特許 6871015 吸収式冷凍システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6871015

(24)【登録日】2021年4月19日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】吸収式冷凍システム

(51)【国際特許分類】

   F25B 15/00 20060101AFI20210426BHJP

【ＦＩ】

   F25B15/00 306X

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-34457(P2017-34457)

(22)【出願日】2017年2月27日

(65)【公開番号】特開2018-141565(P2018-141565A)

(43)【公開日】2018年9月13日

【審査請求日】2020年1月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】501418498

【氏名又は名称】矢崎エナジーシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145908

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 信雄

(74)【代理人】

【識別番号】100136711

【弁理士】

【氏名又は名称】益頭 正一

(72)【発明者】

【氏名】松清 富幸

(72)【発明者】

【氏名】杉山 隆英

(72)【発明者】

【氏名】山田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 尚士

(72)【発明者】

【氏名】檜山 修

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 峻吾

【審査官】 庭月野 恭

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０５７２２２４６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１９７０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０４９６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０８８６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１１９１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０２５９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１２２８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２５７７８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ １５／００

Ｆ２５Ｂ ３０／０４

Ｆ２４Ｆ １１／００−１１／８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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において、
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。

【請求項2】

前記再生器の再生能力を低下させる制御は、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ことを特徴とする請求項１に記載された吸収式冷凍システム。

【請求項3】

前記再生器の再生能力を低下させる制御は、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を特徴とする請求項１又は２に記載された吸収式冷凍システム。

【請求項4】

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において、
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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸収式冷凍システムに関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−１８３９６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

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。

【0006】

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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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。

【0008】

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。

【0010】

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。

【発明の効果】

【0011】

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。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態に係る吸収式冷凍システムを模式的に示す構成図

【図2】吸収式冷凍機の構成を模式的に示す構成図

【図3】本実施形態に係る吸収式冷凍システムの制御方法を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【符号の説明】

【0075】

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）

【図1】

【図2】

【図3】