JPH09133428A - 吸収式冷凍機及びその吸収溶液液面検出装置 - Google Patents

吸収式冷凍機及びその吸収溶液液面検出装置

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JPH09133428A
JPH09133428A JP7287164A JP28716495A JPH09133428A JP H09133428 A JPH09133428 A JP H09133428A JP 7287164 A JP7287164 A JP 7287164A JP 28716495 A JP28716495 A JP 28716495A JP H09133428 A JPH09133428 A JP H09133428A
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JP
Japan
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solution
temperature regenerator
absorption
high temperature
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JP7287164A
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Satoshi Miyake
聡 三宅
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • Y02B30/62Absorption based systems

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸収式冷凍機において、高温再生器液面上昇
を正確に検出して部分負荷運転時の成績係数の低下を改
善することができる吸収式冷凍機を提供する。 【解決手段】 部分負荷運転での高温再生器9の溶液の
液面上昇を液面増幅機構21で増幅し、この液面増幅機
構内に設けた液面検出器22の信号により、吸収器5か
ら高温再生器9及び低温再生器10に循環する吸収溶液
循環量を調整、減少させることにより、高温再生器9及
び低温再生器10から吸収器5へ還流する吸収溶液の顕
熱が冷却水に奪われる量を減少させ、もって、冷房部分
負荷時の成績係数の低下を改善することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は吸収式冷凍機及びそ
の吸収液液面検出装置に係り、特に、冷房部分負荷時に
おける成績係数の低下を改善することができる吸収式冷
凍機及びその吸収溶液液面検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、蒸発器、吸収器、凝縮器、高温再
生器、低温再生器、溶液熱交換器、溶液ポンプ、冷媒ポ
ンプ、及び、これらを作動的に結合する配管系などから
なる吸収式冷凍機は広く実用化されている。また、特開
平3−28674号公報によれば、かかる吸収式冷凍機
において、高温再生器の吸収液の液面を検出器により検
出し、この液面検出器の液面検出信号により、微分制
御、積分制御、さらには比例制御を組み合わせたPID
制御を用いて吸収液ポンプをインバ−タ制御すること
で、当該高温再生器の加熱量に見合った吸収液を高温再
生器へ送ることにより、吸収溶液循環量を最適に調整
し、もって、冷房部分負荷の成績係数の低下を改善する
ものが既に知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
技術の吸収冷凍機においては、吸収液ポンプを制御する
ため、高温再生器の吸収液の液面を検出しているが、し
かしながら、この吸収液液面の検出は、高温再生器内の
吸収液の液面を直接検出することにより行っている。と
ころが、吸収液表面の波の影響を考慮すると、液面変動
は、その波の影響を受けないだけの大きさでないと検出
することは困難である。しかるに、液面変動を大きくす
るには高温再生器内の保有吸収液液量も変動量が大きく
なり、制御のための吸収液の循環流量が増大するととも
に、吸収溶液の濃縮や稀釈に時間がかかるという問題が
あった。
【0004】そこで、本発明では、上記の従来技術にお
ける問題点に鑑み、比較的簡単に構成することが可能
で、吸収液表面の波面などによる影響を受けず、高温再
生器内の吸収液の液位を正確に検出して吸収溶液循環量
を減少させることにより、吸収冷凍機の冷房部分負荷時
の成績係数の低下を改善することができる吸収式冷凍機
及びその吸収溶液液面検出装置を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述の目的は、本発明に
よれば、蒸発器、吸収器、凝縮器、高温再生器、低温再
生器、溶液熱交換器、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、及びこ
れらを作動的に結合する配管系からなり、さらに、前記
高温再生器の吸収溶液の液面に応じて、前記吸収器から
再生器に循環する吸収溶液循環量を調整する機構を備え
た吸収式冷凍機において、前記高温再生器に吸収溶液の
液面増幅機構を設け、この液面増幅機構に設けた液面検
出器により溶液液面を検出するように構成した吸収式冷
凍機により達成される。
【0006】また、本発明によれば、やはり上記の目的
を達成するため、前記の吸収式冷凍機における前記高温
再生器の吸収溶液の液面を検出する液面検出装置であっ
て、前記高温再生器の側壁に堰を設け、前記堰の外側に
は、前記高温再生器の水平断面よりも小さい水平断面の
容器を隣接して設け、当該堰を越えて前記容器内に流れ
込む吸収溶液の液面により、前記高温再生器の吸収溶液
の液面を検出する吸収式冷凍機の吸収溶液液面検出装置
が提案される。
【0007】すなわち、本発明になる吸収式冷凍機及び
その吸収溶液液面検出装置によれば、高温再生器の液位
変動を増幅する液面増幅機構を設け、この増幅機構に設
けた溶液液面を検出する液面検出器と、この液面検出器
からの信号を入力信号として吸収器から再生器に循環す
る吸収溶液循環量を調整する。このように、高温再生器
の微小な液位変動を液面増幅機構によって増幅し、この
増幅機構に設けた溶液液面の検出器からの液面の検出位
置に基づいて高温再生器から吸収器に循環する吸収溶液
循環量を調整することにより、高温再生器の溶液液面を
直接検出して制御するものに比べ、高温再生器の液位変
動は最小限に抑制され、液位変動に必要な余分な吸収液
や、溶液の濃縮、稀釈に必要な時間が削減され、また、
液位の検出器は、比較的大きな液面変動を検出すればよ
いから、簡単に構成することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。まず、
本発明の実施の形態になる吸収式冷凍機の冷房サイクル
について、図1により説明すと、図において、蒸発器1
は約百分の一気圧に保たれており、この蒸発器1の内部
において、例えば水などの冷媒2が、冷媒ポンプ3によ
り汲み出され、その内部に冷水が通る蒸発器伝熱管4上
にスプレ−され、これにより、蒸発器伝熱管4内の冷水
から熱を奪って蒸発し、冷却効果を発生する。すなわ
ち、外部からこの蒸発器1の蒸発器伝熱管4に導かれた
水などの冷媒は、ここで冷却されて冷水として取り出さ
れることとなる。
【0009】一方、蒸発器1内で熱を奪って蒸発した冷
媒蒸気は、内部に配置した吸収器伝熱管6を通る冷却水
により冷却されて低圧に保たれた隣接する吸収器5側へ
流れ込み、ここで、上記の吸収器伝熱管6上にスプレ−
される臭化リチウム水溶液により吸収され、そのため、
この吸収液である臭化リチウム水溶液は稀くなる。この
稀溶液は、溶液ポンプ7により吸収器5から汲み出さ
れ、熱交換器8を経て、その一部は高温再生器9へ、残
りは低温再生器10へと送り込まれる。
【0010】この稀溶液が送り込まれた高温再生器9で
は、例えばバ−ナ等の直接熱源11により加熱され、こ
れにより、この稀溶液は蒸気と濃溶液に分離される。ま
た、低温再生器10では、送り込まれた稀溶液が、上記
の高温再生器9で発生した蒸気により加熱され、やは
り、蒸気と濃溶液とに分離される。
【0011】この様にして、高温再生器9及び低温再生
器10で濃縮された濃溶液は、再び、上記の溶液熱交換
器8を経て、上記吸収器5内の上部からスプレ−され
る。また、低温再生器10で加熱し凝縮した冷媒は凝縮
器12へ導かれる。また、低温再生器10内で発生した
冷媒蒸気は、冷却水により冷却され、凝縮器12で凝縮
する。この様にしてできた凝縮器12の凝縮冷媒は、や
はり、蒸発器1へ導かれてその内部でスプレ−され、サ
イクルを一巡する。
【0012】そして、高温再生器9には、液面検知器2
2が設けられてその液面が検出されるが、本発明によれ
ば、この液面検知器22は、高温再生器9内の濃溶液の
液面を直接検出するのではなく、液面増幅機構21を設
け、液面検知器22は、この液面増幅機構21内の濃溶
液の液面を検出するように構成されている。
【0013】すなわち、この液面増幅機構21は、図2
にも示すように、高温再生器9の側壁面に設けられてお
り、これにより、高温再生器9の側壁面に形成された堰
91からオ−バ−フロ−する溶液92を、上記高温再生
器9の水平断面より小さな断面の容器211に流入する
よう構成したものである。すなわち、液面増幅機構21
のかかる構造によれば、高温再生器9内の微小な液位変
動により、上記堰91からオ−バ−フロ−する溶液92
の量が変動し、それによって、液面増幅機構21の液位
(面)93の変動が、上記高温再生器9における液位変
動よりも大きくなるように増幅するものである。そし
て、この液面増幅機構21における液位(面)93の上
昇を、液面検知器22が検知した場合、変換器23はこ
の検出した液位(面)検出信号に基づいて溶液循環量調
整弁24を絞り、あるいは、溶液ポンプインバ−タ装置
25を介して溶液ポンプ7の回転数を減少し、もって、
吸収器5から高温再生器9や低温再生器10に循環する
溶液の循環量を減少するよう作動する。
【0014】特に、吸収式冷凍機の冷房サイクルにおけ
る部分負荷運転時においては、全負荷運転に比べ、蒸発
器1や吸収器5での伝達熱量が減少するため、必要伝熱
飽和温度差が低下し、これに伴い、運転中の溶液サイク
ルの溶液濃度が低下する。これに伴って、上記高温再生
器9の運転圧力も低下する。高温再生器9から吸収器5
に循環するための溶液循環における駆動源は、上記高温
再生器9と吸収器5との圧力差とその液位差であるから
であるから、この部分負荷運転時には、高温再生器9の
運転圧力が低下することで、その結果は、高温再生器9
の液位の上昇に現われる。
【0015】一方、高温再生器9及び低温再生器10で
の限界溶液濃度は、吸収式冷凍機の冷房サイクルにおけ
る部分負荷運転でも、全負荷運転時とほぼ同等であるこ
とから、吸収器5と上記両再生器9、10との間の濃度
差を拡大することが出来、このことから、溶液の循環量
を減量することができる。そこで、変換器23、溶液循
環量調整弁24、そして、溶液ポンプインバ−タ装置2
5は、上記液面検知器22からの液面検出信号を基にし
て、吸収器5から高温再生器9や低温再生器10に循環
する溶液の循環量を調整するよう作動する。なお、上記
液面検知器22からの液面検出信号が導かれる変換器2
3は、例えば上述のPID制御、PI制御、あるいは、
ファジー制御等の制御方式により、溶液ポンプインバ−
タ装置25を運転制御するように構成されている。
【0016】以上に説明したように、本発明の実施の形
態になる吸収式冷凍機では、その冷房サイクル、特に、
その部分負荷時において、高温再生器9の液面を検出す
る際、上記液面増幅機構21を採用することにより、高
温再生器9内の微小な液位変動を増幅し、その増幅機構
21に設けた溶液の液面検知器22からの検出信号に基
づいて両再生器9、10から吸収器5に循環する吸収溶
液の循環量を調整することによって、直接高温再生器の
液面を検出して制御する時に比べ、高温再生器9の液位
変動は最小限に抑制される。このことによって、液位変
動に必要な余分な吸収液や、溶液の濃縮、稀釈に必要な
時間が削減され、さらには、液位の変動を検出するため
に液面検出器は比較的大きな液面変動を検出すればよ
く、その構成が簡単になる。また、上記の本発明の実施
の形態になる吸収式冷凍機では、高温再生器9及び低温
再生器10から吸収器5に還流される溶液が上記吸収器
5内で冷却水に捨てる顕熱熱量を減らすことができ、こ
の熱を冷媒の再生に利用することが出来ることから、冷
房成績係数を向上することができることとなる。
【0017】なお、上記の実施の形態において、溶液循
環量調整は、溶液循環量調整弁24、及び溶液ポンプイ
ンバ−タ装置25のいずれか、または、これらの併用で
も良い。また、上記の溶液循環量調整弁24は、二方
弁、あるいは、破線で図示した如く、三方弁でも良い。
【0018】次に、図3により、本発明の他の実施の形
態について説明する。この他の実施の形態では、上記図
1に示した実施の形態になる吸収式冷凍機に比較し、高
温再生器9に設けた液面増幅機構21には、上記の液面
検知器22に代えて溶液循環量フロ−ト弁26を設けた
ものである。これにより、上記の変換器23や溶液ポン
プインバ−タ装置25を用いずに、比較的簡単な構成に
より、上記の実施の形態と同様に、冷房成績係数の向上
を実現することが可能である。
【0019】
【発明の効果】以上の詳細な説明からも明らかなよう
に、本発明になる吸収式冷凍機及びその吸収溶液液面検
出装置によれば、比較的簡単な構成により、吸収液表面
の波面などによる影響を受けず、高温再生器内の吸収液
の液位を正確に検出し、部分負荷運転での吸収溶液循環
量を減少させることによって冷房部分負荷時の成績係数
の低下を改善することが可能になるという、極めて優れ
た効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態になる吸収式冷凍機の全
体構成を示す図である。
【図2】上記図1の吸収式冷凍機における液面増幅機構
の詳細を示す一部展開斜視図である。
【図3】本発明の他の実施の形態になる吸収式冷凍機の
構成を示す図である。
【符号の説明】
1 蒸発器 2 冷媒 3 冷媒ポンプ 4 蒸発器伝熱管 5 吸収器 6 吸収器伝熱管 7 溶液ポンプ 8 熱交換器 9 再生器 10 低温再生器 11 直接熱源 12 凝縮器 21 液面増幅機構 22 液面検知器 23 変換器 24 溶液循環量調整弁 25 溶液ポンプインバ−タ装置 91 堰 211 容器

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸発器、吸収器、凝縮器、高温再生器、
    低温再生器、溶液熱交換器、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、
    及びこれらを作動的に結合する配管系からなり、さら
    に、前記高温再生器の吸収溶液の液面に応じて、前記吸
    収器から再生器に循環する吸収溶液循環量を調整する機
    構を備えた吸収式冷凍機において、前記高温再生器に吸
    収溶液の液面増幅機構を設け、この液面増幅機構におけ
    る液面により、前記高温再生器の吸収溶液液面を検出す
    るように構成したことを特徴とする吸収式冷凍機。
  2. 【請求項2】 前記請求項1に記載の吸収式冷凍機にお
    いて、前記液面増幅機構は、前記高温再生器の側壁に設
    けた堰と、当該堰の外側に設けられ、前記高温再生器の
    水平断面よりも小さい水平断面の容器とから構成される
    ことを特徴とする吸収式冷凍機。
  3. 【請求項3】 前記請求項1に記載の吸収式冷凍機にお
    いて、さらに、前記液面増幅機構における液面を検出す
    るための液面検出手段を設け、これにより、前記高温再
    生器の吸収溶液液面を検出するように構成したことを特
    徴とする吸収式冷凍機。
  4. 【請求項4】 前記請求項2に記載の吸収式冷凍機にお
    いて、前記液面増幅機構の容器から、吸収溶液を前記高
    温再生器へ送るための配管が設けられていることを特徴
    とする吸収式冷凍機。
  5. 【請求項5】 前記請求項1に記載の吸収式冷凍機にお
    いて、前記吸収溶液循環量を調整する調整機構として、
    溶液ポンプインバ−タ装置を用いたことを特徴とする吸
    収式冷凍機。
  6. 【請求項6】 前記請求項1に記載の吸収式冷凍機にお
    いて、前記吸収溶液循環量を調整する調整機構として、
    溶液循環量調整弁を用いたことを特徴とする吸収式冷凍
    機。
  7. 【請求項7】 前記請求項1に記載の吸収式冷凍機にお
    いて、前記液面検出器及び前記吸収溶液循環量の調整機
    構を、一体のフロ−ト弁として構成したことを特徴とす
    る吸収式冷凍機。
  8. 【請求項8】 前記請求項1に記載の吸収式冷凍機にお
    ける前記高温再生器の吸収溶液の液面を検出する液面検
    出装置であって、前記高温再生器の側壁に堰を設け、前
    記堰の外側には、前記高温再生器の水平断面よりも小さ
    い水平断面の容器を隣接して設け、当該堰を越えて前記
    容器内に流れ込む吸収溶液の液面により、前記高温再生
    器の吸収溶液の液面を検出することを特徴とする吸収式
    冷凍機の吸収溶液液面検出装置。
  9. 【請求項9】 前記請求項8に記載の吸収式冷凍機の吸
    収溶液液面検出装置であって、前記容器内には、液面を
    検出するための液面検出器を配置していることを特徴と
    する吸収式冷凍機の吸収溶液液面検出装置。
JP7287164A 1995-11-06 1995-11-06 吸収式冷凍機及びその吸収溶液液面検出装置 Pending JPH09133428A (ja)

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