JPH07218020A - 吸収式冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷変動に基づいたエンジンの運転状態の変
化に拘らず、常に最高の冷房能力を得るようにする。 【構成】 室内を冷房する２重効用吸収式冷凍機１は、
高温再生器７の熱源にエンジン２の排気排熱を利用し、
低温再生器８の熱源に排気排熱を回収した蒸気冷媒の潜
熱を利用している。また、排気温度センサ８３で検出し
た排気温度に基づいて高温再生器７内の溶液の最適な設
定温度を変化させ、さらに冷媒温度センサ８４で検出し
た冷媒温度に基づいて低温再生器８内の溶液の最適な設
定温度を変化させた。そして、電子制御装置１２にて設
定した設定温度に基づいて高温側、低温側可変絞り弁４
５、４６の開度を制御して高温、低温再生器７、８内へ
流入する溶液の流量を調整することにより、高温、低温
再生器７、８内の溶液温度を制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特にエンジンの排熱
を有効に利用した吸収式冷凍機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として、再生器より流出した
エンジン排気の排気温度、再生器内の溶液の溶液温度、
または再生器内の蒸気冷媒の蒸発圧力等を検出して、再
生器内へ流入する溶液の溶液流量を調整することによ
り、再生器内の溶液温度（溶液濃度）を一定の値となる
ように制御するようにした吸収式冷凍機（特開昭６２−
７７７号公報など）が存在する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
においては、溶液温度（溶液濃度）を常に一定の値に制
御するものであるため、エンジン排気のように、エンジ
ンの負荷変動にて変化するエンジンの排熱量に応じて排
気温度まで変化するような再生器の熱源に対しては吸収
式冷凍機の空調能力の低下を招く可能性があった。

【０００４】特に、エンジンの負荷が減少した場合に
は、エンジンの排熱量が減少するため、エンジン排気の
排気温度が低下する。そして、このような状態をこのま
ま放置すると、溶液の顕熱加熱に必要な熱量が入熱量に
対して多くの割合を占めることになり、再生器内で溶液
から蒸気冷媒が発生する冷媒発生量が著しく低下し、吸
収式冷凍機の空調能力の低下がより顕著となるという問
題点があった。

【０００５】この発明は、再生器の熱源にエンジンの排
熱を利用しているものであっても、負荷変動に基づいた
エンジンの運転状態の変化に拘らず、常に最高の空調能
力を得ることが可能な吸収式冷凍機の提供を目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、負荷変動に
基づいて排熱量が増減するエンジンと、熱源として前記
エンジンの排熱を利用した再生器と、この再生器内の溶
液の温度を増減させる溶液温度可変手段と、前記エンジ
ンの運転状態を検出する運転状態検出手段、およびこの
運転状態検出手段で検出された前記エンジンの運転状態
に基づいて前記再生器内の溶液の設定温度を変化させる
設定温度可変手段を有し、この設定温度可変手段で決め
られた前記再生器内の溶液の設定温度に基づいて前記溶
液温度可変手段を制御する制御手段とを備えた技術手段
を採用した。

【０００７】なお、前記制御手段は、前記再生器内の溶
液温度を検出する溶液温度検出手段を有し、この溶液温
度検出手段で検出した溶液温度が、前記設定温度可変手
段で決められた設定温度に近づくように、前記溶液温度
可変手段を制御する。また、前記溶液温度可変手段は、
吸収器内の溶液を前記再生器内へ供給する溶液流路に設
けられ、前記溶液流路の開度を調節して溶液の循環量を
調整する循環量調整手段を有している。さらに、前記運
転状態検出手段は、前記エンジンで発生したエンジン排
気を排出する排気流路に設けられ、エンジン排気の排気
温度を検出する排気温度検出手段である。

【０００８】そして、熱源として前記エンジンの排熱を
利用した高温側の再生器、および熱源として前記高温側
の再生器内で前記エンジンの排熱を回収した蒸気冷媒の
潜熱を利用した低温側の再生器を備えている。また、前
記運転状態検出手段は、前記再生器内の蒸気冷媒を凝縮
器内へ供給する冷媒流路に設けられ、前記冷媒流路内を
流れる蒸気冷媒の冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段
である。

【０００９】

【作用】この発明によれば、負荷の減少に基づいてエン
ジンの運転状態が変化することによりエンジンの排熱量
が定常の値より不足している場合には、運転状態検出手
段で検出されたエンジンの運転状態に基づいて再生器内
の溶液の設定温度を現在の値より低くなるように設定す
る。そして、現在の値より低い設定温度に基づいて溶液
温度調整手段を制御して再生器内の溶液の溶液温度を変
化させるようにする。これにより、再生器内の溶液加熱
量の低下を防げるため、再生器内の溶液から発生する蒸
気冷媒の冷媒発生量の低下が抑制される。したがって、
エンジンの運転状態が変化してエンジンの排熱量が不足
している場合でも、最高の空調能力で吸収式冷凍機が運
転される。

【００１０】また、負荷の増加に基づいてエンジンの運
転状態が変化することによりエンジンの排熱量が定常の
値より過大化している場合には、運転状態検出手段で検
出されたエンジンの運転状態に基づいて再生器内の溶液
の設定温度を現在の値より高くなるように設定する。そ
して、現在の値より高い設定温度に基づいて溶液温度調
整手段を制御して再生器内の溶液の溶液温度を変化させ
るようにする。これにより、再生器内の過熱を防げるた
め、再生器内の溶液から発生する蒸気冷媒の冷媒発生量
の過大化が抑制される。このため、再生器内の冷媒発生
量の過大化による再生器内の圧力の上昇が抑えられ、再
生器内の溶液の濃度が高くなることによる吸収剤の結晶
化を防げる。したがって、エンジンの運転状態が変化し
てエンジンの排熱量が過大化している場合でも、最高の
空調能力で吸収式冷凍機が運転される。

【００１１】

【実施例】

〔実施例の構成〕次に、この発明の吸収式冷凍機をエン
ジン排熱利用２重効用吸収式冷凍機に適用した実施例に
基づいて説明する。図１はエンジンの排熱、特にエンジ
ンの排気排熱を有効に利用した２重効用吸収式冷凍機を
示した図である。

【００１２】２重効用吸収式冷凍機１は、水冷式エンジ
ン２、冷媒回路３、溶液回路４、冷却水循環路５、利用
冷水循環路６、１つの高温再生器７、１つの低温再生器
８、１つの凝縮器９、１つの蒸発器１０、１つの吸収器
１１および電子制御装置１２等から構成されている。な
お、この実施例では、希溶液とは、臭化リチウムの溶解
度が５５重量％程度の臭化リチウム水溶液を言う。ま
た、濃溶液とは、臭化リチウムの溶解度が６０重量％程
度の臭化リチウム水溶液を言う。

【００１３】エンジン２は、負荷に応じた動力を発生す
る内燃機関で、例えば発電機２１を回転駆動する。この
エンジン２は、天然ガスまたはディーゼル油等の燃料を
燃焼することにより排熱が発生するものである。なお、
発電機２１は、エンジン２に回転駆動される被駆動手段
として用いられ、例えば電力を消費して作動する発光
体、発熱体、回転体等の電力負荷２２に電力を供給す
る。このエンジン２には、エンジン２の燃焼時に発生し
たエンジン排気を外部へ排出する排気管２３が取り付け
られている。

【００１４】排気管２３は、本発明の排気流路であっ
て、エンジン排気を高温再生器７内のコイルチューブ２
４を通して外部へ排出するものである。コイルチューブ
２４は、内部を通過する高温のエンジン排気と高温再生
器７内の溶液とを熱交換させて排気排熱にて溶液を加熱
する高温側の溶液加熱手段である。

【００１５】冷媒回路３は、高温側冷媒流路３１、低温
側冷媒流路３２、液冷媒流路３３、液冷媒循環路３４お
よび冷媒ポンプ３５等を備えている。高温側冷媒流路３
１は、本発明の冷媒流路であって、高温再生器７で発生
した高温、高圧の蒸気冷媒を、低温再生器８内のコイル
チューブ３６を通して凝縮器９へ供給する冷媒供給手段
である。コイルチューブ３６は、内部を通過する高温、
高圧の蒸気冷媒と低温再生器８内の溶液とを熱交換させ
て蒸気冷媒の潜熱にて溶液を加熱する低温側の溶液加熱
手段である。

【００１６】低温側冷媒流路３２は、低温再生器８で発
生した低温、低圧の蒸気冷媒を凝縮器９へ供給する冷媒
供給手段である。液冷媒流路３３は、凝縮器９内の液冷
媒を蒸発器１０へ供給する冷媒供給手段である。液冷媒
循環路３４は、蒸発器１０内の液冷媒を蒸発器１０へ戻
す冷媒供給手段で、先端部に液冷媒を蒸発器１０内に噴
霧する噴霧手段としてのノズル３７を設けている。冷媒
ポンプ３５は、例えばキャンドモータポンプが使用さ
れ、図示しない電動モータにより回転駆動され、冷媒回
路３内に冷媒の流れを発生させる冷媒流発生手段であ
る。

【００１７】溶液回路４は、濃溶液流路４０、希溶液流
路４１、溶液ポンプ４２、高温溶液熱交換器４３、低温
溶液熱交換器４４および高温側、低温側可変絞り弁４
５、４６等を備えている。濃溶液流路４０は、高温再生
器７内で濃縮された濃溶液を、高温、低温溶液熱交換器
４３、４４、吸収器１１内に循環させる濃溶液循環手段
である。また、濃溶液流路４０の最も下流側には、濃溶
液を吸収器１１内に噴霧する噴霧手段としてのノズル４
７を設けている。

【００１８】希溶液流路４１は、本発明の溶液流路であ
って、吸収器１１内で希薄化された希溶液を、低温、高
温溶液熱交換器４４、４３を通して高温再生器７内およ
び低温再生器８内に循環させる希溶液循環手段である。
この希溶液流路４１の分岐部より下流側には、高温側希
溶液流路４８および低温側希溶液流路４９が接続されて
いる。高温側希溶液流路４８は、低温溶液熱交換器４４
より流出した希溶液を高温溶液熱交換器４３を通して高
温再生器７内へ送るための高温側希溶液循環手段であ
る。低温側希溶液流路４９は、低温溶液熱交換器４４よ
り流出した希溶液を低温再生器８内へ送るための希溶液
循環手段である。

【００１９】溶液ポンプ４２は、例えばキャンドモータ
ポンプが使用され、図示しない電動モータにより回転駆
動され、溶液回路４内に溶液の流れを発生させる溶液流
発生手段である。高温、低温溶液熱交換器４３、４４
は、濃溶液流路４０内を通過する高温の濃溶液と希溶液
流路４１内を通過する低温の希溶液とを熱交換させて濃
溶液を冷却し、希溶液を加熱する溶液熱交換手段であ
る。そして、これらの高温、低温溶液熱交換器４３、４
４は、濃溶液を希溶液で冷却することにより吸収器１１
内での冷媒の吸収性能を高めると共に、希溶液を濃溶液
で加熱することにより２つの再生器７、８内での溶液の
加熱性能を高める。

【００２０】高温側、低温側可変絞り弁４５、４６は、
本発明の溶液温度可変手段、循環量調整手段であって、
希溶液流路４１の高温側、低温側希溶液流路４８、４９
にそれぞれ取り付けられている。また、高温側、低温側
可変絞り弁４５、４６は、電子制御装置１２より出力さ
れる制御信号（電流信号または電圧信号等の電気信号）
に応じて高温側、低温側希溶液流路４８、４９の開口度
合（開度）をそれぞれ調節する。すなわち、高温側、低
温側可変絞り弁４５、４６は、高温、低温再生器７、８
内へ流入する希溶液の流量をそれぞれ調整する高温側、
低温側流量調整弁として働く。

【００２１】そして、高温側、低温側可変絞り弁４５、
４６は、駆動手段としての電磁式アクチュエータにより
１ステップずつ開度が増減される。なお、高温側可変絞
り弁４５は、高温側の溶液温度可変手段、高温側の循環
量調整手段を構成し、低温側可変絞り弁４６は、低温側
の溶液温度可変手段、低温側の循環量調整手段を構成す
る。

【００２２】冷却水循環路５は、室外ファンおよび室外
熱交換器よりなるものや、クーリングタワー等よりなる
室外ユニット（図示せず）で冷却された冷却水を、吸収
器１１内のコイルチューブ５１、凝縮器９内のコイルチ
ューブ５２を通して再度室外ユニットに戻す冷却水循環
手段である。コイルチューブ５１は、内部を通過する低
温の冷却水によって、吸収器１１内で溶液に冷媒が吸収
される際に発生する吸収熱を除熱する除熱手段である。
また、コイルチューブ５２は、内部を通過する冷却水と
凝縮器９内の冷媒蒸気とを熱交換させて冷却水にて冷媒
を凝縮液化させる冷媒液化手段である。

【００２３】利用冷水循環路６は、室内ファンおよび室
内熱交換器よりなる室内ユニット（図示せず）で温まっ
た利用冷水を、蒸発器１０内のコイルチューブ６１を通
して再度室内ユニットに戻す利用冷水循環手段である。
コイルチューブ６１は、内部を通過する冷却水と蒸発器
１０内の霧化冷媒を熱交換させて利用冷水にて冷媒を蒸
発気化させる冷媒気化手段である。なお、室内ユニット
は、百貨店、スーパーマーケット、コンビニエンススト
ア等の建築物の室内の冷房（または暖房）を行う。

【００２４】高温再生器７は、本発明の高温側の再生器
であって、排気管２３のコイルチューブ２４、およびこ
のコイルチューブ２４を収容する大気容器７１等から構
成されている。この高温再生器７は、溶液回路４の希溶
液流路４１から大気容器７１内に流入した希溶液を、コ
イルチューブ２４内を通過するエンジン排気の排熱にて
加熱して高温、高圧の蒸気冷媒を発生させ、希溶液を濃
縮させる高温側の蒸気冷媒発生手段である。

【００２５】低温再生器８は、本発明の低温側の再生器
であって、冷媒回路３のコイルチューブ３６、およびこ
のコイルチューブ３６を収容する真空容器７２等から構
成されている。この低温再生器８は、溶液回路４の低温
側希溶液流路４９から真空容器７２内に流入した希溶液
を、コイルチューブ３６内を通過する高温の蒸気冷媒の
潜熱にて加熱して低温、低圧の蒸気冷媒を発生させ、希
溶液を濃縮させる低温側の蒸気冷媒発生手段である。

【００２６】凝縮器９は、冷却水循環路５のコイルチュ
ーブ５２、およびこのコイルチューブ５２を収容する真
空容器７３等から構成されている。この凝縮器９は、高
温側冷媒流路３１から真空容器７３内に流入する蒸気冷
媒および低温側冷媒流路３２から真空容器７３内に流入
する蒸気冷媒をコイルチューブ５２内を通過する冷却水
により凝縮液化させ、冷却水を加熱する冷媒液化手段、
冷却水加熱手段である。

【００２７】蒸発器１０は、利用冷水循環路６のコイル
チューブ６１、およびこのコイルチューブ６１を収容す
る真空容器７４等から構成されている。この蒸発器１０
は、液冷媒循環路３４のノズル３７よりコイルチューブ
６１上に噴霧された霧化冷媒とコイルチューブ６１内を
通過する利用冷水とを熱交換させて冷媒を蒸発気化さ
せ、利用冷水を冷却する冷媒気化手段、利用冷水冷却手
段である。

【００２８】吸収器１１は、冷却水循環路５のコイルチ
ューブ５１、およびこのコイルチューブ５１を収容し、
且つ蒸発器１０と同一の真空容器７４等から構成されて
いる。この吸収器１１は、濃溶液流路４０のノズル４７
よりコイルチューブ５１上に噴霧された濃溶液に蒸発器
１０で発生した蒸気冷媒を吸収させるものである。

【００２９】なお、真空容器７４内には、蒸発器１０の
上部と吸収器１１の上部とを仕切る仕切り板７５、およ
び蒸発器１０の下部と吸収器１１の下部とを分離する分
離板７６が設けられている。仕切り板７５には、蒸発器
１０の上部雰囲気と吸収器１１の上部雰囲気とを連通す
るための複数の連通口７７が形成されている。

【００３０】電子制御装置１２は、本発明の制御手段で
あって、内部にＣＰＵ（演算処理手段）、ＲＯＭ（記憶
手段）、ＲＡＭ（記憶手段）を含んで構成されるコンピ
ュータを内蔵したもので、運転スイッチ８１、冷暖房切
替スイッチ８２、排気温度センサ８３、冷媒温度センサ
８４および高温側、低温側溶液温度センサ８５、８６等
から入力した入力信号に基づいて、エンジン２、室内フ
ァン、室外ファン、冷媒ポンプ３５、溶液ポンプ４２お
よび高温側、低温側可変絞り弁４５、４６等の冷凍機器
を制御する。

【００３１】運転スイッチ８１は、２重効用吸収式冷凍
機１の起動または作動停止を司る起動停止手段であっ
て、オン（投入）されると電子制御装置１２と電源とを
接続する。

【００３２】冷暖房切替スイッチ８２は、冷房運転、暖
房運転等の建築物の室内の空調モードを切り替える空調
モード切替手段である。なお、２重効用吸収式冷凍機１
の冷房運転時には、図示しない切替弁等の切替手段を作
動させて利用冷水循環路６を室内ユニットに接続し、冷
却水循環路５を室外ユニットに接続するようにする。暖
房運転時には、切替弁等の切替手段を作動させて冷却水
循環路５を室内ユニットに接続し、利用冷水循環路６を
室外ユニットに接続するようにする。

【００３３】排気温度センサ８３は、本発明の運転状態
検出手段、排気温度検出手段であって、エンジン２と高
温再生器７内のコイルチューブ２４との間の排気管２３
内に取り付けられ、且つ電子制御装置１２に電気的に接
続されている。この排気温度センサ８３は、排気管２３
内を流れるエンジン排気の排気温度（エンジン２の出口
排気温度）を検出して、この検出した排気温度に応じた
検出信号（電流値または電圧値等の電気信号）を電子制
御装置１２に出力する。

【００３４】冷媒温度センサ８４は、本発明の運転状態
検出手段、冷媒温度検出手段であって、高温再生器７と
低温再生器８内のコイルチューブ３６との間の高温側冷
媒流路３１内に取り付けられ、且つ電子制御装置１２に
電気的に接続されている。この冷媒温度センサ８４は、
高温側冷媒流路３１内を流れる蒸気冷媒の冷媒温度を検
出して、この検出した冷媒温度に応じた検出信号（電流
値または電圧値等の電気信号）を電子制御装置１２に出
力する。

【００３５】高温側、低温側溶液温度センサ８５、８６
は、本発明の溶液温度検出手段であって、高温、低温再
生器７、８内の溶液中にそれぞれ取り付けられ、且つ電
子制御装置１２に電気的に接続されている。高温側、低
温側溶液温度センサ８５、８６は、高温、低温再生器
７、８内の高温側、低温側溶液温度をそれぞれ検出し
て、この検出した高温側、低温側溶液温度に応じた検出
信号（電流値または電圧値等の電気信号）を電子制御装
置１２に出力する。

【００３６】また、高温側溶液温度センサ８５は、高温
側の溶液温度検出手段として働き、低温側溶液温度セン
サ８６は、低温側の溶液温度検出手段として働く。な
お、この実施例では、排気温度センサ８３、冷媒温度セ
ンサ８４および高温側、低温側溶液温度センサ８５、８
６として、抵抗値変化を利用して排気温度を検出するサ
ーミスタ等が使用されている。

【００３７】図２は電子制御装置１２における高温再生
器７内への溶液流量制御プログラムの一例を示したフロ
ーチャートである。このフローチャートは運転スイッチ
８１がオンされている間、所定時間（例えば２秒間〜６
０秒間）毎に実行される。

【００３８】先ず、排気温度センサ８３で検出されたエ
ンジン排気の排気温度ＴE を検知（入力）する（ステッ
プＳ１）。次に、予めＲＯＭ等のメモリに記憶された排
気温度ＴE と溶液の設定温度Ｔset1との相関データを読
み込み、この相関データに基づいて、検知した排気温度
ＴE から溶液の最適な設定温度Ｔset1を読み込む（ステ
ップＳ２）。

【００３９】次に、高温側溶液温度センサ８５で検出さ
れた高温再生器７内の高温側溶液温度ＴH を検知（入
力）する（ステップＳ３）。次に、検知した高温側溶液
温度ＴH が設定温度Ｔset1より上昇している（ＴH ＞Ｔ
set1）か否かを判断する（ステップＳ４）。このステッ
プＳ４の判断結果がＹｅｓの場合には、高温側可変絞り
弁４５を開く方向に例えば１ステップだけ駆動する（ス
テップＳ５）。次に、所定時間（例えば２秒間〜６０秒
間）が経過した後にステップＳ３の処理を行う。

【００４０】また、ステップＳ４の判断結果がＮｏの場
合には、検知した高温側溶液温度ＴH が設定温度Ｔset1
より低下している（ＴH ＜Ｔset1）か否かを判断する
（ステップＳ６）。このステップＳ６の判断結果がＮｏ
の場合には、リターンする。

【００４１】また、ステップＳ６の判断結果がＹｅｓの
場合には、高温側可変絞り弁４５を閉じる方向に例えば
１ステップだけ駆動する（ステップＳ７）。次に、所定
時間（例えば２秒間〜６０秒間）が経過した後にステッ
プＳ３の処理を行う。

【００４２】なお、高温側可変絞り弁４５のハンチング
を防止するために、溶液流量制御により高温再生器７内
の溶液温度が設定温度Ｔset1より低下しており上昇傾向
にある場合と設定温度Ｔset1より上昇しており下降傾向
にある場合とで設定温度Ｔset1の値を例えば１°〜５°
程度異ならせても良い。

【００４３】ここで、ステップＳ１はエンジン２の運転
状態検知手段、エンジン２の負荷変動検知手段または排
気温度検知手段を構成し、ステップＳ２は設定温度可変
手段を構成し、ステップＳ３は溶液温度検知手段を構成
する。また、ステップＳ４は第１比較手段を構成し、ス
テップＳ６は第２比較手段を構成し、ステップＳ４とス
テップＳ６の両方では比較手段を構成する。さらに、ス
テップＳ５、ステップＳ７は高温側可変絞り弁４５等の
溶液温度可変手段、循環量調整手段を制御する自動制御
手段を構成する。

【００４４】図３は電子制御装置１２における低温再生
器８内への溶液流量制御プログラムの一例を示したフロ
ーチャートである。このフローチャートは運転スイッチ
８１がオンされている間、所定時間（例えば２秒間〜６
０秒間）毎に実行される。

【００４５】先ず、冷媒温度センサ８４で検出された蒸
気冷媒の冷媒温度ＴR を検知（入力）する（ステップＳ
１１）。次に、予めＲＯＭ等のメモリに記憶された冷媒
温度ＴR と溶液の設定温度Ｔset2との相関データを読み
込み、この相関データに基づいて、検知した冷媒温度Ｔ
R から溶液の最適な設定温度Ｔset2を読み込む（ステッ
プＳ１２）。

【００４６】次に、低温側溶液温度センサ８６で検出さ
れた低温再生器８内の低温側溶液温度ＴL を検知（入
力）する（ステップＳ１３）。次に、検知した低温側溶
液温度ＴL が設定温度Ｔset2より上昇している（ＴL ＞
Ｔset2）か否かを判断する（ステップＳ１４）。このス
テップＳ１４の判断結果がＹｅｓの場合には、低温側可
変絞り弁４６を開く方向に例えば１ステップだけ駆動す
る（ステップＳ１５）。次に、所定時間（例えば２秒間
〜６０秒間）が経過した後にステップＳ１３の処理を行
う。

【００４７】また、ステップＳ１４の判断結果がＮｏの
場合には、検知した低温側溶液温度ＴL が設定温度Ｔse
t2より低下している（ＴL ＜Ｔset2）か否かを判断する
（ステップＳ１６）。このステップＳ１６の判断結果が
Ｎｏの場合には、リターンする。

【００４８】また、ステップＳ１６の判断結果がＹｅｓ
の場合には、低温側可変絞り弁４６を閉じる方向に例え
ば１ステップだけ駆動する（ステップＳ１７）。次に、
所定時間（例えば２秒間〜６０秒間）が経過した後にス
テップＳ１３の処理を行う。

【００４９】なお、低温側可変絞り弁４６のハンチング
を防止するために、溶液流量制御により低温再生器８内
の溶液温度が設定温度Ｔset2より低下しており上昇傾向
にある場合と設定温度Ｔset2より上昇しており下降傾向
にある場合とで設定温度Ｔset2の値を例えば１°〜５°
程度異ならせても良い。

【００５０】ここで、ステップＳ１１はエンジン２の運
転状態検知手段、エンジン２の負荷変動検知手段または
冷媒温度検知手段を構成し、ステップＳ１２は設定温度
可変手段を構成し、ステップＳ１３は溶液温度検知手段
を構成する。また、ステップＳ１４は第１比較手段を構
成し、ステップＳ１６は第２比較手段を構成し、ステッ
プＳ１４とステップＳ１６の両方では比較手段を構成す
る。さらに、ステップＳ１５、ステップＳ１７は低温側
可変絞り弁４６等の溶液温度可変手段、循環量調整手段
を制御する自動制御手段を構成する。

【００５１】〔実施例の作用〕次に、この実施例の２重
効用吸収式冷凍機１の作用を図１に基づいて簡単に説明
する。

【００５２】運転スイッチ８１をオンし、冷暖房切替ス
イッチ８２により冷房運転に切り替えると、エンジン
２、室内ファン、室外ファン、冷媒ポンプ３５、溶液ポ
ンプ４２および高温側、低温側可変絞り弁４５、４６等
の冷凍機器の冷房運転が開始される。

【００５３】エンジン２が運転を開始することによりエ
ンジン２内で発生した高温（例えば５００℃〜７００
℃）のエンジン排気は、排気管２３を通って高温再生器
７内のコイルチューブ２４内に導かれる。そして、コイ
ルチューブ２４内に導かれたエンジン排気は、コイルチ
ューブ２４内を通過する際に高温再生器７内の希溶液を
加熱した後に大気へ放出される。

【００５４】高温再生器７内の希溶液は、排気管２３の
コイルチューブ２４内を流れる高温のエンジン排気の排
熱を回収して加熱されて高温、高圧の蒸気冷媒が発生
し、濃縮される。濃縮された高温の濃溶液は、濃溶液流
路４０を通って高温、低温溶液熱交換器４３、４４内で
低温の希溶液と熱交換した後に吸収器１１へ送り込まれ
る。

【００５５】また、高温再生器７内で発生した高温の蒸
気冷媒は、高温側冷媒流路３１を通って低温再生器８内
のコイルチューブ３６内に導かれる。そして、コイルチ
ューブ３６内に導かれた高温の蒸気冷媒は、コイルチュ
ーブ３６内を通過する際に低温再生器８内の希溶液を加
熱して低温再生器８内の希溶液からの蒸気発生量を増大
させて自身は凝縮した後に凝縮器９へ送り込まれる。

【００５６】低温再生器８内の希溶液は、高温側冷媒流
路３１のコイルチューブ３６内を流れる蒸気冷媒の潜熱
を回収して加熱されて高温再生器７内で発生する蒸気冷
媒より低温、低圧の蒸気冷媒が発生し、濃縮される。濃
縮された濃溶液は、濃溶液流路４０を通って低温溶液熱
交換器４４内で低温の希溶液と熱交換した後に吸収器１
１へ送り込まれる。また、低温再生器８内で発生した蒸
気冷媒は、低温側冷媒流路３２を通って凝縮器９内へ送
り込まれる。

【００５７】凝縮器９内に送り込まれた蒸気冷媒や液冷
媒は、凝縮器９内のコイルチューブ５２上に散布されて
冷却水循環路５のコイルチューブ５２内を流れる冷却水
に熱を与えて凝縮液化される。そして、凝縮器９内で液
化された冷媒、および蒸発器１０内で気化しなかった液
冷媒は、冷媒ポンプ３５の吐出力により、液冷媒流路３
３を通って液冷媒循環路３４のノズル３７から蒸発器１
０内のコイルチューブ６１上に散布されて利用冷水循環
路６のコイルチューブ６１内を流れる利用冷水から熱を
奪って蒸発気化して、高温再生器７内で発生する蒸気冷
媒より低温、低圧の蒸気冷媒となる。したがって、利用
冷水循環路６内を循環する利用冷水は液冷媒に熱を与え
ることにより冷却され、この利用冷水を室内ユニットに
導くことにより百貨店、スーパーマーケット、コンビニ
エンスストア等の建築物の室内が冷房される。

【００５８】そして、蒸発器１０内で発生した蒸気冷媒
は、吸収器１１内に導かれて、濃溶液流路４０のノズル
４７から吸収器１１内のコイルチューブ５１上に散布さ
れた濃溶液に吸収されて希薄化され希溶液となり、吸収
器１１の下部に溜まる。そして、吸収器１１内の希溶液
は、溶液ポンプ４２により汲み上げられて希溶液流路４
１を通って低温、高温溶液熱交換器４４、４３内に導か
れる。低温、高温溶液熱交換器４４、４３内に導かれた
希溶液は、高温の濃溶液と熱交換して加熱されて高温再
生器７へ送り込まれる。また、低温溶液熱交換器４４よ
り流出した一部の希溶液は、低温側可変絞り弁４６に循
環量を調整されながら、低温側希溶液流路４９を通って
低温再生器８内へ送り込まれる。

【００５９】次に、この実施例の２重効用吸収式冷凍機
１の高温再生器７および低温再生器８への溶液流量の制
御方法を図１に基づいて説明する。エンジン２の負荷が
増減すると、それに伴いエンジン２の運転状態が変化し
てエンジン２の排熱量が増減するため、エンジン排気の
排気温度も増減する。

【００６０】したがって、高温再生器７内への溶液流量
を制御する場合には、エンジン排気の排気温度を排気温
度センサ８３から検知して、相関データに基づいて溶液
の最適な設定温度を読み込む。

【００６１】次に、高温側溶液温度センサ８５から検知
した高温再生器７内の溶液温度が設定温度より低下して
いる場合は、高温側可変絞り弁４５を閉じる方向に１ス
テップ毎に作動させる。これにより、高温側希溶液流路
４８の開度が小さくなり、高温再生器７内へ流入する希
溶液の流量が減少することにより、高温再生器７内の溶
液温度が上昇することになる。よって、高温再生器７内
の溶液温度が調整される。

【００６２】また、高温側溶液温度センサ８５から検知
した高温再生器７内の溶液温度が設定温度より上昇して
いる場合は、高温側可変絞り弁４５を開く方向に作動さ
せる。これにより、高温側希溶液流路４８の開度が大き
くなり、高温再生器７内へ流入する希溶液の流量が増加
することにより、高温再生器７内の溶液温度が下降する
ことになる。よって、高温再生器７内の溶液温度が調整
される。

【００６３】そして、低温再生器８内への溶液流量を制
御する場合には、高温再生器７内で発生した高温、高圧
の蒸気冷媒の冷媒温度を冷媒温度センサ８４から検知し
て、相関データに基づいて溶液の最適な設定温度を読み
込む。

【００６４】次に、低温側溶液温度センサ８６から検知
した低温再生器８内の溶液温度が設定温度より低下して
いる場合は、低温側可変絞り弁４６を閉じる方向に作動
させる。これにより、低温側希溶液流路４９の開度が小
さくなり、低温再生器８内へ流入する希溶液の流量が減
少することにより、低温再生器８内の溶液温度が上昇す
ることになる。よって、低温再生器８内の溶液温度が調
整される。

【００６５】また、低温側溶液温度センサ８６から検知
した低温再生器８内の溶液温度が設定温度より上昇して
いる場合は、低温側可変絞り弁４６を開く方向に作動さ
せる。これにより、低温側希溶液流路４９の開度が大き
くなり、低温再生器８内へ流入する希溶液の流量が増加
することにより、低温再生器８内の溶液温度が下降する
ことになる。よって、低温再生器８内の溶液温度が調整
される。

【００６６】次に、溶液温度可変制御（実施例）と溶液
温度一定制御（従来の技術）との効果の相違点を図４な
いし図６に基づいて説明する。

【００６７】吸収器１１内から高温再生器７内に流入す
る希溶液の溶液濃度（臭化リチウム等の吸収剤の濃度）
を例えば５５％とし、高温再生器７内の圧力を例えば７
６０mmＨｇとして考えてみると、高温再生器７内の溶液
温度は約１４０℃〜１９０℃（結晶ラインで決定）の範
囲で変化することができる。

【００６８】この高温再生器７内の溶液温度に対する吸
収式冷凍機１側の変化は、高温再生器７内の溶液温度が
低下すると同一圧力の下では濃溶液の濃度が低下するこ
とであり、これは一定の冷媒量を発生させるために必要
な溶液温度が増加することに等しい。そして、高温再生
器７の加熱量は、その溶液の顕熱加熱と冷媒の発生（潜
熱加熱）に使用される。このため、高温再生器７内を循
環する溶液流量の増加は、同一の加熱量に対しては冷媒
の発生量の減少につながる。

【００６９】次に、溶液温度に対する高温再生器７の加
熱量（排気排熱の回収熱量）の変化は、溶液温度が低下
することにより、溶液温度と排気温度との温度差が大き
くなる。つまり、高温再生器７内の溶液に回収できる熱
量は増加することになり、同一の溶液流量に対しては、
高温再生器７内の溶液から発生する蒸気冷媒の発生量
（冷媒発生量）の増加につながる。このようにエンジン
２の排気排熱を高温再生器７の熱源とする２重効用吸収
式冷凍機１は溶液温度に対して冷媒の発生量は、２重効
用吸収式冷凍機１側と熱源側で相反する傾向を持つこと
が分かる。

【００７０】そして、図４のグラフに示したように、溶
液流量の増加に対して顕熱加熱量は、ほぼ直線的に変化
していく。これに対して、溶液温度に対する高温再生器
７の加熱量（排気排熱の回収熱量）の増加は、溶液温度
が増加すればする程緩慢になるが、高温再生器７内の溶
液から発生する蒸気冷媒の発生量（冷媒発生量）は上に
凸の傾向となる。この結果、溶液温度に関係する溶液流
量には最適値（最適溶液流量）を持つことになる。

【００７１】図５は溶液温度の増加に対する冷媒発生量
の変化を排気温度をパラメータ（４８０℃、３６０℃、
２４０℃）にして示したグラフである。ここで、図示破
線は高温再生器７内の溶液の最適な設定温度Ｔset1を表
し、図示一点鎖線は従来の技術による一定の溶液温度を
表す。

【００７２】前述したように、エンジン２の負荷が減少
した場合に、エンジン２の排熱量が減少するため、エン
ジン排気の排気温度も低下する。そして、この排気温度
の低下に伴って、高温再生器７内の溶液温度の最適な値
（最適な溶液温度）が低下する。これにより、高温再生
器７内の溶液から発生する蒸気冷媒の発生量（冷媒発生
量）の最大となる溶液温度も低下していく。これは、エ
ンジン排気の排気温度が低温になると、高温再生器７内
の溶液温度の低下によって排気排熱の回収熱量が増加す
ることによるものである。

【００７３】図６は排気温度に対する溶液温度一定制御
（従来の技術）と溶液温度可変制御（実施例）との比較
結果を示したグラフである。ここで、Ｔset1はエンジン
排気の排気温度に対する高温再生器７内の溶液の設定温
度を表し、Ｔset2はエンジン排気の排気温度に対する低
温再生器８内の溶液の設定温度を表す。図示実線は実施
例のものを表し、図示破線は従来の技術を表す。

【００７４】この図６のグラフから従来の技術に対して
溶液温度可変制御を行う２重効用吸収式冷凍機１は、エ
ンジン２の負荷やエンジン排気の排気温度が低下すれば
するほど、冷房能力等の空調能力の向上効果が飛躍的に
大きくなることが確認できる。

【００７５】〔実施例の効果〕一般的に、高温再生器７
の熱源としてエンジン２の排気排熱を利用し、低温再生
器８の熱源として排気排熱を吸収した蒸気冷媒の潜熱を
利用する２重効用吸収式冷凍機１においては、次のよう
な不具合がある。それは、エンジン２の負荷が増加して
エンジン２の排熱量が増加すると、高温、低温再生器
７、８内の溶液の顕熱加熱に必要な熱量が入熱量に対し
て過大となる。この結果、高温、低温再生器７、８内の
溶液が過熱されることになるため、高温、低温再生器
７、８内の溶液からの冷媒発生量が増大する。このた
め、高温、低温再生器７、８内の蒸気冷媒の蒸発圧力が
上昇することにより高温、低温再生器７、８内の溶液の
濃度が高くなり、臭化リチウムが結晶化する可能性があ
る。

【００７６】また、エンジン２の負荷が減少してエンジ
ン２の排熱量が減少すると、逆に高温、低温再生器７、
８内の溶液の顕熱加熱に必要な熱量が入熱量に対して不
足する。このため、高温、低温再生器７、８内の溶液加
熱量が不足することにより、高温、低温再生器７、８内
の溶液からの冷媒発生量が低下することにより、２重効
用吸収式冷凍機１の冷房能力が低下するという不具合が
ある。

【００７７】ところが、この実施例では、エンジン２の
負荷が変動した場合でも、排気温度センサ８３や冷媒温
度センサ８４で検出した排気温度や冷媒温度と、予めＲ
ＯＭ等のメモリに記憶された相関データとを基にして、
高温、低温再生器７、８内の溶液温度が最適な設定温度
となるように高温、低温再生器７、８内に流入する溶液
流量を調整するようにしている。したがって、高温、低
温再生器７、８内において、エンジン２の排気排熱、お
よびこの排気排熱を回収した蒸気冷媒の潜熱を常に効率
良く蒸気冷媒の発生に利用することができるので、エン
ジン２の負荷変動に拘らず、常に最高の冷房能力（暖房
能力）で２重効用吸収式冷凍機１を運転することができ
る。

【００７８】この実施例では、高温再生器７の入口の排
気温度に応じて設定温度を決め、高温再生器７内の溶液
温度が設定温度となるように高温再生器７内への希溶液
の流量を制御している。そして、高温再生器７の出口の
排気温度を検知するようにしても同様に制御をすること
ができる。但し、このように高温再生器７の出口に排気
温度を検知するようにした場合には、高温再生器７の入
口の溶液温度、溶液流量、高温再生器７内の溶液温度、
蒸気温度を検知して制御する必要があり、制御が複雑に
なり、また余分な演算も必要となる。

【００７９】この実施例では、高温再生器７の入口の排
気温度、相関データ、高温再生器７内の溶液温度を読み
込むだけで制御を行うことができ、構成を簡単なものと
することができるので、コストの低下に寄与する。

【００８０】〔変形例〕この実施例では、２重効用吸収
式冷凍機１に本発明を適用したが、単効用吸収式冷凍
機、単効用、２重効用併用型吸収式冷凍機、あるいは３
重効用以上の多重効用吸収式冷凍機に本発明を適用して
も良い。また、エンジン２を冷却するエンジン冷却水の
排熱を低温側の再生器の熱源として利用しても良い。こ
の場合、エンジン冷却水を排熱熱交換器内でエンジン排
気と熱交換させて加熱した後に低温側の再生器へ導くよ
うにしても良い。

【００８１】この実施例では、高温側、低温側希溶液流
路４８、４９に高温側、低温側可変絞り弁４５、４６等
の溶液温度可変手段を設けたが、濃溶液流路４０やその
他の希溶液流路４１に溶液温度可変手段を設けても良
い。また、溶液温度可変手段として再生器内の溶液温度
を低下させる冷却手段を設けても良い。この冷却手段は
必要なときに作動させる。

【００８２】なお、エンジンの運転状態を、エンジンの
温度（例えばエンジン表面温度またはエンジン内部温度
等）、エンジン冷却水の水温（エンジン出口の水温、再
生器入口の水温または再生器出口の水温＝エンジン冷却
水の戻り温度等）から予測しても良い。また、エンジン
の運転状態を、エンジンにより回転駆動される被駆動手
段の回転具合や、駆動手段が発電機の場合に発電機から
電力が供給される電力負荷から予測しても良い。

【００８３】そして、溶液温度検出手段、排気温度検出
手段または冷媒温度検出手段として、熱電対温度セン
サ、熱雑音温度センサ、ＮＱＲ温度センサ、水晶温度セ
ンサ、トランジスタ温度センサ、放射温度計、熱映像を
撮る赤外線カメラ等を利用しても良い。

【００８４】また、溶液温度検出手段を、高温側の再生
器や低温側の再生器などの再生器内に入れて取り付けて
も、再生器の外側面に接触させて取り付けても、再生器
より離して取り付けても良い。同じく、排気温度検出手
段を、排気流路内に入れて取り付けても、排気流路の外
側面に接触させて取り付けても、排気流路より離して取
り付けても良い。同じく、冷媒温度検出手段を、冷媒流
路内に入れて取り付けても、冷媒流量の外側面に接触さ
せて取り付けても、冷媒流路より離して取り付けても良
い。

【００８５】溶液温度可変手段の一例としての循環量調
整手段として、回転型ポンプ、渦巻型ポンプ、往復型ポ
ンプ、軸流型ポンプなどの溶液ポンプを低温側溶液流路
やその他の溶液回路に設置し、インバータ制御して溶液
の循環量を調整するポンプ制御手段を利用しても良い。
なお、溶液ポンプの駆動手段（アクチュエータ）とし
て、キャンドモータ以外の電動モータと、エンジンと、
水圧、油圧などの液体圧モータや空気圧などの気体圧モ
ータ等の流体圧モータとを利用しても良い。

【００８６】また、循環量調整手段として、エンジンの
運転状態に関する物理量（例えば電流値、電圧値または
電力値等の通電量または感温媒体の温度や圧力）に応じ
て開度が変化する温度作動式、電動式または電磁式の可
変絞り弁等の流量調整弁、再生器内の液位を一定に保持
する液位調整弁等を利用しても良い。さらに、流量調整
弁として、電気式流量調整弁、電気油圧式流量調整弁、
電気空気式流量調整弁、電気蒸気式流量調整弁、油圧式
流量調整弁、空気式流量調整弁、空気油圧式流量調整
弁、ダイヤフラム式流量調整弁、シリンダ式流量調整
弁、レバー式流量調整弁を利用しても良い。

【００８７】この実施例では、エンジン排気の排気温度
を検知して、予めメモリに記憶されていた相関データに
基づいて、高温再生器７内の溶液の最適な設定温度Ｔse
t1を決定するようにしたが、エンジン排気の排気温度等
のエンジン２の運転状態を検知してこの値を基にして演
算により高温再生器７内の溶液の最適な設定温度Ｔset1
を求めても良い。

【００８８】この実施例では、高温再生器７内で発生し
た蒸気冷媒の冷媒温度を検知して、予めメモリに記憶さ
れていた相関データに基づいて、低温再生器８内の溶液
の最適な設定温度Ｔset2を決定するようにしたが、蒸気
冷媒の冷媒温度等のエンジン２の運転状態を検知してこ
の値を基にして演算により低温再生器８内の溶液の最適
な設定温度Ｔset2を求めても良い。

【００８９】この実施例では、高温再生器７内の溶液温
度が設定温度Ｔset1に接近するように、高温側溶液温度
センサ８５で検出した検出値を基にフィードバック制御
による流量調整を行ったが、高温再生器７内の溶液温度
が設定温度Ｔset1に接近するように、高温側溶液温度セ
ンサ８５で検出した検出値を除くデータを基にフィード
フォワード制御による流量調整を行っても良い。

【００９０】この実施例では、低温再生器８内の溶液温
度が設定温度Ｔset2に接近するように、低温側溶液温度
センサ８６で検出した検出値を基にフィードバック制御
による流量調整を行ったが、低温再生器８内の溶液温度
が設定温度Ｔset2に接近するように、低温側溶液温度セ
ンサ８６で検出した検出値を除くデータを基にフィード
フォワード制御による流量調整を行っても良い。

【００９１】

【発明の効果】この発明は、負荷変動に基づいたエンジ
ンの運転状態の変化に基づいて変更した設定温度に基づ
いて再生器内の溶液の溶液温度を制御するようにしてい
るので、エンジンの運転状態の変化に拘らず、常に最高
の空調能力で吸収式冷凍機を運転することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の全体構成を示した構成図で
ある。

【図２】この発明の実施例で用いた電子制御装置におけ
る高温再生器内への溶液流量制御プログラムの一例を示
したフローチャートである。

【図３】この発明の実施例で用いた電子制御装置におけ
る低温再生器内への溶液流量制御プログラムの一例を示
したフローチャートである。

【図４】溶液流量の増加に対する冷媒発生量、排気排熱
の回収熱量および顕熱加熱量の変化を示したグラフであ
る。

【図５】溶液温度の増加に対する冷媒発生量の変化を示
したグラフである。

【図６】排気温度に対する溶液温度一定制御と溶液温度
可変制御との比較結果を示したグラフである。

【符号の説明】

１ ２重効用吸収式冷凍機 ２ エンジン ７ 高温再生器（高温側の再生器） ８ 低温再生器（低温側の再生器） １１ 吸収器 １２ 電子制御装置（設定温度可変手段、制御手段） ２３ 排気管（排気流路） ３１ 高温側冷媒流路（冷媒流路） ４１ 希溶液流路（溶液流路） ４５ 高温側可変絞り弁（溶液温度可変手段、循環量調
整手段） ４６ 低温側可変絞り弁（溶液温度可変手段、循環量調
整手段） ８３ 排気温度センサ（運転状態検出手段、排気温度検
出手段） ８４ 冷媒温度センサ（運転状態検出手段、冷媒温度検
出手段） ８５ 高温側溶液温度センサ（溶液温度検出手段） ８６ 低温側溶液温度センサ（溶液温度検出手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）負荷変動に基づいて排熱量が増減す
   るエンジンと、 （ｂ）熱源として前記エンジンの排熱を利用した再生器
   と、 （ｃ）この再生器内の溶液の温度を増減させる溶液温度
   可変手段と、 （ｄ）前記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出
   手段、およびこの運転状態検出手段で検出された前記エ
   ンジンの運転状態に基づいて前記再生器内の溶液の設定
   温度を変化させる設定温度可変手段を有し、この設定温
   度可変手段で決められた前記再生器内の溶液の設定温度
   に基づいて前記溶液温度可変手段を制御する制御手段と
   を備えた吸収式冷凍機。
2. 【請求項２】請求項１に記載の吸収式冷凍機において、 前記制御手段は、前記再生器内の溶液温度を検出する溶
   液温度検出手段を有し、この溶液温度検出手段で検出し
   た溶液温度が、前記設定温度可変手段で決められた設定
   温度に近づくように、前記溶液温度可変手段を制御する
   ことを特徴とする吸収式冷凍機。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の吸収式冷
   凍機において、 前記溶液温度可変手段は、吸収器内の溶液を前記再生器
   内へ供給する溶液流路に設けられ、前記溶液流路の開度
   を調節して溶液の循環量を調整する循環量調整手段を有
   することを特徴とする吸収式冷凍機。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
   の吸収式冷凍機において、 前記運転状態検出手段は、前記エンジンで発生したエン
   ジン排気を排出する排気流路に設けられ、エンジン排気
   の排気温度を検出する排気温度検出手段であることを特
   徴とする吸収式冷凍機。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
   の吸収式冷凍機において、 熱源として前記エンジンの排熱を利用した高温側の再生
   器、および熱源として前記高温側の再生器内で前記エン
   ジンの排熱を回収した蒸気冷媒の潜熱を利用した低温側
   の再生器を備えたことを特徴とする吸収式冷凍機。
6. 【請求項６】請求項５に記載の吸収式冷凍機において、 前記運転状態検出手段は、前記再生器内の蒸気冷媒を凝
   縮器内へ供給する冷媒流路に設けられ、前記冷媒流路内
   を流れる蒸気冷媒の冷媒温度を検出する冷媒温度検出手
   段であることを特徴とする吸収式冷凍機。