JPH11257785A - 吸収式冷熱発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温冷却水時の冷房立上りをスムーズに行
う。 【解決手段】 吸収器３より希溶液を溶液循環ポンプ７
で送給し、希溶液を再生器１で熱媒体により加熱して冷
媒蒸気と濃溶液とに分離し、濃溶液を溶液バイパス弁８
及び／又は冷暖切換弁１０を経て吸収器３へ循環し、冷
媒蒸気を凝縮器２及び蒸発器３へ循環する吸収式冷温水
機と、吸収器３を経て凝縮器２へ冷却水を冷却水ポンプ
１２により循環するクーリングタワー２１を含む冷却回
路と、少なくとも冷暖切換弁１０を制御する制御手段５
９と、蒸発器４と少なくとも一つの室内機５２，５３と
の間に相変化する冷媒を循環する冷媒回路とよりなる吸
収式冷熱発生装置であって、制御手段５９は、冷房運転
開始時の冷却水入口温度が冷房運転開始可能な設定温度
近い低温の際に、低温に応じて運転時間を長く制御し強
制暖房するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸収冷温水機に係
り、特に相変化する二次冷媒を用いた吸収式冷熱発生装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、二次冷媒（以下、単に冷媒ともい
う）に相変化を行わせることにより、単位流量あたりの
熱搬送量を増加させるものが考案されている。図３はそ
のような構成の例を示すもので、冷熱を発生する吸収冷
温水機と、この吸収冷温水機に冷却水管４０，４１で接
続され冷却水を冷却するクーリングタワ（冷却塔）２１
と、クーリングタワ２１に内装され水槽内温度センサ
（ＣＴＳセンサ）２２で検知された貯水の温度に応じて
駆動されるファンモータ２３と、冷却水管４１に介装さ
れ冷却水をクーリングタワ２１から吸収器３及び凝縮器
２に循環させる冷却水ポンプ１２と、蒸発器４に冷媒液
管５０及び冷媒ガス管５１で接続され空調対象空間に配
置されて空間の空気との熱交換を行う空調用の室内機５
２，５３と、冷媒液管５０に介装され冷媒液管５０及び
冷媒ガス管５１に充填された二次冷媒を蒸発器４と空調
用の室内機５２，５３との間で循環させる冷媒ポンプ５
７とを含んで構成されている。そして冷却回路は、クー
リングタワ２１及び冷却水ポンプ１２等で形成され、冷
媒回路は、室内機５２，５３及び冷媒ポンプ５７等で形
成される。

【０００３】冷媒液管５０及び冷媒ガス管５１は、蒸発
器４の蒸発コイルの下端及び上端にそれぞれ接続されて
いる。冷媒液管５０及び冷媒ガス管５１の他端は、蒸発
コイルよりも下方に配置された室内機５２，５３の数だ
け分岐しており、冷媒液管５０の分岐端は、室内機５
２，５３にそれぞれ内装された熱交換器の下側入口に膨
張弁５４，５５を介して接続され、冷媒ガス管５１の分
岐端は、熱交換器の上側出口にそれぞれ接続されてい
る。冷媒液管５０の蒸発コイルとの接続部近傍には、二
次冷媒の温度を検出して電気信号としてコントロールボ
ックス（制御手段）５９に出力する冷媒液温度センサ
（ＣＲＩセンサ）１７、冷却水ポンプ１２の出口近傍に
冷却水温度センサ（ＣＴ１センサ）１９及び蒸発器４の
上部に蒸発器温度センサ（ＬＴセンサ）１６等が装着さ
れ、また冷媒ガス管５１の蒸発コイル上端近傍に冷媒ガ
ス温度センサ（ＣＲＯセンサ）１８と、冷媒ガス温度セ
ンサ１８が検知した温度に応じてコントロールボックス
５９により制御される冷媒電磁弁２０とが装着されてい
る。

【０００４】室内機５２，５３に対して、吸収冷温水機
は、通常、冷却回路を備えて温水焚マルチ室外機と呼ば
れ、熱媒体の熱で希溶液を加熱し濃溶液と冷媒蒸気とに
分離する再生器１と、分離された冷媒蒸気を冷却して凝
縮液化させ液冷媒を生成する凝縮器２と、凝縮器２で生
成された液冷媒を内装した蒸発コイル上に滴下蒸発させ
蒸発コイル中の二次冷媒を冷却する蒸発器４と、蒸発器
４で蒸発した冷媒蒸気を濃溶液に吸収させ希溶液を生成
する吸収器３と、希溶液を加圧し熱交換器５の被加熱流
体側を経て再生器１に送りこむ溶液循環ポンプ７と、凝
縮器２の底部と蒸発器４とを連通する管路６と、熱交換
器５の加熱流体出側を吸収器３の上部に接続する濃溶液
管８Ａと、濃溶液管８Ａと吸収器３の下部とを接続する
溶液バイパス弁８と、蒸発器４の冷媒分配器６Ａ内の冷
媒の温度（蒸発器温度）を検知する蒸発器温度センサ１
６と、溶液循環ポンプ７の吐出側を冷媒分配器６Ａへ接
続する管路上に設けられる凍結防止弁９とを含んで構成
されている。

【０００５】また、吸収器３及び凝縮器２にはそれぞれ
冷却水コイルが内装され、吸収器３の冷却水コイルの出
口は凝縮器２の冷却水コイルの入口に接続されていて、
吸収器３の冷却水コイルの入口は冷却水管４１に、凝縮
器２の冷却水コイルの出口は冷却水管４０に、それぞれ
接続されている。そして蒸発器４の蒸発コイルの入り側
に冷媒液管５０が、冷媒ガス管５１は蒸発器４の蒸発コ
イルの出側に、それぞれ接続され、蒸発器４の蒸発コイ
ル出口近傍には二次冷媒の温度を検知する冷水出口温度
センサ１７が装着されている。

【０００６】冷媒液管５０は、途中に室内機５２，５３
よりも低い位置に配置された部分があり、そこに冷媒液
を加圧して前記蒸発コイルに送りこむ冷媒ポンプ５７が
装着されている。暖房運転時、冷媒ポンプ５７の吐出側
に設けられた逆止弁５８の出側と冷媒ポンプ５７の吸い
込み側とは、冷暖切換弁５６を介して接続されている。
そして相変化する二次冷媒として、例えばＨＦＣ１３４
ａが冷媒液管５０に充填されている。

【０００７】図３に示す空調装置の冷房時の動作は次の
通りである。冷房時には、冷暖切換弁５６は開かれてい
る。冷媒蒸気（ＨＦＣ１３４ａ）は、蒸発器４の蒸発コ
イルで冷却凝縮されて冷媒液となり、重力により、冷媒
液管５０を下方に流れ、膨張弁５４，５５を経て各室内
機５２，５３の熱交換器に流入する。熱交換器に流入し
た冷媒液は、空調対象空間の空気の熱を奪って蒸発し、
冷媒ガスとなって冷媒ガス管５１を経て上昇し蒸発器４
の蒸発コイルに流入する。室外機は冷房モードで運転さ
れているから、蒸発器４の蒸発コイルは、その表面に滴
下される液冷媒の蒸発により冷却され、蒸発コイルに流
入してきた冷媒ガスを凝縮液化する。この凝縮液化によ
り、蒸発コイル内部の圧力が低下し、室内機５２，５３
の熱交換器で蒸発した冷媒ガスは蒸発器４に吸引され
る。蒸発コイル内部で凝縮液化した冷媒液は重力で室内
機５２，５３に流入するから、冷房時の冷媒は、自然循
環し、冷媒ポンプ５７による冷媒の駆動を行う必要がな
い。

【０００８】冷房運転が開始されると、前記のように、
蒸発コイル内部の圧力が低下し、冷媒ガス管５１内の飽
和冷媒ガスが圧力差により蒸発コイル内に流入する。蒸
発コイル内で凝縮して生成された冷媒液は、冷媒液管５
０内を自重で流下し、冷媒液のヘッド（液柱）が上昇し
てくる。冷媒の自然循環が成立するためには、（冷媒の
液ヘッド−冷媒ガスヘッド）が冷媒循環経路の全圧力損
失以上であればよい。つまり、この関係を満足する液ヘ
ッドが形成されるまでは冷媒の自然循環は開始されな
い。このことは、冷房運転開始時点で蒸発器４に供給さ
れる熱負荷が少ないことを意味する。

【０００９】そして暖房時には、冷暖切換弁５６は閉じ
られている。冷媒液は、蒸発器４の蒸発コイルで加熱さ
れて冷媒ガスとなり、冷媒ガス管５１を下方に流れ、各
室内機５２，５３の熱交換器に流入する。熱交換器に流
入した冷媒ガスは、空調対象空間の空気に熱を奪われて
凝縮液化し、冷媒液となって冷媒液管５０を下方に流れ
て冷媒ポンプ５７入り側に流入する。冷媒液は冷媒ポン
プ５７で加圧され、蒸発器４の蒸発コイルに流入して上
記のサイクルを繰り返す。このとき、室外機は暖房モー
ドで運転され、蒸発器４には再生器１で分離された高温
の濃溶液が導かれ、蒸発コイルはこの熱により加熱され
る。

【００１０】このような装置において、冬期冷房等に対
して一般には、冷房運転立上り（冷房運転し始め）可能
な冷却水入口温度が設定されており、この設定温度以
下、例えば８℃以下では保護機能が作動し、冷房運転が
できないようになっている。そして温水焚自然マルチシ
ステムでは、冷却水入口温度が低温の例えば８℃以下の
場合に、冷房運転を開始すると、溶液温度や冷却水温度
が上昇するまでに時間を要し、冷房立上りが遅くなって
しまう。特に熱媒体温度を常温より昇温した場合に顕著
であった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の吸収式冷熱発生
装置にあっては、冷房運転立上り可能な冷却水入口温度
が例えば８℃のように設定してあり、この設定温度以下
で冷房運転を開始すると、溶液温度及び冷却水温度が上
昇するまでに時間を要し、冷房立上りが遅くなる。特に
熱媒体温度を常温より昇温した場合に顕著になる問題点
がある。

【００１２】本発明の課題は、低温冷却水時の冷房運転
立上りをスムーズに行うことのできる吸収式冷熱発生装
置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の課題を達成するた
め、本発明に係る吸収式冷熱発生装置は、吸収器より送
給した希溶液を再生器で加熱して冷媒蒸気と濃溶液とに
分離し、濃溶液を冷暖切換弁及び／又は溶液バイパス弁
を経て吸収器へ循環するとともに冷媒蒸気を凝縮器及び
蒸発器へ循環する吸収式冷温水機と、吸収器を経て凝縮
器へ冷却水を冷却水ポンプにより循環する冷却回路と、
少なくとも冷暖切換弁を制御する制御手段と、蒸発器と
少なくとも一つの室内機との間に相変化する冷媒を循環
する冷媒回路とよりなる吸収式冷熱発生装置において、
制御手段は、冷房運転開始時の冷却水入口温度が低温の
際に低温に応じて運転時間を長く制御し強制暖房するも
のである構成とする。

【００１４】そして制御手段は、冷却水の入口温度が８
℃〜１５℃の際に、冷暖切換弁を１０分開するとともに
溶液バイパス弁を開し、冷却水ポンプを５分後に遅延運
転して１０分の強制暖房を行い、かつ冷却水の入口温度
が５℃〜８℃の際に、冷暖切換弁を１５分開するととも
に溶液バイパス弁を開し、冷却水ポンプを１０分後に遅
延運転して１５分の強制暖房を行い、冷却水入口温度を
１５℃以上に昇温するものである構成でもよい。

【００１５】本発明によれば、低温冷却水時の冷房立上
りが早くなり、冷却水入口温度が５℃以上であれば、冬
期でも冷房立上げられる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１、図
２及び図３を参照しながら説明する。図１、図２及び図
３に示すように、吸収器３より希溶液を溶液循環ポンプ
７で送給し、希溶液を再生器１で熱媒体により加熱して
冷媒蒸気と濃溶液とに分離し、濃溶液を溶液バイパス弁
（ＳＶ９）８及び／又は冷暖切換弁（ＣＶ）１０を経て
吸収器３へ循環し、冷媒蒸気を凝縮器２及び蒸発器３へ
循環する吸収式冷温水機と、吸収器３を経て凝縮器２へ
冷却水を冷却水ポンプ（Ｐ２）１２により循環するクー
リングタワー２１を含む冷却回路と、少なくとも冷暖切
換弁１０を制御する制御手段（コントロールボックス）
５９と、蒸発器４と少なくとも一つの室内機５２，５３
との間に相変化する冷媒を循環する冷媒回路とよりなる
吸収式冷熱発生装置であって、制御手段５９は、冷房運
転開始時の冷却水入口温度が冷房運転開始可能な設定温
度近い低温の際に、低温に応じて運転時間を長く制御し
強制暖房するものである構成とする。

【００１７】そして制御手段５９は、冷却水の入口温度
が８℃〜１５℃の際に、冷暖切換弁１０を１０分開する
とともに溶液バイパス弁８を開し、冷却水ポンプ１２を
５分後に遅延運転して１０分の強制暖房を行い、かつ冷
却水の入口温度が５℃〜８℃の際に、冷暖切換弁１０を
１５分開するとともに溶液バイパス弁８を開し、冷却水
ポンプ１２を１０分後に遅延運転して１５分の強制暖房
を行い、冷却水入口温度を１５℃以上に昇温するもので
ある。

【００１８】すなわち冷房運転開始時に冷却水入口温度
をＣＴＩセンサー１９で検知してコントロールボックス
５９に入力し、コントロールボックス５９の出力により
冷却水ポンプ１２、冷暖切換弁１０及び溶液バイパス弁
８を以下のように制御する構成を特徴としている。

【００１９】本一実施の形態の作用を説明する。冷却水
入口温度が１５℃以上の場合は通常どおり冷房運転は立
上る。冷却水入口温度が８〜１５℃の場合は、冷暖切換
弁１０は所定時間の１０分開し、濃溶液を吸収器コイル
の下部に流入させて冷却させないようにして１０分間の
強制暖房運転（又は予熱運転）を行う。このとき、吸収
器コイル内に冷却水の流入を所定時間遅らせるように冷
却水ポンプ１２は５分後に遅延運転され、溶液バイパス
弁８は開（ＯＮ）される。１０分の強制暖房運転の経過
後、冷却水入口温度が１５℃以上の場合は冷暖切換弁１
０は閉し、冷却水ポンプ１２は運転（ＯＮ）を継続す
る。また溶液バイパス弁８は、冷却水入口温度が２０℃
以上で閉（ＯＦＦ）し、冷却水入口温度が１５℃以上で
開（ＯＮ）する。

【００２０】同様に、冷却水入口温度が５〜８℃では冷
暖切換弁１０は１５分開し、冷却水ポンプ１２は１０分
後に遅延運転される。冷却水入口温度が５℃以下の場合
は、冷房運転を停止のままとし、低冷却水異常警報を出
力する。通常、パックタイプ（冷却塔一体）で冬期及び
中間期に冷房運転を行う場合、使用外気温度を考慮して
冷却塔水槽内に凍結防止ヒータを装備して冷却水温度を
制御するのが一般的であり、冬期であっても凍結防止ヒ
ータにより冷却水温度は８〜１０℃に保持される。温水
焚マルチシステムにおいても、冬期冷房の場合は凍結防
止ヒータを用いるが、冷房運転開始時に冷却水入口温度
が５℃以下とすると、室外機制御異常と判断し、室外機
保護のために冷房運転を行わない。

【００２１】本発明によれば、冷房立上りを早くでき、
冷却水入口温度が５℃以上であれば、冬期でも冷房運転
が可能になる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、冷房運転開始時に冷却
水入口温度に応じて強制暖房運転する制御手段を備えた
ため、冷房立上りを早くでき、冷却水入口温度が５℃以
上であれば、冬期でも冷房運転が可能になる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の制御手段の動作を示す
図である。

【図２】図１の制御ステップを示す図である。

【図３】従来の技術を示す系統図である。

【符号の説明】

１ 再生器 ２ 分離器 ３ 低温再生器 ２ 凝縮器 ３ 吸収器 ４ 蒸発器 ５ 熱交換器 ７ 溶液循環ポンプ ８ 溶液バイパス弁 １０ 冷暖切換弁 １２ 冷却水ポンプ ２１ クーリングタワ ５２，５３ 室内機 ５９ コントロールボックス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収器より送給した希溶液を再生器で加
   熱して冷媒蒸気と濃溶液とに分離し、該濃溶液を冷暖切
   換弁及び／又は溶液バイパス弁を経て前記吸収器へ循環
   するとともに前記冷媒蒸気を凝縮器及び蒸発器へ循環す
   る吸収式冷温水機と、前記吸収器を経て前記凝縮器へ冷
   却水を冷却水ポンプにより循環する冷却回路と、少なく
   とも前記冷暖切換弁を制御する制御手段と、前記蒸発器
   と少なくとも一つの室内機との間に相変化する冷媒を循
   環する冷媒回路とよりなる吸収式冷熱発生装置におい
   て、前記制御手段は、冷房運転開始時の冷却水入口温度
   が低温の際に該低温に応じて運転時間を長く制御し強制
   暖房するものであることを特徴とする吸収式冷熱発生装
   置。
2. 【請求項２】 制御手段は、冷却水の入口温度が８℃〜
   １５℃の際に、冷暖切換弁を１０分開するとともに溶液
   バイパス弁を開し、冷却水ポンプを５分後に遅延運転し
   て１０分の強制暖房を行い、かつ前記冷却水の入口温度
   が５℃〜８℃の際に、前記冷暖切換弁を１５分開すると
   ともに前記溶液バイパス弁を開し、冷却水ポンプを１０
   分後に遅延運転して１５分の強制暖房を行い、冷却水入
   口温度を１５℃以上に昇温するものであることを特徴と
   する請求項１記載の吸収式冷熱発生装置。