JPH0686966B2 - 吸収冷温水機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は冷温水温度をほぼ所定の範囲に維持すると共に
冷水出力と温水出力をそれぞれの負荷にほぼ見合うよう
に制御する冷温水同時取出し型の吸収冷温水機（以下、
この種の吸収冷温水機という）の改良に関する。

（ロ）従来の技術 この種の吸収冷温水機の従来の技術として、冷温水機全
体の調温能力制御を冷水温度又は温水温度のいずれかで
自動選択して行なう制御機器を備えたもの〔特公昭52-5
84号公報参照〕があり、すなわち、具体的にはこの制御
器により、例えば、冷水負荷が全体負荷の30％以上の場
合に冷水出口温度を検出して吸収液制御弁および燃料制
御弁の開度を調節すると共に温水出口温度を検出して加
温制御弁の開度を調節する一方、冷水負荷が全体負荷の
30％未満の場合に温水出口温度を検出して吸収液制御弁
および燃料制御弁の開度を調節すると共に冷水出口温度
を検出して冷媒制御弁の開度を調節して冷水出力と温水
出力をそれぞれの負荷にほぼ見合うよう制御するものが
知られている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記した従来のこの種の吸収冷温水機は、冷水負荷が全
体負荷の30％未満となった場合に冷媒制御弁を絞って低
温発生器への熱源としての冷媒の流量を減じるため、吸
収器へ流れる吸収液の濃縮効率の過度の低下や高温発生
器の過度の圧力上昇を引起しやすい問題点を有してお
り、また、冷水負荷や温水負荷が著しく小さくなった場
合に冷水の過度の温度降下や温水の過度の温度上昇を生
じやすいためしばしば保護装置の働きにより運転を中断
してしまう問題点も有している。

本発明は、このような問題点に鑑み、冷水負荷や温水負
荷の著しく小さい場合にも冷水や温水の温度を所定の範
囲内に保ち得、運転の中断を防止でき、かつ、冷温水負
荷にほぼ見合う冷温水出力制御の可能なこの種の吸収冷
温水機の提供を目的としたものである。

（ニ）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、濃溶液
流路に配設したポンプの吐出量を冷水出口温度により調
節する第１コントローラーと温水器の冷媒流量の制御弁
開度を温水出口温度により調節する第２コントローラー
と発生器の加熱量を冷水負荷と温水負荷とを選択して調
節する第３コントローラとを備えてこの種の吸収冷温水
機の調温能力制御を行なう構成としたものである。

（ホ）作用 本発明によるこの種の吸収冷温水機は、冷水出力に直接
の影響を及ぼす吸収器の冷媒吸収能力を濃溶液用ポンプ
の吐出量制御で調整する機能（作用）を発揮するので、
冷水出力制御の追従性に秀れ、かつ、濃溶液用ポンプの
稼働を停止させることによって吸収器の冷媒吸収能力を
ほぼ喪失させることも可能で冷水の無負荷状態にも即応
できる。かつまた、濃溶液用ポンプの吐出量制御を冷水
出口温度により行なっているので、その温度を所定の範
囲内に維持し得ると共に冷水負荷にほぼ見合う迅速な冷
水出力制御をなし得る機能がこの種の吸収冷温水機にも
たらされる。かつまた、温水出力に直接の影響を与える
冷媒と温水との交換熱量を温水出口温度による温水器に
おける冷媒循環量制御で調整しているので、温水出口温
度を所定の範囲内に維持し得ると共に温水負荷に見合う
温水出力制御をなし得る機能もこの種の吸収冷温水機に
もたらされる。かつまた、発生器の加熱量を冷水負荷と
温水負荷とのうち一方を選択して制御するので、吸収冷
温水機全体の熱収支の不均衡を軽減する機能がもたらさ
れ、熱収支をほぼバランスさせることも可能となる。さ
らにまた、冷水負荷と温水負荷のうちの負荷の大きい方
〔あるいは負荷割合の高い方〕を選択して発生器の加熱
量制御を行なうことにより、熱収支をより一層良好にバ
ランスさせ得る機能がこの種の吸収冷温水機にもたらさ
れる。

（ヘ）実施例 第１図は本発明によるこの種の吸収冷温水機の一実施例
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）は凝
縮器、（４）は蒸発器、（５）は吸収器、（６）、
（７）はそれぞれ低温、高温溶液熱交換器、（（P_R）は
冷媒液用ポンプ、（（P_LA）は稀溶液用ポンプ、
（（P_HA）は濃溶液用ポンプであり、（８）は吸収器
（５）の稀溶液溜め（９）への吸収液の溢流口を上部に
設けた濃溶液溜めである。そして、これら機器は冷媒の
流れる管路（10）、（11）、冷媒液の流下する管路（1
2）、冷媒液の還流する管路（13）、（14）、稀溶液の
送られる管路（15）、（16）、（17）、（18）、中間濃
度の溶液の流れる管路（19）、（20）、濃溶液の流下す
る管路（21）、（22）、濃溶液の送られる管路（23）、
（24）により接続されて冷媒〔水〕と溶液〔臭化リチウ
ム水溶液〕の循環路が形成されている。（25）は温水器
で、この温水器と高温発生器（１）とは冷媒蒸気の流れ
る管路（26）および冷媒ドレンの流下する管路（27）に
より接続され、冷媒の循環路が形成されている。

（28）は高温発生器（１）の燃焼加熱室、（Ｂ）はバー
ナー、（Ｆ）はバーナー（Ｂ）用送風機、（29）はバー
ナー（Ｂ）と送風機（Ｆ）を結んだ空気供給路、（30）
は燃料源〔図示せず〕とバーナー（Ｂ）を結んだ燃料供
給路、（31）、（31）…は燃焼ガスの流れる管路、（3
2）は燃焼廃ガス用の煙道である。

（33）は低温発生器（２）の加熱器、（34）は凝縮器
（３）の冷却器、（35）は蒸発器（４）の冷水器、（3
6）は吸収器（５）の冷却器であり、（37）は温水器（2
5）の熱交換器である。（38）、（39）、（40）は冷却
器（36）、（34）を直列に結んだ冷却水用管路（41）、
（42）は負荷側熱交換ユニット〔図示せず〕と冷水器
（35）とを結んだ冷水用管路、（43）、（44）は熱交換
器（37）と負荷側熱交換ユニット〔図示せず〕とを結ん
だ温水用管路である。また、（45）、（46）はそれぞれ
濃溶液用、冷媒液用の散布器である。

（V_HR）は管路（27）に備えた冷媒ドレン用の流量制御
弁、（Ｄ）は空気供給路（29）に備えたダンパー、
（V_F）は燃料供給路（30）に備えた燃料制御弁である。

（S_CWT1）、（S_CWT2）は、それぞれ、冷水器（35）から
流出する冷水の温度（以下、冷水出口温度という）を検
知するために管路（42）に備えた第１、第２温度検出
器、（S_CWT3）は冷水器（35）に流入する冷水の温度
（以下、冷水入口温度という）を検知するために管路
（41）に備えた第３温度検出器であり、（S_HWT4）、（S
_HWT5）は、それぞれ、熱交換器（37）から流出する温水
の温度（以下、温水出口温度という）を検知するために
管路（44）に備えた第４、第５温度検出器、（S_HWT6）
は熱交換器（37）に流入する温水の温度（以下、温水入
口温度という）を検知するために管路（43）に備えた第
６温度検出器である。

（C_WT）は第１温度検出器（S_CWT1）からの信号を受ける
温度調節器、（C_P）は温度調節器（C_WT）からの信号を
受けて濃溶液用ポンプ（P_HA）の吐出量調節の制御信号
を発する制御器であり、この制御器には例えば濃溶液用
ポンプ（P_HA）のモーター回転数を加減するためのイン
バーターが内蔵されている。そして、第１温度検出器
（S_CWT1）、温度調節器（C_WT）、制御器（C_P）および濃
溶液用ポンプ（P_HA）を電気的に接続することにより、
濃溶液流量調節装置が構成されている。

（SW_CH）は第２温度検出器（S_CWT2）および第５温度検
出器（S_HWT5）と電気的に接続されている冷温切換え器
で、この冷温切換え器には例えば上記検出器
（S_CWT2）、（S_HWT5）からの信号のうち電圧もしくは電
流値の大きい方の信号を選択して入力するなど負荷ある
いは負荷割合の高い方の検出器の信号を受け入れる自動
選択回路〔図示せず〕が内蔵されている。なお、冷温切
換え器（SW_CH）に内蔵した自動選択回路は従来のものと
同様のもので構成されている。なおまた、冷温切換え器
（SW_CH）は手動で信号の切換えを行なうスイッチにより
構成しても良い。また、（C_VD）は冷温切換え器（S
W_CH）からの信号を受けて燃料制御弁（V_F）およびダン
パー（Ｄ）の開度調節用の制御信号を発する調節器であ
る。そして、第２温度検出器（S_CWT2）、第５温度検出
器（S_HWT5）、冷温切換え器（SW_CH）、調節器（C_VD）、
燃料制御弁（V_F）およびダンパー（Ｄ）により加熱量調
節装置が構成されている。なお、この加熱量調節装置に
おいては、第２温度検出器（S_CWT2）によって冷水負荷
を検知しているがこれを第３温度検出器（S_CWT3）の感
知温度あるいはこの温度と第２温度検出器（S_CWT2）の
感知温度の差により検知〔あるいはカロリー検出器（図
示せず）で直接に検知〕しても良く、また、第５温度検
出器（S_HWT5）で検知している温水負荷をこの検出器と
第６温度検出器（S_HWT6）の感知温度の差もしくはこの
第６温度検出器の感知温度により検知〔あるいはカロリ
ー検出器で検知〕しても良い。

また、（C_HWT）は第４温度検出器（S_HWT4）からの信号
を受けて流量制御弁（V_HR）の開度調節用の制御信号を
発する温度調節器であり、この温度調節器、第４温度検
出器（S_HWT4）および流量制御弁（V_HR）を電気的に接続
することによって、高温発生器（１）と温水器（25）間
の冷媒流量調節装置が構成されている。

次に、このように構成された吸収冷温水機（以下、本機
という）の動作例を説明する。

今、本機の運転中、冷水負荷の変化に伴なって冷水出口
温度が変化し始めた場合、第２図に示すように、濃溶液
用ポンプ（P_HA）の吐出量〔このポンプのモーター回転
数〕が第１温度検出器（S_CWT1）の信号により温度調節
器（C_WT）、制御器（C_P）を介して比例制御される。第
２図は冷水出口温度と濃溶液用ポンプ（P_HA）の吐出量
〔ポンプのモーター回転数〕との関係を表わした線図で
ある。

このように濃溶液用ポンプ（P_HA）の吐出量を制御して
吸収器（５）の冷却器（36）に散布する濃溶液の量を冷
水出口温度に応じて調節することにより、冷却器（36）
での濃溶液の冷媒吸収量言い換えれば蒸発器（４）の冷
水器（35）での冷媒蒸発量が冷水負荷に応じて調整され
ることになり、ほぼ冷水負荷に見合う所定範囲の温度の
冷水が得られる。そして、微少な冷水負荷あるいは無負
荷に対しても濃溶液用ポンプ（P_HA）の吐出量を微少あ
るいは零にすることによって、冷却器（36）での濃溶液
の冷媒吸収量すなわち冷水器（35）での冷媒蒸発量がわ
ずかあるいはほぼ零となるので、本機の冷凍能力が過剰
となるおそれは小さい。したがって、本機においては、
微少な冷水負荷の状態が長時間にわたって続いても、負
荷側の冷え過ぎや冷水の凍結を引起すおそれも殆んどな
く、凍結防止装置などの保護装置が働いて運転が中断さ
れるようなこともない。このため、本機は多目的ビルや
共同ビルの一部分の夜間の冷房や冬期の冷房などにも好
適である。

なお、濃溶液用ポンプ（P_HA）の吐出量をわずかにする
ことによって濃溶液溜め（８）が液で充満した場合に
は、この液は稀溶液溜め（９）へ溢流する。かつまた、
未蒸発の冷媒液も蒸発器（４）の冷媒液溜め（47）から
稀溶液溜め（９）へ溢流する。したがって、微少な冷水
負荷が長時間にわたって続いても、機内を循環する溶液
が過度に濃縮されて結晶するようなこともなく、運転を
安全に継続できる。

また、本機においては、濃溶液用ポンプ（P_HA）の吐出
量を増減させることによって冷却器（36）に散布する濃
溶液の量を迅速に変え得るので、冷水負荷の変化に対す
る吸収器（５）の冷媒吸収能力を早く調整できる。この
ため、本機は冷水負荷の変化に対する冷凍能力制御の応
答速度が早いという利点も有している。

一方、本機の運転中、温水負荷の変化に伴なって温水出
口温度が変化し始めた場合、第３図に示すように、流量
制御弁（V_HR）の開度が第４温度検出器（S_HWT4）の信号
により温度調節器（C_HWT）を介して比例制御される。第
３図は温水出口温度と流量制御弁（V_HR）の開度との関
係を表わした線図である。

このように流量制御弁（V_HR）の開度を制御して温水器
（25）と高温発生器（１）間の冷媒循環量を温水出口温
度に応じて調節することにより、温水器（25）内の液面
が上下し蒸気と熱交換器（37）との伝熱面積言い換えれ
ば冷媒蒸気と温水との交換熱量が温水負荷に応じて調整
されることになり、ほぼ温水負荷に見合う所定範囲の温
度の温水が得られる。そして、温水負荷がほとんどない
時には、温水器（25）内が液で満たされることによって
温水出力がほぼ零に調整される。

かつまた、本機の運転中、第４図や第５図に示すよう
に、燃料制御弁（V_F）およびダンパー（Ｄ）の開度が第
２温度検出器（S_CWT2）〔第３温度検出器（S_CWT3）〕も
しくは第５温度検出器（S_HWT5）〔第６温度検出器（S
_HWT6）〕の信号により冷温切換え器（SW_CH）、調節器
（C_VD）を介して比例制御される。第４図は冷水出口
〔入口〕温度と燃料制御弁（V_F）およびダンパー（Ｄ）
の開度との関係を表わした線図であり、第５図は温水出
口〔入口〕温度と燃料制御弁（V_F）およびダンパー
（Ｄ）の開度との関係を表わした線図である。

そして、本機においては、例えば夏期にのみ本機を用い
る場合のように冷房負荷が暖房負荷よりも大きい場合、
燃料制御弁（V_F）およびダンパー（Ｄ）の開度制御すな
わち高温発生器（１）の加熱量調節は第２温度検出器
（S_CWT2）および／または第３温度検出器（S_CWT3）言い
換えれば冷水負荷側検出器の信号のみによって行なわれ
る。逆に冬期にのみ本機を使用する場合、加熱量調節は
第５温度検出器（S_HWT5）および／または第６温度検出
器（S_HWT6）言い換えれば温水負荷側検出器の信号のみ
によって行なわれる。

また、本機の加熱量調節装置は冷温切換え器（SW_CH）を
有しているので、これを夏期にはＣ側へ冬期にはＨ側へ
切換えることにより、本機を夏期と冬期といずれの場合
にも使用するおうにしても良い。

このように、本機においては、負荷〔あるいは負荷割
合〕の大きい方を基準に加熱調節することが可能である
ので、本機の熱収支をほぼバランスさせることができ
る。

さらにまた、冷温切換え器（SW_CH）は負荷〔あるいは負
荷割合〕の大きい方の検出器の信号により加熱量調節す
る自動選択機構〔図示せず〕を有しているので、１日の
寒暖の激しい地域や春秋などの中間期での本機の使用も
可能である。

そして、本機においては、管路（11）に備えた冷媒流量
制御弁の開度を制御して冷凍能力の調整を行なう従来の
この種の吸収冷温水機のように、冷温水同時取出し運転
での冷媒流量制御弁の絞り時に低温発生器（２）の加熱
効率〔吸収液の濃縮効率〕の低下や高温発生器（１）側
および温水器（25）側の過度の圧力上昇、温度上昇など
を引起すおそれもない。

なお、図示していないが、管路（11）、（18）、（19）
などに開閉弁を備えることにより、冷温水のいずれか一
方のみを取出す運転機能を本機にもたせ得ることは勿論
である。

（ト）発明の効果 以上のとおり、本発明によるこの種の吸収冷温水機にお
いては、冷温水温度を所定範囲内に保ちつつ冷温水負荷
に対して従来のこの種の吸収冷温水機よりも効率良く迅
速に冷温水出力制御をなし得る効果がもたらされ、か
つ、微少な負荷の際に、発生器での加熱量が減少して稀
吸収液からの冷媒蒸気の発生量が減少し、発生器から濃
溶液溜めに流入する溶液の濃度は大幅に低下すると共
に、濃溶液用のポンプの吐出量が減少するが、濃溶液溜
めに溶液が充満したときには、溶液は吸収器の稀液溜め
に溢流し、発生器から吸収器に至る濃溶液流路に溶液が
大量に溜まり、溶液の循環量が減少することを回避し
て、溶液の循環量を確保でき、冷水の凍結や吸収液の結
晶あるいは温水器や発生器側の過度の圧力上昇、温度上
昇などを防止でき、運転の中断を引起すおそれも少なく
て運転を安全に続け得ると共に熱収支をほぼバランスさ
せて負荷に見合う冷温水を取出し得るなどの効果がもた
らされる。

【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温水機の一実施例
を示した概略構成説明図、第２図は冷水出口温度と濃溶
液用ポンプの吐出量〔ポンプのモーター回転数〕との関
係の一例を表わした線図、第３図は温水出口温度と流量
制御弁の開度との関係の一例を表わした線図、第４図、
第５図は冷水出口温度〔冷水入口温度〕と燃料制御弁お
よびダンパーの開度との関係、温水出口温度〔温水入口
温度〕と燃料制御弁およびダンパーの開度との関係の一
例をそれぞれ表わした線図である。 （１）……高温発生器、（２）……低温発生器、（３）
……凝縮器、（４）……蒸発器、（５）……吸収器、
（８）……濃溶液溜め、（９）……稀溶液溜め、
（P_LA）……稀溶液用ポンプ、（P_HA）……濃溶液用ポン
プ、（21）、（22）、（23）、（24）……管路、（25）
……温水器、（26）、（27）……管路、（29）……空気
供給路、（30）……燃料供給路、（Ｄ）……ダンパー、
（V_F）……燃料制御弁、（41）、（42）……冷水用管
路、（43）、（44）……温水用管路、（S_CWT1）、（S
_CWT2）（S_CWT3）、（S_HWT4）、（S_HWT5）、（S_HWT6）…
…第１、第２、第３、第４、第５、第６温度検出器、
（C_WT）、（C_HWT）……温度調節器、（V_HR）……流量制
御弁、（SW_CH）……冷温切換え器、（C_VD）……調節
器、（C_P）……制御器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発生器からの濃溶液が流れ込み吸収器の稀
   溶液溜めへの濃溶液の溢流口を上部に設けた濃溶液溜め
   と、この濃溶液溜めから吸収器の散布器に至る濃溶液流
   路と、この濃溶液流路に配設したポンプと、このポンプ
   の吐出量を蒸発器の冷水出口温度の検出器の信号により
   制御する濃溶液流量調節器と、発生器と温水器との間の
   冷媒流路に配設した流量制御弁の開度を温水器の温水出
   口温度の検出器の信号により制御する冷水流量調節装置
   と、発生器の加熱量を冷水側の負荷検出器と温水側の負
   荷検出器とのうち一方を選択して制御する加熱量調節装
   置とが備えられていることを特徴とした吸収冷温水機。
2. 【請求項２】加熱量調節装置が冷水側の負荷検出器と温
   水側の負荷検出器とのうち一方を選択する入力信号の切
   換え器を有する特許請求の範囲第１項に記載の吸収冷凍
   機。
3. 【請求項３】入力信号の切換え器が負荷の大きい方の負
   荷検出器の信号を加熱量調節装置に入力させるように信
   号の自動選択機構を有する特許請求の範囲第２項に記載
   の吸収冷凍機。