JP6081844B2 - 吸収式熱源装置 - Google Patents

Description

本発明は吸収式熱源装置に関し、特に全負荷領域において安定な液面制御が可能になる吸収式熱源装置に関する。

吸収式の熱源装置の１つである吸収冷凍機は、希溶液を導入し加熱することで冷媒を蒸発させて濃溶液を生成する再生器、冷媒蒸気を凝縮する凝縮器、凝縮した冷媒液を蒸発させる蒸発器、蒸発した冷媒を濃溶液で吸収する吸収器を備えている。吸収冷凍機における溶液の流れに関し、再生器から吸収器に戻る溶液量は、両者の配置で決まる位置ヘッド及び再生器の圧力と吸収器の圧力との差を駆動源として、配管等の抵抗分とバランスした溶液量となる。他方、吸収器から再生器へ送る溶液量は、再生器から吸収器に戻る流量に見合う流量の希溶液を溶液ポンプにより送ることを目標とするが、実際は溶液の濃度や再生器の内圧等による影響を受け、目標流量と異なる場合がある。

高温再生器と吸収器との間の溶液の循環流量のバランスが崩れて高温再生器における保有溶液量が適正な範囲を逸脱することに起因する空焚きや溶液溢れ等の招来を回避すべく、下記（ａ）乃至（ｃ）のいずれか１つの機能、又は２以上を組合せた機能を具備する制御装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
（ａ）液面検出センサが所定範囲の上限又は下限を検知した後、吸収器から高温再生器に送る溶液流量を漸減又は漸増し、該溶液液面が所定範囲内に戻った時点で、該溶液流量を再修正する機能
（ｂ）液面検出センサが所定範囲の上限又は下限を検知している間、吸収器から高温再生器に送る溶液流量を一定量減算又は加算する機能
（ｃ）液面検出センサが所定範囲の上限又は下限を検知した場合、直ちに吸収器から高温再生器に送る溶液流量を減少又は増加させる機能

特開２００１−１０８３２４号公報

近年、省エネルギーの観点から、溶液ポンプをインバータ制御するのが一般的になっている。溶液ポンプをインバータ制御する際、液面検出センサが所定範囲の上限又は下限を検知しないときは、再生器の内圧に応じた周波数で運転する場合が多い。このような状況下、液面検出センサが所定範囲の上限又は下限を検知した場合に直ちに吸収器から高温再生器に送る溶液流量を減少又は増加させるように、インバータの周波数を一定量減少又は増加させる制御を行うと、変更直前の運転周波数によって変化させる周波数が大きすぎたり小さすぎたりする場合が生じ、液面制御が安定しない場合がある。

本発明は上述の課題に鑑み、全負荷領域において安定な液面制御が可能になる吸収式熱源装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る吸収式熱源装置は、例えば図１及び図２に示すように、相変化を伴う冷媒と、冷媒が混合した溶液とのサイクルによって熱を移動させる吸収式熱源装置１であって；吸収式熱源装置１を構成する再生器３２Ａ、３２Ｂ、吸収器３１、蒸発器３４、凝縮器３３からなる群より選択された対象構成機器３２Ａであって、冷媒又は溶液を含む対象液体Ｓ（Ｓｗ、Ｓａ）を、対象構成機器３２Ａに導入してから導出するまでの間に一旦貯留する液体貯留部２２を有する対象構成機器３２Ａと；対象構成機器３２Ａに対して対象液体Ｓｗを導入又は導出させる液体ポンプ３８であって、電動機の回転速度を制御するインバータ３８ｖを有し、インバータ３８ｖによる電動機の回転速度の制御で吐出流量が調節可能な液体ポンプ３８と；対象構成機器３２Ａの内部の圧力を直接又は間接的に検出する内圧検出器２８、６５と；液体貯留部２２内の対象液体Ｓａの貯留液位Ｌｘが吸収式熱源装置１の運転中に維持すべき所定の範囲の標準液位から逸脱していることを検出する液位検出器２３と；液体ポンプ３８の吐出流量を調節する流量調節信号をインバータ３８ｖに送信する制御装置６５であって、貯留液位Ｌｘが標準液位にあるときは、内圧検出器２８、６５で検出された値に応じた標準周波数を運転周波数として送信し、貯留液位Ｌｘが標準液位を逸脱したときに、貯留液位Ｌｘが標準液位に戻る戻り方向に、逸脱したときの標準周波数の第１の所定の割合の値である検出補正周波数Ｈｄ（例えば図６参照）を、運転周波数に対して加減した値を新たな運転周波数として送信する制御装置６５とを備える。

このように構成すると、標準液位から逸脱したときの標準周波数の第１の所定の割合の値である検出補正周波数を、運転周波数に対して加減した値を新たな運転周波数とするので、標準液位から逸脱したときに補正する周波数が過大となることを防ぐことができ、負荷に応じて最適な値の周波数を補正することが可能となって、全負荷領域において安定な液面制御が可能になる。

また、本発明の第２の態様に係る吸収式熱源装置は、例えば図１及び図６を参照して示すと、上記本発明の第１の態様に係る吸収式熱源装置１において、制御装置６５が、標準液位を逸脱している時間が所定の時間（Ｔ２−Ｔ１、Ｔ３−Ｔ２、Ｔ４−Ｔ３、Ｔ７−Ｔ６）継続したときに、戻り方向に、逸脱したときの標準周波数の第２の所定の割合の値である継続補正周波数Ｈｃ（図６参照）を、運転周波数に対して加減した値を新たな運転周波数として送信するように構成されている。

このように構成すると、標準液位への復帰を促すことができる。

本発明によれば、標準液位から逸脱したときの標準周波数の第１の所定の割合の値である検出補正周波数を、運転周波数に対して加減した値を新たな運転周波数とするので、標準液位から逸脱したときに補正する周波数が過大となることを防ぐことができ、負荷に応じて最適な値の周波数を補正することが可能となって、全負荷領域において安定な液面制御が可能になる。

本発明の第１の実施の形態に係る吸収冷凍機の模式的系統図である。 本発明の第１の実施の形態に係る吸収冷凍機が有する高温再生器の模式的縦断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る吸収冷凍機の溶液ポンプの制御を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る吸収冷凍機の高温再生器の圧力と溶液ポンプのインバータの周波数との関係を示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態に係る吸収冷凍機の標準液位逸脱時の標準周波数と補正周波数との関係を示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態に係る吸収冷凍機の溶液ポンプの周波数の補正状況の推移を示すタイムチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る吸収冷凍機の模式的系統図である。 変形例に係る高温再生器の縦断面図である。（Ａ）は第１の変形例、（Ｂ）は第２の変形例の図である。 本発明の第３の実施の形態に係る吸収ヒートポンプの模式的系統図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

まず図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る吸収式熱源装置としての吸収冷凍機１を説明する。図１は、吸収冷凍機１の模式的系統図である。吸収冷凍機１は、二重効用吸収冷凍機であり、吸収冷凍サイクルを行う主要構成機器として、吸収器３１と、蒸発器３４と、高温再生器３２Ａと、低温再生器３２Ｂと、凝縮器３３とを備えていると共に、制御装置６５を備えている。吸収冷凍機１は、吸収液に対して冷媒が相変化をしながら循環することで熱移動を行わせ、被冷却媒体である冷水ｐの温度を低下させる機器である。吸収冷凍機１では、再生器が高温再生器３２Ａ及び低温再生器３２Ｂの２つに分割されている。以下の説明において、吸収液に関し、吸収冷凍サイクル上における区別を容易にするために、性状や吸収冷凍サイクル上の位置に応じて、「希溶液Ｓｗ」、「濃溶液Ｓａ」、「中間濃度溶液Ｓｂ」等と呼称するが、性状等を不問にするときは総称して「溶液Ｓ」ということとする。また、冷媒に関し、吸収冷凍サイクル上における区別を容易にするために、性状や吸収冷凍サイクル上の位置に応じて、「蒸発器冷媒蒸気Ｖｅ」、「高温冷媒蒸気Ｖａ」、「低温冷媒蒸気Ｖｂ」、「冷媒液Ｖｆ」等と呼称するが、性状等を不問にするときは総称して「冷媒Ｖ」ということとする。本実施の形態では、溶液Ｓ（吸収剤と冷媒との混合物）としてＬｉＢｒ水溶液が用いられており、冷媒Ｖとして水（Ｈ_２Ｏ）が用いられているが、これに限らず他の冷媒、溶液（吸収剤）の組み合わせで使用してもよい。

蒸発器３４は、被冷却媒体としての冷水ｐの熱で冷媒液Ｖｆを蒸発させて蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを発生させることにより冷水ｐを冷却する部位である。蒸発器３４には、冷却する対象である冷水ｐを流す冷水管３４ａが配設されている。冷水管３４ａは、エアハンドリングユニット等の冷水利用機器（不図示）と配管５２を介して接続されている。また、蒸発器３４には、冷媒液Ｖｆを冷水管３４ａに向けて散布するための冷媒液散布ノズル３４ｂが冷水管３４ａの上方に配設されている。蒸発器３４の下部には、導入した冷媒液Ｖｆを貯留する貯留部３４ｃが形成されている。

吸収器３１は、蒸発器３４で発生した蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを混合濃溶液Ｓｃで吸収する部位である。吸収器３１には、混合濃溶液Ｓｃで蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収した際に発生する吸収熱を奪う冷却水ｑを流す冷却水管３１ａが内部に配設されている。冷却水管３１ａは、凝縮器３３内の冷却水管３３ａと配管５３を介して、及び冷却塔（不図示）と配管５４を介して、それぞれ接続されている。また、吸収器３１には、混合濃溶液Ｓｃを冷却水管３１ａに向けて散布する濃溶液散布ノズル３１ｂが冷却水管３１ａの上方に配設されている。吸収器３１は、冷却水管３１ａの下方に、蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収して濃度が低下した希溶液Ｓｗを貯留する貯留部３１ｃが形成されている。

吸収器３１と蒸発器３４とは共に１つの缶胴内にシェルアンドチューブ型に形成され、両者の間には仕切壁３１ｄが設けられている。吸収器３１と蒸発器３４とは仕切壁３１ｄの上部で連通しており、蒸発器３４で発生した蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収器３１に移動させることができるように構成されている。缶胴外側の蒸発器３４側には、貯留部３４ｃに貯留されている冷媒液Ｖｆを上部の冷媒液散布ノズル３４ｂに導く循環冷媒管５１が配設されている。循環冷媒管５１には、貯留部３４ｃに貯留している冷媒液Ｖｆを冷媒液散布ノズル３４ｂに圧送する冷媒ポンプ３９が配設されている。

吸収器３１の底部には、貯留部３１ｃの希溶液Ｓｗを高温再生器３２Ａ及び低温再生器３２Ｂに導く希溶液管５５が接続されている。希溶液管５５には、希溶液Ｓｗを高温再生器３２Ａ及び低温再生器３２Ｂに圧送する液体ポンプとしての溶液ポンプ３８が配設されている。溶液ポンプ３８は、インバータ３８ｖにより、電動機の回転速度を調節することが可能なように構成されており、冷凍負荷に応じた流量の希溶液Ｓｗを圧送することができるように構成されている。すなわち、溶液ポンプ３８は、吐出流量が調節可能に構成されている。本実施の形態では、高温再生器３２Ａが対象構成機器に相当し、溶液Ｓが対象液体に相当する。

溶液ポンプ３８の下流側の希溶液管５５には、希溶液Ｓｗと混合濃溶液Ｓｃとの間で熱交換を行わせる低温溶液熱交換器３６が配設されている。低温溶液熱交換器３６には、また、混合濃溶液Ｓｃを流す混合濃溶液管５６が接続されている。低温溶液熱交換器３６は、典型的にはプレート型熱交換器が用いられるがシェルアンドチューブ型やその他の熱交換器であってもよい。

希溶液管５５は、低温溶液熱交換器３６の下流側で、高温再生器３２Ａに接続される希溶液管５５Ａと、低温再生器３２Ｂに接続される希溶液管５５Ｂとに分岐している。希溶液管５５Ａには、希溶液Ｓｗと濃溶液Ｓａとの間で熱交換を行わせる高温溶液熱交換器３５が配設されている。高温溶液熱交換器３５には、また、濃溶液Ｓａを流す濃溶液管５６Ａが接続されている。高温溶液熱交換器３５は、典型的にはプレート型熱交換器が用いられるがシェルアンドチューブ型やその他の熱交換器であってもよい。

ここで、図２を参照して、高温再生器３２Ａの構成を説明する。図２は、高温再生器３２Ａの模式的縦断面図である。本実施の形態では、高温再生器３２Ａは貫流式再生器であり、希溶液Ｓｗを導入する下部管寄せ１４と、下部管寄せ１４の希溶液Ｓｗを上方に向けて流す複数の液管１０と、液管１０内で希溶液Ｓｗが加熱されて生成された混合流体Ｆｍを収集する上部管寄せ１５と、液管１０内の希溶液Ｓｗを加熱する燃焼ガスを生成する加熱装置としてのバーナー１６と、これらの部材を収容する外容器１３と、濃溶液Ｓａと高温冷媒蒸気Ｖａとを分離して濃溶液Ｓａを一旦貯留する気液分離器２２と、気液分離器２２と連通する液面制御ケース２４とを備えている。なお、混合流体Ｆｍは、液管１０内で加熱された希溶液Ｓｗが濃縮して生成された濃溶液Ｓａと、希溶液Ｓｗから離脱した冷媒の蒸気である高温冷媒蒸気Ｖａとが混合したものである。

下部管寄せ１４は、希溶液Ｓｗを複数の液管１０に分配する部材である。下部管寄せ１４は、典型的には、水平断面が円環状に、鉛直断面が矩形状に形成されている。なお、水平断面は円形以外の多角形状にひとまわりしているものであってもよく、環状につながれずにＣ字状に形成されていてもよい。鉛直断面は矩形以外の円形あるいは楕円形であってもよい。また、下部管寄せ１４の中心部に形成された空洞部分には、耐火材１７が充填されている。下部管寄せ１４には、希溶液Ｓｗを導入する希溶液管５５Ａと、気液分離器２２から導出された濃溶液Ｓａを導入する戻り管２５とが接続されている。

下部管寄せ１４には、複数の液管１０がほぼ鉛直に配設されている。液管１０がほぼ鉛直とは、液管１０の軸線がほぼ鉛直の状態である。ほぼ鉛直は、液管１０内で加熱されて希溶液Ｓｗから蒸発して生じた高温冷媒蒸気Ｖａが濃溶液Ｓａと共に円滑に排出される程度であればよい。液管１０の長さは、高温再生器３２Ａの高さに制限があるときは、その高さに納まるように決定されると共に、内部を流れる希溶液Ｓｗに与える熱量によって希溶液Ｓｗ中から高温冷媒蒸気Ｖａを発生させて濃溶液Ｓａを生成することができるように、高温再生器３２Ａに供給される希溶液Ｓｗの流量、液管１０の本数及び径との関係を総合的に勘案して決定される。また、複数の液管１０は、下部管寄せ１４とほぼ同心円上にほぼ等間隔に配設されている。下部管寄せ１４と同心円上にほぼ等間隔に配設された複数の液管１０の内側には、燃料を燃焼して燃焼ガスＧｂを生成する燃焼室２０が形成されている。

複数の液管１０の頂部には、上部管寄せ１５が接続されている。上部管寄せ１５は、下部管寄せ１４と同様に、典型的には、水平断面が円環状に、鉛直断面が矩形状に形成されている。上部管寄せ１５には、濃溶液Ｓａと高温冷媒蒸気Ｖａとが混合した混合流体Ｆｍを気液分離器２２に導く混合流体管２１が接続されている。上部管寄せ１５の中心部に形成された空洞部分には、バーナー１６が配設されている。バーナー１６は、制御装置６５からの信号を受信して点火及び停止することができるように構成されている。

外容器１３は、燃焼室２０で生成された燃焼ガスＧｂを外部に漏らさないガスシール構造となっており、典型的には、円筒形状を有している。外容器１３は、下部管寄せ１４及び上部管寄せ１５とほぼ同心円となっており、下部管寄せ１４及び上部管寄せ１５を嵌め込むことができるような内径を有している。外容器１３には、燃焼ガスＧｂを排出する煙道１８が接続されている。

気液分離器２２は、典型的には、円筒状に形成されているが、四角柱形状や多角形形状、その他の形状であってもよい。気液分離器２２は、鉛直方向に長手方向がくるようにして上部管寄せ１５に近接した位置に配設されている。気液分離器２２は、混合流体管２１で上部管寄せ１５と接続されている。気液分離器２２内には、混合流体管２１を介して導入した混合流体Ｆｍを高温冷媒蒸気Ｖａと濃溶液Ｓａとに分離する気液分離板としてのバッフル板２２ａが設けられている。バッフル板２２ａは、気液分離器２２の上部を２分割するように気液分離器２２の天板に取り付けられている。バッフル板２２ａによって分割された空間の、混合流体管２１が接続されていない方の領域の気液分離器２２の上面には、分離した高温冷媒蒸気Ｖａを導出する高温冷媒蒸気導出口２２ｅが形成されており、高温冷媒蒸気導出口２２ｅには冷媒蒸気管５８が接続されている。冷媒蒸気管５８には、高温冷媒蒸気Ｖａの温度を検出する温度センサ２８が配設されている。典型的には、温度センサ２８は高温冷媒蒸気導出口２２ｅの近傍に配設されている。この位置に配設されていると、飽和蒸気の高温冷媒蒸気Ｖａ温度を検出することができ（すなわち高温冷媒蒸気Ｖａの飽和温度を検出することができ）、高温再生器３２Ａの圧力を推定することができる。温度センサ２８は、制御装置６５と信号ケーブルで接続されており、制御装置６５に検出した温度を信号として送信することができるように構成されている。高温冷媒蒸気導出口２２ｅは、気液分離器２２の上部側面に形成されていてもよいが、冷媒蒸気管５８に溶液Ｓが混入するのを防ぐようにする観点から、気液分離器２２の上面に形成されていることが好ましい。

また、気液分離器２２は、分離した濃溶液Ｓａを下部に貯留する液体貯留部として機能する。気液分離器２２の底面には一旦貯留した濃溶液Ｓａを導出する濃溶液導出口２２ｎが形成されており、濃溶液導出口２２ｎには濃溶液管５６Ａが接続されている。濃溶液導出口２２ｎは、典型的には気液分離器２２の底面に形成されているが、気液分離器２２の下部側面に形成されていてもよい。さらに気液分離器２２の底面の別の部分には、分離した濃溶液Ｓａのうちの余剰分を下部管寄せ１４に戻す戻り管２５が接続されている。本実施の形態では、戻り管２５により下部管寄せ１４と気液分離器２２とが連絡している。下部管寄せ１４と気液分離器２２とが連絡していると、気液分離器２２内に貯留した濃溶液Ｓａを下部管寄せ１４に還流でき、気液分離器２２内の液位の上昇を抑制して、気液分離器２２から導出される高温冷媒蒸気Ｖａに同伴する溶液量を少なくすることができる。

液面制御ケース２４は、典型的には、円筒状に形成されているが、四角柱形状や多角形形状、その他の形状であってもよい。液面制御ケース２４の内部には、低液位Ｌｓを検出する低液位電極棒２３ｓと、高液位Ｌｔを検出する高液位電極棒２３ｔとが鉛直方向に延びるようにして収納されている。以下、低液位電極棒２３ｓ及び高液位電極棒２３ｔを総称して「液位検出電極棒２３」ということもある。本実施の形態では、液位検出電極棒２３が液位検出器に相当する。液位検出電極棒２３は、それぞれ液面制御ケース２４の天板に取り付けられている。低液位電極棒２３ｓの下端は低液位Ｌｓに位置している。低液位電極棒２３ｓは、接液がないとき、すなわちＯＦＦになっているときに低液位Ｌｓ以下であることを検出するように構成されている。高液位電極棒２３ｔの下端は高液位Ｌｔに位置している。高液位電極棒２３ｔは、接液しているとき、すなわちＯＮになっているときに高液位Ｌｔ以上であることを検出するように構成されている。なお、液面制御ケース２４には、必要に応じて、濃溶液Ｓａを介して液位検出電極棒２３と電気回路を形成するコモン電極棒（不図示）も配設されるが、以降の説明では、コモン電極棒についての言及を特に行わない。液位検出電極棒２３は、制御装置６５と信号ケーブルで接続されており、気液分離器２２の高液位信号及び低液位信号を制御装置６５に送信することができるように構成されている。

ここで、高液位Ｌｔは、本実施の形態では下部管寄せ１４に供給される希溶液Ｓｗの流量を減少させる信号を溶液ポンプ３８に送信する液位である。低液位Ｌｓは、本実施の形態では下部管寄せ１４に供給される希溶液Ｓｗの流量を増加させる信号を溶液ポンプ３８に送信する液位である。

液面制御ケース２４の上部は、気液分離器２２の上部側面と上部連通管２９Ａで接続されている。また、液面制御ケース２４は、下方の部分と戻り管２５とが下部連通管２９Ｂで接続されている。このように、液面制御ケース２４が、上部連通管２９Ａと下部連通管２９Ｂとで気液分離器２２あるいは戻り管２５と接続されていることにより、気液分離器２２内の濃溶液Ｓａの液位（貯留液位Ｌｘ）及び液管１０内の溶液の液位が液面制御ケース２４内に正しく現れることになる。

再び図１に戻って吸収冷凍機１の構成の説明を続ける。上述のように、高温再生器３２Ａは、吸収器３１で蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収して濃度が低下した希溶液Ｓｗを導入し、希溶液Ｓｗを加熱し冷媒を蒸発させて濃度が上昇した濃溶液Ｓａを生成する部位である。もう一方の再生器である低温再生器３２Ｂは、吸収器３１から希溶液Ｓｗを導入し、高温再生器３２Ａで発生した高温冷媒蒸気Ｖａで希溶液Ｓｗを加熱し冷媒を蒸発させて濃度が上昇した中間濃度溶液Ｓｂを生成する部位である。

低温再生器３２Ｂには、希溶液Ｓｗを加熱するための加熱源となる高温冷媒蒸気Ｖａを流す加熱蒸気管３２Ｂａが配設されている。加熱蒸気管３２Ｂａは、一端が冷媒蒸気管５８に接続されている。他端は、凝縮冷媒管５９に接続されている。凝縮冷媒管５９は、加熱蒸気管３２Ｂａ内で高温冷媒蒸気Ｖａが凝縮した冷媒液Ｖｄを凝縮器３３へと導く配管である。低温再生器３２Ｂには、導入した希溶液Ｓｗを加熱蒸気管３２Ｂａに向けて散布する希溶液散布ノズル３２Ｂｂが配設されている。希溶液散布ノズル３２Ｂｂは、希溶液管５５Ｂに接続されている。

凝縮器３３は、低温再生器３２Ｂで希溶液Ｓｗから蒸発した低温冷媒蒸気Ｖｂを冷却して凝縮させ、蒸発器３４に送る冷媒液Ｖｆを生成する部位である。凝縮器３３には、低温再生器３２Ｂで発生した低温冷媒蒸気Ｖｂを冷却するための冷却水ｑを流す冷却水管３３ａが配設されている。冷却水管３３ａは、一端が吸収器３１内の冷却水管３１ａと配管５３を介して、他端が冷却塔（不図示）と配管５４を介して、それぞれ接続されている。

凝縮器３３と低温再生器３２Ｂとは共に１つの缶胴内にシェルアンドチューブ型に形成され、両者の間には仕切壁３３ｄが設けられている。凝縮器３３と低温再生器３２Ｂとは仕切壁３３ｄの上部で連通しており、低温再生器３２Ｂで発生した低温冷媒蒸気Ｖｂを凝縮器３３に移動させることができるように構成されている。

低温再生器３２Ｂの底部には、濃度が上昇した中間濃度溶液Ｓｂを通す中間濃度溶液管５６Ｂが接続されている。中間濃度溶液管５６Ｂには濃溶液管５６Ａが接続されて混合濃溶液管５６となっている。混合濃溶液管５６は、低温溶液熱交換器３６を経由して、濃溶液散布ノズル３１ｂに接続されている。凝縮器３３の底部には、冷媒液Ｖｆを蒸発器３４に向けて導出する冷媒液管６０が接続されている。冷媒液Ｖｆは、低温冷媒蒸気Ｖｂが凝縮した冷媒液Ｖｃと、加熱蒸気管３２Ｂａ内で高温冷媒蒸気Ｖａが凝縮し、凝縮器３３で冷却された冷媒液Ｖｄとが混合した冷媒液である。

制御装置６５は、吸収冷凍機１を制御する。制御装置６５は、インバータ３８ｖに流量調節信号を送信することにより、溶液ポンプ３８の吐出流量を調節することができるように構成されている。制御装置６５は、高液位電極棒２３ｔ（図２参照）から高液位信号を受信することにより気液分離器２２（図２参照）内の濃溶液Ｓａの液位が高液位Ｌｔに至ったことを検出したときに、溶液ポンプ３８に信号を送信して回転速度（ｒｐｍ）を減少させる。これにより、下部管寄せ１４（図２参照）に導入される希溶液Ｓｗが減少する。また、制御装置６５は、低液位電極棒２３ｓ（図２参照）から低液位信号を受信することにより気液分離器２２（図２参照）内の濃溶液Ｓａの液位が低液位Ｌｓに至ったことを検出したときに、溶液ポンプ３８に信号を送信して回転速度（ｒｐｍ）を増加させる。これにより、下部管寄せ１４（図２参照）に導入される希溶液Ｓｗが増加する。また、制御装置６５は、温度センサ２８から温度信号を受信して高温冷媒蒸気Ｖａの温度を検出する。制御装置６５には、飽和蒸気の温度と圧力との関係がテーブルとして記憶されており、温度センサ２８から受信した温度信号を参照して高温再生器３２Ａの圧力を把握することができるように構成されている。このように、本実施の形態では、温度センサ２８と制御装置６５とで内圧検出器を構成している。また、制御装置６５は、吸収冷凍機１の運転負荷に応じて溶液ポンプ３８の回転速度（ｒｐｍ）を調節する他、吸収冷凍機１の運転を制御する。溶液ポンプ３８の制御については、後述する作用の説明の中で詳述する。

引き続き図１及び図２を参照して吸収冷凍機１の作用を説明する。まず吸収冷凍機１の冷媒側のサイクルを説明する。凝縮器３３では、低温再生器３２Ｂで蒸発した低温冷媒蒸気Ｖｂを受け入れて、冷却水管３３ａを流れる冷却水ｑで冷却して凝縮し、冷媒液Ｖｃとする。凝縮した冷媒液Ｖｃは、冷媒液Ｖｄと混合され冷媒液Ｖｆとなって蒸発器３４へと送られ、貯留部３４ｃに冷媒液Ｖｆとして貯留される。貯留部３４ｃに貯留された冷媒液Ｖｆは、冷媒ポンプ３９により冷媒液散布ノズル３４ｂに送液される。蒸発器３４の冷媒液Ｖｆが冷媒液散布ノズル３４ｂから冷水管３４ａに散布されると、冷媒液Ｖｆは冷水管３４ａ内の冷水ｐから熱を受けて蒸発する一方、冷水ｐは冷やされる。冷やされた冷水ｐは冷熱を利用する場所（不図示）に送られて使われる。他方、蒸発器３４で蒸発した冷媒液Ｖｆは蒸発器冷媒蒸気Ｖｅとなって、連通している吸収器３１へと移動する。

次に吸収冷凍機１の溶液側のサイクルを説明する。吸収器３１では、高濃度の混合濃溶液Ｓｃが濃溶液散布ノズル３１ｂから散布され、蒸発器３４で発生した蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを混合濃溶液Ｓｃが吸収して希溶液Ｓｗとなる。希溶液Ｓｗは、貯留部３１ｃに貯留される。混合濃溶液Ｓｃが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する際に発生する吸収熱は、冷却水管３１ａを流れる冷却水ｑによって除去される。貯留部３１ｃの希溶液Ｓｗは、溶液ポンプ３８で高温再生器３２Ａ及び低温再生器３２Ｂへ、それぞれ圧送される。なお、貯留部３１ｃに溜まった溶液を溶液循環ポンプ（不図示）により循環させて冷却水管３１ａに散布する構成としてもよい。このようにすると、冷却水管３１ａを溶液Ｓで十分に濡らすことができ、冷却水管３１ａに接触する溶液Ｓの偏りを防止することができる。溶液ポンプ３８で圧送されて希溶液管５５を流れる希溶液Ｓｗは、低温溶液熱交換器３６で混合濃溶液Ｓｃと熱交換して温度が上昇し、その後、分流した一部が希溶液管５５Ａを流れて高温溶液熱交換器３５で高温再生器３２Ａから導出された濃溶液Ｓａと熱交換して温度が上昇した後に高温再生器３２Ａへと導入され、分流した残りの希溶液Ｓｗは、希溶液管５５Ｂを流れて低温再生器３２Ｂへと導かれる。

ここで特に図２を参照して、高温再生器３２Ａにおける作用を説明する。希溶液管５５Ａを流れて高温再生器３２Ａへと導入された希溶液Ｓｗは、下部管寄せ１４に流入する。下部管寄せ１４に流入した希溶液Ｓｗは、各液管１０の下部に達し、溶液ポンプ３８の圧力により複数の液管１０内を上昇して上部管寄せ１５へと向かう。希溶液Ｓｗは、各液管１０を上昇する過程でバーナー１６の火炎及び燃焼ガスＧｂにより加熱され、冷媒が蒸発して高温冷媒蒸気Ｖａが発生し、溶液自体の濃度は上昇して濃溶液Ｓａとなる。希溶液Ｓｗから濃度が上昇した濃溶液Ｓａと高温冷媒蒸気Ｖａとは、混合流体Ｆｍとして各液管１０から上部管寄せ１５に流入して収集され、混合流体管２１を介して気液分離器２２に流入される。

気液分離器２２に流入した混合流体Ｆｍは、バッフル板２２ａに衝突後にバッフル板２２ａの面に案内されて下方に流れる際に高温冷媒蒸気Ｖａと濃溶液Ｓａとに分離され、高温冷媒蒸気Ｖａはバッフル板２２ａの下端を反転して上方に移動し、濃溶液Ｓａは気液分離器２２の下部に溜まる。気液分離器２２の上方に移動した高温冷媒蒸気Ｖａは、高温冷媒蒸気導出口２２ｅから導出され、冷媒蒸気管５８を低温再生器３２Ｂ（図１参照）に向かって流れる。他方、気液分離器２２の下部に溜まった濃溶液Ｓａは、濃溶液導出口２２ｎから導出され、濃溶液管５６Ａを吸収器３１（図１参照）に向かって流れる。また、気液分離器２２の下部に溜まった濃溶液Ｓａの余剰分が、戻り管２５を流れて下部管寄せ１４に還流する。

このとき、気液分離器２２と連通する液面制御ケース２４にも濃溶液Ｓａが流入する。液面制御ケース２４の上部が気液分離器２２の気相部と上部連通管２９Ａで接続されているため、液面制御ケース２４の気相部と気液分離器２２の気相部とがほぼ等しい圧力となり、液面制御ケース２４内には気液分離器２２内の濃溶液Ｓａの液位が現れる。また、液面制御ケース２４は下部連通管２９Ｂで戻り管２５と接続されているため、戻り管２５を流通する濃溶液Ｓａの一部は下部連通管２９Ｂを介して液面制御ケース２４に流入する。これによって、液面制御ケース２４内の濃溶液Ｓａの液位は、気液分離器２２内の濃溶液Ｓａの液位が正しく反映されることとなる。そして、気液分離器２２内の濃溶液Ｓａの液位が正しく反映される液面制御ケース２４内に液位検出電極棒２３が設けられているので、気液分離器２２内の濃溶液Ｓａの液位を正確に検出することができる。

ここで再び図１を主に参照して、溶液側のサイクルの説明を再開する。高温再生器３２Ａから導出されて濃溶液管５６Ａを流れる濃溶液Ｓａは、高温溶液熱交換器３５に導かれて高温再生器３２Ａに向かう希溶液Ｓｗと熱交換を行い温度が低下する。他方、高温再生器３２Ａから導出されて冷媒蒸気管５８を流れる高温冷媒蒸気Ｖａは、低温再生器３２Ｂの加熱蒸気管３２Ｂａに流入する。

他方、希溶液管５５Ｂを流れて低温再生器３２Ｂに導かれた希溶液Ｓｗは、希溶液散布ノズル３２Ｂｂから散布される。希溶液散布ノズル３２Ｂｂから散布された希溶液Ｓｗは、加熱蒸気管３２Ｂａを流れる高温冷媒蒸気Ｖａによって加熱され、低温再生器３２Ｂ内の希溶液Ｓｗ中の冷媒が蒸発して中間濃度溶液Ｓｂとなる。他方、希溶液Ｓｗから蒸発した冷媒は低温冷媒蒸気Ｖｂとして凝縮器３３へと送られる。高温冷媒蒸気Ｖａからの受熱により温度が上昇した中間濃度溶液Ｓｂは、中間濃度溶液管５６Ｂへ導出される。なお、加熱蒸気管３２Ｂａを流れる高温冷媒蒸気Ｖａは、希溶液Ｓｗに熱を奪われ凝縮して冷媒液Ｖｄとなり、凝縮冷媒管５９を流れて凝縮器３３に導入される。

低温再生器３２Ｂから導出されて中間濃度溶液管５６Ｂを流れる中間濃度溶液Ｓｂは、高温溶液熱交換器３５から導出されて濃溶液管５６Ａを流れてきた濃溶液Ｓａと合流して混合濃溶液Ｓｃとなって混合濃溶液管５６を流れる。その後混合濃溶液Ｓｃは、低温溶液熱交換器３６に流入して吸収器３１から導出された希溶液Ｓｗと熱交換を行い温度が低下する。温度が低下した混合濃溶液Ｓｃは、吸収器３１に導かれ、濃溶液散布ノズル３１ｂから冷却水管３１ａに向けて散布される。以降、同様のサイクルを繰り返す。

上述のような運転を行う吸収冷凍機１は、その運転中、高温再生器３２Ａにおける空焚きや溶液溢れ等の招来を回避するように、制御装置６５がインバータ３８ｖを介して溶液ポンプ３８の吐出量を調節することにより、適正な溶液の液位が維持される。本実施の形態の高温再生器３２Ａにおける適正な液位は、気液分離器２２内の濃溶液Ｓａの貯留液位Ｌｘが低液位Ｌｓと高液位Ｌｔとの間に位置する液位であり、この液位が標準液位に相当する。しかし、吸収冷凍機１内の溶液Ｓの循環流量は、冷水ｐの供給先である冷凍負荷の変動に起因して溶液Ｓの濃度や他の要因の影響を受け、貯留液位Ｌｘが適正な液位を逸脱する場合も生じ得る。高温再生器３２Ａが適正な（吸収冷凍機１の運転中に維持すべき）貯留液位Ｌｘを維持するために、また、貯留液位Ｌｘが標準液位から逸脱してしまった場合は速やかに標準液位に戻して標準液位を維持することができるように、吸収冷凍機１では以下のような制御を行う。

図３は、溶液ポンプ３８の制御を説明するフローチャートである。以下の説明において、吸収冷凍機１の構成に言及しているときは適宜図１及び図２を参照することとする。吸収冷凍機１は、停止中は、溶液Ｓの結晶を回避するため、溶液Ｓが希釈された状態となっている。吸収冷凍機１が起動すると（開始）、当初は溶液Ｓが希釈された状態であるために所望の冷凍能力が発揮されないが、濃溶液散布ノズル３１ｂに導入される溶液Ｓの濃度が高くなり、高温再生器３２Ａ及び低温再生器３２Ｂに導入される溶液Ｓの濃度が低くなるように、溶液Ｓに濃度差がついてくると冷凍能力が発揮されるようになり、やがて所望の冷凍能力を発揮し得る定常運転に至る。吸収冷凍機１では、冷凍負荷の変動に伴う高温再生器３２Ａの内圧の変動が１つの要因となって、溶液Ｓの循環流量が変動する。本実施の形態では、温度センサ２８で高温冷媒蒸気Ｖａ（飽和蒸気と見ることができる）の温度を検出して高温再生器３２Ａの圧力を推定し、高温再生器３２Ａの圧力に応じたインバータ３８ｖの周波数で溶液ポンプ３８を運転することとしている。制御装置６５は、吸収冷凍機１の運転中、常に、あるいは所定の間隔で、温度センサ２８から高温冷媒蒸気Ｖａの温度の信号を受信して、高温再生器３２Ａの圧力を算出している。

図４は、高温再生器３２Ａの圧力と溶液ポンプ３８のインバータ３８ｖの周波数との関係を示すグラフである。吸収冷凍機１は、高温冷媒蒸気Ｖａの温度の上昇、すなわち高温再生器３２Ａの内部圧力が上昇するのに伴って溶液Ｓの循環流量が増加するため、制御装置６５は、図４の曲線ＣＶに示すように、高温再生器３２Ａの圧力が上昇するのに応じて溶液ポンプ３８の運転周波数を上昇させて溶液ポンプ３８の回転速度（ｒｐｍ）を増加させることにより、必要とされる循環流量に見合う希溶液Ｓｗを吸収器３１から高温再生器３２Ａに送るように制御する。図４に示す、高温再生器３２Ａの圧力と溶液ポンプ３８のインバータ３８ｖの周波数との関係は、制御装置６５に記憶されている。この、制御装置６５に記憶されている、高温再生器３２Ａの圧力に対応する溶液ポンプ３８のインバータ３８ｖの周波数を、「標準周波数」ということとする。

再び主に図３を参照して、溶液ポンプ３８の制御の説明を続ける。吸収冷凍機１の運転中、制御装置６５は、貯留液位Ｌｘが標準液位にあるか否かを判断する（Ｓ１）。貯留液位Ｌｘが標準液位にある場合、制御装置６５は、標準周波数（図４に示す高温再生器３２Ａの圧力応じた周波数）を運転周波数として（Ｓ２）、溶液ポンプ３８の運転を行う。溶液ポンプ３８の運転周波数を標準周波数に調節したら、再び貯留液位Ｌｘが標準液位にあるか否かを判断する工程（Ｓ１）に戻る。

他方、貯留液位Ｌｘが標準液位にあるか否かを判断する工程（Ｓ１）において、標準液位にない場合、すなわち、低液位電極棒２３ｓが低液位Ｌｓを検出したとき、又は高液位電極棒２３ｔが高液位Ｌｔを検出したときに、制御装置６５は、貯留液位Ｌｘが標準液位に戻る方向（戻り方向）に溶液ポンプ３８の吐出流量を変えるように、その時の運転周波数に対して検出補正周波数を加算又は減算した値を、新たに溶液ポンプ３８の運転周波数とする（Ｓ３）。ここで、「戻り方向」とは、標準液位から逸脱した貯留液位Ｌｘを標準液位に戻す方向であって、貯留液位Ｌｘが低液位Ｌｓ以下になった場合は導入する希溶液Ｓｗを増やす方向であり、貯留液位Ｌｘが高液位Ｌｔ以上になった場合は導入する希溶液Ｓｗを減らす方向である。したがって、制御装置６５は、貯留液位Ｌｘが低液位Ｌｓ以下になった場合はその時の運転周波数に検出補正周波数を加算した値を新たな運転周波数とし、貯留液位Ｌｘが高液位Ｌｔ以上になった場合はその時の運転周波数に検出補正周波数を減算した値を新たな運転周波数として、当該新たな運転周波数をインバータ３８ｖに送信する。また、「検出補正周波数」とは、標準液位を逸脱したとき（低液位Ｌｓ又は高液位Ｌｔを検出したとき）の標準周波数に対して所定の割合（第１の所定の割合に相当）の値である。

図５は、逸脱時の標準周波数と補正周波数との関係を示すグラフである。図５は、横軸に逸脱時標準周波数を、縦軸に補正周波数（検出補正周波数又は後述する継続補正周波数）をとっている。図５（Ａ）中の線ＨｄＡ、あるいは図５（Ｂ）中の線ＨｄＢが、逸脱時標準周波数に対する検出補正周波数の値を示している。図５に示すように、検出補正周波数は、逸脱時標準周波数が小さいときは小さく、大きいときは大きくなっている。このようにすることで、貯留液位Ｌｘが標準液位から逸脱したときに補正するインバータ３８ｖの周波数（ひいては溶液ポンプ３８の吐出流量）が過不足することを抑制することができる。仮に、従来のように、補正する周波数を一定（例えば５Ｈｚ）とした場合、その時の運転周波数が比較的大きいとき（例えば５０Ｈｚ）は変化量が小さくなり（例えば１０％）、その時の運転周波数が比較的小さいとき（例えば１０Ｈｚ）は変化量が大きくなるため（例えば５０％）、液面制御が安定しないことがある。これに対して本実施の形態に係る吸収冷凍機１では、逸脱時標準周波数の所定の割合の値である検出補正周波数を、その時の運転周波数（すなわち逸脱時標準周波数）に対して加算又は減算するので、補正する周波数が過不足することを抑制して、全負荷領域において安定な液面制御を行うことができる。なお、図５（Ａ）では検出補正周波数ＨｄＡが一定の傾きで直線状に変化し、図５（Ｂ）では、検出補正周波数ＨｄＢが階段状に変化する例を示したが、逸脱時標準周波数が小さいときは検出補正周波数が小さく、逸脱時標準周波数が大きいときは検出補正周波数が大きくなる関係であれば、検出補正周波数は、逸脱時標準周波数に対して二次曲線状等に変化することとしてもよい。

再び主に図３を参照して、溶液ポンプ３８の制御の説明を続ける。制御装置６５は、逸脱時標準周波数に対して検出補正周波数を加算又は減算した値を新たな運転周波数としたら（Ｓ３）、貯留液位Ｌｘが標準液位にあるか否かを判断する（Ｓ４）。この工程（Ｓ４）は、内容的には工程（Ｓ１）と同じであるが、標準液位を一端逸脱した貯留液位Ｌｘが標準液位に戻ったか否かを判断するという点において工程（Ｓ１）とは異なるため、別の工程としている。貯留液位Ｌｘが標準液位にあるか否かを判断する工程（Ｓ４）において、標準液位にない場合、制御装置６５は、周波数の補正を行ってから所定の時間が経過したか否かを判断する（Ｓ５）。ここでの「所定の時間」は、典型的には、行った周波数の補正が貯留液位Ｌｘに表れるのに要すると想定される時間である。周波数の補正を行ってから所定の時間が経過したか否かを判断する工程（Ｓ５）において、所定の時間が経過していない場合は、貯留液位Ｌｘが標準液位にあるか否かを判断する工程（Ｓ４）に戻る。

他方、周波数の補正を行ってから所定の時間が経過したか否かを判断する工程（Ｓ５）において、所定の時間が経過した場合、制御装置６５は、上述した戻り方向に溶液ポンプ３８の吐出流量を変えるように、その時の運転周波数に対して継続補正周波数を加算又は減算した値を、新たに溶液ポンプ３８の運転周波数とする（Ｓ６）。ここで、「継続補正周波数」とは、標準液位を逸脱したとき（低液位Ｌｓ又は高液位Ｌｔを検出したとき）の標準周波数に対して所定の割合（第２の所定の割合に相当）の値である。継続補正周波数は、貯留液位Ｌｘが標準液位から逸脱して周波数を戻り方向に補正しても貯留液位Ｌｘが標準液位に戻らない場合に追加して補正する周波数であり、典型的には、図５（Ａ）で線ＨｃＡ、図５（Ｂ）で線ＨｃＢとして示すように、検出補正周波数よりも小さな値であるが、検出補正周波数と同じ値でもよく、検出補正周波数よりも大きな値であってもよい。

制御装置６５は、その時の運転周波数に対して継続補正周波数を戻り方向に加算又は減算した値を新たに溶液ポンプ３８の運転周波数としたら（Ｓ６）、貯留液位Ｌｘが標準液位にあるか否かを判断する工程（Ｓ４）に戻る。そして、貯留液位Ｌｘが標準液位にあるか否かを判断する工程（Ｓ４）において、標準液位にある場合、制御装置６５は、上述した戻り方向とは逆の復帰方向に溶液ポンプ３８の吐出流量を変えるように、その時の運転周波数に対して検出補正周波数を加算又は減算した値を、新たに溶液ポンプ３８の運転周波数とする（Ｓ７）。念のため、「復帰方向」について言及すると、貯留液位Ｌｘが低液位Ｌｓ以下から標準液位に戻った場合は導入する希溶液Ｓｗを減らす方向であり、貯留液位Ｌｘが高液位Ｌｔ以下から標準液位に戻った場合は導入する希溶液Ｓｗを増やす方向である。したがって、制御装置６５は、貯留液位Ｌｘが低液位Ｌｓ以下から標準液位に戻った場合はその時の運転周波数に検出補正周波数を減算した値を新たな運転周波数とし、貯留液位Ｌｘが高液位Ｌｔ以下から標準液位に戻った場合はその時の運転周波数に検出補正周波数を加算した値を新たな運転周波数として、当該新たな運転周波数をインバータ３８ｖに送信する。このようにすることで、標準液位に戻った貯留液位Ｌｘが逆側（例えば貯留液位Ｌｘが低液位Ｌｓ以下から標準液位に戻った場合は高液位Ｌｔ側）にオーバーシュートすることを抑制することができる。制御装置６５は、その時の運転周波数に対して検出補正周波数を復帰方向に加算又は減算した値を新たに溶液ポンプ３８の運転周波数としたら（Ｓ７）、貯留液位Ｌｘが標準液位にあるか否かを判断する工程（Ｓ１）に戻り、以降、上述のフローを繰り返す。

図６を参照して、上述した溶液ポンプ３８の制御の説明を補足する。図６は、溶液ポンプ３８の周波数の補正状況の推移を示すタイムチャートである。図６に示すタイムチャート中、横軸は経過時間を示し、縦軸は、上部に液位検出の有無、下部に運転周波数の補正状況を示している。縦軸の上部の液位検出の有無では、その上部に高液位電極棒２３ｔの接液の有無を、下部に低液位電極棒２３ｓの接液の有無を示している。液位検出の有無を示す領域の横に描かれている段違いの折れ線のうち、上段は電極棒２３ｔ、２３ｓが接液を検出している状態（ＯＮ）を示し、下段は電極棒２３ｔ、２３ｓが接液を検出していない状態（ＯＦＦ）を示している。また、縦軸の下部の運転周波数の補正状況は、検出補正周波数あるいは継続補正周波数の加減による補正状況を示しており、説明の便宜上、標準液位にある際の高温再生器３２Ａの圧力変動に伴う標準周波数の変動は反映していない。

図６のタイムチャートに示す例では、初めのうちは標準液位にあった貯留液位Ｌｘが、時刻Ｔ１で高液位電極棒２３ｔがＯＮ、すなわち高液位Ｌｔを検出したので、検出補正周波数Ｈｄを運転周波数から減算している。ここで、検出補正周波数Ｈｄを減算しているのは、減算が、高液位Ｌｔを検出したときの戻り方向に相当するからである。そして、高液位Ｌｔを検出したまま時刻Ｔ１から所定の時間が経過した時刻Ｔ２で継続補正周波数Ｈｃをそのときの運転周波数から減算している。その後、高液位Ｌｔを検出したまま時刻Ｔ２から所定の時間が経過した時刻Ｔ３で継続補正周波数Ｈｃをそのときの運転周波数から減算し、さらに、高液位Ｌｔを検出したまま時刻Ｔ３から所定の時間が経過した時刻Ｔ４で継続補正周波数Ｈｃをそのときの運転周波数から減算している。そして、時刻Ｔ５で高液位電極棒２３ｔがＯＦＦ、すなわち高液位Ｌｔから標準液位に戻ったので、このときに検出補正周波数Ｈｄを運転周波数に加算している。ここで、検出補正周波数Ｈｄを加算しているのは、加算が、高液位Ｌｔから標準液位に戻ったときの復帰方向に相当するからである。

その後、時刻Ｔ６で低液位電極棒２３ｓがＯＦＦ、すなわち低液位Ｌｓを検出したので、検出補正周波数Ｈｄを運転周波数に加算している。ここで、検出補正周波数Ｈｄを加算しているのは、加算が、低液位Ｌｓを検出したときの戻り方向に相当するからである。そして、低液位Ｌｓを検出したまま時刻Ｔ６から所定の時間が経過した時刻Ｔ７で継続補正周波数Ｈｃをそのときの運転周波数から加算している。その後、時刻Ｔ８で低液位電極棒２３ｓがＯＮ、すなわち低液位Ｌｓから標準液位に戻ったので、このときに検出補正周波数Ｈｄを運転周波数から減算している。ここで、検出補正周波数Ｈｄを減算しているのは、減算が、低液位Ｌｓから標準液位に戻ったときの復帰方向に相当するからである。

以上で説明したように、本実施の形態に係る吸収冷凍機１によれば、貯留液位Ｌｘが標準液位から逸脱したときの運転周波数に対して戻り方向に加減する検出補正周波数が、逸脱したときの標準周波数の第１の所定の割合の値であるので、貯留液位Ｌｘが標準液位から逸脱したときに補正する周波数が過大となることを防ぐことができ、冷凍負荷に応じて最適な値の周波数を補正することが可能になって、全負荷領域において安定な液面制御が可能になる。また、貯留液位Ｌｘが標準液位を逸脱している時間が所定の時間継続したときに、逸脱したときの標準周波数の第２の所定の割合の値である継続補正周波数を、運転周波数に対して戻り方向に加減するので、貯留液位Ｌｘが標準液位へ復帰することを促すことができる。また、貯留液位Ｌｘが標準液位から逸脱した状態から標準液位に戻ったときに、検出補正周波数を運転周波数に対して復帰方向に加減するので、標準液位に戻った貯留液位Ｌｘが逆側にオーバーシュートすることを抑制することができる。

以上の説明では、内圧検出器が、飽和蒸気である高温冷媒蒸気Ｖａの温度を検出する温度センサ２８及び検出した高温冷媒蒸気Ｖａの温度から高温再生器３２Ａの圧力を推定する制御装置６５から構成されることで高温再生器３２Ａの内圧を間接的に検出することとしたが、高温再生器３２Ａの圧力を直接検出する圧力センサで構成されていてもよく、あるいは、これら以外の、溶液Ｓの温度及び濃度から圧力を演算する構成等としてもよい。

次に図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る吸収式熱源装置としての吸収冷凍機２を説明する。図７は、吸収冷凍機２の模式的系統図である。吸収冷凍機２の、吸収冷凍機１（図１参照）と異なる点は、低温再生器３２Ｂに貯留されている中間濃度溶液Ｓｂを吸収器３１に向けて圧送する液体ポンプとしての濃溶液ポンプ３８Ｂが中間濃度溶液管５６Ｂに配設され、低温再生器３２Ｂ内の中間濃度溶液Ｓｂの液面制御が行われる点である。これに付随して、低温再生器３２Ｂには、内部の圧力を検出する低温圧力センサ２８Ｂと、低温再生器３２Ｂ内の液体貯留部としての貯留部３２Ｂｃに貯留される中間濃度溶液Ｓｂの高液位及び低液位をそれぞれ検出可能な液位検出器としての低温液位検出電極棒２３Ｂとが設けられている。また、濃溶液ポンプ３８Ｂには、インバータ３８Ｂｖが設けられている。制御装置６５Ａは、高温再生器３２Ａの圧力及び貯留液位Ｌｘに基づく溶液ポンプ３８の運転周波数の調節に加え、低温再生器３２Ｂの圧力及び中間濃度溶液Ｓｂの貯留液位に基づく濃溶液ポンプ３８Ｂの運転周波数の調節を行うように構成されている。吸収冷凍機２の上記以外の構成は、吸収冷凍機１（図１参照）と同じである。

吸収冷凍機２は、濃溶液ポンプ３８Ｂとの関係において、低温再生器３２Ｂが対象構成機器となり、中間濃度溶液Ｓｂが対象液体となる。また、濃溶液ポンプ３８Ｂの吐出流量を調節すると、低温再生器３２Ｂから導出される中間濃度溶液Ｓｂの流量が変化することになる。このため、低温再生器３２Ｂと濃溶液ポンプ３８Ｂとの関係における「戻り方向」とは、低温再生器３２Ｂの貯留液位が低液位以下になった場合は導出する中間濃度溶液Ｓｂを減らす方向であり、貯留液位が高液位以上になった場合は導出する中間濃度溶液Ｓｂを増やす方向である。したがって、制御装置６５Ａは、低温再生器３２Ｂの貯留液位が低液位以下になった場合はその時の濃溶液ポンプ３８Ｂの運転周波数に検出補正周波数を減算した値を新たな運転周波数とし、低温再生器３２Ｂの貯留液位が高液位以上になった場合はその時の濃溶液ポンプ３８Ｂの運転周波数に検出補正周波数を加算した値を新たな運転周波数として、当該新たな運転周波数をインバータ３８Ｂｖに送信する。濃溶液ポンプ３８Ｂの運転周波数を補正する際に加減する検出補正周波数及び継続補正周波数も、溶液ポンプ３８と同様に、標準液位を逸脱したときの標準周波数に対して所定の割合の値である。なお、濃溶液ポンプ３８Ｂの基準周波数、検出補正周波数及び継続補正周波数は、典型的には溶液ポンプ３８とは独立して設定される。

なお、図７においては、濃溶液ポンプ３８Ｂは中間濃度溶液管５６Ｂ中に設けられているが、濃溶液Ｓａ及び中間濃度溶液Ｓｂの混合後の混合濃溶液管５６中に設けることも可能である。この場合の制御方法も、上述した濃溶液ポンプ３８Ｂに対する制御方法と同じである。

以上の説明では、高温再生器３２Ａが貫流ボイラ式の高温再生器であるとしたが、貫流ボイラ式以外の、煙管型の高温再生器や、液管型の高温再生器、熱源として蒸気や温水や排ガス等を使用した高温再生器であってもよい。
図８は、変形例に係る煙管型の高温再生器の縦断面図であり、（Ａ）は第１の変形例に係る高温再生器３２Ｐ、（Ｂ）は第２の変形例に係る高温再生器３２Ｑの図である。高温再生器３２Ｐ、３２Ｑは、内部に形成された燃焼室１２０においてバーナー（不図示）で火炎を形成して燃焼ガスを生成する炉筒１１１と、燃焼ガスを流して周囲の溶液を加熱する煙管１１２と、炉筒１１１及び煙管１２を内部に収容する缶胴１１３とを備えている。缶胴１１３の下部（典型的には底部）には希溶液Ｓｗを缶胴１１３内に導入する希溶液管５５Ａが接続されており、缶胴１１３の上部（典型的には頂部）には高温冷媒蒸気Ｖａを導出する冷媒蒸気管５８が接続されている。

そして図８（Ａ）に示す高温再生器３２Ｐでは、維持すべき缶胴１１３内液位の近傍の缶胴１１３側部に濃溶液Ｓａ取出用の角穴１１３ｈが形成され、角穴１１３ｈから流出する濃溶液Ｓａを受け入れる液体貯留部としての溶液貯留容器１２４Ａが缶胴１１３の側部に設けられている。溶液貯留容器１２４Ａ内には、低液位電極棒２３ｓ及び高液位電極棒２３ｔを有する液位検出器としての液位検出電極棒２３が配設されている。溶液貯留容器１２４Ａの底部には、濃溶液Ｓａを導出する濃溶液管５６Ａが接続されている。高温再生器３２Ｐでは、導入された希溶液Ｓｗが炉筒１１１及び煙管１２から受熱して加熱濃縮され、高温冷媒蒸気Ｖａと濃溶液Ｓａとが生成される。

他方図８（Ｂ）に示す高温再生器３２Ｑでは、液面制御ケース２４が２つの連通管２９Ａ、２９Ｂを介して缶胴１１３に接続されている。液面制御ケース２４は、缶胴１１３内の気相部と連通管２９Ａを介して接続されており、缶胴１１３内の液相部と連通管２９Ｂを介して接続されている。これにより、缶胴１１３内の液位（貯留液位Ｌｘ）が液面制御ケース２４内に現れる。液面制御ケース２４内には、低液位電極棒２３ｓ及び高液位電極棒２３ｔを有する液位検出器としての液位検出電極棒２３が配設されている。液位検出電極棒２３で検出した液位に基づいて溶液ポンプ３８の吐出流量を制御することにより、缶胴１１３内の貯留液位Ｌｘを制御することができる。高温再生器３２Ｑでは、缶胴１１３自体が液体貯留部となる。

以上の吸収冷凍機１、２（変形例を含む）の説明では、吸収サイクルがいわゆる二重効用パラレルフローであるとしたが、上述した液体ポンプ（溶液ポンプ３８等）の制御は、溶液Ｓを低温再生器３２Ｂ、高温再生器３２Ａの順に流すシリーズフロー、溶液Ｓを高温再生器３２Ａ、低温再生器３２Ｂの順に流すリバースフローといった吸収サイクルにおいても適用可能であり、また、二重効用以外の単効用や三重効用、あるいは一二重効用等の多重効用の吸収サイクルにおいても適用可能である。なお、一二重効用は、高温の熱源媒体でまず高温再生器を加熱し、高温再生器で発生した冷媒蒸気で低温再生器を加熱する二重効用としつつ、さらに別途外部から導入した低温熱源を使用して上記低温再生器とは異なる低温再生器を加熱するものである。

以上の説明では、吸収式熱源装置が吸収冷凍機であるとしたが、吸収ヒートポンプであってもよい。
図９に、本発明の第３の実施の形態に係る吸収式熱源装置としての吸収ヒートポンプ３の例を示す。吸収ヒートポンプ３は、駆動熱源温度より高い温度の被加熱媒体を取り出す昇温型のヒートポンプである第二種吸収ヒートポンプである。吸収ヒートポンプ３は、吸収冷凍機１（図１参照）における吸収器３１、蒸発器３４、低温再生器３２Ｂ、凝縮器３３と概ね同様に構成された、吸収器３１、蒸発器３４、再生器３２、凝縮器３３を備えている。吸収ヒートポンプ３は、さらに、吸収器３１で加熱された被加熱媒体Ｗを被加熱媒体Ｗの蒸気（被加熱媒体蒸気Ｗｖ）と液（被加熱媒体液Ｗｑ）とに分離する気液分離器８０を備えている。気液分離器８０は、補充被加熱媒体Ｗｓが導入されることで、被加熱媒体Ｗの不足分を補充することができるように構成されている。吸収ヒートポンプ３は、相互に連通した吸収器３１及び蒸発器３４の圧力が、相互に連通した再生器３２及び凝縮器３３の圧力よりも高くなっている点で、吸収冷凍機１（図１参照）と異なっている。

吸収ヒートポンプ３は、再生器３２に貯留された濃溶液Ｓａが、インバータ３３８ｖを有する液体ポンプとしての濃溶液ポンプ３３８によって、濃溶液管３５６を介して吸収器３１に送られ、吸収器３１に散布された濃溶液Ｓａが蒸発器３４からの蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収する際の吸収熱で被加熱媒体Ｗを加熱するように構成されている。また、吸収ヒートポンプ３は、吸収器３１で濃溶液Ｓａが蒸発器冷媒蒸気Ｖｅを吸収することで濃度が低下した希溶液Ｓｗが液体貯留部としての貯留部３１ｃで一旦貯留され、貯留部３１ｃの希溶液Ｓｗが希溶液管３５５を介して再生器３２に導かれ、再生器３２で散布された希溶液Ｓｗが熱源温水ｈの熱で加熱されて冷媒の一部が離脱し、濃度が上昇した濃溶液Ｓａは再生器３２の下部に貯留され、離脱した冷媒は再生器冷媒蒸気Ｖｇとして凝縮器３３に導かれるように構成されている。また、吸収ヒートポンプ３は、凝縮器３３において、凝縮器３３に導入された再生器冷媒蒸気Ｖｇが冷却水ｑで冷却されて凝縮して冷媒液Ｖｆとなり、凝縮器３３の下部に貯留されるように構成されている。また、吸収ヒートポンプ３は、凝縮器３３に貯留された冷媒液Ｖｆが、インバータ３３９ｖを有する液体ポンプとしての冷媒ポンプ３３９によって、冷媒液往管３５１を介して蒸発器３４に送られ、蒸発器３４に散布された冷媒液Ｖｆが熱源温水ｈの熱で加熱されて一部が蒸発して蒸発器冷媒蒸気Ｖｅとなり、残りは冷媒液Ｖｆのまま一旦液体貯留部としての貯留部３４ｃに貯留された後、冷媒液還管３６０を介して凝縮器３３に導かれるように構成されている。

また、吸収ヒートポンプ３は、吸収器３１の圧力を検出する内圧検出器としての圧力センサ３２８を有している。吸収ヒートポンプ３は、吸収器３１と蒸発器３４とが連通しているため、両者の圧力は同じと見て差し支えない。したがって、圧力センサ３２８は、吸収器３１の圧力を検出するのみならず、蒸発器３４の圧力を検出する内圧検出器をも兼ねている。また、吸収ヒートポンプ３は、吸収器３１の貯留部３１ｃに貯留される希溶液Ｓｗの高液位及び低液位をそれぞれ検出可能な液位検出器としての吸収器液位検出電極棒１２３と、蒸発器３４の貯留部３４ｃに貯留される冷媒液Ｖｆの高液位及び低液位をそれぞれ検出可能な液位検出器としての蒸発器液位検出電極棒４２３とをそれぞれ有している。

吸収ヒートポンプ３は、制御装置３６５が、吸収器３１の圧力及び貯留部３１ｃに貯留されている希溶液Ｓｗの液位に基づく濃溶液ポンプ３３８の運転周波数の調節を行うように構成されている。濃溶液ポンプ３３８との関係においては、吸収器３１が対象構成機器となり、溶液Ｓ（濃溶液Ｓａ、希溶液Ｓｗ）が対象液体となる。吸収ヒートポンプ３における濃溶液ポンプ３３８の制御においても、吸収冷凍機１（図１参照）における溶液ポンプ３８と同様に、貯留液位が標準液位から逸脱したときにそのときの運転周波数に対して検出補正周波数を戻り方向に加減し、運転周波数を補正しても標準液位を逸脱した状態が所定の時間継続したときにそのときの運転周波数に対して継続補正周波数を戻り方向に加減し、標準液位から逸脱した状態から標準液位に戻ったときにそのときの運転周波数に対して検出補正周波数を復帰方向に加減する。この場合、濃溶液ポンプ３３８は、対象構成機器（吸収器３１）に導入される対象液体（濃溶液Ｓａ）の流量を調節することになるので、戻り方向及び復帰方向と周波数の加減との関係は、吸収冷凍機１（図１参照）における溶液ポンプ３８と同様になる。

また、吸収ヒートポンプ３は、制御装置３６５が、蒸発器３４の圧力（吸収器３１の圧力と同じ）及び貯留部３４ｃに貯留されている冷媒液Ｖｆの液位に基づく冷媒ポンプ３３９の運転周波数の調節を行うように構成されている。冷媒ポンプ３３９との関係においては、蒸発器３４が対象構成機器となり、冷媒液Ｖｆが対象液体となる。吸収ヒートポンプ３における冷媒ポンプ３３９の制御においても、吸収冷凍機１（図１参照）における溶液ポンプ３８と同様に、貯留液位が標準液位から逸脱したときにそのときの運転周波数に対して検出補正周波数を戻り方向に加減し、運転周波数を補正しても標準液位を逸脱した状態が所定の時間継続したときにそのときの運転周波数に対して継続補正周波数を戻り方向に加減し、標準液位から逸脱した状態から標準液位に戻ったときにそのときの運転周波数に対して検出補正周波数を復帰方向に加減する。この場合、冷媒ポンプ３３９は、対象構成機器（蒸発器３４）に導入される対象液体（冷媒液Ｖｆ）の流量を調節することになるので、戻り方向及び復帰方向と周波数の加減との関係は、吸収冷凍機１（図１参照）における溶液ポンプ３８と同様になる。

以上で説明したように、貯留液位が標準液位から逸脱したときにそのときの運転周波数に対して検出補正周波数を戻り方向に加減し、運転周波数を補正しても標準液位を逸脱した状態が所定の時間継続したときにそのときの運転周波数に対して継続補正周波数を戻り方向に加減し、標準液位から逸脱した状態から標準液位に戻ったときにそのときの運転周波数に対して検出補正周波数を復帰方向に加減するという液体ポンプの制御は、第２種吸収ヒートポンプに対しても適用可能であり、溶液Ｓのみならず冷媒液Ｖｆにも適用可能である。

以上の説明では、液位検出器が電極棒で構成されているとしたが、フロートスイッチ等、電極棒以外の液位を検出できるものであってもよい。

以上の説明では、液体ポンプの制御において、貯留液位が標準液位から逸脱した状態から標準液位に戻ったときに、そのときの運転周波数に対して検出補正周波数を復帰方向に加減することとしたが、標準液位に戻ったときの復帰方向への検出補正周波数の加減は行わなくてもよい。しかしながら、逆方向へのオーバーシュートを抑制する観点から、標準液位に戻ったときの復帰方向への検出補正周波数の加減を行うことが好ましい。

以上の説明では、液位検出器が、標準液位の上限である高液位と、標準液位の下限である低液位とを検出することとしたが、高液位よりも上方の高高液位と、低液位よりも下方の低低液位とをもそれぞれ検出することとして、貯留液位が高高液位あるいは低低液位を検出したときに、標準液位を逸脱したときの基準周波数に対して所定の割合（第３の所定の割合）の値である加速補正周波数を、そのときの運転周波数に対して戻り方向に加減することとしてもよい。この場合、加速補正周波数を、検出補正周波数よりも大きな値とすると、貯留液位の標準液位への戻りを促進させることができるので好ましい。

以上の吸収式熱源装置の説明では、蒸発器及び吸収器を１つずつ有することとしたが、上述した液体ポンプの制御は、異なる圧力レベルで稼働する複数の蒸発器及び吸収器を有する吸収式熱源装置においても適用可能である。

１、２ 吸収冷凍機
３ 吸収ヒートポンプ
２２ 気液分離器
２３ 液位検出電極棒
２３Ｂ 低温液位検出電極棒
２８ 温度センサ
２８Ｂ 低温圧力センサ
３１ 吸収器
３１ｃ 貯留部
３２ 再生器
３２Ａ 高温再生器
３２Ｂ 低温再生器
３２Ｂｃ 貯留部
３３ 凝縮器
３４ 蒸発器
３４ｃ 貯留部
３８ 溶液ポンプ
３８Ｂ 濃溶液ポンプ
３８ｖ、３８Ｂｖ インバータ
６５、６５Ａ 制御装置
１１３ 缶胴
１２３ 吸収器液位検出電極棒
１２４Ａ 溶液貯留容器
３２８ 圧力センサ
３３８ 濃溶液ポンプ
３３８ｖ インバータ
３３９ 冷媒ポンプ
３３９ｖ インバータ
３６５ 制御装置
４２３ 蒸発器液位検出電極棒
Ｌｘ 貯留液位
Ｓ 溶液
Ｓｗ 希溶液
Ｓａ 濃溶液

Claims (2)

1. 相変化を伴う冷媒と、前記冷媒が混合した溶液とのサイクルによって熱を移動させる吸収式熱源装置であって；
   前記吸収式熱源装置を構成する再生器、吸収器、蒸発器、凝縮器からなる群より選択された対象構成機器であって、前記冷媒又は前記溶液を含む対象液体を、前記対象構成機器に導入してから導出するまでの間に一旦貯留する液体貯留部を有する対象構成機器と；
   前記対象構成機器に対して前記対象液体を導入又は導出させる液体ポンプであって、電動機の回転速度を制御するインバータを有し、前記インバータによる電動機の回転速度の制御で吐出流量が調節可能な液体ポンプと；
   前記対象構成機器の内部の圧力を直接又は間接的に検出する内圧検出器と；
   前記液体貯留部内の前記対象液体の貯留液位が前記吸収式熱源装置の運転中に維持すべき所定の範囲の標準液位から逸脱していることを検出する液位検出器と；
   前記液体ポンプの吐出流量を調節する流量調節信号を前記インバータに送信する制御装置であって、
   前記貯留液位が前記標準液位にあるときは、前記内圧検出器で検出された値に応じた標準周波数を運転周波数として送信し、
   前記貯留液位が前記標準液位を逸脱したときに、前記貯留液位が前記標準液位に戻る戻り方向に、前記逸脱したときの前記標準周波数の第１の所定の割合の値である検出補正周波数を、前記運転周波数に対して加減した値を新たな運転周波数として送信する制御装置とを備え；
   前記検出補正周波数は、前記逸脱したときの前記標準周波数に応じて、前記逸脱したときの前記標準周波数が小さいときは小さく、大きいときは大きくなる；
   吸収式熱源装置。
2. 前記制御装置が、前記標準液位を逸脱している時間が所定の時間継続したときに、前記戻り方向に、前記逸脱したときの前記標準周波数の第２の所定の割合の値である継続補正周波数を、前記第１の所定の割合の値で加減された運転周波数に対して加減した値を新たな運転周波数として送信するように構成された；
   請求項１に記載の吸収式熱源装置。

Images