JP4278315B2 - 吸収式冷凍機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収式冷凍機に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
高温・高圧の蒸気を熱源とする、例えば図１に示す吸収式冷凍機が周知である。図中、１は高温再生器、２は低温再生器、３は凝縮器、４は蒸発器、５は吸収器、６は低温熱交換器、７は高温熱交換器、８は吸収液ポンプ、９は冷媒ポンプであり、それぞれ図に示したように管路により連結され、冷媒と吸収液の循環が可能に構成されている。なお、１０は冷却水管、１１は冷水管である。
【０００３】
高温再生器１には、熱源管１２を介して高温・高圧、例えば１７４℃、８８０ｋＰａの水蒸気が供給され、その水蒸気により吸収液を加熱し、吸収液に吸収されている冷媒を蒸発分離するようになっている。
【０００４】
１３は、熱源管１２に設けられて熱源管１２を流れる水蒸気の量を制御し、それにより高温再生器１に供給する熱量を制御するための熱量制御弁であり、制御器Ｃによりその開閉が制御される。
【０００５】
すなわち、制御器Ｃは、蒸発器で冷却され、冷水管１１を介して熱負荷に供給する冷水の温度、例えば温度センサ１６が計測する冷水の温度ｔが第１の所定温度、例えば５．５℃以下のときには高温再生器１に供給する熱量がゼロとなるように熱量制御弁１３を閉弁し、第１の所定温度より高い第２の所定温度、例えば６．０℃に達したときには熱量制御弁１３を全開にし、このように開閉を制御することで再生器に供給する熱量を制御するようになっている。
【０００６】
また、スチームトラップ１４、熱回収器１５が設けられ、スチームトラップ１４より下流側には高温水だけが流れ、水蒸気が流れ込むのを防止すると共に、高温再生器１で吸収液を加熱し、したがって吸収液に放熱して凝縮し、こうして得られた高温のドレン水が低温熱交換器６から高温熱交換器７に向かって流れている吸収液と熱交換し、高温のドレン水が保有する熱がさらに吸収液に回収されるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の吸収式冷凍機においては、高温再生器内の温度の如何に拘わらず、冷水温度が所定の温度に達すると熱量制御弁を速やかに、例えば１分程度で全開にし、高温再生器に供給する熱量を増加させていたので、冷却負荷が小さく、そのために高温再生器内の温度が低く抑えられているときにも、高温再生器に供給する熱量が急増してしまい、熱負荷に供給する冷水の温度が急速に下がって安定した空調・冷却が行えないと云った問題点あり、その解決が課題となっていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するための具体的手段として、蒸発器で冷却して熱負荷に供給する冷水の温度が第１の所定温度以下のときには再生器に供給する熱量を調節する熱量制御弁を閉弁し、第１の所定温度より高い第２の所定温度に達したときに熱量制御弁を全開にして再生器に供給する熱量を調節する制御手段を備えた吸収式冷凍機において、熱負荷が小さく、高温再生器内にある溶液の温度が所定の温度より低く抑えられているときに、蒸発器で冷却して熱負荷に循環供給する冷水の温度が第２の所定温度を超えると、熱量制御弁は所定の時間を掛けて全開に開弁するようにした構成の吸収式冷凍機を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
前記図１に示した吸収式冷凍機においては、高温再生器１で生成された高温の冷媒蒸気は、冷媒管２４を通って低温再生器２に入り、高温再生器１で生成され吸収液管２２により高温熱交換器７を経由して低温再生器２に入った中間吸収液を加熱して放熱凝縮し、凝縮器３に入る。
【００１２】
また、低温再生器２で加熱されて中間吸収液から蒸発分離した冷媒は凝縮器３へ入り、冷却水管１０内を流れる水と熱交換して凝縮液化し、冷媒管２４から凝縮して供給される冷媒と一緒になって冷媒管２５を通って蒸発器４に入る。
【００１３】
蒸発器４に入って冷媒液溜まりに溜まった冷媒液は、冷水管１１に接続された伝熱管１１Ａの上に冷媒ポンプ９によって散布され、冷水管１１を介して供給される水と熱交換して蒸発し、伝熱管１１Ａの内部を流れる水を冷却する。
【００１４】
そして、蒸発器４で蒸発した冷媒は吸収器５に入り、低温再生器２で加熱されて冷媒を蒸発分離し、吸収液の濃度が一層高まった吸収液、すなわち吸収液管２３により低温熱交換器６を経由して供給され、上方から散布される濃吸収液に吸収される。
【００１５】
吸収器５で冷媒を吸収して濃度の薄くなった吸収液、すなわち稀吸収液は吸収液ポンプ８の運転により、低温熱交換器６・熱回収器１５・高温熱交換器７を経由して高温再生器１へ吸収液管２１から送られる。
【００１６】
上記のように吸収冷温水機の運転が行われると、蒸発器４の内部に配管された伝熱管１１Ａにおいて冷媒の気化熱によって冷却された冷水が、冷水管１１を介して図示しない熱負荷に循環供給できるので、冷房運転などが行える。
【００１７】
そして、蒸発機４内の伝熱管１１Ａで冷却され、冷水管１１を介して熱負荷に供給する冷水の温度が所定の温度、例えば７℃となるように、制御器Ｃは温度センサ１６が計測する冷水の温度ｔが第１の所定の温度の５．５℃以下になると熱量制御弁１３を全閉し、前記冷水の温度ｔが第２の所定の温度の６．０以上になると熱量制御弁１３を全開するための所用の制御信号を、熱量制御弁１３に出力するように構成してある。
【００１８】
また、制御器Ｃは、吸収式冷凍機の起動時において、インターロック条件が揃って運転に入るときには、図３に示したように熱量制御弁１３を所定の長い時間、例えば５分間（可変）を掛けて全開にするための制御信号を熱量制御弁１３に出力するように構成してある。
【００１９】
さらに、制御器Ｃには、温度センサ１６が計測する冷水の温度ｔが第１の所定温度の５．５℃以下になったために熱量制御弁１３が全閉されていて、その状態で温度センサ１６が計測する冷水の温度ｔが第２の所定温度の６．０℃を超え、熱量制御弁１３を全開する際の開弁速度を、温度センサ１７が計測する高温再生器１内になる溶液の温度Ｔに基づいて制御するための制御プログラムを備えている。
【００２０】
すなわち、制御器Ｃには、例えば図２に示したように、温度センサ１６が計測する冷水の温度ｔが第１の所定温度の５．５℃以下になって熱量制御弁１３が全閉された状態で、温度センサ１６により冷水の温度ｔを再度計測する（ステップＳ１）。
【００２１】
ステップＳ２においては、ステップＳ１で計測した冷水の温度ｔと第２の所定温度の６．０℃とを比較し、冷水の温度ｔが６．０℃以上になるとステップＳ３に移行し、そうでないときにはメイン制御に戻る。
【００２２】
ステップＳ３においては、温度センサ１７により高温再生器１内にある溶液の温度Ｔを計測する。
【００２３】
ステップＳ４においては、ステップＳ３で計測した溶液の温度Ｔが予め定めた所定の温度、例えば１２０℃以上である場合はステップＳ５に移行して熱量制御弁１３を通常制御により１分間で全開に開弁し、所定の１２０℃に達していないときにはステップＳ６に移行して熱量制御弁１３を所定の長い時間、すなわち５分間を掛けて全開に開弁するための所用の制御プログラムが記憶されている。
【００２４】
したがって、熱負荷が小さく、そのために高温再生器１内にある溶液の温度が所定の１２０℃より低く抑えられているときに、蒸発器４で冷却して熱負荷に循環供給する冷水の温度ｔが第２の所定温度６．０℃を超えると、熱量制御弁１３は所定の５分間と云う長い時間を掛けて全開に開弁する。
【００２５】
そのため、熱源管１２を介して高温再生器１に供給される熱量が急増することはないので、高温再生器１において冷媒蒸気が急に多量に発生することもない。したがって、低温発生器２で発生する冷媒蒸気と共に凝縮器３に送られる冷媒の量が急増することもないので、蒸発器４で蒸発する冷媒の量も急増することがない。
【００２６】
それゆえ、蒸発器４内の伝熱管１１Ａで冷却し、冷水管１１を介して熱負荷に循環供給する冷水の温度も大きく低下することはないので、冷水管１１を介して熱負荷に循環供給する冷水の温度が大きく変動することもない。
【００２７】
一方、熱負荷が大きく、そのために高温再生器１内にある溶液の温度が所定の１２０℃を超えて加熱されているときに、蒸発器４で冷却して熱負荷に循環供給する冷水の温度ｔが第２の所定温度６．０℃を超えると、熱量制御弁１３は１分間と云う短い時間で全開に開弁する。
【００２８】
そのため、熱源管１２を介して高温再生器１に供給される熱量は速やかに増加するので、高温再生器１において発生する冷媒蒸気も速やかに増加する。したがって、低温発生器２で発生する冷媒蒸気と共に凝縮器３に送られる冷媒の量も速やかに増加し、蒸発器４で蒸発する冷媒の量も速やかに増加する。
【００２９】
それゆえ、蒸発器４内の伝熱管１１Ａで冷却する冷水の温度も速やかに低下するので、熱負荷が大きくても冷水管１１を介して熱負荷に循環供給する冷水の温度が所定の７℃を大きく超えることもない。すなわち、冷水管１１を介して熱負荷に循環供給する冷水の温度が大きく変動することもない。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００３１】
例えば、制御器Ｃは、温度センサ１６が計測する冷水の温度ｔが第１の所定温度、例えば５．５℃以下になったときに熱量制御弁１３を全閉するのではなく、冷温再生器２で冷媒を蒸発分離し、吸収液管２３を通って吸収器５に流れている濃吸収液の吸収液濃度が所定の濃度、例えば６５％を超えたときに熱量制御弁１３を全閉にするよう構成しても良い。
【００３２】
また、制御器Ｃとしては、温度センサ１６が計測する冷水の温度ｔが第１の所定温度、例えば５．５℃以下になったとき、あるいは吸収液管２３を通って冷温再生器２から吸収器５に流れている濃吸収液の吸収液濃度が所定の濃度、例えば６５％を超えたときに熱量制御弁１３を全閉にするよう構成しても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の吸収式冷凍機においては、冷却負荷が小さい場合で、高温再生器への熱源供給量を制御する熱量制御弁が一旦閉じられ、高温再生器内にある溶液の温度が所定の温度より低く抑えられているときに、蒸発器で冷却して熱負荷に循環供給する冷水の温度が所定の温度を超えると、熱量制御弁は所定の時間を掛けて全開に開弁するように構成したので、熱負荷に供給する冷水の温度が急速に下がることはなく、安定した空調・冷却を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸収式冷凍機の構成を示す説明図である。
【図２】制御器が備える制御プログラムを示すフロー図である。
【図３】熱量制御弁の開度制御例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 高温再生器
２ 低温再生器
３ 凝縮器
４ 蒸発器
５ 吸収器
６ 低温熱交換器
７ 高温熱交換器
８ 吸収液ポンプ
９ 冷媒ポンプ
１０ 冷却水管
１１ 冷水管
１１Ａ 伝熱管
１２ 熱源管
１３ 熱量制御弁
１４ スチームトラップ
１５ 熱回収器
１６、１７ 温度センサ
２１、２２、２３ 吸収液管
２４、２５、２６ 冷媒管
Ｃ 制御器

Claims (1)

1. 蒸発器で冷却して熱負荷に供給する冷水の温度が第１の所定温度以下のときには再生器に供給する熱量を調節する熱量制御弁を閉弁し、第１の所定温度より高い第２の所定温度に達したときに熱量制御弁を全開にして再生器に供給する熱量を調節する制御手段を備えた吸収式冷凍機において、熱負荷が小さく、高温再生器内にある溶液の温度が所定の温度より低く抑えられているときに、蒸発器で冷却して熱負荷に循環供給する冷水の温度が第２の所定温度を超えると、熱量制御弁は所定の時間を掛けて全開に開弁することを特徴とする吸収式冷凍機。

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