JPS58208564A - 吸収式ヒ−トポンプの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 説明明は吸収式ヒートポンプの’＋Ｉｊｌ）御装置に関
するものである。

一般に、吸収式ヒートポンプの温水温度の制御は、温水
温１夏を１５ｒ矩の高度に保つように加熱源をＡ如する
ことにより０１丁なわれている。加熱源の調節」＝順と
しては、副水田口流度が予め設定した下限値になった時
点で加熱源の加熱を開始し、上限値になった時点で加熱
源の朋ｌ熱を停止するオンオフ制御が、小容量機に用い
られている。

従来のオンオフ制御においては温水温度の設定値は一定
となっていた。しかし、吸収式ＨＰの特性として、通常
の運転範囲では温水温度を下降させるほど成績係数が良
くなり、加熱量が少なくて丙むもので、省エネルギーに
なる。しかし、どの程度量水温度を下げることができる
かを知るためには、ＨＰの出力と負荷との関係を求める
必要がある。むやみに温水温度を下降芒せると、暖房し
ようとする部屋の暖房要求に対して、例えばファンコイ
ルユニットは放熱ができなくなるので、注意する必要が
ある。従来のオンオフ制御では、このような機能を有し
ていない。このため、負荷が小さくなって温水の戻り側
の温度、即ち温水入口温度が高くなると、温水に与える
熱量が少なくて済むようになるので、加熱時間が短くな
り、加熱停止時間が長くなって温水温度が所定の′ＩＡ
度に保たれる。

一方、負荷が人さくなって温水人口温度が低くなると、
〃１１１時間が長くなり、加熱停止時間が短くなって硯
水τ温度がＨｒ定の温度に保たれる。

いｒれの場合も、負荷にはある程度対応しているが、温
水温度の設定値が一定であるために、収収式ヒートボン
グは定格値で運転されており比較的加熱量が大きいため
余分なエネルギーを消費しでいることになる。

本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもの−へ負荷
の変動に地してオンオフ制御の特性が変化することに虐
目し、これにもとづいて温水温度の設定値をＡ整するこ
とによって、吸収式ヒートポンプ゛の（内貸するエネル
ギーを軽減することを目的とするものである。

本発明の特徴とするところは、吸収式ヒートポンプの加
熱源をオンオフ制御して温水温度を設定値に制御する吸
収式ヒートポンプにおいて、加熱源のバーナオンオフｄ
ｌｌ（財）１６報により、バーナオフ時間を求め、この
バーナオン時間を、予め設定記憶したバーナオン時間と
温水湛度設定値の変更量との関係に参照して変更の必要
性を判定すると共に必要であるならば、設定値全変更修
正し、この設定値にもとづいて加熱源にオンオフＩｂｌ
制御信号全出力する制御部を１釉えたものである。

以下本発明の実施例全図０ＩＩＩ金θ照して説明する。

第１図は本発明の装置の一例を倫えた吸収式ヒートポン
プの系統図を示すものであって、ヒートポンプＡは刀口
熱源１によってカロ熱された加熱媒体により稀溶液を加
熱して冷媒蒸気（水蒸気）を発生する発生６２と、発生
器２で生成された冷媒蒸気により温水管３内を通る温水
を加熱する凝縮器４と、凝縮器４で液化した冷媒液を温
水管５内を流れる水の熱により加熱して蒸気を発生さ亡
る蒸発器６と、蒸発器６の冷媒スプレーポンプ７と、蒸
発器６で蒸発した冷媒蒸気を発生器２から導入した＃浴
液に吸収させその際発生する棒釈熱によ９温水を加熱す
る吸収器９と、吸収器９で生成された稀溶液を発生器２
に圧送する溶液循環ポンプ１０と、発生器２から吸収器
９に戻芒れる尚温の濃溶液と吸収器９から発生器２に供
給される低温の稀溶液との間Ｃ熱の授受を行なう熱交換
器１１とから＋＝されている。１２は例えばファンコイ
ルユニットなどのヒートポンプの負荷、１３は湛水出口
ｄ度を検出する温度検出器、１４ｔよ扇水人口編度を検
出する温度検出器、１５は温度検出器１３．１４からの
検出１ｇ号にもとついで冷水ＹＭ度をＩ’１丁定の温度
に市ＩＪ　＋＋ＭＩするため〃【１熱ｍ、１を市り御す
るための制御装置である。

第２図は本発明の訓イＩ［！Ｉ装置の卸」御系統を示す
ブロックダイヤグラムである。ヒートポンプの暖房出力
と部屋の暖房負荷は図中の太線で示したような関係にあ
る。）ＪＩＩＩ熱源１からビートポンプに熱量、即ち（
吸房人力が加えしれ、ビートポンプＡがらは暖房出力が
発生Ｊ−る。これは温水出口温度の上昇となり温水の流
れによつ−〔１汲坊しようとする部屋に伝達される。こ
こでファンコイル１２によって部屋へ放熱し湛水幅１尻
の丁降となυ温水の流れによってヒートポンプに戻され
、温水人（口温度となる。部屋の負荷に対応するために
は、それに匹敵する暖房出力を出力すればよいが、従来
は湛水出口偏度の設定値全定格値に固定してこれを何な
っていた。

しかし、この定格値は許容運転ψ１≧囲の−に限に近く
エネ／ｌ／ギー幼率が良くないし、このような矩格直で
ビートポンプの出力を低く川ｊえることは制銅１精度が
悪くなったりエネルギーロスが発生して好ましくない。

そこで本発明では負荷に対して盛装な暖房出力を最も効
率良く出力するための温水出口温度の設定値を決定し、
負荷の変動に応じてこの設定値を変更する。制御装置１
５の温水出口水温決定は、この機能を廟すると共に、こ
のようにして決められた湿水出口温１毘になるようにカ
ロ熱源１をオンオフ制御する機能’ｆｆ４するものであ
る。

第３図訃よび第４図は本発明の制御動作を説明するタイ
ムチャートである。

第３図において、まず加熱源１のオンオフ制御について
説明する。予め決められた温水出口温１隻の設定値に対
して、その上限領と下限値とを決定し、温水出口温度が
その下限直に達したならは、加熱源例えばバーナをオン
する。仁の結果、温水出口温度が上昇し−（、その上限
値に達したならば、バーナをオフする。このバーナのオ
ンオフ制−の周期を変えることによって、ヒートポンプ
への熱血の入力が変化し、ＩＫ房出力が変えらハる。第
３図において、ｔ’＞１定の設定温度になるようにオン
オフ制御している時に、負荷が小さくなったと仮定する
。すると、ａ点において加熱を止めると、ゆるやかに温
水出口温度が下降し、ａ点からｂ点に至るバーナオフの
状態は長くなる。

次に、温水温度がｂ点において加熱源ｌを加熱すると、
温水出口温度ｔま１１ぐに上昇し、ｂ点から０点に至る
バーツーオフの状態は短くなる。従って、温水出１」温
度の設定１１１金一定として加熱源１を］ンオフ制御す
る場往には、加熱量は少なくなる。

しかし、温水出口温度が藺くビートポツプの暖房１１ヒ
カが高い状態で運転しているために、単位暖み出力あた
りの加熱量は多い。このため、゛余分なエネルギーを〆
内貸し−（いることになる。したがって、この」場合の
ようｖｃ負１’ａｉが小さくなったことにより、バーナ
オンの時間が坦くなった場合には、温水出口温度の設定
値を下げればよい。これに従って、その設″ｉＥ値によ
って決まる上限餉および下限値もＦげる必要がある。こ
のようにすると、設定温１芙を下げる前に比較して、幌
水諷展が低くヒートポンプの暖房能力がやや低い状態で
運転するため、単位暖房出力ｆりたりの加熱量が少なく
なる。以上述べた理由によって、バーナのオン時間が短
くなった時には、編水出口部反の設定値を下げることに
より、加！ｌ１Ｉｌ量が節減できることになる。

次に、第４図において、所定の設定温度になるように制
御している時に、負荷が大きくなったと仮定する。する
とａ′点において加熱を止めると直ちに温水出口温度が
下降し　ａ／点からｂ′点に至るバーナオフの状態は短
くなる。次に、ｂ′点において加熱源の加熱を開始する
と、温水出口温度は比較的ゆるやかに上昇し、ｂ′点か
ら０７点に至るバーナオンの状態は長くなる。

従って、温水出口温度の設定１曲ヲ一定として力１１熱
源１（ｉｌ−オンオフ制御する場合には、加熱量が多く
なるとともに、ビートポンプに蓄えられる暖房能力が少
ないために１１ちにこれを放出し、すぐに加熱が必要と
なる。このため、余分なエネルギー全消費し又いること
ぐこ沈る。したがって、との揚汀のように負荷が人さく
なったことにより、バーナオンの時間が艮くなった揚曾
には、温水出し］温度の設定値を上ければよい。これに
従って、その設定値によって予め設定される上限値およ
び下限値も上がることになる。このようにすると、ｄ′
一点でバーナをオンした場合には、温水出口温度そのも
のが茜＜、またヒートポンプも暖房能力が高い状態にあ
るかし、速やかに温水出口温ＩＭＬが上昇するので、バ
ーナの加熱時間が短縮される。次に、ｅ′点においてバ
ーナ金オフした場合には、やはり湛水１１口部度そのも
のが制く、また暖房能力ｔまかなり篩い状態にあるから
、ただちに温水温度が下降することはないので、バーナ
オフの時間が延長される。以上述べた理由によって、バ
ーナのオン時間が短くなった時には、温水出口温度の設
定１泊全上げることンこより、加熱量が節減できること
になる。

第３図νよび第４図を用いて説明した本発明の制御原理
は、第５図、第６図に７３＜すようにまとめられる。

ｒ；ｇ５図はバーナオフの時間と温水温度設定値の変更
のａｉとの関係を示すグラフである。第６図はバーナオ
／の時間がオンオフ制御の一周期に占める割合と温水出
口温度の設定値の変更の程度との関係を示したものであ
る。これらの関係は、負荷と温水出口温度の設定値とに
よって決まる〃ｌ熱源１０オンオフ市り御動作による加
熱量が最も少なくなるように決定する。当然臨水ＩｉＡ
度を低く設定するほどエネルギー効率は良くなるが、負
荷に対応で＠なくなり、室内の快適性が損なわれる結果
となる。したがって、このようなことが生じないように
、ビートポンプの特性、温水温度の許容精度および負荷
の特性等ヲもとにして決定する必要がある。このように
して、負荷と濡水出口温度の設定値との関係を決めると
、加熱源１のオンオフ＋ｌ］ｌｌ　Ｈによるバーナのオ
ン時間もしくはハ〜す引の時間比が決められ、第５図お
よび第６図に＞１関係が求められる。このように負荷に
応じで変わるバーナの−Ａ７＋侍間もしくｖまパーツ゛
オンの時間比によつＣ°ン１品水１品ｊ比の、ｆ丈疋１
１１を変更すノＬば、最も〃１１熱斌が少ないことにな
る。このようにして決定した第５図もしくは第６図にホ
す関係は、制御装置１５に予め記憶されている。

り３７図は、第５図もしくは第６図にもとづいて幌水温
ＩＷの設疋１直を変更する場合のフローチャート−Ｃあ
る。ｉｔ’ｌｌ　ｆｉＬ４Ｉ挨置１５は加熱源１０オン
オフ制ｕ１４１情報にもとつい°Ｃバーナオフ時間をｆ
ｉｌ測し、バーナオン時間比ｔｒ＊νＬ　ｉ−る。この
バーナオン時間比ｆこより例えば５Ａ６図に示す温水温
度設定値の変更の必要性を〃、″４べ、必要ならは変更
する。このような制御動作ケ繰り返すことによって、各
負荷において最も力１ｊ熱隘の少ない運転状態を実現す
ることができる。

なお、設備の変更やビートポンプの特性や負荷（の特性
が変化した”、＃、討Ｃは、第５図」？よび第６図にボ
す関係が必ｒしも自エネルギーにならない揚台や、さし
に４内の快適性が保たれない場ばもある。この場付には
必要に応じて、第３図もしくは＠４図に示す関係′ｆｔ
修正すればよい。

上述した実施例においては、湛水出口温＃をＩツ［定の
値にするよう制御するものについて説明したが、湿水入
口湿度を制御するものにおいても同様に適用することが
できる。この場合には第５図および第６図に示した関係
を、湿水入口湿度の設定値に関するものとする。

以上説明したように、本発明によれば、負荷の変動に応
じて行なわれる加熱源のオンオフ制御の動作状態にもと
づいて、エネルギー消費が少なくなるように温水温度の
設定値が逐次修正され、これを目標値としてビートポン
プの入力が制御されるので、従来に比して省エネルギー
になる。また従来性なわれている加熱源のオンオフ制御
機能（こ対して簡単な温水温度設に値の変更機能を追加
することが可能であるので、機械設備に伺ら手を加える
ことなく省エネルギー効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一例を備えた吸収式ビートポン
プの系統図、第２図は本発明の制御装置のｆｌｊｌｊ御
系統を示すブロックダイヤグラム、第３図および第４図
は本発明の装置における制御原理の動作を説明する説明
図、第５図は本発明の制御装置に記憶されるバーナオン
時間と温水温度設定値の変更の程度との関係を示すグラ
フ、Ｗ、６図は本発明の制御装置に記憶式れる／（−ナ
オン時間比と温水温度設定値の変更の程度との関係を示
すグラフ、第７図は本発明の１ｌｉｌｌ　＠１装置の一
例の制御動作を示すフローチャートである。 １・・・加熱源、２・・・発生器、４・・・凝縮器、６
・・・蒸発器、９・・・吸収器、１１・・・熱交換器、
１２・・・ビートポンプの負荷、１５・・・制御装置。 代理人　弁理士　薄田利幸 茅　　１　　口 第　？　ロ 第　３　口 第　４　図 鬼 第　５　口 ￥３　Ｋ　図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸収式ビートポンプの加熱源をオンオフ制御して堪水幅
   度を設定値に１ｕ１］呻する吸収式ヒートポンプにおい
   て、加熱源のバーナオンオフ制＋ｄｌｌ情報にヨリ、バ
   ーナ１フ時間合求め、このバーナオン時間を、予゛め設
   定ｉ白息したバーナオン時間と湛水温度設定値の変更鼠
   との関係にβ照して変更の必要性を判定すると共に必要
   であるならば、設定抽を変更修正し、この設矩１１１に
   もとづいて加熱源にオンオフ制御・１６号を出力する制
   御部を備えたことを特徴とする吸収式ビートポンプのｌ
   １１１Ｊ御装置。