JPS6113553B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸収冷凍機に関するものである。

吸収冷凍機では従来より、機械の停止時には溶
液の結晶を防止する為に機内の冷媒を溶液側に移
動し、溶液全体の平均濃度を低下させることによ
り結晶を防止していた。しかもいかなる条件のも
とでも結晶しない様にかなり溶液の濃度を低下さ
せているのが現状である。再起動時には稀釈され
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。一方冷凍機の停止指令は、台数運
転制御による停止、発停サーモによる停止、運転
方式の切替えによる停止等、短時間の停止の場合
もある。この様な時に過度の稀釈は省エネルギ
ー、起動特性の点から好ましくないのは明白であ
る。これに対して短時間の停止の場合は一切稀釈
を行わない方法も考えられるが、停止時の運転条
件によつては短時間でも結晶に至る危険があると
共に再起動までに要する時間も不定であるため好
ましくない。

本発明は、溶液の最終温度関連要因を停止時点
又は停止期間中の時点で検出し、これにより、停
止期間最終時の溶液温度を推定して稀釈の度合い
を調節するとにより、従来のものの上記の欠点を
除き、過度の稀釈によるエネルギの浪費を防ぎ、
かつ起動特性が良好な吸収冷凍機を提供すること
を目的とするものである。

即ち、運転を停止する場合、保有されている溶
液の温度は降下するので、溶液温度が最も低くな
るのは停止期間の最後（次の起動の直前）であ
る。この時点においても結晶を起こさないように
するために、停止が開始された時点（又は途中の
時点）における条件により、停止の最終時点（こ
れを最終時点という）における温度（これを最終
温度という）を推定し、この最終温度においても
結晶を生じないような濃度にまで稀釈する必要が
ある。また逆に最終温度が推定されていれば、必
要以上の稀釈を行なわなくて済むものである。

最終温度を決める要素としては、 (a) 冷却時間。

(b) 停止の開始時点（これを停止時点という）に
おける溶液の温度。

(c) 冷却の度合い。

などが挙げられる。しかしてこれらの最終温度を
決める要素に関連してこれらの要素の状態を直接
あるいは間接に示すことができる要因（これを本
明細書においては「最終温度関連要因」という）
は、 (i) 冷却時間に関連する要因： これは停止時間そのものである。

(ii) 停止時点における溶液温度に関連する要因： 停止時点における溶液温度そのもの、のほ
か、吸収器、発生器内の圧力、凝縮器の凝縮温
度、圧力、外気温度、冷却水温度など。

(iii) 冷却の度合いに関連する要因： 外気温度、冷却水温度など。

などが挙げられる。

しかして、本発明においては、最終温度関連要
因のうち第(i)項の停止時間を主要な要因として取
り上げ、停止時間の長短により推定される最終温
度に適する濃度まで稀釈するよう停止時点または
途中時点において稀釈の度合いを調節することに
より、従来のものの欠点を除き、過度の稀釈によ
るエネルギの浪費を防ぎ、かつ起動特性が良好な
吸収冷凍機を提供することを第二の目的とするも
のである。

また、最終温度は、停止時間のみならず前述の
第(ii)(iii)項の最終温度関連要因にも関連することに
鑑み、更に停止時点または途中時点における(ii)及
び(iii)項のいづれか一つ又は複数の要因の状態を併
せ組み合わせることにより、一層適確に最終温度
の推定を行ない、エネルギの浪費の低減及び起動
特性の改善が一層効果的に行なわれるような吸収
冷凍機を提供することも、本発明の第三の目的と
する所である。

本発明は、蒸発器、吸収器、発生器、凝縮器、
溶液熱交換器、冷媒ポンプ、溶液ポンプ及び機器
間を接続する経路とにより溶液サイクルと冷媒サ
イクルとが形成されている。吸収冷凍機におい
て、前記冷媒サイクル中の冷媒液部と前記溶液サ
イクル中の一部とを接続し、かつ稀釈量調節機構
を備えた稀釈回路が設けられ、前記吸収冷凍機の
単数又は複数の溶液の最終温度関連要因に応じて
前記稀釈量調節機構を制御して前記溶液サイクル
中の溶液の濃度を、前記最終温度関連要因に対応
する所定の濃度とする濃度調節機構を備えたこと
を特徴とする吸収冷凍機である。

本発明を実施例につき図面を用いて説明すれ
ば、第１図にける吸収冷凍機は吸収器Ａ、蒸発器
Ｅ、発生器Ｇ、凝縮器Ｃ、溶液熱交換器Ｘ、溶液
ポンプSP、冷媒ポンプRPが備えられている。こ
れらの機器を接続して管路１，２，３，４，５、
散布管６、管路７，８、散布管９、管路１０、膨
張弁１１が設けられている。冷媒ポンプRPの吐
出側の管路８と溶液ポンプSPの吸込側の管路１
とは、稀釈弁SVを備えた稀釈回路１３により接
続されている。

１４は加熱管であり、発生器Ｇ内の溶液を加熱
するために蒸気などの熱媒流体が導かれ、その熱
媒流体の流量は加熱量制御弁HVで制御され加熱
量の調節が行なわれる。１５は冷水管であり、冷
水出口温度を温度検出器１６にて検出し、その信
号により加熱量制御弁HVを調節するようになつ
ている。１７，１８は冷却水管である。

蒸発器Ｅ内の冷媒液面を検出するために液面検
出器１２が設けられている。液面検出器１２に
は、異なる液面高さの検出を行なうように複数個
の検出端Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が配設されてい
る。一般に溶液サイクル中の溶液の濃度は、ほぼ
蒸発器Ｅ内の冷媒液量即ち液面高さに相当せしめ
るとができ、各検出端Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４
は、設定したい複数種類の溶液の濃度に相当する
冷媒液面高さの位置に配設されている。

１９は運転停止時間などの溶液の最終温度関連
要因に応じた入力信号２０を受けて条件信号２１
を出力する条件信号発信器である。２２は稀釈弁
制御器であり、条件信号２１を受けて、その信号
に対応する液面検出器１２の検出器Ｓ１などを選
択し、液面検出器１２からの信号により稀釈弁
SVの開度を制御するものである。平常の運転時
には稀釈SVは閉じられている。

稀釈弁制御器２２付近の構成の詳細を第２図に
示す。液面検出器１２は、外形を同図上半部に電
気的接続を同図下半部に示してある。

入力信号２０としては前述の最終温度関連要因
のうちの一つ又は複数の組み合わせが適用できる
が、先づ、停止時間のみを適用した場合につき説
明する。

停止時間の信号として、負荷の切り換え時にお
ける停止の如き短時間停止と、１時間程度の中時
間停止と、溶液の温度降下がサチユレートする程
度の時間、例えば一昼夜程度以上の長時間停止、
との三種類の信号が用いられるとする。

これらの信号は、停止時間が予め予定されてい
れば停止時点に、人手により又はプログラムによ
り自動的に発信され条件信号発信器１９に与えら
れる。また、停止時点では先づ短時間停止信号が
与えられ、その後タイマーにより、例えば１時間
経過した場合には代つて中時間停止信号が与えら
れ、24時間経過後は更に代つて長時間停止信号が
与えられる、というように時間の経過に従つて濃
度設定値を変化せしめるようにしてもよい。

稀釈弁制御器２２は接点Ｌ，Ｍ，Ｎを有する条
件選択回路２３、運転停止期間に閉となる接点
Ｘ、運転時に閉となる接点Ｙ、稀釈弁SVを操作
する稀釈弁コイル２４を備え、液面検出器１２の
検出端Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の接点と図示の如
く接続されている。接点Ｌ，Ｍ，Ｎは条件信号発
信器１９から、それぞれ短時間、中時間、長時間
停止信号を受けた場合に閉じるようになつてい
る。検出器Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の高さは、それぞれ
短時間、中時間、長時間の停止期間後に達すべき
最終温度を推定して、その推定温度においても結
晶を生じない溶液濃度に相当する冷媒液面高さに
配備されている。この最終温度の推定は、経験
的、実験的、統計的、理論的何れの方式で推定し
てもよい。検出端Ｓ１の高さは、運転中にでも、
過濃縮が行なわれて結晶が生ずるおそれのある濃
度に相当する液面高さに配備されている。

作用につき説明すれば、通常の運転中に過濃縮
が行なわれると、液面が上昇して検出端Ｓ１がこ
れを検出し接点Ｓ１が閉じ、稀釈弁コイル２４が
通電され、稀釈弁SVが開かれ、稀釈が行なわれ
る。冷媒液が減少して液面が下がれば接点Ｓ１は
再び開き、稀釈弁SVが閉じ稀釈動作は停止す
る。ハンチングを防ぐために各接点Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３，Ｓ４はそれぞれの開閉の作動位置に幅を持
たせる。

吸収冷凍機の停止に当たり、例えば負荷の切り
換えの如き短時間停止であることが予めわかつて
いる場合は、手動又はプログラムによる短時間停
止信号を条件信号発信器１９に与えれば、接点Ｙ
が開き、接点Ｘが閉じ、接点Ｌが閉じる。この場
合、もし液面が検出端Ｓ２よりも高ければ、接点
Ｓ２が閉じて稀釈弁コイル２４が通電され稀釈が
行なわれ、液面が検出端Ｓ２の高さにまで降下し
て接点Ｓ２が開けば、稀釈作用は停止し、溶液は
所定の濃度に調整される。中時間停止信号又は長
時間停止信号を与えた時は、接点Ｍ又はＮにより
同様な作用が行なわれる。

別の制御方法として、停止時点では先づ最も短
い短時間信号を与えてそれに相当する濃度にまで
稀釈し、停止時間が所定の時間を超えた場合タイ
マーで検出して中時間信号を与えて、同時に溶液
ポンプSP、冷媒ポンプRPも運転して中時間停止
相当の濃度にまで稀釈を行ない、さらに長い所定
の時間を超えたことをタイマーで検出して同様に
長時間停止相当の濃度にまで稀釈するようにして
もよい。

検出端Ｓ１などの数は３個以下又は５個以上と
することもできる。また、第３図に示す如く中空
筒２５の中に抵抗体２６を配設し、中空筒２５を
滑動可能に囲み磁石２７を保持したフロート２８
を設け、、抵抗体２６に沿つて摺動可能な接点を
有し、かつ磁石２７の動きに従つて磁力により移
動する磁石３０を備えれば、液面の変化を抵抗値
の変化として連続的に検出することができ、連続
的入力信号を与えることにより連続的な制御を行
なうことができる。

以上は、入力信号として停止期間のみを印加し
た場合について説明してあるが、一層損失を少な
く、又再起動時の特性を良くするために、停止時
間以外の最終温度関連要因の状態量による信号を
組み合わせて制御することが好ましい。

例えば停止時点における溶液温度による信号を
組み合わせる場合に、或る標準的温度の場合は停
止時間による信号の短時間、中時間、長時間信号
に応じて第２図においてそれぞれ接点Ｌ，Ｍ，Ｎ
が選択されるようにしておく。停止時溶液温度が
或る程度以上高い場合には、例えば短時間信号で
は条件選択回路を作動せしめず、中時間、長時間
信号に応じてそれぞれ接点Ｌ，Ｍが選択される
（即ち高濃度側にずれる）ようにするか、又は接
点Ｌは動作させず、接点ＭとＳ２とを接続、接点
ＮとＳ３とを接続する（即ち、やはり高濃度側に
ずれる）ようにする。停止時溶液温度が或る程度
以下に低い場合は逆に低濃度側にずらすようにす
る。

そのほか、検出端Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の高
さを各個ごとに外から調節可能とするか、液面検
出器１２の全体を上下調節可能として、停止時の
溶液温度に応じて設定濃度の調節を行なうことも
できる。

濃度設定のための液面検出器１２は、吸収器Ａ
内に設けてもよい。この場合は蒸発器Ｅにおける
とは逆に液面が高い程溶液濃度が小なることを示
す。

濃度設定は、溶液サイクル中の溶液の濃度や比
重を直接測定して行なつてもよい。

最終温度関連要因としては、上記のほか前述の
如く外気温度、冷却水温度、吸収器圧力、発生器
圧力、凝縮器温度、圧力、などのうち一つ又は複
数を組み合わせて適用してもよい。

また、例えば外気温度を最終温度関連要因とし
て選ぶ場合、外気温度が変化するために濃度設定
値の変更を行なうと不安定になるので、例えば数
日間の間の毎日の外気の最低温度を記憶せしめ、
所定最低温度以下の日数が所定日数以上続いた場
合に濃度設定を低濃度側にずらす、などの制御を
手動又は自動で行なうこともできる。

これらの最終温度関連要因は、必らずしも停止
時点におけるもののみを入力信号として用いなく
ともよく、停止期間の途中で或る最終温度関連要
因を検出して、その時点における要因の状態量か
ら最終温度を推定しなおして（予め推定された相
互関係より）、それに適合するよう濃度設定値の
調整を行なうようにしてもよい。

以上の制御に関し、或る時点の或る最終温度関
連要因の状態量から最終温度を推定するには、経
験的、実験的、統計的或いは理論的な手法により
推定することができる。

本発明は、蒸発器、吸収器、発生器、凝縮器、
溶液熱交換器、冷媒ポンプ、溶液ポンプ及び機器
間を接続する経路とにより溶液サイクルと冷媒サ
イクルとが形成されている吸収冷凍機において、
前記冷媒サイクル中の冷媒液部と前記溶液サイク
ル中の一部とを接続し、かつ稀釈量調節機構を備
えた稀釈回路が設けられ、前記吸収冷凍機の単数
又は複数の溶液の最終温度関連要因に応じて前記
稀釈量調節機構を制御して前記溶液サイクル中の
溶液の濃度を、前記最終温度関連要因に対応する
所定の濃度とする濃度調節機構を備えたことによ
り、過度の稀釈によるエネルギの損失を防ぎ、か
つ再起動時に起動特性が良好な吸収冷凍機を提供
することができ、省エネルギ上、実用上極めて大
なる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のフロー図、第２図そ
の一部の詳細フロー図及び配線系統図、第３図は
別の実施例の液面検出器の説明図である。 １…管路、２…管路、３…管路、４…管路、５
…管路、６…散布管、７…管路、８…管路、９…
散布管、１０…管路、１１…膨張弁、１２…液面
検出器、１３…稀釈回路、１４…加熱管、１５…
冷水管、１６…温度検出器、１７…冷却水管、１
８…冷却水管、１９…条件信号発信器、２０…入
力信号、２１…条件信号、２２…稀釈弁制御器、
２３…条件選択回路、２４…稀釈弁コイル、２５
…中空筒、２６…抵抗体、２７…磁石、２８…フ
ロート、３０…磁石、Ａ…吸収器、Ｇ…発生器、
Ｃ…凝縮器、Ｅ…蒸発器、EX…溶液熱交換器、
SP…溶液ポンプ、RP…冷媒ポンプ、HV…加熱
量制御弁、SV…稀釈弁、Ｓ１…検出端、Ｓ２…
検出端、Ｓ３…検出端、Ｓ４検出端。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸発器、吸収器、発生器、凝縮器、溶液熱交
   換器、冷媒ポンプ、溶液ポンプ及び機器間を接続
   する経路とにより溶液サイクルと冷媒サイクルと
   が形成されている吸収冷凍機において、前記冷媒
   サイクル中の冷媒液部と前記溶液サイクル中の一
   部とを接続し、かつ稀釈量調節機構を備えた稀釈
   回路が設けられ、前記吸収冷凍機の単数又は複数
   の溶液の最終温度関連要因に応じて前記稀釈量調
   節機構を制御して前記溶液サイクル中の溶液の濃
   度を、前記最終温度関連要因に対応する所定の濃
   度とする濃度調節機構を備えたことを特徴とする
   吸収冷凍機。 ２ 前記最終温度関連要因が、運転停止時間であ
   る特許請求の範囲第１項記載の吸収冷凍機。 ３ 前記最終温度関連要因が、溶液温度である特
   許請求の範囲第１項記載の吸収冷凍機。 ４ 前記最終温度関連要因が、吸収器圧力である
   特許請求の範囲第１項記載の吸収冷凍機。 ５ 前記最終温度関連要因が、発生器圧力である
   特許請求の範囲第１項記載の吸収冷凍機。 ６ 前記最終温度関連要因が、凝縮器温度である
   特許請求の範囲第１項記載の吸収冷凍機。 ７ 前記最終温度関連要因が、凝縮器圧力である
   特許請求の範囲第１項記載の吸収冷凍機。 ８ 前記最終温度関連要因が、外気温度である特
   許請求の範囲第１項記載の吸収冷凍機。 ９ 前記最終温度関連要因が、冷却水温度である
   特許請求の範囲第１項記載の吸収冷凍機。