JPS602858A - 吸収冷凍機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶液サイクルが休止中においても、吸収溶液
における結晶析出を防止する手段を講じた吸収冷凍機に
関する。

〔従来技術〕

従来の吸収冷凍機は、その停止（発生器での加熱を停止
し、溶液サイクルを休止させる）中に結晶析出を防止す
る機能を有していない。そのため、従来は、機械の停止
時に冷媒を吸収溶液側に移動して吸収溶液を希釈し、そ
の際の濃度は、年間を通しての最低温度（概略０℃）ま
で室温が低下しても結晶析出を生じない濃度〔臭化リチ
ウム（ＬｉＢｒ　）〜水系の場合に約５６係程度〕とす
るのが通常である。そこで、夏季のように最低気温がそ
れ１１ど低下しない場合、又は自動発停を繰返すような
場合には、不必要に吸収溶液を薄めてしまい、この過度
の希釈は、省エネルギー及び起動特性の点で好ましくな
かった。これらの点を添付図面を参照して具体的に説明
する。

第１図は、従来の単効用吸収冷凍機の装置の一例の系統
図である。第１図において、Ｅは蒸発器、Ａは吸収器、
Ｇは発生器、Ｃは凝縮器、ＥＸは溶液熱交換器、ＲＰは
冷凍ポンプ、ｓｐは溶液ポンプ、ＳＶは液戻し弁、ＨＶ
は蒸気圧力調節弁を意味する。

第１図に示した吸収冷凍機に停止信号が入ると、発生器
の加熱を停止すると共に、弁ＳＶを開として蒸発器内の
冷媒液を溶液側に移行する。

冷媒の液レベルＳ４によシ、弁ＳＶを閉とすると共に冷
媒ポンプを停止して冷媒移行を完了させる。溶液側に局
所的な高濃度領域が残ることを避けるため、すなわち吸
収溶ｅ、ａ度の平均化を図るために、溶液ポンプの運転
は続行し、所定時間後に溶液ポンプを停止すると共に冷
却水ポンプも停止する。なお、冷水ポンプの運転は、吸
収冷凍機に対する信号の種類により、冷却水と共に止め
る場合もあれば、続行する場合もある（冷水温が低下し
、一時的に吸収冷凍機を停止する場合は冷水ポンプの運
転を続行する）。

ただし、完全に運転を完了する停止であれば、冷水ポン
プの運転も停止する。前記のような運転を行った場合の
各溶液の温度変化等を第２図に示す。すなわち第２図は
、従来の吸収冷凍機の停止時における吸収溶液の温度及
び濃度の経時変化を、時間（分）（横軸）と、温１ｆｆ
ｉ（℃）（縦軸）及び吸収溶液の平均濃度ξ７ｎ（重量
係）（縦軸）との関係で示したグラフである。第２図に
おいて、ｔＧ・は発生器出口の液温、１人　は溶液熱交
換器出口（吸収器入口）の液温、ｔｗは冷却水温を意味
する。第２図に示したように、従来は、希釈完了後の吸
収溶液の平均濃度は、該液温が０℃程度まで低下しても
結晶が析出しないような濃度に希釈している。

こうすると、再起動時には希釈された溶液を所定の濃度
まで加熱濃縮する必要があり、これに要する時間と消費
エネルギーはかなりのものである。他方、短時間の停止
の場合に、過度の希釈が好ましくないことは明らかであ
る。その際、希釈を行わない方法も考えられるが、結晶
析出の危険性と再起動に要する時間の不定性のため、や
はり好ましくない。

〔発明の目的〕

本発明は、従来技術の問題点を解決するためになされた
ものであシ、その目的は、過度の希釈によるエネルギー
の浪費を防ぎ、かつ起動特性が良好な吸収冷凍様を提供
することにある。

〔発明の構成〕

本発明を概説すれば、本発明は吸収冷凍機にＬソする発
明であって、溶液ザイクルと冷凍ザイクルとが形成され
ている吸収冷凍機において、溶液サイクルの休止中も含
めて常時、吸収溶液の濃度と温度とを検知し、吸収溶液
の結晶析出を監視する手段、及びその検知信号に応じて
、該吸収溶液を所定の濃度に希釈する手段を設けたこと
を船徴とする。

本発明は、吸収冷凍機の停止時に、吸収溶液にできるだ
け多量の濃度エネルギーを保有させた一！まの状態で休
止を行い、エネルギーの無駄な消費をなくすと共に、起
動（再起動）をも速くすることを意図したものである。

そして、高濃度で休止させるため結晶析出の危険性が生
じるので、従来とは異なシ、溶液ザイクルの休止中であ
っても、常時結晶析出の監視を行い、吸収溶液に結晶析
出の危険が生じた場合、所定の濃度までの希釈、すなわ
ち必要最小限の一度イ・］近までの希釈を行うものであ
る。更に、吸収浴液の冷却も、必要最小限の冷却に止め
てエネルギー消費を少なくする。しがして、吸収冷凍機
で使用する冷媒、例えば臭化リチ′ウムー水系では、温
度と結晶析出の濃度との間に、直線で表される相関関係
があるから、上記の必四最小限の濃度とは、溶液ポンプ
を運転し、希溶液と濃溶液とを混合して、はぼ均一化し
た吸収溶液の濃度、すなわち既述のξ洛が、吸収冷凍機
の周囲温度（又は吸収溶液の温度）における結晶析出濃
度未満でその直下濃度を意味する。また前記した必要最
小限の冷却とは、１つには、二重効用吸収冷凍機を全負
荷状態で溶液ポンプを停止すると高温発生器内圧が高く
、高温発生器と低温発生器間の液シールが利かず、ガス
バイパスが生じて異常音が発生すると共に、熱交換器の
腐食、摩耗が発生するので、最低液シールの破れない圧
力（又は温度）まで冷却しておく必要があり、この必要
最小限の冷却をいう。また２つとしては、単効用又は二
重効用のいずれであっても、チューブの熱ｊ彫張又は溶
液ポンプの許容値等から、吸収器に直接導入してよい溶
液の温度には上限があシ、その温度程度まで冷却してお
く必要があるため、これを必要最小限の冷却という。

本発明における吸収溶液の濃度及び温度の検知は、溶液
熱交換器濃溶液出口部で行うのが好適である。それは、
他の場所でもよいが、通常運転時に当該箇所が最も結晶
析出を生じゃすい場所であシ、また停止後の溶液混合を
ほとんど行わずに止める場合には、当該箇所が最高濃度
を示すからである。

しかして温度は、熱電対又は測温抵抗体等の通常の温度
センイノーで容易に測定することができる。なお、この
温度検知は、上記の箇所でもよいが、自然冷却の際、最
も温度低下の大きい箇所、例えば大気に露出された細い
配管中の吸収溶液について検知を行うのがよい。次にａ
１皮は、濃度の直接測定又は比重測定（例えば、浮力測
定計、γ線密度計若しくは振動式比重計を用いる測定）
等で測定することができる。その他の方法として、濃度
は、吸収溶液から分離されている冷媒量から、その平均
濃度を推定できる。それには、例えば蒸発器内にフロー
ト作動の可変抵抗子のようなレベル検出器を設け、その
レベルから分離冷媒量をめる。なお、冷媒を貯蔵する容
器を用いる場合、それぞれのレベルから量をめて合算す
ればよい。他方、このレベル検出器を吸収器Ａ内に設け
てもよく、その場合に蒸発器Ｅにおけるとは逆に、液面
が高い程、吸収溶液の濃度が小なることを示す。々お、
このレベル測定は、公知の方法におけるように、連続測
定でも段階的でもよい（特開昭５５−１０５１５７号公
報参照）。

本発明において、吸収溶液を希釈する手段は、吸収溶液
から分離されている冷媒液を吸収溶液中に混入する設備
、又は更にその後吸収溶液濃度の平均化を行う設備であ
るのが好ましい。

また、冷媒液を混入する場合、吸収器より上部に冷媒液
の貯蔵タンクを設け、希釈時に、所定量を落下させ、吸
収溶液中に混入させるようにしてもよい。溶液ポンプは
濃度の平均化のために運転する。

本発明の吸収冷凍機における停止時の変化の一例を、第
６図により説明する。すなわち第３図は、本発明の吸収
冷凍機の一例の停止時における吸収溶液の温度及び濃度
の経時変化を、時間（分）（横軸）と、温度（℃）（縦
軸）及び吸収溶液の平均濃度ξｍ（重量係）（縦軸）と
の関係で示したグラフである。第６図における各符号は
、第２図と同義である。

吸収冷凍機に停止信号が入ると、発生器での加熱を停止
する。溶液サイクルの温度が既述のように許容できる温
度まで低下してから（例えばｔＧ　を検知）、冷却水ポ
ンプを停止して溶液の冷却を停止する（ａ）。溶液ポン
プの運転は続行して、吸収溶液濃度を均一化する。タイ
マー又はサイクル温度の差温（例えば、発生器出口と吸
収器出口の液温差）で、均一化の完了を検知してから、
溶液ポンプの運転を停止する（ｂ）。吸収溶液温度は比
較的高い状態であり、これから自然放熱により除徐に冷
却が行われる。

溶液の濃度が、例えば６２重量％（ＬｉＢｒ−水系）で
あると、その結晶析出温度は２７℃程度であるので、余
裕をみて吸収溶液が３２℃程度まで低下したら、吸収溶
液の希釈を行う（Ｃ）。

この希釈により、例えば濃度を６１重量％にすれば、そ
の結晶析出温度は２２℃であるから、当分放置しておい
てよい。もし、この（ｂ）〜（Ｃ）の間で吸収冷凍機の
再起動があれば、濃度エネルギーの損失はなかったこと
になる。従来では、第２図に示したように、停止後すぐ
に希釈されてしまうから、この点で本発明は著差５を有
するものである。

本発明による吸収溶液の希釈の際（ｃ）に、蒸発器チュ
ーブ上に冷媒液を散布しながら吸収溶液を散布すると、
たとえ冷却水が通水されていなくても冷水が凍結するこ
とがあるので、冷媒液の散布と吸収溶液の散布とが同時
に起らないようにするのが好適である。また、冷水ポン
プの運転は、既述の従来技術と同様であるが、続行させ
ておく方が好適である。例えば、冷水ポンプが停止して
いる場合には、冷水ポンプを起動し、蒸発器に被冷却流
体を供給しながら、冷媒液の混入、吸収溶液の平均化を
行う。

ただし、停止時の運転状態が低負荷の場合には、発生器
の圧力は比較的低く、吸収溶液をほとんど冷却せずに溶
液ポンプを停止することができる。この場合、吸収溶液
の均一化はほとんどできていないが、前記したように、
最高濃度部、又は最高濃度が容易に推定できる場所を監
視するのであれば、前述した均一化を行わなくても差支
えない。

〔実施例〕

以下、本発明の吸収冷凍機の運転の態様を列挙して例示
するが、本発明はこれら態様に限定されない。

なお第４図は、本発明の一実施の態様である吸収冷凍機
の装置の系統図である。第４図において、第１図と同符
号は第１図と同義であり、ＳＶ、及びＳＶ２は弁、ＳＴ
は冷媒液貯蔵タンクを意味する。

１　第６図における溶液ポンプ停止−までの運転の態様 （１）溶液サイクル停止時に、吸収溶液中に冷媒液の混
入を行わないで、単に吸収溶液濃度の平均化を行った後
（又は所定時間の経過後）、溶液ポンプを停止する。

（２）溶液サイクル停止時に、発生器（二重効用におけ
る高温発生器、単効用における発生器）の圧力又は温度
が所定の値以下になったとき、吸収溶液濃度の平均化が
終了する前であっても冷却水ポンプを停止し、吸収溶液
濃度の平均化が終了後で、発生器の圧力又は温度も所定
の値以下になったときに溶液ポンプを停止する。

２本発明による希釈の際の運転の態様 （］）結晶析出の危険が生じた場合に、まず冷媒ポンプ
を運転して、蒸発器内の冷媒液の所定量を吸収溶液１１
すに移行させる（このとき、蒸発器チューブに冷媒液が
散布されても差支えない）。冷媒ポンプを停止し、所定
時間経過後（例見ば蒸発器チューブ表面の冷媒の落下を
タイマー等で検知する）、溶液ポンプを起動し、所定時
間運転して吸収溶液濃度の平均化を行う。

（２）第４図に記載の装置を用いる（ただし、ＳＴ、Ｓ
Ｖ２とその経路は除く）。ｓｖ、を閉じて、冷媒ポンプ
を運転しても、蒸発器チューブ上に冷媒液が散布しない
ようにする。

冷媒ポンプと溶液ポンプの起動は同時でよい。所定量の
冷媒液移行後の冷媒ポンプの停止は、タイマー又は蒸発
器レベル（吸収溶液の平均濃度に相当）で行い、溶液ポ
ンプの停止は、平均化の完了をタイマー又は濃度検知し
て行う。

（３）第４図に記載の装置でＳＴを用いる。希釈時に、
ＳＴから所定量の冷媒液を落下させて、吸収溶液中に混
入し、更に溶液ポツプの運転を続行して、吸収浴液濃度
の平均化を行う。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明の吸収冷凍機によれ
ば、運転停止時の吸収溶液の濃度が濃くても、そのまま
停止することができ、火には、停止時の吸収溶液の温度
を市めでおくことによシ、長時間の高濃度放置が可能と
なり、従来の運転停止時に希釈のため放出される濃度エ
ネルギー及び温度エネルギーを貯えておくことが可能と
なった。したがって、不必要に吸収溶液の法度を薄くし
ないで運転停止をすることが可能となり、従来の吸収冷
凍機と比較して、熱源及びポンプ動力の省エネルギー化
が図れるだけでなく、起動特性も改善され、更によｐき
めの細かい制御ができるという顕著な効果が奏せられる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の単効用吸収冷凍機の装置の一例の系統図
、第２図は従来の吸収冷凍機の停止時における、時間と
吸収溶液の温度及び平均濃度との関係を示すグラフ、第
３図は本発明の吸収冷凍機の停止時における、時間と吸
収溶液の温度及び平均濃度との関係を示すグラフ、第４
図は本発明の一実施の′態様である吸収冷凍機の装置の
系統図である。 Ｅ：蒸発器　Ａ：吸収器　Ｇ：発生器　Ｃ・凝縮器　Ｅ
ｘ：溶液熱交換器　ＲＰ、冷媒ポンプ　ｓｐ＋溶液ポン
プ　Ｓ■：液戻し弁　ＳＴ：冷媒液貯蔵タンク 特許出願人　株式会社　荏原製作所 代理人　中　本　宏 同　井　上　昭 同　吉　愼　桂 第　／　図 Ｑ’７’）−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　溶液サイクルと冷凍サイクルとが形成されている
   吸収冷凍機において、溶液サイクルの休止中も含めて當
   時、吸収溶液の濃度と温度とを検知し、吸収溶液の結晶
   析出を監視する手段、及びその検知信号に応じて、該吸
   収溶液を所定の濃度に希釈する手段を設けたことを特徴
   とする吸収冷凍機。 ２、　該希釈する手段が、吸収溶液から分離されている
   冷媒液を吸収溶液中に一混入する設備、又は更にその後
   吸収溶液濃度の平均化を行う設備である特許請求の範囲
   第１項記載の吸収冷凍機。 ５　該混入する設備が、吸収器より上部に設けた冷媒液
   貯蔵タンクとそれに接続した経路及び弁である特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の吸収冷凍機。