特開 2022-175142 冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022175142

(43)【公開日】2022-11-25

(54)【発明の名称】冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システム

(51)【国際特許分類】

   F28F 27/00 20060101AFI20221117BHJP

   F28F 25/02 20060101ALI20221117BHJP

【ＦＩ】

F28F27/00 501D

F28F25/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021081333

(22)【出願日】2021-05-13

(71)【出願人】

【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】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】林 直人

(57)【要約】

【課題】冷房運転状態から暖房運転ができる状態にする際に、冷却塔の下部水槽に貯留される冷媒が当該下部水槽の水槽縁から溢れ出ることを抑制することができる冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システムを提供する。
【解決手段】冷却塔付吸収式冷温水機１は、冷却塔３が、冷媒Ｗを貯留する下部水槽１２と、下部水槽１２の水位が排水水位を超えると排水を行うオーバーフロー管１３と、下部水槽１２の水位を測る液面計１５とを有する。吸収式冷温水機２は、下部水槽１２に連通し、冷媒Ｗを冷却塔３との間で循環させる冷媒用配管２１と、開状態で冷媒用配管２１を大気開放する電磁弁２２とを有する。コントローラー４は、冷房運転から暖房運転ができる状態にする際に、液面計１５で測定された下部水槽１２の水位に基づいて、当該水位がオーバーフロー管１３と水槽縁３１との間に位置するように、電磁弁２２の開閉を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

暖房運転及び冷媒を用いた冷房運転の一方を行う吸収式冷温水機と、
前記吸収式冷温水機が冷房運転状態である場合、前記吸収式冷温水機で使用する前記冷媒を気化させて冷却する冷却塔と、
外部からの指示に応じて、前記吸収式冷温水機の運転状態を前記冷房運転または前記暖房運転に切り替える制御部と、を備え、
前記冷却塔は、
前記吸収式冷温水機から排出される前記冷媒を一時的に貯留する上部水槽と、
前記上部水槽から滴下された前記冷媒を外気と接触させることで気化させて冷却する充填層と、
前記充填層から滴下された前記冷媒を貯留する下部水槽と、
前記下部水槽に設けられ、当該下部水槽の水位が水槽縁より下側に設定されている排水水位を超えると当該排水水位まで排水を行うオーバーフロー管と、
前記下部水槽に設けられ、当該下部水槽の水位を測る液面計と、を有し、
前記吸収式冷温水機は、
一方の端部が前記下部水槽に連通し、他方の端部が前記上部水槽に連通し、給水ポンプの駆動により前記冷媒を前記冷却塔との間で循環させる冷媒用配管と、
前記冷媒用配管に設けられ、開状態で前記冷媒用配管を大気開放する電磁弁と、を有し、
前記制御部は、
冷房運転から暖房運転に切り替える指示に応じて冷房運転状態から暖房運転ができる状態にする際に、前記液面計により測定された前記下部水槽の水位に基づいて、前記下部水槽の水位が前記オーバーフロー管と前記水槽縁との間に位置するように、前記電磁弁の開閉を制御する、
ことを特徴とする冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システム。

【請求項2】

前記制御部は、
前記液面計により測定された前記下部水槽の水位に応じて前記電磁弁の開度を制御する開度制御を行う、
請求項１に記載の冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システム。

【請求項3】

前記制御部は、
前記電磁弁を全開にした後に前記開度制御を行う、
請求項２に記載の冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システムに関する。

【背景技術】

【0002】

吸収式冷温水機は、例えば、蒸発、吸収、再生、及び凝縮の４つの作用により、冷房運転時に必要な冷水、暖房運転時に必要な温水を生成するものである。このような吸収式冷温水機には、例えば、冷却塔と一体的に構成された冷却塔付吸収式冷温水機がある。

【0003】

吸収式冷温水機は、冷媒（例えば冷却水）が循環する冷媒用配管を介して冷却塔に接続され、冷却塔で冷却された冷媒を利用して冷水を生成する。冷媒用配管は、一方の端部が冷却塔の下部に設けられた下部水槽に連通し、他方の端部が冷却塔の上部に設けられた上部水槽に連通し、給水ポンプの駆動により吸収式冷温水機と冷却塔との間で冷媒を循環させる。冷却塔は、吸収式冷温水機が冷房運転状態である場合、吸収式冷温水機で使用された冷媒を気化させて冷却するものである。冷却塔は、具体的には、吸収式冷温水機から排出される冷媒を上部水槽で一時的に貯留し、上部水槽から充填層に滴下された冷媒を外気と接触させることで気化させて冷却し、充填層から滴下された冷媒を下部水槽で貯留する（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０６－２５７９８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような冷却塔付吸収式冷温水機では、冷房運転状態から暖房運転ができる状態にするために、冷媒用配管内に残留する冷媒を空にする必要がある。そこで、給水ポンプを停止すると共に、冷温水機側に設置された空気取入弁を開状態にして冷媒用配管を大気開放すると、冷媒用配管内に残留する冷媒が下部水槽に流入する。下部水槽には、水槽縁から冷媒が溢れ出ないように、一定の水位以上で排水を行うオーバーフロー管が設けられている。冷媒用配管内に残留する冷媒が下部水槽に一気に流入すると、排水量に対して流入量が多く、水位が急激に上昇して水槽縁から冷媒が溢れる場合がある。

【0006】

本発明は、冷房運転状態から暖房運転ができる状態にする際に、冷却塔の下部水槽に貯留される冷媒が当該下部水槽の水槽縁から溢れ出ることを抑制することができる冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明に係る冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システムは、暖房運転及び冷媒を用いた冷房運転の一方を行う吸収式冷温水機と、前記吸収式冷温水機が冷房運転状態である場合、前記吸収式冷温水機で使用する前記冷媒を気化させて冷却する冷却塔と、外部からの指示に応じて、前記吸収式冷温水機の運転状態を前記冷房運転または前記暖房運転に切り替える制御部と、を備え、前記冷却塔は、前記吸収式冷温水機から排出される前記冷媒を一時的に貯留する上部水槽と、前記上部水槽から滴下された前記冷媒を外気と接触させることで気化させて冷却する充填層と、前記充填層から滴下された前記冷媒を貯留する下部水槽と、前記下部水槽に設けられ、当該下部水槽の水位が水槽縁より下側に設定されている排水水位を超えると当該排水水位まで排水を行うオーバーフロー管と、前記下部水槽に設けられ、当該下部水槽の水位を測る液面計と、を有し、前記吸収式冷温水機は、一方の端部が前記下部水槽に連通し、他方の端部が前記上部水槽に連通し、給水ポンプの駆動により前記冷媒を前記冷却塔との間で循環させる冷媒用配管と、前記冷媒用配管に設けられ、開状態で前記冷媒用配管を大気開放する電磁弁と、を有し、前記制御部は、冷房運転から暖房運転に切り替える指示に応じて冷房運転状態から暖房運転ができる状態にする際に、前記液面計により測定された前記下部水槽の水位に基づいて、前記下部水槽の水位が前記オーバーフロー管と前記水槽縁との間に位置するように、前記電磁弁の開閉を制御する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システムによれば、冷房運転状態から暖房運転ができる状態にする際に、冷却塔の下部水槽に貯留される冷媒が当該下部水槽の水槽縁から溢れ出ることを抑制することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システムの概略構成を示す模式図である。

【図2】図２は、実施形態に係る冷却塔付吸収式冷温水機を冷房運転から暖房運転に切り替えたときの状態を示す模式図である。

【図3】図３（Ａ）は、実施形態に係る冷却塔下部水槽の概略構成を示す模式図、図３（Ｂ）は、実施形態に係る冷却塔下部水槽の水位変化の一例を示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係る冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システムによる水位調整時の電磁弁開度と水位との関係を示す図である。

【図5】図５は、実施形態に係るコントローラーにより実行される下部水槽の水位調整処理を示すフローチャート図である。

【図6】図６は、図５のステップＳ２における水位に応じた電磁弁の開度制御処理を示すフローチャート図である。

【図7】図７（Ａ）は、実施形態の変形例に係る冷却塔下部水槽の概略構成を示す模式図、図７（Ｂ）は、変形例に係る冷却塔下部水槽の水位変化の一例を示す図である。

【図8】図８（Ａ）は、従来の冷却塔下部水槽の概略構成を示す模式図、図８（Ｂ）は、従来の冷却塔下部水槽の水位変化の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本発明に係る冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システムの実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。すなわち、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

【0011】

［実施形態］
本実施形態に係る冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システムを図１～図６を参照して説明する。図１は、実施形態に係る冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システムの概略構成を示す模式図である。図２は、実施形態に係る冷却塔付吸収式冷温水機を冷房運転から暖房運転に切り替えたときの状態を示す模式図である。図３（Ａ）は、実施形態に係る冷却塔下部水槽の概略構成を示す模式図、図３（Ｂ）は、実施形態に係る冷却塔下部水槽の水位変化の一例を示す図である。図４は、実施形態に係る冷却塔付吸収式冷温水機の水位調整システムによる水位調整時の電磁弁開度と水位との関係を示す図である。図５は、実施形態に係るコントローラーにより実行される下部水槽の水位調整処理を示すフローチャート図である。図６は、図５のステップＳ２における水位に応じた電磁弁の開度制御処理を示すフローチャート図である。なお、図１は、冷却塔付吸収式冷温水機の冷房運転状態を示す。図２は、冷却塔付吸収式冷温水機の運転状態を冷房運転から暖房運転に切り替えた後の状態を示す。

【0012】

冷却塔付吸収式冷温水機１は、冷却塔と一体的に構成され、例えば、ビルなどの建物や施設において冷暖房の空調を行うものである。本実施形態の冷却塔付吸収式冷温水機１は、図１及び図２に示すように、吸収式冷温水機２と、冷却塔３と、コントローラー４とを含んで構成される。

【0013】

吸収式冷温水機２は、蒸発、吸収、再生、及び凝縮の４つの作用により、冷房運転時に必要な冷水、暖房運転時に必要な温水を生成するものである。生成された冷水は、吸収式冷温水機２と不図示の室内機との間で循環して冷房に利用され、温水は暖房に利用される。本実施形態における吸収式冷温水機２は、暖房運転及び冷媒Ｗを用いた冷房運転の一方を行う。冷媒Ｗは、例えば冷却水である。吸収式冷温水機２は、例えば、冷媒用配管２１と、電磁弁２２と、給水ポンプ２３と、大気開放用配管２４とを備える。なお、吸収式冷温水機２は、上記以外に、蒸発器、吸収器、再生器、及び凝縮器等を有するが、これらの詳細については省略する。

【0014】

冷媒用配管２１は、冷媒Ｗを吸収式冷温水機２と冷却塔３との間で循環させる配管である。冷媒用配管２１は、一方の端部が、冷却塔３内の下部水槽１２に連通し、他方の端部が冷却塔３内の上部水槽１０に連通している。冷媒用配管２１の途中には、給水ポンプ２３が配置されている。冷媒用配管２１は、給水ポンプ２３の駆動により冷媒Ｗが内部を流れる。冷媒Ｗは、冷却塔３内の下部水槽１２から冷媒用配管２１に流れ込み、給水ポンプ２３により冷媒用配管２１内を圧送され、冷媒用配管２１上の電磁弁２２を介して冷却塔３内の上部水槽１０に流れ込む。

【0015】

電磁弁２２は、コントローラー４に電気的に接続され、当該コントローラー４からの制御信号に応じて開閉する。電磁弁２２は、冷媒用配管２１に設けられ、開状態で冷媒用配管２１を大気開放する、いわゆる空気取入弁である。電磁弁２２は、一方向に冷媒用配管２１が接続され、一方向に大気開放用配管２４が接続されている。電磁弁２２は、閉状態において、大気開放用配管２４側の弁を閉じ、かつ二方向の冷媒用配管２１を連通させる。また、電磁弁２２は、開状態において、大気開放用配管２４側の弁を開き、かつ大気開放用配管２４と二方向の冷媒用配管２１とを連通させる。

【0016】

電磁弁２２は、コントローラー４の制御により、冷房運転時には閉状態が維持される。また、電磁弁２２は、コントローラー４の制御により、冷房運転状態から暖房運転ができる状態に切り替える際には、全開、全閉をそれぞれ維持するだけでなく、一定の開度を維持することもできる。また、電磁弁２２は、コントローラー４の制御により、一定の開度から全閉にすることも、全開にすることも可能である。電磁弁２２を開閉する速度は、原則として一定速であるが、コントローラー４の制御により、可変させることも可能である。

【0017】

給水ポンプ２３は、冷媒用配管２１に設けられ、冷媒用配管２１内の冷媒Ｗを循環させるものである。給水ポンプ２３は、吸収式冷温水機２と冷却塔３との間の冷媒用配管２１に設けられている。給水ポンプ２３は、コントローラー４に電気的に接続され、例えば、コントローラー４からの駆動信号に応じて駆動し、駆動停止信号に応じて駆動を停止する。

【0018】

本実施形態における吸収式冷温水機２は、暖房を行うときには冷媒用配管２１内の冷媒Ｗを、電磁弁２２を開状態にすることにより抜く。一方、吸収式冷温水機２は、冷房を行うときには給水ポンプ２３を駆動し、冷却塔３の下部水槽１２の冷媒Ｗを冷媒用配管２１へ圧送し、当該冷媒用配管２１内に冷媒Ｗを充填させる。

【0019】

冷却塔３は、例えば、吸収式冷温水機２に隣接して配置されている。冷却塔３は、気化熱を利用して冷媒Ｗを冷やす機能を有し、吸収式冷温水機の付帯機器として使用される。冷却塔３は、吸収式冷温水機２が冷房運転状態である場合、吸収式冷温水機２で使用する冷媒Ｗを気化させて冷却する。冷却塔３は、上部水槽１０と、充填層１１と、下部水槽１２と、オーバーフロー管１３と、液面計１５とを有する。

【0020】

上部水槽１０は、吸収式冷温水機２から排出される冷媒Ｗを一時的に貯留する。上部水槽１０は、吸収式冷温水機２から延在する冷媒用配管２１の一方の開口と連通し、給水ポンプ２３の駆動により冷媒用配管２１を通って圧送された冷媒Ｗを一時的に貯留する。上部水槽１０は、貯留している冷媒Ｗを充填層１１に散布する。散布する方法は、例えば、上部水槽１０から冷媒Ｗを散水装置（不図示）に送って当該散水装置により充填層１１に散水してもよいし、他の方法であってもよい。上部水槽１０は、電磁弁２２が開状態となり、かつ給水ポンプ２３が駆動すると、冷媒用配管２１を介して冷媒Ｗが流れ込み、冷媒Ｗを貯留する。一方、上部水槽１０は、給水ポンプ２３が駆動停止し、かつ電磁弁２２が開状態になると、貯留していた冷媒Ｗが全て充填層１１に落下して空の状態になる。

【0021】

充填層１１は、上部水槽１０から滴下された冷媒Ｗを外気と接触させることで気化させて冷却するものである。充填層１１は、例えば、送風機１６によって送風された空気が冷媒Ｗに効率よく接触するように、散水装置によって散水された冷媒Ｗを一時的に滞留させ、冷媒Ｗと空気との接触面積を増やすものである。充填層１１は、例えば、多孔質の充填材や、櫛状の充填材で構成される。

【0022】

下部水槽１２は、充填層１１から滴下された冷媒Ｗを貯留するものである。下部水槽１２は、吸収式冷温水機２から延在する冷媒用配管２１の一方の開口端と連通し、給水ポンプ２３により冷媒用配管２１を通って圧送された冷媒Ｗを貯留する。下部水槽１２は、給水ポンプ２３が駆動停止し、かつ電磁弁２２が開状態になると、上部水槽１０に貯留していた冷媒Ｗが全て充填層１１を介して落下する。また、上部水槽１０は、電磁弁２２が開状態となり、かつ給水ポンプ２３が駆動すると、冷媒用配管２１を介して冷媒Ｗが流れ込み、冷媒Ｗを貯留する。下部水槽１２は、図３の（Ａ）に示すように、鉛直方向上側に水槽縁３１を有し、冷媒Ｗの水位が水槽縁３１を超えると、当該水槽縁３１から冷却塔３の外部に溢れ出る。なお、本実施形態において、「下部水槽１２の水位」とは、「下部水槽１２の冷媒Ｗの水位」と同義である。

【0023】

オーバーフロー管１３は、図３の（Ａ）に示すように、下部水槽１２に設けられ、当該下部水槽１２の水位が水槽縁３１より下側に設定されている排水水位Ｌｏを超えると当該排水水位Ｌｏまで排水を行うものである。排水水位Ｌｏは、水槽縁３１からオーバーフロー管１３の開口端１３ａまでの高さに設定される。つまり、本実施形態では、下部水槽１２の水位の基準は、水槽縁３１における冷媒Ｗの水面となる。冷房運転状態から暖房運転ができる状態にする際に、冷媒用配管２１を流れる冷媒Ｗを電磁弁２２を開放することにより、冷却塔３の下部水槽１２に戻すため、下部水槽１２の運転水位Ｌｓを超えることになり、オーバーフロー管１３の開口端１３ａから排水される。ここで運転水位Ｌｓは、例えば、冷房運転状態における下部水槽１２の水位であり、オーバーフロー管１３の開口端１３ａより下側に位置するように設定される。冷房運転状態において、運転水位Ｌｓが排水水位Ｌｏを超えると、オーバーフロー管１３から冷媒Ｗが排水されてしまうので、運転水位Ｌｓは、排水水位Ｌｏを超えない位置に設定される。

【0024】

液面計１５は、下部水槽１２に設けられ、水槽縁３１の水面を基準として、当該下部水槽１２の水位を測るものである。液面計１５は、コントローラー４に電気的に接続されており、下部水槽１２の水位情報をコントローラー４に送信する。

【0025】

コントローラー４は、制御部の一例であり、吸収式冷温水機２及び冷却塔３の各部を統括的に制御するものである。コントローラー４は、例えば周知のマイクロコンピューターを主体とする電子回路を含んで構成される。コントローラー４は、例えば、外部からの指示に応じて、吸収式冷温水機の運転状態を冷房運転または暖房運転に切り替える。外部からの指示とは、例えば、冷却塔付吸収式冷温水機１を管理する管理者によるコントローラー４への操作や、外部の端末からコントローラー４に送信される制御信号等が含まれる。本実施形態のコントローラー４は、例えば、液面計１５、電磁弁２２、及び給水ポンプ２３に電気的に接続されている。コントローラー４は、給水ポンプ２３に駆動信号または駆動停止信号を送信して当該給水ポンプを駆動制御する。

【0026】

コントローラー４は、冷房運転から暖房運転に切り替える指示に応じて冷房運転状態から暖房運転ができる状態にする際に、液面計１５により測定された下部水槽１２の水位に基づいて、電磁弁２２の開閉を制御する。例えば、コントローラー４は、液面計１５により測定された下部水槽１２の水位が予め設定された水位になったとき、電磁弁２２を全開状態にしたり、全閉状態にしたりすることができる。この場合、コントローラー４は、電磁弁２２の全開状態を維持することが可能であり、全閉状態を維持することも可能である。また、コントローラー４は、図３の（Ｂ）に示すように、液面計１５により測定された下部水槽１２の水位が予め設定された水位になったとき、電磁弁２２の開度を制御し、下部水槽１２の水位が水槽縁３１を超えないようにすることができる。この場合、下部水槽１２の最大水位Ｌｍａｘが水槽縁３１を超えないようにすることができる。また、コントローラー４は、液面計１５から連続して受信した複数の水位情報を比較し、同じ水位であっても当該水位が上昇しているときの水位か、水位が下降しているときの水位かを判定することができる。また、コントローラー４は、例えば、図４のＡ７に示すように、下部水槽１２の水位変化に応じて、電磁弁２２を、予め設定された開度０％と開度１００％との間で制御することができる。また、コントローラー４は、電磁弁２２を全開にした後に、液面計１５により測定された下部水槽１２の水位に応じて電磁弁２２の開度を制御する開度制御を行う。

【0027】

次に、冷却塔付吸収式冷温水機１の水位調整システムにおける水位制御について図４～図６を参照して説明する。図５及び図６に示す処理は、コントローラー４により実行されるものである。

【0028】

図５において、ステップＳ１では、コントローラー４は、冷暖切り替え準備を行う。具体的には、コントローラー４は、冷房運転から暖房運転に切り替える指示に応じて冷房運転状態から暖房運転ができる状態にする。コントローラー４は、給水ポンプ２３の駆動を停止すると同時に、電磁弁２２を全閉から全開に切り替えて、ステップＳ２へ進む。給水ポンプ２３が駆動を停止し、電磁弁２２が全開に切り替わると、下部水槽１２には、上部水槽１０に貯留していた全ての冷媒Ｗが充填層１１を経由して落下すると共に、冷媒用配管２１に残留していた冷媒Ｗが給水ポンプ２３を経由して流れ込む。下部水槽１２への冷媒Ｗの流入により水位が上昇するが、冷媒Ｗの水位がオーバーフロー管１３の排水水位Ｌｏを超えると、オーバーフロー管１３を通って冷媒Ｗが排水される。オーバーフロー管１３による排水量に対して下部水槽１２への流入量が多くなると、下部水槽１２の水位が排水水位Ｌｏを超えて上昇していく（図４のＡ１）。

【0029】

従来の下部水槽１２０では、例えば、図８の（Ａ）及び図８の（Ｂ）に示すように、冷暖切替時に運転水位Ｌｓから水位が急激に上昇するため、冷媒Ｗが水槽縁３１から溢れないように、水槽縁３１の高さを冷暖切替時の最大水位Ｌｍａｘより高く設定したり、オーバーフロー管１３の排水水位Ｌｏと水槽縁３１との高低差を大きくしたりする必要がある。冷却塔３では、循環する冷媒Ｗを空気に触れて気化させていることから、冷媒Ｗを定期的に補充する必要があるが、周囲環境の変化により冷媒Ｗが減る量も異なる。冷媒Ｗの減った量に対して補充する量が多い場合、冷却塔３を循環する冷媒Ｗの総量が増加し、冷暖切替時に冷媒Ｗが水槽縁３１から溢れ出す可能性がある。

【0030】

ステップＳ２では、コントローラー４は、下部水槽１２の水位に応じた電磁弁２２の開度制御処理を行う。ステップＳ２の開度制御処理の詳細を図６に示す。

【0031】

図６において、ステップＳ１１では、コントローラー４は、液面計１５により測定された下部水槽１２の水位が、排水水位Ｌｏを超えて水槽縁３１から－３０ｍｍの位置に達したか否かを判定する。下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－３０ｍｍの位置に達した場合、ステップＳ１２へ進む。一方、下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－３０ｍｍの位置に達していない場合は、ステップＳ１１を繰り返す。

【0032】

ステップＳ１２では、コントローラー４は、下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－３０ｍｍの位置に達したので、電磁弁２２を一定速で閉じていく。つまり、電磁弁２２は、下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－３０ｍｍの位置に達するまでは全開状態を維持し、水槽縁３１から－３０ｍｍの位置に達すると、徐々に閉じていく（図４のＡ２）。コントローラー４の制御により電磁弁２２を全開から全閉に切り替えたとして、直ちに冷媒用配管２１に残っている冷媒Ｗの下部水槽１２への流入が止まらないことから、冷媒Ｗの水位が最大水位Ｌｍａｘに達する前に、電磁弁２２を全開から全閉に切り替える。冷媒Ｗの水位が最大水位Ｌｍａｘの状態となっても、水槽縁３１の高さは最大水位Ｌｍａｘよりも上側に設定されている。

【0033】

ステップＳ１３では、コントローラー４は、液面計１５により測定された下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－１０ｍｍの位置に達したか否かを判定する。下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－１０ｍｍの位置に達した場合、ステップＳ１４へ進む。一方、下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－１０ｍｍの位置に達していない場合は、ステップＳ１３を繰り返す。

【0034】

ステップＳ１４では、コントローラー４は、下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－１０ｍｍの位置に達したので、電磁弁２２を全閉にする（図４のＡ３）。電磁弁２２を全閉にしても下部水槽１２への冷媒Ｗの流入は直ちに止まらないので、しばらくオーバーシュートして下部水槽１２の水位は上昇する（図４のＡ４）。本実施形態では、電磁弁２２を全閉にしたとしても水槽縁３１から溢れない水位を水槽縁３１から－１０ｍｍの位置とし、電磁弁２２の全閉タイミングを水槽縁３１との高低差－１０ｍｍとしたが、これに限定されるものではない。

【0035】

ステップＳ１５では、コントローラー４は、液面計１５により測定された下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－３０ｍｍの位置に達したか否かを判定する。下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－３０ｍｍの位置に達した場合、ステップＳ１６へ進む。一方、下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－３０ｍｍの位置に達していない場合は、ステップＳ１５を繰り返す。

【0036】

ステップＳ１６では、コントローラー４は、下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－３０ｍｍの位置に達したので、電磁弁２２を一定速で開けていく（図４のＡ５）。つまり、電磁弁２２は、下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－３０ｍｍの位置に達するまで全閉となる。

【0037】

ステップＳ１７では、コントローラー４は、液面計１５により測定された下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－５０ｍｍの位置に達したか否かを判定する。下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－５０ｍｍの位置に達した場合、ステップＳ１８へ進む。一方、下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－５０ｍｍの位置に達していない場合は、ステップＳ１７を繰り返す。

【0038】

ステップＳ１８では、コントローラー４は、下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－５０ｍｍの位置に達したので、電磁弁２２を一定速で開けていき全開にする（図４のＡ６）。電磁弁２２を全開にしても下部水槽１２への冷媒Ｗの流入は直ちに始まらないので、下部水槽１２の水位は下降する（図４のＡ６）。

【0039】

ステップＳ１９では、コントローラー４は、液面計１５により測定された下部水槽１２の水位に応じて電磁弁２２の開度の比例制御を行う（図４のＡ７）。コントローラー４は、上述したように、下部水槽１２の水位変化に応じて、電磁弁２２を、予め設定された開度５０％を基準として、開度０％と開度１００％との間で制御する。例えば、コントローラー４は、水槽縁３１から－１０ｍｍの位置を電磁弁２２の開度１００％、水槽縁３１から－５０ｍｍの位置を電磁弁２２の開度０％、水槽縁３１から－３０ｍｍの位置を電磁弁２２の開度５０％と設定し、水位が水槽縁３１から－５０ｍｍの位置に達するごとに、水位の下降時には電磁弁２２の開度を上げていき、水位の上昇時には電磁弁２２の開度を下げていく。

【0040】

ステップＳ２０では、コントローラー４は、液面計１５により測定された下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－５０ｍｍの位置に達したか否かを判定する。下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－５０ｍｍの位置に達した場合、ステップＳ２１へ進む。一方、下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－５０ｍｍの位置に達していない場合は、ステップＳ２０を繰り返す。

【0041】

ステップＳ２１では、コントローラー４は、下部水槽１２の水位が水槽縁３１から－５０ｍｍの位置に達したので、電磁弁２２を全開して（図４のＡ８）、リターンする。電磁弁２２の開度が１００％（全開）の状態で、冷暖切り替え完了となる。コントローラー４は、例えば、液面計１５により測定された下部水槽１２の水位がオーバーフロー管１３の排水水位まで低下したと判定すると、本処理を終了する。

【0042】

以上説明したように、本実施形態の冷却塔付吸収式冷温水機１の水位調整システムは、冷却塔３が、冷媒Ｗを貯留する下部水槽１２と、下部水槽１２の水位が排水水位を超えると排水を行うオーバーフロー管１３と、下部水槽１２の水位を測る液面計１５とを有する。吸収式冷温水機２は、下部水槽１２に連通し、冷媒Ｗを冷却塔３との間で循環させる冷媒用配管２１と、開状態で冷媒用配管２１を大気開放する電磁弁２２とを有する。コントローラー４は、冷房運転から暖房運転ができる状態にする際に、液面計１５で測定された下部水槽１２の水位に基づいて、当該水位がオーバーフロー管１３と水槽縁３１との間に位置するように、電磁弁２２の開閉を制御する。

【0043】

上記構成により、冷媒用配管２１に残留する冷媒Ｗを一気に下部水槽１２に流入させることなく、冷房運転状態から暖房運転ができる状態にすることができ、冷媒Ｗの流入により下部水槽１２の水位が急激に上昇しても、下部水槽１２の水槽縁３１から冷媒Ｗが溢れないようにすることができる。また、液面計１５で測定された下部水槽１２の水位に基づいて電磁弁２２の開閉を制御することにより、下部水槽１２への冷媒Ｗの流入を抑制することが可能となり、例えば、図３の（Ｂ）に示すように、冷暖切替時の最大水位Ｌｍａｘを排水水位Ｌｏの近くまで引き下げることができ、また、排水水位Ｌｏと水槽縁３１との高低差を小さくすることが可能となる。

【0044】

また、従来の下部水槽１２０では、冷暖切替から３０分後に暖房へ切り替える制御になっているが、排水に１０分程度しかかかっておらず、３０分が経過するまでは次の制御へ移行しないため、時間的な余裕がある。本実施形態の冷却塔付吸収式冷温水機１の水位調整システムによれば、液面計１５で測定された下部水槽１２の水位に基づいて電磁弁２２の開閉を制御することにより、下部水槽１２への冷媒Ｗの流入を抑制することが可能となるが、３０分以内には排水が完了することから、従来のものと同様に、時間的な余裕を十分に確保することができる。

【0045】

また、本実施形態の冷却塔付吸収式冷温水機１の水位調整システムは、コントローラー４が、液面計１５により測定された下部水槽１２の水位に応じて電磁弁２２の開度を制御する開度制御を行う。これにより、冷媒用配管２１に残留する冷媒Ｗを徐々に下部水槽１２に流入させることができ、従来のように、下部水槽１２の水位が一気に上昇することを抑制することができる。その結果、下部水槽１２の運転水位Ｌｓから最大水位Ｌｍａｘまでの振れ幅を小さくすることができ、オーバーフロー管１３の排水水位Ｌｏを従来よりも高くして水槽縁３１の高さまで近づけることができる。オーバーフロー管１３の排水水位Ｌｏを従来よりも高くして水槽縁３１の高さまで近づけると、水位が上昇してもオーバーフロー管１３から容易に排水されなくなるので、冷媒Ｗの排水量を削減して節水を行うことができる。

【0046】

また、本実施形態の冷却塔付吸収式冷温水機１の水位調整システムは、コントローラー４が、電磁弁２２を全開にした後に開度制御を行う。これにより、冷房運転から暖房運転に切り替えられた直後に、冷媒用配管２１に残留する冷媒Ｗを短時間で下部水槽１２側には排出することができ、冷房運転状態から暖房運転ができる状態にする際に、冷媒用配管２１に残留する冷媒Ｗを短時間で空の状態に近づけることができる。

【0047】

なお、上記実施形態では、図３の（Ａ）に示すように、オーバーフロー管１３の排水水位Ｌｏを、運転水位Ｌｓに近い位置に設定していたが、これに限定されるものではない。本実施形態の冷却塔付吸収式冷温水機１の水位調整システムによれば、図７の（Ｂ）に示すように、オーバーフロー管１３の排水水位Ｌｏを、運転水位Ｌｓから離間させ、かつ水槽縁３１に近い位置に設定する構成であってもよい。本実施形態の冷却塔付吸収式冷温水機１の水位調整システムによれば、液面計１５で測定された下部水槽１２の水位に基づいて電磁弁２２の開閉を制御することにより、下部水槽１２の水位の急激な上昇を抑えることができるので、オーバーフロー管１３の排水水位Ｌｏを、従来の位置よりも高くすることができる。その結果、運転水位Ｌｓと排水水位Ｌｏとの高低差を大きくすることで、冷暖切替時に運転水位Ｌｓから水位が急激に上昇しても排水水位Ｌｏに容易に達することなく、オーバーフロー管１３からの排水量を抑制しかつ低減することができる。

【0048】

また、上記実施形態では、コントローラー４は、下部水槽の水位が水槽縁３１から－３０ｍｍの位置で電磁弁２２の開閉を切り替えているが、電磁弁２２の開閉切り替えタイミングを水槽縁３１から－３０ｍｍに限定するものではない。また、コントローラー４は、水槽縁３１から－１０ｍｍの位置を電磁弁２２の開度１００％、水槽縁３１から－５０ｍｍの位置を電磁弁２２の開度０％、水槽縁３１から－３０ｍｍの位置を電磁弁２２の開度５０％と設定し、水位が水槽縁３１から－５０ｍｍの位置に達するごとに、水位の下降時には電磁弁２２の開度を上げていき、水位の上昇時には電磁弁２２の開度を下げていくが、これらに限定されるものではない。例えば、オーバーフロー管１３の排水量や下部水槽１２の容量等の仕様に基づいて、基準となる電磁弁２２の開度を変更したり、水位の変動に応じた電磁弁２２の開度度合いを変更したりしてもよい。

【符号の説明】

【0049】

１ 冷却塔付吸収式冷温水機
２ 吸収式冷温水機
３ 冷却塔
４ コントローラー
１０ 上部水槽
１１ 充填層
１２ 下部水槽
１３ オーバーフロー管
１３ａ 開口端
１５ 液面計
２１ 冷媒用配管
２２ 電磁弁
２３ 給水ポンプ
２４ 大気開放用配管
３１ 水槽縁
Ｗ 冷媒
Ｌｍａｘ 最大水位
Ｌｏ 排水水位
Ｌｓ 運転水位

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】