JPH0359360A - 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】 くイ）産業上の利用分野 本発明は吸収冷凍機に関し、特に吸収液ポンプの回転数
制御を行う吸収冷凍機に関する。

（ロ）従来の技術 例えば実開昭５６−６３９５１号公報には、冷水負荷の
変化に対応して変化する物理量、例えば冷水出入口温度
差に基づいて吸収液ポンプ（溶液ポンプ）の回転数を制
御する二重効用吸収冷凍機が開示されている。

（八〉発明が解決しようとする課題 上記従来の技術において、吸収冷凍機の１００％負荷時
と例えば６０％負荷時（部分負荷時）とでは冷水出入口
温度差が異なるの辻勿論、吸収冷凍機の冷却水温度の変
化に伴い、吸収器から高温再生器、及び低温再生器へ送
られる稀吸収液の濃度、及び各再生器から吸収器へ流れ
る濃液の濃度が変化し、上記冷水出入口温度差のみに基
づいて吸収液ポンプの回転数制御を行った場合には、冷
却水温度が変化したとき、吸収液ポンプの補液吐出量が
変化せず成績係数が低下するという問題が発生していた
。

本発明は吸収冷凍機の運転性能の向上、特に冷却水温度
が変化したときの成績係数の向上を図ることを目的とす
る。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、蒸発器（４〉の冷
水出入口温度を検出する温度検出器（３３）。

（３４〉と、これら温度検出器（３３）　、　（３４）
から信号を入力して冷水出入口温度差を演算する第２演
算装置（３７）と、吸収液管（８）に設けられた補液濃
度検出器（３１）と、濃吸収液が流れる吸収液管（１２
）に設けられた濃液濃度検出器〈３２）と、各濃度検出
器（３１）　、　（３２）からの信号を入力して濃度差
を演算する第１演算装置（３６）と、第１．第２演算装
置（３６）　。

（３７）からの信号を入力信号として濃度差と温度差と
の比率を演算する第３演算装置（３８〉と、第３演算装
置（３８〉からの信号を入力して上記比率と設定値とを
比較して周波数信号を出力する比較判別装置（４０）と
、この比較判別装置（４０）から周波数信号を入力して
吸収液ポンプ（１５〉へ電力を供給する回転数制御装置
（４１〉とを備えた吸収冷凍機を提供するものである。

又、蒸発器（４〉の冷水出入口温度・を検出する温度検
出器（３３）　、　（３４）と、これら温度検出器（３
３）　。

（３４）から信号を入力して冷水出入口温度差を演算す
る第２演算装置（３７〉と、濃液温度と冷媒の凝縮温度
とを検出する温度検出器（５１）　、　（５２）と、こ
れら温度検出器（５１）　、　（５２）からの信号を入
力信号として濃吸収液の濃度を演算する濃液濃度演算装
置（５５）と、補液温度と冷媒蒸発温度とを検出する温
度検出器（５３）　、　（５４）と、これら温度検出器
（５３）　。

（５４）からの信号を入力信号として稀吸収液の濃度を
演算する極液濃度演算装置（５６）と、これら濃度演算
装置（５５）　、　（５６）からの信号を入力信号とし
て濃度差を演算する第１演算装置（３６〉、第１．第２
演算装置（３６）　、　（３７）からの信号を入力信号
として濃度差と温度差との比率を演算する第３演算装置
り３８）と、第３演算装置（３８）からの信号を入力信
号として上記比率と設定値とを比較して周波数信号を出
力する比較判別装置（４０）と、この比較判別装置（４
０）から周波数信号を入力して吸収液ポンプ（１５）へ
電力を供給する回転数制御装置（４１〉とを備えた吸収
冷凍機を提供するものである。

（ホ〉作用 吸収冷凍機の運転時、負荷の変化により冷水出入口温度
差が変化した場合に（±第２演算装置（３７）により演
算される温度差が変化し、又、冷却水の温度などにより
、各濃度検出器（３１）　、　（３２）からの信号又は
各濃度演算装置（５５）　、　（５６）からの信号が変
化し、第１演算装置（３６）により演算される濃度差が
変化し、第３演算装置（３８〉により演算される濃度差
と温度差との比率が変化した場合には、第３演算装ｅ（
３８）から信号を入力した比較判別装置（４０〉が動作
する。そして上記比率と設定値とが比較判別装置（４０
）にて比較され、設定値と上記比率との差に応じて周波
数信号が変化し、この周波数信号を入力した回転数制御
装置（４１〉から吸収液ポンプ（１５〉へ供給される電
力の周波数が制御されるため、負荷の変化、及び冷却水
温度の変化に応じて吸収液ポンプ（１５）の稀液の吐出
量が変化し、吸収冷凍機の成績係数を高く保つことが可
能になる。

（へ〉実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

図面に示したものは二重効用吸収冷凍機であり、冷媒に
水（ｔｉｔｏ）、吸収剤（吸収液）に臭化リチウム（Ｌ
ｉＢｒ）水溶液を使用したものである。

図面において、（１〉はガスバーナ（ＩＢ）を備えた高
温再生器、（２〉は低温再生器、（３〉は凝縮器、（４
〉は蒸発器、（５）は吸収器、（６）は低温熱交換器、
（７）は高温熱交換器、（８〉ないしく１２）は吸収液
配管、（１５）は吸収液ポンプ、（１６）ないしく１８
）は冷媒配管、（１９）は冷媒ポンプ、（２０）はガス
バーナ（ＩＢ）に接続されたガス配管、（２１）は加熱
量制御弁、（２２〉は冷水配管であり、それぞれは第１
図に示したように配管接続されている。又、（２５）は
冷却水配管であり、この冷却水配管（２５）の途中には
吸収器熱交換器（２６）、及び凝縮器熱交換器（２７）
が設けられている。

又、（３１）は稀吸収液が流れる吸収液配管（８）の吸
収液ポンプ（１５〉の吐出側に設けられた超音波濃度計
である補液濃度検出器、〈３２〉は濃吸収液が流れ吸収
液配管（１２〉の途中に設けられた超音波濃度計である
濃液濃度検出器である。ここで、補液濃度検出器（３１
〉は吸収液留め（５Ａ）、又は吸収液留め（５Ａ〉と吸
収液ポンプ（１５〉との間の吸収液配管に設けても良い
。さらに（３３）、及び（３４）はそれぞれ冷水配管（
２２）の蒸発器（４）の入口側、及び出口側に設けられ
た冷水入口温度検出器、及び冷水出口温度検出器である
。

又、第１図及び第２図に示した（３５）は吸収液ポンプ
の制御装置であり、（３６）４ｉ稀補液度検出器（３１
）、及び濃液濃度検出器（３２〉から信号を入力し、濃
液と稀液との濃度差を演算する第１演算装置（濃度差演
算装置）である。又、（３７）は冷水入口温度検出器（
３３）、及び冷水出口温度検出器（３４）から信号を入
力し冷水の入口出口の温度差を演算する第２演算装置（
温度差演算装置）である。さらに、（３８〉は第３演算
装置（比率演算装置）であり、この第３演算装置（３８
）は第１演算装置（３６）、及び第２演算装置（３７〉
から信号を入力し、濃液と稀液との濃度差と冷水出入口
温度差との比率、例えば、温度差に対する濃度差の比率
を演算して信号を出力する。又、（４０）は第３演算装
置（３８）から信号入力し、予め設定されている設定値
と比較して周波数信号を出力する比較判別装置であり、
（４１）はこの比較判別装置（４０〉から周波数信号を
入力し、周波数信号に応じた電力を吸収液ポンプ（１５
）へ供給する回転数制御装置（以下インバータ装置とい
う）である。ここで、第１．第２．第３演算装置（３６
）　、　（３７）　、　（３８）、及び比較判別装置（
４ｏ）にはマイクロプロセッサユニットその他のコンピ
ュータが内蔵されている。さらに、例えば第１、第２．
第３演算装置（３６）　、　（３７）　、　（３８）を
１つの演算装置としてマイクロプロセッサユニットなど
により構成しても良い。

上記吸収冷凍機の運転時、従来の吸収冷凍機と同様に高
温再生器（１）で蒸発した冷媒は低温再生器（２）を経
て凝縮器（３）へ流れ、凝縮器熱交換器（２７〉を流れ
る水と熱交換して凝縮液化した後冷媒配管（１７〉を介
して蒸発器（４〉へ流れる。そして、冷媒が冷水配管（
２２）内の水と熱交換して蒸発し、気化熱によって冷水
配管（２２）内の水が冷却される。

そして、冷水が負荷に循環する。また、蒸発器（４）で
蒸発した冷媒は吸収器（５）で吸収液に吸収される。そ
して、冷媒を吸収して濃度が薄くなった吸収液が吸収液
ポンプ（１５）の運転により低温熱交換器（６）、及び
高温熱交換器（７）を経て高温再生器（１）へ送られる
。高温再生器（１）に入った吸収液はバーナ〈ＩＢ〉に
よって加熱され、冷媒が蒸発し、中濃度の吸収液が高温
熱交換器（７〉を経て低温再生器（２〉へ入る。そして
、吸収液は高温再生器（１〉から冷媒配管（１６）を流
れて来た冷媒蒸気によって加熱され、さらに冷媒が蒸発
分離され濃度が高くなる。高濃度になった吸収液（以下
濃液という）は低温熱交換器（６）を経て温度低下して
吸収器（５〉へ送られ、散布される。

上記のように吸収冷凍機が運転されているとき、冷水負
荷の変化により冷水入口出口温度検出器（３３）　、　
（３４）の検出温度の差、即ち、第２演算装置（３７）
が演算する温度差は変化する。このとき、例えば冷水負
荷が１００％負荷の場合には上記温度差は例えば５℃で
ある。このとき、例えば冷却水温度が高く、凝縮器（３
）の圧力が高いために高温再生器（１〉の圧力が高く、
吸収液の循環量が少ない場合には、濃液と稀液との濃度
差は例えば７％である。そして、第３演算装置（３８〉
にて上記温度差に対する濃度差の比率が演算され、比率
は７１５＝１．４になる。さらに、比較判別装置（４０
）が、第３演算装置（３８〉から信号を入力し、上記比
率と例えばＣ０Ｐ（成績係数）が実験時に最も高くなっ
た設定値（例えば１．１）とを比較して周波数信号を出
力する。ここで、演算によって求められた比率が上記の
ように設定値より高い場合には、比較判別装置（４０〉
が出力する周波数信号が上記比率と設定値との差に応じ
て所定周波数増加する。そして、周波数信号を入力した
インバータ装置（４１〉から吸収液ポンプ（１５）へ供
給される電力の周波数が増加し、吸収液ポンプ（１５）
の稀液の吐出量が増加する。このため、吸収冷凍機を循
環する吸収液の量が増え、濃液の濃度が低下し、第１演
算装置（３６）が演算する濃度差が小さくなる。そして
、温度差に対する濃度差の比率が減少する。その後、演
算により求められた比率と設定値との差が小さくなるの
に伴い、比較判別装置（４０〉が出力する周波数信号が
減少し、上記比率が設定値と等しくなったときには、比
較判別装置（４０）が出力する周波数信号は一定に保た
れる。

又、冷却水温度が低下した場合には、凝縮器（３〉の圧
力が低下すると共に高温再生器（１）の圧力が低下する
。そして、高温再生器〈１〉の圧力低下により吸収液ポ
ンプ（１５）の稀液吐出量が増加し、濃液濃度が低くな
る。そして、補液濃度検出器（３１）と濃液濃度検出器
〈３２〉とが検出した濃度により第１演算装置（３６〉
で演算された濃度差が例えば４％に減少する。このため
、冷水負荷が変化せず第３演算装置（３８〉で演算され
る温度差に対する濃度差の比率が４７５＝０．８に減少
した場合には、第３演算装置（３８〉からの信号に基づ
いて比較判別装置（４０〉が動作し、上記比率と設定値
とを比較して周波数信号を出力する。ここで、上記比率
が設定値より低い場合には、周波数信号が上記比率と設
定値との差に応じて減少する。そして、周波数信号を入
力したインバータ装置（４１〉から吸収液ポンプ（１５
〉へ供給される電力の周波数が減少し、吸収液ポンプ（
１５〉の稀液吐出量が減少する。このため、濃液の濃度
が上昇し、濃液と稀液との濃度差が増加する。そして、
この濃度差の増加に伴い比較判別装置（４０）が出力す
る周波数信号が増加し、稀液吐出量が増加する。その後
、さらに、濃液濃度が上昇して濃液と稀液との濃度差が
増加し、設定値と等しくなると、比較判別装置（４０）
から出力される周波数信号は一定に保たれる。さらに、
その後、冷却水温度が低下し、濃液濃度が低くなり、濃
液と稀液との濃度差が設定値より小さくなり、温度差に
対する濃度差の比率が設定値より低くなると、比較判別
装置（４０）が動作し、周波数信号が減少する。そして
、インバータ装置く４１〉から吸収液ポンプ（１５〉へ
供給される電力の周波数が減少し、吸収液ポンプ（１５
）の稀液の量が減少し、濃液の濃度が上昇する。

又、冷水負荷が上記の１００％から例えば６０％に減少
し、冷水出入口温度差が例えば３℃になったとき、第１
演算装置（３６）にて演算された濃度差が例えば２％で
あった場合には、第３演算装置（３８）で演算される温
度差に対する濃度差の比率が２／１０．６７になる。そ
して、比較判別装置（４０〉は第３演算装置（３８〉か
ら信号を入力して動作し、上記比率が設定値より低いた
め、周波数信号が減少する。このため、吸収液ポンプ（
１５〉の補液吐出量が減少し、濃液の濃度が増加して濃
度差が増加する。モして、濃度差と温度差との比率が設
定値になると、比較判別装置く４０〉が出力する周波数
信号は一定に保たれる。

その後、冷却水の温度が変化して濃度差が変化した場合
には、上記の冷水負荷が上記１００％のときと同様に、
濃度差温度差の比率に応じて比較判別装置（４０）が動
作して周波数信号が増減し、吸収液ポンプ（１５）の補
液吐出量が変化し、温度差に対する濃度差の比率が略一
定に保たれる。

さらに、冷水負荷が変化し、冷水出入口温度差が変化し
た場合には第３演算装！（３８）にて演算された温度差
に対する濃度差の比率と設定値とが比較され、吸収液ポ
ンプ（１５）の釉液吐出量が変化する。

上記実施例によれば、冷却水温度が変化し、それに伴い
吸収液ポンプ〈１５〉の稀吸収液の吐出量が変化し、第
３演算装置（３８〉にて演算された濃液と稀液との濃度
差が変化し、濃度差と冷水出入口温度差との比率が設定
値より高くなった場合、又は低くなった場合には、比較
判別装置（４０〉が動作して、周波数信号が変化する。

そして、吸収液ポンプ（１５〉の補液吐出量が変化し、
濃液濃度が変化して温度差に対する濃度差の比率がほぼ
設定値に保たれるため、冷却水温度変化による吸収冷凍
機の成績係数の変化を僅かに抑えることができ、吸収冷
凍機の運転能力を高く保つことができる。又、負荷の変
化、即ち冷水出入口温度差が変化した場合にも、上記比
率と設定値との差に応じて吸収液ポンプ（１５）の補液
吐出量が変化し、負荷の変化、及び冷却水温度の変化に
応じて吸収液ポンプ（１５）の補液吐出量が変化するた
め、吸収冷凍機の成績係数を高く保つことができる。尚
、上記実施例において、稀液と濃液との温度差と冷水出
入口温度差との比率を１．１に設定したが、比率は１．
１に限定されるものではなく、例えば１．０〜１．３の
範囲内で設定すれば良い。又、濃度差に対する温度差の
比率を演算し、この比率と設定値とを比較して吸収液ポ
ンプ（１５）へ供給される電力の周波数を制御しても良
い。

又、図面に示したように、吸収液配管（１１）の低温再
生器（２〉出口側、冷媒配管（１７〉の凝縮器（３）の
出口側、吸収器（５〉の吸収液留り（５Ａ〉、及び冷媒
配管（１８）の蒸発器（４〉出口側にそれぞれ温度検出
器（５１）　、　（５２）　、　（５３）及び（５４〉
を設ける。そして、温度検出器（５１）　、　（５２）
が検出する濃吸収液温度と冷媒凝縮温度とから濃液濃度
を図に破線にて示した濃液濃度演算装置（５５）にて演
算し、又、温度検出器（５３）　、　（５４）が検出す
る稀吸収液温度と冷媒蒸発温度とから稀液濃度を図に破
線にて示した釉液濃度演算装置（５６〉にて演算する。

そして、演算により求められた濃液濃度と稀液濃度との
差を上記実施例と同様に第１演算装置（３６）にて演算
し、濃度差と冷却水出入口温度差との比率（温度差に対
する濃度差の比率）を第３演算装置（３８）にて演算す
る。さらに、比率と設定値とを比較判別装置（４０）に
て比較して、周波数信号を変化させ、吸収液ポンプ（１
５）へ供給される電力の周波数を制御した場合には、上
記実施例と同様に冷却水温度、及び負荷の変化に応じて
吸収液ポンプ（１５〉の稀液の吐出量を変化させること
ができ、吸収冷凍機の成績係数を高く保つことができる
。

（ト）発明の効果 本発明は以上のように構成された吸収冷凍機であり、冷
水出入口温度差を温度差演算装置にて演算し、極液濃度
検出器と濃液濃度検出器とから信号を入力し各濃度の差
を濃度差演算装置にて演算し、それぞれの演算装置から
信号を入力信号として濃度差と温度差との比率を比率演
算装置にて演算し、この比率と設定値とを比較して比較
判別装置が周波数信号を出力し、この周波数信号を回転
数制御装置が入力して吸収液ポンプへ電力を供給するの
で、負荷の変化、及び冷却水温度の変化に応じて変化す
る温度差及び濃度差に応じて吸収液ポンプの補液吐出量
を制御することができ、この結果、吸収冷凍機の成績係
数を高く保つことができる。

又、冷水出入口温度差を温度差演算装置にて演算し、濃
液濃度演算装置と釉液濃度演算装置とからの信号により
濃度差演算装置にて濃度差を演算し、それぞれの演算装
置からの信号を入力信号として濃度差と温度差との比率
を比率演算装置にて演算し、この比率と設定値とを比較
して比較判別装置が周波数信号を出力し、周波数信号を
入力して回転数制御装置が吸収液ポンプへ電力を供給す
るので、負荷の変化、及び冷却水温度の変化に応じて変
化する温度差、及び濃度差に応じて吸収液ポンプの精液
吐出量を制御することができ、この結果、吸収冷凍機の
成績係数を負荷の変化、及び冷却水温度の変化が発生し
たときも高く保つことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す吸収冷凍機の回路構成図
、第２図は吸収液ポンプの制御装置のブロック図である
。 （１）・・・高温再生器、　（３〉・・・凝縮器、　（
４〉・・・蒸発器、　（５）・・・吸収器、　（１５）
・・・吸収液ポンプ、（３１）・・・補液濃度検出器、
　（３２〉・・・濃液濃度検出器、　（３３）　、　（
３４）・・・冷水出入口温度検出器、　（３６）・・・
第１演算装置（濃度差演算装置）、　（３７）・・・第
２演算装置（温度差演算装置）、　（３８〉・・・第３
演算装置（比率演算装置）、　（４０〉・・・比較判別
装置、　（４１）・・・回転数制御装置、　（５１）　
、　（５２）　、　（５３）　、　（５４）・・・温度
検出器、　（５５）・・・濃液濃度演算装置、　（５６
）・・・極液濃度演算装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸収器、再生器、凝縮器、および蒸発器などにより
   冷凍サイクルを構成すると共に、吸収器と再生器との間
   に接続された稀吸収液管の途中に吸収液ポンプを設けた
   吸収冷凍機において、蒸発器の冷水出入口温度を検出す
   る温度検出器と、これら温度検出器からの信号を入力信
   号として冷水出入口温度差を演算する温度差演算装置と
   、上記稀吸収液管あるいは、吸収器の吸収液留りに設け
   られた稀液濃度検出器と、再生器と吸収器との間に設け
   られ再生器から吸収器へ濃吸収液を流す濃吸収液管に設
   けられた濃液濃度検出器と、この濃液濃度検出器と上記
   稀液濃度検出器とからの信号を入力信号として濃吸収液
   と稀吸収液との濃度差を演算する濃度差演算装置と、こ
   の濃度差演算装置および温度差演算装置からの信号を入
   力信号として濃度差と温度差との比率を演算する比率演
   算装置と、この比率演算装置からの信号を入力し、上記
   比率と設定値とを比較して周波数信号を出力する比較判
   別装置と、この比較判別装置から周波数信号を入力信号
   として上記吸収液ポンプへ電力を供給する回転数制御装
   置とを備えたことを特徴とする吸収冷凍機。 ２、吸収器、再生器、凝縮器、および蒸発器などにより
   冷凍サイクルを構成すると共に、吸収器と再生器との間
   に接続された稀吸収液管の途中に吸収液ポンプを設けた
   吸収冷凍機において、蒸発器の冷水出入口温度を検出す
   る温度検出器と、これら温度検出器からの信号を入力信
   号として冷水出入口温度差を演算する温度差演算装置と
   、濃液温度と冷媒の凝縮温度とを検出する温度検出器と
   、これら温度検出器からの信号を入力信号として濃吸収
   液の濃度を演算する濃液濃度演算装置と、稀液温度と冷
   媒蒸発温度とを検出する温度検出器と、これら温度検出
   器からの信号を入力信号として稀吸収液の濃度を演算す
   る稀液濃度演算装置と、この稀液濃度演算装置と濃液濃
   度演算装置とからの信号により濃度差を演算する濃度差
   演算装置と、この濃度差演算装置と上記温度差演算装置
   からの信号を入力信号として濃度差と温度差との比率を
   演算する比率演算装置と、この比率演算装置からの信号
   を入力し、上記比率と設定値とを比較して周波数信号を
   出力する比較判別装置と、この比較判別装置からの信号
   を入力信号として上記吸収液ポンプへ電力を供給する回
   転数制御装置とを備えたことを特徴とする吸収冷凍機。