JP2019190709A - 吸収式冷凍機 - Google Patents
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Abstract
Description
このような吸収式冷凍機においては、冷媒の蒸発を行わせるため、真空装置となっている。そのため、外部からの大気の漏れ込みや、機内で発生する水素ガスなどの不凝縮ガスの異常発生を速やかに検知し、必要な対策を迅速に講じる必要がある。
しかしながら、前記従来の技術のように、異常検出装置により真空異常を警報する技術においては、ガスバーナの燃焼量を急激に低下させると、圧力変動を招いて、真空異常を誤判断してしまうおそれがあるという問題がある。
これによれば、ガスバーナの燃料制御弁の最大弁開度を所定開度に低下させることにより、圧力変動が生じるが、異常予知予報の判断を停止するように制御するので、異常予知予報の誤判断を防止することができる。
これによれば、ガスバーナの燃料制御弁の最大弁開度を所定開度に低下させることにより、圧力変動が生じるが、異常予知予報の判断を停止するように制御するので、異常予知予報の誤判断を防止することができる。
これによれば、真空度低下予知予報および抽気性能低下予知予報による異常予知予報の誤判断を防止することができる。
これによれば、ガスバーナの燃料制御弁の最大弁開度を所定開度に低下させて圧力変動が生じた場合でも、所定時間、異常予知予報の判断を停止するので、所定時間が経過して圧力が安定した後に、異常予知予報の判断を行うことができる。
これによれば、燃焼量削減制御を行った旨を表示部に表示させることで、利用者にその旨を認知させることができる。
これによれば、燃焼量削減制御を解除した場合に、圧力が安定した後に、異常予知予報の判断を行うことができる。
図1は、本実施の形態に係る吸収式冷凍機の概略構成図である。吸収式冷凍機100は、冷媒に水を、吸収液に臭化リチウム(LiBr)水溶液を使用し、この吸収液を、熱源発生装置(例えば太陽熱温水器やコージェネレーション装置)で生成された比較的低温(例えば約80℃程度)の温水で加熱する排熱再生器を備える排熱回収型(いわゆるジェネリンク)の吸収式冷温水機である。
また、吸収式冷凍機100は、低温熱交換器12と、高温熱交換器13と、冷媒ドレン熱回収器17と、稀吸収液ポンプ45と、濃吸収液ポンプ47と、冷媒ポンプ48とを備え、これらの各機器が吸収液管21,23,24,25および冷媒管31,32,34,35などを介して配管接続されて循環経路が構成されている。
吸収器2および凝縮器7には、吸収器2および凝縮器7に順次冷却水を流通させるための冷却水管15が設けられており、この冷却水管15の一部に形成された各伝熱管15A、15Bがそれぞれ吸収器2および凝縮器7内に配置されている。
この分岐稀吸収液管21Aは冷媒ドレン熱回収器17を経由した後に、稀吸収液管21の低温熱交換器12の下流側で再び稀吸収液管21に合流する。この稀吸収液管21の他端は、高温熱交換器13を経由した後、高温再生器5内に形成された熱交換部5Aの上方に位置する気層部5Bに開口している。
稀吸収液管21は、低温熱交換器12の下流側で第2分岐管21Bに分岐され、第2分岐管21Bは低温再生器6内に開口している。
第2中間吸収液管23の他端は、低温再生器6と吸収器2とを繋ぐ濃吸収液管25に接続されている。また、第2中間吸収液管23の高温熱交換器13上流側と吸収器2とは開閉弁V1が介在する吸収液管24により接続されている。
低温再生器6の吸収液溜り6Aには、濃吸収液管25の一端が接続され、この濃吸収液管25の他端は、吸収器2の気層部2B上部に設けられる濃液散布器2Cに接続されている。濃吸収液管25には濃吸収液ポンプ47および低温熱交換器12が設けられている。この低温熱交換器12は、低温再生器6の吸収液溜り6Bから流出した濃吸収液の温熱で稀吸収液管21を流れる稀吸収液を加熱するものである。
濃吸収液ポンプ47の運転が停止した場合には、低温再生器6の吸収液溜り6Aに溜った吸収液は、濃吸収液管25およびバイパス管27を通じて吸収器2内に供給される。
また、凝縮器7の冷媒液溜り7Aには、この冷媒液溜り7Aから流出した冷媒が流れる冷媒管34の一端が接続され、この冷媒管34の他端は、下方に湾曲したUシール部34Aを介して蒸発器1の気層部1Aに接続されている。
蒸発器1の下方には、液化した冷媒が溜る冷媒液溜り1Bが形成され、この冷媒液溜り1Bと蒸発器1の気層部1Aの上部に配置される散布器1Cとは冷媒ポンプ48が介在するに冷媒管35により接続されている。
貯室タンク71には、貯室タンク71の内部圧力を検出するためのタンク圧力センサ76が設けられている。
図2は、本実施の形態の制御構成を示すブロック図である。
図2に示すように、本実施の形態の吸収式冷凍機100は、コントローラ50を備えており、コントローラ50は、制御装置51を備えている。制御装置51は、吸収式冷凍機100の各部を中枢的に制御するものであり、演算実行部としてのCPU、このCPUによって実行可能な基本制御プログラムや所定のデータ等を不揮発的に記憶するROM、RAMなどのメモリ52、その他の周辺回路などを備えている。
また、コントローラ50は、タイマ53と、操作部54と、報知部55と、表示部56とをそれぞれ備えている。
次に、真空度低下予知予報について説明する。
制御装置51は、タンク圧力センサ76により貯室タンク71の内部圧力Pを検出し、内部圧力が、例えば、7kPa/h〜10kPa/hで維持されるように抽気装置70を制御するように構成されている。具体的には、貯室タンク71の内部圧力が、10kPa/hになった場合には、抽気装置70を動作させ、貯室タンク71の内部圧力を低下させ、7kPa/hになった場合には、抽気装置70を停止させるように制御するものである。
制御装置51は、内部圧力の変化が、以下の式で示すように、所定の範囲内にあるか否かを判断する。
1.0(kPa/h)≦内部圧力変化(kPa/h)≦1.6(kPa/h)
なお、この1.0kPa/h〜1.6kPa/hの範囲は、任意に設定することができ、ここで示す数値には限定されない。
出願人らの研究によれば、貯室タンク71の内部圧力変化の傾きは、インヒビターの濃度が低下する場合と、真空漏れが発生する場合とでは、インヒビターの濃度が低下する場合には傾きが小さく、真空漏れが発生する場合には傾きが大きくなることがわかった。
そのため、制御装置51は、前述のように、貯室タンク71の内部圧力変化が1.0kPa/h〜1.6kPa/hの範囲にある場合において、以下の式に示すように、内部圧力変化の傾きが所定値である0.3kPa/h以下であるか否かを判断する。
貯室圧力変化の傾き{Δ(Δp/Δt)}(kPa/h)≦0.3(kPa/h)
なお、この所定値である0.3kPa/hの値は、任意に設定することができ、ここで示す数値には限定されない。
また、制御装置51は、内部圧力変化の傾きが0.3kPa/hより大きいと判断した場合は、報知部55により、貯室タンク71の内部におけるインヒビターの濃度が低下した旨の予報発報を解除するように制御する。これは、内部圧力変化の傾きが0.3kPa/hより大きい場合は、インヒビターの濃度が低下しているのではなく、真空漏れが発生していると考えられるためであり、この場合には、報知部55により真空漏れが発生している旨の発報を行うようにすればよい。
本実施の形態においては、制御装置51は、稀吸収液出口温度センサ38および冷却水入口温度センサ36により検出される稀吸収液出口温度T1および冷却水入口温度T2を取得し、稀吸収液出口温度T1−冷却水入口温度T2≧所定温度差T3となったか否かを判断する。そして、制御装置51により、稀吸収液出口温度T1−冷却水入口温度T2が所定温度差T3以上となった状態が所定時間(例えば、30分間)継続しているか否か判断する(第1の条件)。
一般に、稀吸収液出口温度T1と冷却水入口温度T2との温度差は、約5℃となるように設計されており、設計上の温度差に対して+2℃、すなわち、所定温度差T3が7℃以上となったか否かを判断するようになっている。
一般に、冷媒凝縮温度T4と冷却水出口温度T5との温度差が一定以上ある場合には、凝縮器の内部に不凝縮ガスが滞在しており、熱交換効率が低下していると考えられるためであり、例えば、所定温度差T6は、5℃に設定される。
この場合に、本実施の形態においては、制御装置51は、操作部54の操作により、燃焼量削減制御を行うように構成されている。
燃焼量削減制御は、ガスバーナ4の燃料制御弁64の最大開度を所定開度に低下させることにより行う。具体的には、最大弁開度を100%から50%に低下させるように変更するものである。
また、制御装置51は、燃焼量削減制御により最大弁開度を低下させた場合に、異常予知予報の判断を行わないように制御する。具体的には、異常予知予報は、前述の真空度低下予知予報および抽気性能低下予知予報であり、制御装置51は、これら真空度低下予知予報および抽気性能低下予知予報に関する判断を停止するように制御するものである。
なお、制御装置51は、燃焼量削減制御を行う場合には、燃焼量削減制御中である旨を表示部56に表示させるようにしてもよい。このように表示部56に燃焼量削減制御中である旨を表示させることで、利用者に認知させることができる。
冷房などの冷却運転時においては、冷水管14を介して図示しない熱負荷にブライン(例えば、冷水)が循環供給される。制御装置51は、ブラインの蒸発器1の出口側温度が所定の設定温度、例えば7℃になるように吸収式冷凍機100に投入される熱量が制御される。
具体的には、制御装置51は、全てのポンプ45,47,48を起動し、かつ、ガスバーナ4におけるガスの燃焼制御を行うことで、冷水出口温度センサ36が計測するブラインの温度が所定の7℃となるようにガスバーナ4の火力を制御する。
高温再生器5に送られた吸収液は、この高温再生器5でガスバーナ4による火炎および高温の燃焼ガスにより加熱されるため、この吸収液中の冷媒が蒸発分離する。高温再生器5で冷媒を蒸発分離して濃度が上昇した中間吸収液は、高温熱交換器13を経由して濃吸収液管25に送られ、低温再生器6を経由した吸収液と合流する。
伝熱管14Aの上に散布された冷媒液は、伝熱管14Aの内部を通るブラインから気化熱を奪って蒸発するため、伝熱管14Aの内部を通るブラインは冷却され、こうして温度を下げたブラインが冷水管14から熱負荷に供給されて冷房などの冷却運転が行われる。
そして、蒸発器1で蒸発した冷媒は吸収器2に入り、低温再生器6より供給されて上方から散布される濃吸収液に吸収されて、吸収器2の稀吸収液溜り2Aに溜り、稀吸収液ポンプ45によって高温再生器5に搬送される循環を繰り返す。
本実施の形態においては、冷房運転が行われている場合に(ST1)、操作部54により、燃焼量削減制御を行うための操作がされた場合、制御装置51は、燃焼量削減制御を行う(ST2)。すなわち、制御装置51は、ガスバーナ4の燃料制御弁64の最大開度を所定開度に低下させる。
そして、制御装置51は、燃焼量削減制御の開始から所定時間経過したか否かを判断し(ST3)、所定時間が経過するまでは(ST3:NO)、異常予知予報の判断を行わないように制御する(ST4)。
所定時間が経過したと判断した場合は(ST3:YES)、制御装置51は、異常予知予報の判断を開始する。その後は、ガスバーナ4の燃料制御弁64の低下した弁開度を最大弁開度として、運転制御が行われる。
そして、制御装置51は、燃焼量削減制御の解除から所定時間経過したか否かを判断し(ST6)、所定時間が経過するまでは(ST6:NO)、異常予知予報の判断を行わないように制御する(ST7)。
所定時間が経過したと判断した場合は(ST6:YES)、制御装置51は、異常予知予報の判断を開始する。その後は、ガスバーナ4の燃料制御弁64の最大弁開度(100%)による運転制御が行われる。
これにより、ガスバーナ4の燃料制御弁64を最大弁開度で制御する際に、直ちに真空度低下予知予報および抽気性能低下予知予報などの異常予知予報を行うことが可能となる。
これによれば、ガスバーナ4の燃料制御弁64の最大弁開度を所定開度に低下させることにより、圧力変動が生じるが、異常予知予報の判断を停止するように制御するので、異常予知予報の誤判断を防止することができる。
これによれば、真空度低下予知予報および抽気性能低下予知予報による異常予知予報の誤判断を防止することができる。
これによれば、ガスバーナ4の燃料制御弁64の最大弁開度を所定開度に低下させて圧力変動が生じた場合でも、所定時間、異常予知予報の判断を停止するので、所定時間が経過して圧力が安定した後に、異常予知予報の判断を行うことができる。
これによれば、燃焼量削減制御を行った旨を表示部56に表示させることで、利用者にその旨を認知させることができる。
これによれば、燃焼量削減制御を解除した場合に、圧力が安定した後に、異常予知予報の判断を行うことができる。
例えば、本実施の形態では、高温再生器にて吸収液を加熱する加熱手段として燃料ガスを燃焼させて加熱を行うガスバーナ4を備える構成について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、灯油やA重油を燃焼させるガスバーナを備える構成や、蒸気や排気ガスなどの温熱を用いて加熱する構成としてもよい。
2 吸収器
4 ガスバーナ
5 高温再生器
6 低温再生器
7 凝縮器
12 低温熱交換器
13 高温熱交換器
36 冷却水入口温度センサ
37 冷却水出口温度センサ
38 稀吸収液出口温度センサ
39 凝縮冷媒温度センサ
45 稀吸収液ポンプ
46 中間吸収液ポンプ
47 濃吸収液ポンプ
48 冷媒ポンプ
50 コントローラ
51 制御装置
52 メモリ
53 タイマ
54 操作部
55 報知部
56 表示部
64 燃料制御弁
70 抽気装置
76 タンク圧力センサ
100 吸収式冷凍機
Claims (5)
- 高温再生器、低温再生器、蒸発器、凝縮器および吸収器を備え、これらを配管接続して吸収液および冷媒の循環経路をそれぞれ形成してなる吸収式冷凍機において、
制御装置を備え、
前記制御装置は、操作部の操作により、燃焼量削減制御を行うように構成され、前記燃焼量削減制御は、ガスバーナの燃料制御弁の最大弁開度を所定開度に低下させるとともに、異常予知予報の判断を停止するように制御することを特徴とする吸収式冷凍機。 - 前記異常予知予報は、真空度低下予知予報および抽気性能低下予知予報であることを特徴とする請求項1に記載の吸収式冷凍機。
- 前記制御装置は、前記燃焼量削減制御を行った場合、所定時間、異常予知予報の判断を停止することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の吸収式冷凍機。
- 前記制御装置は、前記燃焼量削減制御を行った場合、その旨を表示部に表示させることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の吸収式冷凍機。
- 前記制御装置は、前記操作部の操作により、前記燃焼量削減制御を解除し、
前記制御装置は、前記燃焼量削減制御を解除した場合は、所定時間、前記異常予知予報の判断を停止することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の吸収式冷凍機。
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JP2017198402A (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 吸収式冷凍機 |
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