JPS6157537B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸収式冷凍機の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の吸収式冷凍機においては、例えば特開昭
53−114551号公報に記載されているように、冷水
入口温度もしくは冷水出口温度を検出して、その
温度が定格値となるように冷凍機入力、例えば燃
焼量を制御している。これにより、吸収式冷凍機
はその冷凍能力の定格値付近で運転されることに
なる。一方、冷凍機の負荷となるフアンコイルユ
ニツトは冷房しようとする部屋の冷房要求に対し
て、フアンコイルユニツトのフアンを手動操作あ
るいは温度スイツチなどによる自動操作により冷
風量あるいは冷水量を調節して、室内温度を制御
していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のように、従来の冷凍機の制御は空調機の
負荷と直接的に関係づけて制御されてはいない。
空調機の負荷の変動は冷水入口の温度の変動とし
て間接的に冷凍機に影響を及ぼしている。このた
め、冷水入口温度もしくは冷水出口温度を一定に
制御することでも負荷によつてエネルギーの消費
が増減するので一応冷凍機出力は負荷に対応して
いるといえる。しかし、冷水温度を一定にしてい
るので、冷凍機は定格値の状態、いいかえれば負
荷100％に対応できる状態に制御されている。吸
収式冷凍機の特性からみると、このような状態は
エネルギー効率が必ずしも高くなく、もし負荷が
小さいのであれば、冷水温度を上げた方がエネル
ギー効率が高くなるし、各部の温度差から生ずる
エネルギーのロスも少なくてすむ。しかし、従来
の制御では、負荷の変動を積極的に検出して、こ
れに対応してエネルギー効率が良くなるように冷
凍機の状態を変更する。即ち冷水入口温度あるい
は冷水出口温度の設定値を変更することは行なつ
ていないので、余分のエネルギーを消費してい
る。

本発明は、上記の問題点を解決するためになさ
れたものであつて、吸収式冷凍機を省エネルギー
運転するための制御装置を提供することを目的と
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の上記の目的は、室温制御装置によつて
制御される空気調和機等の負荷に応じて冷凍機の
加熱源を調節して、冷水を負荷に供給する吸収式
冷凍機において、前記室温制御装置からの最大出
力要求の制御信号の入力およびその終了を判別す
る判別手段と、最大出力要求の制御信号の入力の
所定時間継続を計測する第１の計時手段と、この
第１の計時手段による所定時間経過により冷水温
度設定値を低下させる手段と、第２の時計手段に
よる所定時間経過により冷水温度設定値を増加さ
せる手段と、冷水温度設定値低下手段および増加
手段によつて得られた設定値と温度検出器からの
冷水温度との偏差により冷水温度が設定値になる
ように加熱源を制御する加熱源制御手段とを備え
ることにより達成される。

〔作 用〕

室温制御装置からの最大出力要求の制御信号の
入力および終了の継続時間を第１または第２の計
時手段で計時し、この時間が所定時間越えた場合
に、冷水温度低下手段および増加手段によつて冷
水温度設定値を一定幅で低下または増加させ、こ
れにより設定した設定値と実際の冷水温度とを比
較し、この冷水温度が設定値になるように、冷凍
機の加熱源を制御する。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の制御装置の一例を備えた吸収
式冷凍機の系統図を示すものである。吸収式冷凍
機Ａは加熱源１によつて加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
る発生器２と、発生器２で生成された冷媒蒸気を
冷却水管３内を通る冷却水により冷却して液化さ
せる凝縮器４と、凝縮器４で液化した冷媒液を蒸
発させ、その際の気化潜熱と冷水管５内を流れる
水から奪つて冷水（冷力）を発生させる蒸発器６
と、蒸発器６の冷媒スプレーポンプ７ａと、冷却
水管８内を流れる冷却水で冷却しつつ蒸発器６で
蒸発した冷媒蒸気を発生器２から導入した濃溶液
に吸収させて稀溶液を生成する吸収器９と、吸収
器９の溶液スプレーポンプ７ｂ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に戻される高
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で熱の授受を行なう熱交換器
１１とから構成されている。１２は冷水温度を検
出するための温度検出器で、この温度検出器には
冷水出口温度を所定の値に制御するために、出口
側の冷水配管５に設けられている。１３は冷凍機
の負荷の一例であるフアンコイルユニツトであ
る。このフアンコイルユニツト１３によつて室温
を制御する方策として、２方弁１４によつてフア
ンコイルユニツト１３を通過する水量を制御する
ものを示した。１５は室温制御装置で、この室温
制御装置１５は室温の現在値を室温検出器１６に
よつて検出し、この室温値と室温の設定値との偏
差にもとづいて２方弁１４を電磁駆動して開閉制
御するものである。この他に、室温を制御する他
の方策としては、３方弁を電磁駆動することによ
つてフアンコイルユニツト１３をバイパスする水
量を制御するものや、フアンコイルユニツト１３
のフアンの回転数を調節することによつて風量を
制御するものなどがある。また、制御動作として
は、室温の設定値の上限値および下限値にもとづ
いて弁を開閉するオンオフ制御や、室温の現在値
とその設定値との差にもとづいて弁を開閉する比
例制御がある。さらに、室温を制御する他の方策
としては、エアハンドリングユニツトを用いてフ
アンコイルユニツトと同様の制御を行なうものが
ある。また、フアンコイルユニツトやエアハンド
リングユニツトの数量や配置にも種々なものがあ
る。これらの室温を制御する他の方策は第１図に
示した室温制御装置１５の機能と同様であり、こ
れらを用いることができるが以下の説明では、第
１図に示す室温制御構成をもとにして説明する。
１７は温度検出器１２からの検出信号と室温制御
装置１５からの制御情報にもとづいて、冷水温度
を所定の温度に制御するための加熱源１をオンオ
フあるいは比例制御するための制御装置である。

第２図は第１図に示す本発明の制御装置１７の
制御系統を示すもので、この図において第１図と
同符号のものは同一部分である。冷凍機Ａの冷凍
出力と部屋の冷房負荷とは、図中の太線で示した
ような関係にある。すなわち加熱源１から冷凍機
Ａに冷凍入力Ciとして加熱が行なわれる。それ
により、冷凍機Ａからは冷凍出力Cuが発生す
る。これは冷水出口温度の低下となり、冷水の流
れによつて冷房しようとする部屋のフアンコイル
ユニツト１３に伝達される。ここで、フアンコイ
ルユニツト１３は部屋から熱量を奪い冷水温度を
上昇させる。その後、冷水は冷凍機Ａに戻され、
それが冷水入口温度となる。室温制御装置１５は
室温設定器１５Ａと、この室温設定器１５Ａによ
り設定された室温の設定値と室温検出器１６から
の室温の現在値との偏差を求め、この偏差にもと
づいて２方弁１４を制御する比較器１５Ｂとを備
え、冷凍機Ａから与えられる冷水の量を比較器１
５Ｂからの偏差信号にもとづき２方弁１４によつ
て調節し、フアンコイルユニツト１３が部屋から
奪う熱量を制御して、室温を所定の値に維持し、
快適な室内環境を実現する。したがつて、室温制
御が有効に行なわれるためには、その時の冷房負
荷に対応するだけの冷凍出力が出ていればよい。
従来は冷水出口温度の設定値を定格値に固定し
て、冷房負荷に対応した冷凍出力が出るように加
熱源の制御を行なつていた。しかし、この定格値
は許容運転範囲の下限に近くエネルギー効率が必
ずしも良くないし、このような定格値の低い状態
で冷凍機の出力を低く抑えることは、制御精度が
悪くなつたり、エネルギーロスが発生して好まし
くない。このため、本発明ではその時点の負荷に
応じて生ずる室温制御装置１５の最大出力信号を
参照することにより、必要な冷凍出力を最も効率
良く出力するための冷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よ
うにしたものである。そして制御装置１７はこの
ような冷水出口温度設定値の決定を行なう機能を
有するものである。また、制御装置１７は冷水出
口温度がこのようにして決められた冷水出口温度
設定値になるように、現時点の冷水出口温度に応
じて加熱源１を加熱制御する機能をも有するもの
である。制御装置１７は上述の機能を実現するた
めに、室温制御装置１５からの最大出力要求の制
御信号の入力およびその終了を検出する判別手段
１７Ａと、この判別手段１７Ａからの最大出力要
求の制御信号の入力検出信号にもとづいて、その
所定時間継続を計時する第１の計時手段１７Ｂ
と、この判別手段１７Ａからの最大出力要求の制
御信号の終了検出信号にもとづいてその所定時間
継続を計時する第２の計時手段１７Ｃと、第１の
計時手段１７Ｂによる設定時間の検出により冷水
温度設定値を一定幅だけ上昇させる冷水温度設定
値上昇手段１７Ｄと、第２の計時手段１７Ｃによ
る設定時間の検出により冷水温度設定値を一定幅
だけ下降させる冷水温度設定値下降手段１７Ｅ
と、前記手段１７Ｄ，１７Ｅによつて設定された
温度設定値を記憶する記憶手段１７Ｆと、この記
憶手段１７Ｅに記憶した温度設定値と温度検出器
１２の検出温度値との偏差を求める比較手段１７
Ｇと、この比較手段１７Ｇからの偏差信号にもと
づいて加熱源１を制御する加熱源制御手段１７Ｈ
とで構成されている。

次に、本発明の制御装置１７により制御動作を
説明する。

従来は負荷に対して冷水出口温度を例えば、７
℃のように一定にして冷凍機を運転していた。こ
の場合の各負荷における単位冷凍出力当りの冷凍
入力すなわち入力エネルギーを100％とする。こ
の場合にも、負荷が減少すると、当然冷凍入力そ
のものは低下するのであるが、冷水出口温度を低
いレベルのままで運転していると、吸収式冷凍機
としてはエネルギー効率が良くないので、余分の
エネルギーを消費していることになる。これに対
して、冷水出口温度を上昇させると、第３図に示
したように同じ冷凍出力を出しているにもかかわ
らず、単位冷凍出力当りの冷凍入力は少なくて済
む。例えば、負荷の減少に沿つて第３図に示す直
線ａに沿つて冷水出口温度を上げるとすると、そ
れにほぼ比例して単位冷凍出力当りの冷凍入力が
減少する。したがつて、冷水出口温度は上げれば
上げるほどエネルギーが効率が良くなることがわ
かる。しかし、あまり上げ過ぎると、部屋の負荷
を吸収できなくなつて室温制御装置１５が２方弁
１４に最大出力を出すように要求しているにもか
かわらず室温を設定値に制御できなくなり、快適
性が損なわれることになる。

そこで、室温制御装置１５が最大出力要求の制
御信号を出力している場合には、その状態が判別
手段１７Ａによつて検出され、第２の計時手段１
７Ｃによつて第６図に示すように最大出力要求の
制御信号が所定時間t₃経過したかを計時し、この
所定時間t₃が経過すると、冷水温度設定値下降手
段１７Ｅは第５図に示すように第１の時間間隔t₂
毎に冷水出口温度の設定値を一定幅ΔT₂ずつ下
降される。これにより設定された冷水温度設定値
は記憶手段１７Ｆに記憶されたのち、比較手段１
７Ｇにおいて温度検出器１２からの検出温度値と
比較され、その偏差が求められる。この偏差信号
にもとづいて加熱源制御手段１７Ｈは冷水出口温
度を低く設定するように加熱源１を制御する。

次に上述の制御動作あるいは部屋の負荷変化に
より、室温制御装置１５からの最大出力要求の制
御信号の出力が終了すると、これを判別回路１７
Ａが検出し、第１の計時手段１７Ｂを起動させ
る。これにより、第１の計時手段１７Ｂは最大出
力要求の制御信号の出力終了が第７図に示すよう
に所定時間t₄を経過したか否かを計時し、この所
定時間t₄が経過すると、それにより冷水温度設定
値上昇手段１７Ｄが起動し、第４図に示すように
第１の時間間隔t₁毎に冷水温度の設定値を一定幅
ΔT₁ずつ上昇させる。これにより、設定された
冷水温度設定値は前述と同様に記憶手段１７Ｆに
記憶されたのち、比較手段１７Ｇにおいて温度検
出器１２からの検出温度値と比較され、その偏差
が求められる。この偏差信号にもとづいて加熱源
制御手段１７Ｈは冷水出口温度を高く設定するよ
うに加熱源１を制御する。

上述の制御動作により、負荷の変動に応じて冷
水温度の設定値を最大限高い方に維持することが
できる。

前述した時間t₁，t₂，t₃，t₄および温度幅Δ
T₁，ΔT₂は冷凍機の特性、設備条件、負荷の特
性等を考慮して、室温の制御が要求される仕様に
なるように決定するものである。

さらに、制御装置１７はマイクロコンピユータ
によつても構成することができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば、負荷の
変動に応じて冷水出口温度の設定値が最大限高い
方に決定されるので、冷凍機の特性からみて最も
エネルギー効率の高い状態で冷凍機が運転される
ことになり、従来のものに比して省エネルギーに
なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置の一例を備えた吸収
式冷凍機の系統図、第２図は本発明の制御装置の
制御系統を示すブロツクダイヤグラム、第３図は
本発明の制御装置の制御原理を示す説明図、第４
図〜第７図は本発明の制御装置の制御動作を示す
フローチヤートである。 １…加熱源、２…発生器、４…凝縮器、６…蒸
発器、９…吸収器、１２…温度検出器、１３…フ
アンコイルユニツト、１４…２方弁、１５…室温
制御装置、１６…室温検出器、１７…制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 室温制御装置によつて制御される負荷に応じ
   て冷凍機の加熱源を調節して冷水を供給する吸収
   式冷凍機において、前記室温制御装置からの最大
   出力要求の制御信号の入力およびその終了を判別
   する判別手段と、最大出力要求の制御信号の入力
   の所定時間継続を計測する第１の計時手段と、こ
   の第１の計時手段による所定時間経過により冷水
   温度設定値を低下させる手段と、最大出力要求の
   制御信号の終了の所定時間継続を計測する第２の
   計時手段と、第２の計時手段による所定時間経過
   により冷水温度設定値を増加させる手段と、冷水
   温度設定値低下手段および増加手段によつて得ら
   れた設定値と温度検出器からの冷水温度との偏差
   により冷水温度が設定値になるように加熱源を制
   御する加熱源制御手段とを備えたことを特徴とす
   る吸収式冷凍機の制御装置。