JPS6210352B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸収冷凍機の制御装置に関するもので
ある。

従来の吸収冷凍機の一例を第１図に基づいて説
明する。

なお第１図に示すものは蒸気式二重効用吸収冷
凍機で、冷媒に水、吸収剤（溶液）にリチウムブ
ロマイド水溶液、加熱源に蒸気を使用したもので
ある。

図において、１は高圧再生器、２は低圧再生
器、３は凝縮器、４は蒸発器、５は吸収器、６は
低温熱交換器、７は溶液制御弁、８は高温熱交換
器、９乃至１４は溶液配管、１５は再生器ポン
プ、１６は吸収器ポンプ、１７はエゼクター、１
８乃至２０は冷媒配管、２１は冷媒ポンプ、２２
は蒸気配管、２３は冷却水配管、２４は冷水配
管、２５は蒸気調節弁であり、図示のように配管
接続され、高圧再生器１で蒸発した冷媒は低圧再
生器２を経て凝縮器３に入り、冷却水配管２３内
の水と熱交換して凝縮液化した後蒸発器４に入り
冷水配管２４内の水と熱交換して蒸発し、この際
に奪う熱によつて冷水配管２４内の水を冷却す
る。一方、蒸発した冷媒は吸収器５で、溶液によ
り吸収され、冷媒を吸収して濃度の薄くなつた溶
液はポンプ１５により、低温熱交換器６、高温熱
交換器８を経て高圧再生器１に入り蒸気配管２２
中の蒸気によつて加熱され、冷媒を蒸発分離して
高濃度の溶液となり、高温熱交換器８を経て低圧
再生器２に入り冷媒と熱交換した後、低温熱交換
器６を経てエゼクター１７で吸収器ポンプ１６か
らの溶液と混合して吸収器５内に散布される。

このような吸収冷凍機の運転においては、一般
的に低温熱交換器６の出口すなわち配管１３内の
溶液濃度が高いほど運転効率が高いと言われてい
る。ただし、濃度が高すぎるとリチウムブロマイ
ドが析出するので上限は決まつている。

このことに注目し、第１図に示すように凝縮冷
媒温度、低圧再生器出口溶液温度および低温熱交
換器出口溶液温度をそれぞれ温度検出器３０，３
１および３２で検出し、これらから溶液濃度と結
晶限界濃度との差すなわち濃度余裕を計算装置３
３によつて計算し、これが設定器３４から与えら
れる設定値になるよう比較器３５およびコントロ
ーラ３６を用いて溶液制御弁７の開度を調節し、
高効率運転を行なうようにしたものが、実願昭54
―44232号として考案された。

この新しい考案に従つて、テストを行なつたと
ころ濃度余裕が非常に小さくなつて来ると (1) 濃度余裕以外の条件が効いて来て濃度余裕が
小さくなると一般的な傾向とは逆に効率が低下
し始めることがある。換言すれば最高効率とな
るような０ではない濃度余裕値が存在する場合
があること。

(2) 濃度余裕が小さいほど効率が良いという一般
的傾向には従うが、濃度余裕を小さくしようと
して溶液制御弁を閉じると高圧再生器への溶液
流入量が減じて高圧再生器内の溶液レベルが下
がりすぎるという下具合を生ずるため一定量以
下に濃度余裕の設定値を落とせない場合がある
こと。

(3) 上記１，２を考慮した濃度余裕設定値の最適
値は冷凍負荷や冷却水入口温度他の条件に依存
するため最高効率運用をしようとすれば運転員
が時々刻々の状況に応じて最適値を変える必要
のあることが判明した。

本発明は上述のように最高効率を与える濃度余
裕設定値が冷凍負荷、冷却水入口温度、大気温度
等々種々の条件によつて変化することが判明した
ことに着目してなされたもので、その目的とする
ところは、時々刻々の状況に応じた最高効率点を
自動的に探索して常に高効率運転を行なわせるこ
とのできる吸収冷凍機の制御装置を提供すること
にある。

本発明は、濃溶液の濃度余裕を溶液制御弁を用
いて制御する制御系を備えた吸収冷凍機におい
て、蒸気流量、冷水流量、及び冷水出入口温度を
検出し、これらより成績係数を算出すると共に溶
液の濃度余裕設定値に摂動を与え、前記成績係数
が最大となる濃度余裕設定値を探索する最適設定
装置を設けたことを特徴とするもので、最適設定
装置により、時々刻々の運転状況に応じ成績係数
が最大となる最適の濃度余裕設定値を自動的に探
索して溶液濃度を制御することができるため、常
に高効率自動運転を行なわせることができる。

以下、本発明を実施例に基いて説明する。

第２図において、１乃至３６は第１図に示した
ものと同様であり、本実施例においては、さら
に、冷水出口温度検出器４１、冷水入口温度検出
器４２、冷水流量検出器４３および蒸気流量検出
器４４を設け、これらの出力をいずれも最適設定
装置４５に入力するようにし、同最適設定装置４
５の出力を前述の比較器３５の一方の入力端に接
続する。同比較器３５の他方の入力端には前述の
ように計算装置３３の出力が接続されている。

温度検出器４１は冷水出口温度T₄を、温度検
出器４２は冷水入口温度T₅を検出し、流量検出
器４３は冷水流量Qwを、流量検出器４４は蒸気
流量Ｑ_Gを検出する。

また、最適設定装置４５は主な機能として成績
係数を計算する機能と濃度余裕の最適値を計算す
る機能を持つており、これらの機能について以下
に詳述する。

〔成績係数計算機能〕

成績係数とは一定の蒸気量で発生し得る冷凍能
力のことであり、いま単位重量当りの燃料の発熱
量をＨとすると蒸気流量がＱ_Gのときの全放熱量
Ｒ_Gは Ｒ_G＝Ｈ Ｑ_G ……(1) 一方、冷水の比熱をＣとすると冷凍能力Ｒ_Fは Ｒ_F＝Ｃ Qw（T₄−T₅） ……(2) で与えられ、成績係数Ｙは Ｙ＝Ｒ_F／Ｒ_G ……(3) で定義される。

効率向上のためには、このＹの値を極力高く保
つように運転するのが良い。

ここで、上記式(1)，(2)を式(3)に代入すると Ｙ＝Ｃ Ｑｗ（Ｔ_４−Ｔ_５）／Ｈ Ｑ_Ｇ ……(4) となる。

成績係数計算機能とはT₄，T₅，Qw，Ｑ_Gの検
出値より(4)式を用いてＹを計算する機能であり、
係数Ｈは供給蒸気の温度などによつて決まる一定
値、係数Ｃは水の物性より決まる一定値である。

〔濃度余裕最適値計算機能〕

さて、成績係数Ｙは濃度余裕設定値Ｘによつて
変化し、成績係数Ｙが最大となる濃度余裕設定値
（これを最適値と称する）は、冷凍負荷等々の各
種条件によつて変化することは前述の通りであ
る。

先ず、濃度余裕設定値（最適設定装置の出力）
をX₁とし、成績係数Y₁を前述の成績係数計算機
能を用いて計算し（X₁，Y₁）を記憶しておく。

次に、濃度余裕設定値に摂動△Ｘを与えて、
X₂＝X₁＋△Ｘ、を新たな濃度余裕設定値とし、
その整定状態において再び成績係数Y₂を算出し
（X₂，Y₂）を記憶しておく。

更に、濃度余裕設定値に摂動△Ｘを与え、X₃
＝X₂＋△Ｘ、を新たな濃度余裕設定値とし、そ
の整定状態において成績係数Y₃を算出し、（X₃，
Y₃）を記憶する。

次に、以上の３つのデータ点（X₁，Y₁）、
（X₂，Y₂）、（X₃，Y₃）を通る放物線を第３図ａに
示すように引き、この放物線が最大値（Ｘ印）を
示す濃度余裕設定値X₄を求める。このX₄が最適
である。

もし、放物線が第３図ｂのようになつて放物線
の最大値（Ｘ印）を示すＸの値がX₁，X₂，X₃の
最も小さなものすなわちX₁から摂動△Ｘ以上離
れるときはX₄＝X₁−△Ｘとする。

また逆に放物線の最大値を示すＸの値がX₃＋
△Ｘ以上になれば、X₄＝X₃＋△Ｘとする（図示
しない）。

なお、X₄が０以下になれば結晶析出が生ずる
などの不具合があるのでX₄の変域に制限を加え
ることは当然である。

このようにして、（X₁，Y₁），（X₂，Y₂），（X₃，
Y₃）より求めた最適値X₄を最適設定装置４５が出
力するのであるが、これ以降はX₄に対する成績
係数Y₄を求め、最も古いデータ（X₁，Y₁）は捨て
て、（X₂，Y₂），（X₃，Y₃），（X₄，Y₄）より次の新
たな最適値X₅を求めれば良い。すなわち、最適
設定置４５の出力が変更されるごとに新たな最適
値を追究しつづけるとができる。以上が濃度余裕
最適値計算機能である。

そして、上記最適設定装置４５からの出力と計
算装置３３からの出力とによつて溶液制御弁７の
開度を調節し、常に高効率自動運転ができるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のものを示す構成図、第２図は本
発明の一実施例を示す構成図、第３図ａ及び第３
図ｂは成績係数と濃度余裕設定値との関係を示す
図である。 ７…溶液制御弁、３０，３１，３２…温度検出
器、３３…計算装置、３５…比較器、３６…コン
トローラ、４１…冷水出口温度検出器、４２…冷
水入口温度検出器、４３…冷水流量検出器、４４
…蒸気流量検出器、４５…最適設定装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 濃溶液の濃度余裕を溶液制御弁を用いて制御
   する制御系を備えた吸収冷凍機において、蒸気流
   量、冷水流量、及び冷水出入口温度を検出し、こ
   れらより成績係数を算出すると共に溶液の濃度余
   裕設定値に摂動を与え、前記成績係数が最大とな
   る濃度余裕設定値を探策する最適設定装置を設け
   たことを特徴とする吸収冷凍機の制御装置。