JPS5844303B2 - 吸収式冷凍機の運転制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸収式冷凍機の運転制御方法に関する。

従来の吸収式冷凍機に釦いては、熱源を温水とした場合
、再生器への温水温度を検出して冷凍機への入力熱量が
一定、すなわち冷凍機入力が一定となるよう温水温度を
制御して、冷凍機がその冷凍能力の定格値付近で運転で
きるようにしている。

また、冷凍機内の凝縮器むよび吸収器を冷却する冷却水
系に釦いては、冷却塔にて冷却水温度に応答するサーモ
スイッチにより冷却塔のファンモータを断続運転して冷
却水の温度を制御している。

さらに、冷凍機の負荷となるファンコイルユニットは、
冷房しようとする部分の冷房要求に対して、ファンを人
為的にまたはサーモスイッチにより自動的に冷風量を調
節したり、あるいはサーモスイッチにより自動的に冷水
循環量を調節して室内温度を制御している。

上述のように、従来では冷凍機の運転制御は、温水勢よ
び冷却水の温度を制御して冷凍機が常にその許容能力付
近で定常運転できるようにし、負荷では冷凍機の運転制
御とは無関係に冷凍機出力の範囲内で自由に負荷の大き
さを設定、制御していた。

しかし、吸収式冷凍機の熱源としてたとえば太陽熱を利
用する場合、集熱量に時間的、季節的制約があるだけで
なく天候の依存性が大きいこと、またガス焚きの場合も
常に冷凍機を定常運転するに必要なガス消費量があるこ
とから、熱源の有効利用の要求が高捷っている。

すでに本出願人により、太陽熱による熱源を利用した場
合の新規な冷凍機運転制御方法が提案されている。

この提案によれば、負荷の大きさに応じて冷凍機入力を
制御し、冷凍機出力を前記負荷の大きさに合致させるよ
うにしている。

そして、この冷凍機入力の制御は冷凍機の出力飽和以下
の運転可能範囲で比例的に行ない、冷凍機運転不可能範
囲に及ぶ制御ではヒステリシス特性を持った２位置制御
を行なうようにして、熱源の有効利用が計られている。

この制御の特徴は、冷却水温度がたとえば外気温の変動
により変動したとしても、制御の基礎となる信号を冷水
入口温度を検出しているため、すなわち冷凍機出力およ
び負荷変動をも加味した結果を検出しているため、たと
えば冷却水温度の変動による影響を吸収してし１う方向
に冷凍機入力を帰環制御していることである。

しかしこの制御方法にむいて、冷凍機の出力飽和以下の
運転可能範囲で行なわれる比例制御は実時間で行なわれ
、しかも冷却機自体は冷凍機入力の変化に対してすぐに
は冷凍機出力が追従しない、いわゆる応答遅れがあるた
め、負荷の大きさに対する所要の冷凍機入力に対してな
かなか冷凍機出力が特定しないといった不具合があった
。

本発明は、このような不具合を解消した省資源型の吸収
式冷凍機の運転制御方法を提供するものである。

以下添付図面に例示した本発明の好適な実施例について
詳述する。

第１図は本発明による吸収式冷凍機の運転制御方法を系
統的に示す図であり、熱源に温水を使用した場合につい
て例示したものである。

第１図において、参照番号１は吸収式冷凍機であり、再
生器２、凝縮器３、吸収器４、耘よび蒸発器５を内包し
ている。

再生器２には電動式分流弁６および温水循環ポンプ７を
介して熱源８に連結される。

この熱源８は太陽熱を利用した装置では太陽熱集熱器に
連結された蓄熱槽とすることができ、所望に応じて補助
ボイラが併設される。

凝縮器３および吸収器４には冷却水循環ポンプ９を介し
て冷却塔１０に連結される。

さらに、蒸発器５には冷水循環ポンプ１１を介して負荷
１２に連結される。

この負荷１２はファンコイルユニットの放熱器（ここで
はマイナスの熱量の放熱とする）とすることができる。

冷水の戻り管路、すなわち冷水が冷凍機に入る管路には
冷水入口温度を検出する冷水温度検出器１３が設置され
、そこでの温度信号は電子制御装置１４に伝送される。

制御装置１４は電動式分流弁６に電気的に接続されて、
その開度を調節し、バイパス管１５を介して温水量ポン
プ７からの定量温水を適当比率でバイパスさせることに
より、冷凍機入力を調節する。

冷水の温度は、負荷の大きさより冷凍機出力が犬なる条
件で下降し、小なる条件では上昇する。

したがって負荷変動は蒸発器５への冷水入口温度を検出
することによって知ることができる。

また冷凍機入力を変えてやればそれに応じて冷凍機出力
も変化することがわかっている。

したがって、本発明による冷凍機運転制御方法にかいて
も負荷の大きさに応じて冷凍機入力を調節し、冷凍機出
力を負荷の大きさと一致させるよう制御しているので基
本的には前述のものと同じ制御である。

次に本発明による冷凍機運転制御方法の特徴について説
明する。

第２図に示すように、冷水温度検出器１３による温度信
号は、冷水温度を低温帯、中立帯、むよび高温帯に分割
した領域のどの領域に含１れるのか制御装置にむいて判
断される。

ここで、中立帯は下限温度をθ１ 、上限温度を０２と
した適正冷水温度領域であり、負荷の大きさと冷凍機出
力とがほぼ一致した状態のとき含１れる冷水温度範囲で
ある。

この温度θ１．θ２は冷凍機の能力、設定温度などによ
って決定される。

もし負荷の大きさが冷凍機出力より大きくなると、冷水
温度は上昇して上限温度θ２を越え高温帯の領域に入る
。

逆に、負荷の大きさが冷凍機出力より小さくなると、冷
水温度は下降して低温帯の領域に入る。

これらの場合、制御装置１４は、冷水温度が高温帯にあ
るとき冷凍機１の再生器２へ供給する温水量を増加させ
るように電動式分流弁６を作動させ、冷水温度が低温帯
にあるときは再生器２へ供給する温水量を減少させるよ
う電動式分流弁６を作動させて冷凍機入力を調節し、冷
水温度を中立帯の温度に近付ける。

また負荷の大きさが変動して冷水温度が変化したとして
も、温度変化がθ１〜θ２の間である場合、制御装置１
４は電動式分流弁６を何ら作動させない。

たとえば負荷変動により冷水温度が中立帯から低温帯に
移った場合、電動式分流弁６が冷凍機入力を小さくする
方向に作動されるが、然るのちに冷水温度が中立帯に戻
れば、電動式分流弁６はその弁開度で固定され制御が休
止される。

したがって、電動式分流弁６はその弁開度と冷水温度と
の間には対応関係はなく、冷水温度が低温帯にある間は
冷凍機入力を小さくする方向にだけ弁開度を制御し、高
温帯にある間は逆の方向に弁開度を制御し、中立帯にあ
る間はその中立帯に入る前の弁開度に固定されて制御は
休止される。

実時間制御においては、冷凍機１の再生器２へ供給する
温水量を変化させてもすぐには冷凍機１の出力が追従し
ないため、分流弁６の開き過ぎ閉じ過ぎが生じていた。

そこで本発明による制御装置１４では、電動式分流弁６
の作動信号を第３図に示すような周期的な信号としてい
る。

すなわち１周期の期間Ｔ、たけ電動式分流弁６を作動さ
せ残りの期間Ｔ２は分流弁６を停止して、冷凍機入力を
変化させたことによる冷凍機出力の変化、すなわち冷水
温度の変化を見極めるための期間としている。

これらの周期Ｔ、期間Ｔ１．Ｔ２は冷凍機の冷凍サイク
ルタイム、分流弁の全ストローク移動時間、分流弁の作
動段数などによって決定される。

制御装置１４において、好適には、周期Ｔの始１りのｔ
。

において冷水温度をサンプリングして３つの温度帯のど
こに含１れるかを判断し、そこで電動式分流弁６を開作
動瞥たは閉作動あるいは停止するかが判断され、開また
は閉作動の場合期間Ｔ１だけ段階的に作動するようにし
ている。

また、冷凍機の運転可能最少入力は定格冷凍機入力の約
４０咎であり、これに対応する冷凍機出力は定格出力の
５０％未満であることが実験的にわかっている。

したがって、負荷の大きさがこの５０％よりも小となる
場合、冷凍機出力を負荷の大きさと一致でせるよう制御
することはできなくなる。

第２図にかいて、冷水温度が降下して低温帯に入ると、
電動式分流弁６が作動して冷凍機１の入力を運転可能最
小入力である約４０％壕で減少させるようにするが、更
に冷水温度が降下して低温帯に設定した温度θ３に達す
ると、温水循環ポンプ７を停止させ、冷凍機１の再生器
２への温水供給を停止して冷凍機入力をＯφとなるよう
にし、その後冷水温度が下限温度θ３より高いθ４１で
上昇すれば再び温水循環ポンプを作動させるという、い
わゆるヒステリシス特性を持たせた２位置制御を行なう
。

本発明の運転制御方法によれば、冷凍機１への冷水入口
温度を検出して冷水入口温度が目標温度に近付くよう冷
凍機入力を調節するが、その調節を周期的かつ各周期の
比較的短時間だけ行なうことにより、短時間の冷凍機入
力の変化による冷凍機出力の遅れて変化する結果を次の
周期にて判断することができる。

もちろん、この結果には冷凍機入力を決定する要素、す
なわち温水温度、温水循環量、冷却水温度、冷却水循環
量、負荷などすべての変動要素が含１れる。

また、冷水の検出温度を３つの温度帯に分割し、特に、
所定の温度幅を有する中立帯では冷凍機入力を何ら調節
しない不感帯とし、この範囲で冷水入口温度が変化した
としても冷凍機入力を調節しないようにしたことにより
、冷凍機運転を負荷の大きさにほぼ一致した冷凍機出力
に実質的に全く不具合なく特定させることができ、冷凍
機１を比較的安定に制御することができる。

さらに冷凍機入力が定格入力の４０φ以下となるような
冷凍機運転不可能範囲に及ぶ制御に２位置制御を採用し
たことにより、運転不可能範囲における熱エネルギの消
費をなくすことができる。

以上本発明をその好適な実施例について詳述したが、本
発明の精神を逸脱することなく各種変更が可能である。

たとえば、上記実施例では温水加熱式の吸収式冷凍機に
ついて述べたが、再生器２を加熱する熱量、すなわち入
熱量が制御可能なものであれば、ガスまたは石油加熱式
などでもよい

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による吸収式冷凍機の運転制御方法の系
統図、第２図および第３図は制御装置の動作を説明する
ための説明図である。 １・・・・・・冷凍機、２・・・・・・再生器、３・・
・・・・凝縮器、４・・・・・・吸収器、５・・・・・
・蒸発器、６・・・・・・電動式分流弁、７・・・・・
・温水循環ポンプ、８・・・・・・熱源、９・・・・・
・冷却水循環ポンプ、１０・・・・・・冷却塔、１１・
・・・・・冷水循環ポンプ、１２・・・・・・負荷、１
３・・・・・・温度検出器、１４・・・・・・制御装置
、１５・・・・・・バイパス管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 負荷の大きさに応じて冷凍機入力を制御し、冷凍機
   出力を前記負荷の大きさに合致させ、前記負荷の大きさ
   を前記冷凍機への冷水入口温度の検出により決定するよ
   うにした吸収式冷凍機の運転制御方法において、冷凍機
   出力飽和以下の運転可能範囲においては、前記冷水入口
   温度の目標値付近に所定温度幅を有する中立帯を設定し
   て冷水入口温度がこの中立帯にあるときは前記冷凍機入
   力の制御を休止し、冷水入口温度が前記中立帯に隣接す
   る高温帯３よび低温帯にあるときは冷凍機入力制御期間
   と制御休止期間とより成る周期で前記冷凍機入力を周期
   的に制御し、かつ冷水入口温度が前記低温帯で冷凍機運
   転不可能温度より低下したとき温水循環ポンプを停止し
   て前記冷凍機入力を０％としその後冷水入口温度が前記
   冷凍機運転不可能温度よりも高い所定値以上に上昇した
   とき前記温度循環ポンプを作動させるという２位置制御
   で前記冷凍機入力の制御を行なうことを特徴とする吸収
   式冷凍機の運転制御方法。