JP4174614B2 - 吸収冷凍機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収冷凍機に関する。さらに詳しくは、リバースサイクルを形成するように接続された低温度、中温度および高温度の３段階の再生器を備える三重効用吸収冷凍機であって、効率が向上されてなる三重効用吸収冷凍機に関する。ここに、吸収冷凍機には吸収冷温水機も含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸収冷凍機においては、吸収液を昇温・昇圧して冷媒を蒸発させるための再生器を１段階または２段階に設けた一重効用形あるいは二重効用形の吸収冷凍機が主流である。ところが近年、冷却能力・能率のさらなる向上のために再生器を３段階に設けた三重効用形の吸収冷凍機が種々提案（特開２０００−１７１１２３号公報および日本国特許第３０４０４７５号公報参照）・実用化されるようになってきている。
【０００３】
図９に、特開２０００−１７１１２３号公報提案の三重効用形吸収冷凍機を示す。この吸収冷凍機１００は、吸収器１０１と、低温再生器１０２と、中温再生器１０３と、高温再生器１０４と、凝縮器１０５と、蒸発器１０６と、熱交換器類１０７〜１０９と、溶液ポンプ１１０と、冷媒ポンプ１１１とを備え、高温再生器１０４の出口部に液面センサ１１３、１１３´を設けて、回転速度制御装置１２０が圧力センサ１１２の出力に基づき溶液ポンプ１１０の基本回転速度を設定し、設定した回転速度を液面センサ１１３、１１３´の出力信号に基づいて修正するようにしている。
【０００４】
ところが、吸収冷凍機の負荷が高いときには外部から供給される熱量が増加され各再生器内部の圧力が高くなり、この状態で前記吸収冷凍機１００のように、圧力センサ１１２および液面センサ１１３、１１３´の出力に基づき溶液ポンプ１１０により循環される吸収液流量を設定すると、低負荷時に高温再生器１０４内の液位の上昇が抑えられなくなり、吸収冷凍機１００の運転が安定しない。逆に、負荷が低く外部からの供給熱量が少ないときには各再生器内部の圧力が低くなり、この状態で溶液ポンプ１１０による循環流量を設定すると、高負荷時に高温再生器１０４内の液位低下が抑えられなくなるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、能率が向上されたリバースサイクル式の三重効用形吸収冷凍機であり、かつ負荷変動がある場合にも所望の冷却能力で安定的に運転することができる吸収冷凍機を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の吸収冷凍機は、低温再生器、中温再生器および高温再生部を備えたリバースサイクル式吸収冷凍機であって、
前記高温再生部は、並列配置された複数の高温再生器から構成され、
前記各高温再生器は、それぞれ個別の熱源装置、およびそれぞれの吸収液の液位を検出する個別の液位検出手段を有するとともに、個別に制御可能とされ、
前記低温再生器と前記中温再生器とはシリーズに接続され、
前記中温再生器と前記複数の高温再生器とはそれぞれシリーズに接続され、
吸収器にて吸収液に冷媒を吸収させて得られる稀吸収液を送給する稀液ポンプと、
前記低温再生器にて稀吸収液を加熱濃縮して得られる中間吸収液を送給する中間液ポンプと、
前記中温再生器にて中間吸収液を加熱濃縮して得られる濃吸収液を送給する、前記高温再生器のそれぞれに対応させて設けられた濃液ポンプと、
前記低温再生器にて得られた中間吸収液の所定割合のみを前記中間液ポンプにより送給し、その残部の中間吸収液を戻り吸収液管にバイパスさせる中間液バイパス管と、
前記中温再生器にて得られた濃吸収液の所定割合のみを前記濃液ポンプにより送給し、その残部の濃吸収液を戻り吸収液管にバイパスさせる濃液バイパス管と、
負荷を検出する負荷検出手段と、
前記各熱源装置により前記各高温再生器に供給される熱量を負荷検出手段により検出された負荷に基づいて制御する熱源制御手段と、
前記稀液ポンプ、中間液ポンプおよび濃液ポンプの回転数を、前記低温再生器にて得られた中間吸収液の所定割合のみを中温再生器に送給し、前記中温再生器にて得られた濃吸収液の所定割合のみを高温再生部に送給し、前記吸収器の稀吸収液の所定割合を低温再生器に送給するように制御する回転数制御手段
とを備え、
前記回転数制御手段が、前記それぞれの液位検出手段により検出されるいずれかの高温再生器の吸収液の液位が上側基準液位を超えたときに、当該濃液ポンプの回転数を下げるように制御し、検出されるいずれかの高温再生器内の吸収液の液位が下側基準液位を下回ったときに、当該濃液ポンプの回転数を上げるように制御するようにされてなる
ことを特徴とする。
【０００８】
本発明の吸収冷凍機においては、中間液ポンプにより中温再生器に送給される中間吸収液の所定割合が８０％以上９０％以下とされ、前記濃液ポンプにより高温再生部に送給される濃吸収液の所定割合が５０％以上７０％以下とされ、定格運転時の濃液ポンプの送出量が前記稀液ポンプの送出量の４０％以上６０％以下となるよう初期定格循環量の割合を定めてなるのが好ましい。
【０００９】
本発明の吸収冷凍機においては、高温再生部にて発生する冷媒蒸気の温度を検出する蒸気温度検出手段を備え、前記蒸気温度検出手段により検出される冷媒蒸気の温度が所定温度を超えたときに、回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を上げるように制御し、前記蒸気温度検出手段により検出される冷媒蒸気の温度が所定温度を下回ったときに、回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を下げるように制御するのが好ましい。
【００１０】
また、本発明の吸収冷凍機においては、高温再生部にて発生する冷媒蒸気の圧力を検出する蒸気圧力検出手段を備え、前記蒸気圧力検出手段により検出される冷媒蒸気の圧力が所定圧力を超えたときに、回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を上げるように制御し、蒸気圧力検出手段により検出される冷媒蒸気の圧力が所定圧力を下回ったときに、前記回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を下げるように制御するのが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明の吸収冷凍機においては、高温再生部にて発生する冷媒蒸気の温度および圧力を検出する蒸気温度検出手段および蒸気圧力検出手段を備え、前記蒸気温度検出手段および蒸気圧力検出手段により検出される冷媒蒸気の温度および圧力が所定温度および所定圧力を超えたときに、回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を上げるように制御し、前記蒸気温度検出手段および蒸気圧力検出手段により検出される冷媒蒸気の温度および圧力が所定温度および所定圧力を下回ったときに、回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を下げるように制御するのが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明の吸収冷凍機の第２形態においては、中温再生器加熱後の冷媒ドレンの温度を検出するドレン温度検出手段を備え、前記ドレン温度検出手段により検出される冷媒ドレンの温度が所定温度を超えたときに、回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を上げるように制御し、前記ドレン温度検出手段により検出される冷媒ドレンの温度が所定温度を下回ったときに、回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を下げるように制御するのが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の吸収冷凍機においては、液位検出手段により検出される高温再生器の吸収液の液位が安全のために設定される下限設定値を下回ったときに、警報を発するとともに熱源供給装置による熱量の供給を停止する警報・緊急停止手段を備えていたり、回転数制御手段が液位検出手段の検出結果に応じて前記濃液ポンプの回転数を増減させる際に、予め定められた各回転数の間で濃液ポンプの回転数を段階的に変更したり、回転数制御手段が液位検出手段の検出結果に応じて濃液ポンプの回転数を増減させる際に、前記濃液ポンプの回転数を連続的に変化させるのがさらに好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の吸収冷凍機においては、回転数制御手段が、蒸気温度検出手段、蒸気圧力検出手段、蒸気ドレン温度検出手段および液位検出手段の少なくとも一つの検出結果に応じて濃液ポンプの回転数を増減させる際に、稀液ポンプおよび／または中間液ポンプの回転数も同時に調整するように制御するのが好ましい。その場合、回転数制御手段が、濃液ポンプの回転数と同時に制御する稀液ポンプおよび／または中間液ポンプとの組合せを予め設定し、その組合せの中から適宜組合せを選択可能とするのがさらに好ましい。
【００１５】
また、本発明の吸収冷凍機においては、負荷に応じて高温再生器の運転台数を変化させるのが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明の吸収冷凍機においては、高温再生器から送出される吸収液の温度を検出する吸収液温度検出手段を設け、前記吸収液の温度が安全のために設定される上限設定値を上回ったときに、警報を発するとともに熱量供給手段による熱量の供給を停止する警報・緊急停止手段を備えてなるのが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明の吸収冷凍機においては、高温再生器が貫流ボイラであるのが好ましい。その場合、中温熱交換器と、該中温熱交換器とパラレルに配設されて貫流ボイラからの排ガスにより吸収液を加熱する排ガス熱回収器とを備えてなるのがさらに好ましい。
【００１８】
さらに、本発明の吸収冷凍機においては、低温熱交換器と、該低温熱交換器にパラレルに配設された第２低温熱交換器とを備え、前記第２低温熱交換器に低温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるのが好ましい。その場合、低温熱交換器にパラレルに配設された第３低温熱交換器を備え、前記第３低温熱交換器に前記中温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされていたり、中温熱交換器にパラレルに配設された第２中温熱交換器と、低温熱交換器にパラレルに配設された第２低温熱交換器とを備え、前記第２中温熱交換器に前記中温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされ、前記第２低温熱交換器に前記第２中温熱交換器において熱交換した後の冷媒ドレンが供給されるようにされていたり、あるいは第２低温熱交換器に、低温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされていたりするのがさらに好ましい。
【００１９】
さらに、本発明の吸収冷凍機においては、吸収器と蒸発器との組合せを複数個設け、冷水、冷却水および吸収液を前記複数個の組合せにシリーズに供給してなるのも好ましい。
【００２０】
さらに、本発明の吸収冷凍機においては、吸収器と蒸発器との組合せを複数個設け、冷水および吸収液を前記複数個の組合せにシリーズに供給し、冷却水を前記複数個の組合せにパラレルに供給してなるのも好ましい。
【００２１】
さらに、本発明の吸収冷凍機においては、冷却水が凝縮器から吸収器へ供給されてなるのも好ましい。
【００２２】
さらに、本発明の吸収冷凍機においては、前記高温再生部が、発生した冷媒蒸気と吸収液とを分離する稀液分離器を有してなるのが好ましい。
【００２３】
しかして、本発明の吸収冷凍機においては、前記冷媒が例えば水とされ、前記吸収液の主成分が例えばリチウムブロマイドとされる。
【００２４】
【作用】
本発明の吸収冷凍機は、前記の如く構成されているので、各ポンプの回転数を調整して、各再生器への吸収液の循環量を最適化し効率の向上を図ることができるとともに、負荷変動がある場合にも所望の冷却能力で安定的に運転することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００２６】
実施形態１
図１は、本発明の実施形態１に係る吸収冷凍機の概略構成図を示している。この吸収冷凍機は、水などの冷媒をＬｉＢｒ（リチウムブロマイド）を主成分とする吸収液に吸収させる吸収器１と、吸収器１で冷媒を吸収して濃度が低下した稀吸収液を加熱しこの稀吸収液から一部冷媒を蒸発させ、これによって稀吸収液が濃縮された中間吸収液を得る低温再生器４と、低温再生器４で得られた中間吸収液を加熱しこの中間吸収液からさらに一部冷媒を蒸発させることによって、中間吸収液がさらに濃縮された濃吸収液を得る中温再生器７と、中温再生器７で得られた濃吸収液を加熱しこの濃吸収液からさらに一部冷媒を蒸発させることによって、濃吸収液がさらに濃縮された超濃吸収液を得る高温再生部１０とを備えるリバースサイクル式三重効用形吸収冷凍機を前提とする。また、図１において実線に付した矢印は、吸収液もしくは冷媒の流れ方向を示し、破線に付した矢印は冷媒蒸気の流れ方向を示し、２点鎖線は制御信号の流れを示す。
【００２７】
ここで、高温再生部１０は、個別に制御可能な第１高温再生器および第２高温再生器、例えば第1貫流ボイラ１０ａおよび第２貫流ボイラ１０ｂから構成され、またこの第１および第２貫流ボイラ１０ａおよび１０ｂはそれぞれ第１熱源装置５１ａおよび第２熱源装置５１ｂを備えており、燃料の燃焼により濃吸収液を加熱する機能、その加熱により濃吸収液が吸収している冷媒を冷媒蒸気として放出させる機能、および濃吸収液の加熱時の内圧に耐え得る機能を備えるものである。さらに、高温再生部１０は、再生された冷媒蒸気と超濃吸収液とを分離する気液分離器（不図示である）を備えてなるものとされる。この気液分離器は、従来より熱交換器において汽水を分離するために用いられている気液分離器を好適に用いることができる。また、吸収液には、熱伝達促進剤として２エチルヘキサノールなどのアルコール類が少量含まれるものとされる。
【００２８】
本実施形態１の吸収冷凍機は、高温再生部１０の貫流ボイラ１０ａ、１０ｂで発生した冷媒蒸気が中温再生器７にて中間吸収液を加熱濃縮するための加熱源として利用され、この中温再生器７加熱後の冷媒蒸気（以下、冷媒ドレンと称する）および中温再生器７で発生した冷媒蒸気が低温再生器４にて稀吸収液を加熱するための加熱源として利用される。
【００２９】
低温再生器４加熱後の冷媒ドレンおよび低温再生器４で発生した冷媒蒸気は凝縮器８に送られ、この凝縮器８にて冷却水により冷却されて液体となり、つまり冷媒とされて蒸発器９に送られる。蒸発器９に送られた冷媒は、この蒸発器９内で散布され、水などの冷却対象物から気化熱を奪って気化する一方、これにより冷却対象物としての冷水が冷却される。また、吸収液に熱伝達促進剤として添加されたアルコール類は、凝縮器８にて冷媒とともに凝縮され、蒸発器９の冷媒溜まり（不図示である）に送られ、この冷媒溜まりに設けられるオーバーフロー堰により冷媒から分離されて吸収器１に戻される。
【００３０】
また、本吸収冷凍機は、吸収器１から低温再生器４に稀吸収液を送給する稀液ポンプ２と、低温再生器４から中温再生器７に中間吸収液を送給する中間液ポンプ５と、中温再生器７から高温再生部１０の第１貫流ボイラ１０ａおよび第２貫流ボイラ１０ｂに濃吸収液を送給する第１濃液ポンプ１３ａおよび第２濃液ポンプ１３ｂと、蒸発器９で気化しない冷媒を循環させる冷媒ポンプ１５と、前記各ポンプ２、５、１３ａ、１３ｂ、１５による吸収液または冷媒の送給量を制御するとともに、吸収冷凍機の運転条件（冷水の設定温度）および負荷（冷水の温度変化）の変動に応じて第１貫流ボイラ１０ａおよび第２貫流ボイラ１０ｂの熱量すなわち第１熱源装置５１ａおよび第２熱源装置５１ｂを制御する制御装置５０とを備えるものとされる。
【００３１】
なお、本実施形態１では、高温再生部１０は２つの貫流ボイラ１０ａ、１０ｂから構成されているが、その数は３以上とされてもよい。また、高温再生部１０を構成する高温再生器は、貫流ボイラに限定されるものではなく、ガスタービンやガスエンジンなどの外部機器で発生した排熱またはボイラなどにより発生させた燃焼熱を制御装置５０の制御にしたがって供給することが可能であり、燃料の燃焼により濃吸収液を加熱する機能、その加熱により濃吸収液が吸収している冷媒を冷媒蒸気として放出させる機能、および超濃吸収液の加熱時の内圧に耐え得る機能を備えた構成のものであればよい。
【００３２】
また、本吸収冷凍機は、吸収器１で多量の冷媒蒸気を吸収して濃度が薄められた稀吸収液を加熱して低温再生器４に送給する低温熱交換器３と、低温再生器４で低温再生された中間吸収液を加熱して中温再生器７に送給する中温熱交換器６と、中温再生器７で中温再生された濃吸収液を加熱して第１貫流ボイラ１０ａおよび第２貫流ボイラ１０ｂに送給する第１高温熱交換器１４ａおよび第２高温熱交換器１４ｂと、第１および第２貫流ボイラ１０ａおよび１０ｂの燃焼排ガスを加熱源とする排ガス熱回収器２２であり、具体的には中温熱交換器６に並列に配設されており中間吸収液を加熱する第２中温熱交換器６Ａとを備えるものとされる。
【００３３】
さらに、本吸収冷凍機は、高温再生部１０を構成する第１および第２貫流ボイラ１０ａおよび１０ｂによって濃縮され送出された超濃吸収液の温度を検出する第１吸収液温度センサ５２ａおよび第２吸収液温度センサ５２ｂと、高温再生部１０にて再生された冷媒蒸気の温度を検出する蒸気温度センサ５３と、中温再生器７加熱後の冷媒ドレンの温度を検出するドレン温度センサ５４と、蒸発器９で冷却された冷水などの冷却対象物の温度を検出する冷水温度センサ（負荷検出手段）５５と、高温再生部１０にて再生された冷媒蒸気の圧力を検出する蒸気圧力センサ５６と、高温再生部１０を構成する第１および第２貫流ボイラ１０ａおよび１０ｂ内における吸収液の液位を検出する第１液面検出センサ（液位検出手段）５７ａおよび第２液面検出センサ（液位検出手段）５７ｂとを備えてなるものとされ、そしてこれら各センサ５２ａ、５２ｂ、５３、５４、５５、５６、５７ａ、５７ｂの検出信号は制御装置５０に入力される。なお、蒸気温度センサ５３および蒸気圧力センサ５６を両方用いずに、どちらか一方のみを使用するだけでも充分に本吸収冷凍機の制御は可能である。
【００３４】
以下、本吸収冷凍機における吸収液の循環サイクルを説明する。
【００３５】
吸収液は、吸収器１にて冷媒蒸気を吸収して所定濃度（例えば、５４〜５６重量％）の稀吸収液とされ、稀液ポンプ２により低温熱交換器３に送給されて加熱された後に低温再生器４に送給される。低温再生器４に送給された稀吸収液は、低温再生器４にて加熱濃縮されて所定濃度（例えば、５５〜５７重量％）の中間吸収液とされ、この中間吸収液の所定割合（例えば、８０〜９０％）が中間液ポンプ５により中温熱交換器６および第２中温熱交換器６Ａにパラレルに送給され、この中温熱交換器６と第２中温熱交換器６Ａとで加熱された後に合流されて中温再生器７に送給される。一方、中間吸収液の残部は中間液バイパス管４１により戻り吸収液管４３に送給される。
【００３６】
中温再生器７に送給された中間吸収液は、中温再生器７にて加熱濃縮されて所定濃度（例えば、５７〜５９重量％）の濃吸収液とされる。この濃吸収液の所定割合（例えば、５０〜７０％）は濃液ポンプ１３ａ、１３ｂにより高温熱交換器１４ａ、１４ｂに分割して送給されて加熱された後に高温再生部１０に送給される。その残部は、濃液バイパス管４２により戻り吸収液管４３に送給される。
【００３７】
高温再生部１０に送給された濃吸収液は、高温再生部１０内の第１および第２貫流ボイラ１０ａおよび１０ｂにて加熱濃縮されて所定濃度（例えば、６１〜６３重量％）の超濃吸収液とされる。この超濃吸収液は第１超濃液管６９ａおよび第２超濃液管６９ｂを介して戻り吸収管４３に合流し、戻り吸収液管４３を介して吸収器１に送られる。前記超濃吸収液は超濃液管６９ａ、６９ｂを介して高温熱交換器１４ａ、１４ｂの加熱側に通されて前記濃吸収液を加熱し、その後に中温再生器７からの濃吸収液が濃液バイパス管４２を介して合流されて濃度が所定濃度（例えば、５９〜６１重量％）まで低下する。その後、中温熱交換器６の加熱側に通されて前記中間吸収液を加熱し、さらに下流側で低温再生器４からの中間吸収液が中間液バイパス管４１を介して合流されて濃度が所定濃度（例えば、５８．５〜６０．５重量％）まで低下する。その後、低温熱交換器３の加熱側に通されて前記稀吸収液を加熱し、吸収器１に戻される。この吸収器１においては、戻された吸収液が散布され冷却水により冷却されることにより、蒸発器９から供給される冷媒蒸気を多量に吸収して再び稀吸収液となる。
【００３８】
次に、冷媒の循環サイクルを説明する。
【００３９】
高温再生部１０を構成する貫流ボイラ１０ａ、１０ｂにて濃吸収液から蒸発した冷媒蒸気は合流して、高温蒸気戻し配管１６を介して中温再生器７に加熱源として送られて中間吸収液を加熱濃縮する。中温再生器７にて中間吸収液の加熱濃縮の際に生成された冷媒蒸気は、中温蒸気戻し配管１７を介して低温再生器４に加熱源として送られて稀吸収液を加熱濃縮する。また、中温再生器７加熱後の冷媒ドレンは、第１冷媒ドレン配管６４を介して中温蒸気戻し配管１７に合流される。
【００４０】
低温再生器４にて稀吸収液の加熱濃縮の際に生成された冷媒蒸気は、低温蒸気戻し配管１９を介して凝縮器８に送られる。また、低温再生器４加熱後の冷媒ドレンは第２冷媒ドレン配管６５を介して低温蒸気戻し配管１９に合流される。
【００４１】
凝縮器８に送られた冷媒蒸気は、冷却水により冷却され液体冷媒とされて配管６６を介して蒸発器９に送られる。蒸発器９に送られた冷媒は、この蒸発器９内で気化され、蒸気配管６７を介して吸収器１に戻され、吸収液に吸収される。
【００４２】
ここで、蒸気温度センサ５３および蒸気圧力センサ５６は高温蒸気戻し配管１６における高温再生部１０の出口近傍に設けられ、ドレン温度センサ５４は第１冷媒ドレン配管６４における中温再生器７の出口近傍に設けられ、冷水温度センサ５５は蒸発器９を通して冷水を送給する冷水配管６８における蒸発器９の出口近傍に設けられ、第１吸収液温度センサ５２ａは第１貫流ボイラ１０ａから超濃吸収液を送給する第１超濃液管６９ａにおける第１貫流ボイラ１０ａの出口近傍に設けられ、第２吸収液温度センサ５２ｂは第２貫流ボイラ１０ｂから超濃吸収液を送給する第２超濃液管６９ｂにおける第２貫流ボイラ１０ｂの出口近傍に設けられる。
【００４３】
次に、制御装置５０が実行する制御について説明する。
【００４４】
本実施形態１においては、稀液ポンプ２、中間液ポンプ５および濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの各回転数を調整することによって、吸収液の流量が制御される。具体的には稀液ポンプ２により吸収器１から低温再生器４に送給される稀吸収液の流量、中間液ポンプ５により低温再生器４から中温再生器７に送給される中間吸収液の流量および濃液ポンプ１３ａ、１３ｂにより中温再生器７から高温再生部１０に送給される濃吸収液の流量が制御される。つまり、制御装置５０には、図示はされていないが、回転数制御手段が設けられていて、各ポンプ２、５、１３ａ、１３ｂの回転数制御をなすようにされている。
【００４５】
すなわち、この実施形態１の吸収冷凍機においては、各ポンプ２、５、１３ａ、１３ｂの出口部に適当な孔径のオリフィス（図示せず）を設けて定格運転時に各送給管６１、６２、６３ａ、６３ｂを介して流れる吸収液の流量が所定流量になるように調整されるとともに、負荷が変化するなど吸収液の循環量を再調整する必要がある場合には、各ポンプ２、５、１３ａ、１３ｂの回転数を変えることによって吸収液の流量を調整するようにしている。これは、例えば各ポンプ２、５、１３ａ、１３ｂの回転数を一定とし各配管６１、６２、６３ａ、６３ｂに制御弁を設けて吸収液の流量を制御しようとしても、３段構成された再生器４、７、１０ａ，１０ｂに吸収液を供給する関係上、各ポンプ２、５、１３ａ、１３ｂによる送給圧が高いために流量を充分に絞れないことによる。つまり、吸収冷凍機においては、シリーズに接続された低温度、中温度および高温度の３段階の再生器４、７、１０ａ，１０ｂを備えた構成とされているため、吸収器１における圧力と高温再生部１０における圧力との差が大きくなり、各ポンプ２、５、１３ａ、１３ｂの揚程（ヘッド）も非常に大きなものとなる。このため、従来の一重効用形冷凍機や二重効用形冷凍機におけるような制御弁による制御では適正な流量制御を行うことができず、したがって各ポンプ２、５、１３ａ、１３ｂの回転数を調整するようにして、適正な流量制御を実現可能としている。
【００４６】
また、負荷が安定している場合には熱源装置５１ａ、５１ｂによる供給熱量も一定であり特に問題は生じないが、負荷が変動したときには熱源装置５１ａ、５１ｂによる供給熱量も調整される。このため、高温再生部１０を構成している貫流ボイラ１０ａ、１０ｂの温度および圧力が大きく変化して、吸収液流量のアンバランスや貫流ボイラ１０ａ、１０ｂ内部の吸収液液面の変動が引き起こされ、安定的な運転が継続しにくくなる。この場合にも、従来の一重効用形冷凍機や二重効用形冷凍機におけるような制御弁による制御では適正な流量制御を行うことができず、したがって各ポンプ２、５、１３ａ、１３ｂの回転数を調整することで、流量制御を行うことが重要となる。
【００４７】
さらに、高温再生部１０を構成している貫流ボイラ１０ａ，１０ｂに個別のポンプ１３ａ、１３ｂを用いて濃吸収液を送給し、それぞれ個別の熱源装置５１ａ、５１ｂによって熱量を供給しているので、各貫流ボイラ１０ａ、１０ｂの運転台数を段階的に切替えることで、負荷変化に応じたさらに最適な吸収液量と供給熱量の制御を行うことが可能となる。
【００４８】
以下、制御装置５０が行う各ポンプ２、５、１３ａ、１３ｂの回転数制御をより具体的に説明する。
【００４９】
負荷、すなわち冷水温度センサ５５により検出される冷水温度が変化すると、制御装置５０は供給熱量制御手段（図示省略）により、この負荷の変化を打ち消すように熱源装置５１ａ、５１ｂによる供給熱量を調整する。つまり、負荷が増大すると供給熱量が増加され、負荷が低下すると供給熱量は減少される。
【００５０】
このようにして、熱源装置５１ａ、５１ｂによる供給熱量が調整されると、それにともなって高温再生部１０内部の圧力・温度が変化して高温再生部１０にて発生する冷媒蒸気の圧力・温度が変化する。この冷媒蒸気温度の変化は蒸気温度センサ５３およびドレン温度センサ５４で検出され制御装置５０に入力される。また、この冷媒蒸気圧力の変化は蒸気圧力センサ５６で検出されて制御装置５０に入力される。制御装置５０は冷媒蒸気の圧力・温度の変化に応じて以下のような態様で濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの回転数を制御する。
【００５１】
例えば、負荷が増大して、熱源装置５１ａ、５１ｂによる供給熱量が増加されたときには、貫流ボイラ１０ａ、１０ｂ内部の圧力・温度および高温再生部１０にて発生する冷媒蒸気の圧力・温度が上昇する。このとき制御装置５０は、安全のために、濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの回転数を上げ、それにより吸収液流量を増加させて高温再生部１０内部圧を下げるように制御する。
【００５２】
その逆に、負荷が低下して熱源装置５１ａ、５１ｂによる供給熱量が減少されたときには、貫流ボイラ１０ａ、１０ｂ内部の圧力・温度および高温再生部１０にて発生する冷媒蒸気の圧力・温度は低下する。このとき制御装置５０は、濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの回転数を下げ、それにより吸収液流量を減少させて貫流ボイラ１０ａ、１０ｂ内部圧が上がるように制御する。その結果、冷凍機の連続運転に適した温度範囲と圧力範囲で安定した運転が継続できるようにすることが可能となる。
【００５３】
また、制御装置５０は、ドレン温度センサ５４により検出される冷媒ドレンの温度が所定温度を超えたときには、濃液ポンプ１３ａ，１３ｂの回転数を上げるように制御する一方、ドレン温度センサ５４により検出される冷媒ドレンの温度が所定温度を下回ったときには、濃液ポンプ１３ａ，１３ｂの回転数を下げるように制御する。
【００５４】
さらに、制御装置５０は、貫流ボイラ１０ａ、１０ｂのそれぞれの吸収液液位を所定範囲に制御するように、液面検出センサ５７ａ、５７ｂの検出信号に応じて濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの回転数を調整する。すなわち、液面検出センサ５７ａ、５７ｂが、所定の高液位を検出したときには濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの回転数を低下させ吸収液流量を減少させて液位が下がるように制御する一方、液面検出センサ５７ａ、５７ｂが、所定の低液位を検出したときには濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの回転数を上昇させ吸収液流量を増大させて液位が上がるように制御する。
【００５５】
また、貫流ボイラ１０ａ、１０ｂの吸収液液位が冷凍機の安全運転を考慮して設定される所定の下限値を下回ったときには警報手段（不図示である）により警報を発するとともに、貫流ボイラ１０ａ、１０ｂへの熱源装置５１ａ、５１ｂからの熱の供給を停止するように制御する。
【００５６】
なお、液面検出センサ５７ａ、５７ｂの検出結果に応じて濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの回転数を調整する際には、運転条件および熱源装置５１ａ、５１ｂによる供給熱量に応じて予め段階的に設定された各回転数の間で濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの回転数を切り替えるように制御してもよく、例えば、ポンプの制御周波数を６０Ｈｚ、５７Ｈｚ、４８Ｈｚ、４５Ｈｚのように変え、それにより濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの回転数を上げたり下げたりして段階的に制御してもよく、あるいは運転条件、負荷および熱源装置５１ａ、５１ｂによる供給熱量に応じて連続的に回転数を変化させるようにしてもよい。
【００５７】
また、例えば、負荷が５０％以上の場合は、前述したように２つの貫流ボイラ１０ａ、１０ｂをともに運転し、濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの両方の回転数を調整して、運転条件および熱源装置５１ａ、５１ｂによる供給熱量に応じて段階的または連続的に回転数を変化させるようにし、負荷が５０％以下の場合には、どちらか一つ、例えば第１貫流ボイラ１０ａのみ使用し、第２濃液ポンプ１３ｂは停止させて第２貫流ボイラ１０ｂには吸収液が送給されないようにし、運転条件および熱源装置５１ａの熱供給量に応じて、段階的または連続的に回転数を変化させてもよい。
【００５８】
また、蒸気温度センサ５３、蒸気圧力センサ５６、ドレン温度センサ５４および液面検出センサ５７ａ、５７ｂの少なくとも一つの検出結果に応じて濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの回転数を制御する際には、下記表１に示すような組み合わせの中から適当な組み合わせを選択して他のポンプ２、５の制御を実行することも可能である。
【００５９】
【表１】

【００６０】
この場合は、冷凍機の運転効率を高めるように各ポンプ２、５、１３ａ、１３ｂによる吸収液の送給量を調整するとともに、各ポンプ２、５、１３ａ、１３ｂの回転数が吸収液の送給量不足や、揚程不足を起こさない回転数を確保するように制御される。
【００６１】
しかして、前記機能および手段を有する制御装置５０は、例えばコンピュータに前記機能および手段に対応するプログラムを格納することにより実現される。
【００６２】
このように、本実施形態１の吸収冷凍機は、高温再生部１０が２つの貫流ボイラ１０ａ、１０ｂから構成され、制御装置５０により、負荷が変化したときに適切に熱源装置５１ａ、５１ｂによる供給熱量を調整するとともに、この供給熱量の変化による再生器内の吸収液量の変化を抑えるように稀液ポンプ２、中間液ポンプ５および濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの回転数が制御され、かつ必要があれば貫流ボイラ１０ａ、１０ｂの運転台数およびそれに応じて濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの運転が制御されるので、いわゆる三重効用形の吸収冷凍機において大きな負荷変動がある場合にも、所望温度の冷水を継続して安定的に供給することが可能となる。
【００６３】
また、液面検出センサ５７ａ、５７ｂを設けて、高温再生部１０を構成する貫流ボイラ１０ａ、１０ｂ内部の吸収液液量が常に所定範囲にあるか否かを監視し、所定範囲を逸脱したときには、貫流ボイラ１０ａ、１０ｂの吸収液液量が所定範囲となるように濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの回転数を調整する。これにより、中温再生器７から高温再生部１０に送給される吸収液流量と、濃液バイパス管４２を介して戻り配管４３に送られる吸収液量との比を定格運転時におけるものから変更することも可能となる。すなわち、負荷の変化に応じて貫流ボイラ１０ａ、１０ｂにおける加熱量を調整する一方で、貫流ボイラ１０ａ、１０ｂにおける冷媒蒸気温度および液位を検出し、前記加熱量の調整により引き起こされる液位変化を抑制するように濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの回転数を制御することによって、いわゆる三重効用形の吸収冷凍機において安定的に冷水温度制御を行うことが可能となる。
【００６４】
また、濃液ポンプ１３ａ、１３ｂの故障などを原因として吸収液の送給量が減少し液面検出センサ５７ａ、５７ｂにより検出される貫流ボイラ１０ａ、１０ｂの吸収液液量が所定の下限値を下回ったときには、前記警報手段により警報を発すると同時に加熱を停止して安全のため吸収冷凍機の動作を停止するようにしている。これにより、貫流ボイラ１０ａ、１０ｂが過熱して損傷を受けるなど連続運転に支障を生じさせる事態の発生を防止することができる。また、このような液面検出センサ５７ａ、５７ｂの検出結果に基づく安全停止制御に加えて、吸収液減少による過熱を検知するための吸収液温度センサ５２ａ、５２ｂによって貫流ボイラ１０ａ、１０ｂ出口付近の吸収液温度の検出結果に基づき貫流ボイラ１０ａ、１０ｂが損傷を受けるような温度に過熱された場合には、前記警報手段により警報を発すると同時に加熱を停止して安全のため吸収冷凍機の動作を停止するという安全停止制御を実行している。例えば、吸収液温度センサ５２ａ、５２ｂの取付け位置は吸収液の温度が最も高くなるところであり、この温度を２１０℃以下になるように定めておき、吸収液温度センサ５２ａ、５２ｂが２１０℃を検出した場合には警報手段（不図示である）により警報を発するとともに、貫流ボイラ１０ａ、１０ｂを停止して熱源装置５１ａ、５１ｂによる熱の供給を停止するように制御する。これにより、装置を損傷を受けにくい特別な高級材料で構成する必要がない。なお、吸収液温度センサ５２ａ、５２ｂの代わりに空缶防止用吸収液温度センサを高温再生部１０に設けるようにして、この検出結果にしたがって前記内容の安全停止制御を実行するようにしてもよい。
【００６５】
また、吸収液の濃度は、稀吸収液では５４〜５６重量％とし、濃吸収液では５７〜５９％とすることができるので、超濃吸収液は、６１〜６３重量％とすることができ、装置の構成材料を主に鉄としても腐食することがないので、高級な材料を使う必要がなく、低コストとすることができる。
【００６６】
また、吸収液は、吸収器１から低温再生器４、中温再生器７および高温再生部１０と順次送られていくいわゆるリバースサイクルとされる上に、各バイパス管４１、４２を介して全体の所定割合（例えば、４０％以上６０％以下）の吸収液が低温再生器４または中温再生器７から直接的に吸収器１に戻されるので、高温再生部１０に送給される吸収液から熱伝達促進物として含ませたアルコール類を取り除くための分離装置（特許第３０４０４７５号公報第７図参照）などを特別に設ける必要もなく、装置の低コスト化を図ることが容易となる。
【００６７】
さらに、前記の如く吸収液の一部をバイパスさせているので、中間液ポンプ５および濃液ポンプ１３ａ、１３ｂを小型化でき、それにより消費動力の低減が図られるとともに、送路途中における熱損失の低減も図られる。
【００６８】
その上、高温再生部１０を複数の貫流ボイラ１０ａ、１０ｂにより構成しているので、取り扱いが簡易であり、しかも伝熱面積が１０ｍ²以下の場合には小型ボイラ、５ｍ²以下の場合には簡易ボイラとされるため、取り扱いに際し資格者および設置許可がそれぞれ不要となる上に、検査等の規制が緩和されることになる。また、それぞれの貫流ボイラ１０ａ、１０ｂの運転台数を負荷に応じて制御するので、効率よく貫流ボイラ１０ａ、１０ｂの運転が行え、省エネルギーが図られる。
【００６９】
なお、前述した吸収冷凍機は、高温再生部１０が２台の貫流ボイラ１０ａ、１０ｂで構成されることとしたが、貫流ボイラ１台で構成されている場合には、前記の第２貫流ボイラ１０ｂ、第２熱源装置５１ｂ、第２濃液ポンプ１３ｂを取外したものとすればよく、運転台数の制御は行わずに前記と同様に制御を実行すればよい。例えば下記表２に示すような制御を行えばよい。
【００７０】
【表２】

【００７１】
それ以外の台数の場合は、濃液ポンプの運転台数の組合せを変えればよく、それによって負荷に応じてさらに細かい制御が可能となり、高効率な制御が実現できる。
【００７２】
実施形態２
本発明の実施形態２に係る吸収冷凍機は、本発明の実施形態１に係る吸収冷凍機を改変したものであって、図２に示すように低温熱交換器３にパラレルに稀吸収液を加熱する第１冷媒熱回収器３１、つまり第２低温熱交換器３Ａを付加してなるものである。この第２低温熱交換器３Ａの加熱源としては、低温再生器４からの冷媒ドレンが利用される。そして、この加熱に利用された冷媒ドレンは配管１９に合流させられる。
【００７３】
なお、本実施形態２のその他の構成は、本実施形態１と同様とされる。ここで、図２においては高温再生部１０にて再生された冷媒蒸気の温度を検出する蒸気温度センサ５３と、中温再生器７加熱後の冷媒ドレンの温度を検出するドレン温度センサ５４と、蒸発器９で冷却された冷水などの冷却対象物の温度を検出する冷水温度センサ（負荷検出手段）５５と、高温再生部１０にて再生された冷媒蒸気の圧力を検出する蒸気圧力センサ５６と、高温再生部１０内のそれぞれの貫流ボイラ１０ａ、１０ｂによって濃縮され送出された超濃吸収液の温度を検出する吸収液温度センサ５２ａ、５２ｂと、それらの検出信号および高温再生部１０を構成する貫流ボイラ１０ａ、１０ｂの吸収液の液位を検出する液面検出センサ（液位検出手段）５７ａ、５７ｂの検出信号を基に吸収冷凍機を制御する制御装置５０とは省略されている。
【００７４】
また、その制御方法においても本実施形態１に係る吸収冷凍機と同様とされている。
【００７５】
しかして、本実施形態２に係る吸収冷凍機は、かかる構成を取ることにより冷媒ドレンの保有熱が回収されるので、供給する加熱量の低減による省エネルギーが図られるという効果が得られる。
【００７６】
実施形態３
本発明の実施形態３に係る吸収冷凍機は、本発明の実施形態２に係る吸収冷凍機を改変したものであって、図３に示すように低温熱交換器３および第２低温熱交換器３Ａにパラレルに稀吸収液を加熱する第２冷媒熱回収器３２、つまり第３低温熱交換器３Ｂを付加してなるものである。この第３低温熱交換器３Ｂの加熱源としては、中温再生器７からの冷媒ドレンが利用される。そして、この加熱に利用された冷媒ドレンは配管１９に合流させられる。
【００７７】
なお、本実施形態３のその他の構成は、本実施形態２と同様とされる。ここで、図３においては高温再生部１０にて再生された冷媒蒸気の温度を検出する蒸気温度センサ５３と、中温再生器７加熱後の冷媒ドレンの温度を検出するドレン温度センサ５４と、蒸発器９で冷却された冷水などの冷却対象物の温度を検出する冷水温度センサ（負荷検出手段）５５と、高温再生部１０にて再生された冷媒蒸気の圧力を検出する蒸気圧力センサ５６と、高温再生部１０を構成する貫流ボイラ１０ａ、１０ｂによって濃縮され送出された超濃吸収液の温度を検出する吸収液温度センサ５２ａ、５２ｂと、それらの検出信号および高温再生部１０を構成する貫流ボイラ１０ａ、１０ｂの吸収液の液位を検出する液面検出センサ（液位検出手段）５７ａ、５７ｂの検出信号を基に吸収冷凍機を制御する制御装置５０とは省略されている。
【００７８】
また、その制御方法においても本実施形態２に係る吸収冷凍機と同様とされている。
【００７９】
しかして、本実施形態３に係る吸収冷凍機は、かかる構成を取ることにより冷媒ドレンの保有熱が回収されるので、供給する加熱量の低減による省エネルギーが図られるという効果が得られる。
【００８０】
実施形態４
本発明の実施形態４に係る吸収冷凍機は、本発明の実施形態２に係る吸収冷凍機を改変したものであって、図４に示すように第２中温熱交換器６Ａの加熱源を冷媒ドレンとしてなるものである。つまり第２中温熱交換器６Ａを第２冷媒熱回収器３２としてなるものである。ここで、第１冷媒熱回収器３１と第２冷媒熱回収器３２との加熱源は、ともに中温再生器７からの冷媒ドレンであり、それによる加熱は第２中温熱交換器６Ａおよび第２低温熱交換器３Ａの順とされている。そして、この加熱に利用された冷媒ドレンは配管１９に合流させられる。
【００８１】
なお、本実施形態４のその他の構成は、本実施形態２と同様とされている。ここで、図４においては高温再生部１０にて再生された冷媒蒸気の温度を検出する蒸気温度センサ５３と、中温再生器７加熱後の冷媒ドレンの温度を検出するドレン温度センサ５４と、蒸発器９で冷却された冷水などの冷却対象物の温度を検出する冷水温度センサ（負荷検出手段）５５と、高温再生部１０にて再生された冷媒蒸気の圧力を検出する蒸気圧力センサ５６と、高温再生部１０を構成している貫流ボイラ１０ａ、１０ｂによって濃縮され送出された超濃吸収液の温度を検出する吸収液温度センサ５２ａ、５２ｂと、それらの検出信号および高温再生部１０を構成する貫流ボイラ１０ａ、１０ｂの吸収液の液位を検出する液面検出センサ（液位検出手段）５７ａ、５７ｂの検出信号を基に吸収冷凍機を制御する制御装置５０とは省略されている。
【００８２】
また、その制御方法においても本実施形態２に係る吸収冷凍機と同様とされている。
【００８３】
しかして、本実施形態４に係る吸収冷凍機は、かかる構成を取ることにより冷媒ドレンの保有熱が回収されるので、供給する加熱量の低減による省エネルギーが図られるという効果が得られる。
【００８４】
実施形態５
本発明の実施形態５に係る吸収冷凍機は、本発明の実施形態４に係る吸収冷凍機を改変したものであって、図５に示すように第１冷媒熱回収器３１の加熱源を変更してなるものである。すなわち、第１冷媒熱回収器３１の加熱源に、第２冷媒熱回収器３２を加熱した後の冷媒ドレンと低温再生器４からの冷媒ドレンとの混合ドレンを用いてなるものである。
【００８５】
なお、本実施形態５のその他の構成は、本実施形態４と同様とされる。ここで、図５においては、高温再生部１０にて再生された冷媒蒸気の温度を検出する蒸気温度センサ５３と、中温再生器７加熱後の冷媒ドレンの温度を検出するドレン温度センサ５４と、蒸発器９で冷却された冷水などの冷却対象物の温度を検出する冷水温度センサ（負荷検出手段）５５と、高温再生部１０にて再生された冷媒蒸気の圧力を検出する蒸気圧力センサ５６と、高温再生部１０を構成している貫流ボイラ１０ａ、１０ｂによって濃縮され送出された超濃吸収液の温度を検出する吸収液温度センサ５２ａ、５２ｂと、それらの検出信号および高温再生部１０を構成する貫流ボイラ１０ａ、１０ｂの吸収液の液位を検出する液面検出センサ（液位検出手段）５７ａ、５７ｂの検出信号を基に吸収冷凍機を制御する制御装置５０とは省略されている。
【００８６】
また、その制御方法においても本実施形態４に係る吸収冷凍機と同様とされてる。
【００８７】
しかして、本実施形態５に係る吸収冷凍機は、かかる構成を取ることにより冷媒ドレンの保有熱が回収されるので、供給する加熱量の低減による省エネルギーが図られるという効果が得られる。
【００８８】
実施形態６
本発明の実施形態６に係る吸収冷凍機は、本発明の実施形態１に係る吸収冷凍機を改変したものであって、図６に示すように吸収器１と蒸発器９との組合せを二組とし、すなわち吸収器１と蒸発器９を第１吸収器１Ａと第１蒸発器９Ａとの組からなる第１ブロックＡと、第２吸収器１Ｂと第２蒸発器９Ｂとの組からなる第２ブロックＢとにより構成し、そして冷水および冷却水を第２ブロックＢから第１ブロックＡにシリーズに供給する一方、超濃吸収液を第１ブロックＡから第２ブロックＢにシリーズに供給してなるものである。
【００８９】
しかして、本実施形態６に係る吸収冷凍機は、かかる構成を取ることにより吸収器１内の圧力、蒸発器９内の圧力をブロックごとに段階的に変えることが可能になり、吸収液を広い濃度範囲で利用できるようになるので、希薄な濃度領域まで利用できる範囲が広がり、吸収液循環量の低減、低温熱源の有効利用が図られるという効果が得られる。
【００９０】
実施形態７
本発明の実施形態７に係る吸収冷凍機は、本発明の実施形態１に係る吸収冷凍機を改変したものであって、図７に示すように吸収器１と蒸発器９との組合せを二組とし、すなわち吸収器１と蒸発器９を第１吸収器１Ａと第１蒸発器９Ａとの組からなる第１ブロックＡと、第２吸収器１Ｂと第２蒸発器９Ｂとの組からなる第２ブロックＢとにより構成し、そして冷水を第２ブロックＢから第１ブロックＡにシリーズに供給し、超濃吸収液を第１ブロックＡから第２ブロックＢにシリーズに供給し、冷却水を第１ブロックＡおよび第２ブロックＢにパラレルに供給してなるものである。
【００９１】
しかして、本実施形態７に係る吸収冷凍機は、かかる構成を取ることにより吸収器１内の圧力、蒸発器９内の圧力をブロックごとに段階的に変えることが可能になり、吸収液を広い濃度範囲で利用できるようになるので、希薄な濃度領域まで利用できる範囲が広がり、吸収液循環量の低減、低温熱源の有効利用が図られるという効果が得られる。
【００９２】
実施形態８
本発明の実施形態８に係る吸収冷凍機は、本発明の実施形態１に係る吸収冷凍機を改変したものであって、図８に示すように通常とは逆に冷却水を凝縮器８から吸収器１にシリーズに流すようにしてなるものである。
【００９３】
しかして、本実施形態８に係る吸収冷凍機は、かかる構成を取ることにより凝縮器８へ温度の低い冷却水を先に通すことができ、それにより凝縮器８の温度、圧力が低下し、それにより低温再生器４の温度、圧力が下がり、中温再生器７の温度、圧力が下がり高温再生部１０の温度、圧力が下げられるので、吸収液の温度、濃度を低くでき、低温熱源の温度、濃度を低くでき、低温熱源の有効利用という効果が得られる。
【００９４】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではなく種々改変が可能である。例えば、前述した実施形態では、高温再生部は２台の貫流ボイラより構成されるとしたが、その数は、２台に限定されるわけでなく、また貫流ボイラ以外でも再生器としての機能を有すればかまわない。また、貫流ボイラと他の形式の高温再生器との組合せにより高温再生部を構成してもよい。
【００９５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の吸収冷凍機は、低温度、中温度および高温度の３段階の再生器を備えたいわゆる三重効用形とすることによって、従来の一重効用形あるいは二重効用形の吸収冷凍機よりも飛躍的に冷却能力を向上させることが可能となるとともに、高温再生部に循環させる吸収液の割合を減少させることによって、効率の向上をも容易とすることができるという優れた効果を奏するものである。
【００９６】
また、本発明の好ましい形態においては、高温再生部を複数の貫流ボイラによって構成されるようにし、負荷や運転条件の変化に応じて高温再生部における加熱量を調整すると同時に、高温再生部内部の圧力、温度あるいは液量を検出してその検出結果に基づいて、吸収液を循環させるポンプ回転数および貫流ボイラの運転台数を調整して吸収液循環量を制御しているので、いわゆる三重効用形の吸収冷凍機において負荷変動がある場合にも高温再生部における液量制御を安定的に行い、所望の冷却効果を継続して得ることができるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る吸収冷凍機の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る吸収冷凍機の概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態３に係る吸収冷凍機の概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態４に係る吸収冷凍機の概略構成図である。
【図５】本発明の実施形態５に係る吸収冷凍機の概略構成図である。
【図６】本発明の実施形態６に係る吸収冷凍機の要部概略構成図である。
【図７】本発明の実施形態７に係る吸収冷凍機の要部概略構成図である。
【図８】本発明の実施形態８に係る吸収冷凍機の概略構成図である。
【図９】従来の吸収冷凍機の概略構成図である。
【符号の説明】
１ 吸収器
２ 稀液ポンプ
４ 低温再生器
５ 中間液ポンプ
７ 中温再生器
１０ 高温再生部
１０ａ、１０ｂ 貫流ボイラ
１３ａ、１３ｂ 濃液ポンプ
４１ 中間液バイパス管
４２ 濃液バイパス管
４３ 戻り吸収液管
５０ 制御装置
５１ａ、５１ｂ 熱源装置
５２ａ、５２ｂ 吸収液温度センサ
５３ 蒸気温度センサ
５４ ドレン温度センサ
５５ 冷水温度センサ（負荷検出手段）
５６ 蒸気圧力センサ
５７ａ、５７ｂ 液面検出センサ（液位検出手段）

Claims (24)

1. 低温再生器、中温再生器および高温再生部を備えたリバースサイクル式吸収冷凍機であって、
   前記高温再生部は、並列配置された複数の高温再生器から構成され、
   前記各高温再生器は、それぞれ個別の熱源装置、およびそれぞれの吸収液の液位を検出する個別の液位検出手段を有するとともに、個別に制御可能とされ、
   前記低温再生器と前記中温再生器とはシリーズに接続され、
   前記中温再生器と前記複数の高温再生器とはそれぞれシリーズに接続され、
   吸収器にて吸収液に冷媒を吸収させて得られる稀吸収液を送給する稀液ポンプと、
   前記低温再生器にて稀吸収液を加熱濃縮して得られる中間吸収液を送給する中間液ポンプと、
   前記中温再生器にて中間吸収液を加熱濃縮して得られる濃吸収液を送給する、前記高温再生器のそれぞれに対応させて設けられた濃液ポンプと、
   前記低温再生器にて得られた中間吸収液の所定割合のみを前記中間液ポンプにより送給し、その残部の中間吸収液を戻り吸収液管にバイパスさせる中間液バイパス管と、
   前記中温再生器にて得られた濃吸収液の所定割合のみを前記濃液ポンプにより送給し、その残部の濃吸収液を戻り吸収液管にバイパスさせる濃液バイパス管と、
   負荷を検出する負荷検出手段と、
   前記各熱源装置により前記各高温再生器に供給される熱量を負荷検出手段により検出された負荷に基づいて制御する熱源制御手段と、
   前記稀液ポンプ、中間液ポンプおよび濃液ポンプの回転数を、前記低温再生器にて得られた中間吸収液の所定割合のみを中温再生器に送給し、前記中温再生器にて得られた濃吸収液の所定割合のみを高温再生部に送給し、前記吸収器の稀吸収液の所定割合を低温再生器に送給するように制御する回転数制御手段
   とを備え、
   前記回転数制御手段が、前記それぞれの液位検出手段により検出されるいずれかの高温再生器の吸収液の液位が上側基準液位を超えたときに、当該濃液ポンプの回転数を下げるように制御し、検出されるいずれかの高温再生器内の吸収液の液位が下側基準液位を下回ったときに、当該濃液ポンプの回転数を上げるように制御するようにされてなる
   ことを特徴とする吸収冷凍機。
2. 中間液ポンプにより中温再生器に送給される中間吸収液の所定割合が８０％以上９０％以下とされ、前記濃液ポンプにより高温再生部に送給される濃吸収液の所定割合が５０％以上７０％以下とされ、定格運転時の濃液ポンプの送出量が前記稀液ポンプの送出量の４０％以上６０％以下となるよう初期定格循環量の割合を定めてなることを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
3. 高温再生部にて発生する冷媒蒸気の温度を検出する蒸気温度検出手段を備え、
   前記蒸気温度検出手段により検出される冷媒蒸気の温度が所定温度を超えたときに、回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を上げるように制御し、
   前記蒸気温度検出手段により検出される冷媒蒸気の温度が所定温度を下回ったときに、回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を下げるように制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
4. 高温再生部にて発生する冷媒蒸気の圧力を検出する蒸気圧力検出手段を備え、
   前記蒸気圧力検出手段により検出される冷媒蒸気の圧力が所定圧力を超えたときに、回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を上げるように制御し、
   蒸気圧力検出手段により検出される冷媒蒸気の圧力が所定圧力を下回ったときに、前記回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を下げるように制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
5. 高温再生部にて発生する冷媒蒸気の温度および圧力を検出する蒸気温度検出手段および蒸気圧力検出手段を備え、
   前記蒸気温度検出手段および蒸気圧力検出手段により検出される冷媒蒸気の温度および圧力が所定温度および所定圧力を超えたときに、回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を上げるように制御し、
   前記蒸気温度検出手段および蒸気圧力検出手段により検出される冷媒蒸気の温度および圧力が所定温度および所定圧力を下回ったときに、回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を下げるように制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
6. 中温再生器加熱後の冷媒ドレンの温度を検出するドレン温度検出手段を備え、
   前記ドレン温度検出手段により検出される冷媒ドレンの温度が所定温度を超えたときに、回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を上げるように制御し、
   前記ドレン温度検出手段により検出される冷媒ドレンの温度が所定温度を下回ったときに、回転数制御手段が濃液ポンプの回転数を下げるように制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
7. 液位検出手段により検出される高温再生器の吸収液の液位が安全のために設定される下限設定値を下回ったときに、警報を発するとともに熱源供給装置による熱量の供給を停止する警報・緊急停止手段を備えてなることを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
8. 回転数制御手段が液位検出手段の検出結果に応じて前記濃液ポンプの回転数を増減させる際に、予め定められた各回転数の間で濃液ポンプの回転数を段階的に変更することを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
9. 回転数制御手段が液位検出手段の検出結果に応じて濃液ポンプの回転数を増減させる際に、前記濃液ポンプの回転数を連続的に変化させることを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
10. 回転数制御手段が、蒸気温度検出手段、蒸気圧力検出手段、蒸気ドレン温度検出手段および液位検出手段の少なくとも一つの検出結果に応じて濃液ポンプの回転数を増減させる際に、稀液ポンプおよび／または中間液ポンプの回転数も同時に調整するように制御することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の吸収冷凍機。
11. 回転数制御手段が、濃液ポンプの回転数と同時に制御する稀液ポンプおよび／または中間液ポンプとの組合せを予め設定し、その組合せの中から適宜組合せを選択可能としたことを特徴とする請求項１０記載の吸収冷凍機。
12. 負荷に応じて高温再生器の運転台数を変化させることを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
13. 高温再生器から送出される吸収液の温度を検出する吸収液温度検出手段を設け、前記吸収液の温度が安全のために設定される上限設定値を上回ったときに、警報を発するとともに熱源供給装置による熱量の供給を停止する警報・緊急停止手段を備えてなることを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
14. 高温再生器が貫流ボイラであることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の吸収冷凍機。
15. 中温熱交換器と、該中温熱交換器とパラレルに配設されて貫流ボイラからの排ガスにより吸収液を加熱する排ガス熱回収器とを備えたことを特徴とする請求項１４記載の吸収冷凍機。
16. 低温熱交換器と、該低温熱交換器にパラレルに配設された第２低温熱交換器とを備え、前記第２低温熱交換器に低温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されることを特徴とする請求項１記載の吸収冷凍機。
17. 低温熱交換器にパラレルに配設された第３低温熱交換器を備え、前記第３低温熱交換器に前記中温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされてなることを特徴とする請求項１６記載の吸収冷凍機。
18. 中温熱交換器にパラレルに配設された第２中温熱交換器と、低温熱交換器にパラレルに配設された第２低温熱交換器とを備え、前記第２中温熱交換器に前記中温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされ、前記第２低温熱交換器に前記第２中温熱交換器において熱交換した後の冷媒ドレンが供給されるようにされてなることを特徴とする請求項１５記載の吸収冷凍機。
19. 第２低温熱交換器に、低温再生器からの冷媒ドレンが加熱源として供給されるようにされてなることを特徴とする請求項１８記載の吸収冷凍機。
20. 吸収器と蒸発器との組合せを複数個設け、冷水、冷却水および吸収液を前記複数個の組合せにシリーズに供給してなることを特徴とする請求項１ないし請求項１９のいずれか一項に記載の吸収冷凍機。
21. 吸収器と蒸発器との組合せを複数個設け、冷水および吸収液を前記複数個の組合せにシリーズに供給し、冷却水を前記複数個の組合せにパラレルに供給してなることを特徴とする請求項１ないし請求項１９のいずれか一項に記載の吸収冷凍機。
22. 冷却水が凝縮器から吸収器へ供給されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項２１のいずれか一項に記載の吸収冷凍機。
23. 前記冷媒が水とされ、前記吸収液の主成分がリチウムブロマイドとされてなることを特徴とする請求項１ないし請求項２２のいずれか一項に記載の吸収冷凍機。
24. 前記高温再生部が、発生した冷媒蒸気と吸収液とを分離する気液分離器を有してなることを特徴とする請求項１ないし請求項２３のいずれか一項に記載の吸収冷凍機。

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