JP2007003122A - Operation control method of absorption chiller and heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷房などの冷却作用と暖房などの加熱作用が同時に行えるように、冷水と温水が同時に供給できる吸収冷温水機の制御に関するものである。 The present invention relates to control of an absorption chiller / heater that can supply cold water and hot water simultaneously so that a cooling action such as cooling and a heating action such as heating can be performed simultaneously.
従来の冷/温水同時供給型の吸収冷温水機においては、一般に冷水供給を主、温水供給を従として制御する冷房主運転と、逆に温水供給を主、冷水供給を従として制御する暖房主運転とは、例えば図3に示したように、冷媒の主に蒸発熱で冷却するために冷却負荷から蒸発器に還流してきた冷水の温度、すなわち還流冷水温度tと、冷媒の主に凝縮熱で加熱するために加熱負荷から温水器に還流してきた温水の温度、すなわち還流温水温度Tに基づいて、その領域をはっきりと区分するようにしていた(例えば、特許文献1参照。)。 In a conventional cold / hot water simultaneous supply type absorption chiller / heater, the cooling main operation is generally controlled with the cold water supply as the main and the hot water supply as the slave, and conversely the heating main as the main control with the hot water supply as the slave. For example, as shown in FIG. 3, the operation refers to the temperature of the chilled water that has been returned to the evaporator from the cooling load in order to cool the refrigerant mainly with the heat of evaporation, that is, the temperature of the chilled water, and the heat of condensation mainly of the refrigerant. Based on the temperature of the warm water that has been refluxed from the heating load to the water heater, that is, the reflux warm water temperature T, the region is clearly divided (see, for example, Patent Document 1).
また、図3に示した従来の冷/温水同時供給型の吸収冷温水機においては、冷却/加熱作用を終えて吸収冷温水機に還流してくる冷水と温水の温度のみに基づいて冷房主運転と暖房主運転の切換を行うものであったので、条件によっては冷房主運転と暖房主運転が頻繁に切換わり、冷水と温水の安定供給が困難となることがあった。そのため、吸収冷温水機を図4に示したように制御する提案もある(例えば、特許文献1参照。)。 Further, in the conventional cold / hot water simultaneous supply type absorption chiller / heater shown in FIG. 3, the cooling main unit is based only on the temperature of the chilled water and warm water returning to the absorption chiller / heater after finishing the cooling / heating operation. Since the operation and the heating main operation are switched, depending on the conditions, the cooling main operation and the heating main operation are frequently switched, and stable supply of cold water and hot water may be difficult. Therefore, there is also a proposal for controlling the absorption chiller / heater as shown in FIG. 4 (see, for example, Patent Document 1).
すなわち、還流冷水温度tが第1の冷水所定温度t1より僅かに高い第2の冷水所定温度t2より低く、還流温水温度Tが第1の温水所定温度T1より僅かに低い第2の温水所定温度T2より高い、冷却/加熱負荷共に小さい低負荷状態に、少なくとも還流冷水温度tが第2の冷水所定温度t2より高いか、還流温水温度Tが第2の温水所定温度T2より低い高負荷状態から移行するときに、冷房主運転から移行するときには冷房主運転を継続し、暖房主運転から移行するときには暖房主運転を継続する制御が提案されている。
冷却負荷に循環供給される冷水と、加熱負荷に循環供給される温水とが定流量制御されているときには、図4に示した従来周知の制御で全く問題ないが、冷水と温水の変流量制御を行ってランニングコストの一段の削減を図るときには、温度差だけからでは冷却負荷と加熱負荷の大きさが分からないため、冷房主運転から暖房主運転、暖房主運転から冷房主運転への切り替わりが頻繁に起こり、冷水出口温度や温水出口温度が安定しなくなる、と云った問題点があった。 When the cold water circulated and supplied to the cooling load and the hot water circulated and supplied to the heating load are controlled at a constant flow rate, there is no problem with the conventionally known control shown in FIG. Therefore, since the size of the cooling load and the heating load cannot be determined from the temperature difference alone, the switching from the main cooling operation to the main heating operation and from the main heating operation to the main cooling operation is not possible. There was a problem that the cold water outlet temperature and the hot water outlet temperature became unstable and occurred frequently.
したがって、ランニングコストの一層の削減が可能に、冷却負荷に循環供給する冷水と加熱負荷に循環供給する温水の変流量制御を行っても、冷水出口温度と温水出口温度が大きく変動しないようにする必要があり、その解決が課題となっていた。 Therefore, it is possible to further reduce the running cost, so that the cold water outlet temperature and the hot water outlet temperature do not fluctuate greatly even if variable flow control of the cold water supplied to the cooling load and the hot water supplied to the heating load is performed. There was a need to solve this problem.
本発明は、再生器・凝縮器・蒸発器・吸収器などを配管接続して冷媒と吸収液の循環サイクルを形成すると共に、蒸発器の内部に通水して所定の温度を目標に冷却した冷水を冷却負荷に循環供給する冷水供給経路と、再生器から流入した冷媒蒸気が放熱して凝縮し、再生器に還流する冷媒液が生成される容器内に通水して所定の温度を目標に加熱した温水を加熱負荷に循環供給する温水供給経路とを備え、前記再生器に供給する熱量を、冷却のために前記蒸発器に通水する水の温度に基づいて制御する冷水主、温水従運転、若しくは加熱のために前記容器に通水する水の温度に基づいて制御する温水主、冷水従運転が、前記蒸発器に通水する水の温度と前記容器に通水する水の温度に基づいて切替可能に設けられた吸収冷温水機において、前記切替の判定基準温度が冷水供給経路の冷水流量と温水供給経路の温水流量を変数として前記熱量の制御毎に変更されることを特徴とする冷凍機である。 In the present invention, a regenerator, a condenser, an evaporator, an absorber, and the like are connected to form a circulation cycle of the refrigerant and the absorbing liquid, and water is passed through the evaporator to cool to a predetermined temperature. Chilled water supply path that circulates chilled water to the cooling load, and refrigerant vapor that flows in from the regenerator dissipates heat, condenses, and passes through the container in which the refrigerant liquid that recirculates to the regenerator is generated to target a predetermined temperature A hot water supply path that circulates and supplies hot water heated to a heating load, and controls the amount of heat supplied to the regenerator based on the temperature of water that passes through the evaporator for cooling. The temperature of the water that passes through the evaporator and the temperature of the water that passes through the evaporator in the hot water main and cold water sub-operation controlled based on the temperature of the water that passes through the container for heating or heating. In an absorption chiller / heater provided to be switchable based on A refrigerator, characterized in that the criterion temperature of the switching is changed in each control the amount of heat the hot water flow rate of the coolant flow rate and the hot water supply path cold water supply path as a variable.
本発明によれば、ランニングコストの一段の削減を図るために冷水と温水の変流量制御を行うときにも、冷却負荷に供給する冷水と加熱負荷に供給する温水の出口温度が安定するので、安定した冷暖房などが可能になる。 According to the present invention, when performing variable flow control of cold water and hot water in order to further reduce the running cost, the outlet temperature of the cold water supplied to the cooling load and the hot water supplied to the heating load is stabilized. Stable air conditioning is possible.
再生器・凝縮器・蒸発器・吸収器などを配管接続して冷媒と吸収液の循環サイクルを形成すると共に、蒸発器の内部に通水して所定の温度を目標に冷却した冷水を冷却負荷に循環供給する冷水供給経路と、再生器から流入した冷媒蒸気が放熱して凝縮し、再生器に還流する冷媒液が生成される容器内に通水して所定の温度を目標に加熱した温水を加熱負荷に循環供給する温水供給経路とを備え、前記再生器に供給する熱量を、冷却のために前記蒸発器に通水する水の温度に基づいて制御する冷水主、温水従運転、若しくは加熱のために前記容器に通水する水の温度に基づいて制御する温水主、冷水従運転が、前記蒸発器に通水する水の温度と前記容器に通水する水の温度に基づいて切替可能に設けられた吸収冷温水機において、冷水供給経路の冷水流量と温水供給経路の温水流量をそれぞれ圧力計で計測した冷水圧力、温水圧力に基づいて推定し、その冷水流量と温水流量を変数として前記切替の判定基準温度を前記熱量の制御毎に変更するようにした運転制御方法。 A regenerator / condenser / evaporator / absorber, etc. are connected to form a circulation cycle of refrigerant and absorbing liquid, and water is passed through the evaporator to cool the chilled water that is cooled to a predetermined temperature. Chilled water supply path that circulates and supplies to the regenerator and hot water heated to a predetermined temperature by passing water through a container in which the refrigerant vapor flowing from the regenerator dissipates heat and condenses, and the refrigerant liquid that recirculates to the regenerator is generated A hot water supply path that circulates and supplies heat to a heating load, and controls the amount of heat supplied to the regenerator based on the temperature of the water that passes through the evaporator for cooling, or a hot water subordinate operation, or Switch between hot water main and cold water slave operation based on the temperature of water flowing to the container for heating based on the temperature of water flowing to the evaporator and the temperature of water flowing to the container Chilled water supply path in an absorption chiller / heater installed Estimate the chilled water flow rate and the hot water flow rate of the hot water supply path based on the chilled water pressure and the hot water pressure measured with a pressure gauge, respectively, and change the switching criterion temperature for each control of the heat quantity using the chilled water flow rate and the hot water flow rate as variables. Operation control method to be done.
以下、本発明の一実施例を図1、図2に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1に例示したものは冷/温水を冷却負荷、加熱負荷それぞれに循環供給することができる冷温水機としての二重効用吸収式冷凍機であり、冷媒に水を、吸収液に臭化リチウム(LiBr)水溶液を使用したものである。 The example illustrated in FIG. 1 is a double-effect absorption refrigerator as a cold / hot water machine that can circulate and supply cold / hot water to a cooling load and a heating load, with water as a refrigerant and lithium bromide as an absorption liquid. (LiBr) aqueous solution is used.
図において、1は加熱手段としてのガスバーナ1B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は温水器、9は放熱器、10〜12は吸収液配管、13は吸収液ポンプ、14〜19は冷媒配管、20は冷媒ポンプ、22は図示しない冷房などの冷却負荷に冷水を循環供給するための、途中に蒸発器熱交換器4Aを備えた冷水配管、23は途中に吸収器熱交換器5A、凝縮器熱交換器3Aおよび放熱器熱交換器9Aを備えた冷却水配管、24は図示しない暖房などの加熱負荷に温水を循環供給するための、途中に温水器熱交換器8Aを備えた温水配管、25は分岐温水配管、26は分岐冷却水配管、27〜30は開閉弁、31〜33は流量制御弁であり、これらの機器はそれぞれ図1に示したように配管接続されている。
In the figure, 1 is a high temperature regenerator equipped with a
上記構成の吸収冷温水機においては、開閉弁27〜29を閉じると共に、冷却水配管23への冷却水の供給を停止してガスバーナ1Bを点火すると、高温再生器1では溶液が加熱され、この加熱溶液から蒸発分離した冷媒蒸気が冷媒配管18を介して温水器8に入り、ここで温水器熱交換器8Aを流れる水と熱交換して凝縮し、冷媒配管19を通って高温再生器1に戻る循環が行われるので、温水器熱交換器8Aを流れて冷媒蒸気と熱交換し、温度上昇した水、すなわち温水を温水配管24を介して図示しない加熱負荷に循環供給することで、暖房などの加熱作用を行うことができる。
In the absorption chiller / heater configured as described above, when the on-off
一方、開閉弁27〜29を開き、温水配管24による温水器8への通水を停止した状態で冷却水配管23に冷却水を通し、ガスバーナ1Bを点火して高温再生器1で溶液を加熱すると、高温再生器1で溶液から蒸発分離した冷媒蒸気は冷媒配管14に流れ、低温再生器2で中間吸収液を加熱濃縮して凝縮器3に入り、低温再生器2で冷媒蒸気により加熱されて中間吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気は凝縮器3へ入り、冷却水配管23から凝縮器熱交換器3Aへ流れた冷却水と熱交換して凝縮液化した後、冷媒配管14からの凝縮冷媒と一緒になって冷媒配管15を介して蒸発器4へ入る。
On the other hand, the on-off
蒸発器4では、冷媒ポンプ20によって蒸発器熱交換器4Aの上に散布された冷媒液が冷水配管22からの水と熱交換して蒸発し、このときの気化熱によって蒸発器熱交換器4A内を流れる水が冷却される。そして、蒸発器4で蒸発した冷媒蒸気は吸収器5に入り、上方から散布される吸収液に吸収される。
In the evaporator 4, the refrigerant liquid sprayed onto the evaporator heat exchanger 4 </ b> A by the refrigerant pump 20 evaporates by exchanging heat with water from the
冷媒を吸収して濃度の薄くなった吸収器5の吸収液は、吸収液ポンプ13の運転により低温熱交換器6・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、ガスバーナ1Bにより加熱されて冷媒が蒸発し、中濃度の吸収液となって高温熱交換器7を経由して低温再生器2に入る。
The absorption liquid of the
そして、ここで吸収液は高温再生器1から冷媒配管14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て濃度が高くなる。高濃度になった吸収液は低温熱交換器6を経て吸収器5へ入り、上方から散布される。
Here, the absorbing liquid is heated by the refrigerant vapor flowing from the high-temperature regenerator 1 through the
上記のように吸収冷温水機の運転が行われると、蒸発器4において蒸発器熱交換器4Aの管壁を介して冷媒の気化熱によって冷却された水が、冷水配管22を介して図示しない冷却負荷に循環供給できるので、冷房などの冷却作用が行える。
When the operation of the absorption chiller / heater is performed as described above, the water cooled by the heat of vaporization of the refrigerant through the tube wall of the
また、開閉弁27〜29を開き、温水配管24による温水器8への通水を行いながら冷却水配管23に冷却水を通してガスバーナ1Bを点火し、高温再生器1で溶液を加熱すると、高温再生器1で溶液から蒸発分離した冷媒蒸気は冷媒配管14と18を介して低温再生器2と温水器8に同時に供給されるので、冷水配管22から冷水を循環供給して行う冷房などの冷却作用と、温水配管24から温水を循環供給して行う暖房などの加熱作用の両方が同時に行える。
Further, when the on-off
35は、上記のような動作が可能な吸収冷温水機に設けた制御装置であり、マイコンなどから構成されている。また、冷水配管22の蒸発器4出入口側には温度センサ41、42、圧力センサ43、44が設置され、温水配管24の温水器8出入口側には温度センサ45、46、圧力センサ47、48が設置されて、蒸発器4に出入する冷水の温度と圧力、温水器8に出入する温水の温度と圧力がそれぞれ計測できるように構成されている。
そして、制御器35の図示しないメモリー部には、蒸発器4内に設置された蒸発器熱交換器4Aの内部を流れる冷水の流量を推定するための、圧力センサ43、44が計測した蒸発器4出入口部における冷水の圧力、若しくはその圧力差を変数とした実験式からなる演算式と、温水器8内に設置された温水器熱交換器8Aの内部を流れる温水の流量を推定するための、圧力センサ47、48が計測した温水器8出入り口部における温水の圧力、若しくはその圧力差を変数とした実験式からなる演算式とが格納されている。
In the memory unit (not shown) of the
また、制御器35の図示しないメモリー部には、図2に示した運転切替判定図における判定基準温度L1〜L4を、蒸発器4または温水器8から吐出する冷温水の設定出口温度、前記容器に出入口する冷温水の設定温度差、定格流量に対する冷温水の各比率を変数として演算するための以下の演算式
L1=冷水の設定出口温度+C1×冷水の出入口設定温度差÷冷水流量比
L3=冷水の設定出口温度+C2×冷水の出入口設定温度差÷冷水流量比
L2=温水の設定出口温度+C3×温水の出入口設定温度差÷温水流量比
L4=温水の設定出口温度+C4×温水の出入口設定温度差÷温水流量比
が格納されている。
In addition, in the memory unit (not shown) of the
なお、式中C1〜C4は定数であり、C1とC3は1に近い1以下の適宜の数値、例えば0.9、C2とC4はC1、C3の1/20程度の適宜の数値、例えば0.05などが選択される。また、冷水流量比、温水流量比は、それぞれ定格流量に対する比率であり、流量が定格流量の1/5のときの流量比は0.2、半分のときの流量比は0.5である。 In the formula, C1 to C4 are constants, and C1 and C3 are appropriate numerical values of 1 or less close to 1, for example 0.9, and C2 and C4 are appropriate numerical values about 1/20 of C1 and C3, for example 0. .05 etc. are selected. The cold water flow rate ratio and the warm water flow rate ratio are ratios relative to the rated flow rate, respectively. The flow rate ratio is 0.2 when the flow rate is 1/5 of the rated flow rate, and the flow rate ratio when the flow rate is half.
また、制御器35の図示しないメモリー部には、所定時間毎に圧力センサ43、44が計測した冷水の圧力に基づいて、蒸発器4(の蒸発器熱交換器4A)に出入している冷水の流速を演算(推定)し、圧力センサ47、48が計測した温水の圧力に基づいて、温水器8(の温水器熱交換器8A)に出入している温水の流速を演算(推定)し、冷水と温水の流速からL1〜L4の値を演算して判定基準線L1〜L4のレベルを変更した後、温度センサ41が計測した冷水の蒸発器4入口側温度、すなわち還流冷水温度tと、温度センサ45が計測した温水の温水器8入口側温度、すなわち還流温水温度Tを図面上にプロットし、そのプロット位置から冷房主運転か暖房主運転かを判定し、冷房主運転と判定したときには、温度センサ42が計測する冷水の蒸発器4出口側温度が所定の温度、例えば7℃になるようにガスバーナ1Bの火力を調整し、暖房主運転と判定したときには、温度センサ46が計測する温水の温水器8出口側温度が所定の温度、例えば50℃になるようにガスバーナ1Bの火力を調整するための所要の制御プログラムも記憶させてある。
In addition, in the memory unit (not shown) of the
したがって、ランニングコストの一層の削減を図るために、冷水配管22を介して冷却負荷に循環供給する冷水と温水配管24を介して加熱負荷に循環供給する温水の変流量制御を行うときにも、蒸発器4で冷却して供給する冷水の温度と、温水器8で加熱して供給する温水の温度が安定するので、安定した冷暖房などが可能になった。
Therefore, in order to further reduce the running cost, when performing variable flow control of the cold water that is circulated to the cooling load via the
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲でさらに各種の変形実施が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims.
例えば、圧力計よりも遥かに高価ではあるが、電磁流量計、超音波流量計などの流量計を配管の所要部に介在させて、冷水配管22を流れる冷水の流量、温水配管24を流れる温水の流量を計測し、流量計で計測した冷水と温水の流量を用いてL1〜L4を演算するように制御プログラムを構成し、その制御プログラムを制御器35のメモリー部に記憶させても良い。
For example, although it is much more expensive than a pressure gauge, a flow meter such as an electromagnetic flow meter or an ultrasonic flow meter is interposed in a required part of the piping, and the flow rate of cold water flowing through the
1 高温再生器
1B ガスバーナ
2 低温再生器
3 凝縮器
3A凝縮器熱交換器
4蒸発器
4A蒸発器熱交換器
5 吸収器
5A 吸収器熱交換器
6 低温熱交換器
7 高温熱交換器
8 温水器
8A 温水器熱交換器
9 放熱器
9A 放熱器熱交換器
10〜12 吸収液配管
13 吸収液ポンプ
14〜19 冷媒配管
20 冷媒ポンプ
22 冷水配管
23 冷却水配管
24 温水配管
25 分岐温水配管
26 分岐冷水配管
27〜30 開閉弁
31〜33 流量制御弁
35 制御装置
41・42 温度センサ
43・44 圧力センサ
45・46 温度センサ
47・48 圧力センサ
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