(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器に設けた冷温水配管によって冷水を供給する冷水供給運転と、前記冷温水配管によって温水を供給する温水供給運転との切替運転が可能な吸収冷温水機において、
温水供給運転中における温水入口温度・温水出口温度と、高温再生器の溶液または冷媒蒸気の温度（以下、高温再生温度という）とを検出し、検出した前記温水入口温度・温水出口温度に基づいて温水負荷率を得るとともに、前記温水負荷率に対応して設定した前記高温再生温度の正常域と前記検出した高温再生温度との差異に基づいて不凝縮ガスの発生量を判定することを特徴とする吸収冷温水機の運転方法。
【請求項２】
蒸発器に設けた冷温水配管によって冷水を供給する冷水供給運転と、前記冷温水配管によって温水を供給する温水供給運転との切替運転が可能な吸収冷温水機において、
温水供給運転中における温水入口温度・温水出口温度と、吸収器から高温再生器に送られている稀吸収液の温度（以下、吸収器出口温度という）とを検出し、前記検出した温水入口温度・温水出口温度に基づいて温水負荷率を得るとともに、前記温水負荷率に対応して設定した前記吸収器出口温度の正常域と前記検出した吸収器出口温度との差異に基づいて不凝縮ガスの発生量を判定することを特徴とする吸収冷温水機の運転方法。
【請求項３】
蒸発器に設けた冷温水配管によって冷水を供給する冷水供給運転と、前記冷温水配管によって温水を供給する温水供給運転との切替運転が可能な吸収冷温水機において、
温水供給運転中における温水入口温度・温水出口温度と、吸収器から高温再生器に送られている稀吸収液の温度（以下、吸収器出口温度という）と、高温再生器の溶液または冷媒蒸気の温度（以下、高温再生温度という）とを検出し、前記検出した温水入口温度・温水出口温度に基づいて温水負荷率を得るとともに、前記温水負荷率に対応して設定した前記吸収器出口温度の正常域と前記検出した吸収器出口温度の差異と、前記温水負荷率に対応して設定した前記高温再生温度の正常域と前記検出した高温再生温度の差異とに基づいて不凝縮ガスの発生量を判定することを特徴とする吸収冷温水機の運転方法。
【請求項４】
前記判定により前記不凝縮ガスの発生量が所定値を超えたときには、前記高温再生温度が所定温度以下に低下するのを待って、吸収器などの気相部に連結した真空ポンプを起動して前記不凝縮ガスを排出することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の吸収冷温水機の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷水供給運転と温水供給運転との切替運転が可能な吸収冷温水機の運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
吸収冷温水機は周知のように再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器などを順次配管接続し、臭化リチウム水溶液などの吸収液により水などの冷媒を吸収させたり、放出させたりしながら循環させ、熱の授受を行って上記の冷水供給運転・温水供給運転（以下、冷房運転・暖房運転として説明する）を行う装置である。
【０００３】
上記構成の吸収冷温水機においては、再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、およびこれらを連結する配管部などが鉄あるいはステンレス鋼によって形成され、冷媒に水、吸収液に臭化リチウム水溶液などが用いられていると、吸収液が機器素材の金属と反応し、防食皮膜を形成する際に水素ガスを発生する。
【０００４】
特に、運転中は再生器において吸収液が１００℃以上に加熱されて高温蒸気となるため、吸収液と金属との反応が生じ易く水素ガスの発生も多くなる。
【０００５】
上記メカニズムで発生した水素ガスは冷凍機における冷却などでは凝縮することがないし、吸収液への溶解度も極めて小さいために蒸発器や吸収器の非溶液部に滞留し、次第にその濃度が高まる。このようにして機内における水素ガス分圧が高まると、冷媒の蒸発が抑制されて冷凍能力が低下すると云った不都合が生ずる。
【０００６】
このため、不凝縮ガスの排出は従来は主に冷房運転時に行われていたが、暖房運転から冷房運転への切り替えがスムースできるようにすると共に、暖房運転時における機器の水素脆化を防止したり、偶発的に機内に漏れ込んだ空気による腐食を防止する目的で、暖房運転中も不凝縮ガスの排出を行なうようにした装置が、例えば特開平８−３１３１１９号公報に提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特開平８−３１３１１９号公報に提案された装置は、吸収器の溶液が不凝縮ガスを巻き混んで排出されるように、吸収器の下部を二重に、且つ、すり鉢状に形成しているので、装置構成が複雑で製造コストの上昇が不可避であると云った不都合があった。
【０００８】
また、吸収器から再生器に送る溶液の一部を気液分離機に送って溶液と不凝縮ガスとを分離し、この不凝縮ガスを分離した溶液を吸収器に戻す構造となっているので、溶液を吸収器から再生器へ送るポンプを大型化する必要があり、この点でもコストの上昇が不可避であった。
【０００９】
さらに、暖房運転の起動時に溶液ポンプのみを運転して不凝縮ガスを分離する装置であったため、暖房運転に入るまでの時間が長く掛かると云った不都合もあり、これらの解決が課題となっていた。
【００１０】
本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、
蒸発器に設けた冷温水配管によって冷水を供給する冷水供給運転と、前記冷温水配管によって温水を供給する温水供給運転との切替運転が可能な吸収冷温水機において、
【００１１】
温水供給運転中における温水入口温度・温水出口温度と、高温再生器の溶液または冷媒蒸気の温度、すなわち、高温再生温度とを検出し、検出した上記の温水入口温度・温水出口温度に基づいて温水負荷率を得るとともに、上記の温水負荷率に対応して設定した上記の高温再生温度の正常域と上記の検出した高温再生温度との差異に基づいて不凝縮ガスの発生量を判定することを特徴とする吸収冷温水機の第１の構成による運転方法と、
【００１２】
温水供給運転中における温水入口温度・温水出口温度と、吸収器から高温再生器に送られている稀吸収液の温度、すなわち、吸収器出口温度とを検出し、上記の検出した温水入口温度・温水出口温度に基づいて温水負荷率を得るとともに、上記の温水負荷率に対応して設定した上記の吸収器出口温度の正常域と上記の検出した吸収器出口温度との差異に基づいて不凝縮ガスの発生量を判定することを特徴とする吸収冷温水機の第2の構成による運転方法と、
【００１３】
温水供給運転中における温水入口温度・温水出口温度と、吸収器から高温再生器に送られている稀吸収液の温度、すなわち、吸収器出口温度と、高温再生器の溶液または冷媒蒸気の温度、すなわち、高温再生温度とを検出し、上記の検出した温水入口温度・温水出口温度に基づいて温水負荷率を得るとともに、上記の温水負荷率に対応して設定した上記の吸収器出口温度の正常域と上記の検出した吸収器出口温度との差異と、上記の温水負荷率に対応して設定した上記の高温再生温度の正常域と上記の検出した高温再生温度との差異とに基づいて不凝縮ガスの発生量を判定することを特徴とする吸収冷温水機の第３の構成による運転方法と、
【００１４】
上記の第１の構成〜第３の構成のいずれかの運転方法にいて、
上記の判定により上記の不凝縮ガスの発生量が所定値を超えたときには、上記の高温再生温度が所定温度以下に低下するのを待って、吸収器などの気相部に連結した真空ポンプを起動して上記の不凝縮ガスを排出することを特徴とする吸収冷温水機の第４の構成による運転方法と
を提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図３に例示したものは冷水または温水を負荷に循環供給する冷温水機としての二重効用吸収式冷凍機であり、冷媒に水を、吸収液に臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液を使用したものである。
【００１６】
図において、１はガスバーナ１Ｂを備えた高温再生器、２は低温再生器、３は凝縮器、４は蒸発器、５は吸収器、６は低温熱交換器、７は高温熱交換器、８〜１１は吸収液配管、１３は吸収液ポンプ、１４〜１７は冷媒配管、１９は冷媒ポンプ、２２は図示しない冷／暖房負荷に冷熱または温熱を循環供給する冷水または温水が流れ、途中に蒸発器熱交換器４Ａを備えた冷温水配管、２３は途中に吸収器熱交換器５Ａおよび凝縮器熱交換器３Ａを備えた冷却水配管、２４は均圧用配管、２５は真空ポンプ、２６〜３２は開閉弁、３４〜３７は温度センサ、４０は制御器である。
【００１７】
上記構成の吸収冷温水機において、開閉弁２７・２８・２９・３２を閉じ、開閉弁３０・３１を開けて冷却水配管２３に冷却水を通し、ガスバーナ１Ｂを点火して高温再生器１で溶液を加熱すると、高温再生器１で溶液から蒸発分離した冷媒は冷媒配管１４を流れ、低温再生器２で中間吸収液を加熱凝縮して凝縮器３に入り、低温再生器２で中間吸収液から分離した冷媒は凝縮器３へ流れ、冷却水配管２３から凝縮器熱交換器３Ａへ流れた水と熱交換して凝縮液化した後、冷媒配管１４からの冷媒と一緒になって冷媒配管１５を介して蒸発器４へ流れる。
【００１８】
蒸発器４では、冷媒液が蒸発器熱交換器４Ａにおいて冷温水配管２２からの水と熱交換して蒸発し、このときの気化熱によって蒸発器熱交換器４Ａ内を流れる水が冷却される。そして、蒸発器４で蒸発した冷媒は吸収器５に流れ、上方から散布される吸収液に吸収される。
【００１９】
冷媒を吸収して濃度の薄くなった吸収器５の吸収液が、吸収液ポンプ１３の運転により低温熱交換器６・高温熱交換器７を経て高温再生器１へ送られる。高温再生器１に入った吸収液は、ガスバーナ１Ｂにより加熱されて冷媒が蒸発し、中濃度の吸収液となって高温熱交換器７を介し低温再生器２に入る。そして、ここで吸収液は高温再生器１から冷媒配管１４を流れて来た冷媒蒸気によって加熱され、さらに冷媒が蒸発分離されて濃度が高くなる。高濃度になった吸収液は低温熱交換器６を経て吸収器５へ流れ、上方から散布される。
【００２０】
上記のように吸収冷温水機の運転が行われると、蒸発器４において冷媒の気化熱によって冷却した冷水が冷温水配管２２を介して図示しない冷／暖房負荷に循環供給できるので、冷房運転が行える。
【００２１】
一方、開閉弁２７・２８・２９・３２を開け、開閉弁３０・３１を閉じ、冷却水配管２３に冷却水を通さないでガスバーナ１Ｂを点火して高温再生器１で溶液を加熱すると、高温再生器１で蒸発した冷媒は冷媒配管１４の途中から主に流路抵抗の小さい冷媒配管１７を介して吸収器５・蒸発器４に入り、蒸発器熱交換器４Ａ内の水と熱交換して凝縮し、主にこのときの凝縮熱によって蒸発器熱交換器４Ａ内を流れる水が加熱される。したがって、この温水を図示しない冷／暖房負荷に循環供給することによって暖房運転が行なわれる。
【００２２】
なお、蒸発器４で凝縮した冷媒は開閉弁２９を通過して吸収器５に流れ、吸収液配管１１から流入する吸収液と混合され、吸収液ポンプ１３の運転によって低温熱交換器６・高温熱交換器７を経て高温再生器１へ送られる。高温再生器１に入った吸収液は、ガスバーナ１Ｂにより加熱されて冷媒が蒸発し、中濃度の吸収液となって吸収液配管１１より吸収器５に戻る。
【００２３】
この暖房運転時に、閉弁された開閉弁Ｖ３０、Ｖ３１間の冷却水配管２３内にある冷却水が吸収器熱交換器５Ａの管壁を介して加熱されても、均圧用配管２４の開閉弁Ｖ３２が開弁して冷温水配管２２に連通しているので、この部分の冷却水配管２３内にある冷却水が異常な高圧になることは回避される。
【００２４】
高温再生器１内にある溶液は、暖房負荷、すなわち、温水負荷に基づいて火力調整されるガスバーナ１Ｂによって加熱されているので、その温度は暖房負荷、すなわち、温水負荷に依存している。
【００２５】
また、機内の不凝縮ガスが増えると冷媒は蒸発し難くなり、高温再生器１内の溶液の沸点は上昇する。
【００２６】
したがって、制御器４０においては、例えば温度センサ３４、３５が検出する温水の温度Ｔ１、Ｔ２に基づいて算出した暖房負荷率Ｗ、すなわち、温水負荷率と、温度センサ３７が検出する溶液の温度Ｔ３との関係を、図１に示したように正常域、抽気域、異常停止域の３領域に分け、さらに図２に示したように抽気域にあるときには適宜抽気し、異常停止域にあるときには所要の警告を発して停止できるようにしている。
【００２７】
すなわち、制御器４０は、先ず温度センサ３４、３５が検出する温水の温度Ｔ１、Ｔ２に基づいて暖房負荷率Ｗを算出する（ステップＳ１、Ｓ２）。
【００２８】
続いて、温度センサ３７によって溶液の温度Ｔ３を検出し（ステップＳ３）、さらに暖房負荷率Ｗと温度Ｔ３との関係が正常域にあるか、抽気域にあるか、あるいは異常停止域にあるかを判定する（ステップＳ４）。
【００２９】
そして、この判定で正常域にあると判定されたときにはステップＳ１に戻り、異常停止域にあると判定と判定されたときにはランプを点灯したり、ブザーを吹鳴させて警告表示し（ステップＳ６）、必要に応じて自動や手動によって吸収冷温水機の運転を停止させる（なお、以下に説明する抽気域を経ずに異常停止域に直接至ることは、亀裂などの大きな欠陥が発生しない限り通常は起こり得ない）。
【００３０】
一方、抽気域にあると判定されたときには、温度センサ３７による溶液の温度Ｔ３を検出し（ステップＳ５）、この温度が所定温度以下であればステップＳ８に移行し、そうでなければステップＳ１に戻る。
【００３１】
ガスバーナ１Ｂによる加熱が停止されて温度センサ３７が検出する温度Ｔ３が所定温度以下になると（例えば、暖房運転の停止時）、開閉弁Ｖ２６を閉弁し（ステップＳ８）て、吸収器５の気相部に連結されている真空ポンプ２５を所定時間だけ運転して機内の不凝縮ガスを抽気し（ステップＳ９）、その後開閉弁Ｖ２６を閉弁（ステップＳ１０）してステップＳ１に戻る。
【００３２】
上記のような運転制御によれば、暖房運転を阻害することなく不凝縮ガスの抽気が行なわれるので、暖房運転の開始に時間を要することもないし、冷房運転を開始する際にも全く支障をきたすことがない。
【００３３】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００３４】
例えば、温度センサ３７が高温再生器１内にある溶液ではなく、高温再生器１で蒸発した冷媒蒸気の温度を計測し、この温度と暖房負荷率との関係で正常域、抽気域、異常停止域を定めて運転制御するように構成することも可能である。
【００３５】
また、温度センサ３６が検出している温度、すなわち吸収器５から出て高温再生器１に吸収液ポンプ１３によって搬送されている稀吸収液の温度と、暖房負荷率との関係で正常域、抽気域、異常停止域を定めて運転制御するように構成することも可能である。
【００３６】
また、温度センサ３６が検出している稀吸収液の温度、すなわち、温度センサ３６が検出している温度Ｔ４および高温再生温度との関係で正常域、抽気域、異常停止域を定めて運転制御するように構成することも可能である。
【００３７】
また、真空ポンプ２５は、低温再生器２の気相部などに連結して設置することもできる。
【００３８】
また、図３に示した装置は一般に吸収冷温水機と呼ばれているので、この明細書においても慣例に従って蒸発器３から冷却したり加熱して取り出す流体は冷温水と表記したが、冷温水配管２２には冷温水の代わりにエチレングリコール、塩化カルシウム溶液などの不凍液を流すものであっても良い。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の吸収冷温水機の運転方法によれば、暖房運転を阻害することなく不凝縮ガスの抽気が行なわれるので、暖房運転の開始に時間を要することもないし、冷房運転を開始する際にも全く支障をきたすことがない。
【００４０】
しかも、装置構成が複雑化したり、稀吸収液を吸収器から再生器へ送るポンプを大型化する必要もないので、装置のコスト上昇を招くと云ったこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御要領の要点を示す説明図である。
【図２】制御フローの一例を示す説明図である。
【図３】吸収冷温水機の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  高温再生器
１Ｂ  ガスバーナ
２  低温再生器
３  凝縮器
４  蒸発器
５  吸収器
６  低温熱交換器
７  高温熱交換器
８〜１１  吸収液配管
１３  吸収液ポンプ
１４〜１７  冷媒配管
１９  冷媒ポンプ
２２  冷温水配管
２３  冷却水配管
２４  均圧用配管
２５  真空ポンプ
２６〜３２  開閉弁
３４〜３７  温度センサ
４０  制御器
【図１】
0004141025.tif 000002
【図２】
0004141025.tif 000003
【図３】
0004141025.tif 000004