JP3920979B2 - 吸収式空調装置の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、臭化リチウムなどの水溶液を吸収液とする吸収サイクルを形成するとともに再生器から蒸発器へ吸収液を供給する暖房用の吸収液流路を設けて、暖房用の吸収液流路中の弁の開閉によって暖房運転と冷房運転とを切替える吸収式空調装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸収サイクルを用いた吸収式空調装置では、冷房運転時には、吸収サイクルにおいて、再生器でバーナの加熱により沸騰した低濃度吸収液から冷媒蒸気が分離され、冷媒蒸気は凝縮器で冷却されて冷媒液となり蒸発器へ供給される。再生器で冷媒蒸気が分離されて高濃度となった吸収液は、吸収器へ供給される。吸収器と蒸発器とは連通しており、冷媒液は蒸発器で蒸発して熱を奪って冷却源を形成し、蒸発器内に配した冷温水配管内を循環する冷温水を冷却して、室内機の空調用熱交換器に循環させることで、室内の冷房を行う。
吸収液は吸収器で冷媒蒸気（蒸発器で気化したもの）を吸収し、このときの発熱を外部へ排出するために、吸収器内には熱交換用配管が設けられていて、冷却水ポンプによって供給される冷却水の通過によって外部へ排熱される。
【０００３】
暖房運転時には、上記構成の吸収サイクルとは別に再生器と蒸発器とを連絡する吸収液流路中の冷暖切替え弁を開弁し、バーナで加熱された吸収液を蒸発器内へ供給することにより、蒸発器内の冷温水配管を通過する冷温水を加熱して室内機へ循環させる。
【０００４】
上記構成において、各運転を制御する制御装置は、吸収サイクル内で吸収液を吸収器から再生器へ戻すための吸収液ポンプを、冷房運転時には、吸収液ポンプの吐出側となる再生器内の吸収液温度に応じた回転数に制御し、暖房運転時には、吸収液ポンプを一定の回転数に制御する。冷暖切替え弁は、冷房運転時には、閉弁されている。
このように、冷房運転時には、吸収液ポンプの回転数を再生器内の吸収液温度に応じた回転数に制御するが、これは、再生器内の圧力に抗して吸収液を吐出する吸収液ポンプの吐出圧力を、適切に制御するためであり、吸収サイクルが定常状態に達したときには、再生器内の圧力が再生器内の吸収液温度に比例することに基づくものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、冷房運転と暖房運転とを切替えによって行うようにした吸収式空調装置では、冷房運転に適した吸収液濃度で暖房運転を行うと、加熱された吸収液が各所で晶析する恐れがある。このため、従来では、冷媒である水の量を多くして、装置内に投入される吸収液の濃度を冷房運転に適した濃度より低く抑え、また凝縮器で冷却されて生じた冷媒液を凝縮器内に一時的に貯留できるように、凝縮器内には容器状の冷媒液貯留部が設けられている。
【０００６】
これにより、冷房運転時に吸収サイクル内を吸収液が循環する際には、凝縮器で冷却されて生じた冷媒液がそのまま蒸発器へすべて供給されるのではなく、凝縮器内で貯留されることによって、吸収サイクル内の吸収液濃度を高くして冷房能力を確保し、暖房運転時には、冷媒液貯留部と蒸発器とを連通させることによって、冷媒液貯留部内の冷媒液をすべて蒸発器内へ供給することによって、吸収液の濃度を下げて上記晶析を防止している。
【０００７】
再生器内の圧力は、吸収液の濃度が一定であればその温度に比例したものであるが、同じ温度であっても、吸収液の濃度が異なると沸点が変化するため、濃度が低い場合ほど実際の圧力は高くなる。
このため、暖房運転を行った後に冷房運転を行う場合には、吸収液の濃度が冷房運転に適した濃度より低くなっていて、実際の圧力が高くなっているにも拘らず、再生器内の吸収液温度に基づいた回転数で吸収液ポンプを駆動することになるため、再生器内の圧力に対して吸収液ポンプの吐出圧が小さくなり、確実な作動をしない場合が生じる恐れがある。
【０００８】
本発明は、暖房運転から冷房運転への切替え時にも、確実な作動を維持できる吸収式空調装置の制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、請求項１は、冷媒を含む吸収液を加熱手段により加熱して吸収液から冷媒蒸気を分離させる再生器と、該再生器によって分離した前記冷媒蒸気を冷却して凝縮させるとともに、凝縮によって生じた冷媒液を貯留する冷媒液貯留部が設けられた凝縮器と、該凝縮器の前記冷媒液貯留部に貯留された冷媒液を低圧下で蒸発させて冷却源とする蒸発器と、前記再生器で前記冷媒蒸気が分離された吸収液に、前記蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を吸収させる吸収器と、前記吸収器から前記再生器へ吸収液を戻すための吸収液ポンプとから吸収サイクルを形成し、室内機に設けられた空調用熱交換器との間で冷温水を循環させるための冷温水循環回路を形成した熱交換用配管を前記蒸発器内に配するとともに、冷房運転と暖房運転とを切り替えるための冷暖切替え弁を備えた暖房用吸収液流路により前記再生器と前記蒸発器とを接続した吸収式空調装置であって、冷房運転時には前記冷暖切替え弁を閉弁制御し、暖房運転時には前記冷暖切替え弁を開弁制御することによって、冷房運転と暖房運転とを切替える運転制御手段を具備する吸収式空調装置の制御装置において、前記運転制御手段は、前記再生器の吸収液温度を検知する吸収液温度検知手段と、冷房運転の開始時に、前回終了された運転が暖房運転か否かを判別する暖房運転終了判別手段とを備え、前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が冷房運転であると判別された場合には、冷房運転の初期制御において、前記吸収液ポンプの回転数を、前記吸収液温度検知手段に検知される吸収液温度に基づいて決定される通常制御回転数に制御し、前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が暖房運転であると判別された場合には、冷房運転の初期制御において、前記吸収液ポンプの回転数を、前記吸収液温度検知手段に検知される吸収液温度に基づいて決定される前記通常制御回転数より所定回転数高い増加制御回転数に制御することを技術的手段とする。
【００１０】
これにより、請求項１では、冷房運転が行われると、吸収サイクル内で吸収液が循環し、また、吸収液から分離された冷媒は、凝縮器から蒸発器、吸収器へと循環する。この冷媒の循環路である凝縮器には、凝縮によって生じた冷媒液を貯留する冷媒液貯留部が設けられているため、吸収器から再生器へと戻される吸収液の濃度は、凝縮器の冷媒液貯留部に貯留された冷媒液の分だけ濃縮された状態にある。
逆に、暖房運転が行われた場合には、再生器で加熱された吸収液は、再生器から蒸発器へ直接供給されて、吸収器を経て再び再生器へと戻され、凝縮器等の吸収サイクル内を循環しない。従って、暖房運転時には、吸収器及び再生器内の吸収液の濃度は、冷房運転時と比べて薄くなっている。
【００１１】
吸収液の濃度が上記の通り変化する吸収サイクルの再生器内では、加熱手段によって加熱された吸収液が沸騰するとき、吸収液の濃度に応じて沸点が変化するため、吸収液の温度が同じであっても再生器内の圧力には差が生じ、濃度が薄い場合には、再生器内の圧力は高くなり、濃度が高い場合には圧力は低くなる。
【００１２】
冷房運転が開始されるとき、前回の運転が冷房運転であった場合には、吸収器および再生器内の吸収液濃度は、凝縮器内の冷媒液貯留部に冷媒液が貯留されていない場合（前回が暖房運転のとき）と比べて濃くなっていて、運転開始後も、その濃度は変化しない。
従って、この冷房運転における吸収液温度に基づいて吸収液ポンプの回転数を設定しておくことで、冷房運転が行われる場合には、吸収液ポンプの吐出圧力を常に再生器内の圧力に対抗して十分高い吐出圧力に制御することができる。
【００１３】
一方、暖房運転が行われた後に、冷房運転を行う場合には、運転初期において、吸収器および再生器内の吸収液の濃度が低くなっていて、再生器内の圧力は、同じ温度における冷房運転時の圧力と比較して高くなる。
この場合には、吸収液ポンプの回転数を、冷房運転時に通常制御回転数より所定回転数だけ高くした増加制御回転数に制御する。これによって、吸収液ポンプの吐出圧力を冷房運転時より高くなった再生器内の圧力に対抗して十分高くすることができる。
従って、確実に冷房運転を開始することができる。
【００１４】
冷房運転を開始してから吸収サイクル内が安定するまでは、増加制御回転数に制御する。
あらかじめ決められた条件に達したとき、吸収液ポンプの回転数を、吸収液温度検知手段の検知に基づく通常制御回転数に切り替えることにより、過剰な吐出圧力のまま、継続して冷房運転が行われることがない。
【００１５】
請求項２では、請求項１において、前記運転制御手段は、前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が暖房運転であると判別された場合に、冷房運転の初期制御において高くする前記吸収液ポンプの前記増加制御回転数を、前記吸収液温度検知手段に検知される吸収液温度に基づいて決定される前記通常制御回転数に一定回転数を加算した加算値増加回転数に制御することを技術的手段とする。
【００１６】
請求項３では、請求項１において、前記運転制御手段は、前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が暖房運転であると判別された場合に、冷房運転の初期制御において高くする前記吸収液ポンプの前記増加制御回転数を、前記吸収液温度検知手段に検知される吸収液温度に基づいて決定される前記通常制御回転数に一定係数を乗じた乗算値増加回転数に制御することを技術的手段とする。
【００１７】
通常制御回転数に対して、増加させる増加制御回転数の設定としては、吸収液温度検知手段によって検知される吸収液温度に基づいて決定される通常制御回転数に、一定回転数を加算した加算値制御回転数としたり、通常制御回転数に一定係数を乗じた乗算値増加回転数にしたりすることができる。
これらは、吸収サイクルの能力、吸収液量などに応じて、適宜設定することができる。
【００１８】
請求項４では、請求項１から３において、前記運転制御手段は、前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が暖房運転であると判別された場合に、冷房運転の初期制御において前記吸収液ポンプを前記増加制御回転数に制御する期間を、前記再生器の吸収液温度が増加回転数終了温度に上昇するまでの期間とすることを技術的手段とする。
増加制御回転数に制御する期間を、再生器内の吸収液温度に基づいて設定することによって、吸収サイクル内が安定した状態で通常制御回転数に移行させることができるため、暖房運転後の冷房運転であても、安定した冷房運転を確保できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に関わる吸収式空調装置の実施例を示す。
吸収式空調装置は、冷凍装置としての室外機１００と室内機ＲＵとからなり、室外機１００は、冷凍機本体１０１と冷却塔（クーリングタワー）ＣＴとから構成される。なお、空調装置は、制御装置２００により制御される。
【００２０】
冷凍機本体１０１は、主にステンレスによって成形され、冷媒及び吸収液としての臭化リチウム水溶液の吸収サイクルを形成するもので、Ｂは加熱手段としてのガスバーナ、１は高温再生器、２は低温再生器、３は吸収器、４は蒸発器、５は凝縮器であり、吸収液内には、ステンレスと臭化リチウムとの反応による腐食を抑制するためのインヒビターが含まれている。
【００２１】
高温再生器１では、加熱タンク１１の内部に供給された低濃度吸収液をガスバーナＢによって加熱し、中濃度吸収液分離筒１２と吸収液仕切り容器１３との間に形成された筒状の吸収液上昇流路１４を加熱された吸収液が上昇すると、加熱により低濃度吸収液中の冷媒としての水が蒸発して冷媒蒸気（水蒸気）として分離して、冷媒蒸気の蒸発により濃化した中濃度吸収液は、吸収液戻し板１５によって内側へ方向を転換されて吸収液仕切り容器１３内へ戻される。
【００２２】
冷媒が分離されて高濃度化された中濃度吸収液は、吸収液仕切り容器１３の側部に開口した中濃度吸収液流路Ｌ１から、低温再生器２へ供給される。
また、分離した冷媒蒸気は冷媒回収タンク１０で回収されて、冷媒流路Ｌ５により凝縮器５へ供給される。
尚、吸収液仕切り容器１３の底部には、暖房運転時に、加熱された吸収液を蒸発器４内へ供給するための暖房用吸収液流路Ｌ４の流入口が開口している。
【００２３】
冷媒回収タンク１０内の下部内側には、冷媒仕切り筒１７が中濃度吸収液分離筒１２に接合されていて、中濃度吸収液分離筒１２との間に断熱用間隙１７ａを形成しているため、中濃度吸収液分離筒１２内の熱が遮断され、冷媒回収タンク１０内の冷媒が、吸収液上昇流路１４内の高温の吸収液によって加熱されることがない。
冷媒回収タンク１０は、冷媒仕切り筒１７の外側が、分離された冷媒液を貯留する冷媒貯留部１０ａとなっており、冷媒貯留部１０ａに貯留された冷媒は、冷媒流路Ｌ５から凝縮器５へ供給される。
尚、高温再生器１の加熱タンク１１には、内部の吸収液温度を検知するための吸収液温度サーミスタ２１１が備えられている。
【００２４】
低温再生器２では、途中に熱交換器Ｈを通過する中濃度吸収液流路Ｌ１によって供給される中濃度吸収液が、低温再生器ケース２０の天井から流入して冷媒回収タンク１０の外壁を熱源として再加熱され、気液分離部２２で冷媒蒸気と高濃度吸収液とに分離され、冷媒蒸気は、冷媒蒸気出口２１および隙間５Ａから凝縮器ケース５０内へ、高濃度吸収液は、高濃度吸収液受け部２３に貯留され、高濃度吸収液流路Ｌ２により吸収器３へ供給される。
【００２５】
尚、中濃度吸収液流路Ｌ１中には、吸収液仕切り容器１３から低温再生器２へ流れる中濃度吸収液の流量を制限するためのオリフィス（図示なし）が設けられていて、低温再生器ケース２０内へは中濃度吸収液分離筒１２との圧力差により中濃度吸収液が供給される。（低温再生器ケース２０内では、約７０ｍｍＨｇ、中濃度吸収液分離筒１２内では約７００ｍｍＨｇ）
【００２６】
吸収器３は、蒸発・吸収ケース３０内に銅管を縦型円筒状に巻設され内部を排熱用冷却水が流れる吸収管としてコイル状に巻かれた吸収コイル３１が捲回されており、高濃度吸収液流路Ｌ２により低温再生器２の高濃度吸収液受け部２３から供給される高濃度吸収液が圧力差により流入して、高濃度吸収液散布具３２により吸収コイル３１の上端に散布され、吸収コイル３１の表面に付着して薄膜状になり、重力の作用で下方に流下し、水蒸気を吸収して低濃度吸収液となる。この水蒸気を吸収する際に吸収コイル３１の表面で発熱するが、吸収コイル３１を循環する排熱用冷却水により冷却される。
尚、吸収液に吸収される水蒸気は、後述する蒸発器４で冷媒蒸気として発生したものである。
【００２７】
吸収器３内の低濃度吸収液は、吸収液ポンプＰ１の作動により、底部３３から、熱交換器Ｈおよび吸収液ポンプＰ１が装着された低濃度吸収液流路Ｌ３によって加熱タンク１１内へ供給される。
また吸収コイル３１内には、冷房運転時に、冷却塔ＣＴで冷却された排熱用冷却水が、凝縮器５の冷却コイル５１を介して循環する。
【００２８】
蒸発器４は、蒸発・吸収ケース３０内の吸収コイル３１の外周に設けた縦型円筒形で多数の連通口（図示なし）付きの仕切り板４０の外周に、内部を冷暖房用の冷温水が流れる銅管からなる縦型円筒形の蒸発コイル４１を配設し、その上方に冷媒液散布具４２を取り付けてなる。尚、蒸発器４の底部４３は、電磁式の冷暖切替え弁６を有する暖房用吸収液流路Ｌ４により中濃度吸収液分離筒１２内の吸収液仕切り容器１３の底部と連通している。
【００２９】
以上の構成により、蒸発器４では、冷房運転時に冷媒液散布具４２より冷媒液（水）を蒸発コイル４１の上に流下させると、流下された冷媒液は、表面張力で蒸発コイル４１の表面を濡らして膜状となり、重力の作用で下方へ降下しながら低圧（例えば、６．５ｍｍＨｇ）となっている蒸発・吸収ケース３０内で蒸発コイル４１から気化熱を奪って蒸発し、蒸発コイル４１内を流れる空調用の冷温水を冷却する。
尚、蒸発器４内には、蒸発器４内のＥＶＡ温度を検知するための蒸発器温度サーミスタ２１２が備えられている。
【００３０】
凝縮器５では、凝縮器ケース５０内には、冷却コイル５１によって冷却された冷媒蒸気が液化した冷媒液を凝縮器ケース５０の底から浮かした位置で受けるための皿状の冷媒液受け部５２が設けられていて、冷媒液受け部５２は、蒸発器４の冷媒液散布具４２の上方に設けられて、供給される冷媒液の自己冷却により冷媒液を冷却させる冷媒冷却器４８と、冷媒液供給路Ｌ６によって連通して組付けられている。
【００３１】
以上の構造を有する凝縮器５は、冷媒流量を制限するためのオリフィス（図示なし）が設けられた冷媒流路Ｌ５により冷媒回収タンク１０の冷媒貯留部１０ａと連通するとともに、冷媒蒸気出口２１および隙間５Ａを介して低温再生器２とも連通しており、いずれも圧力差（凝縮器ケース内では約７０ｍｍＨｇ）により冷媒が供給される。
冷房運転時において、凝縮器ケース５０内に供給された冷媒蒸気は、冷却コイル５１により冷却されて液化し、凝縮器５の下部に設けられた冷媒液受け部５２から蒸発器４内に配置された冷媒液冷却器４８へ冷媒液供給路Ｌ６を介して供給される。
冷媒液受け部５２をオーバーフローした冷媒液は、凝縮器ケース５０の底によって形成される冷媒液貯留部５３に貯留され、冷房運転時に吸収サイクルを循環する吸収液の濃度を実質的に高く維持して、冷房性能を確保している。そして、冷媒液貯留部５３と冷媒冷却器４８とは、冷媒弁７を備えた冷媒液流路Ｌ７によって連通しており、冷媒液の凍結の恐れのある場合に、冷媒弁７の開弁制御によって蒸発器４に冷媒液が供給されて、蒸発器４内の蒸気圧を高くすることにより凍結を防止する。
また、暖房運転の開始時にも、冷媒弁７が開弁されて、冷房運転時に冷媒液貯留部５３内に貯留された冷媒液が全て蒸発器４内へ供給され、暖房運転時に加熱されて循環する吸収液の濃度を低く維持して晶析が防止される。
【００３２】
以上の構成により、冷房運転時において、吸収液は、高温再生器１→中濃度吸収液流路Ｌ１→低温再生器２→高濃度吸収液流路Ｌ２→高濃度吸収液散布具３２→吸収器３→吸収液ポンプＰ１→低濃度吸収液流路Ｌ３→高温再生器１の順に循環する。
また、冷媒は、高温再生器１（冷媒蒸気）→冷媒流路Ｌ５（冷媒蒸気）又は低温再生器２（冷媒蒸気）→凝縮器５（冷媒液）→冷媒供給路Ｌ６（冷媒液）又は冷媒液流路Ｌ７（冷媒液）→冷媒冷却器４８→冷媒液散布具４２（冷媒液）→蒸発器４（冷媒蒸気）→吸収器３（吸収液）→吸収液ポンプＰ１→低濃度吸収液流路Ｌ３→高温再生器１の順に循環する。
【００３３】
上記、吸収液と熱交換する吸収器３の吸収コイル３１と凝縮器５の冷却コイル５１は、接続されて連続コイルを形成しており、連続コイルは、冷却水流路３４によって冷却塔ＣＴと接続されて冷却水循環路を形成している。
この冷却水循環路において、吸収コイル３１の入口と冷却塔ＣＴとの間の冷却水流路３４には、連続コイル内へ冷却水を送り込むための冷却水ポンプＰ２が設けられており、冷却水ポンプＰ２の作動により連続コイルを通過する冷却水は、吸収コイル３１で吸収熱を、冷却コイル５１で凝縮熱をそれぞれ吸熱して比較的高温となって、冷却塔ＣＴに供給される。
【００３４】
上記の構成により、冷房運転時には、冷却水ポンプＰ２の作動により冷却塔ＣＴ内の冷却水が、冷却塔ＣＴ→冷却水ポンプＰ２→吸収コイル３１→冷却コイル５１→冷却塔ＣＴの順に循環する。
冷却塔ＣＴでは、落下する冷却水を大気中に一部蒸発させて、残りの冷却水を冷却する自己冷却がなされており、冷却水は、大気中に放熱して低温度になる排熱サイクルを形成している。なお、送風機Ｓからの送風により、水の蒸発を促進させている。
【００３５】
蒸発器４の蒸発コイル４１には、室内機ＲＵに設けられた空調熱交換器４４が冷温水流路４７で連結されていて、冷温水流路４７には、冷温水ポンプＰ３が設けられている。
以上の構成により、蒸発コイル４１で低温度となった冷温水は、蒸発コイル４１→冷温水流路４７→空調熱交換器４４→冷温水流路４７→冷温水ポンプＰ３→蒸発コイル４１の順で循環する。
【００３６】
室内機ＲＵには、空調熱交換器４４が設けられているとともに、この熱交換器４４に対して、室内空気を通過させて再び室内へ吹き出すブロワ４６が備えられている。
【００３７】
暖房用吸収液流路Ｌ４および冷暖切替え弁６は暖房運転用に設けられたもので、暖房運転時には冷暖切替え弁６を開弁し、吸収液ポンプＰ１を作動させる。
これにより、中濃度吸収液分離筒１２内の吸収液仕切り容器１３内の高温度の中濃度吸収液が蒸発器４内へ流入し、中濃度吸収液の高温蒸気（冷媒蒸気）によって、蒸発コイル４１内の冷温水が加熱され、加熱された蒸発コイル４１内の冷温水は、冷温水ポンプＰ３の作動により冷温水流路４７から空調用熱交換器４４へ供給され、暖房の熱源となる。
蒸発器４内の中濃度吸収液は、仕切り板４０の連通口から吸収器３側へ入り、低濃度吸収液流路Ｌ３を経て、吸収液ポンプＰ１により加熱タンク１１へ戻される。
【００３８】
以上の構成からなる本実施例の空調装置では、吸収サイクルにおいて吸収液を循環させるための吸収液ポンプＰ１と、蒸発器コイル４１で冷却または加熱された冷温水を冷温水流路４７によって室内機ＲＵの空調用熱交換器４４に循環させるための冷温水ポンプＰ３とが、同一のモータによって駆動されるタンデムポンプとして構成されていて、常に吸収液ポンプＰ１と冷温水ポンプＰ３とが同時に同一回転数で回転する。
【００３９】
次に、空調装置を制御する制御装置２００の制御動作について説明する。
制御装置２００は、ガスバーナＢの燃焼制御、吸収液ポンプＰ１及び冷温水ポンプＰ３を駆動するタンデムポンプの制御、冷温水ポンプＰ２の制御、冷却塔ＣＴの送風機Ｓの回転制御、室内機ＲＵのブロワ４６の制御、吸収サイクル内に設けられた各弁６、７の制御等により、空調装置の冷房運転、暖房運転の各制御を行う。以下では、図２から図４に基づいて冷房運転についての説明のみを行い、暖房運転については説明を省略する。
【００４０】
［冷房運転制御］
リモコン（図示なし）等の操作によって冷房運転が開始されると、所定の冷房始動制御（Ｓ１００）を行い、その後、冷房比例運転（ステップＳ２００）へ移行し、使用者による冷房運転終了の操作が行われると（ステップＳ２０１においてＹＥＳ）、終了用希釈運転（Ｓ３００）に移行する。
【００４１】
冷房始動制御（図３参照）では、各弁６、７の閉弁制御を行い、ガスバーナＢへのガス供給路２０１に設けられたガス電磁弁２０２、２０３およびガス比例弁２０４を開いてガスバーナＢを点火用電極（図示なし）により点火し（ステップＳ１０１）、ガスバーナＢの着火後は、ＨＧＥ温度が８０℃に達するまで待機する（ステップＳ１０２においてＮＯ）。
【００４２】
尚、ガスバーナＢの着火後は、高温再生器１の吸収液温度（以下「ＨＧＥ温度」という）を検知する吸収液温度サーミスタ２１１の検知温度に応じて、ＨＧＥ温度が６０℃より低い場合には、コールドスタートとしてガスバーナＢのインプットを２５００ｋｃａｌの小インプットになるようにガス比例弁２０４、燃焼ファン２０５を制御し、ＨＧＥ温度が６０℃に達するまで待機し、ＨＧＥ温度が６０℃以上の場合には、インプットを４８００ｋｃａｌにするように、ガス比例弁２０４、燃焼ファン２０５を制御し、その後、ＨＧＥ温度が８０℃に達するまで待機する。
【００４３】
ＨＧＥ温度が８０℃に達すると（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、冷却水ポンプＰ２を駆動する（ステップＳ１０３）。
その後、ＨＧＥ温度が１００℃に達するまで待機する（ステップＳ１０４においてＮＯ）。
【００４４】
ＨＧＥ温度が１００℃に達すると（ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、記憶された運転操作信号により前回の運転が暖房運転であったか否かを判別し（ステップＳ１０５）、その判別結果に応じてタンデムポンプを駆動する。尚、冷媒液貯留部５３の液位又は吸収液濃度を検出するセンサを設けて、検出値によって前回の運転を判別してもよい。
前回の運転が暖房運転であった場合には（ＹＥＳ）、後述するＨＧＥ温度に基づいて決定される通常制御回転数Ｎｓよりかさ上げした増加制御回転数Ｎｚでタンデムポンプを駆動する（ステップＳ１０６）。このステップＳ１０６においてかさ上げされた増加制御回転数Ｎｚは、例えば、一定回転数ｎを加算して設定されたもの（加算値増加回転数）や、通常制御回転数Ｎｓに所定の係数ｋ（例えば１．００＜ｋ＜１．２０）を乗じた回転数（乗算値増加回転数）として設定することができる。
増加制御回転数Ｎｚによってタンデムポンプを駆動する期間は、ＨＧＥ温度が１３０℃に上昇するまで行い（ステップＳ１０７においてＮＯ）、ＨＧＥ温度が１３０℃に達したとき（ステップＳ１０７においてＹＥＳ）、ステップＳ１０８へ移行する。
【００４５】
ステップＳ１０５において、前回の運転が冷房運転であった場合には（ＮＯ）、ＨＧＥ温度に比例して決定される通常制御回転数Ｎｓによって制御する（ステップＳ１０８）。この通常制御回転数Ｎｓは、凝縮器５の冷媒液貯留部５３内に十分な量の冷媒液が貯留されて、吸収サイクル全体の平均吸収液濃度が高くなって吸収サイクルが安定した状態で、吸収液ポンプＰ１を駆動するのに最も適した特性として設定されたものである。
また、上述の増加制御回転数Ｎｚは、通常制御回転数Ｎｓの特性に対して、例えば、一定回転数ｎを加算する場合であれば、図４に示すように、実線Ｘで示される通常制御回転数Ｎｓの特性を、図４の破線Ｙに示すように、ＨＧＥ温度が１３０℃に上昇するまで実線Ｘを一定回転数ｎ分だけ平行移動した特性として表されるものである。
【００４６】
ステップＳ１０６、ステップＳ１０８においてタンデムポンプ１１０が駆動されることによって、吸収サイクル内を吸収液が循環し、吸収器３において吸収液が冷媒蒸気を吸収し、蒸発器４において冷媒液が蒸発すると、蒸発コイル４１内を循環する冷温水の温度が次第に低下する。
【００４７】
その後、室内機ＲＵに供給される冷温水の温度を検知する冷温水温度サーミスタ（図示なし）の検知温度が、所定の制御移行温度Ｔｐ（コールドスタートの場合には１０℃、ホットスタートの場合には９℃）以下に低下するまでは（ステップＳ１０９においてＮＯ）そのままのインプット（４８００ｋｃａｌ）を継続し、制御移行温度Ｔｐ以下に低下すると（ステップＳ１０９においてＹＥＳ）、冷房比例制御に移行する（ステップＳ２００）。
【００４８】
冷房比例制御では、室内機ＲＵに供給される冷温水の温度を検知して、この冷温水温度が７℃になるようにガス比例弁２０４、燃焼ファン２０５を制御して、ガスバーナＢのインプットを制御する。他方、タンデムポンプの回転数を、高温再生器１内のＨＧＥ温度を検知する吸収液温度サーミスタ２１１の検知温度に基づいて、比例制御する。
さらに、冷却塔ＣＴから吸収コイル３１へ供給される冷却水の温度が、３１．５℃になるように、送風機Ｓの回転数を制御する。
【００４９】
尚、冷房比例制御中には、冷温水の温度が５℃以下になった場合に、吸収サイクルの能力を下げるために、ガスバーナＢを消火して希釈運転を行い、また、室内温度が設定温度より下がった場合にも、ガスバーナＢを消火して所定の希釈運転を行い、各条件が解除された場合に、再び、能力制御を再開する。
リモコンにより、冷房運転の停止が指示された場合には（ステップＳ２０１においてＹＥＳ）、終了用希釈運転を行う（ステップ３００）。
【００５０】
終了用希釈運転では、始めにガスバーナＢの消火のみを行いタンデムポンプおよび冷却水ポンプＰ２を継続して作動させ、以後、所定のシーケンスで冷却水ポンプＰ２の停止、冷暖切替え弁６の開弁、タンデムポンプの停止、冷暖切替え弁６の閉弁を行い、終了用希釈運転を終える。
【００５１】
一方、冷房比例制御および各希釈運転においては、蒸発器温度サーミスタ２１２が検出する蒸発器４内のＥＶＡ温度を常時検知して、蒸発器４のＥＶＡ温度が３℃以下になった場合には、冷媒弁７を開弁制御して、冷媒液貯留部５３内の冷媒液を蒸発器４内へ速やかに供給する。これによって、蒸発・吸収ケース３０内の冷媒蒸気圧力が上昇するため、蒸発器コイル４１における冷媒液の蒸発を抑制することができる。この結果、蒸発コイル４１の温度低下を抑制できるため、蒸発器４内の冷媒液の凍結を防止することができる。
【００５２】
以上のとおり、本発明では、冷房運転を開始したとき、前回の運転が暖房運転であった場合には、吸収液ポンプＰ１の回転数を、ＨＧＥ温度の基づいて決定される通常制御回転数Ｎｓより高い増加制御回転数Ｎｚに制御するため、暖房運転後であるために高温再生器１内の吸収液の濃度が低く、高温再生器１の内圧が高い場合であっても、吸収液ポンプＰ１の吐出圧力を高温再生器１の内圧より高く維持することができ、冷房運転時の吸収サイクルに不具合を生じることがない。上記実施例では、増加制御回転数に制御する期間をＨＧＥ温度１３０℃までとしたが、冷媒液貯留部５３内の液位センサの検知液位が増加制御回転数終了液位に上昇するまでの期間まで、或いは、再生器１に設けた吸収液濃度センサの検知濃度が、増加制御回転数終了濃度に上昇するまでの期間までとしてもよい。
また、タイマにより設定された時間の間としてもよい。
上記実施例では、冷房運転の開始後、タンデムポンプの駆動開始時点で、前回の運転が暖房運転であったか否かを判別する例を示したが、冷房運転の開始指示があった直後に、暖房運転であったか否かを判別してもよい。
【００５３】
上記実施例では、終了希釈運転において、タンデムポンプの停止とともに冷暖切替え弁６を閉弁させるようにしたが、冷暖切替え弁６の閉弁をタンデムポンプの停止から数秒（例えば１０秒程度）遅らせてもよい。
上記実施例では、室外機１００に対して、単一の室内機ＲＵのみを設けたものを示したが、複数の室内機ＲＵを室外機１００の蒸発コイル４１に対して並列に接続してもよい。
室内機ＲＵに空調熱交換器４４のみを設けたものを示したが、室内温度を下げないで除湿運転を行うために、空調熱交換器４４で一旦冷却した空気を加熱する加熱用熱交換器を空調熱交換器４４と並設させるようにしてもよい。
上記実施例では、２重効用式で説明したが、１重効用式でもよい。また、加熱源としては、石油バーナや、電気ヒータを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す空調装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例の制御装置における冷房運転の制御動作の概略を説明するための流れ図である。
【図３】本発明の実施例の制御装置における冷房運転における始動制御を説明するための流れ図である。
【図４】本発明の実施例の制御装置におけるタンデムポンプの制御特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 高温再生器
２ 低温再生器
３ 吸収器
４ 蒸発器
４１ 蒸発コイル（熱交換用配管）
４４ 空調熱交換器（空調用熱交換器）
４７ 冷温水流路（冷温水循環回路）
５ 凝縮器
５２ 冷媒液受け部
５３ 冷媒液貯留部
６ 冷暖切替え弁
７ 冷媒弁（冷媒蒸気電磁弁）
２００ 制御装置（吸収式空調装置の制御装置、運転制御手段）
２１１ 吸収液温度サーミスタ（吸収液温度検知手段）
Ｂ ガスバーナ（加熱手段）
Ｌ４ 暖房用吸収液流路
Ｐ１ 吸収液ポンプ
ＲＵ 室内機
Ｓ１０５ ステップＳ１０５（暖房運転終了判別手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、臭化リチウムなどの水溶液を吸収液とする吸収サイクルを形成するとともに再生器から蒸発器へ吸収液を供給する暖房用の吸収液流路を設けて、暖房用の吸収液流路中の弁の開閉によって暖房運転と冷房運転とを切替える吸収式空調装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸収サイクルを用いた吸収式空調装置では、冷房運転時には、吸収サイクルにおいて、再生器でバーナの加熱により沸騰した低濃度吸収液から冷媒蒸気が分離され、冷媒蒸気は凝縮器で冷却されて冷媒液となり蒸発器へ供給される。再生器で冷媒蒸気が分離されて高濃度となった吸収液は、吸収器へ供給される。吸収器と蒸発器とは連通しており、冷媒液は蒸発器で蒸発して熱を奪って冷却源を形成し、蒸発器内に配した冷温水配管内を循環する冷温水を冷却して、室内機の空調用熱交換器に循環させることで、室内の冷房を行う。
吸収液は吸収器で冷媒蒸気（蒸発器で気化したもの）を吸収し、このときの発熱を外部へ排出するために、吸収器内には熱交換用配管が設けられていて、冷却水ポンプによって供給される冷却水の通過によって外部へ排熱される。
【０００３】
暖房運転時には、上記構成の吸収サイクルとは別に再生器と蒸発器とを連絡する吸収液流路中の冷暖切替え弁を開弁し、バーナで加熱された吸収液を蒸発器内へ供給することにより、蒸発器内の冷温水配管を通過する冷温水を加熱して室内機へ循環させる。
【０００４】
上記構成において、各運転を制御する制御装置は、吸収サイクル内で吸収液を吸収器から再生器へ戻すための吸収液ポンプを、冷房運転時には、吸収液ポンプの吐出側となる再生器内の吸収液温度に応じた回転数に制御し、暖房運転時には、吸収液ポンプを一定の回転数に制御する。冷暖切替え弁は、冷房運転時には、閉弁されている。
このように、冷房運転時には、吸収液ポンプの回転数を再生器内の吸収液温度に応じた回転数に制御するが、これは、再生器内の圧力に抗して吸収液を吐出する吸収液ポンプの吐出圧力を、適切に制御するためであり、吸収サイクルが定常状態に達したときには、再生器内の圧力が再生器内の吸収液温度に比例することに基づくものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、冷房運転と暖房運転とを切替えによって行うようにした吸収式空調装置では、冷房運転に適した吸収液濃度で暖房運転を行うと、加熱された吸収液が各所で晶析する恐れがある。このため、従来では、冷媒である水の量を多くして、装置内に投入される吸収液の濃度を冷房運転に適した濃度より低く抑え、また凝縮器で冷却されて生じた冷媒液を凝縮器内に一時的に貯留できるように、凝縮器内には容器状の冷媒液貯留部が設けられている。
【０００６】
これにより、冷房運転時に吸収サイクル内を吸収液が循環する際には、凝縮器で冷却されて生じた冷媒液がそのまま蒸発器へすべて供給されるのではなく、凝縮器内で貯留されることによって、吸収サイクル内の吸収液濃度を高くして冷房能力を確保し、暖房運転時には、冷媒液貯留部と蒸発器とを連通させることによって、冷媒液貯留部内の冷媒液をすべて蒸発器内へ供給することによって、吸収液の濃度を下げて上記晶析を防止している。
【０００７】
再生器内の圧力は、吸収液の濃度が一定であればその温度に比例したものであるが、同じ温度であっても、吸収液の濃度が異なると沸点が変化するため、濃度が低い場合ほど実際の圧力は高くなる。
このため、暖房運転を行った後に冷房運転を行う場合には、吸収液の濃度が冷房運転に適した濃度より低くなっていて、実際の圧力が高くなっているにも拘らず、再生器内の吸収液温度に基づいた回転数で吸収液ポンプを駆動することになるため、再生器内の圧力に対して吸収液ポンプの吐出圧が小さくなり、確実な作動をしない場合が生じる恐れがある。
【０００８】
本発明は、暖房運転から冷房運転への切替え時にも、確実な作動を維持できる吸収式空調装置の制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、請求項１は、冷媒を含む吸収液を加熱手段により加熱して吸収液から冷媒蒸気を分離させる再生器と、該再生器によって分離した前記冷媒蒸気を冷却して凝縮させるとともに、凝縮によって生じた冷媒液を貯留する冷媒液貯留部が設けられた凝縮器と、該凝縮器の前記冷媒液貯留部に貯留された冷媒液を低圧下で蒸発させて冷却源とする蒸発器と、前記再生器で前記冷媒蒸気が分離された吸収液に、前記蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を吸収させる吸収器と、前記吸収器から前記再生器へ吸収液を戻すための吸収液ポンプとから吸収サイクルを形成し、室内機に設けられた空調用熱交換器との間で冷温水を循環させるための冷温水循環回路を形成した熱交換用配管を前記蒸発器内に配するとともに、冷房運転と暖房運転とを切り替えるための冷暖切替え弁を備えた暖房用吸収液流路により前記再生器と前記蒸発器とを接続した吸収式空調装置であって、冷房運転時には前記冷暖切替え弁を閉弁制御し、暖房運転時には前記冷暖切替え弁を開弁制御することによって、冷房運転と暖房運転とを切替える運転制御手段を具備する吸収式空調装置の制御装置において、前記運転制御手段は、前記再生器の吸収液温度を検知する吸収液温度検知手段と、冷房運転の開始時に、前回終了された運転が暖房運転か否かを判別する暖房運転終了判別手段とを備え、前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が冷房運転であると判別された場合には、冷房運転の初期制御において、前記吸収液ポンプの回転数を、前記吸収液温度検知手段に検知される吸収液温度に基づいて決定される通常制御回転数に制御し、前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が暖房運転であると判別された場合には、冷房運転の初期制御において、前記吸収液ポンプの回転数を、前記吸収液温度検知手段に検知される吸収液温度に基づいて決定される前記通常制御回転数より所定回転数高い増加制御回転数に制御することを技術的手段とする。
【００１０】
これにより、請求項１では、冷房運転が行われると、吸収サイクル内で吸収液が循環し、また、吸収液から分離された冷媒は、凝縮器から蒸発器、吸収器へと循環する。この冷媒の循環路である凝縮器には、凝縮によって生じた冷媒液を貯留する冷媒液貯留部が設けられているため、吸収器から再生器へと戻される吸収液の濃度は、凝縮器の冷媒液貯留部に貯留された冷媒液の分だけ濃縮された状態にある。
逆に、暖房運転が行われた場合には、再生器で加熱された吸収液は、再生器から蒸発器へ直接供給されて、吸収器を経て再び再生器へと戻され、凝縮器等の吸収サイクル内を循環しない。従って、暖房運転時には、吸収器及び再生器内の吸収液の濃度は、冷房運転時と比べて薄くなっている。
【００１１】
吸収液の濃度が上記の通り変化する吸収サイクルの再生器内では、加熱手段によって加熱された吸収液が沸騰するとき、吸収液の濃度に応じて沸点が変化するため、吸収液の温度が同じであっても再生器内の圧力には差が生じ、濃度が薄い場合には、再生器内の圧力は高くなり、濃度が高い場合には圧力は低くなる。
【００１２】
冷房運転が開始されるとき、前回の運転が冷房運転であった場合には、吸収器および再生器内の吸収液濃度は、凝縮器内の冷媒液貯留部に冷媒液が貯留されていない場合（前回が暖房運転のとき）と比べて濃くなっていて、運転開始後も、その濃度は変化しない。
従って、この冷房運転における吸収液温度に基づいて吸収液ポンプの回転数を設定しておくことで、冷房運転が行われる場合には、吸収液ポンプの吐出圧力を常に再生器内の圧力に対抗して十分高い吐出圧力に制御することができる。
【００１３】
一方、暖房運転が行われた後に、冷房運転を行う場合には、運転初期において、吸収器および再生器内の吸収液の濃度が低くなっていて、再生器内の圧力は、同じ温度における冷房運転時の圧力と比較して高くなる。
この場合には、吸収液ポンプの回転数を、冷房運転時に通常制御回転数より所定回転数だけ高くした増加制御回転数に制御する。これによって、吸収液ポンプの吐出圧力を冷房運転時より高くなった再生器内の圧力に対抗して十分高くすることができる。
従って、確実に冷房運転を開始することができる。
【００１４】
冷房運転を開始してから吸収サイクル内が安定するまでは、増加制御回転数に制御する。
あらかじめ決められた条件に達したとき、吸収液ポンプの回転数を、吸収液温度検知手段の検知に基づく通常制御回転数に切り替えることにより、過剰な吐出圧力のまま、継続して冷房運転が行われることがない。
【００１５】
請求項２では、請求項１において、前記運転制御手段は、前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が暖房運転であると判別された場合に、冷房運転の初期制御において高くする前記吸収液ポンプの前記増加制御回転数を、前記吸収液温度検知手段に検知される吸収液温度に基づいて決定される前記通常制御回転数に一定回転数を加算した加算値増加回転数に制御することを技術的手段とする。
【００１６】
請求項３では、請求項１において、前記運転制御手段は、前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が暖房運転であると判別された場合に、冷房運転の初期制御において高くする前記吸収液ポンプの前記増加制御回転数を、前記吸収液温度検知手段に検知される吸収液温度に基づいて決定される前記通常制御回転数に一定係数を乗じた乗算値増加回転数に制御することを技術的手段とする。
【００１７】
通常制御回転数に対して、増加させる増加制御回転数の設定としては、吸収液温度検知手段によって検知される吸収液温度に基づいて決定される通常制御回転数に、一定回転数を加算した加算値制御回転数としたり、通常制御回転数に一定係数を乗じた乗算値増加回転数にしたりすることができる。
これらは、吸収サイクルの能力、吸収液量などに応じて、適宜設定することができる。
【００１８】
請求項４では、請求項１から３において、前記運転制御手段は、前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が暖房運転であると判別された場合に、冷房運転の初期制御において前記吸収液ポンプを前記増加制御回転数に制御する期間を、前記再生器の吸収液温度が増加回転数終了温度に上昇するまでの期間とすることを技術的手段とする。
増加制御回転数に制御する期間を、再生器内の吸収液温度に基づいて設定することによって、吸収サイクル内が安定した状態で通常制御回転数に移行させることができるため、暖房運転後の冷房運転であても、安定した冷房運転を確保できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に関わる吸収式空調装置の実施例を示す。
吸収式空調装置は、冷凍装置としての室外機１００と室内機ＲＵとからなり、室外機１００は、冷凍機本体１０１と冷却塔（クーリングタワー）ＣＴとから構成される。なお、空調装置は、制御装置２００により制御される。
【００２０】
冷凍機本体１０１は、主にステンレスによって成形され、冷媒及び吸収液としての臭化リチウム水溶液の吸収サイクルを形成するもので、Ｂは加熱手段としてのガスバーナ、１は高温再生器、２は低温再生器、３は吸収器、４は蒸発器、５は凝縮器であり、吸収液内には、ステンレスと臭化リチウムとの反応による腐食を抑制するためのインヒビターが含まれている。
【００２１】
高温再生器１では、加熱タンク１１の内部に供給された低濃度吸収液をガスバーナＢによって加熱し、中濃度吸収液分離筒１２と吸収液仕切り容器１３との間に形成された筒状の吸収液上昇流路１４を加熱された吸収液が上昇すると、加熱により低濃度吸収液中の冷媒としての水が蒸発して冷媒蒸気（水蒸気）として分離して、冷媒蒸気の蒸発により濃化した中濃度吸収液は、吸収液戻し板１５によって内側へ方向を転換されて吸収液仕切り容器１３内へ戻される。
【００２２】
冷媒が分離されて高濃度化された中濃度吸収液は、吸収液仕切り容器１３の側部に開口した中濃度吸収液流路Ｌ１から、低温再生器２へ供給される。
また、分離した冷媒蒸気は冷媒回収タンク１０で回収されて、冷媒流路Ｌ５により凝縮器５へ供給される。
尚、吸収液仕切り容器１３の底部には、暖房運転時に、加熱された吸収液を蒸発器４内へ供給するための暖房用吸収液流路Ｌ４の流入口が開口している。
【００２３】
冷媒回収タンク１０内の下部内側には、冷媒仕切り筒１７が中濃度吸収液分離筒１２に接合されていて、中濃度吸収液分離筒１２との間に断熱用間隙１７ａを形成しているため、中濃度吸収液分離筒１２内の熱が遮断され、冷媒回収タンク１０内の冷媒が、吸収液上昇流路１４内の高温の吸収液によって加熱されることがない。
冷媒回収タンク１０は、冷媒仕切り筒１７の外側が、分離された冷媒液を貯留する冷媒貯留部１０ａとなっており、冷媒貯留部１０ａに貯留された冷媒は、冷媒流路Ｌ５から凝縮器５へ供給される。
尚、高温再生器１の加熱タンク１１には、内部の吸収液温度を検知するための吸収液温度サーミスタ２１１が備えられている。
【００２４】
低温再生器２では、途中に熱交換器Ｈを通過する中濃度吸収液流路Ｌ１によって供給される中濃度吸収液が、低温再生器ケース２０の天井から流入して冷媒回収タンク１０の外壁を熱源として再加熱され、気液分離部２２で冷媒蒸気と高濃度吸収液とに分離され、冷媒蒸気は、冷媒蒸気出口２１および隙間５Ａから凝縮器ケース５０内へ、高濃度吸収液は、高濃度吸収液受け部２３に貯留され、高濃度吸収液流路Ｌ２により吸収器３へ供給される。
【００２５】
尚、中濃度吸収液流路Ｌ１中には、吸収液仕切り容器１３から低温再生器２へ流れる中濃度吸収液の流量を制限するためのオリフィス（図示なし）が設けられていて、低温再生器ケース２０内へは中濃度吸収液分離筒１２との圧力差により中濃度吸収液が供給される。（低温再生器ケース２０内では、約７０ｍｍＨｇ、中濃度吸収液分離筒１２内では約７００ｍｍＨｇ）
【００２６】
吸収器３は、蒸発・吸収ケース３０内に銅管を縦型円筒状に巻設され内部を排熱用冷却水が流れる吸収管としてコイル状に巻かれた吸収コイル３１が捲回されており、高濃度吸収液流路Ｌ２により低温再生器２の高濃度吸収液受け部２３から供給される高濃度吸収液が圧力差により流入して、高濃度吸収液散布具３２により吸収コイル３１の上端に散布され、吸収コイル３１の表面に付着して薄膜状になり、重力の作用で下方に流下し、水蒸気を吸収して低濃度吸収液となる。この水蒸気を吸収する際に吸収コイル３１の表面で発熱するが、吸収コイル３１を循環する排熱用冷却水により冷却される。
尚、吸収液に吸収される水蒸気は、後述する蒸発器４で冷媒蒸気として発生したものである。
【００２７】
吸収器３内の低濃度吸収液は、吸収液ポンプＰ１の作動により、底部３３から、熱交換器Ｈおよび吸収液ポンプＰ１が装着された低濃度吸収液流路Ｌ３によって加熱タンク１１内へ供給される。
また吸収コイル３１内には、冷房運転時に、冷却塔ＣＴで冷却された排熱用冷却水が、凝縮器５の冷却コイル５１を介して循環する。
【００２８】
蒸発器４は、蒸発・吸収ケース３０内の吸収コイル３１の外周に設けた縦型円筒形で多数の連通口（図示なし）付きの仕切り板４０の外周に、内部を冷暖房用の冷温水が流れる銅管からなる縦型円筒形の蒸発コイル４１を配設し、その上方に冷媒液散布具４２を取り付けてなる。尚、蒸発器４の底部４３は、電磁式の冷暖切替え弁６を有する暖房用吸収液流路Ｌ４により中濃度吸収液分離筒１２内の吸収液仕切り容器１３の底部と連通している。
【００２９】
以上の構成により、蒸発器４では、冷房運転時に冷媒液散布具４２より冷媒液（水）を蒸発コイル４１の上に流下させると、流下された冷媒液は、表面張力で蒸発コイル４１の表面を濡らして膜状となり、重力の作用で下方へ降下しながら低圧（例えば、６．５ｍｍＨｇ）となっている蒸発・吸収ケース３０内で蒸発コイル４１から気化熱を奪って蒸発し、蒸発コイル４１内を流れる空調用の冷温水を冷却する。
尚、蒸発器４内には、蒸発器４内のＥＶＡ温度を検知するための蒸発器温度サーミスタ２１２が備えられている。
【００３０】
凝縮器５では、凝縮器ケース５０内には、冷却コイル５１によって冷却された冷媒蒸気が液化した冷媒液を凝縮器ケース５０の底から浮かした位置で受けるための皿状の冷媒液受け部５２が設けられていて、冷媒液受け部５２は、蒸発器４の冷媒液散布具４２の上方に設けられて、供給される冷媒液の自己冷却により冷媒液を冷却させる冷媒冷却器４８と、冷媒液供給路Ｌ６によって連通して組付けられている。
【００３１】
以上の構造を有する凝縮器５は、冷媒流量を制限するためのオリフィス（図示なし）が設けられた冷媒流路Ｌ５により冷媒回収タンク１０の冷媒貯留部１０ａと連通するとともに、冷媒蒸気出口２１および隙間５Ａを介して低温再生器２とも連通しており、いずれも圧力差（凝縮器ケース内では約７０ｍｍＨｇ）により冷媒が供給される。
冷房運転時において、凝縮器ケース５０内に供給された冷媒蒸気は、冷却コイル５１により冷却されて液化し、凝縮器５の下部に設けられた冷媒液受け部５２から蒸発器４内に配置された冷媒液冷却器４８へ冷媒液供給路Ｌ６を介して供給される。
冷媒液受け部５２をオーバーフローした冷媒液は、凝縮器ケース５０の底によって形成される冷媒液貯留部５３に貯留され、冷房運転時に吸収サイクルを循環する吸収液の濃度を実質的に高く維持して、冷房性能を確保している。そして、冷媒液貯留部５３と冷媒冷却器４８とは、冷媒弁７を備えた冷媒液流路Ｌ７によって連通しており、冷媒液の凍結の恐れのある場合に、冷媒弁７の開弁制御によって蒸発器４に冷媒液が供給されて、蒸発器４内の蒸気圧を高くすることにより凍結を防止する。
また、暖房運転の開始時にも、冷媒弁７が開弁されて、冷房運転時に冷媒液貯留部５３内に貯留された冷媒液が全て蒸発器４内へ供給され、暖房運転時に加熱されて循環する吸収液の濃度を低く維持して晶析が防止される。
【００３２】
以上の構成により、冷房運転時において、吸収液は、高温再生器１→中濃度吸収液流路Ｌ１→低温再生器２→高濃度吸収液流路Ｌ２→高濃度吸収液散布具３２→吸収器３→吸収液ポンプＰ１→低濃度吸収液流路Ｌ３→高温再生器１の順に循環する。
また、冷媒は、高温再生器１（冷媒蒸気）→冷媒流路Ｌ５（冷媒蒸気）又は低温再生器２（冷媒蒸気）→凝縮器５（冷媒液）→冷媒供給路Ｌ６（冷媒液）又は冷媒液流路Ｌ７（冷媒液）→冷媒冷却器４８→冷媒液散布具４２（冷媒液）→蒸発器４（冷媒蒸気）→吸収器３（吸収液）→吸収液ポンプＰ１→低濃度吸収液流路Ｌ３→高温再生器１の順に循環する。
【００３３】
上記、吸収液と熱交換する吸収器３の吸収コイル３１と凝縮器５の冷却コイル５１は、接続されて連続コイルを形成しており、連続コイルは、冷却水流路３４によって冷却塔ＣＴと接続されて冷却水循環路を形成している。
この冷却水循環路において、吸収コイル３１の入口と冷却塔ＣＴとの間の冷却水流路３４には、連続コイル内へ冷却水を送り込むための冷却水ポンプＰ２が設けられており、冷却水ポンプＰ２の作動により連続コイルを通過する冷却水は、吸収コイル３１で吸収熱を、冷却コイル５１で凝縮熱をそれぞれ吸熱して比較的高温となって、冷却塔ＣＴに供給される。
【００３４】
上記の構成により、冷房運転時には、冷却水ポンプＰ２の作動により冷却塔ＣＴ内の冷却水が、冷却塔ＣＴ→冷却水ポンプＰ２→吸収コイル３１→冷却コイル５１→冷却塔ＣＴの順に循環する。
冷却塔ＣＴでは、落下する冷却水を大気中に一部蒸発させて、残りの冷却水を冷却する自己冷却がなされており、冷却水は、大気中に放熱して低温度になる排熱サイクルを形成している。なお、送風機Ｓからの送風により、水の蒸発を促進させている。
【００３５】
蒸発器４の蒸発コイル４１には、室内機ＲＵに設けられた空調熱交換器４４が冷温水流路４７で連結されていて、冷温水流路４７には、冷温水ポンプＰ３が設けられている。
以上の構成により、蒸発コイル４１で低温度となった冷温水は、蒸発コイル４１→冷温水流路４７→空調熱交換器４４→冷温水流路４７→冷温水ポンプＰ３→蒸発コイル４１の順で循環する。
【００３６】
室内機ＲＵには、空調熱交換器４４が設けられているとともに、この熱交換器４４に対して、室内空気を通過させて再び室内へ吹き出すブロワ４６が備えられている。
【００３７】
暖房用吸収液流路Ｌ４および冷暖切替え弁６は暖房運転用に設けられたもので、暖房運転時には冷暖切替え弁６を開弁し、吸収液ポンプＰ１を作動させる。
これにより、中濃度吸収液分離筒１２内の吸収液仕切り容器１３内の高温度の中濃度吸収液が蒸発器４内へ流入し、中濃度吸収液の高温蒸気（冷媒蒸気）によって、蒸発コイル４１内の冷温水が加熱され、加熱された蒸発コイル４１内の冷温水は、冷温水ポンプＰ３の作動により冷温水流路４７から空調用熱交換器４４へ供給され、暖房の熱源となる。
蒸発器４内の中濃度吸収液は、仕切り板４０の連通口から吸収器３側へ入り、低濃度吸収液流路Ｌ３を経て、吸収液ポンプＰ１により加熱タンク１１へ戻される。
【００３８】
以上の構成からなる本実施例の空調装置では、吸収サイクルにおいて吸収液を循環させるための吸収液ポンプＰ１と、蒸発器コイル４１で冷却または加熱された冷温水を冷温水流路４７によって室内機ＲＵの空調用熱交換器４４に循環させるための冷温水ポンプＰ３とが、同一のモータによって駆動されるタンデムポンプとして構成されていて、常に吸収液ポンプＰ１と冷温水ポンプＰ３とが同時に同一回転数で回転する。
【００３９】
次に、空調装置を制御する制御装置２００の制御動作について説明する。
制御装置２００は、ガスバーナＢの燃焼制御、吸収液ポンプＰ１及び冷温水ポンプＰ３を駆動するタンデムポンプの制御、冷温水ポンプＰ２の制御、冷却塔ＣＴの送風機Ｓの回転制御、室内機ＲＵのブロワ４６の制御、吸収サイクル内に設けられた各弁６、７の制御等により、空調装置の冷房運転、暖房運転の各制御を行う。以下では、図２から図４に基づいて冷房運転についての説明のみを行い、暖房運転については説明を省略する。
【００４０】
［冷房運転制御］
リモコン（図示なし）等の操作によって冷房運転が開始されると、所定の冷房始動制御（Ｓ１００）を行い、その後、冷房比例運転（ステップＳ２００）へ移行し、使用者による冷房運転終了の操作が行われると（ステップＳ２０１においてＹＥＳ）、終了用希釈運転（Ｓ３００）に移行する。
【００４１】
冷房始動制御（図３参照）では、各弁６、７の閉弁制御を行い、ガスバーナＢへのガス供給路２０１に設けられたガス電磁弁２０２、２０３およびガス比例弁２０４を開いてガスバーナＢを点火用電極（図示なし）により点火し（ステップＳ１０１）、ガスバーナＢの着火後は、ＨＧＥ温度が８０℃に達するまで待機する（ステップＳ１０２においてＮＯ）。
【００４２】
尚、ガスバーナＢの着火後は、高温再生器１の吸収液温度（以下「ＨＧＥ温度」という）を検知する吸収液温度サーミスタ２１１の検知温度に応じて、ＨＧＥ温度が６０℃より低い場合には、コールドスタートとしてガスバーナＢのインプットを２５００ｋｃａｌの小インプットになるようにガス比例弁２０４、燃焼ファン２０５を制御し、ＨＧＥ温度が６０℃に達するまで待機し、ＨＧＥ温度が６０℃以上の場合には、インプットを４８００ｋｃａｌにするように、ガス比例弁２０４、燃焼ファン２０５を制御し、その後、ＨＧＥ温度が８０℃に達するまで待機する。
【００４３】
ＨＧＥ温度が８０℃に達すると（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、冷却水ポンプＰ２を駆動する（ステップＳ１０３）。
その後、ＨＧＥ温度が１００℃に達するまで待機する（ステップＳ１０４においてＮＯ）。
【００４４】
ＨＧＥ温度が１００℃に達すると（ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、記憶された運転操作信号により前回の運転が暖房運転であったか否かを判別し（ステップＳ１０５）、その判別結果に応じてタンデムポンプを駆動する。尚、冷媒液貯留部５３の液位又は吸収液濃度を検出するセンサを設けて、検出値によって前回の運転を判別してもよい。
前回の運転が暖房運転であった場合には（ＹＥＳ）、後述するＨＧＥ温度に基づいて決定される通常制御回転数Ｎｓよりかさ上げした増加制御回転数Ｎｚでタンデムポンプを駆動する（ステップＳ１０６）。このステップＳ１０６においてかさ上げされた増加制御回転数Ｎｚは、例えば、一定回転数ｎを加算して設定されたもの（加算値増加回転数）や、通常制御回転数Ｎｓに所定の係数ｋ（例えば１．００＜ｋ＜１．２０）を乗じた回転数（乗算値増加回転数）として設定することができる。
増加制御回転数Ｎｚによってタンデムポンプを駆動する期間は、ＨＧＥ温度が１３０℃に上昇するまで行い（ステップＳ１０７においてＮＯ）、ＨＧＥ温度が１３０℃に達したとき（ステップＳ１０７においてＹＥＳ）、ステップＳ１０８へ移行する。
【００４５】
ステップＳ１０５において、前回の運転が冷房運転であった場合には（ＮＯ）、ＨＧＥ温度に比例して決定される通常制御回転数Ｎｓによって制御する（ステップＳ１０８）。この通常制御回転数Ｎｓは、凝縮器５の冷媒液貯留部５３内に十分な量の冷媒液が貯留されて、吸収サイクル全体の平均吸収液濃度が高くなって吸収サイクルが安定した状態で、吸収液ポンプＰ１を駆動するのに最も適した特性として設定されたものである。
また、上述の増加制御回転数Ｎｚは、通常制御回転数Ｎｓの特性に対して、例えば、一定回転数ｎを加算する場合であれば、図４に示すように、実線Ｘで示される通常制御回転数Ｎｓの特性を、図４の破線Ｙに示すように、ＨＧＥ温度が１３０℃に上昇するまで実線Ｘを一定回転数ｎ分だけ平行移動した特性として表されるものである。
【００４６】
ステップＳ１０６、ステップＳ１０８においてタンデムポンプ１１０が駆動されることによって、吸収サイクル内を吸収液が循環し、吸収器３において吸収液が冷媒蒸気を吸収し、蒸発器４において冷媒液が蒸発すると、蒸発コイル４１内を循環する冷温水の温度が次第に低下する。
【００４７】
その後、室内機ＲＵに供給される冷温水の温度を検知する冷温水温度サーミスタ（図示なし）の検知温度が、所定の制御移行温度Ｔｐ（コールドスタートの場合には１０℃、ホットスタートの場合には９℃）以下に低下するまでは（ステップＳ１０９においてＮＯ）そのままのインプット（４８００ｋｃａｌ）を継続し、制御移行温度Ｔｐ以下に低下すると（ステップＳ１０９においてＹＥＳ）、冷房比例制御に移行する（ステップＳ２００）。
【００４８】
冷房比例制御では、室内機ＲＵに供給される冷温水の温度を検知して、この冷温水温度が７℃になるようにガス比例弁２０４、燃焼ファン２０５を制御して、ガスバーナＢのインプットを制御する。他方、タンデムポンプの回転数を、高温再生器１内のＨＧＥ温度を検知する吸収液温度サーミスタ２１１の検知温度に基づいて、比例制御する。
さらに、冷却塔ＣＴから吸収コイル３１へ供給される冷却水の温度が、３１．５℃になるように、送風機Ｓの回転数を制御する。
【００４９】
尚、冷房比例制御中には、冷温水の温度が５℃以下になった場合に、吸収サイクルの能力を下げるために、ガスバーナＢを消火して希釈運転を行い、また、室内温度が設定温度より下がった場合にも、ガスバーナＢを消火して所定の希釈運転を行い、各条件が解除された場合に、再び、能力制御を再開する。
リモコンにより、冷房運転の停止が指示された場合には（ステップＳ２０１においてＹＥＳ）、終了用希釈運転を行う（ステップ３００）。
【００５０】
終了用希釈運転では、始めにガスバーナＢの消火のみを行いタンデムポンプおよび冷却水ポンプＰ２を継続して作動させ、以後、所定のシーケンスで冷却水ポンプＰ２の停止、冷暖切替え弁６の開弁、タンデムポンプの停止、冷暖切替え弁６の閉弁を行い、終了用希釈運転を終える。
【００５１】
一方、冷房比例制御および各希釈運転においては、蒸発器温度サーミスタ２１２が検出する蒸発器４内のＥＶＡ温度を常時検知して、蒸発器４のＥＶＡ温度が３℃以下になった場合には、冷媒弁７を開弁制御して、冷媒液貯留部５３内の冷媒液を蒸発器４内へ速やかに供給する。これによって、蒸発・吸収ケース３０内の冷媒蒸気圧力が上昇するため、蒸発器コイル４１における冷媒液の蒸発を抑制することができる。この結果、蒸発コイル４１の温度低下を抑制できるため、蒸発器４内の冷媒液の凍結を防止することができる。
【００５２】
以上のとおり、本発明では、冷房運転を開始したとき、前回の運転が暖房運転であった場合には、吸収液ポンプＰ１の回転数を、ＨＧＥ温度の基づいて決定される通常制御回転数Ｎｓより高い増加制御回転数Ｎｚに制御するため、暖房運転後であるために高温再生器１内の吸収液の濃度が低く、高温再生器１の内圧が高い場合であっても、吸収液ポンプＰ１の吐出圧力を高温再生器１の内圧より高く維持することができ、冷房運転時の吸収サイクルに不具合を生じることがない。上記実施例では、増加制御回転数に制御する期間をＨＧＥ温度１３０℃までとしたが、冷媒液貯留部５３内の液位センサの検知液位が増加制御回転数終了液位に上昇するまでの期間まで、或いは、再生器１に設けた吸収液濃度センサの検知濃度が、増加制御回転数終了濃度に上昇するまでの期間までとしてもよい。
また、タイマにより設定された時間の間としてもよい。
上記実施例では、冷房運転の開始後、タンデムポンプの駆動開始時点で、前回の運転が暖房運転であったか否かを判別する例を示したが、冷房運転の開始指示があった直後に、暖房運転であったか否かを判別してもよい。
【００５３】
上記実施例では、終了希釈運転において、タンデムポンプの停止とともに冷暖切替え弁６を閉弁させるようにしたが、冷暖切替え弁６の閉弁をタンデムポンプの停止から数秒（例えば１０秒程度）遅らせてもよい。
上記実施例では、室外機１００に対して、単一の室内機ＲＵのみを設けたものを示したが、複数の室内機ＲＵを室外機１００の蒸発コイル４１に対して並列に接続してもよい。
室内機ＲＵに空調熱交換器４４のみを設けたものを示したが、室内温度を下げないで除湿運転を行うために、空調熱交換器４４で一旦冷却した空気を加熱する加熱用熱交換器を空調熱交換器４４と並設させるようにしてもよい。
上記実施例では、２重効用式で説明したが、１重効用式でもよい。また、加熱源としては、石油バーナや、電気ヒータを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す空調装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例の制御装置における冷房運転の制御動作の概略を説明するための流れ図である。
【図３】本発明の実施例の制御装置における冷房運転における始動制御を説明するための流れ図である。
【図４】本発明の実施例の制御装置におけるタンデムポンプの制御特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 高温再生器
２ 低温再生器
３ 吸収器
４ 蒸発器
４１ 蒸発コイル（熱交換用配管）
４４ 空調熱交換器（空調用熱交換器）
４７ 冷温水流路（冷温水循環回路）
５ 凝縮器
５２ 冷媒液受け部
５３ 冷媒液貯留部
６ 冷暖切替え弁
７ 冷媒弁（冷媒蒸気電磁弁）
２００ 制御装置（吸収式空調装置の制御装置、運転制御手段）
２１１ 吸収液温度サーミスタ（吸収液温度検知手段）
Ｂ ガスバーナ（加熱手段）
Ｌ４ 暖房用吸収液流路
Ｐ１ 吸収液ポンプ
ＲＵ 室内機
Ｓ１０５ ステップＳ１０５（暖房運転終了判別手段）
Claims (4)
- 冷媒を含む吸収液を加熱手段により加熱して吸収液から冷媒蒸気を分離させる再生器と、
該再生器によって分離した前記冷媒蒸気を冷却して凝縮させるとともに、凝縮によって生じた冷媒液を貯留する冷媒液貯留部が設けられた凝縮器と、
該凝縮器の前記冷媒液貯留部に貯留された冷媒液を低圧下で蒸発させて冷却源とする蒸発器と、
前記再生器で前記冷媒蒸気が分離された吸収液に、前記蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を吸収させる吸収器と、
前記吸収器から前記再生器へ吸収液を戻すための吸収液ポンプとから吸収サイクルを形成し、
室内機に設けられた空調用熱交換器との間で冷温水を循環させるための冷温水循環回路を形成した熱交換用配管を前記蒸発器内に配するとともに、
冷房運転と暖房運転とを切り替えるための冷暖切替え弁を備えた暖房用吸収液流路により前記再生器と前記蒸発器とを接続した吸収式空調装置であって、
冷房運転時には前記冷暖切替え弁を閉弁制御し、暖房運転時には前記冷暖切替え弁を開弁制御することによって、冷房運転と暖房運転とを切替える運転制御手段を具備する吸収式空調装置の制御装置において、
前記運転制御手段は、
前記再生器の吸収液温度を検知する吸収液温度検知手段と、
冷房運転の開始時に、前回終了された運転が暖房運転か否かを判別する暖房運転終了判別手段とを備え、
前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が冷房運転であると判別された場合には、
冷房運転の初期制御において、前記吸収液ポンプの回転数を、前記吸収液温度検知手段に検知される吸収液温度に基づいて決定される通常制御回転数に制御し、
前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が暖房運転であると判別された場合には、
冷房運転の初期制御において、前記吸収液ポンプの回転数を、前記吸収液温度検知手段に検知される吸収液温度に基づいて決定される前記通常制御回転数より所定回転数高い増加制御回転数に制御することを特徴とする吸収式空調装置の制御装置。 - 前記運転制御手段は、
前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が暖房運転であると判別された場合に、冷房運転の初期制御において高くする前記吸収液ポンプの前記増加制御回転数を、
前記吸収液温度検知手段に検知される吸収液温度に基づいて決定される前記通常制御回転数に一定回転数を加算した加算値増加回転数とすることを特徴とする請求項１記載の吸収式空調装置の制御装置。 - 前記運転制御手段は、
前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が暖房運転であると判別された場合に、冷房運転の初期制御において高くする前記吸収液ポンプの前記増加制御回転数を、
前記吸収液温度検知手段に検知される吸収液温度に基づいて決定される前記通常制御回転数に一定係数を乗じた乗算値増加回転数とすることを特徴とする請求項１記載の吸収式空調装置の制御装置。 - 前記運転制御手段は、
前記暖房運転終了判別手段により前回終了された運転が暖房運転であると判別された場合に、冷房運転の初期制御において前記吸収液ポンプを前記増加制御回転数に制御する期間を、
前記再生器の吸収液温度が増加回転数終了温度に上昇するまでの期間とすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の吸収式空調装置の制御装置。
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| JP01543298A JP3920979B2 (ja) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | 吸収式空調装置の制御装置 |
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- 1998-01-28 JP JP01543298A patent/JP3920979B2/ja not_active Expired - Fee Related
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