(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機と、
圧縮式冷凍機と、
前記発電機の排熱を回収する吸収式冷凍機と、
前記圧縮式冷凍機および前記吸収式冷凍機に直列または並列に接続され冷水供給負荷に冷水を供給する冷水配管と、
前記圧縮式冷凍機および前記吸収式冷凍機を制御する制御装置と、を備え、
前記吸収式冷凍機は前記発電機からの排熱を回収する発電機排熱用再生器と燃焼装置の燃焼により入熱する燃焼装置用再生器とを有した冷水製造装置であって、
前記制御装置は、
前記冷水製造装置を含む契約対象事業所内の機器の電力消費量を計測する電力量計測器により計測された電力負荷が契約電力量に近づいた際に前記電力量計測器から送信される契約電力量維持指令を受信した場合に、前記圧縮式冷凍機の冷凍容量を抑制する制御を行うと共に、前記発電機排熱用再生器及び前記燃焼装置用再生器を機能させて前記冷水供給負荷として必要な冷凍容量を賄うように前記吸収式冷凍機の冷凍容量を増大する制御を行い、
前記契約電力量維持指令を受信していない場合に、前記燃焼装置用再生器よりも前記発電機排熱用再生器を優先して機能させて前記吸収式冷凍機の制御を行う
ことを特徴とする冷水製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷水製造装置において、
前記制御装置は、前記圧縮式冷凍機の圧縮機の吸込側流路断面積を変化させる制御弁を制御し、または前記圧縮機の回転数を制御して、前記圧縮式冷凍機の冷凍容量を制御するものである
ことを特徴とする冷水製造装置。
【請求項３】
原動機部および発電機部を有する発電機と、
圧縮機、凝縮器、および蒸発器を冷媒配管により接続した冷凍サイクルと第１制御装置とを有する圧縮式冷凍機と、
蒸発器、吸収器、凝縮器、および前記発電機の排熱を回収する再生器を配管、流路により接続した冷凍サイクルと第２制御装置とを有する吸収式冷凍機と、
前記圧縮式冷凍機の蒸発器および前記吸収式冷凍機の蒸発器に直列または並列に接続され冷水供給負荷に冷水を供給する冷水配管と、
前記圧縮式冷凍機および前記吸収式冷凍機を制御する制御装置と、を備え、
前記吸収式冷凍機の再生器は前記発電機からの排熱を回収する発電機排熱用再生器と燃焼装置の燃焼により入熱する燃焼装置用再生器とを有した冷水製造装置であって、
前記第１制御装置は、前記冷水製造装置を含む契約対象事業所内の機器の電力消費量を計測する電力量計測器により計測された電力負荷が契約電力量に近づいた際に前記電力量計測器から送信される契約電力量維持指令を受信した場合に、前記圧縮式冷凍機の冷凍容量を抑制する制御を行い、
前記第２制御装置は、
前記契約電力量維持指令を受信した場合に、前記発電機排熱用再生器及び前記燃焼装置用再生器を機能させて前記冷水供給負荷として必要な冷凍容量を賄うように前記吸収式冷凍機の冷凍容量を増大する制御を行い、
前記契約電力量維持指令を受信していない場合に、前記燃焼装置用再生器よりも前記発電機排熱用再生器を優先して機能させて前記吸収式冷凍機の制御を行う
ことを特徴とする冷水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮式冷凍機と吸収式冷凍機とを組み合わせた冷水製造装置に係り、特に、空調負荷などの冷水供給負荷だけでなく電力負荷をも考慮した冷凍容量制御可能な冷水製造装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮式冷凍機と吸収式冷凍機を組み合わせて冷水を製造する冷水製造装置としては、特開平１１−２６４６２５号公報（特許文献１）に示されたものがある。この冷水製造装置は、圧縮機、凝縮器、蒸発器を冷媒配管により接続して冷凍サイクルが構成されている圧縮式冷凍機と、蒸発器、吸収器、凝縮器、再生器を配管、流路により接続して冷凍サイクルが構成されている吸収式冷凍機とを有している。これら両冷凍機を冷水配管により直列に接続し、冷水を圧縮式冷凍機の蒸発器、吸収式冷凍機の蒸発器の順に流す。圧縮式冷凍機の蒸発器に流す冷却水の温度を冷却水入口温度センサーで検出し、この検出温度に応じて吸収式冷凍機入口の冷水の設定温度を温度調節計が設定する。そして、冷水温度を温度検出手段で検出し、この温度検出手段が検出した冷水の温度が設定温度になるように両冷凍機の冷凍容量を制御する。これにより、効率の良い圧縮式冷凍機がベース負荷に対応して制御され、吸収式冷凍機がピーク負荷に対応して制御される。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２６４６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１には契約電力量に係る制御に関しては開示されておらず、上述した冷水温度による冷凍容量の制御では、電力負荷増減に適切に対応することが難しい、という問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、発電機の排熱の利用により維持費を安く効率的に運転できると共に、契約電力量の範囲内に維持する運転と冷水供給負荷を賄う運転とを両立できる冷水製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の目的を達成するための本発明の第１の態様は、発電機と、圧縮式冷凍機と、前記発電機の排熱を回収する吸収式冷凍機と、前記圧縮式冷凍機および前記吸収式冷凍機に直列または並列に接続され冷水供給負荷に冷水を供給する冷水配管と、前記圧縮式冷凍機および前記吸収式冷凍機を制御する制御装置と、を備え、前記吸収式冷凍機は前記発電機からの排熱を回収する発電機排熱用再生器と燃焼装置の燃焼により入熱する燃焼装置用再生器とを有した冷水製造装置であって、前記制御装置は、前記冷水製造装置を含む契約対象事業所内の機器の電力消費量を計測する電力量計測器により計測された電力負荷が契約電力量に近づいた際に前記電力量計測器から送信される契約電力量維持指令を受信した場合に、前記圧縮式冷凍機の冷凍容量を抑制する制御を行うと共に、前記発電機排熱用再生器及び前記燃焼装置用再生器を機能させて前記冷水供給負荷として必要な冷凍容量を賄うように前記吸収式冷凍機の冷凍容量を増大する制御を行い、前記契約電力量維持指令を受信していない場合に、前記燃焼装置用再生器よりも前記発電機排熱用再生器を優先して機能させて前記吸収式冷凍機の制御を行うものである。
【０００７】
係る本発明の第１の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記制御装置は、前記圧縮式冷凍機の圧縮機の吸込側流路断面積を変化させる制御弁を制御し、または前記圧縮機の回転数を制御して、前記圧縮式冷凍機の冷凍容量を制御するものであること。
【０００８】
また、本発明の第２の態様は、原動機部および発電機部を有する発電機と、圧縮機、凝縮器、および蒸発器を冷媒配管により接続した冷凍サイクルと第１制御装置とを有する圧縮式冷凍機と、蒸発器、吸収器、凝縮器、および前記発電機の排熱を回収する再生器を配管、流路により接続した冷凍サイクルと第２制御装置とを有する吸収式冷凍機と、前記圧縮式冷凍機の蒸発器および前記吸収式冷凍機の蒸発器に直列または並列に接続され冷水供給負荷に冷水を供給する冷水配管と、前記圧縮式冷凍機および前記吸収式冷凍機を制御する制御装置と、を備え、前記吸収式冷凍機の再生器は前記発電機からの排熱を回収する発電機排熱用再生器と燃焼装置の燃焼により入熱する燃焼装置用再生器とを有した冷水製造装置であって、前記第１制御装置は、前記冷水製造装置を含む契約対象事業所内の機器の電力消費量を計測する電力量計測器により計測された電力負荷が契約電力量に近づいた際に前記電力量計測器から送信される契約電力量維持指令を受信した場合に、前記圧縮式冷凍機の冷凍容量を抑制する制御を行い、前記第２制御装置は、前記契約電力量維持指令を受信した場合に、前記発電機排熱用再生器及び前記燃焼装置用再生器を機能させて前記冷水供給負荷として必要な冷凍容量を賄うように前記吸収式冷凍機の冷凍容量を増大する制御を行い、前記契約電力量維持指令を受信していない場合に、前記燃焼装置用再生器よりも前記発電機排熱用再生器を優先して機能させて前記吸収式冷凍機の制御を行うものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の冷水製造装置によれば、発電機の排熱の利用により維持費を安く効率的に運転できると共に、契約電力量の範囲内に維持する運転と冷水供給負荷を賄う運転とを両立できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。なお、それぞれの実施形態を必要に応じて適宜に組み合わせることにより、さらに効果的なものとすることができる。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の冷水製造装置を図１を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態の冷水製造装置の構成図である。
【００１２】
冷水製造システム１００は、空調機器に冷水を供給するための冷水製造装置５０と、この冷水製造装置５０を含む契約対象事業所内の機器の電力消費量を計測するための電力消費量計測装置６０とを備えて構成されている。
【００１３】
冷水製造装置５０は、圧縮式冷凍機５１と、吸収式冷凍機５２と、発電機５３と、冷水配管５４と、冷却水配管５５と、制御装置５６とを備えて構成されている。この制御装置５６は、圧縮式冷凍機５１に備えられた第１制御装置５６ａと、吸収式冷凍機５２に備えられた第２制御装置５６ｂとを備えて構成されている。なお、制御装置５６は、一つの制御装置で構成された集中制御方式のものであってもよく、或いは、さらに分散された制御方式のものであってもよい。
【００１４】
また、電力量計測装置６０は、契約対象事業所内の機器に電力を供給している電力配線６１の供給電圧を検出して変圧する変圧器１８と、電力配線６１の供給電流を検出して変流する変流器１９と、これらに接続されて電動機１により消費される電力量を含む事業所内全負荷により消費される電力量を計測する電力量計測器２０と、を備えて構成されている。
【００１５】
冷水製造装置５０における圧縮式冷凍機５１は、冷凍サイクルと、圧縮機２を駆動する電動機１と、第１制御装置５６ａとを備えて構成されている。ここで、冷凍サイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機２と、高温・高圧に圧縮された冷媒を凝縮させて冷却水配管５５に放熱する凝縮器３と、凝縮された冷媒を膨張して減圧する膨張装置７と、減圧された冷媒を蒸発させて冷水配管５４から吸熱（冷水配管５４を冷却）する蒸発器４と、圧縮機２の吸込側流路断面積を変化させる冷媒ガス制御弁５とを冷媒配管により接続して構成されている。冷媒ガス制御弁５は弁駆動装置６により駆動される。第１制御装置５６ａは、電力量計測装置２０による計測結果や、冷水配管５４および冷凍サイクルの冷媒配管に設けられた各種センサーによる計測結果や、第２制御装置５６ｂからの制御信号や、運転指令信号などに基づいて、電動機１および弁駆動装置６の制御を含む圧縮式冷凍機５１の制御、および第２制御装置５６ｂへの制御信号の送信を行うように構成されている。
【００１６】
吸収式冷凍機５２は、蒸発器８、吸収器９、凝縮器１０、再生器３０、燃料制御弁１３を配管、流路により接続した冷凍サイクルと、第２制御装置５６ｂとを備えて構成されている。再生器３０は、発電機５３からの排熱を回収する発電機排熱用再生器（第１再生器）１２と、バーナなどの燃焼装置１１ａの燃焼により入熱する燃焼装置用再生器（第２再生器）１１とを有している。燃焼装置用再生器１１には燃料配管１５を通して燃料が供給される。燃料配管１５には燃料制御弁１３が設けられ、燃料制御弁１３は弁駆動装置１４により駆動される。第２制御装置５６ｂは、冷凍サイクルの配管、流路に設けられたセンサーによる計測結果や、第１制御装置５６ａからの制御信号や、運転指令信号などに基づいて、弁駆動装置１４の制御を含む吸収式冷凍機５２の制御、および第１制御装置５６ａの制御を行うように構成されている。
【００１７】
発電機５３は、ガスエンジンなどからなる原動機部１６と、この原動機部１６により駆動される発電機部１７とを備えて構成されている。この発電機５３は、発電した電力を所定の機器に供給すると共に、吸収式冷凍機５２に排熱を供給するようになっている。原動機部１６からの排熱は、吸収式冷凍機５２の発電機排熱用再生器１２に供給されて回収される。発電機５３は、常時運転されるように用いられることが多い。
【００１８】
冷水配管５４は、圧縮式冷凍機５１と吸収式冷凍機５２とに直列に接続され、冷水を圧縮式冷凍機５１から吸収式冷凍機５２の順に流して冷却した後に空調機器などに供給するものである。換言すれば、圧縮式冷凍機５１と吸収式冷凍機５２とは冷水配管２１で接続されており、負荷側から戻った冷水は圧縮式冷凍機５１に流入し、冷水配管２１を通って吸収式冷凍機５２に流入する。
【００１９】
冷却水配管５５は、圧縮式冷凍機５１の凝縮器３を冷却する冷却水を供給するための配管である。
【００２０】
かかる構成において、電力配線６１を通して供給される電力消費量が契約電力量を超えそうになった場合（電力量計測器２０により計測された電力負荷が契約電力に近づいた場合）には、電力量計測器２０から第１制御装置５６ａに契約電力量維持指令信号が送信される。第１制御装置５６ａは、この契約電力量維持指令信号に基づいて、圧縮式冷凍機５１の冷凍容量を抑制するように制御すると共に、第２制御装置５６ｂに契約電力量維持指令信号を送信する。
【００２１】
ここで、この圧縮式冷凍機５１の冷凍容量の制御は、圧縮式冷凍機５１の圧縮機２の吸込側流路断面積を変化させるように冷媒ガス制御弁５の弁開度を制御することにより行うが、回転数制御可能な圧縮機を用いている場合には、圧縮機の回転数を制御するようにしてもよい。また、この契約電力量維持指令信号は、電力量計測器２０から受信した契約電力量維持指令信号をそのまま転送してもよいが、第１制御装置５６ａの制御状態を付加して送信することが第２制御装置５６ｂでの制御をより適切に行う上で好ましい。
【００２２】
第２制御装置５６ｂは、受信した契約電力量維持指令信号に基づいて、冷水供給負荷、例えば空調負荷として必要な冷凍容量を賄うように吸収式冷凍機５２を制御する。具体的には、第２制御装置５６ｂは、契約電力量維持指令信号を受信していない場合には、燃料制御弁１３を閉じて燃焼装置用再生器１１を機能させず、発電機排熱用再生器１２のみを機能させるように吸収式冷凍機５２を制御すると共に、契約電力量維持指令信号を受信した場合には、弁駆動装置１４を駆動して燃料制御弁１３を開き、燃料配管１５を通して燃料を供給して燃焼装置用再生器１１を機能させ、吸収式冷凍機５２の冷凍容量を増加するように制御する。
【００２３】
そして、電力負荷に余裕が出てきた場合には、契約電力量維持指令信号が解除されるので、第１制御装置５６ａは、これに基づいて、圧縮式冷凍機５１の冷凍容量を増大して通常状態に戻し、効率のよい運転をするように制御すると共に、第２制御装置５６ｂに解除信号を送信する。
【００２４】
第２制御装置５６ｂは、この解除信号に基づいて、弁駆動装置１４を駆動して燃料制御弁１３を閉じ、燃焼装置用再生器１１の機能を停止させ、吸収式冷凍機５２の冷凍容量を低減するように制御する。
【００２５】
かかる第１実施形態によれば、電力消費量が契約電力量を超えそうになった場合には、圧縮式冷凍機５１の冷凍容量を抑制するように制御するので、事業所内全体の電力消費量を契約電力量の範囲内に維持することができると共に、圧縮式冷凍機５１の冷凍容量を抑制した分を吸収式冷凍機５２で賄うように制御するので、冷水供給負荷を適切に賄うことができる。
【００２６】
すなわち、第１実施形態の冷水製造装置では、電力消費量が増加する夏期などに空調負荷を賄ったまま事業所内の電力消費量を削減することができるので、安定した冷水と同時に電力消費量の削減という効果を同時に提供することができる。換言すれば、事業所内の電力負荷が増加した際に圧縮式冷凍機の容量制御により電力消費量を削減することで、事業所内全体の電力消費量が契約電力量を超えないように制御することのできる冷水製造装置を提供することができる。また、圧縮式冷凍機が容量制御をしている時は吸収式冷凍機の冷凍容量を増加させるため、電力消費量を抑制したまま空調負荷を賄い、安定した冷水を供給できる冷水製造装置を提供することができる。
【００２７】
また、契約電力量維持指令信号を受信していない通常運転においては、発電機５３からの排熱を回収する発電機排熱用再生器１２を優先させて機能させているので、燃焼装置用再生器１１を優先して機能させる場合に比較して、維持費を安く効率的に運転することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図２を用いて説明する。図２は本発明の第２実施形態の冷水製造装置の構成図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００２８】
この第２実施形態では、冷水配管５４が、圧縮式冷凍機５１および吸収式冷凍機５２に並列に接続されているものであり、第１実施形態と同様の効果を得ることができると共に、圧縮式冷凍機５１および吸収式冷凍機５２のそれぞれの冷凍容量に対応して冷水供給を行うことができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図３を用いて説明する。図３は本発明の第３実施形態の冷水製造装置の構成図である。この第３実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００２９】
この第３実施形態では、発電機５３が複数の発電機（本実施形態では、第１発電機５３Ａと第２発電機５３Ｂ）を有し、吸収式冷凍機５２は第１発電機５３Ａからの排熱を回収する第１発電機排熱用再生器１２ａと第２発電機５３Ｂからの排熱を回収する第２発電機排熱用再生器１２ｂとを有し、第２制御装置５６ｂは、圧縮式冷凍機５１の冷凍容量の制御に基づいて、第２発電機排熱用再生器１２ｂを制御するものである。
【００３０】
この第３実施形態によれば、第１実施形態と同様に契約電力量の範囲内に維持しつつ、発電機５３の排熱のみで冷水供給負荷を適切に賄う運転が可能な冷水製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態の冷水製造装置の構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態の冷水製造装置の構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態の冷水製造装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…電動機、２…圧縮機、３…凝縮器、４…蒸発器、５…冷媒ガス制御弁、６…弁駆動装置、７…膨張装置、８…蒸発器、９…吸収器、１０…凝縮器、１１…燃焼装置用再生器、１１ａ…燃焼装置、１２…発電機排熱用再生器、１３…燃料制御弁、１４…弁駆動装置、１５…燃料配管、１６…原動機部、１７…発電機部、１８…変圧器、１９…変流器、２０…電力量計測器、３０…再生器、５０…冷水製造装置、５１…圧縮式冷凍機、５２…吸収式冷凍機、５３…発電機、５４…冷水配管、５５…冷却水配管、５６…制御装置、５６ａ…第１制御装置、５６ｂ…第２制御装置、６０…電力消費量計測装置、６１…電力配線、１００…冷水製造システム。
【図１】
0004693110.tif 000002
【図２】
0004693110.tif 000003
【図３】
0004693110.tif 000004