JP2014001876A - Adsorptive refrigeration device and engine-driven air conditioner - Google Patents
Adsorptive refrigeration device and engine-driven air conditioner Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014001876A JP2014001876A JP2012136725A JP2012136725A JP2014001876A JP 2014001876 A JP2014001876 A JP 2014001876A JP 2012136725 A JP2012136725 A JP 2012136725A JP 2012136725 A JP2012136725 A JP 2012136725A JP 2014001876 A JP2014001876 A JP 2014001876A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- medium
- mode
- adsorption
- cooling
- condenser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、媒体が吸着剤に吸着されることに伴って蒸発することにより冷却対象を冷却する吸着式冷凍装置及びそれを備えたエンジン駆動式空調装置に関するものである。 The present invention relates to an adsorption refrigeration apparatus that cools an object to be cooled by evaporating as a medium is adsorbed by an adsorbent, and an engine-driven air conditioner including the adsorption refrigeration apparatus.
従来より吸着式冷凍装置は、吸着剤が収納された吸着器と、この吸着器の媒体出口に接続された凝縮器と、この凝縮器の媒体出口及び吸着器の媒体入口に接続された蒸発器とから構成され、内部は真空とされると共に、媒体(例えば水)が封入されている。そして、吸着剤を加熱して、当該吸着剤に吸着されている媒体を脱離させ、気体(水蒸気)とすると共に、凝縮器で液化(水)させ、この液化した媒体を蒸発器に供給する(媒体脱離モード)。次に、吸着剤を冷却して媒体を吸着させることで、蒸発器内の媒体を蒸発させる(媒体吸着モード)。このときに蒸発潜熱を吸収することで、冷却対象を冷却する構成とされている。 Conventionally, an adsorption refrigeration apparatus includes an adsorber containing an adsorbent, a condenser connected to a medium outlet of the adsorber, and an evaporator connected to a medium outlet of the condenser and a medium inlet of the adsorber. The inside is evacuated and a medium (for example, water) is enclosed. Then, the adsorbent is heated to desorb the medium adsorbed on the adsorbent to form a gas (water vapor) and liquefy (water) with a condenser, and the liquefied medium is supplied to the evaporator. (Medium release mode). Next, the medium in the evaporator is evaporated by cooling the adsorbent and adsorbing the medium (medium adsorption mode). At this time, the cooling target is cooled by absorbing the latent heat of vaporization.
そして、このような吸着式冷凍装置を、例えば車両用空調装置の冷媒凝縮器を出た冷媒の過冷却に用いることが考えられている。この車両用空調装置では、吸着式冷凍装置の蒸発器を蒸気圧縮式冷凍装置の冷媒回路内に組み込み、当該冷媒回路の冷媒凝縮器を出た冷媒を蒸発器で冷却する冷却対象としている。それにより、冷媒凝縮器から出た冷媒を過冷却し、車両用空調装置の冷凍能力の向上と、燃費の改善を図っていた(例えば、特許文献1参照)。 Then, it is considered that such an adsorption refrigeration apparatus is used for, for example, supercooling the refrigerant that has exited the refrigerant condenser of the vehicle air conditioner. In this vehicle air conditioner, the evaporator of the adsorption refrigeration apparatus is incorporated in the refrigerant circuit of the vapor compression refrigeration apparatus, and the refrigerant discharged from the refrigerant condenser of the refrigerant circuit is a cooling target that is cooled by the evaporator. Thereby, the refrigerant discharged from the refrigerant condenser was supercooled to improve the refrigeration capacity of the vehicle air conditioner and improve the fuel consumption (for example, see Patent Document 1).
尚、吸着式冷凍装置では吸着時の蒸気媒体吸着量Xa(媒体吸着モードが終了した段階で吸着剤に吸着されている媒体の量)と脱離時の蒸気媒体吸着量Xd(媒体脱離モードが終了した段階で吸着剤に吸着されている媒体の量)との吸着量差ΔX(=Xa−Xd)が冷熱出力源となる。 In the adsorption refrigeration apparatus, the vapor medium adsorption amount Xa at the time of adsorption (the amount of medium adsorbed to the adsorbent when the medium adsorption mode is completed) and the vapor medium adsorption amount Xd at the time of desorption (medium desorption mode) The amount of adsorption ΔX (= Xa−Xd) with respect to the amount of the medium adsorbed on the adsorbent at the stage when the is completed becomes a cold output source.
また、上記媒体脱離モードでは、蒸発器内に液化した媒体を供給している状態であるため、蒸発器における冷却作用は得られない。そこで、従来では吸着器を二組用意し、交互に切り換えて連続した冷却作用が得られるようにしたものもあった(例えば、特許文献2参照)。 Further, in the medium desorption mode, since the liquefied medium is supplied into the evaporator, the cooling action in the evaporator cannot be obtained. In view of this, there have conventionally been two sets of adsorbers that are alternately switched to obtain a continuous cooling action (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、二組の吸着器を用意する場合には、吸着式冷凍装置が大型化する問題が生じる。そこで、蒸発器に蓄冷剤を設け、媒体吸着モードにおいて冷却対象を冷却するのと同時に蓄冷剤も冷却しておき、媒体脱離モードでも蓄冷剤に蓄えられた冷熱を利用して冷却対象の冷却を行うものも考えられている(例えば、特許文献3参照)。 However, when two sets of adsorbers are prepared, there arises a problem that the adsorption refrigeration apparatus is enlarged. Therefore, a cool storage agent is provided in the evaporator so that the cooling target is cooled at the same time that the cooling target is cooled in the medium adsorption mode, and the cooling target is cooled by using the cold energy stored in the cool storage agent even in the medium detachment mode. (For example, refer to Patent Document 3).
ここで、脱離時の上記蒸気媒体吸着量Xdは、脱離時の蒸気媒体飽和圧力Pd(脱離時の吸着器内の圧力)に対する凝縮圧力Pc(脱離時の凝縮器内の圧力)の比Pc/Pdによって決定される。従って、凝縮圧力Pcが下がれば、脱離時の蒸気媒体吸着量Xdが少なくなるので、吸着量差ΔXが大きくなり、結果として冷熱出力も向上する。そして、冷熱出力を上げられれば、吸着剤の量を少なくして装置全体の小型化も図れることになる。 Here, the vapor medium adsorption amount Xd at the time of desorption is the condensation pressure Pc (pressure in the condenser at the time of desorption) with respect to the vapor medium saturation pressure Pd at the time of desorption (the pressure in the adsorber at the time of desorption). The ratio Pc / Pd. Therefore, if the condensing pressure Pc decreases, the vapor medium adsorption amount Xd at the time of desorption decreases, so the adsorption amount difference ΔX increases, and as a result, the cooling output is also improved. If the cold output can be increased, the amount of the adsorbent can be reduced and the entire apparatus can be downsized.
本発明は、係る従来の状況に鑑みてなされたものであり、蓄冷剤を用いて冷熱出力を向上させた吸着式冷凍装置及びそれを用いたエンジン駆動式空調装置を提供するものである。 This invention is made | formed in view of the conventional situation which concerns, and provides the adsorption-type refrigeration apparatus which improved the cold output using the cool storage agent, and an engine drive type air conditioner using the same.
上記課題を解決するために、請求項1の発明の吸着式冷凍装置は、媒体吸着モードにおいて冷却されることにより媒体を吸着し、媒体脱離モードにおいて加熱されることにより媒体を脱離する吸着剤を備えた吸着器と、媒体吸着モードにおいて吸着剤に媒体が吸着されることに伴い、当該媒体が蒸発することにより冷却対象を冷却する蒸発器と、媒体脱離モードにおいて吸着剤から脱離した媒体を凝縮させ、蒸発器に戻す凝縮器とを備えたものであって、凝縮器と熱交換関係に蓄冷剤を設けたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the adsorption refrigeration apparatus of the invention of
また、請求項2の発明の吸着式冷凍装置は上記発明において、媒体脱離モードにおいて凝縮器を空冷するための凝縮用送風機を備えると共に、媒体吸着モードにおいても凝縮用送風機を運転することを特徴とする。
Further, the adsorption refrigeration apparatus according to the invention of
更に、請求項3の発明の吸着式冷凍装置は上記発明において、媒体吸着モードの後、媒体脱離モードを実行する以前に、吸着器と蒸発器及び凝縮器とを非連通状態として吸着剤を加熱する媒体脱離準備モードを実行すると共に、この媒体脱離準備モードにおいても凝縮用送風機を運転することを特徴とする。
Furthermore, the adsorption refrigeration apparatus of the invention of
請求項4の発明の吸着式冷凍装置は、媒体吸着モードにおいて冷却されることにより媒体を吸着し、媒体脱離モードにおいて加熱されることにより媒体を脱離する吸着剤を備えた吸着器と、媒体吸着モードにおいて吸着剤に媒体が吸着されることに伴い、当該媒体が蒸発することにより冷却対象を冷却する蒸発器と、媒体脱離モードにおいて吸着剤から脱離した媒体を凝縮させ、蒸発器に戻す凝縮器と、媒体吸着モードにおいて吸着器を冷却すると共に、媒体脱離モードにおいては凝縮器を冷却する冷却水を冷却するための冷却水冷却器とを備えたものであって、冷却水冷却器、若しくは、凝縮器と熱交換関係に蓄冷剤を設けたことを特徴とする。 An adsorption refrigeration apparatus according to a fourth aspect of the invention includes an adsorber including an adsorbent that adsorbs a medium by being cooled in a medium adsorption mode and desorbs the medium by being heated in a medium desorption mode; As the medium is adsorbed by the adsorbent in the medium adsorption mode, an evaporator that cools the object to be cooled as the medium evaporates, and the medium desorbed from the adsorbent in the medium desorption mode is condensed, and the evaporator And a cooling water cooler for cooling the cooling water for cooling the condenser in the medium desorption mode and cooling the cooling water in the medium desorption mode. A cool storage agent is provided in a heat exchange relationship with a cooler or a condenser.
また、請求項5の発明の吸着式冷凍装置は、上記において冷却水冷却器を空冷するための冷却水冷却用送風機を備え、媒体吸着モードの後、媒体脱離モードを実行する以前に、吸着器と蒸発器及び凝縮器とを非連通状態として吸着剤を加熱する媒体脱離準備モードを実行すると共に、この媒体脱離準備モードにおいても冷却水冷却用送風機を運転することを特徴とする。 The adsorption refrigeration apparatus of the invention of claim 5 includes a cooling water cooling blower for air-cooling the cooling water cooler in the above, and after the medium adsorption mode, before the medium desorption mode is executed, The medium desorption preparation mode for heating the adsorbent is performed with the evaporator, the evaporator, and the condenser in a non-communication state, and the cooling water cooling blower is also operated in this medium desorption preparation mode.
請求項6の発明の吸着式冷凍装置は、媒体吸着モードにおいて冷却されることにより媒体を吸着し、媒体脱離モードにおいて加熱されることにより媒体を脱離する吸着剤を備えた吸着器と、媒体吸着モードにおいて吸着剤に媒体が吸着されることに伴い、当該媒体が蒸発することにより冷却対象を冷却する蒸発器と、媒体脱離モードにおいて吸着剤から脱離した媒体を凝縮させ、蒸発器に戻す凝縮器と、媒体吸着モードにおいて吸着器を冷却すると共に、媒体脱離モードにおいては凝縮器を冷却する冷却水を冷却するための冷却水冷却器と、この冷却水冷却器を空冷するための冷却水冷却用送風機とを備えたものであって、媒体吸着モードの後、媒体脱離モードを実行する以前に、吸着器と蒸発器及び凝縮器とを非連通状態として吸着剤を加熱する媒体脱離準備モードを実行すると共に、この媒体脱離準備モードにおいても冷却水冷却用送風機を運転することを特徴とする。 An adsorption refrigeration apparatus according to a sixth aspect of the present invention includes an adsorber including an adsorbent that adsorbs a medium by being cooled in the medium adsorption mode and desorbs the medium by being heated in the medium desorption mode; As the medium is adsorbed by the adsorbent in the medium adsorption mode, an evaporator that cools the object to be cooled as the medium evaporates, and the medium desorbed from the adsorbent in the medium desorption mode is condensed, and the evaporator In order to cool the adsorber in the medium adsorption mode, to cool the cooling water for cooling the condenser in the medium desorption mode, and to air-cool the cooling water cooler The cooling water cooling blower is provided, and after the medium adsorption mode, before the medium desorption mode is executed, the adsorbent is added to the adsorber, the evaporator, and the condenser in a non-communication state. And executes the media desorption ready mode, also characterized in that to drive the coolant cooling fan in the medium desorption preparation mode.
そして、請求項7の発明のエンジン駆動式空調装置は、蒸気圧縮式冷凍装置と、上記各発明の吸着式冷凍装置とを備え、この吸着式冷凍装置の蒸発器により、蒸気圧縮式冷凍装置の冷媒回路を流れる冷媒を冷却対象として冷却することを特徴とする。 An engine-driven air conditioner according to a seventh aspect of the present invention includes a vapor compression refrigeration apparatus and the adsorption refrigeration apparatus according to each of the above inventions, and the evaporator of the adsorption refrigeration apparatus allows the vapor compression refrigeration apparatus to The refrigerant flowing through the refrigerant circuit is cooled as a cooling target.
請求項1の発明によれば、媒体吸着モードにおいて冷却されることにより媒体を吸着し、媒体脱離モードにおいて加熱されることにより媒体を脱離する吸着剤を備えた吸着器と、媒体吸着モードにおいて吸着剤に媒体が吸着されることに伴い、当該媒体が蒸発することにより冷却対象を冷却する蒸発器と、媒体脱離モードにおいて吸着剤から脱離した媒体を凝縮させ、蒸発器に戻す凝縮器とを備えた吸着式冷凍装置において、凝縮器と熱交換関係に蓄冷剤を設けたので、この蓄冷剤に冷熱を蓄えておくことにより、媒体脱離モードにおける脱離時の凝縮器の温度、即ち、凝縮温度を下げることが可能となる。
According to the invention of
脱離時の凝縮温度が下がれば、それに相対する前記凝縮圧力Pcが下がるので、前述したように脱離時の蒸気媒体吸着量Xdが少なくなる。そして、脱離時の蒸気媒体吸着量Xdが少なくなれば、吸着量差ΔXが大きくなるので、結果として吸着式冷凍装置の冷熱出力を向上させることができるようになると共に、同一の出力であれば吸着器の吸着剤の量を少なくすることが可能となり、それにより、装置全体の小型化を図ることが可能となるものである。 If the condensation temperature at the time of desorption decreases, the condensing pressure Pc corresponding thereto decreases, so that the vapor medium adsorption amount Xd at the time of desorption decreases as described above. If the vapor medium adsorption amount Xd at the time of desorption decreases, the adsorption amount difference ΔX increases, so that the cooling output of the adsorption refrigeration apparatus can be improved as a result, and the same output can be obtained. Thus, it is possible to reduce the amount of adsorbent in the adsorber, thereby reducing the overall size of the apparatus.
この場合、請求項2の発明の如く媒体脱離モードにおいて凝縮器を空冷するための凝縮用送風機を媒体吸着モードにおいても運転すれば、所謂空冷式の吸着式冷凍装置において、凝縮器が機能しない媒体吸着モード中に凝縮器とそれと熱交換関係に設けられた蓄冷剤を空冷し、この蓄冷剤に冷熱を蓄えておいてその後の媒体離脱モードで凝縮温度を下げることができるようになる。 In this case, the condenser does not function in the so-called air-cooled adsorption refrigeration apparatus if the condenser blower for air-cooling the condenser in the medium desorption mode is operated also in the medium adsorption mode. During the medium adsorption mode, the condenser and the cool storage agent provided in a heat exchange relationship with the condenser are air-cooled, and the cool temperature is stored in the cool storage agent so that the condensation temperature can be lowered in the subsequent medium release mode.
特に、請求項3の発明の如く媒体吸着モードの後、媒体脱離モードを実行する以前に、吸着器と蒸発器及び凝縮器とを非連通状態として吸着剤を加熱する媒体脱離準備モードにおいても凝縮用送風機を運転すれば、媒体脱離モードに入る以前に蓄冷剤を十分に冷やし、冷熱を蓄えておくことが可能となるので、媒体脱離モードにおける凝縮温度をより一層下げて冷熱出力量の増大を図ることが可能となるものである。 In particular, in the medium desorption preparation mode in which the adsorber, the evaporator, and the condenser are disconnected from each other and the adsorbent is heated after the medium adsorption mode and before the medium desorption mode is executed. However, if the condenser blower is operated, it is possible to sufficiently cool the cool storage agent and store cold before entering the medium desorption mode. It is possible to increase the competence.
請求項4の発明によれば、媒体吸着モードにおいて冷却されることにより媒体を吸着し、媒体脱離モードにおいて加熱されることにより媒体を脱離する吸着剤を備えた吸着器と、媒体吸着モードにおいて吸着剤に媒体が吸着されることに伴い、当該媒体が蒸発することにより冷却対象を冷却する蒸発器と、媒体脱離モードにおいて吸着剤から脱離した媒体を凝縮させ、蒸発器に戻す凝縮器と、媒体吸着モードにおいて吸着器を冷却すると共に、媒体脱離モードにおいては凝縮器を冷却する冷却水を冷却するための冷却水冷却器とを備えた吸着式冷凍装置において、冷却水冷却器、若しくは、凝縮器と熱交換関係に蓄冷剤を設けたので、所謂水冷式の吸着式冷凍装置において媒体脱離モードに入る以前に、この蓄冷剤に冷熱を蓄えておくことにより、同様に媒体脱離モードにおける脱離時の凝縮器の温度、即ち、凝縮温度を下げることが可能となる。
According to the invention of
脱離時の凝縮温度が下がれば、前述同様に吸着式冷凍装置の冷熱出力を向上させることができるようになると共に、同一の出力であれば吸着器の吸着剤の量を少なくすることが可能となり、それにより、装置全体の小型化を図ることが可能となる。また、蓄冷剤に蓄えられた冷熱は、媒体吸着モードにおいて吸着剤の温度を下げる作用も期待できるので、一層の冷熱出力の増大を図ることが可能となる。 If the condensation temperature at the time of desorption decreases, the cold output of the adsorption refrigeration system can be improved as described above, and if the output is the same, the amount of adsorbent in the adsorber can be reduced. As a result, the entire apparatus can be reduced in size. In addition, since the cold stored in the cold storage agent can be expected to lower the temperature of the adsorbent in the medium adsorption mode, it is possible to further increase the cold output.
この場合、請求項5の発明の如く冷却水冷却器を空冷するための冷却水冷却用送風機を備えており、媒体吸着モードの後、媒体脱離モードを実行する以前に、吸着器と蒸発器及び凝縮器とを非連通状態として吸着剤を加熱する媒体脱離準備モードを実行すると共に、この媒体脱離準備モードにおいても冷却水冷却用送風機を運転すれば、媒体脱離モードに入る以前に効果的に冷却水冷却器や凝縮器、及び、それらと熱交換関係に設けられた蓄冷剤を空冷し、この蓄冷剤に冷熱を蓄えることができるようになる。 In this case, a cooling water cooling blower for air cooling the cooling water cooler as in the invention of claim 5 is provided, and after the medium adsorption mode and before the medium desorption mode is executed, the adsorber and the evaporator And the medium desorption preparation mode in which the adsorbent is heated with the condenser in a non-communication state and the cooling water cooling blower is operated in this medium desorption preparation mode before entering the medium desorption mode. The cooling water cooler and the condenser, and the cool storage agent provided in a heat exchange relationship therewith can be air-cooled, and cold energy can be stored in the cool storage agent.
これにより、その後の媒体離脱モードで凝縮温度を効果的に下げることができるようになり、冷熱出力量の一層の増大を図ることが可能となるものである。 As a result, the condensation temperature can be effectively lowered in the subsequent medium detachment mode, and the amount of cold output can be further increased.
請求項6の発明によれば、媒体吸着モードにおいて冷却されることにより媒体を吸着し、媒体脱離モードにおいて加熱されることにより媒体を脱離する吸着剤を備えた吸着器と、媒体吸着モードにおいて吸着剤に媒体が吸着されることに伴い、当該媒体が蒸発することにより冷却対象を冷却する蒸発器と、媒体脱離モードにおいて吸着剤から脱離した媒体を凝縮させ、蒸発器に戻す凝縮器と、媒体吸着モードにおいて吸着器を冷却すると共に、媒体脱離モードにおいては凝縮器を冷却する冷却水を冷却するための冷却水冷却器と、この冷却水冷却器を空冷するための冷却水冷却用送風機とを備えた吸着式冷凍装置において、媒体吸着モードの後、媒体脱離モードを実行する以前に、吸着器と蒸発器及び凝縮器とを非連通状態として吸着剤を加熱する媒体脱離準備モードを実行すると共に、この媒体脱離準備モードにおいても冷却水冷却用送風機を運転するようにしたので、所謂水冷式の吸着式冷凍装置において、媒体脱離準備モード中に冷却水冷却器を空冷し、内部の冷却水の温度を下げておいてその後の媒体離脱モードでの凝縮温度を下げることができるようになる。
According to the invention of
そして、この場合も脱離時の凝縮温度が下がれば、前述同様に吸着式冷凍装置の冷熱出力を向上させることができるようになると共に、同一の出力であれば吸着器の吸着剤の量を少なくすることが可能となり、それにより、装置全体の小型化を図ることが可能となる。 Also in this case, if the condensation temperature at the time of desorption decreases, the cooling output of the adsorption refrigeration apparatus can be improved as described above, and if the output is the same, the amount of adsorbent in the adsorber can be increased. It is possible to reduce the number of the devices, thereby reducing the size of the entire apparatus.
そして、請求項7の発明の如く蒸気圧縮式冷凍装置を備えたエンジン駆動式空調装置に上記各発明の吸着式冷凍装置を設け、この吸着式冷凍装置の蒸発器により、蒸気圧縮式冷凍装置の冷媒回路を流れる冷媒を冷却対象として冷却することにより、エンジン駆動式空調装置の冷房能力を改善することができるようになる。特に、上記各発明の吸着式冷凍装置は小型化が可能であるので、エンジンを備えた車両用の空調装置として極めて好適なものとなる。
Then, the adsorption refrigeration apparatus of each of the above inventions is provided in an engine-driven air conditioner equipped with a vapor compression refrigeration apparatus as in the invention of
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。各実施例の吸着式冷凍装置は、車両に搭載されて車両用空調装置の一部として機能し、空調用の蒸気圧縮式冷凍装置の冷媒回路を流れる冷媒の過冷却に用いられて冷房能力の向上に寄与するものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The adsorption refrigeration apparatus of each embodiment is mounted on a vehicle and functions as a part of a vehicle air conditioner. The adsorption refrigeration apparatus is used for supercooling refrigerant flowing through a refrigerant circuit of a vapor compression refrigeration apparatus for air conditioning and has a cooling capacity. It contributes to improvement.
次に、図1乃至図5を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。図1はエンジン駆動式空調装置の実施例1に係る車両用空調装置1の回路図である。実施例の車両用空調装置1は、図示しない車両(例えば自動車)の車室内空気を冷却するものであり、冷媒(例えばR−134a)を圧縮して凝縮し、蒸発させることで冷凍能力を発揮する冷媒回路を備えた蒸気圧縮式冷凍装置2と、この蒸気圧縮式冷凍装置2の冷媒回路に組み込まれた蒸発器3を備え、吸着剤による媒体(例えば水)の脱離/吸着作用を利用して冷熱出力を発揮する本発明の吸着式冷凍装置4とから構成されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram of a
実施例の蒸気圧縮式冷凍装置2は、車両のエンジン6により、電磁クラッチを介して駆動される冷媒圧縮機7と、冷媒凝縮器8と、減圧手段としての膨張弁9と、冷媒蒸発器11等を順次環状に配管接続して冷媒回路が構成されている。冷媒圧縮機7及び冷媒凝縮器8は車両のエンジンルームに設けられ、冷媒凝縮器8は凝縮器用送風機10により空冷される。
The vapor
エンジン6は、車両の走行駆動源をなす内燃機関である。エンジン6の冷却系13(エンジン冷却系)は、ウォーターポンプ14を用いてエンジン6とラジエータ16との間で冷却水(エンジン冷却水:第2の媒体)を循環させる。ラジエータ16はラジエータ送風機17を備え、エンジン6を冷却して高温となった冷却水を外気との熱交換により冷却してエンジン6に戻す。
The
そして、このエンジン6により電磁クラッチを介して冷媒圧縮機7が運転されると、高温高圧のガス冷媒が吐出され、冷媒凝縮器8に流入する。そこで冷媒は空冷されて凝縮液化し、膨張弁9で減圧された後、冷媒蒸発器11に流入する。冷媒蒸発器11に流入した冷媒はそこで蒸発し、このときに生じる吸熱作用(潜熱)で冷凍能力を発揮する。この冷媒蒸発器11は車室内に配置され、冷気循環用送風機18により車室内の空気が通風され、冷却された後、車室内に吹き出される。これにより、車室内は所定の温度に空調(冷却)される。また、冷媒蒸発器11で蒸発した冷媒は冷媒圧縮機7に再び吸い込まれる。
When the
係る蒸気圧縮式冷凍装置2の冷媒凝縮器8の出口側と膨張弁9の入口側の間に、吸着式冷凍装置4を構成する蒸発器3が過冷却熱交換器として組み込まれている。以後、冷媒凝縮器8の出口と膨張弁9の入口の間の冷媒配管を12とする。尚、この吸着式冷凍装置4もエンジンルームに設けられる。
Between the outlet side of the
この実施例の吸着式冷凍装置4は、吸着器21と、この吸着器21の媒体出口に第1バルブ22を介して配管接続された凝縮器23と、この凝縮器23の媒体出口に第2バルブ24を介して液供給管26により接続された前記蒸発器3とを備えており、この蒸発器3の蒸気回収管27が第3バルブ28を介して吸着器21の媒体入口に接続されることにより媒体回路が構成され、この媒体回路内には真空下で吸着媒体として水(蒸気)が封入されている。
The
吸着器21内には実施例ではシリカゲル、ゼオライト等の吸着剤21A(水吸着剤)が収納されている。この吸着剤21Aはその雰囲気の相対湿度が高くなるほど吸着可能な蒸気媒体量(吸着容量)が増大する性質を有する。従って、吸着剤21Aを加熱すると当該吸着剤21Aの表面近傍の相対湿度が低下して吸着容量が減少するので、その減少分、吸着している媒体を脱離放出させる。一方、吸着剤21Aを冷却すると当該吸着剤21Aの表面近傍の相対湿度が上昇して吸着容量が増加するので、その増加分、媒体を吸着する。
In the
尚、この吸着器21内の吸着剤21Aの加熱手段として、実施例では前記冷却水(エンジン冷却水)が用いられる。そのために吸着器21内の吸着剤21Aと熱的に接するように加熱パイプ31が貫通して設けられている。この加熱パイプ31は第4バルブ32を介してエンジン冷却系13に対し、ラジエータ16と並列に接続されており、第4バルブ32を開くことで高温の冷却水を加熱パイプ31に流通させることで、吸着剤21Aを加熱可能とされている。
In the embodiment, the cooling water (engine cooling water) is used as a heating means for the adsorbent 21A in the
また、吸着器21内の吸着剤21Aの冷却手段としては吸着用送風機29が用いられる。この吸着用送風機29を運転することで、外気により吸着剤21Aを空冷可能とされている。
Further, as a cooling means for the adsorbent 21 </ b> A in the
凝縮器23は吸着器21にて吸着剤21Aから脱離放出された蒸気媒体を冷却して凝縮液化するものであり、その冷却には凝縮用送風機33が用いられる。即ち、この実施例の吸着式冷凍装置4は空冷式の吸着式冷凍装置である。
The
そして、この凝縮器23に本発明では蓄冷剤34が設けられている。この蓄冷剤34としては、水等の熱容量(比熱)の大きな物質(顕熱を利用)や、パラフィン等の相変化物質(潜熱を利用)が用いられる。尚、実施例では凝縮器23内を媒体が流れる配管に蓄冷剤34を設けているが、凝縮器23と熱交換関係に設けられて凝縮用送風機33により共に空冷されるかたちであれば、その配置箇所や形態は限定されない。
The
蒸発器3は真空容器3Aから構成され、この真空容器3A内に凝縮器23で液化した媒体としての水が液供給管26により供給されるものであり、凝縮器23より下方に配置される。この実施例では真空容器3A内に前記冷媒配管12が引き込まれており、液供給管26から供給される媒体(水)と冷媒配管12内を流れる冷媒とを熱交換させる。そして、真空容器3A内で蒸発して冷媒を冷却した蒸気媒体は、蒸気回収管27を介して吸着器21に戻され、吸着剤21Aに再び吸着されることになる。
The
以上の構成で、次に吸着式冷凍装置4の動作を中心とした車両用空調装置1の動作を説明する。吸着式冷凍装置4は媒体吸着モード(図2)と、媒体脱離準備モード(図3)と、媒体脱離モード(図4)とを周期的に繰り返す。尚、各図において白抜きで示すバルブは開き、黒塗りで示すバルブは閉じているものとする。また、白抜きで示す送風機は運転され、黒塗りで示す送風機は停止しているものとする。
Next, the operation of the
(媒体吸着モード)
図2に示す媒体吸着モードでは第3バルブ28を開き、第1バルブ22及び第2バルブ24を閉じる。そして、冷却水(エンジン冷却水)による吸着器21内の吸着剤21Aの加熱を停止するために、第4バルブ32も閉じる。また、吸着用送風機29が運転され、これにより吸着器21内の吸着剤21Aは吸着用送風機29により冷却されるようになる。
(Media adsorption mode)
In the medium adsorption mode shown in FIG. 2, the
吸着器21内の吸着剤21Aが冷却されると、内部の相対湿度が増加するので、吸着剤21Aの吸着容量が増加し、吸着器21内の媒体(蒸気)が吸着剤21Aに吸着される。これにより、吸着器21内の圧力が低下し、この圧力低下は第3バルブ28及び蒸気回収管27を介して蒸発器3の真空容器3A内に伝えられる。蒸発器3の真空容器3A内の圧力低下により、内部に貯留された媒体(水)が蒸発する。真空容器3A内で蒸発した媒体(蒸気媒体)は蒸気回収管27により回収され、第3バルブ28を介して吸着器21に戻り、吸着剤21Aに吸着される。このときの蒸発作用により冷媒配管12内を流れる冷媒から熱を奪うので、冷媒は冷却されることになる。
When the adsorbent 21A in the
冷媒配管12は前述した如く蒸気圧縮式冷凍装置2の冷媒凝縮器8で凝縮された後の冷媒が流れているので、冷媒は蒸発器3によって過冷却されることになる。この吸着式冷凍装置4の蒸発器3による過冷却により、蒸気圧縮式冷凍装置2の冷却能力が向上する。
As described above, since the refrigerant after being condensed by the
この媒体吸着モード中は、第1バルブ22及び第2バルブ24が閉じているので、凝縮器23は機能しない。しかしながら、本発明では凝縮用送風機33は運転される。この凝縮用送風機33の運転により、凝縮器23及びそれに設けられた蓄冷剤34は外気によって空冷されるので、それらの温度は低下し、主に蓄冷剤34に冷熱が蓄えられることになる。
Since the
(媒体脱離準備モード)
次に吸着式冷凍装置4は図3に示す媒体脱離準備モードに移行する。図3に示す媒体脱離準備モードでは第1バルブ22、第2バルブ24、及び、第3バルブ28を閉じて吸着器21と凝縮器23及び蒸発器3との連通を断つ(非連通状態)。そして、冷却水(エンジン冷却水)による吸着器21内の吸着剤21Aの加熱を開始するために、第4バルブ32を開く。これにより、高温の冷却水(エンジン冷却水)の一部が加熱パイプ31に流通されるので、吸着器21内の吸着剤21Aは加熱される。
(Medium release preparation mode)
Next, the
尚、吸着用送風機29は停止され、各バルブ22、24、28も閉じていることから、吸着器21内の吸着剤21Aの温度は迅速に上昇していき、吸着器21内の相対湿度も迅速に低下していくことになる。
Since the
そして、この媒体脱離準備モード中も第1バルブ22及び第2バルブ24が閉じていることから凝縮器23は機能しないが、本発明では凝縮用送風機33が運転される。この凝縮用送風機33の運転により、凝縮器23及びそれに設けられた蓄冷剤34は外気によって空冷され続けるので、それらの温度は更に低下する。これにより、後述する媒体脱離モードに入る以前に、主に蓄冷剤34に冷熱が蓄えられることになる。
During the medium desorption preparation mode, the
(媒体脱離モード)
次に吸着式冷凍装置4は図4に示す媒体脱離モードに移行する。図4に示す媒体脱離モードでは、第1バルブ22及び第2バルブ24を開き、第3バルブ28を閉じる。また、第4バルブ32は引き続き開き、冷却水(エンジン冷却水)により吸着器21内の吸着剤21Aを加熱し続ける。尚、吸着用送風機29はこの媒体脱離モードにおいても停止している。
(Medium release mode)
Next, the
冷却水(エンジン冷却水)により吸着器21内の吸着剤21Aが加熱されると、吸着器21内の相対湿度が引き続き低下して吸着容量が減少するため、吸着剤21Aに吸着されていた媒体(蒸気)が脱離放出される。そして、吸着器21内の圧力が上昇するため、脱離した媒体(蒸気)は第1バルブ22を介して凝縮器23へと押し出される。
When the adsorbent 21A in the
この媒体脱離モードでは凝縮用送風機33は引き続き運転されるので、第1バルブ22を経て凝縮器23に流入した媒体(蒸気)は空冷される。また、蓄冷剤34は前述した媒体吸着モード及び媒体脱離準備モード中にも空冷され、冷熱が蓄えられているので、凝縮器23に流入した媒体(蒸気)は、凝縮用送風機33による空冷に加え、蓄冷剤34からも冷却作用を受けて凝縮液化する。
In this medium desorption mode, the condensing
この液化した媒体(水)は第2バルブ24を介し、液供給管26から蒸発器3の真空容器3A内に供給され、貯留される。そして、次に行われる媒体吸着モードにおいて蒸発することにより、冷媒配管12内を流れる冷媒を冷却することに使用される。
The liquefied medium (water) is supplied from the
ここで、図5は上述した媒体吸着モード、媒体脱離準備モード、及び、媒体脱離モードにおける凝縮器23の温度(凝縮温度)の推移を示している。図中L1は凝縮器23に蓄冷剤を設けない場合、L2は本発明の如く凝縮器23に蓄冷剤34を設けた場合を示している。
Here, FIG. 5 shows the transition of the temperature (condensation temperature) of the
凝縮器23に蓄冷剤を設けない場合、媒体脱離モードでは加熱パイプ31を流れる冷却水(エンジン冷却水)からの加熱作用で温度が上昇した媒体(蒸気)が第1バルブ22を介して凝縮器23に流入するため、図5のL1に示すように凝縮器23の温度は急激に上昇していく。そして、媒体吸着モードから媒体脱離準備モードの期間中には、第1バルブ22が閉じられて凝縮器23への媒体(蒸気)の流入が停止するので、凝縮器23の温度は急速に低下していくという変化を示す。
When no regenerator is provided in the
一方、本発明の如く凝縮器23に蓄冷剤34を設け、媒体吸着モードから媒体脱離準備モードに渡る期間中も媒体脱離モードと同様に凝縮用送風機33を運転した場合、図5のL2に示すように、媒体吸着モードや媒体脱離準備モードにおいては蓄冷剤34を冷却するために凝縮用送風機33による冷却能力が費やされるため、凝縮器23の温度低下はL1の場合よりも緩慢となる。
On the other hand, when the
しかしながら、媒体脱離モードにおいては、媒体吸着モード及び媒体脱離準備モード中に冷却された蓄冷剤34に蓄えられた冷熱による冷却作用が働くため、凝縮器23の温度上昇はL1の場合よりも著しく低くなる。媒体脱離モードにおける脱離時の凝縮器23の温度(凝縮温度)が下がると、それに相対する凝縮圧力Pcが下がるので、前述したように脱離時の吸着剤21Aの蒸気媒体吸着量Xdが少なくなる。
However, in the medium desorption mode, the cooling action by the cold stored in the
そして、脱離時の蒸気媒体吸着量Xdが少なくなれば、吸着剤21Aによる吸着量差ΔXが大きくなるので、結果として吸着式冷凍装置4の冷熱出力を向上させることができるようになる。また、同一の出力であれば吸着器21内の吸着剤21Aの量を少なくすることができるようになるので、吸着式冷凍装置4の小型化を図ることが可能となり、車両用空調装置1にとっては極めて好適なものとなる。
If the vapor medium adsorption amount Xd at the time of desorption decreases, the adsorption amount difference ΔX by the adsorbent 21A increases, and as a result, the cold output of the
次に、図6乃至図9を参照して、本発明の他の実施例として所謂水冷式の吸着式冷凍装置に本発明を適用する場合について説明する。尚、各図において、図1乃至図5と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。また、図6乃至図9では示さないが、この例の車両用空調装置1も図1乃至図4で示した蒸気圧縮式冷凍装置2が設けられ、エンジン6により電磁クラッチを介して冷媒圧縮機7が運転されるものとする。
Next, a case where the present invention is applied to a so-called water-cooled adsorption refrigeration apparatus will be described as another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In addition, in each figure, what is shown with the same code | symbol as FIG. 1 thru | or FIG. 5 shall show | play the same or similar function. Although not shown in FIGS. 6 to 9, the
即ち、この場合も同様にエンジン6の冷却系13(エンジン冷却系)は、ウォーターポンプ14を用いてエンジン6とラジエータ16との間で冷却水(エンジン冷却水:第2の媒体)を循環させる。そして、このラジエータ16にラジエータ送風機17により外気を通風し、エンジン6を冷却して高温となった冷却水を冷却してエンジン6に戻す。
That is, in this case as well, the cooling system 13 (engine cooling system) of the
そして、ここでは図示していない前記蒸気圧縮式冷凍装置2の前述した冷媒凝縮器8の出口側と膨張弁9の入口側の間に、この場合も吸着式冷凍装置4を構成する蒸発器3が過冷却熱交換器として組み込まれている。ここでも冷媒凝縮器8の出口と膨張弁9の入口の間の冷媒配管を12で示す。
And the
図6において、この実施例の吸着式冷凍装置4も吸着器21と、この吸着器21の媒体出口に第1バルブ22を介して配管接続された凝縮器23と、この凝縮器23の媒体出口に第2バルブ24を介して液供給管26により接続された前記蒸発器3とを備えており、この蒸発器3の蒸気回収管27が第3バルブ28を介して吸着器21の媒体入口に接続されることにより媒体回路が構成され、この媒体回路内には真空下で吸着媒体として水(蒸気)が封入されている。
In FIG. 6, the
吸着器21内には前述同様の吸着剤21Aが収納されている。尚、この実施例では吸着器21内の吸着剤21Aの加熱手段及び冷却手段、及び、凝縮器23の冷却手段として、前記冷却水(エンジン冷却水)が用いられる。従って、前述した吸着用送風機29及び凝縮用送風機33は削除されている。
An adsorbent 21A similar to that described above is accommodated in the
その代わりに、吸着器21内の吸着剤21Aと熱的に接するように冷却水パイプ36が貫通して設けられている。この冷却水パイプ36の入口側は三方弁37の出口に接続されると共に、冷却水パイプ36の出口側はもう一つの三方弁38の入口に接続されている。また、三方弁37の一方の入口は連通パイプ39を介してウォーターポンプ14の出口側のエンジン冷却系13に連通接続されており、三方弁38の一方の出口は連通パイプ41を介してラジエータ16の出口側のエンジン冷却系13に連通接続されている。
Instead, a cooling
また、三方弁37の他方の入口と三方弁38の他方の出口間には冷却水冷却系42が接続されている。この冷却水冷却系42は、前記冷却水(エンジン冷却水)を冷却するための冷却水冷却器43と、その下流側に設けられたもう一つのウォーターポンプ44と、冷却水冷却器43を外気により空冷するための冷却水冷却用送風機46とを備えており、ウォーターポンプ44の出口が三方弁37の他方の入口に接続され、冷却水冷却器43の入口が三方弁38の他方の出口に接続されている。
A cooling
更に、凝縮器23には凝縮器冷却パイプ47が熱交換関係に貫通して設けられ、この凝縮器冷却パイプ47の入口側はウォーターポンプ44の出口側の冷却水冷却系42に連通接続され、凝縮器冷却パイプ47の出口側は第5のバルブ48を介して冷却水冷却器43の入口側の冷却水冷却系42に連通接続されている。この冷却水冷却系42にもエンジン冷却水と同様の冷却水が封入される。
Further, the
そして、この実施例の場合、冷却水冷却器43に前述同様の蓄冷剤34が設けられている。尚、実施例では冷却水冷却器43内を冷却水が流れる配管に蓄冷剤34を設けているが、冷却水冷却器43と熱交換関係に設けられて冷却水冷却用送風機46により共に空冷されるかたちであれば、その配置箇所や形態は限定されない。
In this embodiment, the cooling
以上の構成で、次にこの場合の吸着式冷凍装置4の動作を中心とした車両用空調装置1の動作を説明する。この場合も吸着式冷凍装置4は媒体吸着モード(図7)と、媒体脱離準備モード(図8)と、媒体脱離モード(図9)とを周期的に繰り返す。尚、この場合も各図において白抜きで示すバルブ及び三方弁の入口、出口は開き、黒塗りで示すバルブ及び三方弁の入口、出口は閉じているものとする。また、白抜きで示す送風機及びポンプは運転され、黒塗りで示すポンプは停止しているものとする。
Next, the operation of the
(媒体吸着モード)
図7に示す媒体吸着モードでは第3バルブ28を開き、第1バルブ22及び第2バルブ24を閉じる。そして、冷却水によって吸着器21内の吸着剤21Aを冷却するためにウォーターポンプ44を運転し、三方弁37の一方の入口を閉じて他方の入口と出口を連通させ、三方弁38の一方の出口を閉じて入口と他方の出口を連通させると共に、第5バルブ48は閉じる。更に、冷却水冷却用送風機46を運転して冷却水冷却器43を空冷する。尚、後述する如く当該媒体吸着モードの前の媒体脱離モード終了時にも依然温度が低下している蓄冷剤34からも冷却水冷却器43は冷却作用を受ける。
(Media adsorption mode)
In the medium adsorption mode shown in FIG. 7, the
これにより、冷却水冷却器43において冷却水が冷却され、この冷却された冷却水がウォーターポンプ44により吸引されて三方弁37を通り、冷却水パイプ36に流入するので、吸着器21内の吸着剤21Aはこの冷却水パイプ36内を流れる冷却水により冷却されるようになる。尚、冷却水パイプ36を経た冷却水は三方弁38を通り、再び冷却水冷却器43に戻る循環を繰り返す。
As a result, the cooling water is cooled in the cooling
吸着器21内の吸着剤21Aが冷却されると、前述同様に内部の相対湿度が増加するので、吸着剤21Aの吸着容量が増加し、吸着器21内の媒体(蒸気)が吸着剤21Aに吸着される。これにより、吸着器21内の圧力が低下し、この圧力低下は第3バルブ28及び蒸気回収管27を介して蒸発器3の真空容器3A内に伝えられる。蒸発器3の真空容器3A内の圧力低下により、内部に貯留された媒体(水)が蒸発する。真空容器3A内で蒸発した媒体(蒸気媒体)は蒸気回収管27により回収され、第3バルブ28を介して吸着器21に戻り、吸着剤21Aに吸着される。このときの蒸発作用により冷媒配管12内を流れる冷媒から熱を奪うので、冷媒は冷却される。
When the adsorbent 21A in the
冷媒配管12は前述した如く蒸気圧縮式冷凍装置2の冷媒凝縮器8で凝縮された後の冷媒が流れているので、同様に冷媒は蒸発器3によって過冷却されることになる。この吸着式冷凍装置4の蒸発器3による過冷却により、蒸気圧縮式冷凍装置2の冷却能力が向上することになる。
Since the refrigerant after being condensed by the
この媒体吸着モード中は、第1バルブ22及び第2バルブ24が閉じているので、凝縮器23は機能しない。また、第5バルブ48も閉じているので、凝縮器冷却パイプ47にも冷却水は流れない。
Since the
ここで、この種水冷式の吸着式冷凍装置4では、一般的に媒体脱離モードにおける冷却水冷却器43における放熱量<媒体吸着モードにおける冷却水冷却器43における放熱量となる。従って、後述する媒体脱離準備モードにおいて冷熱を蓄えた蓄冷剤34は、その後の媒体脱離モードにおいて凝縮器23に循環される冷却水を冷却した後も冷却能力を有している。そのため、その後の媒体吸着モードにおいて吸着器21に循環される冷却水は前述したように蓄冷剤34からも冷却されるので、この媒体吸着モードにおける吸着剤21Aの温度も、蓄冷剤34が無い場合に比して低くなる。媒体吸着モード中の吸着剤21Aの温度がより低くなることは、媒体の吸着能力が増大し、冷熱出力の増大に繋がると共に、装置全体の小型化にも寄与することになる。
Here, in the seed water-cooled
(媒体脱離準備モード)
次に吸着式冷凍装置4は図8に示す媒体脱離準備モードに移行する。図8に示す媒体脱離準備モードでは第1バルブ22、第2バルブ24、及び、第3バルブ28を閉じて吸着器21と凝縮器23及び蒸発器3との連通を断つ(非連通状態)。そして、冷却水(エンジン冷却水)による吸着器21内の吸着剤21Aの加熱を開始するために、冷却水冷却系42のウォーターポンプ44は停止し、三方弁37の他方の入口を閉じて一方の入口と出口を連通させ、三方弁38の他方の出口を閉じて入口と一方の出口を連通させる。
(Medium release preparation mode)
Next, the
ウォーターポンプ14は運転されているので、エンジン6で温度上昇した高温の冷却水(エンジン冷却水)の一部が連通パイプ39から三方弁37を通り、冷却水パイプ36に流入する。これにより、吸着器21内の吸着剤21Aはこの冷却水パイプ36内を流れる冷却水(エンジン冷却水)により加熱されるようになる。尚、冷却水パイプ36を経た冷却水(エンジン冷却水)は三方弁38を通り、連通パイプ41から再びエンジン6に戻る循環を繰り返す。
Since the
尚、各バルブ22、24、28も閉じていることから、吸着器21内の吸着剤21Aの温度は迅速に上昇していき、吸着器21内の相対湿度も迅速に低下していくことになる。
In addition, since each
そして、この媒体脱離準備モード中も第1バルブ22及び第2バルブ24が閉じていることから凝縮器23は機能しないが、この実施例では冷却水冷却用送風機46が運転される。この冷却水冷却用送風機46の運転により、冷却水冷却器43や内部の冷却水、及び、それに設けられた蓄冷剤34は外気によって空冷されるので、温度は迅速に低下していく。これにより、後述する媒体脱離モードに入る以前に冷却水冷却器43や内部の冷却水、及び、蓄冷剤34に冷熱が蓄えられることになる。
During the medium desorption preparation mode, the
(媒体脱離モード)
次に、吸着式冷凍装置4は図9に示す媒体脱離モードに移行する。図9に示す媒体脱離モードでは、第1バルブ22及び第2バルブ24を開き、第3バルブ28を閉じる。また、三方弁37の他方の入口を閉じて一方の入口と出口を引き続き連通させ、三方弁38の他方の出口を閉じて入口と一方の出口を引き続き連通させることにより、高温の冷却水(エンジン冷却水)により吸着器21内の吸着剤21Aを加熱し続ける。
(Medium release mode)
Next, the
冷却水(エンジン冷却水)により吸着器21内の吸着剤21Aが加熱されると、吸着器21内の相対湿度が引き続き低下して吸着容量が減少するため、吸着剤21Aに吸着されていた媒体(蒸気)が脱離放出される。そして、吸着器21内の圧力が上昇するため、脱離した媒体(蒸気)は第1バルブ22を介して凝縮器23へと押し出される。
When the adsorbent 21A in the
一方、冷却水冷却系42のウォーターポンプ44は運転を再開し、第5バルブ48は開かれると共に、冷却水冷却用送風機46は引き続き運転される。これにより、冷却水冷却器43で外気と蓄冷剤34により冷却された冷却水がウォーターポンプ44により吸引されて凝縮器冷却パイプ47に流入するので、凝縮器23はこの凝縮器冷却パイプ47内を流れる冷却水により冷却されるようになる。尚、凝縮器冷却パイプ47を経た冷却水は第5バルブ48を通り、再び冷却水冷却器43に戻る循環を繰り返す。
On the other hand, the
これにより、第1バルブ22を経て凝縮器23に流入した媒体(蒸気)は凝縮器冷却パイプ47内を流れる冷却水により冷却される。また、蓄冷剤34は前述した媒体吸着モード及び媒体脱離準備モード中(主に媒体脱離準備モード中)にも空冷され、冷熱が蓄えられているので、凝縮器23に流入した媒体(蒸気)は、冷却水冷却用送風機46による空冷に加え、蓄冷剤34からも冷却作用を受けた冷却水により冷却されて凝縮液化する。
Thereby, the medium (steam) flowing into the
この液化した媒体(水)は第2バルブ24を介し、液供給管26から蒸発器3の真空容器3A内に供給され、貯留される。そして、次に行われる媒体吸着モードにおいて蒸発することにより、冷媒配管12内を流れる冷媒を冷却することに使用される。
The liquefied medium (water) is supplied from the
このように冷却水冷却器43に蓄冷剤34を設けた場合、媒体脱離モードにおいては、媒体吸着モード及び媒体脱離準備モード中(主に媒体脱離準備モード中)に冷却された冷却水冷却器43や内部の冷却水、及び、蓄冷剤34に蓄えられた冷熱による冷却作用が働くため、凝縮器23の温度上昇は著しく低くなる。そして、媒体脱離モードにおける脱離時の凝縮器23の温度(凝縮温度)が下がると、それに相対する凝縮圧力Pcが下がるので、前述したように脱離時の吸着剤21Aの蒸気媒体吸着量Xdが少なくなる。
When the
この脱離時の蒸気媒体吸着量Xdが少なくなれば、吸着剤21Aによる吸着量差ΔXが大きくなるので、結果としてこの場合の吸着式冷凍装置4もその冷熱出力を効果的に向上させることができるようになる。また、同一の出力であれば吸着器21内の吸着剤21Aの量を少なくすることができるようになるので、吸着式冷凍装置4の小型化を図ることが可能となり、車両用空調装置1にとっては極めて好適なものとなる。
If the vapor medium adsorption amount Xd at the time of desorption decreases, the adsorption amount difference ΔX by the adsorbent 21A increases, and as a result, the
尚、係る媒体脱離モードが終了した後、吸着式冷凍装置4は再び媒体吸着モードに移行することになるが、前述したように媒体脱離モードの終了時点でも蓄冷剤34は冷熱を保持しているので、前述したようにその後の媒体吸着モードにおいて吸着剤21Aの温度を下げることに寄与することになる。
Note that, after the medium desorption mode is completed, the
また、この実施例2では媒体脱離準備モードにおいて冷却水冷却系42のウォーターポンプ44を停止し、第5バルブ48を閉じたが、それに限らず、媒体脱離準備モードにおいても媒体脱離モードと同様にウォーターポンプ44を運転し、第5バルブ48を開いて冷却水冷却用送風機46で冷却された冷却水を凝縮器23に循環させてもよい。そのようにすれば、媒体脱離モードに入る以前に凝縮器23や凝縮器冷却パイプ47の温度も低下させておき、その後の媒体脱離モードを迅速に開始することができるようになる。
In the second embodiment, the
更に、実施例2では冷却水冷却系42から分岐した凝縮器冷却パイプ47中に凝縮器23を設け、冷却水冷却器43と凝縮器23とが並列になるように配置したが、それに限らず、ウォーターポンプ44の出口と凝縮器冷却パイプ47の分岐箇所との間に凝縮器23を配置し、即ち、冷却水冷却器43と直列に接続し、その部分の冷却水冷却系42により凝縮器23を冷却するようにしてもよい。但し、その場合も凝縮器冷却パイプ47によって凝縮器23を経た冷却水を冷却水冷却器43の入口側に戻す必要がある。
Further, in the second embodiment, the
次に、図10は上記水冷式の吸着式冷凍装置4を用いた車両用空調装置1の更に他の実施例を示している。尚、この図において図6乃至図9と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この場合、蓄冷剤34は図6の場合とは異なり、冷却水冷却器43では無く、凝縮器23に熱交換関係に設けられている。更に詳しくは、蓄冷剤34は凝縮器23を貫通する部分の凝縮器冷却パイプ47に設けられている。そして、この場合には図10に示すように媒体脱離準備モードにおいても冷却水冷却用送風機46、及び、ウォーターポンプ44を運転し、第5バルブ48を開く。
Next, FIG. 10 shows still another embodiment of the
このような構成によっても、媒体脱離準備モード中に冷却水冷却器43及び内部の冷却水を冷却し、当該冷却水冷却器43で冷却された冷却水によって凝縮器23に設けられた蓄冷剤34を冷却し、それに冷熱を蓄えておき、効果的にその後の媒体脱離モードにおける冷熱出力の向上を図ることが可能となる。
Even with such a configuration, the cooling
ここで、上記実施例2及び実施例3では所謂水冷式の吸着式冷凍装置4における冷却水冷却器43や凝縮器23に蓄冷剤34を設け、媒体脱離準備モード中に当該蓄冷剤34に冷熱を蓄えるように構成したが、蓄冷剤を設けること無く、単に媒体脱離準備モードにおいて冷却水冷却器43を冷却水冷却用送風機46で空冷しておくものでもよい(請求項6の発明)。
Here, in the second and third embodiments, the
即ち、その場合には冷却水冷却器43内の冷却水自体が蓄冷剤の役割を果たし、媒体脱離準備モード中に冷熱を蓄える機能を果たすことになる。そのような構成によっても、その後の媒体脱離モードにおける冷熱出力の向上を図ることは可能である。
That is, in that case, the cooling water itself in the cooling
尚、上記各実施例では車両用空調装置1に本発明の吸着式冷凍装置4を適用したが、請求項1乃至請求項6の発明ではそれに限らず、他の冷凍・空調装置、或いは、冷媒以外の冷却対象を有する各種装置に適用可能であることは云うまでもない。また、各実施例では吸着器を温める熱源としてエンジン6を利用したが、それに限らず、他の熱源(電気ヒータ等)でも差し支えない。更に、蒸気圧縮式冷凍装置2の冷媒圧縮機7は、車両のエンジン6により駆動されるようにしたが、駆動源はそれに限らず、電気モータで駆動する電動圧縮機でも良い。
In each of the above embodiments, the
また、各実施例では車両の車室内を空調する車両用空調装置1を例に採り上げて説明したが、請求項7の発明はそれに限らず、エンジンで駆動されるコージェネレーションやGHPに適用しても有効である。
In each embodiment, the
1 車両用空調装置
2 蒸気圧縮式冷凍装置
3 蒸発器
4 吸着式冷凍装置
6 エンジン
12 冷媒配管
14、44 ウォーターポンプ
21 吸着器
21A 吸着剤
22、24、28、32、48 バルブ
23 凝縮器
29 吸着用送風機
31 加熱パイプ
33 凝縮用送風機
34 蓄冷剤
36 冷却水パイプ
37、38 三方弁
43 冷却水冷却器
46 冷却水冷却用送風機
47 凝縮器冷却パイプ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記凝縮器と熱交換関係に蓄冷剤を設けたことを特徴とする吸着式冷凍装置。 An adsorber including an adsorbent that adsorbs a medium by being cooled in a medium adsorption mode and desorbs the medium by being heated in a medium desorption mode; and the medium on the adsorbent in the medium adsorption mode An evaporator that cools the object to be cooled as the medium evaporates, and a condenser that condenses the medium desorbed from the adsorbent in the medium desorption mode and returns it to the evaporator In an adsorption refrigeration apparatus comprising:
An adsorption refrigeration apparatus comprising a cold storage agent in heat exchange relation with the condenser.
前記冷却水冷却器、若しくは、前記凝縮器と熱交換関係に蓄冷剤を設けたことを特徴とする吸着式冷凍装置。 An adsorber including an adsorbent that adsorbs a medium by being cooled in a medium adsorption mode and desorbs the medium by being heated in a medium desorption mode; and the medium on the adsorbent in the medium adsorption mode An evaporator that cools the object to be cooled as the medium evaporates, and a condenser that condenses the medium desorbed from the adsorbent in the medium desorption mode and returns it to the evaporator And an adsorption refrigeration apparatus including a cooling water cooler for cooling the cooling water for cooling the condenser in the medium desorption mode, and cooling the adsorber in the medium adsorption mode.
An adsorptive refrigeration apparatus, wherein a regenerator is provided in a heat exchange relationship with the cooling water cooler or the condenser.
前記媒体吸着モードの後、前記媒体脱離モードを実行する以前に、前記吸着器と前記蒸発器及び前記凝縮器とを非連通状態として前記吸着剤を加熱する媒体脱離準備モードを実行すると共に、
該媒体脱離準備モードにおいても前記冷却水冷却用送風機を運転することを特徴とする請求項4に記載の吸着式冷凍装置。 A cooling water cooling blower for air cooling the cooling water cooler;
After the medium adsorption mode and before executing the medium desorption mode, execute a medium desorption preparation mode in which the adsorber, the evaporator, and the condenser are brought into a non-communication state and the adsorbent is heated. ,
The adsorption refrigeration apparatus according to claim 4, wherein the cooling water cooling blower is also operated in the medium desorption preparation mode.
前記媒体吸着モードの後、前記媒体脱離モードを実行する以前に、前記吸着器と前記蒸発器及び前記凝縮器とを非連通状態として前記吸着剤を加熱する媒体脱離準備モードを実行すると共に、
該媒体脱離準備モードにおいても前記冷却水冷却用送風機を運転することを特徴とする吸着式冷凍装置。 An adsorber including an adsorbent that adsorbs a medium by being cooled in a medium adsorption mode and desorbs the medium by being heated in a medium desorption mode; and the medium on the adsorbent in the medium adsorption mode An evaporator that cools the object to be cooled as the medium evaporates, and a condenser that condenses the medium desorbed from the adsorbent in the medium desorption mode and returns it to the evaporator Cooling the adsorber in the medium adsorption mode, and cooling the cooling water in the medium desorption mode to cool the cooling water for cooling the condenser, and air cooling the cooling water cooler In an adsorption refrigeration apparatus provided with a cooling water cooling fan,
After the medium adsorption mode and before executing the medium desorption mode, execute a medium desorption preparation mode in which the adsorber, the evaporator, and the condenser are brought into a non-communication state and the adsorbent is heated. ,
The adsorption refrigeration apparatus, wherein the cooling water cooling blower is operated even in the medium desorption preparation mode.
該吸着式冷凍装置の前記蒸発器により、前記蒸気圧縮式冷凍装置の冷媒回路を流れる冷媒を前記冷却対象として冷却することを特徴とするエンジン駆動式空調装置。 A vapor compression refrigeration apparatus, and the adsorption refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 6,
An engine-driven air conditioner that cools the refrigerant flowing through the refrigerant circuit of the vapor compression refrigeration apparatus as the cooling target by the evaporator of the adsorption refrigeration apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012136725A JP2014001876A (en) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Adsorptive refrigeration device and engine-driven air conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012136725A JP2014001876A (en) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Adsorptive refrigeration device and engine-driven air conditioner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014001876A true JP2014001876A (en) | 2014-01-09 |
Family
ID=50035218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012136725A Pending JP2014001876A (en) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Adsorptive refrigeration device and engine-driven air conditioner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014001876A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016199671A1 (en) * | 2015-06-08 | 2016-12-15 | サンデンホールディングス株式会社 | Refrigeration system |
US10226984B2 (en) | 2015-04-10 | 2019-03-12 | Ford Global Technologies, Llc | Air-conditioning system with vacuum enclosure |
JP2020535386A (en) * | 2017-09-24 | 2020-12-03 | エヌ.エー.エム.テクノロジー リミテッド | Combined cascade refrigeration system |
CN114144023A (en) * | 2021-10-26 | 2022-03-04 | 华为数字能源技术有限公司 | Cooling system and data center |
-
2012
- 2012-06-18 JP JP2012136725A patent/JP2014001876A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10226984B2 (en) | 2015-04-10 | 2019-03-12 | Ford Global Technologies, Llc | Air-conditioning system with vacuum enclosure |
RU2700324C2 (en) * | 2015-04-10 | 2019-09-16 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Air conditioning system for vehicle |
US10864800B2 (en) | 2015-04-10 | 2020-12-15 | Ford Global Technologies, Llc | Method for a vehicle climate control system |
WO2016199671A1 (en) * | 2015-06-08 | 2016-12-15 | サンデンホールディングス株式会社 | Refrigeration system |
JP2017003157A (en) * | 2015-06-08 | 2017-01-05 | サンデンホールディングス株式会社 | Refrigeration system |
JP2020535386A (en) * | 2017-09-24 | 2020-12-03 | エヌ.エー.エム.テクノロジー リミテッド | Combined cascade refrigeration system |
CN114144023A (en) * | 2021-10-26 | 2022-03-04 | 华为数字能源技术有限公司 | Cooling system and data center |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2011142352A1 (en) | Air conditioning device for vehicle | |
JP4192385B2 (en) | Adsorption type refrigerator | |
JP2013096586A (en) | Adsorption type refrigeration device | |
JP5803704B2 (en) | Refrigeration system | |
JP5402564B2 (en) | Adsorption refrigerator and refrigerator | |
JP4363336B2 (en) | Air conditioning | |
JP2016080310A (en) | Cooling system | |
JP2014001876A (en) | Adsorptive refrigeration device and engine-driven air conditioner | |
US20100300124A1 (en) | Refrigerating machine comprising different sorption materials | |
JP5974541B2 (en) | Air conditioning system | |
CN107429955B (en) | Adsorption type refrigerator | |
JP2005090825A (en) | Complex air-conditioner | |
JPH1089798A (en) | Chemical thermal storage type suction cooler | |
JP4086011B2 (en) | Refrigeration equipment | |
JP2002162130A (en) | Air conditioner | |
JP6481651B2 (en) | Heat pump system and cold heat generation method | |
CN106042821B (en) | Air conditioning system with vacuum enclosure | |
JP2004237816A (en) | Vehicular adsorption type air-conditioner | |
JP4069691B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
JP2005098586A (en) | Air conditioner | |
JP2002250573A (en) | Air conditioner | |
JP2014118007A (en) | Absorption-type air conditioner | |
JP3918239B2 (en) | Adsorption refrigeration system | |
WO2016199671A1 (en) | Refrigeration system | |
JP2019124433A (en) | Adsorption type refrigeration machine |