JPH0942810A - 吸収冷凍機の診断方法 - Google Patents
吸収冷凍機の診断方法Info
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- JPH0942810A JPH0942810A JP7218223A JP21822395A JPH0942810A JP H0942810 A JPH0942810 A JP H0942810A JP 7218223 A JP7218223 A JP 7218223A JP 21822395 A JP21822395 A JP 21822395A JP H0942810 A JPH0942810 A JP H0942810A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 吸収冷凍機の異常を早期に検出し、故障や運
転停止に至る前に異常発生箇所と異常原因を究明し、故
障の未然防止をはかる。 【解決手段】 吸収冷凍機の冷凍サイクルにおける濃度
の高くなった吸収液ｂの温度、吸収液ｂの濃度、再生器
１０の加熱温度、再生器１０の圧力、冷媒ａの飽和温
度、蒸発器１の冷媒ａの温度、蒸発器１の圧力などの運
転状態値を監視し、それら運転状態値が予め設定された
しきい値から外れた場合に、吸収液ｂの過冷却による結
晶、吸収液ｂの濃縮による結晶、冷媒ａへの吸収液ｂの
混入といった異常を診断する。
転停止に至る前に異常発生箇所と異常原因を究明し、故
障の未然防止をはかる。 【解決手段】 吸収冷凍機の冷凍サイクルにおける濃度
の高くなった吸収液ｂの温度、吸収液ｂの濃度、再生器
１０の加熱温度、再生器１０の圧力、冷媒ａの飽和温
度、蒸発器１の冷媒ａの温度、蒸発器１の圧力などの運
転状態値を監視し、それら運転状態値が予め設定された
しきい値から外れた場合に、吸収液ｂの過冷却による結
晶、吸収液ｂの濃縮による結晶、冷媒ａへの吸収液ｂの
混入といった異常を診断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空調設備などに用
いられる吸収冷凍機の異常を早期に検出し、異常箇所と
原因を冷凍機が故障に到る前に事前に診断する方法に関
する。
いられる吸収冷凍機の異常を早期に検出し、異常箇所と
原因を冷凍機が故障に到る前に事前に診断する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】吸収冷凍機は、騒音や振動が小さく、地
球温暖化係数も小さいことから公害に与える影響も少な
いといった利点があり、近年、急速に需要が増大してい
る。しかし、圧縮系の冷凍機に比べて歴史が浅く、経年
劣化のメカニズムや長期に渡って、安定かつ高効率を維
持する運転管理に関する経験的知識が十分とは言えな
い。このため、吸収冷凍機は、運転中の異常や故障が発
生しやすい。そこで従来、吸収冷凍機について、次のよ
うな方法で保守点検を行っている。
球温暖化係数も小さいことから公害に与える影響も少な
いといった利点があり、近年、急速に需要が増大してい
る。しかし、圧縮系の冷凍機に比べて歴史が浅く、経年
劣化のメカニズムや長期に渡って、安定かつ高効率を維
持する運転管理に関する経験的知識が十分とは言えな
い。このため、吸収冷凍機は、運転中の異常や故障が発
生しやすい。そこで従来、吸収冷凍機について、次のよ
うな方法で保守点検を行っている。
【０００３】［１］日常の保守管理として行う方法。 吸収冷凍機の長寿命のために、日常保守管理の定期点検
やポンプ類の整備、吸収液のろ過などの定期整備を行う
方法である。吸収冷凍機は、真空状態で運転しているこ
と、及び内部に使用している吸収液が腐食性のある臭化
リチウム水溶液であること等から真空の保持、腐食抑制
剤の管理などを徹底していても長期間使用による内部腐
食や錆など不純物の詰まり等により性能的、機械的に劣
化して行くからである。保守管理は、年間運転時間など
から機器メーカーが取り決めた間隔で実施する場合が多
く、安全を見込んだ短めの間隔となっている。
やポンプ類の整備、吸収液のろ過などの定期整備を行う
方法である。吸収冷凍機は、真空状態で運転しているこ
と、及び内部に使用している吸収液が腐食性のある臭化
リチウム水溶液であること等から真空の保持、腐食抑制
剤の管理などを徹底していても長期間使用による内部腐
食や錆など不純物の詰まり等により性能的、機械的に劣
化して行くからである。保守管理は、年間運転時間など
から機器メーカーが取り決めた間隔で実施する場合が多
く、安全を見込んだ短めの間隔となっている。
【０００４】［２］冷凍機本体に装備されているマイコ
ンを用いて故障を検出する方法。 ＬＳＩの普及に伴い、吸収冷凍機本体もいわゆるマイコ
ン内蔵型の機種が開発されている。そこで従来は、冷凍
機本体の運転制御に使用する各部位の温度等を過去の一
定期間記憶し、記憶されたデータを別置きのパソコン等
に伝送し表示するようにしている。そして、点検作業員
は、その表示を見て、トリップ等の保護回路作動による
故障時に記憶されたデータを再現することで、故障前の
運転状態を把握し、診断に役立てている。
ンを用いて故障を検出する方法。 ＬＳＩの普及に伴い、吸収冷凍機本体もいわゆるマイコ
ン内蔵型の機種が開発されている。そこで従来は、冷凍
機本体の運転制御に使用する各部位の温度等を過去の一
定期間記憶し、記憶されたデータを別置きのパソコン等
に伝送し表示するようにしている。そして、点検作業員
は、その表示を見て、トリップ等の保護回路作動による
故障時に記憶されたデータを再現することで、故障前の
運転状態を把握し、診断に役立てている。
【０００５】［３］コンピュータ等を利用して故障を調
べる方法。 吸収冷凍機に故障が発生した時、故障原因と対策をコン
ピュータにより解明する。この方法は、過去の故障事例
とその原因、対策に関する知識をコンピュータに予め入
力しておき、利用者は、現在起きた故障をコンピュータ
に入力することで、コンピュータによる診断結果（故障
原因と対策）を得る。また、コンピュータにデータが入
力されているため、診断に個人差がでにくい。また、こ
の方法は故障発生後の早期復旧をはかることができる。
べる方法。 吸収冷凍機に故障が発生した時、故障原因と対策をコン
ピュータにより解明する。この方法は、過去の故障事例
とその原因、対策に関する知識をコンピュータに予め入
力しておき、利用者は、現在起きた故障をコンピュータ
に入力することで、コンピュータによる診断結果（故障
原因と対策）を得る。また、コンピュータにデータが入
力されているため、診断に個人差がでにくい。また、こ
の方法は故障発生後の早期復旧をはかることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
従来の方法は次のような解決課題を有している。
従来の方法は次のような解決課題を有している。
【０００７】［１］日常の保守管理を定期的に行う方法
は、冷凍機の実際の使用環境や負荷によっては、過剰点
検による保全費用の損失、次回点検までの間に起こる故
障による運転の損失が生じる。従って、保守管理の間隔
と損失をバランスさせるのが困難である。また、保守点
検には豊富な知識と経験が必要とされるため、点検作業
員の技術レベルに依存してしまう。
は、冷凍機の実際の使用環境や負荷によっては、過剰点
検による保全費用の損失、次回点検までの間に起こる故
障による運転の損失が生じる。従って、保守管理の間隔
と損失をバランスさせるのが困難である。また、保守点
検には豊富な知識と経験が必要とされるため、点検作業
員の技術レベルに依存してしまう。
【０００８】［２］冷凍機の機器本体に装備されたマイ
コンの診断は、安定した運転制御の維持と、停止時間を
短くすることを目的としているため、機器自身の保護回
路による故障が発生する。また、この方法も、故障時の
診断は点検作業員に委ねられており、先の［１］の方法
と同様の課題がある。
コンの診断は、安定した運転制御の維持と、停止時間を
短くすることを目的としているため、機器自身の保護回
路による故障が発生する。また、この方法も、故障時の
診断は点検作業員に委ねられており、先の［１］の方法
と同様の課題がある。
【０００９】［３］コンピュータを利用した方法は、故
障の発生を事後的に保全するものであるため、故障前の
異常現象を検出することができず、故障の予防には効果
を発揮しない。
障の発生を事後的に保全するものであるため、故障前の
異常現象を検出することができず、故障の予防には効果
を発揮しない。
【００１０】そして、以上に説明した従来の方法は何れ
も故障後の早期復旧を目的としたものであり、異常の早
期検出と冷凍機の故障の保全には十分には寄与しない。
も故障後の早期復旧を目的としたものであり、異常の早
期検出と冷凍機の故障の保全には十分には寄与しない。
【００１１】本発明の目的は、吸収冷凍機の異常を早期
に検出し、故障や運転停止に至る前に異常発生箇所と異
常原因を究明し、故障の未然防止をはかることにある。
に検出し、故障や運転停止に至る前に異常発生箇所と異
常原因を究明し、故障の未然防止をはかることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、蒸発器
において周囲より気化熱を奪って蒸発した冷媒を吸収器
に送って吸収液で吸収させ、吸収器において冷媒を吸収
して濃度の薄くなった吸収液を再生器に送って加熱する
ことにより冷媒を蒸発させ、濃度の高くなった吸収液は
再生器に送られる濃度の薄くなった吸収液と熱交換させ
た後に再び吸収器に戻し、蒸発した冷媒は凝縮器に送っ
て凝縮させ、凝縮器において凝縮した冷媒を蒸発器に送
る吸収冷凍機において、濃度の高くなった吸収液の温度
が、濃度の薄くなった吸収液と熱交換した後において、
次式（１）で示される過冷却結晶温度Ｔｃ以下となった
ときに吸収液が過冷却による結晶を生じると診断する方
法が提供される。
において周囲より気化熱を奪って蒸発した冷媒を吸収器
に送って吸収液で吸収させ、吸収器において冷媒を吸収
して濃度の薄くなった吸収液を再生器に送って加熱する
ことにより冷媒を蒸発させ、濃度の高くなった吸収液は
再生器に送られる濃度の薄くなった吸収液と熱交換させ
た後に再び吸収器に戻し、蒸発した冷媒は凝縮器に送っ
て凝縮させ、凝縮器において凝縮した冷媒を蒸発器に送
る吸収冷凍機において、濃度の高くなった吸収液の温度
が、濃度の薄くなった吸収液と熱交換した後において、
次式（１）で示される過冷却結晶温度Ｔｃ以下となった
ときに吸収液が過冷却による結晶を生じると診断する方
法が提供される。
【００１３】 Ｔｃ ＝ −２１８９.３＋６５.７７Ｘ−０.４８３９Ｘ2 ・・・（１） ここに、Ｘ：濃度の高くなった吸収液の濃度［ｗｔ％］
【００１４】また、本発明によれば、以上のような吸収
冷凍機において、濃度の薄くなった吸収液を再生器にて
加熱する温度が、次式（２）で示される濃縮結晶温度Ｔ
ｈ以上となったときに吸収液が濃縮による結晶を生じる
と診断する方法が提供される。
冷凍機において、濃度の薄くなった吸収液を再生器にて
加熱する温度が、次式（２）で示される濃縮結晶温度Ｔ
ｈ以上となったときに吸収液が濃縮による結晶を生じる
と診断する方法が提供される。
【００１５】 Ｔｈ ＝ 762638／［−756.9＋｛572897.61＋1525276（6.3768−logP1）｝0.5 ］ ・・・（２） ここに、Ｐ1：再生器の圧力［ｋＰａ］
【００１６】また、本発明によれば、以上のような吸収
冷凍機において、次式（３）で示される温度差ΔＴｅが
０より大きくなったときに蒸発器において冷媒に吸収液
が混入していると診断する方法が提供される。
冷凍機において、次式（３）で示される温度差ΔＴｅが
０より大きくなったときに蒸発器において冷媒に吸収液
が混入していると診断する方法が提供される。
【００１７】 ΔＴｅ ＝ Ｔｅｃ−Ｔｅｍ ・・・（３） ここに、Ｔｅｃ：冷媒の飽和温度［℃］ ＝ 208191／［（−1596.49＋｛2548780＋416382（7.05
−logP2）｝0.5］ Ｔｅｍ：蒸発器の冷媒の温度［℃］ Ｐ2 ：蒸発器の圧力［ｋＰａ］
−logP2）｝0.5］ Ｔｅｍ：蒸発器の冷媒の温度［℃］ Ｐ2 ：蒸発器の圧力［ｋＰａ］
【００１８】このように本発明の診断方法は、吸収冷凍
機の冷凍サイクルにおける濃度の高くなった吸収液の温
度、吸収液の濃度、再生器の加熱温度、再生器の圧力、
冷媒の飽和温度、蒸発器の冷媒の温度、蒸発器の圧力な
どの運転状態値を監視し、それらの運転状態値が計算で
求める所定の制限値を超えた場合に、吸収液の過冷却に
よる結晶、吸収液の濃縮による結晶、冷媒への吸収液の
混入といった異常を診断する。
機の冷凍サイクルにおける濃度の高くなった吸収液の温
度、吸収液の濃度、再生器の加熱温度、再生器の圧力、
冷媒の飽和温度、蒸発器の冷媒の温度、蒸発器の圧力な
どの運転状態値を監視し、それらの運転状態値が計算で
求める所定の制限値を超えた場合に、吸収液の過冷却に
よる結晶、吸収液の濃縮による結晶、冷媒への吸収液の
混入といった異常を診断する。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
をもとにして説明する。図１は、本発明の実施の形態を
適用するための吸収冷凍機のシステムフロー図である。
なお、図１には単効用式の吸収冷凍機を示したが、原理
的には、二重効用式も同様であり、本発明方法を二重効
用式に提供することも可能である。吸収冷凍機において
は、蒸発器１から凝縮器２に圧力差に打ち勝って冷媒ａ
を運ぶために、圧縮機でなく吸収液ｂによる冷媒ａの吸
収作用を用いている。吸収冷凍機において利用される冷
媒ａと吸収液ｂの組合わせには種々あるが、空調用では
臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液を吸収液ｂとし、水を
冷媒ａとするものがもっぱら使用されている。
をもとにして説明する。図１は、本発明の実施の形態を
適用するための吸収冷凍機のシステムフロー図である。
なお、図１には単効用式の吸収冷凍機を示したが、原理
的には、二重効用式も同様であり、本発明方法を二重効
用式に提供することも可能である。吸収冷凍機において
は、蒸発器１から凝縮器２に圧力差に打ち勝って冷媒ａ
を運ぶために、圧縮機でなく吸収液ｂによる冷媒ａの吸
収作用を用いている。吸収冷凍機において利用される冷
媒ａと吸収液ｂの組合わせには種々あるが、空調用では
臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液を吸収液ｂとし、水を
冷媒ａとするものがもっぱら使用されている。
【００２０】蒸発器１は高い真空度に保たれており、こ
の蒸発器１においてチューブ３内を流れる冷水より気化
熱を奪って蒸発した冷媒ａの蒸気は通路４を通って吸収
器５に導入される。
の蒸発器１においてチューブ３内を流れる冷水より気化
熱を奪って蒸発した冷媒ａの蒸気は通路４を通って吸収
器５に導入される。
【００２１】吸収器５では、上方に配置されたノズル６
から吸収液ｂが噴霧されており、蒸気となって導入され
た冷媒ａは、吸収器５内において吸収液ｂと接触して吸
収される。このとき発生する吸収熱で吸収液ｂの温度が
上昇すると吸収能力が低下するので、チューブ７内に冷
却水を流し、絶えず吸収熱を取り除いている。
から吸収液ｂが噴霧されており、蒸気となって導入され
た冷媒ａは、吸収器５内において吸収液ｂと接触して吸
収される。このとき発生する吸収熱で吸収液ｂの温度が
上昇すると吸収能力が低下するので、チューブ７内に冷
却水を流し、絶えず吸収熱を取り除いている。
【００２２】吸収器５において冷媒ａを吸収したことに
より濃度の薄くなった吸収液ｂはポンプ８の稼働により
通路９を通って再生器１０に送られる。再生器１０では
チューブ１１に加熱蒸気が供給されており、濃度の薄く
なった吸収液ｂはその加熱によって沸騰を起こし、吸収
した冷媒ａを蒸発させて分離し、吸収液ｂは濃度の高い
状態になる。
より濃度の薄くなった吸収液ｂはポンプ８の稼働により
通路９を通って再生器１０に送られる。再生器１０では
チューブ１１に加熱蒸気が供給されており、濃度の薄く
なった吸収液ｂはその加熱によって沸騰を起こし、吸収
した冷媒ａを蒸発させて分離し、吸収液ｂは濃度の高い
状態になる。
【００２３】こうして濃度の高くなった吸収液ｂは通路
１２を通って、再び吸収器５に戻り、吸収器５の上方に
配置されたノズル６から噴霧されて、冷媒ａを吸収す
る。また、通路１２を戻る途中、熱交換器１３において
通路９を通る濃度の薄くなった吸収液ｂとの間で熱交換
が行われる。
１２を通って、再び吸収器５に戻り、吸収器５の上方に
配置されたノズル６から噴霧されて、冷媒ａを吸収す
る。また、通路１２を戻る途中、熱交換器１３において
通路９を通る濃度の薄くなった吸収液ｂとの間で熱交換
が行われる。
【００２４】一方、再生器１０内での加熱により分離さ
れた冷媒ａの蒸気は凝縮器２に送られる。そして、チュ
ーブ１４に供給された冷却水で熱を奪われて凝縮され
る。こうして、凝縮器２において凝縮・液化した冷媒ａ
は、絞りの作用をする細い管１５を通って圧力が下が
り、再び蒸発器１に入る。なお、凝縮器２内のチューブ
１４に供給される冷却水は、一般には、吸収器５のチュ
ーブ７から直列に通水されるようになっている。
れた冷媒ａの蒸気は凝縮器２に送られる。そして、チュ
ーブ１４に供給された冷却水で熱を奪われて凝縮され
る。こうして、凝縮器２において凝縮・液化した冷媒ａ
は、絞りの作用をする細い管１５を通って圧力が下が
り、再び蒸発器１に入る。なお、凝縮器２内のチューブ
１４に供給される冷却水は、一般には、吸収器５のチュ
ーブ７から直列に通水されるようになっている。
【００２５】以上のように構成された吸収冷凍機におけ
る異常現象を早期に検出するために、本発明では、吸収
冷凍機の冷凍サイクルにおける濃度の高くなった吸収液
ｂの温度、再生器１０の加熱温度、再生器の圧力１０、
冷媒ａの飽和温度、蒸発器１の冷媒ａの温度、蒸発器１
の圧力などの運転状態値を監視する。そして、それらの
運転状態値が計算で求める所定の制限値を超えた場合
に、吸収液ｂの過冷却による結晶、吸収液ｂの濃縮によ
る結晶、冷媒ａへの吸収液ｂの混入といった異常の発生
を予測するものである。
る異常現象を早期に検出するために、本発明では、吸収
冷凍機の冷凍サイクルにおける濃度の高くなった吸収液
ｂの温度、再生器１０の加熱温度、再生器の圧力１０、
冷媒ａの飽和温度、蒸発器１の冷媒ａの温度、蒸発器１
の圧力などの運転状態値を監視する。そして、それらの
運転状態値が計算で求める所定の制限値を超えた場合
に、吸収液ｂの過冷却による結晶、吸収液ｂの濃縮によ
る結晶、冷媒ａへの吸収液ｂの混入といった異常の発生
を予測するものである。
【００２６】（１）吸収液ｂの過冷却による結晶 吸収液ｂに用いられるＬｉＢｒ水溶液は、冷凍サイクル
の結晶ラインを境に結晶を起こす。結晶の原因は、吸収
液ｂの温度の急激な下降（過冷却結晶）と吸収液ｂの濃
度の上昇（濃縮結晶）に大別される。過冷却結晶は、再
生器１０において濃度の高くなった吸収液ｂが通路１２
を通って吸収器５へ戻る途中において、熱交換器１３で
冷却されることによって、例えば通路１２の途中などに
おいて発生する。そして、過冷却結晶が生じた場合は、
吸収器５への吸収液ｂの循環量が少なくなる。このた
め、吸収器５の圧力が低下して蒸発器１での冷媒ａの蒸
発が進行し、蒸発器１のチューブ３内を流れる冷水が凍
結し、チューブ３が破裂に至る危険性が生じる。このよ
うに、過冷却結晶は冷凍サイクルの能力低下、運動不能
といった影響を及ぼす。
の結晶ラインを境に結晶を起こす。結晶の原因は、吸収
液ｂの温度の急激な下降（過冷却結晶）と吸収液ｂの濃
度の上昇（濃縮結晶）に大別される。過冷却結晶は、再
生器１０において濃度の高くなった吸収液ｂが通路１２
を通って吸収器５へ戻る途中において、熱交換器１３で
冷却されることによって、例えば通路１２の途中などに
おいて発生する。そして、過冷却結晶が生じた場合は、
吸収器５への吸収液ｂの循環量が少なくなる。このた
め、吸収器５の圧力が低下して蒸発器１での冷媒ａの蒸
発が進行し、蒸発器１のチューブ３内を流れる冷水が凍
結し、チューブ３が破裂に至る危険性が生じる。このよ
うに、過冷却結晶は冷凍サイクルの能力低下、運動不能
といった影響を及ぼす。
【００２７】ここで、以上のような過冷却結晶は、例え
ば通路１２を流れる濃度の高くなった吸収液ｂの流量を
計測する事によっても診断できる。しかし、流量を計測
する方法は、異常の事前検出と冷凍機の故障の保全には
十分に寄与することができない。これに対して、本発明
では、「現在の運転が継続された場合、過冷却結晶が起
こるか否かを診断する」ことにより、異常を事前に診断
する。
ば通路１２を流れる濃度の高くなった吸収液ｂの流量を
計測する事によっても診断できる。しかし、流量を計測
する方法は、異常の事前検出と冷凍機の故障の保全には
十分に寄与することができない。これに対して、本発明
では、「現在の運転が継続された場合、過冷却結晶が起
こるか否かを診断する」ことにより、異常を事前に診断
する。
【００２８】図２は、単効用吸収冷凍機の冷凍サイクル
において吸収液ｂが過冷却結晶および濃縮結晶が起こる
状態をデューリング線図で示したものである。再生器１
０を出る時点において、濃度の高くなった吸収液ｂは状
態点２０にある。そして、状態点２０にあった濃度の高
くなった吸収液ｂは通路１２を流れる間に熱交換器１３
で濃度の薄くなった吸収液ｂとの間で熱交換し、温度が
下げられて吸収器５の上方のノズル６から噴霧される。
熱交換器１３での熱交換した後の濃度の高くなった吸収
液ｂは状態点２１にある。なお、状態点２０から状態点
２１へ変化する間、吸収液ｂの濃度は一定で、温度と圧
力が低下する。
において吸収液ｂが過冷却結晶および濃縮結晶が起こる
状態をデューリング線図で示したものである。再生器１
０を出る時点において、濃度の高くなった吸収液ｂは状
態点２０にある。そして、状態点２０にあった濃度の高
くなった吸収液ｂは通路１２を流れる間に熱交換器１３
で濃度の薄くなった吸収液ｂとの間で熱交換し、温度が
下げられて吸収器５の上方のノズル６から噴霧される。
熱交換器１３での熱交換した後の濃度の高くなった吸収
液ｂは状態点２１にある。なお、状態点２０から状態点
２１へ変化する間、吸収液ｂの濃度は一定で、温度と圧
力が低下する。
【００２９】こうして状態点２１へ移動した濃度の高く
なった吸収液ｂは、その後、吸収器５内において冷媒ａ
を吸収して濃度の薄くなった吸収液ｂとなる。この時点
で、濃度の薄くなった吸収液ｂは状態点２２になる。な
お、状態点２１から状態点２２へ変化する間、圧力は一
定で濃度が低下する。そして、吸収器５を出た濃度の薄
くなった吸収液ｂは、濃度一定のまま通路９を通って再
生器１０に送られ、その途中で、熱交換器１３において
通路１２を通る濃度の高くなった吸収液ｂと熱交換し、
熱交換後、状態点２３になる。
なった吸収液ｂは、その後、吸収器５内において冷媒ａ
を吸収して濃度の薄くなった吸収液ｂとなる。この時点
で、濃度の薄くなった吸収液ｂは状態点２２になる。な
お、状態点２１から状態点２２へ変化する間、圧力は一
定で濃度が低下する。そして、吸収器５を出た濃度の薄
くなった吸収液ｂは、濃度一定のまま通路９を通って再
生器１０に送られ、その途中で、熱交換器１３において
通路１２を通る濃度の高くなった吸収液ｂと熱交換し、
熱交換後、状態点２３になる。
【００３０】こうして再生器１０に送られた濃度の薄く
なった吸収液ｂは、再生器１０にて加熱されて吸収した
冷媒ａを蒸発分離し、再び濃度の高くなった吸収液ｂと
なる。この時、濃度の高くなった吸収液ｂは状態点２０
になる。
なった吸収液ｂは、再生器１０にて加熱されて吸収した
冷媒ａを蒸発分離し、再び濃度の高くなった吸収液ｂと
なる。この時、濃度の高くなった吸収液ｂは状態点２０
になる。
【００３１】以上のような冷凍サイクルにおいて、通
常、状態点２１は過冷却結晶温度Ｔｃより高い温度の位
置にあるが、熱交換器１３での熱交換によって濃度の高
くなった吸収液ｂに過剰な温度低下が生じた場合は、状
態点２１は結晶ライン２４よりも下側の状態点２１’に
移動し、この時、過冷却結晶が発生する。
常、状態点２１は過冷却結晶温度Ｔｃより高い温度の位
置にあるが、熱交換器１３での熱交換によって濃度の高
くなった吸収液ｂに過剰な温度低下が生じた場合は、状
態点２１は結晶ライン２４よりも下側の状態点２１’に
移動し、この時、過冷却結晶が発生する。
【００３２】この過冷却結晶が発生するか否かは、具体
的には、図２中において状態点２０と状態点２１を結ぶ
線分の延長線（状態点２１と状態点２１’を結ぶ線分）
と結晶ライン２４との交点の温度である過冷却結晶温度
Ｔｃと、熱交換器１３の出口において測定される濃度の
高くなった吸収液ｂの温度とを比較することによって診
断できる。ここで、過冷却結晶温度Ｔｃは、濃度の高く
なった吸収液ｂの濃度をＸ［ｗｔ％］として、次式
（１）で示される。
的には、図２中において状態点２０と状態点２１を結ぶ
線分の延長線（状態点２１と状態点２１’を結ぶ線分）
と結晶ライン２４との交点の温度である過冷却結晶温度
Ｔｃと、熱交換器１３の出口において測定される濃度の
高くなった吸収液ｂの温度とを比較することによって診
断できる。ここで、過冷却結晶温度Ｔｃは、濃度の高く
なった吸収液ｂの濃度をＸ［ｗｔ％］として、次式
（１）で示される。
【００３３】 Ｔｃ ＝ −２１８９.３＋６５.７７Ｘ−０.４８３９Ｘ2 ・・・（１）
【００３４】よって、熱交換器１３で冷却された後にお
ける濃度の高くなった吸収液ｂの温度と上記式（１）に
よって求められる過冷却結晶温度Ｔｃとを比較すること
により、吸収液ｂの温度が過冷却結晶温度Ｔｃよりも高
いときは吸収液ｂは過冷却による結晶を生ずることがな
く、他方、吸収液ｂの温度が過冷却結晶温度Ｔｃ以下と
なったときは吸収液ｂは過冷却による結晶を生ずる心配
がある、と診断することが可能である。
ける濃度の高くなった吸収液ｂの温度と上記式（１）に
よって求められる過冷却結晶温度Ｔｃとを比較すること
により、吸収液ｂの温度が過冷却結晶温度Ｔｃよりも高
いときは吸収液ｂは過冷却による結晶を生ずることがな
く、他方、吸収液ｂの温度が過冷却結晶温度Ｔｃ以下と
なったときは吸収液ｂは過冷却による結晶を生ずる心配
がある、と診断することが可能である。
【００３５】（２）吸収液ｂの濃度の上昇による結晶 一方、吸収液ｂの濃度の上昇による結晶（濃縮結晶）
は、再生器１０における加熱温度が高すぎた場合に発生
する。濃縮結晶を生じると、再生器１０への吸収液流入
量が少なくなり、全体的に（濃度の高くなった吸収液ｂ
および濃度の薄くなった吸収液ｂの両方を含む）吸収液
ｂの温度および濃度が上昇する。これにより、吸収器５
での冷媒ａの吸収量が増加して蒸発器１の蒸発が過剰に
進行し、蒸発器１の冷水用のチューブ３が凍結、破裂に
至る危険性がある。また、再生器１０の加熱温度が上昇
すると、吸収冷凍機缶体の腐食抑制剤の成分が破壊さ
れ、抑制効果が悪くなる。このため、腐食が進行して缶
体に穴が開いてしまい、不凝縮ガスの流入、冷凍能力の
低下といった結果を招く。従って、濃縮結晶も、先に説
明した過冷却結晶と同様に、冷凍能力の低下、運動不能
といった影響を及ぼす。そこで、本発明では、「現在の
運転が継続された場合、濃縮結晶が起こるか否かを診断
する」ことにより、異常を事前に診断する。
は、再生器１０における加熱温度が高すぎた場合に発生
する。濃縮結晶を生じると、再生器１０への吸収液流入
量が少なくなり、全体的に（濃度の高くなった吸収液ｂ
および濃度の薄くなった吸収液ｂの両方を含む）吸収液
ｂの温度および濃度が上昇する。これにより、吸収器５
での冷媒ａの吸収量が増加して蒸発器１の蒸発が過剰に
進行し、蒸発器１の冷水用のチューブ３が凍結、破裂に
至る危険性がある。また、再生器１０の加熱温度が上昇
すると、吸収冷凍機缶体の腐食抑制剤の成分が破壊さ
れ、抑制効果が悪くなる。このため、腐食が進行して缶
体に穴が開いてしまい、不凝縮ガスの流入、冷凍能力の
低下といった結果を招く。従って、濃縮結晶も、先に説
明した過冷却結晶と同様に、冷凍能力の低下、運動不能
といった影響を及ぼす。そこで、本発明では、「現在の
運転が継続された場合、濃縮結晶が起こるか否かを診断
する」ことにより、異常を事前に診断する。
【００３６】先に示した図２の冷凍サイクルにおいて、
通常、状態点２０は濃縮結晶温度Ｔｈより低い温度であ
るが、再生器１０で加熱、濃縮されて濃度の高くなった
吸収液ｂに過剰な温度上昇が生じた場合は、状態点２０
は結晶ライン２５よりも右側の状態点２０’に移動し、
この時、濃縮結晶が発生する。
通常、状態点２０は濃縮結晶温度Ｔｈより低い温度であ
るが、再生器１０で加熱、濃縮されて濃度の高くなった
吸収液ｂに過剰な温度上昇が生じた場合は、状態点２０
は結晶ライン２５よりも右側の状態点２０’に移動し、
この時、濃縮結晶が発生する。
【００３７】この濃縮結晶が発生するか否かは、具体的
には、図２中において状態点２０と状態点２３を結ぶ線
分の延長線（状態点２０と状態点２０’を結ぶ線分）と
結晶ライン２５との交点の温度である濃縮結晶温度Ｔｈ
と、再生器１０での加熱温度とを比較することによって
診断できる。ここで、濃縮結晶温度Ｔｈは、再生器１０
の圧力Ｐ1を一定として、その圧力Ｐ1から結晶ライン２
５との交点での温度を計算したものであり、濃縮結晶温
度Ｔｈは次式（２）で示される。
には、図２中において状態点２０と状態点２３を結ぶ線
分の延長線（状態点２０と状態点２０’を結ぶ線分）と
結晶ライン２５との交点の温度である濃縮結晶温度Ｔｈ
と、再生器１０での加熱温度とを比較することによって
診断できる。ここで、濃縮結晶温度Ｔｈは、再生器１０
の圧力Ｐ1を一定として、その圧力Ｐ1から結晶ライン２
５との交点での温度を計算したものであり、濃縮結晶温
度Ｔｈは次式（２）で示される。
【００３８】 Ｔｈ ＝762638／［−756.9＋｛572897.61＋1525276（6.3768−logP1）｝0.5］ ・・・（２）
【００３９】よって、濃度の薄くなった吸収液ｂを再生
器１０にて加熱する温度と上記式（２）によって求めら
れる濃縮結晶温度Ｔｈとを比較することにより、再生器
１０の加熱温度が濃縮結晶温度Ｔｈよりも低いときは吸
収液ｂは濃縮による結晶を生ずることがなく、他方、再
生器１０の加熱温度が濃縮結晶温度Ｔｈ以上となったと
きは吸収液ｂは濃縮による結晶を生ずる心配がある、と
診断することが可能である。
器１０にて加熱する温度と上記式（２）によって求めら
れる濃縮結晶温度Ｔｈとを比較することにより、再生器
１０の加熱温度が濃縮結晶温度Ｔｈよりも低いときは吸
収液ｂは濃縮による結晶を生ずることがなく、他方、再
生器１０の加熱温度が濃縮結晶温度Ｔｈ以上となったと
きは吸収液ｂは濃縮による結晶を生ずる心配がある、と
診断することが可能である。
【００４０】（３）冷媒ａへの吸収液ｂの混入 また、以上のような冷凍サイクルにおいて、冷媒ａへ吸
収液ｂが混入した場合は、冷媒ａの沸点上昇により蒸発
器１におけるチューブ３内を流れる冷水と冷媒ａとの熱
交換量が減少し、冷凍能力が低下する。
収液ｂが混入した場合は、冷媒ａの沸点上昇により蒸発
器１におけるチューブ３内を流れる冷水と冷媒ａとの熱
交換量が減少し、冷凍能力が低下する。
【００４１】ここで、図３は、単効用吸収冷凍機の冷凍
サイクルにおいて吸収液ｂが混入した場合に冷媒ａに与
える影響をデューリング線図で示したものである。再生
器１０で吸収液ｂと蒸発分離した冷媒ａは圧力一定で状
態点３０から状態点３１へ変化しながら凝縮器２に入
る。凝縮器２では、冷媒ａは凝縮しながら飽和蒸気圧線
３２上を状態点３１から状態点３３へと変化し、蒸発器
１に入る。蒸発器１は、吸収器５とほぼ等しい圧力で高
い真空度に保たれているため、冷媒ａは蒸発器１にて圧
力一定で蒸発し、状態点３４へと変化する。こうして蒸
発した冷媒ａは次に吸収器５に入り、吸収器５の上方よ
り散布される吸収液ｂに吸収され、状態点３０へ変化す
る。
サイクルにおいて吸収液ｂが混入した場合に冷媒ａに与
える影響をデューリング線図で示したものである。再生
器１０で吸収液ｂと蒸発分離した冷媒ａは圧力一定で状
態点３０から状態点３１へ変化しながら凝縮器２に入
る。凝縮器２では、冷媒ａは凝縮しながら飽和蒸気圧線
３２上を状態点３１から状態点３３へと変化し、蒸発器
１に入る。蒸発器１は、吸収器５とほぼ等しい圧力で高
い真空度に保たれているため、冷媒ａは蒸発器１にて圧
力一定で蒸発し、状態点３４へと変化する。こうして蒸
発した冷媒ａは次に吸収器５に入り、吸収器５の上方よ
り散布される吸収液ｂに吸収され、状態点３０へ変化す
る。
【００４２】以上のような冷凍サイクルにおいて、通常
は蒸発器１には冷媒ａは水のみが存在しており、その場
合は蒸発器１の圧力Ｐ2［ｋＰａ］は、例えばアントワ
ンの式から次式のように算出される。
は蒸発器１には冷媒ａは水のみが存在しており、その場
合は蒸発器１の圧力Ｐ2［ｋＰａ］は、例えばアントワ
ンの式から次式のように算出される。
【００４３】 ｌｏｇＰ2 ＝ ７．０７４０６−１６５７．４６／｛２２７．０２＋θ｝ ここに、θ：冷媒ａの温度［℃］
【００４４】しかし、冷媒ａに吸収液ｂが混入した場合
は、同じ容積における冷媒ａのモル分率は低下する。そ
して、この冷媒ａのモル分率の低下に比例して冷媒ａの
飽和蒸気圧線３２も下がり（ラウルの法則）、飽和蒸気
圧線３２は、図３中、点線３２’に変化することにな
る。その結果、冷媒ａの飽和温度は、状態点３３上の状
態点３３の温度Ｔｅｃ［℃］から、図３中において状態
点３３と状態点３４を結ぶ線分と点線３２’との交点と
して示される状態点３３’における温度Ｔｅｍ［℃］に
変化することとなる。従って、冷媒ａに吸収液ｂが混入
すると次式（３）で示される温度差ΔＴｅが０より大き
くなることから、その混入による冷凍能力の低下が診断
できる。
は、同じ容積における冷媒ａのモル分率は低下する。そ
して、この冷媒ａのモル分率の低下に比例して冷媒ａの
飽和蒸気圧線３２も下がり（ラウルの法則）、飽和蒸気
圧線３２は、図３中、点線３２’に変化することにな
る。その結果、冷媒ａの飽和温度は、状態点３３上の状
態点３３の温度Ｔｅｃ［℃］から、図３中において状態
点３３と状態点３４を結ぶ線分と点線３２’との交点と
して示される状態点３３’における温度Ｔｅｍ［℃］に
変化することとなる。従って、冷媒ａに吸収液ｂが混入
すると次式（３）で示される温度差ΔＴｅが０より大き
くなることから、その混入による冷凍能力の低下が診断
できる。
【００４５】 ΔＴｅ＝Ｔｅｃ−Ｔｅｍ ［℃］ …（３） ここに、Ｔｅｃ：冷媒ａの飽和温度［℃］ ＝208191／［（−1596.49＋｛2548780＋416382（7.05−
logP2）｝0.5］ Ｔｅｍ：蒸発器１の冷媒ａの温度［℃］ Ｐ2：蒸発器１の圧力［ｋＰａ］
logP2）｝0.5］ Ｔｅｍ：蒸発器１の冷媒ａの温度［℃］ Ｐ2：蒸発器１の圧力［ｋＰａ］
【００４６】（４）診断ルール 図４は、以上に説明したように、過冷却結晶温度Ｔｃ、
濃縮結晶温度Ｔｈ、および温度差ΔＴｅから、吸収冷凍
機の異常箇所・原因を診断するためのルールの一例を示
したフロー図である。図４中、左側の異常現象とは、吸
収冷凍機の冷凍サイクルにおいて計測された種々の状態
値をそれぞれのしきい値と比較して、その結果を示した
ものである。図４中の左側の異常現象から右側の異常箇
所・原因への矢印は、異常現象が複数発生した場合、ど
のような異常が生じているか、また異常箇所、異常原因
は何かを診断するためのフローを示している。
濃縮結晶温度Ｔｈ、および温度差ΔＴｅから、吸収冷凍
機の異常箇所・原因を診断するためのルールの一例を示
したフロー図である。図４中、左側の異常現象とは、吸
収冷凍機の冷凍サイクルにおいて計測された種々の状態
値をそれぞれのしきい値と比較して、その結果を示した
ものである。図４中の左側の異常現象から右側の異常箇
所・原因への矢印は、異常現象が複数発生した場合、ど
のような異常が生じているか、また異常箇所、異常原因
は何かを診断するためのフローを示している。
【００４７】例えば、図２に示した冷凍サイクルにおけ
る状態点２１（２１’）の温度が過冷却結晶温度Ｔｃを
下回り、かつ、チューブ７内を流れる冷却水の入口温度
が通常よりも低い場合は、「冷却水温度が低下したこと
による過冷却結晶の可能性がある」と診断される。この
ように、図４に示したルールに従って、故障に至る前に
異常を診断することが可能である。
る状態点２１（２１’）の温度が過冷却結晶温度Ｔｃを
下回り、かつ、チューブ７内を流れる冷却水の入口温度
が通常よりも低い場合は、「冷却水温度が低下したこと
による過冷却結晶の可能性がある」と診断される。この
ように、図４に示したルールに従って、故障に至る前に
異常を診断することが可能である。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、従来技術では予防でき
なかった吸収液の結晶や冷媒の溶液混入による能力低下
といった故障や運転停止を未然に防止することができ、
安定した吸収冷凍機の運転を継続することができるよう
になる。なお、本発明によって診断される冷凍サイクル
の変化は、吸収冷凍機の他に直炊き吸収冷温水発生機に
も応用できる。また、冷凍サイクルの変化は吸収冷凍機
の種々の異常が生じた場合、その変化として現れるた
め、冷凍サイクルを監視することで、吸収冷凍機の不調
を精度良く監視できる。
なかった吸収液の結晶や冷媒の溶液混入による能力低下
といった故障や運転停止を未然に防止することができ、
安定した吸収冷凍機の運転を継続することができるよう
になる。なお、本発明によって診断される冷凍サイクル
の変化は、吸収冷凍機の他に直炊き吸収冷温水発生機に
も応用できる。また、冷凍サイクルの変化は吸収冷凍機
の種々の異常が生じた場合、その変化として現れるた
め、冷凍サイクルを監視することで、吸収冷凍機の不調
を精度良く監視できる。
【図１】本発明の実施の形態を適用するための吸収冷凍
機のシステムフロー図である。
機のシステムフロー図である。
【図２】冷凍サイクルの変化による結晶点を示したグラ
フ図である。
フ図である。
【図３】冷媒への吸収液の混入による冷凍サイクルの変
化を示したグラフ図である。
化を示したグラフ図である。
【図４】冷凍サイクルの能力の変化に現れる異常現象か
ら異常箇所、原因を診断するルールを示すフロー図であ
る。
ら異常箇所、原因を診断するルールを示すフロー図であ
る。
ａ 冷媒 ｂ 吸収液 １ 蒸発器 ２ 凝縮器 ５ 吸収器 １０ 再生器 １３ 熱交換器
Claims (3)
- 【請求項１】 蒸発器において周囲より気化熱を奪って
蒸発した冷媒を吸収器に送って吸収液で吸収させ、吸収
器において冷媒を吸収して濃度の薄くなった吸収液を再
生器に送って加熱することにより冷媒を蒸発させ、濃度
の高くなった吸収液は再生器に送られる濃度の薄くなっ
た吸収液と熱交換させた後に再び吸収器に戻し、蒸発し
た冷媒は凝縮器に送って凝縮させ、凝縮器において凝縮
した冷媒を蒸発器に送る吸収冷凍機において、 前記濃度の高くなった吸収液の温度が、濃度の薄くなっ
た吸収液と熱交換した後において、次式（１）で示され
る過冷却結晶温度Ｔｃ以下となったときに吸収液が過冷
却による結晶を生じると診断する方法。 Ｔｃ ＝ −２１８９.３＋６５.７７Ｘ−０.４８３９Ｘ2 ・・・（１） ここに、Ｘ：濃度の高くなった吸収液の濃度［ｗｔ％］ - 【請求項２】 蒸発器において周囲より気化熱を奪って
蒸発した冷媒を吸収器に送って吸収液で吸収させ、吸収
器において冷媒を吸収して濃度の薄くなった吸収液を再
生器に送って加熱することにより冷媒を蒸発させ、濃度
の高くなった吸収液は再生器に送られる濃度の薄くなっ
た吸収液と熱交換させた後に再び吸収器に戻し、蒸発し
た冷媒は凝縮器に送って凝縮させ、凝縮器において凝縮
した冷媒を蒸発器に送る吸収冷凍機において、 前記濃度の薄くなった吸収液を再生器にて加熱する温度
が、次式（２）で示される濃縮結晶温度Ｔｈ以上となっ
たときに吸収液が濃縮による結晶を生じると診断する方
法。 Ｔｈ ＝762638／［−756.9＋｛572897.61＋1525276（6.3768−logP1）｝0.5］ ・・・（２） ここに、Ｐ1：再生器の圧力［ｋＰａ］ - 【請求項３】 蒸発器において周囲より気化熱を奪って
蒸発した冷媒を吸収器に送って吸収液で吸収させ、吸収
器において冷媒を吸収して濃度の薄くなった吸収液を再
生器に送って加熱することにより冷媒を蒸発させ、濃度
の高くなった吸収液は再生器に送られる濃度の薄くなっ
た吸収液と熱交換させた後に再び吸収器に戻し、蒸発し
た冷媒は凝縮器に送って凝縮させ、凝縮器において凝縮
した冷媒を蒸発器に送る吸収冷凍機において、 次式（３）で示される温度差ΔＴｅが０より大きくなっ
たときに蒸発器において冷媒に吸収液が混入していると
診断する方法。 ΔＴｅ ＝ Ｔｅｃ−Ｔｅｍ ・・・（３） ここに、Ｔｅｃ：冷媒の飽和温度［℃］ ＝208191／［（−1596.49＋｛2548780＋416382（7.05−
logP2）｝0.5］ Ｔｅｍ：蒸発器の冷媒の温度［℃］ Ｐ2 ：蒸発器の圧力［ｋＰａ］
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7218223A JPH0942810A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 吸収冷凍機の診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7218223A JPH0942810A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 吸収冷凍機の診断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0942810A true JPH0942810A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16716548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7218223A Pending JPH0942810A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 吸収冷凍機の診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0942810A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007183034A (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Tokyo Gas Co Ltd | 吸収冷温水機及びその制御方法 |
| WO2009092281A1 (zh) * | 2008-01-08 | 2009-07-30 | Qingquan Su | 低温余热提升能量品位的吸收式热泵系统及方法 |
-
1995
- 1995-08-03 JP JP7218223A patent/JPH0942810A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007183034A (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Tokyo Gas Co Ltd | 吸収冷温水機及びその制御方法 |
| WO2009092281A1 (zh) * | 2008-01-08 | 2009-07-30 | Qingquan Su | 低温余热提升能量品位的吸收式热泵系统及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031007 |