JPH10238888A

JPH10238888A - 吸収冷凍機の制御方法

Info

Publication number: JPH10238888A
Application number: JP9041748A
Authority: JP
Inventors: Akira Yamauchi; 朗山内
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】吸収冷凍機の立上り時間を短縮する。【解決手段】起動時に、高温再生器１０の温度Ｔgが
予め設定した温度Ｔ₁（通常運転時の高温再生器の温
度）になるまで、溶液バイパス弁３９を開いた状態で高
温再生器１０の加熱源１２の燃焼を行い、高温再生器１
０の温度Ｔgが予め設定した温度Ｔ₁になったら溶液バイ
パス弁３９を閉じて、蒸発器３４の温度Ｔeに基づいて
溶液バイパス弁３９の開閉制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸収冷凍機の制御
方法に係り、特に吸収冷凍機の運転開始時の制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】吸収冷凍機の例を図３を参照して説明す
る。図示の吸収冷温水機は、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、作動流体が装置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でき、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。

【０００３】図示の吸収冷凍機は、内包する吸収溶液
（希溶液）を加熱する手段を備えた高温再生器１０と、
高温再生器１０の上方に配置され該高温再生器１０に上
昇管１４で接続された分離器１６と、該分離器１６の気
相部分に一端を接続された冷媒蒸気コイル２３を内装し
た低温再生器２２と、該低温再生器２２に二次冷媒蒸気
管２８で連通され前記冷媒蒸気コイル２４の他端が接続
されるとともに冷却水コイル５０を内装した凝縮器２６
と、該凝縮器２６に流量調整弁３１を介装した液冷媒管
３０で接続され蒸発コイル３２を内装した蒸発器３４
と、該蒸発器３４に蒸発冷媒蒸気通路で連通され冷却水
コイル４６を内装した吸収器４４と、吸収器４４の底部
に希溶液吸入管５２で吸入側を接続された溶液循環ポン
プ５４と、溶液循環ポンプ５４の吐出側に被加熱流体入
り口側を接続させた低温溶液熱交換器４２と、低温溶液
熱交換器４２の被加熱流体出側に被加熱流体入り口側を
接続させ被加熱流体出側を前記高温再生器１０の希溶液
入り口に接続させた高温溶液熱交換器３６と、前記分離
器１６の液相部と高温溶液熱交換器３６の加熱流体入り
口を接続する中間濃溶液管２０と、高温溶液熱交換器３
６の加熱流体出側と低温再生器２２を接続する中間濃溶
液管３８と、低温再生器２２の底部と低温溶液熱交換器
４２の加熱流体入り側を接続する濃溶液管４０と、低温
溶液熱交換器４２の加熱流体出側と吸収器４４の上部を
接続する濃溶液管４１と、前記分離器１６の液相部と前
記吸収器４４を冷暖房切換弁５６を介して接続する冷暖
房切換連絡管５８と、冷却水コイル４６の出側と冷却水
コイル５０の入り側を接続する冷却水管４８と、濃溶液
管４１の途中に分岐して設けられ濃溶液管４１を溶液バ
イパス弁３９を介して吸収器４４の下部に連通する溶液
バイパス管４３と、含んで構成されている。

【０００４】冷却水コイル５０の出側は、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４６の
入り側は、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。また、高温再生器
１０の温度を計測出力する温度検出器１１、蒸発器３４
の温度を計測出力する温度検出器１１Ａ、蒸発コイル３
２出口の熱媒体温度を計測出力する図示されていない温
度検出器１１Ｂが設けられている。

【０００５】上記構成の吸収冷凍機の通常冷房運転時の
動作を以下に説明する。高温再生器１０内の希溶液は加
熱源１２に加熱されて気液２相状態で上昇管１４内を上
昇し、分離器１６に流入する。分離器１６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、冷媒蒸気は低温再生器２２に内装された冷媒蒸気コ
イル２３を経て凝縮器２６に流入し、中間濃溶液は中間
濃溶液管２０を経て高温溶液熱交換器３６の加熱流体側
に流入する。高温溶液熱交換器３６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３６を通過し、中間濃溶液管３８を経て低温
再生器２２に流入し、冷媒蒸気コイル２３上に散布され
る。冷媒蒸気コイル２３内を流れる冷媒蒸気は、周囲の
中間濃溶液を加熱して冷媒を蒸発させて二次冷媒蒸気を
生成し、自身は冷却されて凝縮し気液２相となって凝縮
器２６に流入する。低温再生器２２で生成された二次冷
媒蒸気も、二次冷媒蒸気管２８を経て凝縮器２６に流入
し、冷媒蒸気コイル２３を経て流入した冷媒とともに、
冷却水コイル５０内を流れる冷却水に冷却されて凝縮
し、液冷媒となる。

【０００６】凝縮器で生成された液冷媒は、液冷媒管３
０を経て蒸発器３４に流入し、蒸発器に内装された蒸発
コイル３２上に散布され、蒸発コイル３２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４４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
のち再び蒸発コイル３２に還流する。低温再生器２２で
二次冷媒蒸気として冷媒を蒸発させた中間濃溶液は、濃
溶液となり、濃溶液管４０を経て低温溶液熱交換器４２
の加熱流体入り側に流入する。低温溶液熱交換器４２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４２を通過し、濃溶液管４１を
経て吸収器４４に流入する。溶液バイパス弁３９は通常
運転状態では閉じられている。吸収器４４に流入した濃
溶液は、冷却水コイル４６上に散布され、蒸発器３４か
ら流入する冷媒蒸気を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４６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。

【０００７】吸収器４４で生成された希溶液は、希溶液
吸入管５２を経て溶液循環ポンプ５４に吸入され、加圧
されて低温溶液熱交換器４２の被加熱流体側に流入す
る。低温溶液熱交換器４２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４２
を通過し、高温溶液熱交換器３６の被加熱流体側に流入
する。高温溶液熱交換器３６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３６を通過し、高温再生器１０に流入する。高温再
生器１０に流入した希溶液は、再び上述のサイクルを繰
り返す。

【０００８】冷却水コイル４６で吸収熱を取り出し、冷
却水コイル５０で凝縮熱を取り出した冷却水は、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。

【０００９】次に、溶液バイパス弁３９の制御について
説明する。吸収器４４に流入した濃溶液は、冷却水コイ
ル４６上に散布され、蒸発器３４から流入する冷媒蒸気
を吸収して希溶液となるが、蒸発器３４に加わる負荷に
比較して冷却水コイル４６上に散布される濃溶液の量が
多いと、蒸発器３４における冷媒蒸気の蒸発量に比較し
て吸収器４４における冷媒蒸気の吸収力が大きくなり、
蒸発器３４の圧力が低下する。蒸発器３４の圧力低下は
蒸発器の温度低下を招き、蒸発コイル内を流れる熱媒体
や、蒸発器に供給される冷媒の凍結に至る恐れがある。
このような事態を避けるため、図４に示すように、運転
中、蒸発器の温度を測定し、得られた温度が予め定めら
れた温度、例えば２℃以下に低下したとき、溶液バイパ
ス弁３９を開き、濃溶液の一部を吸収器下部にバイパス
させるようになっている。つまり、溶液バイパス弁３９
は、蒸発器の温度に応じて濃溶液の一部を吸収器下部に
バイパスさせることにより、吸収器上部から散布される
濃溶液の減少させて吸収器の冷媒蒸気吸収力を低下させ
るように制御される。

【００１０】また、図５に示すように、高温再生器１０
の加熱源１２も、蒸発コイル３２出口の熱媒体温度が所
定の温度より高ければ所定の入熱量となる燃焼量で燃焼
（Ｈi燃焼）し、熱媒体温度が所定の温度より低ければ
燃焼を停止するように制御される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】先に述べたように、吸
収器４４には冷却水コイル４６が内装されており、冷却
水コイル４６上に散布された吸収溶液の持っている熱や
吸収溶液が冷媒蒸気を吸収する際に発生する熱は、冷却
水コイル４６内を流れる冷却水により除去される。一
方、吸収冷凍機の運転開始時は、吸収溶液の温度は充分
高くなっていないのに、冷却水コイル４６上に散布され
た吸収溶液の持っている熱が冷却水に取り去られ、吸収
溶液の温度上昇が阻害されている。このため、吸収冷凍
機の立上りに要する時間が長くなるという問題があっ
た。

【００１２】本発明の課題は、吸収冷凍機の立上り時間
を短縮するにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、その第１の手段として、高温再生器、分
離器、低温再生器、凝縮器、蒸発器及び吸収器を配管接
続して冷凍サイクルを形成し、吸収器上部に濃溶液を導
く濃溶液管に分岐管を設け、該分岐管を溶液バイパス弁
を介して吸収器底部に連通した吸収冷凍機を制御する方
法において、運転開始時、高温再生器の温度を計測し、
計測された高温再生器の温度に応じて、前記溶液バイパ
ス弁の開度を制御することを特徴とする。高温再生器の
温度に応じて前記溶液バイパス弁の開度を制御すること
により、高温再生器の温度が十分高くなるまで吸収器で
の放熱を避けることが可能となり、吸収溶液の温度を所
要の温度にまで高める時間、つまりは吸収冷凍機の立上
り時間が短縮される。

【００１４】本発明の第２の手段は、高温再生器、分離
器、低温再生器、凝縮器、蒸発器及び吸収器を配管接続
して冷凍サイクルを形成し、吸収器上部に濃溶液を導く
濃溶液管に分岐管を設け、該分岐管を溶液バイパス弁を
介して吸収器底部に連通した吸収冷凍機を制御する方法
において、運転開始時、高温再生器の温度を計測し、計
測された高温再生器の温度に応じて、前記高温再生器で
の入熱量を制御することを特徴とする。高温再生器の温
度に応じて、前記高温再生器での入熱量を制御すること
で、運転開始時のように高温再生器の溶液温度が低い段
階における入熱量を通常運転時に比べて大きくし、冷凍
サイクルの立上り時間を短縮することができる。

【００１５】本発明の第３の手段は、上記第１、第２の
手段を組み合わせたものであり、第１、第２の手段それ
ぞれの効果が得られる。

【００１６】本発明の第４の手段は、前記第１の手段に
おいて、計測された高温再生器の温度が予め設定された
温度Ｔ₁に達するまで、前記溶液バイパス弁を開状態に
維持するようにしたものである。溶液バイパス弁を開、
閉の２位置制御するもので制御が単純化される。

【００１７】本発明の第５の手段は、前記第２の手段に
おいて、計測された高温再生器の温度が予め設定された
温度Ｔ₃に達するまで、前記高温再生器での入熱量を通
常運転状態よりも高レベルに維持するようにしたもので
ある。加熱源の制御が単純化される。

【００１８】本発明の第６の手段は、上記第４、第５の
手段を組み合わせたものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。なお、本実施例は本発明を前記図３に
示した吸収冷凍機に適用した場合であり、吸収冷凍機の
構成についての説明は省略する。また、本発明が適用さ
れる吸収冷凍機は図３に示した構成のものに限定される
ものではない。

【００２０】図１に示す第１の実施例は、高温再生器１
０の温度Ｔg及び蒸発器３４の温度Ｔeを計測し、測定さ
れた温度Ｔg，Ｔeに応じて溶液バイパス弁３９を制御す
る場合の制御手順である。吸収冷凍機の制御電源が投入
されると、温度検出器１１が高温再生器１０の温度Ｔg
を検出してコントローラ１３に出力する（手順１０
１）。コントローラ１３は、温度検出器１１から入力さ
れた高温再生器１０の温度Ｔgを予め設定された第１の
基準温度Ｔ₁に比較し（手順１０２）、Ｔg＜Ｔ₁であれ
ば高温再生器１０の温度がまだ十分に高くないと判断し
て手順１０３に進んで溶液バイパス弁３９を開く。そし
て所定のサンプリング間隔をおいて手順１０１に戻る。
Ｔg＞Ｔ₁であれば高温再生器１０の温度が十分高くなっ
たと判断し、手順１０４に進む。コントローラ１３は、
手順１０４で温度検出器１１Ａが出力する蒸発器３４の
温度Ｔeを取り込み、手順１０５で温度Ｔeを予め設定さ
れた第２の基準温度Ｔ₂に比較する。

【００２１】Ｔe＜Ｔ₂であれば吸収器４４の吸収力を高
める必要はないと判断して手順１０３に進んで溶液バイ
パス弁３９を開く。そして所定のサンプリング間隔をお
いて手順１０１に戻る。Ｔe＞Ｔ₂であれば吸収器４４の
吸収力を高める必要ありと判断して手順１０６に進んで
溶液バイパス弁３９を閉じる。そして所定のサンプリン
グ間隔をおいて手順１０１に戻る。温度Ｔ₁は、通常運
転状態における高温再生器１０の計画温度に、温度Ｔ₂
は通常運転状態における蒸発器３４の計画温度に、それ
ぞれ設定されている。温度Ｔ₁、Ｔ₂は、必ずしも通常運
転状態における高温再生器１０の計画温度や、通常運転
状態における蒸発器３４の計画温度でなくてもよく、そ
れらの温度よりもいくらか低い温度に設定してもよい。

【００２２】この手順によれば、停止されていた吸収冷
凍機に電源が投入されると、溶液バイパス弁３９は蒸発
器３４の温度Ｔeに関係なく自動的に開かれ、高温再生
器１０の温度Ｔgが予め設定された温度Ｔ₁に達するま
で、開状態に維持される。したがって濃溶液は吸収器４
４の冷却水コイル４６上に散布されることなく吸収器４
４下部にバイパスされるから、吸収器４４に導かれる吸
収溶液（濃溶液）の熱が冷却水コイル４６内を流れる冷
却水によって取り去られることがない。吸収器４４下部
にバイパスされた吸収溶液は、溶液循環ポンプ５４によ
り、熱を奪われないまま再び高温再生器１０に送りこま
れ、高温再生器１０で加熱される。すなわち、高温再生
器１０への入熱が吸収溶液の加熱に有効に使用され、停
止状態の温度から運転状態の温度への吸収溶液の加熱時
間の短縮、つまり起動時間の短縮が可能となった。

【００２３】一旦高温再生器１０の温度が予め設定され
た温度Ｔ₁に達すると、溶液バイパス弁３９の開閉制御
は蒸発器３４の温度Ｔeに基づいて行われる。起動時に
は、蒸発器３４の温度Ｔeは当然温度Ｔ₂よりも高いか
ら、溶液バイパス弁３９は閉じられ、濃溶液は吸収器４
４の上部から冷却水コイル４６に散布される。この濃溶
液によって吸収器４４及び蒸発器３４内の冷媒蒸気が吸
収され蒸発器圧力が低下し、蒸発器３４における冷媒蒸
気の蒸発が誘発され、冷凍作用がスタートする。冷凍運
転中もこの制御は継続され、Ｔe＜Ｔ₂となった場合、コ
ントローラ１３は吸収器４４の吸収力過剰と判断して手
順１０３に進んで溶液バイパス弁３９を開く。もちろ
ん、冷凍作用が一旦開始されたら、手順１０２をバイパ
スし、手順１０１から手順１０４に進むようにしてもよ
い。

【００２４】起動時に図１に示す手順で制御することに
より、吸収器４４で無駄に放熱することが避けられ、高
温再生器１０における吸収溶液を所要の温度にまで加熱
する時間が短縮されるから、冷凍作用が開始されるまで
の所要時間も短くて済む。

【００２５】図２に示す第２の実施例は、高温再生器１
０の温度Ｔg及び蒸発コイル３２出口の冷水温度Ｔwを計
測し、測定された温度Ｔg，Ｔwに応じて高温再生器１０
における入熱量を制御する場合の制御手順である。

【００２６】吸収冷凍機の制御電源が投入されると、温
度検出器１１が高温再生器１０の温度Ｔgを検出してコ
ントローラ１３に出力する（手順２０１）。コントロー
ラ１３は、温度検出器１１から入力された高温再生器１
０の温度Ｔgを予め設定された第３の基準温度Ｔ₃に比較
し（手順２０２）、Ｔg＞Ｔ₃でなければ高温再生器１０
の温度がまだ十分に高くないと判断し、手順２０３に進
んで高温再生器１０の燃焼を通常運転時の燃焼制御（Ｈ
i燃焼）よりも入熱量が大きいＨ．Ｈ燃焼で燃焼するよ
う燃料弁（図示せず）を開く。そして所定のサンプリン
グ間隔をおいて手順２０１に戻る。Ｔg＞Ｔ₃であれば高
温再生器１０の温度が十分高くなったと判断し、手順２
０４に進む。コントローラ１３は、手順２０４で図示し
ない温度検出器１１Ｂが出力する蒸発コイル３２出口の
冷水温度Ｔwを取り込み、手順２０５で温度Ｔwを予め設
定された第４の基準温度Ｔ₄に比較する。

【００２７】Ｔw＞Ｔ₄であれば手順２０７に進んで通常
運転時の燃焼制御（Ｈi燃焼）とし、所定のサンプリン
グ間隔をおいて手順２０１に戻る。Ｔw＞Ｔ₄でなけれ
ば、冷水温度が低くすぎると判断して手順２０６に進ん
で高温再生器１０での燃焼を停止する。そして所定のサ
ンプリング間隔をおいて手順２０１に戻る。温度Ｔ
₃は、通常運転状態における高温再生器１０の計画温度
に、温度Ｔ₄は通常運転状態における蒸発コイル３２出
口の冷水の計画温度に、それぞれ設定されている。温度
Ｔ₃、Ｔ₄は、必ずしも通常運転状態における高温再生器
１０の計画温度や、通常運転状態における蒸発コイル３
２出口の冷水の計画温度でなくてもよく、それらの温度
よりもいくらか低い温度に設定してもよい。

【００２８】この手順によれば、停止されていた吸収冷
凍機に電源が投入されると、高温再生器１０の温度Ｔg
が予め設定された温度Ｔ₃に達するまで、高温再生器１
０への入熱量が通常運転状態における入熱量よりも高い
レベル（Ｈ．Ｈ燃焼）に維持される。起動時には、高温
再生器１０の温度Ｔgは当然温度Ｔ₃よりも低いから、高
温再生器１０はＨ．Ｈ燃焼に維持され、高温再生器１０
の温度Ｔgが温度Ｔ₃に達するまでの時間が短縮される。

【００２９】もちろん、冷凍作用が一旦開始されたら、
手順２０２をバイパスし、手順２０１から手順２０４に
進むようにしてもよい。

【００３０】起動時に図２に示す手順で制御することに
より、高温再生器１０の温度を急速に高めることが可能
になるから、冷凍作用が開始されるまでの所要時間も短
くて済む。

【００３１】また、上記図１、図２の制御を併用するこ
とにより、さらに効果的に起動時間を短縮することがで
きる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、吸収冷凍機の起動時に
おける高温再生器の昇温が促進され、起動に要する時間
が短縮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す制御手順図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施例を示す制御手順図であ
る。

【図３】本発明が適用される吸収冷凍機の系統構成の例
を示す系統図である。

【図４】従来技術の例を示す制御手順図である。

【図５】従来技術の他の例を示す制御手順図である。

【符号の説明】

１０高温再生器１１，１１Ａ，
１１Ｂ温度検出器１２加熱源１３コントロ
ーラ１４上昇管１６分離器１８冷媒蒸気管２０中間濃溶
液管２２低温再生器２３冷媒蒸気
コイル２４凝縮冷媒蒸気管２６凝縮器２８二次冷媒蒸気管３０液冷媒管３１流量調整弁３２蒸発コイ
ル３４蒸発器３６高温溶液
熱交換器３８中間濃溶液管３９溶液バイ
パス弁４０濃溶液管４１濃溶液管４２低温溶液熱交換器４３溶液バイ
パス管４４吸収器４６冷却水コ
イル４８冷却水管５０冷却水コ
イル５２希溶液吸入管５４溶液循環
ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高温再生器、分離器、低温再生器、凝縮
器、蒸発器及び吸収器を配管接続して冷凍サイクルを形
成し、吸収器上部に濃溶液を導く濃溶液管に分岐管を設
け、該分岐管を溶液バイパス弁を介して吸収器底部に連
通した吸収冷凍機を制御する方法において、運転開始
時、高温再生器の温度を計測し、計測された高温再生器
の温度Ｔgに応じて、前記溶液バイパス弁の開度を制御
することを特徴とする吸収冷凍機の制御方法。
【請求項２】高温再生器、分離器、低温再生器、凝縮
器、蒸発器及び吸収器を配管接続して冷凍サイクルを形
成し、吸収器上部に濃溶液を導く濃溶液管に分岐管を設
け、該分岐管を溶液バイパス弁を介して吸収器底部に連
通した吸収冷凍機を制御する方法において、運転開始
時、高温再生器の温度を計測し、計測された高温再生器
の温度Ｔgに応じて、前記高温再生器での入熱量を制御
することを特徴とする吸収冷凍機の制御方法。
【請求項３】運転開始時、高温再生器の温度を計測
し、計測された高温再生器の温度に応じて前記高温再生
器での入熱量を制御することを特徴とする請求項１に記
載の吸収冷凍機の制御方法。
【請求項４】高温再生器、分離器、低温再生器、凝縮
器、蒸発器及び吸収器を配管接続して冷凍サイクルを形
成し、吸収器上部に濃溶液を導く濃溶液管に分岐管を設
け、該分岐管を溶液バイパス弁を介して吸収器底部に連
通した吸収冷凍機を制御する方法において、運転開始
時、高温再生器の温度を計測し、計測された高温再生器
の温度Ｔgが予め設定された第１の温度Ｔ₁に達するま
で、前記溶液バイパス弁を開状態に維持することを特徴
とする吸収冷凍機の制御方法。
【請求項５】高温再生器、分離器、低温再生器、凝縮
器、蒸発器及び吸収器を配管接続して冷凍サイクルを形
成し、吸収器上部に濃溶液を導く濃溶液管に分岐管を設
け、該分岐管を溶液バイパス弁を介して吸収器底部に連
通した吸収冷凍機を制御する方法において、運転開始
時、高温再生器の温度を計測し、計測された高温再生器
の温度Ｔgが予め設定された温度Ｔ₃に達するまで、前記
高温再生器での入熱量を通常運転状態よりも高レベルに
維持することを特徴とする吸収冷凍機の制御方法。
【請求項６】運転開始時、高温再生器の温度を計測
し、計測された高温再生器の温度Ｔgが予め設定された
温度Ｔ₃に達するまで、前記高温再生器での入熱量を通
常運転状態よりも高レベルに維持することを特徴とする
請求項４に記載の吸収冷凍機の制御方法。