JPS6284267A - 吸収冷凍機 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、吸収冷凍機の改良に関し、特に負荷の変化に
対応して溶液流量や冷却水流量などを調節する装置の備
えられた吸収冷凍機（以下、この種の吸収冷凍機という
）に関する。

（ロ）従来の技術 この種の吸収冷凍機の従来の技術として、例えば特公昭
４３−２６６６４号公報にみられるように、蒸発器の冷
水出口温度を感知する検出器の信号により吸収液用ポン
プのモータ速度を変えて発生器を出入する吸収液の量を
加減するもの（以下、第１従来例という）がある。また
、他の従来の技術として、例えば特公昭５５−２７２６
７号公報にみられろように、蒸発器の冷水出口温度を感
知する検出器の信号により吸収器から高温発生器へ至る
溶液流路の吸収液制御弁の開度と燃゛料供給路の燃料制
御弁の開度とを制御するもの（以下、第２従来例という
）がある。さらにまた、別の従来の技術として、例えば
実公昭５６−５３２４０号公報にみられるように、吸収
液用ポンプの吐出側と吸収器下部とを接続した側路管に
設けた検液制御弁および燃料制御弁の開度を冷水出口温
度の検出器の信号により制御すると共に冷却水の吸収器
バイパス用の側路管に設けた三方弁を高温発生器の液温
感知用の検出器の信号により開閉制御するもの（以下、
第３従来例という）がある。そして、さらに別の従来の
技術として、例えば特公昭５３−２２１６号公報にみら
れるように、冷水負荷検出器（または冷水出口温度検出
器）の信号により冷水ポンプおよび冷却水ポンプの台数
制御を行なうもの（以下、第４従来例という）も知られ
ている。

（ハ）　発明が解決しようとする問題点第１従来例は、
発生器において冷媒蒸気を効率良く発生させ得る利点と
吸収器および凝縮器に流す冷却水の温度が多少変動して
もほぼ所望温度の冷水を取出し得る利点を有するものの
、発生器の加熱入力を負荷に応じて調節しないため冷凍
出力が部分負荷時に過大となりやすい問題点を有してい
る。

第２従来例は、発生器において冷媒蒸気を効率良く発生
させ得る利点と負荷にほぼ見合う加熱入力に調節し得ろ
利点を有するものの、冷却水の温度変動によって冷凍出
力が変化しやすい問題点を有している。

第３従来例は、第１、第２従来例の利点を併せもつと共
に起動時の立上り性能に秀れる利点をもつけれども、冷
水流量を調節しないため負荷の変化に対する冷凍出力制
御の追従性に劣るという問題点をもっている。

第４従来例は、負荷の変化に対する冷凍出力制御の追従
性に秀れる利点を有するものの、冷水の凍結や吸収液の
結晶を引起こしやすいという問題点を有している。

また、第２、第３従来例は、運転中、吸収液ポンプ、冷
水ポンプ、冷却水ポンプを定格動力で稼動させろため、
これらの電力を節約できないという問題点も有している
。

本発明は、これらの問題点に鑑み、部分負荷時に発生器
において冷媒蒸気を効率良く発生させ得ると共に部分負
荷に見合う冷凍出力を発揮させ得、かつ、負荷の変化に
対する冷凍出力制御の追従性に秀れ、冷水ポンプや冷却
水ポンプなどの消費電力も節約できるこの種の吸収冷凍
機の提供を目的としたものである。

に）問題点を解決するための手段 本発明は、上記の問題点を解決する手段として、負荷の
変化に関連して変化するこの種の吸収冷凍機内の物理量
（発生器内の吸収液温度や蒸気圧など）を感知する検出
器の信号により吸収液用ポンプの吐出量〔あるいはこの
ポンプで送られる吸収液の流量制御弁の開度〕と冷水用
ポンプの吐出量と冷却水用ポンプの吐出量とを調節する
構成としたものである。

（ホ）作用 本発明のこの種の吸収冷凍機においては、負荷の変化に
関連して変化する機内の物理量（例えば発生器内の吸収
液温度）を感知する検出器の信号により吸収液用ポンプ
の吐出量を調節する構造としているので、発生器への吸
収液の送り量を部分負荷に見合うよう調整する機能（作
用）をもち、部分負荷時に発生器で冷媒蒸気を効率良く
発生させ得る。かつ、上記検出器により冷水用ポンプと
６却水用ポンプとの吐出量も調節する構造としているの
で、負荷の変化に対する冷凍出力の制御の追従性に秀れ
た機能をもち、部分食゛荷に見合う冷凍出力を短時間で
発揮できろと共にこれらポンプの消費電力も節約できる
。

（へ）実施例 第１図は本発明によるこの種の吸収冷凍機の一実施例を
示した概略構成説明図である。第１図において、（１）
は高温発生器、（２）は低温発生器（３）および凝縮器
（４）より成る発生凝縮器、（５）は蒸発器（６）およ
び吸収器（７）より成る蒸発吸収器、（８）は低温溶液
熱交換器、（９）は高温溶液熱交換器、（Ｐ、）は冷媒
液用ポンプ、（Ｐ、）は吸収液用ポンプで′、これらは
冷媒の流れる管（１０）、　（１１）、冷媒液の流下す
る管ａ２、冷媒液の還流する管α３、αへ稀吸収液の送
られる管０！１９、印、中間濃度の吸収液の流れる管α
Ｄ、α阻濃吸収液の流れる管α９、■により接続されて
従来のこの種の吸収冷凍機と同様の冷媒〔水〕および吸
収液〔臭化リチウム水溶液〕の循環による吸収６凍サイ
クルが構成されている。

（２Ｉ）は高温発生器（１）の燃焼加熱室、■、（ハ）
・・・は燃焼ガスの流れる管、（ハ）は低温発生器（３
）の加熱器、Ｃ２４１は凝縮器（４）の冷却器、（ロ）
は蒸発器（６）の熱交換器、（イ）は吸収器（７）の冷
却器である。（資）は燃焼加熱室ｅｌ！Ｉ）へ燃料を導
く燃料供給路で、この燃料供給路には燃料制御弁（Ｖ、
）が配設されている。■、凶は負荷側熱交換ユニット〔
図示せず〕と熱交換器（ハ）を結んだ冷水用〔もしくは
温水用〕管路で、管路（至）には冷水用〔温水用〕ポン
プ（Ｐｗ）が配設されている。また、（７）、０１）、
Ｃ３３は冷却器（ハ）、（財）を直列に結んだ冷却水用
管路で、管路（７）には冷却水用ポンプ（ＰＣ）が配設
されている。

曽は管（１０１と蒸発吸収器（５）の気相部とを結んだ
管で、この管には冷温切換弁（■、）が配設されている
。また、（ロ）は管（１ηと吸収器（７）下部とを結ん
だ管で、この管にも冷温切換弁（Ｖ、）が配設されてい
る。そして、蒸発器（６）の熱交換器（ハ）から冷水を
得る際には冷温切換弁（■、）、（Ｖ＊）を閉じて運転
し、吸収冷凍サイクルを構成させ、熱交換器（ハ）に散
布される冷媒の気化潜熱により冷水を得る。一方、熱交
換器（ハ）から温水を得る際には冷温切換弁（Ｖ、）、
（Ｖｔ）を開き冷媒液用ポンプ（Ｐ、）および冷却水用
ポンプ（ＰＣ）の作動を止めて運転し、高温発生器ｆｉ
ｌから管９〔、關経由で蒸発吸収器（５）へ流れる冷媒
蒸気が熱交換器（ハ）において凝縮する際の潜熱により
この熱交換器内の水を昇温し、温水として取出す。なお
、凝縮した冷媒は、熱交換器（ハ）下方に備えた冷媒液
溜めへ落下して更にこれから溢流し、高温発生器ｍから
管（１？）、（ロ）経由で吸収器（７）下部の溶液溜め
へ流れた吸収液と共に吸収液用ポンプＣＰ、）によって
再び高温発生器（１）へ戻される。

（Ｓｅｘｗｔ　）は熱交換器（ハ）の冷水（温水）出口
温度を感知する検出器で、この検出器の信号により調節
器（Ｃｖｙ）を介して燃料制御弁（Ｖ、）の開度が比例
制御されるようになっている。また、（Ｓｏ、？）、（
Ｓ、、）、（Ｓ０ｉ、）はそれぞれ高温発生器（１）内
の吸収液温度、蒸気圧、液位な感知する検出器で、これ
ら検出器のいずれかの信号により吸収液用ポンプ（Ｐ、
）および冷水用ポンプ（ＰＷ）ならびに冷却水用ポンプ
（Ｐ、）の吐出量が調節器（Ｃ□）を介して比例制御さ
れるようになっている。なお、吸収液用ポンプ（Ｐ、）
の吐出量を制御する代りに、管（ＩＱに備えた流量制御
弁（■、）の開度な比例制御するようにしても良い。

次に、このように構成したこの種の吸収冷凍機（以下、
本機という）の動作例について、第２図および第３図に
示した本機の制御動作例を参照しつつ説明する。ここに
おいて、第２図は熱交換器（ハ）の冷水出口温度Ｔ、（
冷水負荷Ｒ〕と燃料制御弁（ｖ２）の開度Ｘとの関係を
表わした線図で、ＴＷが８℃のときＲは１００％、Ｔ、
が７℃のときＲは５０％、Ｔ、が６℃のときＲは０％に
なりているものとしてこれらの関係をセットした例であ
る。

また、第３図は高温発生器（１）内の吸収液温度Ｔ６゜
もしくは蒸気圧Ｐ０または液位り０．と冷水負荷Ｒとポ
ンプ（Ｐ、）、（Ｐ、）、（Ｐｃ）の吐出量Ｍとの関係
を表わした線図の一例である。なお、Ｔ６１、ＰいＬｏ
いＲ，Ｍの関係は本機の容量や形式〔二重効用形、−重
効用形など〕その他の条件によりて適宜セットされるよ
うになっている。

今、本機の運転中、冷水負荷Ｒが１００％から５０％へ
半減したとき、半減した負荷に対する本機の冷凍出力が
過大、となり冷水出口温度ＴＶが８℃より降下し始める
。その結果、検出器（Ｓｅｘｗｔ　）の信号により燃料
制御弁（Ｖ、）の開度Ｘが１００％から５０％へと減ら
されて行き、冷凍出力が半減するように本機の加熱入力
も半減され、本機の熱収支がバランスするように調整さ
れる（第２図参照）。本機の加熱入力すなわち高温発生
器１１）の加熱量が半分に減らされると、高温発生器（
１）内の吸収液温度Ｔ０８、蒸気圧Ｐ、が降下し始める
。また、Ｐｏが降下し始めると高温発生器（１）から流
出する吸収液の量が減り始めるためその液面が上昇し始
める。その結果、検出器（５ｅａｔ）、（５ｏ−）、（
Ｓｅｔ、）のいずれかの信号により吸収液用ポンプ（Ｐ
、）および冷水用ポンプ（Ｐ、）ならびに冷却水用ポン
プ（ＰＣ）の吐出量Ｍが減らされる（第３図参照）。

吸収液用ポンプ（Ｐ、）の吐出″ｉＭが減らされること
により、高温発生器＋１１における吸収液の出入量がバ
ランスするように調整されて行き吸収液の高温発生器（
１）での偏在が防止され、かつ、高温発生器（１）の加
熱量の減少に応じたこれへの吸収液供給量に調整されて
行き、吸収液の昇温のための熱量を節約しつつ冷媒蒸気
を効率良く発生させ得る。

かつまた、冷水用ポンプＣＰ、）および冷却水用ポンプ
（ＰＣ）の吐出１１Ｍも減らされることにより、本機の
蒸発吸収器（５）および発生凝縮器（２）内の蒸気圧、
飽和温度の極端な降下を防止して所定の温度範囲内の冷
水を熱交換器艶から取出し得る。本機においては、第２
図および第３図に示すように、冷水負荷Ｒが１００％か
ら５０％に変化したとき、冷水出口温度ＴＶは８℃から
７℃、燃料制御弁の開度Ｘは１００％から５０％、ポン
プの吐出量Ｍは１００％から７５％、蒸発吸収器（５）
の飽和蒸気圧、飽和温度はそれぞれ６．８　ｔｍ　Ｈｇ
から７ｎｔＨｇ。

５．５℃から６．０℃、発生凝縮器（２）の飽和蒸気圧
、飽和温度はそれぞれ５５ｗＨｇから４５ｍＨｇ、４０
℃から３７℃、高温発生器（１）の飽和蒸気圧、飽和温
度はそれぞれ６７０　籠Ｈｇから３７０ＷＨｇ、９７°
Ｃから８１°Ｃ〔吸収液の沸騰温度は１５０℃から１２
５℃〕となって制御が終了する。

すなわち１本機において、５０％の部分負荷時の吸収液
循環量は全負荷〔１００％負荷〕時のほぼ７５％になっ
ている。なお、この循環量は本機の容量や吸収液流路の
抵抗など種々の条件によって変わるので、これら条件に
応じて適宜変えるようにする。言い代えればＭの値はこ
れら条件に応じて選択されるのである。

また、冷却水用ポンプ（ＰＣ）の吐出量を調節すること
により吸収器（力の冷媒吸収能力の迅速な調整が可能と
なり、かつ、冷水用ポンプ（Ｐ、）の吐出量を調節する
ことにより負荷側熱交換ユニットへ送る冷水のエンタル
ピーの迅速な調整が可能となる。このため、冷水負荷の
変化に対する冷凍出力の制御の追従性に秀れることとな
る。かつまた、部分負荷時におけるポンプ（Ｐ、）、＜
　Ｐ、）　、　＜　Ｐｃ）の消費電力も節約できる。さ
らにまた、本機においては、高温発生器（１）内の液面
の過度の降下や上昇を防ぐことができその過熱や冷え過
ぎも防止でき、かつ、蒸発吸収器（５）および発生凝縮
器（２）内の過度の温度降下や温度上昇なども防ぐこと
ができ冷水や冷媒の凍結防止や吸収液の結晶防止なども
可能であり、吸収液の循環を円滑に保って安定した運転
を続は得る。

なお、実施例においては本機を二重効用吸収冷凍機とし
た場合で説明したが、本機を一重効用吸収冷凍機とした
場合にも同様の効果を発揮させることができる。

なおまた、本機の温水取出し時にも、検出器＜　５ｏａ
ｒ）、（８６Ｆ）、（Ｓ、Ｌ）などの信号でポンプ（Ｐ
、）、（Ｐｖ）の吐出量を調節すると共に検出器（Ｓｅ
ｘｗｔ　）の信号で高温発生器（１）の加熱量を調節す
ることも可能である。ただし、負荷３０％以下の加熱量
調節においては、燃料制御弁の流量制御の特性上、現実
には流量を比例制御することが困難であるため、燃焼の
オン・オフ制御により行なわれている。

（ト）発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、冷水の部分負荷時に発
生器において冷媒蒸気を効率良く発生させ得ると共に短
時間で部分負荷に見合う冷凍出力を発揮させ得、かつ、
吸収液の循環を円滑に保って安定した運転を継続でき、
ポンプの消費電力も節約できるなど種々の優れた効果を
この種の吸収冷凍機にもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるこの種の吸収冷凍機の一実施例を
示した概略構成説明図、第２図は冷水出口温度Ｔ、［冷
水負荷Ｒ〕と燃料制御弁の開度Ｘ〔％〕との関係を表わ
した線図の一例、第３図は高温発生器内の吸収液温度Ｔ
。、もしくは蒸気圧Ｐ、または液位り０．と冷水負荷Ｒ
とポンプの吐出３１Ｍとの関係を表わした線図の一例で
ある。 （１）・・・高温発生器、　（２１・・・発生凝縮器、
　（３）・・・低温発生器、　（４）・・・凝縮器、　
（５ン・・・蒸発吸収器、（６）・・・蒸発器、　（７
）・・・吸収器、　α９、西、（１η、（１８，α９、
（イ）・・・管、　ＣＩ！＋１・・・燃焼加熱室、　（
ハ）・・・加熱器、０４）・・・冷却器、　（ハ）・・
・熱交換器、　（２６）・・・冷却器、罰・・・燃料供
給路、　弼、（ハ）・・・管路、　（至）、Ｃ３１）、
Ｃ３３・・・管路、　　（Ｐ、）・・・吸収液用ポンプ
、　　（Ｐ、）・・・冷水用（温水用）ポンプ、　　（
Ｐｃ）・・・冷却水用ポンプ、　　（Ｓｅｘｗｔ　）・
・・検出器、　　（Ｃｖ、）・・・調節器、（Ｖ、）・
−・燃料制御弁、　　（Ｓｏ−り、＜５ａｐ）、（Ｓｅ
ｔ、）・・・検出器、　　（Ｃ４Ｍ）・・・調節器、　
（ＶＡ）・・・流量制御弁。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　　佐　野　靜　夫 第２図 ”ｊ　　Ａ’　　？ｏ　　３＊ＦＩ　　　Ｔｗ（”ｃ）
Ｑ３０５０　　　　ｔｏ。 埼水ｌ！々Ｒ’Ｃ％ン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）負荷の変化に関連して変化する機内の物理量を感
   知する検出器が備えられ、かつ、この検出器の信号によ
   り、吸収器から発生器へ至る溶液流路に設けた吸収液用
   ポンプの吐出量もしくは流量制御弁の開度と冷水用ポン
   プの吐出量と冷却水用ポンプの吐出量とを調節する制御
   装置が備えられていることを特徴とした吸収冷凍機。
2. （２）機内の物理量が発生器内の吸収液温度である特許
   請求の範囲第１項に記載の吸収冷凍機。
3. （３）機内の物理量が発生器内の蒸気圧である特許請求
   の範囲第１項に記載の吸収冷凍機。
4. （４）機内の物理量が発生器内の液位である特許請求の
   範囲第１項に記載の吸収冷凍機。