吸収式冷温水システム
【課題】排熱等を利用したベース機をより優先的に運転させつつ、ピーク時において適切な冷却効果を得ることが可能な吸収式冷温水システムを提供する。
【解決手段】吸収式冷温水システム１は、排熱及び再生可能エネルギーの少なくとも一方を加熱源としたベース機２と、燃料を燃焼させて発生する熱を加熱源とした直焚き機３と、これらの運転を制御する制御装置４とを備えている。また、制御装置４は、ベース機２について、室内機５に供給する冷水温度が第１温度（例えば７℃）となるように運転を制御すると共に、直焚き機３について、室内機５から戻ってくる冷水温度が第２温度（例えば１２．５℃）となるように運転を制御する。
【解決手段】吸収式冷温水システム１は、排熱及び再生可能エネルギーの少なくとも一方を加熱源としたベース機２と、燃料を燃焼させて発生する熱を加熱源とした直焚き機３と、これらの運転を制御する制御装置４とを備えている。また、制御装置４は、ベース機２について、室内機５に供給する冷水温度が第１温度（例えば７℃）となるように運転を制御すると共に、直焚き機３について、室内機５から戻ってくる冷水温度が第２温度（例えば１２．５℃）となるように運転を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収式冷温水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器の循環サイクルによって冷水を得ると共に、この冷水を室内機に供給して冷房に利用する吸収式冷温水機が知られている。また、吸収式冷温水機では、室内機に供給される冷水温度に基づいて制御を行うようになっている。すなわち、冷水温度が高まると燃焼を強め、冷水温度が低くなると燃焼を弱める。
【０００３】
また、このような吸収式冷温水機には、再生器に供給された吸収液を加熱するために、太陽熱などの再生可能エネルギーや排熱を加熱源として利用するものと、燃焼器などの直焚き用の加熱源を備えるものとがあり、これら双方の吸収式冷温水機は組み合わされて使用されることがある。
【０００４】
また、双方の吸収式冷温水機が組み合わされた吸収式冷温水システムにおいて冷房能力を得るにあたっては、なるべく排熱等を利用することが好ましい。このため、冷房負荷が小さいときには排熱等を利用した吸収式冷温水機（以下ベース機という）のみを使用し、冷房負荷が高まったときにベース機と直焚きによる吸収式冷温水機（以下直焚き機）とを併用することが望ましい。
【０００５】
このため、従来の吸収式冷温水システムにおいては、両者の運転温度に差を設けることとしている。すなわち、直焚き機は、ベース機よりも設定温度を高くしておく。これにより、冷水温度がやや高くなったとしてもベース機しか運転されず、直焚き機は停止したままとすることができる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１３３６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の吸収式冷温水システムにおいて、直焚き機の設定温度を高くすると、ピーク運転時における冷水温度も高まってしまい、冷却効果に支障をきたしてしまう。そこで、設定温度を高くしないとすると、ベース機を優先的に運転させることに支障をきたしてしまう。
【０００８】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、排熱等を利用したベース機をより優先的に運転させつつ、ピーク時において適切な冷却効果を得ることが可能な吸収式冷温水システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の吸収式冷温水システムは、排熱及び再生可能エネルギーの少なくとも一方を加熱源とし、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室内機にて使用される冷水を得る第１吸収式冷温水機と、燃料を燃焼させて発生する熱を加熱源とし、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室内機にて使用される冷水を得る第２吸収式冷温水機と、第１吸収式冷温水機と第２吸収式冷温水機との運転を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、第１吸収式冷温水機について、室内機に供給する冷水温度が第１温度となるように運転を制御すると共に、第２吸収式冷温水機について、室内機から戻ってくる冷水温度が第２温度となるように運転を制御することを特徴とする。
【００１０】
この吸収式冷温水システムによれば、第１吸収式冷温水機について、室内機に供給する冷水温度が第１温度となるように運転を制御すると共に、第２吸収式冷温水機について、室内機から戻ってくる冷水温度が第２温度となるように運転を制御する。すなわち、第１吸収式冷温水機は出口温度制御であり、第２吸収式冷温水機は入口温度制御である。このように、制御方式を変えたとしても、負荷率１００％の運転において適切な温度の冷水を室内機に供給することができるため、適切な冷却効果を得ることができる。
【００１１】
また、第２吸収式冷温水機において入口温度制御を行っているため、定格運転における温度の冷水が入力されたとしても、運転を開始することなく停止したままとすることができる。一例を挙げると、定格運転で１２．５℃の冷水を入力して７℃の冷水を出力し、且つ、出口温度制御において例えば１０℃で運転を開始し７℃運転を停止するものとする（２℃オフセットさせた場合には、１２℃で運転を開始し９℃運転を停止する）。この場合、出口温度制御であると、１２．５℃の冷水を入力すると運転を開始してしまう。これに対して、入口温度制御であると例えば１５．５℃で運転を開始し１２．５℃で運転を停止することとなり、１２．５℃の冷水を入力しても運転を開始しないこととなる。このように、制御方式の違いから、仮に高い温度の冷水が第２吸収式冷温水機に入力されたとしても、運転を開始し難くすることができる。
【００１２】
従って、排熱等を利用したベース機をより優先的に運転させつつ、ピーク時において適切な冷却効果を得ることができる。
【００１３】
また、この吸収式冷温水システムにおいて、制御手段は、第２吸収式冷温水機の入口温度が、第１吸収式冷温水機の定格運転時における入口温度よりも所定温度高い温度にて第２吸収式冷温水機の運転を停止し、この停止温度よりも更に高い温度にて第２吸収式冷温水機の運転を開始することが好ましい。
【００１４】
この吸収式冷温水システムによれば、第１吸収式冷温水機の定格運転時における入口温度よりも所定温度高い温度にて第２吸収式冷温水機の運転を停止し、停止温度よりも更に高い温度にて第２吸収式冷温水機の運転を開始する。このように、運転及び停止の温度を高い側へオフセットさせることで、一層第２吸収式冷温水機よりも第１吸収式冷温水機を優先的に運転させ易くすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、排熱等を利用したベース機をより優先的に運転させつつ、ピーク時において適切な冷却効果を得ることが可能な吸収式冷温水システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る吸収式冷温水システムを示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係るベース機となる吸収式冷温水機の基本構成の一例を示す構成図である。
【図３】図２に示したベース機の制御の様子を示す図である。
【図４】本実施形態に係る直焚き機となる吸収式冷温水機の基本構成の一例を示す構成図である。
【図５】図４に示した直焚き機の制御の様子を示す図である。
【図６】比較例となる直焚き機の制御の様子を示す図である。
【図７】比較例に係る吸収式冷温水システムの詳細動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本実施形態に係る吸収式冷温水システムの詳細動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１を示すブロック図である。図１に示すように、吸収式冷温水システム１は、ベース機（第１吸収式冷温水機）２と、直焚き機（第２吸収式冷温水機）３と、制御装置（制御手段）４とを有し、制御装置４によりベース機２及び直焚き機３が制御され、冷水を室内機５に供給するものである。室内機５は、供給された冷水を利用して冷房効果を得るものである。
【００１８】
このような吸収式冷温水システム１においてベース機２及び直焚き機３から出力された冷水は混合されたうえで室内機５に供給される。室内機５では冷水が冷房に利用されて昇温し、昇温した冷水が再度ベース機２及び直焚き機３に供給されて冷却される。その後冷水は、室内機５と、ベース機２及び直焚き機３とを循環することとなる。
【００１９】
図２は、本実施形態に係るベース機２となる吸収式冷温水機の基本構成の一例を示す構成図である。なお、本実施形態では、いわゆる二重効用吸収冷温水機を一例として説明するが、これに限られるものではなく、ベース機及び直焚き機は、単効用や三重効用の吸収冷温水機であってもよい。
【００２０】
ベース機２は、定格運転において室内機５から１２．５℃の冷水を入力して７℃の冷水を出力するように運転するものであり、図２に示すように、高温再生器１０、分離器１２、低温再生器１４、凝縮器１６、蒸発器１８、吸収器２０、溶液循環ポンプ２２、高温及び低温溶液熱交換器２４，２６を備え、これらを配管接続することにより吸収冷凍サイクルを構成したものである。
【００２１】
高温再生器１０は、例えば冷媒となる水（以下、冷媒が蒸気化したものを冷媒蒸気と称し、冷媒が液化したものを液冷媒と称する）と、吸収液となる臭化リチウム（ＬｉＢｒ）とが混合された希溶液（吸収液の濃度が薄い溶液）を加熱するものである。この高温再生器１０には加熱装置１０ａが設けられている。加熱装置１０ａは、排熱や太陽熱などの再生可能エネルギーにより希溶液を加熱する構成となっている。また、高温再生器１０は、希溶液を加熱して希溶液から蒸気を放出させることにより、冷媒蒸気と中間濃溶液（吸収液の濃度が中程度の溶液）とを生成する。高温再生器１０は、これら冷媒蒸気と中間濃溶液とを分離器１２に供給する。
【００２２】
分離器１２は、冷媒蒸気と中間濃溶液とを分離するものである。また、分離器１２は、分離した中間濃溶液を高温溶液熱交換器２４に供給し、分離した冷媒蒸気を低温再生器１４に供給する。
【００２３】
高温溶液熱交換器２４は、分離器１２から供給された中間濃溶液と、吸収器２０から溶液循環ポンプ２２により送られてきた希溶液とを熱交換するものである。また、高温溶液熱交換器２４は、熱交換により温度が低下した中間濃溶液を低温再生器１４に供給する。
【００２４】
低温再生器１４は、熱交換により温度が低下した中間濃溶液と、分離器１２から供給された冷媒蒸気と熱交換するものである。この低温再生器１４において、中間濃溶液は再加熱されることとなり、再び蒸気を放出して濃度の高い濃溶液となる。また、低温再生器１４は、濃溶液を低温溶液熱交換器２６に供給し、冷媒蒸気を凝縮器１６に供給する。
【００２５】
凝縮器１６は、低温再生器１４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１６内には、冷水伝熱管１６ａが挿通されている。冷水伝熱管１６ａには冷却水が供給されており、蒸発した冷媒蒸気は冷水伝熱管１６ａ内の冷却水によって液化する。さらに、凝縮器１６は液冷媒貯蔵室１６ｂを有しており、液化した冷媒は液冷媒貯蔵室１６ｂにて貯蔵される。また、液冷媒貯蔵室１６ｂは、貯蔵した液冷媒を蒸発器１８に供給する。
【００２６】
蒸発器１８は、液冷媒を蒸発させるものである。この蒸発器１８内には、液冷媒分配器１８ａと冷水伝熱管１８ｂが設けられている。液冷媒分配器１８ａは、液冷媒貯蔵室１６ｂから供給される液冷媒を導入し、液冷媒を冷水伝熱管１８ｂに向けて散布するものである。
【００２７】
冷水伝熱管１８ｂは、室内機と接続されており、室内機による冷却によって暖められた水が流れている。また、蒸発器１８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、冷水伝熱管１８ｂ上に落ちた液冷媒は冷水伝熱管１８ｂの温度によって蒸発することとなる。また、冷水伝熱管１８ｂ内の水は、液冷媒の蒸発によって温度が奪われる。これにより、冷水伝熱管１８ｂ内の水は冷水として室内機５に供給され、室内機５は冷水を利用して冷風を室内に供給することとなる。
【００２８】
また、蒸発器１８は、仕切りを介して吸収器２０と隣接して設けられており、蒸発した冷媒は、仕切りを越えて吸収器２０に供給される。
【００２９】
低温溶液熱交換器２６は、低温再生器１４において暖められた濃溶液と、吸収器２０から溶液循環ポンプ２２により送られてきた希溶液とを熱交換するものである。また、低温溶液熱交換器２６は、熱交換により温度が低下した濃溶液を吸収器２０に供給する。
【００３０】
吸収器２０は、蒸発器１８において蒸発した冷媒を吸収するものである。この吸収器２０内には低温溶液熱交換器２６から濃溶液が供給され、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。また、吸収器２０には、冷水伝熱管２０ａが挿通されている。冷水伝熱管２０ａには冷却水が流れており、濃溶液の冷媒の吸収により吸収熱は、冷水伝熱管２０ａの冷却水により除去される。なお、この冷水伝熱管２０ａは、冷水伝熱管１６ａと接続されている。
【００３１】
また、吸収器２０は、冷媒の吸収により濃度が低下した希溶液を溶液循環ポンプ２２によって高温再生器１０に供給する。なお、希溶液は、上記したように、高温及び低温溶液熱交換器２４，２６により熱交換されて温度が上昇した状態で高温再生器１０に供給される。
【００３２】
また、ベース機２は、第１温度センサ２８を備えている。第１温度センサ２８は、冷水伝熱管１８ｂの出口側（すなわち室内機５に供給される側）の冷水温度を検出するものである。また、第１温度センサ２８は、検出した冷水温度を制御装置４に送信する構成となっている。
【００３３】
制御装置４は、ベース機２の全体を制御するものである。この制御装置４は、冷水伝熱管１８ｂの出口側の冷水温度に基づいて、加熱装置１０ａを制御する。具体的に制御装置４は、第１温度センサ２８により検出された冷水伝熱管１８ｂの出口側の冷水温度に基づいて、以下のようにして運転を制御する。
【００３４】
図３は、図２に示したベース機２の制御の様子を示す図である。図３に示すように、まずベース機２の運転が停止しているとする（ｏｆｆ）。そして、第１温度センサ２８により検出される冷水温度が１０℃に達すると、制御装置４はベース機２の運転を開始させる（Ｌｏｗ運転）。ここで、制御装置４はベース機２を低負荷モードで運転開始させる。低負荷モードとは、冷房負荷の大きさが約５０％で足りるときの運転モードである。
【００３５】
また、低負荷モードにおいて第１温度センサ２８により検出される冷水温度が７℃（第１温度）に達すると、制御装置４はベース機２の運転を停止させる（ｏｆｆ）。一方、制御装置４は、低負荷モードにおいて第１温度センサ２８により検出される冷水温度が１５℃に達すると、運転モードを高負荷モードに移行させる（Ｈｉ運転）。ここで、高負荷モードとは、冷房負荷の大きさが約１００％であるときなどに開始される運転モードである。
【００３６】
また、高負荷モードにおいて第１温度センサ２８により検出される冷水温度が６．５℃まで低下すると、制御装置４はベース機２を高負荷モードのままＬｏｗ運転させる（Ｌｏｗ運転）。さらに、この状態において、第１温度センサ２８により検出される冷水温度が１０．５℃まで上昇すると、制御装置４はベース機２を高負荷モードのままＨｉ運転させる（Ｈｉ運転）。
【００３７】
加えて、本実施形態に係る制御装置４は、時間積分を行ってベース機２の運転を制御するようになっている。すなわち、低負荷モードのＬｏｗ運転において第１温度センサ２８により検出される冷水温度が１０℃〜１２℃の範囲内に収まっているとする。このとき、制御装置４は、冷水温度を時間積分し、時間積分された値が第１所定値に達すると、運転モードを高負荷モードに切り替える（Ｈｉ運転）。なお、制御装置４は、（冷水温度−１０℃）により得られた値を時間積分するようになっているが、特に１０℃に限らず、他の温度であってもよい。
【００３８】
同様に、高負荷モードのＬｏｗ運転において第１温度センサ２８により検出される冷水温度が５℃〜７℃の範囲内に収まっているとする。このとき、制御装置４は、冷水温度を時間積分し、時間積分された値が第２所定値に達すると、運転を停止させる（ｏｆｆ）。なお、制御装置４は、（冷水温度−７℃）により得られた値を時間積分するようになっているが、特に７℃に限らず、他の温度であってもよい。
【００３９】
以上のように、制御装置４は、ベース機２を制御する。特に、ベース機２は、ベース機２から室内機５に供給される冷水、すなわち出口冷水温度によって制御される。これを出口温度制御と称する。
【００４０】
図４は、本実施形態に係る直焚き機３となる吸収式冷温水機の基本構成の一例を示す構成図である。なお、本実施形態では、いわゆる二重効用吸収冷温水機を一例として説明するが、これに限られるものではなく、ベース機及び直焚き機は、単効用や三重効用の吸収冷温水機であってもよい。また、図４に示す構成のうち、図２に示す構成と同一の符号を付したものについては、図２に示したものと同じであるため、説明を省略する。
【００４１】
直焚き機３は、定格運転において室内機５から１２．５℃の冷水を入力して７℃の冷水を出力するように運転するものである。この直焚き機３は、高温再生器１０に燃焼装置１０ｂを備えている。燃焼装置１０ｂは、ガスなどの化石燃料を燃焼させて希溶液を加熱する構成となっている。
【００４２】
さらに、直焚き機３は、第２温度センサ２９を備えている。第２温度センサ２９は、冷水伝熱管１８ｂの入口側（すなわち室内機５から冷水が戻ってくる側）の冷水温度を検出するものである。また、第２温度センサ２９は、検出した冷水温度を制御装置４に送信する構成となっている。
【００４３】
制御装置４は、直焚き機３の全体を制御するものである。この制御装置４は、冷水伝熱管１８ｂの出口側の冷水温度に基づいて、燃焼装置１０ｂを制御する。具体的に制御装置４は、第１温度センサ２８により検出された冷水伝熱管１８ｂの入口側の冷水温度に基づいて、以下のようにして運転を制御する。
【００４４】
図５は、図４に示した直焚き機３の制御の様子を示す図である。図５に示すように、まず直焚き機３の運転が停止しているとする（ｏｆｆ）。そして、第２温度センサ２９により検出される冷水温度が１５．５℃に達すると、制御装置４は直焚き機３の運転を開始させる（Ｌｏｗ運転）。ここで、制御装置４は直焚き機３を低負荷モードで運転開始させる。
【００４５】
また、低負荷モードにおいて第２温度センサ２９により検出される冷水温度が１２．５℃（第２温度）に達すると、制御装置４は直焚き機３の運転を停止させる（ｏｆｆ）。一方、制御装置４は、低負荷モードにおいて第２温度センサ２９により検出される冷水温度が２０．５℃に達すると、運転モードを高負荷モードに移行させる（Ｈｉ運転）。
【００４６】
また、高負荷モードにおいて第２温度センサ２９により検出される冷水温度が１２℃まで低下すると、制御装置４は直焚き機３を高負荷モードのままＬｏｗ運転させる（Ｌｏｗ運転）。さらに、この状態において、第２温度センサ２９により検出される冷水温度が１６℃まで上昇すると、制御装置４は直焚き機３を高負荷モードのままＨｉ運転させる（Ｈｉ運転）。
【００４７】
加えて、本実施形態に係る制御装置４は、時間積分を行って直焚き機３の運転を制御するようになっている。すなわち、低負荷モードのＬｏｗ運転において第２温度センサ２９により検出される冷水温度が１５．５℃〜１７．５℃の範囲内に収まっているとする。このとき、制御装置４は、冷水温度を時間積分し、時間積分された値が第３所定値に達すると、運転モードを高負荷モードに切り替える（Ｈｉ運転）。なお、制御装置４は、（冷水温度−１５．５℃）により得られた値を時間積分するようになっているが、特に１５．５℃に限らず、他の温度であってもよい。
【００４８】
同様に、高負荷モードのＬｏｗ運転において第２温度センサ２９により検出される冷水温度が１０．５℃〜１２．５℃の範囲内に収まっているとする。このとき、制御装置４は、冷水温度を時間積分し、時間積分された値が第４所定値に達すると、運転を停止させる（ｏｆｆ）。なお、制御装置４は、（冷水温度−１２．５℃）により得られた値を時間積分するようになっているが、特に１２．５℃に限らず、他の温度であってもよい。
【００４９】
以上のように、制御装置４は、直焚き機３を制御する。特に、直焚き機３は、室内機５から直焚き機３に供給される冷水、すなわち入口冷水温度によって制御される。これを入口温度制御と称する。
【００５０】
次に、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１の動作を説明するが、これに先立って比較例となる吸収式冷温水システムの動作を説明する。まず、比較例となる吸収式冷温水システムにおいて直焚き機は、以下のように制御されていた。
【００５１】
図６は、比較例となる直焚き機の制御の様子を示す図である。なお、比較例となる直焚き機は、直焚き機から室内機に供給される冷水温度を検出するセンサ（第１センサ２８相当）を備え、出口温度制御が行われている。すなわち、比較例となる直焚き機は、直焚き機から室内機５に供給される冷水温度によって制御されている。
【００５２】
図６に示すように、まず直焚き機の運転が停止しているとする（ｏｆｆ）。そして、温度センサにより検出される冷水温度が１２℃に達すると、制御装置は直焚き機の運転を開始させる（Ｌｏｗ運転）。ここで、制御装置は直焚き機を低負荷モードで運転開始させる。
【００５３】
また、低負荷モードにおいて温度センサにより検出される冷水温度が９℃に達すると、制御装置は直焚き機の運転を停止させる（ｏｆｆ）。一方、制御装置は、低負荷モードにおいて温度センサにより検出される冷水温度が１７℃に達すると、運転モードを高負荷モードに移行させる（Ｈｉ運転）。
【００５４】
また、高負荷モードにおいて温度センサにより検出される冷水温度が８．５℃まで低下すると、制御装置は直焚き機を高負荷モードのままＬｏｗ運転させる（Ｌｏｗ運転）。さらに、この状態において、温度センサにより検出される冷水温度が１２．５℃まで上昇すると、制御装置は直焚き機を高負荷モードのままＨｉ運転させる（Ｈｉ運転）。
【００５５】
また、低負荷モードのＬｏｗ運転において温度センサにより検出される冷水温度が１２℃〜１４℃の範囲内に収まっているとする。このとき、制御装置は、冷水温度を時間積分し、時間積分された値が第１規定値に達すると、運転モードを高負荷モードに切り替える（Ｈｉ運転）。
【００５６】
同様に、高負荷モードのＬｏｗ運転において温度センサにより検出される冷水温度が７℃〜９℃の範囲内に収まっているとする。このとき、制御装置は、冷水温度を時間積分し、時間積分された値が第２規定値に達すると、運転を停止させる（ｏｆｆ）。
【００５７】
このように、比較例において制御装置は、本実施形態に係るベース機２の制御温度を２℃高くオフセットした出口温度制御を行っている。このため、比較例では以下のような運転が行われてしまい、ベース機２の優先運転において改善の余地があった。
【００５８】
便宜的に図１を参照する。なお、比較例の直焚き機については符号６を付すものとする。まず、比較例の吸収式冷温水システムは、室内機５の負荷率が１００％である場合、２台の吸収式冷温水機２，６を運転させる。よって、負荷率が５０％である場合、一方の吸収式冷温水機２（すなわちベース機２）のみを作動させれば足りるはずである。
【００５９】
ここで、負荷率５０％の場合、９．７５℃の冷水を室内機に供給すれば、適切な冷却効果を得ることができるとし、室内機５から１２．５℃の冷水が２台の吸収式冷温水機２，６に出力されるとすると、ベース機２及び直焚き機６の双方に、１２．５℃の冷水が入力される。この際、ベース機２は１２．５℃の冷水を７℃まで冷却し、直焚き機３は運転せず１２．５℃の冷水をそのまま出力すれば、両者の中間の温度である９．７５℃の冷水が室内機５に供給される。
【００６０】
しかし、図６に示したように、直焚き機６に１２．５℃の冷水が入力すると、直焚き機６は入力した冷水をそのまま出力するため、出口温度が１２．５℃となり運転を開始してしまう。すなわち、ベース機２のみで足りるにも拘わらず、直焚き機６が運転してしまい、ベース機２を優先的に運転させるという観点において改善の余地がある。
【００６１】
そこで、直焚き機６が運転を開始する温度をさらに高くすることも考えられる。すなわち、オフセットする温度を大きくすることも考えられる。しかし、このような場合には直焚き機６の運転時において直焚き機６から出力される冷水の温度も高くなってしまい、室内機５の負荷率が１００％である場合、２台の吸収式冷温水機２，６を運転させたとしても適切な冷却効果を得ることができなくなる可能性がある。
【００６２】
次に、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１の動作を図１を参照して説明する。上記説明と同様に、負荷率５０％の場合、９．７５℃の冷水を室内機に供給すれば、適切な冷却効果を得ることができる。そして、室内機５から１２．５℃の冷水が２台の吸収式冷温水機２，３に出力される。このとき、ベース機２及び直焚き機３の双方に、１２．５℃の冷水が入力される。この際、ベース機２は１２．５℃の冷水を７℃まで冷却する。
【００６３】
一方、直焚き機３については、図５からも明らかなように、入口温度制御を行っており、１５．５℃の冷水が入力されると運転を開始し、１２．５℃の冷水が入力されると運転を停止する。このため、室内機５から１２．５℃の冷水が供給されたとしても、運転停止状態を維持することができる。このように、制御方式の違いから、仮に１２．５℃という高い温度の冷水が直焚き機３に入力されたとしても、直焚き機３の停止状態を維持してベース機２の優先運転を行うことができる。
【００６４】
さらに、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１は、比較例に係る吸収式冷温水システムよりも冷却効果について勝っている。すなわち、比較例に係る直焚き機６は、１００％運転において９℃の冷水を出力する。一方、本実施形態に係る直焚き機３は、入口温度制御により室内機５から供給される冷水温度が１２．５℃となるように制御するが、１００％運転において出力される冷水温度は７℃である。
【００６５】
このように、１００％運転において比較例に係る直焚き機６は９℃の冷水を出力するのに対し、本実施形態に係る直焚き機３は７℃の冷水を出力する。よって、冷却効果に関しては比較例よりも本実施形態に係る吸収式冷温水システム１が勝っているといえる。
【００６６】
なお、本実施形態に係る直焚き機３についても制御温度を数℃高くオフセットしてもよい。これにより、一層直焚き機３よりもベース機２を優先的に運転させ易くすることができる。
【００６７】
次に、比較例に係る吸収式冷温水システムの詳細動作を説明する。図７は、比較例に係る吸収式冷温水システムの詳細動作を示すタイミングチャートである。なお、図７では室内機５の負荷率が５０％であるとする。すなわち、２台の吸収式冷温水機２，６のうち、一方が運転していれば充分な冷却効果を得ることができるはずである。
【００６８】
図７に示すように、時刻０においてベース機２の出口冷水温度はＴ１である。この温度Ｔ１が例えば１０℃であるとすると、ベース機２は、運転を開始する（Ｌｏｗ運転）。
【００６９】
その後、出口冷水温度はベース機２の運転により低下していく。しかし、ベース機２の出口冷水温度は温度Ｔ２（例えば７℃）まで低下しない。このため、ベース機２は、運転を停止しないこととなる。その後、冷房負荷によって入口温度が高まってくると、これに合わせてベース機２の出口温度も高まってくる。しかし、ベース機２の出口冷水温度は温度Ｔ３（例えば１２℃）まで達しない。このため、ベース機２は、高負荷モード（Ｈｉ運転）に移行しないこととなる。以後、ベース機２の出口冷水温度は７℃を下回ることなく、１２℃を上回ることがない。すなわち、ベース機２はＬｏｗ運転を続けることとなる。
【００７０】
また、比較例に係る直焚き機６は、制御温度が２℃高くオフセットされている。このため、温度Ｔ１が例えば１０℃であるとすると、直焚き機６は時刻０において運転を開始しないこととなる。しかし、時刻０以降、冷房負荷によって入口温度が高まってくると、これに合わせて直焚き機６の出口温度も高まってくる。そして、時刻ｔ１において直焚き機６の出口温度がＴ３（１２℃）に達すると、直焚き機６は運転を開始してしまう。
【００７１】
その後、２台の吸収式冷温水機２，６が運転することにより冷水温度が下がり、直焚き機６の出口温度がＴ４に達する。ここで、温度Ｔ４が９℃であるとすると、直焚き機６は運転を停止することとなる。以降、直焚き機６は、運転の開始と停止とを繰り返すこととなる。
【００７２】
このように、比較例では室内機５の負荷率が５０％にも拘わらず、時刻ｔ１〜ｔ２のように、２台の吸収式冷温水機２，６が運転する時間があり、ベース機２の優先運転という面において改善の余地がある。
【００７３】
次に、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１の詳細動作を説明する。図８は、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１の詳細動作を示すタイミングチャートである。なお、図８では直焚き機６の制御温度が２℃高くオフセットされている。また、図８では室内機５の負荷率が５０％であるとする。すなわち、２台の吸収式冷温水機２，３のうち、一方が運転していれば充分な冷却効果を得ることができるはずである。
【００７４】
図８に示すように、時刻０においてベース機２の出口冷水温度はＴ１である。この温度Ｔ１が例えば１０℃であるとすると、ベース機２は、運転を開始する（Ｌｏｗ運転）。
【００７５】
時刻０以降、冷房負荷によって入口温度が高まってくると、これに合わせてベース機２の出口温度も高まってくる。そして、時刻ｔ１においてベース機２の出口温度がＴ３（１２℃）を超えて積算値が第１所定値に達すると、ベース機２は高負荷モードに移行し、Ｈｉ運転を行う。
【００７６】
そして、ベース機２がＨｉ運転を行ったことにより、入口温度が低下し、時刻ｔ２において温度Ｔ２を下回り、例えば６．５℃に達したとする。これにより、ベース機２は、高負荷モードのままＬｏｗ運転を行う。以後、ベース機２は、高負荷モードのままＨｉ運転とＬｏｗ運転とを繰り返すこととなる。
【００７７】
また、本実施形態に係る直焚き機３は入口温度制御である。このため、温度Ｔ１が例えば１０℃であるとすると、直焚き機３は運転開始の温度Ｔ６（２℃オフセットのため１７．５℃）に達しておらず、運転を開始しないこととなる。その後、冷房負荷によって入口温度が高まってくる。
【００７８】
そして、時刻ｔ１において入口温度はＴ５（例えば約１６℃）まで達する。しかし、この時点においても入口温度は運転開始１７．５℃に達しておらず、直焚き機３は、運転を開始しないこととなる。その後、ベース機２がＨｉ運転に移行したことにより入口温度が低下することとなる。
【００７９】
そして、時刻ｔ２において入口温度はＴ３未満となる。このとき、ベース機２がＬｏｗ運転に移行するため、再度入口温度は上昇することとなる。以後、入口温度はＴ６に達することなく、温度の上昇及び低下を繰り返すこととなる。すなわち、直焚き機３は、運転を行うことなくｏｆｆのままとなる。
【００８０】
このようにして、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１によれば、ベース機２について、室内機５に供給する冷水温度が第１温度（例えば７℃）となるように運転を制御すると共に、直焚き機３について、室内機５から戻ってくる冷水温度が第２温度（例えば１２．５℃）となるように運転を制御する。すなわち、ベース機２は出口温度制御であり、直焚き機３は入口温度制御である。このように、制御方式を変えたとしても、負荷率１００％の運転において適切な温度の冷水を室内機５に供給することができるため、適切な冷却効果を得ることができる。
【００８１】
また、直焚き機３において入口温度制御を行っているため、定格運転における温度の冷水が入力されたとしても、運転を開始することなく停止したままとすることができる。一例を挙げると、定格運転で１２．５℃の冷水を入力して７℃の冷水を出力し、且つ、出口温度制御において例えば１０℃で運転を開始し７℃運転を停止するものとする（２℃オフセットさせた場合には、１２℃で運転を開始し９℃運転を停止する）。この場合、出口温度制御であると、１２．５℃の冷水を入力すると運転を開始してしまう。これに対して、入口温度制御であると例えば１５．５℃で運転を開始し１２．５℃で運転を停止することとなり、１２．５℃の冷水を入力しても運転を開始しないこととなる。このように、制御方式の違いから、仮に高い温度の冷水が直焚き機３に入力されたとしても、運転を開始し難くすることができる。
【００８２】
従って、排熱等を利用したベース機２をより優先的に運転させつつ、ピーク時において適切な冷却効果を得ることができる。
【００８３】
また、ベース機２の定格運転時における入口温度（例えば１２．５℃）よりも所定温度（例えば２℃）高い温度にて直焚き機３の運転を停止し、停止温度よりも更に高い温度（例えば１７．５℃）にて直焚き機３の運転を開始する。このように、運転及び停止の温度を高い側へオフセットさせることで、一層直焚き機３よりもベース機２を優先的に運転させ易くすることができる。
【００８４】
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。例えば、本実施形態に係る吸収式冷温水機１において各種構成等については図示したものに限られるものではない。
【符号の説明】
【００８５】
１…吸収式冷温水システム
２…ベース機（第１吸収式冷温水機）
３，６…直焚き機（第２吸収式冷温水機）
４…制御装置（制御手段）
５…室内機
１０…高温再生器
１０ａ…加熱装置
１０ｂ…燃焼装置
１２…分離器
１４…低温再生器
１６…凝縮器
１６ａ…冷水伝熱管
１６ｂ…冷媒貯蔵室
１８…蒸発器
１８ａ…液冷媒分配器
１８ｂ…冷水伝熱管
２０…吸収器
２０ａ…冷水伝熱管
２２…溶液循環ポンプ
２４…高温溶液熱交換器
２６…低温溶液熱交換器
２８，２９…温度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収式冷温水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸発器、吸収器、再生器及び凝縮器の循環サイクルによって冷水を得ると共に、この冷水を室内機に供給して冷房に利用する吸収式冷温水機が知られている。また、吸収式冷温水機では、室内機に供給される冷水温度に基づいて制御を行うようになっている。すなわち、冷水温度が高まると燃焼を強め、冷水温度が低くなると燃焼を弱める。
【０００３】
また、このような吸収式冷温水機には、再生器に供給された吸収液を加熱するために、太陽熱などの再生可能エネルギーや排熱を加熱源として利用するものと、燃焼器などの直焚き用の加熱源を備えるものとがあり、これら双方の吸収式冷温水機は組み合わされて使用されることがある。
【０００４】
また、双方の吸収式冷温水機が組み合わされた吸収式冷温水システムにおいて冷房能力を得るにあたっては、なるべく排熱等を利用することが好ましい。このため、冷房負荷が小さいときには排熱等を利用した吸収式冷温水機（以下ベース機という）のみを使用し、冷房負荷が高まったときにベース機と直焚きによる吸収式冷温水機（以下直焚き機）とを併用することが望ましい。
【０００５】
このため、従来の吸収式冷温水システムにおいては、両者の運転温度に差を設けることとしている。すなわち、直焚き機は、ベース機よりも設定温度を高くしておく。これにより、冷水温度がやや高くなったとしてもベース機しか運転されず、直焚き機は停止したままとすることができる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１３３６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の吸収式冷温水システムにおいて、直焚き機の設定温度を高くすると、ピーク運転時における冷水温度も高まってしまい、冷却効果に支障をきたしてしまう。そこで、設定温度を高くしないとすると、ベース機を優先的に運転させることに支障をきたしてしまう。
【０００８】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、排熱等を利用したベース機をより優先的に運転させつつ、ピーク時において適切な冷却効果を得ることが可能な吸収式冷温水システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の吸収式冷温水システムは、排熱及び再生可能エネルギーの少なくとも一方を加熱源とし、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室内機にて使用される冷水を得る第１吸収式冷温水機と、燃料を燃焼させて発生する熱を加熱源とし、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室内機にて使用される冷水を得る第２吸収式冷温水機と、第１吸収式冷温水機と第２吸収式冷温水機との運転を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、第１吸収式冷温水機について、室内機に供給する冷水温度が第１温度となるように運転を制御すると共に、第２吸収式冷温水機について、室内機から戻ってくる冷水温度が第２温度となるように運転を制御することを特徴とする。
【００１０】
この吸収式冷温水システムによれば、第１吸収式冷温水機について、室内機に供給する冷水温度が第１温度となるように運転を制御すると共に、第２吸収式冷温水機について、室内機から戻ってくる冷水温度が第２温度となるように運転を制御する。すなわち、第１吸収式冷温水機は出口温度制御であり、第２吸収式冷温水機は入口温度制御である。このように、制御方式を変えたとしても、負荷率１００％の運転において適切な温度の冷水を室内機に供給することができるため、適切な冷却効果を得ることができる。
【００１１】
また、第２吸収式冷温水機において入口温度制御を行っているため、定格運転における温度の冷水が入力されたとしても、運転を開始することなく停止したままとすることができる。一例を挙げると、定格運転で１２．５℃の冷水を入力して７℃の冷水を出力し、且つ、出口温度制御において例えば１０℃で運転を開始し７℃運転を停止するものとする（２℃オフセットさせた場合には、１２℃で運転を開始し９℃運転を停止する）。この場合、出口温度制御であると、１２．５℃の冷水を入力すると運転を開始してしまう。これに対して、入口温度制御であると例えば１５．５℃で運転を開始し１２．５℃で運転を停止することとなり、１２．５℃の冷水を入力しても運転を開始しないこととなる。このように、制御方式の違いから、仮に高い温度の冷水が第２吸収式冷温水機に入力されたとしても、運転を開始し難くすることができる。
【００１２】
従って、排熱等を利用したベース機をより優先的に運転させつつ、ピーク時において適切な冷却効果を得ることができる。
【００１３】
また、この吸収式冷温水システムにおいて、制御手段は、第２吸収式冷温水機の入口温度が、第１吸収式冷温水機の定格運転時における入口温度よりも所定温度高い温度にて第２吸収式冷温水機の運転を停止し、この停止温度よりも更に高い温度にて第２吸収式冷温水機の運転を開始することが好ましい。
【００１４】
この吸収式冷温水システムによれば、第１吸収式冷温水機の定格運転時における入口温度よりも所定温度高い温度にて第２吸収式冷温水機の運転を停止し、停止温度よりも更に高い温度にて第２吸収式冷温水機の運転を開始する。このように、運転及び停止の温度を高い側へオフセットさせることで、一層第２吸収式冷温水機よりも第１吸収式冷温水機を優先的に運転させ易くすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、排熱等を利用したベース機をより優先的に運転させつつ、ピーク時において適切な冷却効果を得ることが可能な吸収式冷温水システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る吸収式冷温水システムを示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係るベース機となる吸収式冷温水機の基本構成の一例を示す構成図である。
【図３】図２に示したベース機の制御の様子を示す図である。
【図４】本実施形態に係る直焚き機となる吸収式冷温水機の基本構成の一例を示す構成図である。
【図５】図４に示した直焚き機の制御の様子を示す図である。
【図６】比較例となる直焚き機の制御の様子を示す図である。
【図７】比較例に係る吸収式冷温水システムの詳細動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本実施形態に係る吸収式冷温水システムの詳細動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１を示すブロック図である。図１に示すように、吸収式冷温水システム１は、ベース機（第１吸収式冷温水機）２と、直焚き機（第２吸収式冷温水機）３と、制御装置（制御手段）４とを有し、制御装置４によりベース機２及び直焚き機３が制御され、冷水を室内機５に供給するものである。室内機５は、供給された冷水を利用して冷房効果を得るものである。
【００１８】
このような吸収式冷温水システム１においてベース機２及び直焚き機３から出力された冷水は混合されたうえで室内機５に供給される。室内機５では冷水が冷房に利用されて昇温し、昇温した冷水が再度ベース機２及び直焚き機３に供給されて冷却される。その後冷水は、室内機５と、ベース機２及び直焚き機３とを循環することとなる。
【００１９】
図２は、本実施形態に係るベース機２となる吸収式冷温水機の基本構成の一例を示す構成図である。なお、本実施形態では、いわゆる二重効用吸収冷温水機を一例として説明するが、これに限られるものではなく、ベース機及び直焚き機は、単効用や三重効用の吸収冷温水機であってもよい。
【００２０】
ベース機２は、定格運転において室内機５から１２．５℃の冷水を入力して７℃の冷水を出力するように運転するものであり、図２に示すように、高温再生器１０、分離器１２、低温再生器１４、凝縮器１６、蒸発器１８、吸収器２０、溶液循環ポンプ２２、高温及び低温溶液熱交換器２４，２６を備え、これらを配管接続することにより吸収冷凍サイクルを構成したものである。
【００２１】
高温再生器１０は、例えば冷媒となる水（以下、冷媒が蒸気化したものを冷媒蒸気と称し、冷媒が液化したものを液冷媒と称する）と、吸収液となる臭化リチウム（ＬｉＢｒ）とが混合された希溶液（吸収液の濃度が薄い溶液）を加熱するものである。この高温再生器１０には加熱装置１０ａが設けられている。加熱装置１０ａは、排熱や太陽熱などの再生可能エネルギーにより希溶液を加熱する構成となっている。また、高温再生器１０は、希溶液を加熱して希溶液から蒸気を放出させることにより、冷媒蒸気と中間濃溶液（吸収液の濃度が中程度の溶液）とを生成する。高温再生器１０は、これら冷媒蒸気と中間濃溶液とを分離器１２に供給する。
【００２２】
分離器１２は、冷媒蒸気と中間濃溶液とを分離するものである。また、分離器１２は、分離した中間濃溶液を高温溶液熱交換器２４に供給し、分離した冷媒蒸気を低温再生器１４に供給する。
【００２３】
高温溶液熱交換器２４は、分離器１２から供給された中間濃溶液と、吸収器２０から溶液循環ポンプ２２により送られてきた希溶液とを熱交換するものである。また、高温溶液熱交換器２４は、熱交換により温度が低下した中間濃溶液を低温再生器１４に供給する。
【００２４】
低温再生器１４は、熱交換により温度が低下した中間濃溶液と、分離器１２から供給された冷媒蒸気と熱交換するものである。この低温再生器１４において、中間濃溶液は再加熱されることとなり、再び蒸気を放出して濃度の高い濃溶液となる。また、低温再生器１４は、濃溶液を低温溶液熱交換器２６に供給し、冷媒蒸気を凝縮器１６に供給する。
【００２５】
凝縮器１６は、低温再生器１４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１６内には、冷水伝熱管１６ａが挿通されている。冷水伝熱管１６ａには冷却水が供給されており、蒸発した冷媒蒸気は冷水伝熱管１６ａ内の冷却水によって液化する。さらに、凝縮器１６は液冷媒貯蔵室１６ｂを有しており、液化した冷媒は液冷媒貯蔵室１６ｂにて貯蔵される。また、液冷媒貯蔵室１６ｂは、貯蔵した液冷媒を蒸発器１８に供給する。
【００２６】
蒸発器１８は、液冷媒を蒸発させるものである。この蒸発器１８内には、液冷媒分配器１８ａと冷水伝熱管１８ｂが設けられている。液冷媒分配器１８ａは、液冷媒貯蔵室１６ｂから供給される液冷媒を導入し、液冷媒を冷水伝熱管１８ｂに向けて散布するものである。
【００２７】
冷水伝熱管１８ｂは、室内機と接続されており、室内機による冷却によって暖められた水が流れている。また、蒸発器１８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、冷水伝熱管１８ｂ上に落ちた液冷媒は冷水伝熱管１８ｂの温度によって蒸発することとなる。また、冷水伝熱管１８ｂ内の水は、液冷媒の蒸発によって温度が奪われる。これにより、冷水伝熱管１８ｂ内の水は冷水として室内機５に供給され、室内機５は冷水を利用して冷風を室内に供給することとなる。
【００２８】
また、蒸発器１８は、仕切りを介して吸収器２０と隣接して設けられており、蒸発した冷媒は、仕切りを越えて吸収器２０に供給される。
【００２９】
低温溶液熱交換器２６は、低温再生器１４において暖められた濃溶液と、吸収器２０から溶液循環ポンプ２２により送られてきた希溶液とを熱交換するものである。また、低温溶液熱交換器２６は、熱交換により温度が低下した濃溶液を吸収器２０に供給する。
【００３０】
吸収器２０は、蒸発器１８において蒸発した冷媒を吸収するものである。この吸収器２０内には低温溶液熱交換器２６から濃溶液が供給され、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。また、吸収器２０には、冷水伝熱管２０ａが挿通されている。冷水伝熱管２０ａには冷却水が流れており、濃溶液の冷媒の吸収により吸収熱は、冷水伝熱管２０ａの冷却水により除去される。なお、この冷水伝熱管２０ａは、冷水伝熱管１６ａと接続されている。
【００３１】
また、吸収器２０は、冷媒の吸収により濃度が低下した希溶液を溶液循環ポンプ２２によって高温再生器１０に供給する。なお、希溶液は、上記したように、高温及び低温溶液熱交換器２４，２６により熱交換されて温度が上昇した状態で高温再生器１０に供給される。
【００３２】
また、ベース機２は、第１温度センサ２８を備えている。第１温度センサ２８は、冷水伝熱管１８ｂの出口側（すなわち室内機５に供給される側）の冷水温度を検出するものである。また、第１温度センサ２８は、検出した冷水温度を制御装置４に送信する構成となっている。
【００３３】
制御装置４は、ベース機２の全体を制御するものである。この制御装置４は、冷水伝熱管１８ｂの出口側の冷水温度に基づいて、加熱装置１０ａを制御する。具体的に制御装置４は、第１温度センサ２８により検出された冷水伝熱管１８ｂの出口側の冷水温度に基づいて、以下のようにして運転を制御する。
【００３４】
図３は、図２に示したベース機２の制御の様子を示す図である。図３に示すように、まずベース機２の運転が停止しているとする（ｏｆｆ）。そして、第１温度センサ２８により検出される冷水温度が１０℃に達すると、制御装置４はベース機２の運転を開始させる（Ｌｏｗ運転）。ここで、制御装置４はベース機２を低負荷モードで運転開始させる。低負荷モードとは、冷房負荷の大きさが約５０％で足りるときの運転モードである。
【００３５】
また、低負荷モードにおいて第１温度センサ２８により検出される冷水温度が７℃（第１温度）に達すると、制御装置４はベース機２の運転を停止させる（ｏｆｆ）。一方、制御装置４は、低負荷モードにおいて第１温度センサ２８により検出される冷水温度が１５℃に達すると、運転モードを高負荷モードに移行させる（Ｈｉ運転）。ここで、高負荷モードとは、冷房負荷の大きさが約１００％であるときなどに開始される運転モードである。
【００３６】
また、高負荷モードにおいて第１温度センサ２８により検出される冷水温度が６．５℃まで低下すると、制御装置４はベース機２を高負荷モードのままＬｏｗ運転させる（Ｌｏｗ運転）。さらに、この状態において、第１温度センサ２８により検出される冷水温度が１０．５℃まで上昇すると、制御装置４はベース機２を高負荷モードのままＨｉ運転させる（Ｈｉ運転）。
【００３７】
加えて、本実施形態に係る制御装置４は、時間積分を行ってベース機２の運転を制御するようになっている。すなわち、低負荷モードのＬｏｗ運転において第１温度センサ２８により検出される冷水温度が１０℃〜１２℃の範囲内に収まっているとする。このとき、制御装置４は、冷水温度を時間積分し、時間積分された値が第１所定値に達すると、運転モードを高負荷モードに切り替える（Ｈｉ運転）。なお、制御装置４は、（冷水温度−１０℃）により得られた値を時間積分するようになっているが、特に１０℃に限らず、他の温度であってもよい。
【００３８】
同様に、高負荷モードのＬｏｗ運転において第１温度センサ２８により検出される冷水温度が５℃〜７℃の範囲内に収まっているとする。このとき、制御装置４は、冷水温度を時間積分し、時間積分された値が第２所定値に達すると、運転を停止させる（ｏｆｆ）。なお、制御装置４は、（冷水温度−７℃）により得られた値を時間積分するようになっているが、特に７℃に限らず、他の温度であってもよい。
【００３９】
以上のように、制御装置４は、ベース機２を制御する。特に、ベース機２は、ベース機２から室内機５に供給される冷水、すなわち出口冷水温度によって制御される。これを出口温度制御と称する。
【００４０】
図４は、本実施形態に係る直焚き機３となる吸収式冷温水機の基本構成の一例を示す構成図である。なお、本実施形態では、いわゆる二重効用吸収冷温水機を一例として説明するが、これに限られるものではなく、ベース機及び直焚き機は、単効用や三重効用の吸収冷温水機であってもよい。また、図４に示す構成のうち、図２に示す構成と同一の符号を付したものについては、図２に示したものと同じであるため、説明を省略する。
【００４１】
直焚き機３は、定格運転において室内機５から１２．５℃の冷水を入力して７℃の冷水を出力するように運転するものである。この直焚き機３は、高温再生器１０に燃焼装置１０ｂを備えている。燃焼装置１０ｂは、ガスなどの化石燃料を燃焼させて希溶液を加熱する構成となっている。
【００４２】
さらに、直焚き機３は、第２温度センサ２９を備えている。第２温度センサ２９は、冷水伝熱管１８ｂの入口側（すなわち室内機５から冷水が戻ってくる側）の冷水温度を検出するものである。また、第２温度センサ２９は、検出した冷水温度を制御装置４に送信する構成となっている。
【００４３】
制御装置４は、直焚き機３の全体を制御するものである。この制御装置４は、冷水伝熱管１８ｂの出口側の冷水温度に基づいて、燃焼装置１０ｂを制御する。具体的に制御装置４は、第１温度センサ２８により検出された冷水伝熱管１８ｂの入口側の冷水温度に基づいて、以下のようにして運転を制御する。
【００４４】
図５は、図４に示した直焚き機３の制御の様子を示す図である。図５に示すように、まず直焚き機３の運転が停止しているとする（ｏｆｆ）。そして、第２温度センサ２９により検出される冷水温度が１５．５℃に達すると、制御装置４は直焚き機３の運転を開始させる（Ｌｏｗ運転）。ここで、制御装置４は直焚き機３を低負荷モードで運転開始させる。
【００４５】
また、低負荷モードにおいて第２温度センサ２９により検出される冷水温度が１２．５℃（第２温度）に達すると、制御装置４は直焚き機３の運転を停止させる（ｏｆｆ）。一方、制御装置４は、低負荷モードにおいて第２温度センサ２９により検出される冷水温度が２０．５℃に達すると、運転モードを高負荷モードに移行させる（Ｈｉ運転）。
【００４６】
また、高負荷モードにおいて第２温度センサ２９により検出される冷水温度が１２℃まで低下すると、制御装置４は直焚き機３を高負荷モードのままＬｏｗ運転させる（Ｌｏｗ運転）。さらに、この状態において、第２温度センサ２９により検出される冷水温度が１６℃まで上昇すると、制御装置４は直焚き機３を高負荷モードのままＨｉ運転させる（Ｈｉ運転）。
【００４７】
加えて、本実施形態に係る制御装置４は、時間積分を行って直焚き機３の運転を制御するようになっている。すなわち、低負荷モードのＬｏｗ運転において第２温度センサ２９により検出される冷水温度が１５．５℃〜１７．５℃の範囲内に収まっているとする。このとき、制御装置４は、冷水温度を時間積分し、時間積分された値が第３所定値に達すると、運転モードを高負荷モードに切り替える（Ｈｉ運転）。なお、制御装置４は、（冷水温度−１５．５℃）により得られた値を時間積分するようになっているが、特に１５．５℃に限らず、他の温度であってもよい。
【００４８】
同様に、高負荷モードのＬｏｗ運転において第２温度センサ２９により検出される冷水温度が１０．５℃〜１２．５℃の範囲内に収まっているとする。このとき、制御装置４は、冷水温度を時間積分し、時間積分された値が第４所定値に達すると、運転を停止させる（ｏｆｆ）。なお、制御装置４は、（冷水温度−１２．５℃）により得られた値を時間積分するようになっているが、特に１２．５℃に限らず、他の温度であってもよい。
【００４９】
以上のように、制御装置４は、直焚き機３を制御する。特に、直焚き機３は、室内機５から直焚き機３に供給される冷水、すなわち入口冷水温度によって制御される。これを入口温度制御と称する。
【００５０】
次に、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１の動作を説明するが、これに先立って比較例となる吸収式冷温水システムの動作を説明する。まず、比較例となる吸収式冷温水システムにおいて直焚き機は、以下のように制御されていた。
【００５１】
図６は、比較例となる直焚き機の制御の様子を示す図である。なお、比較例となる直焚き機は、直焚き機から室内機に供給される冷水温度を検出するセンサ（第１センサ２８相当）を備え、出口温度制御が行われている。すなわち、比較例となる直焚き機は、直焚き機から室内機５に供給される冷水温度によって制御されている。
【００５２】
図６に示すように、まず直焚き機の運転が停止しているとする（ｏｆｆ）。そして、温度センサにより検出される冷水温度が１２℃に達すると、制御装置は直焚き機の運転を開始させる（Ｌｏｗ運転）。ここで、制御装置は直焚き機を低負荷モードで運転開始させる。
【００５３】
また、低負荷モードにおいて温度センサにより検出される冷水温度が９℃に達すると、制御装置は直焚き機の運転を停止させる（ｏｆｆ）。一方、制御装置は、低負荷モードにおいて温度センサにより検出される冷水温度が１７℃に達すると、運転モードを高負荷モードに移行させる（Ｈｉ運転）。
【００５４】
また、高負荷モードにおいて温度センサにより検出される冷水温度が８．５℃まで低下すると、制御装置は直焚き機を高負荷モードのままＬｏｗ運転させる（Ｌｏｗ運転）。さらに、この状態において、温度センサにより検出される冷水温度が１２．５℃まで上昇すると、制御装置は直焚き機を高負荷モードのままＨｉ運転させる（Ｈｉ運転）。
【００５５】
また、低負荷モードのＬｏｗ運転において温度センサにより検出される冷水温度が１２℃〜１４℃の範囲内に収まっているとする。このとき、制御装置は、冷水温度を時間積分し、時間積分された値が第１規定値に達すると、運転モードを高負荷モードに切り替える（Ｈｉ運転）。
【００５６】
同様に、高負荷モードのＬｏｗ運転において温度センサにより検出される冷水温度が７℃〜９℃の範囲内に収まっているとする。このとき、制御装置は、冷水温度を時間積分し、時間積分された値が第２規定値に達すると、運転を停止させる（ｏｆｆ）。
【００５７】
このように、比較例において制御装置は、本実施形態に係るベース機２の制御温度を２℃高くオフセットした出口温度制御を行っている。このため、比較例では以下のような運転が行われてしまい、ベース機２の優先運転において改善の余地があった。
【００５８】
便宜的に図１を参照する。なお、比較例の直焚き機については符号６を付すものとする。まず、比較例の吸収式冷温水システムは、室内機５の負荷率が１００％である場合、２台の吸収式冷温水機２，６を運転させる。よって、負荷率が５０％である場合、一方の吸収式冷温水機２（すなわちベース機２）のみを作動させれば足りるはずである。
【００５９】
ここで、負荷率５０％の場合、９．７５℃の冷水を室内機に供給すれば、適切な冷却効果を得ることができるとし、室内機５から１２．５℃の冷水が２台の吸収式冷温水機２，６に出力されるとすると、ベース機２及び直焚き機６の双方に、１２．５℃の冷水が入力される。この際、ベース機２は１２．５℃の冷水を７℃まで冷却し、直焚き機３は運転せず１２．５℃の冷水をそのまま出力すれば、両者の中間の温度である９．７５℃の冷水が室内機５に供給される。
【００６０】
しかし、図６に示したように、直焚き機６に１２．５℃の冷水が入力すると、直焚き機６は入力した冷水をそのまま出力するため、出口温度が１２．５℃となり運転を開始してしまう。すなわち、ベース機２のみで足りるにも拘わらず、直焚き機６が運転してしまい、ベース機２を優先的に運転させるという観点において改善の余地がある。
【００６１】
そこで、直焚き機６が運転を開始する温度をさらに高くすることも考えられる。すなわち、オフセットする温度を大きくすることも考えられる。しかし、このような場合には直焚き機６の運転時において直焚き機６から出力される冷水の温度も高くなってしまい、室内機５の負荷率が１００％である場合、２台の吸収式冷温水機２，６を運転させたとしても適切な冷却効果を得ることができなくなる可能性がある。
【００６２】
次に、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１の動作を図１を参照して説明する。上記説明と同様に、負荷率５０％の場合、９．７５℃の冷水を室内機に供給すれば、適切な冷却効果を得ることができる。そして、室内機５から１２．５℃の冷水が２台の吸収式冷温水機２，３に出力される。このとき、ベース機２及び直焚き機３の双方に、１２．５℃の冷水が入力される。この際、ベース機２は１２．５℃の冷水を７℃まで冷却する。
【００６３】
一方、直焚き機３については、図５からも明らかなように、入口温度制御を行っており、１５．５℃の冷水が入力されると運転を開始し、１２．５℃の冷水が入力されると運転を停止する。このため、室内機５から１２．５℃の冷水が供給されたとしても、運転停止状態を維持することができる。このように、制御方式の違いから、仮に１２．５℃という高い温度の冷水が直焚き機３に入力されたとしても、直焚き機３の停止状態を維持してベース機２の優先運転を行うことができる。
【００６４】
さらに、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１は、比較例に係る吸収式冷温水システムよりも冷却効果について勝っている。すなわち、比較例に係る直焚き機６は、１００％運転において９℃の冷水を出力する。一方、本実施形態に係る直焚き機３は、入口温度制御により室内機５から供給される冷水温度が１２．５℃となるように制御するが、１００％運転において出力される冷水温度は７℃である。
【００６５】
このように、１００％運転において比較例に係る直焚き機６は９℃の冷水を出力するのに対し、本実施形態に係る直焚き機３は７℃の冷水を出力する。よって、冷却効果に関しては比較例よりも本実施形態に係る吸収式冷温水システム１が勝っているといえる。
【００６６】
なお、本実施形態に係る直焚き機３についても制御温度を数℃高くオフセットしてもよい。これにより、一層直焚き機３よりもベース機２を優先的に運転させ易くすることができる。
【００６７】
次に、比較例に係る吸収式冷温水システムの詳細動作を説明する。図７は、比較例に係る吸収式冷温水システムの詳細動作を示すタイミングチャートである。なお、図７では室内機５の負荷率が５０％であるとする。すなわち、２台の吸収式冷温水機２，６のうち、一方が運転していれば充分な冷却効果を得ることができるはずである。
【００６８】
図７に示すように、時刻０においてベース機２の出口冷水温度はＴ１である。この温度Ｔ１が例えば１０℃であるとすると、ベース機２は、運転を開始する（Ｌｏｗ運転）。
【００６９】
その後、出口冷水温度はベース機２の運転により低下していく。しかし、ベース機２の出口冷水温度は温度Ｔ２（例えば７℃）まで低下しない。このため、ベース機２は、運転を停止しないこととなる。その後、冷房負荷によって入口温度が高まってくると、これに合わせてベース機２の出口温度も高まってくる。しかし、ベース機２の出口冷水温度は温度Ｔ３（例えば１２℃）まで達しない。このため、ベース機２は、高負荷モード（Ｈｉ運転）に移行しないこととなる。以後、ベース機２の出口冷水温度は７℃を下回ることなく、１２℃を上回ることがない。すなわち、ベース機２はＬｏｗ運転を続けることとなる。
【００７０】
また、比較例に係る直焚き機６は、制御温度が２℃高くオフセットされている。このため、温度Ｔ１が例えば１０℃であるとすると、直焚き機６は時刻０において運転を開始しないこととなる。しかし、時刻０以降、冷房負荷によって入口温度が高まってくると、これに合わせて直焚き機６の出口温度も高まってくる。そして、時刻ｔ１において直焚き機６の出口温度がＴ３（１２℃）に達すると、直焚き機６は運転を開始してしまう。
【００７１】
その後、２台の吸収式冷温水機２，６が運転することにより冷水温度が下がり、直焚き機６の出口温度がＴ４に達する。ここで、温度Ｔ４が９℃であるとすると、直焚き機６は運転を停止することとなる。以降、直焚き機６は、運転の開始と停止とを繰り返すこととなる。
【００７２】
このように、比較例では室内機５の負荷率が５０％にも拘わらず、時刻ｔ１〜ｔ２のように、２台の吸収式冷温水機２，６が運転する時間があり、ベース機２の優先運転という面において改善の余地がある。
【００７３】
次に、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１の詳細動作を説明する。図８は、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１の詳細動作を示すタイミングチャートである。なお、図８では直焚き機６の制御温度が２℃高くオフセットされている。また、図８では室内機５の負荷率が５０％であるとする。すなわち、２台の吸収式冷温水機２，３のうち、一方が運転していれば充分な冷却効果を得ることができるはずである。
【００７４】
図８に示すように、時刻０においてベース機２の出口冷水温度はＴ１である。この温度Ｔ１が例えば１０℃であるとすると、ベース機２は、運転を開始する（Ｌｏｗ運転）。
【００７５】
時刻０以降、冷房負荷によって入口温度が高まってくると、これに合わせてベース機２の出口温度も高まってくる。そして、時刻ｔ１においてベース機２の出口温度がＴ３（１２℃）を超えて積算値が第１所定値に達すると、ベース機２は高負荷モードに移行し、Ｈｉ運転を行う。
【００７６】
そして、ベース機２がＨｉ運転を行ったことにより、入口温度が低下し、時刻ｔ２において温度Ｔ２を下回り、例えば６．５℃に達したとする。これにより、ベース機２は、高負荷モードのままＬｏｗ運転を行う。以後、ベース機２は、高負荷モードのままＨｉ運転とＬｏｗ運転とを繰り返すこととなる。
【００７７】
また、本実施形態に係る直焚き機３は入口温度制御である。このため、温度Ｔ１が例えば１０℃であるとすると、直焚き機３は運転開始の温度Ｔ６（２℃オフセットのため１７．５℃）に達しておらず、運転を開始しないこととなる。その後、冷房負荷によって入口温度が高まってくる。
【００７８】
そして、時刻ｔ１において入口温度はＴ５（例えば約１６℃）まで達する。しかし、この時点においても入口温度は運転開始１７．５℃に達しておらず、直焚き機３は、運転を開始しないこととなる。その後、ベース機２がＨｉ運転に移行したことにより入口温度が低下することとなる。
【００７９】
そして、時刻ｔ２において入口温度はＴ３未満となる。このとき、ベース機２がＬｏｗ運転に移行するため、再度入口温度は上昇することとなる。以後、入口温度はＴ６に達することなく、温度の上昇及び低下を繰り返すこととなる。すなわち、直焚き機３は、運転を行うことなくｏｆｆのままとなる。
【００８０】
このようにして、本実施形態に係る吸収式冷温水システム１によれば、ベース機２について、室内機５に供給する冷水温度が第１温度（例えば７℃）となるように運転を制御すると共に、直焚き機３について、室内機５から戻ってくる冷水温度が第２温度（例えば１２．５℃）となるように運転を制御する。すなわち、ベース機２は出口温度制御であり、直焚き機３は入口温度制御である。このように、制御方式を変えたとしても、負荷率１００％の運転において適切な温度の冷水を室内機５に供給することができるため、適切な冷却効果を得ることができる。
【００８１】
また、直焚き機３において入口温度制御を行っているため、定格運転における温度の冷水が入力されたとしても、運転を開始することなく停止したままとすることができる。一例を挙げると、定格運転で１２．５℃の冷水を入力して７℃の冷水を出力し、且つ、出口温度制御において例えば１０℃で運転を開始し７℃運転を停止するものとする（２℃オフセットさせた場合には、１２℃で運転を開始し９℃運転を停止する）。この場合、出口温度制御であると、１２．５℃の冷水を入力すると運転を開始してしまう。これに対して、入口温度制御であると例えば１５．５℃で運転を開始し１２．５℃で運転を停止することとなり、１２．５℃の冷水を入力しても運転を開始しないこととなる。このように、制御方式の違いから、仮に高い温度の冷水が直焚き機３に入力されたとしても、運転を開始し難くすることができる。
【００８２】
従って、排熱等を利用したベース機２をより優先的に運転させつつ、ピーク時において適切な冷却効果を得ることができる。
【００８３】
また、ベース機２の定格運転時における入口温度（例えば１２．５℃）よりも所定温度（例えば２℃）高い温度にて直焚き機３の運転を停止し、停止温度よりも更に高い温度（例えば１７．５℃）にて直焚き機３の運転を開始する。このように、運転及び停止の温度を高い側へオフセットさせることで、一層直焚き機３よりもベース機２を優先的に運転させ易くすることができる。
【００８４】
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。例えば、本実施形態に係る吸収式冷温水機１において各種構成等については図示したものに限られるものではない。
【符号の説明】
【００８５】
１…吸収式冷温水システム
２…ベース機（第１吸収式冷温水機）
３，６…直焚き機（第２吸収式冷温水機）
４…制御装置（制御手段）
５…室内機
１０…高温再生器
１０ａ…加熱装置
１０ｂ…燃焼装置
１２…分離器
１４…低温再生器
１６…凝縮器
１６ａ…冷水伝熱管
１６ｂ…冷媒貯蔵室
１８…蒸発器
１８ａ…液冷媒分配器
１８ｂ…冷水伝熱管
２０…吸収器
２０ａ…冷水伝熱管
２２…溶液循環ポンプ
２４…高温溶液熱交換器
２６…低温溶液熱交換器
２８，２９…温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排熱及び再生可能エネルギーの少なくとも一方を加熱源とし、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室内機にて使用される冷水を得る第１吸収式冷温水機と、
燃料を燃焼させて発生する熱を加熱源とし、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室内機にて使用される冷水を得る第２吸収式冷温水機と、
前記第１吸収式冷温水機と前記第２吸収式冷温水機との運転を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１吸収式冷温水機について、室内機に供給する冷水温度が第１温度となるように運転を制御すると共に、前記第２吸収式冷温水機について、室内機から戻ってくる冷水温度が第２温度となるように運転を制御する
ことを特徴とする吸収式冷温水システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２吸収式冷温水機の前記入口温度が、前記第１吸収式冷温水機の定格運転時における入口温度よりも所定温度高い温度にて前記第２吸収式冷温水機の運転を停止し、この停止温度よりも更に高い温度にて前記第２吸収式冷温水機の運転を開始する
ことを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷温水システム。
【請求項１】
排熱及び再生可能エネルギーの少なくとも一方を加熱源とし、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室内機にて使用される冷水を得る第１吸収式冷温水機と、
燃料を燃焼させて発生する熱を加熱源とし、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室内機にて使用される冷水を得る第２吸収式冷温水機と、
前記第１吸収式冷温水機と前記第２吸収式冷温水機との運転を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１吸収式冷温水機について、室内機に供給する冷水温度が第１温度となるように運転を制御すると共に、前記第２吸収式冷温水機について、室内機から戻ってくる冷水温度が第２温度となるように運転を制御する
ことを特徴とする吸収式冷温水システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２吸収式冷温水機の前記入口温度が、前記第１吸収式冷温水機の定格運転時における入口温度よりも所定温度高い温度にて前記第２吸収式冷温水機の運転を停止し、この停止温度よりも更に高い温度にて前記第２吸収式冷温水機の運転を開始する
ことを特徴とする請求項１に記載の吸収式冷温水システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−４７５７６（Ｐ２０１３−４７５７６Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８５４７１（Ｐ２０１１−１８５４７１）
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【出願人】（５０１４１８４９８）矢崎エナジーシステム株式会社 (79)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【出願人】（５０１４１８４９８）矢崎エナジーシステム株式会社 (79)
【Ｆターム（参考）】
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