JPH09229513A - 吸収冷凍機の分離器液面制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転立ち上がり等の非定常運転時においても
冷媒中への吸収溶液の混入を確実に防ぐ。 【解決手段】 分離器８の吸収溶液の液面４１を検知す
る液面スイッチ９と、溶液循環ポンプ３５の希溶液吸入
管３７と吸収器２９の吸収溶液出口の間と分離器８の吸
収溶液滞留部１０とをつなぐ溶液バイパス回路３８を設
けると共に、溶液バイパス回路３８の途中に液面スイッ
チ９における吸収溶液の液面位置による信号を受けて開
閉する溶液バイパス弁３９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸収冷凍機の分離
器の液面を制御する分離器液面制御装置に係り、特に、
運転立ち上がり等の非定常運転時の冷媒中への吸収溶液
の混入を防止する吸収冷凍機の分離器液面制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷媒循環回路及び吸収溶液循環回
路を形成した吸収冷凍機において、圧力差やヘッド差を
利用した液循環は、温度や圧力条件が定常の運転状態に
なった定常運転時に始めて安定するもので、運転立ち上
がり（起動時）や負荷の低下した間歇運転或いは吸収溶
液の希釈等の非定常運転時には分離器の液面が急激に上
昇し、冷媒への吸収溶液混入となり能力低下につながる
恐れがあった。

【０００３】そこで、上記吸収冷凍機の運転立ち上がり
等の非定常運転時に、冷媒中に吸収溶液が混入すること
を防止するものとしては、例えば特公平３−７９６３０
号公報に開示された吸収冷凍機の制御装置がある。この
吸収冷凍機の制御装置１００は、図２に示すように、高
温再生器１１１、分離器１０１、低温再生器１０２及び
凝縮器１０６、蒸発器１１２及び吸収器１１３、溶液循
環ポンプ１１４等を接続して冷媒及び吸収溶液の循環回
路を形成した吸収冷凍機１００ａにおいて、分離器１０
１から低温再生器１０２に至る吸収溶液循環回路１０３
に設けられた二つの制御弁１０４と、側路管１０３ａに
設けられた制御弁１０５及び溶液循環ポンプの出口側に
設けられた制御弁１０９とを備え、更に、分離器１０１
から低温再生器１０２に至り更に凝縮機１０６に至る冷
媒循環回路１０７に設けられた二つの制御弁１０８と、
分離器に設けられた液面制御器１１０とを備え、この液
面制御器１１０によって上記六つの制御弁の開度を制御
するものである。

【０００４】一方、特公平４−２３１８２号公報に開示
された吸収冷凍機の制御装置においては、上記と同様の
制御弁を備えると共に、吸収器に設けられた液面制御器
を備え、吸収冷凍機の起動時に吸収器の液面低下によっ
てこれら六つの制御弁を制御するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記何
れの吸収冷凍機の制御装置においても、これら六つの制
御弁を開くタイミング、順番、開度の量に様々な組み合
わせがあり、制御が非常に複雑であり適切な制御をする
ことが困難である恐れがあった。

【０００６】本発明の目的は、冷媒及び吸収溶液の循環
回路を形成した吸収冷凍機の分離器液面制御装置におい
て、運転立ち上がり等の非定常運転時においても冷媒中
への吸収溶液の混入を防止する吸収冷凍機の分離器液面
制御装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、高温再生器、分離器（セパレータ）、低
温再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器及び溶液循環ポンプ
等を接続して冷媒及び吸収溶液の循環回路を形成した吸
収冷凍機の吸収溶液制御装置において、前記分離器の吸
収溶液の液面を検知する液面スイッチと、前記溶液循環
ポンプの吸込口と前記吸収器の吸収溶液の出口との間と
前記分離器の吸収溶液が滞留する滞留部とをつなぐ溶液
バイパス回路を設けると共に、該溶液バイパス回路の途
中に前記液面スイッチにおける吸収溶液の液面位置によ
る信号を受けて開閉するバイパス弁とを備えたものであ
る。

【０００８】分離器の吸収溶液の液面を検知する液面ス
イッチと、溶液循環ポンプの吸込口と吸収器の吸収溶液
の出口との間と分離器の吸収溶液の滞留部とをつなぐ溶
液バイパス回路を設けると共に、この溶液バイパス回路
の途中に液面スイッチにおける吸収溶液の液面位置によ
る信号を受けて開閉するバイパス弁とを備えたものは、
運転立ち上がり等の非定常運転時においても冷媒中に吸
収溶液が混入せず、吸収冷凍機の円滑な運転を確保する
ものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る吸収冷凍機の
分離器液面制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１０】図１は、本発明に係る吸収冷凍機の分離器
液面制御装置の一実施の形態を示す系統図である。本実
施の形態の吸収冷凍機１は、作動流体として、吸収剤で
あるリチウムブロマイド（ＬiＢr）に冷媒である水を吸
収させた吸収溶液を用いている。吸収溶液のＬiＢr濃度
は、吸収溶液が吸収冷凍機内を循環するにつれて変動す
るが、この変動はほぼ３段階に分けることが出来、濃度
レベルの低い方から、希溶液、中間濃溶液、濃溶液と呼
ぶ。

【００１１】更に、吸収冷凍機１は、内包する吸収溶液
（希溶液）を蒸気が内部を通過して吸収溶液を加熱する
蒸気コイル５を備えた高温再生器３と、高温再生器３の
上方に配置され、この高温再生器３に上昇管７で接続さ
れた分離器８と、この分離器８の気相部分に一端が接続
された冷媒蒸気管１２を介して冷媒蒸気コイル１５を内
装した低温再生器１４と、この低温再生器１４に隣接し
て設けられ連通路１８で低温再生器１４に連通し、冷却
水コイル３１を内装した凝縮器１７と、この凝縮器１７
から生成する液冷媒及び冷媒蒸気コイル１５内で凝縮さ
れた液冷媒が液冷媒管１９と流量調整弁２０を介して蒸
発コイル２１に散布される蒸発器２２と、冷却水コイル
３１に冷却水管３２を介して接続された冷却水コイル３
３を内装した吸収器２９と、吸収器２９の底部に設けら
れた希溶液溜り３０と、希溶液吸入管３７が吸入側に接
続された溶液循環ポンプ３５と、溶液循環ポンプ３５の
吐出側に被加熱流体入口側を接続させた低温溶液熱交換
器２８と、低温溶液熱交換器２８の被加熱流体出口側に
被加熱流体入口側を接続させ被加熱流体出口側を前記高
温再生器３の希溶液入口に接続された高温溶液熱交換器
２３と、分離器８の吸収溶液４０が滞留する滞留部１０
と高温溶液熱交換器２３の加熱流体入口側を接続した中
間濃溶液管２４と、高温溶液熱交換器２３の加熱流体出
口側を低温再生器１４に接続する中間濃溶液管２５と、
低温再生器１４の底部と低温溶液熱交換器２８の加熱流
体入口側を接続する濃溶液管２６と、低温溶液熱交換器
２８の加熱流体出口側と吸収器２９の上部を接続する濃
溶液管２７と、を含んで構成されている。

【００１２】冷却水コイル３１の出口側は、図示されて
いないクーリングタワーに接続され、冷却水コイル３３
の入口側は、図示されていない冷却水ポンプを介して前
記クーリングタワーに接続されている。

【００１３】このような構造を有する吸収冷凍機におい
て、本実施の形態の分離器液面制御装置２は、分離器８
の吸収溶液４０の液面４１を検知する液面スイッチ９
と、溶液循環ポンプ３５の吸込口３５ａと吸収器２９の
吸収溶液の出口２９ａとの間と分離器８の吸収溶液が滞
留する滞留部１０とをつなぐ溶液バイパス回路３８を設
けると共に、溶液バイパス回路３８の途中に液面スイッ
チ９における吸収溶液の液面位置による信号を受けて開
閉するバイパス弁である溶液バイパス弁３９とを備えた
ものである。

【００１４】溶液循環ポンプ３５の吸込口３５ａと吸収
器２９の吸収溶液の出口２９ａとの間には、希溶液溜り
３０と希溶液吸入管３７が設けられ、溶液バイパス回路
３８はこれらのうちどちらにつながれても良いが、図１
の実施の形態においては希溶液吸入管３７につながれて
いる。

【００１５】更に、本実施の形態の吸収冷凍機の分離器
液面制御装置２は、液面スイッチ９における吸収溶液４
０の液面位置による信号を受けて溶液バイパス弁３９を
開閉させるコントローラ６を有している。

【００１６】以上のような構造を有する吸収冷凍機１及
び分離器液面制御装置２の作用について説明する。先
ず、吸収冷凍機１は次のように作用する。即ち、吸収冷
凍機１の蒸発コイル２１が熱媒体管２１ａに接続されて
例えば空調の冷房運転に供されるとする。先ず、高温再
生器３内の希溶液は蒸気コイル５で加熱されて気液２相
状態で上昇管７内を上昇し、分離器８に流入する。分離
器８に流入した気液２相状態の希溶液は冷媒蒸気と中間
濃溶液に分離され、この中間濃溶液は中間濃溶液管２４
を経て高温溶液熱交換器２３の加熱流体側に流入する。
高温溶液熱交換器２３に流入した中間濃溶液は、被加熱
流体側を流れる希溶液を加熱しつつ高温溶液熱交換器２
３を通過し、中間濃溶液管２５を経て低温再生器１４に
流入し、冷媒蒸気コイル１５上に散布される。

【００１７】一方、分離器８で分離された冷媒蒸気は、
冷媒蒸気管１２を介して低温再生器１４に送られ冷媒蒸
気コイル１５によって凝縮されて液冷媒となり、更に低
温再生器１４で生成された二次冷媒蒸気も、連通路１８
を経て凝縮器１７側に移動して液冷媒となると共に、低
温再生器１４の冷媒蒸気コイル１５内で凝縮した液冷媒
と共に蒸発器２２に供給され蒸発コイル２１上に散布さ
れ、蒸発コイル２１内を流れる熱媒体の熱を奪って蒸発
し、再び冷媒蒸気となり、蒸発冷媒蒸気通路を経て吸収
器２９に流入する。熱を奪われて冷却された熱媒体は、
冷房負荷に導かれ、冷房を行ったのち再び熱媒体管２１
ａを介して蒸発コイル２１に還流する。

【００１８】低温再生器１４で二次冷媒蒸気を蒸発させ
た中間濃溶液は、濃溶液となり、濃溶液管２６を経て低
温溶液熱交換器２８の加熱流体入口側に流入する。低温
溶液熱交換器２８に流入した濃溶液は、被加熱流体側を
流れる希溶液を加熱しつつ低温溶液熱交換器２８を通過
し、濃溶液管２７を経て吸収器２９に流入する。吸収器
２９に流入した濃溶液は、冷却水コイル３３上に散布さ
れ、蒸発器２２から流入した冷媒蒸気を濃溶液が吸収し
て希溶液となる。濃溶液が冷媒蒸気を吸収するときに発
生する吸収熱は、冷却水コイル３３内を流れる冷却水に
移され、クーリングタワーに運ばれる。

【００１９】吸収器２９で生成された希溶液は、吸収器
の出口２９ａから希溶液溜り３０に溜り、希溶液吸入管
３７を経て溶液循環ポンプ３５に吸入され、加圧されて
低温溶液熱交換器２８の被加熱流体入口側に流入する。
低温溶液熱交換器２８に流入した希溶液は加熱流体側を
流れる濃溶液に加熱されつつ低温溶液熱交換器２８を通
過し、高温溶液熱交換器２３の被加熱流体入口側に流入
する。高温溶液熱交換器２３に流入した希溶液は、加熱
流体側を流れる中間濃溶液に加熱されつつ高温溶液熱交
換器２３を通過し、高温再生器３に流入する。高温再生
器３に流入した希溶液は、再び上述のサイクルを繰り返
す。

【００２０】冷却水コイル３３で吸収熱を吸収し、冷却
水コイル３１で凝縮熱を吸収した冷却水は、クーリング
タワーに流入し、運んできた吸収熱及び凝縮熱を大気中
に放出する。通常運転時は以上述べたサイクルが繰り返
される。

【００２１】冷房負荷が低下して吸収冷凍機の運転が停
止される場合の吸収冷凍機の冷房運転停止時は、溶液循
環ポンプ３５が間歇的に運転され、溶液濃度が高い高温
再生器３、低温再生器１４、高温溶液熱交換器２３、低
温溶液熱交換器２８内の吸収溶液を稀釈している。

【００２２】次に本実施の形態の吸収冷凍機の分離器液
面制御装置２の作用について説明する。図１に示したよ
うに、分離器８と希溶液吸入管３７との間に溶液バイパ
ス回路３８を設け、その途中に溶液バイパス弁３９を設
けたものは、吸収冷凍機の運転立ち上がり時に、分離器
８の圧力が低いために急激に吸収溶液４０の液面４１が
上昇する。これを液面スイッチ９で検知し、その検知信
号をコントローラ６に伝達する。コントローラ６は、液
面スイッチ９からの検知信号に基づいて溶液バイパス弁
３９に開閉信号を送り、溶液バイパス弁３９が開くこと
により、分離器８内の吸収溶液が希溶液吸入管３７にバ
イパスされ、分離器９の液面４１が次第に下降し安定し
た時点で溶液バイパス弁３９が閉じて定常運転に入るこ
とが出来る。

【００２３】更に、分離器８から溶液バイパス回路３８
が希溶液吸入管３７につながれることにより、溶液循環
ポンプ３５の吸い込み圧力によって希溶液がバイパスさ
れるため、分離器８の液面４１が下降する時間も早く、
安定するまでの時間は短い。このように液面４１の下降
を素早く行なうことで、冷媒蒸気への吸収溶液の混入を
確実に防止する。

【００２４】上記吸収冷凍機の分離器液面制御装置２の
作用において、当初分離器８の圧力が低いために急激に
吸収溶液４０の液面４１が上昇する間は、溶液バイパス
弁３９を全開させ、吸収溶液４０の液面４１が下がると
共に、徐々に溶液バイパス弁３９が閉じていき、所定の
液面位置に下がった時点で全閉になるように制御するこ
とも出来、このようにすることにより、制御の安定性が
増し信頼性の高い液面制御を行なうことが容易になる。

【００２５】そして、本実施の形態の吸収冷凍機の分離
器液面制御装置２は、吸収冷凍機の運転立ち上がりの非
定常運転時だけでなく、負荷の低下した間歇運転或いは
吸収溶液の希釈等の非定常運転時においても良好に機能
するものである。又、上記実施の形態は、二重効用吸収
冷凍機について説明したが、本発明はこれに限定され
ず、一重効用吸収冷凍機においても適用出来ることは勿
論である。

【００２６】

【発明の効果】本発明の吸収冷凍機の分離器液面制御装
置によれば、運転立ち上がり等の非定常運転時において
も冷媒中への吸収溶液の混入を確実に防ぐことが出来、
速やかに確実に定常運転に移行出来る。更に、この制御
装置に使う制御弁は一つであり、低コストである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る吸収冷凍機の分離器液面制御装置
の一実施の形態を示す系統図である。

【図２】従来技術に係る吸収冷凍機の制御装置の系統図
である。

【符号の説明】

１ 吸収冷凍機 ２ 分離器液面制御装置 ３ 高温再生器 ８ 分離器 ９ 液面スイッチ １０ 滞留部 １４ 低温再生器 １７ 凝縮器 ２２ 蒸発器 ２９ 吸収器 ２９ａ 吸収器の出口 ３５ 溶液循環ポンプ ３５ａ 溶液循環ポンプの吸込口 ３７ 希溶液吸入管 ３８ 溶液バイパス回路 ３９ 溶液バイパス弁（バイパス弁） ４０ 吸収溶液 ４１ 液面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温再生器、分離器、低温再生器、凝縮
   器、蒸発器、吸収器及び溶液循環ポンプ等を接続して冷
   媒及び吸収溶液の循環回路を形成した吸収冷凍機の分離
   器液面制御装置において、前記分離器の吸収溶液の液面
   を検知する液面スイッチと、前記溶液循環ポンプの吸込
   口と前記吸収器の吸収溶液の出口との間と前記分離器の
   吸収溶液が滞留する滞留部とをつなぐ溶液バイパス回路
   を設けると共に、該溶液バイパス回路の途中に前記液面
   スイッチにおける吸収溶液の液面位置による信号を受け
   て開閉するバイパス弁とを備えたものであることを特徴
   とする吸収冷凍機の分離器液面制御装置。