JP2009275938A - Adsorption type heat pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸着式冷凍サイクルを利用した吸着式ヒートポンプであって、特に吸着槽内に侵入したり、放出されたり、発生したりすることのある、吸着質以外の気体分子を捕集して出力低下の発生を回避し得る吸着式ヒートポンプに関する。 The present invention is an adsorptive heat pump using an adsorptive refrigeration cycle, and particularly collects gas molecules other than adsorbate that may enter, release, or generate in the adsorption tank. The present invention relates to an adsorption heat pump capable of avoiding a decrease in output.
従来、この種の吸着式ヒートポンプとして、複数の吸着器、蒸発器、凝縮器及び複数の切換弁等を1つの真空容器内に収納することにより、各機器の真空度を個別に管理する場合の煩雑さを回避して、各機器の真空度の管理の容易化を図ることにしたものが知られている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of adsorption heat pump, when a plurality of adsorbers, evaporators, condensers, a plurality of switching valves, etc. are housed in one vacuum container, the degree of vacuum of each device is individually managed. A device that avoids complexity and facilitates management of the degree of vacuum of each device is known (see, for example, Patent Document 1).
又、真空容器内を真空にするものとして、冷凍機からの液体ヘリウムの供給を受けて極低温に降下させたクライオパネルに上記真空容器内の気体分子を凝縮又は吸着保持させて、真空容器内を排気して内部を真空状態にする真空クライオポンプも知られている(例えば特許文献2参照)。 In addition, the vacuum vessel is evacuated, and liquid molecules in the vacuum vessel are condensed or adsorbed and held on a cryopanel that has been supplied with liquid helium from a refrigerator and lowered to an extremely low temperature. There is also known a vacuum cryopump that evacuates the interior to make the inside vacuum (see, for example, Patent Document 2).
ところで、冷凍サイクルを利用して吸着式ヒートポンプにより冷熱取り出しのための運転を行うには、密閉容器内を気相状態もしくは液相状態の吸着質のみが存在し吸着質以外の気体分子が存在しないように略真空状態に維持する必要がある。このため、吸着式ヒートポンプでは、冷熱取り出し運転の供用開始前の初期準備運転において、吸着器を高温に維持して吸着剤から気体の脱着を促しつつ、吸着槽を構成する密閉容器内を真空ポンプにより長時間に亘り真空引きし、その後、十分に脱気した吸着質(例えば水であると、真空引きすることにより溶解していた気体を追い出した後の脱気した水)を真空状態に維持された上記密閉容器内(吸着槽を構成する蒸発室内)に封入する、という準備工程を行うようにしている。 By the way, in order to perform an operation for taking out cold heat using an adsorption heat pump using a refrigeration cycle, only the adsorbate in the gas phase state or the liquid phase state exists in the sealed container, and there is no gas molecule other than the adsorbate. Thus, it is necessary to maintain a substantially vacuum state. For this reason, in the adsorption heat pump, in the initial preparation operation before the start of the cold heat extraction operation, the adsorber is maintained at a high temperature to promote gas desorption from the adsorbent, and the inside of the sealed container constituting the adsorption tank is a vacuum pump Evacuate for a long time, and then keep the deaerated adsorbate (for example, water, degassed water after expelling dissolved gas by evacuating) in a vacuum state A preparatory process of sealing in the sealed container (the evaporation chamber constituting the adsorption tank) is performed.
しかしながら、このような吸着式ヒートポンプでは、真空状態に維持された密閉容器内に吸着質以外の気体分子が存在するようになると、冷熱取り出し運転における出力(仕事率又は単位時間当たりの熱移動量)の低下を招くことになる。例えば、吸着質として水が封入されている場合には、その水や水蒸気以外の気体(例えばN2,O2,CO2,H2)が存在すると、吸着質の水を蒸発させる際に水の拡散を妨げて蒸発速度を低下させる原因となり、所定量の水を蒸発させるために要する時間がより長くなって、冷熱取り出しのための1サイクルの運転時間がより長くかかることになる結果、出力低下を招くことになる。 However, in such an adsorption heat pump, when gas molecules other than the adsorbate are present in a sealed container maintained in a vacuum state, the output in the cold extraction operation (work rate or heat transfer amount per unit time) Will be reduced. For example, when water is enclosed as an adsorbate, if there is a gas other than the water or water vapor (for example, N 2 , O 2 , CO 2 , H 2 ), water is adsorbed when the adsorbate water is evaporated. As a result, the time required to evaporate a predetermined amount of water becomes longer and the operation time of one cycle for taking out the cold takes longer. It will cause a decline.
上記の如き気体は、例えば真空ポンプとの接続部位に必要となるバルブに存在するシール部位から、つまり外部から僅かずつであっても空気が侵入したり、吸着剤に吸着されたまま残留した気体分子や熱交換器の金属表面に吸着されたままの気体分子(アウトガス)
が後になってから密閉容器内に放出されたり、内部に封入された吸着質の水が化学反応を生じて気体を発生させたり、というような原因により存在することになるおそれがある。従って、上記の密閉容器内を恒久的に吸着質である水や水蒸気のみが封入された状態の真空状態に保持することは困難であり、そのため、定期的に真空ポンプを作動させて密閉容器内を真空引きさせるという再真空化のためのメンテナンスが行われている。
The gas as described above is, for example, a gas that has entered from a seal portion that is necessary for a connection portion with a vacuum pump, that is, a small amount of air from the outside or remains adsorbed by an adsorbent. Gas molecules that remain adsorbed on metal surfaces of molecules and heat exchangers (outgas)
There is a possibility that it will be released later in the sealed container, or the adsorbate water sealed inside may cause a chemical reaction to generate gas, and so on. Therefore, it is difficult to keep the inside of the above-mentioned sealed container in a vacuum state in which only adsorbate water or water vapor is permanently sealed. Therefore, the vacuum pump is periodically operated to close the inside of the sealed container. Maintenance for re-vacuum is performed to evacuate.
又、上記の如き吸着質以外の気体分子(以下、「不要気体分子」と総称する)を捕集するために、選択的化学吸着が可能なゲッタを密閉容器内に設置又は塗布することも考えられるが、吸着許容量を超える前に交換又は再生作業を行う必要がある上に、その交換又は再生作業のためのメンテナンスにおいては密閉容器をその都度開けて再度密閉するという開閉作業が必然的に付随することになって多大な手間を要することになる。 In addition, in order to collect gas molecules other than the adsorbate as described above (hereinafter collectively referred to as “unnecessary gas molecules”), it is also possible to install or apply a getter capable of selective chemical adsorption in a sealed container. However, it is necessary to replace or regenerate before the adsorbable capacity is exceeded, and in maintenance for the replacement or regeneration, it is necessary to open and close the sealed container each time and reclose it. It will be accompanied by a great deal of effort.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、密閉容器内に存在する吸着質以外の気体分子を捕集して出力低下の発生を回避しつつも、面倒なメンテナンスを省力化し得る吸着式ヒートポンプを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to collect gas molecules other than the adsorbate present in the hermetic container while avoiding the occurrence of a decrease in output. An object of the present invention is to provide an adsorption heat pump that can save laborious maintenance.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明では、1又は2以上の吸着槽と、凝縮槽と、蒸発槽とを備えて、吸着質の吸着と脱着とを繰り返す吸着式冷凍サイクルが実行される吸着式ヒートポンプを対象にして次の特定事項を備えることとした。すなわち、上記吸着槽として、密閉容器と、この密閉容器に内蔵されて、吸着工程と脱着工程とに交互に切換えられる少なくとも1つの吸着/脱着用熱交換器、及び、上記密閉容器内の吸着質以外の気体が吸着される少なくとも1つの気体捕集用熱交換器とを備えて構成し、上記気体捕集用熱交換器として、この気体捕集用熱交換器に対し上記気体吸着用に設定された温度の熱媒が循環供給される構成とした。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes an adsorption refrigeration cycle that includes one or more adsorption tanks, a condensation tank, and an evaporation tank, and repeats adsorption and desorption of adsorbate. The following specific matters were prepared for the adsorption heat pump to be executed. That is, as the adsorption tank, a sealed container, at least one adsorption / desorption heat exchanger built in the sealed container and alternately switched between the adsorption process and the desorption process, and the adsorbate in the sealed container It comprises at least one gas collection heat exchanger that adsorbs other gases, and is set as the gas collection heat exchanger as the gas collection heat exchanger. The heating medium having the above temperature is circulated and supplied.
この発明の場合、吸着槽を構成する密閉容器内の吸着質以外の気体分子(不要気体分子)が気体補修用熱交換器によって吸着されて捕集され、その捕集した状態に維持されることになる。これにより、密閉容器内の真空状態の保持が図られ、吸着質以外の不要気体分子の存在に起因する出力低下の発生を回避することが可能となる。しかも、気体捕集用熱交換器の吸着能を再生させるには単に脱着用の高温熱媒に供給切換するだけのメンテナンス運転を行えば済み、密閉容器を開けるために分解する必要がないため、メンテナンス作業の大幅な省力化を図り得ることになる。 In the case of this invention, gas molecules (unnecessary gas molecules) other than the adsorbate in the closed vessel constituting the adsorption tank are adsorbed and collected by the gas repairing heat exchanger and maintained in the collected state. become. As a result, the vacuum state in the sealed container is maintained, and it is possible to avoid the occurrence of a decrease in output due to the presence of unnecessary gas molecules other than the adsorbate. Moreover, in order to regenerate the adsorption capacity of the heat exchanger for collecting gas, it is only necessary to perform a maintenance operation just to switch the supply to the desorption high-temperature heat medium, it is not necessary to disassemble to open the sealed container, This will save a lot of maintenance work.
請求項2に係る発明では、1又は2以上の吸着槽と、凝縮槽と、蒸発槽とを備えて、吸着質の吸着と脱着とを繰り返す吸着式冷凍サイクルが実行される吸着式ヒートポンプを対象にして次の特定事項を備えることとした。すなわち、上記吸着槽として、密閉容器と、この密閉容器に内蔵された少なくとも2つの吸着/脱着用熱交換器とを備えて構成し、上記少なくとも2つの吸着/脱着用熱交換器の内の1つの吸着/脱着用熱交換器を上記密閉容器内の吸着質以外の気体が吸着される気体捕集用熱交換器として構成し、他の吸着/脱着用熱交換器で吸着工程と脱着工程とが選択的に実行される構成とした。 The invention according to claim 2 is directed to an adsorption heat pump that includes one or more adsorption tanks, a condensation tank, and an evaporation tank and that performs an adsorption refrigeration cycle that repeats adsorption and desorption of adsorbate. The following specific matters were prepared. That is, the adsorption tank includes a sealed container and at least two adsorption / desorption heat exchangers built in the sealed container, and one of the at least two adsorption / desorption heat exchangers. One adsorption / desorption heat exchanger is configured as a gas collecting heat exchanger that adsorbs a gas other than the adsorbate in the sealed container, and the other adsorption / desorption heat exchangers have an adsorption process and a desorption process. Is configured to be selectively executed.
この発明の場合、請求項1に係る発明の場合と同様に、吸着槽を構成する密閉容器内の不要気体分子が気体補修用熱交換器によって吸着されて捕集され、その捕集した状態に維持されることになる。これにより、密閉容器内の真空状態の保持が図られ、吸着質以外の不要気体分子の存在に起因する出力低下の発生を回避することが可能となる。しかも、気体捕集用熱交換器の吸着能を再生させるには単に脱着用の高温熱媒に供給切換するだけのメンテナンス運転を行えば済み、密閉容器を開けるために分解する必要がないため、メンテナンス作業の大幅な省力化を図り得ることになる。その上に、気体捕集用熱交換器としては、少なくとも2つの吸着/脱着用熱交換器の内のいずれか1つを用いればよく、特別な気体捕集用熱交換器を備える必要もない。 In the case of this invention, as in the case of the invention according to claim 1, unnecessary gas molecules in the sealed container constituting the adsorption tank are adsorbed and collected by the gas repairing heat exchanger, and in the collected state. Will be maintained. As a result, the vacuum state in the sealed container is maintained, and it is possible to avoid the occurrence of a decrease in output due to the presence of unnecessary gas molecules other than the adsorbate. Moreover, in order to regenerate the adsorption capacity of the heat exchanger for collecting gas, it is only necessary to perform a maintenance operation just to switch the supply to the desorption high-temperature heat medium, it is not necessary to disassemble to open the sealed container, This will save a lot of maintenance work. In addition, any one of at least two adsorption / desorption heat exchangers may be used as the gas collection heat exchanger, and it is not necessary to provide a special gas collection heat exchanger. .
以上、説明したように、請求項1又は請求項2の吸着式ヒートポンプによれば、吸着槽を構成する密閉容器内の不要気体分子を気体補修用熱交換器によって吸着して捕集することができ、その捕集した状態に維持することができる。これにより、密閉容器内の真空状態の保持を確実に図ることができ、吸着質以外の不要気体分子の存在に起因する出力低下の発生を回避することができるようになる。しかも、気体捕集用熱交換器の吸着能を再生させるには単に脱着用の高温熱媒に供給切換するだけのメンテナンス運転を行えば済み、密閉容器を分解する必要を省略して、メンテナンス作業の大幅な省力化を図ることができるようになる。 As described above, according to the adsorption heat pump of claim 1 or claim 2, the unnecessary gas molecules in the sealed container constituting the adsorption tank can be adsorbed and collected by the gas repairing heat exchanger. Can be maintained in the collected state. As a result, it is possible to reliably maintain the vacuum state in the sealed container, and to avoid the occurrence of a decrease in output due to the presence of unnecessary gas molecules other than the adsorbate. Moreover, in order to regenerate the adsorption capacity of the heat exchanger for collecting gas, it is only necessary to perform a maintenance operation by simply switching the supply to a demountable high-temperature heat medium, omitting the need to disassemble the sealed container, and performing maintenance work. It will be possible to achieve significant labor savings.
特に、請求項2によれば、気体捕集用熱交換器としては、少なくとも2つの吸着/脱着用熱交換器の内のいずれか1つを用いればよく、特別な気体捕集用熱交換器を備える必要もなく簡易に本発明の吸着式ヒートポンプを構成することができるようになる。 In particular, according to claim 2, any one of at least two adsorption / desorption heat exchangers may be used as the gas collection heat exchanger, and a special gas collection heat exchanger may be used. Therefore, the adsorption heat pump of the present invention can be easily configured.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る吸着式ヒートポンプの作動原理を示すものであり、この吸着式ヒートポンプは一対の吸着槽2a,2bと、凝縮槽3と、蒸発槽4とを備えたものである。各槽2a,2b,3,4は熱交換器を内蔵した密閉容器により形成され、真空ポンプ5,5等により所定の真空状態に維持されるようになっている。各吸着槽2a,2bは凝縮槽3と開閉切換弁61,62を介して連通接続可能とされる一方、蒸発槽4と開閉切換弁63,64を介して連通接続可能とされている。加えて、凝縮槽3は蒸発槽4と開閉切換弁65を介して連通接続可能とされている。そして、特に蒸発槽4の内部には例えば水、アルコール、アンモニア等の吸着質が所要量封入されている。以下、吸着質として水が封入されているものとして説明を続ける。
FIG. 1 shows an operation principle of an adsorption heat pump according to an embodiment of the present invention, and this adsorption heat pump includes a pair of
まず、簡単にこの吸着式ヒートポンプを用いた、吸着式冷凍サイクルに基づく冷熱取り出しのための運転について説明する。この運転は、一対の吸着槽2a,2bで吸着工程と脱着工程とを交互に切換えるというバッチ処理方式によって連続した冷熱取り出しを可能とするものである。すなわち、あるサイクルでのバッチ処理として、開変換させた開閉切換弁63を通して蒸発槽4から蒸発された水蒸気の供給を受けて一方の吸着槽(例えば2a)で吸着工程を行うと同時に、他方の吸着槽2bで脱着工程を行い開変換させた開閉切換弁62を通して脱着後の水蒸気を凝縮槽3に供給して凝縮させる。そして、次のサイクルのバッチ処理では、一対の吸着槽2a,2bでの工程を互いに切換えて、上記の吸着槽2aで脱着工程を行わせると同時に上記の吸着槽2bで吸着工程を行わせる。つまり吸着槽2aでは前のサイクルで吸着させた水蒸気を脱着させて開閉切換弁61を通して凝縮槽3に供給し、吸着槽2bでは前のサイクルで脱着させた後の吸着剤に対し蒸発槽4からの水蒸気を開閉切換弁64を通して供給して吸着させるのである。このようなサイクルを交互に繰り返す。
First, an operation for taking out the cold based on the adsorption refrigeration cycle using the adsorption heat pump will be briefly described. This operation enables continuous cooling and taking out by a batch processing system in which the adsorption process and the desorption process are alternately switched between the pair of
このサイクルの際に、例えば吸着槽2aでは、内蔵している吸着/脱着用熱交換器に対し循環供給する熱媒として低温−高温−低温−高温…の順でと交互に供給切換することにより、吸着−脱着−吸着−脱着…の工程を交互に繰り返し、一方、吸着槽2bでは、吸着槽2aとは逆に循環供給する熱媒を高温−低温−高温−低温…と交互に供給切換して脱着−吸着−脱着−吸着…というように工程切換を行う。このようにすることにより、蒸発槽4での蒸発と、凝縮槽3での凝縮とが連続して行われ、蒸発槽4に循環供給される熱媒が蒸発熱により冷却されて戻され、この冷却された熱媒によって冷熱を連続して取り出すことができるようになる。
In this cycle, for example, in the
次に、本実施形態で採用されている吸着槽2a,2bについて、図2を参照しつつ説明する。両吸着槽2a,2bは互いに同じ構成を備え、それぞれ、密閉容器21と、密閉容器21に内蔵された2以上(図例では3つ)の熱交換器22,23,24とを備えて構成されている。3つの内、1つの熱交換器22は気体捕集用熱交換器とされ、他の残りの熱交換器23,24が吸着/脱着用熱交換器とされている。これら3つの熱交換器22,23,24は全て同じ構成を有し、それぞれ外表面にはゼオライト,シリカゲルもしくは活性炭等の吸着剤が固定されている。例えば、フィンアンドチューブ形式の場合には、図例の如くフィン201,201,…やチューブ202の外表面に吸着剤203が層状に固定されている。
Next, the
そして、図示を省略しているが、各吸着/脱着用熱交換器23,24には、これに対し高温(例えば75℃)の熱媒又は中温(例えば32℃)の熱媒のいずれかが供給切換可能に循環供給されるように熱媒供給配管が接続されている。つまり、吸着/脱着用熱交換器23,24に中温の熱媒(高低2種類の温度の熱媒の内の低温の熱媒)が循環供給されると、吸着槽2a又は2bは、吸着工程を行うことになり、外表面の吸着剤が冷やされて気体状態の吸着質である水蒸気を吸着する吸着器の役割を果たすことになり、逆に高温の熱媒が循環供給されると、吸着槽2a又は2bは、脱着工程を行うようになり、吸着剤に既に吸着されていた水蒸気を脱着(分離)させる脱着器としての役割を果たすことになる。
Although not shown, each of the adsorption /
一方、気体捕集用熱交換器22には、これに対し不要気体分子の吸着用の所定温度の熱媒又は準備運転又はメンテナンス用の高温(例えば75℃)の熱媒のいずれかが供給切換可能に循環供給されるように熱媒供給管が接続されている。不要気体分子の吸着用に循環供給させる熱媒温度としては、水蒸気(吸着質)を吸着せずに不要気体分子のみを吸着して保持し得る温度が最も望ましいものの、実用的には若干量の水蒸気の吸着が生じたとしても水蒸気の吸着をできるだけ抑制して不要気体分子を吸着して保持し得る温度を採用すればよい。このような温度値としては、上記の吸着/脱着用熱交換器23,24に循環供給される中温の熱媒温度(例えば32℃)から、蒸発槽4の蒸発用熱交換器に対し蒸発作動用に循環供給される低温の熱媒温度(例えば20℃)までの範囲の温度値を採用すればよい。ここで、不要気体分子の吸着用に循環供給する熱媒温度として、吸着用の中温と同程度の温度値に設定してもよいが、吸着用の中温よりも少しでも低温側の温度値に設定するのが好ましい。不要気体分子の吸着に伴い若干量の水蒸気の吸着を生じたとしても、不要気体気体分子が混入した状態で冷熱取り出し運転をし続けるよりは、出力低下度合の軽減化を図ることができる上に、後述の如くメンテナンスの省力化を図ることができるからである。あるいは、同様の理由により、同じ吸着槽2a又は2b内の吸着/脱着用熱交換器23,24に供給されている熱媒温度よりも低温側に所定温度だけ温度差を有する温度値を、不要気体分子の吸着用に循環供給する熱媒温度として設定するようにしてもよい。例えば、高温・中温・低温の3種類の温度の熱媒供給が可能な場合には、吸着/脱着用熱交換器23,24に脱着用に高温(例えば75℃)の熱媒が供給されているときには、気体捕集用熱交換器22に対し中温(例えば32℃)の熱媒を供給し、吸着/脱着用熱交換器23,24に吸着用に中温(例えば32℃)の熱媒が供給されているときには、気体捕集用熱交換器22に対し低温(例えば20℃)の熱媒を供給するようにしてもよい。
On the other hand, the gas collecting
次に、本実施形態の吸着式ヒートポンプの準備運転、吸着/脱着のサイクルを繰り返す冷熱取り出し運転、及び、メンテナンス運転の際の吸着槽2a,2bの作動状況について説明する。準備運転では、全熱交換器22,23,24に対しそれぞれ高温の熱媒を循環供給しつつ、真空ポンプ5を作動させて密閉容器21内を真空引きする。これにより、各熱交換器22,23,24の吸着剤に吸着・捕集されているかもしれない気体分子等を十分に脱着させた上で(図2参照)、所定の真空状態に維持する。
Next, the operation state of the
この真空状態に維持された状態で上記の如きバッチ処理方式による冷熱取り出し運転を開始させる。一方の吸着槽(例えば2a)が吸着工程にある場合には、図3に示すように、開変換された開閉切換弁63を通して蒸発槽4(図1参照)から蒸発された水蒸気が密閉容器21内に導入され、この水蒸気が吸着/脱着用熱交換器23,24に吸着される一方、気体捕集用熱交換器22には密閉容器21内の不要気体分子が吸着されることになる。これに平行して、他方の吸着槽(例えば2b)では脱着工程が行われ、図4に示すように、吸着/脱着用熱交換器23,24から脱着した水蒸気が開変換された開閉切換弁62を通して凝縮槽3(図1参照)に導出される一方、気体捕集用熱交換器22は密閉容器21内の不要気体分子を吸着し続けることになる。このように吸着槽2a,2bにおいて吸着工程と脱着工程とを繰り返す冷熱取り出し運転が行われている間、各吸着槽2a,2b内の気体捕集用熱交換器22には気体捕集用の所定温度の熱媒が循環供給され続け、これにより、気体捕集用熱交換器22は密閉容器21内の不要気体分子の捕集・保持を継続することになる。
The cold extraction operation by the batch processing method as described above is started in a state maintained in this vacuum state. When one of the adsorption tanks (for example, 2a) is in the adsorption process, as shown in FIG. 3, the water vapor evaporated from the evaporation tank 4 (see FIG. 1) through the open /
そして、所定時間経過した後のメンテナンス運転は、気体捕集用熱交換器22に吸着・捕集された不要気体分子を脱着させて密閉容器21外に排出するために行われる。このメンテナンス運転は上記の準備運転と同じ処理を行うだけで済む。すなわち、全熱交換器22,23,24に対しそれぞれ高温の熱媒を循環供給しつつ、真空ポンプ5を作動させて密閉容器21内を真空引きする。これにより、気体捕集用熱交換器22の吸着剤に吸着・捕集されている不要気体分子や、吸着/脱着用熱交換器23,24の吸着剤に吸着されている水蒸気がそれぞれ脱着され、脱着された不要気体分子等が真空ポンプ5による真空引きにより排出されることになる。そして、次の冷熱取り出し運転のために密閉容器21を所定の真空状態に維持する。以上のメンテナンス運転により、容易かつ迅速に気体捕集用熱交換器22による不要気体分子の捕集能力を回復・再生させることができる。
Then, the maintenance operation after a predetermined time has elapsed is performed in order to desorb unnecessary gas molecules adsorbed and collected by the gas
以上の吸着式ヒートポンプの場合、吸着槽2a,2bを構成する密閉容器21内の不要気体分子を気体補修用熱交換器22によって吸着して捕集し、その捕集した状態に維持させることができる。これにより、密閉容器21内の真空状態の保持を図り、水や水蒸気(吸着質)以外の不要気体分子の存在に起因する出力低下の発生を回避することができる。特に、供用開始前の初期の準備運転による脱着・真空引きによっても各熱交換器22,23,24から脱けきれずに、その後の冷熱取り出し運転の進行により徐々に密閉容器21内に放出される不要気体分子を確実に捕集することができ、かかる不要気体分子に起因して吸着槽2a,2b内の圧力が上昇してしまい、その結果、出力が低下するような事態の発生を、確実に阻止することができる。さらに、気体捕集用熱交換器22の吸着剤や気体捕集用の熱媒温度設定によって、不要気体分子の捕集能力を調整することができ、これにより、不要気体分子の吸着能に到達、つまり出力低下が生じ始めるまでの経過時間をより長く延ばすことができる。このため、次回のメンテナンス運転までの冷熱取り出し運転の継続時間をより長く延ばすことができるようになる。しかも、気体捕集用熱交換器22の吸着剤の吸着能を再生させるには単に脱着用の高温熱媒に供給切換するだけのメンテナンス運転を行えば済み、密閉容器を開けるために分解する必要がないため、メンテナンス作業の大幅な省力化を図ることができるようになる。
In the case of the adsorption heat pump described above, unnecessary gas molecules in the sealed
<他の実施形態>
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、吸着槽として一対のものを備えた吸着式ヒートポンプを示したが、これに限らず、吸着槽としては少なくとも1つ備えていればよく、3つ以上の吸着槽を備えて構成してもよい。
<Other embodiments>
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Other various embodiment is included. That is, in the said embodiment, although the adsorption | suction type heat pump provided with a pair of adsorption tanks was shown, not only this but at least one adsorption tank should just be provided, and three or more adsorption tanks are provided. May be configured.
上記実施形態では、吸着槽として2つの吸着/脱着用熱交換器23,24と、1つの気体捕集用熱交換器22との3つの同じ熱交換器を備えて構成しているが、これに限らず、全体の数については2つ以上、気体捕集用熱交換器のサイズや構成としては吸着/脱着用熱交換器よりも大きい又は小さいものとしてもよい。要するに、吸着/脱着用熱交換器の数は少なくとも1つあればよく、又、気体捕集用熱交換器も少なくとも1つあればよい。つまり、吸着槽として、少なくとも1つの吸着/脱着用熱交換器と、少なくとも1つの気体捕集用熱交換器とで構成すればよい。
In the above embodiment, the adsorption tank includes three identical heat exchangers, ie, two adsorption /
吸着/脱着用熱交換器23,24や、気体捕集用熱交換器22として、フィンアンドチューブ形式のものを示したが、これに限らず、他の形式の熱交換器を用いてもよい。
As the adsorption /
吸着槽2a,2bのそれぞれに真空ポンプ5が付設された状態を図示しているが、真空ポンプは1つでもよい。
Although the
2a,2b 吸着槽
3 凝縮槽
4 蒸発槽
21 密閉容器
22 気体捕集用熱交換器
23,24 吸着/脱着用熱交換器
2a, 2b Adsorption tank 3
Claims (2)
上記吸着槽は、密閉容器と、この密閉容器に内蔵されて、吸着工程と脱着工程とに交互に切換えられる少なくとも1つの吸着/脱着用熱交換器、及び、上記密閉容器内の吸着質以外の気体が吸着される少なくとも1つの気体捕集用熱交換器とを備えて構成され、
上記気体捕集用熱交換器は、この気体捕集用熱交換器に対し上記気体吸着用に設定された温度の熱媒が循環供給されるように構成されている
ことを特徴とする吸着式ヒートポンプ。 An adsorption heat pump comprising one or more adsorption tanks, a condensation tank, and an evaporation tank, wherein an adsorption refrigeration cycle that repeats adsorption and desorption of adsorbate is executed,
The adsorption tank includes a sealed container, at least one adsorption / desorption heat exchanger built in the sealed container and alternately switched between an adsorption process and a desorption process, and an adsorbate other than the adsorbate in the sealed container. Comprising at least one gas collection heat exchanger to which gas is adsorbed,
The gas collection heat exchanger is configured such that a heat medium having a temperature set for gas adsorption is circulated and supplied to the gas collection heat exchanger. heat pump.
上記吸着槽は、密閉容器と、この密閉容器に内蔵された少なくとも2つの吸着/脱着用熱交換器とを備えて構成され、
上記少なくとも2つの吸着/脱着用熱交換器の内の1つの吸着/脱着用熱交換器が上記密閉容器内の吸着質以外の気体を吸着する気体捕集用熱交換器として構成され、他の吸着/脱着用熱交換器で吸着工程と脱着工程とが選択的に実行されるように構成されている
ことを特徴とする吸着式ヒートポンプ。 An adsorption heat pump comprising one or more adsorption tanks, a condensation tank, and an evaporation tank, wherein an adsorption refrigeration cycle that repeats adsorption and desorption of adsorbate is executed,
The adsorption tank is configured to include a sealed container and at least two adsorption / desorption heat exchangers built in the sealed container,
One adsorption / desorption heat exchanger of the at least two adsorption / desorption heat exchangers is configured as a gas collection heat exchanger that adsorbs a gas other than the adsorbate in the sealed container, An adsorption heat pump, wherein an adsorption process and a desorption process are selectively performed by an adsorption / desorption heat exchanger.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008125288A JP2009275938A (en) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | Adsorption type heat pump |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008125288A JP2009275938A (en) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | Adsorption type heat pump |
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JP2009275938A true JP2009275938A (en) | 2009-11-26 |
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JP (1) | JP2009275938A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012037203A (en) * | 2010-08-11 | 2012-02-23 | Fuji Electric Co Ltd | System for cooling and recovering exhaust heat of electronic apparatus |
-
2008
- 2008-05-12 JP JP2008125288A patent/JP2009275938A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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