JP6871015B2 - Absorption refrigeration system - Google Patents
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Description
本発明は、吸収式冷凍システムに関する。 The present invention relates to an absorption refrigeration system.
従来より、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器による循環サイクルによって外部機器にて使用される冷水を得る吸収式冷凍機を備えた吸収式冷凍システムが知られている。この類の吸収式冷凍システムにおいては、吸収式冷凍機の起動時に、溶液の温度が運転中における溶液の温度と比較して低温となっていることがある。このため、起動時には、再生器で利用される熱量が定常運転中のそれと比較して大きくなることがある。さらに、吸収式冷凍機を冷却する冷却水の温度が低温の場合には、吸収式冷凍機の熱消費量が増大するという問題がある。 Conventionally, an absorption refrigeration system including an absorption chiller that obtains cold water used in an external device by a circulation cycle using an evaporator, an absorber, a regenerator, and a condenser has been known. In this type of absorption refrigeration system, the temperature of the solution may be lower than the temperature of the solution during operation when the absorption refrigerating machine is started. Therefore, at startup, the amount of heat used in the regenerator may be larger than that during steady operation. Further, when the temperature of the cooling water for cooling the absorption chiller is low, there is a problem that the heat consumption of the absorption chiller increases.
なお、例えば、特許文献1には、供給される冷却水温度が低い場合でも運転が可能な吸収ヒートポンプについて開示されている。この吸収ヒートポンプでは、凝縮器に供給される冷却水に冷媒蒸気から奪う熱以外の熱を与えて、冷却水を昇温する冷却水昇温器と、冷却水昇温器での昇温量を調節して、濃溶液の濃度が所定の濃度を越えないように維持する制御装置とを備えている。 For example, Patent Document 1 discloses an absorption heat pump that can be operated even when the temperature of the supplied cooling water is low. In this absorption heat pump, a cooling water heater that raises the temperature of the cooling water by giving heat other than the heat taken from the refrigerant vapor to the cooling water supplied to the condenser, and a cooling water heater increase the amount of heat. It is equipped with a control device that adjusts and maintains the concentration of the concentrated solution so that it does not exceed a predetermined concentration.
上述したように、吸収式冷凍機において熱源側の熱量以上の熱を消費した場合には、その熱源温度が吸収式冷凍機の動作温度以下にまで降下してしまい、熱源温度が上昇するまで吸収式冷凍機を停止することがある。この場合、熱源温度が再度上昇するまで停止し、冷却水温度及び溶液温度が上昇するまでこのサイクルを繰り返すこととなる。そのため、熱源側の温度が大きく変動し、最悪の場合、熱源温度が復帰せず、吸収式冷凍機を起動することができないという問題がある。 As described above, when the absorption chiller consumes more heat than the heat source side, the heat source temperature drops below the operating temperature of the absorption chiller and is absorbed until the heat source temperature rises. The chiller may be shut down. In this case, the process is stopped until the heat source temperature rises again, and this cycle is repeated until the cooling water temperature and the solution temperature rise. Therefore, there is a problem that the temperature on the heat source side fluctuates greatly, and in the worst case, the heat source temperature does not recover and the absorption chiller cannot be started.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却水温度が低い環境であっても吸収式冷凍機を起動させることができる吸収式冷凍システムを提供する。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an absorption refrigeration system capable of starting an absorption chiller even in an environment where the cooling water temperature is low.
かかる課題を解決するために、本発明は、冷媒を利用して運転する外部機器に冷却した冷媒を供給する吸収式冷凍システムを提供する。この吸収式冷凍システムは、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器による循環サイクルによって冷媒を冷却する吸収式冷凍機と、吸収式冷凍機の再生器に供給される熱媒を加熱する熱源と、吸収式冷凍機の凝縮器及び吸収器との間で冷却水を循環する冷却塔と、吸収式冷凍システムに関する制御を行うコントローラと、を有し、コントローラは、予め設定された判定温度に基づいて冷却水の低温状態を判断した場合には、再生器の再生能力を低下させる制御を行い、再生器の再生能力を低下させる制御を終了した後は、冷却塔による冷却水の冷却量を減少させる制御を行う。
In order to solve such a problem, the present invention provides an absorption refrigeration system that supplies a cooled refrigerant to an external device that operates using the refrigerant. This absorption refrigeration system includes an absorption refrigerating machine that cools the refrigerant through a circulation cycle consisting of an evaporator, a absorber, a regenerator and a condenser, and a heat source that heats the heat medium supplied to the regenerator of the absorption chiller. It has a cooling tower that circulates cooling water between the condenser and absorber of the absorption chiller, and a controller that controls the absorption refrigeration system, and the controller is based on a preset determination temperature. Te when determining the low temperature state of the cooling water, have rows control for reducing the regenerative capacity of the regenerator, after completion of the control for reducing the regenerative capacity of the regenerator, the cooling amount of the cooling water by the cooling tower It intends line control to decrease.
ここで、本発明において、再生器の再生能力を低下させる制御は、熱源から再生器に供給される熱媒量を制限することが好ましい。 Here, in the present invention, it is preferable that the control for lowering the regeneration ability of the regenerator limits the amount of heat medium supplied from the heat source to the regenerator.
また、本発明は、冷媒を利用して運転する外部機器に冷却した冷媒を供給する吸収式冷凍システムを提供する。この吸収式冷凍システムは、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器による循環サイクルによって冷媒を冷却する吸収式冷凍機と、吸収式冷凍機の再生器に供給される熱媒を加熱する熱源と、吸収式冷凍機の凝縮器及び吸収器との間で冷却水を循環する冷却塔と、吸収式冷凍システムに関する制御を行うコントローラと、を有し、コントローラは、冷却水の温度が予め設定された第1の判定温度未満となる冷却水の低温状態を判断した場合には、熱源から再生器に供給される熱媒量を制限すると共に、再生器と吸収器との間で吸収液と冷媒とを含む溶液を循環させる溶液ポンプを停止することにより、再生器の再生能力を低下させる制御を行い、冷却水の低温状態を判断した後、熱媒の温度が予め設定された第2の判定温度以上となる熱媒の適温状態を判断した場合には、溶液ポンプの運転を開始し、溶液ポンプの運転開始後、冷却水の温度が第1の判定温度以上、予め設定され第1の判定温度より高い第3の判定温度未満となる冷却水の第1の昇温状態を判断した場合には、溶液の温度を上昇させ、冷却水の温度が第3の判定温度以上となる冷却水の第2の昇温状態を判断した場合には、吸収器への溶液の供給量を、蒸発器から外部機器に供給される冷媒の温度に応じて、蒸発器が所定の温度状態になるように、動的に調整する制御を行う。 The present invention also provides an absorption refrigeration system that supplies a cooled refrigerant to an external device that operates using the refrigerant. This absorption refrigeration system includes an absorption refrigerating machine that cools the refrigerant through a circulation cycle consisting of an evaporator, an absorber, a regenerator and a condenser, and a heat source that heats the heat medium supplied to the regenerator of the absorption chiller. It has a cooling tower that circulates cooling water between the condenser of the absorption chiller and the absorber, and a controller that controls the absorption refrigeration system. The controller has a preset temperature of the cooling water. When the low temperature state of the cooling water, which is lower than the first determination temperature, is determined, the amount of heat medium supplied from the heat source to the regenerator is limited, and the absorption liquid and the refrigerant are between the regenerator and the absorber. By stopping the solution pump that circulates the solution containing and, the regeneration capacity of the regenerator is controlled to decrease, and after determining the low temperature state of the cooling water, a second determination in which the temperature of the heat medium is preset is determined. When the optimum temperature state of the heat medium above the temperature is determined, the operation of the solution pump is started, and after the operation of the solution pump is started, the temperature of the cooling water is set in advance to be equal to or higher than the first determination temperature and the first determination is made. When the first temperature rise state of the cooling water, which is higher than the temperature and lower than the third determination temperature, is determined, the temperature of the solution is raised, and the cooling water temperature is equal to or higher than the third determination temperature. When the second temperature rise state is determined, the amount of the solution supplied to the absorber is adjusted so that the evaporator reaches a predetermined temperature state according to the temperature of the refrigerant supplied from the evaporator to the external device. , Control to adjust dynamically.
本発明によれば、冷却水温度が低い環境であっても吸収式冷凍機を適切に起動させることができる。 According to the present invention, the absorption chiller can be appropriately started even in an environment where the cooling water temperature is low.
図1は、本実施形態に係る吸収式冷凍システム1を模式的に示す構成図である。本実施形態に係る吸収式冷凍システム1は、熱源の熱を利用して吸収式冷凍機21の希溶液を加熱するものであり、第1システム10と、第2システム20と、第3システム30と、システムコントローラ40とを備えている。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the absorption refrigeration system 1 according to the present embodiment. The absorption chiller system 1 according to the present embodiment heats the rare solution of the
第1システム10は、熱源から熱を回収するシステムであり、エンジン11と、熱交換器12と、排熱流路13と、ラジエータ14と、エンジン側三方弁15とを備えている。
The
エンジン11は、発電機16を駆動するものであり、例えばレシプロ型エンジンである。吸収式冷凍システム1において、エンジン11は熱源に相当し、第1システム10においてエンジン11の排熱が回収される。
The engine 11 drives the
熱交換器12は、エンジン11の排熱と、第2システム20に供給される熱媒との間で熱交換を行い、当該熱媒を加熱するものである。
The
排熱流路13は、エンジン11から熱交換器12を経て再度エンジン11に熱媒を循環させる配管である。この排熱流路13のうち、熱交換器12からエンジン11に向かう流路を第1排熱流路13aと称し、エンジン11から熱交換器12に向かう流路を第2排熱流路13bと称する。また、排熱流路13は、ラジエータ14を経由する第3排熱流路13cを含んでおり、この第3排熱流路13cの一端は、第1排熱流路13aの上流側にされ、その他端は、第1排熱流路13aの下流側に接続されている。
The exhaust
ラジエータ14は、第1排熱流路13aに設けられており、熱交換器12からエンジン11に向かう熱媒の熱を放熱する。
The
エンジン側三方弁15は、第3排熱流路13cと第1排熱流路13aとの接続点に配設されている。エンジン側三方弁15の開度が全開となる場合、熱交換器12からの熱媒はラジエータ14をバイパスしてエンジン11へ流れる。一方、エンジン側三方弁15の開度が制限される程、ラジエータ14へ流れる熱媒の割合が増加する。
The engine-side three-
第2システム20は、後述する室内機31にて使用される冷水を得るためのものであり、吸収式冷凍機21と、熱媒流路22と、熱媒ポンプ23とを備えている。なお、本実施形態では、室内機31にて冷水を使用するものであるが、冷水に限らず、その他の冷媒を使用してもよい。
The
図2は、吸収式冷凍機21の構成を模式的に示す構成図である。吸収式冷凍機21は、再生器、凝縮器、蒸発器及び吸収器の循環サイクルによって冷水を得るものである。吸収式冷凍機21は、再生器101、凝縮器102、蒸発器103及び吸収器104で構成されている。また、吸収式冷凍機21には、冷却塔25と、冷却水流路26とが組み合わされている。
FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing the configuration of the
再生器101は、冷媒(例えば水)と、吸収液となる臭化リチウム(LiBr)とが混合された希溶液(吸収液の濃度が低い溶液)を加熱するものである。以下、冷媒が蒸気化したものを「冷媒蒸気」といい、冷媒が液化したものを「液冷媒」という。この再生器101には熱媒流路22が配置されており、熱媒流路22上に希溶液が散布され加熱される。再生器101は、加熱により希溶液から蒸気を放出させることにより、冷媒蒸気と濃溶液(吸収液の濃度が高い溶液)とを生成する。この再生器101には、吸収器104から溶液流路29(第1溶液流路29a)を経由して希溶液が供給される。
The
凝縮器102は、再生器101から供給された冷媒蒸気を液化させるものである。この凝縮器102内には、冷却塔25で冷却された冷却水が流通する伝熱管102aが設けられている。この伝熱管102aには、冷却水が伝熱管102aと冷却塔25との間を循環できるように冷却水流路26が連結されている。蒸発した冷媒蒸気は伝熱管102a内の冷却水によって液化する。凝縮器102にて液化した液冷媒は蒸発器103に供給される。
The
蒸発器103は、液冷媒を蒸発させるものである。この蒸発器103内には、後述する室内機31に接続される冷水流路32が設けられている。この冷水流路32には、室内機31によって暖められた冷水が流れている。また、蒸発器103内は、真空状態となっている。このため、冷媒である水の蒸発温度は約5℃となる。よって、冷水流路32上に散布された液冷媒は冷水流路32の温度によって蒸発する。一方、冷水流路32内の冷水は、液冷媒の蒸発によって温度が奪われる。これにより、冷水流路32内を流れる冷水は冷却され、この冷却された冷水が室内機31に供給される。
The
吸収器104は、蒸発器103において蒸発した冷媒を吸収するものである。吸収器104には、再生器101から溶液流路29(第2溶液流路29b)を経由して濃溶液が供給され、蒸発した冷媒は濃溶液によって吸収され、希溶液が生成される。この吸収器104内には、冷却塔25で冷却された冷却水が流通する伝熱管104aが設けられている。この伝熱管104aには、冷却水が伝熱管104aと冷却塔25との間を循環できるように冷却水流路26が連結されている。濃溶液の冷媒の吸収により生じる吸収熱は、伝熱管104aを流通する冷却水により除去される。冷媒の吸収により濃度が低下した希溶液は、溶液ポンプ104bによって再生器101に供給される。なお、伝熱管104aは、冷却塔25の冷却水を凝縮器102とで共用するために、凝縮器102の伝熱管102aと接続されている。
The
本実施形態において、第2溶液流路29bには、吸収器104に供給される濃溶液を、伝熱管104aをバイパスして当該伝熱管104aの下方へと供給する溶液バイパス流路29cが接続されている。溶液バイパス流路29cには、当該溶液バイパス流路29cを開閉することにより、濃溶液の供給状態(供給又は遮断)を切り替える溶液バイパス弁29c1が設けられている。溶液バイパス弁29c1が閉じられた状態において、再生器101から供給される濃溶液は、伝熱管104aを通過するため、吸収器104は高い吸収能力となる。一方で、溶液バイパス弁29c1が開かれた状態において、再生器101から供給される濃溶液は、伝熱管104aをバイパスする割合が増えることとなる。すなわち、吸収器104に流れ込む溶液を制限することで、蒸発器103の温度低下を抑制することができる。
In the present embodiment, the second solution flow path 29b is connected to a solution
冷却塔25は、冷却水を吸収式冷凍機21に供給するとともに、吸収式冷凍機21によって暖められた冷却水を冷却するものである。冷却塔25は、例えば底部に冷却水を収容する槽を有している。この槽にはフロートの上下によって給水が行われ、当該槽は一定量の冷却水を貯留する。また、冷却塔25は、その上部に、ファン25aと当該ファン25aの下方に配置される熱交換部25bとを有している。吸収式冷凍機21から戻ってきた冷却水は熱交換部25bに散布され、熱交換部25bを通過することで冷却される。当該熱交換部25bにより冷却された冷却水は槽に貯留される。
The
冷却水流路26は、冷却塔25から吸収式冷凍機21の吸収器104及び凝縮器102を経て再度冷却塔25に冷却水を循環させる配管である。このうち、冷却塔25から吸収式冷凍機21に向かう流路を第1冷却水流路26aと称し、吸収式冷凍機21から冷却塔25に向かう流路を第2冷却水流路26bと称する。
The cooling
第1冷却水流路26aは、冷却塔25の底部(槽の底部分)に連結されており、この第1冷却水流路26aには冷却水ポンプ27が設けられている。冷却水ポンプ27は、冷却水を循環させる動力源となるものである。第2冷却水流路26bは、冷却塔25の上部(ファン25aと熱交換部25bとの間)に連結されている。
The first cooling
また、第2冷却水流路26bには、冷却塔25へと戻る冷却水を、熱交換部25bをバイパスして供給する冷却水バイパス流路26cが接続されている。第2冷却水流路26bと冷却水バイパス流路26cとの接続点には、冷却水三方弁28が配設されている。冷却水三方弁28の開度が全開となる場合、吸収式冷凍機21からの冷却水は、冷却塔25の上部へ流れ、熱交換部25bへと供給される。一方、冷却水三方弁28の開度が制限される程、冷却水バイパス流路26cへ流れる冷却水の割合が増加し、冷却塔25の冷却能力も低下する。
Further, the second cooling
さらに、吸収式冷凍機21は、制御部105を備えている。この制御部105はCPU(Central Processing Unit)を備え、吸収式冷凍機21の全体を制御するものである。また、この制御部105は、後述のシステムコントローラ40からの制御信号に基づいて、吸収式冷凍機21に関する制御内容を変更する構成となっている。
Further, the
図1及び図2を参照するに、熱媒流路22は、熱交換器12から吸収式冷凍機21の再生器101を経て再度熱交換器12に熱媒を循環させる配管である。このうち、熱交換器12から吸収式冷凍機21の再生器101に向かう流路を第1熱媒流路22aと称し、吸収式冷凍機21の再生器101から熱交換器12に向かう流路を第2熱媒流路22bと称する。また、熱媒流路22は、吸収式冷凍機21をバイパスする第3熱媒流路22cを含んでおり、この第3熱媒流路22cの一端は、第1熱媒流路22aに接続され、その他端は、第2熱媒流路22bに接続されている。
With reference to FIGS. 1 and 2, the heat
熱媒流路22のうち第1熱媒流路22aには、熱媒ポンプ23が設けられている。熱媒ポンプ23は、熱媒を循環させる動力源となるものである。
A
また、第2熱媒流路22bと第3熱媒流路22cとの接続点には、熱媒三方弁24が設けられている。熱媒三方弁24の開度が全開となる場合、熱交換器12からの熱媒は、再生器101を経由して熱交換器12へ流れる。一方、熱媒三方弁24の開度が制限される程、第3熱媒流路22cへ流れる熱媒の割合、すなわち、再生器101をバイパスする熱媒の割合が増加する。すなわち、熱媒三方弁24が再生器101側に設定されている場合(全開の場合)、熱交換器12からの熱媒の全量が再生器101へと供給されるので、再生器101は高い再生能力となる。一方、熱媒三方弁24がバイパス側に設定されている場合(開度が制限される場合)、再生器101への熱媒の供給が制限されるので、再生器101の再生能力が低下することとなる。
Further, a heat medium three-
第3システム30は、吸収式冷凍機21にて得られた冷水を室内機31に供給するものであり、室内機31と、冷水流路32と、冷水ポンプ33とで構成されている。
The
室内機31は、冷水流路32に接続されており、室内に設けられている。室内機31は、空調機であり、吸収式冷凍機21から供給される冷水と室内から取り込んだ空気との間で熱交換を行う。この熱交換により、空気から冷水に熱が奪われて空気が冷却される。室内機31は、冷却した空気を室内に送風する。
The
冷水流路32は、室内機31から吸収式冷凍機21の蒸発器103を経て再度室内機31に冷水を循環させる配管である。このうち、吸収式冷凍機21の蒸発器103から室内機31に向かう流路を第1冷水流路32aと称し、室内機31から吸収式冷凍機21の蒸発器103に向かう流路を第2冷水流路32bと称する。
The chilled
冷水ポンプ33は、冷水流路32のうち第2冷水流路32bに設けられており、冷水を循環させる動力源となるものである。
The
システムコントローラ40は、吸収式冷凍システム1全体の制御を司るものである。システムコントローラ40には、制御入力として、各種センサ等からの信号が入力されている。システムコントローラ40は、制御入力に基づいて各種の演算を行い、この演算結果に従った制御出力を吸収式冷凍システム1の各部に出力する。システムコントローラ40としては、CPU、ROM、RAM、I/Oインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。
The
熱媒入口温度センサ41は、吸収式冷凍機21の再生器101に供給される熱媒の温度(熱媒入口温度)を検出するセンサであり、熱媒入口温度に応じた信号をシステムコントローラ40に出力する。
The heat medium
熱媒出口温度センサ42は、吸収式冷凍機21の再生器101から流出した熱媒の温度(熱媒出口温度)を検出するセンサであり、熱媒出口温度に応じた信号をシステムコントローラ40に出力する。
The heat medium
冷水出口温度センサ43は、吸収式冷凍機21から室内機31に供給される冷水の温度(冷水出口温度)を検出するセンサであり、冷水出口温度に応じた信号をシステムコントローラ40に出力する。
The chilled water
冷却水出口温度センサ44は、冷却塔25から流出した冷却水の温度(冷却水出口温度)を検出するセンサであり、冷却水出口温度に応じた信号をシステムコントローラ40に出力する。
The cooling water
本実施形態の特徴の一つとして、システムコントローラ40は、吸収式冷凍機21の起動時、予め設定された判定温度に基づいて冷却水の低温状態を判断した場合には、再生器101への入熱量を制限する制御を行うこととしている。
As one of the features of the present embodiment, when the
次に、本実施形態に係る吸収式冷凍システム1の制御方法を説明する。図3は、本実施形態に係る吸収式冷凍システム1の制御方法を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、吸収式冷凍機21の起動運転に関するものであり、吸収式冷凍システム1の運転開始をトリガーとして、システムコントローラ40によって実行される。
Next, the control method of the absorption chilling system 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a control method of the absorption chilling system 1 according to the present embodiment. The process shown in this flowchart relates to the start-up operation of the
まず、ステップ1(S1)からステップ3(S3)において、システムコントローラ40は、冷水ポンプ33、熱媒ポンプ23、冷却水ポンプ27の運転をそれぞれ行う。したがって、まだこの時点では、溶液ポンプ104bの運転は行われない。
First, in steps 1 (S1) to 3 (S3), the
ステップ4(S4)において、システムコントローラ40は、冷却水出口温度センサ44の検出信号に基づいて、冷却水出口温度が第1判定温度T1以上であるか否かを判断する。この第1判定温度T1は、再生器101への熱媒供給の制限が必要なほど冷却水が低温であるか否かを判断するためのものであり、実験やシミュレーションを通じて最適値が予め設定されている(例えば15℃)。冷却水出口温度が第1判定温度T1以上である場合には、ステップ4で肯定判定され、ステップ5(S5)に進む。一方、冷却水出口温度が第1判定温度T1よりも小さい場合には、ステップ4で否定判定され、ステップ6(S6)に進む。
In step 4 (S4), the
ステップ5において、システムコントローラ40は、熱媒三方弁24を全開に設定する。これにより、熱交換器12からの熱媒が再生器101へと供給される。
In step 5, the
一方、ステップ6において、システムコントローラ40は、熱媒入口温度センサ41の検出信号に基づいて、再生器101に供給される熱媒入口温度が第2判定温度T2以上であるか否かを判断する。この第2判定温度T2は、再生器101に対する熱媒からの急激な入熱を抑制するためのパラメータであり、実験やシミュレーションを通じて最適値が予め設定されている(例えば、定格温度−10℃(例えば80℃))。熱媒入口温度が第2判定温度T2以上である場合には、ステップ6で肯定判定され、ステップ7(S7)に進む。一方、熱媒入口温度が第2判定温度T2よりも小さい場合には、ステップ6で否定判定され、ステップ5に進む。
On the other hand, in
ステップ7において、システムコントローラ40は、熱媒三方弁24の開度を制限した状態に設定する。例えば、30%から50%の開度に設定するといった如くである。これにより、再生器101への熱媒の供給が制限される。
In
ステップ8(S8)において、システムコントローラ40は、熱媒入口温度センサ41の検出信号に基づいて、再生器101に供給される熱媒入口温度が第3判定温度T3以上であるか否かを判断する。溶液ポンプ104bの運転を開始した場合、熱媒から入熱が行われ、熱媒の極端な温度低下が発生することがある。この第3判定温度T3は、溶液ポンプ104bの運転の可否を判断するためのものであり、実験やシミュレーションを通じて最適値が予め設定されている(例えば65℃)。熱媒入口温度が第3判定温度T3以上である場合には、ステップ8で肯定判定され、ステップ9(S9)に進む。一方、熱媒入口温度が第3判定温度T3よりも小さい場合には、ステップ8で否定判定され、ステップ8に戻る。
In step 8 (S8), the
ステップ9において、システムコントローラ40は、溶液ポンプ104bの運転を行う。
In
ステップ10(S10)において、システムコントローラ40は、冷却水出口温度センサ44の検出信号に基づいて、冷却水出口温度が第4判定温度T4以上であるか否かを判断する。この第4判定温度T4は、ステップ1からステップ9までの運転を通じて冷却水出口温度が所定のレベルまで上昇したか否かを判断するためのものであり、実験やシミュレーションを通じて最適値が予め設定されている(T1<T4(例えば22℃))。冷却水出口温度が第4判定温度T4以上である場合には、ステップ10で肯定判定され、ステップ11(S11)に進む。一方、冷却水出口温度が第4判定温度T4よりも小さい場合には、ステップ10で否定判定され、ステップ13(S13)に進む。
In step 10 (S10), the
ステップ11において、システムコントローラ40は、冷却水三方弁28を全開に設定する。これにより、吸収式冷凍機21からの冷却水は、冷却塔25の熱交換部25bにおいて冷却される。そして、ステップ12(S12)において、システムコントローラ40は、自動運転モードで溶液バイパス弁29c1を制御する。この自動運転モードは、吸収式冷凍機21の通常運転時に溶液バイパス弁29c1に適用される制御である。この制御においては、実験やシミュレーションを通じて、蒸発器103の最適な温度状態を規定した最適蒸発器温度が設定されている(例えば、最適蒸発器温度=冷水出口温度−2℃)。システムコントローラ40は、最適蒸発器温度となるように、溶液バイパス弁29c1の開度を動的に制御する。
In step 11, the
一方、ステップ13において、システムコントローラ40は、冷却水三方弁28を全閉に設定する。これにより、吸収式冷凍機21から供給される冷却水は、冷却水バイパス流路26cへと流れ、冷却水の冷却度合いが低下する(冷却塔25の冷却能力の低下)。そして、ステップ14(S14)において、システムコントローラ40は、溶液バイパス弁29c1を開に制御する。
On the other hand, in
ステップ15(S15)において、システムコントローラ40は、冷却水出口温度センサ44の検出信号に基づいて、冷却水出口温度が第5判定温度T5以上であるか否かを判断する。この第5判定温度T5は、ステップ1からステップ14までの運転を通じて冷却水出口温度が所定のレベルまで上昇したか否かを判断するためのものであり、実験やシミュレーションを通じて最適値が予め設定されている(T4<T5(例えば28℃))。冷却水出口温度が第5判定温度T5以上である場合には、ステップ15で肯定判定され、ステップ16(S16)に進む。一方、冷却水出口温度が第5判定温度T5よりも小さい場合には、ステップ15で否定判定され、ステップ15に戻る。
In step 15 (S15), the
ステップ16において、システムコントローラ40は、冷却塔25のファン25aの運転を行う。
In
これら一連の処理が完了すると、システムコントローラ40は、起動運転を終了して通常運転に移行する。この起動運転では、冷却水の温度が低温状態(冷却水出口温度≦第1判定温度T1)での起動時で、かつ、熱媒の温度が定格温度を上限とする一定の温度範囲内に存する場合には(熱媒入口温度≧定格温度−10℃)、熱媒三方弁24が制御され、熱媒の全量が再生器101に供給されないようになる。これにより、再生器101の再生能力が低下されるので、熱媒から再生器101への急激な入熱が抑制される。
When these series of processes are completed, the
また、熱媒の極端な温度低下を抑制するため、熱媒入口温度が第3判定温度T3以下の場合には、溶液ポンプ104bを運転してないようにしている。これにより、再生器101の再生能力が低下されるので、熱媒から再生器101への急激な入熱が抑制される。
Further, in order to suppress an extreme temperature drop of the heat medium, the
一方、再生器101の再生能力を低下させる制御を終了した後は、熱媒が循環し、吸収液と冷媒とが混合した溶液が溶液流路29を循環することで再生器101への入熱が開始される。この場合にあっては、冷却水三方弁28が制御され、冷却塔25の熱交換部25bを迂回して冷却水が循環する。これにより、冷却水によって吸収式冷凍機21が蓄える熱の放熱が抑制され、冷却水の温度を速やかに上げることができる。
On the other hand, after the control for lowering the regeneration ability of the
また、凝縮器102においては、入力された熱が冷却水に放熱されるため、冷却水の温度を所定のレベルまで素早く上昇させることができる。このとき、溶液バイパス弁29c1が開かれるため、吸収器104の伝熱管104aを通過する濃溶液の量が制限される。これにより、蒸発器103の温度低下を抑制することができるので、冷媒の凍結を防止することができる。
Further, in the
そして、冷却水の温度がある程度上昇すると、冷却水三方弁28が全開とされ、これにより、冷却塔25の熱交換部25bに冷却水が供給される。また、溶液バイパス弁29c1も通常の自動運転モードに切り替えられる。加えて、冷却水の温度がさらに上昇した場合には、冷却塔25のファン25aが運転される。これにより、通常運転に移行することができる。
Then, when the temperature of the cooling water rises to some extent, the cooling water three-
このように、本実施形態において、吸収式冷凍システム1は、冷水を利用して運転する外部機器である室内機31に冷却した冷水を供給するシステムである。この吸収式冷凍システム1は、蒸発器103、吸収器104、再生器101及び凝縮器102による循環サイクルによって冷水を生成する吸収式冷凍機21と、吸収式冷凍機21の再生器101に供給される熱媒を加熱する熱源であるエンジン11と、吸収式冷凍機21の凝縮器102及び吸収器104との間で冷却水を循環する冷却塔25と、吸収式冷凍システム1に関する制御を行うシステムコントローラ40と、を有している。この場合において、システムコントローラ40は、予め設定された第1判定温度T1に基づいて冷却水の低温状態を判断した場合には、再生器101の再生能力を低下させる制御を行っている。
As described above, in the present embodiment, the absorption refrigeration system 1 is a system that supplies cooled cold water to the
この構成によれば、再生器101の再生能力を低下させることで、再生器101への入熱量が制限されるので、熱媒から吸収式冷凍機21へと大きな熱量が奪われるといった事態を抑制することができる。これにより、熱媒温度が著しく低下するといった事態が抑制されるので、当該熱媒温度が回復するまで吸収式冷凍機21を停止させるといった必要もない。その結果、通常では起動ができないような冷却水の温度であっても、吸収式冷凍機21をスムーズに起動させることができる。
According to this configuration, the amount of heat input to the
また、本実施形態において、再生器101の再生能力を低下させる制御は、エンジン11からの熱を受けて熱媒を加熱する熱交換器12から再生器101に供給される熱媒量を制限するものである。
Further, in the present embodiment, the control for reducing the regeneration capacity of the
この手法によれば、再生器101に供給される熱媒量を制限することで、再生器101の再生能力を低下させることができる。これにより、再生器101への入熱量を適切に制限することができる。その結果、通常では起動ができないような冷却水の温度であっても、吸収式冷凍機21をスムーズに起動させることができる。
According to this method, the regeneration ability of the
また、再生器101の再生能力を低下させる制御は、再生器101と吸収器104との間で溶液を循環させる溶液ポンプ104bを停止するものである。
Further, the control for reducing the regeneration capacity of the
この手法によれば、再生器101と吸収器104との間での溶液の循環が停止されるので、再生器101の再生能力を低下させることができる。これにより、再生器101への入熱量を適切に制限することができる。その結果、通常では起動ができないような冷却水の温度であっても、吸収式冷凍機21をスムーズに起動させることができる。
According to this method, the circulation of the solution between the regenerator 101 and the
また、本実施形態において、システムコントローラ40は、再生器101の再生能力を低下させる制御を終了した後は、冷却塔25による冷却水の冷却量を減少させる制御を行っている。
Further, in the present embodiment, the
この構成によれば、吸収式冷凍機21に入力された熱が冷却水に放熱されることを抑制することができるので、溶液の温度の上昇に繋げることができる。これにより、起動をスムーズに行うことができ、起動時間の短縮を図ることができるとともに、エンジン11側への温度変動を抑制することができる。
According to this configuration, it is possible to suppress the heat input to the
また、本実施形態において、システムコントローラ40は、再生器101の再生能力を低下させる制御を終了した後は、吸収器104に流れ込む溶液を制限している。具体的には、溶液バイパス弁29c1が開かれる。
Further, in the present embodiment, the
この構成によれば、蒸発器103の温度低下が抑制されるので、溶液の温度を上昇させることができる。これにより、溶液の晶析を回避することができる。また、蒸発器103の温度低下が抑制されるので、冷媒の凍結を回避することができる。その結果、溶液が晶析したり冷媒が凍結したりすることで吸収式冷凍機21が起動できなくなる、という問題を解消することができる。これにより、起動をスムーズに行うことができるので起動時間の短縮を図ることができ、また、エンジン11側への温度変動を抑制することができる。
According to this configuration, the temperature drop of the
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。 Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
本実施形態では、熱源としてエンジンを例示したが、熱源となるものであれば種々のものを利用することができる。例えば、熱源としては燃料電池などであってもよい。 In the present embodiment, an engine is exemplified as a heat source, but various engines can be used as long as it is a heat source. For example, the heat source may be a fuel cell or the like.
1 吸収式冷凍システム
10 第1システム
11 エンジン(熱源)
12 熱交換器
20 第2システム
21 吸収式冷凍機
101 再生器
102 凝縮器
103 蒸発器
104 吸収器
25 冷却塔
30 第3システム
31 室内機
40 システムコントローラ(コントローラ)
1
12
Claims (4)
蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器による循環サイクルによって冷媒を冷却する吸収式冷凍機と、
前記吸収式冷凍機の前記再生器に供給される熱媒を加熱する熱源と、
前記吸収式冷凍機の前記凝縮器及び前記吸収器との間で冷却水を循環する冷却塔と、
前記吸収式冷凍システムに関する制御を行うコントローラと、を有し、
前記コントローラは、予め設定された判定温度に基づいて前記冷却水の低温状態を判断した場合には、前記再生器の再生能力を低下させる制御を行い、前記再生器の再生能力を低下させる制御を終了した後は、前記冷却塔による前記冷却水の冷却量を減少させる制御を行うことを特徴とする吸収式冷凍システム。 In an absorption refrigeration system that supplies cooled refrigerant to external equipment that operates using refrigerant.
Absorption chillers that cool the refrigerant through a circulation cycle with evaporators, absorbers, regenerators and condensers,
And a heat source for heating the heating medium supplied to the regenerator of the absorption chiller,
A cooling tower for circulating the cooling water between the condenser and the absorber of the absorption refrigerator,
It has a controller that controls the absorption refrigeration system.
Wherein the controller, when determining the low temperature state of the cooling water based on preset determination temperature, the have line control for lowering the regenerative capacity of the regenerator, control for reducing the regenerative capacity of the regenerator after the completion of the absorption refrigeration system characterized in row Ukoto control to reduce the cooling amount of the cooling water by the cooling tower.
蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器による循環サイクルによって冷媒を冷却する吸収式冷凍機と、
前記吸収式冷凍機の前記再生器に供給される熱媒を加熱する熱源と、
前記吸収式冷凍機の前記凝縮器及び前記吸収器との間で冷却水を循環する冷却塔と、
前記吸収式冷凍システムに関する制御を行うコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記冷却水の温度が予め設定された第1の判定温度未満となる前記冷却水の低温状態を判断した場合には、前記熱源から前記再生器に供給される熱媒量を制限すると共に、前記再生器と前記吸収器との間で吸収液と冷媒とを含む溶液を循環させる溶液ポンプを停止することにより、前記再生器の再生能力を低下させる制御を行い、
前記冷却水の低温状態を判断した後、前記熱媒の温度が予め設定された第2の判定温度以上となる前記熱媒の適温状態を判断した場合には、前記溶液ポンプの運転を開始し、
前記溶液ポンプの運転開始後、前記冷却水の温度が前記第1の判定温度以上、予め設定され前記第1の判定温度より高い第3の判定温度未満となる前記冷却水の第1の昇温状態を判断した場合には、前記溶液の温度を上昇させ、前記冷却水の温度が前記第3の判定温度以上となる前記冷却水の第2の昇温状態を判断した場合には、前記吸収器への前記溶液の供給量を、前記蒸発器から前記外部機器に供給される冷媒の温度に応じて、前記蒸発器が所定の温度状態になるように、動的に調整する制御を行うことを特徴とする吸収式冷凍システム。
In an absorption refrigeration system that supplies cooled refrigerant to external equipment that operates using refrigerant.
Absorption chillers that cool the refrigerant through a circulation cycle with evaporators, absorbers, regenerators and condensers,
A heat source for heating the heat medium supplied to the regenerator of the absorption chiller, and
A cooling tower that circulates cooling water between the condenser and the absorber of the absorption chiller, and
It has a controller that controls the absorption refrigeration system.
The controller
When the low temperature state of the cooling water in which the temperature of the cooling water is lower than the preset first determination temperature is determined, the amount of heat medium supplied from the heat source to the regenerator is limited, and the heat medium is limited. By stopping the solution pump that circulates the solution containing the absorbent liquid and the refrigerant between the regenerator and the absorber, the regeneration ability of the regenerator is controlled to be reduced.
After determining the low temperature state of the cooling water, if it is determined that the temperature of the heat medium is equal to or higher than the preset second determination temperature, the operation of the solution pump is started. ,
After the operation of the solution pump is started, the temperature of the cooling water is equal to or higher than the first determination temperature and is lower than the third determination temperature which is preset and higher than the first determination temperature. When the state is determined, the temperature of the solution is raised, and when the second temperature rise state of the cooling water at which the temperature of the cooling water is equal to or higher than the third determination temperature is determined, the absorption Control is performed to dynamically adjust the supply amount of the solution to the vessel so that the evaporator becomes a predetermined temperature state according to the temperature of the refrigerant supplied from the evaporator to the external device. Absorption-type refrigeration system featuring.
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