JP3446159B2 - 吸収式冷熱発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸収式冷熱発生装
置に係り、特に、相変化する二次冷媒を用いた吸収式冷
熱発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、相変化する二次冷媒を用い、この
二次冷媒を複数の冷房負荷に供給して冷房を行うととも
に、冷房時の二次冷媒の循環を重力を利用した自然循環
で行わせる、いわゆる冷媒自然循環システムが知られて
いる。このようなシステムの例として、例えば図３に示
す特願平８−１００８１６号の例がある。図４は、図３
に示した装置の、蒸発器と二次側冷媒系統の配管接続状
態を示し、蒸発器４に内装された蒸発コイル４Ａの下側
端に接続された冷媒液管３６Ａにはレシーバー６３が形
成され、蒸発コイル４Ａの上端側に接続された冷媒ガス
管３７Ａは蒸発コイル４Ａの上端よりも高い位置を通る
ように配設されていて、その高い部分にレシーバー６２
が形成されている。そして、レシーバー６２，６３を連
通する配管５２が接続され、この配管５２のレシーバー
６２に近い位置に冷媒電磁弁２０が介装されている。

【０００３】この例は、直焚の冷媒自然循環システム
で、二次側冷媒が流れる冷媒ガス管３７Ａと冷媒液管３
６Ａを連通する配管５２に介装された冷媒電磁弁２０
を、冷房時、高温再生器のＨigh燃焼時−閉、Ｌow燃焼
時−開に制御することで、冷房低負荷時に冷媒液管内に
冷媒ガスが液封されることを防止し、冷媒液管内に冷媒
ガスを含まない冷媒液ヘッドを形成しやすくするように
なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特願平８−１００
８１６号記載の従来技術は直焚式であるため、高温再生
器の燃焼量に応じて冷媒電磁弁が開閉制御されている
が、温水焚方式、すなわち、再生器に熱源となる熱媒と
して温水を供給し、この温水で溶液を加熱する温水焚冷
媒自然循環システムにおいては、入熱制御は直焚のよう
なＨig−Ｌow−Ｏff制御ではなく、熱媒の循環路に配置
された三方弁を用い、供給される熱媒の一部を比例制御
によりバイパスさせることで熱媒の再生器流入量（入熱
量）を調整しているので、冷媒電磁弁の制御も、Ｈigh
燃焼時−閉、Ｌow燃焼時−開という従来方式は適用でき
ない。

【０００５】本発明の課題は、温水焚の冷媒自然循環シ
ステムの冷房時の低負荷運転で、冷媒液管内に冷媒ガス
を含まない冷媒液ヘッドを形成しやすくするにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の吸収式冷熱発生
装置は、外部から流体の形で供給される熱媒を熱源とし
て溶液を加熱する再生器と、再生器で発生した冷媒蒸気
を凝縮させて液冷媒とする凝縮器と、内装された蒸発コ
イル上で前記液冷媒を蒸発させて前記蒸発コイル内を流
れる二次側冷媒を冷却する蒸発器と、蒸発器で生成され
た冷媒蒸気を前記再生器で濃縮された溶液に吸収させる
吸収器と、前記蒸発コイルの下端よりも低い位置に配置
された複数の室内機と、前記蒸発コイルの下端に接続さ
れ下降部及びＵ字部を経由して前記複数の室内機に接続
された冷媒液管と、該冷媒液管の前記Ｕ字部底部に配置
された冷媒ポンプと、前記蒸発コイルの上端と前記複数
の室内機それぞれを接続するとともに前記蒸発コイルの
上端よりも高い位置を通る突出部を設けた冷媒ガス管
と、前記冷媒液管と前記冷媒ガス管の突出部を冷媒電磁
弁を介して連通する配管と、を含んで構成された吸収式
冷熱発生装置において、前記濃縮された溶液を吸収器上
部に導く配管と前記吸収器の底部とを溶液バイパス弁を
介して連通する配管と、前記溶液バイパス弁の開閉状態
を検知する制御手段を含んで構成され、該制御手段は、
前記溶液バイパス弁が開であるとき、前記冷媒電磁弁を
開とするように構成されていることにより上記の課題を
達成する。

【０００７】また、前記加熱コイルに熱媒を循環させる
配管に介装されて熱媒流量を制御する流量調整弁を含ん
でなり、該制御手段は、この流量調整弁の開度を検知
し、検知した前記流量調整弁の開度があらかじめ設定し
た開度以下のとき、冷媒電磁弁を開とするように構成さ
れている。

【０００８】さらに、前記室内機の運転台数を検知する
手段と、前記蒸発コイルに接続された冷媒ガス管の蒸発
コイル近傍での内圧を検知する手段と、前記蒸発コイル
に接続された冷媒液管の蒸発コイル近傍での内圧もしく
は内部流体の温度を検知する手段と、を含んでなり、前
記制御手段は、前記冷媒電磁弁の開閉を制御し、前記検
知された運転台数、冷媒ガス管の蒸発コイル近傍での内
圧、冷媒液管の蒸発コイル近傍での内圧もしくは内部流
体の温度、のうちの少なくとも一つがあらかじめ定めら
れた範囲にあるとき、前記冷媒電磁弁を開とするように
構成されている。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１を参照して本発明の実施例を
説明する。

【００１０】図示の温水焚冷媒自然循環システムは、温
水を熱媒として溶液を加熱する温水焚吸収冷温水機であ
る温水焚マルチ室外機（以下、室外機という）１００
と、室外機１００に熱媒を供給する熱媒循環系と、室外
機１００で冷却された二次側冷媒を冷房負荷である複数
の室内機３１Ａ〜３１Ｄに循環させる二次側冷媒系と、
温水焚冷媒自然循環システム全体を制御するコントロー
ラ２８と、二次側冷媒系を制御するシステムコントロー
ラ２９と、を含んで構成されている。

【００１１】室外機１００は、温水を加熱源とする加熱
コイル１Ａを内装した再生器１と、再生器１の上部に配
置され内装した冷却水コイル２Ａで冷媒蒸気を液化する
凝縮器２と、凝縮器２に冷媒液管で接続して配置され蒸
発コイル４Ａを内装した蒸発器４と、蒸発器４に冷媒蒸
気通路で連通され冷却水コイル３Ａを内装した吸収器３
と、吸収器３底部に吸込側を接続して配置された溶液ポ
ンプ７と、溶液ポンプ７の吐出側に被加熱流体入り側を
配管４９で接続し、被加熱流体出側を前記再生器１に接
続して配置された溶液熱交換器５と、再生器１と溶液熱
交換器５の加熱側流体入り口を接続する配管４８Ａと、
配管４８Ａと吸収器３底部を冷暖切換弁１０を介して接
続する配管５１と、溶液熱交換器５の加熱側流体出口と
吸収器３上部を接続する配管４８Ｂと、配管４８Ｂと吸
収器３底部を溶液バイパス弁８を介して連通する配管４
８Ｃと、配管４９と蒸発器上部に内装された冷媒分配器
６を電磁弁９を介して連通する配管５０と、前記冷却水
コイル２Ａの出側に接続されファンモータ２３を内装し
た冷却塔２１と、冷却塔２１の底部と前記冷却水コイル
３Ａの入り口を連通する配管５１に吸込口を冷却塔２１
側にして介装された冷却水ポンプ１２と、前記蒸発コイ
ル４Ａの下端に接続された冷媒液管３６Ａと、前記蒸発
コイル４Ａの上端に接続された冷媒ガス管３７Ａと、冷
媒液管３６Ａと冷媒ガス管３７Ａとを冷媒電磁弁２０を
介して連通する配管５２と、前記冷媒分配器６内に装着
され冷媒液の温度を検出して制御信号として出力するＬ
Ｔセンサ１６と、冷媒液管３６Ａの蒸発コイル４Ａとの
接続部近傍に装着され冷媒液温度、圧力を検出して制御
信号として出力するＣＲＩセンサ１７と、冷媒ガス管３
７Ａの前記配管５２との接続部よりも蒸発コイル４Ａか
ら離れた側に装着されて冷媒ガス温度、圧力を検出して
制御信号として出力するＣＲＯセンサ１８と、冷却水ポ
ンプ１２出側の配管５１に装着されて冷却水温度を検出
し、制御信号として出力するＣＴ１センサ１９と、冷却
塔２１底部に装着され冷却塔２１内の冷却水温度を検出
して制御信号として出力するＣＴＳセンサ２２と、前記
加熱コイル１Ａの入り口近傍に装着され熱媒温度を検出
して制御信号として出力する熱媒入り口温度センサ（以
下、ＨＷセンサという）２６と、前記ＬＴセンサ１６，
ＣＲＩセンサ１７，ＣＲＯセンサ１８，ＣＴ１センサ１
９，ＣＴＳセンサ２２，ＨＷセンサ２６，冷却水ポンプ
１２，溶液ポンプ７，ファンモータ２３，溶液バイパス
弁８，電磁弁９，冷暖切換弁１０，及び冷媒電磁弁２０
に接続された制御手段であるコントロールボックス１１
と、を含んで構成されている。

【００１２】冷媒ガス管３７Ａは、その一部が蒸発コイ
ル４Ａの上端よりも高い位置を通るように配設され、冷
媒電磁弁２０を介装した配管５２は、その高い位置（突
出部）に接続されている。そして配管５２と冷媒ガス管
３７Ａ及び冷媒液管３６Ａの接続部には、前記図４で説
明したと同様なレシーバーが形成されている。

【００１３】熱媒循環系は、熱媒（本実施例では温水）
を加圧する熱媒ポンプ１３と、熱媒ポンプ１３の吐出側
に弁４０を介装した配管４２Ａで接続され熱媒を加熱す
るボイラ２７と、ボイラ２７の出側と前記加熱コイル１
Ａの入り側を弁４１を介して連通する配管４２Ｂと、前
記加熱コイル１Ａの出側に配管４５を介して入り口ポー
トの一方を接続した電動三方弁１５と、弁４０の上流側
の配管４２Ａと弁４１の下流側の配管４２Ｂを弁３９を
介して接続する配管４３と、配管４３の接続点よりも下
流側の配管４２Ｂと前記電動三方弁１５の他方の入り口
ポートを接続する配管４４と、配管４４の接続点よりも
下流側の配管４２Ｂと配管４５を弁３８を介して接続す
る配管４２Ｃと、を含んで構成され、電動三方弁１５，
ボイラ２７及び熱媒ポンプ１３は前記コントロールボッ
クス１１に接続されている。また、溶液バイパス弁８、
電動三方弁１５の弁開度は、前記コントロールボックス
１１に伝送されるようになっている。コントロールボッ
クス１１は、電動三方弁１５の開度を調整して加熱コイ
ル１Ａに流れる熱媒流量を変化させるようになってい
る。

【００１４】二次側冷媒系は、前記冷媒ガス管３７Ａの
前記蒸発コイル４Ａから遠い側の末端に接続された冷媒
ガス管３７Ｂと、冷媒ガス管３７Ｂに冷媒ガス管５０Ａ
を介して内装された空調コイルの上端を接続して配置さ
れた室内機３１Ａと、冷媒ガス管３７Ｂに冷媒ガス管５
０Ｂを介して内装された空調コイルの上端を接続して配
置された室内機３１Ｂと、冷媒ガス管３７Ｂに冷媒ガス
管５０Ｃを介して内装された空調コイルの上端を接続し
て配置された室内機３１Ｃと、冷媒ガス管３７Ｂに冷媒
ガス管５０Ｄを介して内装された空調コイルの上端を接
続して配置された室内機３１Ｄと、前記冷媒液管３６Ａ
の蒸発コイル４Ａから遠い側の末端に一端を接続し逆止
弁３３を介装した冷媒液管３６Ｂと、冷媒液管３６Ｂの
下端に吐出側を接続して配置された冷媒ポンプ３０と、
前記逆止弁３３と室外機１００の間の冷媒液管３６Ｂに
設けられた分岐管に接続された冷暖切替弁３２と、冷媒
ポンプ３０の吸込側を冷暖切替弁３２の他端に接続する
冷媒液管４６と、冷媒液管４６と室内機３１Ａに内装さ
れた空調コイルの下端を膨張弁３４Ａを介して接続する
冷媒液管４７Ａと、冷媒液管４６と室内機３１Ｂに内装
された空調コイルの下端を膨張弁３４Ｂを介して接続す
る冷媒液管４７Ｂと、冷媒液管４６と室内機３１Ｃに内
装された空調コイルの下端を膨張弁３４Ｃを介して接続
する冷媒液管４７Ｃと、冷媒液管４６と室内機３１Ｄに
内装された空調コイルの下端を膨張弁３４Ｄを介して接
続する冷媒液管４７Ｄと、を含んで構成されている。

【００１５】室内機３１Ａ〜３１Ｄは蒸発器４よりも低
い位置に配置され、冷媒ポンプ３０は室内機３１Ａ〜３
１Ｄのいずれよりも低い位置に配置されていて、冷媒液
管４６と冷媒液管３６Ｂは、冷媒ポンプ３０を底部とす
るＵ字をなしている。したがって、暖房時、室内機３１
Ａ〜３１Ｄで凝縮、液化した二次側冷媒が冷媒ポンプ３
０の吸込側に重力で流入するようになっているととも
に、冷房時、蒸発器４で凝縮液化された二次側冷媒が重
力で室内機３１Ａ〜３１Ｄに流入するようになってい
る。また、膨張弁３４Ａ〜３４Ｄ及び冷媒ポンプ３０は
通信線３５によってシステムコントローラ２９に接続さ
れ、システムコントローラ２９はコントローラ２８に接
続されている。コントローラ２８は前記コントロールボ
ックス１１に接続されている。

【００１６】上記構成の装置において、冷媒電磁弁２０
は、電動三方弁１５の弁開度（加熱コイル１Ａ側の入り
口ポートと出口ポートを結ぶ流路の弁開度）、溶液バイ
パス弁８の開閉状態及び負荷信号に基づいて、コントロ
ールボックス１１により制御されるようになっている。
コントロールボックス１１は、コントローラ２８から伝
達される室内機の運転台数（膨張弁が開である台数）、
ＣＲＯセンサ１８から入力される室外機の冷媒ガス圧
力、ＣＲＩセンサ１７から入力される冷媒液温度（ある
いは圧力）のいずれかを用い、それぞれについてあらか
じめ設定された値の範囲内であれば負荷率が冷媒電磁弁
２０を開とすべき負荷率（例えば５０％）以下であると
して負荷信号をＯＮとし、それ以上であればＯＦＦとす
る。

【００１７】コントロールボックス１１は、冷房負荷が
直焚の場合のＬow燃焼に相当する負荷状態であるかどう
かを、電動三方弁（以下三方弁という）１５の弁開度、
溶液バイパス弁８の開閉状態及び負荷信号に基づいて判
断し、直焚の場合のＬow燃焼もしくは燃焼停止に相当す
る負荷状態であるとき、冷媒電磁弁２０を開とし、それ
以外の状態では冷媒電磁弁２０を閉とする。

【００１８】図２に、冷媒電磁弁２０の開閉制御の例を
示す。図２は冷房立上り時の三方弁１５強制（開）運転
終了後の、冷媒電磁弁２０が開となる条件を示してい
る。すなわち、 負荷信号がＯＮ（負荷率５０％以下）、 三方弁開度が５０％以下に低下、 溶液バイパス弁８が開、 のいずれかの条件が満たされたとき、コントロールボッ
クス１１は冷媒電磁弁２０を開とする。

【００１９】上記のように冷媒電磁弁２０の開閉を行う
ことで、冷房低負荷時、配管５２の均圧管作用により、
室外機の蒸発コイル４Ａ内及びレシーバー６３内に溜る
冷媒液で冷媒液管３６Ａ，３６Ｂ内に冷媒ガスが液封さ
れることがなくなり、冷媒液の冷媒液管３６Ｂへの落し
込みがスムーズに行われ、二次側冷媒の自然循環サイク
ルの形成が容易になる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、冷房時の低負荷運転
で、二次側冷媒の冷媒液管での冷媒ガスの液封が生じな
くなり、負荷変化時間が短縮されて冷房運転が安定す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す系統図である。

【図２】本発明の実施例における冷媒電磁弁の開閉制御
を示す説明図である。

【図３】従来技術の例を示す系統図である。

【図４】図３に示す装置の部分の詳細を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１ 再生器 １Ａ 加熱コイル ２ 凝縮器 ２Ａ 冷却水コイル ３ 吸収器 ３Ａ 冷却水コイル ４ 蒸発器 ４Ａ 蒸発コイル ５ 溶液熱交換器 ６ 冷媒分配器 ７ 溶液ポンプ ８ 溶液バイパス弁 ９ 電磁弁 １０ 冷暖切換弁 １１ コントロールボックス １２ 冷却水ポンプ １３ 熱媒ポンプ １５ 電動三方弁 １６ ＬＴセンサ １７ ＣＲＩセンサ １８ ＣＲＯセンサ １９ ＣＴ１センサ ２０ 冷媒電磁弁 ２１ 冷却塔 ２２ ＣＴＳセンサ ２３ ファンモータ ２６ ＨＷセンサ ２７ ボイラ ２８ コントローラ ２９ システムコントローラ ３０ 冷媒ポンプ ３１Ａ〜３１Ｄ 室内機 ３２ 冷暖切替弁 ３３ 逆止弁 ３４Ａ〜３４Ｄ 膨張弁 ３５ 通信線 ３６Ａ，３６Ｂ 冷媒液管 ３７Ａ，３７Ｂ 冷媒ガス管 ３８，３９，４０，４１ 弁 ４２Ａ〜４２Ｃ 配管 ４３，４４，４５ 配管 ４６ 冷媒液管 ４７Ａ〜４７Ｄ 配管 ４８Ａ〜４８Ｃ 配管 ４９，５０，５１，５２ 配管 ６２，６３ レシーバー １００ 温水焚マルチ室外機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−287849（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−98864（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−89410（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】 外部から流体の形で供給される熱媒を熱
   源として溶液を加熱する再生器と、再生器で発生した冷
   媒蒸気を凝縮させて液冷媒とする凝縮器と、内装された
   蒸発コイル上で前記液冷媒を蒸発させて前記蒸発コイル
   内を流れる二次側冷媒を冷却する蒸発器と、蒸発器で生
   成された冷媒蒸気を前記再生器で濃縮された溶液に吸収
   させる吸収器と、前記蒸発コイルの下端よりも低い位置
   に配置された複数の室内機と、前記蒸発コイルの下端に
   接続され下降部及びＵ字部を経由して前記複数の室内機
   に接続された冷媒液管と、該冷媒液管の前記Ｕ字部底部
   に配置された冷媒ポンプと、前記蒸発コイルの上端と前
   記複数の室内機それぞれを接続するとともに前記蒸発コ
   イルの上端よりも高い位置を通る突出部を設けた冷媒ガ
   ス管と、前記冷媒液管と前記冷媒ガス管の突出部を冷媒
   電磁弁を介して連通する配管と、を含んで構成された吸
   収式冷熱発生装置において、前記濃縮された溶液を吸収
   器上部に導く配管と前記吸収器の底部とを溶液バイパス
   弁を介して連通する配管と、前記溶液バイパス弁の開閉
   状態を検知する制御手段と、を含んでなり、該制御手段
   は、前記溶液バイパス弁が開であるとき、前記冷媒電磁
   弁を開とするように構成されていることを特徴とする吸
   収式冷熱発生装置。
2. 【請求項２】 前記再生器に内装された加熱コイルに熱
   媒を循環させる配管に介装されて熱媒流量を制御する流
   量調整弁を含んでなり、該制御手段は、この流量調整弁
   の開度を検知し、検知した前記流量調整弁の開度が予め
   設定した開度以下のとき、前記冷媒電磁弁を開とするよ
   うに構成されていることを特徴とする請求項１に記載の
   吸収式冷熱発生装置。
3. 【請求項３】 前記室内機の運転台数を検知する手段
   と、前記蒸発コイルに接続された冷媒ガス管の蒸発コイ
   ル近傍での内圧を検知する手段と、前記蒸発コイルに接
   続された冷媒液管の蒸発コイル近傍での内圧もしくは内
   部流体の温度を検知する手段と、を含んでなり、前記制
   御手段は、前記冷媒電磁弁の開閉を制御し、前記検知さ
   れた運転台数、冷媒ガス管の蒸発コイル近傍での内圧、
   冷媒液管の蒸発コイル近傍での内圧もしくは内部流体の
   温度、のうちの少なくとも一つがあらかじめ定められた
   範囲にあるとき、前記冷媒電磁弁を開とするように構成
   されていることを特徴とする請求項１または２に記載の
   吸収式冷熱発生装置。