JP4251878B2 - 吸収式冷温水機の診断方法および診断装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収式冷温水機の診断方法および診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蒸発器と吸収器が納められた下胴の蒸気圧と、蒸発器を循環する冷媒の温度と、蒸発器の冷水出口温度、冷水入口温度および冷水流量とをそれぞれ測定し、冷媒液に含まれる吸収剤の濃度を算出するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、混合冷媒を用いる吸収式冷凍機において、混合冷媒に補給する吸収剤の量を適切に制御するため、蒸発器を循環する混合冷媒の濃度を検出するものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７―１３９８４３号公報（段落番号００２３、００３４、００３５、図２）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１―３１７８３７号公報（段落番号０００９、００２２、００３３〜００４１、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の技術にあって、下胴の蒸気圧や、蒸発器を循環する冷媒の温度、蒸発器の冷水出口温度、冷水入口温度および冷水流量とをそれぞれ測定し、冷媒液に含まれる吸収剤の濃度を算出するものでは、蒸発器内の冷媒液中の吸収剤濃度を捕らえることにより、冷媒液に吸収剤が混入するという異常を判定できるが、冷媒液に吸収剤が混入する可能性がある箇所は蒸発器だけでなくそのほかの箇所も存在するので、蒸発器内の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度のみでは何れの箇所から混入したかを的確に判定することは難しい。
【０００７】
また、吸収式冷凍機の蒸発器を循環する混合冷媒の濃度を検出するものでは、蒸発器内の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度を捕らえ、その濃度に応じて吸収剤の注入量を制御することができるが、冷媒液に吸収剤が混入するという異常を判定することについては示されていない。
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術における実状を鑑みてなされたもので、その目的は、蒸発器で用いられる冷媒液中に何れの箇所から吸収剤が混入したかを的確に特定することのできる吸収式冷温水機の診断方法および診断装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係わる発明は、冷媒が循環する蒸発器、吸収器、再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断方法において、濃度捕捉手段により、前記蒸発器に流入する以前の冷媒液流路における冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記蒸発器の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度とをそれぞれ捕捉し、これらの捕捉した前記吸収剤の濃度および両吸収剤の濃度の高低関係に基づいて前記冷媒液に前記吸収剤が混入した箇所を判定する構成にした。
【００１０】
このように請求項１に係わる発明では、蒸発器に流入する以前の冷媒液流路における冷媒液に含まれる吸収剤の濃度、および蒸発器の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、両吸収剤の濃度の高低関係とに基づいて蒸発器に流入する以前の箇所で冷媒液に吸収剤が混入したか、あるいは蒸発器にて冷媒液に吸収剤が混入したかを判定する。例えば、蒸発器の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度が、蒸発器に流入する以前の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度より高い場合には、蒸発器のみにて冷媒液に吸収剤が混入したと判定する。これによって、蒸発器で用いられる冷媒液中に何れの箇所で吸収剤が混入したかを的確に特定することができる。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本発明の請求項２に係わる発明は、冷媒が循環する蒸発器、吸収器、低温再生器、高温再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断方法において、濃度捕捉手段により、前記高温再生器で発生した冷媒蒸気が前記低温再生器の加熱源として用いられて液化して前記凝縮器へ流入する冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記凝縮器から前記蒸発器へ流入する冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布系の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度とをそれぞれ捕捉し、これらの捕捉した前記吸収剤の濃度および各吸収剤の濃度の高低関係に基づいて前記冷媒液に前記吸収剤が混入した箇所を判定する構成にした。
【００１２】
このように請求項２に係わる発明では、前記高温再生器で発生した冷媒蒸気が前記低温再生器の加熱源として用いられて液化して前記凝縮器へ流入する冷媒液中の吸収剤の濃度、凝縮器から蒸発器へ流入する冷媒液中の吸収剤の濃度、および蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布系の冷媒液中の吸収剤の濃度と、各吸収剤の濃度の高低関係とに基づいて、前記冷媒に前記吸収剤が混入した箇所を判定する。例えば、低温再生器から凝縮器へ流入する冷媒液中の吸収剤の濃度が高くなった場合には、低温再生器以前の高温再生器で冷媒液に吸収剤が混入したと判定し、凝縮器から蒸発器へ流入する冷媒液中の吸収剤の濃度が高くなった場合には、凝縮器で冷媒液に吸収剤が混入したと判定し、蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布系の冷媒液中の吸収剤の濃度が高くなった場合には、蒸発器で冷媒液に吸収剤が混入したと判定する。これによって、蒸発器で用いられる冷媒液中に何れの箇所から吸収剤が混入したかを的確に特定することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項３に係わる発明は、冷媒が循環する蒸発器、吸収器、低温再生器、高温再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断方法において、 濃度捕捉手段により、前記高温再生器で発生した冷媒蒸気が前記低温再生器の加熱源として用いられて液化して前記凝縮器へ流入する冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記凝縮器から前記蒸発器へ流入する冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布系の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度とをそれぞれ捕捉し、これらの捕捉した吸収剤の濃度が許容濃度範囲下限以下、許容濃度範囲下限以上で基準値未満、基準値以上かを判定し、これらの組合せパターンに基づいて前記冷媒液に前記吸収剤が混入した箇所を判定する構成にした。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、本発明の請求項４に係わる発明は、冷媒が循環する蒸発器、吸収器、再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断装置において、前記凝縮器で冷却されて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する濃度捕捉手段と、前記蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布経路の冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する濃度捕捉手段と、これらの捕捉した前記吸収剤の濃度が許容濃度範囲下限以下、許容濃度範囲下限以上で基準値未満、基準値以上かを判定し、これらの組合せパターンに基づいて前記冷媒液に前記吸収剤が混入の有無を判定する判定手段とを備えた構成にした。
【００１５】
また、本発明の請求項５に係わる発明は、冷媒が循環する蒸発器、吸収器、再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断装置において、前記高温再生器で発生した冷媒蒸気が前記低温再生器の加熱源として用いられて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第１の濃度捕捉手段と、前記凝縮器で冷却されて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第２の濃度捕捉手段と、前記蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布経路の冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第３の濃度捕捉手段と、これらの第１〜第３の濃度捕捉手段で捕捉した前記吸収剤の濃度が、許容濃度範囲下限以下、許容濃度範囲下限以上で基準値未満、基準値以上かを判定し、これらの組合せパターンに基づいて前記吸収剤の混入した箇所を判定する判定手段とを備えた構成にした。
【００１６】
このように構成した請求項５に係わる発明では、高温再生器で発生した冷媒蒸気が低温再生器の加熱源として用いられて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を第１の濃度捕捉手段で捕捉し、凝縮器で冷却されて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を第２の濃度捕捉手段で捕捉し、蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布経路の冷媒液中の吸収剤の濃度を第３の濃度捕捉手段で捕捉する。次いで、これらの吸収剤の濃度および各吸収剤の濃度の高低関係に基づいて、判定手段により冷媒液に吸収剤が混入した箇所を判定する。例えば、第１の濃度捕捉手段で捕捉した吸収剤の濃度が高くなった場合には、高温再生器で冷媒液に吸収剤が混入したと判定して、第２の濃度捕捉手段で捕捉した吸収剤の濃度が高くなった場合には、凝縮器で冷媒液に吸収剤が混入したと判定し、第３の濃度捕捉手段で捕捉した吸収剤の濃度が高くなった場合には、蒸発器で冷媒液に吸収剤が混入したと判定する。これによって、蒸発器で用いられる冷媒液中に何れの箇所から吸収剤が混入したかを的確に特定することができる。
また、本発明の請求項６に係わる発明は、請求項４または請求項５に係わる発明において、前記判定手段による判定結果を管理部に通報する通信部を設けた構成にした。
【００１７】
このように請求項６に係わる発明では、判定手段による判定結果を通信部により管理部に通報するので、循環する冷媒に吸収剤が混入した箇所や冷媒液に吸収剤の混入の有無に関する情報を管理部で管理することができ、冷媒に吸収剤が混入するという異常事態に迅速に対応することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の吸収式冷温水機の診断方法および診断装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施形態に係わる診断装置を備えた二重効用吸収式冷温水機示す概略図、図２は図１の診断装置で用いられる検出結果と混入箇所とのパターンを示す説明図である。
【００２０】
図１に示す吸収式冷温水機は、互いに隣接する蒸発器１および吸収器２と、互いに隣接する凝縮器３および低温再生器４と、高温再生器５と、低温熱交換器６および高温熱交換器７とを有し、これらの蒸発器１―吸収器２―高温再生器５―低温再生器４―凝縮器３を冷媒、例えば水が循環して冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮するようになっている。また、上記の吸収器２では冷媒蒸気（すなわち水蒸気）を吸収する吸収剤、例えば臭化リチウム（ＬｉＢｒ）を混入した水溶液（以下、単に溶液という）が用いられている。
【００２１】
蒸発器１には、冷媒液（すなわち液体としての水）を上部より散布する冷媒ポンプ８および冷媒管９が設けられ、図示しないビル等に冷水を送る冷水管１０が蒸発器１内を通っている。蒸発器１内は高真空に保たれており、この蒸発器１内で摂氏５度程度で冷媒液が蒸発して冷媒蒸気が発生し、冷水管１０内を流れる水やブラインを冷却して循環することにより、図示しないビル等の冷房が行なわれる。吸収器２にも、溶液を上部より散布する溶液ポンプ１１および溶液管１２が設けられ、冷却水管１３がこの吸収器２内を通っている。
【００２２】
凝縮器３は下部に溜まる冷媒液を蒸発器１へ戻す戻り管１４を備え、吸収器２から出た冷却水管１３が凝縮器３内を通っている。低温再生器４の上部には、溶液ポンプ１１により低温熱交換器６を介して送られる溶液を散布する送り管１５が接続され、低温再生器４の下部には、この低温再生器４で再生した溶液を低温熱交換器６へ戻す戻り管１６が接続されている。また、低温再生器４内を、高温再生器５で発生する冷媒蒸気を凝縮器３まで導く冷媒管１７が通っている。
【００２３】
高温再生器５は、溶液ポンプ１１より低温熱交換器６および高温熱交換器７を介して送られる稀溶液を導き入れる送り管１８と、高温再生器５で再生し流出した濃溶液を溜めるフロートボックス２０と、高温再生器５からの濃溶液を高温熱交換器７および低温熱交換器６へ戻す戻り管１９と、送り管１８を通る溶液流量を制御するフロート弁２１と、ガスなどの燃料を用いて溶液を加熱、濃縮して再生するバーナ２２とを備えている。
【００２４】
上記の高温再生器５では、高温熱交換器７および低温熱交換器６を介して吸収器２へ戻る溶液流量が減少してフロートボックス２０内の液面が上昇した場合、フロート弁２１のフロートが上昇して弁の開度を小さくし流入液量を減少するように制御する。逆に、高温熱交換器７および低温熱交換器６を介して吸収器２へ戻る溶液流量が増加してフロートボックス２０の液面が低下した場合には、フロート弁２１のフロートが低下して流入液量を増加するように制御するようになっている。なお、上記のようにフロート弁２１を用いて送り管１８内の流量を制御する方法の他に、溶液ポンプ１１にインバータ２３を設置してインバータ２３の周波数により送液量を変化させる方法、あるいは両方の方法を併用することもある。さらに、溶液ポンプ１１にインバータ２３を設置してインバータ２３の周波数により送液量を変化させる方法では、高温再生器５における溶液の液面を検出し、液面位置を一定に保つようにインバータ２３の周波数を増減する方法や、高温再生器５の圧力を検出しインバータ周波数を高温再生器５の圧力の関数として与える方法がある。
【００２５】
低温熱交換器６は、冷温水機の性能を上げるため、低温再生器４および高温熱交換器７から出た比較的高温の濃溶液と低温再生器４および高温熱交換器７へ送られる希容液との間で熱交換させ、さらに、高温熱交換器７は、高温再生器５から出た高温の濃溶液と高温再生器５へ送られる希容液との間で熱交換させるようになっている。
【００２６】
このような吸収式冷温水機では、蒸発器１の下部に溜まった冷媒液を冷媒ポンプ８および冷媒管９により蒸発器１の上部より散布すると、この蒸発器１内は高真空に保たれているため摂氏５度程度で冷媒液は蒸発する。冷媒液は蒸発する際、冷水管１０内を流れる水やブラインと熱交換して水やブラインを冷却し、冷却された冷水管１０内の水やブラインは、図示しないビル等の冷房が行なわれる。次いで、蒸発器１にて発生した冷媒蒸気は吸収器２に入って溶液に吸収されるとともに、この冷媒蒸気を吸収した溶液は濃度が低下して希釈し蒸気の潜熱と混合熱により温度上昇するため、冷却水管１３を介して冷却水を通水して吸収器２内の溶液を冷却する。次いで、吸収器２内で冷媒蒸気を吸収して濃度の低下した稀溶液の一部は、溶液ポンプ１１より溶液管１２、低温熱交換器６および送り管１５を介して低温再生器４へ送られるとともに、さらに稀溶液の他の一部は高温熱交換器７および送り管１８を介して高温再生器５へ送られる。
【００２７】
次いで、高温再生器５ではフロート弁２１を介して送り管１８からの稀溶液を受入れた後、バーナ２２により加熱、濃縮して溶液を再生し、再生した溶液をフローとボックス２０、戻り管１９、高温交換機７、低温熱交換器６を介して吸収器２へ送り戻すとともに、高温再生器５で発生した冷媒蒸気を冷媒管１７を介して低温再生器４へ送り出す。この低温再生器４では、冷媒管１７内を通る冷媒蒸気の熱で冷媒管１７外を流下する溶液を加熱することにより、低温再生器４内でも冷媒蒸気を発生させる。この発生した冷媒蒸気は凝縮器３に入って冷却されて冷媒液に凝縮した後、冷媒管１７内で凝縮した冷媒液とともに戻り管１４を介して蒸発器１へ送り戻されるとともに、低温再生器４内で再生した溶液は戻り管１６、低温熱交換器６を介して吸収器２へ送り戻される。
【００２８】
上記のような吸収式冷温水機では、蒸発器１内の冷媒液に吸収剤が混入した状態では蒸発器１における熱伝達率の低下を生じて、冷温水機の効率が低下することが一般によく知られているため、低温再生器４および高温再生器５で溶液の加熱により冷媒蒸気を発生させた後、この冷媒蒸気を凝縮器３で冷媒液に凝縮することにより、溶液から分離した冷媒液のみを蒸発器１へ戻すようになっている。しかしながら、高温再生器５への溶液流入量の制御不良などにより冷媒液に吸収剤が混入することがある。すなわち、上記の溶液流量制御に用いられるフロート弁２１や、溶液ポンプ１１に設置されたインバータ２３、あるいはインバータ周波数を決定する液面センサ等の不具合によりフロートボックス２０へ過剰に溶液が供給され、フロートボックス２０内の液面が上昇すると、冷媒液に吸収剤が混入する。さらに、溶液中には伝熱管等に用いられている銅および銅化合物から銅が溶け出してイオン化しているため、冷媒液に溶液が混合し低濃度の溶液となった場合、銅イオンの溶解度が減少し、微粒子状の化合物として析出する。その結果、この化合物が冷媒ポンプ８の摺動面に付着してロックを生じたり、管路中に詰ることで溶液の循環を阻害するといった不具合を生じる。
【００２９】
本実施形態の吸収式冷温水機の診断装置は、冷媒管１７内の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度を検出する第１の濃度検出部１０１と、戻り管１４内の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度を検出する第２の濃度検出部１０２と、冷媒管９内の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度を検出する第３の濃度検出部１０３と、これらの濃度検出部１０１〜１０３に接続され、上記の吸収剤の濃度をそれぞれ演算する濃度演算部１１０と、この濃度演算部１１０に接続され、この濃度演算部１１０で検出された結果に基づいて異常を診断する異常診断部１１１とを備えており、この異常診断部１１１には、制御方法を決定する制御方法決定部１１２と、異常を表示する異常表示部１１３と、外部へ警報を発報する通信部１１４とが接続されている。
【００３０】
異常診断部１１１は、検出した吸収剤の濃度に基づいて吸収剤の混入の有無を判定するとともに、機器の構成から想定される事象と検出結果のパターンと、濃度演算部１１０で検出された結果と比較することにより、検出結果のパターンと溶液混入の発生箇所の関係を判定し、この溶液混入の発生箇所から不具合要因を推定する。この異常診断部１１１で記憶する上記のパターンでは、図２に示すように、低温再生器４−凝縮器３間に設けられる第１の濃度検出部１０１で検出した吸収剤の濃度と、凝縮器３―蒸発器１間に設けられる第２の濃度検出部１０２で検出した吸収剤の濃度と、蒸発器１に冷媒液を散布する冷媒管９に設けられる第３の濃度検出部１０３で検出した吸収剤の濃度とをそれぞれ所定の許容濃度範囲および基準と比較して許容濃度範囲以下（×）、許容濃度範囲下限以上でかつ基準以下（△）、基準以上（○）に判定することにより、溶液（吸収剤）混入箇所がなかったか、あるいは溶液混入箇所が吸収器２と、低温再生器４と、高温再生器５と、再生器４、５および吸収器２と、再生器４、５との内のいずれであるかが予め想定されている。また、例えば高温再生器５にて溶液が混入した場合に、フロート弁２１あるいは溶液ポンプ１１を制御するインバータ２３、このインバータ２３の出力を決定する高温再生器５の圧力、液面計の情報といった入力信号に関するセンサの異常が考えられるが、これらの不具合要因は機器の構成から予め想定できるものである。
【００３１】
制御方法決定部１１２は、バーナ２２、インバータ２３、および電磁弁等の冷媒ブロー弁１１５へ制御信号を出力するようになっており、この冷媒ブロー弁１１５は、冷媒管９の中間部から分岐して吸収器２に至る分岐管８ａの途中に設けられている。
【００３２】
この実施形態の診断方法にあっては、冷媒管１７を介して低温再生器４から凝縮器３へ流れる冷媒液中の吸収剤の濃度を第１の濃度検出部１０１により検出し、戻り管１４を介して凝縮器３から蒸発器１へ流れる冷媒液中の吸収剤の濃度を第２の濃度検出部１０２により検出し、冷媒管９を介して蒸発器１に散布される冷媒液中の吸収剤の濃度を第３の濃度検出部１０３により検出した後、これらの吸収剤の濃度を濃度演算部１１０で演算して、この演算結果と図２に示す検出結果のパターンに基づいて異常診断部１１１により冷媒液に吸収剤が混入した箇所を判定するとともに、この混入の発生箇所から不具合要因を推定する。
【００３３】
例えば、第１の濃度検出部１０１にて冷媒液中の吸収剤が所定濃度以上であることを一定の時間以上にわたって検出した場合には、高温再生器５への溶液の過剰供給が原因として考えられる。このように、冷媒液への吸収剤の混入箇所が高温再生器５と特定することができれば、先に述べたように高温再生器５への溶液供給量を制御する部位に関する不具合であると判定するとともに、この混入の発生箇所から不具合要因を推定する。また、第２の濃度検出部１０２にて冷媒液中の吸収剤が所定濃度以上であることを一定の時間以上にわたって検出し、第１の濃度検出部１０１で検出されない場合には、低温再生器４からの吸収剤の混入と判断する。
【００３４】
上記のように溶液の混入の原因は必ずしも１つとは限らないが、本実施形態では複数の濃度検出部１０１〜１０３を設置したので、各濃度検出部１０１〜１０３にて検出された溶液濃度や検出された時間差や濃度差により、複数の要因であるか否かを概ね判定することができる。例えば、低温再生器４の冷媒管１７内にて凝縮した冷媒液は凝縮器３に入った後、凝縮器３で凝縮した冷媒液とともに蒸発器１へと流れるため、通常の状態では、第１の濃度検出部１０１にて吸収剤が検出された後に、この第１の濃度検出部１０１にて検出された濃度よりも第２の濃度検出部１０２にて低い濃度として検出される。しかし、高温再生器５と低温再生器４の両者にて吸収剤の混入を生じた場合、濃度検出部１０１，１０２にて
それぞれ検出される吸収剤の濃度の差は、高温再生器５にてのみ吸収剤の混入を生じた場合より小さくなるか、あるいは濃度検出部１０２にて高濃度となって検出される。さらに、上記の他にも冷媒への吸収剤の混入を生じる原因としては多数考えられるが、低温再生器４から凝縮器３へ流れる冷媒液中の吸収剤の濃度を第１の濃度検出部１０１により検出し、凝縮器３から蒸発器１へ流れる冷媒液中の吸収剤の濃度を第２の濃度検出部１０２により検出し、蒸発器１に散布される冷媒液中の吸収剤の濃度を濃度検出部１０３により検出することによって、吸収剤混入の発生箇所を判定するようになっている。
【００３５】
上記のようにして冷媒への吸収剤の混入を生じるなど不具合を生じて能力の低下に至った場合、当該吸収式冷温水機を使用する顧客から不具合の通報がメンテナンス会社に行われ、メンテナンス会社から保守員が派遣される。このとき、異常表示部１１３を設けられていれば、顧客あるいは保守員は異常表示部１１３を視認するだけで、不具合の状況およびその原因と推定される箇所を確認でき、速やかな対応が可能となる。
【００３６】
また、近年では吸収式冷温水機と図示しない中央監視装置（管理部）とを電話回線等の情報通信ネットワークを介して接続し、運転状況を監視する遠隔監視による保守も普及しているが、吸収式冷温水機の冷媒汚れを検出した場合に通信部１１４により中央監視装置に警報を発報する機能を備えていれば、異常発生をいち早く捕らえ、すばやい対応が可能となる。その場合、不具合の内容と箇所についての判定結果を併せて送信することで、保守員への器材の準備や調達の指示についても警報受信時に行うことができ、不具合からのより速やかな復旧が可能となる。このように判定結果を表示あるいは通報する場合、可能性の高い順に表示することで、作業の優先順位を明確にすることができ、より早い対応が可能となる。
【００３７】
また、メンテナンス会社から保守員が現場に到着するまでの間、冷媒液中の吸収剤の量を減少あるいは一定の割合以下に保つことが、銅化合物の析出等による不具合を避ける上で重要になる。その対処方法としては、冷媒液中に混入した吸収剤を分離すること、および冷媒液中に混入する吸収剤の量を抑制する方法の二通りの方法が考えられる。
【００３８】
上記の対処方法のうち、冷媒液に混入した吸収剤を分離するものとして、吸収剤の混入時に冷媒ブロー弁１１５を開くことで、吸収剤の混入した冷媒液を冷媒管９から吸収器２を介して高温再生器５および低温再生器４に送り精製を行う方法が考えられる。なお、このように冷媒液を蒸発器１にて蒸発させることなく吸収器２へ送る場合、冷媒の蒸発潜熱で冷水を冷却する吸収式冷温水機においては性能を著しく低下させることになるため、各濃度検出部１０１〜１０３にて溶液を検出しなくなった場合、あるいは一定時間経過した場合に冷媒ブロー弁１１５を閉じるといった制御を行うのが望ましい。このように冷媒液を自動的に精製する手段を備えている場合、精製終了後の一定時間以内に、冷媒液中に吸収剤を検出した場合には、速やかに対応を行う必要があると判断することができ、何らかの不具合に起因するものか、負荷の変動等といった外乱によるものかを判定することも可能となる。特に、外乱等によるものである場合には、保守員の派遣を行うことなく復帰が可能となる。
【００３９】
また、上記の対処方法のうち、冷媒液に混入する吸収剤の量を抑制するものとして、特に高温再生器５への溶液の過剰供給によるものと判断された場合、その判断結果をもとに高温再生器５への溶液供給を行う溶液ポンプ１１のインバータ周波数を下げるか、あるいはバーナ２２での燃焼量を減少し、高温再生器５における溶液の液面位置を低下させて、激しい沸騰を抑えることで冷媒液への吸収剤の混入を抑制する方法が挙げられる。
【００４０】
このように構成した実施形態では、蒸発器１で用いられる冷媒液中に何れの箇所で吸収剤が混入したかを的確に特定することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、異常診断部１１１の判定結果をもとに制御方法決定部１１２により制御方法を決定し、冷温水機の自動復帰あるいは故障停止を回避する制御を行うことで、使用者にとっては冷温水機の故障停止による空調機器の停止という損失をなくすことができ、メンテナンス会杜にとっては保守員の派遣せずに自動復帰できることで人件費の削減が可能となる。
【００４２】
なお、上記実施形態にあっては、二重効用吸収式冷温水機に適用した場合について説明したが、単効用等他の吸収式冷温水機に適用した場合も同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４３】
さらに、上記実施形態にあっては、第１の濃度検出部１０１により、高温再生器５で発生した冷媒蒸気が低温再生器４の加熱源として用いられて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第１の濃度捕捉手段が構成され、第２の濃度検出部１０２により、凝縮器３で冷却されて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第２の濃度捕捉手段が構成され、第３の濃度検出部１０３により、蒸発器１に連絡されている冷媒散布経路の冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第３の濃度捕捉手段が構成され、濃度演算部１１０および異常診断部１１１により、上記の濃度捕捉手段により求められた冷媒液中の吸収剤の濃度および各吸収剤の濃度の高低関係に基づいて冷媒に吸収剤が混入した箇所を判定する判定手段が構成されている。また、上記の濃度捕捉手段は、冷媒液に含まれる吸収剤の濃度の値によって変化する物理量を計測し、これらの計測された物理量に基づいて冷媒液に含まれる吸収剤の濃度を算出するようになっている。
【００４４】
さらに、上記実施形態にあっては、上述した濃度捕捉手段で液部温度と比重あるいは密度を測定し濃度を算出する方法、圧力と液温度を測定し圧力から算出される飽和冷媒液温度と実液温度の温度差から評価する方法、あるいは液の粘度や電気伝導度を測定する方法も用いることもできる。これらの方法を用いて、より確実に溶液濃度の検出を行うには、運転中あるいは停止時に冷媒が液状態となる箇所に濃度検出部１０１〜１０３を設置することが望ましい。そこで、上記観点から吸収冷温水機の構成について考慮すると、図１に示すように低温再生器４と凝縮器３を結ぶ冷媒流路や、凝縮器３と蒸発器１を結ぶ冷媒流路が、濃度検出部１０１，１０２の設置箇所として有効である。さらに、濃度検出部１０１，１０２の設置箇所より上流側に気液分離器を設置する、あるいは気液分離器の液相部に濃度検出部を設置する方法も有効と言える。
【００４５】
さらに、上記実施形態にあっては、冷媒管９の中間部から分岐して吸収器２に至る分岐管８ａに、冷媒ブロー弁１１５を設けたが、冷媒管９と溶液ポンプ１１の吸込み配管とを他の配管で接続し、その配管の途中に電磁弁等の冷媒ブロー弁を設けてもよい。
【００４６】
さらに、上記実施形態では、蒸発器１に散布される冷媒液中の吸収剤の濃度を第３の濃度検出部１０３により検出する場合を例示したが、蒸発器１に散布される冷媒液中の吸収剤の濃度の代わりに、蒸発器１に蓄えられる冷媒液中の吸収剤の濃度を検出してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、蒸発器で用いられる冷媒液中に吸収剤が何れの箇所で混入したかを的確に特定することができ、吸収式冷温水機における不具合発生への速やかな対応が可能となる。したがって、冷媒への吸収剤混入に起因する不具合を未然に防止することができるので、冷温水機の性能低下による顧客の損失を低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係わる診断装置を備えた二重効用吸収式冷温水機を示す概略図である。
【図２】 図１の診断装置で用いられる検出結果と混入箇所とのパターンを示す説明図である。
【符号の説明】
１ 蒸発器
２ 吸収器
３ 凝縮器
４ 低温再生器
５ 高温再生器
６ 低温熱交換器
７ 高温熱交換器
８ 冷媒ポンプ
９ 冷媒管
１０ 冷水管
１１ 溶液ポンプ
１２ 溶液管
１３ 冷却水管
１４ 戻り管
１５ 送り管
１６ 戻り管
１７ 冷媒管
１８ 送り管
１９ 戻り管
２０ フロートボックス
２１ フロート弁
２２ バーナ
２３ インバータ
１０１ 第１の濃度検出部（第１の濃度捕捉手段）
１０２ 第２の濃度検出部（第２の濃度捕捉手段）
１０３ 第３の濃度検出部（第３の濃度捕捉手段）
１１０ 濃度演算部
１１１ 異常診断部
１１２ 制御方法決定部
１１３ 異常表示部
１１４ 通信部
１１５ 冷媒ブロー弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収式冷温水機の診断方法および診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蒸発器と吸収器が納められた下胴の蒸気圧と、蒸発器を循環する冷媒の温度と、蒸発器の冷水出口温度、冷水入口温度および冷水流量とをそれぞれ測定し、冷媒液に含まれる吸収剤の濃度を算出するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、混合冷媒を用いる吸収式冷凍機において、混合冷媒に補給する吸収剤の量を適切に制御するため、蒸発器を循環する混合冷媒の濃度を検出するものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７―１３９８４３号公報（段落番号００２３、００３４、００３５、図２）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１―３１７８３７号公報（段落番号０００９、００２２、００３３〜００４１、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の技術にあって、下胴の蒸気圧や、蒸発器を循環する冷媒の温度、蒸発器の冷水出口温度、冷水入口温度および冷水流量とをそれぞれ測定し、冷媒液に含まれる吸収剤の濃度を算出するものでは、蒸発器内の冷媒液中の吸収剤濃度を捕らえることにより、冷媒液に吸収剤が混入するという異常を判定できるが、冷媒液に吸収剤が混入する可能性がある箇所は蒸発器だけでなくそのほかの箇所も存在するので、蒸発器内の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度のみでは何れの箇所から混入したかを的確に判定することは難しい。
【０００７】
また、吸収式冷凍機の蒸発器を循環する混合冷媒の濃度を検出するものでは、蒸発器内の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度を捕らえ、その濃度に応じて吸収剤の注入量を制御することができるが、冷媒液に吸収剤が混入するという異常を判定することについては示されていない。
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術における実状を鑑みてなされたもので、その目的は、蒸発器で用いられる冷媒液中に何れの箇所から吸収剤が混入したかを的確に特定することのできる吸収式冷温水機の診断方法および診断装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係わる発明は、冷媒が循環する蒸発器、吸収器、再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断方法において、濃度捕捉手段により、前記蒸発器に流入する以前の冷媒液流路における冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記蒸発器の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度とをそれぞれ捕捉し、これらの捕捉した前記吸収剤の濃度および両吸収剤の濃度の高低関係に基づいて前記冷媒液に前記吸収剤が混入した箇所を判定する構成にした。
【００１０】
このように請求項１に係わる発明では、蒸発器に流入する以前の冷媒液流路における冷媒液に含まれる吸収剤の濃度、および蒸発器の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、両吸収剤の濃度の高低関係とに基づいて蒸発器に流入する以前の箇所で冷媒液に吸収剤が混入したか、あるいは蒸発器にて冷媒液に吸収剤が混入したかを判定する。例えば、蒸発器の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度が、蒸発器に流入する以前の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度より高い場合には、蒸発器のみにて冷媒液に吸収剤が混入したと判定する。これによって、蒸発器で用いられる冷媒液中に何れの箇所で吸収剤が混入したかを的確に特定することができる。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本発明の請求項２に係わる発明は、冷媒が循環する蒸発器、吸収器、低温再生器、高温再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断方法において、濃度捕捉手段により、前記高温再生器で発生した冷媒蒸気が前記低温再生器の加熱源として用いられて液化して前記凝縮器へ流入する冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記凝縮器から前記蒸発器へ流入する冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布系の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度とをそれぞれ捕捉し、これらの捕捉した前記吸収剤の濃度および各吸収剤の濃度の高低関係に基づいて前記冷媒液に前記吸収剤が混入した箇所を判定する構成にした。
【００１２】
このように請求項２に係わる発明では、前記高温再生器で発生した冷媒蒸気が前記低温再生器の加熱源として用いられて液化して前記凝縮器へ流入する冷媒液中の吸収剤の濃度、凝縮器から蒸発器へ流入する冷媒液中の吸収剤の濃度、および蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布系の冷媒液中の吸収剤の濃度と、各吸収剤の濃度の高低関係とに基づいて、前記冷媒に前記吸収剤が混入した箇所を判定する。例えば、低温再生器から凝縮器へ流入する冷媒液中の吸収剤の濃度が高くなった場合には、低温再生器以前の高温再生器で冷媒液に吸収剤が混入したと判定し、凝縮器から蒸発器へ流入する冷媒液中の吸収剤の濃度が高くなった場合には、凝縮器で冷媒液に吸収剤が混入したと判定し、蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布系の冷媒液中の吸収剤の濃度が高くなった場合には、蒸発器で冷媒液に吸収剤が混入したと判定する。これによって、蒸発器で用いられる冷媒液中に何れの箇所から吸収剤が混入したかを的確に特定することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項３に係わる発明は、冷媒が循環する蒸発器、吸収器、低温再生器、高温再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断方法において、 濃度捕捉手段により、前記高温再生器で発生した冷媒蒸気が前記低温再生器の加熱源として用いられて液化して前記凝縮器へ流入する冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記凝縮器から前記蒸発器へ流入する冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布系の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度とをそれぞれ捕捉し、これらの捕捉した吸収剤の濃度が許容濃度範囲下限以下、許容濃度範囲下限以上で基準値未満、基準値以上かを判定し、これらの組合せパターンに基づいて前記冷媒液に前記吸収剤が混入した箇所を判定する構成にした。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、本発明の請求項４に係わる発明は、冷媒が循環する蒸発器、吸収器、再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断装置において、前記凝縮器で冷却されて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する濃度捕捉手段と、前記蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布経路の冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する濃度捕捉手段と、これらの捕捉した前記吸収剤の濃度が許容濃度範囲下限以下、許容濃度範囲下限以上で基準値未満、基準値以上かを判定し、これらの組合せパターンに基づいて前記冷媒液に前記吸収剤が混入の有無を判定する判定手段とを備えた構成にした。
【００１５】
また、本発明の請求項５に係わる発明は、冷媒が循環する蒸発器、吸収器、再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断装置において、前記高温再生器で発生した冷媒蒸気が前記低温再生器の加熱源として用いられて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第１の濃度捕捉手段と、前記凝縮器で冷却されて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第２の濃度捕捉手段と、前記蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布経路の冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第３の濃度捕捉手段と、これらの第１〜第３の濃度捕捉手段で捕捉した前記吸収剤の濃度が、許容濃度範囲下限以下、許容濃度範囲下限以上で基準値未満、基準値以上かを判定し、これらの組合せパターンに基づいて前記吸収剤の混入した箇所を判定する判定手段とを備えた構成にした。
【００１６】
このように構成した請求項５に係わる発明では、高温再生器で発生した冷媒蒸気が低温再生器の加熱源として用いられて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を第１の濃度捕捉手段で捕捉し、凝縮器で冷却されて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を第２の濃度捕捉手段で捕捉し、蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布経路の冷媒液中の吸収剤の濃度を第３の濃度捕捉手段で捕捉する。次いで、これらの吸収剤の濃度および各吸収剤の濃度の高低関係に基づいて、判定手段により冷媒液に吸収剤が混入した箇所を判定する。例えば、第１の濃度捕捉手段で捕捉した吸収剤の濃度が高くなった場合には、高温再生器で冷媒液に吸収剤が混入したと判定して、第２の濃度捕捉手段で捕捉した吸収剤の濃度が高くなった場合には、凝縮器で冷媒液に吸収剤が混入したと判定し、第３の濃度捕捉手段で捕捉した吸収剤の濃度が高くなった場合には、蒸発器で冷媒液に吸収剤が混入したと判定する。これによって、蒸発器で用いられる冷媒液中に何れの箇所から吸収剤が混入したかを的確に特定することができる。
また、本発明の請求項６に係わる発明は、請求項４または請求項５に係わる発明において、前記判定手段による判定結果を管理部に通報する通信部を設けた構成にした。
【００１７】
このように請求項６に係わる発明では、判定手段による判定結果を通信部により管理部に通報するので、循環する冷媒に吸収剤が混入した箇所や冷媒液に吸収剤の混入の有無に関する情報を管理部で管理することができ、冷媒に吸収剤が混入するという異常事態に迅速に対応することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の吸収式冷温水機の診断方法および診断装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施形態に係わる診断装置を備えた二重効用吸収式冷温水機示す概略図、図２は図１の診断装置で用いられる検出結果と混入箇所とのパターンを示す説明図である。
【００２０】
図１に示す吸収式冷温水機は、互いに隣接する蒸発器１および吸収器２と、互いに隣接する凝縮器３および低温再生器４と、高温再生器５と、低温熱交換器６および高温熱交換器７とを有し、これらの蒸発器１―吸収器２―高温再生器５―低温再生器４―凝縮器３を冷媒、例えば水が循環して冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮するようになっている。また、上記の吸収器２では冷媒蒸気（すなわち水蒸気）を吸収する吸収剤、例えば臭化リチウム（ＬｉＢｒ）を混入した水溶液（以下、単に溶液という）が用いられている。
【００２１】
蒸発器１には、冷媒液（すなわち液体としての水）を上部より散布する冷媒ポンプ８および冷媒管９が設けられ、図示しないビル等に冷水を送る冷水管１０が蒸発器１内を通っている。蒸発器１内は高真空に保たれており、この蒸発器１内で摂氏５度程度で冷媒液が蒸発して冷媒蒸気が発生し、冷水管１０内を流れる水やブラインを冷却して循環することにより、図示しないビル等の冷房が行なわれる。吸収器２にも、溶液を上部より散布する溶液ポンプ１１および溶液管１２が設けられ、冷却水管１３がこの吸収器２内を通っている。
【００２２】
凝縮器３は下部に溜まる冷媒液を蒸発器１へ戻す戻り管１４を備え、吸収器２から出た冷却水管１３が凝縮器３内を通っている。低温再生器４の上部には、溶液ポンプ１１により低温熱交換器６を介して送られる溶液を散布する送り管１５が接続され、低温再生器４の下部には、この低温再生器４で再生した溶液を低温熱交換器６へ戻す戻り管１６が接続されている。また、低温再生器４内を、高温再生器５で発生する冷媒蒸気を凝縮器３まで導く冷媒管１７が通っている。
【００２３】
高温再生器５は、溶液ポンプ１１より低温熱交換器６および高温熱交換器７を介して送られる稀溶液を導き入れる送り管１８と、高温再生器５で再生し流出した濃溶液を溜めるフロートボックス２０と、高温再生器５からの濃溶液を高温熱交換器７および低温熱交換器６へ戻す戻り管１９と、送り管１８を通る溶液流量を制御するフロート弁２１と、ガスなどの燃料を用いて溶液を加熱、濃縮して再生するバーナ２２とを備えている。
【００２４】
上記の高温再生器５では、高温熱交換器７および低温熱交換器６を介して吸収器２へ戻る溶液流量が減少してフロートボックス２０内の液面が上昇した場合、フロート弁２１のフロートが上昇して弁の開度を小さくし流入液量を減少するように制御する。逆に、高温熱交換器７および低温熱交換器６を介して吸収器２へ戻る溶液流量が増加してフロートボックス２０の液面が低下した場合には、フロート弁２１のフロートが低下して流入液量を増加するように制御するようになっている。なお、上記のようにフロート弁２１を用いて送り管１８内の流量を制御する方法の他に、溶液ポンプ１１にインバータ２３を設置してインバータ２３の周波数により送液量を変化させる方法、あるいは両方の方法を併用することもある。さらに、溶液ポンプ１１にインバータ２３を設置してインバータ２３の周波数により送液量を変化させる方法では、高温再生器５における溶液の液面を検出し、液面位置を一定に保つようにインバータ２３の周波数を増減する方法や、高温再生器５の圧力を検出しインバータ周波数を高温再生器５の圧力の関数として与える方法がある。
【００２５】
低温熱交換器６は、冷温水機の性能を上げるため、低温再生器４および高温熱交換器７から出た比較的高温の濃溶液と低温再生器４および高温熱交換器７へ送られる希容液との間で熱交換させ、さらに、高温熱交換器７は、高温再生器５から出た高温の濃溶液と高温再生器５へ送られる希容液との間で熱交換させるようになっている。
【００２６】
このような吸収式冷温水機では、蒸発器１の下部に溜まった冷媒液を冷媒ポンプ８および冷媒管９により蒸発器１の上部より散布すると、この蒸発器１内は高真空に保たれているため摂氏５度程度で冷媒液は蒸発する。冷媒液は蒸発する際、冷水管１０内を流れる水やブラインと熱交換して水やブラインを冷却し、冷却された冷水管１０内の水やブラインは、図示しないビル等の冷房が行なわれる。次いで、蒸発器１にて発生した冷媒蒸気は吸収器２に入って溶液に吸収されるとともに、この冷媒蒸気を吸収した溶液は濃度が低下して希釈し蒸気の潜熱と混合熱により温度上昇するため、冷却水管１３を介して冷却水を通水して吸収器２内の溶液を冷却する。次いで、吸収器２内で冷媒蒸気を吸収して濃度の低下した稀溶液の一部は、溶液ポンプ１１より溶液管１２、低温熱交換器６および送り管１５を介して低温再生器４へ送られるとともに、さらに稀溶液の他の一部は高温熱交換器７および送り管１８を介して高温再生器５へ送られる。
【００２７】
次いで、高温再生器５ではフロート弁２１を介して送り管１８からの稀溶液を受入れた後、バーナ２２により加熱、濃縮して溶液を再生し、再生した溶液をフローとボックス２０、戻り管１９、高温交換機７、低温熱交換器６を介して吸収器２へ送り戻すとともに、高温再生器５で発生した冷媒蒸気を冷媒管１７を介して低温再生器４へ送り出す。この低温再生器４では、冷媒管１７内を通る冷媒蒸気の熱で冷媒管１７外を流下する溶液を加熱することにより、低温再生器４内でも冷媒蒸気を発生させる。この発生した冷媒蒸気は凝縮器３に入って冷却されて冷媒液に凝縮した後、冷媒管１７内で凝縮した冷媒液とともに戻り管１４を介して蒸発器１へ送り戻されるとともに、低温再生器４内で再生した溶液は戻り管１６、低温熱交換器６を介して吸収器２へ送り戻される。
【００２８】
上記のような吸収式冷温水機では、蒸発器１内の冷媒液に吸収剤が混入した状態では蒸発器１における熱伝達率の低下を生じて、冷温水機の効率が低下することが一般によく知られているため、低温再生器４および高温再生器５で溶液の加熱により冷媒蒸気を発生させた後、この冷媒蒸気を凝縮器３で冷媒液に凝縮することにより、溶液から分離した冷媒液のみを蒸発器１へ戻すようになっている。しかしながら、高温再生器５への溶液流入量の制御不良などにより冷媒液に吸収剤が混入することがある。すなわち、上記の溶液流量制御に用いられるフロート弁２１や、溶液ポンプ１１に設置されたインバータ２３、あるいはインバータ周波数を決定する液面センサ等の不具合によりフロートボックス２０へ過剰に溶液が供給され、フロートボックス２０内の液面が上昇すると、冷媒液に吸収剤が混入する。さらに、溶液中には伝熱管等に用いられている銅および銅化合物から銅が溶け出してイオン化しているため、冷媒液に溶液が混合し低濃度の溶液となった場合、銅イオンの溶解度が減少し、微粒子状の化合物として析出する。その結果、この化合物が冷媒ポンプ８の摺動面に付着してロックを生じたり、管路中に詰ることで溶液の循環を阻害するといった不具合を生じる。
【００２９】
本実施形態の吸収式冷温水機の診断装置は、冷媒管１７内の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度を検出する第１の濃度検出部１０１と、戻り管１４内の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度を検出する第２の濃度検出部１０２と、冷媒管９内の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度を検出する第３の濃度検出部１０３と、これらの濃度検出部１０１〜１０３に接続され、上記の吸収剤の濃度をそれぞれ演算する濃度演算部１１０と、この濃度演算部１１０に接続され、この濃度演算部１１０で検出された結果に基づいて異常を診断する異常診断部１１１とを備えており、この異常診断部１１１には、制御方法を決定する制御方法決定部１１２と、異常を表示する異常表示部１１３と、外部へ警報を発報する通信部１１４とが接続されている。
【００３０】
異常診断部１１１は、検出した吸収剤の濃度に基づいて吸収剤の混入の有無を判定するとともに、機器の構成から想定される事象と検出結果のパターンと、濃度演算部１１０で検出された結果と比較することにより、検出結果のパターンと溶液混入の発生箇所の関係を判定し、この溶液混入の発生箇所から不具合要因を推定する。この異常診断部１１１で記憶する上記のパターンでは、図２に示すように、低温再生器４−凝縮器３間に設けられる第１の濃度検出部１０１で検出した吸収剤の濃度と、凝縮器３―蒸発器１間に設けられる第２の濃度検出部１０２で検出した吸収剤の濃度と、蒸発器１に冷媒液を散布する冷媒管９に設けられる第３の濃度検出部１０３で検出した吸収剤の濃度とをそれぞれ所定の許容濃度範囲および基準と比較して許容濃度範囲以下（×）、許容濃度範囲下限以上でかつ基準以下（△）、基準以上（○）に判定することにより、溶液（吸収剤）混入箇所がなかったか、あるいは溶液混入箇所が吸収器２と、低温再生器４と、高温再生器５と、再生器４、５および吸収器２と、再生器４、５との内のいずれであるかが予め想定されている。また、例えば高温再生器５にて溶液が混入した場合に、フロート弁２１あるいは溶液ポンプ１１を制御するインバータ２３、このインバータ２３の出力を決定する高温再生器５の圧力、液面計の情報といった入力信号に関するセンサの異常が考えられるが、これらの不具合要因は機器の構成から予め想定できるものである。
【００３１】
制御方法決定部１１２は、バーナ２２、インバータ２３、および電磁弁等の冷媒ブロー弁１１５へ制御信号を出力するようになっており、この冷媒ブロー弁１１５は、冷媒管９の中間部から分岐して吸収器２に至る分岐管８ａの途中に設けられている。
【００３２】
この実施形態の診断方法にあっては、冷媒管１７を介して低温再生器４から凝縮器３へ流れる冷媒液中の吸収剤の濃度を第１の濃度検出部１０１により検出し、戻り管１４を介して凝縮器３から蒸発器１へ流れる冷媒液中の吸収剤の濃度を第２の濃度検出部１０２により検出し、冷媒管９を介して蒸発器１に散布される冷媒液中の吸収剤の濃度を第３の濃度検出部１０３により検出した後、これらの吸収剤の濃度を濃度演算部１１０で演算して、この演算結果と図２に示す検出結果のパターンに基づいて異常診断部１１１により冷媒液に吸収剤が混入した箇所を判定するとともに、この混入の発生箇所から不具合要因を推定する。
【００３３】
例えば、第１の濃度検出部１０１にて冷媒液中の吸収剤が所定濃度以上であることを一定の時間以上にわたって検出した場合には、高温再生器５への溶液の過剰供給が原因として考えられる。このように、冷媒液への吸収剤の混入箇所が高温再生器５と特定することができれば、先に述べたように高温再生器５への溶液供給量を制御する部位に関する不具合であると判定するとともに、この混入の発生箇所から不具合要因を推定する。また、第２の濃度検出部１０２にて冷媒液中の吸収剤が所定濃度以上であることを一定の時間以上にわたって検出し、第１の濃度検出部１０１で検出されない場合には、低温再生器４からの吸収剤の混入と判断する。
【００３４】
上記のように溶液の混入の原因は必ずしも１つとは限らないが、本実施形態では複数の濃度検出部１０１〜１０３を設置したので、各濃度検出部１０１〜１０３にて検出された溶液濃度や検出された時間差や濃度差により、複数の要因であるか否かを概ね判定することができる。例えば、低温再生器４の冷媒管１７内にて凝縮した冷媒液は凝縮器３に入った後、凝縮器３で凝縮した冷媒液とともに蒸発器１へと流れるため、通常の状態では、第１の濃度検出部１０１にて吸収剤が検出された後に、この第１の濃度検出部１０１にて検出された濃度よりも第２の濃度検出部１０２にて低い濃度として検出される。しかし、高温再生器５と低温再生器４の両者にて吸収剤の混入を生じた場合、濃度検出部１０１，１０２にて
それぞれ検出される吸収剤の濃度の差は、高温再生器５にてのみ吸収剤の混入を生じた場合より小さくなるか、あるいは濃度検出部１０２にて高濃度となって検出される。さらに、上記の他にも冷媒への吸収剤の混入を生じる原因としては多数考えられるが、低温再生器４から凝縮器３へ流れる冷媒液中の吸収剤の濃度を第１の濃度検出部１０１により検出し、凝縮器３から蒸発器１へ流れる冷媒液中の吸収剤の濃度を第２の濃度検出部１０２により検出し、蒸発器１に散布される冷媒液中の吸収剤の濃度を濃度検出部１０３により検出することによって、吸収剤混入の発生箇所を判定するようになっている。
【００３５】
上記のようにして冷媒への吸収剤の混入を生じるなど不具合を生じて能力の低下に至った場合、当該吸収式冷温水機を使用する顧客から不具合の通報がメンテナンス会社に行われ、メンテナンス会社から保守員が派遣される。このとき、異常表示部１１３を設けられていれば、顧客あるいは保守員は異常表示部１１３を視認するだけで、不具合の状況およびその原因と推定される箇所を確認でき、速やかな対応が可能となる。
【００３６】
また、近年では吸収式冷温水機と図示しない中央監視装置（管理部）とを電話回線等の情報通信ネットワークを介して接続し、運転状況を監視する遠隔監視による保守も普及しているが、吸収式冷温水機の冷媒汚れを検出した場合に通信部１１４により中央監視装置に警報を発報する機能を備えていれば、異常発生をいち早く捕らえ、すばやい対応が可能となる。その場合、不具合の内容と箇所についての判定結果を併せて送信することで、保守員への器材の準備や調達の指示についても警報受信時に行うことができ、不具合からのより速やかな復旧が可能となる。このように判定結果を表示あるいは通報する場合、可能性の高い順に表示することで、作業の優先順位を明確にすることができ、より早い対応が可能となる。
【００３７】
また、メンテナンス会社から保守員が現場に到着するまでの間、冷媒液中の吸収剤の量を減少あるいは一定の割合以下に保つことが、銅化合物の析出等による不具合を避ける上で重要になる。その対処方法としては、冷媒液中に混入した吸収剤を分離すること、および冷媒液中に混入する吸収剤の量を抑制する方法の二通りの方法が考えられる。
【００３８】
上記の対処方法のうち、冷媒液に混入した吸収剤を分離するものとして、吸収剤の混入時に冷媒ブロー弁１１５を開くことで、吸収剤の混入した冷媒液を冷媒管９から吸収器２を介して高温再生器５および低温再生器４に送り精製を行う方法が考えられる。なお、このように冷媒液を蒸発器１にて蒸発させることなく吸収器２へ送る場合、冷媒の蒸発潜熱で冷水を冷却する吸収式冷温水機においては性能を著しく低下させることになるため、各濃度検出部１０１〜１０３にて溶液を検出しなくなった場合、あるいは一定時間経過した場合に冷媒ブロー弁１１５を閉じるといった制御を行うのが望ましい。このように冷媒液を自動的に精製する手段を備えている場合、精製終了後の一定時間以内に、冷媒液中に吸収剤を検出した場合には、速やかに対応を行う必要があると判断することができ、何らかの不具合に起因するものか、負荷の変動等といった外乱によるものかを判定することも可能となる。特に、外乱等によるものである場合には、保守員の派遣を行うことなく復帰が可能となる。
【００３９】
また、上記の対処方法のうち、冷媒液に混入する吸収剤の量を抑制するものとして、特に高温再生器５への溶液の過剰供給によるものと判断された場合、その判断結果をもとに高温再生器５への溶液供給を行う溶液ポンプ１１のインバータ周波数を下げるか、あるいはバーナ２２での燃焼量を減少し、高温再生器５における溶液の液面位置を低下させて、激しい沸騰を抑えることで冷媒液への吸収剤の混入を抑制する方法が挙げられる。
【００４０】
このように構成した実施形態では、蒸発器１で用いられる冷媒液中に何れの箇所で吸収剤が混入したかを的確に特定することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、異常診断部１１１の判定結果をもとに制御方法決定部１１２により制御方法を決定し、冷温水機の自動復帰あるいは故障停止を回避する制御を行うことで、使用者にとっては冷温水機の故障停止による空調機器の停止という損失をなくすことができ、メンテナンス会杜にとっては保守員の派遣せずに自動復帰できることで人件費の削減が可能となる。
【００４２】
なお、上記実施形態にあっては、二重効用吸収式冷温水機に適用した場合について説明したが、単効用等他の吸収式冷温水機に適用した場合も同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４３】
さらに、上記実施形態にあっては、第１の濃度検出部１０１により、高温再生器５で発生した冷媒蒸気が低温再生器４の加熱源として用いられて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第１の濃度捕捉手段が構成され、第２の濃度検出部１０２により、凝縮器３で冷却されて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第２の濃度捕捉手段が構成され、第３の濃度検出部１０３により、蒸発器１に連絡されている冷媒散布経路の冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第３の濃度捕捉手段が構成され、濃度演算部１１０および異常診断部１１１により、上記の濃度捕捉手段により求められた冷媒液中の吸収剤の濃度および各吸収剤の濃度の高低関係に基づいて冷媒に吸収剤が混入した箇所を判定する判定手段が構成されている。また、上記の濃度捕捉手段は、冷媒液に含まれる吸収剤の濃度の値によって変化する物理量を計測し、これらの計測された物理量に基づいて冷媒液に含まれる吸収剤の濃度を算出するようになっている。
【００４４】
さらに、上記実施形態にあっては、上述した濃度捕捉手段で液部温度と比重あるいは密度を測定し濃度を算出する方法、圧力と液温度を測定し圧力から算出される飽和冷媒液温度と実液温度の温度差から評価する方法、あるいは液の粘度や電気伝導度を測定する方法も用いることもできる。これらの方法を用いて、より確実に溶液濃度の検出を行うには、運転中あるいは停止時に冷媒が液状態となる箇所に濃度検出部１０１〜１０３を設置することが望ましい。そこで、上記観点から吸収冷温水機の構成について考慮すると、図１に示すように低温再生器４と凝縮器３を結ぶ冷媒流路や、凝縮器３と蒸発器１を結ぶ冷媒流路が、濃度検出部１０１，１０２の設置箇所として有効である。さらに、濃度検出部１０１，１０２の設置箇所より上流側に気液分離器を設置する、あるいは気液分離器の液相部に濃度検出部を設置する方法も有効と言える。
【００４５】
さらに、上記実施形態にあっては、冷媒管９の中間部から分岐して吸収器２に至る分岐管８ａに、冷媒ブロー弁１１５を設けたが、冷媒管９と溶液ポンプ１１の吸込み配管とを他の配管で接続し、その配管の途中に電磁弁等の冷媒ブロー弁を設けてもよい。
【００４６】
さらに、上記実施形態では、蒸発器１に散布される冷媒液中の吸収剤の濃度を第３の濃度検出部１０３により検出する場合を例示したが、蒸発器１に散布される冷媒液中の吸収剤の濃度の代わりに、蒸発器１に蓄えられる冷媒液中の吸収剤の濃度を検出してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、蒸発器で用いられる冷媒液中に吸収剤が何れの箇所で混入したかを的確に特定することができ、吸収式冷温水機における不具合発生への速やかな対応が可能となる。したがって、冷媒への吸収剤混入に起因する不具合を未然に防止することができるので、冷温水機の性能低下による顧客の損失を低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係わる診断装置を備えた二重効用吸収式冷温水機を示す概略図である。
【図２】 図１の診断装置で用いられる検出結果と混入箇所とのパターンを示す説明図である。
【符号の説明】
１ 蒸発器
２ 吸収器
３ 凝縮器
４ 低温再生器
５ 高温再生器
６ 低温熱交換器
７ 高温熱交換器
８ 冷媒ポンプ
９ 冷媒管
１０ 冷水管
１１ 溶液ポンプ
１２ 溶液管
１３ 冷却水管
１４ 戻り管
１５ 送り管
１６ 戻り管
１７ 冷媒管
１８ 送り管
１９ 戻り管
２０ フロートボックス
２１ フロート弁
２２ バーナ
２３ インバータ
１０１ 第１の濃度検出部（第１の濃度捕捉手段）
１０２ 第２の濃度検出部（第２の濃度捕捉手段）
１０３ 第３の濃度検出部（第３の濃度捕捉手段）
１１０ 濃度演算部
１１１ 異常診断部
１１２ 制御方法決定部
１１３ 異常表示部
１１４ 通信部
１１５ 冷媒ブロー弁
Claims (6)
- 冷媒が循環する蒸発器、吸収器、再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断方法において、
濃度捕捉手段により、前記蒸発器に流入する以前の冷媒液流路における冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記蒸発器の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度とをそれぞれ捕捉し、これらの捕捉した前記吸収剤の濃度および両吸収剤の濃度の高低関係に基づいて前記冷媒液に前記吸収剤が混入した箇所を判定することを特徴とする吸収式冷温水機の診断方法。 - 冷媒が循環する蒸発器、吸収器、低温再生器、高温再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断方法において、
濃度捕捉手段により、前記高温再生器で発生した冷媒蒸気が前記低温再生器の加熱源として用いられて液化して前記凝縮器へ流入する冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記凝縮器から前記蒸発器へ流入する冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布系の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度とをそれぞれ捕捉し、これらの捕捉した前記吸収剤の濃度および各吸収剤の濃度の高低関係に基づいて前記冷媒液に前記吸収剤が混入した箇所を判定することを特徴とする吸収式冷温水機の診断方法。 - 冷媒が循環する蒸発器、吸収器、低温再生器、高温再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断方法において、
濃度捕捉手段により、前記高温再生器で発生した冷媒蒸気が前記低温再生器の加熱源として用いられて液化して前記凝縮器へ流入する冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記凝縮器から前記蒸発器へ流入する冷媒液に含まれる吸収剤の濃度と、前記蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布系の冷媒液に含まれる吸収剤の濃度とをそれぞれ捕捉し、これらの捕捉した吸収剤の濃度が許容濃度範囲下限以下、許容濃度範囲下限以上で基準値未満、基準値以上かを判定し、これらの組合せパターンに基づいて前記冷媒液に前記吸収剤が混入した箇所を判定することを特徴とする吸収式冷温水機の診断方法。 - 冷媒が循環する蒸発器、吸収器、再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断装置において、
前記凝縮器で冷却されて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する濃度捕捉手段と、前記蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布経路の冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する濃度捕捉手段と、これらの捕捉した前記吸収剤の濃度が許容濃度範囲下限以下、許容濃度範囲下限以上で基準値未満、基準値以上かを判定し、これらの組合せパターンに基づいて前記冷媒液に前記吸収剤が混入の有無を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする吸収式冷温水機の診断装置。 - 冷媒が循環する蒸発器、吸収器、再生器および凝縮器を有し、前記冷媒の循環により冷却能力および暖房能力の少なくとも一方を発揮する吸収式冷温水機の診断装置において、
前記高温再生器で発生した冷媒蒸気が前記低温再生器の加熱源として用いられて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第１の濃度捕捉手段と、前記凝縮器で冷却されて液化した冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第２の濃度捕捉手段と、前記蒸発器内または蒸発器に連絡される冷媒散布経路の冷媒液中の吸収剤の濃度を捕捉する第３の濃度捕捉手段と、これらの第１〜第３の濃度捕捉手段で捕捉した前記吸収剤の濃度が、許容濃度範囲下限以下、許容濃度範囲下限以上で基準値未満、基準値以上かを判定し、これらの組合せパターンに基づいて前記吸収剤の混入した箇所を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする吸収式冷温水機の診断装置。 - 前記判定手段による判定結果を管理部に通報する通信部を設けたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の吸収式冷温水機の診断装置。
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