JPH0351986B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷媒液及び吸収溶液を用いて吸収冷
凍サイクルを行う吸収式冷凍装置において、蒸発
器で井水、河川水、空調負荷、ビル等からの回収
熱又は冷水などの低熱源から熱を回収し、吸収
器、凝縮器で温水（通常の冷凍機運転の際の冷却
水）に熱を与えるヒートポンプ運転に関する。

〔従来技術〕

吸収式冷凍機のヒートポンプサイクルにおいて
は、温水負荷例えば温水の温度を検知し、この負
荷信号に基いて高温発生器へ供給される熱源の量
を調節すると共に、冷水温度（低熱源の温度）が
低下し過ぎるのを防止する為吸収液中に冷媒液を
混入することにより冷凍能力を小さくするように
している（特公昭52−6894号公報、特公昭52−
6895号公報及び特公昭55−9620号公報参照）。こ
の場合、冷水の温度が高めになるように制御を行
うと、冷水の凍結防止と高温発生器における圧力
の上昇の防止が図れる。即ち、冷水温度が低下す
るに伴ない吸収溶液の濃度は上昇するが、この為
に低温発生器における溶液の沸騰温度が上昇し、
その結果高温発生器の圧力が上昇することになる
ので、冷水温度を高めに制御することにより、こ
のように高温発生器の圧力上昇の防止をはかるこ
とができる。しかしながら冷水の下限温度設定値
を高くすると、回収熱量が減少する欠点があつ
た。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の問題を解決する為になされた
もので、低熱源を最大限に利用する為に、冷水の
下限温度設定値を可能な限り低くすると共に、高
温発生器の圧力（又は相当値）を検出し、該圧力
が大気圧を超えそうな場合には冷媒液を吸収溶液
中に混入することにより、高温発生器の圧力が大
気圧を越えないように制御するものである。

〔発明の構成〕

本発明は、冷媒液を吸収溶液に混入する為の冷
媒液流量調節弁を有する配管を付加した、蒸発
器、吸収器、高温発生器、低温発生器、凝縮器、
高温熱交換器、低温熱交換器、ポンプ並びにこれ
らを結合する配管からなる二重効用吸収式冷凍装
置のヒートポンプ運転時に、高温発生器圧力（又
は相当値）を設定値以下にすると共に、冷水温度
を設定値以上とするように、前記冷媒液流量調節
弁により吸収溶液への冷媒液混入量を調節するこ
とを特徴とする二重効用吸収式ヒートポンプの制
御方法であつて、冷水の下限温度（設定値）を凍
結防止を目的とした値まで低くすると共に、高温
発生器の圧力を検知し（圧力の上限値を大気圧付
近（大気圧以下で）に設定しておく）、両者の信
号を基にして吸収溶液への冷媒液の混入量を調節
することにより、高温発生器の許容圧力（大気
圧）以下で最大限に低熱源の利用をはかるもので
ある。

先づ、第１図に基いて従来の二重効用吸収式ヒ
ートポンプについて説明する 第１図において、１は蒸発器、２は吸収器、３
は高温発生器、４は低温発生器、５は凝縮器、６
は高温熱交換器、７は低温熱交換器、８は溶液ポ
ンプ、９は冷媒ポンプ、１０，１１，１２，１
３，１４，１５は夫々配管用管、１６，１７は温
水用管、１８は冷水用管、１９は高温発生器への
熱源供給用管、２０は冷媒液混入用管、２１は冷
水温度検知機、２２は冷媒流量制御弁、２３は制
御機構、２４は温水温度検知機、２５は加熱源流
量制御弁、２６は制御機構を示す。

吸収器２中で、蒸発器１で発生した冷媒蒸気を
吸収して希薄になつた吸収溶液は、溶液ポンプ８
により吸収器から引出され、管１０により、低温
熱交換器７及び高温熱交換器６で低温発生器及び
高温発生器から引出される濃縮された吸収溶液と
熱交換により加熱された後、高温発生器３に導入
され、高温発生器３において管１９から供給され
る熱源により加熱濃縮された後、管１１により引
出され高温熱交換器６を経て低温発生器４に導入
される。低温発生器４に導入された高温発生器３
からの吸収溶液は、低温発生器４中で、管１３を
経て引出される高温発生器３で分離された冷媒蒸
気により加熱され、更に濃縮された後、管１２低
温熱交換器７を経て吸収器に循環される。一方蒸
発器１の底部にたまつている冷媒液は冷媒ポンプ
９により引出され管１５を経て蒸発器１の頂部か
ら冷水（低温熱源）が流れている冷水管上に散布
され、冷媒蒸気を生成すると共に冷水は冷却され
る。管１６から供給される温水は、吸収器中の配
管中を流れる間に吸収液に吸収される蒸発器１か
らの蒸気の凝縮熱により加熱され、ついで凝縮器
中の温水管に導かれ、凝縮器５中で、低温発生器
４中で発生した冷媒蒸気及び管１３を経て導か
れ、低温発生器４中で吸収溶液の加熱に利用され
た蒸気の余熱により更に加熱された後温水として
取り出される。又凝縮器５中で凝縮した冷媒水は
管１４を経て蒸発器１中に循環される。この第１
図に示されるような従来技術においては、温水出
口温度を温水出口温度検知機２４により検知し、
この温度信号に基いて制御機構２６により加熱源
供給用管１９上にある加熱源流量制御弁２５を制
御している。即ち、温水の負荷が大となり温水温
度が所定の温度より低くなつた場合にはその温度
信号に基いて弁２５を開き、高温発生器３への加
熱源供給量が大となるよう制御を行なつている。
一方冷水の出口温度を冷水温度検知機２１で検知
し、該温度信号を制御機構２３に伝達し、この伝
達された温度信号に基いて冷媒混入用管２０上の
冷媒液流量制御弁２２を調節し、吸収溶液中への
冷媒液の混入量を制御している。即ち、冷水出口
温度が所定値より低くなつた場合、吸収機２に導
入される吸収溶液に管２０を経て混入される冷媒
液の量を多くすることにより、吸収器に導入され
る吸収溶液を希釈し、冷媒蒸気の吸収力を低下さ
せることにより冷凍能力を小さくしている。

第２図に基いて、冷水温度と冷媒液流量制御弁
２２の開度との関係を説明すると、第２図は、冷
水温度が温度まで低下した時弁を開きはじめ、
冷水温度が低下するに従つて弁２２の開度を大と
するように制御を行つていることを示している
が、この場合弁を開きはじめる温度を低い温度
に設定すれば回収熱量が多くなり効率がよいので
あるが、高温発生器３の圧力が高くなりすぎる場
合があるので、この冷水の温度ａは高めに設定お
く必要がある。第３図は、温水温度及び温水熱量
を一定とした場合の冷水温度と高温発生器３の圧
力との関係を例示したものである。該図は、冷媒
液流量制御弁を閉じた場合にも、開いた場合に
も、冷水温度が低くなるにつれて高温発生器圧力
は高くなり、また冷媒流量制御弁２２の開度が大
となるにつれて、即ち吸収溶液への冷媒混入量が
多くなるにつれて、同じ冷水温度に対し高温発生
器３の圧力は低くなることを示している。この関
係は、冷水系あるいは温水系のチユーブ内へのス
ケールの付着などによりヒートポンプを使用して
いるうちに高温発生器３の圧力は平行的に次第に
高くなつて行く。したがつて、チユーブ内を清浄
にすることよりもとの圧力に戻す従来法におい
て、高温発生器３の圧力を大気圧以下に保つ為に
は、チユーブ内のスケールの付着も考慮して、冷
水温度を可成高い温度に設定する必要がある。

本発明は、上記冷水温度の設定値（下限温度）
を凍結防止のみを目的とする低い値（但し、冷水
を他に利用したい場合は、利用先の要求する温度
（高めの設定）にするのはさしつかえない。）に設
定すると共に、高温発生器３の圧力の上限値を大
気圧付近（大気圧以下の）に設定しておき、高温
発生器３の圧力をも検知し、両者の信号を基に吸
収溶液への冷媒液の混入量を調節し、最大限の低
熱源の利用をはかるものであるが、以下、第４
図、第５図、第６図及び第７図に基いて本発明を
更に詳しく説明する。

第４図において符号１乃至２６は第１図の符号
と同じ意味を有し、符号２７は高温発生器の圧力
検知機を示す。本発明においては、冷水温度を冷
水温度検知機２１により検知するほか、高温発生
器３の圧力をも、圧力検知機２７により検知し、
この両者に基いて吸収溶液への冷媒液混入量を制
御している点で、上記従来例と異なつている。本
発明によれば、冷水の温度は、冷水の凍結防止と
いう観点のみを考慮して出来るだけ低い温度（但
し、冷水を他に利用したい場合、利用先の要求す
る温度（高めの設定）にするのはさしつかえな
い。）に設定し、また高温発生器３の高温防止の
観点から圧力を設定しておけば、両者の関連にお
いて低熱源の有効利用が可能となる。即ち、前に
述べたように冷水温度を低く設定しておくと高温
発生器３の圧力が所定値（大気圧）以上に高くな
る恐れがあるが、本発明においては冷水温度を低
く設定しておいても、圧力検知機２７により高温
発生器３の圧力を検知し、該検知された圧力が設
定圧力以上になつた場合、該信号に基いて制御機
構２３により冷媒液流量制御弁２２を開くことに
より、冷媒液の吸収溶液への混入量を増大し、高
圧発生器３の圧力を所定値以下に下げることが可
能となるので低熱源の有効利用が可能となる。第
５図は冷水温度を基にした冷媒液流量制御弁の開
度要求値を示し、第６図は、高温発生器圧力（又
は温度）を基にした冷媒液流量制御弁の開度要求
値を示す図である。本発明においては、弁の開度
は、図示した両要求値のうち、要求値の大きい方
を選んで開度が調節される。

第５図及び第６図に示される制御においては、
冷媒液流量制御弁の開度を冷水温度又は高温発生
器圧力の比例動作で調整するケースについてゞあ
るが、これを固定動作とし冷水温度が一定値以下
に下らず、高温発生器の圧力が設定値以上になら
ないように制御してもよい。また、冷水温度と高
温発生器圧力とを基にして直接冷媒液流量制御弁
の開度を決定し、該弁の開度（冷媒液混入量）を
調節するようにすることも可能である。

なお、冷水温度及び高圧発生器の圧力を検知し
て冷媒流量制御弁の開度を調節する制御方法につ
いて説明したが、冷水温度の代りにその相当値で
ある蒸発器の温度を用いて制御を行つてもよく、
又、高温発器の圧力の代りにその相当値として飽
和温度あるいは高温発生器からの生成蒸気の凝縮
温度、高温発生器の溶液温度あるいは低温発生器
の溶液温度を用いて制御を行つてもよい。

つぎに第７図に基いて本発明の別の実施例を説
明する。

第７図において符号１〜１９，２１，２３〜２
６は第１図の符号と同じ意味を有し、符号２８は
凝縮器５から蒸発器へ冷媒液を導く管１４上に設
けた三方弁を示し、符号２９は管１４より低温発
生器へ冷媒液を導く為の分枝管を示し、符号３０
は管１３から導かれる冷媒蒸気の凝縮温度検出機
を示す。

第７図に示される本発明の実施例においては、
吸収溶液に混合する冷媒液として、凝縮器５から
蒸発器１へ管１４により導かれる冷媒液を用い、
かつ低温発生器４中の吸収溶液に混合するように
した点、及び高温発生器３の圧力を検知して吸収
溶液への冷媒液の混入量を制御する代りに、高温
発生器３からの冷媒蒸気の凝縮温度（低温発生器
の加熱側温度）を検知し、この温度に基いて吸収
溶液への冷媒液の混入量を制御している点で、第
４図に示す実施例と異なる。即ち、第７図に示す
例においては、高温発生器３の圧力の代りにその
相当値である高温発生器３からの冷媒蒸気の凝縮
温度を該凝縮温度検知機３０で検知し、該温度信
号を制御機構２３に伝達し、該温度信号に基いて
弁２８を制御して管２９を経て低温発生器４中の
吸収溶液に混合される冷媒液の量を調節する。即
ち温度検知機３０により検知された温度が、所定
の温度よりも高い場合には、管１４より管２９を
経て吸収溶液に混合される冷媒液の量が多くなる
ように制御することにより、低温発生器４中の吸
収溶液の温度を下げ、その結果高温発生器の圧力
を低下させるように制御するもので、その他は第
４図に示した例と全く同じである。

なお、冷媒液を吸収溶液に混合する位置は、吸
収器から導かれる稀溶液に混合してもよい。

〔発明の効果〕

本発明においては、高温発生器の圧力が所定値
以上に上昇することなく、冷水（低温熱源）の出
口温度を低く設定することが可能であるので、低
温熱源を最大限に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の例を示す概略図であり、第２図
は冷水温度と冷媒流量制御弁の開度との関係を、
第３図は高圧発生器圧力と冷水温度の関係を示す
図である。また、第４図は本発明の実施例を示す
概略図、第５図は冷水温度と冷媒液流量制御弁開
度要求値との関係を、第６図は高圧発生器圧力と
冷媒液流量制御弁開度要求値の関係を示す図であ
り、第７図は本発明の他の実施例を示す概略図で
ある。 １……蒸発器、２……吸収器、３……高温発生
器、４……低温発生器、６……高温熱交換器、７
……低温熱交換器、８……溶液ポンプ、９……冷
媒ポンプ、２０，２９……冷媒液混合用パイプ、
２１，３０……温度検知機、２２，２８……冷媒
液流量制御弁、２７……圧力検知機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷媒液を吸収溶液に混入する為の冷媒液流量
   調節弁を有する配管を付加した、蒸発器、吸収
   器、高温発生器、低温発生器、凝縮器、高温熱交
   換器、低温熱交換器、ポンプ並びにこれらを結合
   する配管からなる二重効用吸収式冷凍装置のヒー
   トポンプ運転時に、高温発生器圧力（又は相当
   値）を設定値以下にすると共に、冷水温度を設定
   値以上とするように、前記冷媒液流量調節弁によ
   り吸収溶液への冷媒液混入量を調節することを特
   徴とする二重効用吸収式ヒートポンプの制御方
   法。