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発明の名称 吸収式冷凍装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−4770
公開日 平成7年(1995)1月10日
出願番号 特願平5−145875
出願日 平成5年(1993)6月17日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】尾股 行雄
発明者 藤本 正之 / 田之頭 健一 / 高瀬 保夫 / 加藤 昇三 / 田島 一弘 / 宮本 哲雄
要約 目的
無駄な加熱を抑制することが出来る吸収式冷凍装置を提供する。

構成
冷房用加熱装置2を有する再生器1と、吸収器9と、凝縮器5と、蒸発器7とからなる吸収式冷凍装置において、冷房用加熱装置2の加熱量を予め定めた最大加熱量から最小加熱量までの所定範囲内で、且つ、冷水等の負荷に応じて増減させる。冷媒の余剰量が所定値以上になると、冷房用加熱装置2の上限加熱量(その時点での最大加熱量)を小さくし、その後、冷媒の余剰量が所定値未満で且つ冷水温度が前回と比べてある温度差以上になると、冷房用加熱装置2の上限加熱量を大きくする。経年変化や経時変化に対応した適正な上限加熱量を記憶させる。
特許請求の範囲
【請求項1】 加熱装置を有する再生器と、吸収器と、凝縮器と、蒸発器とからなる吸収式冷凍装置において、前記加熱装置の加熱量を予め定めた最大加熱量から最小加熱量までの所定範囲内で、且つ、冷水等の負荷に応じて増減させ、冷媒の余剰量が所定値以上になると前記加熱装置の上限加熱量を小さくし、その後、冷媒の余剰量が所定値未満で且つ冷水温度が前回と比べてある温度差以上になると前記加熱装置の上限加熱量を大きくする加熱量制御手段を設け、前記加熱量制御手段により設定された適正な上限加熱量を記憶し得るメモリ手段を設けたことを特徴とする吸収式冷凍装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無駄な加熱を抑制することが可能な吸収式冷凍装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、加熱装置を熱源とする再生器、吸収器、凝縮器、蒸発器、熱交換器等から構成した吸収式冷凍装置において、従来、加熱装置の加熱量の制御対象としては冷水等の負荷を基準としている。
【0003】しかし、この場合、吸収器や蒸発器の目詰まり等の経年変化によって初期能力が低下してゆくものである。このため、むやみに加熱量を増加させても無効冷媒の発生にしかならず、無駄な加熱になる。即ち、加熱量を増加させ液冷媒を多量に冷媒タンクに供給してもオーバーフローさせるだけであり、加熱の所謂無駄炊きとなっていた。
【0004】そこで、冷媒タンクの冷媒量が所定値以上になったときに、最大加熱量を予め定めた値から徐々に小さくすることにより、無駄炊きを未然に防止せんとする方法が提案されている(例えば、特願平4−173014号参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方法では、吸収器や蒸発器の目詰まり等の経年変化に相当する適正な加熱量を捜すまでに時間がかかり、その間は、無効冷媒が発生し、加熱の無駄になってしまう。しかも、冷房運転を行なう度毎に適正な上限加熱量を捜す同じような作業を実施する必要があるので、非効率的であった。
【0006】本発明は、上記事情に鑑み、経年変化に相当する上限加熱量を記憶させておくことにより、無効冷媒の発生を低減し、加熱の無駄を減少させることが出来る吸収式冷凍装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、加熱装置(2)を有する再生器(1)と、吸収器(9)と、凝縮器(5)と、蒸発器(7)とからなる吸収式冷凍装置において、前記加熱装置の加熱量(Q)を予め定めた最大加熱量(Qmax )から最小加熱量(Qmin)までの所定範囲内で、且つ、冷水等の負荷に応じて増減させ、冷媒の余剰量が所定値(Lee)以上になると前記加熱装置の上限加熱量を小さくし、その後、冷媒の余剰量が所定値未満で且つ冷水温度(Tw)が前記上限加熱量低減時の温度と比べてある温度差(ΔT)以上になると前記加熱装置の上限加熱量(Qmemo)を大きくする加熱量制御手段(26)を設け、前記加熱量制御手段により設定された適正な上限加熱量を記憶し得るメモリ手段(26)を設けて構成される。
【0008】
【作用】上記した構成により、本発明は、経年変化や経時変化に相当する適正な上限加熱量(Qmemo)、即ちその時点での最大加熱量を記憶しておき、冷媒の余剰量が所定値(Lee)以上になったとき、予め定めた最大加熱量(Qmax )から適正な上限加熱量に落とし、そこから、冷媒の余剰量が所定値以上になった場合に上限加熱量をある数量分(α1)だけ小さくし、その後、逆に、上限加熱量の調整によって冷媒の余剰量が所定値未満になったときには、冷水温度(Tw)がある温度差(ΔT)以上になった場合に限り、上限加熱量をある数量分(α2)だけ大きくするように作用する。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【0010】図1は家庭用などの小容量の水−リチウム塩系吸収式冷凍装置を示し、1はバーナ等の冷房用加熱装置2を備えた再生器で、前記加熱装置2の排気フード3は並設した暖房用加熱装置4の排気フードと併用する構成である。5は再生器1に連設した冷媒蒸気を液冷媒とする凝縮器で、該凝縮器5には冷媒配管6を介して蒸発器7に臨む冷媒タンク8を接続する。9は蒸発器7に連通路10を介し連設した吸収器で、該吸収器9の上部には、前記再生器1で冷媒を蒸発させて生じた濃溶液を導く濃溶液配管11を溶液熱交換器12を経て配管し、且つ、吸収器9の下方に稀溶液を回収する溶液タンク13を接続し、該溶液タンク13は前記溶液熱交換器12を経て再生器1に戻る稀溶液配管14を配管し溶液循環路を構成している。15は冷媒タンク8の下端に配管した冷媒ポンプ16をもつ冷媒循環配管で、先端を蒸発器7の散布装置17に接続している。また、蒸発器7に臨む冷水管18の出口部18aには冷水温度を検出する温度センサ19を取り付け、冷媒タンク8には液位センサ20を取り付けてなる。前記冷水管18は適宜個数の室内機21に導かれ、この戻り配管が貯溜タンク22及び切換弁23Aを経て蒸発器7内に戻る循環路を構成する。また、暖房時は温水が切換弁23Bを経て前記暖房用加熱装置4の温水熱交換器24に流れる暖房配管25を使用する。26は温度センサ19、液位センサ20等の出力を導く制御装置であり、加熱装置2等を制御する。27は吸収器9、凝縮器5を冷却する冷却ファンを示す。また、29は吸収器9の冷却水配管である。
【0011】次に、この作用を説明すると、まず吸収式冷凍装置を運転すれば、例えば冷房用加熱装置2の加熱により再生器1では溶液(稀溶液)が沸騰し、蒸発した冷媒蒸気と濃溶液を生ずる。この冷媒蒸気は凝縮器5に導かれ、凝縮されて冷媒液となる。この冷媒液は冷媒配管6を経て冷媒タンク8に溜まって行き、該冷媒タンク8から冷媒ポンプ16をもって給送した冷媒液は蒸発器7内へ散布装置17をもつて散布され、この散布時に生ずる気化潜熱を利用して冷水管18の伝熱管部を冷やして冷水を得、この冷水を室内機21へ導いて冷房を行なう。
【0012】一方、蒸発器7で発生した冷媒蒸気は連通路10を経て吸収器9に流れる。この吸収器9では、前記再生器1で得た濃溶液が濃溶液配管11をもって導かれて散布され、器内の冷媒蒸気を吸収して稀溶液とする。この稀溶液は溶液タンク13、溶液熱交換器12を経て再生器1に戻る液循環とする。
【0013】この場合、冷房運転制御としては冷媒タンク8に溜まる液冷媒を生ずる基となる再生器用加熱装置2の加熱量を制御して行なう。これは、冷媒タンク8の上部に接続した溶液タンク13へ戻すオーバーフロー管28の流出口近くの所定量の冷媒液面Leeに配設された液位センサ20の液位検出と、蒸発器7から出る冷水管18に配設された温度センサ19による冷水温度の検出とで総合して行なう。
【0014】即ち、オーバーフロー管28より冷媒液をオーバーフローさせるということは、その冷媒液を得るだけ加熱装置2の加熱量が過剰(無駄炊き)であるとの判断に基づく。まず、冷水管18の出口温度が設定温度に至ったか否かを検出し、設定温度になるように加熱量を最大加熱量から最小加熱量の範囲で段階的に変更し、また、冷媒タンク8に溜まる冷媒液面が所定値Leeに達するか否かを検出し、且つ蒸発器7の冷水管18で出口の温度を温度センサ19で検知し、その値を制御装置26に入力し、これに基づき加熱装置2の加熱量を制御し、冷媒液が冷媒タンク8からオーバーフローしないように適正な冷媒液面を得るようにする。更に、このときの適正な加熱量を上限加熱量として制御装置26に記憶しておき、次回の冷房運転時には、この上限加熱量を考慮して制御を開始することにより、経年変化を加味した適正な上限加熱量が直ちに設定されることとなる。
【0015】いま、この加熱量制御動作を図2及び図3に示す冷房運転制御プログラムのフローチャートに基づいて詳述すれば、次の通りである。
【0016】まず、冷房運転に際し、冷水温度Twの検出は蒸発器7の出口側の冷水温度を検知する温度センサ19で行なう。この冷水温度Twが設定温度Twsになるように、加熱量Qを最大加熱量Qmax と最小加熱量Qmin との間で、PID(比例、積分、微分)制御をする。
【0017】ここにおいて、最初は吸収器9、蒸発器7等が十分な効果を発揮しているが、吸収器9や蒸発器7の目詰まり等の経年変化により初期能力が低下し、冷水温度が上がって来るにつれて加熱量Qを増すようになり、加熱量Qが増せばそれだけ冷媒液が冷媒タンク8に溜まってくる。そこで、冷媒タンク8に配設した液位センサ20でオーバーフローする直前の冷媒液面を検知する。
【0018】そして、冷媒液面が一定値(Lee)以上になった時、冷水温度Twが前回の冷水温度Tw1と7℃との間にあるか否かを判断し、この範囲内にある場合には冷水温度TwをTw1として記憶する。また、冷水温度Twが7℃以下である場合にはTw1=7℃とした後、前回運転時に記憶した上限加熱量Qmemoをある数量分α1だけ小さくする。以下、冷媒液面が下がらない場合は、所定時間毎に加熱量Qを減じる。この際、上限加熱量Qmemoが最小加熱量Qmin 以下となった場合には最小加熱量Qmin を上限加熱量Qmemoとした後、上限加熱量Qmemoを最大加熱量Qmax として記憶する。
【0019】こうして、冷媒液面が一定値(Lee)以上になり、上限加熱量Qmemoが調整された結果、冷媒液面が一定値(Lee)未満となった時には、冷水温度Twが前回の冷水温度Tw1と比べてある温度差ΔT以上であるか否かを判断し、冷水温度Twと前回の冷水温度Tw1との差が温度差ΔT未満である場合には、冷房能力があまり落ちていないため加熱量Qを大きくする必要性に乏しいが、冷水温度Twと前回の冷水温度Tw1との差が温度差ΔT以上である場合には、加熱量Qを大きくして冷房能力を回復させる。それには、前回運転時に記憶した上限加熱量Qmemoをある数量分α2だけ大きくし、上限加熱量Qmemoが最大加熱量Qmax 以上となった場合には最大加熱量Qmax を上限加熱量Qmemoとした後、上限加熱量Qmemoを最大加熱量Qmax として記憶する。
【0020】このようにして、経年変化に相当する適正な上限加熱量Qmemoを捜し、その値を記憶させるようにする。
【0021】なお、上述の実施例では、経年変化に相当する適正な上限加熱量Qmemoを捜す加熱量制御について説明したが、この加熱量制御は、断水や電圧変動などの経時変化にも適用し得ることは言及するまでもない。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、冷房用加熱装置2等の加熱装置を有する再生器1と、吸収器9と、凝縮器5と、蒸発器7とからなる吸収式冷凍装置において、前記加熱装置の加熱量Qを予め定めた最大加熱量Qmax から最小加熱量Qmin までの所定範囲内で、且つ、冷水等の負荷に応じて増減させ、冷媒の余剰量が所定値Lee以上になると前記加熱装置の上限加熱量Qmemoを小さくし、その後、冷媒の余剰量が所定値Lee未満で且つ冷水温度Twが前回と比べてある温度差ΔT以上になると前記加熱装置の上限加熱量Qmemoを大きくする制御装置26等の加熱量制御手段を設け、前記加熱量制御手段により設定された適正な上限加熱量Qmemoを記憶し得る制御装置26等のメモリ手段を設けて構成したので、経年変化や経時変化に相当する適正な上限加熱量Qmemo、即ちその時点での最大加熱量を記憶しておき、冷媒の余剰量が所定値Lee以上になったとき、予め定めた最大加熱量Qmax から適正な上限加熱量Qmemoに落とし、そこから、冷媒の余剰量が所定値Lee以上になった場合に上限加熱量Qmemoをある数量分α1だけ小さくし、その後、逆に、上限加熱量Qmemoの調整によって冷媒の余剰量が所定値Lee未満になったときには、冷水温度Twがある温度差ΔT以上になった場合に限り、上限加熱量Qmemoをある数量分α2だけ大きくすることが出来る。その結果、冷房運転に際して経年変化や経時変化に対応した適正な上限加熱量Qmemoが直ちに設定され、無駄な加熱を抑制することが可能となる。




 

 


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