JPH08105664A

JPH08105664A - 吸収式冷凍機を用いた空調装置

Info

Publication number: JPH08105664A
Application number: JP6238742A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tanaka; 崇田中; Hideki Furukawa; 秀樹古川; Hiroshi Nakae; 浩史中江; Kanako Nakayama; 香奈子中山
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1994-10-03
Filing date: 1994-10-03
Publication date: 1996-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】凝縮器温度の上昇を待って開始される空冷フ
ァン制御を常に円滑に行なわせることのできる空調装置
を提供する。【構成】空調装置の記憶手段には、凝縮器温度に対応
した初期積分演算値が記憶されている。制御手段は、運
転が開始されてから凝縮器温度が所定温度に達すると、
演算手段に前記初期積分演算値を付与して演算を開始さ
せる。更に、変更手段は、制御開始から所定時間内に凝
縮器温度が設定温度を超えたときには、前記初期積分演
算値を変更する。したがって、初期値が入力された状態
から制御が開始されるので、演算値積算のための遅れを
生じさせることなく直ちに空冷ファン制御が開始でき、
更に、初期値が適合しない場合には、変更手段により初
期値が変更され、新たな初期値で制御が開始されるの
で、常に適切な状態で空冷ファン制御を開始できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般の住宅や小規模な建
物などを対象とした吸収式冷凍機を用いた空調装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】吸収式冷凍機を用いた空調装置は、現
在、工場、ビルあるいは大型店舗などのような産業用、
業務用の設備に主として用いられている。

【０００３】吸収式冷凍機を用いた空調装置の冷房方式
は、再生器で蒸発させた冷媒蒸気を水冷方式の凝縮器で
凝縮させ、この凝縮した冷媒を蒸発器に導いて蒸発させ
るが、その際の蒸発潜熱で冷房すべき室内に設けられた
ファンコイルユニットと冷凍機との間を循環する冷熱媒
（通常は水）を冷却する。一方、蒸発した冷媒蒸気は水
冷方式の吸収器で濃溶液（吸収液）に吸収させ、再び再
生器に戻すというサイクルで運転される。

【０００４】この種の吸収式冷凍機を用いた空調装置で
は、室内側ファンコイルユニット内に循環させる冷熱媒
の温度を蒸発器において７℃前後まで冷却し、この冷熱
媒を室内のファンコイル内に循環させて室内空気を冷却
して１２℃前後で蒸発器に戻すようにしている。吸収液
としてリチウムブロマイド水溶液を使用する場合は、吸
収器内の吸収液の温度を４０℃前後に保つことが必要と
なり、この温度を維持するためには冷却塔を屋上などに
設置して水冷回路で冷却する方法が取られている。

【０００５】ところがこのような水冷方式を採用した従
来の吸収式冷凍機を用いた空調装置には次のような問題
がある。

【０００６】（１）吸収器を水冷方式で温度管理してい
るために、設備が大型になるとともに配管が必要にな
り、そのために多くの工事費がかかり、一般の住宅や小
規模の建物の冷房用には不向きである。

【０００７】（２）冷房すべき室内のファンコイルユニ
ットと冷凍機とを冷熱媒循環用の配管で結ぶ必要がある
ために、工事費や設備費が高額になる。これは、吸収液
と冷媒にアンモニア水を使用するアンモニア吸収式冷凍
機についても同じである。

【０００８】そこで本発明者らは、凝縮器と吸収器とを
水冷方式でなく空冷方式で冷却し、冷熱媒を用いる代わ
りに冷房したい空気を直接蒸発器に通して冷却する冷房
サイクル運転を行う空調装置を提案している（特願平５
−２２３５１号）。

【０００９】図４は上記出願で提案された単効用吸収式
冷凍機を用いた空調装置の変形例の要部を示し、図５は
同空調装置の設置状態を示す。

【００１０】空調装置は、図５に示すように、室外機１
と室内機２とからなり、室外機１は図４に示すような構
成で空調しようとする住宅の室５の外に配置され、室内
機２は冷風の吹出し口と室内空気の吸込み口のみを有
し、室５の内部に配置される。室外機１と室内機２は冷
風の送風ダクト３と室内空気の吸気ダクト４とで接続さ
れている。６は、装置の運転のスタートまたはストッ
プ、自動運転の設定または解除、室内温度の設定、冷風
の吹出し風量などの調整を行うリモコン操作器である。

【００１１】室外機１の内部は図４に示すような構成に
なっており、吸収液としてリチウムブロマイド水溶液が
用いられ、冷媒として水が用いられる。

【００１２】蒸発器１０は、冷媒を蒸発させ、その蒸発
潜熱によりそこを通過する空気を冷却する機能を有し、
送風ダクト３と吸気ダクト４に接続されている。吸気ダ
クト４内には送風ファン１１が設けられている。

【００１３】再生器１２は、冷媒を吸収して濃度の低く
なった吸収液をバーナ１３により加熱することによって
冷媒蒸気を発生させるとともに吸収液を濃縮する機能を
有する。バーナ１３へは燃料供給管１４から燃料ガスが
供給され、その燃焼程度は燃料供給制御弁１５の開度に
より調節される。

【００１４】凝縮器１６は、再生器１２から送られてく
る冷媒蒸気を空冷ファン１７により冷却して液化する機
能を有し、循環する溶液の平均濃度を調節するために冷
媒の一部を冷媒タンク１８に溜めておく。

【００１５】吸収器２０は吸収液を蓄えており、蒸発器
１０で蒸発した冷媒をその吸収液に吸収させる機能を有
しており、凝縮器１６と同じ空冷ファン１７により空冷
される。冷媒を吸収して濃度の低くなった吸収液は一旦
希溶液タンク２１に蓄えられる。

【００１６】２２は、希溶液タンク２１から再生器１２
に向かう濃度の低い低温の吸収液と再生器１２から吸収
器２０に向かう濃度の高い高温の吸収液との間で熱交換
を行なう熱交換器、２３は、冷媒を吸収して濃度の低く
なった吸収液を希溶液タンク２１から再生器１２に送出
するポンプ、２４は、蒸発器１０の上流側と凝縮器１６
の下流側との間に設けられたキャピラリなどの圧損部材
である。

【００１７】Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５はいずれも
電磁弁のような制御弁であり、特にＶ４は希溶液タンク
２１側から冷媒タンク１８側へは希溶液を流さない逆止
機能を有する弁である。

【００１８】上記の空調装置は、吸収液を希溶液タンク
２１から再生器１２に送出するのにポンプ２３を用いて
いる点を除き、基本的には各容器の温度を制御すること
によって各容器間に圧力差を作り、その圧力差で冷媒お
よび吸収液が送出され、循環するようにしている。

【００１９】この種の空調装置においては、使用者の指
示で運転状態が変更されたり、外気の温度変化等で運転
条件が変化したような場合にも、その時々の状況に応じ
てスムーズ且つ安定した運転を継続させることが要求さ
れる。吸収式冷凍機において、様々な状況下で冷媒を安
定して循環させることも、この要求を達成するための一
手段である。

【００２０】再生器への希溶液供給にのみポンプを用
い、冷媒そのものの循環は装置内各部の圧力差によって
行っている方式の空調装置において、状況に応じた冷媒
の安定した循環を行わせることによって安定した冷房能
力を保持するためには、予め設定された圧力を有する蒸
発器に対して所定の圧力差を保持するように凝縮器の圧
力を調節する必要がある。凝縮器の圧力は凝縮器の温度
に依存するため、凝縮器の温度を調節すれば凝縮器の圧
力を調節することができる。

【００２１】そこで本発明者らは、凝縮器の温度に応じ
て凝縮器冷却用空冷ファンのモータ回転数を制御するこ
とにより、凝縮器から蒸発器へ液化冷媒を安定して送出
し、安定した冷房能力を発揮し得る空調装置を提案して
いる（特願平５−２６４２９６号）。

【００２２】上記の空調装置を円滑に作動させるにあた
り、凝縮器冷却用空冷ファンのモータ回転数の制御に例
えば従来から知られているＰＩＤ制御法を用いることが
考えられるが、外乱である外気温度や燃料供給制御弁の
開度に応じたガスのインプット量の変動によって制御性
が低下する場合があるため、多様な負荷変動に対応可能
な現代制御の最適レギュレータ理論を用いることが好ま
しい。

【００２３】例えば、最適レギュレータを用いる場合に
は、予め設定した凝縮器の目標温度と実際に計測された
凝縮器温度との偏差を求め、かかる偏差を積分してこの
偏差を減少させるようにし、簡便のため系を線形近似し
たものが考えられる。ところが、目標温度と実際の凝縮
器温度との偏差の積分値を用いた制御では、運転開始時
において、凝縮器と蒸発器との間の圧力差をより早く形
成して円滑に冷媒を循環させるため凝縮器温度を優先的
に上昇させることが必要であることと運転開始直後は最
適レギュレータ理論に用いている線形近似を高い精度で
成立させることができず良好な制御ができない可能性が
高いという不都合があった。

【００２４】そこで本発明者らは、凝縮器温度が所定温
度まで上昇するのを待って偏差の積分演算を行ない空冷
ファンの制御を開始することとして運転開始時に発生す
る不都合を解決する提案をしている（特願平５−３００
８９８号）。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように凝縮器温度が所定温度に上昇してから積分演算
を開始すると、演算を開始した時点での積分値が小さ
く、順次積分を行なって演算値を求めても実際の凝縮器
温度の上昇に演算値が追従できず、空冷ファン能力が不
足し凝縮器温度が許容値を大きく超える、いわゆるオー
バーシュートが生じて制御開始時における凝縮器温度の
制御性が非常に低下するという問題があった。

【００２６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、制御開始後に生じる凝縮器温度の設定温度超過を防
止し、常に適切な空冷ファンの制御を行ない、凝縮器温
度を適切に制御することが可能な吸収式冷凍機を用いた
空調装置を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、冷媒を蒸発させる蒸発器と、冷媒を吸収
する吸収液を蓄え前記蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を該吸
収液に吸収させる吸収器と、冷媒蒸気を吸収した希吸収
液を加熱して冷媒蒸気と濃吸収液とを発生する再生器
と、該再生器で発生した冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器と
を有し、前記凝縮器と前記蒸発器との圧力差によって前
記凝縮器から前記蒸発器へ冷媒を送出せしめ、前記蒸発
器により空調すべき室内の空気を直接冷却し、該冷却し
た空気をダクトを介して室内に送風して冷房を行う吸収
式冷凍機を用いた空調装置において、前記凝縮器を冷却
する空冷ファンと、外気温度を検出する外気温度検出手
段と、前記再生器を加熱するバーナで燃焼させるガス量
をガスインプットとして検出するガスインプット検出手
段と、前記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度検出手段
と、前記凝縮器の適正目標温度を記憶する温度記憶手段
と、目標温度と検出された凝縮器温度の偏差をなくすた
めに目標温度と検出された凝縮器温度の偏差の積分演算
を行なう演算部を含み、凝縮器温度（Ｔ１）、外気温度
（Ｔ２）、ガスインプットより最適レギュレータ理論を
用いて適正な空冷ファン能力を演算する演算手段と、初
期積分演算値を記憶する記憶手段と、運転を開始して凝
縮器温度が所定温度に上昇したとき前記初期積分演算値
を加えて前記演算手段による演算を開始させる制御手段
と、空冷ファン能力の演算を開始してから前記凝縮器温
度を時系列的に記録する記録手段と、空冷ファンの制御
開始から所定時間経過までの前記凝縮器の最高温度が設
定温度を超えたか否かを判別する判別手段と、該判別手
段により凝縮器の最高温度が所定時間内に設定温度を超
えたと判断された場合には、前記初期積分演算値を変更
する変更手段と、前記演算手段により演算された回転数
で前記空冷ファンを駆動する空冷ファン駆動手段とから
空調装置を構成した。

【００２８】

【作用】凝縮器の温度が所定温度に達する以前は演算が
行なわれず空冷ファンが作動しないので、不適切な制御
が行なわれることがなくしかも凝縮器の温度を速やかに
上昇させることができる。

【００２９】運転が開始されて凝縮器温度が所定温度に
上昇すると、演算手段に積分値の初期値が加えられて演
算手段の演算が開始されるので、積分演算が０からでは
なく開始温度における定常状態での積分値から開始され
る。したがって、直ちに最適レギュレータ理論を用いた
空冷ファン能力の制御が適切になされ、制御開始から常
に最適な制御によって空冷ファンを回転させて、凝縮器
温度を適切に保持することができる。

【００３０】更に、演算を開始してからの凝縮器温度の
記録がとられ、演算開始から所定時間内の凝縮器の最高
温度が設定温度を超えたことが確認されたときは、現在
の初期値が現状において値が小さいと判断し、変更手段
によって初期演算値がより大きな値に変更される。これ
により、これ以降に運転が開始されたときは、前回の運
転開始時より値が大きい初期値で演算が開始されること
から、凝縮器温度のオーバーシュートを減少させること
ができる。

【００３１】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

【００３２】図１は本発明を実施した単効用吸収式冷凍
機を用いた空調装置の一実施例の要部を示す。本発明に
よる空調装置の設置状態は図５に示したとおりである。

【００３３】本発明による空調装置の基本構成は図４に
示した構成と同じであるのでその説明は省略し、装置の
制御に必要な電気回路について主として説明する。

【００３４】Ｔ１は蒸発器１０の上流側に設けられた室
内温度検出用の温度センサ、Ｔ２は送風温度検出用の温
度センサ、Ｔ３は再生器の液面レベル検出用のレベルセ
ンサ、Ｔ４は凝縮器の出口温度検出用の温度センサ、Ｔ
５は外気温度検出用の温度センサである。

【００３５】空調装置には、ＣＰＵ、メモリ、駆動回路
から成るコントローラ３０と、リモコン操作器６（図５
参照）からの設定信号を室内機２の受信部２ａで受け、
受信部２ａからの信号を受ける通信制御器３１とが設け
られており、コントローラ３０は温度センサＴ１、Ｔ
２、Ｔ４、Ｔ５およびレベルセンサＴ３からの信号と、
通信制御器３１からの信号とを受け、送風ファン１１、
空冷ファン１７、ポンプ２３、燃料供給制御弁１５の動
作を制御するようになっている。

【００３６】更にコントローラ３０には、前記凝縮器の
適正目標温度を記憶する温度記憶手段と、初期積分演算
値を記憶する記憶手段と、目標温度と検出された凝縮器
温度の偏差をなくすために目標温度と検出された凝縮器
温度の偏差の積分演算を行なう演算部を含み、凝縮器温
度（Ｔ１）、外気温度（Ｔ２）、ガスインプットより最
適レギュレータ理論を用いて適正な空冷ファン能力を演
算する演算手段と、運転開始から凝縮器温度が所定温度
に上昇したときに前記演算手段に初期積分演算値を加え
て演算を開始させる制御手段と、空冷ファン能力の演算
を開始してから前記凝縮器温度を時系列的に記録する記
録手段と、空冷ファンの制御開始から所定時間経過まで
の前記凝縮器の最高温度が設定温度を超えたか否かを判
別する判別手段と、前記判別手段により凝縮器の最高温
度が設定温度を超えたと判断された場合には、前記初期
積分演算値を変更する変更手段と、前記演算手段により
演算された回転数で前記空冷ファンを駆動する空冷ファ
ン駆動手段とを備えている。

【００３７】次に図２を参照して冷房サイクルの動作を
説明する。

【００３８】運転開始前は、弁Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５は閉じ
ており、弁Ｖ２、Ｖ４は開いている。吸収液はすべて希
溶液タンク２１に入っており、再生器１２は空の状態に
なっている。

【００３９】リモコン操作器６のスタートボタンをオン
すると、弁Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５が開くとともに弁Ｖ２、Ｖ
４が閉じ（Ｆ−１）、モータＭ₂ が駆動されてポンプ２
３により希溶液タンク２１から吸収液が再生器１２に送
出される（Ｆ−２）。このときコントローラ３０内のＣ
ＰＵはレベルセンサＴ３からの信号を見て再生器１２の
液面が規定のレベルに達しているか否かを判断する（Ｆ
−３）。液面が規定のレベルに達したときは、燃料供給
制御弁１５を開いて燃料供給管１４から燃料ガスを供給
しバーナ１３に点火する（Ｆ−４）。

【００４０】再生器１２で冷媒蒸気が発生し凝縮器１６
に流れ、冷媒蒸気の温度により凝縮器１６の温度が次第
に上昇する。コントローラ３０内のＣＰＵは温度センサ
Ｔ４からの信号により凝縮器１６の温度が所定値に達し
たか否かを判断し（Ｆ−５）、所定値に達したときはモ
ータＭ₁ により空冷ファン１７を回転させる（Ｆ−
６）。

【００４１】凝縮器１６では再生器１２から送られてく
る蒸気冷媒が液化し、この液化冷媒は弁Ｖ５を介して冷
媒タンク１８に流入する。このときコントローラ３０内
のＣＰＵは冷媒タンク１８内の冷媒が所定量に達してい
るか否かを判断し（Ｆ−７）、所定量に達したときに
は、弁Ｖ５を閉じ（Ｆ−８）、送風ファン１１を回転さ
せる（Ｆ−９）。

【００４２】このとき凝縮器１６からの冷媒はキャピラ
リ２４を介して蒸発器１０に流れ込み、蒸発器１０では
冷媒が蒸発しこの潜熱によって送風ファン１１により吸
気ダクト４を通って室内から送られてくる空気を冷却す
る。冷却された空気は送風ダクト３を通って室内機２に
送られ、室５内に冷風として吹き出され、室５が冷房さ
れる（Ｆ−１０）。

【００４３】この冷房動作においては、蒸発器１０で蒸
発して蒸気となった冷媒は吸収器２０に流れ込み、そこ
で吸収液に吸収される。冷媒を吸収して濃度が低くなっ
た吸収液は一旦希溶液タンク２１に入った後ポンプ２３
により弁Ｖ３を通って熱交換器２２で再生器１２から送
り出される濃度の高い高温の吸収液と熱交換され、再生
器１２に送り込まれる。この状態が運転の定常モードで
ある。

【００４４】リモコン操作器６のスタートボタンをオフ
すると（Ｆ−１１）、停止処理を行った（Ｆ−１２）後
終了する。停止処理としては、まず、バーナ１３を消火
し、弁Ｖ２、Ｖ４を開き、弁Ｖ１を閉じる。次にしばら
くしてからポンプ２３を停止し、弁Ｖ３を閉じ、送風フ
ァン１１および空冷ファン１７を停止する。このように
することにより冷媒タンク１８内の冷媒および再生器１
２内の吸収液が希溶液タンク２１にすべて流れ込む。こ
れは装置が停止している間に吸収液により冷媒タンク１
８や再生器１２が腐食するのを防止し、濃溶液を希釈し
晶析を防止するためである。

【００４５】次に、吸収式冷凍機を用いた空調装置に、
その時々の状況に応じてスムーズ且つ安定した運転を継
続させるための本発明による制御について説明する。

【００４６】本実施例においては、まず、凝縮器１６の
出口温度を制御するサーボ系のモデルを作成する際に、
温度センサＴ５により検出する外気温度、燃料供給制御
弁１５の開度に応じた供給ガスの量（以下「ガスインプ
ット」という）、空冷ファン１７を回転させるモータＭ
₁ の回転数を入力とし、温度センサＴ４により検出する
凝縮器１６の出口温度を出力としてモデル化する。この
モデルの一例を数１に示す。

【００４７】

【数１】y(t)+a₁・y(t-1)+a₂・y(t-2)=b₀・u_b(t)+b₁・u_b(t-
1)+b₂・u_b(t-2)+c₀・u_c(t)+c₁・u_c(t-1)+c₂・u_c(t-2)+d₀・u_d
(t)+d₁・u_d(t-1)+d₂・u_d(t-2) 数１において、ｕ_b （ｔ）、ｕ_c （ｔ）、ｕ_d （ｔ）
は、それぞれ外気温度、ガスインプット、空冷ファン回
転数に対応する入力であり、ｙ（ｔ）は、凝縮器出口温
度に対応する出力であり、ｔは時系列的にサンプリング
していったときのサンプルの番号である。また、モデル
次数は２次である。

【００４８】これらの入出力値は、各入力値が実際の動
作環境における値に近くなるように空調装置を動作さ
せ、所定の時間間隔で各値を実測することによって得る
ことができる。例えば、空調装置を設置する場所の環境
が外気温度が２５℃前後であれば、実験的にその環境を
作り出して各入出力値を所定時間間隔で実測する。

【００４９】数１は系の遅れが０であるようなＡＲＸモ
デルである。ここで、ＡＲＸモデルとは、制御するシス
テムの入力と出力に数１のような時系列の関係があると
仮定する離散値形のモデルである。

【００５０】次に、数１の時系列のモデルを行列表現
（状態空間型）に変換することにより、数２の状態方程
式と数３の出力方程式を立てる。

【００５１】

【数２】Ｘ（ｔ＋１）＝Ａ・Ｘ（ｔ）＋Ｂ・Ｕ（ｔ）

【００５２】

【数３】Ｙ（ｔ）＝Ｃ・Ｘ（ｔ）＋Ｄ・Ｕ（ｔ）数２および数３において、Ｕ（ｔ）は入力、Ｙ（ｔ）は
出力、Ｘ（ｔ）は状態変数である。

【００５３】この数２および数３における入力Ｕ（ｔ）
（本実施例においては、外気温度、ガスインプット、空
冷ファン回転数をまとめて１つの行列にしたもの）、出
力Ｙ（ｔ）（本実施例においては凝縮器出口温度）およ
びＸ（１）が求まれば上記状態方程式および出力方程式
の係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを計算することができる。このよ
うに係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを計算して、入力と出力との関
係を数式化することをシステム同定という。

【００５４】図３は、数１ないし数３のようにモデル化
される本発明による空調装置のサーボ系の状態変数線図
である。

【００５５】図３において、３５は制御対象のサーボ系
であり、３６は図１に示したコントローラ３０内のＣＰ
Ｕで実現される付加積算器である。また、ｕ（ｋ）は制
御対象への入力となる空冷ファン回転数、ｘ（ｋ）は状
態変数、ｙ（ｋ）は温度センサＴ４で実測した凝縮器１
６の出口の温度、ｒ（ｋ）は凝縮器１６の出口の温度の
目標値、ｅ（ｋ）は凝縮器１６の出口の温度の目標値か
ら実測値を引いた差分、ｚ（ｋ）は凝縮器１６の出口の
温度の目標値から実測値を引いた差分の積分値である。

【００５６】図３に示す状態変数線図の制御を実現する
ためにはフィードバックゲインＦ₁およびＦ₂ を求める
必要がある。そこで、次に、このフィードバックゲイン
Ｆ₁およびＦ₂ の求め方について説明する。

【００５７】フィードバックゲインＦ₁ およびＦ₂ は、
数２の状態方程式を評価して最適な解を求めることによ
って得られる。数４はこの評価の指標となる二次形式評
価関数である。

【００５８】

【数４】数４において、Ｘ^T およびＵ^T はそれぞれ行列Ｘおよび
Ｕの転置行列であり、ＱおよびＲは重み行列である。重
み行列Ｑの増大はＸの速応性の増大をもたらし、一方重
み行列Ｒの増大は制御入力Ｕの減少をもたらす。

【００５９】この数４に示した評価関数の値Ｊを最小に
するように制御入力Ｕを決めることが最適制御であり、
最適レギュレータの設計にあたっては、設計者がそのシ
ステムに要求される速応性や入力の制限等に基づいて予
め重み行列ＱおよびＲを定める。

【００６０】このように、数４に示した評価関数の値Ｊ
を最小にするような制御入力Ｕを求めれば、これにより
フィードバックゲインＦ₁ およびＦ₂ を求めることがで
きる。

【００６１】本実施例では、数３の出力方程式におい
て、Ｃ＝［１，０］、Ｄ＝０とし、Ｘ（１）を適当な値
に定めて、フィードバックゲインＦ₁ およびＦ₂ を求め
た。このフィードバックゲインＦ₁ およびＦ₂ は上述の
ようにして予め求めておき、コントローラ３０内のメモ
リに予め記憶させておく。フィードバックゲインを予め
記憶させておくメモリは空調装置に電源が供給されなく
ても記憶内容が失われない不揮発性のメモリ（たとえば
ＲＯＭ）であることが好ましい。

【００６２】そして、凝縮器１６の出口の温度を制御す
る際には、数５によって空冷ファン回転数を求め、この
回転数で空冷ファン１７を回転させる。

【００６３】

【数５】数５の式において、（ｒ（ｔ）−ｙ（ｔ））は凝縮器１
６の出口の温度の目標値から実測値を引いた差分、すな
わちｅ（ｔ）である。

【００６４】以上説明したように、空調装置の空冷ファ
ン１７の回転数を制御し、凝縮器１６の出口の温度を調
節することによって、最適レギュレータによる制御が実
現できる。

【００６５】次に本発明の空調装置の特徴的な作動につ
いて説明する。

【００６６】まず、運転開始によりバーナ１３が点火さ
れると再生器１２から温度の高い冷媒が凝縮器１６に流
入し、凝縮器１６の温度が上昇する。凝縮器１６の温度
が所定温度に達したことを制御手段が確認すると、制御
手段は演算手段に初期積分演算値を加え、空冷ファン１
７の回転数の演算を開始させる。演算された値は演算手
段から駆動手段に送られ、空冷ファン１７はその値に基
づいて駆動制御される。制御が開始された凝縮器１６の
温度は継続してセンサＴ４により計測され、計測温度が
制御開始から所定時間内に設定温度を超えた場合は、演
算手段に加える初期積分演算値をより値の大きな他の初
期値に変更される。

【００６７】ここで、所定時間とは、凝縮器１６の温度
曲線の最初の山だけが含まれるように定めた制御開始か
らの時間であり、設定温度とは、その値以上では超過量
が過大で、許容時間内での収束がなされないとして定め
た凝縮器１６の温度である。

【００６８】すなわち、運転が開始されて凝縮器１６の
温度が所定温度に上昇するまでは演算が行なわれず、そ
の後凝縮器１６の温度が所定温度に達した段階で初期積
分演算値が演算手段に加えられて演算が開始され、空冷
ファン１７の制御が開始される。そして、演算手段によ
って制御が開始されても凝縮器１６の温度が制御開始か
ら所定時間内に設定温度を超えたときは初期値が変更さ
れ、それ以降の制御においては変更された初期値によっ
て制御が開始される。

【００６９】したがって、本実施例の空調装置によれ
ば、最適レギュレータ理論の線形近似が成立しにくく良
好な制御結果が得られない運転開始直後、すなわち運転
開始から凝縮器１６が所定温度に上昇するまでの間は演
算を行なわないのでそれによる不適切な制御はなされ
ず、しかもその間空冷ファン１７は回転されないので迅
速に凝縮器１６の温度を上昇させて冷房動作を速やかに
開始させることができる。又、凝縮器１６の温度が所定
温度に達すると、演算手段に初期演算値が加算された状
態で最適レギュレータ理論を用いた制御が開始されるの
で、直ちに最適レギュレータ理論を用いた適切な制御で
空冷ファン１７を制御して凝縮器１６の温度を目標温度
に適合させることができる。

【００７０】そして、その最適レギュレータを用いた制
御によっても、制御開始から所定時間内において凝縮器
温度の最高値が設定温度を超えた場合には、初期演算値
が過小であると判断されて変更手段によってより大きな
値に変更されるので、それ以降（例えば翌日等）に開始
される運転においては、より大きな値の初期値で制御が
開始される。それにより、空冷ファン１７の能力の上昇
を凝縮器１６の温度変化に追従させて凝縮器温度を常に
適切に制御することができ、空冷ファン１７の能力の演
算が実際の凝縮器１６の温度の上昇に追従できずに凝縮
器１６の温度が許容値を超えてしまうことがない。

【００７１】尚、本実施例ではＡＲＸモデルを用いて最
適レギュレータを設計したが、他のモデルを用いて最小
二乗法や予測誤差法等により計算してもよい。

【００７２】さらに、本実施例では、吸収液にリチウム
ブロマイド水溶液を用い、冷媒に水を用いたが、本発明
はこれに限られるものではなく、例えば冷媒にアンモニ
アを用いた場合にも適用できる。

【００７３】

【発明の効果】本発明の空調装置によれば、運転開始
後、凝縮器温度が所定温度に達した後に初期積分演算値
を演算手段に加えて空冷ファン能力の演算を開始するよ
うにし、更に、かかる初期積分演算値によっても凝縮器
温度が所定時間内に設定温度を超えて上昇する場合に
は、初期値を変更するようにしたので、次の効果を有す
る最適レギュレータ理論を用いた制御を可能とした吸収
式冷凍機を用いた空調装置を提供することができる。

【００７４】制御開始前において凝縮器温度の上昇を早
めることができ、凝縮器と蒸発器間の圧力差を確保し、
早期に冷房動作を開始できる。

【００７５】常に凝縮器温度に見合った積分演算値で制
御の開始ができ、制御開始後に実際の凝縮器温度の上昇
に演算値が追従できないことによる凝縮器温度の温度超
過を防止できる。

【００７６】設置条件等が工場出荷時の想定と異なる場
合でも、初期値を適切に変更することによって、広範囲
にわたる初期条件に適切に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空調装置の一実施例の要部のブロ
ック図である。

【図２】本発明による空調装置の運転の定常モードのフ
ローチャートを示す。

【図３】数１ないし数３のようにモデル化される本発明
による空調装置のサーボ系の状態変数線図である。

【図４】先願で提案された単効用吸収式冷凍機を用いた
空調装置の変形例の要部のブロック図である。

【図５】図４に示した空調装置の設置状態を示す。

【符号の説明】

１室外機２室内機３送風ダクト４吸気ダクト５室６リモコン操作器１０蒸発器１１送風ファン１２再生器１３バーナ１４燃料供給管１５燃料供給制御弁１６凝縮器１７空冷ファン１８冷媒タンク２０吸収器２１希溶液タンク３０コントローラ３１通信制御器Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５温度センサＴ３レベルセンサＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５弁Ｍ₁ 、Ｍ₂ モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒を蒸発させる蒸発器と、冷媒を吸収する吸収液を蓄え前記蒸発器で蒸発した冷媒
蒸気を該吸収液に吸収させる吸収器と、冷媒蒸気を吸収した希吸収液を加熱して冷媒蒸気と濃吸
収液とを発生する再生器と、該再生器で発生した冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器とを有
し、前記凝縮器と前記蒸発器との圧力差によって前記凝縮器
から前記蒸発器へ冷媒を送出せしめ、前記蒸発器により
空調すべき室内の空気を直接冷却し、該冷却した空気を
ダクトを介して室内に送風して冷房を行う吸収式冷凍機
を用いた空調装置において、前記凝縮器を冷却する空冷ファンと、外気温度を検出する外気温度検出手段と、前記再生器を加熱するバーナで燃焼させるガス量をガス
インプットとして検出するガスインプット検出手段と、前記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度検出手段と、前記凝縮器の適正目標温度を記憶する温度記憶手段と、目標温度と検出された凝縮器温度の偏差をなくすために
目標温度と検出された凝縮器温度の偏差の積分演算を行
なう演算部を含み、凝縮器温度（Ｔ１）、外気温度（Ｔ
２）、ガスインプットより最適レギュレータ理論を用い
て適正な空冷ファン能力を演算する演算手段と、実状に合わせて設定された前記積分演算の初期値を記憶
する初期値記憶手段と、運転を開始して前記凝縮器温度が所定温度に上昇したと
き前記初期積分演算値を加えて前記演算手段による演算
を開始させる制御手段と、空冷ファン能力の演算を開始してから前記凝縮器温度を
時系列的に記録する記録手段と、前記空冷ファン能力の制御開始から所定時間経過までに
前記凝縮器の最高温度が設定温度を超えたか否かを判別
する判別手段と、該判別手段により凝縮器の最高温度が設定温度を超えた
と判断された場合には、前記初期積分演算値を変更する
変更手段と、前記演算手段により演算された回転数で前記空冷ファン
を駆動する空冷ファン駆動手段とを備えたことを特徴と
する空調装置。
【請求項２】前記凝縮器温度検出手段は凝縮器の出口
の温度を検出する請求項１に記載の空調装置。