JP5118835B2 - 吸収式冷凍装置 - Google Patents

Description

この発明は、吸収式冷凍機能により冷水の冷却または温水の加温を行うようにした装置（この発明において、吸収式冷凍装置という）であって、特に、こうした熱負荷に供給する熱容量を大きくした吸収式冷凍装置に関するものである。

吸収式冷凍機能として、例えば、吸収剤を臭化リチウム、冷媒を水として混合した臭化リチウム水溶液などの吸収液を用いたる吸収式冷凍機装置が周知であり、一般的な熱容量により冷水を冷却する構成の得る冷水供給型の吸収式冷凍機装置として、図７のような吸収式冷凍装置１００の構成（以下、第１従来技術という）が、後記特許文献1により開示されている。

なお、この第１従来技術の構成の場合には、点線で示した管路１８・１９と開閉弁Ｖ５・Ｖ６とが無く、また、（温水入口）（温水出口）が無く、符号２２ａが冷水のみになっているものである。
そして、以下に説明する各図において、同一の符号で示す部分は、いずれかの図によって説明する同一符号の部分と同一の機能を有する部分である。

図７の構成において、まず、吸収液の循環系を、吸収器５の底部に溜っている低濃度の吸収液５ａを起点として説明すると、吸収液５ａは、ポンプ１３により、管路９を経て、高温再生器１に入り、吸収液１ａとして貯留される。高温再生器1は、バーナーなどの加熱器３１で加熱しているので、吸収液１ａに中に含まれている冷媒が蒸発して、高温になった中濃度の吸収液1ｃと、冷媒蒸気1ｂとに分離する。

なお、加熱器３１は、燃料供給口から供給される燃料３１ａと、送風機３１ｂからの空気量とを、流量調整弁Ｖ２１、すなわち、燃料制御弁Ｖ２１で調整して供給するとともに、点火器３１ｃにより点火されて、加熱を行うように構成してある。

そして、高温の吸収液１ｃは、管路１０から、高温側熱交換器７に入り、管路９を通る吸収液５ａに熱を与えて放熱し、温度が低下した後、管路１０を経て、低温再生器２に入る。低温再生器２では、管路１４から送り込まれた冷媒蒸気１ｂが放熱管２Ａを加熱しているので、この加熱により吸収液１ｃに含まれている冷媒が蒸発して、高温になった高濃度の吸収液２ａと、冷媒蒸気２ｃとに分離する。

高温の吸収液２ａは、管路１１から、低温側熱交換器６に入り、管路９を通る吸収液５ａに熱を与えて放熱し、中温になった後、管路１１を経て、吸収器５内に吸収液５ｂとして散布される。吸収器５内の冷却管５Ａは、管路２３から供給される冷却用水２３ａによって冷却されているので、散布された吸収液５ｂは、冷却管５Ａに沿って流下する際に、隣接する蒸発器４から入ってくる冷媒蒸気４ｂを吸収して稀薄化し、低温で濃度の希薄な吸収液５ａに戻り、吸収液の一巡が終えるという吸収液循環を繰り返すものである。

次に、冷媒の循環系を、吸収器５に入った冷媒蒸気４ｂを起点にして説明すると、冷媒蒸気４ｂは、上記の吸収液の循環系で説明したように、吸収器５内に分散された高濃度の吸収液５ｂに吸収されて、吸収液５ａの中に入り、高温再生器１で冷媒蒸気１ｂになる。冷媒蒸気１ｂは、管路１４を経て、低温再生器２の放熱管２Ａに入り、中間濃度の吸収液１ｃに熱を与えて放熱し、凝縮して冷媒液２ｂになった後、管路１４Ａを経て、凝縮器３の底部に入る。

凝縮器３では、隣接する低温再生器２から入ってくる冷媒蒸気２ｃを、凝縮器３内の冷却管３Ａを通る冷却用水２３ａで冷却して凝縮し、低温の冷媒液３ａにする。低温の冷媒液３ａは、冷媒液２ｂと合流し、管路１５から蒸発器４に入り、蒸発器４の底部に溜まって冷媒液４ａになる。

低温の冷媒液４ａは、ポンプ２０によって、管路１６から蒸発器４内に散布され、蒸発器４内の熱交換管４Ａを通る冷水２２ａを冷却する。この冷却の際に、冷媒液４ａは、冷水２２ａから熱を吸収して冷媒蒸気４ｂになった後、隣接する吸収器５に戻り、冷媒の一巡が終えるという冷媒循環を繰り返すものである。

そして、温度検出器ＴＤ１で検出した冷水２２ａの入口側の温度ｔ１と、温度検出器ＴＤ２で検出した冷水２２ａの出口側の温度ｔ２とにもとづいて、冷水２２ａを所要の温度に制御するために、燃料調整弁Ｖ２１によって、高温再生器1の加熱器３１の加熱量を制御するように構成している。

なお、装置の運転を起動する際には、高温再生器１内の吸収液１ａの量が不足して、高温再生器１が空焚きにならぬように、開閉弁Ｖ４を開いて、ポンプ２０を運転することにより、蒸発器４の底部に溜まっている冷媒液４ａを吸収器1の底部に溜まっている吸収液５ａとともに、ポンプ１３によって高温再生器１に入れている。

上記の第１従来技術による吸収式冷凍装置１００の構成では、冷水２２ａのみを供給するように構成しているが、こうした構成に、冷水２２ａを供給する冷却運転に代えて、冷水２２ａを温水２２ａに変更して供給する加温運転をも行い得るようにした冷温水切換供給型の吸収式冷凍装置１００の構成（以下、第２従来技術という）が、後記特許文献１により開示されている。

なお、吸収式冷凍装置１００を空調装置に用いた場合には、上記の冷却運転は、主として冷房に用いるので、冷房運転とも呼ばれ、また、上記の加温運転は、主として暖房に用いるので、暖房運転とも呼ばれているが、冷水・温水の用途は、空調用以外の用途、例えば、工業生産における物品の冷却・加温や、商品の冷却・加温などに用いられる場合があるので、この発明では、こうした用途を含めて、「冷却運転」「加温運転」と言うものである。

そして、第２従来技術による冷温水切換供給型の吸収式冷凍装置１００構成の場合には、図７に点線で画いてあるように、管路１８・管路１９と、開閉弁Ｖ５・開閉弁Ｖ６とを設けてあり、上記の第１従来技術と同様の冷却運転を行う際には、開閉弁Ｖ５・開閉弁Ｖ６を閉じて行い、上記の加温運転を行う際には、開閉弁Ｖ５・開閉弁Ｖ６を開いて行うように構成したものである。

つまり、開閉弁Ｖ５・開閉弁Ｖ６を開いて、高温再生器１で蒸発分離した冷媒蒸気１ｂと、中間濃度の吸収液１ｃとを、管路１８・管路１９により側路して、直接、吸収器５に戻し入れるとともに、冷却用水２３ａの流通を停止して、低温再生器２・凝縮器３を用いずに、高温再生器１のみの運転によって、吸収液循環と冷媒循環とを行いながら蒸発器４内の熱交換管４Ａを通る温水２２ａを加温する。

そして、温度検出器ＴＤ1で検出した温水２２ａの入口側の温度ｔ１と、温度検出器ＴＤ２で検出した温水２２ａの出口側の温度ｔ２とにもとづいて、温水２２ａを所要の温度に制御するために、燃料調整弁Ｖ２１によって、高温再生器1の加熱器３１の加熱量を制御するように構成している。

したがって、上記の第１従来技術・第２従来技術の構成は、いずれも、高温再生器１で蒸発させた冷媒蒸気１ｂにもとづいて、冷水２２ａ・温水２２ａ、すなわち、熱負荷に熱供給を行っているものであり、この熱供給の熱容量、すなわち、熱負荷に対する熱容量は、冷媒蒸気１ｂを蒸発させるための高温再生器１の加熱容量αによって定まることになるわけである。

また、上記の第１従来技術・第２従来技術による吸収式冷凍装置１００の構成に加えて、工業排水などを熱源水とする第２の低温再生器・凝縮器などを設けた吸収式冷凍装置１００の構成（以下、第３従来技術という）が、後記特許文献２により開示されている。

ところで、上記の第１従来技術〜第３従来技術の構成において、高温再生器１を起動させて、吸収液１ａを所要の温度に上昇させた後の運転では、加熱器３１の加熱量を熱負荷に対応させるように、燃料制御弁Ｖ２１を制御するが、この加熱量が小さい範囲では、加熱器３１における燃料ガス３１ａの不完全燃焼などによる事故を生じ易いため、図９のように、高温再生器１の加熱容量αの２５％程度の加熱量までは、熱負荷に比例させるような制御を行うことができない。

このため、例えば、加熱量が加熱容量αの２５％程度以下の範囲では、加熱器３１の燃料制御弁Ｖ２１の弁開度γを２５％程度にした状態で、点火と消火とをごく短い時間間隔で繰り返して加熱（この発明において、「発停加熱」という）する制御（この発明において、「発停制御」という）を行っている。

そして、図９のように、発停制御により加熱する領域、すなわち、発停制御領域Ｘの上限を比例制御開始点Ｙ１として、それ以上の領域を熱負荷に対応させた比例制御領域Ｙとするように構成している。

そして、上記の第１従来技術〜第３従来技術による吸収式冷凍装置１００には、上記のような各運転動作のための制御処理を行う部分として、制御部３０を設けてあり、具体的には、例えば、図８の制御部３０のような構成が周知であり、図８において、制御部３０は、マイクロコンピュータによる処理制御器、例えば、市販のＣＰＵボード（ＣＰＵ／Ｂ）を主体にして構成した制御部である。

そして、各部の温度を検出した検出信号、各開閉弁・制御弁の開閉状態・弁開度を検出した検出信号、各ポンプの運転信号などと、入力操作部分３６、例えば、キーボードから入力した操作データ・設定データなどを入出力ポート３０Ａから取り込み、各データを作業用メモリ３３に一時的に記憶した各データと、処理用メモリ３２に予め記憶した制御処理フローによるプログラムと、データ用メモリ３４に予め記憶した所定温度値・所定時間値などの基準値データなどと、計時回路３５で計時した経過時間・所定時刻などの時間値データなどとにもとづいて、所要の演算処理などを行って得られる各制御信号を入出力ポート３０Ａから各制御部分に出力するとともに、作業メモリ３３などに記憶している記憶データの内容から所要のものを表示部分３７、例えば、液晶画面による表示部に与えて表示するように構成したものである。

そして、上記の第１従来技術〜第３従来技術の構成において、熱負荷に対する熱供給の熱容量を増加させるためには、高温再生器１の吸収液１ａを加熱する熱容量を増加させる必要があるので、高温再生器１の加熱器３１の有効加熱量を向上させるように加熱構成を改良した構成（以下、第４従来技術という）が試みられており、後記特許文献３・４により開示されている。
特開平６−８８６５４号公報 特開平１１−２８１１８５号公報 特開平９−１４７９１号公報 特開平１０−１６９９０３号公報

上記の第１従来技術〜第３従来技術の吸収式冷凍装置１００を設置する対象施設などが大型化するなどにより、高温再生器１の加熱容量αを増大させる必要がある場合に、上記の第４従来技術の構成による改良では、装置の構成が複雑高価になるほか、その開発投資がかさみ、装置を簡便安価な構成にして提供し得ないという不都合がある。

また、これらの従来技術における高温再生器１の構成をそのまま大型にしたのでは、上記の発停制御領域Ｘの領域が大きくなって燃料経費が不経済になるほか、高温再生器１の高さが大きくなり過ぎて、設置場所の建築構造を高構造にする必要があり、需要対象が制限されるなどの不都合が生ずる。

さらに、冷水または温水に熱供給を行う加熱量の変化の過程中に、上記の発停制御領域Ｘによる加熱量の変動が生じて、熱供給を混乱させてしまうなどの不都合が生ずる。
このため、こうした不都合の無い大熱容量型の吸収式冷凍装置の提供が望まれているという課題がある。

この発明は、上記のような吸収式冷凍機の高温再生器によって吸収液から蒸発させた冷媒蒸気にもとづいて、冷水または温水に熱供給を行う吸収式冷凍装置において、
前記熱供給の熱容量を増大するために、いずれもそれぞれバーナの熱を駆動熱源として動作する複数の前記高温再生器を設ける熱容量増大手段を具備するとともに、
前段の前記高温再生器の前記吸収液と前記冷媒蒸気とを次段の前記高温再生器に与える構成によって、複数の前記高温再生器を直列に接続する直列接続手段と、
前段の前記高温再生器における前記吸収液の液面レベルを次段の前記高温再生器における前記吸収液の液面レベルよりも高くする落差を設けて配置することにより、前記吸収液の流れを容易にする落差配置手段と、
前記直列接続手段は、前段の前記高温再生器における上部側内部と次段の前記高温再生器における底部側内部とを連通する管路を備え、
前記熱供給を行う際の、前段の前記高温再生器と次段の前記高温再生器とにそれぞれ備えた各バーナに対する加熱量の制御（以下、供給加熱制御という）のため、
前段の前記高温再生器（以下、前段再生器という）における発停制御領域（以下、前段発停領域という）を超えた比例制御領域における加熱量の範囲と、次段の前記高温再生器（以下、次段再生器１という）における発停制御領域（以下、次段発停領域という）を超えた比例制御領域における加熱量の範囲とを直列させて前記供給加熱制御を行うことにより、前記前段発停領域と前記次段発停領域とによる加熱量の変動を除去する発停領域変動除去手段と、
前記前段再生器による加熱量の増加が、前段発停領域を越えて前段再生器の加熱容量の最高値に達したときに、前記次段再生器の比例制御領域の加熱量による加熱を開始するとともに、前段再生器による加熱量を前記次段発停領域の加熱容量に相当する加熱量だけ低減させることにより、前記次段再生器による加熱に伴う前記供給加熱量の急増を抑制するように前記供給加熱制御を行う急増抑制手段と、
前記低減を行った後に前段再生器により、少なくとも、前記次段再生器による加熱割合が次段発停領域を越えた７５％までのところで行う、前段再生器の比例制御領域での前記最高値までの燃焼動作により、再び増加させる加熱と、前記次段再生器の前記比例制御領域での燃焼動作により増加させる加熱とを直列させて前記供給加熱制御を行うことにより、燃焼効率の増大を図る直列比例増加手段と、
を有する制御部を具備した、第１発明と、

上記の第１発明において、
前段の上記の高温再生器の加熱容量を小さく、次段の上記の高温再生器の加熱容量を大きくすることにより、前段の上記の高温再生器の加熱増加から次段の上記の高温再生器の加熱増加への移行を容易にする熱容量差手段を設ける第２発明とにより、
上記の課題を解決したものである。

上記の第１発明または第２発明における上記の熱供給を行うための加熱量の制御、すなわち、供給加熱制御において、
前段の上記の高温再生器、すなわち、前段再生器における発停制御領域、すなわち、前段発停領域を超えた比例制御領域による加熱量の範囲と、次段の上記の高温再生器、すなわち、次段再生器における発停制御領域、すなわち、次段発停領域を超えた比例制御領域による加熱量の範囲とを直列させて上記の供給加熱制御を行うことにより、上記の前段発停領域と上記の次段発停領域とによる加熱量の変動を除去する発停領域変動除去手段を設ける第３発明と、

上記の第３発明において、
上記の前段再生器による加熱量の増加が上記の前段再生器の加熱容量の最高値に達したときに、上記の次段再生器の上記の比例制御領域の加熱量による加熱を開始するとともに、上記の前段再生器による加熱量を上記の次段発停領域の加熱容量に相当する加熱量だけ低減させることにより、上記の次段再生器による加熱に伴う上記の供給加熱量の急増を抑制するように上記の供給加熱制御を行う急増抑制手段と、
上記の低減を行った加熱量を上記の前段再生器の上記の比例制御領域により再び増加させる加熱と、上記の次段再生器の上記の比例制御領域により増加させる加熱とを直列させて上記の供給加熱制御を行う直列比例増加手段と
を設ける第４発明とにより、
上記の課題を解決したものである。

上記の低減を行った加熱量を上記の前段再生器の上記の比例制御領域により再び増加させる加熱と、上記の次段再生器の上記の比例制御領域により増加させる加熱とを直列させて上記の供給加熱制御を行う直列比例増加手段と
を設ける第６の構成とにより、上記の課題を解決したものである。

この発明によれば、複数の高温再生器を設けて、熱負荷に対する熱供給の熱容量を増大しているため、既存の高温再生器をそのまま用いて熱容量を増大し得るので、加熱器を特殊な構成にするなどの複雑に変更することなく、大熱容量型の吸収式冷凍装置を簡便安価に提供し得るという特長がある。

また、前段の高温再生器の吸収液・冷媒蒸気を次段の高温再生器に与え、前段の高温再生器の吸収液液面レベルを次段の高温再生器の吸収液液面レベルよりも高くする落差を設けるなどにより、吸収液・冷媒蒸気の流れを方向づけているので、冷温水機能に対する吸収液・冷媒蒸気の流動を安定に行わせ得るという特長がある。

さらに、前段の高温再生器の熱容量を小さく次段の高温再生器の熱容量を大きくして、前段の高温再生器の発停制御領域を超えた比例制御領域による加熱量の範囲と、次段の高温再生器の発停制御領域を超えた比例制御領域による加熱量の範囲と直列させて、供給加熱量の制御を行っているので、前段・次段の各高温再生器の各発停制御領域による加熱量の変動を除去し得るという特長がある。

また、上記の直列させる際に、前段の高温再生器による加熱量を、次段の発停制御領域の加熱容量に相当する加熱量だけ低減した後に、前段の高温再生器の比例制御による加熱量によって再び増加させる加熱と、次段の高温再生器の比例制御領域による加熱とを直列させているため、次段の発停制御領域の加熱容量の重なり部分による加熱量の急増を無くするとともに、装置の省エネルギー運転を行い得るなどの特長がある。

この発明を実施するための最良の形態とする構成を図１〜図６の実施例１〜実施例３などによって説明する。なお、図１〜図６の構成において、図７〜図９の構成と同一符号で示す部分は、図７〜図９により説明した同一符号の部分と同一の機能をもつ部分であり、制御部３０は図８の制御部３０を用いて構成してある。

以下、図１〜図３により実施例１を説明する。なお、この実施例１は、上記の第１従来技術の構成、すなわち、冷水供給型の吸収式冷凍装置１００、または、上記の第２従来技術の構成、すなわち、冷温水切換供給型の吸収式冷凍装置１００に、この発明を適用して構成したものなので、上記の第１従来技術の構成に適用した場合には、管路１８・管路１９・開閉弁Ｖ５・開閉弁Ｖ６が無く、上記の第２従来技術の構成に適用した場合には、これらが設けてあるものとする。

そして、この実施例１の構成が、上記の第１従来技術の構成、または、第２従来技術の構成と異なる箇所は、次の箇所である。つまり、図１において、第１には、複数の高温再生器として、例えば、前段の高温再生器１ｗと、次段の高温再生器１とを設けることにより、冷水または温水に対する熱供給の熱容量、すなわち、熱負荷に対する熱容量を増大させた箇所である。

第２には、数の高温再生器を直列に接続するために、前段の高温再生器１ｗの吸収液１ａｗと冷媒蒸気１ｂｗとを次段の高温再生器１に与えるように、前段の高温再生器１ｗの吸収液１ａｗ・１ｃｗを管路１０ｗで次段の高温再生器１の吸収液１ａの部分に導くとともに、前段の高温再生器1ｗの冷媒蒸気１ｂｗを管路１４ｗで次段の高温再生器１の冷媒蒸気１ｂの部分に導くように構成した箇所である。

第３には、吸収液の流れを容易にするために、前段の高温再生器１ｗにおける吸収液１ａｗの液面レベルを次段の高温再生器１における吸収液１ａの液面レベルよりも高くする落差、例えば、落差Ｈを設けて配置した箇所である。

第４には、図１・図２のように、前段の高温再生器１ｗの加熱量の加熱増加から、次段の高温再生器１の加熱量の加熱増加への移行を容易にするために、前段の高温再生器１ｗの熱容量βを小さく、次段の高温再生器１の熱容量αを大きく、例えば、図２のように、前段の高温再生器１ｗの熱容量βを次段の高温再生器１の熱容量αの１／２にして構成した箇所である。

なお、この発明において、加熱量の増加とは、図２のように、前段の高温再生器１ｗの加熱容量βに対する加熱量％と、次段の高温再生器１の加熱容量αに対する加熱量％とを増加させることを言うものであり、具体的には、前段の高温再生器１ｗでは、燃料制御弁Ｖ２１ｗの弁開度ηを増加させ、また、次段の高温再生器１では、燃料制御弁Ｖ２１の弁開度γを増加させるものである。

また、次段の高温再生器１は、図７により説明した第１従来技術・第２従来技術の構成における高温再生器１と同様の構成のものであり、前段の高温再生器１ｗの各部の構成は、高温再生器１の各部の符号と同じ符号の末尾にｗの文字を追加して記載したように、高温再生器１の各部の同様の機能をもつ構成であって、各構成部分の容量を小さくしたもので構成してある。

第５には、図３のように、前段の高温再生器１ｗにおける発停制御領域Ｘを超えた比例制御領域Ｙによる加熱量の範囲と、次段の高温再生器１における発停制御領域Ｘを超えた比例制御領域Ｙによる加熱量の範囲とを直列させて熱供給を行わせるようにした直列加熱動作を行う構成とすることにより、前段の高温再生器１ｗにおける発停制御領域Ｘと次段の高温再生器１における発停制御領域Ｘとによる加熱量の変動を除去し得るように構成した箇所である。
なお、図３において、各加熱量の％値を示す数値は、図３の◆備考に記載した値である。

ここで、上記の直列加熱動作を行わせるための構成は、図３のように、前段の高温再生器１ｗの比例制御開始点Ｙ１を次段の高温再生器１の発停制御領域Ｘの開始点、すなわち、加熱量０％の位置を一致させた組合せ位置から、次段の高温再生器１の加熱量０％の位置を前段の高温再生器１ｗの比例制御領域Ｙの線に沿って斜め上方にずらせてゆき、次段の高温再生器１の比例制御開始点Ｙ１が前段の高温再生器１ｗの比例制御領域Ｙの最高点、すなわち、加熱量１００％と一致するまでの範囲での組合せが可能なわけである。

また、こうした組合せ状態のままでは、重なり部分δの範囲で、前段の高温再生器１ｗによる加熱と、次段の高温再生器１による加熱とが重畳することになるため、直列加熱動作の移行点φ、すなわち、次段の高温再生器１の比例制御開始点Ｙ１に移行した点から前段の高温再生器１ｗの加熱量１００％の点まで間では、加熱量が急増して、図３の実質的な加熱増加量εのように、段違い状の部分をもつ加熱特性になってしまうわけである。

したがって、必要に応じて、こうした重なり部分δでの加熱量の重畳分を修正する構成として、例えば、移行点φで、前段の高温再生器１ｗの加熱量％を、次段の高温再生器１の発停制御領域Ｘの加熱容量、すなわち、次段の高温再生器１の加熱量２５％に相当する加熱量だけ低減させた後に、次段の高温再生器１の加熱量１００％に相当する点までの間では、前段の高温再生器１ｗの加熱量％のみで加熱量を増加させてから、次段の高温再生器１の発停制御領域Ｘの加熱量％による加熱量の増加を行うように構成することができる。

こうした修正を行えば、図３の修正後の加熱増加量ωのように、次段の高温再生器１の比例制御開始点Ｙ１を延長させて、全体の加熱容量を（α＋β）まで増加できることになる。

以下、図４により実施例２を説明する。この実施例２の構成が上記の実施例１の構成と異なる箇所は、実施例１で述べた移行点φを加熱増加方向にずらせて、次段の高温再生器１の比例制御開始点Ｙ１が前段の高温再生器１ｗの比例制御領域Ｙの最高点、すなわち、加熱量１００％と一致するように構成した箇所である。

したがって、実質的な加熱増加量εは、図４のようになり、移行時における加熱量の急増は、重なり部分δの加熱量のみになるが、重なり部分δでの加熱量の重畳分を修正する構成は、例えば、実施例１の場合と同様に行えばよいことになり、また、修正後の加熱増加量ωも同様に、次段の高温再生器１の比例制御開始点Ｙ１を延長させて、全体の加熱容量を（α＋β）まで増加できることになるわけである。

以下、図５・図６・図８により実施例３を説明する。この実施例３の構成は、直列加熱動作の移行構成を上記の実施例２と同様の移行構成とし、重なり部分δの加熱量の修正を制御部３０によって行うように構成したものである。
なお、図５において、各加熱量の％値を示す数値は、図５の◆備考に記載した値である。

ここで、図８の制御部３０によって、図５の〔直列加熱動作の加熱特性〕による加熱動作に移行するまでの動作を説明すると、まず、前段の高温再生器１ｗと次段の高温再生器１との運転を起動させ、各高温再生器の温度検出器Ｔ１・Ｔ１ｗが所定の温度、例えば、１００℃になり、各高温再生器の液面検出器Ｅ１・Ｅ１ｗによって、吸収液1ｃ・1ｃｗの液面が所定のレベルに保たれ、各部の気圧差によって、吸収液1ｃ・1ｃｗが、それぞれ、下流側に流動し得る状態になり、起動が完了した後に、図６の制御処理フローにもとづく定常制御の処理が行われるように構成したものである。

そして、制御部３０は、作業用メモリ３３に取り込んだ各部の検出データと、データ用メモリ３４に予め記憶した前段の高温再生器１ｗと次段の高温再生器１との各比例制御開始点Ｙ１などの各データとにもとづいて、処理用メモリ３２に予め記憶した図６の制御処理フローのプログラムによって、所要の動作を行うように構成してある。

以下、図６の制御処理フローについて説明する。この制御処理フローは、例えば、装置全体の制御処理を行うメイン処理フローのサブルーチンとして構成されており、例えば、上記の起動が完了した旨のデータ信号、または、入力操作部分３６に設けた所定の操作キーを操作した旨のデータ信号を「定常運転移行データ」として、図６の制御処理フローによる動作が行われるように構成してある。

また、加熱動作の目標とする「加熱量データ」は、図１の冷水２２ａまたは温水２２ａに対する目標温度として入力操作部分３６により設定した設定温度値のデータと、この設定温度値と冷水２２ａまたは温水２２ａの現在温度、すなわち、温度検出器ＴＤ２の温度ｔ２との温度差に対応して予め実験的に定められ、データ用メモリ３４に予め記憶した加熱量のデータとを含むデータで構成してある。

具体的には、図６の制御処理フローにおいて、
◆ステップＳＰ１では、運転データを取り込んで次のステップＳＰ２に移行する。
◆ステップＳＰ２では、運転データが「定常運転移行データ」であるか否かを判別する。「定常運転移行データ」であるときは、次のステップＳＰ３に移行し、そうでないときはメイン処理フローの所定のステップ箇所に移行する。

◆ステップＳＰ３では、「加熱量データ」を取り込んで、次のステップＳＰ４に移行する。
◆ステップＳＰ４では、加熱量を前段の高温再生器１ｗの比例制御開始点Ｙ１の加熱量にして次のステップＳＰ５に移行する。
◆ステップＳＰ５では、加熱量と温度検出器ＴＤ２の温度ｔ２とが「加熱量データ」の値、すなわち、目標値になっているか否かを判別する。目標値になっているときは、メイン処理フローの所定のステップ箇所に移行し、そうでないときは次のステップＳＰ６に移行する。
なお、以後は、所定時間、例えば、１０秒毎に、ステップＳＰ１に移行してくる。ステップＳＰ７・ＳＰ１１・ＳＰ１４・ＳＰ１６の場合も同様である。

◆ステップＳＰ６では、加熱量を前段の高温再生器１ｗの比例制御領域Ｙの加熱量にして次のステップＳＰ７に移行する。
ここで、このステップに、再びきたときには、その都度、比例制御領域Ｙの加熱量を漸増させるように処理するものとする。
◆ステップＳＰ７では、ステップＳＰ５と同様の処理を行い、目標値になっているときは、メイン処理フローの所定のステップ箇所に移行し、そうでないときは次のステップＳＰ８に移行する。

◆ステップＳＰ８では、加熱量が前段の高温再生器１ｗの比例制御領域Ｙの最高値、すなわち、１００％に達しているか否かを判別する。１００％に達しているときは、次のステップＳＰ９に移行し、そうでないときはステップＳＰ６に移行する。
◆ステップＳＰ９では、加熱量を次段の高温再生器１の比例制御開始点Ｙ１の加熱量にするとともに、所定の低減量、すなわち、前段の高温再生器１ｗの加熱量を次段の高温再生器１の発停制御領域Ｘの加熱容量に相当する加熱量だけ低減した後に、次のステップＳＰ１０に移行する。

◆ステップＳＰ１０では、ステップＳＰ６と同様に、加熱量を前段の高温再生器１ｗの比例制御領域Ｙの加熱量にして次のステップＳＰ１１に移行する。
ここで、このステップに、再びきたときには、その都度、比例制御領域Ｙの加熱量を増させるように処理するものとする。
◆ステップＳＰ１１では、ステップＳＰ５と同様の処理を行い、目標値になっているときは、メイン処理フローの所定のステップ箇所に移行し、そうでないときは次のステップＳＰ１２に移行する。

◆ステップＳＰ１２では、ステップＳＰ８と同様の処理を行い、１００％に達しているときは、次のステップＳＰ１３に移行し、そうでないときはステップＳＰ１０に移行する。
◆ステップＳＰ１３では、加熱量を次段の高温再生器１の比例制御開始点Ｙ１の加熱量にした後に、次のステップＳＰ１４に移行する。
◆ステップＳＰ１４では、ステップＳＰ５と同様の処理を行い、目標値になっているときは、メイン処理フローの所定のステップ箇所に移行し、そうでないときは次のステップＳＰ１５に移行する。

◆ステップＳＰ１５では、加熱量を次段の高温再生器１の比例制御領域Ｙの加熱量にして次のステップＳＰ１に移行する。
ここで、このステップに、再びきたときには、その都度、比例制御領域Ｙの加熱量を漸増させるように処理するものとする。
◆ステップＳＰ１６では、ステップＳＰ５と同様の処理を行い、目標値になっているときは、メイン処理フローの所定のステップ箇所に移行し、そうでないときは次のステップＳＰ１７に移行する。
なお、ステップＳＰ１８を経由した後に、このステップにきて、メイン処理フローの所定のステップ箇所に移行する際には、ステップＳＰ１８で行った表示を解除するように処理する。

◆ステップＳＰ１７では、加熱量が次段の高温再生器１の比例制御領域Ｙの最高値、すなわち、１００％に達しているか否かを判別する。１００％に達しているときは、次のステップＳＰ１８に移行し、そうでないときはステップＳＰ１５に移行する。
◆ステップＳＰ１８では、例えば、図８の表示部分３７に、加熱量が最高値の運転状態になっている旨の表示を行った後に、次のステップＳＰ１５に移行する。

したがって、図５のように、次段の高温再生器１の「発停制御領域Ｘ」による動作部分が無くなるので、この発停動作による加熱量の変動がなくなるとともに、前段の高温再生器１ｗの「発停制御領域Ｘ」（２５％）の範囲が、全体の加熱容量（α＋β）、すなわち、この加熱容量全体を１つの高温再生器でした場合に比べて、実質的には、その１／３の８．３％の範囲に縮小されたことになり、この縮小による当該発停動作による加熱量の変動もなくなるわけである。

ここで、複数の高温再生器を設ける構成を、例えば、３つ以上の高温再生器とする場合には、各高温再生器間の構成と動作を、上記の実施例１における前段の高温再生器１ｗと次段の高温再生器１と同様にして、順次に直列的に、接続構成するとともに、全ての高温再生器にわたって、図５・図６と同様の直列加熱動作を行わせるように構成すればよいわけである。

つまり、上記の実施例１〜実施例３の構成を要約すると、概括的には、第１には、
吸収式冷凍機の高温再生器、例えば、高温再生器１によって吸収液１ａから蒸発させた冷媒蒸気１ｂにもとづいて、冷水２２ａまたは温水２２ａ・２４ａもしくはこれらの両方に熱供給を行う吸収式冷凍装置１００において、
上記の熱供給の熱容量を増大するために、複数の上記の高温再生器、例えば、加熱容量βの高温再生器１ｗと、加熱容量αの高温再生器１を設ける熱容量増大手段
を設けた上記の第１の構成を構成していることになるものである。

また、第２には、上記の第１の構成において、
前段の上記の高温再生器、例えば、高温再生器１ｗの上記の吸収液１ａｗと上記の冷媒蒸気１ｂｗとを、例えば、管路１４Ｗ・１０Ｗによって、次段の上記の高温再生器、例えば、高温再生器１に与える構成によって、複数の上記の高温再生器を直列に接続する直列接続手段
を設けた上記の第２の構成を構成していることになるものである。

さらに、第３には、上記の第１の構成、または、上記の第２の構成において、
前段の上記の高温再生器、例えば、高温再生器１ｗにおける上記の吸収液１ａの液面レベルを、次段の上記の高温再生器、例えば、高温再生器１における上記の吸収液１ａの液面レベルよりも高くする落差、例えば、落差Ｈを設けて配置することにより、上記の吸収液の流れを容易にする落差配置手段
を設けた上記の第３の構成を構成していることなるものである。

そして、第４には、上記の第１の構成から上記の第３の構成のいずれかにおいて、
前段の上記の高温再生器の加熱容量、例えば、高温再生器１ｗの加熱容量βを小さく、次段の上記の高温再生器の熱容量、例えば、高温再生器１の加熱容量αを大きくすることにより、前段の上記の高温再生器、例えば、高温再生器１ｗの加熱増加から、次段の上記の高温再生器、例えば、高温再生器１の加熱増加への移行を容易にする熱容量差手段
を設けた上記の第４の構成を構成していることになるものである。

また、第５には、上記の第１の構成から上記の第４の構成のいずれかの構成における上記の熱供給を行うための加熱量の制御、すなわち、供給加熱制御において、
前段の上記の高温再生器１ｗ、すなわち、前段再生器１ｗにおける発停制御領域Ｘ、すなわち、前段発停領域Ｘを超えた比例制御領域Ｙによる加熱量の範囲と、次段の上記の高温再生器1、すなわち、次段再生器１における発停制御領域Ｘ、すなわち、次段発停領域Ｘを超えた比例制御領域Ｙによる加熱量の範囲とを直列させて上記の供給加熱制御を行うことにより、上記の前段発停領域Ｘと上記の次段発停領域Ｘとによる加熱量の変動を除去する発停領域変動除去手段
を設けた上記の第５の構成を構成していることになるものである。

そして、第６には、上記の第５の構成に加えて、
上記の前段温再生器１ｗによる加熱量の増加が上記の前段再生器１ｗの加熱容量の最高値１００％に達したときに、上記の次段再生器１の上記の比例制御領域Ｙの加熱量による加熱を開始するとともに、上記の前段再生器１ｗによる加熱量を上記の次段発停領域Ｘの加熱容量に相当する加熱量だけ低減させることにより、上記の次段再生器１による加熱に伴う上記の供給加熱量の急増を抑制するように上記の供給加熱制御を行う急増抑制手段と、
上記の低減を行った加熱量を上記の前段再生器１ｗの上記の比例制御領域Ｙにより再び増加させる加熱と、上記の次段再生器１の上記の比例制御領域Ｙにより増加させる加熱とを直列させて上記の供給加熱制御を行う直列比例増加手段と
を設けた上記の第６の構成を構成していることになるものである。

〔変形実施〕
この発明は次のように変形して実施することを含むものである。
（１）実施例１〜実施例３、または、３つ以上の高温再生器を設ける構成において、前段の高温再生器の加熱容量と、次段の高温再生器の加熱容量とを、同一の加熱容量にするように変更して構成する。
（２）実施例１〜実施例３、または、３つ以上の高温再生器を設ける構成において、前段の高温再生器の加熱容量を大きく、次段の高温再生器の加熱容量を小さくするか、あるいは、前段の高温再生器および次段の高温再生器の加熱容量を同等にして構成する。この場合には、全体の加熱容量からみた前段の高温再生器の発停制御領域の範囲を十分には縮小し得ないが、既存の高温再生器を用いて加熱容量を増大し得るという効果は得られる。
（３）複数の高温再生器を並列に接続するように変更して、加熱容量を増大するように構成する。
（４）実施例１〜実施例３・上記（１）〜（３）の構成を上記の第４従来技術の構成に適用して構成する。
（５）実施例１〜実施例３・上記（１）〜（４）の構成において、前段の高温再生器１の吸収液1ｃｗを次段の高温再生器１に与えるための管路１０ｗの接続位置を、図１に点線で示した管路１０ｗｘのように、次段の高温再生器１の吸収液１ａの適宜の箇所に変更して構成する。
（６）実施例１〜実施例３・上記（１）〜（５）の構成において、図５・図６における移行後における前段の高温再生器１ｗの比例制御領域Ｙによる加熱増加を、図５に太い点線で示した※Ａ箇所のように、次段の高温再生器１を、一旦、比例制御して増加させた後に、行わせるように変更して構成する。
なお、この※Ａ箇所は、図５の構成の場合には、次段の高温再生器１の加熱量７５％に相当する点まで移動させことができる。

上記のように、この発明は、吸収式冷凍装置における高温再生器の加熱容量を簡便安価な構成で行い得るほか、前段の高温再生器と次段の高温再生器の各発停制御領域による加熱変動を無くした比例制御により熱負荷に対する加熱量の供給制御を行い得るようにしたものなので、吸収式冷凍装置を利用した用い装置類、例えば、空調装置、製品の製造装置、商品の展示装置においても、同様の効果を発揮し得るものである。

図１〜図６は、この発明の実施例を、また、図７〜図９は従来技術を示し、各図の内容は次のとおりである。
実施例１〜実施例３の全体ブロック構成図 実施例１〜実施例３の要部動作特性図 実施例１の要部動作特性図 実施例２の要部動作特性図 実施例３の要部動作特性図 実施例３の制御処理フロー図 従来技術の全体ブロック構成図 実施例３・従来技術の要部ブロック構成図 従来技術の要部動作特性図

符号の説明

１ 高温再生器
１ａ 吸収液
１ａｗ 吸収液
１ｂ 冷媒蒸気
１ｂｗ 冷媒蒸気
１ｃ 吸収液
１ｃｗ 吸収液
１ｗ 高温再生器
２ 低温再生器
２Ａ 放熱管
２ａ 吸収液
２ｂ 冷媒液
２ｃ 冷媒蒸気
３ 凝縮器
３Ａ 冷却管
３ａ 冷媒液
４ 蒸発器
４Ａ 熱交換管
４ａ 冷媒液
４ｂ 冷媒蒸気
５ 吸収器
５Ａ 冷却管
５ａ 吸収液
５ｂ 吸収液
６ 低温側熱交換器
７ 高温側熱交換器
９ 管路
１０ 管路
１０ｗ 管路
１０ｗｘ 管路
１１ 管路
１３ ポンプ
１４ 管路
１４Ａ 管路
１４ｗ 管路
１５ 管路
１６ 管路
１７ 管路
１８ 管路
１９ 管路
２０ ポンプ
２１ 入口管路
２２ 出口管路
２２ａ 冷水・温水
２３ 管路
２３ａ 冷却用水
３０ 制御部
３０Ａ 入出力ポート
３１ 加熱器
３１ｗ 加熱器
３１ａ 燃料
３１ａｗ 燃料
３１ｂ 送風機
３１ｂｗ 送風機
３１ｃ 点火器
３１ｃｗ 点火器
３２ 処理用メモリ
３３ 作業用メモリ
３４ データ用メモリ
３５ 時計回路
３６ 入力操作部分
３７ 表示部分
１００ 吸収式冷凍装置
Ｅ１ 液面検出器
Ｅ１ｗ 液面検出器
Ｈ 落差
Ｔ１ 温度検出器
Ｔ１ｗ 温度検出器
ＴＤ１ 温度検出器
ＴＤ２ 温度検出器
ｔ１ 温度
ｔ２ 温度
Ｖ４ 開閉弁
Ｖ５ 開閉弁
Ｖ６ 開閉弁
Ｖ２１ 流量調整弁・燃料制御弁
Ｖ２１ｗ 流量調整弁・燃料制御弁
Ｘ 発停制御領域
Ｙ 比例制御領域
Ｙ１ 比例制御開始点
α 加熱容量
β 加熱容量
γ 弁開度
η 弁開度
φ 移行点

Claims (2)

1. 吸収式冷凍機の高温再生器によって吸収液から蒸発させた冷媒蒸気にもとづいて、冷水または温水に熱供給を行う吸収式冷凍装置であって、
   前記熱供給の熱容量を増大するために、いずれもそれぞれバーナの熱を駆動熱源として動作する複数の前記高温再生器を設ける熱容量増大手段を具備するとともに、
   前段の前記高温再生器の前記吸収液と前記冷媒蒸気とを次段の前記高温再生器に与える構成によって、複数の前記高温再生器を直列に接続する直列接続手段と、
   前段の前記高温再生器における前記吸収液の液面レベルを次段の前記高温再生器における前記吸収液の液面レベルよりも高くする落差を設けて配置することにより、前記吸収液の流れを容易にする落差配置手段と、
   前記直列接続手段は、前段の前記高温再生器における上部側内部と次段の前記高温再生器における底部側内部とを連通する管路を備え、
   前記熱供給を行う際の、前段の前記高温再生器と次段の前記高温再生器とにそれぞれ備えた各バーナに対する加熱量の制御（以下、供給加熱制御という）のため、
   前段の前記高温再生器（以下、前段再生器という）における発停制御領域（以下、前段発停領域という）を超えた比例制御領域における加熱量の範囲と、次段の前記高温再生器（以下、次段再生器１という）における発停制御領域（以下、次段発停領域という）を超えた比例制御領域における加熱量の範囲とを直列させて前記供給加熱制御を行うことにより、前記前段発停領域と前記次段発停領域とによる加熱量の変動を除去する発停領域変動除去手段と、
   前記前段再生器による加熱量の増加が、前段発停領域を越えて前段再生器の加熱容量の最高値に達したときに、前記次段再生器の比例制御領域の加熱量による加熱を開始するとともに、前段再生器による加熱量を前記次段発停領域の加熱容量に相当する加熱量だけ低減させることにより、前記次段再生器による加熱に伴う前記供給加熱量の急増を抑制するように前記供給加熱制御を行う急増抑制手段と、
   前記低減を行った後に前段再生器により、少なくとも、前記次段再生器による加熱割合が次段発停領域を越えた７５％までのところで行う、前段再生器の比例制御領域での前記最高値までの燃焼動作により、再び増加させる加熱と、前記次段再生器の前記比例制御領域での燃焼動作により増加させる加熱とを直列させて前記供給加熱制御を行うことにより、燃焼効率の増大を図る直列比例増加手段と、
   を有する制御部を具備した、
   ことを特徴とする吸収式冷凍装置。
2. 前段の前記高温再生器の加熱容量を小さく、次段の前記高温再生器の加熱容量を大きくすることにより、前段の前記高温再生器の加熱増加から次段の前記高温再生器の加熱増加への移行を容易にする熱容量差手段を具備する
   ことを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機装置。

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