JPS6341779A - ヒ−ティングタワ−付きヒ−トポンプの運転方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ブラインを用いて空気より集熱するヒーティ
ングタワー付きヒートポンプの運転方法、さらに詳しく
は、ブラインの凍結事故を防止する運転方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来から使用されてきた標準的な冷凍機又はヒートポン
プでは熱源として水を使用するものであったため、水の
凍結温度以下の冷却さえ回避すれば凍結事故防止に対し
ては十分であった。

また、工業用プロセス冷却用途の冷凍機で０℃以下の低
温で使用する場合はブラインを使用するとはいえ、ブラ
インの１度は一定なので、その濃度における凍結温度に
のみ注目すれば十分であった。

部ち、従来では例えば温度検出器には警報温度を一点だ
け設定すれば足りるものであった。

ところが、最近、ブラインを用いてヒーティングタワー
で空気より集熱するヒーティングタワー付きヒートポン
プが、空気熱源のヒートポンプでありながら低圧冷媒（
Ｒ１１など）が使用できて安全であったり、冷媒のサイ
クル効率が高いため省エネルギーに向いていたり、設置
場所が小さくできたり、特に夏期運転での成績係数（シ
ステム効率）が飛曜的に高くできたりという多くの長所
を有していることから注目を集めている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところがこの新型のヒートポンプでは、使用するブライ
ンの濃度が外気条件等により変動し、濃度に応じて凍結
温度が変化し、低温でも濃度が高ければ凍結しないし、
高温でも濃度が低ければ凍結するので警報温度を一点に
設定したのでは効率の良い凍結防止が行われない。

即ち、ブラインがヒーティングタワー上部から散布され
るに当り、外気から熱を受は取ると同時に、特に外気湿
度が高い場合は水分まで受は取ってしまうためブライン
濃度が低下してしまうことがあった。また経験によると
ブライン濃度は低下するばかりではなく、外気条件によ
っては（特に湿度が低い場合）むしろ上昇することも多
かった。

このように、外気条件の変動に応じてブライン４度が変
動することが、凍結防止を難点としている原因となって
いる。

ところでこの種のヒートポンプには比熱、粘度などの関
係からブライン濃度を所定の４度範囲に維持するために
濃度管理を行うのが一般的である。

そこで、前記所定の濃度範囲に管理されているブライン
において最も凍結温度が高い、最低濃度に対応する凍結
温度に近い警報温度を温度検出器に設定することが考え
られる。ところが、空気からの集熱の都合上、該凍結温
度より低温で運転せざるを得ない場合が生じることがあ
る。その場合は前記警報温度でヒートポンプを一旦停止
させて前記所定の濃度範囲を高濃度領域に設定し直して
、濃度を上げねばならない。

また、前記凍結温度より低温で運転せざるを得ない場合
でも、その時点において濃度が高く、前記凍結温度より
低温で運転しても凍結のおそれの全くない場合もある。

その場合でも前記警報温度でヒートポンプの運転は停止
されるので、効率上好ましくない。

本発明は、従来のヒートポンプでは生じ得なかった、こ
の新型ヒーティングタワー付きヒートポンプ特有の新規
な問題点を解決しようとするもので、効率の良い運転方
法を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上述の問題点を解決するための手段として、
ブラインを用いて空気より集熱するヒーティングタワー
付きヒートポンプの運転方法において、前記ブラインの
濃度と温度とを検出し、濃度と温度との関係における凍
結領域に対して所定の余裕幅を持つ限界領域に基づいて
凍結防止手段を作動させるための警報温度の設定値を、
変化するブライン７店度検出値に応じて変化せしめるこ
と、或いは前記限界領域に基づいて凍結防止手段を作動
させるための警報濃度の設定値を、変化するブライン温
度検出値に応じて変化せしめることを特徴とするヒーテ
ィングタワー付きヒートポンプの運転方法を提供しよう
とするものである。

（作　用〕 本発明は、上述の構成を具備することにより、ブライン
の濃度と温度の両値からブラインの凍結のおそれの有無
を正しく判断し、凍結のおそれのある時のみ凍結防止手
段を作動させることができる。従って、凍結のおそれが
ないときに凍結防止手段が作動してしまうことがなく、
効率の良い運転を行うことができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図はヒーティングタワー付きヒートポンプの温水製
造運転状態を示すフロー図で、ｌはクーラ、２は主圧縮
機、３はエコノマイザ、４はブースタ圧縮機、５は温水
コンデンサ、６はヒーティングタワーで、クーラ１、主
圧縮機２、エコノマイザ３、ブースタ圧縮機４、温水コ
ンデンサ５は冷媒経路で接続されている。クーラ１とヒ
ーティングタワー６はブライン経路７で接続されて空気
より集熱するようになっており、また、温水コンデンサ
５には温水経路８が設けられて温水を取出すようになっ
ている。

ブライン経路７のクーラ出口側には温度検出器９と濃度
検出器ＩＯが設けられ、ヒーティングタワー出口側には
濃縮袋２１１が設けられている。

温度検出器９と濃度検出器１０は制御装置１２に連絡さ
れ、制御装置１２は両方の検出値から凍結のおそれの有
無を判断し、凍結のおそれがある場合には主圧縮機２や
濃縮装置１１に凍結防止のための操作信号１３を出すよ
うになっている。

制御装置１２での制御例を第２図を用いて説明する。

制？！ｌ装置１２の中に、各任意の濃度に対する凍結温
度よりも所定の温度だけ高くして余裕幅をもたせた限界
温度を警報温度として設定し、凍結領域に余裕幅をもた
せた限界領域内で凍結防止手段を作動させ、運転許容領
域では作動させない０例えば温度ξがξ１の場合は濃度
ξ１に対応する限界温度である温度ｔ、。を警報温度と
して設定する。

そして例えば検出状態Ｐの検出濃度ξがξ１であるとき
、検出温度ｔが濃度ξ１に対応する限界温度である温度
ｔ１゜以下の限界領域内にあるときに危険と判断し、操
作信号１３を出す。

又は、制御装置１２の中に、各任意の温度に対する凍結
濃度よりも所定の濃度だけ高くして余裕幅をもたせた限
界濃度を警報濃度として設定する。

例えば温度１．の場合は温度１．に対応する限界濃度で
ある濃度ξ、。を警報濃度として設定する。

そして、例えば検出状態Ｑの検出温度ｔが１．であると
き、検出濃度ξが温度ｔ、に対応する限界濃度である濃
度ξ、。以下のときに危険と判断し、操作信号１３を出
す。

次に別の制御例を示す。

４度に変化許容範囲があるとき、その下限値の濃度に対
応する限界温度を警報温度として設定するが、検出温度
が限界温度よりも高い場合は操作信号１３を出さず、限
界温度以下の場合は操作信号１３を出す０例えば下限値
の濃度をξ＠ｉｎ、とじ、これに対応する限界温度をｔ
ｍａｘ、とすれば、検出温度がｔｍａｘ、になったとき
に濃度ξを検出し、検出値が濃度ξｓｉｎ、以下である
検出状ＦＬｉＲのときは操作信号１３を出し、濃度ξ−
ｉｎ、より高い検出状ＭＳのときは操作信号１３を出さ
ない、この制御例でも濃度下限値ξａｋｉｎ、に警報濃
度を設定しておき、温度検出値がｔ　ｗａｘ、以下のと
きに操作信号１３を出すようにすることもできる。

さらに、異なる制御例について述べる。

ブラインの濃度変化範囲を複数の小範囲に分け、該小範
囲の濃度範囲の最低濃度に対応する凍結温度に余裕幅を
もたせた警報温度を該小範囲の濃度範囲の代表的警報温
度とする。そして小範囲各々の代表的警報温度に設定し
た温度検出器の温度スイッチを対応して複数個設けると
共に変化するブラインの濃度に応じて該当する温度スイ
ッチを選択する制御部を設け、該選択した温度スイッチ
がその警報温度になった時点で温度スイッチがＯＮし操
作信号が出されるものである。

この例でも、上述の２つの制？ｎ例と同様に、警報温度
に代えて警報濃度を設定することができる。

〔発明の効果〕

本発明により、ブラインの凍結防止操作を効率良く行え
るヒーティングタワー付きヒートポンプの運転方法を提
供することができ、実用上顕著な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体のフロー図
、第２図は濃度と温度との関係を示す線図である。 １・・・クーラ、２・・・主圧縮機、３・・・エコノマ
イザ、４・・・ブースタ圧縮機、５・・・温水コンデン
サ、６・・・ヒーティングタワー、７・・・ブライン経
路、８・・・温水経路、９・・・温度検出器、１０・・
・濃度検出器、１１・・・濃縮装置、１２・・・制御装
置、１３・・・操作信号。 特許出願人　　　　株式会社　荏原製作所代理人弁理士
　　　薬　　師　　　　　稔代理人弁理士　　　依　１
）　孝　次　部代理人弁理士　　　高　　木　　正　　
行第１図 温度ｔ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブラインを用いて空気より集熱するヒーティング
   タワー付きヒートポンプの運転方法において、 前記ブラインの濃度と温度とを検出し、 濃度と温度との関係における凍結領域に対して所定の余
   裕幅を持つ限界領域に基づいて凍結防止手段を作動させ
   るための警報温度の設定値を、変化するブライン濃度検
   出値に応じて変化せしめること、 或いは前記限界領域に基づいて凍結防止手段を作動させ
   るための警報濃度の設定値を、変化するブライン温度検
   出値に応じて変化せしめること を特徴とするヒーティングタワー付きヒートポンプの運
   転方法。
2. （２）ブライン濃度変化範囲を複数の小範囲に分け、各
   小範囲ごとに代表的警報温度を定め、各警報温度に設定
   した複数個の温度検出器を設け、変化するブラインの濃
   度に応じて前記温度検出器を選択する特許請求の範囲第
   １項記載のヒーティングタワー付きヒートポンプの運転
   方法。