JP6264636B2 - 吸収式冷凍機 - Google Patents

Description

本発明は、温水等を熱源とする排熱再生器を備える吸収式冷凍機に関する。

一般に、排熱再生器、高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器及び吸収器を備え、これらを配管接続して吸収液及び冷媒の循環経路をそれぞれ形成した吸収式冷凍機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の吸収式冷凍機では、蒸発器にブライン配管を介して接続された空気調和装置等の熱負荷の負荷量に応じて、排熱再生器に供給される温水を熱源として吸収液を加熱再生する一重効用運転と、当該吸収液を高温再生器が備えるガスバーナ等を熱源として加熱再生する一重二重効用運転もしくは二重効用運転とを切り替えて運転可能に構成されている。

特公平０３−８４６５号公報

ところで、近年、消費エネルギーの低減を図るべく、一重効用運転と、一重二重効用運転もしくは二重効用運転との運転モードをユーザが自在に切り替えたいといった要望がある。
しかし、運転モードの切り替えは、運転途中であっても、任意に行うことが可能であるため、例えば、一重二重効用運転もしくは二重効用運転から一重効用運転に運転モードを切り替えた場合には、高温再生器内の吸収液が高濃度のまま放置され、最終的には吸収液が結晶化してしまう状態の発生が考えられる。このため、運転モードを切り替える際には、高温再生器内の吸収液の稀釈運転を行う停止動作を経ることが必要であった。
このような運転モードの切り替えの際の停止動作は、排熱再生器への温水の供給を遮断することになるため、低熱源再生機器に接続される熱源発生装置（例えば太陽熱温水器やコージェネレーション装置）の排熱の有効利用を妨げるものであった。また、蒸発器から熱負荷に循環供給されるブラインの温度が変動するおそれがあった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、例えば、運転モードを切り替えたとしても、停止動作を経ることなく運転を継続できる吸収式冷凍機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、排熱再生器、高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器及び吸収器を備え、これらを配管接続して吸収液及び冷媒の循環経路をそれぞれ形成し、排熱再生器に供給される温水を熱源として吸収液を加熱する一重効用運転と、当該吸収液を高温再生器が備える加熱手段を熱源として用いる一重二重効用運転もしくは二重効用運転とを可能に構成された吸収式冷凍機において、前記各運転の運転モードを切り替える切替手段を備え、この切替手段により、前記一重二重効用運転もしくは前記二重効用運転から前記一重効用運転に運転モードが切り換えられた場合、前記加熱手段を停止するとともに、前記排熱再生器への温水の供給を停止し、前記高温再生器内の前記吸収液の温度が、該吸収液が十分に希釈される所定温度以下に低下した場合であって、冷水出口温度が所定の設定温度よりも高い場合に前記排熱再生器への温水の供給を行う前記一重効用運転に移行する運転切替制御手段を備えることを特徴とする。

この構成によれば、一重二重効用運転もしくは前記二重効用運転から一重効用運転に運転モードが切り換えられた場合、加熱手段を停止するとともに、排熱再生器への温水の供給を停止し、高温再生器内の吸収液の温度が、該吸収液が十分に希釈される所定温度以下に低下した場合であって、冷水出口温度が所定の設定温度よりも高い場合に前記排熱再生器への温水の供給を行う一重効用運転に移行する運転切替制御手段を備えるため、高温再生器内の高濃度の吸収液を稀釈できることにより、停止動作を経ることなく吸収式冷凍機の運転を継続でき、排熱再生器を流れる温水の熱を利用して吸収式冷温水機の一重効用運転を実行することができる。

また、前記切替手段により、前記一重効用運転から前記一重二重効用運転もしくは前記二重効用運転に運転モードが切り換えられた場合、前記運転切替制御手段は、切換時に前記高温再生器内の前記吸収液の温度が過剰入熱を示す所定温度以上となった場合には前記加熱手段を強制的に停止しても良い。

また、前記蒸発器は、熱負荷に冷水を循環供給するための冷水管を備え、前記一重効用運転により起動する際に、前記運転切替制御手段は、前記冷水の温度が起動から所定時間内に設定値まで低下しない場合には、前記加熱手段を作動させて前記一重二重効用運転もしくは前記二重効用運転に運転を切り換えても良い。

また、前記一重効用運転での運転中に、前記排熱再生器への前記温水の供給が停止された場合、前記運転切替制御手段は、前記加熱手段を作動させて前記一重二重効用運転もしくは前記二重効用運転に運転を切り換えても良い。

本発明によれば、一重二重効用運転もしくは前記二重効用運転から一重効用運転に運転モードが切り換えられた場合、加熱手段を停止するとともに、高温再生器内の吸収液の温度が、該吸収液が十分に希釈される所定温度以下に低下した場合に一重効用運転に移行する運転切替制御手段を備えるため、高温再生器内の高濃度の吸収液を稀釈できることにより、停止動作を経ることなく吸収式冷凍機の運転を継続できる。

本実施形態にかかる吸収式冷温水機の概略構成図である。 一重二重効用運転もしくは二重効用運転から一重効用運転に運転モードが切り替えられた際の動作を示すフローチャートである。 一重効用運転から一重二重効用運転もしくは二重効用運転に運転モードが切り替えられた際の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態にかかる吸収式冷温水機（吸収式冷凍機）１００の概略構成図である。吸収式冷温水機１００は、冷媒に水を、吸収液に臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液を使用し、この吸収液を、熱源発生装置（例えば太陽熱温水器やコージェネレーション装置）で生成された比較的低温（例えば約８０℃程度）の温水で加熱する排熱再生器を備える排熱回収型（いわゆるジェネリンク）の吸収式冷温水機である。
吸収式冷温水機１００は、図１に示すように、蒸発器１と、この蒸発器１に並設された吸収器２と、これら蒸発器１及び吸収器２を収納した蒸発器吸収器胴３と、ガスバーナ（加熱手段）４を備えた高温再生器５と、低温再生器６と、この低温再生器６に並設された凝縮器７と、これら低温再生器６及び凝縮器７を収納した低温再生器凝縮器胴８と、他の設備から供給される温水などを熱源とする排熱再生器９と、この排熱再生器９を収納した排熱再生器胴１１とを備える。
本実施形態では、低温再生器凝縮器胴８と排熱再生器胴１１とは一体に連結して形成され、排熱再生器９及び低温再生器６間で気体（蒸気）が連通可能となっている。
また、吸収式冷温水機１００は、低温熱交換器１２と、高温熱交換器１３と、冷媒ドレン熱回収器１７と、稀吸収液ポンプＰ１と、中間吸収液ポンプＰ２と、濃吸収液ポンプＰ３と、冷媒ポンプＰ４とを備え、これらの各機器が吸収液管２１〜２５及び冷媒管３１〜３５などを介して配管接続されている。

符号１４は、蒸発器１内で冷媒と熱交換したブラインを、図示しない熱負荷（例えば空気調和装置）に循環供給するための冷水管であり、この冷水管１４の一部に形成された伝熱管１４Ａが蒸発器１内に配置されている。また、冷水管１４の伝熱管１４Ａ下流側には、当該冷水管１４内を流通するブラインの温度を測定する第１温度センサＳ１が設けられている。符号１５は、吸収器２及び凝縮器７に順次冷却水を流通させるための冷却水管であり、この冷却水管１５の一部に形成された各伝熱管１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ吸収器２及び凝縮器７内に配置されている。また、符号１６は、図示しない熱源発生装置（例えば太陽熱温水器やコージェネレーション装置）で生成された比較的低温（例えば約８０℃程度）の温水を、排熱再生器９に循環供給するための排温水供給管である。この排温水供給管１６は、排熱再生器９内に配置される伝熱管１６Ａと、この伝熱管１６Ａに並列に接続されるバイパス管１６Ｂと、伝熱管１６Ａに供給する温水の流量を調整するために切り替えられる三方弁２８とを備える。符号５０は、吸収式冷温水機１００全体の制御を司る制御装置であり、運転切替制御手段として機能する。この制御装置５０には、排熱再生器９に循環供給される温水を熱源として吸収液を加熱する一重効用運転と、高温再生器５が備えるガスバーナ４を熱源として加熱する一重二重効用運転もしくは二重効用運転とで運転モードを切り替えるモード切替スイッチ（切替手段）５１が接続されており、このモード切替スイッチは、ユーザが遠方もしくは吸収式冷温水機１００の手元から操作可能になっている。

吸収器２は、蒸発器１で蒸発した冷媒蒸気を吸収液に吸収させ、蒸発器吸収器胴３内の圧力を高真空状態に保つ機能を有する。この吸収器２の下部には、冷媒蒸気を吸収して稀釈された稀吸収液が溜る稀吸収液溜り２Ａが形成され、この稀吸収液溜り２Ａには、稀吸収液ポンプＰ１を有する稀吸収液管２１の一端が接続されている。稀吸収液管２１は、稀吸収液ポンプＰ１の下流側で分岐する分岐稀吸収液管２１Ａを備える。
この分岐稀吸収液管２１Ａは冷媒ドレン熱回収器１７を経由した後に、稀吸収液管２１の低温熱交換器１２下流側で再び稀吸収液管２１に合流する。この稀吸収液管２１の他端には、排熱再生器９内に設けられる散布器９Ａに接続される。

排熱再生器９内には、排温水供給管１６の一部に形成された伝熱管１６Ａが配置されており、この排温水供給管１６に温水を流通させることにより、散布器９Ａを通じて散布された吸収液を加熱再生、すなわち、吸収液中の冷媒を蒸発させてこの吸収液を濃縮することができる。
また、排熱再生器９の下部には、散布器９Ａを通じて散布された吸収液が溜る吸収液溜りが形成され、この吸収液溜りには、中間吸収液ポンプＰ２を有する第１中間吸収液管２２の一端が接続される。この第１中間吸収液管２２の他端は、高温熱交換器１３を経由した後、高温再生器５内に形成された熱交換部５Ａの上方に位置する気層部５Ｂに開口している。
また、第１中間吸収液管２２は、中間吸収液ポンプＰ２の下流側で第１分岐管２２Ａ及び第２分岐管２２Ｂに分岐され、第１分岐管２２Ａは、高温熱交換器１３を経由しないで、排気経路４０に設けられた排ガス熱交換器４１を経由した後、高温再生器５内の気層部５Ｂ内に開口している。第２分岐管２２Ｂは低温再生器６内に開口している。

高温再生器５は、シェル６０内にガスバーナ４を収容して構成され、このガスバーナ４の上方に当該ガスバーナ４の火炎を熱源として吸収液を加熱再生する熱交換部５Ａが形成されている。この熱交換部５Ａには、ガスバーナ４で燃焼された排気ガスが流通する排気経路４０が接続され、この排気経路４０には、排ガス熱交換器４１が設けられている。また、ガスバーナ４には、燃料ガスが供給されるガス管６１と、ブロワ６２からの空気が供給される吸気管６３とが接続され、これらガス管６１及び吸気管６３には、燃料ガス及び空気の量を制御する制御弁６４が設けられている。
また、高温再生器５には、シェル６０内に溜まった吸収液の温度を測定する第２温度センサ（温度検出手段）Ｓ２が設けられている。

熱交換部５Ａの側方には、この熱交換部５Ａで加熱再生された後に当該熱交換部５Ａから流出した中間吸収液が溜る中間吸収液溜り５Ｃが形成されている。この中間吸収液溜り５Ｃの下端には第２中間吸収液管２３の一端が接続され、この第２中間吸収液管２３には高温熱交換器１３が設けられている。この高温熱交換器１３は、中間吸収液溜り５Ｃから流出した高温の中間吸収液の温熱で第１中間吸収液管２２を流れる吸収液を加熱するものであり、高温再生器５におけるガスバーナ４の燃料消費量の低減を図っている。
第２中間吸収液管２３の他端は、低温再生器６と吸収器２とを繋ぐ濃吸収液管２５に接続されている。また、第２中間吸収液管２３の高温熱交換器１３上流側と吸収器２とは開閉弁Ｖ１が介在する吸収液管２４により接続されている。

低温再生器６は、高温再生器５で分離された冷媒蒸気を熱源として、低温再生器６内に形成された吸収液溜り６Ａに溜った吸収液を加熱再生するものであり、吸収液溜り６Ａには、高温再生器５の上端部から凝縮器７の底部への延びる冷媒管３１の一部に形成される伝熱管３１Ａが配置されている。この冷媒管３１に冷媒蒸気を流通させることにより、上記伝熱管３１Ａを介して、冷媒蒸気の温熱が吸収液溜り６Ａに溜った吸収液に伝達され、この吸収液が更に濃縮される。
低温再生器６の吸収液溜り６Ａには、濃吸収液管２５の一端が接続され、この濃吸収液管２５の他端は、吸収器２の気層部２Ｂ上部に設けられる濃液散布器２Ｃに接続されている。濃吸収液管２５には濃吸収液ポンプＰ３及び低温熱交換器１２が設けられている。この低温熱交換器１２は、低温再生器６の吸収液溜り６Ｂから流出した濃吸収液の温熱で第２稀吸収液管２１Ｃを流れる稀吸収液を加熱するものである。
また、濃吸収液管２５の濃吸収液ポンプＰ３上流側と、第１中間吸収液管２２の中間吸収液ポンプＰ２上流側とは、高温再生器５をバイパスする第１バイパス管２６により接続されており、濃吸収液管２５には、濃吸収液ポンプＰ３及び低温熱交換器１２をバイパスする第２バイパス管２７が設けられている。
中間吸収液ポンプＰ２の運転が停止している場合には、排熱再生器９の吸収液溜りから流出した吸収液は、第１中間吸収液管２２、第１バイパス管２６、濃吸収液ポンプＰ３、低温熱交換器１２及び濃吸収液管２５を通じて、吸収器２内に供給される。さらに、濃吸収液ポンプＰ３の運転が停止した場合には、排熱再生器９の吸収液溜りから流出した吸収液は、第１中間吸収液管２２、第１バイパス管２６、第２バイパス管２７及び濃吸収液管２５を通じて吸収器２内に供給される。

上述のように、高温再生器５の気層部５Ｂと凝縮器７の底部に形成された冷媒液溜り７Ａとは冷媒管３１により接続される。この冷媒管３１は、低温再生器６の吸収液溜り６Ａに配管された伝熱管３１Ａ及び冷媒ドレン熱回収器１７を備え、この冷媒管３１の伝熱管３１Ａ上流側と吸収器２の気層部２Ｂとは開閉弁Ｖ２が介在する冷媒管３２により接続されている。
また、凝縮器７の冷媒液溜り７Ａには、この冷媒液溜り７Ａから流出した冷媒が流れる冷媒管３４の一端が接続され、この冷媒管３４の他端は、下方に湾曲したＵシール部３４Ａを介して蒸発器１の気層部１Ａに接続されている。
蒸発器１の下方には、液化した冷媒が溜る冷媒液溜り１Ｂが形成され、この冷媒液溜り１Ｂと蒸発器１の気層部１Ａ上部に配置される散布器１Ｃとは冷媒ポンプＰ４が介在するに冷媒管３５により接続されている。

次に動作について説明する。
冷房等の冷却運転時においては、冷水管１４を介して図示しない熱負荷にブライン（例えば冷水）が循環供給される。制御装置５０は、ブラインの蒸発器１の出口側温度（第１温度センサＳ１にて検出される温度）が所定の設定温度、例えば７℃になるように吸収式冷温水機１００に投入される熱量が制御される。
具体的には、制御装置５０は、例えば、熱負荷が大きく、かつ、排温水供給管１６を介して排熱再生器９に供給する温水の温度が所定温度（例えば８５℃）に達している時には、排温水供給管１６から排熱再生器９に温水を定格量供給すると共に、全てのポンプＰ１〜Ｐ４を起動し、かつ、ガスバーナ４においてガスを燃焼させる一重二重効用運転を行い、第１温度センサＳ１が計測するブラインの温度が所定の７℃となるようにガスバーナ４の火力を制御する。

この場合、吸収器２から稀吸収液管２１を介して稀吸収液ポンプＰ１により排熱再生器９に搬送された稀吸収液は、この排熱再生器９内の吸収液溜りにおいて、排温水供給管１６から供給される温水により伝熱管１６Ａの管壁を介して加熱されることにより、稀吸収液中の冷媒が蒸発分離される。

冷媒を蒸発分離して吸収液濃度が高くなった中間吸収液の一部は、第１中間吸収液管２２の中間吸収液ポンプＰ２により高温熱交換器１３または排ガス熱交換器４１を経由して加熱され高温再生器５に送られる。また、中間吸収液の残りは、第２分岐管２２Ｂを通じて、低温再生器６へと送られる。
高温再生器５に送られた中間吸収液は、この高温再生器５でガスバーナ４による火炎および高温の燃焼ガスにより加熱されるため、この中間吸収液中の冷媒が蒸発分離する。高温再生器５で冷媒を蒸発分離して濃度が上昇した中間吸収液は、高温熱交換器１３を経由して濃吸収液管２５へ送られ、低温再生器６を経由した吸収液と合流する。
一方、低温再生器６に送られた中間吸収液は、高温再生器５から冷媒管３１を介して供給されて伝熱管３１Ａに流入する高温の冷媒蒸気により加熱され、さらに冷媒が分離して濃度が一段と高くなり、この濃吸収液が高温再生器５を経由した上記吸収液と合流し、濃吸収液ポンプＰ３により低温熱交換器１２を経由して吸収器２へ送られ、濃液散布器２Ｃから散布される。

低温再生器６で分離生成した冷媒は凝縮器７に入って凝縮して冷媒液溜り７Ａに溜る。そして、冷媒液溜り７Ａに冷媒液が多く溜まると、この冷媒液は冷媒液溜り７Ａから流出し、冷媒管３４を経由して蒸発器１に入り、冷媒ポンプＰ４の運転により揚液されて散布器１Ｃから冷水管１４の伝熱管１４Ａの上に散布される。
伝熱管１４Ａの上に散布された冷媒液は、伝熱管１４Ａの内部を通るブラインから気化熱を奪って蒸発するため、伝熱管１４Ａの内部を通るブラインは冷却され、こうして温度を下げたブラインが冷水管１４から熱負荷に供給されて冷房等の冷却運転が行われる。
そして、蒸発器１で蒸発した冷媒は吸収器２へ入り、低温再生器６より供給されて上方から散布される濃吸収液に吸収されて、吸収器２の稀吸収液溜り２Ａに溜り、稀吸収液ポンプＰ１によって排熱再生器９に搬送される循環を繰り返す。

一重二重効用運転時においては、第１温度センサＳ１が計測する温度が所定の７℃になるように、ガスバーナ４による加熱量、具体的にはガスバーナ４に供給する燃料ガス量が制御装置５０により制御される。そして、ガスバーナ４による加熱量を最小にしても、第１温度センサＳ１が所定の７℃より低い温度を計測すると、制御装置５０は、ガスの燃焼を止めてガスバーナ４による加熱を停止して一重効用運転に移行する。

一重効用運転における吸収液は、排温水供給管１６から供給される温水により排熱再生器９において加熱されて冷媒を蒸発分離する。そして、吸収液濃度が高くなった吸収液は、第１バイパス管２６、濃吸収液ポンプＰ３及び低温熱交換器１２を経由して吸収器２に戻される。
一方、排熱再生器９で分離生成した冷媒蒸気は、低温再生器６を経由して凝縮器７の冷媒液溜り７Ａに入り、冷媒管３４を経由して蒸発器１に流入する。
蒸発器１内に流入した冷媒液は、冷媒ポンプＰ４の運転により散布器１Ｃから冷水管１４の伝熱管１４Ａの上に散布され、伝熱管１４Ａ内を通るブラインから熱を奪って蒸発し、吸収器２に入って上方から散布される吸収液に吸収される循環が行われる。なお、吸収液が冷媒を吸収する際に発生する熱は、吸収器２内に配置される冷却水管１５の伝熱管１５Ａにより冷却される。

一重効用運転時においては、第１温度センサＳ１が計測する温度が所定の７℃になるように、排熱再生器９における加熱量、具体的には排温水供給管１６から伝熱管１６Ａに取り込む温水の量、すなわち三方弁２８の開度が制御装置５０により制御される。
そして、排温水供給管１６を流れる温水の全量が伝熱管１６Ａに流れるように三方弁２８を操作しても、第１温度センサＳ１が所定温度の７℃以下の温度を計測しない時には、上記のようにガスバーナ４でガスを燃焼させ、高温再生器５における吸収液の加熱再生と冷媒蒸気の生成とを再開して一重二重効用運転に戻る。

また、一重効用運転時において、熱負荷は大きいが、排温水供給管１６を介して排熱再生器９に供給する温水の温度が所定の８５℃以下に低下した時（例えば、天候不順等により太陽熱温水器から供給される温水温度が安定しない時等）には、排温水供給管１６から排熱再生器９に温水が供給されないように三方弁２８を切り替えると共に、全てのポンプＰ１〜Ｐ４を起動し、且つ、ガスバーナ４においてガスを燃焼させる二重効用運転を行う。この場合も、第１温度センサＳ１が計測するブラインの温度が所定温度の７℃となるように、ガスバーナ４の火力が制御装置５０により制御される。
この二重効用運転では、吸収器２の稀吸収液溜り２Ａにある稀吸収液は稀吸収液ポンプＰ１により排熱再生器９に搬送されて吸収液溜り９Ｂに貯留されるが、伝熱管１６Ａには熱源としての温水は供給されていない。このため、排熱再生器９に搬送された稀吸収液は、加熱されることなく中間吸収液ポンプＰ２の運転により、高温再生器５及び低温再生器６にそれぞれ搬送され、その後は一重二重効用運転と同様に循環しながら加熱されて吸収液の濃縮再生と冷媒の分離生成とがなされる。この二重効用運転時に、排熱再生器９に供給する温水の温度が所定の８５℃に達した時には、冷却負荷の大きさに応じて、一重二重効用運転または一重効用運転が行われる。

ところで、本構成の吸収式冷温水機１００は、運転モードを切り替えるモード切替スイッチ５１を備えるため、このモード切替スイッチ５１を操作することにより、冷却負荷の大きさによらずとも、運転モードの切り替えを任意に行うことができる。
次に、モード切替スイッチ５１の操作により、運転モードが切り替えられた際の動作について説明する。図２は、一重二重効用運転もしくは二重効用運転から一重効用運転に運転モードが切り替えられた際の動作手順を示すフローチャートである。
制御装置５０は、モード切替スイッチ５１の操作により、吸収式冷温水機１００がＭｕｌｔｉモードで運転している状態（ステップＳ１）から、Ｓｉｎｇｌｅモードに運転モードが切り替えられた信号を検知する（ステップＳ２）。ここで、Ｍｕｌｔｉモードとは、ガスバーナ４が作動した一重二重効用運転もしくは二重効用運転をいい、Ｓｉｎｇｌｅモードとは、排熱再生器９に供給される温水を熱源として吸収液を加熱する一重効用運転をいう。

制御装置５０は、Ｓｉｎｇｌｅモードに運転モードが切り替えられた場合、ガスバーナ４を消火する（ステップＳ３）と共に、排温水供給管１６の三方弁２８の開度Ｍ１を、排温水供給管１６を流れる温水が全量バイパス管１６Ｂを流れる（すなわち伝熱管１６Ａに流れない）開度に固定する（ステップＳ４）。
これによれば、伝熱管１６Ａへの排熱の供給が遮断されるため、吸収器２から稀吸収液管２１を介して稀吸収液ポンプＰ１により排熱再生器９に搬送された稀吸収液の加熱が抑制される。このため、稀吸収液は、排熱再生器９で濃縮されずにそのまま第１中間吸収液管２２を通じて、高温再生器５に供給される。
高温再生器５では、ガスバーナ４が消火されているため、吸収液の加熱・濃縮が行われない。この状態で、排熱再生器９から高温再生器５に稀吸収液が搬送されるため、高温再生器５内の吸収液濃度が希釈されると共に吸収液温度が低下する。

続いて、制御装置５０は、第２温度センサＳ２により検知された高温再生器５内の吸収液温度Ｔ１が所定温度（本実施形態では１２０℃）以下であるか否かを判別する（ステップＳ５）。この所定温度は、高温再生器５内の高温、高濃度の吸収液に、稀吸収液ポンプＰ１から吐出された低温、低濃度の吸収液を混入した場合、混入後の吸収液の結晶化が防止される濃度に対応する温度であり、実験等により求められる。この所定温度は、設定を適宜変更することができ、本実施形態では１００℃〜１６０℃で設定することができる。

この判定において、高温再生器５内の吸収液温度Ｔ１が所定温度以下でない（ステップＳ５；Ｎｏ）場合には、該吸収液温度Ｔ１が所定温度以下となるまで処理を繰り返す。ここで、中間吸収液ポンプＰ２の動作は、高温再生器５内の吸収液量によって制御される。高温再生器５内の吸収液量が不図示の液面センサにより検知されると中間吸収液ポンプＰ２は停止されるため、高温再生器５内の吸収液が溢れることが防止される。
このような構成より、Ｓｉｎｇｌｅモードに運転モードが切り替えられた場合であっても、高温再生器５内の吸収液温度Ｔ１が吸収液が十分に希釈される所定温度以下に低下させるため、吸収液が高温再生器５内で結晶化する事態が回避される。このため、運転モードを切り替える場合であっても、停止動作を経ることなく運転を継続することができる。

続いて、制御装置５０は、高温再生器５内の吸収液温度Ｔ１が所定温度以下である（ステップＳ５；Ｙｅｓ）場合には、Ｓｉｎｇｌｅモード（一重効用運転モード）での運転を実行する。
具体的には、制御装置５０は、第１温度センサＳ１により検知される冷水出口温度Ｔ２が所定の第１設定温度（本実施形態では６．５℃）よりも高いか否かを判別する（ステップＳ６）。この判別において、冷水出口温度Ｔ２が６．５℃よりも高い場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）には、排温水供給管１６の三方弁２８の開度Ｍ１を開いて（ステップＳ７）、排温水供給管１６の伝熱管１６Ａに温水を流す。これにより、排温水供給管１６を流れる温水の熱を利用して吸収式冷温水機１００の一重効用運転が実行される。
また、冷水出口温度Ｔ２が６．５℃よりも高くない場合（ステップＳ６；Ｎｏ）には、処理をステップＳ８に移行する。

続いて、制御装置５０は、冷水出口温度Ｔ２が上記第１設定温度よりも低い第２設定温度（本実施形態では６．０℃）よりも低いか否かを判別する（ステップＳ８）。この判別において、冷水出口温度Ｔ２が６．０℃よりも低い（ステップＳ８；Ｙｅｓ）場合には、熱負荷が小さいため、排温水供給管１６の三方弁２８の開度Ｍ１を閉じる（ステップＳ９）。一方で、冷水出口温度Ｔ２が６．０℃よりも低くない（ステップＳ８；Ｎｏ）場合には、排温水供給管１６の三方弁２８の開度Ｍ１をそのまま固定し（ステップＳ１０）、処理をステップＳ６に戻して、ステップＳ６〜ステップＳ１０を繰り返し実行する。
これにより、停止動作を経ることなく一重効用運転に運転モード変更した運転を継続することができる。

次に、一重効用運転から一重二重効用運転もしくは二重効用運転に運転モードが切り替えられた際の動作手順を示すフローチャートである。
制御装置５０は、モード切替スイッチ５１の操作により、吸収式冷温水機１００がＳｉｎｇｌｅモードで運転している状態（ステップＳ２１）から、Ｍｕｌｔｉモードに運転モードが切り替えられた信号を検知する（ステップＳ２２）。
制御装置５０は、Ｍｕｌｔｉモードに運転モードが切り替えられた場合、ガスバーナ４の強制的な停止を解除する（ステップＳ２３）。これにより、ガスバーナ４は、熱負荷（冷水出口温度Ｔ２）に基づいて動作が制御される。

続いて、制御装置５０は、冷水出口温度Ｔ２が通常設定値（本実施形態では７℃）よりも高いか否かを判別する（ステップＳ２４）。この判別において、冷水出口温度Ｔ２が７℃よりも高い（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）場合には、排温水供給管１６の温水だけでは熱負荷を賄えないため、燃料ガスの制御弁６４の弁開度Ｍ２を開く（ステップＳ２５）と共に、ガスバーナ４を点火し、高温再生器５での加熱を行う。
ガスバーナ４を点火することにより、高温再生器５内の吸収液温度が上昇するため、高温再生器５と吸収器２との圧力差により吸収液が吸収器２へと流れ、一重二重効用運転が実行される。また、冷水出口温度Ｔ２が７℃よりも高くない（ステップＳ２４；Ｎｏ）場合には、処理をステップＳ２６に移行する。

続いて、制御装置５０は、冷水出口温度Ｔ２が所定の第１設定温度（本実施形態では６．５℃）以下であるか否かを判別する（ステップＳ２６）。この判別において、冷水出口温度Ｔ２が６．５℃以下の場合（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）には、燃料ガスの制御弁６４の弁開度Ｍ２を若干閉じ（ステップＳ２７）、処理をステップＳ２８に移行する。
また、冷水出口温度Ｔ２が６．５℃以下でない場合（ステップＳ２６；Ｎｏ）には、現時点の弁開度Ｍ２をＭ２´として記憶する。

次に、制御装置５０は、三方弁２８の開度Ｍ１を調整する。
制御装置５０は、冷水出口温度Ｔ２が所定の第１設定温度（本実施形態では６．５℃）よりも高いか否かを判別する（ステップＳ２９）。この判別において、冷水出口温度Ｔ２が６．５℃よりも高い場合（ステップＳ２９；Ｙｅｓ）には、排温水供給管１６の三方弁２８の開度Ｍ１を開いて（ステップＳ７）、排温水供給管１６の伝熱管１６Ａに温水を流す。これにより、排温水供給管１６を流れる温水の熱を利用して吸収式冷温水機１００の一重二重効用運転が実行される。
また、冷水出口温度Ｔ２が６．５℃よりも高くない場合（ステップＳ２９；Ｎｏ）には、処理をステップＳ３１に移行する。

続いて、制御装置５０は、冷水出口温度Ｔ２が上記第１設定温度よりも低い第２設定温度（本実施形態では６．０℃）よりも低いか否かを判別する（ステップＳ３１）。この判別において、冷水出口温度Ｔ２が６．０℃よりも低い（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）場合には、熱負荷が小さいため、排温水供給管１６の三方弁２８の開度Ｍ１を閉じる（ステップＳ３２）。一方で、冷水出口温度Ｔ２が６．０℃よりも低くない（ステップＳ３１；Ｎｏ）場合には、排温水供給管１６の三方弁２８の開度Ｍ１をそのまま固定し（ステップＳ３３）する。

制御装置５０は、高温再生器５内の吸収液温度Ｔ１が所定の上限温度（本実施形態では１５５℃）以上であるが否かを判別する（ステップＳ３４）。この上限温度は、ガスバーナ４による加熱が過剰入熱であることを示す温度であり、適宜変更が可能である。
この判別において、吸収液温度Ｔ１が１５５℃以上である（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）場合には、制御装置５０は、燃料ガスの制御弁６４の弁開度Ｍ２をゼロ、すなわち全閉としてガスバーナ４を消火する（ステップＳ３５）。これにより、高温再生器５内の吸収液の過剰な加温が防止されるため、一時的に過剰入熱となった場合の安全制御を実行することができ、運転動作の安全性を向上できる。

また、吸収液温度Ｔ１が１５５℃以上でない（ステップＳ３４；Ｎｏ）場合には、制御装置５０は、この吸収液温度Ｔ１が所定の解除温度（本実施形態では１５０℃）以下であるが否かを判別する（ステップＳ３６）。この解除温度は、上記した上限温度よりも低く設定され、燃料ガスの制御弁６４の弁開度Ｍ２の制御が安定して実行できる程度の差に設定される。
この判別において、吸収液温度Ｔ１が１５０℃以下の場合（ステップＳ３６；Ｙｅｓ）には、制御装置５０は、記憶していた制御弁６４弁開度Ｍ２´を新たな弁開度とし、ステップＳ２４から繰り返し行う（ステップＳ３７）。これにより、通常の一重二重効用運転の運転制御に移行する。

このように、本構成では、一重効用運転から一重二重効用運転もしくは二重効用運転に運転モードが切り替えられた際に、吸収液温度Ｔ１が１５５℃以上となった場合には、燃料ガスの制御弁６４の弁開度Ｍ２をゼロ、すなわち全閉としてガスバーナ４を消火する。これにより、高温再生器５内の吸収液の過剰な加温が防止されるため、一時的に過剰入熱となった場合の安全制御を実行することができ、運転動作の安全性を向上できる。

次に、一重効用運転で吸収式冷温水機１００を起動した際の起動時の動作について説明する。
本構成の吸収式冷温水機１００では、モード切替スイッチ５１をＳｉｎｇｌｅモード（一重効用運転モード）とした状態で、起動（運転開始）すると、高温再生器５を使用しない一重効用運転が実行される。
この場合、熱負荷の大きさによっては、排温水供給管１６を流れる温水だけでは冷水温度を設定温度（７℃）まで低下できないことも想定される。
このため、本構成では、制御装置５０は、一重効用運転により起動された場合に、冷水出口温度Ｔ２を定期的（例えば３０秒ごと）に検知し、起動から所定時間（例えば３０分）後の冷水出口温度Ｔ２が設定温度よりも高い基準温度（例えば７＋１＝８℃）よりも高い状態が所定時間（例えば１０分）継続したら、排温水供給管１６を流れる温水だけでは熱負荷を賄えないと判断し、ガスバーナ４を自動的に点火して、強制的に一重二重効用運転もしくは二重効用運転を実行する。
これによれば、冷凍能力の不足を早急に解消することができ、例えば、モード切替スイッチ５１の設定ミス等による影響を低減することができる。

また、本構成では、Ｓｉｎｇｌｅモード（一重効用運転モード）での運転中に、排熱再生器９への温水の供給が停止された場合、ガスバーナ４を自動的に点火して、強制的に一重二重効用運転もしくは二重効用運転を実行する構成としても良い。
この構成では、例えば、天候不順等により太陽熱温水器から供給される温水温度が安定しない時等には、早急にガスバーナ４を自動的に点火して、強制的に一重二重効用運転もしくは二重効用運転を実行するため、急な天候の変化にも早急に対応することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、排熱再生器９、高温再生器５、低温再生器６、蒸発器１、凝縮器７及び吸収器２を備え、これらを配管接続して吸収液及び冷媒の循環経路をそれぞれ形成し、排熱再生器９に供給される温水を熱源として吸収液を加熱する一重効用運転と、当該吸収液を高温再生器５が備えるガスバーナ４を熱源として加熱する一重二重効用運転、二重効用運転とを可能に構成された吸収式冷温水機１００において、前記各運転の運転モードを切り替えるモード切替スイッチ５１を備え、このモード切替スイッチ５１により、一重二重効用運転もしくは二重効用運転から一重効用運転に運転モードが切り換えられた場合、ガスバーナ４を停止するとともに、高温再生器５内の吸収液の温度が、該吸収液が十分に希釈される所定温度以下に低下した場合に一重効用運転に移行するように制御するため、吸収式冷温水機１００の運転を停止して高温再生器５内の稀釈動作を行う必要がなく、一重二重効用運転もしくは二重効用運転モードから一重効用運転モードへの運転を継続することができる。

また、本実施形態によれば、吸収液の温度が所定温度以下であるか否かを判別し、所定温度を超えている場合には、該所定温度よりも低下するまで、排熱再生器９への温水の供給を停止して一重効用運転への移行を待機するため、高温再生器５内の吸収液が適度に稀釈され、当該吸収液の結晶化を確実に防止できる。

本実施形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、本実施形態では、高温再生器５にて吸収液を加熱する加熱手段として燃料ガスを燃焼させて加熱を行うガスバーナ４を備える構成について説明したが、これに限るものではなく、灯油やＡ重油を燃焼させるバーナを備える構成や、蒸気や排気ガス等の温熱を用いて加熱する構成としてもよい。

１ 蒸発器
２ 吸収器
４ ガスバーナ（加熱手段）
５ 高温再生器
６ 低温再生器
７ 凝縮器
９ 排熱再生器
１２ 低温熱交換器
１３ 高温熱交換器
１４ 冷水管
１５ 冷却水管
１６ 排温水供給管
２１ 稀吸収液管
５０ 制御装置（運転切替制御手段）
５１ モード切替スイッチ（切替手段）
１００ 吸収式冷温水機（吸収式冷凍機）
Ｐ１ 稀吸収液ポンプ
Ｓ２ 第２温度センサ（温度検出手段）

Claims (4)

1. 排熱再生器、高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器及び吸収器を備え、これらを配管接続して吸収液及び冷媒の循環経路をそれぞれ形成し、排熱再生器に供給される温水を熱源として吸収液を加熱する一重効用運転と、当該吸収液を高温再生器が備える加熱手段を熱源として用いる一重二重効用運転もしくは二重効用運転とを可能に構成された吸収式冷凍機において、
   前記各運転の運転モードを切り替える切替手段を備え、
   この切替手段により、前記一重二重効用運転もしくは前記二重効用運転から前記一重効用運転に運転モードが切り換えられた場合、前記加熱手段を停止するとともに、前記排熱再生器への温水の供給を停止し、前記高温再生器内の前記吸収液の温度が、該吸収液が十分に希釈される所定温度以下に低下した場合であって、冷水出口温度が所定の設定温度よりも高い場合に前記排熱再生器への温水の供給を行う前記一重効用運転に移行する運転切替制御手段を備えることを特徴とする吸収式冷凍機。
2. 前記切替手段により、前記一重効用運転から前記一重二重効用運転もしくは前記二重効用運転に運転モードが切り換えられた場合、前記運転切替制御手段は、切換時に前記高温再生器内の前記吸収液の温度が過剰入熱を示す所定温度以上となった場合には前記加熱手段を強制的に停止することを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷凍機。
3. 前記蒸発器は、熱負荷に冷水を循環供給するための冷水管を備え、
   前記一重効用運転により起動する際に、前記運転切替制御手段は、前記冷水の温度が起動から所定時間内に設定値まで低下しない場合には、前記加熱手段を作動させて前記一重二重効用運転もしくは前記二重効用運転に運転を切り換えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸収式冷凍機。
4. 前記一重効用運転での運転中に、前記排熱再生器への前記温水の供給が停止された場合、前記運転切替制御手段は、前記加熱手段を作動させて前記一重二重効用運転もしくは前記二重効用運転に運転を切り換えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の吸収式冷凍機。

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