(57)【要約】【課題】高負荷から部分負荷域まで、広い冷却水温度範囲において優れた運転特性を得ることのできる二重効用吸収式冷凍機を得る。【解決手段】二重効用吸収式冷凍機は、蒸発器８、吸収器１、凝縮器７、高温再生器５、低温再生器６、溶液ポンプ２、前記吸収器からの稀溶液を前記高温再生器に導くための第１稀溶液配管１３Ａ、及び前記吸収器からの稀溶液を前記低温再生器に導く第２稀溶液配管１３Ｂを備え、前記吸収器からの稀溶液を前記高温再生器と前記低温再生器とに並列に送液するように構成されている。前記吸収器からの稀溶液を前記低温再生器に導く前記第２稀溶液配管には、前記低温再生器への溶液循環量を制御する流量制御弁（溶液循環量制御手段）１２が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器、吸収器、凝縮器、高温再生器、低温再生器、溶液ポンプ、前記吸収器からの稀溶液を前記高温再生器に導くための第１稀溶液配管、及び前記吸収器からの稀溶液を前記低温再生器に導く第２稀溶液配管を備え、前記吸収器からの稀溶液を前記高温再生器と前記低温再生器とに並列に送液するように構成した二重効用吸収式冷凍機において、
前記吸収器からの稀溶液を前記低温再生器に導く前記第２稀溶液配管に、前記低温再生器への溶液循環量を制御する溶液循環量制御手段を設けた
ことを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項２】
請求項１に記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記吸収器からの稀溶液と前記高温再生器からの濃溶液との熱交換を行う溶液熱交換器を備え、この溶液熱交換器から流出する濃溶液の結晶余裕度に基づいて前記溶液循環量制御手段が制御されることを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項３】
請求項２に記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記結晶余裕度は、前記高温再生器の溶液濃度、または高温再生器の溶液濃度に関連する測定値、及び前記溶液熱交換器から流出する濃溶液の温度に基づいて判断され、結晶余裕度が小さく結晶の発生する可能性が大きいと判断された場合には前記溶液循環量制御手段により前記低温再生器への溶液循環量を減少させるように制御することを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項４】
請求項３に記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記高温再生器の溶液濃度に関連する測定値は、前記高温再生器の圧力と溶液温度であることを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項５】
請求項３に記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記高温再生器の溶液濃度に関連する測定値は、前記高温再生器の溶液温度と前記低温再生器の溶液温度であることを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項６】
請求項３に記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記高温再生器の溶液濃度に関連する測定値は、前記高温再生器の溶液温度と前記低温再生器のドレン温度であることを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項７】
請求項２に記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記結晶余裕度は、前記蒸発器で冷却される冷水の負荷の大きさと、前記吸収器と前記凝縮器を冷却するための冷却水の入口温度または出口温度に基づいて推定され、結晶余裕度が小さく結晶の発生する可能性が大きいと判断された場合には前記溶液循環量制御手段により前記低温再生器への溶液循環量を減少させるように制御することを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項８】
請求項７に記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記蒸発器で冷却される冷水の負荷の大きさは、前記冷水の入口温度、出口温度及び流量に基づいて推定されることを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項９】
請求項７に記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記蒸発器で冷却される冷水の負荷の大きさは、前記冷却水の入口温度、出口温度及び流量に基づいて推定されることを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項１０】
請求項９に記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記蒸発器で冷却される冷水の負荷の大きさは、更に前記高温再生器への入熱量も考慮して推定されることを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記溶液循環量制御手段は、電気的に開度制御が可能な流量制御弁で構成されていることを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項１２】
請求項１１に記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記第２稀溶液配管には、前記流量制御弁と直列に手動で開度調整が可能な手動絞り弁を備えていることを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項１３】
請求項１２に記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記手動絞り弁は、定格仕様での運転時に必要な流量を流せる開度に調整されていることを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項１４】
請求項１〜１０の何れかに記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記溶液循環量制御手段は、前記第２稀溶液配管を複数に分岐すると共に、分岐された複数の分岐管の少なくとも１つに流路を電気的に開閉可能な制御弁を設けて構成されていることを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項１５】
請求項１４に記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記複数の分岐管のうちの一方の分岐管には開度調整可能な手動絞り弁が設けられ、他方の分岐管には開度調整可能な手動絞り弁と、流路を電気的に開閉可能な前記制御弁が設けられていることを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項１６】
請求項１〜１５の何れかに記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記溶液ポンプは、前記吸収器の稀溶液を稀溶液配管を介して前記高温再生器及び前記低温再生器に送るためのポンプであり、この溶液ポンプ下流側の前記稀溶液配管には、該稀溶液配管を流れる稀溶液と前記高温再生器及び前記低温再生器からの濃溶液との熱交換を行う低温溶液熱交換器を設け、この低温溶液熱交換器下流の前記稀溶液配管は前記高温再生器に接続される前記第１稀溶液配管と、前記低温再生器に接続される前記第２稀溶液配管とに分岐され、前記第１稀溶液配管には該第１稀溶液配管を流れる稀溶液と前記高温再生器からの濃溶液との熱交換を行う高温溶液熱交換器が設けられていることを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【請求項１７】
請求項１６に記載の二重効用吸収式冷凍機において、前記高温溶液熱交換器から流出する濃溶液の温度を検出するための温度センサを備えていることを特徴とする二重効用吸収式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温再生器と低温再生器を有する二重効用吸収式冷凍機に係り、特に吸収器からの稀溶液を前記高温再生器と低温再生器に並列的に送って濃縮するようにしたパラレルフロー方式の二重効用吸収式冷凍機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術としては、例えば特開平５−２６５３３号公報（特許文献１）に記載されたものがあり、この従来技術では、弁開度により高温、低温両再生器に循環する溶液量を制御するようにしている。また、別の例として、溶液循環ポンプをインバータで回転数制御することにより溶液の循環量を制御することも開示されている。
【０００３】
このような従来の二重効用吸収式冷凍機においては、冷却水温度が低下して低冷却水運転を行う場合、高温再生器で溶液が過濃縮されることによる溶液の結晶を防止するため、冷却水入口温度の下限を２０℃程度に制限したり、または冷却水入口温度が２０℃以下になった場合には、冷却水流量を定格流量よりも減らして運転するなどの対応が取られてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２６５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術における弁開度制御や溶液循環ポンプの回転数制御により溶液の循環量を制御するものは、高温、低温両再生器を合せた溶液循環量を制御するものである。このため、溶液の温度、圧力、濃度などが高くなる高温再生器の状態を主体とした溶液循環量制御となっており、低温再生器については前記高温再生器の制御に追従した溶液循環量となっていた。
【０００６】
高負荷域においては、前記従来技術による溶液の循環量制御でも問題はない。一般に、再生器の温度、圧力が最も高くなる定格負荷条件で、高温再生器と低温再生器への溶液循環量の配分が最適になるように、溶液流路の流動抵抗が設定されているからである。
【０００７】
しかし、高温再生器の圧力が低くなる、中間負荷域から低負荷域での運転条件においては、高温再生器への循環量は負荷に合わせて減少するように制御されるのに対して、低温再生器への循環量は適正な流量に減少させることができず、必要以上の溶液が循環してしまう。即ち、部分負荷時に高温再生器の圧力が低下して高温再生器への溶液循環流量が低下すると、低温再生器への溶液循環流量も低下する。高温再生器への溶液循環量は、高温再生器の液量或いは液面を検知して制御しているので、高温再生器への循環流量の減少比率に比べて低温再生器への循環流量の減少比率は小さくなり、結果として低温再生器への循環流量は過剰となってしまう。このため、溶液サイクルでの顕熱ロスが増え、部分負荷性能を悪化させていた。
【０００８】
また、冷却水入口温度が低下する低冷却水運転では、冷却水温度が低下し過ぎた場合、凝縮器圧力が低下することにより、低温再生器の圧力が低下し、更には高温再生器の圧力も低下する。吸収冷凍サイクルでは圧力差に応じて溶液を循環させているので、圧力が低くなった場合に再生器への溶液循環量が少なくなり、同じ加熱量に対して溶液の濃縮幅が大きくなり、結晶に対する余裕度（結晶余裕度）が小さくなるという特性がある。このため、冷却水温度が低下すると、低温・高温両再生器の圧力が低下して、溶液が過濃縮され、結晶発生のリスクが大きくなるという課題があった。
【０００９】
このリスクへの対応として、従来技術では、結晶が発生しない冷却水入口温度である２０℃程度に、冷却水温度を制限するのが一般的であった。また、冷却水入口温度が２０℃以下である場合には、流す冷却水量を定格に対して減少させ、冷却水入口温度２０℃の場合と同等の凝縮器圧力を確保できるようにして結晶を防止するようにしていた。理論的には冷却水入口温度が低くなる程、吸収式冷凍機の効率は向上するが、上述した低冷却水温度への対応方法は、何れも溶液の結晶化を防止することを最優先としていたため、低い温度の冷却水を有効に利用して高効率運転を行うことはできなかった。
【００１０】
本発明の目的は、高負荷から部分負荷域まで、広い冷却水温度範囲において優れた運転特性を得ることのできる二重効用吸収式冷凍機を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明は、蒸発器、吸収器、凝縮器、高温再生器、低温再生器、溶液ポンプ、前記吸収器からの稀溶液を前記高温再生器に導くための第１稀溶液配管、及び前記吸収器からの稀溶液を前記低温再生器に導く第２稀溶液配管を備え、前記吸収器からの稀溶液を前記高温再生器と前記低温再生器とに並列に送液するように構成した二重効用吸収式冷凍機において、前記吸収器からの稀溶液を前記低温再生器に導く前記第２稀溶液配管に、前記低温再生器への溶液循環量を制御する溶液循環量制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
上記において、前記吸収器からの稀溶液と前記高温再生器からの濃溶液との熱交換を行う溶液熱交換器を備え、この溶液熱交換器から流出する濃溶液の結晶余裕度に基づいて前記溶液循環量制御手段が制御されるようにすると良い。
【００１３】
上記結晶余裕度は、前記高温再生器の溶液濃度、または高温再生器の溶液濃度に関連する測定値、及び前記溶液熱交換器から流出する濃溶液の温度に基づいて判断され、結晶余裕度が小さく結晶の発生する可能性が大きいと判断された場合には前記溶液循環量制御手段により前記低温再生器への溶液循環量を減少させるように制御することが好ましい。
【００１４】
上記高温再生器の溶液濃度に関連する測定値は、前記高温再生器の圧力と溶液温度、前記高温再生器の溶液温度と前記低温再生器の溶液温度、前記高温再生器の溶液温度と前記低温再生器のドレン温度（冷媒ドレン温度）の何れかであることが好ましい。
【００１５】
前記結晶余裕度は、前記蒸発器で冷却される冷水の負荷の大きさと、前記吸収器と前記凝縮器を冷却するための冷却水の入口温度または出口温度に基づいて推定するようにしても良い。
【００１６】
ここで、前記蒸発器で冷却される冷水の負荷の大きさは、前記冷水の入口温度、出口温度及び流量に基づいて推定することができる。また、前記冷水の負荷の大きさは、前記冷却水の入口温度、出口温度及び流量に基づいて推定することも可能であり、この場合には、更に前記高温再生器への入熱量も考慮して推定するとなお良い。
【００１７】
前記溶液循環量制御手段は、電気的に開度制御が可能な流量制御弁で構成すると良く、また前記第２稀溶液配管には、前記流量制御弁と直列に手動で開度調整が可能な手動絞り弁を備えていることが好ましい。この手動絞り弁は、定格仕様での運転時に必要な流量を流せる開度に調整しておくと良い。
【００１８】
また、前記溶液循環量制御手段は、前記第２稀溶液配管を複数に分岐すると共に、分岐された複数の分岐管の少なくとも１つに流路を電気的に開閉可能な制御弁を設けて構成することもできる。  
ここで、前記複数の分岐管のうちの一方の分岐管には開度調整可能な手動絞り弁が設けられ、他方の分岐管には開度調整可能な手動絞り弁と、流路を電気的に開閉可能な前記制御弁を設けるようにすると良い。
【００１９】
前記溶液ポンプは、前記吸収器の稀溶液を稀溶液配管を介して前記高温再生器及び前記低温再生器に送るためのポンプであり、この溶液ポンプ下流側の前記稀溶液配管には、該稀溶液配管を流れる稀溶液と前記高温再生器及び前記低温再生器からの濃溶液との熱交換を行う低温溶液熱交換器を設け、この低温溶液熱交換器下流の前記稀溶液配管は前記高温再生器に接続される前記第１稀溶液配管と、前記低温再生器に接続される前記第２稀溶液配管とに分岐され、前記第１稀溶液配管には該第１稀溶液配管を流れる稀溶液と前記高温再生器からの濃溶液との熱交換を行う高温溶液熱交換器が設けられている構成にすることが好ましい。
【００２０】
また、前記高温溶液熱交換器から流出する濃溶液の温度を検出するための温度センサを備えていると、前記高温溶液熱交換器から流出する濃溶液の温度を推定する必要がなく、直接検出することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高負荷から部分負荷域において広い冷却水温度範囲で優れた運転特性を得ることのできる二重効用吸収式冷凍機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例に係る二重効用吸収式冷凍機のサイクル系統図である。
【図２】本発明の他の実施例に係る二重効用吸収式冷凍機のサイクル系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本実施例は、例えば、上記従来技術にあるようなフロート弁開度や溶液循環ポンプの回転数制御などによる吸収式冷凍機全体の溶液循環量制御に加え、更に低温再生器入口に、低温再生器への溶液循環量を制御可能な流量制御弁を追設することにより、低温再生器への溶液循環量を個別制御可能にしたものである。
【００２４】
蒸発器で冷却される冷水の負荷（冷水負荷）や冷却水温度などが同一条件においては、高温再生器の圧力は低温再生器の温度と関係があり、低温再生器の温度は低温再生器への溶液循環量と関係がある。つまり、低温再生器への溶液循環量を増やすと低温再生器温度が低下して、高温再生器の圧力は低下し、低温再生器への溶液循環量を減らすと低温再生器温度が上昇して、高温再生器の圧力は上昇する。本実施例ではこの原理を利用して低温再生器往き溶液循環量を制御するようにしている。
【００２５】
冷却水温度が低下した際の問題点としては、高温再生器の圧力低下による溶液過濃縮による結晶発生であることから、低温再生器入口に設けた前記流量制御弁により、低温再生器への溶液循環量を減少させるように制御することにより、高温再生器の圧力を上昇させることができ、溶液過濃縮による結晶発生を防止することが可能となる。
【００２６】
これにより、冷却水温度を制約したり、冷却水の流量を減少させる必要がなくなり、低冷却水温度での運転においても、冷却水温度の運転可能範囲を広くとることが可能になる。従って、低い温度の冷却水を有効に利用して吸収式冷凍機の高効率運転も可能となる。
【００２７】
部分負荷条件下においては、負荷の低下に伴い冷却水温度も低下する場合が大部分である。低温再生器の圧力は冷却水温度から決まる凝縮器圧力と関係があり、冷却水温度が低下した場合には凝縮器圧力の低下に伴い低温再生器の圧力も低下する。
【００２８】
高温再生器の状態を主体に、フロート弁の開度や溶液循環ポンプの回転数制御などにより全体の溶液循環量を制御するようにした上記従来技術のものでは、冷却水温度が低下する部分負荷運転においては、低温再生器の圧力が低下してしまい、低温再生器への溶液循環量を絞りきれず、必要以上の溶液が循環してしまう。結果として、溶液サイクルでの顕熱ロスが増えてしまい、部分負荷特性を悪化させていた。
【００２９】
これに対し本実施例では、例えば、低温再生器入口に開度制御が可能な流量制御弁を設けて、低温再生器への溶液循環量を制御するようにしているので、吸収式冷凍機全体の溶液循環量制御に加えて、低温再生器への溶液循環量を個別に制御することが可能となり、低温再生器に対して最適な溶液循環量制御を行うことができる。従って、吸収式冷凍機の部分負荷効率も向上させることができる。
【００３０】
低温再生器への溶液流量を制御する前記流量制御弁は、冷却水温度や低温・高温両再生器の状態を検知できる信号により制御する必要がある。本実施例では、前記流量制御弁を制御する信号として、高温再生器の溶液温度、圧力、濃度、低温再生器の溶液温度、圧力、濃度、冷却水入口温度、冷却水流量、凝縮器入口・出口冷却水温度などの測定値のうち少なくとも２以上の測定値を用い、この測定値に基づいて、低温再生器への適切な溶液循環量を演算し、それによって前記流量制御弁を制御するようにしている。  
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づき説明する。
【実施例１】
【００３１】
本発明の二重効用吸収式冷凍機の実施例１を、図１に示す二重効用吸収式冷凍機のサイクル系統図により説明する。なお、この図１において、矢印は吸収液及び冷媒の流れ方向を示している。
【００３２】
まず、一般的な二重効用吸収式冷凍機の吸収液循環サイクルを図１を用いて説明する。
吸収器１では蒸発器８で発生した冷媒蒸気を吸収し、これにより溶液濃度は薄くなって稀溶液となり、溶液ポンプ２により、低温溶液熱交換器３に供給され、その後、一部は低温再生器６へ供給され、残りは更に高温溶液熱交換器４に流入した後、高温再生器５に供給される。
【００３３】
高温再生器５に供給された稀溶液は濃縮されて濃溶液となり、前記高温溶液熱交換器４で熱交換した後、低温再生器６で濃縮された濃溶液と合流し、前記低温溶液熱交換器３を経て前記吸収器１へと戻る。
【００３４】
一方、前記高温再生器５で稀溶液から分離された冷媒蒸気は、前記低温再生器６内の溶液を加熱して冷媒ドレンとなり、凝縮器７に流入する。前記低温再生器６で分離された冷媒蒸気も凝縮器７に流入する。  
なお、図１において、９は前記蒸発器８下部の冷媒を蒸発器上部の散布装置に送るための冷媒ポンプ、１５は前記高温溶液熱交換器４から流出する濃溶液の温度を検出するための温度センサである。
【００３５】
本実施例における吸収式冷凍機は、図１に示した通り、パラレルフロー式の二重効用吸収式冷凍機に構成されており、前記溶液ポンプ２から前記低温溶液熱交換器３を経由して稀溶液配管１３を流れる稀溶液は、第１の稀溶液配管１３Ａと、第２の稀溶液配管１３Ｂとに分岐され、前記第１稀溶液配管１３Ａを流れる稀溶液は前記高温再生器５に、前記第２稀溶液配管１３Ｂを流れる稀溶液は前記低温再生器６に供給される。
【００３６】
本実施例では、稀溶液を前記低温再生器６に供給するための前記第２稀溶液配管１３Ｂに（稀溶液の低温再生器６への入口側に）、開度調整可能な手動絞り弁１０と、電気的に開度制御が可能な流量制御弁（溶液循環量制御手段）１２が設けられている。前記手動絞り弁１０は手動で開度を調整できるものの、運転中は一定の開度に固定して使用される絞り弁であり、吸収式冷凍機の定格仕様での低温再生器６への往き溶液流量を調整するための固定絞り弁である。この手動絞り弁１０は、定格仕様での運転時に必要な流量を流せる開度に調整されている。
【００３７】
前記流量制御弁１２は吸収式冷凍機の負荷や冷却水温度などに応じて開度制御が為されて低温再生器への稀溶液の供給量を制御する絞り弁である。この流量制御弁１２は、前記低温再生器への溶液循環量を制御する本実施例の溶液循環量制御手段を構成している。
【００３８】
本実施例においては、前記流量制御弁（溶液循環量制御手段）１２は、高温再生器５の溶液温度、圧力、濃度、低温再生器６の溶液温度、圧力、濃度、冷却水入口温度、冷却水流量、凝縮器７への冷却水入口・出口温度などのうち少なくとも１つ以上の測定値に基づいて、前記低温再生器６への溶液流量が制御されるように構成されている。
【００３９】
例えば、低温再生器６へ流入する稀溶液の循環量は、高温再生器５での溶液濃度と高温溶液熱交換器４から流出する濃溶液の出口温度に基づき制御すればよい。即ち、高温再生器５の溶液が濃縮されて溶液の結晶が発生し易い部分は、高温再生器５からの濃溶液の温度が低くなる高温溶液熱交換器４の出口部分である。溶液の濃度と温度に対する結晶発生の特性が明らかになっており、この特性を用いて、検知した高温再生器５の溶液濃度と、高温溶液熱交換器４の濃溶液出口温度から、結晶が発生するまでの結晶余裕度を評価し、この結晶余裕度が小さくなって結晶の発生する可能性が大きいと判断された場合、前記低温再生器６へ流入する循環量を減少するように前記流量制御弁１２を制御すれば良い。これにより、低温再生器６での濃縮幅が増大して、溶液を加熱するための高温再生器５の温度、圧力が上昇し、結果として高温再生器５での溶液循環量が増大する。この結果、高温再生器５の濃度幅は小さくなり、濃溶液の濃度が低下して、溶液の結晶化を防止することができる。
【００４０】
高温再生器５における溶液濃度を濃度センサにより直接検知する代わりに、その溶液の温度−圧力−濃度特性（デューリング線図）を用い、例えば高温再生器５の圧力と溶液温度から高温再生器５における濃溶液濃度を推算することもできる。また、高温再生器５の圧力は、低温再生器６の溶液温度から推算することもできる。
低温再生器６の溶液温度は、低温再生器６の圧力と溶液濃度から推算することができ、更には、低温再生器６の圧力は冷却水温度から推算することもできる。
【００４１】
また、前記高温再生器５における溶液濃度は前記高温再生器５の溶液温度と前記低温再生器６における冷媒のドレン温度から推算することも可能である。
【００４２】
或いは、予めサイクル計算モデルを具備させておき、冷水温度、冷却水温度を検知すると共に、高温再生器５における溶液温度を検知することにより、サイクル状態量を同定し、高温再生器５の溶液濃度及び高温溶液熱交換器５の濃溶液出口温度を推定し、結晶余裕度を評価することもできる。
【００４３】
例えば、前記結晶余裕度は、前記蒸発器８で冷却される冷水の負荷の大きさと、前記吸収器１と前記凝縮器７を冷却するための冷却水の入口温度または出口温度に基づいて推定することもできる。
ここで、前記蒸発器８で冷却される冷水の負荷の大きさは、前記冷水の入口温度、出口温度及び流量に基づいて推定することができる。
【００４４】
また、前記冷水負荷の大きさは、前記冷却水の入口温度、出口温度及び流量に基づいて推定することも可能であり、この場合には、更に前記高温再生器５への入熱量も考慮して推定するとより精度よく冷水負荷を推算できる。
【００４５】
結晶を回避するだけでなく、サイクル効率を最適にする状態量を評価して、高温再生器５の溶液温度が最適値になるように、低温再生器６の循環量を制御しても良い。
この場合、高温再生器５の温度の代わりに、該高温再生器の圧力を用いても良い。また、低温再生器６の温度や圧力を用いることも可能である。
【００４６】
次に、冷却水温度が低下すると高温再生器５の圧力が低下して、溶液が過濃縮される理由を説明する。  
冷却水温度が低下した場合、凝縮器圧力が低下し、低温再生器６での溶液再生温度も低下するので、高温再生器５の圧力が低下する。  
高温再生器５に循環する溶液流量は、高温再生器５の圧力と、低温再生器６からの濃溶液と高温再生器５からの濃溶液の合流点（高温溶液熱交換器４の出口側）の圧力との圧力差で定まる高温再生器５からの流出流量で決まる。即ち、この流出流量にあわせて、高温再生器５の溶液量や液面が変化しないように、溶液ポンプ２の回転数制御で流量が調整されたり、高温再生器５の入口側に設けた流量調整弁（特許文献１に記載のフロート弁２１など）を設けてその開度調整により為される。
【００４７】
高温再生器５に循環する前記溶液循環量は、高温再生器５の溶液流出流路の流量に対する流動抵抗の関係から、前記圧力差の凡そ４／７乗に比例する。水−臭化リチウム系の溶液特性から、冷却水温度が変化した場合の前記圧力差の変化を概略評価で計算すると、例えば次のようになる。
【００４８】
吸収冷凍サイクルが作動する臭化リチウム水溶液の濃度が６０％前後の範囲では、臭化リチウム水溶液の濃度が１％増えると飽和温度は約２℃高くなるような関係にある。定格条件での冷却水温度を３２℃とし、この条件から冷却水温度が１７℃まで１５℃低下した場合、吸収器の溶液濃度は凡そ７．５％低下する。即ち、吸収器１での濃度は、例えば５５％から４７．５％まで低下する。低温再生器６の濃縮幅が例えば５％であり、これが変化しない場合、低温再生器６の溶液濃度は６０％から５２．５％に低下する。一方、凝縮器７の冷却水温度も１５℃低下しているので、圧力は７．４kPaから３．２kPaに低下し、低温再生器６を加熱するための高温再生器発生蒸気の圧力は７０．５kPaから１７．９kPaに低下する。結局、高温再生器の溶液循環量を決定する高温再生器５と低温再生器６との圧力差は６３．１kPaから１４．８kPaに低下する。この圧力差の比を４／７乗して、高温再生器５における溶液循環量の比を求めると約１／２．３となる。
【００４９】
冷却水温度が３２℃の定格条件においては、高温再生器５での溶液は、例えば５５％から６３％まで８％濃縮される。前記冷却水温度が３２℃から１７℃まで低下すると、吸収器１の溶液濃度は４７．５％まで低下するが、高温再生器５での濃縮幅は約２．３倍となるので、結果として高温再生器５で１８．４％濃縮するから、４７．５％で流入してきた希溶液を６５．９％まで濃縮することとなる。即ち、冷却水温度が１７℃まで低下した場合、高温再生器５での溶液濃度は、冷却水温度が定格条件の場合の濃度６３％から６５．９％まで高濃度化してしまい、高温溶液熱交換器４での冷却温度条件も低温化しているので、特に高温溶液熱交換器４の出口側で、溶液の結晶が発生し易くなる。
【００５０】
これに対し、本実施例では、流量制御弁１２を設け、低冷却水温度条件となった場合には、低温再生器６の溶液循環量を減らし、低温再生器６での濃度幅を、例えば５％から１０％に拡大すると、高温再生器５と低温再生器６との圧力差は、冷却水温度が３２℃の場合の圧力差６３．１kPaから、冷却水温度が１７℃になった場合の圧力差２３．６kPaとなり、この圧力差の比を４／７乗して、高温再生器５における溶液循環量の比を求めると約１／１．７となる。この結果、高温再生器５での濃縮幅を１３．６％にでき、高温再生器５では、４７．５％で流入してきた希溶液を６１．１％まで濃縮することになり、溶液が高濃度に濃縮されることによる結晶化を回避することができる。  
また、低温再生器６の循環量も低減されることにより、熱損失も小さくなり、吸収式冷凍機のサイクル効率を向上できる効果も得られる。
【００５１】
以上述べた本実施例によれば、前記低温再生器に接続された前記第２稀溶液配管１３Ｂに設けられた前記流量制御弁（溶液循環量制御手段）１２を有し、この流量制御弁１２を、高温溶液熱交換器４から流出する濃溶液の結晶余裕度に基づいて前記流量制御弁が制御されるように構成しているので、高負荷から部分負荷域において、広い冷却水温度範囲で、効率の良い運転が可能になり、優れた運転特性を得ることのできる二重効用吸収式冷凍機を実現できる。また、中間負荷域から低負荷域での運転条件時に、低温再生器への溶液循環量を適正な流量に低減させることができるから、高温再生器５での溶液過濃縮による溶液の結晶化も防止できる効果も得られる。
【実施例２】
【００５２】
図２は本発明の他の実施例に係る二重効用吸収式冷凍機のサイクル系統図を示す。図２において、図１と同一符号を付した部分は同一又は相当する部分であり、同一部分については説明を省略する。この図２に示した実施例が上記実施例１と異なる点は、低温再生器６の入口側に接続されている第２稀溶液配管１３Ｂが複数に分岐され、第１分岐管１３Ｂａには開度調整可能な手動絞り弁１０が設けられており、また第２分岐管１３Ｂｂには開度調整可能な手動絞り弁１１と、流路を電気的に開閉可能な電磁弁などで構成された制御弁１４が備えられている。前記手動絞り弁１０，１１は手動で開度を調整できるものの、運転中は一定の開度に固定して使用される絞り弁（固定絞り弁）である。また、前記制御弁１４は、吸収式冷凍機の定格仕様での運転時には開となり、これによって稀溶液は前記第１分岐管１３Ｂａと前記第２分岐管１３Ｂｂの両方を流れて低温再生器６に入る。従って、定格仕様での運転時には前記第１分岐管１３Ｂａと前記第２分岐管１３Ｂｂを流れる流量を合算した流量が低温再生器６への定格流量となるように、前記手動絞り弁１０，１１の開度が調整されている。
【００５３】
また、吸収式冷凍機の低負荷時や冷却水温度が低い場合（低冷却水温度条件）には、前記制御弁１４を閉じることにより、前記第１分岐管１３Ｂａからのみ稀溶液を低温再生器６に流入させる。従って、前記第１分岐管１３Ｂａに設けられた手動絞り弁１０の開度は低負荷時や冷却水温度が低い場合の開度となるように調整されている。
【００５４】
このように、前記制御弁１４は、吸収式冷凍機の負荷や冷却水温度などに応じて開閉制御が為され、低温再生器への稀溶液の供給量は制御される。本実施例２においては、前記制御弁１４、前記手動絞り弁１０，１１、及び前記第１分岐管１３Ｂａ、第２分岐管１３Ｂｂにより、前記低温再生器６への溶液循環量を制御する溶液循環量制御手段が構成されている。
【００５５】
前記溶液循環量制御手段を構成する前記制御弁１４は、実施例１と同様に、高温溶液熱交換器４から流出する濃溶液の結晶余裕度に基づいて開閉制御され、前記低温再生器６への溶液流量が調整されるように構成されている。
【００５６】
このように本実施例では、低温再生器６への往きの溶液流路、即ち前記第２稀溶液配管１３Ｂを複数系統（第１分岐管１３Ｂａ及び第２分岐管１３Ｂｂ）設けると共に、これらの分岐管には低温再生器往き溶液の流量を調整する弁（手動絞り弁１０，１１）を設けて、前記複数の分岐管を流れる流量を合算した溶液流量が、吸収式冷凍機定格仕様での運転時の低温再生器往き溶液流量となるように構成されている。また、低温再生器往き溶液の流量を調整する前記手動絞り弁１０は、低負荷域や、低冷却水温度条件下で必要な低温再生器往き溶液流量となるように調整されていると共に、他方の前記手動絞り弁１１を備える第２分岐管には低温再生器往き溶液流量を開閉制御する機構、即ち電気的に開閉制御可能な制御弁１４を備えている。
【００５７】
従って、定格仕様での運転時には、前記制御弁１４を開とすることにより、低温再生器６では複数系統から溶液が循環するが、低負荷域や低冷却水温度条件では前記制御弁１４を閉とすることにより、１系統のみから適切な溶液流量を循環させることができ、負荷や冷却水温度に応じて、低温再生器６の溶液循環量を適切に制御できる。
【００５８】
この実施例２は、上記実施例１と比べると、負荷や冷却水温度に対する追従性は低下するものの、実施例１とほぼ同様の効果を得ることができる。
なお、この実施例２では、前記第２分岐管１３Ｂｂに設けた制御弁１４を電磁弁などの開閉弁としたが、実施例１と同様に流量制御が可能な流量制御弁とすれば、負荷や冷却水温度に対する追従性をより向上できる。また、図２では第２稀溶液配管１３Ｂを２系統に分岐させた例を示したが、３系統以上にして各分岐管を流れる流量を調整することでも負荷や冷却水温度に対する追従性を向上させることは可能である。
【００５９】
以上説明したように、本発明の各実施例によれば、稀溶液を低温再生器に供給するための溶液配管、即ち稀溶液の低温再生器への入口側に、電気的に開度制御可能な流量制御弁や、複数の流路と流路を電気的に開閉可能な制御弁などで構成された溶液循環量制御手段を備え、前記溶液循環量制御手段を、高温溶液熱交換器４から流出する濃溶液の結晶余裕度に基づいて前記低温再生器への溶液流量を制御するように構成しているので、高負荷域から部分負荷域において、広い冷却水温度範囲で効率の良い運転が可能にとなり、優れた運転特性の二重効用吸収式冷凍機を得ることができる。
【００６０】
また、中間負荷域から低負荷域での運転条件時に、低温再生器への溶液循環量を適正な流量に低減させることができるから、高温再生器での溶液過濃縮による溶液の結晶化も防止できる効果も得られる。
【符号の説明】
【００６１】
１：吸収器、
２：溶液ポンプ、
３：低温溶液熱交換器（溶液熱交換器）、
４：高温溶液熱交換器（溶液熱交換器）、
５：高温再生器、
６：低温再生器、
７：凝縮器、８：蒸発器、
９：冷媒ポンプ、
１０，１１：手動絞り弁、
１２：流量制御弁（溶液循環量制御手段）、
１３：稀溶液配管（１３Ａ：第１稀溶液配管、１３Ｂ：第２稀溶液配管、１３Ｂａ：第１分岐管、１３Ｂｂ：第２分岐管）、
１４：制御弁（溶液循環量制御手段）、
１５：温度センサ。
【図１】
2012167905.tif 000003
【図２】
2012167905.tif 000004