潜熱が奪われ
て冷却された熱媒体を、前記室内熱交換器へ導くととも
に、前記室内熱交換器で室内空気と熱交換された熱媒体
を再び前記蒸発器へ導く熱媒体回路、この熱媒体回路に
設けられ、熱媒体を循環させる熱媒体ポンプを備えた室
内空調手段とを備え、前記加熱手段によって加熱された
吸収液を前記蒸発器へ導き、この蒸発器から前記室内熱
交換器へ供給される熱媒体を加熱することによって、室
内を暖房する暖房運転が可能に設けられている。

【０００７】そして、この吸収式空調装置は、暖房運転
時、前記吸収器内の吸収液の沸騰による前記溶液ポンプ
のキャビテーションの発生を検出する空洞現象検出手段
と、この空洞現象検出手段がキャビテーションの発生を
検出した際、前記熱媒体ポンプを制御して、前記熱媒体
回路を流れる熱媒体の流量を低下させる空洞現象回避手
段とを備える。

【０００８】〔請求項２の手段〕請求項１の吸収式空調
装置において、前記空洞現象検出手段は、前記溶液ポン
プの回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、この
回転速度検出手段によって検出された前記溶液ポンプの
回転速度が、目標回転速度よりも所定量上昇した際、キ
ャビテーションの発生を検出する。

【０００９】〔請求項３の手段〕請求項１の吸収式空調
装置において、前記空洞現象回避手段は、前記空洞現象
検出手段がキャビテーションの発生を検出した際、前記
熱媒体ポンプを停止させる。

【００１０】

【作用および発明の効果】

〔請求項１の作用〕暖房運転中は、加熱手段で加熱され
た高温の吸収液が、再生器から蒸発器に導かれ、高温の
吸収液が蒸発器を通過する熱媒体を加熱する。そして、
加熱された熱媒体は、室内の室内熱交換器で室内空気を
加熱し、室内を暖房する。一方、熱媒体を加熱した吸収
液は、吸収器から溶液ポンプに吸引され、再生器に圧送
される。

【００１１】室内熱交換器における負荷の増大による蒸
発器の熱媒体の温度低下によって蒸発器内の温度が低下
し、蒸発器内の圧力低下が生じて沸点が低下し、溶液ポ
ンプがキャビテーションを発生した場合、空洞現象検出
手段が、キャビテーションの発生を検出する。空洞現象
検出手段が、キャビテーションの発生を検出すると、空
洞現象回避手段が、熱媒体ポンプを制御し、熱媒体の流
量を低下させる（熱媒体ポンプの停止も含む）。する
と、蒸発器に供給される熱媒体の流量が低下し、蒸発器
内の温度が上昇する。すると、蒸発器内および吸収器内
の圧力が上昇し、吸収器内における吸収液の沸騰が停止
する。この結果、溶液ポンプのキャビテーションが回避
される。なお、キャビテーションが繰り返し発生する場
合は、上記の作動を繰り返し行う。そして、室内が温ま
ると、蒸発器に供給される熱媒体の温度が高くなるた
め、キャビテーションの発生が抑えられる。

【００１２】〔請求項１の効果〕本発明の吸収式空調装
置は、上記作用で示したように、溶液ポンプがキャビテ
ーションを発生すると、キャビテーションの発生を空洞
現象検出手段が検出し、空洞現象回避手段の作動によっ
て吸収器内の圧力を上げてキャビテーションの発生を回
避するため、キャビテーションが発生している時間が、
従来より大幅に短くなる。この結果、キャビテーション
による溶液ポンプの耐久性の劣化を抑えることができ
る。

【００１３】〔請求項２の作用および効果〕空洞現象検
出手段は、暖房運転中、回転速度検出手段による溶液ポ
ンプの回転速度が、目標回転速度よりも所定量上昇する
と、キャビテーションにより溶液ポンプの負荷が小さく
なって回転速度が上昇したと判断して、キャビテーショ
ンの発生を検出する。溶液ポンプの回転速度は、特に冷
房時において加熱手段によって加熱された吸収液の温度
に対応させることが望ましい。このため、溶液ポンプの
回転速度を制御するべく、溶液ポンプに回転速度検出手
段を設けた場合、この回転速度検出手段を利用してキャ
ビテーションの発生を検出できる。この結果、キャビテ
ーションの発生を検出する専用のセンサを新たに設ける
必要がなく、吸収式空調装置のコストを低く抑えること
ができる。

【００１４】〔請求項３の作用および効果〕空洞現象検
出手段がキャビテーションの発生を検出した際、空洞現
象回避手段が熱媒体ポンプを停止させる。熱媒体ポンプ
を停止させた場合、熱媒体ポンプを低速作動させる場合
よりも、蒸発器内の温度が早く上昇する。このため、蒸
発器内および吸収器内の圧力も素早く上昇し、吸収器の
吸収液の沸騰が素早く停止する。つまり、熱媒体ポンプ
を停止させることにより、キャビテーションの発生を素
早く回避することができる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の吸収式空調装置を、図に示す
実施例に基づき説明する。〔実施例の構成〕図１および図２は実施例を示すもの
で、図１は室内の空調を行う２重効用型の吸収式冷凍サ
イクルを用いた吸収式空調装置の概略構成図である。本
実施例の吸収式空調装置１は、大別して、吸収液（本実
施例では臭化リチウム水溶液）を加熱する加熱手段２
と、２重効用型の吸収式冷凍サイクル３と、吸収式冷凍
サイクル３で冷却または加熱された冷温水（本発明の熱
媒体で、本実施例では水）で室内を空調する室内空調手
段４と、吸収式冷凍サイクル３内で主に気化冷媒（本実
施例では水蒸気）を冷やすために用いられる冷却水を冷
却する冷却水冷却手段５と、搭載された各電気機能部品
を制御する制御装置６とから構成される。

【００１６】〔加熱手段２の説明〕本実施例の加熱手段
２は、燃料であるガスを燃焼して熱を発生させ、発生し
た熱によって吸収液を加熱するガス燃焼装置で、ガスの
燃焼を行うガスバーナ１１、このガスバーナ１１へガス
の供給を行うガス供給手段１２、ガスバーナ１１へ燃焼
用の空気を供給する燃焼ファン１３等から構成される。
そして、ガスバーナ１１のガス燃焼で得られた熱で、吸
収式冷凍サイクル３の沸騰器１４を加熱し、沸騰器１４
内の低濃度吸収液を加熱するように設けられている。

【００１７】〔吸収式冷凍サイクル３の説明〕吸収式冷
凍サイクル３は、加熱手段２によって加熱される沸騰器
１４を備え、この沸騰器１４内の低濃度吸収液が加熱さ
れることによって低濃度吸収液に含まれる冷媒（水）を
気化（蒸発）させ、低濃度吸収液を中濃度吸収液にする
高温再生器１５と、この高温再生器１５内の気化冷媒の
凝縮熱を利用して中濃度吸収液を加熱し、中濃度吸収液
に含まれる冷媒を気化させて中濃度吸収液を高濃度吸収
液にする低温再生器１６と、高温再生器１５および低温
再生器１６からの気化冷媒（水蒸気）を冷却して液化す
る凝縮器１７と、この凝縮器１７で液化した液化冷媒
（水）を真空に近い圧力下で蒸発させる蒸発器１８と、
この蒸発器１８で蒸発した気化冷媒を低温再生器１６で
得られた高濃度吸収液に吸収させる吸収器１９とから構
成される。

【００１８】〔高温再生器１５の説明〕高温再生器１５
は、上述のように、加熱手段２によって低濃度吸収液を
加熱する沸騰器１４を備える。この沸騰器１４で沸騰し
た低濃度吸収液は、沸騰器１４から上方へ延びる吹出筒
２１から、円筒容器形状の高温再生容器２２内に吹き出
す。この高温再生容器２２内に吹き出された高温の低濃
度吸収液は、気液分離用のバッフル２３に衝突する。そ
して、高温再生容器２２内に吹き出された低濃度吸収液
は、一部蒸発して気化冷媒になり、残りが吹出筒２１の
周囲に滴下して中濃度吸収液になる。なお、気化冷媒
は、高温再生容器２２の壁によって低温再生器１６内の
中濃度吸収液の蒸発時の気化熱として熱が奪われて冷却
され、液化冷媒（水）になる。

【００１９】高温再生容器２２内には、液化冷媒（水）
と、中濃度吸収液とを分離するために、吹出筒２１と高
温再生容器２２との間に仕切筒２４が設けられている。
そして、高温再生容器２２で冷却されて液化し、仕切筒
２４の外側に分離された液化冷媒（水）は下部に接続さ
れた液冷媒管２５を通って凝縮器１７に供給される。ま
た、仕切筒２４の内側と吹出筒２１との間に分離された
中濃度吸収液は下部に接続された中液管２６を通って低
温再生器１６に供給される。なお、中液管２６には、オ
リフィス等の絞り手段２７が設けられている。この絞り
手段２７は、後述する冷暖切替弁５５が閉じられると、
高温再生器１５と低温再生器１６との圧力差を保った状
態で中濃度吸収液を流し、冷暖切替弁５５が開かれると
中濃度吸収液を殆ど流さない。

【００２０】〔低温再生器１６の説明〕低温再生器１６
は、高温再生容器２２を覆う筒状容器形状の低温再生容
器３１を備え、中液管２６を通って供給される中濃度吸
収液を高温再生容器２２の天井部分に向けて注入するも
のである。低温再生容器３１内の温度は、高温再生容器
２２の温度に比較して低いため、低温再生容器３１内の
圧力は高温再生容器２２の圧力に比較して低い。このた
め、中液管２６から低温再生容器３１内に供給された中
濃度吸収液は蒸発し易い。そして、中濃度吸収液が高温
再生容器２２の天井部分に注入されると、高温再生容器
２２の壁によって中濃度吸収液が加熱され、中濃度吸収
液に含まれる冷媒の一部が蒸発して気化冷媒になり、残
りが高濃度吸収液になる。

【００２１】ここで、低温再生容器３１の上方は、環状
容器形状の凝縮容器３２の上側と、連通部３３により連
通している。このため、低温再生容器３１内で蒸発した
気化冷媒は、連通部３３を通って凝縮容器３２内に供給
される。一方、高濃度吸収液は、低温再生容器３１の下
部に落下し、低温再生容器３１の下部に接続された高液
管３４を通って吸収器１９に供給される。なお、低温再
生容器３１内の上側には、天井板３５が設けられ、この
天井板３５の外周端と低温再生容器３１との間には、気
化冷媒が通過する隙間３６が設けられている。

【００２２】〔凝縮器１７の説明〕凝縮器１７は、環状
容器形状の凝縮容器３２によって覆われている。この凝
縮容器３２の内部には、凝縮容器３２内の気化冷媒を冷
却して液化させる凝縮用熱交換器３７が配置されてい
る。この凝縮用熱交換器３７は、環状のコイルで、内部
には冷却水が流れる。そして、低温再生器１６から凝縮
容器３２内に供給された液化冷媒は、凝縮用熱交換器３
７によって冷却されて液化し、凝縮用熱交換器３７の下
方へ滴下する。

【００２３】一方、凝縮容器３２の下側には、上述の高
温再生器１５から液冷媒管２５を通って冷媒が供給され
る。なお、この供給冷媒は、凝縮容器３２内に供給され
る際に、圧力の違い（凝縮容器３２内は約７０ｍｍＨｇ
の低圧）から、再沸騰し、気化冷媒と液化冷媒とが混合
した状態で供給される。また、凝縮容器３２には、液化
冷媒を蒸発器１８に導く低液供給管３８が接続されてい
る。この低液供給管３８には、凝縮容器３２から蒸発器
１８に供給される液化冷媒の供給量を調節する冷媒弁３
９が設けられている。

【００２４】〔蒸発器１８の説明〕蒸発器１８は、吸収
器１９とともに、凝縮容器３２の下部に設けられるもの
で、低温再生容器３１の周囲に設けられた環状容器形状
の蒸発吸収容器４１によって覆われている。この蒸発吸
収容器４１の内部の外側には、凝縮器１７から供給され
る液化冷媒を蒸発させる蒸発用熱交換器４２が配置され
ている。この蒸発用熱交換器４２は、環状のコイルで、
内部には室内空調手段４に供給される熱媒体（冷温水）
が流れる。そして、凝縮器１７から低液供給管３８を介
して供給された液化冷媒は、蒸発用熱交換器４２の上部
に配置された冷媒散布具４３から蒸発用熱交換器４２の
上に散布される。

【００２５】蒸発吸収容器４１内は、ほぼ真空（例えば
６．５ｍｍＨｇ）に保たれるため、沸点が低く、蒸発用
熱交換器４２に散布された液化冷媒は、大変蒸発しやす
い。そして、蒸発用熱交換器４２に散布された液化冷媒
は、蒸発用熱交換器４２内を流れる熱媒体から気化熱を
奪って蒸発する。この結果、蒸発用熱交換器４２内を流
れる熱媒体が冷却される。そして、冷却された熱媒体
は、室内空調手段４に導かれ、室内を冷房する。

【００２６】〔吸収器１９の説明〕吸収器１９は、上述
のように、蒸発吸収容器４１に覆われる。そして、吸収
器１９は、蒸発吸収容器４１の内部の内側に、高液管３
４から供給される高濃度吸収液を冷却する吸収用熱交換
器４４が配置されている。この吸収用熱交換器４４は、
環状のコイルで、内部には、コイル上に散布された高濃
度吸収液を冷却する冷却水が供給される。なお、吸収用
熱交換器４４を通過した冷却水は、凝縮器１７の凝縮用
熱交換器３７を通過した後、冷却水冷却手段５に導か
れ、冷却される。そして冷却水冷却手段５で冷却された
冷却水は、再び吸収用熱交換器４４に導かれる。

【００２７】一方、吸収用熱交換器４４の上部には、高
液管３４から供給される高濃度吸収液を吸収用熱交換器
４４に散布する吸収液散布具４５が配置される。吸収用
熱交換器４４に散布された高濃度吸収液は、吸収用熱交
換器４４のコイル表面を伝わって上方から下方へ落下す
る間に、蒸発用熱交換器４２において蒸発により生成さ
れた気化冷媒を吸収する。この結果、蒸発吸収容器４１
の底に落下した吸収液は、濃度が薄くなった低濃度吸収
液となる。蒸発吸収容器４１の底には、蒸発吸収容器４
１の底の低濃度吸収液を沸騰器１４に供給するための低
液管４６が接続されている。この低液管４６には、ほぼ
真空状態の蒸発吸収容器４１内から沸騰器１４に向けて
低濃度吸収液を流すために、溶液ポンプ４７が設けられ
ている。

【００２８】〔吸収式冷凍サイクル３における上記以外
の構成部品の説明〕図１に示す符号５１は、高温再生器
１５から低温再生器１６へ流れる中濃度吸収液と、吸収
器１９から沸騰器１４へ流れる低濃度吸収液とを熱交換
する高温熱交換器で、高温再生器１５から低温再生器１
６へ流れる中濃度吸収液を冷却し、逆に吸収器１９から
沸騰器１４へ流れる低濃度吸収液を加熱するものであ
る。また、図１に示す符号５２は、低温再生器１６から
吸収器１９へ流れる高濃度吸収液と、吸収器１９から沸
騰器１４へ流れる低濃度吸収液とを熱交換する低温熱交
換器で、低温再生器１６から吸収器１９へ流れる高濃度
吸収液を冷却し、逆に吸収器１９から沸騰器１４へ流れ
る低濃度吸収液を加熱するものである。

【００２９】また、本実施例の吸収式冷凍サイクル３に
は、上述の作動による冷房運転の他に、暖房運転を行う
ための暖房運転手段５３が設けられている。暖房運転手
段５３は、高温再生器１５から低温再生器１６へ中濃度
吸収液を導く中液管２６の途中から分岐して、温度の高
い吸収液を蒸発器１８および吸収器１９を収納する蒸発
吸収容器４１へ導く暖房管５４と、この暖房管５４を開
閉する冷暖切替弁５５とから構成される。この冷暖切替
弁５５は、暖房運転時に開弁して高温の吸収液を蒸発吸
収容器４１内へ導き、蒸発器１８の蒸発用熱交換器４２
内を流れる冷温水を加熱するものである。

【００３０】〔室内空調手段４の説明〕室内に設置され
た室内熱交換器６１、冷温水を循環させる冷温水回路６
２（本発明の熱媒体回路に相当する）、および熱媒体回
路で熱媒体を循環させる冷温水ポンプ６３（本発明の熱
媒体ポンプに相当）を備える。室内熱交換器６１は、蒸
発器１８を通過した冷温水と室内空気とを熱交換する気
体と液体の熱交換器で、室内熱交換器６１を流れる冷温
水と室内空気とを強制的に熱交換し、熱交換後の空気を
室内に吹き出させるための室内ファン６４を備える。

【００３１】冷温水回路６２は、蒸発器１８を通過した
冷温水を、室内に設置された室内熱交換器６１に導き、
室内空気と熱交換した冷温水を再び蒸発器１８へ導く水
管で、この冷温水回路６２中には、室内熱交換器６１と
冷温水ポンプ６３の他に、冷温水を蓄えて、冷温水回路
６２内に冷温水の補充を行うシスターン６５を備える。
このシスターン６５には、内部へ冷温水（水道水）を供
給する給水管６６が接続されている。この給水管６６に
は、シスターン６５内へ冷温水の供給、停止を行う給水
バルブ６７が設けられている。このシスターン６５に
は、図示しない水位センサを備え、シスターン６５内の
冷却水が低下すると、給水バルブ６７を開いてシスター
ン６５内に冷温水を補充するように設けられている。ま
た、シスターン６５には、オーバーフローした冷温水
を、後述する冷却水タンク７８内へ導くオーバーフロー
水供給手段６８が設けられている。

【００３２】〔冷却水冷却手段５の説明〕冷却水冷却手
段５は、蒸発型の冷却塔７１、冷却水を循環させる冷却
水回路７２、および冷却水回路７２で冷却水を循環させ
る冷却水ポンプ７３を備える。冷却塔７１は、吸収器１
９および凝縮器１７を通過した冷却水を、上方から下方
へ流し、流れている間に外気と熱交換して放熱するとと
もに、流れている間に一部蒸発させて、蒸発時に流れて
いる冷却水から気化熱を奪い、流れている冷却水を冷却
するもので、上方において冷却水を散布する散布部７４
と、冷却水が流れる広い表面積の蒸発部７５と、この蒸
発部７５を通過した冷却水を集める収集部７６とから構
成される。また、この冷却塔７１は、蒸発部７５に空気
流を生じさせ、蒸発部７５における冷却水の蒸発および
冷却を促進する冷却水ファン７７を備える。

【００３３】冷却水回路７２は、吸収器１９および凝縮
器１７を通過して、温度の上昇した冷却水を、冷却塔７
１へ導き、この冷却塔７１で冷却された冷却水を再び吸
収器１９および凝縮器１７へ送る水管で、この冷却水回
路７２中には、冷却塔７１と冷却水ポンプ７３の他に、
冷却水を蓄える冷却水タンク７８を備える。この冷却水
タンク７８は、冷却塔７１の下方で、且つシスターン６
５の下方に設置され、冷却塔７１を通過した冷却水が供
給されるととともに、シスターン６５でオーバーフロー
した水が供給されるように設けられている。冷却水タン
ク７８には、図示しない水位センサを備え、冷却水タン
ク７８内の冷却水が低下すると、給水バルブ６７を開い
てシスターン６５から水を溢れさせ、溢れた水をオーバ
ーフロー水供給手段６８から冷却水タンク７８内へ導
き、冷却水を補充するように設けられている。

【００３４】〔制御装置６の説明〕制御装置６は、上述
の冷媒弁３９、溶液ポンプ４７、冷温水ポンプ６３、室
内ファン６４、冷暖切替弁５５、給水バルブ６７、冷却
水ポンプ７３、冷却水ファン７７などの電気機能部品、
および加熱手段２の電気機能部品（燃焼ファン１３、ガ
ス量調節弁８１、ガス開閉弁８２、点火装置８３等）
を、使用者によって手動設定されるコントローラ（図示
しない）の操作指示や、複数設けられた各センサの入力
信号に応じて通電制御するものである。

【００３５】本実施例の制御装置６は、溶液ポンプ４７
の回転速度を制御するポンプ速度制御手段８４が設けら
れている。このポンプ速度制御手段８４は、冷房運転
時、加熱手段２によって加熱された吸収液の温度に基づ
いて溶液ポンプ４７の回転速度を制御し、暖房運転時、
溶液ポンプ４７の回転速度を一定速度に制御するもので
ある。このため、制御装置６は、センサの一例として、
沸騰器１４内の低濃度吸収液の温度を検出する温度セン
サ８５と、溶液ポンプ４７の回転速度を検出する回転速
度検出手段８６（溶液ポンプ４７が１回転する際に２パ
ルス発生するホール素子を用いたもの）とを備える。そ
して、制御装置６は、冷房運転時、温度センサ８５によ
って検出された沸騰器１４内の低濃度吸収液の温度に基
づいて設定された目標回転速度が回転速度検出手段８６
で得られるように、溶液ポンプ４７の回転速度を制御し
ている。具体的には、温度センサ８５の検出温度が低い
ときには、目標回転速度を小さくして流量を絞り、高温
再生器１５での熱量不足により、冷房能力が得られない
といった不具合が生じないようにしている。また、暖房
運転時、制御装置６は、回転速度検出手段８６で検出さ
れる回転速度が一定（例えば８５Ｈｚ）となるように制
御される。

【００３６】なお、制御装置６によって溶液ポンプ４７
に与えられる供給電力は、フィードフォワードによる目
標値（ＦＦ）＋回転差の比例値（Ｐ）＋回転差の積分値
（Ｉ）で制御される。

【００３７】また、制御装置６には、暖房運転時に、溶
液ポンプ４７がキャビテーションを発生した際に、キャ
ビテーションの発生を検出する空洞現象検出手段８７
と、キャビテーションの発生を検出した際に、キャビテ
ーションを回避させる空洞現象回避手段８８とが設けら
れている。本実施例の空洞現象検出手段８７は、回転速
度検出手段８６を利用してキャビテーションの発生を検
出するもので、暖房運転中、溶液ポンプ４７の目標回転
速度が２５５０ｒｐｍ（回転速度検出手段８６で検出さ
れる値では８５Ｈｚ）の場合、回転速度検出手段８６で
検出される値が８８Ｈｚ以上に達すると、キャビテーシ
ョンにより溶液ポンプ４７の負荷が小さくなって、回転
速度が上昇したと判断するものである。空洞現象回避手
段８８は、空洞現象検出手段８７がキャビテーションの
発生を検出した場合に作動し、冷温水ポンプ６３を停止
させるものである。

【００３８】次に、上記空洞現象検出手段８７および空
洞現象回避手段８８の作動を、図２のフローチャートに
基づき説明する。暖房運転が開始されると（スター
ト）、溶液ポンプ４７を８５Ｈｚで回転駆動するととも
に、冷温水ポンプ６３も回転駆動する（ステップＳ1
）。次に、回転速度検出手段８６の検出値が８８Ｈｚ
以上か否かの判断を行う（ステップＳ2 ）。この判断結
果がNOの場合は、ステップＳ2 へ戻る。

【００３９】ステップＳ2 の判断結果がYES の場合は、
冷温水ポンプ６３の作動を停止する（ステップＳ3 ）。
次に、回転速度検出手段８６の検出値が８５Ｈｚに低下
したか否かの判断を行う（ステップＳ4 ）。この判断結
果がNOの場合は、ステップＳ4 へ戻り、YES の場合は冷
温水ポンプ６３を起動させ（ステップＳ5 ）、その後、
ステップＳ2 へ戻る。

【００４０】〔実施例の作動〕暖房運転中、暖房開始初
期において室内温度が低く、室内熱交換器６１から低い
温度の冷温水が蒸発器１８に供給されると、蒸発吸収容
器４１内が冷却されて圧力が低下し、吸収器１９内で、
溶液ポンプ４７に吸引される吸収液の沸点が低くなって
吸収液が沸騰する場合がある。すると、溶液ポンプ４７
は、吸収液を吸引できず、キャビテーションを発生す
る。キャビテーションが発生すると、溶液ポンプ４７の
負荷が小さくなることにより回転速度が８８Ｈｚ以上に
上昇して、キャビテーションの発生が検出される。する
と、制御装置６は、冷温水ポンプ６３の作動を停止す
る。これにより、蒸発器１８には、低温の冷温水の供給
が停止され、蒸発器１８内の冷温水の温度が上昇して、
蒸発器１８内の温度も上昇する。すると、蒸発器１８お
よび吸収器１９内の圧力が上昇し、吸収液の沸点が高く
なるため、吸収器１９内での吸収液の沸騰が収まる。

【００４１】この結果、溶液ポンプ４７は吸収液を吸引
してキャビテーションが回避され、溶液ポンプ４７の回
転速度が８５Ｈｚに落ち着く。すると、制御装置６は、
冷温水ポンプ６３の作動を再開し、蒸発器１８で加熱さ
れた冷温水を室内熱交換器６１に導いて室内を暖房す
る。なお、キャビテーションを回避するために冷温水ポ
ンプ６３の作動が停止する時間は、比較的短時間（数
秒）で済むため、冷温水ポンプ６３による室内暖房に与
える影響は体感上ほとんど影響を与えない。

【００４２】〔実施例の効果〕本実施例の吸収式空調装
置は、上記作動で示したように、溶液ポンプ４７がキャ
ビテーションを発生すると、冷温水ポンプ６３を停止し
て蒸発器１８および吸収器１９内の圧力を上げ、キャビ
テーションの発生を回避する。このため、キャビテーシ
ョンが発生している時間が、従来より大幅に短くなり、
キャビテーションから溶液ポンプ４７を長期に亘って保
護し、耐久性を向上させることができる。

【００４３】〔変形例〕上記の実施例では、空洞現象検
出手段として溶液ポンプの回転速度を検出する回転速度
検出手段を利用したが、これに限らず、例えば溶液ポン
プの消費電力の変化を検出するセンサや、蒸発吸収容器
内の温度や圧力の低下、蒸発用熱交換器内の冷温水の温
度低下を検出するセンサを利用しても良い。また、キャ
ビテーションの発生を判断した際、冷温水ポンプを停止
して熱媒体回路を流れる熱媒体の流量を完全に低下させ
た例を示したが、冷温水ポンプを停止せず、回転速度を
低下させることによって熱媒体回路を流れる熱媒体の流
量を低下させても良い。

【００４４】上記の実施例では、２重効用型の吸収式冷
凍サイクル３を例に示したが、１重効用型の吸収式冷凍
サイクルでも良いし、３重以上の多重効用型の吸収式冷
凍サイクルでも良い。また、低温再生器内に中濃度吸収
液を注入する際、低温再生器の上方から注入する例を示
したが、下方から注入しても良い。

【００４５】加熱手段の加熱源としてガスバーナを用い
たが、石油バーナや電気ヒータを用いたり、他の装置
（例えば内燃機関）の排熱を利用しても良い。凝縮用熱
交換器、蒸発用熱交換器、吸収用熱交換器をコイル状に
設けた例を示したが、チューブアンドフィンや、積層型
熱交換器など他の形式の熱交換器を用いても良い。吸収
液の一例として臭化リチウム水溶液を例に示したが、冷
媒にアンモニア、吸収剤に水を利用したアンモニア水溶
液など他の吸収液を用いても良い。

【００４６】熱媒体の一例として、水道水を用い、冷却
水回路の冷却水と共用した例を示したが、冷却水回路の
冷却水とは異なる不凍液やオイルなど他の熱媒体を用い
ても良い。上記実施例中で示した数値は、実施例を判り
易くするために用いた一例であって、本願発明は実施例
の数値になんら限定されるものではなく、使用目的や装
置の規模に適した数値を適宜採用可能なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸収式空調装置の概略構成図である。

【図２】制御装置の作動を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１吸収式空調装置２加熱手段３吸収式冷凍サイクル４室内空調手段５冷却水冷却手段６制御装置１５高温再生器１６低温再生器１７凝縮器１８蒸発器１９吸収器４７溶液ポンプ６１室内熱交換器６２冷温水回路（熱媒体回路）６３冷温水ポンプ（熱媒体ポンプ）８６回転速度検出手段８７空洞現象検出手段８８空洞現象回避手段

フロントページの続き (72)発明者河本薫大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者高橋慎介大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (56)参考文献特開昭60−162163（ＪＰ，Ａ) 特開平５−264394（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−144572（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−62163（ＪＰ，Ａ) 特開平８−29029（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 15/00 306 F25B 49/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ）吸収液を加熱させる加熱手段と、ｂ）この加熱手段で吸収液を加熱することによって吸収
液の一部を気化させる再生器、この再生器で発生した気
化冷媒を冷却して液化する凝縮器、この凝縮器で液化し
た液化冷媒を低圧下で蒸発させる蒸発器、この蒸発器で
蒸発した気化冷媒を吸収液に吸収させる吸収器、この吸
収器内の吸収液を前記再生器へ圧送する溶液ポンプを具
備する吸収式冷凍サイクルと、ｃ）室内に設置され、室内空気と熱媒体とを熱交換する
室内熱交換器、前記蒸発器で液化冷媒が蒸発する際に蒸
発潜熱が奪われて冷却された熱媒体を、前記室内熱交換
器へ導くとともに、前記室内熱交換器で室内空気と熱交
換された熱媒体を再び前記蒸発器へ導く熱媒体回路、こ
の熱媒体回路に設けられ、熱媒体を循環させる熱媒体ポ
ンプを備えた室内空調手段とを備え、前記加熱手段によって加熱された吸収液を前記蒸発器へ
導き、この蒸発器から前記室内熱交換器へ供給される熱
媒体を加熱することによって、室内を暖房する暖房運転
が可能な吸収式空調装置において、この吸収式空調装置は、暖房運転時、前記吸収器内の吸収液の沸騰による前記溶
液ポンプのキャビテーションの発生を検出する空洞現象
検出手段と、この空洞現象検出手段がキャビテーションの発生を検出
した際、前記熱媒体ポンプを制御して、前記熱媒体回路
を流れる熱媒体の流量を低下させる空洞現象回避手段と
を備えることを特徴とする吸収式空調装置。
【請求項２】請求項１の吸収式空調装置において、前記空洞現象検出手段は、前記溶液ポンプの回転速度を検出する回転速度検出手段
を備え、この回転速度検出手段によって検出された前記溶液ポン
プの回転速度が、目標回転速度よりも所定量上昇した
際、キャビテーションの発生を検出することを特徴とす
る吸収式空調装置。
【請求項３】請求項１の吸収式空調装置において、前記空洞現象回避手段は、前記空洞現象検出手段がキャビテーションの発生を検出
した際、前記熱媒体ポンプを停止させることを特徴とす
る吸収式空調装置。