吸收式冷热水机 【技术领域】
本发明涉及对制冷剂泵进行倒相控制的吸收式冷热水机。背景技术 以往， 已知有如下的吸收式冷热水机， 其具有高温再生器、 低温再生器、 冷凝器、 蒸 发器及吸收器， 将它们配管连接而分别形成吸收液及制冷剂的循环流路。 在该蒸发器， 设有 自冷凝器流入的制冷剂积存的制冷剂积存部， 在该制冷剂积存部连接有具有制冷剂泵的制 冷剂管， 该制冷剂泵使制冷液向设于蒸发器上部的分散器循环 ( 例如参照专利文献 1)。
专利文献 1 ： ( 日本 ) 特许第 3203555 号公报
但是， 在吸收式冷热水机中， 当使用温度低的冷却水时， 在蒸发器中压力降低， 在 蒸发器中制冷剂过度蒸发而导致积存于制冷剂积存部的制冷剂减少。另外， 在制冷负荷小 时， 输入至高温再生器的热源量被抑制， 自高温再生器供给至蒸发器的制冷剂蒸气量减少， 由此， 积存于制冷剂积存部的制冷剂减少。 若积存于制冷剂积存部的制冷剂减少， 则有可能 导致制冷剂泵产生气穴 ( キヤビテ一シヨン )。
在上述现有的结构中， 通过增大制冷剂在吸收式冷热水机内的填充量， 即便在冷 却水温度低的情况下或在制冷负荷小的情况下， 也可以避免导致制冷剂积存部的制冷剂不 足， 但由于需要增大蒸发器的制冷剂积存部及吸收器的稀液积存部， 从而导致吸收式冷热 水机的外形增大。
发明内容 于是， 本发明是鉴于上述状况而作出的， 其目的在于提供一种吸收式冷热水机， 可 以谋求小型化并且防止制冷剂泵产生气穴。
为了解决上述课题， 本发明的吸收式冷热水机具有 ： 高温再生器、 低温再生器、 冷 凝器、 蒸发器及吸收器， 将它们配管连接而分别形成吸收液及制冷剂的循环流路， 该吸收式 冷热水机的特征在于， 具有 ： 制冷剂泵， 其使制冷剂自所述蒸发器的制冷剂积存部向该蒸发 器的分散器循环 ； 冷却水入口温度传感器， 其检测所述吸收器入口侧的冷却水温度 ； 吸收 液温度传感器， 其检测所述吸收器上游侧的吸收液温度 ； 倒相控制机构， 其基于由所述冷却 水入口温度传感器检测到的温度及所述吸收液温度传感器检测到的温度而求出的倒相频 率， 使所述制冷剂泵运转。
根据上述结构， 由于具有基于由冷却水入口温度传感器检测到的温度及吸收液温 度传感器检测到的温度而求出的倒相频率使制冷剂泵运转的倒相控制机构， 因此， 基于冷 却水入口温度和对应于制冷负荷的吸收器上游侧的吸收液温度来控制在蒸发器蒸发的制 冷剂量， 故可以抑制制冷剂积存部的制冷剂不足， 并防止制冷剂泵产生气穴 ( キヤビテ一 シヨン )。另外， 由于仅增加冷却水入口温度传感器、 吸收液温度传感器以及倒相控制机构 即可， 因此， 可以防止导致吸收式冷热水机大型化。
在上述结构中， 所述吸收液温度传感器也可以是检测所述高温再生器的温度的高
温再生器温度传感器。
根据上述结构， 由于基于温度变化大的高温再生器温度， 制冷剂泵被倒相控制， 因 此， 可以更准确地对应于制冷负荷的变动来控制在蒸发器蒸发的制冷剂量。
在上述结构中， 所述吸收式冷热水机具有热源热水再生器和对该热源热水再生器 的温度进行检测的热源热水再生器温度传感器， 在所述高温再生器的热源被输入时， 所述 倒相控制机构基于由所述冷却水入口温度传感器检测出的温度及所述高温再生器温度传 感器检测出的温度而求得的倒相频率， 使所述制冷剂泵运转 ； 在所述高温再生器的热源未 被输入时， 所述倒相控制机构基于由所述冷却水入口温度传感器检测出的温度及所述热源 热水再生器温度传感器检测出的温度而求得的倒相频率， 使所述制冷剂泵运转。
根据上述结构， 在高温再生器的热源被输入时， 倒相控制机构基于由冷却水入口 温度传感器检测出的温度及高温再生器温度传感器检测出的温度而求得的倒相频率， 使制 冷剂泵运转 ； 在高温再生器的热源未被输入时， 倒相控制机构基于由冷却水入口温度传感 器检测出的温度及热源热水再生器温度传感器检测出的温度而求得的倒相频率， 使制冷剂 泵运转， 因此， 基于冷却水入口温度和对应于制冷负荷的高温再生器温度或热源热水再生 器温度来控制在蒸发器蒸发的制冷剂量， 故可以抑制制冷剂积存部的制冷剂不足， 并防止 制冷剂泵产生气穴。另外， 由于仅增加冷却水入口温度传感器、 高温再生器温度传感器、 热 源热水再生器温度传感器以及倒相控制机构即可， 因此， 可以防止导致吸收式冷热水机大 型化。 根据本发明， 由于具有基于由冷却水入口温度传感器检测到的温度及高温再生器 温度传感器检测到的温度而求出的倒相频率使制冷剂泵运转的倒相控制机构， 因此， 基于 冷却水入口温度和对应于制冷负荷的吸收器上游侧的吸收液温度来控制在蒸发器蒸发的 制冷剂量， 故可以抑制制冷剂积存部的制冷剂不足， 并防止制冷剂泵产生气穴。另外， 由于 仅增加冷却水入口温度传感器、 吸收液温度传感器以及倒相控制机构即可， 因此， 可以防止 导致吸收式冷热水机大型化。
附图说明
图 1 是表示本发明实施方式的吸收式冷热水机的一例的流路图 ；
图 2 是表示冷却水入口温度及高温再生器温度与对应于该冷却水入口温度及高 温再生器温度的制冷剂泵的最佳倒相频率的关系的图 ；
图 3 是表示制冷剂泵控制的流程图 ；
图 4 是表示第二实施方式的吸收式冷热水机的流路图 ；
图 5 是表示冷却水入口温度及热源热水再生器温度与对应于该冷却水入口温度 及热源热水再生器温度的制冷剂泵的最佳倒相频率的关系的图 ；
图 6 是表示制冷剂泵控制的流程图。
附图标记说明
1 高温再生器 2 低温再生器 3 冷凝器
4 蒸发器 4A 分散器 4B 制冷剂积存部
5 吸收器 14 制冷剂泵 52 冷却水入口温度传感器
53 高温再生器温度传感器 ( 吸收液温度传感器 )55 热源热水再生器温度传感器 60 控制装置 ( 倒相控制机构 ) 100、 200 吸收式冷热水机 201 热源热水再生器具体实施方式
下面， 参照附图说明本发明的优选实施方式。
( 第一实施方式 )
图 1 是表示本发明第一实施方式的吸收式冷热水机的流路图。
吸收式冷热水机 100 例如是制冷剂使用水、 吸收液使用溴化锂 (LiBr) 溶液的双重 效用吸收式冷热水机。该吸收式冷热水机 100 对高温再生器 1、 低温再生器 2、 冷凝器 3、 蒸 发器 4、 吸收器 5、 高温热交换器 6 及低温热交换器 7 等进行配管连接， 由此构成吸收液及制 冷剂的循环流路。
在高温再生器 1 连接有利用第一吸收液泵 8 自吸收器 5 引导制冷剂已被吸收液吸 收而形成的稀释吸收液 ( 以下称为稀液 ) 的稀液管 20， 该第一吸收液泵 8 由倒相器 8A 以可 改变频率的方式被控制。在高温再生器 1 内收纳有利用第一吸收液泵 8 经由稀液管 20 自 吸收器 5 被引导的稀液， 并设有检测该稀液的液面的液面检测器 1A。该稀液例如由将城市 煤气作为燃料的燃烧器 10 加热。燃烧器 10 构成为具有 ： 点燃燃料的点火器 10A、 控制燃料 量来改变热源量的燃料控制阀 10B。在高温再生器 1 设有排出废气的排气管 11。
另外， 在高温再生器 1 连接有制冷剂蒸气管 21 和吸收液管 22， 该制冷剂蒸气管 21 将因稀液被加热而生成的制冷剂蒸气导向冷凝器 3， 该吸收液管 22 将制冷剂蒸气被分离后 浓度变高的中间液导向低温再生器 2。 制冷剂蒸气管 21 被分支为第一制冷剂蒸气管 21A 和 第二制冷剂蒸气管 21B， 第一制冷剂蒸气管 21A 作为传热管经过低温再生器 2 与冷凝器 3 连 接。第二制冷剂蒸气管 21B 具有开闭阀 31， 并与吸收器 5 连接。吸收液管 22 被分支为第一 吸收液管 22A 和第二吸收液管 22B， 在第一吸收液管 22A 设有高温热交换器 6， 第二吸收液 管 22B 具有开闭阀 32， 并与吸收器 5 连接。
在低温再生器 2， 在分隔壁的上部设有分离器 12， 该分离器 12 使利用在第一制冷 剂蒸气管 21A 流通的制冷剂蒸气加热中间液而生成的制冷剂蒸气向冷凝器 3 流入。另外， 在低温再生器 2， 连接有将制冷剂蒸气被分离后的浓缩吸收液 ( 以下称为浓液 ) 导向吸收器 5 的吸收液管 23。该吸收液管 23 具有低温热交换器 7， 与设于吸收器 5 内上部的分散器 5A 连接。
在冷凝器 3 连接有自该冷凝器 3 的下部通向蒸发器 4 且在中途具有 U 字部的制冷 剂管 25， 冷凝器 3 内的、 利用重力的作用经由制冷剂管 25 流下的制冷液流入蒸发器 4 内。 另外， 在冷凝器 3 内， 作为传热管配置有冷却水流通的冷却水管 26。
在蒸发器 4 形成有自冷凝器 3 流入的制冷剂积存的制冷剂积存部 4B， 并连接有具 有制冷剂泵 14 的制冷剂管 27， 该制冷剂泵 14 使制冷液自该制冷剂积存部 4B 向设于上部的 分散器 4A 循环。制冷剂泵 14 构成为由倒相器 14A 以可改变频率的方式被控制。在蒸发器 4 内， 作为传热管而配置有冷热水管 28， 经由该冷热水管 28， 盐水 ( 日文 ： ブライン )( 例如 冷水或热水 ) 向未图示的热负荷 ( 例如空调装置 ) 循环供给。冷热水管 28 和冷却水管 26由设有开闭阀 33 的连接管 29 连接。
蒸发器 4 及吸收器 5 的内部保持为高真空。蒸发器 4 和吸收器 5 之间由分隔壁 15A 分隔， 在分隔壁 15A 的上部设有分离器 15B， 该分离器 15B 使在蒸发器 4 内自分散器 4A 分散到冷热水管 28 而蒸发的制冷剂蒸气流向吸收器 5。
在吸收器 5 的下部， 形成有稀液积存部 5B， 该稀液积存部 5B 积存来自蒸发器 4 的 制冷剂蒸气被自分散器 5A 分散的浓液吸收而形成的稀液。在该稀液积存部 5B 连接有自冷 热水管 28 分支且设有开闭阀 34 的分支管 30、 和上述稀液管 20。在吸收器 5 内作为传热管 而配置有冷却水流通的冷却水管 26。该冷却水管 26 配设成经过该吸收器 5 内部且经过上 述冷凝器 3 内部。
在吸收式冷热水机 100 设有 ： 设于冷热水管 28 的蒸发器 4 出口侧且检测冷热水出 口温度的冷热水出口温度传感器 51 ； 设于冷却水管 26 的吸收器 5 入口侧且检测冷却水入 口温度的冷却水入口温度传感器 52 ； 设于高温再生器 1 且检测吸收液的温度的高温再生器 温度传感器 ( 吸收液温度传感器 )53。
另外， 在吸收式冷热水机 100 设有 ： 用于对吸收式冷热水机 100 的运转开始或停止 进行指示的未图示的运转 / 停止开关、 进行吸收式冷热水机 100 的控制的控制装置 ( 倒相 控制机构 )60。该控制装置 60 具有未图示的计时机构。控制装置 60 取得如下数据， 即由液 面检测器 1A 检测到的高温再生器 1 中的吸收液的液面高度、 由温度传感器 51 ～ 53 检测到 的冷热水、 冷却水及吸收液的温度等。接着， 控制装置 60 基于取得的值， 执行点火器 10A 的 点火控制、 燃料控制阀 10B 的开闭及开度控制、 倒相器 8A、 14A 的倒相控制等。 吸收式冷热水机 100 利用控制装置 60 的控制， 在自冷热水管 28 取出冷水的制冷 运转和自冷热水管 28 取出热水的供暖运转之间切换运转模式。
在制冷运转时， 利用控制装置 60 控制输入到吸收式冷热水机 100 的热量， 以使经 由冷热水管 28 向热负荷循环供给的盐水 ( 例如冷水 ) 在蒸发器 4 出口侧的温度成为规定 的设定温度例如 7℃。具体而言， 控制装置 60 起动泵 8、 14， 在冷却水管 26 流过冷却水， 并 利用燃烧器 10 使燃料燃烧， 由此控制燃烧器 10 的火力， 以使冷热水出口温度传感器 51 检 测到的盐水的温度成为规定的 7℃。另外， 在制冷运转时， 关闭开闭阀 31 ～ 34。
此时， 高温再生器 1 内的吸收液被燃烧器 10 加热、 浓缩而分离为中间液和制冷剂 蒸气。该中间液在吸收液管 22、 22A 流通并经由高温热交换器 6， 由自吸收器 5 流出的稀液 冷却后， 流入低温再生器 2。 在高温再生器 1 产生的制冷剂蒸气， 在制冷剂蒸气管 21、 21A 流 通并经由低温再生器 2， 对供给到低温再生器 2 的中间液进行加热， 该制冷剂蒸气冷凝而成 为制冷液并流入冷凝器 3。由来自高温再生器 1 的制冷剂蒸气加热的低温再生器 2 内的中 间液， 浓缩而分离为浓液和制冷剂蒸气。该制冷剂蒸气通过分离器 12 流入冷凝器 3。
自低温再生器 2 流入冷凝器 3 的制冷剂蒸气， 被在冷却水管 26 内流通的冷却水冷 却而成为制冷液。该制冷液及来自高温再生器 1 的制冷液在制冷剂管 25 流通而流入蒸发 器 4， 虽然一部分被蒸发， 但仍有制冷液积存于制冷剂积存部 4B。积存于制冷剂积存部 4B 的制冷液， 利用制冷剂泵 14 在制冷剂管 27 流通并供给到蒸发器 4 内的分散器 4A， 自分散器 4A 分散到冷热水管 28 的表面。 此时， 制冷剂利用汽化热， 吸收在冷热水管 28 内流通的热水 的热量， 由此， 热水被冷却而成为冷水。该冷水被供给至热负荷而进行制冷等冷却运转。在 蒸发器 4 蒸发的制冷剂蒸气通过分离器 15B 流入吸收器 5。
另一方面， 在低温再生器 2 被浓缩的浓液在吸收液管 23 流通并经由低温热交换器 7， 被利用第一吸收液泵 8 自吸收器 5 流出的稀液冷却之后， 被供给至吸收器 5 内的分散器 5A， 并自分散器 5A 分散到冷却水管 26 的表面。在吸收器 5 中， 在蒸发器 4 产生的制冷剂蒸 气被浓液吸收， 成为浓度降低的稀液并积存于稀液积存部 5B。 另外， 制冷剂蒸气被浓液吸收 时产生的热量， 利用在冷却水管 26 内流通的冷却水被冷却。
积存于吸收器 5 的稀液积存部 5B 的稀液， 利用第一吸收液泵 8 自稀液管 20 流出。 该稀液在稀液管 20 流通并经由低温热交换器 7， 利用在吸收液管 23 流通的浓液被加热后， 经由高温热交换器 6， 利用在第一吸收液管 22A 流通的中间液被加热， 并流入高温再生器 1。
在供暖运转时， 利用控制装置 60 控制输入到吸收式冷热水机 100 的热量， 以使经 由冷热水管 28 循环供给到热负荷的盐水 ( 例如热水 ) 在蒸发器 4 出口侧的温度成为规定 的设定温度， 例如 55℃。具体而言， 控制装置 60 仅起动第一吸收液泵 8， 不在冷却水管 26 流动冷却水， 由燃烧器 10 使燃料燃烧， 由此控制燃烧器 10 的火力， 以使冷热水出口温度传 感器 51 计测的盐水的温度成为规定的 55℃。另外， 在供暖运转时， 打开开闭阀 31 ～ 33， 关 闭开闭阀 34。
此时， 高温再生器 1 内的吸收液利用燃烧器 10 被加热， 浓缩而分离为中间液和制 冷剂蒸气。该中间液在吸收液管 22、 22B 流通， 流入吸收器 5 并积存于稀液积存部 5B， 制冷 剂蒸气在制冷剂蒸气管 21 流通， 主要在流路阻力小的第二制冷剂蒸气管 21B 流通并流入吸 收器 5。流入吸收器 5 的制冷剂蒸气通过分离器 15B 流入蒸发器 4， 利用在冷热水管 28 流 通的冷水被冷却而成为制冷液， 并积存于制冷剂积存部 4B。此时， 在冷热水管 28 流通的冷 水利用流入蒸发器 4 的制冷剂蒸气被加热而成为热水。该热水被供给到热负荷， 进行供暖 等供暖运转。积存于制冷剂积存部 4B 的制冷剂在制冷剂管 27 及分支管 30 流通而流入吸 收器 5 并积存于稀液积存部 5B。 在稀液积存部 5B 中， 制冷剂被中间液吸收而成为浓度降低 的稀液， 该稀液利用第一吸收液泵 8 在稀液管 20 流通并供给至高温再生器 1。
另外， 本实施方式的吸收式冷热水机 100 构成为在蒸发器 4 冷凝的制冷剂在制冷 剂管 27、 分支管 30 流通并流入吸收器 5， 但也可以构成为， 关闭开闭阀 34， 使在蒸发器 4 冷 凝而积存于制冷剂积存部 4B 的制冷剂自制冷剂积存部 4B 溢出并流入吸收器 5。
在该吸收式冷热水机 100 中， 在制冷运转时， 在使用温度低的冷却水的情况下， 在 吸收器 5 及蒸发器 4 内， 压力降低， 在蒸发器 4 中制冷剂过度蒸发， 由此， 有可能减少积存于 蒸发器 4 的制冷剂积存部 4B 的制冷剂。 另外， 在制冷负荷小的情况下， 输入至高温再生器 1 的热源量被抑制， 自高温再生器 1 供给至蒸发器 4 的制冷剂蒸气量减少， 由此， 积存于蒸发 器 4 的制冷剂积存部 4B 的制冷剂减少。一旦制冷剂积存部 4B 的制冷剂减少， 则有可能导 致制冷剂泵 14 产生气穴。
于是， 控制装置 60 基于冷却水入口温度及制冷负荷 ( 例如， 高温再生器温度 )， 执 行对制冷剂泵 14 的倒相频率进行控制的制冷剂泵控制， 来控制在蒸发器 4 中蒸发的制冷剂 量， 由此， 防止制冷剂泵 14 产生气穴现象。
事先通过实验等， 取得表示冷却水入口温度及高温再生器温度与对应于该冷却水 入口温度及高温再生器温度的制冷剂泵 14 的最佳倒相频率之间的关系的信息， 控制装置 60 使用该信息进行制冷剂泵控制。
图 2 是表示冷却水入口温度及高温再生器温度与对应于该冷却水入口温度及高温再生器温度的制冷剂泵的最佳倒相频率的关系的图。另外， 图 2 中横轴表示高温再生器 温度， 纵轴表示制冷剂泵 14 的倒相频率。
图 2 所示的 M1 ～ M4 表示对应各冷却水入口温度的高温再生器温度和倒相频率之 间的关系。这些 M1 ～ M4 按照此顺序， 冷却水入口温度增高， 在 M1 中冷却水入口温度较低， 在 M4 中冷却水入口温度较高。
如图 2 所示， 在一定的高温再生器温度下， 冷却水入口温度越低， 成为最佳倒相频 率的制冷剂泵 14 的倒相频率越小。
详细而言， 冷却水入口温度越低， 在吸收器 5 及蒸发器 4 内压力越降低， 在蒸发器 4 中制冷剂容易蒸发， 从而导致制冷剂积存部 4B 内的制冷剂量不足。因此， 冷却水入口温度 越低， 通过减小制冷剂泵 14 的倒相频率， 减少自制冷剂积存部 4B 向分散器 4A 供给的制冷 液的量， 从而可以削减在蒸发器 4 中蒸发的制冷剂量， 抑制制冷剂积存部 4B 的制冷剂不足。
另一方面， 在一定的冷却水入口温度下， 高温再生器温度越低， 成为最佳倒相频率 的制冷剂泵 14 的倒相频率越小。
详细而言， 高温再生器温度越低， 在高温再生器 1 蒸发的制冷剂量越减少， 供给至 蒸发器 4 的制冷剂量减少， 导致制冷剂积存部 4B 内的制冷剂量不足。因此， 高温再生器温 度越低， 通过减小制冷剂泵 14 的倒相频率， 自制冷剂积存部 4B 向分散器 4A 供给的制冷液 的量减少， 从而可以削减在蒸发器 4 蒸发的制冷剂量， 抑制制冷剂积存部 4B 的制冷剂不足。 接着， 参照图 3 说明吸收式冷热水机 100 的制冷剂泵控制顺序。
在吸收式冷热水机 100 已起动的情况下， 或者在已执行运转模式的切换的情况 下， 控制装置 60 判断吸收式冷热水机 100 的运转模式是否为制冷运转 ( 步骤 S1)。
在吸收式冷热水机 100 的运转模式为制冷运转时 ( 步骤 S1 ： 是 )， 控制装置 60 自 冷却水入口温度传感器 52 取得冷却水入口温度， 自高温再生器温度传感器 53 取得高温再 生器温度。接着， 事先通过实验等取得表示冷却水入口温度及高温再生器温度与对应于该 冷却水入口温度及高温再生器温度的制冷剂泵 14 的最佳倒相频率之间的关系的信息， 控 制装置 60 基于该信息， 计算与取得的冷却水入口温度及高温再生器温度对应的倒相频率， 并按照算出的倒相频率使制冷剂泵 14 运转 ( 步骤 S2)。
接下来， 控制装置 60 自冷热水出口温度传感器 51 取得冷水出口温度， 基于该冷水 出口温度使制冷剂泵 14 运转或停止 ( 步骤 S3)。具体而言， 控制装置 60 如下进行控制， 即 在冷水出口温度不到规定温度例如 5℃时， 控制装置 60 使制冷剂泵 14 停止， 之后， 在冷水出 口温度达到规定温度例如 5.5℃以上时， 控制装置 60 使制冷剂泵 14 运转。
接着， 控制装置 60 判断吸收式冷热水机 100 的停止开关是否处于 ON( 接通 ) 状态 ( 步骤 S4)。在停止开关未处于 ON 状态时 ( 步骤 S4 ： 否 )， 控制装置 60 将处理转到步骤 S1。
当停止开关处于 ON 状态时 ( 步骤 S4 ： 是 )， 控制装置 60 通过计时机构对自停止开 关处于 ON 状态时开始的时间进行计时， 在经过规定的时间 T 为止 ( 步骤 S5 ： 否 )， 反复进行 自步骤 S1 至步骤 S5 的处理。
在自停止开关处于 ON 状态时开始的时间经过了时间 T 时 ( 步骤 S5 ： 是 )， 控制装 置 60 使制冷剂泵 14 停止， 并结束制冷剂泵控制的处理。
另一方面， 在吸收式冷热水机 100 的运转模式处于供暖运转时 ( 步骤 S1 ： 否 )， 控 制装置 60 将处理转到步骤 S6， 并结束制冷剂泵控制的处理。
如上述说明所述， 根据本实施方式， 由于具有基于倒相频率使制冷剂泵 14 运转的 控制装置 60， 该倒相频率由冷却水入口温度传感器 52 检测出的冷却水入口温度及高温再 生器温度传感器 53 检测出的高温再生器温度求出， 因此， 基于冷却水入口温度和对应于制 冷负荷的高温再生器温度来控制在蒸发器 4 蒸发的制冷剂量， 故可以抑制制冷剂积存部 4B 的制冷剂不足， 并防止制冷剂泵 14 产生气穴。 另外， 由于仅增加冷却水入口温度传感器 52、 高温再生器温度传感器 53 以及控制装置 60 即可， 因此， 可以防止导致吸收式冷热水机 100 大型化。
另外， 由于制冷剂泵 14 基于冷却水入口温度和高温再生器温度被倒相控制， 因 此， 在冷却水温度低的情况下或者在制冷负荷小的情况下， 也能够确保在蒸发器 4 蒸发的 制冷剂， 例如， 与检测制冷剂积存部的制冷剂的液面高度来使制冷剂泵运转或停止的情况 相比， 能够以稳定的温度来供给冷水， 并且， 可以简化结构。
而且， 通过利用高温再生器 1 的温度来判断制冷负荷， 例如与根据冷水的入口温 度、 出口温度以及流量来计算制冷负荷的情况相比， 可以简化结构。
此外， 由于基于温度变化大的高温再生器温度， 制冷剂泵 14 被倒相控制， 因此， 与 检测高温再生器 1 的下游侧且处于吸收器 5 上游侧、 例如吸收液管 22、 22A、 23 或低温再生 器 2 的吸收液温度的情况相比， 可以更准确地对应于制冷负荷的变动来控制在蒸发器 4 蒸 发的制冷剂量。
( 第二实施方式 )
图 4 是表示本发明第二实施方式的吸收式冷热水机 200 的流路图。另外， 在图 4 中， 对于与图 1 所示的吸收式冷热水机 100 相同的部分， 标注同一附图标记而省略说明。
吸收式冷热水机 200 例如是制冷剂使用水、 吸收液使用溴化锂 (LiBr) 溶液的单重 / 双重效用吸收式冷热水机。该吸收式冷热水机 200 对热源热水再生器 201、 热源热水冷凝 器 202、 高温再生器 1、 低温再生器 2、 冷凝器 3、 蒸发器 4、 吸收器 5、 高温热交换器 6 及低温 热交换器 7 等进行配管连接， 由此构成吸收液及制冷剂的循环流路。
在热源热水再生器 201 连接有利用第一吸收液泵 8 自吸收器 5 引导稀液的稀液管 203。 在热源热水再生器 201 内， 作为传热管配置有排热水管 204， 由未图示的热源产生装置 ( 例如太阳能热水器或热电联供装置 ) 生成的温度较低 ( 例如约 80℃左右 ) 的排热水在该 排热水管 204 流通。排热水管 204 具有 ： 将排热水管 204 的热源热水再生器 201 入口侧和 热源热水再生器 201 出口侧连结的旁通管 204A ； 为了调整供给至热源热水再生器 201 的排 热水的流量而被切换的三通阀 204B。
在热源热水再生器 201， 在分隔壁的上部设有分离器 205， 该分离器 205 使利用在 排热水管 204 流通的排热水加热稀液而生成的制冷剂蒸气向热源热水冷凝器 202 流入。另 外， 在热源热水再生器 201， 连接有将制冷剂蒸气被分离后的稀中间液导向高温再生器 1 的 吸收液管 206。该吸收液管 206 具有第二吸收液泵 207， 第二吸收液泵 207 上游侧经由旁通 管 208 与吸收液管 23 连接。
在热源热水冷凝器 202 内， 作为传热管而配置有冷却水流通的冷却水管 26。在热 源热水冷凝器 202 的下部， 连接有制冷剂管 209， 该制冷剂管 209 将制冷剂蒸气被在冷却水 管 26 流通的冷却水冷却而冷凝的制冷液导向蒸发器 4。制冷剂管 209 与制冷剂管 25 的 U 字部连接。在吸收式冷热水机 200 设有 ： 设于冷热水管 28 的蒸发器 4 出口侧且检测冷热水出 口温度的冷热水出口温度传感器 51 ； 设于冷却水管 26 的吸收器 5 入口侧且检测冷却水入 口温度的冷却水入口温度传感器 52 ； 设于高温再生器 1 且检测吸收液的温度的高温再生器 温度传感器 53 ； 设于吸收液管 206 的热源热水再生器 201 出口侧且检测吸收液的温度的热 源热水再生器温度传感器 54。
另外， 在吸收式冷热水机 200 设有 ： 用于对吸收式冷热水机 200 的运转开始或停止 进行指示的未图示的运转 / 停止开关、 进行吸收式冷热水机 200 的控制的控制装置 ( 倒相 控制机构 )60。该控制装置 60 具有未图示的计时机构。控制装置 60 取得如下数据， 即由 液面检测器 1A 检测到的高温再生器 1 中的吸收液的液面高度、 由温度传感器 51 ～ 54 检测 到的冷热水、 冷却水及吸收液的温度等。接着， 控制装置 60 基于取得的值， 执行点火器 10A 的点火控制、 燃料控制阀 10B 的开闭及开度控制、 倒相器 8A、 14A 的倒相控制、 第二吸收液泵 207 的运转 / 停止控制、 三通阀 204B 的切换控制等。
吸收式冷热水机 200 利用控制装置 60 的控制， 在自冷热水管 28 取出冷水的制冷 运转和自冷热水管 28 取出热水的供暖运转之间切换运转模式。另外， 吸收式冷热水机 200 利用控制装置 60 的控制， 在将供给至热源热水再生器 201 的热水作为热源对吸收液进行加 热使其再生的热水单独运转 ( 单重效用运转 ) 和将高温再生器 1 的燃烧器 10 作为热源对 吸收液进行加热使其再生的气体加热运转 ( 单重双重效用运转、 双重效用运转 ) 之间切换 运转模式。 在制冷运转时， 当热负荷大且经由排热水管 204 供给至热源热水再生器 201 的排 热水的温度达到规定温度 ( 例如 85℃ ) 时， 利用控制装置 60 控制输入到吸收式冷热水机 200 的热量， 以使经由冷热水管 28 向热负荷循环供给的盐水 ( 例如冷水 ) 在蒸发器 4 出口 侧的温度成为规定的设定温度例如 7℃。具体而言， 控制装置 60 起动所有的泵 8、 14、 207， 在冷却水管 26 流过冷却水， 利用燃烧器 10 使燃料燃烧， 由此控制燃烧器 10 的火力， 以进行 将额定量的热水供给至热源热水再生器 201 的单重双重效用运转 ( 气体加热运转 )， 并使冷 热水出口温度传感器 51 检测到的盐水的温度成为规定的 7℃。 另外， 在制冷运转时， 关闭开 闭阀 31 ～ 34。
此时， 热源热水再生器 201 内的吸收液被在排热水管 204 流通的排热水加热、 浓缩 而分离为稀中间液和制冷剂蒸气。该稀中间液利用第二吸收液泵 207 在吸收液管 206 流通 并经由高温热交换器 6， 供给至高温再生器 1。在热源热水再生器 201 产生的制冷剂蒸气通 过分离器 205 流入热源热水冷凝器 202。自热源热水再生器 201 流入热源热水冷凝器 202 的制冷剂蒸气， 被在冷却水管 26 内流通的冷却水冷却而成为制冷液。该制冷液经由制冷剂 管 209 自热源热水冷凝器 202 流出。
供给至高温再生器 1 的稀中间液被燃烧器 10 加热、 进而浓缩而分离为浓中间液和 制冷剂蒸气。该浓中间液在吸收液管 22、 22A 流通并经由高温热交换器 6， 由自热源热水再 生器 201 流出的稀中间液冷却后， 流入低温再生器 2。在高温再生器 1 产生的制冷剂蒸气， 在制冷剂蒸气管 21、 21A 流通并经由低温再生器 2， 对供给到低温再生器 2 的浓中间液进行 加热， 该制冷剂蒸气冷凝而成为制冷液并流入冷凝器 3。 由来自高温再生器 1 的制冷剂蒸气 加热的低温再生器 2 内的浓中间液， 浓缩而分离为浓液和制冷剂蒸气。该制冷剂蒸气通过 分离器 12 流入冷凝器 3。
自低温再生器 2 流入冷凝器 3 的制冷剂蒸气， 被在冷却水管 26 内流通的冷却水冷 却而成为制冷液。该制冷液及来自高温再生器 1 的制冷液在制冷剂管 25 流通， 并与在制冷 剂管 209 流通的制冷液汇合而流入蒸发器 4， 虽然一部分被蒸发， 但仍有制冷液积存于制冷 剂积存部 4B。积存于制冷剂积存部 4B 的制冷液， 利用制冷剂泵 14 在制冷剂管 27 流通并供 给到蒸发器 4 内的分散器 4A， 自分散器 4A 分散到冷热水管 28 的表面。此时， 制冷剂利用汽 化热， 吸收在冷热水管 28 内流通的热水的热量， 由此， 热水被冷却而成为冷水。该冷水被供 给至热负荷而进行制冷等冷却运转。在蒸发器 4 蒸发的制冷剂蒸气通过分离器 15B 流入吸 收器 5。
另一方面， 在低温再生器 2 被浓缩的浓液在吸收液管 23 流通并经由低温热交换器 7， 被利用第一吸收液泵 8 自吸收器 5 流出的稀液冷却之后， 被供给至吸收器 5 内的分散器 5A， 并自分散器 5A 分散到冷却水管 26 的表面。在吸收器 5 中， 在蒸发器 4 产生的制冷剂蒸 气被浓液吸收， 成为浓度降低的稀液并积存于稀液积存部 5B。 另外， 制冷剂蒸气被浓液吸收 时产生的热量， 利用在冷却水管 26 内流通的冷却水被冷却。
积存于吸收器 5 的稀液积存部 5B 的稀液， 利用第一吸收液泵 8 在稀液管 203 流通 并经由低温热交换器 7， 利用在吸收液管 23 流通的浓液被加热后， 供给至热源热水再生器 201。 在单重双重效用运转时， 利用控制装置 60 控制燃烧器 10 的加热量、 具体而言控制 供给至燃烧器 10 的燃料量， 以使冷热水出口温度传感器 51 计测的温度成为规定的 7℃。 而 且， 即便将燃烧器 10 的加热量设为最小， 当冷热水出口温度传感器 51 检测到比规定的 7℃ 低的温度时， 控制装置 60 停止利用燃烧器 10 进行加热， 并转到单重效用运转 ( 热水单独运 转 )。此时， 控制装置 60 使第二吸收液泵 207 运转直至贮留在高温再生器 1 内的吸收液的 液面高度达到比液面检测器 1A 的下端部高的规定位置， 在达到该规定位置时， 控制装置 60 使第二吸收液泵 207 的运转停止。
单重效用运转中的吸收液利用在排热水管 204 流通的排热水， 仅在热源热水再生 器 201 中被加热， 将制冷剂蒸发并使其分离， 由此， 吸收液成为浓液。该浓液在吸收液管 206、 旁通管 208、 吸收液管 23 流通， 并经由低温热交换器 7 流入吸收器 5。
另一方面， 在热源热水再生器 201 产生的制冷剂蒸气通过分离器 205 流入热源热 水冷凝器 202， 并利用在冷却水管 26 内流通的冷却水被冷却而成为制冷液。该制冷液经由 制冷剂管 209 流入蒸发器 4， 虽然一部分被蒸发， 但仍有制冷液积存于制冷剂积存部 4B。积 存于制冷剂积存部 4B 的制冷液， 利用制冷剂泵 14 经由制冷剂管 27 供给至蒸发器 4 内的分 散器 4A， 自分散器 4A 分散到冷热水管 28 的表面。此时， 制冷剂利用汽化热， 吸收在冷热水 管 28 内流通的热水的热量， 由此， 热水被冷却而成为冷水。另外， 制冷剂蒸气被浓液吸收时 产生的热量， 利用在冷却水管 26 内流通的冷却水被冷却。
在单重效用运转时， 利用控制装置 60 控制热源热水再生器 201 中的加热量、 具体 而言控制经由排热水管 204 供给至热源热水再生器 201 的排热水的量即三通阀 204B 的开 度， 以使冷热水出口温度传感器 51 计测的温度成为规定的 7℃。
而且， 即便操作三通阀 204B， 以使在排热水管 204 流动的全部排热水流向热源热 水再生器 201， 在冷热水出口温度传感器 51 未计测到规定温度 7℃以下的温度时， 如上所 述， 利用燃烧器 10 使燃料燃烧， 重新开始高温再生器 1 中的吸收液的加热再生和制冷剂蒸
气的生成， 回到单重双重效用运转。
另外， 在单重效用运转时， 热负荷大， 但在经由排热水管 204 供给至热源热水再生 器 201 的排热水的温度降低至规定的 85℃以下时 ( 例如， 因天气不好而导致自太阳能热水 器供给的热水温度不稳定时 )， 切换三通阀 204B， 以使热水不供给至热源热水再生器 201， 并且， 起动泵 8、 14、 207， 且进行在燃烧器 10 中使燃料燃烧的双重效用运转 ( 气体加热运 转 )。在这种情况下， 也利用控制装置 60 控制燃烧器 10 的火力， 以使冷热水出口温度传感 器 51 计测的盐水的温度成为规定温度的 7℃。
在该双重效用运转中， 位于吸收器 5 的稀液积存部 5A 的稀液， 利用第一吸收液泵 8， 供给至热源热水再生器 201， 但作为热源的排热水不供给至热源热水再生器 201。因此， 供给至热源热水再生器 201 的稀液不被加热， 直接利用第二吸收液泵 207 在吸收液管 206 流通， 并经由高温热交换器 6 供给至高温再生器 1， 之后， 与单重双重效用运转同样地， 边循 环边被加热， 在高温再生器 1 和低温再生器 2 进行吸收液的浓缩再生和制冷剂的分离生成。 在该双重效用运转时， 当供给至热源热水再生器 201 的热水的温度达到规定的 85℃时， 根 据制冷负荷的大小， 进行单重双重效用运转或单重效用运转。
在供暖运转时， 利用控制装置 60 控制输入到吸收式冷热水机 200 的热量， 以使经 由冷热水管 28 向热负荷循环供给的盐水 ( 例如热水 ) 在蒸发器 4 出口侧的温度成为规定 的设定温度例如 55℃。具体而言， 控制装置 60 仅起动泵 8、 207， 不在冷却水管 26 流动冷却 水， 利用燃烧器 10 使燃料燃烧， 并切换三通阀 204B， 以使排热水不供给至热源热水再生器 201， 由此控制燃烧器 10 的火力， 以使冷热水出口温度传感器 51 检测到的盐水的温度成为 规定的 55℃。另外， 在供暖运转时， 打开开闭阀 31 ～ 33， 关闭开闭阀 34。 本实施方式中的供暖时的吸收液及制冷剂与第一实施方式中的供暖时的吸收液 及制冷剂同样地进行作用， 因此， 在此省略说明。
在该吸收式冷热水机 200 中， 在制冷运转时， 当使用温度低的冷却水时， 在吸收器 5 及蒸发器 4 内压力降低， 在蒸发器 4 中制冷剂过度蒸发， 由此， 有可能导致积存于蒸发器 4 的制冷剂积存部 4B 的制冷剂减少。另外， 在以燃烧器 10 作为热源的气体加热运转时， 当制 冷负荷小时， 输入至高温再生器 1 的热源量被抑制， 自高温再生器 1 供给至蒸发器 4 的制冷 剂蒸气量减少， 由此， 积存于蒸发器 4 的制冷剂积存部 4B 的制冷剂减少。并且， 在以排热水 作为热源的热水单独运转时， 当制冷负荷小时， 供给至热源热水再生器 201 的排热水量被 抑制， 自热源热水再生器 201 供给至蒸发器 4 的制冷剂蒸气量减少， 由此， 积存于蒸发器 4 的制冷剂积存部 4B 的制冷剂减少。一旦制冷剂积存部 4B 的制冷剂减少， 则有可能导致制 冷剂泵 14 产生气穴。
于是， 控制装置 60 进行如下的制冷剂泵控制， 即在气体加热运转时， 基于冷却水 入口温度及制冷负荷 ( 例如高温再生器温度 ) 控制制冷剂泵 14 的倒相频率 ； 在热水单独运 转时， 基于冷却水入口温度及制冷负荷 ( 例如热源热水再生器温度 )， 控制制冷剂泵 14 的倒 相频率， 并控制在蒸发器 4 蒸发的制冷剂量， 从而防止制冷剂泵 14 产生气穴。
事先通过实验等取得表示气体加热运转时的冷却水入口温度及高温再生器温度 与对应于该冷却水入口温度及高温再生器温度的制冷剂泵 14 的最佳倒相频率之间的关系 的信息、 以及表示热水单独运转时的冷却水入口温度及热源热水再生器温度与对应于该冷 却水入口温度及热源热水再生器温度的制冷剂泵 14 的最佳倒相频率之间的关系的信息，
控制装置 60 使用上述信息， 进行制冷剂泵控制。
另外， 在气体加热运转时， 冷却水入口温度及高温再生器温度与对应于该冷却水 入口温度及高温再生器温度的制冷剂泵 14 的最佳倒相频率之间的关系， 与图 2 所示的吸收 式冷热水机 100 中的关系大致相同， 在此省略说明。
图 5 是表示冷却水入口温度及热源热水再生器温度与对应于该冷却水入口温度 及热源热水再生器温度的制冷剂泵的最佳倒相频率的关系的图。另外， 图 5 中横轴表示热 源热水再生器温度， 纵轴表示制冷剂泵 14 的倒相频率。
图 5 所示的 N1 ～ N4 表示对应各冷却水入口温度的热源热水再生器温度和倒相频 率之间的关系。这些 N1 ～ N4 按照此顺序， 冷却水入口温度增高， 在 N1 中冷却水入口温度 较低， 在 N4 中冷却水入口温度较高。
如图 5 所示， 在一定的热源热水再生器温度下， 冷却水入口温度越低， 成为最佳倒 相频率的制冷剂泵 14 的倒相频率越小。
详细而言， 冷却水入口温度越低， 在吸收器 5 及蒸发器 4 内压力越降低， 在蒸发器 4 中制冷剂容易蒸发， 从而导致制冷剂积存部 4B 内的制冷剂量不足。因此， 冷却水入口温度 越低， 通过减小制冷剂泵 14 的倒相频率， 减少自制冷剂积存部 4B 向分散器 4A 供给的制冷 液的量， 从而可以削减在蒸发器 4 中蒸发的制冷剂量， 抑制制冷剂积存部 4B 的制冷剂不足。
另一方面， 在一定的冷却水入口温度下， 热源热水再生器温度越低， 成为最佳倒相 频率的制冷剂泵 14 的倒相频率越小。
详细而言， 热源热水再生器温度越低， 在热源热水再生器 201 蒸发的制冷剂量越 减少， 供给至蒸发器 4 的制冷剂量减少， 导致制冷剂积存部 4B 内的制冷剂量不足。因此， 热 源热水再生器温度越低， 通过减小制冷剂泵 14 的倒相频率， 自制冷剂积存部 4B 向分散器 4A 供给的制冷液的量减少， 从而可以削减在蒸发器 4 蒸发的制冷剂量， 抑制制冷剂积存部 4B 的制冷剂不足。
接着， 参照图 6 说明吸收式冷热水机 200 的制冷剂泵控制顺序。
在吸收式冷热水机 200 已起动的情况下， 或者在已执行运转模式的切换的情况 下， 控制装置 60 判断吸收式冷热水机 200 的运转模式是否为制冷运转 ( 步骤 S11)。
在吸收式冷热水机 200 的运转模式为制冷运转时 ( 步骤 S11 ： 是 )， 控制装置 60 判 断燃烧器 10 是否处于燃烧中 ( 步骤 S12)。即， 控制装置 60 判断热源是否输入至高温再生 器 1。
当燃烧器 10 处于燃烧中时 ( 步骤 S12 ： 是 )， 控制装置 60 自冷却水入口温度传感 器 52 取得冷却水入口温度， 自高温再生器温度传感器 53 取得高温再生器温度。接着， 事先 通过实验等取得表示冷却水入口温度及高温再生器温度与对应于该冷却水入口温度及高 温再生器温度的制冷剂泵 14 的最佳倒相频率之间的关系的信息， 控制装置 60 基于该信息， 计算与取得的冷却水入口温度及高温再生器温度对应的倒相频率， 并按照算出的倒相频率 使制冷剂泵 14 运转 ( 步骤 S13)。
当燃烧器 10 不处于燃烧中时 ( 步骤 S12 ： 否 )， 控制装置 60 自冷却水入口温度传 感器 52 取得冷却水入口温度， 自热源热水再生器温度传感器 54 取得热源热水再生器温度。 接着， 事先通过实验等取得表示冷却水入口温度及热源热水再生器温度与对应于该冷却水 入口温度及热源热水再生器温度的制冷剂泵 14 的最佳倒相频率之间的关系的信息， 控制装置 60 基于该信息， 计算与取得的冷却水入口温度及热源热水再生器温度对应的倒相频 率， 并按照算出的倒相频率使制冷剂泵 14 运转 ( 步骤 S14)。
接下来， 控制装置 60 自冷热水出口温度传感器 51 取得冷水出口温度， 基于该冷水 出口温度使制冷剂泵 14 运转或停止 ( 步骤 S15)。具体而言， 控制装置 60 如下进行控制， 即 在冷水出口温度不到规定温度例如 5℃时， 控制装置 60 使制冷剂泵 14 停止， 之后， 在冷水出 口温度达到规定温度例如 5.5℃以上时， 控制装置 60 使制冷剂泵 14 运转。
接着， 控制装置 60 判断吸收式冷热水机 200 的停止开关是否处于 ON( 接通 ) 状态 ( 步骤 S16)。在停止开关未处于 ON 状态时 ( 步骤 S16 ： 否 )， 控制装置 60 将处理转到步骤 S11。
当停止开关处于 ON 状态时 ( 步骤 S16 ： 是 )， 控制装置 60 通过计时机构对自停止 开关处于 ON 状态时开始的时间进行计时， 在经过规定的时间 T 为止 ( 步骤 S17 ： 否 )， 反复 进行自步骤 S11 至步骤 S17 的处理。
在自停止开关处于 ON 状态时开始的时间经过了时间 T 时 ( 步骤 S17 ： 是 )， 控制装 置 60 使制冷剂泵 14 停止， 并结束制冷剂泵控制的处理。
另一方面， 在吸收式冷热水机 200 的运转模式处于供暖运转时 ( 步骤 S11 ： 否 )， 控 制装置 60 将处理转到步骤 S18， 并结束制冷剂泵控制的处理。
如上述说明所述， 根据本实施方式， 在高温再生器 1 的热源被输入时， 控制装置 60 基于如下求得的倒相频率使制冷剂泵 14 运转， 即由冷却水入口温度传感器 52 检测出的冷 却水入口温度及高温再生器温度传感器 53 检测出的高温再生器温度求出该倒相频率 ； 在 高温再生器 1 的热源未被输入时， 控制装置 60 基于如下求得的倒相频率使制冷剂泵 14 运 转， 即由冷却水入口温度传感器 52 检测出的冷却水入口温度及热源热水再生器温度传感 器 54 检测出的热源热水再生器温度求出该倒相频率。因此， 基于冷却水入口温度和对应于 制冷负荷的高温再生器温度或热源热水再生器温度来控制在蒸发器 4 蒸发的制冷剂量， 故 可以抑制制冷剂积存部 4B 的制冷剂不足， 并防止制冷剂泵 14 产生气穴。另外， 由于仅增加 冷却水入口温度传感器 52、 高温再生器温度传感器 53、 热源热水再生器温度传感器 54 以及 控制装置 60 即可， 因此， 可以防止导致吸收式冷热水机 200 大型化。
另外， 由于制冷剂泵 14 基于冷却水入口温度和、 高温再生器温度或热源热水再生 器温度被倒相控制， 因此， 在冷却水温度低的情况下或者在制冷负荷小的情况下， 也能够确 保在蒸发器 4 蒸发的制冷剂， 例如， 与检测制冷剂积存部的制冷剂的液面高度来使制冷剂 泵运转或停止的情况相比， 能够以稳定的温度来供给冷水， 并且， 可以简化结构。
另外， 上述实施方式是本发明的一种方式， 不言而喻在不脱离本发明主旨的范围 内可进行适当变更。
例如， 在上述实施方式中， 作为高温再生器 1 的热源而使用燃烧器 10， 但高温再生 器 1 的热源可以是蒸气或废气等。
另外， 在上述实施方式中， 将用于判断制冷负荷的温度传感器 ( 高温再生器温度 传感器 53) 设于高温再生器 1， 但也可以在高温再生器 1 的下游侧且处于吸收器 5 的上游侧 例如在吸收液管 22、 22A、 23 或低温再生器 2 设置上述温度传感器。