JP3920997B2 - 吸収式空調装置の制御装置 - Google Patents
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Description
【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し、特に、熱源機となる空調機本体と室内機との間に設けられた冷温水配管(冷温水循環回路)内の冷温水の凍結防止を図るための技術に関する。
【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、熱源機となる空調機本体と室内機との間には、空調機本体で冷却又は加熱された冷温水を循環させるための冷温水循環回路が形成されており、各運転において、蒸発器内で冷却或いは加熱された冷温水が室内機へ供給されて、室内の冷房又は暖房を行う。
ここで、空調機本体は、吸収サイクルを形成しているため、ある程度大きな能力を有するものの方が効率が良く、そのため、1台の空調機本体に対して、複数の室内機及び床暖房パネル等の端末を設けることが可能なマルチエアコンとして商品化されている。
【0005】
上記のように、吸収サイクルを用いて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、熱源機としての空調機本体と室内機等の端末との間は冷温水配管で接続されており、冷温水配管の外側には、熱効率の低下を防止するために、通常の断熱処理が施されている。
このように構成された吸収式空調装置では、冷寒期等の運転停止中において、空調機本体と室内機等の端末との間の冷温水配管内での凍結を防止するために、従来では、冷温水ポンプを駆動することで冷温水配管内で冷温水を流動させることが行われてきた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述のとおり、吸収式空調装置では、複数の端末が接続可能にされているために、冷温水配管が必ずしも同じ条件で設置されているとは限らず、使用者によって、冷温水配管の配管長さや接続された端末の数が異なり、それとともに、冷温水回路内に充填された冷温水の量も異なる。
このため、運転停止中に冷温水ポンプを駆動しても、冷温水が冷温水循環回路内を必ずしも均一に循環せず、部分によっては、冷温水の温度が著しく低下し、外気温度が著しく低い厳寒期には、冷温水が凍結する恐れがある。
【0007】
本発明は、熱源機と室内機との間の冷温水配管内に冷温水を循環させる吸収式空調装置において、厳寒期においても、運転停止中における冷温水配管内の冷温水の凍結を確実に防止することを目的とする。
【0008】
【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凝縮器と、該凝縮器で生じた冷媒液を低圧下で蒸発させる蒸発器と、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するとともに、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、前記冷暖切替え弁の閉弁時には、前記吸収サイクルの作動により前記蒸発器を冷却源とするとともに、前記冷暖切替え弁の開弁時には、前記再生器で加熱された吸収液を前記蒸発器へ供給して加熱源とする吸収式熱源機と、前記蒸発器内に熱交換用配管を配し、該熱交換用配管と室内機に設けられた空調用熱交換器との間に、前記吸収式熱源機で加熱又は冷却された冷温水を冷温水ポンプによって前記空調用熱交換器に循環させる冷温水循環回路と、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の切替えや運転開始・停止を制御す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、前記運転制御手段により冷房運転及び暖房運転が行われていないとき、外気温度検知手段が検知する外気温度が冷温水ポンプ駆動温度以下の場合、前記冷温水ポンプの駆動を開始し、冷温水温度検知手段が検知する前記冷温水循環回路の冷温水温度が前記冷温水ポンプ駆動温度より低く設定された加熱手段作動温度以下の場合に、前記冷暖切替え弁が開弁し前記吸収液ポンプが駆動した状態で前記加熱手段を作動させる冷温水凍結防止手段を具備することを特徴とする。
【0009】
請求項2は、請求項1において、前記冷温水凍結防止手段は、前記加熱手段作動温度は、前記外気温度検知手段によって検知される外気温度が低い程高く設定されたことを特徴とする。
【0010】
請求項3は、請求項1、2において、前記冷温水凍結防止手段は、前記冷温水温度検知手段の検知温度が、前記加熱手段作動温度より高く設定された加熱手段停止温度以上になったときに前記加熱手段の作動を停止することを特徴とする。
【0011】
【発明の作用・効果】
この発明は、請求項1では、運転制御手段により冷房運転及び暖房運転が行われていないときには、吸収式熱源機と室内機との間を接続する冷温水循環回路内で冷温水を循環させる冷温水ポンプが駆動されるとともに、冷温水の温度が検知される。この冷温水の温度が加熱手段作動温度以下になると、冷温水凍結防止手段は加熱手段を作動させる。
これによって、吸収式熱源機では、加熱手段の作動によって再生器内の吸収液が加熱されて、開弁された冷暖切替え弁を備えた暖房用吸収液流路を通過して吸収液ポンプの駆動により蒸発器内へ供給される。
【0012】
蒸発器では、熱交換用配管内を循環する冷温水が加熱された吸収液によって加熱されて、昇温した冷温水が冷温水循環回路によって吸収式熱源機から室内機へ向かい、冷温水循環回路内の冷温水温度は次第に上昇する。
【0013】
冷温水循環回路内のすべての冷温水配管において、凍結の恐れが生じる前に確実に冷温水ポンプを駆動させることによって、冷温水循環回路内の冷温水温度を、正しく検知することができる。また、この冷温水ポンプの駆動によって、冷温水配管の一部で冷温水が、例えば、凍結寸前の限界状態にあった場合でも、冷温水の流動によって凍結を未然に防ぐことができる。
【0014】
従って、外気温度が著しく低い厳寒時であっても、冷温水循環回路内の冷温水が凍結することはなく、次に、暖房運転を行う場合に、確実に運転を開始させることができる。
【0015】
請求項2では、外気温度検知手段によって検知される外気温度が低い程加熱手段作動温度を高く設定する。冷温水循環回路(冷温水配管)は一般に断熱材によって外気に対して断熱が図られているが、冷温水循環回路(冷温水配管)内の冷温水の温度は、外気温度が低い程、低くなり易く、凍結する可能性が大きい。
【0016】
請求項2では、加熱手段作動温度を、外気温度が低い程高く設定しているため、外気温度が著しく低い厳寒期などには、早めに加熱手段が作動して冷温水が加熱されて確実に冷温水配管内の冷温水の凍結を防止することができる。
また、外気温度が比較的高い場合には、加熱手段作動温度は低くなり、加熱手段の作動は遅くなるため、不要な加熱を防止して、エネルギーロスを抑制する。
【0017】
請求項3では、冷温水温度の低下に伴って一旦作動を開始した加熱手段の作動を、加熱手段作動温度より高く設定された加熱手段停止温度以上になったときに停止する。
吸収式空調装置の凍結防止運転において、加熱手段を冷温水温度に基づいて作動させた場合、それを何時まで継続するかは、一義的に決まらず、例えば、タイマなどを用いて加熱手段の作動継続時間、或いは、加熱手段の停止時間を設定することが可能である。
【0018】
しかし、吸収式空調装置においては、熱源機の能力が比較的大きく、複数の端末が接続可能にされているために、冷温水循環回路の冷温水配管が必ずしも同じ条件で設置されているとは限らず、使用者によって、冷温水配管の配管長さや接続された端末の数が異なり、それとともに、冷温水循環回路内に充填された冷温水の量も異なる。
【0019】
このような条件下では、例えば、タイマなどを用いて加熱手段の作動継続時間、或いは、加熱手段の停止時間を設定するものでは、様々な条件下の吸収式空調装置において、適切な作動継続時間あるいは作動停止時間を設定することはできず、設置された吸収式空調装置における冷温水循環回路の容量が大きい場合には、設定された加熱手段の作動継続時間によっては冷温水循環回路内の冷温水の温度を確実に凍結不能な温度まで上昇させることができない場合が生じる。
同様に、設置された吸収式空調装置における冷温水循環回路の容量が小さい場合には、冷温水温度を過剰に上昇させることになり、エネルギーの無駄を生ずる。
【0020】
本発明の請求項3では、加熱手段停止温度まで冷温水の温度を上昇させるため、加熱手段の作動時間が冷温水の温度を十分に高くするのに不足することがなく、冷温水の凍結を確実に防止できる。
さらに、加熱過多にならないため、加熱手段の作動によって消費されるエネルギーが無駄になることがなく、すべてが冷温水温度の上昇に効果的に使用される。従って、エネルギー効率を高くすることができる。
【0021】
【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、吸収式熱源機としての室外機100と複数の室内機RUとからなる。
室外機100は、図2に示すように、熱源機本体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。
【0022】
室外機100において、 熱源機本体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冷凍用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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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に貯留された冷媒液は、冷媒流路L5から凝縮器5へ供給される。
【0026】
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。
【0027】
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)
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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53と、冷媒液供給路L6によって連通して組付けられている。
【0033】
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53へ冷媒液供給路L6を介して供給される。
【0034】
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54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54と冷媒冷却器53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54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。
【0035】
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53→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。
【0036】
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。
【0037】
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。
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。
【0038】
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。
各室内機RUの空調用熱交換器44の下流側の冷温水流路47には、それぞれモータ駆動の開閉弁48が備えられており、各室内機RUに備えられたリモコンの操作信号に応じて、運転が指示された室内機RUに備えられた開閉弁48のみが開弁駆動され、他の室内機RUの開閉弁48は閉弁されたままとなる。
また、室内機RUには、空調用熱交換器44の上流で、冷温水配管内の冷温水の温度を検知するための冷温水入口サーミスタ49が備えられている。
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、開閉弁48が開弁駆動された室内機RUについては、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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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、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とともに、各運転の停止中には、室外機100と室内機RUとの間を接続する冷温水流路47内の冷温水の凍結防止のための凍結防止運転を行う。
以下では、暖房運転および凍結防止運転についてのみ説明を行い、冷房運転については説明を省略する。
【0042】
[暖房運転]
暖房運転は、使用者によって室内機RUが設置された室内に設けられたリモコン(図示なし)の暖房運転開始の指示に応じて冷暖切替え弁6を開弁し、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作動を開始し、ガスバーナBを燃焼して行われる。
この実施例では、暖房運転の対象として、室内機RUのみを設置したものを示しているが、この空調システムでは、室外機100は、冷温水を床暖房パネルにも供給可能に構成されており、制御装置200においては、床暖房パネルが設置されているか否かを、床暖房パネルに別途備えられる床暖房パネル用リモコンからの操作信号の有無によって判別し、その結果に基づいて、各制御を行う。
以下では、制御装置200の暖房制御について、図3に示すタンデムポンプの制御を参考にして説明する。
【0043】
リモコンから暖房運転の要求信号が送出されると、その信号が床暖房パネル用リモコンからの床暖房運転信号であるか否かを判別し、床暖房運転信号である場合には(ステップ10においてYES)、タンデムポンプの直流モータを制御するインバータを110Hzに制御して(ステップ11)、タンデムポンプの回転数を3300rpmの高回転数で駆動して、大きな揚程・流量を確保する。
【0044】
床暖房運転信号でない場合には(ステップ10においてNO)、室内機RUの暖房運転台数が1台であるかを判別し(ステップ12)、室内機RUの運転台数が2台以上の場合には(ステップ12においてNO)、タンデムポンプの直流モータを制御するインバータを70Hzに制御して(ステップ13)、タンデムポンプの回転数を2100rpmの中回転数で駆動し、室内機RUの運転台数が1台だけの場合には(ステップ12においてYES)、インバータを60Hzに制御して(ステップ14)、タンデムポンプの回転数を1800rpmの低回転数で駆動する。
尚、上記、各回転数に制御されるタンデムポンプの回転数は、室外機100に接続された室内機RUおよび床暖房パネルの端末の台数のみによって固定回転数に制御され、各種のサーミスタの検知温度には依存しない。
【0045】
他方、暖房運転において、ガスバーナBの燃焼量制御では、室内機RUの入口部の冷温水流路47に設けられた冷温水入口サーミスタ49に検知される冷温水温度Twに基づいて、この冷温水温度Twが60℃になるように、1500kcal/h〜8000kcal/hの間でガスバーナBのインプットをガス比例弁によって制御する。
この間、室内機RUでは、供給される冷温水の温度を検知する冷温水入口サーミスタ49の検知温度に応じて、ブロワ46の回転数が制御される。
また、冷却水流路34においては、冷却水ポンプP2及び送風機Sを駆動せず、冷却水回路内に設けられた排水弁(図示なし)を開弁して、冷却水回路内の水を全て排水する。
【0046】
[凍結防止運転]
次に凍結防止運転を図4、図5に基づいて説明する。
凍結防止運転は、冷寒期に冷温水流路47内の冷温水が凍結するのを防止するための運転であり、冷房運転又は暖房運転が行われていない場合にのみに行われるもので、冷房運転又は暖房運転が行われている場合には、冷温水流路47における冷温水の凍結の恐れがないと判断して、凍結防止運転は行わない。
【0047】
冷房運転及び暖房運転が共に行われていない場合、室外機100に備えられた外気温度サーミスタ201により検知される外気温度が3℃以下か否かを判別し、3℃より高い場合には(ステップ21においてNO)、そのまま待機する。
外気温度が3℃以下の場合には(ステップ21においてYES)、冷暖切替え弁6を開弁するとともに冷温水ポンプP3を駆動する直流モータを制御するインバータを70Hzに制御し(ステップ22)、冷温水ポンプP3の回転数を2100rpmにして駆動し、このとき、各室内機RUに設けられた開閉弁48をそれぞれ開弁する。
これによって室内機RUを含む冷温水流路47内を冷温水が循環するため、冷温水の温度が均一化され、以後、各冷温水入口サーミスタ49によって正しい冷温水温度Twを検知することができる。
尚、ステップ22における冷暖切替え弁6の開弁制御は、冷温水ポンプP3が吸収液ポンプP1と同一回転するタンデムポンプが構成されているため、吸収サイクル内での吸収液の流路を確保するためである。
【0048】
その後、外気温度が下がって、0℃以下になった場合には(ステップ23においてYES)、そのときの冷温水温度Twが3℃以下か否か判別し(ステップ24)、冷温水入口サーミスタ49に検知される冷温水温度Twが3℃以下になった場合には(ステップ24においてYES)、冷温水ポンプP3を駆動する直流モータを制御するインバータを90Hzに制御し(ステップ25)、冷温水ポンプP3の回転数を2700rpmに上昇させて駆動する。
これによって、各検知温度に誤差があったとしても、冷温水流路47内の冷温水が流動するため、冷温水は凍結しにくくなる。
【0049】
その後、冷温水温度Twが2℃以下に低下した場合には(ステップ26においてYES)、低下した冷温水温度Twと外気温度とに基づいて後述するとおり設定されたバーナ点火条件か否かを判別し(ステップ27)、冷温水温度Twと外気温度とがバーナ点火条件を満たす場合には(ステップ27においてYES)、ガスバーナBを点火して(ステップ28)、再生器1の加熱タンク11内で加熱された吸収液を蒸発器4へ供給して、吸収液の熱によって冷温水を加熱する。
これによって、冷温水流路47を循環している冷温水は、蒸発器4内の蒸発コイル41内を通過する際に温度が高くなって、各室内機RUおよび床暖房パネルへ供給されるため、冷温水の凍結を防止できる。
【0050】
ガスバーナBを点火した後は、冷温水温度Twのみを判別し、冷温水温度Twが10℃以上まで上昇したときに(ステップ29においてYES)、ガスバーナBを消火し(ステップ30)、その後、外気温度が3℃以下であれば(ステップ31においてYES)、ステップ22へ移行して、再び、外気温度及び冷温水温度に基づいた制御動作を繰り返す。
また、外気温度が3℃を越えていれば(ステップ31においてNO)、タンデムポンプを停止させるとともに冷暖切替え弁6を閉弁する(ステップ32)。
【0051】
次に、上記ステップ27におけるバーナ点火条件について、図5に基づいて、以下に説明する。
上記ステップ27においては、冷温水温度が2℃以下になっているが、凍結に至るには温度に比較的余裕がある温度である。従って、このような場合には、外気温度が著しく低い場合のみに凍結防止の恐れが生じる。そこで、この段階の点火条件判別としては、外気温度が−10℃以下の極低温に下がっているか否かを判別する(ステップ41)。
このとき、外気温度が−10℃以下に下がっている場合には(ステップ41においてYES)、点火条件を満たす(点火条件「可」)と判定し(ステップ50)、凍結防止のために上記ステップ28のガスバーナBの点火動作等を行う。
【0052】
外気温度が−10℃以下に低下していない場合には(ステップ41においてNO)、冷温水温度がさらに低い1.5℃以下であるかを判別し、冷温水温度が1.5℃以下である場合には(ステップステップ42においてYES)、外気温度が−5℃以下の低温に下がっているか否かを判別する(ステップ43)。
この冷温水温度が低い1.5℃以下であるとき、外気温度が−5℃以下に下がっている場合には(ステップ43においてYES)、点火条件を満たす(点火条件「可」)と判定し(ステップ50)、凍結防止のために上記ステップ28のガスバーナBの点火動作等を行う。
【0053】
外気温度が−5℃以下に低下していない場合には(ステップ43においてNO)、冷温水温度がさらに低い1℃以下であるかを判別し、冷温水温度が1℃以下である場合には(ステップステップ44においてYES)、外気温度が0℃以下の低温に下がっているか否かを判別する(ステップ45)。
この冷温水温度が低い1℃以下であるとき、外気温度が0℃以下に下がっている場合には(ステップ45においてYES)、点火条件を満たす(点火条件「可」)と判定し(ステップ50)、凍結防止のために上記ステップ28のガスバーナBの点火動作等を行う。
【0054】
他方、上記、ステップ42、44において、冷温水温度がそれぞれの比較基準の水温(1.5℃、1℃)よりそれぞれ高い場合には(NO)の場合には、点火条件を満たさない(点火条件「不可」)と判定し(ステップ46)、上記ステップ27の点火動作判定を終え、上記ステップ21へ移行する。
【0055】
以上のとおり、本発明によれば、外気温度が低い場合であっても、冷温水温度が所定の温度まで低下した場合に限って、ガスバーナBを点火して、蒸発器4内に加熱した吸収液を供給することで、冷温水流路47内の冷温水温度を上昇させることができるため、冷温水の凍結を防止することができる。
【0056】
また、冷温水温度がそれほど低くない場合には、ガスバーナBの点火を行わないため、不要なガスバーナBの燃焼によるエネルギーの無駄を防止できる。
【0057】
また、一旦ガスバーナBを点火した後は、冷温水温度が10℃まで確実に上昇するまでは加熱を継続するため、タイマを利用して、単純に、一定の時間だけの加熱して停止させるものに比べ、室内機RUの数が異なる場合や床暖房パネルを用いている場合などの設置状況の違いによる影響を受けることがなく、様々な設置条件下で、確実に冷温水の凍結を防止できる。
【0058】
また、冷温水温度の検知は冷温水ポンプP3が外気温度が3℃以下になった時点で駆動を開始した状態で行われるため、冷温水流路47内の冷温水温度を正確に検知することができる。従って、冷温水配管の一部分に、冷温水温度の低い部分があった場合であっても、該部分が凍結する恐れがない。また、外気温度が3℃以下になった時点で冷温水ポンプP3が駆動され、さらに外気温度が0℃以下になった時点で、冷温水ポンプP3の回転数を上げるため、冷温水の流動によって凍結を防止できる。
【0059】
上記実施例では、冷温水ポンプP3を吸収液ポンプP1と同一回転するようにタンデムポンプによって構成したが、冷温水ポンプP3と吸収液ポンプP1とを個別に駆動するようにしてもよい。その場合、上記ステップ22において冷温水ポンプP3のみを駆動させ冷暖切替え弁6の開弁動作は、ガスバーナBの点火が行われるステップ28において吸収液ポンプP1の駆動とともに行うようにすればよい。
【0060】
図6に変形例を示す。
上記図4の実施例では、ステップ31において、外気温度が3℃を越える場合に(NO)、ステップ32のタンデムポンプの停止及び冷暖切替え弁6の閉弁を行うようにしたが、上記に代えて、図6に示すように、上記ステップ31を省略して、ステップ21においてNOの場合に、ステップ32のタンデムポンプの停止、冷暖切替え弁6及び開閉弁48の閉弁動作を行うようにしてもよい。
上記各実施例では、ステップ32において、タンデムポンプの停止と冷暖切替え弁6の閉弁とを同時に行うようにしたが、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後(例えば10秒程度)に遅らせてもよい。
上記各実施例では、室外機100に対して、複数の室内機RUのみを設けたものを示したが、単一の室内機RUと床暖房パネルとを室外機100の蒸発コイル41に対して並列に接続してもよい。また、複数の室内機RUに床暖房パネルを並列接続してもよい。
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吸収式空調装置の概略構成図である。
【図2】本発明の実施例を示す室外機の概略構成図である。
【図3】本発明の実施例の制御装置における暖房運転のタンデムポンプの制御動作の概略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凍結防止運転を説明するための流れ図である。
【図5】本発明の実施例の制御装置の凍結防止運転における点火条件判別を説明するための流れ図である。
【図6】本発明の実施例の制御装置における凍結防止運転の変形例を説明するための流れ図である。
【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)
49 冷温水入口サーミスタ(冷温水温度検知手段)
5 凝縮器
54 冷媒液貯留部
6 冷暖切替え弁
100 室外機
101 熱源機(吸収式熱源機)
RU 室内機
P3 冷温水ポンプ
200 制御装置(運転制御手段、凍結防止手段)
201 外気温度サーミスタ(外気温度検知手段)
B ガスバーナ(加熱手段)
P1 吸収液ポンプ
L4 暖房用吸収液流路
Claims (3)
- 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凝縮器と、
該凝縮器で生じた冷媒液を低圧下で蒸発させる蒸発器と、
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するとともに、
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、前記冷暖切替え弁の閉弁時には、前記吸収サイクルの作動により前記蒸発器を冷却源とするとともに、前記冷暖切替え弁の開弁時には、前記再生器で加熱された吸収液を前記蒸発器へ供給して加熱源とする吸収式熱源機と、
前記蒸発器内に熱交換用配管を配し、該熱交換用配管と室内機に設けられた空調用熱交換器との間に、前記吸収式熱源機で加熱又は冷却された冷温水を冷温水ポンプによって前記空調用熱交換器に循環させる冷温水循環回路と、
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の切替えや運転開始・停止を制御す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、
前記運転制御手段により冷房運転及び暖房運転が行われていないとき、外気温度検知手段が検知する外気温度が冷温水ポンプ駆動温度以下の場合、前記冷温水ポンプの駆動を開始し、
冷温水温度検知手段が検知する前記冷温水循環回路の冷温水温度が前記冷温水ポンプ駆動温度より低く設定された加熱手段作動温度以下の場合に、前記冷暖切替え弁が開弁し前記吸収液ポンプが駆動した状態で前記加熱手段を作動させる冷温水凍結防止手段を具備することを特徴とする吸収式空調装置の制御装置。 - 前記冷温水凍結防止手段は、
前記加熱手段作動温度は、前記外気温度検知手段によって検知される外気温度が低い程高く設定された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。 - 前記冷温水凍結防止手段は、
前記冷温水温度検知手段の検知温度が、前記加熱手段作動温度より高く設定された加熱手段停止温度以上になったときに前記加熱手段の作動を停止することを特徴とする請求項1又は2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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