JPS6069464A - 二重効用吸収式ヒ−トポンプの制御方法 - 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、冷媒液及び吸収溶液を用いて吸収冷凍サイク
ルを行う吸収式０凍ＨＩＩＫにおいて。

蒸発器で井水、河川水、空調負荷、ビル等からの回収熱
又は冷水などの低熱源から熱を回収し、吸収器、凝縮器
で温水（通常の冷凍機運転の際の冷却水）に熱を与える
ヒートポンプ運転に関する。

〔従来技術〕

吸収式冷凍機のヒートポンプサイクルにおいては、温水
負荷例えば温水の温度を検知し、この負荷信号に基いて
高温発生器へ供給される熱源の量を調節すると共に、冷
水温度（低熱源の温度）が低下し過ぎるのを防止する為
吸収溶液中に冷媒液を混入することにより冷凍能力を小
さくするようにしている（特公昭５２−６８９４号公報
、特公昭５２−６８９５号公報及び特公昭５５−９６２
０号公報参照）。この場合、冷水の温度が高めになるよ
うに制御を行うと、冷水の凍結防止と高温発生器におけ
る圧力の上昇の防止が図れる。即ち、冷水温度が低下す
るに伴ない吸収溶液の濃度は上昇するが、この為に低温
発生器における溶液の沸ＩＩＩ槁度が上昇し、その結果
高霊発生器の圧力が上昇することになるので、冷水温度
を高めに制御することにより。

このように高温発生器の圧力上昇の防止をはかることが
できる。しかしながら冷水の下限温度設定値を高（する
と、回収熱量が減少する欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の問題を解決する為になされたもので、
低熱源を最大限に利用する為に、冷水の下限温度設定値
を可能な限り低くすると共に、高温発生器の圧力（又は
相当値）を検出し、該圧力が大気圧を超えそうな場合に
＆ま冷媒液を吸収溶液中に混入することにより、高温発
生器の圧力が大気圧を越えないように制御するものであ
る。

〔発明の構成〕

本発明は、冷媒液な吸収溶液に混入する為の冷媒液流量
調節弁を有する配管を付加した、蒸発器、吸収器、高温
発生器、低温発生器、凝縮器、高温熱交換器、低温熱交
換器、ポンプ並びにこれらを結合する配管からなる二重
効用吸収式冷凍装置のヒートポンプ運転時に、高温発生
器圧力（又は相当値）を設尾値以下にすると共如、冷水
温度を設定値以上とするように、前記冷媒液流量調節弁
圧より吸収溶液への冷媒液混入量を調節することを特徴
と−１る二重効用吸収式ヒートポンプの制御方法であっ
て、冷杏の下限温度（設定値〕を凍結防止を目的とした
値まで低（すると共に、高温発生器の圧力を検知しく圧
力の上限値を大気圧付近（大気圧以下で〕に設定してお
（）、両者の信号を基にして吸収溶液への冷媒液の混入
量を調節することにより、高温発生器の許容圧力（大気
圧）以下で最大＋１に低熱源の利用をはかるものである
。

先づ、第１図に基いて従来の二重効用吸収式ヒートポン
プについて説明する。

第１図において、１は蒸発器、２は吸収器、６は高温発
生器、４は低温発生器、５は凝縮器、６は高温熱交換器
、７は低温熱交換器、８は溶液ポツプ、９は冷媒ポンプ
、１０，１１，１２．＋３゜１４．１５は夫々配管用管
、ｉ　６　、１７４ま温水／４１管、１８は冷水用管、
１９は高温発生器への熱源供給用管、２０は冷媒液混入
用管、２１は冷水温度検知機、２２は冷媒液流量制御弁
、２３は制御機構、２４は温水温度検知機、２５は加熱
源流量制御弁、２６は制御機構を示す。

吸収器２中で５蒸発器１で発生した冷媒蒸気を吸収して
稀薄になった吸収溶液は、溶液ポンプ８により吸収器か
ら引出され、′Ｗ１０により、低温熱交換器７及び高温
熱交換器６で低温発生器及び高温発生器から引出される
濃縮された吸収溶液と熱交換により加熱された後、高温
発生器３に導入され、高温発生器３において管１９から
供給される熱源により加熱濃縮された後、管１１により
引出され高温熱交換器６乞経て低温発生器４に導入され
る。低温発生器４に導入された高温発生ａ５からの吸収
溶液は、低温発生器４中で、管１３を経て引出される高
温発生器６で分離された冷媒蒸気により加され、更に濃
縮された後、管１２低温熱交換器７を経て吸収器に循環
される。−１蒸発器１の底部にたまつている冷媒液は冷
媒ポンプ９により引出され管１５を経て蒸発器１の頂部
から冷水（低温熱源）が流れている冷水管上に散布され
、冷媒蒸気を生成すると共に冷水は冷却さねる。管１６
から供給される温水は、吸収器中の配管中を流れる間に
吸収液に吸１ヌされる蒸発器１からの蒸気の凝縮熱によ
り加熱され、ついで凝縮器中の温水管に導かれ、凝縮器
５中で、低温発生器４中で発生した冷媒蒸気及びｆ１３
を経て導かれ。

低温発生器４中で吸収溶液の加熱に利用された蒸気の余
熱により更に加熱された後占水として取り出される。又
凝縮器５中で凝縮した冷媒水は管１４を経て蒸発器１中
に循ノ〜書される。この第１図に示されるような従来技
術におい℃は、温水出口温度を温水出口温度検知機２４
　Ｋより検知し、この温度信号に基いて制御機構２６に
より加熱源供給用管１９上にある加熱源流量制御弁２５
を制御している。即ち、温水の負荷が大となり温水温度
が所定の記数より低くなった場合にはその温度信号ＶＣ
，ｌｌ！：いて弁２５を開き、高温発生器３への加熱源
供給量が大となるよう制御を行なっている。一方冷水の
出口温度を冷水温度検知機２１で検知し、該温度信号を
制御機構２３に伝達し、この伝達された温度信号に基い
て冷媒混入用管２０上の冷媒液流量制御弁２２を調節し
、吸収溶液中への冷媒液の混入量を制御している。即ち
、冷水出口温度が所定値より低（なった場合、吸収器２
に導入される吸収溶液に管２０を経て混入される冷媒液
の量を多くすることにより、吸収器に導入される吸収溶
液を稀釈し、冷媒蒸気の吸収力を低下させることにより
冷凍能力を小さくしている。

第２図に基いて、冷水温度と冷媒液流量制御弁２２の開
度との関係を説明すると、第２図は、冷水温度が温度■
まで低下した時弁を開きはじめ、冷水温度が低下するに
従って弁２２の開度な大とするように制御を行っている
ことを示しているが、この場合弁を開きはじめる温度■
を低い温度に設定すれば回収熱量が多（なり効率がよい
のであるが、高温発生器６の圧力が高くなりすぎる場合
があるので、この冷水の温度ａは高めに設定お（必要が
ある。第３図は、温水温度及び温水熱量を一定とした場
合の冷水温度と高温発生器３の圧力との関係を例示した
ものである。該図は、冷媒液流量制御弁を閉じた場合に
も、開いた場合にも、冷水温度が低くなるにつれて高温
発生器圧力は高（なり、また冷媒液流量制御弁２２の開
度が大となるにつれて、即ち吸収溶液への冷媒混入量が
多（なるにつれて、同じ冷水温度忙対し高温発生器３の
圧力は低（なることを示している。この関係は、冷水系
あるいは温水系のチューブ内−＼のスケールの付着など
によりヒートポンプを使用しているうちに高温発生器５
の圧力は平行的に次第に市くなって行（。したがって、
チューブ内を清浄にすることよりもとの圧力に戻す従米
法にぢいて。

高温発生４乙の圧力を大気圧以下に保つ為には、チュー
ブ内のスケールの付着もｆｉ３ｆｆして、冷水温度を可
成高い温度に設定する必要がある。

本発明は、上記冷水温度の設足値（下限温度ノを凍結防
止のみを目的とする低い値（但し、冷水を他に利用した
い場合は、利用先の要求する温度（高めの設定）にする
のはさしつかえない。）に設定すると共に、高温発生器
５の圧力の上限値を大気圧付近（大気圧以下の）に設定
しておき、高温発生器６の圧力をも検知し、両者の信号
を基に吸収溶液への冷媒液の混入量を調節し、最大限の
低熱源の利用をはかるものであるが、以下、第４図、第
５図、第６図及び第７図に基いて本発明を更に詳しく説
明する。

第４図において符号１乃至２６は第１図の符号と同じ意
味を有し、符号２７は高温発生器の圧力検知機を示す。

本発明においては、冷水温度を冷水温度検知機２１によ
り検知するほか、高温発生器３の圧力をも、圧力検知機
２７により検知し、この両者に基いて吸収溶液への冷媒
液混入量を制御している点で、上記従来例と異なってい
る。本発明によれば、冷水の温度は、冷水の凍結防止と
いう観点のみを考慮して出来るだけ低い温度（但し、冷
水を他に利用しだい場合、利用先の要求する温度（高め
の設定）にするのはさしつかえない。）に設定し、また
高温発生器３の高圧防止の観点から圧力を設定しておけ
ば、両者の関連において低熱源の有効利用が可能となる
。即ち、前に述べたように冷水温度を低（設定してお（
と高温発生器３の圧力が所定値（大気圧）以上に高（な
る恐れがあるが、本発明においては冷水温度を低（設定
しておいても、圧力検知機２７により高温発生器３の圧
力を検知し、該検知された圧力が設定圧力以上になった
場合、該４８号に基いて制御機構２３により冷媒液流量
ｆ＃！Ｉ御弁２２を開くことにより、冷媒液の吸収溶液
への混入Ｍを増大し、高圧発生器３の圧力を所定値以下
に下げることが可能となるので低熱源の有効利用が可能
となる。第５図は冷水温度を基ＶＣＬ、た冷媒液流量制
御弁の開度要求値を示し、第６図は、高温発生器圧力（
又は温度）を基にした冷媒液流量制御弁の開度要求値を
示す図である。本発明においては、弁の開度は、図示し
た両要求１１ηのうち、要求値の大きい方を選んで開度
が調節される。

第５図及び第６図に示される制御においては、冷媒液流
量制御弁の開度な冷水温度又は高温発生器圧力の比例動
作で調節するケースについてｙあるが、これを固定動作
とし冷水温度が一定にならないように制御してもよい。

また、冷水温度と高温発生器圧力とを基にして直接冷媒
液流量制御弁の開度を決定し、該弁の開度（冷媒液混入
量）を調節するようにすることも可能である。

なお、冷水温度及び高圧発生器の圧力を検知して冷媒流
量制御弁の開度な調節する制御方法について説明したが
、冷水温度の代りにその相当値である蒸発器の温度を用
いて制御を行ってもよ（、又、高温発器の圧力の代りに
その相当値として飽和温度あるいは高温発生器からの生
成蒸気の凝縮温度、高温発生器の溶液温度あるいは低温
発生器の溶液温度を用いて制御を行ってもよい。

説明する。

第７図において符号１〜１９．２１．２３〜２６は第１
図の符号と同じ意味を有し、符号２８は凝縮器５から蒸
発器へ冷媒液を導（管１４上に設けた三方弁を示し、符
号２９は管１４より低温発生器へ冷媒液を導く為の分枝
管を示し、符号６０は管１６から導かれる冷媒蒸気の凝
縮温度検出機を示す。

第７図に示される本発明の実施例においては、吸収溶液
に混合する冷媒液とし℃、凝縮器５かも蒸発器１へ管１
４１Ｃより導かれる冷媒液を用い、かつ低温発生器４中
の吸収浴液に混合するようにした点、及び高温発生器６
の圧力を検知して吸収溶液への冷媒液の混入量を制御す
る代りに、高温発生器３からの冷媒蒸気の凝縮温度（低
温発生器の加熱側温度）を検知し、この温度に基いて吸
収溶液への冷媒液の混入量を制御している点で、第４図
に示す実施例と異なる。

即ち、第７図に示す例においては、高温発生器５の圧力
の代りにその相当値である高温発生器３からの冷媒蒸気
の凝縮温度を該凝縮温度検知機３０で検知し、該温度信
号を制御機構２３に伝達し、該温度信号に基いて弁２８
を制御して管２９を経て低温発生器４中の吸収溶液に混
合される冷媒液の量を調節する。即ち温度検知機３０に
より検知された温度が、所定の温度よりも高い場合には
、管１４より管２９を経て吸収溶液に混合される冷媒液
の竜が多（なるように制御することにより、低温発生器
４中の吸収溶液の温度を下げ、その結果高温発生器の圧
力を低下させるように制御するもので、その他は第４図
に示した例と全く同じである。

なお、冷媒液を吸収溶液に混合する位置は、吸収器から
導かれる稀溶液に混合してもよい。

〔発明の効果〕

本発明においては、高温発生器の圧力が所定値以上に上
昇することなく、冷水（低温熱源）の出口温度を低（設
定することが可能であるので、低温熱源を最大限に利用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の例を示す概略図であり、第２図は冷水温
度と冷媒流量制御弁の開度との関係を、第３４社高圧発
生器圧力と冷水温度の関係を示す図である。また、第４
図は本発明の実施例を示す概略図、第５図は冷水温度と
冷媒液流量制御弁開度要求値との関係を、第６図は高圧
発生器圧力と冷媒液流量制師弁開度要求値の関係を示す
図であり、第７図は本発明の他の実施例を示す概略図で
ある。 １・・・蒸発器、２・・・吸１ヌ器、６・・・高温発生
器、４・・・低温発生ｄＪ、６・・・高温熱交換器、７
・・・低温熱交換器、８・・・溶液ボンダ、９・・・冷
媒ポンプ、２０．２９・・・冷媒液混合用パイプ、２１
．３０・・・温度検知機、２２．２８・・・冷媒液流量
制御弁、２７・・・圧力検知機。 特許出願人　株式会社荏原製作所 代　理　人　中　本　未 開　井　上　昭 同　吉　嶺　桂 第１図 第２図 第　３　図 第　η　図 刈媒決追量制御弁開麿要束値 第　５　図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　冷媒液を吸収溶液に混入する為の冷媒液流量調節弁
   を有する配管を付加した、蒸発器、吸収器、高渦発生器
   、低ｍ発生２冷、凝縮器、高温熱交換器、低温熱交換器
   、ボンダ並びにこれらを結合する配管からなる二重効用
   吸収式冷凍装置のヒートポンプ運転時に、高温発生５圧
   力（又は相当値）を設定値以下にすると共に、冷水温度
   を設定（＋ｆｆ以上とするように。 前記冷媒液流量調節弁により吸収Ｉ＠液への冷媒液混入
   鑓な調節することを管機とする二点効用吸収式ヒートポ
   ンプの制御方法。