JPH07122528B2 - 吸収冷凍機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は吸収冷凍機に関し、特に冷媒液を蒸発器に循環
散布するための冷媒ポンプを備えた吸収冷凍機に関す
る。

（ロ）従来の技術 例えば特開昭63−129262号公報には、蒸発器の下部の冷
媒受部に溜っている冷媒液を蒸発器に循環散布する冷媒
ポンプとこの冷媒ポンプの制御装置とを備え、この冷媒
ポンプの制御装置は冷水負荷が減少し蒸発器からの冷水
出口温度が低下しているときには、冷媒ポンプの運転を
断続運転する機構を有している吸収冷凍機が開示されて
いる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記従来の技術に示した吸収冷凍機において、冷水負荷
が減少して冷水出口温度が低下し、冷媒ポンプが所定時
間ごとに断続運転した場合、断続運転の時間が長くなる
につれて吸収液の濃度が上昇して吸収器での冷媒吸収能
力が高くなり、冷媒ポンプ運転時の冷水出口温度の低下
が急激になる。又、冷媒ポンプを停止しても蒸発器のト
レーには冷媒液が残っていて散布され、又滴下中の伝熱
管上に冷媒液が残っているため、冷媒ポンプを停止した
後も冷媒液の滴下が完全に止まるまで冷水出口温度が低
下し、オーバーシュートによる冷水出口温度の低下が大
きくなるおそれがある。又、冷水出口温度の低下を小さ
くするために、冷媒ポンプのON−OFFの間隔を小さくし
た場合には、冷媒ポンプの発停回数が多くなり、冷媒ポ
ンプの耐久性が悪くなるおそれがある。

本発明は吸収冷凍機の冷水出口温度の大幅な低下を防止
し、かつ、冷媒ポンプの頻繁は発停を回避することを目
的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解決するために、高温発生器
（１）と、凝縮器（３）と、蒸発器（４）と、吸収器
（５）とを接続して冷凍サイクルを形成すると共に、冷
媒液を蒸発器（４）に循環散布するための冷媒ポンプ
（19P）を蒸発器（４）に接続した吸収冷凍機におい
て、蒸発器（４）からの冷水出口温度に応じて冷媒ポン
プ（19P）の運転を制御する冷媒ポンプ制御装置（42P）
を備え、この冷媒ポンプ制御装置（42P）は冷水出口温
度が第１の所定温度以下になったときに冷媒ポンプ（19
P）を停止し、その後、冷水出口温度が第１の所定温度
より高い第２の所定温度になったときに冷媒ポンプ（19
P）を第１の所定時間運転し、この第１の所定時間が経
過したとき冷媒ポンプ（19P）を停止し、その後、第２
の所定時間冷媒ポンプ（19P）を停止状態に保持し、第
２の所定時間の経過時の冷水出口温度が第２の所定温度
より高い第３の所定温度以上のとき冷媒ポンプ（19P）
を運転する吸収冷凍機を提供するものである。

又、高温発生器（１）に温水器（35）を付設し、温水主
制御運転時、温水器（35）からの温水出口温度に応じて
高温発生器（１）の加熱量を調節する制御装置（42）を
備えた吸収冷凍機において、冷水出口温度に応じて冷媒
ポンプ（19P）の運転を制御する冷媒ポンプ制御装置（4
2P）を備え、この冷媒ポンプ制御装置（42P）は冷水出
口温度が低下したとき冷媒ポンプ（19P）を停止し、そ
の後、冷水出口温度が上昇したとき冷媒ポンプ（19P）
を所定時間運転し、その後、冷媒ポンプ（19P）を所定
時間停止し、所定時間経過した時点の冷水出口温度に応
じて冷媒ポンプ（19P）を運転する吸収冷凍機を提供す
るものである。

（ホ）作 用 吸収冷凍機の運転時、或いは温水主制御の運転時、冷水
負荷が減少し、冷水出口温度が停止したときには冷媒ポ
ンプ（19P）を停止し、その後、冷水出口温度が上昇し
て所定温度になったときに冷媒ポンプ（19P）を所定時
間運転し、冷媒液を蒸発器（４）に循環し、その後冷媒
ポンプ（19P）を停止し、所定時間経過後に冷水出口温
度が上昇しているときには冷媒ポンプ（19P）を運転
し、冷水出口温度が変わらないとき、又は低下している
ときには冷媒ポンプ（19P）の停止を継続するので、冷
水出口温度の過低下を確実に回避することが可能にな
り、又、冷媒ポンプ（19P）の頻繁な運転、停止の繰り
返しを防止し、吸収冷凍機の運転を安定することが可能
になる。

（ヘ）実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図に示したものは温水機を備えて冷水と温水とを同
時に供給できる吸収冷凍機（以後吸収冷温水機という）
であり、冷媒に水（H₂O）、吸収剤（吸収液）に臭化リ
チウム（LiBr）水溶液を使用したものである。

第１図において（１）はバーナ（1B）を備えた高温発生
器、（２）は低温発生器、（３）は凝縮器、（3A）は冷
媒液溜め、（４）は蒸発器、（4A）は冷媒液散布用のト
レー、（５）は吸収器、（６）は低温熱交換器、（７）
は高温熱交換器、（８）ないし（14）は吸収液管、（1
5）は吸収液ポンプ、（16）及び（17）は冷媒管、（1
8）は冷媒液流下管、（19）は冷媒液循環管、（19P）は
冷媒ポンプ、（2A）はオーバーフロー管、（20）はバー
ナ（1B）に接続された燃料供給管、（21）は加熱量制御
弁、（22）は冷水配管、（23）は蒸発器熱交換器であ
り、それぞれは第１図に示したように配管接続されてい
る。又、（Ａ）は上胴、（Ｂ）は下胴である。さらに、
（25）は冷却水配管であり、この冷却水配管（25）の途
中には吸収器熱交換器（26）及び凝縮器熱交換器（27）
が設けられている。又、（30）は冷媒管（17）に設けら
れた冷媒ドレン制御弁である。

（35）は高温発生器（１）に付設された温水器、（36）
は温水器（35）の下部と高温発生器（１）とを接続する
温水ドレン管であり、この温水ドレン管（36）の途中に
温水ドレン制御弁（37）が設けられている。又、（38）
は温水配管であり、この温水配管（38）の途中に温水器
熱交換器（40）が設けられている。

（41）は冷水主制御と温水主制御とを切換える冷主温主
切換装置、（42）は加熱量制御弁（21）、冷媒ドレン制
御弁（30）、及び温水ドレン制御弁（37）の開度等を調
節する制御装置であり、制御装置（42）に冷媒ポンプ
（19P）の運転、停止を制御する冷媒ポンプ制御装置（4
2P）が設けられている。又（43）及び（44）は蒸発器
（４）の入口側及び出口側の冷水配管（22）にそれぞれ
取り付けられた冷水入口温度検出器及び冷水出口温度検
出器、（45）及び（46）は温水器（35）の入口側及び出
口側の温水配管（38）にそれぞれ取り付けられた温水入
口温度検出器及び温水出口温度検出器である。そして、
冷水入口温度検出器（43）及び温水入口温度検出器（4
5）は冷主温主切換装置（41）に接続され、冷水出口温
度検出器（44）及び温水出口温度検出器（46）は制御装
置（42）に接続されている。又、（47）は冷主温主切換
装置（41）の切換回路、（48）は切換接片であり、切換
接片（48）は第１図に示したように冷水入口温度と温水
入口温度とに応じて冷水主制御側接点Ｃと温水主制御側
接点Ｈとに切換わる。

又、制御装置（42）は切換接片（48）が冷水主制御側接
点Ｃに閉じているとき、即ち冷水主制御時には冷水出口
温度検出器（44）の検出温度に応じて加熱量制御弁（2
1）の開度をPID制御（比例動作＋積分動作＋微分動作に
よる制御）により調節し、温水出口温度検出器（46）の
検出温度に応じて温水ドレン制御弁（37）の開度をＰ制
御（比例制御）により調節する。又、切換接片（48）が
温水主制御側接点Ｈに閉じているとき、即ち、温水主制
御時には、制御装置（42）は冷水出口温度検出器（44）
の検出温度（以後冷水出口温度という）に応じて冷媒ド
レン制御弁（30）の開度をＰ制御により調節し、温水出
口温度検出器（46）の検出温度（以下温水出口温度とい
う）に応じて加熱量制御弁（21）の開度をPID制御によ
り調節する。さらに、冷媒ポンプ制御装置（42P）は冷
水出口温度に応じて冷媒ポンプ（19P）の運転、停止を
制御する。

上記のように構成された吸収冷温水機の運転時、例えば
冷水入口温度が10.0℃であり、温水入口温度が例えば5
7.0℃のときには、冷主温主切換装置（41）の切換接片
（48）が冷水主制御側接点Ｃに切換っている。このた
め、冷主温主切換装置（41）から信号を入力した制御装
置（42）は上記のように冷水主制御の制御を行い、冷水
出口温度に応じて加熱量制御弁（21）へ開度信号を出力
し、制御弁（21）の開度がPID制御により調節される。
又、制御装置（21）は温水出口温度に応じて温水ドレン
制御弁（37）へ開度信号を出力し、温水ドレン制御弁
（37）の開度がＰ制御により調節される。又、制御装置
（42）は冷媒ドレン制御弁（30）へ全開の信号を出力
し、冷媒ドレン制御弁（30）は全開している。又、吸収
液ポンプ（15）及び冷媒ポンプ（19P）はそれぞれ運転
され、従来の吸収冷温水機と同様に吸収液及び冷媒が循
環し、蒸発器熱交換器（23）で温度低下した冷水が負荷
へ供給される。そして、上記のように冷水出口温度に応
じて加熱量制御弁（21）の開度がPID制御により調節さ
れ、高温発生器（１）の加熱量が変化して、冷水出口温
度はほぼ設定温度に保たれ、冷水出口温度の変化は僅か
である。

又、高温発生器（１）にて吸収液から分離した冷媒蒸気
の一部は温水器（35）へ流れ、温水器熱交換器（40）を
流れる温水と熱交換して凝縮する。そして、凝縮した冷
媒液が温水ドレン管（36）及び温水ドレン制御弁（37）
を経て高温発生器（１）へ戻る。又、温水器熱交換器
（40）で温度上昇した温水が負荷へ供給される。このと
き、上記のように温水出口温度に応じて温水ドレン制御
弁（37）の開度がＰ制御により調節される。そして、温
水出口温度が低下したときには、それに比例して温水ド
レン制御弁（37）の開度が大きくなり、温水器（35）の
冷媒液面が低下する。冷媒液面が低下すると温水器熱交
換器（40）の熱交換面積が増加して熱交換量が増え、温
水出口温度が上昇する。又、温水出口温度が上昇したと
きには、それに比例して温水ドレン制御弁（37）の開度
が小さくなり、温水器（35）の冷媒液面が上昇する。冷
媒液面が上昇すると温水器熱交換器（40）の熱交換面積
が減少して熱交換量が減り、温水出口温度が低下する。

又、温水負荷が大きく、温水入口温度が例えば55.2℃で
あり、冷水入口温度が例えば9.0℃のときには、冷主温
主切換装置（41）の切換接片（48）が温水主制御側接点
Ｈに切換っている。このため、冷主温主切換装置（41）
から信号を入力した制御装置（42）は温水主制御の制御
を行い、温水出口温度に応じて加熱量制御弁（21）へ開
度信号を出力し、加熱量制御弁（21）の開度がPID制御
により調節される。又は制御装置（42）は冷水入口温度
に応じて冷媒ドレン制御弁（30）へ開度信号を出力し、
冷媒ドレン制御弁（30）の開度がＰ制御により調節され
る。又、制御装置（42）は温水ドレン制御弁（37）へ全
開の信号を出力し、温水ドレン制御弁（37）は全開して
いる。そして、冷水出口温度が上昇したときには、それ
に比例して冷媒ドレン制御弁（30）の開度が大きくな
る。そして、高温発生器（１）から冷媒管（16），（1
7）及び低温発生器（２）を経て凝縮器（３）へ流れる
冷媒の量が増加し、又、低温発生器（２）での冷媒蒸気
の発生量が増える。このため、凝縮器（３）から蒸発器
（４）へ流れる冷媒液の量が増え、蒸発器（４）からの
冷水出口温度が低下する。又、冷水出口温度が低下した
ときには、それに比例して冷媒ドレン制御弁（30）の開
度が小さくなる。そして、上記冷水出口温度が上昇した
ときとは逆に、凝縮器（３）から蒸発器（４）へ流れる
冷媒液の量が減少し、冷水出口温度が上昇する。又、温
水出口温度に応じて加熱量制御弁（21）の開度がPID制
御により調節され、温水出口温度がほぼ設定温度に保た
れ、温水出口温度の変化は僅かである。

以下、吸収冷温水機が温水主制御で運転されていると
き、冷水負荷が減少し冷水出口温度が低下したときの吸
収冷温水機の制御について第２図及び第３図に基づいて
説明する。第２図に示したように冷水出口温度が低下し
て８℃以下になると制御装置（42）が動作し、冷媒ドレ
ン制御弁（30）の開度が冷水出口温度の低下に伴い小さ
くなり、冷媒管（16），（17）を経て凝縮機（３）へ流
れる冷媒の量が減少する。そして、冷水出口温度が第２
の所定温度の例えば6.0℃となると、冷媒ドレン制御弁
（30）は閉じる。その後、さらに冷水負荷が小さくなり
冷水出口温度が第１の所定温度の例えば5.5℃以下にな
ると、冷媒ポンプ制御装置（42P）が冷媒ポンプ（19P）
へ停止信号を出力して冷媒ポンプ（19P）が停止する。
そして、トレー（4A）の冷媒液がなくなると冷媒液が蒸
発器（４）の蒸発器熱交換器（23）に散布されなくな
る。その後、冷媒ポンプ（19P）は停止しており、冷水
負荷が僅かな状態が続くと、冷水出口温度が上昇する。
そして、冷水出口温度が第２の所定温度の例えば6.0℃
になると、冷媒ポンプ制御装置（42P）が動作し、冷媒
ポンプ（19P）へ運転信号を出力する。それと同時に冷
媒ポンプ制御装置（42P）に設けられたタイマ装置
（Ｔ）が時間を計り始める。運転信号によって冷媒ポン
プ（19P）が運転を開始すると、蒸発器（４）に溜って
いた冷媒液が蒸発器（４）のトレー（4A）に送られる。
そして、冷媒液がトレー（4A）に溜ると、冷媒液がトレ
ー（4A）から蒸発器熱交換器（23）へ散布される。

そして、冷媒ポンプ（19P）が運転を開始して第１の所
定時間例えば10秒経過すると、タイマ装置（Ｔ）が時間
の計測を停止してリセットする。又、冷媒ポンプ制御装
置（42P）が冷媒ポンプ（19P）へ停止信号を出力し、冷
媒ポンプ（19P）が停止する。その後、トレー（4A）に
溜っていた冷媒液が継続して蒸発器熱交換器（23）に散
布される。又、冷媒ポンプ（19P）の停止と同時にタイ
マ装置（Ｔ）がリセットされ再び時間を計り始める。そ
して、冷媒ポンプ（19P）が運転を停止したとき、冷水
負荷が増加していた場合には、第２図のに示したよう
に冷水出口温度は次第に上昇する。又、冷水負荷が僅か
か或いは零の場合には、第２図のに示したように、冷
媒ポンプ（19P）の停止後、冷水出口温度はほとんど変
化なし、或いは冷水出口温度が次第に低下する。

冷媒ポンプ（19P）が停止した後、第２の所定時間、例
えば30秒経過すると、タイマ装置（Ｔ）が時間の計測を
停止してリセットする。そして、このときの冷水出口温
度が第３の所定温度の例えば6.5℃より高い場合には、
冷媒ポンプ制御装置（42P）が動作し、冷媒ポンプ（19
P）へ運転信号を出力し、冷媒ポンプ（19P）が運転を開
始して、蒸発器熱交換器（23）に冷媒液が散布される。
又、第２の所定時間経過したとき、冷水出口温度が6.5
℃以下の場合には、冷媒ポンプ制御装置（42P）は、冷
媒ポンプ（19P）へ運転信号を出力せず、冷媒ポンプ（1
9P）は、停止状態を継続する。そして、冷水負荷の増加
により冷水出口温度が上昇し、上記と同様に6.5℃より
高くなると、冷媒ポンプ制御装置（42P）が冷媒ポンプ
（19P）へ運転信号を出力する。冷媒ポンプ（19P）が運
転を始めると、冷媒液が蒸発器熱交換器（23）に散布さ
れ、温度が低下した冷水が蒸発器（３）から負荷に供給
される。又、上記のように冷媒ポンプ（19P）が運転を
しているとき、又は停止をしているとき、冷水出口温度
が6.0℃より高くなった場合には、冷水出口温度に応じ
て冷媒ドレン制御弁（30）の開度は制御される。

以後、冷水出口温度が再び5.5℃以下になった場合に
は、上記のように冷媒ポンプ（19P）の運転が制御され
る。温水負荷が減少した場合、或いは冷水負荷が増加
し、冷水入口温度及び温水入口温度が冷水主制御の領域
に入った場合には、冷主温主切換装置（41）が動作し、
温水主制御から冷水主制御へ切換えられる。

上記実施例によれば、温水主制御の運転時、例えば冷水
負荷が僅かな状態が長時間続き、冷水出口温度が低下
し、6.0℃になると冷媒ドレン制御弁（30）が閉じ、さ
らに、冷水出口温度が低下して5.5℃になると冷媒ポン
プ制御装置（42P）が動作して冷媒ポンプ（19P）が運転
を停止する。その後、冷水出口温度が上昇して、6.0℃
になったときに、所定時間、冷媒ポンプ（19P）を運転
し、その後所定時間、冷媒ポンプ（19P）を停止させ、
冷水負荷が大きく、所定時間経過後の冷水出口温度が6.
5℃より高いときには冷媒ポンプ（19P）を運転し、冷水
負荷が僅かで6.5℃以下のときには、冷媒ポンプ（19P）
を運転せず、冷水出口温度が6.5℃より高くなるまで冷
媒ポンプ（19P）の運転を停止するので、冷媒ポンプ（1
9P）が停止した後、運転を開始したときの冷水出口温度
の過低下を回避することができ、この結果、吸収冷温水
機の運転を安定することができる。又、冷水出口温度の
大幅な変化により冷媒ポンプ（19P）が頻繁に停止、運
転を繰り返すことを回避でき、冷媒ポンプ（19P）を長
期間にわたり使用することが可能になる。

又、上記実施例において、吸収冷温水機について説明し
たが、例えば高温発生器（１）に温水器（35）が付設さ
れてなく、冷水のみを取り出す吸収冷凍機においても、
上記実施例と同様に、冷水負荷が僅かで、冷水出口温度
が大幅に低下したときには、冷媒ポンプ（19P）を停止
し、冷水出口温度が例えば6.0℃まで上昇したときに冷
媒ポンプ（19P）を運転する。そして、例えば10秒後冷
媒ポンプ（19P）を停止し、その後例えば30秒後、冷水
出口温度が例えば6.5℃より高くなっていた場合には冷
媒ポンプ（19P）を運転し、6.5℃以下の場合には、その
後冷水出口温度が6.5℃より高くなるまで冷媒ポンプ（1
9P）を停止しておくことにより、冷媒ポンプ（19P）が
運転を開始したとき、冷水出口温度が過低下することを
回避でき、又、冷媒ポンプ（19P）が頻繁に、運転、停
止を繰り返すことを防止し、冷媒ポンプ（19P）を長期
間にわたり使用することが可能になる。

尚、冷水出口温度が低下したとき冷媒ポンプ（19P）を
停止する冷水出口の温度、その後冷媒ポンプ（19P）を
運転させる冷水出口の温度、その後冷媒ポンプ（19P）
を運転する第１の所定時間、この第１の所定時間経過後
に冷媒ポンプ（19P）を強制的に停止させておく第２の
所定時間などは上記実施例に示した温度、或いは時間に
限定されるものではなく、吸収冷温水機などの能力、冷
媒ポンプの能力などに応じて設定される。

（ト）発明の効果 本発明は以上のように構成された吸収冷凍機であり、冷
水出口温度に応じて冷媒ポンプの運転を制御する冷媒ポ
ンプ制御装置を備え、この冷媒ポンプ制御装置は、冷水
出口温度が第１の所定温度以下になったとき冷媒ポンプ
を停止し、その後冷媒出口温度が上昇して第２の所定温
度になったとき冷媒ポンプを第１の所定時間運転し、そ
の後、第２の所定時間冷媒ポンプを停止し、この第２の
所定時間が経過したときの冷水出口温度が第２の所定温
度より高い第３の所定温度以上のとき冷媒ポンプを運転
するので、吸収冷凍機の運転時の冷水出口温度の過低下
を防止でき、又、冷媒ポンプの頻繁な運転、停止を回避
することができ、吸収冷凍機の運転を安定することがで
きる。

又、発生器に温水器を付設し、温水主制御の運転時、温
水器の温水出口温度に応じて発生器の加熱量を調節する
制御装置を備えた吸収冷凍機において、冷水出口温度に
応じて冷媒ポンプの運転を制御する冷媒ポンプ制御装置
を備え、この冷媒ポンプ制御装置は、温水主制御の運転
時、冷水出口温度が第１の所定温度以下になったときに
冷媒ポンプを停止し、その後、冷水出口温度が第１の所
定温度より高い第２の所定温度になったときに冷媒ポン
プを第１の所定時間運転し、その後、第２の所定時間冷
媒ポンプの停止を保持し、第２の所定時間経過時の冷水
出口温度が第２の所定温度より高い第３の所定温度以上
のとき、冷媒ポンプの運転を開始するので、温水主制御
の運転時、冷水負荷が僅かな状態が長時間継続した場合
にも、冷水出口温度の過低下を防止でき、又、冷媒ポン
プの頻繁な運転、停止を回避することができ、吸収冷凍
機の運転を安定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す吸収冷温水機の回路構
成図、第２図は冷水出口温度と冷媒ドレン制御弁の開度
及び冷媒ポンプの運転、停止との関係の説明図、第３図
は冷水出口温度が低下したときの冷媒ポンプの制御を説
明するフローチャートである。 （１）……高温発生器、（２）……低温発生器、（３）
……凝縮器、（４）……蒸発器、（５）……吸収器、
（35）……温水器、（42P）……冷媒ポンプ制御装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器と
   を接続して冷凍サイクルを形成すると共に、冷媒液を蒸
   発器に循環散布するための冷媒ポンプを蒸発器に接続し
   た吸収冷凍機において、蒸発器からの冷水出口温度に応
   じて冷媒ポンプの運転を制御する冷媒ポンプ制御装置を
   備え、この冷媒ポンプ制御装置は、冷水出口温度が第１
   の所定温度以下になったときに冷媒ポンプを停止し、そ
   の後冷水出口温度が上記第１の所定温度より高い第２の
   所定温度になったときに冷媒ポンプを第１の所定時間運
   転し、かつ、上記第１の所定時間が経過したとき冷媒ポ
   ンプを停止し、その後、第２の所定時間経過時の冷水出
   口温度が第２の所定温度より高い第３の所定温度以上の
   とき冷媒ポンプを運転することを特徴とする吸収冷凍
   機。
2. 【請求項２】発生器と、凝縮器と、蒸発器と、吸収器
   と、冷媒液を蒸発器に循環散布するための冷媒ポンプと
   をそれぞれ接続して蒸発器から冷水を取り出す冷凍サイ
   クルの高温側に付設された温水器から温水を取り出すよ
   うに構成し、温水主制御の運転時、温水器からの温水出
   口温度に応じて発生器の加熱量を調節する制御装置を備
   えた吸収冷凍機において、冷水出口温度に応じて冷媒ポ
   ンプの運転を制御する冷媒ポンプ制御装置を備え、この
   冷媒ポンプ制御装置は、温水主制御運転時、冷水出口温
   度が第１の所定温度以下になったときに冷媒ポンプを停
   止し、その後冷水出口温度が上記第１の所定温度より高
   い第２の所定温度になったときに冷媒ポンプを第１の所
   定時間運転し、かつ、第１の所定時間が経過したとき冷
   媒ポンプを停止し、その後第２の所定時間経過時の冷水
   出口温度が第２の所定温度より高い第３の所定温度以上
   のとき冷媒ポンプを運転することを特徴とする吸収冷凍
   機。