(57)【要約】【課題】  吸収冷凍機設備において、システム全体の省エネルギーを図る。【解決手段】  燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器１６、吸収器１８、蒸発器２０、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ２２、冷温水ポンプ２４、冷却塔２６及び冷却塔ファンモータ２８を少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水ポンプ２２の循環量を１００％から５０％の範囲で制御し、冷房負荷が５０％以下となり０〜３０％の範囲で加熱量がゼロになると、冷却水量を３０〜４０％の最低流量まで低下させ、加熱量ゼロ信号、すなわち燃焼停止信号を利用して冷却水流量を最低流量に変更する信号を出すように構成する。【選択図】    図１
2006057991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水ポンプの循環量を１００％から５０％の範囲で制御し、冷房負荷が５０％以下となり０〜３０％の範囲で加熱量がゼロになると、冷却水量を３０〜４０％の最低流量まで低下させ、加熱量ゼロ信号、すなわち燃焼停止信号を利用して冷却水流量を最低流量に変更する信号を出すことを特徴とする冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機制御方法。
【請求項２】
燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、冷房負荷が５０％以下となり０〜３０％の範囲で加熱量がゼロになった場合は、冷水出口温度の下がり過ぎを防止するために冷媒ポンプを発停制御運転し、この時、冷水出口温度が冷媒ポンプの発停により上下変動しないように、また冷水出口温度が安定するようにするために、冷却水温度で冷水出口温度が安定するように冷却塔ファンモータの運転を制御し、冷水が下がり過ぎれば冷却塔ファンの運転を止め、冷水温度が上がれば冷却塔ファンを運転するように冷却塔ファンモータの回転数制御及び発停制御する制御信号を吸収式冷凍機から出すことを特徴とする冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機制御方法。
【請求項３】
燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、冷房負荷が５０％以下となり０〜３０％の範囲で加熱量がゼロになった場合は、冷水出口温度の下がり過ぎを防止するために冷水出口温度の設定温度を上げ、負荷側の冷え過ぎを防止すると同時に、吸収冷温水機内に保有する蓄熱冷媒の冷熱を有効に利用して省エネルギー運転を継続させるように、冷水制御の設定温度を自動的に変動させることを特徴とする冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機制御方法。
【請求項４】
燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、冷房負荷が５０％以下となり０〜３０％の範囲で加熱量がゼロになった場合は、冷水出口温度の下がり過ぎを防止するために冷水出口温度の設定温度を上げ、同時に、冷却水温度の設定温度を冷水出口温度の設定温度と同じか、又は近辺まで下げて、冷却水温度低下による冷却効果で、吸収式冷凍機の冷房運転ができる範囲を増やし、加熱熱源を利用した冷房運転時間を少なくなるようにして省エネルギー効果を高めることを特徴とする冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機制御方法。
【請求項５】
燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、冷媒ポンプの吸入口又は吐出口に取り付けた振動検知センサー又は冷媒の温度又は冷媒ポンプの温度を検知する温度センサーの検知信号により冷媒ポンプを止め、この時、冷水温度が上昇し設定温度を超えた場合には自動的に通常の加熱制御運転に戻り冷房負荷運転及び冷媒溜りへ凝縮冷媒を溜める蓄冷運転に入ることを特徴とする冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機制御方法。
【請求項６】
燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、冷房負荷が１００〜０％の範囲において、冷却水温度の設定温度を負荷率に応じて変動するようにして、冷房負荷が減って加熱熱量を減らした場合、又は外気温度が下がり外気による冷却効果が増した場合には、冷却水温度の設定温度を段階的に下げていくように冷却水設定温度を変更し、冷却塔ファンモータの回転数制御信号及び冷却塔ファンモータの起動・停止を制御する制御信号を吸収式冷凍機から出すことを特徴とする冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機制御方法。
【請求項７】
加熱量を制御する冷房負荷運転範囲では冷却水温度の上限値を下げるように制御し、冷媒ポンプの発低制御運転範囲では、冷却水温度の下限値を下げるように制御する請求項６記載の冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機制御方法。
【請求項８】
加熱量を制御する冷房負荷運転範囲では冷却水温度の上限値を下げるように制御し、冷媒ポンプの発低制御運転範囲では、冷却水温度の下限値を下げるように制御し、かつ冷水出口温度の設定を上げる請求項６記載の冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機制御方法。
【請求項９】
燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、外気温度又は外部負荷の影響を受けて変化する吸収式冷温水機を循環する冷水温度と、外気で冷却されて吸収式冷温水機を循環する冷却水の温度を検知して、定格負荷運転時の冷却水温度設定値を変更する制御機能を有し、負荷が低下した時は吸収式冷温水機を循環する冷却水の設定温度を下げ、吸収式冷温水機の低冷却水温度特性を生かして運転効率を上げ、同様に冷房負荷が低下した時には冷却水循環流量を減少させ、循環ポンプのエネルギー消費量を減らすように制御し、冷水の冷え過ぎを防止して運転効率を上げ、高負荷から低負荷まで高効率で省エネルギーとなる運転を行うことを特徴とする冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機制御方法。
【請求項１０】
冷却水温度設定値の変化に対応して、冷却塔ファンモータの回転数制御信号及び発停制御信号を出力する請求項９記載の冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機制御方法。
【請求項１１】
吸収式冷凍機が一重効用形吸収式冷凍機、二重効用形吸収式冷凍機及び三重効用形吸収式冷凍機のいずれかである請求項１〜１０のいずれかに記載の冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機制御方法。
【請求項１２】
燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の高温再生器、中温再生器、低温再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを主構成機器として有し、吸収器の吸収液を低温再生器から中温再生器へ、ついで高温再生器へ導くリバースフロー式の三重効用形吸収式冷温水機と設備において、冷温水ポンプの入口温度センサ、冷温水ポンプの出口温度センサ、冷却水ポンプの入口温度センサ及び冷却水ポンプの出口温度センサと、運転・制御盤とを接続し、この運転・制御盤と、燃料の燃焼・制御装置、冷温水ポンプの回転制御装置、冷却水ポンプの回転制御装置及び冷却塔ファンモータの回転制御装置とを接続し、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水ポンプの循環量を制御し、冷房負荷に応じて冷却水量を制御し、加熱量ゼロ信号、すなわち燃焼停止信号を利用して冷却水流量を最低流量に変更する信号を出すようにしたことを特徴とする冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機設備。
【請求項１３】
燃料の燃焼、水蒸気又は温水により吸収液を加熱する構造の高温再生器、低温再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを主構成機器として有し、吸収器の吸収液を低温再生器から高温再生器へ導くリバースフロー式の二重効用形吸収式冷温水機と設備において、冷温水ポンプの入口温度センサ、冷温水ポンプの出口温度センサ、冷却水ポンプの入口温度センサ及び冷却水ポンプの出口温度センサと、運転・制御盤とを接続し、この運転・制御盤と、燃料の燃焼・制御装置、冷温水ポンプの回転制御装置、冷却水ポンプの回転制御装置及び冷却塔ファンモータの回転制御装置とを接続し、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水ポンプの循環量を制御し、冷房負荷に応じて冷却水量を制御し、加熱量ゼロ信号、すなわち燃焼停止信号を利用して冷却水流量を最低流量に変更する信号を出すようにしたことを特徴とする冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機設備。
【請求項１４】
燃料の燃焼、水蒸気又は温水により吸収液を加熱する構造の高温再生器、低温再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを主構成機器として有し、吸収器の吸収液を低温再生器と高温再生器に同時に送るパラレルフロー式の二重効用形吸収式冷温水機と設備において、冷温水ポンプの入口温度センサ、冷温水ポンプの出口温度センサ、冷却水ポンプの入口温度センサ及び冷却水ポンプの出口温度センサと、運転・制御盤とを接続し、この運転・制御盤と、燃料の燃焼・制御装置、冷温水ポンプの回転制御装置、冷却水ポンプの回転制御装置及び冷却塔ファンモータの回転制御装置とを接続し、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水ポンプの循環量を制御し、冷房負荷に応じて冷却水量を制御し、加熱量ゼロ信号、すなわち燃焼停止信号を利用して冷却水流量を最低流量に変更する信号を出すようにしたことを特徴とする冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機設備。
【請求項１５】
燃料の燃焼、水蒸気又は温水により吸収液を加熱する構造の高温再生器、低温再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを主構成機器として有し、吸収器の吸収液を高温再生器から低温再生器に送るシリーズフロー式の二重効用形吸収式冷温水機と設備において、冷温水ポンプの入口温度センサ、冷温水ポンプの出口温度センサ、冷却水ポンプの入口温度センサ及び冷却水ポンプの出口温度センサと、運転・制御盤とを接続し、この運転・制御盤と、燃料の燃焼・制御装置、冷温水ポンプの回転制御装置、冷却水ポンプの回転制御装置及び冷却塔ファンモータの回転制御装置とを接続し、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水ポンプの循環量を制御し、冷房負荷に応じて冷却水量を制御し、加熱量ゼロ信号、すなわち燃焼停止信号を利用して冷却水流量を最低流量に変更する信号を出すようにしたことを特徴とする冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機設備。
【請求項１６】
燃料の燃焼、水蒸気又は温水により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを主構成機器として有し、吸収器の吸収液を再生器へ導く一重効用形吸収式冷温水機と設備において、冷温水ポンプの入口温度センサ、冷温水ポンプの出口温度センサ、冷却水ポンプの入口温度センサ及び冷却水ポンプの出口温度センサと、運転・制御盤とを接続し、この運転・制御盤と、燃料の燃焼・制御装置、冷温水ポンプの回転制御装置、冷却水ポンプの回転制御装置及び冷却塔ファンモータの回転制御装置とを接続し、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水ポンプの循環量を制御し、冷房負荷に応じて冷却水量を制御し、加熱量ゼロ信号、すなわち燃焼停止信号を利用して冷却水流量を最低流量に変更する信号を出すようにしたことを特徴とする冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機設備。
【請求項１７】
燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、外気温度又は外部負荷の影響を受けて変化する吸収式冷温水機を循環する冷水温度と、外気で冷却されて吸収式冷温水機を循環する冷却水の温度を検知して、定格負荷運転時の冷却水温度設定値を変更する制御機能を有し、負荷が低下した時は吸収式冷温水機を循環する冷却水の設定温度を下げ、吸収式冷温水機の低冷却水温度特性を生かして運転効率を上げ、同様に冷房負荷が低下した時には冷却水循環流量を減少させる制御機能を有し、循環ポンプのエネルギー消費量を減らすように制御し、冷水の冷え過ぎを防止して運転効率を上げ、高負荷から低負荷まで高効率で省エネルギーとなる運転を実現するようにしたことを特徴とする冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機設備。
【請求項１８】
冷却水温度設定値の変化に対応して、冷却塔ファンモータの回転数制御信号及び発停制御信号を出力するようにした請求項１７記載の冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機設備。
【請求項１９】
吸収式冷凍機が一重効用形吸収式冷凍機、二重効用形吸収式冷凍機及び三重効用形吸収式冷凍機のいずれかである請求項１７又は１８記載の冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御する吸収式冷凍機設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収式冷凍機の冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度を制御することにより、システム全体の省エネルギーを図ることができる吸収式冷凍機制御方法及びこの方法を実施する吸収式冷凍機設備に関するものである。なお、吸収式冷凍機には吸収式冷温水機をも含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
従来から、蒸気式二重効用吸収冷凍機として、図８に例示したようなものが知られている。この吸収冷凍機は、吸収液（例えば、臭化リチウム水溶液）が吸収器ａから低温再生器ｃを経て高温再生器ｅに流されるというリバースサイクルを構成している。この吸収冷凍機における吸収サイクルを説明すると、まず、吸収器ａで多量の冷媒蒸気を吸収して濃度が薄められた吸収液（稀吸収液）が吸収器ａから低温熱交換器ｂに送給され、この低温熱交換器ｂにより加熱された後に低温再生器ｃに送給される。前記稀吸収液は、この低温再生器ｃにおいて低温再生され、吸収している冷媒の一部を放出し濃度がその分高くなって中間濃度の吸収液（中間吸収液）となる。次に、この中間吸収液は、低温再生器ｃから高温熱交換器ｄに送給され、この高温熱交換器ｄにより加熱された後に高温再生器ｅに送給される。
【０００３】
前記中間吸収液は、この高温再生器ｅにおいて高温再生され、吸収している冷媒（例えば、水蒸気）の一部を放出し濃度がさらに高くなって高濃度の吸収液（濃吸収液）となる。そして、この濃吸収液が前記高温熱交換器ｄの加熱側に前記中間吸収液を加熱する加熱源として戻され、さらに、低温熱交換器ｂの加熱側に前記稀吸収液を加熱する加熱源として戻された後、前記吸収器ａに帰還する。この帰還した濃吸収液は吸収器ａにおいて伝熱管上に散布され、冷却水により冷却されながら再び冷媒蒸気を吸収して前記稀吸収液となる。
【０００４】
このような蒸気式二重効用吸収冷凍機においては、前記高温再生器ｅには蒸気ボイラｆから高温の蒸気（スチーム）が加熱源として供給されるようになっており、この蒸気により中間吸収液が加熱されて吸収していた冷媒が放出され、この放出された冷媒蒸気は、低温再生器ｃにこの低温再生器ｃでの加熱源として利用された後、凝縮器ｇに戻されて凝縮する。凝縮器ｇからの冷媒液（例えば、水）は蒸発器ｈに入り、この凝縮した冷媒液が冷媒ポンプにより蒸発器ｈの伝熱管（水が流通している）に散布され蒸発潜熱により冷却されて冷水が得られる。
また、低温再生器ｃからの吸収液配管ｉと、高温熱交換器ｄと低温熱交換器ｂとの間の加熱側の吸収液配管ｊとを接続するバイパス管ｋが設けられ、低温再生器ｃを出て高温再生器ｅへ供給される中間濃縮吸収液の一部を、吸収器ａへ戻る濃吸収液配管にバイパスさせるように構成されている。
【０００５】
ボイラは通常、単独で運転する場合の制御は、外部の負荷変化によって変化するボイラ出口部の蒸気圧力変化を検出して、蒸気圧力が定められた圧力範囲内に入るように燃焼量を制御している。また、運転中はボイラ内の保有水が定められた水位の範囲内に入るよう給水ポンプを発停制御して水位を制御している。
一方、図８に示すような従来の吸収冷凍機においては、外部の負荷変化によって変化する冷凍機出口部又は入口部の冷水温度変化を検出して、冷凍機出口部又は入口部の温度が定められた温度になるよう、供給される熱源の量を制御している。
【０００６】
上記のボイラと吸収冷凍機については、インターロックを組んで連動運転をするなどの運転システムがあるが、制御はそれぞれ独立しているのが通常の運転システムである。ボイラは内部圧力が大気圧を越える圧力容器に該当し、吸収冷凍機は内部圧力が大気圧力以下の真空容器に該当する。このため、従来は両者を一体にして運転、制御することなどは無理なこととしてあきらめられていた。
しかし、環境問題などから、さらに省エネルギーとなる冷凍機の開発が求められており、今回開発された本発明における冷凍機は、時代の要請に応えたものとなっている。  
吸収冷凍機は、内部を循環し熱エネルギーの交換をする媒体として、例えば臭化リチウム水溶液を保有している。一般的には吸収液と呼ばれ、冷媒となる水を吸収、蒸発させることによって冷房効果を発揮するように構成されている。
【０００７】
従来から、吸収冷温水機において、冷却水流量を冷温水機出口温度を判断条件として制御し、省エネルギーを図る冷却水流量制御方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、三重効用形吸収冷温水機において、貫流ボイラ方式の高温再生器の液面を最適に制御する方式が知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、吸収式冷凍機において、再生器の温度、圧力、濃度を検出し、最も大きい制御値から冷却水流量を決定する省エネルギー運転方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。  
【特許文献１】特開２００４−３６９５７号公報（第２頁、図２）
【特許文献２】特開２００３−２１４７２０号公報（第２頁、図１）
【特許文献３】特開２００２−５５３８号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記の特許文献１においては、冷却水流量を減少させると吸収冷温水機出口部での冷却水出口温度が上昇し、当然吸収冷温水機内の吸収液温度が上がって再生器の圧力があがるので、連続して運転を継続するためには吸収冷温水機内の再生器温度・圧力も同時に監視し、制御する必要がある。しかし、それらを監視・制御して、かつ運転を継続する方法については、この特許文献１に述べられていない。すなわち、冷却水流量の制御に主眼が置かれ、冷温水機の制御は安全監視程度で、省エネルギー運転を継続する方法については述べられていない。
また、上記の特許文献２においては、主に、安全面から見た制御を中心とした液面制御方法が記載されているが、省エネルギー運転の面から液面を制御する方法については述べられていない。
【０００９】
また、上記の特許文献３においては、再生器の温度、圧力、濃度を検出しても吸収液を加熱濃縮する再生器の液溜り量又は液面を無視して冷却水の循環量を増減することは、高温再生器本体の過熱及び空缶運転をする恐れがある。安全に連続して運転を継続するためには、再生器の温度、圧力濃度の検出よりも先に、再生器の液溜り量又は液面を維持する制御と監視が必要になる。省エネルギー運転のための検出条件として効果があるが、連続して安全な運転を継続するための制御については述べられていない。また、負荷が高いが冷却水温度（外気温度）が低い場合の制御については述べられていない。
【００１０】
一般的な空調では、起動から停止までの間の冷房運転のほとんどが部分負荷で運転している。性能を落とさずに省エネルギー運転をする有効策として、部分負荷運転時の省エネルギーを図ることが有効と考えられる。特に電力消費量を削減する運転制御方法、及び部分負荷効率を改善する制御システムを構築することが有効になる。ガス、油、蒸気などを熱源とする吸収式冷凍機は多重効用の原理を採用したサイクルで運転され、成績係数は１を越えているが、ポンプなど周辺の動力機器は効率１００％を越えることはない。そこで、定格負荷運転時以外は負荷に合わせて冷却水循環量を変流量運転することが、電力削減につながり省エネルギー効果が大きい。
【００１１】
吸収式冷凍機の省エネルギーもさることながら、周辺の動力機器の省エネルギーを図りながら運転する方が、システムとして効率が上がり、省エネルギー効果が上がることに着目し、省エネルギー運転方案を提案する。しかし一方で、吸収式冷凍機の部分負荷運転時に冷却水流量などを制御してしまうと、吸収式冷凍機本体の省エネルギー性が薄れてしまうデメリットもある。
そこで、本発明では、吸収式の部分負荷運転時に、吸収式冷凍機からの制御信号で冷却塔ファンモータの運転を制御し、外気による冷却効果を利用して冷却水温度を吸収式の部分負荷運転に最適となるように温度設定を変えて運転することができるようにした制御方法及び吸収式冷凍機を提案する。冷房負荷と冷却水温度の一般的な関係は表１に示すごとくである。
【００１２】
【表１】
2006057991.tif 000003
【００１３】
また、負荷が変動する運転条件での吸収式冷凍機と周辺機器の一般的な制御動作は、表２に示すごとくである。
【００１４】
【表２】
2006057991.tif 000004
【００１５】
夏期の最盛期１週間程度は冷房負荷、冷却水温度ともに最高となる日が続くが、それ以外の夏期、中間期は、用途により若干の差異はある。しかし、負荷が高い日であっても冷却水温度は最盛期より低くなる。特に朝晩の温度は低く、ほぼ全ての用途で冷却水温度制御を行っている。この制御は、吸収式冷凍機の制御とは別回路で独立した制御方式として採られている。
冷却水温度制御では、ファン発停のみの場合や三方弁制御の場合、又はその両者を併用する場合などがあるが、そのいずれの場合でも、冷却水温度の冷え過ぎを防止するための制御で、吸収式冷凍機の負荷率による加熱量制御とは分離した制御を行っている。なお、夏の最盛期に、冷却水を定格温度まで冷却する能力を有する冷却塔と吸収式冷凍機が１対１の組合せの場合を想定している。
【００１６】
冷却水の温度は、従来の制御ではあらかじめ設定した温度近辺で一定になるように制御されている。それは、冷却塔ファンモータの発停制御、又はそれに加えて冷却塔へ行く冷却水量の一部をバイパスさせる三方弁制御などの手段を用いている。冷却水の温度制御は外気による冷却効果を利用しているため、冷却水温度が一定になるよう制御しており、負荷が高いが外気温度が低い時や、冷房負荷が低いが外気温度が高い時などいろいろな運転パターンでも単純な冷却水温度一定の制御を採用している。
最近の制御方式の中には、負荷の増減に合わせて、冷却水流量を変化させる変流量制御や、同時に冷水流量を変化させる変流量制御を組み合せて制御する方法が、冷却塔ファンモータによる冷却水温度制御に加えて採用される場合もある。また、冷却水流量の変化及び冷水流量の変化は、吸収式冷凍機の制御信号を利用して、吸収冷温水機の加熱量制御による冷水出口温度制御と併用されることが知られている。
【００１７】
解決しようとする問題点は、上記従来の方式においても、冷却水温度制御は、吸収式冷凍機の制御とは別に独立した設備側の制御回路からの制御信号で制御されているため、吸収式冷凍機の効率（省エネルギー運転）に配慮した最適制御にはなっていない点である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
一般的な冷房運転の例では、夏場の最盛期１週間程度を乗りきれば、あとはほとんどの運転時間帯で冷水と冷却水の温度制御を行っていると言える。すなわち冷水、冷却水の冷え過ぎ防止の制御をしている。その冷水、冷却水温度制御を行っている時間帯で、負荷変化とのバランスを取りながら冷却水の流量制御と温度制御を行って、冷却水ポンプ動力と冷却塔ファン動力の運転動力費用を削減するようにすることが最も省エネルギー省コストに効果のある使い方となる。
【００１９】
さらに加えて、低負荷運転領域で加熱量制御により加熱熱源を遮断して、内部に保有する冷媒の蒸発熱を利用する蓄熱冷媒運転時においても、冷媒として蓄熱されている冷熱を有効に利用して、低負荷運転領域で加熱熱源を遮断している時でも、冷水温度制御ができるようにして、低負荷運転時の効率を上げ、１００％から極低負荷運転領域まで広い運転領域で高効率な運転が可能となるように、冷却水温度も吸収式冷凍機から発信する制御信号で制御するようにして従来の制御よりさらに部分負荷運転特性と部分負荷効率を良くするような新規な制御を加えた制御方法及び吸収式冷凍機設備が本発明の特徴である。
【００２０】
したがって、本発明は、吸収式冷凍機の制御に加えて冷却水温度の制御も吸収式冷凍機側に加えて、吸収式冷凍機の制御だげでなく、周辺機器である冷却水ポンプ動力の制御と冷却塔ファンの制御を行い、大幅な省エネルギー運転と部分負荷運転時の吸収式冷凍機の特性、効率を改善しようとする制御方法及び吸収式冷凍機設備を最も主要な特徴としている。
【００２１】
本発明の吸収式冷凍機制御方法は、燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備（又は装置）において、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水ポンプの循環量を１００％から５０％の範囲で制御し、冷房負荷が５０％以下となり０〜３０％の範囲で加熱量がゼロになると、冷却水量を３０〜４０％の最低流量まで低下させ、加熱量ゼロ信号、すなわち燃焼停止信号を利用して冷却水流量を最低流量に変更する信号を出すことを特徴としている。なお、周辺機器である冷却水ポンプ、冷却塔等は吸収式冷凍機とは別に設けられている設備であるので、これらを併わせて吸収式冷凍機と設備、又は吸収式冷凍機設備と称する。
【００２２】
また、本発明の方法は、燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、冷房負荷が５０％以下となり０〜３０％の範囲で加熱量がゼロになった場合は、冷水出口温度の下がり過ぎを防止するために冷媒ポンプを発停制御運転し、この時、冷水出口温度が冷媒ポンプの発停により上下変動しないように、また冷水出口温度が安定するようにするために、冷却水温度で冷水出口温度が安定するように冷却塔ファンモータの運転を制御し、冷水が下がり過ぎれば冷却塔ファンの運転を止め、冷水温度が上がれば冷却塔ファンを運転するように冷却塔ファンモータの回転数制御及び発停制御する制御信号を吸収式冷凍機から出すことを特徴としている。
【００２３】
また、本発明の方法は、燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、冷房負荷が５０％以下となり０〜３０％の範囲で加熱量がゼロになった場合は、冷水出口温度の下がり過ぎを防止するために冷水出口温度の設定温度を上げ、負荷側の冷え過ぎを防止すると同時に、吸収冷温水機内に保有する蓄熱冷媒の冷熱を有効に利用して省エネルギー運転を継続させるように、冷水制御の設定温度を自動的に変動させることを特徴としている。
【００２４】
また、本発明の方法は、燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、冷房負荷が５０％以下となり０〜３０％の範囲で加熱量がゼロになった場合は、冷水出口温度の下がり過ぎを防止するために冷水出口温度の設定温度を上げ（例えば、冷水温度設定を７℃から１０℃や１２℃に上げる）、同時に、冷却水温度の設定温度を冷水出口温度の設定温度と同じか、又は近辺まで下げて、冷却水温度低下による冷却効果で、吸収式冷凍機の冷房運転ができる範囲を増やし、加熱熱源を利用した冷房運転時間を少なくなるようにして省エネルギー効果を高めることを特徴としている。具体的な効果として、外気の冷却熱を利用した吸収式冷凍機の冷房運転（フリークーリング）が可能になる。
【００２５】
以下、このフリークーリングについて説明する。外気温度が低い時に冷凍機をバイパスして冷却塔に冷水を流して、外気による冷房運転が可能になることが良く知られている。冷水を直接冷却塔に流すと、冷水系配管に外気の汚れを持ち込む懸念があり、外気冷房する場合には密閉式冷却塔を使用するか、又は間に熱交換器を入れて間接的に冷却する方式が一般的である。吸収冷凍機をバイパスさせず、通常の運転サイクルのままでフリークーリングができると、省エネルギー面でのメリットに加え設備面でも大きなメリットがある。
従来、このような運転を行うと、冷凍機側内部を循環する吸収液、冷媒の保有水量のバランスがくずれ、冷媒ポンプのキャビテーションや吸収液の結晶などさまざまなトラブルを引き起こす恐れがあり、無理な運転は避けるようメーカー側から通知していた。しかし、最近の冷凍機は省エネルギー化が進み、運転中の吸収液濃度も低くして運転する傾向にある。また、冷凍機の運転を制御する運転盤及び制御盤の制御機能も、電子化により各段に上昇・進歩し、温度監視や複雑なコントロールも比較的容易に行うことが可能になった。
【００２６】
これら最近の傾向を前向きに取り込んでいくと、かなり複雑な制御が可能となり、結晶防止やキャビテーション防止のセンサを多数取り入れることが、標準の盤でも比較的容易に行えるようになる。従来のフリークーリングだと、冷水温度は外気による影響を強く受けるので、安定した冷水を確保することが難しく、お天気次第になってしまうので、省エネルギーになることは分かっていても積極的に採用しにくく、この事がフリークーリングが普及しにくい原因となっている。
このような背景から、吸収式冷凍機をうまく使いこなすことを考えると、中間期や低負荷時にはフリークーリング運転を主と考えて、バックアップ用に燃焼装置を利用するような運転方法が非常に有効な運転手法となる。冷凍機側で対処することは、低負荷運転が続くと、吸収液濃度が低下し吸収力が低下する。しかし、冷却水温度を下げてやれば、そこそこの吸収力が維持でき、冷媒ポンプを回せば、そこそこの冷水温度を維持することができる。
ここで問題になるのは、低負荷運転を長時間続けると冷媒溜りの冷媒が空になり、冷媒ポンプの運転が継続できなくなることであるが、冷媒液面、冷媒温度、冷媒ポンプの電流値又はポンプ軸受けの振動などを検知して、断続的に燃焼運転を繰り返すことで所定の冷媒を再生し、冷媒ポンプの運転に必要な冷媒量を確保することができる。冷水温度が下がり過ぎた場合は、当然冷媒ポンプの運転を止め、冷却水温度の設定を上げる。この繰返しで低負荷運転時のフリークーリング運転が継続できるようになる。
【００２７】
また、本発明の方法は、燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、前記４番目の発明（請求項４）の状態を永く継続すると、吸収式冷凍機内部に溜まっている蓄熱冷媒は蒸発して冷熱を得ることができなくなり、循環する冷媒が不足して冷媒ポンプがキャビテーションを起すので、冷媒ポンプの吸入口又は吐出口に取り付けた振動検知センサー又は冷媒の温度又は冷媒ポンプの温度を検知する温度センサーの検知信号により冷媒ポンプを止め、この時、冷水温度が上昇し設定温度を超えた場合には自動的に通常の加熱制御運転に戻り冷房負荷運転及び冷媒溜りへ凝縮冷媒を溜める蓄冷運転に入ることを特徴としている。
【００２８】
また、本発明の方法は、燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、冷房負荷が１００〜０％の範囲において、冷却水温度の設定温度を負荷率に応じて変動するようにして、冷房負荷が減って加熱熱量を減らした場合、又は外気温度が下がり外気による冷却効果が増した場合には、冷却水温度の設定温度を段階的に下げていくように冷却水設定温度を変更し、冷却塔ファンモータの回転数制御信号及び冷却塔ファンモータの起動・停止を制御する制御信号を吸収式冷凍機から出すことを特徴としている。
【００２９】
この方法において、加熱量を制御する冷房負荷運転範囲、例えば１００〜３０％では冷却水温度の上限値を下げるように制御し、冷媒ポンプの発低制御運転範囲、例えば３０〜０％では、冷却水温度の下限値を下げるように制御することが好ましい。
また、加熱量を制御する冷房負荷運転範囲では冷却水温度の上限値を下げるように制御し、冷媒ポンプの発低制御運転範囲では、冷却水温度の下限値を下げるように制御し、かつ冷水出口温度の設定を上げるように制御することもできる。
【００３０】
さらに、本発明の方法は、燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、外気温度又は外部負荷の影響を受けて変化する吸収式冷温水機を循環する冷水温度と、外気で冷却されて吸収式冷温水機を循環する冷却水の温度を検知して、定格負荷運転時の冷却水温度設定値を変更する制御機能を有し、負荷が低下した時は吸収式冷温水機を循環する冷却水の設定温度を下げ、吸収式冷温水機の低冷却水温度特性を生かして運転効率を上げ、同様に冷房負荷が低下した時には冷却水循環流量を減少させ、循環ポンプのエネルギー消費量を減らすように制御し、冷水の冷え過ぎを防止して運転効率を上げ、高負荷から低負荷まで高効率で省エネルギーとなる運転を行うように構成される。この方法において、冷却水温度設定値の変化に対応して、冷却塔ファンモータの回転数制御信号及び発停制御信号を出力する。
【００３１】
吸収式冷凍機は冷房負荷により吸収式冷凍機の入口温度と出口温度が変化する。冷水温度が低下すれば、冷え過ぎを防止するために制御装置が働き、吸収液を加熱、再生する加熱エネルギー量を調節する。加熱エネルギーには、天然ガスのような高級な化石エネルギーもあれば、ガスエンジン排熱温水のように低品位のエネルギーもある。それらのエネルギーを単独又は併用して吸収式冷温水機を運転する。一般的に、加熱エネルギー量を調節する信号は、冷水出口温度の変化率（量）や冷水出入り口温度差を検知して負荷率（制御量）を演算し制御信号を電流値や抵抗値に変換して出力する。
この時、冷却水温度は冷却塔のファン発停や三方弁制御により、吸収式冷凍機入口温度が一定になるように制御されている。一般的には、冷房負荷が外気温度とほぼ一致して変化するので大きな問題はないが、デパートやスーパーなどのように外気温度の他に人間の出入数で負荷が決まるような商業施設やプロセス冷却施設の場合には、冷房負荷は外気温度すなわち冷却水温度には関係なく変化する。この様な運転をする場合には、吸収式冷凍機の運転・制御盤の制御機能、データ記憶機能を利用して、吸収式冷凍機の制御信号データ及び温度データから、その時その時の運転条件に最適となる冷却水温度設定値を算出して新たな設定値とすれば、吸収式冷凍機の省エネルギー運転が非常に効果的にまた容易に実施できる。
また、これらの方法において、吸収式冷凍機が一重効用形吸収式冷凍機、二重効用形吸収式冷凍機及び三重効用形吸収式冷凍機のいずれかであるように構成される。
【００３２】
本発明の吸収式冷凍機設備は、燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の高温再生器、中温再生器、低温再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを主構成機器として有し、吸収器の吸収液を低温再生器から中温再生器へ、ついで高温再生器へ導くリバースフロー式の三重効用形吸収式冷温水機と設備において、冷温水ポンプの入口温度センサ、冷温水ポンプの出口温度センサ、冷却水ポンプの入口温度センサ及び冷却水ポンプの出口温度センサと、運転・制御盤とを接続し、この運転・制御盤と、燃料の燃焼・制御装置、冷温水ポンプの回転制御装置、冷却水ポンプの回転制御装置及び冷却塔ファンモータの回転制御装置とを接続し、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水ポンプの循環量を制御し、冷房負荷に応じて冷却水量を制御し、加熱量ゼロ信号、すなわち燃焼停止信号を利用して冷却水流量を最低流量に変更する信号を出すようにしたことを特徴としている。
【００３３】
また、本発明の吸収式冷凍機設備は、燃料の燃焼、水蒸気又は温水により吸収液を加熱する構造の高温再生器、低温再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを主構成機器として有し、吸収器の吸収液を低温再生器から高温再生器へ導くリバースフロー式の二重効用形吸収式冷温水機と設備において、冷温水ポンプの入口温度センサ、冷温水ポンプの出口温度センサ、冷却水ポンプの入口温度センサ及び冷却水ポンプの出口温度センサと、運転・制御盤とを接続し、この運転・制御盤と、燃料の燃焼・制御装置、冷温水ポンプの回転制御装置、冷却水ポンプの回転制御装置及び冷却塔ファンモータの回転制御装置とを接続し、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水ポンプの循環量を制御し、冷房負荷に応じて冷却水量を制御し、加熱量ゼロ信号、すなわち燃焼停止信号を利用して冷却水流量を最低流量に変更する信号を出すようにしたことを特徴としている。
【００３４】
また、本発明の吸収式冷凍機設備は、燃料の燃焼、水蒸気又は温水により吸収液を加熱する構造の高温再生器、低温再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを主構成機器として有し、吸収器の吸収液を低温再生器と高温再生器に同時に送るパラレルフロー式の二重効用形吸収式冷温水機と設備において、冷温水ポンプの入口温度センサ、冷温水ポンプの出口温度センサ、冷却水ポンプの入口温度センサ及び冷却水ポンプの出口温度センサと、運転・制御盤とを接続し、この運転・制御盤と、燃料の燃焼・制御装置、冷温水ポンプの回転制御装置、冷却水ポンプの回転制御装置及び冷却塔ファンモータの回転制御装置とを接続し、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水ポンプの循環量を制御し、冷房負荷に応じて冷却水量を制御し、加熱量ゼロ信号、すなわち燃焼停止信号を利用して冷却水流量を最低流量に変更する信号を出すようにしたことを特徴としている。
【００３５】
また、本発明の吸収式冷凍機設備は、燃料の燃焼、水蒸気又は温水により吸収液を加熱する構造の高温再生器、低温再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを主構成機器として有し、吸収器の吸収液を高温再生器から低温再生器に送るシリーズフロー式の二重効用形吸収式冷温水機と設備において、冷温水ポンプの入口温度センサ、冷温水ポンプの出口温度センサ、冷却水ポンプの入口温度センサ及び冷却水ポンプの出口温度センサと、運転・制御盤とを接続し、この運転・制御盤と、燃料の燃焼・制御装置、冷温水ポンプの回転制御装置、冷却水ポンプの回転制御装置及び冷却塔ファンモータの回転制御装置とを接続し、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水ポンプの循環量を制御し、冷房負荷に応じて冷却水量を制御し、加熱量ゼロ信号、すなわち燃焼停止信号を利用して冷却水流量を最低流量に変更する信号を出すようにしたことを特徴としている。
【００３６】
また、本発明の吸収式冷凍機設備は、燃料の燃焼、水蒸気又は温水により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを主構成機器として有し、吸収器の吸収液を再生器へ導く一重効用形吸収式冷温水機と設備において、冷温水ポンプの入口温度センサ、冷温水ポンプの出口温度センサ、冷却水ポンプの入口温度センサ及び冷却水ポンプの出口温度センサと、運転・制御盤とを接続し、この運転・制御盤と、燃料の燃焼・制御装置、冷温水ポンプの回転制御装置、冷却水ポンプの回転制御装置及び冷却塔ファンモータの回転制御装置とを接続し、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水ポンプの循環量を制御し、冷房負荷に応じて冷却水量を制御し、加熱量ゼロ信号、すなわち燃焼停止信号を利用して冷却水流量を最低流量に変更する信号を出すようにしたことを特徴としている。
【００３７】
さらに、本発明の吸収式冷凍機設備は、燃料の燃焼により吸収液を加熱する構造の再生器、凝縮器、吸収器、蒸発器、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ、冷温水ポンプ、冷却塔及び冷却塔ファンモータを少なくとも有する吸収式冷温水機と設備において、外気温度又は外部負荷の影響を受けて変化する吸収式冷温水機を循環する冷水温度と、外気で冷却されて吸収式冷温水機を循環する冷却水の温度を検知して、定格負荷運転時の冷却水温度設定値を変更する制御機能を有し、負荷が低下した時は吸収式冷温水機を循環する冷却水の設定温度を下げ、吸収式冷温水機の低冷却水温度特性を生かして運転効率を上げ、同様に冷房負荷が低下した時には冷却水循環流量を減少させる制御機能を有し、循環ポンプのエネルギー消費量を減らすように制御し、冷水の冷え過ぎを防止して運転効率を上げ、高負荷から低負荷まで高効率で省エネルギーとなる運転を実現するようにしたことを特徴としている。この設備において、冷却水温度設定値の変化に対応して、冷却塔ファンモータの回転数制御信号及び発停制御信号を出力するようにしている。また、吸収式冷凍機としては、一重効用形吸収式冷凍機、二重効用形吸収式冷凍機及び三重効用形吸収式冷凍機のいずれかとすることができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１）  吸収式冷凍機の冷房負荷制御に加えて冷却水温度の制御をも吸収式冷凍機側に加えて、吸収式冷凍機の制御だけでなく、周辺機器である冷却水ポンプ動力の制御と冷却塔ファンの制御を行うことにより、大幅な省エネルギー運転と部分負荷運転時の吸収式冷凍機設備の特性、効率を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
吸収式冷温水機設備におけるシステム全体の省エネルギー運転という目的を、吸収式冷凍機の冷房負荷制御運転に連動させて冷却水温度の制御をも行い、吸収式冷凍機の制御だけでなく、周辺機器である冷却水ポンプ動力の制御と冷却塔ファンの制御を行うように構成することにより実現した。
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することができるものである。
図１は、本発明の実施の第１形態による多重効用形吸収式冷温水機の一例として、三重効用形吸収式冷温水機と周辺システム、すなわち、周辺設備（装置）との組合せを示している。図２は、図１に示す三重効用形吸収冷温水機における制御フローを示している。
【００４１】
図１に示す三重効用形吸収冷温水機設備は、燃料の燃焼により吸収液を間接的に加熱する構造の高温再生器１０、中温再生器１２、低温再生器１４、凝縮器１６、吸収器１８、蒸発器２０、熱交換器類、溶液ポンプ、冷媒ポンプ、冷却水ポンプ２２、冷温水ポンプ２４、冷却塔２６及び冷却塔ファンモータ２８を主構成機器として有し、吸収器１８の吸収液を低温再生器１４から中温再生器１２へ、ついで高温再生器１０へ導くリバースフロー式の三重効用形吸収式冷温水機である。
【００４２】
そして、このように構成された吸収式冷温水機設備において、冷温水ポンプ２４の入口温度センサ３０、冷温水ポンプ２４の出口温度センサ３２、冷却水ポンプ２２の入口温度センサ３４及び冷却水ポンプ２２の出口温度センサ３６と、運転・制御盤３８とを接続し、この運転・制御盤３８と、燃料の燃焼・制御装置４０、冷温水ポンプ２４の回転制御装置４２、冷却水ポンプ２２の回転制御装置４４及び冷却塔ファンモータ２８とを接続し、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を利用して冷却水ポンプ２２の循環量を１００％から５０％の範囲で制御し、冷房負荷が５０％以下となり０〜３０％の範囲で加熱量がゼロになると、冷却水量を最低流量（３０〜４０％）まで低下させる制御を行い、加熱量ゼロ信号、すなわち燃焼停止信号を利用して冷却水流量を最低流量に変更する信号を出すように構成されている。４６は燃料制御弁、４８は冷却塔ファン、５０は冷却塔ファンモータの回転制御装置である。
【００４３】
吸収式冷温水機、例えば吸収式冷凍機は、吸収式冷凍機が本来持っている制御機能を生かして、さらに、吸収式冷凍機の部分負荷特性の改善と冷却水ポンプなど周辺動力設備の省エネルギーを効率的に、かつ大きな費用負担を発生させずに実現する制御システムを採用したものである。そして、この吸収式冷凍機は、冷水出口温度を制御する加熱量制御信号を出すと同時に、冷却水ポンプ２２の循環量を制御する信号を出して、部分負荷運転時又は冷却水温度が低い時に冷却水ポンプ動力を節減し、省エネルギーを図る制御をするものである。ただし、このような制御を行う省エネルギーシステムはすでに公知のシステムとして実施されている。この場合、安全性を重視して冷却水流量は定格運転時の５０％までとし、それ以下にしないのが通例である。
【００４４】
そこで、本発明における吸収式冷凍機システムでは、従来と同様に冷却水流量は吸収式冷凍機の制御に合わせて流量を変化させ、５０％流量を下限値の目安とする。しかし、吸収式冷凍機の負荷制御量が５０％を下回り、最低燃焼制御量（通常２０〜３０％負荷）を下回って、燃焼が停止し、冷媒ポンプのみが運転する極低負荷運転状態（通常０〜３０％負荷）の場合には、冷却水流量を５０％からさらに絞って、冷却水ポンプ２２が運転を継続する上で支障の起きない最低流量まで冷却水流量を絞る制御信号を出す（図１、図２における（３）の冷却水流量制御）。通常、燃焼が停止している場合のみ冷却水流量を３０〜４０％まで絞ることとして、低負荷運転時の冷却水ポンプ２２動力を減らす省エネルギー運転を可能にしている。
【００４５】
吸収式冷凍機の冷水出口温度を制御する燃焼量の制御下限値を下回り、燃焼停止した時に限り、冷却水流量を定格流量に対して３０〜４０％まで絞る。これにより、冷却水循環水量の制御幅を広げられるようになり、従来は１００％〜５０％の幅で制御することが限界であったが、冷却水ポンプ２２の回転数制御の限界から決まる１００％〜約３０％の幅まで運転することが可能になり、大幅な省エネルギー運転が可能となる。省エネルギーの要求度合い又は用途によって、冷温水出入り口の温度差の平均が一定となるよう冷温水ポンプ２４の回転数を制御して冷水流量を制御してもよい（図１、図２における（１）の冷水出口温度制御）。
【００４６】
つぎに、燃焼停止中に、冷媒溜りに溜まっている冷媒の蒸発熱を利用して冷房運転を行う蓄熱冷媒運転時の冷水温度制御を新規に加え、吸収冷温水機の特性、効率を改善し低負荷運転時の運転効率を改善する。通常、燃焼が停止中で、冷媒ポンプのみで冷房運転を行っている場合には、吸収式冷凍機の冷水出口制御はなく、制御信号の制御量はゼロとなっている。この低負荷運転領域では、冷水温度は成行きとなり冷水出口温度の制御は行われていない。
【００４７】
しかし、この時にも冷媒ポンプ運転中（冷媒散布中）は、冷媒は冷水から熱を取り蒸発を行い、吸収器１８で散布される吸収液は冷媒を吸収している。そこで、この時に吸収式冷凍機に入る冷却水温度の設定条件を変更して、冷却塔ファン４８の運転を、吸収式冷凍機の冷水出口温度をあらかじめ設定した温度で制御運転することを可能にするように、冷水出口温度を低負荷運転で余力のある冷却塔２６の能力を利用して冷却水温度で制御する、低負荷運転時に冷却塔ファン４８を運転する制御信号を出す運転切替え機能を備えている（図１、図２における（２）の冷却水入口温度制御）。
さらに、定格冷房負荷運転中においても外気温度が低く冷却水温度が低下傾向の時には、冷却水温度の設定値を下げて定格冷房負荷運転時の省エネルギー運転が可能になるように、吸収式冷凍機の運転・制御盤３８で冷却水温度設定値を変更し、冷却塔ファンモータ２８の運転を制御する。
【００４８】
図３は、本発明の請求項１に係る場合で、冷却水温度制御による冷房負荷制御を追加し、部分負荷特性を改善する制御を行う場合を示している。図３（ａ）は従来の制御と動作を示す冷房負荷率と燃料消費量割合との関係を示すグラフ、図３（ｂ）は従来の制御と動作を示す冷房負荷率と負荷制御範囲との関係を示すグラフ、図３（ｃ）は変更後（本発明）の制御と動作を示す冷房負荷範囲と燃料消費量割合との関係を示すグラフ、図３（ｄ）は変更後（本発明）の制御と動作を示し冷房負荷率と負荷制御範囲との関係を示すグラフである。
【００４９】
図３（ｃ）における斜線の部分が、冷却水温度制御による省エネルギー改善効果になる部分である。また、図３（ｂ）における冷媒ポンプ発停による負荷制御範囲が、図３（ｄ）における冷却水温度制御による冷房負荷制御範囲と、冷媒ポンプ発停による負荷制御範囲とに分割され、冷媒ポンプ発停による負荷制御範囲が小さくなる。
【００５０】
図４は、本発明の請求項２に係る場合で、冷房負荷変化による冷却水流量制御を追加し、低負荷時の冷却水ポンプ電力消費量を改善する制御を行う場合を示している。図４（ａ）は従来の制御と動作を示す冷房負荷率と冷却水流量割合との関係を示すグラフ、図４（ｂ）は従来の制御と動作を示す冷房負荷率と、冷却水流量割合及び制御信号との関係を示すグラフ、図４（ｃ）は変更後（本発明）の制御と動作を示す冷房負荷範囲と冷却水流量割合との関係を示すグラフ、図４（ｄ）は変更後（本発明）の制御と動作を示し冷房負荷率と、冷却水流量割合及び制御信号との関係を示すグラフである。
【００５１】
図４（ｃ）における斜線の部分が、冷却水流量制御による省エネルギー改善効果の範囲である。また、図４（ｄ）において、冷房負荷に応じて増減する制御信号が、冷房負荷３０〜５０％に相当する制御信号出力の時、冷却水流量が５０％を維持するよう冷却水ポンプの回転数を制御する。また、冷房負荷に応じて増減する制御信号が、冷房負荷０〜３０％の範囲で加熱量ゼロを指示する制御信号出力の時、冷却水流量を３５％に変更するよう冷却水ポンプの回転数を制御する。
【００５２】
図５は、本発明の請求項４、６、７に係る場合で、冷房負荷変化及び外気温度変化による冷却水温度変化を省エネルギー運転に利用する制御、すなわち、冷却水設定温度を運転条件の変化により自動的に変更する制御を行う場合を示している。図５（ａ）は従来の制御と動作を示す冷房負荷率と冷却水温度との関係を示すグラフ、図５（ｂ）は変更後（本発明）の制御と動作を示す冷房負荷範囲と冷却水温度との関係を示すグラフである。
【００５３】
図５（ａ）に示すように、従来は冷却水設定温度を３２℃として、冷却塔ファンモータの発停制御により冷却水温度を冷却水設定温度付近に保つ制御が行われていた。しかし、本発明の方式においては、図５（ｂ）に示すように、加熱量ゼロの時に冷水温度制御をするため、冷却水設定温度の下限値を下げて、例えば２２℃から１０℃に下げて冷却水の冷却効果を利用して省エネルギー運転をする。このようにすることにより、外気温度の変動により変化する冷却水温度が低下した時に、冷却水設定温度の上限値を下げて冷却水の冷却効果を利用して省エネルギー運転をすることができる。
【００５４】
前述のように、吸収式冷凍機は冷房負荷により吸収式冷凍機の入口温度と出口温度が変化する。冷水温度が低下すれば、冷え過ぎを防止するために制御装置が働き、吸収液を加熱、再生する加熱エネルギー量を調節する。加熱エネルギーには、天然ガスのような高級な化石エネルギーもあれば、ガスエンジン排熱温水のように低品位のエネルギーもある。それらのエネルギーを単独又は併用して吸収式冷温水機を運転する。一般的に、加熱エネルギー量を調節する信号は、冷水出口温度の変化率（量）や冷水出入り口温度差を検知して負荷率（制御量）を演算し制御信号を電流値や抵抗値に変換して出力する。
この時、冷却水温度は冷却塔２６のファン発停や三方弁制御により、吸収式冷凍機入口温度が一定になるように制御されている。一般的には、冷房負荷が外気温度とほぼ一致して変化するので大きな問題はないが、デパートやスーパーなどのように外気温度の他に人間の出入数で負荷が決まるような商業施設やプロセス冷却施設の場合には、冷房負荷は外気温度すなわち冷却水温度には関係なく変化する。この様な運転をする場合には、吸収式冷凍機の運転・制御盤の制御機能、データ記憶機能を利用して、吸収式冷凍機の制御信号データ及び温度データから、その時その時の運転条件に最適となる冷却水温度設定値を算出して新たな設定値とすれば、吸収式冷凍機の省エネルギー運転が非常に効果的にまた容易に実施できる。
【００５５】
例えば、冷房負荷１００％の時に、冷却塔水槽の温度（外気温度）が３２℃近辺の時は循環する冷却水設定温度は３２℃のままでよいが、冷房負荷１００％の時に、冷却塔水槽の温度（外気温度）が２２℃近辺まで低下するような温度まで外気温度が低下した時は、循環する冷却水設定温度を２７℃（吸収液の結晶防止を考慮して温度を決める）に変更する等、事前に設定した演算基準と後述の温度テーブルにより、吸収式冷凍機運転中は、吸収式冷凍機の負荷制御・運転装置による演算結果から、循環する冷却水の設定温度を変える信号を出力して、冷却塔２６のファン発停やファンモータ２８の回転数制御などによる冷却水温度調節を行うようにする。負荷が変化した時は、変更後の設定温度を基準として冷房能力（負荷率）に連動して比例的に冷却水の温度が変化するように制御すれば、全負荷領域において吸収式冷凍機に最適な冷却水温度条件による省エネルギー運転が可能となる。同様に冷房負荷が低下した時には冷却水循環流量を減少させる制御機能を有し、外部信号出力により循環ポンプの回転数を減らし、循環水量を減らして循環ポンプのエネルギー消費量を減らす。
【００５６】
図６は、図１に示す吸収式冷温水機において、冷房負荷変化及び外気温度変化による冷却水温度変化を省エネルギー運転に利用する制御、すなわち、冷却水設定温度を運転条件の変化により自動的に変更する制御を示す説明図であり、図７はこの場合の冷却水温度テーブルの一例を示している。
【００５７】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、冷房負荷１００％の時に、冷却塔水槽の温度（外気温度）が３２℃近辺の時は循環する冷却水設定温度は３２℃のままでよいが、冷房負荷１００％の時に、冷却塔水槽の温度（外気温度）が２２℃近辺まで低下するような温度まで外気温度が低下した時は、循環する冷却水設定温度を２７℃（吸収液の結晶防止を考慮して温度を決める）に変更する等、事前に設定した演算基準と、図６に示す冷却水温度テーブルにより、吸収式冷温水機運転中は、吸収式冷温水機の負荷制御・運転装置による演算結果から、循環する冷却水の設定温度を変える信号を出力して、冷却塔２６のファン４８の発停やファンモータ２８の回転数制御などによる冷却水温度調節を行うようにする。
負荷が変化した時は、変更後の設定温度を基準として冷房能力（負荷率）に連動して比例的に冷却水の温度が変化するように制御すれば、全負荷領域において吸収式冷温水機に最適な冷却水温度条件による省エネルギー運転が可能となる。同様に冷房負荷が低下した時には冷却水循環流量を減少させる制御機能を有し、外部信号出力により冷却水循環ポンプ１００の回転数を減らし、循環水量を減らして循環ポンプのエネルギー消費量を減らす。
【００５８】
また、夏期の冷房運転のピークを過ぎた後で、冷却水温度が低下し、加えて冷房負荷が低下し、低負荷運転が長時間に及ぶ場合には、冷水の設定温度を、通常７℃で設定している場合には８℃、９℃、１０℃のように、事前に設定した演算基準と冷却水温度テーブルにより、吸収式冷温水機の負荷制御・運転装置による演算結果から冷水の設定温度を変え、加熱エネルギーの使用量を制限するようにして冷え過ぎを防止し、省エネルギー運転が行えるようにする。この場合、冷却水温度設定値の変化に対応して、冷却塔ファンモータ２８の回転数制御信号及び発停制御信号を出力するように構成することもできる。
【００５９】
上記の実施形態では、三重効用形吸収式冷凍機の場合について説明したが、二重効用形吸収式冷凍機、一重効用形吸収式冷凍機、さらには四重以上の多重効用形吸収冷凍機にも、勿論適用することができる。また、二重効用形吸収式冷凍機の場合は、リバースフロー式に限らず、パラレルフロー式、シリーズフロー式にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の第１形態による三重効用形吸収冷温水機と周辺システムの組合せ概念図である。
【図２】図１に示す冷温水機における制御フロー図である。
【図３】本発明の請求項１に係る場合で、冷却水温度制御による冷房負荷制御を追加し、部分負荷特性を改善する制御を行う場合を示しており、図３（ａ）は従来の制御と動作を示す冷房負荷率と燃料消費量割合との関係を示すグラフ、図３（ｂ）は従来の制御と動作を示す冷房負荷率と負荷制御範囲との関係を示すグラフ、図３（ｃ）は変更後（本発明）の制御と動作を示す冷房負荷範囲と燃料消費量割合との関係を示すグラフ、図３（ｄ）は変更後（本発明）の制御と動作を示し冷房負荷率と負荷制御範囲との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の請求項２に係る場合で、冷房負荷変化による冷却水流量制御を追加し、低負荷時の冷却水ポンプ電力消費量を改善する制御を行う場合を示しており、図４（ａ）は従来の制御と動作を示す冷房負荷率と冷却水流量割合との関係を示すグラフ、図４（ｂ）は従来の制御と動作を示す冷房負荷率と冷却水流量割合及び制御信号との関係を示すグラフ、図４（ｃ）は変更後（本発明）の制御と動作を示す冷房負荷範囲と冷却水流量割合との関係を示すグラフ、図４（ｄ）は変更後（本発明）の制御と動作を示し冷房負荷率と冷却水流量割合及び制御信号との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の請求項４、６、７に係る場合で、冷房負荷変化及び外気温度変化による冷却水温度変化を省エネルギー運転に利用する制御、すなわち、冷却水設定温度を運転条件の変化により自動的に変更する制御を行う場合を示しており、図５（ａ）は従来の制御と動作を示す冷房負荷率と冷却水温度との関係を示すグラフ、図５（ｂ）は変更後（本発明）の制御と動作を示す冷房負荷範囲と冷却水温度との関係を示すグラフである。
【図６】冷房負荷変化及び外気温度変化による冷却水温度変化を省エネルギー運転に利用する制御、すなわち、冷却水設定温度を運転条件の変化により自動的に変更する制御を行う場合を示しており、図６（ａ）は従来の制御と動作を示す冷房負荷率と冷却水温度との関係を示すグラフ、図６（ｂ）は変更後（本発明）の制御と動作を示す冷房負荷範囲と冷却水温度との関係を示すグラフである。
【図７】冷房負荷率と冷却水温度との関係の冷却水温度テーブルの一例を示す説明図である。
【図８】従来の吸収式冷凍機の一例を示す系統的概略構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  高温再生器
１２  中温再生器
１４  低温再生器
１６  凝縮器
１８  吸収器
２０  蒸発器
２２  冷却水ポンプ
２４  冷温水ポンプ
２６  冷却塔
２８  冷却塔ファンモータ
３０、３４  入口温度センサ
３２、３６  出口温度センサ
３８  運転・制御盤
４０  燃焼・制御装置
４２、４４、５０  回転制御装置
４６  燃料制御弁
４８  冷却塔ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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