JPS6248786B2

JPS6248786B2 -

Info

Publication number: JPS6248786B2
Application number: JP58000176A
Authority: JP
Inventors: Osayuki Inoe
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1983-01-06
Filing date: 1983-01-06
Publication date: 1987-10-15
Also published as: JPS59125366A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、蒸気を加熱源とする吸収冷凍機にお
いて溶液の結晶化を防止する方法に関するもので
ある。なお本明細書においては、「吸収冷凍機」
なる用語は、いわゆる「冷凍機」のほか低温部か
ら熱を汲み上げて高温部に供給するいわゆる狭義
のヒートポンプも含むものとする。

〔従来技術〕

発生器における加熱源として種々のものが用い
られているが、直火式でないものとしては蒸気に
よる加熱が多く用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕蒸気を加熱源とする吸収冷凍機においては、例
えば冷却水温度の変化の大きい場合、或いは凝縮
温度の変化が大きい場合には、蒸気温度或いは流
量調節弁開度が一定であつても流量が増大して加
熱量が増大し、溶液が結晶化するおそれがある。

冷却水温度変化が大きくなる例を挙げれば、狭
義のヒートポンプとして用いるとき、起動時の冷
却水（温水）温度は、定常運転時の冷却水温度と
は異なり、かなり低い。

冷却水温度が低くなると、凝縮器内の冷媒凝縮
温度も低くなり、発生器中の溶液温度も低くな
り、加熱管内の蒸気の凝縮温度、凝縮圧力が低く
なり、蒸気流量調節弁の前後の圧力差が大とな
る。従つて、蒸気流量が増大し、その結果、同一
温度の蒸気を用いても、発生器の伝熱量が増大
し、起動時には多量の冷媒が発生器より放出さ
れ、発生器出口の溶液は非常に高濃度となり結晶
の危険がある。

例えば第１図に示す例において、凝縮温度80
℃、発生器出口溶液温度140℃程度で設計された
LiBr―H₂O系の吸収式ヒートポンプでは、定常運
転ではＡの如きサイクルとなり、発生器出口溶液
は63％の濃度でバランスする。起動後にもしばら
くの間冷却水温度が低く（特に蓄熱槽を用いてい
る場合や冷却水、即ち温水保有量の多い場合には
長時間かかる）、凝縮温度が40℃程度までしか上
昇していない場合に、同一熱源で、蒸気圧が一定
なるときに、発生器溶液出口温度が120℃以上に
なるまで加熱してしまうと、サイクルはＢの如く
なり、発生器出口では溶液濃度が70％を越え73％
程度にもなり、吸収器に戻るまでに結晶線Ｋに達
して結晶してしまう。

凝縮温度変化が大きくなる例を挙げれば、冷却
水系が汚れていて、多量のスケールの付着が予想
される場合、スケールが付着している状態で所定
の能力が出るように冷凍機が設計されている。こ
のような場合スケールがないとき、即ち据付後の
運転開始時やスケール除去直後には、冷却水管の
伝熱係数が大であり、冷却量が増大し、凝縮器内
の冷媒凝縮温度が大きく変化してかなり低くな
り、溶液温度、加熱管内蒸気の凝縮温度、凝縮圧
力が低下し、蒸気の流量調節弁の前後の圧力差が
大となり、蒸気流量が増え、加熱量が増大し、冷
媒が多量に発生し溶液濃度が高くなり結晶の危険
を招く。

本発明は、従来の方法の上記の欠点を除き、凝
縮器温度又はその相当値に基づいて、溶液を濃縮
し過ぎないように加熱の度合いに制限を加え、起
動時や、据付当初など冷却水温度が低いときに蒸
気流量調節弁の前後の差圧が大となり、加熱量が
増大して溶液が過濃縮されることを防ぎ、結晶の
おそれをなくすことができる吸収冷凍機の結晶防
止方法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〕

本発明は、吸収器、発生器、凝縮器、蒸発器及
びこれらの機器を接続する溶液経路、冷媒経路を
有してヒートポンプサイクルを形成し、発生器に
おける加熱用として蒸気を用い、該蒸気の流量を
制御する流量調節弁を有する吸収冷凍機の結晶防
止方法において、凝縮器温度を直接又は間接的に
検出し、その検出値が設定領域を越えて低温とな
つたときに、前記流量調節弁の開度を制限して、
低温に基づく流量調節弁の前後の圧力差増大によ
る蒸気流量増大を制限することを特徴とする吸収
冷凍機の結晶防止方法である。

〔作用〕

本発明は、熱源に蒸気を用いる吸収冷凍機にお
いて、起動時など冷却水（温水）温度が低い場合
においても、熱源蒸気流量調節弁の開度を凝縮器
温度に応じて制限することにより、流量調節弁の
前後圧力差の増大による流量増大分を相殺して流
量増大を防ぎ、加熱量の増大を防いで結晶発生の
防止をはかることができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を用いて説明すれば、第
２図に示す如く、吸収器Ａ、発生器Ｇ、凝縮器
Ｃ、蒸発器Ｅ、溶液熱交換器Ｘ、溶液ポンプ
SP、冷媒ポンプRPが備えられ、溶液経路として
配管１，２，３，４，５、スプレー管６、オーバ
ーフロー管７を備え、冷媒経路として配管８，
９、スプレー管１０、配管１１が上述の機器を接
続して冷凍サイクルを形成している。

１２は加熱管、１３は熱源である蒸気の流量調
節弁である。冷却水系統としては、冷却水ポンプ
１４、配管１５、冷却水管１６、配管１７、冷却
水管１８、配管１９が備えられ、吸収器Ａ及び凝
縮器Ｃを冷却するようになつている。冷却水に代
えて空気で冷却する方法もある。この場合冷却水
ポンプ１４の代りに冷却フアンを用いる。２０は
冷水管で、配管２１，２２により蒸発器Ｅに冷水
を導くものである。

２３は冷水出口温度を検出する温度検出器、２
４は凝縮器Ｃの冷媒温度（凝縮器温度）を検出す
る温度検出器、２５は、温度検出器２３，２４か
らの信号を受けて流量調節弁１３を操作する制御
器である。この場合凝縮器温度を検出せず、凝縮
器Ｃの冷却水温度を検出することにより凝縮器温
度を間接的に検出するようにしてもよい。

この制御機構の作用につき説明する。

例えば冷房サイクルを行なう場合、定常運転時
においては温度検出器２３による冷水出口温度の
信号により制御器２５を介して流量調節弁１３の
開度を調節して冷水の温度制御を行なう。第３図
においてV₀は全開開度、V₁，V₂，V₃，…は部分
負荷時の開度とする。

起動時や据付当初などにおいて前述の如く、冷
却水温度が低かつたり、冷却水管１８の伝熱係数
が高かつたすると、加熱管１２内の熱源の蒸気の
凝縮温度、凝縮圧力が降下し、蒸気流量が増えて
冷媒蒸気発生量が増大し、凝縮器Ｃにおける冷媒
凝縮量が増大し溶液濃度が増大する。このとき、
温度検出器２４にて検出された通常運転時よりも
低い凝縮器温度に応じて第３図のＭラインに示す
如き設定領域を越えたとき、Ｍラインに応じて開
度制限を行なう。例えば全負荷における起動時な
ど、起動後しばらくすると前述の如く発生器Ｇに
おける蒸気の発生及び凝縮が盛に行なわれるが、
Ｍラインにより制限を受け絞られ、加熱量が減
る。

この絞りは、前述の如く流量調節弁１３の前後
の圧力差の増大に伴う流量増大をも相殺せねばな
らないので、熱源が蒸気でないものに比べ、蒸気
の場合は一層絞り方をきつくせねばならない。

運転が続行するにつれて、冷却水出口温度は次
第に上がり、凝縮器温度の上昇に伴ない、Ｍライ
ンにより開度が少し開く。

このようにして起動時は第３図のグラフ上Ｍラ
インに沿つて左下から右上に移動し、定常凝縮器
温度T₀に達すると流量調節弁１３は全開V₀とな
る。

起動時或いは熱源温度の変化の激しいときな
ど、このようにして凝縮器温度を検出して、流量
調節弁１３の前後の圧力差の増大の作用を相殺す
るように加熱量を制御することにより冷媒の発生
量、凝縮量を制約し、濃度の上昇を抑制して結晶
化を防ぐことができる。

なお、凝縮器温度の代りに、冷却水温度を検知
してもよい。ただし、ヒートポンプとして使用す
る場合には効果があるが、スケール付着の多い場
合は誤差が大きくなる。

別の実施例として、冷却水系による温水製造運
転時の例を説明すると、この場合第２図における
温度検出器２３は用いず温水（冷却水）出口温度
を温度検出器により検出し、凝縮器温度検出器２
４と共に、制御器２５を介して流量調節弁１３を
第３図の如く調節することができる。

第４図は応用例であつて、凝縮器温度の代りに
温水（冷却水）温度を用いることとし、温水（冷
却水）出口温度の温度検出器を以て温度検出器２
４の役目を持たせたものである。定常運転時は流
量調節弁１３を調節して温度T₁〜T₂の範囲の比
例帯により温水（冷却水）の温度制御を行なう。

しかし、起動時などには温水（冷却水）出口温
度が低いため、その温度に応じて第４図のＭライ
ンの如く開度制限が行なわれる。

また、以上の例の温水（冷却水）温度の検出
は、出口の代わりに温水（冷却水）の凝縮器Ｃ入
口の温度によつてもよく、また冷水の出入口に関
しても同様である。

二重効用吸収冷凍機の場合は、冷却水温度或い
は凝縮器における冷媒凝縮温度を直接又は間接的
に検出し熱源蒸気流量調節弁の開度制限を行な
う。このようにして濃度上昇を制約し、結晶を防
止する。

〔発明の効果〕

本発明により、起動時や据付当初時など、冷却
水温度が低いときに、流量調節弁前後の差圧増大
に基づく蒸気流量増大による溶液濃度の上昇を抑
制し、結晶のおそれがなく安全な吸収冷凍機の結
晶防止方法を提供することができ、実用上極めて
大なる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は吸収冷凍機のサイクル線図、第２図は
本発明の実施例のフロー図、第３図及び第４図は
弁開度制御を示すグラフである。Ａ…吸収器、Ｇ…発生器、Ｃ…凝縮器、Ｅ…蒸
発器、Ｘ…溶液熱交換器、SP…溶液ポンプ、RP
…冷媒ポンプ、１，２，３，４，５…配管、６…
スプレー管、７…オーバーフロー管、８，９…配
管、１０…スプレー管、１１…配管、１２…加熱
管、１３…流量調節弁、１４…冷却水ポンプ、１
５…配管、１６…冷却水管、１７…配管、１８…
冷却水管、１９…配管、２０…冷水管、２１，２
２…配管、２３，２４…温度検出器、２５…制御
器。

Claims

【特許請求の範囲】１吸収器、発生器、凝縮器、蒸発器及びこれら
の機器を接続する溶液経路、冷媒経路を有してヒ
ートポンプサイクルを形成し、発生器における加
熱用として蒸気を用い、該蒸気の流量を制御する
流量調節弁を有する吸収冷凍機の結晶防止方法に
おいて、凝縮器温度を直接又は間接的に検出し、
その検出値が設定領域を越えて低温となつたとき
に、前記流量調節弁の開度を制限して、低温に基
づく流量調節弁の前後の圧力差増大による蒸気流
量増大を制限することを特徴とする吸収冷凍機の
結晶防止方法。２前記凝縮器温度の間接的な検出が、前記凝縮
器冷却水温度の検出により行なわれる特許請求の
範囲第１項記載の方法。