JPH04217757A - 吸収冷温水装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸収冷温水装置に係り
、特にエンジンの排出熱などを熱源として運転する吸収
冷温水装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、吸収冷凍機では、冷房運転時は、
吸収器、凝縮器に冷却水を通水し、発生器に熱源となる
温水（エンジンの排出熱など）を通し、蒸発器から、冷
房用の冷水を取り出す。冷房サイクルは通常の吸収冷凍
サイクルで運転される。

【０００３】一方、暖房の場合は、熱源となる温水と、
暖房用温水とを直接、熱交換させてもよいのであるが、
空調用流体（冷水、温水）の経路が、冷房と暖房とで異
なり、切替弁が必要になる。すなわち、冷水は蒸発器か
ら、温水は熱源温水と暖房温水との熱交換器から得るこ
とになる。

【０００４】また、エンジンの排出熱などを熱源として
運転する吸収冷凍装置では、吸収冷凍装置の役目として
冷水を製造する以外に、熱源である排出熱を冷却する役
目がある。通常、エンジンの排出熱などを熱源として運
転する吸収冷凍装置では、発生器に入る熱源の量（温水
流量あるいは蒸気量）を調節して、冷水温度を制御し、
熱源温度が高すぎる場合には、ラジエータ（あるいは冷
却器）を用いて、熱源の熱を放出するのが一般的である
。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、同一の機器
から温度制御された冷水、温水が取り出せ、しかも熱源
の熱を放出するラジエータ（あるいは冷却器）の役目を
兼用することのできる吸収冷温水装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、発生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、溶
液熱交換器を主要構成機器とし、これらを溶液配管、冷
媒配管で結んでサイクルを構成する吸収冷温水機におい
て、該吸収冷温水機に冷却水を供給する冷却塔及び冷却
水ポンプと冷却水流量を可変とする流量可変装置を設け
ると共に、発生器を通る外部流体通路に熱源検出器を設
け、該熱源検出器の検出値に基づいて、冷却水の流量可
変装置を制御する機構としたことを特徴とする吸収冷温
水装置としたものである。

【０００７】また上記目的を達成するために、本発明で
は、発生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、溶液熱交換器を
主要構成機器とし、これらを溶液配管、冷媒配管で結ん
でサイクルを構成する吸収冷温水機において、該吸収冷
温水機に冷却水を供給する冷却塔及び冷却水ポンプと冷
却水流量を可変とする流量可変装置を設けると共に、発
生器又は凝縮器の冷媒蒸気を、吸収器又は蒸発器に導く
冷媒蒸気配管を設け、該蒸気配管には冷媒蒸気弁を設け
、また、蒸発器を通る外部流体通路に温度検出器を設け
、発生器を通る外部流体通路には熱源検出器を設け、該
熱源検出器の検出値に基づいて、冷却水の流量可変装置
を制御すると共に、蒸発器外部流体温度検出器の検出値
又は該温度検出器の検出値と熱源検出器の検出値との演
算信号に基づいて冷媒蒸気弁を制御する機構としたこと
を特徴とする吸収冷温水装置としたものである。

【０００８】上記吸収冷温水装置において、冷却水流量
可変装置としては冷却水ポンプの回転数制御装置あるい
は冷却水系統の流量制御弁が用いられる。そして、熱源
検出器としては、熱源温度検出器又は熱源蒸気圧検出器
を用いるのがよい。

【０００９】

【作用】本発明では、発生器に入ってくる熱源熱量は、
直接的には調節せず、発生器に入ってきた熱源で、溶液
を常に加熱濃縮する。冷水の温度制御は、冷水温度が低
い場合、すなわち冷凍機の冷凍能力が、冷房負荷より大
きい場合は、例えば、高圧側の冷媒を低圧側に導く冷媒
蒸気弁を設け、これを開とする。高圧側（発生器および
凝縮器）の冷媒蒸気を、冷媒蒸気弁を通して、低圧側（
吸収器および蒸発器）に放出すると、吸収器では、高圧
側からの冷媒蒸気と、蒸発器からの冷媒蒸気とを吸収す
ることになり、蒸発器での冷媒蒸発量が制限され、冷凍
機の能力を減少させることができる。

【００１０】冷水温度が高い場合すなわち、冷凍機の冷
凍能力が、冷房負荷より小さい場合は、前記の例で言え
ば、冷媒蒸気弁を閉止する。また、それでも高い場合、
熱源熱量が不足しており、制御の範囲外である。熱源温
度は、高すぎるとエンジンの冷却に支障をきたす。

【００１１】熱源温度が高い場合（熱源が過剰の場合）
、冷却水流量を増加させて、発生器または凝縮器の冷媒
蒸気を凝縮させて、発生器の冷媒蒸気圧を低下させ、そ
れに伴い発生器溶液の温度低下させて、発生器で熱源の
熱量を消費させて、熱源温度あるいは熱源蒸気圧を低下
させる。

【００１２】一方、熱源温度が低下しすぎると、潤滑油
の粘性が高すぎて、性能に支障をきたすことがある。こ
れに対して、本発明では、冷却水流量を減少させ、発生
器での伝熱量を減少させて、熱源温度を高める方向に制
御する。

【００１３】また、冷媒蒸気弁を設けて蒸発器外部流体
も制御する場合を、冷房運転と暖房運転に分けて説明す
る。冷房運転では、冷水温度が高い場合は冷媒蒸気弁を
閉止する。冷水温度が低い場合は、高圧側（発生器およ
び凝縮器）の冷媒蒸気を、冷媒蒸気弁を通して、低圧側
（吸収器および蒸発器）に放出する。吸収器では、高圧
側からの冷媒蒸気と、蒸発器からの冷媒蒸気とを吸収す
ることになり、蒸発器での冷媒蒸発量が制限され、冷凍
機の能力を減少させることができる。熱源温度は、高す
ぎるとエンジンの冷却に支障をきたす。

【００１４】熱源温度が高い場合（熱源が過剰の場合）
、冷媒蒸気弁を開方向にして、発生器または凝縮器の冷
媒蒸気を、吸収器または蒸発器に放出し、発生器の冷媒
蒸気圧を低下させ、それに伴い発生器溶液の温度低下さ
せて、発生器で熱源の熱量を消費させて、熱源温度ある
いは熱源蒸気圧を低下させる。

【００１５】一方、熱源温度が低下しすぎると、潤滑油
の粘性が高すぎて、エンジンに支障をきたすことがある
。これに対して、本案では、冷却水流量を減少させ、発
生器での伝熱量を減少させて、熱源温度を高める方向に
制御する。（冷却水流量減少→吸収器伝熱の悪化→吸収
溶液の濃度上昇→発生器での沸騰温度上昇となる。また
、冷却水流量減少→凝縮器伝熱の悪化→凝縮器凝縮温度
の上昇→発生器圧力の上昇→発生器での沸騰温度上昇と
なる。）

【００１６】また暖房運転では、温水温度が高い場合、
すなわち冷温水機の暖房能力が、暖房負荷より小さい場
合は、冷媒蒸気弁を閉止する。温水温度が低い場合、す
なわち冷凍機の暖房能力が、暖房負荷より大きい場合は
、高圧側（発生器および凝縮器）の冷媒蒸気を、冷媒蒸
気弁を通して、低圧側（吸収器および蒸発器）に放出し
、蒸発器で凝縮させる。また、それでも低い場合、熱源
熱量が不足しており、制御の範囲外である。熱源温度は
、高すぎるとエンジンの冷却に支障をきたす。

【００１７】熱源温度が高い場合（熱源が過剰の場合）
、冷媒蒸気弁を開方向にして、発生器または凝縮器の冷
媒蒸気を、吸収器または蒸発器に放出し、発生器の冷媒
蒸気圧を低下させ、それに伴い発生器溶液の温度低下さ
せて、発生器で熱源の熱量を消費させて、熱源温度ある
いは熱源蒸気圧を低下させる。冷媒蒸気弁を全開として
もなお熱源温度が高い場合、冷却水ポンプを運転、冷温
水機に導入する冷却塔からの冷却水流量を調節して、熱
源温度を制御する。また、冷却水は、吸収器では、吸収
熱を、凝縮器では凝縮熱を奪う。

【００１８】熱源温度が低下してくれば、冷却水流量を
減少させ、所定値以下で冷却水ポンプ停止とする。また
暖房運転時の冷却水を直接冷却塔に導くと、温度が高い
ため、冷却塔を痛めることがある。この場合、冷温水機
をバイパスするラインを設け、冷温水機からの冷却水と
、バイパスした冷却水とを混合し、冷却塔入口の冷却水
温度を所定値以下にするなどの方法をとる。一方、熱源
温度が低下しすぎると、潤滑油の粘性が高すぎて、エン
ジンに支障をきたすことがある。これに対しては、冷媒
蒸気弁を閉止方向とする。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００２０】実施例１ 図１に本発明の吸収冷凍機のフロー構成図を示す。図１
において、Ｇは発生器、Ａは吸収器、Ｅは蒸発器、Ｃは
凝縮器、Ｈは溶液熱交換器、Ｖ３　は流量制御弁、ＴＨ
　は熱源検出器、９は冷却塔、１０は冷却水ポンプ、１
１，１２は循環ポンプ、管１〜４は溶液通路、管５，６
は冷媒通路、管１３，１４は熱源通路、管１６，１７は
冷却水通路を示す。

【００２１】この装置を用いた冷房サイクルを説明する
。冷媒を吸収した希溶液は吸収器Ａから管１を通り、ポ
ンプ１１により熱交換器の被加熱側に送られ、熱交換に
より加温された希溶液は管２を通り発生器Ｇに導入され
る。発生器Ｇでは、管１３からのエンジンのジャケット
温水等の熱源により加熱されて、吸収した冷媒蒸気を蒸
発して濃縮される。濃縮された濃溶液は管３から熱交換
器Ｈの加熱側を通って、管４から吸収器Ａに導入され再
び冷媒を吸収して希溶液となって管１から循環される。

【００２２】一方、発生器Ｇで発生した冷媒蒸気は凝縮
器Ｃに至り、凝縮器Ｃ中の冷却水によって冷却されて凝
縮し、管５から蒸発器Ｅに導入される。蒸発器Ｅでは、
冷媒は冷水から熱を奪い、冷凍効果を発揮して蒸発する
。蒸発した冷媒蒸気は吸収器Ａで溶液に吸収される。 吸収の際の吸収熱は吸収器を流れる管１６からの冷却水
により冷却される。

【００２３】このような冷房サイクルにおいて、熱源温
度が高すぎる場合は、冷却水の流量制御弁Ｖ３　を開方
向にするか、冷却水ポンプ１０の回転数を上げて、凝縮
器に流入する冷却水量を増加させることにより発生器温
度を低下させて熱源温度を低下させることができる。ま
た、蒸発器を通る冷水温度が高い場合、冷房能力が不足
しているので同様に吸収器Ａ、凝縮器Ｃに流入する冷却
水量を増加させ、冷水温度が低い場合は、冷却水量を減
少させることで制御できる。

【００２４】実施例２ 図２に本発明の他の例の吸収冷温水装置のフロー構成図
を示す。図２は、図１との相違点は、冷媒蒸気配管８と
冷媒蒸気弁Ｖ１　を設け、蒸発器を通る外部流体通路に
温度検出器ＴＣ　を設けた点にある。そして、この装置
の冷房サイクルは図１の装置と同じであるが、熱源温度
が高すぎる場合は、冷媒蒸気弁を開として、発生器及び
凝縮器の蒸気圧を低下させることによっても制御できる
。

【００２５】次に、この装置を用いた暖房サイクルを説
明する。暖房運転では、通常は冷却水は冷温水機には通
水しない。そして、暖房運転では、吸収器Ａからの溶液
を管１から溶液熱交換器Ｈの被加熱側に導入し、加熱側
の濃溶液と熱交換して温度を高め、溶液熱交換器Ｈを出
た後、管２から発生器Ｇに導入される。ここで溶液は外
部熱源１４により加熱され濃縮される。濃縮された濃溶
液は発生器Ｇから管３により溶液熱交換器Ｈの加熱側に
入り、被加熱側の希溶液を加熱して管４から吸収器Ａに
入る。

【００２６】発生器Ｇで溶液の濃縮が行われる際発生す
る冷媒蒸気は、高圧側と低圧側とを結ぶ冷媒蒸気配管８
の冷媒蒸気弁Ｖ１　を開とすることにより、管８から蒸
発器Ｅに導かれ、蒸発器Ｅを通る管１５からの温水（空
調用流体）に熱を与えて凝縮する。凝縮した冷媒液は、
吸収器Ａに流入する。ここでは冷媒液は、管６、冷媒ポ
ンプ１２、管７及び冷媒液弁Ｖ２　を通して流れる。冷
媒ポンプ１２は停止していても差し支えない。また、冷
媒蒸気弁Ｖ１は、外部流体温度検出器ＴＣ　による流体
温度の検出により、開閉でき温度調節ができる。

【００２７】吸収器Ａに入った溶液は、吸収器Ａが低圧
のため冷媒の蒸気圧が高く、冷媒蒸気を放出して温度が
低下する。放出された冷媒蒸気は蒸発器Ｅで高圧側の冷
媒蒸気と共に凝縮する。溶液は、そのまま吸収器Ａを出
て、蒸発器Ｅからの冷媒液と混合されて希溶液となって
、管１から溶液熱交換器Ｈに入り、循環して暖房サイク
ルを形勢する。このような暖房サイクル運転において、
熱源温度が高すぎる場合は、まず、冷媒蒸気弁Ｖ１　を
開いて調整し、全開としてもなお熱源温度が高い場合は
、冷却水ポンプ１０を運転して、冷却水を冷温水機に流
入することにより、熱源温度を下げることができる。

【００２８】本発明では、熱源温度の制御を優先させ、
熱源温度の許容範囲内で、蒸発器温水の温度を制御する
。図３に、調節動作の例を示す。熱源温度と、蒸発器温
水温度の制御を、冷媒蒸気弁の調節により行う範囲では
、例えば、熱源過剰度検出器の検出値から、および蒸発
器外部流体温度検出器から、それぞれ弁開度を求め、弁
の調節には、大きい方の値を用いる。図４及び図５に、
蒸発器温水温度と熱源水温度による調整動作の例を示す
。図において、ＴＣＯは温水温度目標値、ＴＨＯは熱源
温度目標値である。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、冷却塔と冷却水流量可
変装置及び／又は冷媒蒸気弁を設けたことにより冷水及
び熱源の温度制御が容易にでき、また、熱源の熱を放出
できるので、エンジンの排出熱を放出するラジエータの
役目を兼用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例を示す吸収冷温水装置のフロー構
成図である。

【図２】本発明の他の例を示す吸収冷温水装置のフロー
構成図である。

【図３】調整動作の例を示す模式図である。

【図４】蒸発器温水温度の制御のためのグラフである。

【図５】熱源温度の制御のためのグラフである。

【符号の説明】

Ｇ　　発生器 Ａ　　吸収器 Ｅ　　蒸発器 Ｃ　　凝縮器 Ｈ　　溶液熱交換器 Ｖ１　　　冷媒蒸気弁 Ｖ３　　　流量制御弁 ＴＨ　　　熱源検出器 ＴＣ　　　温度検出器 １〜４　　溶液通路 ５，６　　冷媒通路 ９　　冷却塔 １０　　冷却水ポンプ １１，１２　　ポンプ １３，１４　　熱源通路 １５　　冷温水通路 １６，１７　　冷却水通路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　発生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、溶
   液熱交換器を主要構成機器とし、これらを溶液配管、冷
   媒配管で結んでサイクルを構成する吸収冷温水機におい
   て、該吸収冷温水機に冷却水を供給する冷却塔及び冷却
   水ポンプと冷却水流量を可変とする流量可変装置を設け
   ると共に、発生器を通る外部流体通路に熱源検出器を設
   け、該熱源検出器の検出値に基づいて、冷却水の流量可
   変装置を制御する機構としたことを特徴とする吸収冷温
   水装置。
2. 【請求項２】　　発生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、溶
   液熱交換器を主要構成機器とし、これらを溶液配管、冷
   媒配管で結んでサイクルを構成する吸収冷温水機におい
   て、該吸収冷温水機に冷却水を供給する冷却塔及び冷却
   水ポンプと冷却水流量を可変とする流量可変装置を設け
   ると共に、発生器又は凝縮器の冷媒蒸気を、吸収器又は
   蒸発器に導く冷媒蒸気配管を設け、該蒸気配管には冷媒
   蒸気弁を設け、また、蒸発器を通る外部流体通路に温度
   検出器を設け、発生器を通る外部流体通路には熱源検出
   器を設け、該熱源検出器の検出値に基づいて、冷却水の
   流量可変装置を制御すると共に、蒸発器外部流体温度検
   出器の検出値、又は該温度検出器の検出値と熱源検出器
   の検出値との演算信号に基づいて冷媒蒸気弁を制御する
   機構としたことを特徴とする吸収冷温水装置。
3. 【請求項３】　　冷却水流量可変装置が、冷却水ポンプ
   の回転数制御装置又は、冷却水系統の流量制御弁である
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の吸収冷温水装置
   。