JP2018021707A - 吸着冷凍機および吸着冷凍機の運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】再生蒸気の排熱を利用した高効率な吸着冷凍機を提供する。
【解決手段】吸着冷凍機２００は、加熱および冷却が交互に行われる一対の第１吸着器１０１ＡＡ、１０１ＢＡと、第１吸着器の再生蒸気による加熱および冷却が交互に行われる一対の第２吸着器と、再生蒸気を第２吸着器に供給するか否かの切り替えが行われる第１切り替え器４３２と、再生蒸気の温度を直接的または間接的に検知する第１温度検知器４３１と、第１温度検知器の検知温度に基づいて、第１切り替え器の切り替え動作を制御する制御装置７００とを備える。このことにより再生温度が低い側の吸着器ペアの再生工程を高効率に行い得る。
【選択図】図５

Description

本開示は吸着冷凍機および吸着冷凍機の運転方法に関する。

熱式ヒートポンプとして、吸着冷凍機が知られている。吸着冷凍機では、吸着器の容器内に吸着材と呼ばれる吸湿材料（例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの多孔質材料）が設けられている。この吸着材が吸湿することで、蒸気の気化熱により冷媒が生成される。なお、この吸着器の吸着工程では、容器内は適宜の真空ポンプで減圧状態に制御されているので、低温（例えば、約６℃程度）の蒸気が吸着材に吸着される。また、吸着器の吸着工程では、吸着材が吸湿すると発熱するので、適宜の冷却熱交換器（例えば、冷却塔）からの冷却水により吸着材の熱が除去される。これにより、吸着材は、その吸湿性能に適した温度に維持される。

吸着材の吸湿が行われる間は、容器内で冷媒を生成できるが、やがて、吸着材の吸湿が止まり、吸着材の再生（回復）が必要となる。

この吸着器の再生工程では、吸着材が適宜の外部熱源からの熱により加熱される。吸着材の加熱により、吸着材が温度上昇すると、吸着材に付着した水分の脱離（脱着）が起こり、吸着材の吸湿性能が回復する。吸着材から離脱した蒸気は、上記の冷却熱交換器からの冷却水との熱交換で冷やされ、液体の水として容器に戻される。

このように、吸着冷凍機の吸着器では、吸着材の吸着および再生が交互に行われる。

そして、従来の吸着冷凍機は、一般的に、かかる吸着器が対をなして設けられており、一方の吸着器で吸着工程を行う際に、他方の吸着器で再生工程を行うようにし、これを適時に切り替えて、容器内で冷媒（冷水）を連続的に生成するように構成されている。

ところで、以上の吸着冷凍機を多段に構成することにより、再生温度の低減など様々な利点があるので、従来から、多段構造の吸着冷凍機も提案されている（例えば、特許文献１−３参照）。

国際公開第２０１６／０３１４８４号 特許第５３７９１３７号公報 特許第４４０４２９５号公報

しかし、従来例は、再生温度が高い側の吸着器ペアから排出された再生蒸気の排熱を利用して、再生温度が低い側の吸着器ペアの再生工程が行われる吸着冷凍機（例えば、二重効用吸着冷凍機など）の高効率化については検討されていない。

本開示の一態様（aspect）は、このような事情に鑑みてなされたものであり、再生温度が高い側の吸着器ペアの再生蒸気の排熱を用いて、再生温度が低い側の吸着器ペアの再生工程を従来よりも高効率に行い得る吸着冷凍機を提供する。また、本開示の一態様は、このような吸着冷凍機の運転方法を提供する。

上記課題を解決するため、本開示の一態様の吸着冷凍機は、加熱および冷却が交互に行われる一対の第１吸着器と、前記第１吸着器の再生蒸気による加熱および冷却が交互に行われる一対の第２吸着器と、前記再生蒸気を前記第２吸着器に供給するか否かの切り替えが行われる第１切り替え器と、前記再生蒸気の温度を直接的または間接的に検知する第１温度検知器と、前記第１温度検知器の検知温度に基づいて、前記第１切り替え器の切り替え動作を制御する制御装置と、を備える。

また、本開示の一態様の吸着冷凍機の運転方法は、一対の第１吸着器において、加熱および冷却を交互に行い、一対の第２吸着器において、第１吸着器の再生蒸気による加熱および冷却を交互に行い、前記再生蒸気の検知温度に基づいて、前記再生蒸気を前記第２吸着器に供給するか否かの切り替えを行う。

本開示の一態様の吸着冷凍機およびその運転方法は、再生温度が高い側の吸着器ペアの再生蒸気の排熱を用いて、再生温度が低い側の吸着器ペアの再生工程を従来よりも高効率に行い得るという効果を奏する。

図１は、単効用吸着冷凍機の一例を示す図である。 図２は、単効用吸着冷凍機の一例を示す図である。 図３Ａは、二重効用吸着冷凍機の一例を示す図である。 図３Ｂは、二重効用吸着冷凍機の一例を示す図である。 図４は、二重効用吸着冷凍機の一段目の吸着器付近の熱媒体の温度プロファイルの一例を示す図である。 図５は、第１実施形態の吸着冷凍機の一例を示す図である。 図６は、第１実施形態の変形例の吸着冷凍機の一例を示す図である。 図７は、二重効用吸着冷凍機の一段目の吸着器付近の熱媒体の温度プロファイルの一例を示す図である。 図８は、第２実施形態の吸着冷凍機の一例を示す図である。 図９は、二重効用吸着冷凍機の一段目の吸着器付近の熱媒体の温度プロファイルの一例を示す図である。 図１０は、第３実施形態の吸着冷凍機の一例を示す図である。

まず、図面を参照しながら、単効用吸着冷凍機の構成および動作を説明する。図１および図２は、単効用吸着冷凍機の一例を示す図である。

単効用吸着冷凍機１００は、一対の吸着器１０１Ａ、１０１Ｂ（以下、吸着器ペア１０１Ａ、１０１Ｂという）と、冷媒系統３００と、温熱系統４００と、冷熱系統５００と、を備える。

吸着器ペア１０１Ａ、１０１Ｂはそれぞれ、シリカゲル、ゼオライトなどの吸着材が容器に充填されている。なお、吸着器ペア１０１Ａ、１０１Ｂ内は、ここでは、図示しない真空ポンプにより、１/１００気圧程度に減圧されている。

吸着器ペア１０１Ａ、１０１Ｂのそれぞれには、これらの吸着材との間で熱交換が行われる熱媒体（例えば、水など）が流れる流路部材が通過している。つまり、この流路部材が、熱交換フィン、熱交換コイルなどの熱交換部材を備える。

吸着器１０１Ａの流路部材の出口および入口の付近には、温熱系統４００の循環経路４０１を循環する高温の温熱媒体を適時に吸着器１０１Ａに供給し得るとともに、冷熱系統５００の循環経路５０１を循環する低温の冷熱媒体を適時に吸着器１０１Ａに供給し得るように、三方弁１０２Ａ、１０３Ａが設けられている。つまり、吸着器１０１Ａの出口および入口がそれぞれ、三方弁１０２Ａ、１０３Ａのそれぞれを介して温熱系統４００および冷熱系統５００の両方に接続されている。よって、単効用吸着冷凍機１００は、吸着器１０１Ａ内に、温熱媒体を通過させるか、冷熱媒体を通過させるか選択できるように構成されている。

また、吸着器１０１Ｂの流路部材の出口および入口の付近には、温熱系統４００の循環経路４０１を循環する高温の温熱媒体を適時に吸着器１０１Ｂに供給し得るとともに、冷熱系統５００の循環経路５０１を循環する低温の冷熱媒体を適時に吸着器１０１Ｂに供給し得るように、三方弁１０２Ｂ、１０３Ｂが設けられている。つまり、吸着器１０１Ｂの出口および入口がそれぞれ、三方弁１０２Ｂ、１０３Ｂのそれぞれを介して温熱系統４００および冷熱系統５００の両方に接続されている。よって、単効用吸着冷凍機１００は、吸着器１０１Ｂ内に、温熱媒体を通過させるか、冷熱媒体を通過させるか選択できるように構成されている。

なお、三方弁１０２Ａ、１０２Ｂ、１０３Ａ、１０３Ｂとして、例えば、電磁式のボールバルブを用いることができる。

更に、吸着器ペア１０１Ａ、１０１Ｂはそれぞれ、二方弁１０４Ａ、１０４Ｂのそれぞれを介して蒸発器３１０に接続するとともに、二方弁１０５Ａ、１０５Ｂのそれぞれを介して凝縮器３３０にも接続している。

なお、二方弁１０４Ａ、１０４Ｂ、１０５Ａ、１０５Ｂとして、例えば、電磁式または空圧式のバタフライバルブを用いることができる。

ここで、図１では、吸着器１０１Ａで吸着工程が行われ、吸着器１０１Ｂで再生工程が行われている状態が図示されている。図２では、吸着器１０１Ａで再生工程が行われ、吸着器１０１Ｂで吸着工程が行われている状態が図示されている。つまり、吸着器ペア１０１Ａ、１０１Ｂは、温熱媒体による加熱および冷熱媒体による冷却が交互に行われる。

そこで、図１および図２において、図面の内容が理解しやすくなるよう、便宜上、三方弁１０２Ａ、１０２Ｂ、１０３Ａ、１０３Ｂの開放側が黒で図示され、閉止側が白で図示されている。また、開放状態の二方弁１０４Ａ、１０４Ｂ、１０５Ａ、１０５Ｂは黒で図示され、閉止状態の二方弁１０４Ａ、１０４Ｂ、１０５Ａ、１０５Ｂは白で図示されている。また、連通状態の循環経路５０１および吸着材に吸着される蒸気の経路を太い実線で表し、連通状態の循環経路４０１および再生蒸気の経路を太い点線で表し、熱媒体が流れていない非連通状態の経路を細い二点鎖線で表している。

以下、図１を用いて、吸着器１０１Ａで吸着工程が行われ、吸着器１０１Ｂで再生工程が行われている場合の単効用吸着冷凍機１００について更に詳しく説明する。なお、図２の単効用吸着冷凍機１００については、以下の説明で容易に理解できるので説明を省略する。

単効用吸着冷凍機１００の冷媒系統３００、温熱系統４００および冷熱系統５００の熱媒体には、通常、水が使用される。よって、熱媒体を水として、単効用吸着冷凍機１００の構成および動作を説明する。

冷媒系統３００、温熱系統４００および冷熱系統５００の水温は系統毎に相違している。一例として、冷媒系統３００の水温は、約１５℃程度であり、温熱系統４００の水温は、約８０℃程度であり、冷熱系統５００の水温は、約３０℃程度である。

冷媒系統３００の経路３０１の両端はそれぞれ、蒸発器３１０および凝縮器３３０に接続されている。

蒸発器３１０では、蒸発器３１０内の水が蒸発することで冷凍出力が取り出される。つまり、蒸発器３１０から、水蒸発により適温にまで冷えた冷媒（例えば、冷水）を外部へ送ることができる。

本例では、二方弁１０４Ａが開放され、二方弁１０４Ｂが閉止されているので、蒸発器３１０で発生した蒸気は、吸着器１０１Ａの吸着材に吸着される。

凝縮器３３０では、再生工程で発生した蒸気が、冷熱系統５００の循環経路５０１を流れる循環水により冷却される。これにより、凝縮器３３０内で、凝縮水が発生し、この凝縮水が、ポンプ３１１の動力により上記の蒸発器３１０へと送られ、蒸発を行うための水として再利用される。本例では、二方弁１０５Ａが閉止され、二方弁１０５Ｂが開放されているので、吸着器１０１Ｂの再生工程で発生した蒸気が、凝縮器３３０へ供給されている。

なお、ポンプ３１１として、例えば、マグネットポンプ、カスケードポンプなどを用いることができる。

温熱系統４００の循環経路４０１上には、熱源熱交換器４５０およびポンプ４６０が配されている。この熱源熱交換器４５０では、循環経路４０１を流れる循環水が受熱流体に用いられているので、適宜の熱源から温熱系統４００に熱を取り込み得る（つまり、循環水が加熱される）。本例では、三方弁１０２Ａ、１０２Ｂ、１０３Ａ、１０３Ｂの弁操作およびポンプ４６０の動力により、熱源熱交換器４５０を通過した後の循環経路４０１内の高温の循環水は、吸着器１０１Ｂ内へと送られる。これにより、吸着器１０１Ｂの吸着材が、高温の循環水との熱交換により加熱され、吸着器１０１Ｂの再生工程が行われる。

なお、ポンプ４６０として、例えば、マグネットポンプ、カスケードポンプなどを用いることができる。

冷熱系統５００の循環経路５０１上には、冷却熱交換器５１０（例えば、冷却塔）およびポンプ５２０が配されている。冷却熱交換器５１０では、循環経路５０１を流れる循環水が加熱流体に用いられているので、循環経路４０１内の循環水が冷却熱交換器５１０を通過するとき、循環水から熱が除去される（つまり、循環水が冷却される）。本例では、三方弁１０２Ａ、１０２Ｂ、１０３Ａ、１０３Ｂの弁操作およびポンプ５２０の動力により、冷却熱交換器５１０を通過した後の循環経路５０１内の低温の循環水は、吸着器１０１Ａ内へと送られる。これにより、吸着器１０１Ａの吸着材が、低温の循環水との熱交換により冷却され、吸着工程に適した温度に維持される。吸着器１０１Ａ内を通過した循環水は、上記の凝縮器３３０において、再生工程で発生した蒸気を冷却するのに使用される。

なお、ポンプ５２０として、例えば、マグネットポンプ、カスケードポンプなどを用いることができる。

このようにして、単効用吸着冷凍機１００は、一方の吸着器１０１Ａで吸着工程を行う際に、他方の吸着器１０１Ｂで再生工程を行うようにし、これを適時に切り替えて、蒸発器３１０で冷媒（例えば、冷水）を連続的に生成している。

なお、上記切り替えは、例えば、予めサイクルタイムを固定する方式でもよいし、吸着器ペア１０１Ａ、１０１Ｂのそれぞれの温度に基づいて制御する方式でもよい。後者の場合、吸着器１０１Ａの流路部材の出口付近および入口付近のそれぞれに、一対の温度検知器（図示せず）を設け、吸着器１０１Ｂの流路部材の出口付近および入口付近のそれぞれにも、一対の温度検知器（図示せず）を設けるとよい。つまり、一対の温度検知器のそれぞれの検知温度の差（以下、検知温度差）から吸着器ペア１０１Ａ、１０１Ｂの吸着工程の状態および再生工程の状態を知ることができる。例えば、吸着材の吸湿が完全に止まった場合、吸着材が完全に再生された場合、検知温度差が理論上ゼロになる。

次に、図面を参照しながら、二重効用吸着冷凍機の構成および動作を説明する。

図３Ａおよび図３Ｂは、二重効用吸着冷凍機の一例を示す図である。なお、図３Ａおよび図３Ｂにおける同一または対応する構成要素については、便宜上、同じ参照符号の最後に、図３Ａでは「Ａ」を付し、図３Ｂでは「Ｂ」を付している。

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、二重効用吸着冷凍機２００は、一段目の一対の第１吸着器１０１ＡＡ、１０１ＢＡ（以下、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡという）と、二段目の一対の第２吸着器１０１ＡＢ、１０１ＢＢ（以下、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢという）と、を備える。そして、この二重効用吸着冷凍機２００では、一段目の第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された再生蒸気の排熱を利用して、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生工程が行われている。つまり、二段目の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢは、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの再生蒸気による加熱および冷却が交互に行われる。

なお、図３Ａでは、第１吸着器１０１ＡＡで吸着工程が行われ、第１吸着器１０１ＢＡで再生工程が行われている状態が図示され、図３Ｂでも、第２吸着器１０１ＡＢで吸着工程が行われ、第２吸着器１０１ＢＢで再生工程が行われている状態が図示されているが、これに限らない。

第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの構成および動作、並びに、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの構成および動作は、基本的に、すでに説明した単効用吸着冷凍機１００の構成および動作と同じである。よって、二重効用吸着冷凍機２００の各構成要素の詳細な説明は省略する。

相違点は、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された再生蒸気が流れる再生蒸気が、凝縮器ではなく、再生蒸気の供給経路４３０を通じて、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給されることである。つまり、二重効用吸着冷凍機２００は、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された再生蒸気を熱源として、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生工程が行われることに特徴がある。

なお、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢから排出された温熱媒体は、図３Ｂの温熱系統４００Ｂの循環経路４０１Ｂおよび図３Ａの温熱系統４００Ａの循環経路４０１Ａを通じて、熱源熱交換器４５０へ送られる。第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢから排出された冷熱媒体は、図３Ｂの冷熱系統５００Ｂの循環経路５０１Ｂおよび図３Ａの冷熱系統５００Ａの循環経路５０１Ａを通じて冷却熱交換器５１０へ送られる。凝縮器３３０から排出された凝縮水は、図３Ｂの冷媒系統３００Ｂの経路３０１Ｂおよび図３Ａの冷媒系統３００Ａの経路３０１Ａのそれぞれを通じて、蒸発器３１０Ｂおよび蒸発器３１０Ａのそれぞれへ送られる。

二重効用吸着冷凍機２００の冷凍効率の理論値（ＣＯＰ）は、下記の（式１）に従い計算され、単効用吸着冷凍機１００に比べ、ＣＯＰの大幅な向上を達成できる。

(式１) ε２＝ε１+（ε１×ε１）
（式１）において、ε２は、二重効用吸着冷凍機２００のＣＯＰ、ε１は、単効用吸着冷凍機１００のＣＯＰである。例えば、単効用吸着冷凍機１００のＣＯＰは、およそε１＝０．６であるので、これを（式１）に代入すると、ε２＝０．９６と計算される。すなわち、６０％もの効率向上が図れる。

なお、以上の熱媒体の温度、バルブの種類および配置、経路の引き回し方法などは、例示であって、本例に限定されない。

ところで、二重効用吸着冷凍機２００の更なる高効率化について鋭意検討が行われ、以下の知見が得られた。

図４は、二重効用吸着冷凍機の一段目の吸着器付近の熱媒体の温度プロファイルの一例を示す図である。

具体的には、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの入口側の熱媒体の温度プロファイル６００と、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された再生蒸気の温度プロファイル６０１と、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの出口側の熱媒体の温度プロファイル６０２と、が示されている。

二重効用吸着冷凍機２００の動作温度条件は、一例として、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡを加熱（再生）するための温熱媒体の設定温度が１２０℃、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡを冷却するための冷熱媒体の設定温度が３０℃、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢを加熱（再生）するための熱媒体の再生温度が８０℃であるとする。

図４から明らかな通り、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの入口側の熱媒体の温度プロファイル６００は、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡに供給される熱媒体（温熱媒体、冷熱媒体）の切り替えに対して、非常に早く追随して変化するのに対し、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの出口側の熱媒体の温度プロファイル６０２は、温度プロファイル６００に対して一定の遅延時間を以って追随する。これは、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの熱容量に基づいた遅延である。つまり、温度プロファイル６０２は、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの加熱時には、上記の温熱媒体の設定温度に向けて逓増して一定値に達し、冷却時には、上記の冷熱媒体の設定温度に向けて逓減して一定値に達している。また、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの加熱（再生）で発生する再生蒸気の温度は、温度プロファイル６０２に対しても一定の遅延時間を持って追随し、その到達温度は、温度プロファイル６０２に対して若干低くなっている。

発明者は、このような再生蒸気を二段目の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給する場合に二重効用吸着冷凍機２００の効率が損なわれるという以下の問題を見出した。

上記のとおり、二重効用吸着冷凍機２００では、再生蒸気の温度に関わらず、再生蒸気が二段目の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給される。従って、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度（ここでは、一例として、８０℃）に達していない再生蒸気までも、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢへ供給される。すると、二段目の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢが、再生蒸気によって逆に冷却されることで二重効用吸着冷凍機２００の効率を損なう可能性がある。これは、例えば、二段目の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの加熱が行われている途中で、一段目の第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの動作状態が切り替わる場合などで発生する現象である。

そこで、発明者は、鋭意検討の結果、二重効用吸着冷凍機２００の効率を損なう可能性を低減すべく、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された再生蒸気の温度に基づいて、この再生蒸気を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かの切り替えを行うという着想に到達した。つまり、本例の場合、上記の再生温度以上の再生蒸気エネルギー（図４のドット網掛け部）が、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生工程に有効に利用できることを見出した。

すなわち、本開示の第１の態様の吸着冷凍機は、加熱および冷却が交互に行われる一対の第１吸着器と、第１吸着器の再生蒸気による加熱および冷却が交互に行われる一対の第２吸着器と、再生蒸気を第２吸着器に供給するか否かの切り替えが行われる第１切り替え器と、再生蒸気の温度を直接的または間接的に検知する第１温度検知器と、第１温度検知器の検知温度に基づいて、第１切り替え器の切り替え動作を制御する制御装置と、を備える。

また、本開示の第１の態様の吸着冷凍機の運転方法は、一対の第１吸着器において、加熱および冷却を交互に行い、一対の第２吸着器において、第１吸着器の再生蒸気による加熱および冷却を交互に行い、再生蒸気の検知温度に基づいて、再生蒸気を第２吸着器に供給するか否かの切り替えを行う。

以上により、本態様の吸着冷凍機およびその運転方法は、再生温度が高い側の一対の第１吸着器の再生蒸気の排熱を用いて、再生温度が低い側の一対の第２吸着器の再生工程を従来よりも高効率に行い得る。具体的には、吸着冷凍機（例えば、二重効用吸着冷凍機）において、第１吸着器から排出された再生蒸気の温度に基づいて、第２吸着器を加熱するための再生蒸気を第２吸着器に供給するか否かを切り替えることができるので、第２吸着器が、再生蒸気により逆に冷却されることが抑制される。よって、吸着冷凍機の効率を損なう可能性を従来よりも低減できる。

また、本開示の第２の態様の吸着冷凍機は、第１の態様の吸着冷凍機において、第１切り替え器は、再生蒸気を第２吸着器へ送るための供給経路に設けられた第１分岐弁であり、制御装置は、第１温度検知器の検知温度に基づいて第１分岐弁の弁操作を制御する。

かかる構成によると、第１分岐弁を用いて、再生蒸気を第２吸着器に供給するか否かの切り替えを簡易に行い得る。

以下、添付図面を参照しつつ、本開示の実施形態について説明する。

以下で説明する実施形態は、本開示の一具体例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、あくまで一例であり、本開示を限定するものではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面において、同じ符号が付いたものは、説明を省略する場合がある。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を模式的に示したもので、形状および寸法比などについては正確な表示ではない場合がある。

（第１実施形態）
［装置構成］
図５は、第１実施形態の吸着冷凍機の一例を示す図である。なお、図５では、吸着冷凍機２００の一段目の第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡのみが図示されている。二段目の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢについては、図３Ｂの参酌により容易に理解できるので、詳細な説明および図示を省略する。また、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの動作状態の切り替わりについては、上記の説明で容易に理解できるので、ここでは、図中の全ての三方弁および二方弁を白で図示し、全ての流体経路を細い実線で図示している。

本実施形態の吸着冷凍機２００は、再生蒸気の供給経路４３０と、第１温度検知器４３１と、第１切り替え器４３２と、再生蒸気のバイパス経路４３３と、制御装置７００と、を備える。他の構成要素は、図３Ａおよび図３Ｂの吸着冷凍機２００と同様であるので説明を省略する。

第１温度検知器４３１は、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの再生蒸気の温度を直接的または間接的に検知する。第１温度検知器４３１は、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの再生蒸気の温度を直接的または間接的に検知できれば、どのような構成であってもよい。例えば、供給経路４３０内に第１温度検知器４３１を設け、再生蒸気の温度を直接的に検知してもよいし、再生蒸気の温度と相関する所定の箇所（例えば、供給経路４３０を形成する配管の表面またはその周辺など）に第１温度検知器４３１を設け、再生蒸気の温度を間接的に検知してもよい。第１温度検知器４３１として、熱電対またはサーミスタなどを例示できる。

第１切り替え器４３２は、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの再生蒸気を、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かの切り替えが行われる。第１切り替え器４３２は、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの再生蒸気を、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かの切り替えが行われるものであれば、どのような構成であってもよい。例えば、本実施形態では、図５に示すように、第１切り替え器４３２は、供給経路４３０に設けられた第１分岐弁４３２Ａ（三方弁）であるが、これに限らない。第１切り替え器４３２は、例えば、供給経路４３０および再生蒸気のバイパス経路４３３のそれぞれに設けられた図示しない開閉弁（二方弁）などで構成されていてもよい。なお、第１分岐弁４３２Ａとして、例えば、電磁式のボールバルブなどを例示できる。

ここでは、第１分岐弁４３２Ａは、第１温度検知器４３１よりも下流側の供給経路４３０に設けられ、第１分岐弁４３２Ａの一方の分岐口は、再生蒸気のバイパス経路４３３に接続され、第１分岐弁４３２Ａの他方の分岐口は、供給経路４３０に接続されている。また、再生蒸気のバイパス経路４３３の下流端は、温熱系統４００Ａの循環経路４０１Ａに接続されている。これにより、第１分岐弁４３２Ａの弁操作でバイパス経路４３３を流れる再生蒸気は、熱源熱交換器４５０へとバイパス供給される。

制御装置７００は、第１温度検知器４３１の検知温度に基づいて、第１切り替え器４３２の切り替え動作を制御する。例えば、制御装置７００は、第１温度検知器４３１の検知温度に基づいて第１分岐弁４３２Ａの弁操作を制御する。つまり、制御装置７００は、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度（ここでは、一例として、８０℃）に達していない再生蒸気が、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給されないように、上記の切り替え動作を制御する。

制御装置７００は、制御機能を有するものであれば、どのような構成であってもよい。制御装置７００は、例えば、演算回路（図示せず）と、制御プログラムを記憶する記憶回路（図示せず）と、を備える。演算回路として、例えば、ＭＰＵ、ＣＰＵなどを例示できる。記憶回路として、例えば、メモリなどを例示できる。

制御装置７００は、集中制御を行う単独の制御器で構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御を行う複数の制御器で構成されていてもよい。

［動作］
以下、第１実施形態の吸着冷凍機２００の動作の一例について図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す動作は、例えば、制御装置７００の演算回路が記憶回路から制御プログラムを読み出すことで行われる。ただし、以下の動作を制御装置７００で行うことは、必ずしも必須ではない。操作者が、その一部または全部の動作を行っても構わない。

第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡにおいて、加熱および冷却が交互に行われる。これにより、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡは、上記のとおり、これらの再生工程において、高温の再生蒸気を生成する。例えば、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡが、約２気圧で約１２０℃の温度の蒸気により駆動する場合、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの再生工程において、大気圧状態で、到達温度が約１００℃程度の再生蒸気が得られる。よって、この再生蒸気を用いて、二段目の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢを駆動することができる。つまり、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢにおいて、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの再生蒸気による加熱および冷却が交互に行われる。

このとき、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの再生蒸気の検知温度に基づいて、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの再生蒸気を、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かの切り替えを行う。つまり、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度（ここでは、一例として、８０℃）に達していない再生蒸気が、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給されないように、上記の切り替えを行う。

以上により、第１実施形態の吸着冷凍機２００およびその運転方法は、再生温度が高い側の第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの再生蒸気の排熱を用いて、再生温度が低い側の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生工程を従来よりも高効率に行い得る。具体的には、吸着冷凍機２００（例えば、二重効用吸着冷凍機）において、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された再生蒸気の温度に基づいて、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢを加熱するための再生蒸気を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かを切り替えることができるので、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢが、再生蒸気により逆に冷却されることが抑制される。よって、吸着冷凍機２００の効率を損なう可能性を従来よりも低減できる。

（変形例）
第１実施形態では、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度（ここでは、一例として、８０℃）を基準にして、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの再生蒸気を、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かが決定されている。

しかし、上記の再生温度に関係なく、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給する再生蒸気の温度が、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度を超えていれば、本再生蒸気は、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの加熱にとって有効に機能する。

よって、発明者は、鋭意検討の結果、再生蒸気の温度と第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度とを比較することで、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢを加熱するための再生蒸気を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かの切り替えを行うという着想に到達した。

図６は、第１実施形態の変形例の吸着冷凍機の一例を示す図である。なお、図６では、吸着冷凍機２００の二段目の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢのみが図示されている。一段目の第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡについては、図５の参酌により容易に理解できるので、詳細な説明および図示を省略する。また、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの動作状態の切り替わりについては、上記の説明で容易に理解できるので、ここでは、図中の全ての三方弁および二方弁を白で図示し、全ての流体経路を細い実線で図示している。

本変形例の吸着冷凍機２００は、第１の態様または第２の態様の吸着冷凍機２００において、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度を直接的または間接的に検知する基準温度検知器４３４Ａ、４３４Ｂを備え、制御装置７００は、第１温度検知器４３１（図５参照）の検知温度および基準温度検知器４３４Ａ、４３４Ｂの検知温度の比較に基づいて第１切り替え器４３２（図５参照）の切り替え動作を制御する。

また、本変形例の吸着冷凍機２００の運転方法は、第１の態様の吸着冷凍機２００の運転方法において、再生蒸気の検知温度および第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの検知温度の比較に基づいて、再生蒸気を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かの切り替えを行う。

基準温度検知器４３４Ａ、４３４Ｂは、再生中（加熱中）の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度を直接的または間接的に検知できれば、どのような構成であってもよい。例えば、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢ内に温度検知器を設け、上記の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度を直接的に検知してもよいし、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度と相関する所定の箇所に温度検知器を設け、上記の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度を間接的に検知してもよい。

後者の場合では、例えば、第２吸着器１０１ＡＢの流路部材の出口付近および入口付近のそれぞれに、一対の温度検知器４３４ＡＡ、４３４ＡＢを設け、第２吸着器１０１ＢＢの流路部材の出口付近および入口付近のそれぞれに、一対の温度検知器４３４ＢＡ、４３４ＢＢを設けてもよい。この場合、一対の温度検知器４３４ＡＡ、４３４ＡＢのうちの低い方の温度を第２吸着器１０１ＡＢの温度に設定としてもよいし、高い方の温度を第２吸着器ペア１０１ＡＢの温度に設定してもよいし、温度検知器４３４ＡＡ、４３４ＡＢの検知温度の適切な計算法（例えば、対数平均温度など）で得られた温度を第２吸着器１０１ＡＢの温度に設定としてもよい。第２吸着器１０１ＢＢの温度設定も同様である。

以上により、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの再生蒸気の検知温度のみに基づいて、この再生蒸気を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かを切り替える場合に比べて、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生工程を更に高効率に行い得る。つまり、再生蒸気の温度が、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度よりも低い温度であっても、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度が、この再生蒸気の温度よりも更に低い場合は、再生蒸気の排熱を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの加熱に有効に利用できる。例えば、再生工程に切り替わった直後などの第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度は、このような条件に該当する場合が多い。

（第２実施形態）
二重効用吸着冷凍機２００の更なる高効率化について鋭意検討が行われ、以下の知見も得られた。

図７は、二重効用吸着冷凍機の一段目の吸着器付近の熱媒体の温度プロファイルの一例を示す図である。なお、温度プロファイル６００、６０１、６０２は、第１実施形態で説明した図５のプロファイルと同様であるので説明を省略する。

図７から明らかなとおり、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの出口側の冷熱媒体の温度の下降（温度プロファイル６０２参照）は、入口側の冷熱媒体の温度の下降（温度プロファイル６００参照）に対して遅延する。よって、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡが吸着工程に入った直後は、冷熱媒体は、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの熱容量により、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度（ここでは、一例として、８０℃）以上の高温状態で排出される。しかし、従来、このような冷熱媒体エネルギーは利用されていなかった。つまり、従来は、高温状態の冷熱媒体は、冷却熱交換器５１０で冷却されていた。

そこで、発明者は、鋭意検討の結果、二重効用吸着冷凍機２００の効率を更に向上すべく、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された冷熱媒体の温度に基づいて、この冷熱媒体を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かの切り替えを行うという着想に到達した。つまり、本例の場合、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度以上の冷熱媒体エネルギー（図７の斜線網掛け部）が、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生工程に有効に利用できることを見出した。

図８は、第２実施形態の吸着冷凍機の一例を示す図である。なお、図８では、吸着冷凍機２００の一段目の第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡのみが図示されている。二段目の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢについては、図３Ｂの参酌により容易に理解できるので、詳細な説明および図示を省略する。また、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの動作状態の切り替わりについては、上記の説明で容易に理解できるので、ここでは、図中の全ての三方弁および二方弁を白で図示し、全ての流体経路を細い実線で図示している。

第２実施形態の吸着冷凍機２００は、第１実施形態の吸着冷凍機１００において、第２切り替え器４４２と、第２温度検知器４４１と、制御装置７００と、を備える。本実施形態の吸着冷凍機２００の他の構成要素は、第１実施形態の吸着冷凍機２００と同様であるので説明を省略する。

第２温度検知器４４１は、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された冷熱媒体（ここでは、一例として、水）の温度を直接的または間接的に検知する。第２温度検知器４４１は、このような冷熱媒体の温度を直接的または間接的に検知できれば、どのような構成であってもよい。例えば、冷熱媒体が流れる循環経路５０１Ａであって、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡよりも下流側の循環経路５０１Ａ内に第２温度検知器４４１を設け、冷熱媒体の温度を直接的に検知してもよいし、このような冷熱媒体の温度と相関する所定の箇所（例えば、循環経路５０１Ａを形成する配管の表面またはその周辺など）に第２温度検知器４４１を設け、冷熱媒体の温度を間接的に検知してもよい。第２温度検知器４４１として、熱電対またはサーミスタなどを例示できる。

第２切り替え器４４２は、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの加熱（再生）において、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された冷熱媒体を、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かの切り替えが行われる。第２切り替え器４４２は、このような冷熱媒体を、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かの切り替えが行われるものであれば、どのような構成であってもよい。例えば、本実施形態では、図８に示すように、第２切り替え器４４２は、冷却熱交換器５１０の上流側の冷熱媒体が流れる循環経路５０１Ａに設けられた第２分岐弁４４２Ａ（三方弁）であるが、これに限らない。第２切り替え器４４２は、例えば、循環経路５０１Ａおよび冷熱媒体のバイパス経路４４３のそれぞれに設けられた図示しない開閉弁（二方弁）などで構成されていてもよい。なお、第２分岐弁４４２Ａとして、例えば、電磁式のボールバルブなどを例示できる。

ここでは、第２分岐弁４４２Ａは、第２温度検知器４４１よりも下流側の循環経路５０１Ａに設けられ、第２分岐弁４４２Ａの一方の分岐口は、冷熱媒体のバイパス経路４４３に接続され、第２分岐弁４４２Ａの他方の分岐口は、循環経路５０１Ａに接続されている。また、冷熱媒体のバイパス経路４４３の下流端は、再生蒸気の供給経路４３０に接続されている。これにより、第２分岐弁４４２Ａの弁操作でバイパス経路４４３を流れる冷熱媒体は、加熱時の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢへと供給される。

制御装置７００は、第２温度検知器４４１の検知温度に基づいて、第２切り替え器４４２の切り替え動作を制御する。例えば、制御装置７００は、第２温度検知器４４１の検知温度に基づいて第２分岐弁４４２Ａの弁操作を制御する。つまり、制御装置７００は、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度（ここでは、一例として、８０℃）以上の冷熱媒体が、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢを加熱するための媒体として、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給されるように、上記の切り替え動作を制御する。

また、制御装置７００は、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度に達していない冷熱媒体が、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給されないように、上記の切り替え動作を制御する。これにより、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢが、冷熱媒体により逆に冷却されることが抑制される。

以上により、第２実施形態の吸着冷凍機２００は、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生工程を更に高効率に行い得る。例えば、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡが吸着工程に入った直後は、冷熱媒体は、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの熱容量により高温状態で排出される。よって、第２実施形態の吸着冷凍機２００は、上記の構成により、このような冷熱媒体エネルギーを有効に利用できる。

（変形例）
第２実施形態では、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度（ここでは、一例として、８０℃）を基準にして、冷熱系統５００Ａの冷熱媒体を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かが決定されている。

しかし、上記の再生温度に関係なく、冷熱系統５００Ａの冷熱媒体の温度が、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度を超えていれば、本冷熱媒体は、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの加熱にとって有効に機能する。

よって、発明者は、鋭意検討の結果、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された冷熱媒体の温度と第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度とを比較することで、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢを加熱するための冷熱媒体を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かの切り替えを行うという着想に到達した。

すなわち、本変形例の吸着冷凍機２００は、第２実施形態の吸着冷凍機２００において、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度を直接的または間接的に検知する基準温度検知器４３４Ａ、４３４Ｂを備え、制御装置７００は、第２温度検知器４４１の検知温度および基準温度検知器４３４Ａ、４３４Ｂの検知温度の比較に基づいて第２切り替え器４４２の切り替え動作を制御する。なお、基準温度検知器４３４Ａ、４３４Ｂは、第１実施形態の変形例（図６）と同様であるので詳細な説明は省略する。

以上により、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された冷熱媒体の検知温度のみに基づいて、この冷熱媒体を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かを切り替える場合に比べて、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生工程を更に高効率に行い得る。つまり、冷熱媒体の温度が、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度よりも低い温度であっても、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度が、この冷熱媒体の温度よりも更に低い場合は、冷熱媒体の排熱を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの加熱に有効に利用できる。例えば、再生工程に切り替わった直後などの第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度は、このような条件に該当する場合が多い。

（第３実施形態）
二重効用吸着冷凍機２００の制御自由度の向上について鋭意検討が行われ、以下の知見が得られた。

図９は、二重効用吸着冷凍機の一段目の吸着器付近の熱媒体の温度プロファイルの一例を示す図である。なお、温度プロファイル６００、６０１、６０２は、第１実施形態で説明した図５のプロファイルと同様であるので説明を省略する。

図９から明らかなとおり、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの出口側の温熱媒体の温度上昇（温度プロファイル６０２参照）は、入口側の温熱媒体の温度上昇（温度プロファイル６００参照）に対して遅延する。よって、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの出口側の温熱媒体は、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの加熱直後は、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの熱容量によって低い状態で排出される。しかし、加熱開始から所定時間を経過すると、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの出口側の温熱媒体の温度は、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度（ここでは、一例として、８０℃）を超える。この場合、本温熱媒体を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの加熱に利用することもできる。これは、吸着冷凍機２００の効率（ＣＯＰ）の向上には直結しないが、熱源から供給された熱を、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡおよび第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢでこの順にカスケード的に利用することによって、吸着冷凍機２００の冷凍出力を変動させ得る効果がある。よって、このようなカスケード的な熱利用により、熱源から供給される熱の増減に対して、または、外部から要求される冷凍負荷の増減に対して、吸着冷凍機２００の冷凍出力を調整することが容易になる。つまり、吸着冷凍機２００の制御自由度が向上するので、吸着冷凍機２００の運用性を改善できる。

そこで、発明者は、鋭意検討の結果、吸着冷凍機２００の制御自由度を向上させるべく、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された温熱媒体の温度に基づいて、この温熱媒体を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かの切り替えを行うという着想に到達した。つまり、本例の場合、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度以上の温熱媒体エネルギー（図９の斜線網掛け部）が、上記のカスケード的な熱利用を行うことができる。

図１０は、第３実施形態の吸着冷凍機の一例を示す図である。なお、図１０では、吸着冷凍機２００の一段目の第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡのみが図示されている。二段目の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢについては、図３Ｂの参酌により容易に理解できるので、詳細な説明および図示を省略する。また、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡの動作状態の切り替わりについては、上記の説明で容易に理解できるので、ここでは、図中の全ての三方弁および二方弁を白で図示し、全ての流体経路を細い実線で図示している。

第３実施形態の吸着冷凍機２００は、第１実施形態の吸着冷凍機１００において、第３切り替え器４５２と、第３温度検知器４５１と、制御装置７００と、を備える。本実施形態の吸着冷凍機２００の他の構成要素は、第１実施形態の吸着冷凍機２００と同様であるので説明を省略する。

第３温度検知器４５１は、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された温熱媒体の温度を直接的または間接的に検知する。第３温度検知器４５１は、このような温熱媒体の温度を直接的または間接的に検知できれば、どのような構成であってもよい。例えば、温熱媒体が流れる循環経路４０１Ａであって、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡよりも下流側の循環経路４０１Ａ内に第３温度検知器４５１を設け、温熱媒体の温度を直接的に検知してもよいし、このような温熱媒体の温度と相関する所定の箇所（例えば、循環経路４０１Ａを形成する配管の表面またはその周辺など）に第３温度検知器４５１を設け、温熱媒体の温度を間接的に検知してもよい。第３温度検知器４５１として、熱電対またはサーミスタなどを例示できる。

第３切り替え器４５２は、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの加熱（再生）において、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された温熱媒体を、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かの切り替えが行われる。第３切り替え器４５２は、このような温熱媒体を、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かの切り替えが行われるものであれば、どのような構成であってもよい。例えば、本実施形態では、図１０に示すように、第３切り替え器４５２は、熱源熱交換器４５０よりも上流側の温熱媒体が流れる循環経路４０１Ａに設けられた第３分岐弁４５２Ａ（三方弁）であるが、これに限らない。第３切り替え器４５２は、例えば、循環経路４０１Ａおよび温熱媒体のバイパス経路４５３のそれぞれに設けられた図示しない開閉弁（二方弁）などで構成されていてもよい。なお、第３分岐弁４５２Ａとして、例えば、電磁式のボールバルブなどを例示できる。

ここでは、第３分岐弁４５２Ａは、第３温度検知器４５１よりも下流側の循環経路４０１Ａに設けられ、第３分岐弁４５２Ａの一方の分岐口は、温熱媒体のバイパス経路４５３に接続され、第３分岐弁４５２Ａの他方の分岐口は、循環経路４０１Ａに接続されている。また、温熱媒体のバイパス経路４５３の下流端は、再生蒸気の供給経路４３０に接続されている。これにより、第３分岐弁４５２Ａの弁操作でバイパス経路４５３を流れる温熱媒体は、加熱時の第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢへと供給される。

制御装置７００は、第３温度検知器４５１の検知温度に基づいて、第３切り替え器４５２の切り替え動作を制御する。例えば、制御装置７００は、第３温度検知器４５１の検知温度に基づいて第３分岐弁４５２Ａの弁操作を制御する。つまり、制御装置７００は、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度（ここでは、一例として、８０℃）以上の温熱媒体が、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢを加熱するための媒体として、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給されるように、上記の切り替え動作を制御する。

また、制御装置７００は、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度に達していない温熱媒体が、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給されないように、上記の切り替え動作を制御する。これにより、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢが、温熱媒体により逆に冷却されることが抑制される。

以上により、第２実施形態の吸着冷凍機２００は、吸着冷凍機２００の制御自由度が向上するので運用性を改善できる。例えば、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡが再生工程に入ってから所定時間経過後は、温熱媒体は、高温状態で排出される。よって、このような温熱媒体を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給することで、熱源から供給された熱を、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡおよび第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢでこの順にカスケード的に利用できる。その結果、吸着冷凍機２００の制御自由度が向上する。

（変形例）
第３実施形態では、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度（ここでは、一例として、８０℃）を基準にして、温熱系統４００Ａの温熱媒体を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かが決定されている。

しかし、上記の再生温度に関係なく、温熱系統４００Ａの温熱媒体の温度が、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度を超えていれば、本温熱媒体は、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの加熱にとって有効に機能する。

よって、発明者は、鋭意検討の結果、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された温熱媒体の温度と第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度とを比較することで、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢを加熱するための温熱媒体を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かの切り替えを行うという着想に到達した。

すなわち、本変形例の吸着冷凍機２００は、第３実施形態の吸着冷凍機２００において、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度を直接的または間接的に検知する基準温度検知器４３４Ａ、４３４Ｂを備え、制御装置７００は、第３温度検知器４５１の検知温度および基準温度検知器４３４Ａ、４３４Ｂの検知温度の比較に基づいて第３切り替え器４５２の切り替え動作を制御する。なお、基準温度検知器４３４Ａ、４３４Ｂは、第１実施形態の変形例（図６）と同様であるので詳細な説明は省略する。

以上により、第１吸着器ペア１０１ＡＡ、１０１ＢＡから排出された温熱媒体の検知温度のみに基づいて、この温熱媒体を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢに供給するか否かを切り替える場合に比べて、吸着冷凍機２００の制御自由度が更に向上する。つまり、温熱媒体の温度が、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの再生温度よりも低い温度であっても、第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度が、この温熱媒体の温度よりも更に低い場合は、温熱媒体の排熱を第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの加熱に有効に利用できる。例えば、再生工程に切り替わった直後などの第２吸着器ペア１０１ＡＢ、１０１ＢＢの温度は、このような条件に該当する場合が多い。

なお、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態およびこれらの変形例は、互いに相手を排除しない限り、互いに組み合わせても構わない。例えば、第２実施形態の吸着冷凍機２００に、第３実施形態の第３切り替え器４５２および第３温度検知器４５１を追加してもよい。

また、上記では、二重効用吸着冷凍機２００について説明したが、二重効用吸着冷凍機２００よりも段数が多い三重効用以上の多重効用吸着冷凍機についても同様の手法で、上段（再生温度の高い側）の吸着器ペアの再生蒸気、冷熱媒体および温熱媒体（以下、「再生蒸気など」という）を、下段（再生温度の低い側）の吸着器ペアで利用することが可能である。

この場合、例えば、三重効用吸着冷凍機の二段目の吸着器ペアの再生蒸気などを、三段目の吸着器ペアの検知温度に基づいて、三段目の吸着器ペアで利用するか、利用しないかを適宜選択可能な構成を取ることができる。また、一段目の吸着器ペアの再生蒸気などを、二段目の吸着器ペアの検知温度および三段目の吸着器ペアの検知温度に基づいて、二段目の吸着器ペアで利用するか、三段目の吸着器ペアで利用するか、あるいは、これらの吸着器ペアで利用しないかを適宜選択可能な構成を取ることもできる。つまり、本開示の技術は、どのような段数の吸着器ペアを備える吸着冷凍機であっても適用可能である。

このように、上記説明から、当業者にとっては、本開示の多くの改良および他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本開示を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本開示の精神を逸脱することなく、その動作条件、組成、構造および／または機能を実質的に変更できる。

本開示の一態様は、再生温度が高い側の吸着器ペアの再生蒸気の排熱を用いて、再生温度が低い側の吸着器ペアの再生工程を従来よりも高効率に行い得る吸着冷凍機に利用できる。

１００ ：吸着冷凍機（単効用吸着冷凍機）
１０１Ａ ：吸着器
１０１ＡＡ ：第１吸着器
１０１ＡＢ ：第２吸着器
１０１Ｂ ：吸着器
１０１ＢＡ ：第１吸着器
１０１ＢＢ ：第２吸着器
１０２Ａ ：三方弁
１０２Ｂ ：三方弁
１０３Ａ ：三方弁
１０３Ｂ ：三方弁
１０４Ａ ：二方弁
１０４Ｂ ：二方弁
１０５Ａ ：二方弁
１０５Ｂ ：二方弁
２００ ：吸着冷凍機（二重効用吸着冷凍機）
３００ ：冷媒系統
３００Ａ ：冷媒系統
３００Ｂ ：冷媒系統
３０１ ：経路
３０１Ａ ：経路
３０１Ｂ ：経路
３１０ ：蒸発器
３１１ ：ポンプ
３３０ ：凝縮器
４００ ：温熱系統
４００Ａ ：温熱系統
４００Ｂ ：温熱系統
４０１ ：循環経路
４０１Ａ ：循環経路
４０１Ｂ ：循環経路
４３０ ：供給経路
４３１ ：第１温度検知器
４３２ ：第１切り替え器
４３２Ａ ：第１分岐弁
４３３ ：バイパス経路
４３４Ａ ：基準温度検知器
４３４Ｂ ：基準温度検知器
４４１ ：第２温度検知器
４４２ ：第２切り替え器
４４２Ａ ：第２分岐弁
４４３ ：バイパス経路
４５０ ：熱源熱交換器
４５１ ：第３温度検知器
４５２ ：第３切り替え器
４５２Ａ ：第３分岐弁
４５３ ：バイパス経路
４６０ ：ポンプ
５００ ：冷熱系統
５００Ａ ：冷熱系統
５００Ｂ ：冷熱系統
５０１ ：循環経路
５０１Ａ ：循環経路
５０１Ｂ ：循環経路
５１０ ：冷却熱交換器
５２０ ：ポンプ
７００ ：制御装置

Claims (11)

1. 加熱および冷却が交互に行われる一対の第１吸着器と、
   前記第１吸着器の再生蒸気による加熱および冷却が交互に行われる一対の第２吸着器と、
   前記再生蒸気を前記第２吸着器に供給するか否かの切り替えが行われる第１切り替え器と、
   前記再生蒸気の温度を直接的または間接的に検知する第１温度検知器と、
   前記第１温度検知器の検知温度に基づいて、前記第１切り替え器の切り替え動作を制御する制御装置と、を備える吸着冷凍機。
2. 前記第１切り替え器は、前記再生蒸気を前記第２吸着器へ送るための供給経路に設けられた第１分岐弁であり、前記制御装置は、前記第１温度検知器の検知温度に基づいて前記第１分岐弁の弁操作を制御する請求項１に記載の吸着冷凍機。
3. 前記第２吸着器の温度を直接的または間接的に検知する基準温度検知器を備え、
   前記制御装置は、前記第１温度検知器の検知温度および前記基準温度検知器の検知温度の比較に基づいて前記第１切り替え器の切り替え動作を制御する請求項１または２に記載の吸着冷凍機。
4. 前記第２吸着器の加熱において、前記第１吸着器から排出された冷熱媒体を前記第２吸着器に供給するか否かの切り替えが行われる第２切り替え器と、
   前記冷熱媒体の温度を直接的または間接的に検知する第２温度検知器と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記第２温度検知器の検知温度に基づいて、前記第２切り替え器の切り替え動作を制御する請求項１に記載の吸着冷凍機。
5. 前記冷熱媒体を冷却する冷却熱交換器を備え、
   前記第２切り替え器は、前記冷却熱交換器よりも上流側の前記冷熱媒体が流れる経路に設けられた第２分岐弁であり、前記制御装置は、前記第２温度検知器の検知温度に基づいて前記第２分岐弁の弁操作を制御する請求項４に記載の吸着冷凍機。
6. 前記第２吸着器の温度を直接的または間接的に検知する基準温度検知器を備え、
   前記制御装置は、前記第２温度検知器の検知温度および前記基準温度検知器の検知温度の比較に基づいて前記第２切り替え器の切り替え動作を制御する請求項４または５に記載の吸着冷凍機。
7. 前記第２吸着器の加熱において、前記第１吸着器から排出された温熱媒体を前記第２吸着器に供給するか否かの切り替えが行われる第３切り替え器と、
   前記温熱媒体の温度を直接的または間接的に検知する第３温度検知器と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記第３温度検知器の検知温度に基づいて、前記第３切り替え器の切り替え動作を制御する請求項１に記載の吸着冷凍機。
8. 前記温熱媒体を加熱する熱源熱交換器を備え、
   前記第３切り替え器は、前記熱源熱交換器よりも上流側の前記温熱媒体が流れる経路に設けられた第３分岐弁であり、前記制御装置は、前記第３温度検知器の検知温度に基づいて前記第３分岐弁の弁操作を制御する請求項７に記載の吸着冷凍機。
9. 前記第２吸着器の温度を直接的または間接的に検知する基準温度検知器を備え、
   前記制御装置は、前記第３温度検知器の検知温度および前記基準温度検知器の検知温度の比較に基づいて前記第３切り替え器の切り替え動作を制御する請求項７または８に記載の吸着冷凍機。
10. 一対の第１吸着器において、加熱および冷却を交互に行い、
    一対の第２吸着器において、第１吸着器の再生蒸気による加熱および冷却を交互に行い、
    前記再生蒸気の検知温度に基づいて、前記再生蒸気を前記第２吸着器に供給するか否かの切り替えを行う吸着冷凍機の運転方法。
11. 前記再生蒸気の検知温度および前記第２吸着器の検知温度の比較に基づいて、前記再生蒸気を前記第２吸着器に供給するか否かの切り替えを行う請求項１０に記載の吸着冷凍機の運転方法。

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