JPH05332640A - 吸収式冷温水ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】冷房又は暖房運転モードを外部からの信号によ
り切替操作可能な自動冷媒ブロー機能付自動冷暖切替吸
収式冷温水ユニットにおいて、冷房および暖房運転モー
ド切替時、冷却水系統配管４０およびクーリングタワー
４２内の水配り、水抜き操作を行なわないことを特徴と
する吸収式冷温水ユニット。 【効果】冷房，暖房運転モードの切替操作時間が短く、
使い勝手のよい吸収式冷温水ユニットが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般空調用吸収式冷温
水ユニットに係り、特に、冷房，暖房自動切替操作が可
能で、個別分散空調に対応できるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は自動冷暖切替機能付吸収式冷温水
ユニット（以下、吸収式冷温水ユニットと略称する）の
構成例を示すもので、まず、冷房運転サイクルは次のよ
うである。冷房運転時には、切替操作電気信号により冷
暖房切替自動弁４３，４４は閉じられている。また、冷
却水系統の排水自動弁４８，空気抜き自動弁４９は共に
閉、冷却水給水自動弁４７は開の状態で、冷却水系統配
管４０内は冷却水が満たされている。さて、吸収器３０
で冷媒（水）により希釈された希溶液が溶液ポンプ３１
によって低温溶液熱交換器３２，高温溶液熱交換器３３
を経て高温再生器３４へ送り込まれ、そこで加熱されて
冷媒が蒸発し濃縮される。また、低温溶液熱交換器３２
の出口から分岐して低温再生器３５へ送り込まれた希溶
液は、高温再生器３４から発生した冷媒蒸気と熱交換し
て、二次冷媒蒸気を発生し濃縮される。高温再生器３４
で濃縮された濃溶液は、高温溶液熱交換器３３を経て低
温再生器３５で濃縮された溶液と共に低温溶液熱交換器
３２を通過し、これら溶液熱交換器３２，３３で顕熱を
希溶液に与えた後、吸収器３０内に散布される。一方、
高温再生器３４及び低温再生器３５で発生した冷媒蒸気
の各々は、低温再生器３５及び凝縮器３６で凝縮され、
冷媒液となって蒸発器３７内に流下する。ここで、冷媒
は冷媒スプレイポンプ３８によって蒸発器内に散布さ
れ、冷温水戻り管４内の冷温水から蒸発熱を得て蒸発
し、蒸発器３７と吸収器３０とを連絡する蒸気通路を経
て吸収器内の散布濃溶液に吸収される。吸収器３０で発
生した冷媒の凝縮熱は、冷却水配管４０を循環する冷却
水によって取り除かれる。なお、冷却水は吸収器３０を
経て凝縮器３６を循環し、低温再生器３５で発生した冷
媒蒸気の凝縮熱を奪ったのち、クーリングタワー４２で
これらの凝縮器を外気に放出し、冷却される。この冷却
水の循環はポンプ４１により行なわれる。

【０００３】暖房運転サイクルの時は冷暖切替自動弁４
３，４４は開く。冷却水系統の給水自動弁は閉じ、排水
自動弁４８を開いて冷却水を排水完了したのちは閉じ
る。空気抜き自動弁４９は閉じる。さて、高温再生器３
４で発生した冷媒蒸気は、低温再生器３５を経ずに弁４
３を経由して、蒸発器３７内に流入し、冷温水戻り管４
への冷温水を加熱し、冷媒は凝縮される。凝縮した冷媒
液は冷媒スプレイポンプ３８で冷暖切替弁４４を経て吸
収器３０に送り込まれ、そこで高温再生器３４及び低温
再生器３５から送られ吸収器内で散布された濃溶液を希
釈して希溶液とし、再び、溶液ポンプ３１で高温再生器
３４及び低温再生器３５へ送られる。この暖房運転サイ
クルでは冷却水循環ポンプ４１は停止されており、吸収
器３０，凝縮器３６では熱交換器は行なわれず、クーリ
ングタワー４２の動作も停止したままである。なお、自
動抽気装置３９は、大気圧以下に保持された機内の不凝
縮ガスの排出を行なうもので、主として暖房から冷房サ
イクルへの切替時や、冷房サイクルの時に連続的にまた
は定期的に動作して冷房能力の低下を防止する。

【０００４】このような吸収式冷温水ユニットの冷房／
暖房サイクルの切替操作時、その都度、冷却水の給水
（暖房から冷房サイクルへの切替時）又は排水（冷房サ
イクルから暖房サイクルへの切替時）を行なう操作が必
要で、切替操作に時間を要するので、サイクル切替が即
座にできない欠点がある。また、春秋の中間期において
サイクルの切替回数が多くなると、冷却水排水量が増
え、水を浪費する欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の欠点であ
る、冷房／暖房サイクル切替に時間を要することを改善
することにある。また、冷却水の給排水にもとなう節水
をはかることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】冷房／暖房サイクルの切
替の時の冷却水の処置として、従来、暖房時には冷却水
を排水したが、排水は一切行なわず、系内にとどめたま
まとする。また、暖房から冷房サイクルへの切替時に
は、暖房運転時に吸収器，凝縮内に滞留した高温水をク
ーリングタワーを迂回して、循環させる配管系統を配設
して流し運転立上がり時、クーリングタワーの熱衝撃に
よる変形を防止する。または、冷却水温度を検出するた
めの温度検出手段を設け、冷房運転開始時に上記温度検
出手段による検出温度が所定値以上の時は冷房運転を開
始しないように制御する。さらに、冬期における冷却水
の凍結によるクーリングタワーおよび冷却水ポンプの破
損を防止するために、冷却水配管系統に冷却水温検出の
温度検出手段を設け、冷却水温の低下を検出して暖房運
転、および冷却水ポンプ運転を行なう。この暖房運転時
に凝縮器内に凝縮した冷媒は蒸発器をバイパスする冷媒
配管系統を通り、直接吸収器にブローし溶液の過濃縮を
防止する。冷却水ポンプの保護のために、冷却水配管系
統内に水位検出レベルスイッチを設けて空運転を防止す
るインターロックを設ける。

【０００７】

【作用】クーリングタワーを迂回して、クーリングタワ
ー下段に配設された貯槽に至る配管を配設し、途中に設
けた自動制御弁を開閉することにより、冷却水の流れを
制御する。暖房から冷房サイクルへの切替時には、暖房
運転において、吸収器および凝縮器内に滞留した冷却水
は、高温冷媒蒸気によって加熱され、高温水となってい
るため、冷房運転時の立上がり時に、冷却水ポンプが運
転されると、高温水が、そのまま押し出されてクーリン
グタワーに流下して、クーリングタワー内のプラスチッ
クで成形されたラッシヒリング５１等を、加熱変形させ
る可能性がある。そこで、迂回配管を運転立上げの短時
間のみ配管途中の自動制御弁を開いて、クーリングタワ
ーを迂回して流下させ、クーリングタワーの下段に配設
された貯槽に導く。貯槽内には、外気によって冷却され
た冷却水が貯留されているので、これと混合されて高温
水の温度は低下して、再び冷却水ポンプで吸収器，凝縮
器を循環する。立上がりの短時間の間、迂回配管を冷却
水は循環すると、水温も低下するので、自動制御弁を閉
じて、クーリングタワーに通水させる。この自動制御弁
は、運転タイマによって操作され、開動作時間は、吸収
器，凝縮器，クーリングタワー貯槽，配管系統の保有水
量等によって決定される。

【０００８】次に、クーリングタワーの熱衝撃からの回
避のための第２の手段として、冷却水温度検出手段を配
設して、冷房運転開始時に検出温度が所定値以上の時は
冷房運転を開始しないよう制御する。この場合に冷却水
温度が自然冷却によって所定値（例えば、クーリングタ
ワーの耐熱温度）以下に低下すると、冷房運転起動条件
が成立して、運転が開始される。温度検出手段としては
サーミスタなどが用いられ、この抵抗変化でトランジス
タ等からなるオン・オフ制御回路を駆動すること等によ
り上記の制御が可能となる。

【０００９】冷却水配管系統に冷却水温検出のための温
度検出手段を設け、冷却水温の低下を検出すると、吸収
式冷温水ユニットは暖房運転に自動的にはいる。図１に
示すように暖房運転では、凝縮器，吸収器内は高温冷媒
蒸気に満たされるため、凝縮器，吸収器の伝熱管にて冷
媒が凝縮して冷却水は加熱される。冷却水ポンプを運転
する事により、冷却水系統の水は昇温し凍結が防止され
る。一方凝縮器内に溜った凝縮冷媒はバイパス冷媒配管
系統に設けた自動制御弁が運転タイマ等により開き、吸
収器にブローされ吸収器の溶液濃度を低下させる。冷却
水温度が所定の温度まで上昇すると、前述の温度検出手
段が働いて暖房運転を停止するとともに冷却水ポンプが
停止する。これらの凍結防止運転制御は、上述のオン・
オフ制御回路等によるシーケンス制御又はマイコン制御
により実行される。なお、冷却水ポンプの運転時には同
ポンプ保護のため、冷却水配管系統内に水位検出スイッ
チを設けて空運転を防止する。

【００１０】

【実施例】図２において、本発明の実施例を説明する。
冷却水配管系統では、クーリングタワー４２への給水
は、ボールタップ弁５０によって行なわれクーリングタ
ワーの貯槽の水位は四季を通じて常に一定になるように
制御される。こうして、冷却水配管系統は常に満水の状
態に維持される。また、吸収器３０，凝縮器３６を経て
クーリングタワー４２へ至る冷却水配管にクーリングタ
ワー４２のバイパス配管５２および自動弁５３が配設さ
れている。暖房から冷房運転への切替の時に、冷却水ポ
ンプ４１が運転されると同時に自動弁が開き、冷却水は
バイパス配管５２を流下してクーリングタワーの貯槽へ
送られ、ここで混合降温される。特に、暖房運転後に直
ちに冷房運転に切替られた場合には、吸収器３０および
凝縮器３６内の冷却水は約７０℃の熱水になっているた
め、この高温水がラシヒリング５１に降りかかり、変形
等してその機能が損なわれることを回避できる。一定時
間後に、自動弁５３を閉じて冷却水はクーリングタワー
４２へ通水され、正常な冷房運転に移行する。これらの
制御を系統図として図３に示す。

【００１１】本発明の別の実施例を図４について説明す
る。図４の５６は冷却水温度を検出するための温度検出
手段であり、冷却水配管系統に配設してある。この温度
検出手段の検出温度が、例えば、クーリングタワーの耐
熱温度以下の場合にのみ、冷房運転が開始される制御が
なされる。なお、冷却水温度検出手段の配設位置は図４
に示す吸収器３０の近くの他、凝縮器３６の近くの冷却
水配管でも支障はない。また、温度検出手段として、サ
ーミスタ，熱電対などがある。制御方法としてはこれら
の出力変化で駆動されるオン・オフ制御回路がある。

【００１２】次に、冷却水配管系統の冬場の凍結防止対
策は、冷却水配管内に冷却水温検知手段５４を配設し、
これにより、凍結防止運転を行なう。その制御フローを
系統図として図４に示す。冷却水温が低下してある温度
以下になると、暖房運転が開始される。次いで、レベル
スイッチ５５が入で冷却水配管系統に冷却水が十分に満
たされている条件のもとに冷却水ポンプ４１の運転が行
なわれる。暖房運転では冷却水は、吸収器３０および凝
縮器３６を通過する際、主に凝縮器３０で冷媒蒸気の凝
縮熱により昇温し凍結防止が図られる。冷却水を昇温さ
せ凝縮した冷媒液は凝縮器底部に集められ、凝縮器３６
から吸収器３０に連結した冷媒バイパス配管４６に設け
られ運転タイマ等によって制御された冷媒ブロー制御弁
４５を通り、吸収器にブローする。ブローした冷媒液は
溶液と混合希釈し、前述のように再び、溶液ポンプ３１
で高温再生器３４および低温再生器３５へ送られる。冷
却水温検知手段５４により冷却水温度が規定値に達した
事を確認すると暖房運転を停止する。従来技術では、一
般に冷温水配管系統４の凍結防止のための暖房運転を実
施しているが、本発明では、これと同時に冷却水配管系
統についても実施するため、制御も従来の凍結防止回路
を利用できる他、エネルギについても節約できる。本実
施例によれば、冷房／暖房サイクルの切替時間が短く、
節水もできる使い勝手のよい吸収式冷温水ユニットが提
供される。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、冷却水の給排水操作が
不要となるので、冷房／暖房サイクルの切替に要する時
間が短縮され、使い勝手のよい吸収式冷温水ユニットが
提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術を示す系統図。

【図２】本発明の一実施例を示す系統図。

【図３】本発明の第二の実施例を説明する系統図。

【図４】本発明の第三の実施例を示すフローチャート。

【図５】本発明の実施例を示すフローチャート。

【符号の説明】

４１…冷却ポンプ、４２…クーリングタワー、４３…冷
暖切替自動弁、４４…冷暖切替自動弁、４５…冷媒ブロ
ー制御弁、４７…給水自動弁、４８…排水自動弁、４９
…空気抜自動弁、５０…ボールタップ弁、５１…ラシヒ
リング、５２…バイパス配管、５３…自動弁、５４…冷
却水温検知手段、５６…冷却水温検知手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高温再生器，凝縮器，吸収器，蒸発器，ク
   ーリングタワー，冷温水ポンプ，冷却水ポンプを含み、
   冷房および暖房運転モードを外部からの信号により切替
   操作可能な吸収式冷温水ユニットにおいて、前記冷房お
   よび暖房運転モードの切替時に、冷却水系統配管および
   前記クーリングタワー内の水張り，水抜き操作を行なわ
   ないことを特徴とする吸収式冷温水ユニット。