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JP7054855B2 - Absorption chiller - Google Patents
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JP7054855B2 - Absorption chiller - Google Patents

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Description

本発明は、吸収式冷凍機に係り、特に、冷房負荷が低い場合でもCOPを向上させることができ、燃焼使用量を低減させることを可能とした吸収式冷凍機に関する。 The present invention relates to an absorption chiller, and more particularly to an absorption chiller capable of improving COP even when the cooling load is low and reducing the amount of combustion used.

一般に、高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器および吸収器を備え、これらを配管接続して吸収液および冷媒の循環経路をそれぞれ形成した吸収式冷凍機が知られている。吸収式冷凍機は、例えば、オフィスビルのセントラル空調などに用いられている。
このような吸収式冷凍機として、従来、例えば、高温再生器と低温再生器とを連通する吸収溶液ライン又は低温再生器と吸収器とを連通する吸収溶液ラインに圧力調整手段及び中間再生器を介装し、該中間再生器は外部温熱源から供給される流体と吸収溶液ラインを流れる吸収溶液との間で顕熱・潜熱交換を行い、冷温水出口温度及び高温再生器の温度を測定する温度測定手段と、冷温水出口温度及び高温再生器の温度に基づいて高質燃料燃焼用バーナへの高質燃料供給量を調節する燃料供給量制御機構、とを備えたものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
Generally, an absorption chiller having a high temperature regenerator, a low temperature regenerator, an evaporator, a condenser and an absorber, and connecting these with pipes to form a circulation path for an absorbent liquid and a refrigerant is known. The absorption chiller is used, for example, for central air conditioning in office buildings.
As such an absorption chiller, conventionally, for example, a pressure adjusting means and an intermediate regenerator are provided in an absorption solution line connecting a high temperature regenerator and a low temperature regenerator or an absorption solution line communicating a low temperature regenerator and an absorber. The intermediate regenerator performs sensible heat / latent heat exchange between the fluid supplied from the external heat source and the absorption solution flowing through the absorption solution line, and measures the temperature of the cold / hot water outlet and the temperature of the high temperature regenerator. Disclosed are those provided with a temperature measuring means and a fuel supply amount control mechanism for adjusting the amount of high quality fuel supplied to the burner for high quality fuel combustion based on the temperature of the hot / cold water outlet and the temperature of the high temperature regenerator. (See, for example, Patent Document 1).

特許第3114850号公報Japanese Patent No. 3114850

従来の技術においては、冷房負荷に応じてバーナの開度を制御し、COP(Coefficient Of Performance:「成績係数」)を向上させるようにしている。
この場合に、バーナの制御は、冷水温度に応じて行われ、冷水温度が所定温度に達したら、バーナをOFFするようにしていた。そのため、例えば、冷房負荷20%以下といったように冷房負荷が低くなると、バーナのON・OFFを繰り返して行うことになってし待っていた。
通常、バーナのON・OFF制御を行うと、バーナの燃焼時に一時的に最大50~100%の燃焼量となってしまう。そのため、冷房負荷が低い場合に、冷水温度の過低下を招き、COPも低下してしまうという問題がある。特に、事務所ビルや店舗などにおいては、冷房負荷が20%以下となる運転時間が最も長くなるため、このように冷房負荷が低い場合にCOPを向上させるとともに、燃料使用量を低減させることが望まれている。
In the conventional technique, the opening degree of the burner is controlled according to the cooling load to improve the COP (Coefficient of Performance: "coefficient of performance").
In this case, the burner is controlled according to the chilled water temperature, and the burner is turned off when the chilled water temperature reaches a predetermined temperature. Therefore, when the cooling load becomes low, for example, the cooling load is 20% or less, the burner is repeatedly turned on and off, and the patient has been waiting.
Normally, when the ON / OFF control of the burner is performed, the combustion amount temporarily reaches a maximum of 50 to 100% when the burner is burned. Therefore, when the cooling load is low, there is a problem that the cold water temperature is excessively lowered and the COP is also lowered. In particular, in office buildings and stores, the operating time when the cooling load is 20% or less is the longest, so when the cooling load is low like this, it is possible to improve COP and reduce fuel consumption. It is desired.

本発明は、前記した事情に鑑みてなされたものであり、冷房負荷が低い場合でもCOPを向上させることができ、燃焼使用量を低減させることのできる吸収式冷凍機を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an absorption chiller capable of improving COP even when the cooling load is low and reducing the amount of combustion used. It is something to do.

前記目的を達成するため、本発明は、高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器および吸収器を備え、これらを配管接続して吸収液および冷媒の循環経路をそれぞれ形成してなる吸収式冷凍機において、制御装置を備え、前記制御装置は、冷房負荷が所定値以下であると判断し、かつ、ガスバーナの燃焼がOFFとなっている時間が所定時間継続していると判断した場合に、前記ガスバーナの燃料制御弁の最大弁開度を最低開度に固定するように制御することを特徴とする。
これによれば、ガスバーナのON・OFF回数増加を防止することができ、ガスバーナの過剰な燃焼を防止することができる。
In order to achieve the above object, the present invention includes a high temperature regenerator, a low temperature regenerator, an evaporator, a condenser and an absorber, and these are connected by piping to form an absorption liquid and a circulation path of the refrigerant, respectively. The chiller chiller is provided with a control device, and the control device determines that the cooling load is equal to or less than a predetermined value, and determines that the time during which the combustion of the gas burner is OFF continues for a predetermined time. In addition, it is characterized in that the maximum valve opening degree of the fuel control valve of the gas burner is controlled to be fixed to the minimum opening degree.
According to this, it is possible to prevent an increase in the number of ON / OFF times of the gas burner, and it is possible to prevent excessive combustion of the gas burner.

本発明によれば、冷房負荷が低下した場合に、ガスバーナの過剰燃焼による冷水温度の過低下を防止することができ、COPを向上させることができるとともに、ガスバーナの燃料消費量を低減させることが可能となる。 According to the present invention, when the cooling load is reduced, it is possible to prevent an excessive decrease in the chilled water temperature due to excessive combustion of the gas burner, improve the COP, and reduce the fuel consumption of the gas burner. It will be possible.

本発明の実施の形態に係る吸収式冷凍機の概略構成図。The schematic block diagram of the absorption chiller which concerns on embodiment of this invention. 本実施の形態の制御構成を示すブロック図。The block diagram which shows the control composition of this embodiment. 本実施の形態の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation of this embodiment.

第1の発明は、高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器および吸収器を備え、これらを配管接続して吸収液および冷媒の循環経路をそれぞれ形成してなる吸収式冷凍機において、制御装置を備え、前記制御装置は、冷房負荷が所定値以下であると判断し、かつ、ガスバーナの燃焼がOFFとなっている時間が所定時間継続していると判断した場合に、前記ガスバーナの燃料制御弁の最大弁開度を最低開度に固定するように制御する。
これによれば、冷房負荷が低下した場合に、ガスバーナの過剰な燃焼を防止することができ、ガスバーナの過剰燃焼による冷水温度の過低下を防止することができ、COPを向上させることができるとともに、ガスバーナの燃料消費量を低減させることが可能となる。
The first invention is an absorption chiller comprising a high temperature regenerator, a low temperature regenerator, an evaporator, a condenser and an absorber, which are connected by pipes to form circulation paths for an absorbent liquid and a refrigerant, respectively. A control device is provided, and when the control device determines that the cooling load is equal to or less than a predetermined value and determines that the time during which the combustion of the gas burner is OFF continues for a predetermined time, the gas burner is used. The maximum valve opening of the fuel control valve is controlled to be fixed to the minimum opening.
According to this, when the cooling load is reduced, excessive combustion of the gas burner can be prevented, excessive combustion of the gas burner can be prevented, and the cold water temperature can be prevented from being excessively lowered, and COP can be improved. , It becomes possible to reduce the fuel consumption of the gas burner.

第2の発明は、前記制御装置は、冷房負荷が所定値以上の状態が所定時間継続した場合、前記ガスバーナの燃料制御弁の最大弁開度を最大開度に戻すように制御する。
これによれば、冷房負荷が上昇した場合に、燃料制御弁の最大弁開度を最大開度に戻すことができ、通常の最大弁開度による適正な制御を行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, the control device controls so that the maximum valve opening degree of the fuel control valve of the gas burner is returned to the maximum opening degree when the cooling load continues to be at least a predetermined value for a predetermined time.
According to this, when the cooling load increases, the maximum valve opening degree of the fuel control valve can be returned to the maximum opening degree, and appropriate control can be performed by the normal maximum valve opening degree.

第3の発明は、前記所定値は、前記ガスバーナのON・OFF繰り返し制御が開始される冷房負荷である。
これによれば、ガスバーナのON・OFF回数増加を防止することができ、ガスバーナの過剰な燃焼を防止することができる。
In the third invention, the predetermined value is a cooling load at which ON / OFF repeated control of the gas burner is started.
According to this, it is possible to prevent an increase in the number of ON / OFF times of the gas burner, and it is possible to prevent excessive combustion of the gas burner.

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態を説明する。
図1は、本実施の形態に係る吸収式冷凍機の概略構成図である。吸収式冷凍機100は、冷媒に水を、吸収液に臭化リチウム(LiBr)水溶液を使用し、この吸収液を、ガス燃料で加熱する吸収冷温水機である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an absorption chiller according to the present embodiment. The absorption chiller 100 is an absorption chiller-heater that uses water as a refrigerant and an aqueous solution of lithium bromide (LiBr) as an absorption liquid, and heats the absorption liquid with gas fuel.

吸収式冷凍機100は、図1に示すように、蒸発器1と、この蒸発器1に並設された吸収器2と、これら蒸発器1および吸収器2を収納した蒸発器吸収器胴3と、ガスバーナ4を備えた高温再生器5と、低温再生器6と、この低温再生器6に並設された凝縮器7と、これら低温再生器6および凝縮器7を収納した低温再生器凝縮器胴8とを備える。
また、吸収式冷凍機100は、低温熱交換器12と、高温熱交換器13と、冷媒ドレン熱回収器17と、稀吸収液ポンプ45と、濃吸収液ポンプ47と、冷媒ポンプ48とを備え、これらの各機器が吸収液管21,23,24,25および冷媒管31,32,34,35などを介して配管接続されて循環経路が構成されている。
As shown in FIG. 1, the absorption chiller 100 includes an evaporator 1, an absorber 2 juxtaposed to the evaporator 1, and an evaporator absorber body 3 containing the evaporator 1 and the absorber 2. A high-temperature evaporator 5 equipped with a gas burner 4, a low-temperature evaporator 6, a condenser 7 juxtaposed to the low-temperature evaporator 6, and a low-temperature evaporator containing these low-temperature evaporator 6 and the condenser 7. It is provided with an instrument body 8.
Further, the absorption chiller 100 includes a low temperature heat exchanger 12, a high temperature heat exchanger 13, a refrigerant drain heat recovery device 17, a rare absorbent liquid pump 45, a concentrated absorbent liquid pump 47, and a refrigerant pump 48. Each of these devices is connected by a pipe via an absorption liquid pipe 21, 23, 24, 25, a refrigerant pipe 31, 32, 34, 35, or the like to form a circulation path.

蒸発器1には、蒸発器1内で冷媒と熱交換したブラインを、図示しない熱負荷(例えば、空気調和装置)に循環供給するための冷水管14が設けられており、この冷水管14の一部に形成された伝熱管14Aが蒸発器1内に配置されている。
吸収器2および凝縮器7には、吸収器2および凝縮器7に順次冷却水を流通させるための冷却水管15が設けられており、この冷却水管15の一部に形成された各伝熱管15A、15Bがそれぞれ吸収器2および凝縮器7内に配置されている。
The evaporator 1 is provided with a chilled water pipe 14 for circulating and supplying brine that has exchanged heat with a refrigerant in the evaporator 1 to a heat load (for example, an air conditioner) (not shown). A heat transfer tube 14A formed in a part thereof is arranged in the evaporator 1.
The absorber 2 and the condenser 7 are provided with a cooling water pipe 15 for sequentially flowing cooling water to the absorber 2 and the condenser 7, and each heat transfer tube 15A formed in a part of the cooling water pipe 15 is provided. , 15B are arranged in the absorber 2 and the condenser 7, respectively.

吸収器2は、蒸発器1で蒸発した冷媒蒸気を吸収液に吸収させ、蒸発器吸収器胴3内の圧力を高真空状態に保つ機能を有する。この吸収器2の下部には、冷媒蒸気を吸収して稀釈された稀吸収液が溜る稀吸収液溜り2Aが形成され、この稀吸収液溜り2Aには、稀吸収液ポンプ45を有する稀吸収液管21の一端が接続されている。稀吸収液管21は、稀吸収液ポンプ45の下流側で分岐する分岐稀吸収液管21Aを備える。稀吸収液ポンプ45は、インバータ制御可能なポンプとされており、インバータ周波数を制御することにより、稀吸収液ポンプ45の駆動量を可変することができるように構成されている。
この分岐稀吸収液管21Aは冷媒ドレン熱回収器17を経由した後に、稀吸収液管21の低温熱交換器12の下流側で再び稀吸収液管21に合流する。この稀吸収液管21の他端は、高温熱交換器13を経由した後、高温再生器5内に形成された熱交換部5Aの上方に位置する気層部5Bに開口している。
稀吸収液管21は、低温熱交換器12の下流側で第2分岐管21Bに分岐され、第2分岐管21Bは低温再生器6内に開口している。
The absorber 2 has a function of absorbing the refrigerant vapor evaporated by the evaporator 1 in the absorbing liquid and keeping the pressure in the evaporator absorber body 3 in a high vacuum state. At the lower part of the absorber 2, a rare absorption liquid reservoir 2A for absorbing the refrigerant vapor and accumulating the dilute rare absorption liquid is formed, and the rare absorption liquid reservoir 2A has a rare absorption liquid pump 45. One end of the liquid tube 21 is connected. The rare absorption liquid pipe 21 includes a branched rare absorption liquid pipe 21A that branches on the downstream side of the rare absorption liquid pump 45. The rare absorbent liquid pump 45 is a pump that can be controlled by an inverter, and is configured so that the drive amount of the rare absorbent liquid pump 45 can be changed by controlling the inverter frequency.
The branched rare absorption liquid pipe 21A rejoins the rare absorption liquid pipe 21 on the downstream side of the low temperature heat exchanger 12 of the rare absorption liquid pipe 21 after passing through the refrigerant drain heat recovery device 17. The other end of the rare absorption liquid tube 21 is opened to the air layer portion 5B located above the heat exchange portion 5A formed in the high temperature regenerator 5 after passing through the high temperature heat exchanger 13.
The rare absorption liquid pipe 21 is branched into a second branch pipe 21B on the downstream side of the low temperature heat exchanger 12, and the second branch pipe 21B is open in the low temperature regenerator 6.

高温再生器5は、シェル60内にガスバーナ4を収容して構成され、このガスバーナ4の上方に当該ガスバーナ4の火炎を熱源として吸収液を加熱再生する熱交換部5Aが形成されている。この熱交換部5Aには、ガスバーナ4で燃焼された排気ガスが流通する排気経路40が接続され、この排気経路40には、排ガス熱交換器41が設けられている。また、ガスバーナ4には、燃料ガスが供給されるガス管61と、ブロワ62からの空気が供給される吸気管63とが接続され、これらガス管61および吸気管63には、燃料ガスおよび空気の量を制御する制御弁64が設けられている。ガス管61には、ガス流量計65が設けられている。 The high temperature regenerator 5 is configured by accommodating the gas burner 4 in the shell 60, and a heat exchange unit 5A for heating and regenerating the absorbed liquid using the flame of the gas burner 4 as a heat source is formed above the gas burner 4. An exhaust path 40 through which the exhaust gas burned by the gas burner 4 flows is connected to the heat exchange unit 5A, and an exhaust gas heat exchanger 41 is provided in the exhaust path 40. Further, the gas burner 4 is connected to a gas pipe 61 to which fuel gas is supplied and an intake pipe 63 to which air from a blower 62 is supplied, and the gas pipe 61 and the intake pipe 63 are connected with fuel gas and air. A control valve 64 for controlling the amount of the gas is provided. The gas pipe 61 is provided with a gas flow meter 65.

熱交換部5Aの側方には、この熱交換部5Aで加熱再生された後に当該熱交換部5Aから流出した中間吸収液が溜る中間吸収液溜り5Cが形成されている。この中間吸収液溜り5Cの下端には第2中間吸収液管23の一端が接続され、この第2中間吸収液管23には高温熱交換器13が設けられている。この高温熱交換器13は、中間吸収液溜り5Cから流出した高温の中間吸収液の温熱で稀吸収液管21を流れる吸収液を加熱するものであり、高温再生器5におけるガスバーナ4の燃料消費量の低減を図っている。
第2中間吸収液管23の他端は、低温再生器6と吸収器2とを繋ぐ濃吸収液管25に接続されている。また、第2中間吸収液管23の高温熱交換器13上流側と吸収器2とは開閉弁V1が介在する吸収液管24により接続されている。
On the side of the heat exchange unit 5A, an intermediate absorption liquid reservoir 5C is formed in which the intermediate absorption liquid that has flowed out from the heat exchange unit 5A after being heat-regenerated by the heat exchange unit 5A is collected. One end of the second intermediate absorption liquid pipe 23 is connected to the lower end of the intermediate absorption liquid reservoir 5C, and the second intermediate absorption liquid pipe 23 is provided with a high temperature heat exchanger 13. The high temperature heat exchanger 13 heats the absorption liquid flowing through the rare absorption liquid tube 21 by the heat of the high temperature intermediate absorption liquid flowing out from the intermediate absorption liquid reservoir 5C, and consumes fuel of the gas burner 4 in the high temperature regenerator 5. We are trying to reduce the amount.
The other end of the second intermediate absorbing liquid tube 23 is connected to the concentrated absorbing liquid tube 25 connecting the low temperature regenerator 6 and the absorber 2. Further, the upstream side of the high temperature heat exchanger 13 of the second intermediate absorption liquid pipe 23 and the absorber 2 are connected by an absorption liquid pipe 24 in which an on-off valve V1 is interposed.

低温再生器6は、高温再生器5で分離された冷媒蒸気を熱源として、低温再生器6内に形成された吸収液溜り6Aに溜った吸収液を加熱再生するものであり、吸収液溜り6Aには、高温再生器5の上端部から低温再生器6の底部に延びる冷媒管31の一部に形成される伝熱管31Aが配置されている。この冷媒管31に冷媒蒸気を流通させることにより、伝熱管31Aを介して、冷媒蒸気の温熱が吸収液溜り6Aに溜った吸収液に伝達され、この吸収液が更に濃縮される。
低温再生器6の吸収液溜り6Aには、濃吸収液管25の一端が接続され、この濃吸収液管25の他端は、吸収器2の気層部2B上部に設けられる濃液散布器2Cに接続されている。濃吸収液管25には濃吸収液ポンプ47および低温熱交換器12が設けられている。この低温熱交換器12は、低温再生器6の吸収液溜り6Aから流出した濃吸収液の温熱で稀吸収液管21を流れる稀吸収液を加熱するものである。
The low-temperature regenerator 6 uses the refrigerant vapor separated by the high-temperature regenerator 5 as a heat source to heat and regenerate the absorption liquid accumulated in the absorption liquid reservoir 6A formed in the low-temperature regenerator 6, and regenerates the absorption liquid. A heat transfer tube 31A formed in a part of the refrigerant tube 31 extending from the upper end of the high temperature regenerator 5 to the bottom of the low temperature regenerator 6 is arranged in the room. By circulating the refrigerant steam through the refrigerant pipe 31, the heat of the refrigerant steam is transferred to the absorption liquid stored in the absorption liquid reservoir 6A through the heat transfer pipe 31A, and the absorption liquid is further concentrated.
One end of the concentrated absorbing liquid tube 25 is connected to the absorbing liquid reservoir 6A of the low temperature regenerator 6, and the other end of the concentrated absorbing liquid tube 25 is a concentrated liquid sprayer provided in the upper part of the air layer portion 2B of the absorber 2. It is connected to 2C. The concentrated absorbing liquid tube 25 is provided with a concentrated absorbing liquid pump 47 and a low temperature heat exchanger 12. The low temperature heat exchanger 12 heats the rare absorption liquid flowing through the rare absorption liquid tube 21 by the heat of the concentrated absorption liquid flowing out from the absorption liquid reservoir 6A of the low temperature regenerator 6.

また、濃吸収液管25には、濃吸収液ポンプ47および低温熱交換器12をバイパスするバイパス管27が設けられている。
濃吸収液ポンプ47の運転が停止した場合には、低温再生器6の吸収液溜り6Aに溜った吸収液は、濃吸収液管25およびバイパス管27を通じて吸収器2内に供給される。
Further, the concentrated absorbing liquid pipe 25 is provided with a bypass pipe 27 that bypasses the concentrated absorbing liquid pump 47 and the low temperature heat exchanger 12.
When the operation of the concentrated absorbing liquid pump 47 is stopped, the absorbing liquid collected in the absorbing liquid reservoir 6A of the low temperature regenerator 6 is supplied into the absorber 2 through the concentrated absorbing liquid pipe 25 and the bypass pipe 27.

前述のように、高温再生器5の気層部5Bと凝縮器7の底部に形成された冷媒液溜り7Aとは、冷媒管31により接続される。この冷媒管31は、低温再生器6の吸収液溜り6Aに配管された伝熱管31Aおよび冷媒ドレン熱回収器17を備えている。この冷媒管31の伝熱管31Aの上流側と吸収器2の気層部2Bとは開閉弁V2が介在する冷媒管32により接続されている。
また、凝縮器7の冷媒液溜り7Aには、この冷媒液溜り7Aから流出した冷媒が流れる冷媒管34の一端が接続され、この冷媒管34の他端は、下方に湾曲したUシール部34Aを介して蒸発器1の気層部1Aに接続されている。
蒸発器1の下方には、液化した冷媒が溜る冷媒液溜り1Bが形成され、この冷媒液溜り1Bと蒸発器1の気層部1Aの上部に配置される散布器1Cとは冷媒ポンプ48が介在するに冷媒管35により接続されている。
As described above, the air layer portion 5B of the high temperature regenerator 5 and the refrigerant liquid reservoir 7A formed at the bottom of the condenser 7 are connected by the refrigerant pipe 31. The refrigerant pipe 31 includes a heat transfer pipe 31A and a refrigerant drain heat recovery device 17 piped to the absorption liquid reservoir 6A of the low temperature regenerator 6. The upstream side of the heat transfer pipe 31A of the refrigerant pipe 31 and the air layer portion 2B of the absorber 2 are connected by a refrigerant pipe 32 having an on-off valve V2 interposed therebetween.
Further, one end of a refrigerant pipe 34 through which the refrigerant flowing out of the refrigerant liquid pool 7A flows is connected to the refrigerant liquid reservoir 7A of the condenser 7, and the other end of the refrigerant pipe 34 is a downwardly curved U-seal portion 34A. It is connected to the air layer portion 1A of the evaporator 1 via.
Below the evaporator 1, a refrigerant liquid reservoir 1B in which the liquefied refrigerant is stored is formed, and the refrigerant pump 48 is the refrigerant liquid reservoir 1B and the spreader 1C arranged above the air layer portion 1A of the evaporator 1. It is connected to the intervening by a refrigerant pipe 35.

また、冷水管14には、冷水管14を流れる冷水の入口側の温度を検出する冷水入口温度センサ80および冷水の出口側の温度を検出する冷水出口温度センサ81が設けられている。
さらに、冷却水管15の入口側には、冷却水の入口側の温度を検出する冷却水入口温度センサ83が設けられている。
Further, the chilled water pipe 14 is provided with a chilled water inlet temperature sensor 80 for detecting the temperature on the inlet side of the chilled water flowing through the chilled water pipe 14 and a chilled water outlet temperature sensor 81 for detecting the temperature on the outlet side of the chilled water.
Further, on the inlet side of the cooling water pipe 15, a cooling water inlet temperature sensor 83 for detecting the temperature on the inlet side of the cooling water is provided.

また、本実施の形態の吸収式冷凍機100は、抽気装置70を備えており、抽気装置70は、タンク71を備えている。タンク71の上部には、吸収器2の気層部2Bに連通する抽気管72が接続されている。タンク71の底部には、吸収器2の下方に連通する戻り管73が接続されている。さらに、タンク71の上部には、エジェクタポンプ74を介して稀吸収液管21に接続される吸収液管75が接続されている。
そして、エジェクタポンプ74を駆動することにより、吸収液管75を介して稀吸収液管21の稀吸収液をタンク71に取り込む。吸収液管75により流れ込んだ稀吸収液により、タンク71の内部が負圧となり、これにより、吸収器2の上部に貯留されている不凝縮ガスのみならず冷媒蒸気、気化した吸収液などが抽気管72を通ってタンク71の上方に導かれる。
Further, the absorption chiller 100 of the present embodiment includes an air extraction device 70, and the air extraction device 70 includes a tank 71. An air extraction pipe 72 communicating with the air layer portion 2B of the absorber 2 is connected to the upper part of the tank 71. A return pipe 73 communicating with the lower part of the absorber 2 is connected to the bottom of the tank 71. Further, an absorbent liquid pipe 75 connected to the rare absorbent liquid pipe 21 via an ejector pump 74 is connected to the upper part of the tank 71.
Then, by driving the ejector pump 74, the rare absorption liquid of the rare absorption liquid pipe 21 is taken into the tank 71 via the absorption liquid pipe 75. The rare absorbent liquid that has flowed through the absorbent liquid pipe 75 creates a negative pressure inside the tank 71, which draws not only the non-condensable gas stored in the upper part of the absorber 2 but also the refrigerant vapor, the vaporized absorbent liquid, and the like. It is guided above the tank 71 through the trachea 72.

タンク71に導かれたガスのうち、冷媒蒸気と気化した吸収液は、タンク71の下方に溜まっている吸収液に溶け込んで吸収されるが、不凝縮ガスは吸収液に溶け込むことができないので、タンク71の上方に溜められる。そして、タンク71の下方に溜まった吸収液は、戻り管73を通って吸収器2に戻される。 Of the gas guided to the tank 71, the absorption liquid vaporized as the refrigerant vapor dissolves in the absorption liquid accumulated under the tank 71 and is absorbed, but the non-condensable gas cannot dissolve in the absorption liquid. It is stored above the tank 71. Then, the absorbing liquid accumulated under the tank 71 is returned to the absorber 2 through the return pipe 73.

次に、本実施の形態の制御構成について説明する。
図2は、本実施の形態の制御構成を示すブロック図である。
図2に示すように、本実施の形態の吸収式冷凍機100は、コントローラ50を備えており、コントローラ50は、制御装置51を備えている。制御装置51は、吸収式冷凍機100の各部を中枢的に制御するものであり、演算実行部としてのCPU、このCPUによって実行可能な基本制御プログラムや所定のデータ等を不揮発的に記憶するROM、所定のデータ等を揮発的に記憶するRAMなどのメモリ52、その他の周辺回路などを備えている。
Next, the control configuration of the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration of the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the absorption chiller 100 of the present embodiment includes a controller 50, and the controller 50 includes a control device 51. The control device 51 centrally controls each part of the absorption type refrigerating machine 100, and is a CPU as an arithmetic execution unit, a ROM that non-volatilely stores a basic control program that can be executed by this CPU, predetermined data, and the like. , A memory 52 such as a RAM that volatilely stores predetermined data and the like, and other peripheral circuits and the like are provided.

また、制御装置51には、冷水入口温度センサ80、冷水出口温度センサ81、冷却水入口温度センサ83およびガス流量計65の検出信号がそれぞれ入力されるように構成されている。
また、コントローラ50は、タイマ53と、操作部54と、報知部55とをそれぞれ備えている。
Further, the control device 51 is configured to receive detection signals of the chilled water inlet temperature sensor 80, the chilled water outlet temperature sensor 81, the cooling water inlet temperature sensor 83, and the gas flow meter 65, respectively.
Further, the controller 50 includes a timer 53, an operation unit 54, and a notification unit 55, respectively.

コントローラ50の制御装置51は、吸収式冷凍機100のガスバーナ4の燃料制御弁64を制御することで、ガスバーナ4による燃焼制御を行うとともに、稀吸収液ポンプ45、濃吸収液ポンプ47および冷媒ポンプ48の駆動制御を行うように構成されている。さらに、コントローラ50の制御装置51は、稀吸収液ポンプ45、濃吸収液ポンプ47および冷媒ポンプ48のインバータ制御を行うことで、稀吸収液ポンプ45、濃吸収液ポンプ47および冷媒ポンプ48による流量制御を行うように構成されている。また、制御装置51は、各弁V1,V2の開閉制御を行うように構成されている。 The control device 51 of the controller 50 controls the fuel control valve 64 of the gas burner 4 of the absorption chiller 100 to control the combustion by the gas burner 4, and also controls the combustion by the gas burner 4, the rare absorption liquid pump 45, the concentrated absorption liquid pump 47, and the refrigerant pump. It is configured to perform drive control of 48. Further, the control device 51 of the controller 50 controls the inverters of the rare absorbent liquid pump 45, the concentrated absorbent liquid pump 47 and the refrigerant pump 48, so that the flow rate by the rare absorbent liquid pump 45, the concentrated absorbent liquid pump 47 and the refrigerant pump 48 It is configured to provide control. Further, the control device 51 is configured to control the opening and closing of each of the valves V1 and V2.

本実施の形態においては、制御装置51は、冷房運転が開始された場合、冷水入口温度センサ80により、冷水の入口温度を検出するとともに、冷水出口温度センサ81により、冷水の出口温度を検出する。また、制御装置51は、冷却水入口温度センサ83により冷却水の入口側の温度を検出するとともに、ガスバーナ4におけるガス流量およびガス発熱量を検出する。なお、ガス流量は、ガス流量計65により検出される。 In the present embodiment, when the cooling operation is started, the control device 51 detects the cold water inlet temperature by the cold water inlet temperature sensor 80 and the cold water outlet temperature by the cold water outlet temperature sensor 81. .. Further, the control device 51 detects the temperature on the inlet side of the cooling water by the cooling water inlet temperature sensor 83, and also detects the gas flow rate and the gas calorific value in the gas burner 4. The gas flow rate is detected by the gas flow meter 65.

本実施の形態においては、制御装置51は、冷房運転時において、冷房負荷が所定値以下であるか否かを判断する。ここで、冷房負荷の所定値は、ガスバーナ4のON・OFF繰り返し制御が開始される冷房負荷の値であり、具体的には、15%~20%程度の冷房負荷が所定値に設定される。
制御装置51は、冷房負荷が所定値以下であると判断し、かつ、ガスバーナ4の燃焼がOFFとなっている状態が所定時間継続していると判断した場合に、ガスバーナ4の燃料制御弁64の最大弁開度を最低開度に固定するように制御する。
ここで、ガスバーナ4の燃焼がOFFとなっている所定時間としては、例えば、900秒に設定される。ただし、ガスバーナ4の燃焼を停止させるためには、最低でも約4分(240秒)必要となるので、所定時間としては、240秒以上であれば、任意に設定することが可能である。
また、燃料制御弁64の最低開度としては、ガスバーナ4のON・OFF繰り返し制御が開始される最低の弁開度であり、具体的には、最大弁開度を100%とした場合、最大弁開度に対して15%程度の弁開度である。これにより、ガスバーナ4の過剰な燃焼を防止する。
In the present embodiment, the control device 51 determines whether or not the cooling load is equal to or less than a predetermined value during the cooling operation. Here, the predetermined value of the cooling load is the value of the cooling load at which the ON / OFF repeated control of the gas burner 4 is started. Specifically, the cooling load of about 15% to 20% is set to the predetermined value. ..
When the control device 51 determines that the cooling load is equal to or less than a predetermined value and determines that the state in which the combustion of the gas burner 4 is OFF continues for a predetermined time, the fuel control valve 64 of the gas burner 4 The maximum valve opening is controlled to be fixed to the minimum opening.
Here, the predetermined time during which the combustion of the gas burner 4 is turned off is set to, for example, 900 seconds. However, since it takes at least about 4 minutes (240 seconds) to stop the combustion of the gas burner 4, the predetermined time can be arbitrarily set as long as it is 240 seconds or more.
Further, the minimum opening degree of the fuel control valve 64 is the minimum valve opening degree at which ON / OFF repeated control of the gas burner 4 is started. Specifically, when the maximum valve opening degree is 100%, the maximum opening degree is reached. The valve opening is about 15% of the valve opening. This prevents excessive combustion of the gas burner 4.

また、制御装置51は、冷房負荷が所定値以上の状態が所定時間継続したと判断した場合、ガスバーナ4の燃料制御弁64の最大弁開度を最低開度から最大開度(100%)に戻すように制御する。冷房負荷の所定値は、ガスバーナ4のインバータ制御が可能となる冷房負荷の値であり、具体的には、15%~20%程度の冷房負荷が所定値に設定される。 Further, when the control device 51 determines that the state in which the cooling load is equal to or higher than the predetermined value continues for a predetermined time, the maximum valve opening of the fuel control valve 64 of the gas burner 4 is changed from the minimum opening to the maximum opening (100%). Control to return. The predetermined value of the cooling load is the value of the cooling load that enables the inverter control of the gas burner 4, and specifically, the cooling load of about 15% to 20% is set to the predetermined value.

次に、本実施の形態の動作について説明する。
冷房運転時においては、冷水管14を介して図示しない熱負荷にブライン(例えば、冷水)が循環供給される。制御装置51は、ブラインの蒸発器1の出口側温度(冷水出口温度センサ81にて検出される温度)が所定の設定温度、例えば7℃になるように吸収式冷凍機100に投入される熱量が制御される。
具体的には、制御装置51は、全てのポンプ45,47,48を起動し、かつ、ガスバーナ4におけるガスの燃焼制御を行うことで、冷水出口温度センサ81が計測するブラインの温度が所定の7℃となるようにガスバーナ4の火力を制御する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
During the cooling operation, brine (for example, cold water) is circulated and supplied to a heat load (not shown) via the cold water pipe 14. The control device 51 puts heat into the absorption chiller 100 so that the outlet side temperature of the brine evaporator 1 (the temperature detected by the chilled water outlet temperature sensor 81) becomes a predetermined set temperature, for example, 7 ° C. Is controlled.
Specifically, the control device 51 starts all the pumps 45, 47, 48 and controls the combustion of the gas in the gas burner 4, so that the temperature of the brine measured by the chilled water outlet temperature sensor 81 is predetermined. The thermal power of the gas burner 4 is controlled so that the temperature becomes 7 ° C.

この場合、吸収器2からの稀吸収液は、稀吸収液管21を介して稀吸収液ポンプ45により低温熱交換器12および高温熱交換器13または排ガス熱交換器41を経由して加熱され高温再生器5に送られる。
高温再生器5に送られた吸収液は、この高温再生器5でガスバーナ4による火炎および高温の燃焼ガスにより加熱されるため、この吸収液中の冷媒が蒸発分離する。高温再生器5で冷媒を蒸発分離して濃度が上昇した中間吸収液は、高温熱交換器13を経由して濃吸収液管25に送られ、低温再生器6を経由した吸収液と合流する。
In this case, the rare absorbent liquid from the absorber 2 is heated by the rare absorbent liquid pump 45 via the rare absorbent liquid pipe 21 via the low temperature heat exchanger 12 and the high temperature heat exchanger 13 or the exhaust gas heat exchanger 41. It is sent to the high temperature regenerator 5.
Since the absorbent liquid sent to the high-temperature regenerator 5 is heated by the flame of the gas burner 4 and the high-temperature combustion gas in the high-temperature regenerator 5, the refrigerant in the absorbent liquid evaporates and separates. The intermediate absorbent liquid whose concentration has increased by evaporating and separating the refrigerant in the high-temperature regenerator 5 is sent to the concentrated absorbent liquid pipe 25 via the high-temperature heat exchanger 13 and merges with the absorbent liquid via the low-temperature regenerator 6. ..

一方、低温再生器6に送られた吸収液は、高温再生器5から冷媒管31を介して供給されて伝熱管31Aに流入する高温の冷媒蒸気により加熱され、さらに冷媒が分離して濃度が一段と高くなり、この濃吸収液が高温再生器5を経由した上記吸収液と合流し、濃吸収液ポンプ47により低温熱交換器12を経由して吸収器2に送られ、濃液散布器2Cから散布される。 On the other hand, the absorbing liquid sent to the low temperature regenerator 6 is heated by the high temperature refrigerant vapor supplied from the high temperature regenerator 5 via the refrigerant pipe 31 and flowing into the heat transfer tube 31A, and the refrigerant is further separated to increase the concentration. The concentration becomes higher, and this concentrated absorption liquid merges with the above-mentioned absorption liquid via the high temperature regenerator 5, is sent to the absorber 2 via the low temperature heat exchanger 12 by the concentrated absorption liquid pump 47, and is sent to the absorber 2 through the concentrated liquid spreader 2C. It is sprayed from.

低温再生器6で分離生成した冷媒は、凝縮器7に入って凝縮して冷媒液溜り7Aに溜る。そして、冷媒液溜り7Aに冷媒液が多く溜まると、この冷媒液は冷媒液溜り7Aから流出し、冷媒管34を経由して蒸発器1に入り、冷媒ポンプ48の運転により揚液されて散布器1Cから冷水管14の伝熱管14Aの上に散布される。
伝熱管14Aの上に散布された冷媒液は、伝熱管14Aの内部を通るブラインから気化熱を奪って蒸発するため、伝熱管14Aの内部を通るブラインは冷却され、こうして温度を下げたブラインが冷水管14から熱負荷に供給されて冷房などの冷却運転が行われる。
そして、蒸発器1で蒸発した冷媒は吸収器2に入り、低温再生器6より供給されて上方から散布される濃吸収液に吸収されて、吸収器2の稀吸収液溜り2Aに溜り、稀吸収液ポンプ45によって高温再生器5に搬送される循環を繰り返す。
The refrigerant separated and generated by the low temperature regenerator 6 enters the condenser 7, condenses, and accumulates in the refrigerant liquid reservoir 7A. Then, when a large amount of refrigerant liquid is accumulated in the refrigerant liquid reservoir 7A, this refrigerant liquid flows out from the refrigerant liquid reservoir 7A, enters the evaporator 1 via the refrigerant pipe 34, is pumped by the operation of the refrigerant pump 48, and is sprayed. It is sprayed from the vessel 1C onto the heat transfer tube 14A of the cold water tube 14.
Since the refrigerant liquid sprayed on the heat transfer tube 14A takes the heat of vaporization from the brine passing through the inside of the heat transfer tube 14A and evaporates, the brine passing through the inside of the heat transfer tube 14A is cooled, and thus the brine having a lowered temperature is released. The heat load is supplied from the cold water pipe 14, and a cooling operation such as cooling is performed.
Then, the refrigerant evaporated in the evaporator 1 enters the absorber 2, is absorbed by the concentrated absorbent liquid supplied from the low temperature regenerator 6 and sprayed from above, and accumulates in the rare absorbent liquid reservoir 2A of the absorber 2, which is rare. The circulation carried to the high temperature regenerator 5 by the absorbent liquid pump 45 is repeated.

次に、本実施の形態による制御動作について、図3に示すフローチャートを参照して説明する。
本実施の形態においては、冷房運転を開始すると(ST1)、制御装置51は、冷房負荷が所定値以下か否かを判断する(ST2)。
そして、冷房負荷が所定値以下であると判断した場合は(ST2:YES)、制御装置51は、ガスバーナ4の燃料制御弁64がOFFとなっているか否かを判断する(ST3)。制御装置51は、冷房負荷が所定値以下であり、ガスバーナ4の燃料制御弁64がOFFとなっている状態が、所定時間(900秒)継続していると判断した場合(ST4:YES)、燃料制御弁64の最大弁開度を最低開度に固定するように制御する(ST5)。
Next, the control operation according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
In the present embodiment, when the cooling operation is started (ST1), the control device 51 determines whether or not the cooling load is equal to or less than a predetermined value (ST2).
Then, when it is determined that the cooling load is equal to or less than a predetermined value (ST2: YES), the control device 51 determines whether or not the fuel control valve 64 of the gas burner 4 is OFF (ST3). When the control device 51 determines that the cooling load is equal to or less than a predetermined value and the fuel control valve 64 of the gas burner 4 is turned off for a predetermined time (900 seconds) (ST4: YES). The maximum valve opening degree of the fuel control valve 64 is controlled to be fixed to the minimum opening degree (ST5).

制御装置51は、冷房能力が所定値以下の状態では、常に燃料制御弁64の最低開度を最大弁開度とした状態で、運転を継続する。
これにより、ガスバーナ4のON・OFF回数増加を防止することができ、ガスバーナ4の過剰な燃焼を防止することができる。その結果、ガスバーナ4の過剰燃焼による冷水温度の過低下を防止することができ、COPを向上させることができるとともに、ガスバーナ4の燃料消費量を低減させることが可能となる。
発明者らが行った実験によれば、従来のガスバーナ4の制御による冷水温度の変動幅は、5.4~7.4℃であったのに対して、本発明のガスバーナ4の制御による冷水温度の変動幅は、5.9~7.4℃と小さくなり、COPが約11%向上するという結果を得ることができた。
When the cooling capacity is equal to or less than a predetermined value, the control device 51 always keeps operating with the minimum opening degree of the fuel control valve 64 as the maximum valve opening degree.
As a result, it is possible to prevent an increase in the number of ON / OFF times of the gas burner 4, and it is possible to prevent excessive combustion of the gas burner 4. As a result, it is possible to prevent an excessive decrease in the chilled water temperature due to excessive combustion of the gas burner 4, improve the COP, and reduce the fuel consumption of the gas burner 4.
According to the experiments conducted by the inventors, the fluctuation range of the cold water temperature under the control of the conventional gas burner 4 was 5.4 to 7.4 ° C., whereas the fluctuation range of the cold water under the control of the gas burner 4 of the present invention was 5.4 to 7.4 ° C. The fluctuation range of the temperature was as small as 5.9 to 7.4 ° C., and the result was obtained that the COP was improved by about 11%.

制御装置51は、運転中に冷房能力が所定値以上となり(ST6:YES)、この状態が、所定時間継続したと判断した場合は(ST7:YES)、制御装置51は、燃料制御弁64の最大弁開度を最低開度から最大開度に戻するように制御する(ST8)。 When the cooling capacity of the control device 51 becomes equal to or higher than a predetermined value during operation (ST6: YES) and it is determined that this state has continued for a predetermined time (ST7: YES), the control device 51 of the fuel control valve 64 The maximum valve opening is controlled to return from the minimum opening to the maximum opening (ST8).

以上説明したように、本実施の形態においては、制御装置51は、冷房運転において、冷房負荷が所定値以下であると判断し、かつ、ガスバーナ4の燃焼がOFFとなっている時間が所定時間継続していると判断した場合に、ガスバーナ4の燃料制御弁64の最大弁開度を最低開度に固定するように制御する。
これによれば、ガスバーナ4の過剰な燃焼を防止することができ、ガスバーナ4の過剰燃焼による冷水温度の過低下を防止することができ、COPを向上させることができるとともに、ガスバーナ4の燃料消費量を低減させることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the control device 51 determines that the cooling load is equal to or less than a predetermined value in the cooling operation, and the time during which the combustion of the gas burner 4 is OFF is a predetermined time. When it is determined that the fuel control valve 64 of the gas burner 4 is continued, the maximum valve opening degree is controlled to be fixed to the minimum opening degree.
According to this, it is possible to prevent excessive combustion of the gas burner 4, prevent an excessive decrease in the cold water temperature due to excessive combustion of the gas burner 4, improve COP, and consume fuel of the gas burner 4. It is possible to reduce the amount.

また、本実施の形態においては、制御装置51は、冷房負荷が所定値以上の状態が所定時間継続した場合、ガスバーナ4の燃料制御弁64の最大弁開度を最大開度に戻すように制御する。
これによれば、冷房負荷が上昇した場合に、燃料制御弁64の最大弁開度を最大開度に戻すことができ、通常の最大弁開度による適正な制御を行うことができる。
Further, in the present embodiment, the control device 51 controls to return the maximum valve opening degree of the fuel control valve 64 of the gas burner 4 to the maximum opening degree when the cooling load continues to be a predetermined value or more for a predetermined time. do.
According to this, when the cooling load increases, the maximum valve opening degree of the fuel control valve 64 can be returned to the maximum opening degree, and appropriate control can be performed by the normal maximum valve opening degree.

なお、本実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は前記実施の形態に限定されない。
例えば、本実施の形態では、冷房運転時における制御について説明したが、暖房運転時にも、同様に適用することができる。この場合には、暖房負荷が所定値以下(例えば、15~20%以下)となり、燃料制御弁64がOFFの状態が所定時間継続した場合に、燃料制御弁64の最大弁開度を最低開度に固定するようにすればよい。
It should be noted that the present embodiment shows one aspect to which the present invention is applied, and the present invention is not limited to the above-described embodiment.
For example, in the present embodiment, the control during the cooling operation has been described, but the same can be applied to the heating operation as well. In this case, when the heating load becomes a predetermined value or less (for example, 15 to 20% or less) and the fuel control valve 64 remains OFF for a predetermined time, the maximum valve opening of the fuel control valve 64 is opened at the minimum. It may be fixed at a certain time.

また、高温再生器5にて吸収液を加熱する加熱手段として燃料ガスを燃焼させて加熱を行うガスバーナ4を備える構成について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、灯油やA重油を燃焼させるガスバーナを備える構成や、蒸気や排気ガスなどの温熱を用いて加熱する構成としてもよい。 Further, the configuration including the gas burner 4 for burning the fuel gas to heat the absorption liquid in the high temperature regenerator 5 has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, kerosene and heavy oil A are used. It may be configured to include a gas burner for burning the gas, or to be heated by using heat such as steam or exhaust gas.

1 蒸発器
2 吸収器
3 吸収器
4 ガスバーナ
5 高温再生器
6 低温再生器
7 凝縮器
45 稀吸収液ポンプ
47 濃吸収液ポンプ
48 冷媒ポンプ
50 コントローラ
51 制御装置
52 メモリ
55 報知部
64 燃料制御弁
65 ガス流量計
70 抽気装置
80 冷水入口温度センサ
81 冷水出口温度センサ
83 冷却水入口温度センサ
100 吸収式冷凍機
1 Evaporator 2 Absorber 3 Absorber 4 Gas burner 5 High temperature regenerator 6 Low temperature regenerator 7 Condenser 45 Rare absorption liquid pump 47 Concentrated absorption liquid pump 48 Refrigerant pump 50 Controller 51 Control device 52 Memory 55 Notification unit 64 Fuel control valve 65 Gas flow meter 70 Air extractor 80 Cold water inlet temperature sensor 81 Cold water outlet temperature sensor 83 Cooling water inlet temperature sensor 100 Absorption chiller

Claims (3)

高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器および吸収器を備え、これらを配管接続して吸収液および冷媒の循環経路をそれぞれ形成してなる吸収式冷凍機において、
制御装置を備え、
前記制御装置は、冷房負荷が所定値以下であると判断し、かつ、ガスバーナの燃焼がOFFとなっている時間が所定時間継続していると判断した場合に、前記ガスバーナの燃料制御弁の最大弁開度を最低開度に固定するように制御することを特徴とする吸収式冷凍機。
In an absorption chiller equipped with a high-temperature regenerator, a low-temperature regenerator, an evaporator, a condenser and an absorber, which are connected by piping to form a circulation path for an absorbent liquid and a refrigerant, respectively.
Equipped with a control device
The control device determines that the cooling load is equal to or less than a predetermined value, and determines that the time during which the combustion of the gas burner is OFF continues for a predetermined time, the maximum of the fuel control valve of the gas burner. An absorption chiller characterized by controlling the valve opening to be fixed at the minimum opening.
前記制御装置は、冷房負荷が所定値以上の状態が所定時間継続した場合、前記ガスバーナの燃料制御弁の最大弁開度を最大開度に戻すように制御することを特徴とする請求項1に記載の吸収式冷凍機。 The first aspect of the present invention is characterized in that the control device controls to return the maximum valve opening degree of the fuel control valve of the gas burner to the maximum opening degree when the cooling load continues to be at least a predetermined value for a predetermined time. The absorption chiller described. 前記所定値は、前記ガスバーナのON・OFF繰り返し制御が開始される冷房負荷であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の吸収式冷凍機。 The absorption chiller according to claim 1 or 2, wherein the predetermined value is a cooling load in which ON / OFF repeated control of the gas burner is started.
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