(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱により冷媒を蒸発分離して生成する再熱器に与える熱量を、吸収冷温水機の冷温水温度に基づいて制御する吸収冷温水機の入熱制御装置であって、所定時間内における冷温水の平均温度を求め、その平均温度に基づいて前記熱量を間欠的に制御する間欠的制御と、検出した冷温水の温度に基づいて熱量が即時制御される直接的制御を備え、前記直接的制御中は熱量が増加から減少、減少から増加に変化する頻度を監視し、その頻度が所定値を超えたときに前記直接的制御から前記間欠的制御に移行し、前記間欠的制御中は経過時間を計測して所定時間が経過するか、冷温水温度に基づいて仮に求める再生器に供給する熱量が増加から減少、減少から増加に変化する頻度を監視し、その頻度が所定値を下回ったときに前記間欠的制御から前記直接的制御に移行することを特徴とする吸収冷温水機の入熱制御装置。
【請求項２】
加熱により冷媒を蒸発分離して生成する再熱器に与える熱量を吸収冷温水機の冷温水温度に基づいて制御する吸収冷温水機の入熱制御装置であって、冷温水の移動平均温度を求め、その移動平均温度に基づいて前記熱量を制御し、前記移動平均の平均時間を所定の範囲内で可変とし、冷温水温度に基づいて仮に求める再生器に供給する熱量が増加から減少、減少から増加に変化する頻度を監視し、その頻度が小さいときには前記平均時間を短縮し、頻度が大きいときには前記平均時間を延ばすように、その頻度に基づいて前記平均時間を変更することを特徴とする吸収冷温水機の入熱制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸収冷温水機の入熱制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷媒液の蒸発に伴う吸熱作用または冷媒蒸気の主に凝縮に伴う放熱作用によって冷却または加熱して蒸発器から取り出し、冷／暖房負荷に循環供給する冷温水の温度をある温度範囲に納めるため、通常は蒸発器から取り出す冷温水の出口温度による容量制御が行われている。
【０００３】
すなわち、一般的には制御弁モータによって、再生器における加熱装置の燃料制御弁の開度を調整することで、再生器への入熱量が制御されている。そして、この制御弁モータは、蒸発器から取り出す冷温水の出口温度に基づいて開閉操作量を演算算出して出力する入熱制御装置により制御されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の容量制御では、負荷側の熱容量が小さい場合や、負荷側の制御が２方弁や３方弁による流量制御で不安定な場合には、吸収冷温水機に還流する冷温水の温度が上下に激しく変動することがある。
【０００５】
このような場合は、入熱制御装置は冷温水の出口側温度を所定の範囲に納めるため、制御弁モータへの動作指示を頻繁に、且つ、その都度大きな制御量を繰り返し出力するようになり、動作部に接点部品や摩耗部品があった場合には、装置寿命を縮めると云った問題点があり、この点の解決が課題となっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来技術の課題を解決するための具体的手段として、加熱により冷媒を蒸発分離して生成する再生器に与える熱量を、吸収冷温水機の冷温水温度に基づいて制御する入熱制御装置において、
【０００７】
所定時間内における冷温水の平均温度を求め、その平均温度に基づいて前記熱量を間欠的に制御するようにした第１の構成の入熱制御装置と、
【０００８】
冷温水の移動平均温度を求め、その移動平均温度に基づいて前記熱量を連続的に制御するようにした第２の構成の入熱制御装置と、
【０００９】
前記第１の構成の入熱制御装置において、所定時間が変更できるようにした第３の構成の入熱制御装置と、
【００１０】
前記第１または第３の構成の入熱制御装置において、検出した冷温水の温度に基づいて熱量が即時制御される直接的制御に移行できるようにした第４の構成の入熱制御装置と、
【００１１】
前記第４の構成の入熱制御装置において、直接的制御から間欠的制御への移行、および間欠的制御から直接的制御への移行を手動で行うようにした第５の構成の入熱制御装置と、
【００１２】
前記第４の構成の入熱制御装置において、直接的制御中は熱量が増加から減少、減少から増加に変化する頻度を監視し、その頻度が所定値を越えたときに直接的制御から間欠的制御に移行し、間欠的制御中は経過時間を計測して所定時間が経過するか、冷温水温度に基づいて仮に求める再生器に供給する熱量が増加から減少、減少から増加に変化する頻度を監視し、その頻度が所定値を下回ったときに間欠的制御から直接的制御に移行するようにした第６の構成の入熱制御装置と、
【００１３】
前記第２の構成の入熱制御装置において、移動平均の平均時間を所定の範囲内で可変とし、冷温水温度に基づいて仮に求める再生器に供給する熱量が増加から減少、減少から増加に変化する頻度を監視し、その頻度が小さいときには前記平均時間を短縮し、頻度が大きいときには前記平均時間を延ばすように、その頻度に基づいて前記平均時間を変更するようにした第７の構成の入熱制御装置とを提供し、これらの中で特に、前記した第１の構成、第２の構成、第４の構成、第６の構成、及び第７の構成によって、前記した従来技術の課題を解決するものである。
【００１４】
【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１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。
【００１５】
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はガスバーナ１Ｂに接続したガス供給管、２５はガス供給管２４の途中に設けられてガスバーナ１Ｂに供給するガス量を制御し、発熱量すなわち高温再生器１に投入する熱量を制御する入熱制御弁、２６はこの入熱制御弁の開度を調節するための制御弁モータ、２７〜２９は開閉弁であり、これらの機器はそれぞれ図１に示したように配管接続されており、この構成自体は従来周知である。
【００１６】
すなわち、上記構成の吸収冷温水機において、開閉弁２７・２８・２９を閉じ、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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
一方、開閉弁２７・２８・２９を開け、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。
【００２１】
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。
【００２２】
３１は、上記のような動作機能を有する吸収冷温水機に設けた本発明の入熱制御装置であり、その具体的な一構成例について説明すると、３２は冷温水配管２２の蒸発器４出口部に設けた温度センサ３０が出力する温度信号を入力し、信号変換して中央演算処理装置（以下、ＣＰＵと云う）３３へ出力する入力インターフェイス、３４は所定の演算プログラムなどを記憶している記憶装置（以下、ＲＯＭと云う）、３５はＣＰＵ３３からの信号を入力して制御弁モータ２６へ所要の制御信号を出力する出力インターフェイス、３６は所定時間毎に信号を出力する信号発生器（以下、ＣＬＯＣＫと云う）、３７は温度センサ３０が検出した冷温水の温度Ｔなどを記憶する読込／消去可能な記憶装置（以下、ＲＡＭと云う）である。
【００２３】
そして、ＲＯＭ３４には、図示しないスイッチにより冷房運転が指示されたときには、温度センサ３０によって蒸発器３から取り出す冷水の温度Ｔを所定時間、例えば１秒間隔で検出すると共に、その温度Ｔが所定の設定温度、例えば７℃より高ければ高いほど入熱制御弁２５の開度を大きくするように制御弁モータ２６を動作させ、温度Ｔが７℃より低ければ低いほど入熱制御弁２５の開度を小さくするように制御弁モータ２６を動作させる、直接的入熱制御のプログラムと、
【００２４】
冷水の温度Ｔを１秒間隔で検出すると共に、変更可能な所定時間、例えば３０秒毎に温度Ｔの平均を求め、その平均温度ｍＴが所定の設定温度、例えば７℃より高ければ高いほど入熱制御弁２５の開度を大きくするように、平均温度ｍＴを求める度、すなわちこの場合は３０秒毎に制御弁モータ２６を動作させ、平均温度ｍＴが７℃より低ければ低いほど入熱制御弁２５の開度を小さくするように、３０秒毎に制御弁モータ２６を動作させる、間欠的入熱制御のプログラムと、
【００２５】
前記直接的入熱制御プログラムの実行中においては、制御弁モータ２６が入熱制御弁２５を開閉逆向きに動作させる頻度を監視し、この頻度が所定回数、例えば２回／６０秒を越えると前記間欠的入熱制御に移行し、前記間欠的入熱制御プログラムの実行中においては、１秒間隔で温度センサ３０が検出する冷水の温度Ｔに基づいて制御弁モータ２６に対する仮想出力をその都度演算算出し、入熱制御弁２５が開閉逆向きに動作されることになる仮想頻度が所定回数、例えば１回／６０秒以下になったときに前記直接的入熱制御に移行する、制御方法の変更プログラムと、
を記憶している。
【００２６】
また、ＲＯＭ３４には、図示しないスイッチにより暖房運転が指示されたときには、温度センサ３０によって温水の温度Ｔを例えば１秒間隔で検出すると共に、その温度Ｔが所定の設定温度、例えば４５℃より低ければ低いほど入熱制御弁２５の開度を大きくするように制御弁モータ２６を動作させ、温度Ｔが４５℃より高ければ高いほど入熱制御弁２５の開度を小さくするように制御弁モータ２６を動作させる、直接的入熱制御のプログラムと、
【００２７】
温水の温度Ｔを１秒間隔で検出すると共に、例えば３０秒毎に温度Ｔの平均を求め、その平均温度ｍＴが例えば４５℃より低ければ低いほど入熱制御弁２５の開度を大きくするように、平均温度ｍＴを求める度に制御弁モータ２６を動作させ、平均温度ｍＴが４５℃より高ければ高いほど入熱制御弁２５の開度を小さくするように、平均温度ｍＴを求める度に制御弁モータ２６を動作させる、間欠的入熱制御のプログラムと、
【００２８】
前記直接的入熱制御プログラムの実行中においては、制御弁モータ２６が入熱制御弁２５を開閉逆向きに動作させる頻度を監視し、この頻度が所定回数、例えば２回／６０秒を越えると前記間欠的入熱制御に移行し、前記間欠的入熱制御プログラムの実行中においては、１秒間隔で温度センサ３０が検出する温水の温度Ｔに基づいて制御弁モータ２６に対する仮想出力をその都度演算算出し、入熱制御弁２５が開閉逆向きに動作されることになる仮想頻度が所定回数、例えば１回／６０秒以下になったときに前記直接的入熱制御に移行する、制御方法の変更プログラムと、
を記憶している。
【００２９】
したがって、本発明の入熱制御装置３１を備えた吸収冷温水機においては、冷／暖房何れの運転においても、負荷側の熱容量が小さいなどの理由から、蒸発器３に還流する冷温水の温度が激しく上下し、これによりＲＯＭ３４に記憶している直接的入熱制御の演算式によってＣＰＵ３３がその都度演算算出する入熱制御弁２５の設定すべき開度が、例えば図２（Ｂ）のように激しく変動する場合にも、間欠的入熱制御が選択されて入熱制御弁２５の開度は図２（Ａ）のように変化すれば良いので、制御弁モータ２６の動作回数が減少すると共に、動作量も大幅に減少する。しかも、蒸発器３から取り出す冷温水の温度Ｔは安定する。
【００３０】
一方、蒸発器３に還流する冷温水の温度が一方に大きく変化するときには、即時制御の直接的入熱制御が選択され、ＣＰＵ３３が入熱制御弁２５の開度をその都度演算算出して制御弁モータ２６を動作させるので、冷温水の温度変化に対する速やかな対応が可能である。
【００３１】
なお、間欠的入熱制御から直接的入熱制御への移行は、ＣＬＯＣＫ３６が計時する時間を監視し、所定時間（例えば、５分）が経過するのを待って自動的に移行するようにすることもできる。また、直接的入熱制御から間欠的入熱制御への移行と、間欠的入熱制御から直接的入熱制御への移行は、入熱制御弁２５が逆動作する頻度を管理室などにデジタル表示などしておき、管理者などが手動切り替えするように構成することも可能である。
【００３２】
また、入熱制御装置３１のＲＯＭ３４には、図示しないスイッチにより冷房運転が指示されたときには、温度センサ３０によって蒸発器３から取り出す冷水の温度Ｔを所定時間、例えば１秒間隔で検出してＲＡＭ３７に一時的に記憶すると共に、その温度Ｔの移動平均ｍＴ２をＣＰＵ３３によって演算算出し、その移動平均温度ｍＴ２が所定の設定温度、例えば７℃より高ければ高いほど入熱制御弁２５の開度を大きくするように、制御弁モータ２６をその都度動作させ、移動平均温度ｍＴ２が７℃より低ければ低いほど入熱制御弁２５の開度を小さくするように、制御弁モータ２６を動作させる、入熱制御プログラムと、
【００３３】
図示しないスイッチにより暖房運転が指示されたときには、温度センサ３０によって蒸発器３から取り出す温水の温度Ｔを所定時間、例えば１秒間隔で検出してＲＡＭ３７に一時的に記憶すると共に、その温度Ｔの移動平均ｍＴ２をＣＰＵ３３によって演算算出し、その移動平均温度ｍＴ２が所定の設定温度、例えば４５℃より低ければ低いほど入熱制御弁２５の開度を大きくするように、制御弁モータ２６をその都度動作させ、移動平均温度ｍＴ２が４５℃より高ければ高いほど入熱制御弁２５の開度を小さくするように、制御弁モータ２６を動作させる、入熱制御プログラムと、
【００３４】
制御弁モータ２６が入熱制御弁２５を開閉逆向きに動作させる頻度を監視し、この頻度が所定回数、例えば１回／６０秒より少ないと移動平均を求める時間を例えば１秒を限度に短縮し、例えば２回／６０秒を越えると移動平均を求める時間を例えば３０秒を限度に延ばす、移動平均時間の変更プログラムと、
を記憶するように構成することもできる。
【００３５】
したがって、上記プログラムを記憶したＲＯＭ３４を有する本発明の入熱制御装置３１を備えた吸収冷温水機においては、蒸発器３に還流する冷温水の温度が激しく上下に変動する場合には、前記移動平均を求める時間を延ばして冷温水の温度変動が均され、これにより制御弁モータ２６の動作回数が減少すると共に、動作量も大幅に減少し、且つ、蒸発器３から取り出す冷温水の温度Ｔが安定すると云った作用効果もある。一方、蒸発器３に還流する冷温水の温度が一方に大きく変動する場合には、前記移動平均を求める時間が短縮されて、冷温水の温度変化に対する速やかな対応が可能になる。
【００３６】
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。
【００３７】
例えば、冷温水の温度Ｔを温度センサ３０によって所定時間毎に検出するのではなく（上記実施形態では１秒毎に検出する例を挙げて説明した）、連続的に検出してその平均温度を求め、その平均温度に基づいて制御弁モータ２６に制御信号を出力するように構成することも可能である。
【００３８】
また、図１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、本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入熱制御装置を備えた吸収冷温水機においては、負荷側の熱容量を小くしたり、２方弁や３方弁を使用した構成であっても、入熱制御弁の開度を制御する制御弁モータなどの動作回数が減少すると共に、その動作量も大幅に減少するので、入熱制御機構部の装置寿命が延びる。しかも、冷温水の温度が一方に大きく変化するときには即時制御によって速やかに対応することができる。また、蒸発器から取り出す冷温水の温度は、ハンチングを起こさないで温度が安定すると云った作用効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置構成を示す説明図である。
【図２】入熱制御弁の開度の変化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  ガス供給管
２５  入熱制御弁
２７〜２９  開閉弁
３０  温度センサ
３１  入熱制御装置
３２  入力インターフェイス
３３  ＣＰＵ
３４  ＲＯＭ
３５  出力インターフェイス
３６  ＣＬＯＣＫ
３７  ＲＡＭ
【図１】
0003748950.tif 000002
【図２】
0003748950.tif 000003