JPH0391664A - 空冷吸収式冷暖房機 - Google Patents

空冷吸収式冷暖房機

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JPH0391664A
JPH0391664A JP22438189A JP22438189A JPH0391664A JP H0391664 A JPH0391664 A JP H0391664A JP 22438189 A JP22438189 A JP 22438189A JP 22438189 A JP22438189 A JP 22438189A JP H0391664 A JPH0391664 A JP H0391664A
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heat
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大内 富久
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剛 中尾
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、空冷吸収式冷暖房機に係り1例えば空気調和
用冷熱源機器として利用され、特に空気で凝縮器、吸収
器を冷却する冷暖房機の抽気不良判断に好適な空冷吸収
式冷暖房機に関するものである。
[従来の技術] 従来の装置は、特開昭63−21459号公報に記載の
ように、機器内で相変化する流体の温度センサーと、こ
の温度センサーの検知温度に相当する流体の飽和蒸気圧
力を演算する圧力演算器と、不凝縮ガスが存在する機器
内の実際の圧力を検知する圧力センサーとにより、この
圧力センサーの検知圧力と圧力演算器の算出した飽和蒸
気圧力との差圧を検知し、規定値以上のときに抽気装置
を稼動するようになっていた。しかし、過酷な運転条件
などにより一時的に抽気装置が能力不足になった場合や
抽気装置の故障などの場合についてはなんら配慮されて
いなかった。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来技術は、過酷な運転条件などにより一時的に抽
気装置が能力不足になった場合や抽気装置の故障などの
場合についてはなんら配慮がされておらず、不凝縮ガス
の存在のため吸収液の濃度が濃くなって、高温再生量作
動温度の上昇による構成機器の腐食により、さらに不凝
縮ガスが発生し、遂には吸収液の結晶によるサイクル構
成不能や、構成機器の腐食劣化が著しく進行するという
問題があった。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、器内の不凝縮ガス滞留を、熱、物質移動性
能の低下によって検知し、不凝縮ガスがわずかに存在す
る場合でも、吸収液の結晶によるサイクル構成不能、あ
るいは、高温再生量作動温度の上昇による構成機器の腐
食劣化の進行等を抑制する運転制御を行い、安全な運転
を可能にする空冷吸収式冷暖房機を提供することを、そ
の目的とするものである。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明に係る空冷吸収式冷
暖房機のもっとも基本的な構成は、高温再生器、低温再
生器、空冷凝縮器、蒸発器、空冷吸収器、低温熱交換器
、高温熱交換器、空冷ファン、溶液循環ポンプを備え、
これらを作動的に接続してなる空冷吸収式冷暖房機にお
いて、前記空冷吸収器または空冷凝縮器の少なくともい
ずれかの空冷熱交換器の冷媒蒸気流に沿って配設した複
数の熱流速センサーと、これら複数の熱流速センサー間
の熱流速差を算出する演算器と、その熱流速差と規定の
熱流速差とを比較して測定熱流速差の方が大きい場合に
、不凝縮ガス滞留信号を出す判定器とを設けたものであ
る。
また、上記目的を達成するために、本発明に係る空冷吸
収式冷暖房機の他の基本的な構成は、高温再生器、低温
再生器、空冷凝縮器、蒸発器、空冷吸収器、低温熱交換
器、高温熱交換器、空冷ファン、溶液循環ポンプを備え
、これらを作動的に接続してなる空冷吸収式冷暖房機に
おいて、前記空冷吸収機または空冷凝縮器の少なくとも
いずれかの空冷熱交換器の、冷却空気入口側から出口側
までのいずれかの位置に配設した複数の温度センサーと
、これら複数の温度センサー間の温度差を算出する演算
器と、その測定温度差と規定の温度差とを比較して測定
温度差の方が大きい場合に。
不凝縮ガス滞留信号を出す判定器とを設けたものである
より詳しくは、熱流速センサーまたは温度センサーのい
ずれかのセンサー手段を、空冷熱交換器フィン配置部内
の、空気部、フィン部、伝熱管部のいずれかに配設した
ものである。
なお付記すると、上記目的は、空冷熱交換器の冷媒蒸気
流に沿って複数個の熱流速センサーを配設し、熱流速分
布が異常に低下した個所が検出された場合に不凝縮ガス
滞留信号を発信することにより、達成される。
さらに一つの目的は、上記不凝縮ガス滞留信号により、
吸収冷凍サイクルを低濃度、低温度に運転できるように
、冷媒温度設定値、冷媒オーバフロー設定値、熱入力設
定値、冷却空気風量設定値、補助冷却水散布装置の稼動
設定値などの設定値制御器により、吸収冷凍サイクルの
作動を低温、低濃度にコントロールすることにより、達
成される。
[作用] 上記技術的手段による働きは次のとおりである。
吸収式冷暖房機に不凝縮ガスが存在すると、器内の不凝
縮ガスは、冷媒蒸気の流れに随伴して吸収器および凝縮
器の冷媒蒸気流終端部に集まる。
そのために、前記吸収器および凝縮器の冷媒蒸気流終端
部近傍では、吸収液膜および凝縮面への冷媒蒸気移動が
阻害され、したがって、熱移動が小さく、すなわち、他
の場所に比べて熱流速が小さい。この不凝縮ガスの存在
による伝熱面の局部的な熱流速低下を複数個の熱流速セ
ンサーにより検出する。実際の熱流速は運転条件などに
より変化するが、同一吸収器内の局部的な熱流速低下は
相対的に把握でき、誤動作することがない。
また、前記不凝縮ガスの存在を局部的な熱移動性能の低
下で把握した段階で、制御装置の設定値をコントロール
することにより、冷媒温度を高温に、冷媒オーバフロー
が起こりやすく、熱入力を少なく、冷却空気風量を多く
、補助冷却水散布装置を稼動させる、などの種々の手段
を1つまたは複数利用して、吸収冷凍サイクルを低温、
低濃度で運転でき、誤動作することがない。
[実施例] 以下、本発明の各実施例を第1図ないし第11図を参照
して説明する。
まず、第1図は、本発明の一実施例に係る空冷吸収式冷
温水機のサイクル系統図である。
第1図に示す空冷吸収式冷温水機は、高温再生器1、低
温再生器2、空冷凝縮器3、蒸発器4゜空冷吸収器5、
温水熱交換器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10、希溶液タンク11、空冷
吸収器用自動抽気装置12、空冷凝縮器用自動抽気装置
13、およびこれらを作動的に接続する配管系からなり
、前記空冷凝縮器3および空冷吸収器5へ冷却空気を白
い矢印方向に供給する空冷ファン27を備えている。
空冷吸収器5は、その管外に多数の水平方向のフィンを
具備した垂直管により構成され、冷却空気の流れ方向に
沿って垂直管を複数個(図では2個)並列させた複数の
パス区分をもつものである。
すなわち、複数のパス区分に係る第1パス垂直管51a
、第2パス垂直管51bが配設されている。
これら垂直管51 (51a、51bの総称)の下方に
は、それぞれ第1パス下部ヘッダ52a、第2パス下部
ヘッダ52bが配設され、これら下部へラダ52 (5
2a、52bの総称)には、第1スプレポンプ53a、
第2スプレポンプ53bが接続され、前記各垂直管51
a、51b上に、吸収液を分配供給する第1散布装置5
4 a、第2散布装置54bが配設されている。
ここで、空冷吸収器用自動抽気装置↓2の構成と動作を
説明する。
第1パス下部へラダ52aと第2パス下部へラダ52b
とは稀溶液タンク11に連続しており。
この稀溶液タンク11の下部に設けた気液降下管14の
端部に対向して溶液ポンプ9の吸込口がある。
溶液流下の際の気液随伴効果により第2パス下部ヘッダ
52b近傍の不凝縮ガスが抽気されて。
不凝縮ガスの影響の小さい高圧の高温再生器1、低温再
生器2に排出される。また、吸収器5の各パス区分を溶
液は第1パスから順に冷媒蒸気を吸収して薄くなる。
次に、空冷凝縮器3は、管外にフィンを設けた垂直管群
15からなり、この垂直管群15の上部は低温再生器2
に連絡され、この垂直管群15の下部は、下部ヘッダ1
6を経て、溶液冷媒導管17を介して蒸発器4と連絡さ
れている。この空気凝縮器3は、空冷吸収器5の第2パ
スの後流の位置にある。すなわち、空冷吸収器5a、空
冷凝縮器3.空冷吸収器5bよりなる空冷熱交換器は複
合的な配置構成となっている。
ここで空冷凝縮器用自動抽気装置13の構成と動作を説
明する。
空冷凝縮器用自動抽気装置13は、液の流動にともなう
ガス随伴効果を利用した抽気装置で、この抽気装置は、
排気手段(図示せず)に電磁弁。
逆止弁を介して接続された貯気タンク30と、その下方
に設置された気液分離器31と、それらを連結するガス
上昇管32と、前記気液分離器31内の底部から配設さ
れた逆U字シール管33とからなり、逆U字シール管3
3を介して溶液ポンプ9の吸込管に吸収液が戻る。
空冷凝縮器3の下部ヘッダ16に接続された抽気管34
は抽気吸収器35に接続されている。この抽気吸収器3
5内に、稀溶液導管36を経て導入され流下する稀溶液
の冷媒蒸気吸収にともない空冷凝縮器3を抽気する。抽
気された不凝縮ガスは、気液流下管37を気液混合状態
で流下し、気液台m器31に送られてガスを分離する。
分離されたガスは、上部の貯気タンク30に上昇し、稀
溶液は逆U字シール部33を経て溶液ポンプ9の吸込口
に戻される。逆U字シール管33の圧力維持作用および
気液流下管37の逆気泡ポンプ作用により、空冷吸収器
5や空冷凝縮器3の内圧より高い圧力で貯気タンク30
に貯気できるため、前記排気手段としては、アスピレー
タや低真空の排気ポンプで十分である。
次に、このような空冷吸収式冷温水機のサイクル動作に
ついて、まず冷房運転について説明する。
高温再生器1で都市ガス等の燃料ガスにより加熱された
リチウムブロマイド吸収液は、冷媒(水)蒸気を発生し
て濃縮され、高温熱交換器7、冷暖切替弁19、低温熱
交換器8を経由して吸収器5の第1パススプレポンプ5
3aの吸込部に至る。
一方、低温再生器2では管内に高温再生器lで発生した
冷媒蒸気が導かれ、その管外に吸収液が散布され、熱交
換されて吸収液は冷媒蒸気を発生して濃縮され、低温熱
交換器8で高温再生鉛工からの濃溶液とともに吸収器5
に戻る。
低温再生器2の電熱管内の冷媒蒸気は凝縮液化し、冷暖
切替弁21、絞り23を経て空冷凝縮器3に導かれる。
また、低温再生器2で発生した冷媒蒸気は空冷凝縮器3
に導かれ、冷却空気に冷却されて凝縮液化し、下部ヘッ
ダ16に流下する。
この液冷媒は、液冷媒導管17を経て蒸発器4に送られ
、蒸発器4の伝熱管群25上に冷媒ポンプ10で散布さ
れて、伝熱管25内を流れる冷水と熱交換して蒸発気化
する。その際に伝熱管25内の冷水から蒸発潜熱を奪い
、冷凍作用を発揮する。
蒸発器4で発生した冷媒蒸気は、吸収器5に導かれ、垂
直管51a、51bの上部から管内に流入し、吸収液に
吸収される。ここに、高温再生器1および低温再生器2
からの濃溶液は、まず第1パス垂直管51aに入り、冷
媒蒸気を吸収して、順に濃度が薄くなる。したがって、
冷媒蒸気に対する吸収液の飽和温度TQも低くなって、
第2パス垂直管51bには低温、低濃度になって流入す
る。
一方、冷却空気は、第2パス区分から空冷凝縮器3.第
1パス区分に向って、熱交換によって温度が上昇する。
このような熱交換は3パス直交向流熱交換とみなすこと
ができ、2パス区分を出る冷却空気温度に比べて、第1
パス区分の吸収液の飽和温度を低温にでき、水冷式冷温
水機敏みにできる。したがって、従来不可能と言われて
いた空冷吸収式冷凍サイクルが実現できた。
吸収器5で生成された低温、低濃度の吸収液は、溶液ポ
ンプ9により低温熱交換器8を経て2分され、一方は低
温再生器2へ、他方は高温熱交換器7を経て高温再生器
1へ送られ、サイクルを完成する。
次に暖房サイクルについて説明する。
高温再生器lの溶液の出入口に設けた冷暖房切替弁19
,20、および高温再生器1から、低温再生器2の伝熱
管内を経て空冷凝縮器3に至る冷媒流路途中に設けた冷
暖房切替弁21を締切り、高温再生器1の気相部に接続
された温水熱交換器6に温水を通水する。
高温再生器1で発生した冷媒蒸気は、温水熱交換器6に
流入し、温水熱交換器6の伝熱管、26内を流れる温水
を加熱できる。このとき、高温再生器1の溶液濃度は液
冷媒が供給されて稀釈されており、高温の温水(60℃
)を取出しても沸点は冷房時よりも低温にできるため、
ボイラ効率が向上する。
なお、暖房運転時は、高温再生器1の溶液濃度が薄く1
作動圧力は低く、したがって、作動温度が低いため、腐
食劣化の進行は穏やかである。
次に、運転制御系統について説明する。
冷水配管系(冷水温度制御系)には、冷水温度調節器6
1が配設されており、高温再生器1の熱入力制御弁64
の開閉を制御している。すなわち、冷水温度調節器61
は、冷水温度が所定の温度よりも低下した場合は、高温
再生器lの熱入力制御弁64を閉じて熱入力を停止させ
、また、所定の温度よりも上昇した場合は、熱入力制御
弁64を開いて高温再生器1の溶液を加熱させる。この
ように0N−OFF制御で冷水温度をほぼ一定にしてい
る。なお、冷水が流れていることを検知する断水リレー
60、および冷媒過冷却を検知する温度リレー58が蒸
発器4に具備されている。
蒸発器4の冷媒タンク59内に液冷媒が滞留しすぎる場
合は、他の空冷吸収器5.低温再生器2゜高温再生器l
の溶液濃度が濃くなっており、冷媒オーバーフロー管6
2.制御弁63を介して空冷吸収器5に液冷媒を適宜流
出させ、溶液を稀釈する。
また、高温再生器1の作動温度は、温度リレーである異
常高温運転停止リレー65で検知する。
規定値以上に高温となった場合は、作動異常であり、稀
釈運転を停止する。
高温再生器1の作動圧力は、低温再生器2に具備された
冷媒ドレン温度リレー66で検知し、規定値(100℃
より低温)以上の高温の場合は。
高温再生器1の熱入力制御弁64を閉じて熱入力を停止
する。熱人力停止により低温になった場合に、熱入力制
御弁64を開いて熱入力を供給する。
一方、温水配管系にも温水温度調節器68が配設されて
おり、高温再生器1の熱入力制御弁64の開閉を制御し
ている。
また、空冷ファン27のファンモータには、ファン回転
数制御器67が具備され、起動時や外気温度が規定値よ
り低温の場合、あるいは騒音を低下させるために、入力
等を制御して回転数を小さくしている。
ところで、第1図に示す空冷吸収式冷温水機においては
、器内の不凝縮ガスを検知する手段として1次のものを
備えている。
すなわち、空冷ファン27による冷却空気の入口側であ
る空冷吸収器5bの冷却空気入口側の上部に温度センサ
ー41、同じく下部に温度センサー42を備え、冷却空
気の出口側である空冷吸収器5aの冷却空気出口側の上
部に温度センサー43、同じく下部に温度センサー44
を備えている。
そして、こられ複数個の温度センサー間の温度差を算出
する演算器45と、その測定温度差と規定の温度差とを
比較して測定温度差の方が大きいときに不凝縮ガス滞留
信号を出力する判定器46と、その判定器46の出力信
号に基すき、吸収式冷凍サイクルを低温、低濃度で運転
するための後述するさまざまな設定値制御等を行う制御
器47とを備えている。これらは第1図に破線で示すよ
うに電気的に接続されている。
次に、その制御について説明する。
前記温度センサー41,42,43.44が検出する測
定温度をT41.T4□、To、T44とすると、 Qx=c ・ (T41  T4L)”=・・・=−(
t )Q1=C−(T、、−T42)−−−−−・・−
(2)で、空冷熱交換器(空冷凝縮器3.空冷吸収器5
の総称)上部の交換熱量Qいおよび下部へラダ52近傍
の交換熱量Q2が表示できる。ここに、Cは比例定数で
、冷却風速、空気の比熱の関数である。
冷却風速、空気の比熱は空冷熱交換器の全面でほぼ一定
とみなせる。
演算器45では、次式により、 Δq=c−((’r、、−’r、)−(T**−”r*
1))−(a )空冷熱交換器上部近傍と下部へラダ5
2近傍の交換熱量差ΔQを算出する。空冷吸収器5また
は空冷凝縮器3内に不凝縮ガスが流入すると、冷媒蒸気
流により、不凝縮ガスの流動終端部である空冷吸収器5
の下部ヘッダ52近傍および空冷凝縮器3の下部ヘッダ
近傍に吹き寄せられる。不凝縮ガスが存在すると冷媒蒸
気移動が阻害されるため前記(3)式の交換熱量差ΔQ
が増大することが分る。
なお、不凝縮ガス以外で交換熱量差ΔQが生じる原因は
、冷媒蒸気の流動圧力損失ΔPがあるが、大きい影響は
ない。
ここで、交換熱量差ΔQは、空冷熱交換器伝熱面側から
みると、熱流速差である。
したがって、演算器45の信号ΔQを判定器46におい
て基準値ΔQsと比較して、それよりも大きい場合は不
凝縮ガス滞留信号を制御器47に送る。この場合、空冷
ファン27が停止して冷却空気が流れていない場合は、
式(1)、(2)における比例定数CがOであり、誤っ
た信号であるので受け付けないようにする。また、降雨
や散水時は、見掛けの空気比熱が大きくなったことに相
当するため、誤った信号とみなすふさらに、起動時また
は停止時に吸収液が垂直管51内に滞留した条件では冷
媒蒸気が来ないため、液の滞留した個所は著しく熱流速
が低下する。この場合の情報も排除する必要がある。
そこで、判定器46には、一定時間間隔で演算器45の
情報を取り込み、複数回連続して不凝縮ガス滞留と判別
した場合にのみ不凝縮ガス滞留信号を発するような演算
機能を設けるのが良い。
不凝縮ガス滞留信号を受けた制御器47は、まず、メン
テナンスサービス会社に、電話回線、光ケーブル等の通
信手段を介して、抽気不良を連絡する機能を発揮する。
前記判定器46からの不凝縮ガス滞留信号により、制御
器47は、冷水温度制御系の冷水温度調節器61の冷水
温度設定値を高く設定する。
こうすることにより、蒸発器4の冷媒蒸発圧力が高くな
るため、吸収器5の稀溶液濃度が薄くなり、サイクル全
体の濃度が薄くなるため、高温再生器1の作動温度が低
い。したがって、高温再生器lの器壁に取付けた異常高
温運転停止リレー65が作動して冷房運転が継続できな
くなるという事態を起すこと無く、メンテナンスする間
での時間、ユーザーは快適に過ごすことができる利点が
ある。
前記判定器46からの不凝縮ガス滞留信号により、制御
器47は、溶液稀釈制御系の冷媒オーバーフローの液冷
媒滞留設定値を小さくする。
すなわち、蒸発器4と吸収器5とを連絡する冷媒オーバ
ーフロー管62に配設した制御弁63を開いて、蒸発器
4の液冷媒滞留量を正規の量より少なくする。
こうすることにより、蒸発器4の液冷媒が流出して、吸
収器5の稀溶液濃度が薄くなり、サイクル全体の濃度が
薄くなるため、高温再生器1は作動温度が低くなる。し
たがって、高温再生器1の器壁に取付けた異常高温運転
停止リレー65が作動して冷房運転が継続できなくなる
という事態を起すことなく、また、溶液の高濃度化によ
って結晶を起すことがないので、メンテナンスする間で
の時間、ユーザーは快適に過ごすことができる利点があ
る。
前記判定器46から不凝縮ガス滞留信号により、制御器
47は、高温再生器熱入力制御系の熱入力設定値を小さ
くして高温再生器1の作動温度を低温に動作させる。
すなわち、制御器47は、高温再生器1の熱入力制御弁
64の開度を小さく設定する。
こうすることにより、高温再生器1の熱入力が小さくな
って、部分負荷状態で運転される。よって、各熱交換器
の熱交換温度差が小さくても済み、サイクルは全体とし
て、低温度で作動する。したがって、高温再生器1の器
壁に取付けた異常高温運転停止リレー65が作動して冷
房運転が継続できなくなるという事態を起こすこと無く
、メンテナンスする間までの時間、ユーザーは快適に過
ごすことができる利点がある。
前記判定器46からの不凝縮ガス滞留信号により、制御
器47は、空冷ファン入力制御系のファン入力設定値を
大きくして冷却風量を多くして、高温再生器作動温度を
低温に動作させる。すなわち、制御器47は、ファン回
転数制御器67の設定値を最大にセットする。
こうすることにより、冷却風量が多くなって空冷熱交換
器の熱伝達率が増加し、熱交換器の熱交換温度差が小な
るため、サイクルは全体として、低温度で作動する。し
たがって、高温再生器1の器壁に取付けた異常高温運転
停止リレー65が作動して冷房運転が継続できなくなる
という事態を起すこと無く、メンテナンスする間までの
時間、ユーザーは快適に過ごすことができる利点がある
以上述べたように、第1図に示す本実施例では、空冷吸
収器5および空冷凝縮器3が、冷却空気に対して複合的
に配置されている空冷吸収式冷温水機において、冷媒蒸
気流終端近傍(空冷吸収器5の下部へラダ52近傍)と
、それ以外の場所との熱流速差に相当する温度差ΔTを
検知して、規定値以上の熱流速差(温度差)が一定時間
検出されたときに、不凝縮ガス滞留信号を出して、サー
ビス会社にメンテナンスサービスを要求するとともに、
冷水温度設定値を高温にして運転を継続したので。
■ユーザは冷房を継続して受けられる。
■機器の損傷を著しくさせることがない。
■空冷吸収器、空冷凝縮器のいずれが一方に不凝縮ガス
の滞留があっても検知できる、という効果がある。
すなわち、本実施例によれば、次の効果がある。
1)空冷吸収器、空冷凝縮器の不凝縮ガス滞留を、局部
的な熱、物質移動性能の低下で検知して、不凝縮ガス滞
留信号を発するので、メンテナンスを迅速にできる。
2)不凝縮ガスが存在する場合でも、高温、高濃度運転
にならないように制御して運転継続できるので、メンテ
ナンスをするまでの間、冷房運転を停止したり、不凝縮
ガス発生が増大して機器の腐食劣化が著しく進行したり
、あるいは、結晶により冷房運転が不能になったりする
ということがない。
次に、本発明の他の実施例を第2図を参照して説明する
第2回は、本発明の他の実施例(第2の実施例)に係る
空冷吸収式冷温水機のサイクル系統図である6図中、第
1図と同一符号のものは、第1図の実施例と同一部分で
あるから、その説明を省略する。
第2図の実施例が第1図の実施例と相違するところは、
温度センサーを空冷吸収器5.空冷凝縮器3等の空冷熱
交換器の冷却空気出口側のみに複数個配設した点にある
冷媒蒸気の流動終端部近傍に配設した温度センサー44
と、冷媒蒸気入口部近傍あるいは途中に配設した温度セ
ンサー43とは、空冷熱交換器の熱流速分布を検知する
熱流速センサーに相当する。
温度センサーを空冷熱交換器の冷却空気出1コ側のみに
設けたのは、冷却空気入口は、外気温度でほぼ均一とな
っており測定を省略できることによる。
演算器45は、温度差ΔT ΔT=T43  T44 を算出し、判定器46は、この温度差ΔTが規定値より
大のとき、不凝縮ガス滞留信号を発する。
なお、温度センサー44.43に熱電対を直列的に接続
し、その間の電流値を検出する方法が、温度差ΔT(熱
流速差に相当)の検出方法として安価な方法である。
第2図の実施例によれば、先の第1図の実施例と同様の
効果が期待されるほか、温度センサーが外部から見える
個所に配設されていないため、体裁が良いこと、センサ
ーの個数を少なくできて安価となることなど、本実施例
特有の効果がある。
次に1本発明にさらに他の実施例を遂次各図を参照して
説明する。
第3図は、本発明のさらに他の実施例(第3の実施例)
に係る空冷吸収式冷温水機のサイクル系統図であり、図
中、第1図と同一符号のものは、先の実施例と同一部分
であるから、その説明を省略する。
第3図の実施例が、第2図の実施例と異なるところは、 (1)空冷熱交換器内のフィン部に温度センサーを配設
した、 (2)空冷熱交換器のうち冷却空気入口側の空冷吸収器
5bのみに温度センサーを配設した点である。
温度センサー42は、冷媒蒸気の流動終端部近傍の空冷
吸収器のフィン部に設けてあり、温度センサー41は、
冷媒蒸気入口部近傍あるいは途中の空冷吸収器のフィン
部に設けられている4一般に、吸収液の冷媒蒸気吸収は
、気液界面で行われるため、不凝縮ガス滞留個所では、
液膜は過冷却状態にあり、飽和温度より低温になる度合
いが大きい、したがって、交換熱量が小さくなる。
よって、その近傍のフィン部、伝熱管部(垂直管部)の
温度も、不凝縮ガスがない個所に比べて著しく低温度で
ある。この温度差は、空気温度測定の場合の温度差とは
意味が異なるが、要は液膜の温度低下が熱流速差の根本
原因である。
したがって、測定可能な個所は、フィン部、伝熱管部、
液膜等である。また、空冷吸収器5は、サイクル中もっ
とも低圧であり、不凝縮ガス滞留による冷媒蒸気移動阻
害を最も顕著に受ける個所である。よって応答が早いと
いう利点がある。
第3図の実施例によれば、第1図の実施例と同様の効果
が期待されるほか、温度センサーをフィンに固定できる
ので外部からのいたずらに強いこと、空冷吸収器に配設
したので応答性が高いことなど本実施例特有の効果があ
る。
次に、第4図は1本発明の第4の実施例に係る空冷吸収
式冷温水機のサイクル系統図であり、図中、第1図と同
一符号のものは、先の実施例と同一部分であるから、そ
の説明を省略する。
第4図の実施例では、空気温度センサー44゜43は、
空冷ファン27の出口側に配設されている点が、先の第
1ないし第3図の実施例と異なる。
不凝縮ガスの滞留により、空冷熱交換器を出た空気に著
しい温度むらがあると、それは、空冷ファン27吐出の
空気の温度分布にも表われることを見出だした。
第4図の実施例では、第1図の実施例と同様の効果が期
待されるほか、装置の外側から温度センサーを取付けで
きるので、施工が容易であるという実施例特有の効果が
ある。また、機器の診断時に容易に作業できるという効
果がある。
次に、第5図は、本発明の第5の実施例に係る空冷吸収
式冷温水機のサイクル系統図であり1図中、第1図と同
一符号のものは、先の実施例と同一部分であるから、そ
の説明を省略する。
第5図の実施例が、第4図の実施例と異なるところは、
空冷ファンが複数台となり、それぞれの空冷ファンに1
個以上の温度センサーが配設された点にある。
すなわち、空冷ファン27aの出口側に温度センサー4
4a、44bが配設され、空冷ファン27bの出口側に
温度センサー43a、43bが配設されている。
これらn個(第5図では4個)の各温度差ΔTnの最大
値が規定値以上になったとき1判定器46は不凝縮ガス
滞留信号を出すように構成されている。
なお、温度センサーを5個以上配設する場合は、2個所
以上の温度差で判定すれば、より精度良い・評価ができ
る。
第5図の実施例によれば、先の実施例と同様の効果が期
待されるほか、最大温度差で評価したので、検知誤りを
小さくできる効果がある。
次に、第6図は1本発明の第6の実施例に係る空冷吸収
式冷温水機のサイクル系統図である0図中、第1図と同
一符号のものは、第1図の実施例と同一部分であるから
、その説明を省略する。
第6図の実施例が、第1図の実施例と相違するところは
、冷却空気の入口側である空冷吸収器5bの垂直管(伝
熱管)に沿って、入口空気の温度センサー41,42、
出口空気の温度センサー43.44を配設した点である
第6図の実施例によれば、第1図の実施例と同様の効果
が期待されるほか、サイクルに最も影響の大きい、空冷
吸収器出口稀溶液を生成する空冷吸収器5bのみの不凝
縮ガス滞留を検知でき、本当に結晶生成しそうな重大な
事態のみ検知するので、サービスマンの無駄な出動を削
減できる効果がある。
次に、第7図は、本発明の第7の実施例に係る空冷吸収
式冷温水機のサイクル系統図である。図中、第1図と同
一符号のものは、第1図の実施例と同一部分であるから
、その説明を省略する。
第7図の実施例が、第6図の実施例と相違するところは
、空冷凝縮器3の垂直管群15に沿って、入口空気の温
度センサー41,42、出口空気の温度センサー43.
44を配設した点である。
第7図の実施例によれば、第1図の実施例と同様の効果
が期待されるほか、凝縮器3のみで、不凝縮滞留を評価
できるという効果がある。
第8図は、本発明の第8の実施例に係る空冷吸収式冷温
水機のサイクル系統図である0図中、第i図と同一符号
のものは、第1図の実施例と同一部分であるから、その
説明を省略する。
第8図の実施例が、第1図の実施例と相違するところは
、空冷吸収器5aの第1パス垂直管5工aの管内の液膜
温度センサー71.72と、その近傍のフィン部の温度
センサー73.74とを設けた点である。
本実施例では、液膜から、伝熱管(垂直管)。
フィン、空気と熱の流れる途中の温度差の一つである、
液膜とフィンとの温度差を測定することにより、伝熱管
途中の熱流速と、冷媒蒸気終端部の熱流速との熱流速差
を、 温度差Δ’I’= (T7□−T73) −(T、□−
T74)で検知できる。
次に、第9図は、本発明の第9の実施例に係る空冷吸収
式冷温水機のサイクル系統図である。図中、第1図と同
一符号のものは、第1図の実施例と同一部分であるから
、その説明を省略する。
第9図の実施例が、第1図の実施例と相違するところは
、空冷熱交換器前面に空冷水散水装置76を配設した点
にある。
冷却水散水装置76は、水導水配管系に接続し、この水
導水配管系には通水制御弁75が具備されている。
前記判定器46からの不凝縮ガス滞留信号により、制御
器47は、通水制御弁75を開き、空冷熱交換器(空冷
吸収器5a、5bと空冷凝縮器3とが複合的に配置構成
されている)前面の冷却水散水装置76から冷却水を散
水させる。
これによって、冷却空気は温度が低下するとともに、空
冷熱交換器では蒸発器と同様に冷却水の蒸発潜熱によっ
ても冷却される。
こうすることにより、空冷熱交換器の熱交換温度差が大
となるため、サイクル全体として低温度で作動する。し
たがって、高温再生器1の器壁に取付けである異常高温
運転停止リレー65が作動して、冷房運転が継続できな
くなるという事態を起こすこと無く、メンテナンスする
間までの時間。
ユーザーは快適に過ごすことができる利点がある。
次に、第10図は、本発明の第10の実施例に係る空冷
吸収式冷温水機の空冷凝縮器部の不凝縮ガス検知系を示
す系統図で、図に示さない空冷吸収式冷温水機の全体構
成は第1図と同じである。
第10図の実施例では、空冷凝縮器3の下部ヘッダ16
の液冷媒温度センサー77を配設した点が第1図の実施
例と異なる。
本実施例では、空冷凝縮器3の冷却空気入口湿度センサ
ー41と出口温度センサー43とにより空冷凝縮器3の
交換熱量が推算できる。空冷凝縮器3が直交流形の熱交
換器であるため、交換熱量に対応した液冷媒出口温度T
 c oが算出できる。
この液冷媒出口温度Tcoと液冷媒温度センサー77の
測定温度T77との温度差ΔT ΔT=T c o−T、。
が規定値以上に過冷却されている場合は、不凝縮ガス滞
留と判別され、判定器46から不凝縮ガス滞留信号を出
す。
ここで演算器45は、冷却空気入口温度センサー41と
出口温度センサー43とにより空冷凝縮器3の交換熱量
を推算する演算器45aと、液冷媒出口温度Tcoと液
冷媒温度センサー77の測定温度との温度差ΔTを演算
し、熱負荷に応じて設定される規定値と比較する演算器
45bとを備えている。
第10図の実施例によれば、第1図および第9図の実施
例と同様の効果が期待される。
なお、本実施例で、冷却風量が制御により変動する場合
は不正確な値になるため、風量センサー(図示せず)の
情報を演算器45aに入力して。
液冷媒出口温度Tcoの演算精度を上げることができる
次に、第11図は1本発明の第11の実施例に係る空冷
吸収式冷温水機のサイクル要部系統図であり、図中、第
1図と同一符号のものは第1図の実施例と同等部分であ
るから、その説明を省略する。また、第11図に図示し
ない全体構成は第1図と同等である。
第11図に示す空冷吸収式冷温水機は、空冷凝縮器3A
と空冷吸収器5Aとが、複合的配置構成ではなく分離構
成となっている。
第11図の実施例では、空冷吸収器5Aの稀溶液出口側
である溶液ポンプ9の吐出側配管81から分岐管82.
密度センサー83.導管84により、前記溶液ポンプ9
のポンプサクションダクト85に循環する流路を構成し
ている。このポンプサクションダクト85には、温度セ
ンサー86が配設されている。
また、蒸発器4Aのシェルに空冷凝縮器3Aからの液冷
媒が噴出孔87から噴出され、その下方に温度センサー
88が配設され、溶液が混入した場合でも常に新しい液
冷媒に接して蒸発温度を測定できるようになっている。
前記空冷吸収器5Aの出口稀溶液管路系に配設された溶
液の密度センサー83の測定密度ρと。
温度センサー86の測定温度TQの検知データ(情報)
は演算器89に送られ、次のようにして冷媒飽和温度T
sを算出する。
まず、溶液密度ρと温度TQにより、溶液の濃度ξが算
出される。
ξ=f(ρ、TQ) 次に、Duhringの関係から、 Ts=f (ξ、Tfi) によって、溶液の密度と温度から算出される飽和冷媒温
度Tsが求められる。
一方、蒸発器4Aの温度センサー88により蒸発温度が
演算器90に送られ、前記冷媒飽和温度Tsとの温度差
を算出する。また、空冷吸収器5Aの冷却空気入口側、
出口側にそれぞれ配設した温度センサー41.43の温
度を演算器45に送り、これら温度センサー41.43
の温度差から算出される熱負荷から、前記冷媒飽和温度
Tsと蒸発器4Aとの温度差の設定値を演算し1判定器
46に送る。
判定器46では、前記演算器90からの温度差と演算器
45からの設定値とを比較して、演算器90からの温度
差が大なるときに不凝縮ガス滞留信号を出す。
本実施例では、冷却空気側から熱負荷情報を得たが、冷
水の出入口温度からでも同様にできる。
また、負荷一定の場合は、若干確からしさに欠けるが、
温度センサー41,43.演算器45を省略して、設定
値を一定にしても判別できる。
第11図の実施例によれば、第1図および第9図と同様
の効果が期待されるほか、サイクル内部の溶液物性の密
度と温度とから不凝縮ガス滞留が判断できるため、空冷
形の吸収冷暖房機に限らず。
水冷形および他の冷却手段を用いる吸収冷房サイクル全
般の不凝縮ガス滞留検知ができ、きわめて応用性が広い
という本実施例特有の効果がある。
なお、上記の各実施例は、本発明の代表的な実施例を示
したものであり、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。
例えば、図示説明を省略するが、空冷吸収器または空冷
凝縮器の少なくともいずれかの空冷熱交換器の、冷却空
気側あるいはフィン部に配設した温度センサーと、その
近傍の空冷熱交換器の伝熱管部に配設した温度センサー
との、温度センサー間の温度差を算出する第1の演算器
と、前記空冷熱交換器の冷媒蒸気流の終端部近傍の冷却
空気側あるいはフィン部に配設した温度センサーと、そ
の近傍の空冷熱交換器の伝熱管部に配設した温度センサ
ーとの、温度センサー間の温度差を算出する第2の演算
器と、前記第1.第2の各演算器で算出された温度差を
比較演算する第3の演算器と、空気またはフィン部と伝
熱管との温度差が、空冷熱交換器の冷媒蒸気流終端部近
傍と、それ以外の位置とで比較規定値よりも大きい場合
に、不凝縮ガス滞留信号を出す判定器とを設けた空冷吸
収式冷温水機も、先の各実施例と同様の効果をもたらす
ものである。
[発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明によれば、器内の不
凝縮ガス滞留を、熱、物質移動性能の低下によって検知
し、不凝縮ガスがわずかに存在する場合でも、吸収液の
結晶によるサイクル構成不能、あるいは、高温再生器作
動温度の上昇による構成機器の腐食劣化の進行等を抑制
する運転制御を行い、安全な運転を可能にする空冷吸収
式冷暖房機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る空冷吸収式冷温水機
のサイクル系統図、第2図は1本発明の第2の実施例に
係る空冷吸収式冷温水機のサイクル系統図、第3図は、
本発明の第3の実施例に係る空冷吸収式冷温水機のサイ
クル系統図、第4図は、本発明の第4の実施例に係る空
冷吸収式冷温水機のサイクル系統図、第5図は、本発明
の第5の実施例に係る空冷吸収式冷温水機のサイクル系
統図、第6図は、本発明の第6の実施例に係る空冷吸収
式冷温水機のサイクル系統図、第7図は。 本発明の第7の実施例に係る空冷吸収式冷温水機のサイ
クル系統図、第8図は5本発明の第8の実施例に係る空
冷吸収式冷温水機のサイクル系統図、第9図は、本発明
の第9の実施例に係る空冷吸収式冷温水機のサイクル系
統図、第10図は、本発明の第10の実施例に係る空冷
吸収式冷温水機の空冷凝縮器部の不凝縮ガス検知系を示
す系統図。 第11図は、本発明の第11の実施例に係る空冷吸収式
冷温水機のサイクル要部系統図である。 1・・・高温再生器、2・・・低温再生器、3,3A・
・・空冷凝縮器、4・・・蒸発器、5.5A、5a、5
b・・・空冷吸収器、6・・・温水熱交換器、7・・・
高温熱交換器、8・・・低温熱交換器、9・・・溶液ポ
ンプ、10・・・冷媒ポンプ、11・・・稀溶液タンク
、12・・・空冷凝縮器用自動抽気装置、13・・・空
冷凝縮器用自動抽気装置、16・・・下部ヘッダ、27
・・・空冷ファン。 41.42,43,44・・・温度センサー、45゜4
5 a 、 45 b 、 89 、90−演算器、4
6−・・判定器、47・・・制御器、51a、51b・
・・垂直管、52a、52b・・・下部ヘッダ、61・
・・冷水温度調節器、62・・・冷媒オーバーフロー管
、63・・・制御弁、64・・・熱入力制御弁、65・
・・異常高温運転停止リレー、67・・・ファン回転数
制御器、71,72・・・液膜温度センサー 73,7
4・・・温度センサ75・・・通水制御弁、76・・・
冷却水散水装置、77・・・液冷媒温度センサー、83
・・・密度センサー86.88・・・温度センサー

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、高温再生器、低温再生器、空冷凝縮器、蒸発器、空
    冷吸収器、低温熱交換器、高温熱交換器、空冷ファン、
    溶液循環ポンプを備え、これらを作動的に接続してなる
    空冷吸収式冷暖房機において、 前記空冷吸収器または空冷凝縮器の少なくともいずれか
    の空冷熱交換器の冷媒蒸気流に沿って配設した複数の熱
    流速センサーと、 これら複数の熱流速センサー間の熱流速差を算出する演
    算器と、 その熱流速差と規定の熱流速差とを比較して測定熱流速
    差の方が大きい場合に、不凝縮ガス滞留信号を出す判定
    器とを、 設けたことを特徴とする空冷吸収式冷暖房機。 2、高温再生器、低温再生器、空冷凝縮器、蒸発器、空
    冷吸収器、低温熱交換器、高温熱交換器、空冷ファン、
    溶液循環ポンプを備え、これらを作動的に接続してなる
    空冷吸収式冷暖房機において、 前記空冷吸収器または空冷凝縮器の少なくともいずれか
    の空冷熱交換器の、冷却空気入口側から出口側までのい
    ずれかの位置に配設した複数の温度センサーと、 これら複数の温度センサー間の温度差を算出する演算器
    と、 その測定温度差と規定の温度差とを比較して測定温度差
    の方が大きい場合に、不凝縮ガス滞留信号を出す判定器
    とを、 設けたことを特徴とする空冷吸収式冷暖房機。 3、熱流速センサーまたは温度センサーのいずれかのセ
    ンサー手段を、空冷熱交換器フィン配置部内の、空気部
    、フィン部、伝熱管部のいずれかに配設したことを特徴
    とする請求項1または請求項2記載のいずれかの空冷吸
    収式冷暖房機。 4、センサー手段を、空冷凝縮器側に配設したことを特
    徴とする請求項3記載の空冷吸収式冷暖房機。 5、センサー手段を、空冷吸収器側に配設したことを特
    徴とする請求項3記載の空冷吸収式冷暖房機。 6、センサー手段の配設個所は、空冷吸収器と空冷凝縮
    器とが複合的に配置構成された空冷熱交換器であること
    を特徴とする請求項3記載の空冷吸収式冷暖房機。 7、高温再生器、低温再生器、空冷凝縮器、蒸発器、空
    冷吸収器、低温熱交換器、高温熱交換器、空冷ファン、
    溶液循環ポンプを備え、これらを作動的に接続してなる
    空冷吸収式冷暖房機において、 前記空冷吸収器または空冷凝縮器の少なくともいずれか
    の空冷熱交換器の冷却空気側に配設した温度センサーと
    、その近傍の空冷熱交換器の伝熱管部に配設した温度セ
    ンサーとの、温度センサー間の温度差を算出する第1の
    演算器と、前記空冷熱交換器の冷媒空気流の終端部近傍
    の冷却空気側に配設した温度センサーと、その近傍の空
    冷熱交換器の伝熱管部に配設した温度センサーとの、温
    度センサー間の温度差を算出する第2の演算器と、 前記第1、第2の各演算器で算出された温度差を比較演
    算する第3の演算器と、 空気と伝熱管との温度差が、空冷熱交換器の冷媒蒸気流
    終端部近傍と、それ以外の位置とで比較して規定値より
    も大きい場合に、不凝縮ガス滞留信号を出す判定器とを
    、 設けたことを特徴とする空冷吸収式冷暖房機。 8、高温再生器、低温再生器、空冷凝縮器、蒸発器、空
    冷吸収器、低温熱交換器、高温熱交換器、空冷ファン、
    溶液循環ポンプを備え、これらを作動的に接続してなる
    空冷吸収式冷暖房機において、 前記空冷吸収器または空冷凝縮器の少なくともいずれか
    の空冷熱交換器のフィン部に配設した温度センサーと、
    その近傍の空冷熱交換器の伝熱管部に配設した温度セン
    サーとの、温度センサー間の温度差を算出する第1の演
    算器と、前記空冷熱交換器の冷媒蒸気流の終端部近傍の
    フィン部に配設した温度センサーと、その近傍の空冷熱
    交換器の伝熱管部に配設した温度センサーとの、温度セ
    ンサー間の温度差を算出する第2の演算器と、 前記第1、第2の各演算器で算出された温度差を比較演
    算する第3の演算器と、 フィン部と伝熱管との温度差が、空冷熱交換器の冷媒蒸
    気流終端部近傍と、それ以外の位置とで比較して規定値
    よりも大きい場合に、不凝縮ガス滞留信号を出す判定器
    とを、 設けたことを特徴とする空冷吸収式冷暖房機。 9、高温再生器、低温再生器、空冷凝縮器、蒸発器、空
    冷吸収器、低温熱交換器、高温熱交換器、空冷ファン、
    溶液循環ポンプを備え、これらを作動的に接続してなる
    空冷吸収式冷暖房機において、 前記空冷吸収器または空冷凝縮器の少なくともいずれか
    の空冷熱交換器の、冷媒蒸気流終端における作動流体出
    口温度センサーと、 前記空冷熱交換器の冷却媒体温度センサーと、これら各
    温度センサーから冷媒蒸気流終端温度差を算出する演算
    器と、 前記温度差と熱負荷に応じて設定される規定値とを比較
    して、前記温度差が規定値以下のとき不凝縮ガス滞留信
    号を出す判定器とを、 設けたことを特徴する空冷吸収式冷暖房機。 10、高温再生器、低温再生器、空冷凝縮器、蒸発器、
    空冷吸収器、低温熱交換器、高温熱交換器、空冷ファン
    、溶液循環ポンプを備え、これらを作動的に接続してな
    る空冷吸収式冷暖房機において、 前記空冷吸収器の出口溶液系に配設した密度センサーと
    溶液温度センサーと、 これら溶液密度と溶液温度とから冷媒温度を算出する第
    1の演算器と、 蒸発器に配設した冷媒蒸発温度センサーから冷媒蒸発温
    度を算出する第2の演算器と、 前記溶液密度と温度から算出した推定冷媒温度と冷媒蒸
    発温度との温度差を規定値と比較し、推定冷媒温度と冷
    媒蒸発温度との温度差が規定値より大きいときに、不凝
    縮ガス滞留信号を出す判定器とを、 設けたことを特徴とする空冷吸収式冷暖房機。 11、不凝縮ガス滞留信号を一定時間間隔で取り込み、
    複数回連続して不凝縮ガス滞留の判別があった場合に、
    不凝縮ガス滞留信号を出す判定器を設けたことを特徴と
    する請求項1、2、7、8、9、10記載のいずれかの
    空冷吸収式冷暖房機。 12、冷房運転開始後、熱容量と熱入力の比で算出され
    る時定数の約1倍以上の一定時間は、不凝縮ガス滞留信
    号を受け付けないようにした判定器を設けたことを特徴
    とする請求項1、2、7、8、9、10、11記載のい
    ずれかの空冷吸収式冷暖房機。 13、自動抽気装置を配設した空冷吸収式冷暖房機にお
    いて、不凝縮ガス滞留信号により抽気装置不良と判定す
    る判定器を設けたことを特徴とする請求項1、2、7、
    8、9、10、11、12記載のいずれかの空冷吸収式
    冷暖房機。 14、不凝縮ガス滞留信号により抽気装置を駆動する制
    御器を設けたことを特徴とする請求項1、2、7、8、
    9、10、11、12記載のいずれかの空冷吸収式冷暖
    房機。 15、不凝縮ガス滞留信号により、冷水温度制御系の冷
    水温度設定値を高くせしめる制御器を設けたことを特徴
    とする請求項1、2、7、8、9、10、11、12記
    載のいずれかの空冷吸収式冷暖房機。 16、不凝縮ガス滞留信号により、溶液希釈制御系の冷
    媒オーバーフローの液冷媒滞留設定値を小さくせしめる
    制御器を設けたことを特徴とする請求項1、2、7、8
    、9、10、11、12記載のいずれかの空冷吸収式冷
    暖房機。 17、不凝縮ガス滞留信号により、高温再生器熱入力制
    御系の熱入力設定値を小さくして、高温再生器の作動温
    度を低温に動作せしめる制御器を設けたことを特徴とす
    る請求項1、2、7、8、9、10、11、12記載の
    いずれかの空冷吸収式冷暖房機。 18、不凝縮ガス滞留信号により、空冷ファン入力制御
    系のファン入力設定値を大きくして冷却風量を多くして
    、高温再生器の作動温度を低温に動作せしめる制御器を
    設けたことを特徴とする請求項1、2、7、8、9、1
    0、11、12記載のいずれかの空冷吸収式冷暖房機。 19、不凝縮ガス滞留信号により、空冷熱交換器に配設
    した冷却水散布装置を駆動せしめる制御器を設けたこと
    を特徴とする請求項1、2、7、8、9、10、11、
    12記載のいずれかの空冷吸収式冷暖房機。 20、不凝縮ガス滞留信号または抽気装置不良信号を、
    光ケーブル、電話回線、無線等の通話手段を介してメン
    テナンスサービスステーションに連絡する制御器を設け
    たことを特徴とする請求項1、2、7、8、9、10、
    11、12のいずれかの空冷吸収式冷暖房機。
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