(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器、吸収器、溶液熱交換器、低温再生器、凝縮器、高温再生器及びこれらを配管接続して冷凍サイクルを形成すると共に、吸収器から高温再生器に送る溶液の流量を高温再生器の圧力と吸収器の圧力の圧力差又は相当する物理量に基づいて制御する制御部を具備し、高温再生器のヘッダーの溶液液面を所定範囲内に保つ吸収冷温水機の制御装置において、
前記ヘッダーの溶液液面を検出する液面検出センサを設け、
前記制御部は前記液面検出センサが前記所定範囲の上限又は下限を検知した後、前記吸収器から前記高温再生器に送る溶液流量を暫減又は暫増し、該溶液液面が前記所定範囲に戻った時点で、前記暫減又は暫増した流量よりも少ない流量にて前記溶液流量を再修正する機能を備えたことを特徴とする吸収冷温水機の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の吸収冷温水機の制御装置において、
前記制御部は前記液面検出センサが前記所定範囲の上限又は下限を検知した場合、直ちに前記吸収器から前記高温再生器に送る溶液流量に一定流量減少又は増加させる機能を備えたことを特徴とする吸収冷温水機の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の吸収冷温水機の制御装置において、
前記吸収器から高温再生器に溶液を送る溶液ポンプはインバータ駆動とすると共に、前記制御部は前記インバータの溶液ポンプ運転周波数を制御して前記機能を実行することを特徴とする吸収冷温水機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は吸収冷温水機の制御装置に関し、特に吸収器から高温再生器に溶液を送る溶液ポンプの流量制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の吸収冷温水機の制御装置として図１にその構成例を示す。吸収冷温水機は図示するように、蒸発器１、吸収器２、凝縮器３、低温再生器４、高温再生器５、溶液ポンプ６、冷媒ポンプ７、冷却水ポンプ１７、溶液熱交換器２２、冷却塔２３を具備し、これらの機器を接続する配管９が配備されている。
【０００３】
吸収冷温水機は通常、蒸発器１内の冷媒が冷媒ポンプ７で該蒸発器１の内部で散布され、蒸発して冷温水ポンプ１８で負荷Ｌから送られてくる水から熱を奪い冷水を製造する。蒸発器１で蒸発した冷媒蒸気は吸収器２内で、高温再生器５から配管９を通って送られ、散布され濃度の高い溶液（吸収液）（以下、「濃溶液」と称する）に吸収され、該濃溶液は濃度の低い溶液（吸収液）（以下、「希溶液」と称する）となる。
【０００４】
前記吸収器２内の希溶液は溶液ポンプ６により高温再生器５と低温再生器４に送られ、該高温再生器５と低温再生器４でそれぞれ加熱され、濃溶液となって吸収器２に戻って冷却サイクルを継続する。また、冷却塔２３の冷却水は冷却水ポンプ１７により、吸収器２、凝縮器３、冷却塔２３と循環する。溶液ポンプ６、冷媒ポンプ７、冷却水ポンプ１７及び冷温水ポンプ１８は制御部１０に制御される。
【０００５】
１１は溶液ポンプ６を駆動するインバータ、１２は高温再生器５内で発生した冷媒蒸気の飽和温度を検出する飽和温度検出センサ、１３は負荷Ｌに供給する冷温水の温度を検出する冷温水温度検出センサ、１４は冷却塔２３からの冷却水の温度を検出する冷却水温度検出センサである。
【０００６】
図２は高温再生器５のヘッダー部の詳細を示す図である。同図において、２０は煙管、２１は溶液の液面であり、該煙管２０は溶液中に位置する。ヘッダー８内には溶液の液面を検出する電極棒１５、１６が配置され、電極棒１５は低レベルｌ1の検出用、電極棒１６は高レベルｌ2の検出用である。
【０００７】
ここで、吸収冷温水機における溶液の流れを考察すると、高温再生器５からの戻り溶液は、当該吸収冷温水機により固定の位置ヘッド（ヘッダー８内の溶液面と吸収器２の溶液散布位置との差）と高温再生器５の圧力と吸収器２の圧力差を駆動源として、配管９の抵抗分とバランスした溶液量が循環する。一方、送り側の溶液ポンプ６としては、これに見合う流量の希溶液を吸収器２から高温再生器５に送る必要があるが、溶液の濃度と高温再生器５の内圧等が影響を及ぼす。そして溶液の循環量はこれらの要素により決まる。
【０００８】
高温再生器５の内圧を検出する代わりに、高温再生器５で発生した冷媒蒸気の飽和温度を飽和温度検出センサ１２で検出して代用してもよい。即ち、制御部１０は飽和温度検出センサ１２の出力によりインバータ１１の溶液ポンプ運転周波数を制御し、高温再生器５に希溶液の流量を制御する。
【０００９】
高温再生器冷媒蒸気飽和温度（飽和温度検出センサ１２で検出する温度）と溶液ポンプ運転周波数（インバータ１１から溶液ポンプ６に供給される周波数）の関係を図３に示す。高温再生器５の冷媒飽和温度の上昇、即ち高温再生器５の内部圧力が上昇するに従い溶液の循環量が増加するから、図３の曲線Ａに示すように、高温再生器５の冷媒蒸気飽和温度が上昇するのに応じて溶液ポンプ運転周波数を上昇させて溶液ポンプ６の回転数（回転速度）を増加させることにより、該循環量に見合う希溶液を吸収器２から高温再生器５に送る。
【００１０】
上記のように制御部１０は飽和温度検出センサ１２で検出された冷媒蒸気飽和温度に対応する周波数で溶液ポンプ６を運転し、その結果ヘッダー８内の溶液液面が電極棒１５で検出される低レベルｌ1と電極棒１６で検出される高レベルｌ2の範囲内にあれば問題はない。しかしながら、実際は負荷の状況が異なるために、溶液の循環流量が濃度や他の要因の影響を受けて液面が上昇し過ぎたり、下降し過ぎたりする。
【００１１】
そこで、電極棒１６が溶液液面の高レベルｌ2を検出したら、制御部１０はインバータ１１を制御し、溶液ポンプ運転周波数を下方に修正する。その修正量は約１分間に２〜３Ｈｚ位の割合とする。同様に電極棒１５が溶液液面の低レベルｌ1を検出したら、制御部１０はインバータ１１を制御し、溶液ポンプ周波数を上方に修正する。その修正量は約１分間に２〜３Ｈｚ位の割合とする。また、修正量の最大変化幅は±１０Ｈｚ程度とする。
【００１２】
上記のように、従来の吸収式冷温水機の制御装置は、電極棒１６が所定範囲の上限値（高レベルｌ2）を検出したら溶液ポンプ運転周波数を下方に修正し、電極棒１５が所定範囲の下限値（低レベルｌ1）を検出したら溶液ポンプ運転周波数を上方に修正し、ヘッダー８内の溶液液面が所定範囲（低レベルｌ1と高レベルｌ2の間）にあるように制御している。即ち、吸収器２から高温再生器５に送る溶液の流量の過剰又は不足を検知した場合、該流量の修正手段として図４に示すように溶液流量を暫減又は暫増している。
【００１３】
しかしながら、溶液の流量を暫減又は暫増するのみでは、図４に示すように、溶液液面が上昇を停止し、下降に転じ所定範囲に復旧した時点では、逆に修正過度（所謂オーバーシュート／アンダーシュート）となってしまう。結果としては、空焚き、溶液溢れなどを招いたり、高位修正と低位修正が一定時間おきに繰返す、いわゆるハンチングが起きるという問題があった。なお、現実的には、溶液流量の暫減及び暫増は連続的ではなく、図５に示すように段階的に行うが、以下の説明においては、説明の簡単のため溶液流量を段階的に増減することは省略する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点を除去し高温再生器のヘッダー内の溶液液面を適正に所定範囲に維持できる吸収冷温水機の制御装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、蒸発器、吸収器、溶液熱交換器、低温再生器、凝縮器、高温再生器及びこれらを配管接続して冷凍サイクルを形成すると共に、吸収器から高温再生器に送る溶液の流量を高温再生器の圧力と吸収器の圧力の圧力差又は相当する物理量に基づいて制御する制御部を具備し、高温再生器のヘッダーの溶液液面を所定範囲内に保つ吸収冷温水機の制御装置において、ヘッダーの溶液液面を検出する液面検出センサを設け、制御部は液面検出センサが所定範囲の上限又は下限を検知した後、吸収器から高温再生器に送る溶液流量を暫減又は暫増し、該溶液液面が前記所定範囲に戻った時点で、前記暫減又は暫増した流量よりも少ない流量にて溶液流量を再修正する機能を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の吸収冷温水機の制御装置において、制御部は液面検出センサが前記所定範囲の上限又は下限を検知した場合、直ちに吸収器から高温再生器に送る溶液流量に一定流量減少又は増加させる機能を備えたことを特徴とする吸収冷温水機の制御装置。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の吸収冷温水機の制御装置において、吸収器から高温再生器に溶液を送る溶液ポンプはインバータ駆動とすると共に、制御部はインバータの溶液ポンプ運転周波数を制御して機能を実行することを特徴とする。
【００１８】
また、制御部は、液面検出センサが所定範囲の上限を超えて高くなった場合、吸収器から高温再生器に送る溶液流量を下方に修正し、該所定範囲の下限を超えて低くなった場合、吸収器から高温再生器に送る溶液流量を上方に修正する機能を持たせることもできる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。本発明に係る吸収冷温水機の制御装置の構成例は図１と同一であるのでその説明は省略する。本発明に係る吸収冷温水機の制御装置において、制御部１０はインバータ１１の溶液ポンプ運転周波数を飽和温度検出センサ１２で検出された冷媒蒸気飽和温度に対応する周波数とし、溶液ポンプ６を運転する点は上記従来例と同一である。
【００２０】
制御部１０は上記のように、電極棒１６、１５がヘッダー８の溶液液面の高レベルｌ2、低レベルｌ1を検知した場合にインバータ１１の溶液ポンプ運転周波数を下方、上昇に修正し、溶液ポンプ６で高温再生器５に送る溶液流量を暫減又は暫増しているが、これのみでは上記不都合が発生するのでそれを避けるため、制御部１０は下記の（１）乃至（３）の機能のいずれか一つ又は２つ以上を組合せた機能を備えている。
【００２１】
（１）制御部１０は、図６に示すように、電極棒１６が溶液液面の高レベルｌ2を検出した場合、インバータ１１の溶液ポンプ運転周波数を下方に修正し、吸収器２から高温再生器５に送る溶液流量を暫減し、該溶液液面レベルが所定範囲（高レベルｌ2と低レベルｌ1間）に戻った時点で、該溶液流量を再修正する。また、同様に電極棒１６が溶液液面の低レベルｌ1を検出した場合、インバータ１１の溶液ポンプ運転周波数を上方に修正し、吸収器２から高温再生器５に送る溶液流量を暫増し、該溶液液面レベルが所定範囲に戻った時点で、該溶液流量を再修正する。
【００２２】
この場合、理論的には再修正量Ｑ２は修正中に加えられた修正量Ｑ１の半量であることが望ましいが、簡単のために一定量としても実用上は十分である。
【００２３】
（２）制御部１０は、電極棒１６が溶液液面の高レベルｌ2を検出している間、インバータ１１の溶液ポンプ運転周波数を一定量減算し、吸収器２から高温再生器５に送る溶液流量を一定量減算し、電極棒１５が溶液液面の低レベルｌ1を検出している間、インバータ１１の溶液ポンプ運転周波数を一定量加算し、吸収器２から高温再生器５に送る溶液流量を一定量加算する。この場合、再修正量は修正中に加えられる最低単位の修正量よりも、小さい値とすることが望ましい。これは、再修正量が条件によって修正量を上回る可能性があること、この場合に溶液液面を不安定にする方向に働くからである。
【００２４】
（３）制御部１０は、図７に示すように、電極棒１６が溶液液面の高レベルｌ2を検出した場合、直ちにインバータ１１の溶液ポンプ運転周波数を減少し、吸収器２から高温再生器５に送る溶液流量を減少し、該溶液液面レベルが所定範囲に戻った時点で直ちに同量戻す。また、電極棒１５が溶液液面の低レベルｌ1を検出した場合、直ちにインバータ１１の溶液ポンプ運転周波数を増加し、吸収器２から高温再生器５に送る溶液流量を暫増し、該溶液液面が所定範囲に戻った時点で、直ちに同量戻す。
【００２５】
この場合、予め送り量が一定量減じているため、溶液液面は早く復旧し、逸脱する幅も小さくなる。特に、空焚き防止や液溢れ防止を考えた場合有効である。
【００２６】
なお、この場合、暫減量に比して減算量を相対的に大きくした場合、図８に示すように、溶液液面は所定範囲の高レベルｌ2と低レベルｌ1との境界近辺で上下しながら徐々に落ちていく。これはハンチングの一種であるが、振れ幅は小さく、吸収冷温水機は全体的に安定して動作する。
【００２７】
また、制御部１０に、上記従来例と同様、電極棒１６が溶液液面の高レベルｌ2を検出したら、制御部１０はインバータ１１を制御し、溶液ポンプ運転周波数を下方に修正し、電極棒１５が溶液液面の低レベルｌ1を検出したら、制御部１０はインバータ１１を制御し、溶液ポンプ周波数を上方に修正する機能を持たせ、この機能と上記（１）乃至（３）のいずれか１つ又はそれ以上の機能と組合せることも可能である。
【００２８】
高温再生器５と吸収器２の圧力差は、圧力センサを用いて直接求めても良いが、高温再生器５の圧力を飽和温度検出センサ１２で検出する冷媒蒸気の飽和温度で代用し、吸収器２の圧力を冷温水温度検出センサ１３で検出する冷温水温度で代用することにより、高温再生器５の圧力と吸収器２の圧力との圧力差を求めることができる。特に、冷房時は冷水温度は７℃が大部分であるので、これを考慮して決めることができる。暖房時は温水温度は４０℃〜６０℃まで変化するため、圧力差相当の物理量で評価すれば良くなる。なお、冷温水温度は吸収冷温水機の容量制御に使用するので冷温水温度検出センサ１３は標準に装備されているから、これを利用することにより、新たに冷温水温度検出センサ１３を設ける必要はない。
【００２９】
また、冷却塔２３からの冷却水の温度は希溶液の濃度に影響を与える因子である。そこでここでは冷却水温度を制御部１０に取り込むことにより、溶液濃度が薄い分、溶液流量が多く流れることを補正している。
【００３０】
なお、上記例では溶液ポンプ６にインバータ駆動ポンプを用いインバータ１１の溶液ポンプ運転周波数を制御して吸収器２から高温再生器５に送られる溶液の流量を制御するように構成したが、吸収器２から高温再生器５に送られる溶液の流量制御はこれに限定されるものではなく、例えば流量制御バルブにより溶液流量を制御するように構成してもよい。また、液面検出センサとして電極棒を用いているが、これに限定されるものではなく、例えばフロースイッチ等を用いてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように各請求項に記載の発明によれば、制御部は、液面検出センサが所定範囲の上限又は下限を検知している間も溶液流量を暫減又は暫増し、溶液液面が所定範囲に戻った時点で、暫減又は暫増した流量よりも少ない流量にて溶液流量を再修正するので、高温再生器のヘッダー内の溶液液面が所定範囲に適正に維持され、従来のように溶液液面が所定範囲を逸脱し、空焚き、溶液溢れなどを招いたり、溶液液面の高位修正と低位修正が一定時間おきに繰返す、所謂ハンチング現象が無くなるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  吸収冷温水機の制御装置の構成例を示す図である。
【図２】  高温再生器のヘッダー部の詳細を示す図である。
【図３】  高温再生器冷媒蒸気飽和温度と溶液ポンプ運転周波数の関係を示す図である。
【図４】  従来の吸収冷温水機の制御装置による溶液送り流量と溶液液面変化例を示す図である。
【図５】  従来の吸収冷温水機の制御装置による溶液送り流量と溶液液面変化例を示す図である。
【図６】  本発明の吸収冷温水機の制御装置による溶液送り流量と溶液液面変化例を示す図である。
【図７】  本発明の吸収冷温水機の制御装置による溶液送り流量と溶液液面変化例を示す図である。
【図８】  本発明の吸収冷温水機の制御装置による溶液送り流量と溶液液面変化例を示す図である。
【符号の説明】
１            蒸発器
２            吸収器
３            凝縮器
４            低温再生器
５            高温再生器
６            溶液ポンプ
７            冷媒ポンプ
８            ヘッダー
９            配管
１０          制御部
１１          インバータ
１２          飽和温度検出センサ
１３          冷温水温度検出センサ
１４          冷却水温度検出センサ
１５          電極棒
１６          電極棒
１７          冷却水ポンプ
１８          冷温水ポンプ
２２          溶液熱交換器
２３          冷却塔
【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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