JPH05223392A - 二重効用吸収冷温水機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機器の高さ位置関係を比較的自由に選択でき
るとともに、起動・停止時に、系ないの状態がが比較的
安定（特に圧力的に）しており、気液分離器から冷媒回
路に溶液の混入が発生しにくい二重効用吸収冷温水機を
得る。 【構成】 高温再生器２、低温再生器３、凝縮器４及び
溶液ポンプ８を備えるとともに、高温再生器２に第一気
液分離器１２を、低温再生器３に第二気液分離器１８を
各別に備え、第一気液分離器１２から高温再生器２へ溶
液を戻す溶液戻り路１３を設け、第一気液分離器１２内
の溶液面位置に基づいて溶液ポンプ８の作動を制御する
とともに、第一気液分離器１２から低温再生器３に到る
中濃度溶液路１６に、流路内の流れを制御する弁手段１
７を備え、この弁手段１７を第一気液分離器１２内の溶
液温度及び第二気液分離器１８内の溶液面位置に基づい
て開閉制御するように、二重効用吸収冷温水機を構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二重効用吸収冷温水機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来構成の二重効用吸収冷温水機におい
ては、起動時に同一状態にある高温再生器から低温再生
器さらには吸収器に溶液を流すため、及び停止時に、冷
媒タンク内にある冷媒を自然落下により各機器に供給し
て溶液の希釈をおこなうために、高温再生器、低温再生
器、吸収器についてはその記載順に上下方向に、冷媒タ
ンクについてこれを比較的高い位置に配置していた。即
ち、一般には高温再生器の下に低温再生器（揚液管等を
設けて高温再生器を下に配置しているものもある。）
を、低温再生器の下に吸収器を配置し、さらに冷媒タン
クも、これが高温再生器相当の位置に配設されていた。

【０００３】一方、従来の吸収冷温水機における負荷制
御の簡略化、高効率化を目的として、高温再生器ととも
に設けられる第一気液分離器から前記高温再生器へ溶液
を戻す溶液戻り路を設け、第一気液分離器内に於ける溶
液面位置を一定に保つように溶液ポンプの作動を制御す
る第一制御手段を設けるとともに、第一気液分離器から
低温再生器に到る中濃度溶液路に、流路内の流れを制御
する弁手段を備え、第一気液分離器内の溶液温度が一定
値になると、弁手段を開側に制御する第二制御手段を設
けたものが提案されている。そして、この構造を採用し
た吸収冷温水機は、負荷制御として、燃焼側制御のみを
おこなうことにより、溶液循環制御が自動調整され、高
いＣＯＰ状態を維持したままで運転ができるという利点
を備えることとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
二重効用吸収冷温水機の小型化を目的として、上述の機
器の上下方向の配設関係を守ろうとすると、この関係が
設計上の大きな制限になる。一方、上記の提案されてい
る二重効用吸収冷温水機においては、高温再生器への希
溶液の供給が、第一気液分離器の溶液液面基準で制御さ
れるため、この第一気液分離器において、第一気液分離
器を乗り越えて溶液が冷媒回路に混入するようなことは
起きないが、起動時などは、第二気液分離器と吸収器の
圧力差が少なく、弁手段を第二制御手段により閉状態に
保ったままで、高温再生器、第一気液分離器、溶液戻り
路で形成される溶液循環路内において、溶液の濃縮を図
り、この第一気液分離器内の内圧が比較的高圧になった
段階で、前述の弁手段を開放したとすると、ほぼ同一圧
状態にある弁手段より下流側の溶液路に、急激に溶液が
供給され、第二気液分離器からこれに接続される冷媒回
路に溶液が混入する慮がある。さらに、停止時にも、第
一制御手段及び第二制御手段のみの制御に依存すると、
溶液の流れが安定しないので、起動時と同様に溶液が冷
媒回路に混入する問題を避けることができない。

【０００５】従って本発明の目的は、機器の高さ位置関
係を比較的自由に選択できるとともに、起動・停止時
に、系内の状態が比較的安定（特に圧力的に）してお
り、気液分離器から冷媒回路に溶液の混入が発生しにく
い二重効用吸収冷温水機を得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による二重効用吸収式冷温水機の特徴構成は高
温再生器、低温再生器、凝縮器及び溶液ポンプを備える
とともに、高温再生器に第一気液分離器を、低温再生器
に第二気液分離器を各別に備え、第一気液分離器から前
記高温再生器へ溶液を戻す溶液戻り路を設け、第一気液
分離器内に於ける溶液面位置を一定に保つように溶液ポ
ンプの作動を制御する第一制御手段を設けるとともに、
第一気液分離器から前記低温再生器に到る中濃度溶液路
に、流路内の流れを制御する弁手段を備え、第一気液分
離器内の溶液温度が一定値以上で中液用弁手段を開側
に、一定値未満で閉側に制御する第二制御手段を設ける
とともに、第二気液分離器内の溶液面位置を一定以上の
場合は閉側に、未満の場合は開側に前記弁手段を制御す
る第三制御手段を備え、第二、第三制御手段による前記
弁手段に対する制御を、択一的に選択する選択手段を設
けたことにあり、その作用・効果は次の通りである。

【０００７】

【作用】以下に、この二重効用吸収式冷温水機に運転状
態を、起動時・定常運転時・停止時の順に説明する。 Ａ） 起動時 起動時には、第一気液分離器内の溶液温度は低いため、
第二制御手段が働くことはない。この状態において、第
二気液分離器の液面位置に従って弁手段が制御され、流
量制御がおこなわれる。即ち、第二気液分離器内の溶液
の液面位置が一定に達するまでは、弁手段が開側に維持
され、第二気液分離器の液面が所定のレベルより高くな
ったら中液の流れが止められる。しかしながら、液面位
置がこの状態となっても、低温再生器には高温再生器か
らの蒸気が導かれているのでやがて第二気液分離器の圧
力が除々に上昇し、濃溶液が吸収器に流れだし、第二気
液分離器の液面が下がり、第三制御手段の働きにより中
液が流れるようになる。このようにして第二気液分離器
の液面が一定に保たれるので、溶液が冷媒回路に混入す
ることなく起動される。即ち、弁手段を閉じた状態での
高温再生器、第一気液分離器、溶液戻り路で形成される
溶液循環路内において、溶液の高濃度化が達成されるの
であるが、この時、第二気液分離器に於ける液面位置が
所定位置（事実上の定常運転位置）になるように確保さ
れ、系内の圧力状態も定常運転状態に近いものに調整さ
れる。

【０００８】Ｂ） 定常運転時 第一気液分離器の溶液温度がある程度上昇して第二気液
分離器の圧力が上がったら、選択手段により第二制御手
段による制御が第三制御手段による制御に対して優先さ
れる。即ち、冷温水器は第一制御手段と第二制御手段の
制御を受ける。この状態において、例えば、第一気液分
離器内の溶液温度が一定の温度まで上がると、弁手段が
開側に操作され、中液が流れ出す。中液が流れ出すと第
一気液分離器の液面が下がって第一制御手段が働き、希
溶液が高温再生器に供給される。この供給がおこなわれ
ると、第一気液分離器内の溶液の温度が下がって中液の
流量が減り、第二制御手段の働きにより希溶液の流量も
減って、第一気液分離器内の溶液温度はほぼ一定に保た
れ、安定した運転が可能となる（この時溶液の濃度もほ
ぼ一定に確保される）。

【０００９】Ｃ） 停止時 停止時においては、選択手段により第三制御手段による
制御が、第二制御手段による制御に対して優先される。
即ち、冷温水機は第一制御手段と第三制御手段の制御を
受ける。この制御状態においては、第二気液分離器と吸
収器との間に圧力差があると濃溶液が流れ、第二気液分
離器内の液面が下がって第三制御手段により弁手段が開
側に操作され、中液が流れ、さらに第一気液分離器内の
液面が下がって、第一制御手段により高温再生器に希溶
液が供給される。従って、この動作は、第二気液分離器
と吸収器の圧力差がほとんど無くなるまで長時間にわた
って継続する。この状態で希溶液が循環し、装置全体の
溶液濃度が最終的には均一になるので晶析を起こすこと
も回避される。

【００１０】

【発明の効果】従って、本願の構成を採用することによ
り主に第一・第二制御手段による定常運転状態及び、主
に第一・第三制御手段による起動・停止運転状態におい
て、夫々以下に説明するような利点を得ることができ
る。 Ａ．第一、第二制御手段関連 １．これらの制御手段は、非常に単純な制御系で構成す
ることが可能であるため、簡単な制御系で負荷制御がで
き、故障も少なく信頼性も向上する。 ２．燃焼量制御と、溶液流量制御（これが第一、第二制
御手段により行われる）とが互いに独立しており、しか
も燃焼量に応じて、溶液流量制御が燃焼量制御に従属す
ることとなるため、自動的に溶液流量が決まり外乱の影
響を受けにくい良好な負荷制御をおこなうことができ
る。 ３．２．と関連して、常に濃−希溶液濃度幅が一定とな
りＣＯＰの低下がない。 即ち吸収冷温水機として良
好な作動状態を確保できる。 ４．単純で安価なシステムとして構成できる。 ５．第一気液分離器内の液面が一定になるように第一制
御手段により制御されるため、気液分離が確実に行え、
冷媒路に溶液が混入することもない。

【００１１】Ｂ．第一、第三制御手段関連 １．従来の冷温水機のように起動停止時に液ヘッドで溶
液を流しているのでなく、圧力差によって液を流すの
で、高温再生器、低温再生器の上下の配置を自由に選択
でき、背高さの低いコンパクトな冷温水機を得ることが
できる。 ２．第二気液分離器内の液面が一定に保たれるため、溶
液が冷媒回路に混入することなく起動できる。 ３．停止時溶液濃度が均一になるまで希釈されるため晶
析を起こす心配がない。 ４．第一制御手段、第三制御手段という二系統の独立し
た制御系のみで制御するので信頼性が高くまた起動停止
に入る直前の状態にかかわらず一定の制御が可能とな
る。この点に関しては、従来のように、多数の情報に基
づいた複雑な制御系を採用する場合は、きめの細かい制
御ができる反面、予想外の事態に対して対応が難しく、
さらに、センサー類が増えるのでその分信頼性が劣る
が、本願の構成は、これらの問題点を完全にクリアーで
きる。

【００１２】

【実施例】図１には、吸収式冷温水機１のシステム図が
示されている。先ず、図１に基づいて、吸収式冷温水機
１のシステム構成を説明する。この吸収式冷温水機１は
いわゆる二重効用吸収式冷温水機であり、高温再生器２
及び低温再生器３、低温再生器３の蒸気路下流側に設け
られる凝縮器４、室内機５の冷却系との熱交換をおこな
う蒸発器６、蒸発器６からの水蒸気を吸収液に吸収させ
る吸収器７、溶液ポンプ８、低温溶液熱交換器９、高温
溶液熱交換器１０等を備えて構成されている。

【００１３】次にさらに詳細に高温再生器２周りの構成
について説明する。この高温再生器２には希溶液導入路
１１から希溶液が供給されるとともに、再生器２内にお
いて再生されて、高温再生器２に対して、高い位置に配
設される第一気液分離器１２に、濃溶液及び蒸気が送ら
れる。この第一気液分離器１２は、液流入部１２ａに流
入逆止弁を、内部にレベルスイッチ１２ｂを備えて構成
されており、蒸気側が低温再生器３の蒸気路に接続さ
れ、溶液側が高温溶液熱交換器１０を介して、低温再生
器３の溶液部に接続されている。さて、前述の第一気液
分離器１２と希溶液導入路１１との間には、第一気液分
離器１２により分離された溶液が、希溶液導入路１１に
導かれる溶液戻り路１３が備えられるとともに、さらに
前述の溶液戻り路１３を介して溶液が希溶液導入路１１
から第一気液分離器１２へ流れるのを防止する逆止弁１
４が備えられている。このような構成を採用することに
より、以下のような動作状況が生まれる。即ち、再生器
２内においては、希溶液は、再生操作を受けて蒸気及び
沸騰液となり、これらの蒸気と沸騰液が混合状態で第一
気液分離器１２に移流される。ここで、希溶液が順次溶
液ポンプ８により高温再生器２へ供給される正常な運転
状態においては、逆止弁１４は閉じた状態に維持され、
蒸気及び濃溶液が夫々所定の機器に移流される。一方、
何らかの理由により希溶液の高温再生器２への供給が途
切れた場合は、希溶液導入路１１に設けられる逆止弁１
４が開状態とされ、気液分離器１２から溶液戻り路１３
を介して希溶液導入路１１への溶液の供給がおこなわ
れ、高温再生器２の空炊きの問題が回避される。

【００１４】以下に、本願の吸収式冷温水機１の特徴構
成部について説明する。先ず、溶液ポンプ８に対してこ
れを、第一気液分離器１２内に於ける溶液面位置を一定
に保つように動作・動作停止制御する第一制御装置１５
が備えられている。さらに、図１に示すように、高温溶
液熱交換器１０から低温再生器３に到る中濃度溶液路１
６には弁手段としての電磁開閉弁１７が備えられてい
る。そして、これらの電磁開閉弁１７を開閉制御する第
二制御装置２１もしくは第三制御装置２２が備えられて
いる。ここで、第二制御装置２１による制御は、前記電
磁開閉弁１７を第一気液分離器１２内の溶液温度が一定
値以上で開側に、未満で閉側にする制御であり、第三制
御装置２２による制御は、低温再生器３に対して設けら
れている第二気液分離器１８内の溶液液面が一定位置以
上になると、前記第一電磁開閉弁１７を閉側に、未満の
場合は開側にする制御である。さらに、第二、第三制御
装置１５，２２による電磁開閉弁１７に対する制御を、
択一的に選択する選択装置２３が備えられている。

【００１５】さらに具体的に説明すると、第一気液分離
器１２内のレベルスイッチ１２ｂを設け、これにより溶
液ポンプ８の発停がおこなわれ（高液面側で閉）、第一
気液分離器１２内液温（例えば設定温度１６７℃）によ
り、電磁開閉弁１７が開閉されることとなる（高温側で
開）。さらに第二気液分離器１８内のレベルスイッチ１
８ａを設け、第二気液分離器１８内液面位置により、電
磁開閉弁１７が開閉される（高液面側で閉）。また選択
装置２３による切替えは、第二気液分離器１８内の液温
を検出し、低温設定１３０℃、この温度になれば制御を
電磁開閉弁１７に対する第二制御装置１５による制御を
第三制御装置２２による制御に優先するように構成され
る。ここで、停止時には温度は低下することとなるた
め、逆の優先関係が成立することとなる。

【００１６】さて、高温再生器２に対する燃焼制御は、
従来どおりにおこなわれる。即ち、例えば戻り冷水温度
を検知して、燃焼ガス流量、燃焼用空気流量等が制御さ
れる。

【００１７】以下に作動について定常運転状態と起動・
停止状態について別個に説明する。 Ａ） 起動時 起動時には、第一気液分離器１２内の溶液温度は低いた
め、第二制御装置２１が働くことはない。この状態にお
いて、第二気液分離器１８の液面位置に従って中液の電
磁開閉弁１７が制御され、流量制御がおこなわれる。即
ち、第二気液分離器１８内の溶液の液面位置が一定に達
するまでは、電磁開閉弁１７が開側に維持され、第二気
液分離器１８の液面が所定のレベルより高くなったら中
液の流れが止められる。しかしながら、液面位置がこの
状態となっても、低温再生器３には高温再生器２からの
蒸気が導かれているのでやがて第二気液分離器１８の圧
力が除々に上昇し、濃溶液が吸収器４に流れだし、第二
気液分離器１８の液面が下がり、第三制御装置２２の働
きにより中液が流れるようになる。このようにして第二
気液分離器１８の液面が一定に保たれるので、溶液が冷
媒回路に混入することなく起動が起こる。

【００１８】Ｂ） 定常運転時 第一気液分離器１２の溶液温度がある程度上昇して第二
気液分離器１８の圧力が上がったら、選択装置２３によ
り第二制御装置２１による制御が、第三制御装置２２に
よる制御に対して優先される。即ち、冷温水機は第一制
御装置１５と第二制御装置２１の制御を受ける。この状
態において、例えば、第一気液分離器１２内の溶液温度
が一定の温度まで上がると電磁開閉弁１７が開側に操作
され、中液が流れ出す。中液が流れ出すと第一気液分離
器１２の液面が下がって第一制御装置１５が働き、希溶
液が高温再生器２に供給される。この供給がおこなわれ
ると、第一気液分離器１２内の溶液の温度が下がって中
液の流量が減り、第二制御装置２１の働きにより希溶液
の流量も減って、第一気液分離器１２内の溶液温度はほ
ぼ一定に保たれ、安定した運転が可能となる（この時溶
液の濃度もほぼ一定に確保される）。

【００１９】Ｃ） 停止時 停止時においては、選択装置２３により第三制御装置１
５による制御が、第二制御装置２１による制御に対して
優先される。即ち、冷温水器は第一制御装置１５と第三
制御装置２２の制御を受ける。この制御状態において
は、第二気液分離器１８と吸収器４との間に圧力差があ
ると濃溶液が流れ、第二気液分離器１８内の液面が下が
って第三制御装置２２により電磁開閉弁１７が開側に操
作され、中液が流れ、さらに第一気液分離器１２内の液
面が下がって、第一制御装置１５により高温再生器２に
希溶液が供給される。従って、この動作は、第二気液分
離器１８と吸収器４の圧力差がほとんど無くなるまで長
時間にわたって継続される。そして希溶液が循環し、装
置全体の溶液濃度が均一になるので晶析を起こすことも
回避される。本願の構成においては、燃焼制御は従来通
りにおこなわれる。しかしながら溶液循環側の制御が、
上に説明したようにおこなわれることとなる。従って、
この制御構成を採用する場合は、燃焼側の負荷に応じた
制御により、自動的に溶液循環側が調整され作動され
る。

【００２０】〔別実施例〕さらに、必ずしも電磁弁を使
用する必要はなく、これは流路を開閉できる構成であれ
ばよい。従ってこれらの弁を単に弁手段と称するととも
に、制御装置についても、任意に構成できるため、これ
らを制御手段と称する。

【００２１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸収式冷温水機のシステム構成を示す図

【符号の説明】

２ 高温再生器 ３ 低温再生器 ４ 凝縮器 ８ 溶液ポンプ １２ 第一気液分離器 １３ 溶液戻り路 １５ 第一制御手段 １６ 中濃度溶液路 １７ 弁手段 １８ 第二気液分離器 ２１ 第二制御手段 ２２ 第三制御手段 ２３ 選択手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温再生器（２）、低温再生器（３）、
   凝縮器（４）及び溶液ポンプ（８）を備えるとともに、
   前記高温再生器（２）に第一気液分離器（１２）を、前
   記低温再生器（３）に第二気液分離器（１８）を各別に
   備え、前記第一気液分離器（１２）から前記高温再生器
   （２）へ溶液を戻す溶液戻り路（１３）を設け、前記第
   一気液分離器（１２）内に於ける溶液面位置を一定に保
   つように前記溶液ポンプ（８）の作動を制御する第一制
   御手段（１５）を設けるとともに、 前記第一気液分離器（１２）から前記低温再生器（３）
   に到る中濃度溶液路（１６）に、流路内の流れを制御す
   る弁手段（１７）を備え、前記第一気液分離器（１２）
   内の溶液温度が一定値以上で、前記弁手段（１７）を開
   側に、一定値未満で閉側に制御する第二制御手段（２
   １）を設けるとともに、前記第二気液分離器（１８）内
   の溶液面位置が、一定以上の場合は閉側に、未満の場合
   は開側に前記弁手段（１７）を制御する第三制御手段
   （２２）を備え、 前記第二、第三制御手段（２１),（２２）による前記弁
   手段（１７）に対する制御を、択一的に選択する選択手
   段（２３）を設けた二重効用吸収冷温水機。
2. 【請求項２】 前記第一制御手段（１５）が、前記第一
   気液分離器（１２）内に於ける溶液面位置を一定に保つ
   ように、前記溶液ポンプ（８）を作動・作動停止制御す
   るものである請求項１記載の二重効用吸収冷温水機。