JP3959805B2 - エンジン駆動式冷凍装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン駆動式冷凍装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記したエンジン駆動式冷凍装置は、エンジンにて駆動される圧縮機により冷媒を圧縮し、この圧縮された冷媒を凝縮器にて凝縮し、この凝縮された冷媒を減圧手段にて減圧膨張し、この減圧膨張された冷媒を蒸発器にて蒸発させ、この蒸発させた冷媒を再び圧縮機に吸入させるものである。
【０００３】
凝縮器の出口部には過冷却用熱交換器が設けてあり、この過冷却用熱交換器において冷媒を過冷却することにより、エンジン駆動式冷凍装置の冷却能力を向上させている。過冷却用熱交換器は、通常室外に配されており、この過冷却用熱交換器内の冷媒は室外空気にて冷却される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、上記したようなエンジン駆動式冷凍装置に関して、冷却能力をさらに向上したい、といった要望がある。
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、エンジン駆動式冷凍装置の冷却能力を向上することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、エンジンを熱源として駆動されるとともに、外気よりも大きな冷熱源である吸着式冷凍装置を用いて、エンジン駆動式冷凍装置における凝縮器の出口部を流れる冷媒を冷却することにより、上記目的を達成することを見出した。
【０００６】
すなわち、請求項１ないし４に記載の発明では、エンジン（１１）にて駆動され、第１冷媒を圧縮する圧縮機（２１）と、第１冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器（２２）と、第１冷媒と内気とを熱交換する室内熱交換器（２３）と、室外熱交換器（２２）と室内熱交換器（２３）との間に接続され、第１冷媒を減圧する減圧手段（２６）とを備え、室内冷房時には、圧縮機（２１）が圧縮した第１冷媒を、室外熱交換器（２２）にて凝縮し、減圧手段（２６）にて減圧した後、室内熱交換器（２３）にて蒸発させ、室内暖房時には、圧縮機（２１）が圧縮した第１冷媒を、室内熱交換器（２３）にて凝縮し、減圧手段（２６）にて減圧した後、室外熱交換器（２２）にて蒸発させるエンジン駆動式冷凍装置（２００）であって、エンジン（１１）にて加熱された加熱媒体にて加熱されることにより第２冷媒を脱着し、冷却媒体にて冷却されることにより第２冷媒を吸着する吸着コア（２、３）と、吸着コア（２、３）が第２冷媒を吸着するとき第２冷媒を蒸発させる蒸発器（６、７）と、吸着コア（２、３）が第２冷媒を脱着するとき第２冷媒を凝縮させる凝縮器（７、６）とを有する吸着式冷凍装置（１００）を備え、室内冷房時には、蒸発器（６、７）にて第２冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱を冷熱源として、室外熱交換器（２２）と減圧手段（２６）との間を流れる第１冷媒を冷却し、室内暖房時には、凝縮器（７、６）にて第２冷媒が凝縮するときの凝縮熱を加熱源として、室外熱交換器（２２）と減圧手段（２６）との間を流れる第１冷媒を加熱することを特徴としている。
【０００７】
これによれば、室外熱交換器（２２）と減圧手段（２６）との間を流れる第１冷媒を、従来よりも良好に冷却できるので、エンジン駆動式冷凍装置の冷却能力を向上できる。また、請求項２に記載の発明では、蒸発器（６、７）は、蒸発器用熱交換器（６０、７０）および第２冷媒を、蒸発器室（８１２、８２２）の内部に収容してなり、室外熱交換器（２２）と減圧手段（２６）との間に、補助熱交換器（２５）を設け、蒸発器用熱交換器（６０、７０）と、補助熱交換器（２５）との間に熱交換媒体を循環可能とする冷却用媒体回路（Ｂ）を設け、室内冷房時には、蒸発器（６、７）において、上記蒸発潜熱を冷熱源として蒸発器用熱交換器（６０、７０）内の熱交換媒体を冷却し、この冷却された熱交換媒体を、冷却用媒体回路（Ｂ）を経て補助熱交換器（２５）に循環させることにより、室外熱交換器（２２）と減圧手段（２６）との間を流れる第１冷媒を冷却することを特徴としている。このようにして本発明を良好に実施可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１および図２は本発明の第１の実施形態のエンジン駆動式空調装置２００のシステム構成を示すものであり、このエンジン駆動式空調装置２００は、ビルや事務所等の室内を空調する空調装置として使用される。
【００１２】
このエンジン駆動式空調装置２００は、圧縮機２１にて第１冷媒（例えばＲ１３４ａ）が循環される冷媒回路２０１を備えるとともに、水冷式のエンジン１１の廃熱にて駆動される吸着式冷凍装置１００を備えている。
圧縮機２１はエンジン１１にて駆動されるものであり、この圧縮機２の吐出部には、四方切替弁１２の第１ポート１２ａが接続されている。四方切替弁１２のうち第１ポート１２ａと連通可能な第２ポート１２ｂには、室外熱交換器（第１凝縮器）２２が接続されており、四方切替弁１２のうち第１ポート１２ａと連通可能な第３ポート１２ｃには、室内熱交換器（第１蒸発器）２３が接続されている。
【００１３】
室外熱交換器２２は、冷房時に第１冷媒を凝縮する凝縮器としてはたらき、暖房時に第１冷媒を蒸発させる蒸発器としてはたらく。室内熱交換器２３は、冷房時に蒸発器としてはたらき、暖房時に凝縮器としてはたらく。室外熱交換器２２は、電動送風ファン２２ａにより送風される外気と熱交換するものであり、室内熱交換器２３は、電動送風ファン２３ａにより送風される内気と熱交換するものである。
【００１４】
第２、第３ポート１２ｂ、１２ｃと連通可能な第４ポート１２ｄには、アキュムレータ２４の冷媒入口部が接続されており、このアキュムレータ２４の冷媒出口部には、圧縮機２１の吸入部が接続されている。アキュムレータ２４は、第１冷媒を気液分離するとともに、ガス状の第１冷媒を導出するものである。
室外熱交換器２２と室内熱交換器２３との間には、第１冷媒を減圧膨張する減圧手段（例えばキャピラリチューブ）２６が直列的に接続されており、室外熱交換器２２と減圧手段２６との間には、補助熱交換器（出口部熱交換器）２５が設けられている。補助熱交換器２５は、密閉容器２５ｂの内部に冷媒熱交換器２５ａを収容したものであり、冷媒熱交換器２５ａが、室外熱交換器２２と減圧手段２６との間に直列的に接続されている。
【００１５】
なお、エンジン１１、圧縮機２１、四方切替弁１２、室外熱交換器２２、アキュムレータ２４、補助熱交換器２５、および、減圧手段２６は、室外に配されており、室内熱交換器２３は、室内に設置される図示しない空調ダクト内に配されている。
次に、吸着式冷凍装置１００について詳しく説明する。
【００１６】
吸着式冷凍装置１００は、第１、第２吸着コア２、３、および、第１、第２蒸発凝縮器（蒸発器、凝縮器）６、７を備えている。第１、第２吸着コア２、３は、第１、第２吸着コア室８１１、８２１の内部に、第１、第２吸着用熱交換器２０、３０を収容してなり、第１、第２蒸発凝縮器６、７は、第１、第２蒸発凝縮器室（蒸発器室、凝縮器室）８１２、８２２の内部に、第１、第２蒸発凝縮用熱交換器（蒸発器用熱交換器、凝縮器用熱交換器）６０、７０を収容してなる。なお、第１、第２吸着コア室８１１、８２１と第１、第２蒸発凝縮器室８１２、８２２は、第１、第２連通部８１３、８２３にて気密に連通されている。そして、第１、第２吸着コア室８１１、８２１と、第１、第２蒸発凝縮器室８１２、８２２と、第１、第２連通部８１３、８２３とにより、第１、第２真空断熱容器８１、８２を構成している。これら真空断熱容器８１、８２の内部にはそれぞれ、所定量の第２冷媒（例えば水）が封入されている。なお、図１中記号Ｌは液体状の第２冷媒を示す。
【００１７】
第１、第２吸着用熱交換器２０、３０は、図４に示すように、一対のタンク２１、２２と、これらタンク２１、２２の間に並列的に積層配置されるチューブ２３および伝熱フィン２４とを備えている。タンク２１、２２には、入口パイプ２１ａ、出口パイプ２２ａが連結させてある。タンク２１、２２、チューブ２３、および、伝熱フィン２４の間に形成される間隙に、多数の吸着剤Ｓが充填保持されている。
【００１８】
第１、第２蒸発凝縮用熱交換器６０、７０は、一対のタンク６１、６２と、これらタンク６１、６２の間に並列的に積層配置されるチューブ６３および伝熱フィン６４とを備えている。タンク６１、６２には、入口パイプ６１ａ、出口パイプ６２ａが連結させてある。第１、第２真空断熱容器８１、８２は、２重の密閉容器８ａ、８ｂの間に断熱層としての空気層８ｃを設けてなり、内側の密閉容器８ｂの内部が真空状態とされている。
【００１９】
図１に示すように、吸着式冷凍装置１００には、複数の媒体回路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆが設けられている。媒体回路Ａは、エンジン１１と、第１吸着用熱交換器２０（または第２吸着用熱交換器３０）との間に熱交換媒体を循環可能とするものである。媒体回路（冷却用媒体回路）Ｂは、補助熱交換器２５の密閉容器２５ｂと、第１蒸発凝縮用熱交換器６０（または第２蒸発凝縮用熱交換器７０）との間に熱交換媒体を循環可能とするものである。
【００２０】
媒体回路Ｃは、エンジン駆動式空調装置２００の室外熱交換器２２とは別の室外熱交換器４と、第１蒸発凝縮用熱交換器６０（または第２蒸発凝縮用熱交換器７０）と、第１吸着用熱交換器２０（または第２吸着用熱交換器３０）との間に熱交換媒体を循環可能とするものである。媒体回路Ｄは、エンジン１１と、第１吸着用熱交換器２０（または第２吸着用熱交換器３０）と、第１蒸発凝縮用熱交換器６０（または第２蒸発凝縮用熱交換器７０）との間に熱交換媒体を循環可能とするものである。
【００２１】
媒体回路（加熱用媒体回路）Ｅは、補助熱交換器２５の密閉容器２５ｂと、第１蒸発凝縮用熱交換器６０（または第２蒸発凝縮用熱交換器７０）と、第１吸着用熱交換器２０（または第２吸着用熱交換器３０）との間に熱交換媒体を循環可能とするものである。媒体回路Ｆは、上記した媒体回路Ｂ、Ｅのうち、補助熱交換器２５の密閉容器２５ｂをバイパスするものであり、この媒体回路Ｆに室外熱交換器４が接続されている。
【００２２】
四方切替弁８３、８４、８５、８６、８７、８８、および、三方切替弁９１、９２、９３、９４により、上記各媒体回路Ａ〜Ｆへの熱交換媒体流れを切り替えている。なお、媒体回路Ｂに電動ポンプＰ１が設けてあり、媒体回路Ｃ、Ｅ、Ｆの合流部に電動ポンプＰ２が設けてある。媒体回路Ａ、Ｄの合流部に、エンジン１１にて駆動される図示しない機械ポンプが設けてある。なお、四方切替弁８７、８８は、本発明における切替弁に該当するものである。
【００２３】
吸着式冷凍装置１００は、第１吸着コア２にて第２冷媒を吸着させる（吸着行程）とともに、第２吸着コア３にて第２冷媒を脱着させる（脱着行程）第１行程と、第１吸着コア２にて第２冷媒を脱着させるとともに、第２吸着コア３にて第２冷媒を吸着させる第２行程とを、所定時間（例えば６０秒）毎に交互に行なうものである。これにより、後述する高温な熱交換媒体、および、低温な熱交換媒体を、連続的に生成可能となっている。
【００２４】
次に、上記構成による作動を説明する。
室内冷房を行なうときは、四方切替弁１２を図１中実線で示す位置として、図１中実線矢印で示す方向に第１冷媒を冷媒回路２０１に循環させるとともに、吸着式冷凍装置１００にて生成される低温な（例えば１２℃程度の）熱交換媒体を補助熱交換器２５の密閉容器２５ｂ内に連続的に循環させる。
【００２５】
このような室内冷房時においては、上記各切替弁８３〜８８、９１〜９４を図１中実線で示す位置とすることにより、吸着式冷凍装置１００が上記第１行程を行なう。
すなわち、エンジン１１のエンジン冷却水（加熱媒体）が、媒体回路Ａを経て第２吸着用熱交換器３０に循環されるので、このエンジン冷却水にて第２吸着コア３が加熱されて、吸着剤Ｓから第２冷媒が脱着される。
【００２６】
また、室外熱交換器４からの比較的低温な（例えば３５℃程度の）熱交換媒体（冷却媒体）が、媒体回路Ｃを経て、第２蒸発凝縮用熱交換器７０および第１吸着用熱交換器２０に循環される。この結果、第２蒸発凝縮器７が冷却されるので、第２蒸発凝縮器７において第２冷媒が凝縮され、かつ、第１吸着コア２が冷却されるので、第１吸着コア２の吸着剤Ｓが第２冷媒を吸着する。
【００２７】
これにより、第１真空断熱容器８１の内部の圧力が下がり、第１蒸発凝縮器６の第２冷媒が蒸発するので、このときの蒸発潜熱を冷熱源として、第１蒸発凝縮用熱交換器６０内の熱交換媒体が冷却される。この冷却された低温な熱交換媒体が、媒体回路Ｂを経て補助熱交換器２５の密閉容器２５ｂ内を循環するので、補助熱交換器２５の冷媒熱交換器２５ａ内の（室外熱交換器２２にて凝縮された後の）第１冷媒が冷却される。
【００２８】
また、上記第１行程を上記所定時間行なった後に、上記各切替弁８３〜８６のみを図１中点線位置に切り替えることにより、吸着式冷凍装置１００が上記第２行程を行なう。このときは、上記第１行程の吸着と脱着、蒸発と凝縮が入れ替わるだけであるため、具体的な作動説明は省略する。
そして、エンジン駆動式空調装置２００の冷媒回路２０１においては、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス状の第１冷媒が、室外熱交換器２２において送風ファン２２ａにより送風される外気と熱交換して（外気にて冷却されて）、凝縮する。室外熱交換器２２にて凝縮された高温高圧の第１冷媒は、補助熱交換器２５において、上記低温な熱交換媒体により冷却された後、減圧手段２６において減圧されて、低温低圧の気液二相状態となる。
【００２９】
この気液二相状態の第１冷媒は、室内熱交換器２３において送風ファン２３ａにより送風される内気と熱交換して蒸発してガス状となり、このガス状の第１冷媒は、アキュムレータ２４を経て圧縮機２１に再び吸入される。そして、室内熱交換器２３においては、内気と第１冷媒とが熱交換することにより内気が冷却され（内気が第１冷媒の蒸発潜熱を冷熱源として冷却され）、この冷却された内気を、送風ファン２３ａにて室内に送風することにより、室内の冷房が行なわれる。
【００３０】
一方、室内暖房を行なうときは、四方切替弁１２を図２中実線で示す位置として、図２中実線矢印で示す方向に第１冷媒を冷媒回路２０１内に循環させるとともに、吸着式冷凍装置１００にて生成される高温な（例えば４５℃程度の）熱交換媒体を補助熱交換器２５の密閉容器２５ｂ内に連続的に循環させる。
このとき、冷媒回路２０１においては、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス状の第１冷媒が、室内熱交換器２３において送風ファン２３ａにより送風される内気と熱交換して（内気に放熱して）、凝縮する。これにより、内気が加熱されて室内暖房が行なわれる。この凝縮された高温高圧の液状の第１冷媒は、減圧手段２６において減圧されて、低温低圧の気液二相状態となる。
【００３１】
この気液二相状態の第１冷媒は、補助熱交換器２５の密閉容器２５ｂ内に循環される高温の熱交換媒体と熱交換して蒸発してガス状となる。このとき、熱交換媒体は、第１冷媒の蒸発潜熱を冷熱源として冷却される。ガス状の第１冷媒は、アキュムレータ２４を経て圧縮機２１に再び吸入される。
このような室内暖房時においては、上記各切替弁８３〜８８、９１〜９４を図２中実線で示す位置とすることにより、吸着式冷凍装置１００が上記第１行程を行なう。
【００３２】
すなわち、エンジン１１のエンジン冷却水（加熱媒体）が、媒体回路Ｄを経て、第２吸着用熱交換器３０および第１蒸発凝縮用熱交換器６０に循環される。この結果、エンジン冷却水にて第２吸着コア３が加熱されて吸着剤Ｓから第２冷媒が脱着され、かつ、エンジン冷却水にて第１蒸発凝縮器６が加熱されて第２冷媒が蒸発する。
【００３３】
また、補助熱交換器２５において冷却された熱交換媒体が、媒体回路Ｅを経て、第２蒸発凝縮用熱交換器７０および第１吸着用熱交換器２０に循環される。この結果、第２蒸発凝縮器７が冷却されるので、第２蒸発凝縮器７において第２冷媒が凝縮され、かつ、第１吸着コア２が冷却されるので、第１吸着コア２の吸着剤Ｓが第２冷媒を吸着する。
【００３４】
また、上記第１行程を上記所定時間行なった後に、上記各切替弁８３〜８６のみを図１中点線位置に切り替えることにより、吸着式冷凍装置１００が上記第２行程を行なう。このときは、上記第１行程の吸着と脱着、蒸発と凝縮が入れ替わるだけであるため、具体的な作動説明は省略する。
そして、室内暖房を行なうときにおいて、補助熱交換器２５にて第１冷媒を加熱する必要がないときは、図３に示すように、吸着式冷凍装置１００にて生成される高温な熱交換媒体を、媒体回路Ｆを経て室外熱交換器４に循環させることにより、高温な熱交換媒体から外気へ放熱させる。また、室内冷房を行なうときにおいて、補助熱交換器２５にて第１冷媒を加熱する必要がないときは、吸着式冷凍装置１００にて生成される低温な熱交換媒体を、媒体回路Ｆを経て室外熱交換器４に循環させることにより、低温な熱交換媒体から内気へ放冷させる。
【００３５】
次に、本実施形態の奏する効果を説明する。
まず、室内冷房時において、蒸発凝縮器６、７にて第２冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱を冷熱源として、室外熱交換器２２の出口部を流れる第１冷媒を冷却しているので、エンジン駆動式冷凍装置の冷却能力を従来よりも向上できる。
また、上記した室内冷房時、室内暖房時、および、放冷時において、エンジン冷却水は、上記した脱着熱、または、蒸発潜熱に対応する熱を放熱しているので、周知のラジエータを廃止できる。
【００３６】
（第２の実施形態）
本実施形態のエンジン駆動式空調装置２００は、図５に示すように、上記第１の実施形態における媒体回路Ｂ〜Ｆを廃止する替わりに、第１蒸発凝縮用熱交換器６０（または第２蒸発凝縮用熱交換器７０）を、エンジン駆動式空調装置２００の冷媒回路２０１のうち、室外熱交換器２２（凝縮器）と減圧手段２６との間に接続可能とするとともに、冷媒回路（放熱用媒体回路）Ｇおよび媒体回路Ｈを設けたものである。
【００３７】
冷媒回路Ｇは、第１蒸発凝縮用熱交換器６０（または第２蒸発凝縮用熱交換器７０）と、室外熱交換器４０との間に、第１冷媒と同一の冷媒を循環可能とするものである。室外熱交換器４０は、蒸発凝縮用熱交換器６０、７０よりも重力方向上方に配置されている。媒体回路Ｈは、室外熱交換器４と、第１吸着用熱交換器２０（または第２吸着用熱交換器３０）との間に熱交換媒体を循環可能とするものである。室外熱交換器２２、４、および、４０は、送風ファン２２ａにて同時に送風される。
【００３８】
四方切替弁９５、９６により、第１、第２蒸発凝縮用熱交換器６０、７０を、冷媒回路２０１または冷媒回路Ｇに切替接続するようになっている。四方切替弁９７、９８により、媒体回路Ａと媒体回路Ｈとを切り替えるようになっている。媒体回路Ｈのみに電動ポンプＰ３が設けてある。本実施形態のエンジン駆動式空調装置２００は室内冷房を行なうものであり、上記第１の実施形態における四方切替弁１２が廃止されている。
【００３９】
そして、上記各四方切替弁９５〜９８を図５中点線で示す位置とすることにより、吸着式冷凍装置１００が上記第１行程を行なう。具体的には、エンジン１１のエンジン冷却水（加熱媒体）が、媒体回路Ａを経て第２吸着用熱交換器３０に循環されるので、このエンジン冷却水にて第２吸着コア３が加熱されて、吸着剤Ｓから第２冷媒が脱着される。
【００４０】
また、室外熱交換器４からの比較的低温な（例えば３５℃程度の）熱交換媒体（冷却媒体）が、媒体回路Ｈを経て、第１吸着用熱交換器２０に循環されるので、第１吸着コア２が冷却されて、吸着剤Ｓが第２冷媒を吸着する。これにより、第１蒸発凝縮器６の第２冷媒が蒸発するので、このときの蒸発潜熱を冷熱源として、第１蒸発凝縮用熱交換器６０内の第１冷媒が冷却される。このようにして、室外熱交換器２２にて凝縮された後の第１冷媒が冷却される。
【００４１】
また、第２蒸発凝縮器７においては、第２冷媒が凝縮されるので、第２蒸発凝縮用熱交換器７０内の冷媒は、第２冷媒の凝縮熱を温熱源として加熱され、蒸発する。蒸発したガス状の冷媒は、密度の減少により自然対流で冷媒回路Ｇを上昇して、室外熱交換器４０内に流入する。室外熱交換器４０においてガス状の冷媒は外気と熱交換して冷却され、凝縮する。凝縮した液状の冷媒は、密度の増大により自重にて冷媒回路Ｇを下降して第２蒸発凝縮用熱交換器７０内へ還流し、再度、第２蒸発凝縮器７の冷却作用に供される。つまり、蒸発凝縮用熱交換器７０（６０）、室外熱交換器４０、および、冷媒回路Ｇにより、熱サイフォンを構成している。
【００４２】
上記第１行程が所定時間行なわれた後は、上記各四方切替弁９５〜９８を図５中実線で示す位置として吸着式冷凍装置１００に上記第２行程を行なわせる。
本実施形態によれば、エンジン駆動式空調装置２００の冷媒回路２０１の途中に、蒸発凝縮器６、７の蒸発凝縮用熱交換器６０、７０を接続可能としているので、蒸発凝縮器６、７において冷媒回路２０１を循環する第１冷媒を冷却できる。よって、上記第１の実施形態における媒体回路Ｂが必要ないので、構造が単純となり、コスト安となる。
【００４３】
また、冷媒回路Ｇには、自然対流にて冷媒が循環されるので、電動ポンプを設ける必要がなく、コスト安である。
（第３の実施形態）
図６に示す本実施形態は、上記第２の実施形態における室外熱交換器４０、および、媒体回路Ｇ（切替弁９５、９６）を廃止するとともに、第１、第２蒸発凝縮用熱交換器６０、７０のエンジン駆動式空調装置２００への接続形態を変形したものである。
【００４４】
すなわち、エンジン駆動式空調装置２００の冷媒回路２０１のうち、室外熱交換器２２と減圧手段２６との間に、第１、第２電磁弁２５０ａ、２５１ａと、第１、第２補助室外熱交換器２５０、２５１と、第１、第２蒸発凝縮用熱交換器６０、７０とを、直列的に接続してある。第１電磁弁２５０ａ、第１補助室外熱交換器２５０、および、第１蒸発凝縮用熱交換器６０と、第２電磁弁２５１ａ、第２補助室外熱交換器２５１、および、第２蒸発凝縮用熱交換器７０とは、並列的に配されている。
【００４５】
第１、第２補助室外熱交換器２５０、２５１の冷媒出口部と、第１、第２蒸発凝縮用熱交換器６０、７０の冷媒入口部とが、冷媒配管Ｐ１、Ｐ２にて連通されており、第１、第２蒸発凝縮用熱交換器６０、７０の冷媒出口部は、合流部Ｋにおいて合流している。第１、第２補助室外熱交換器２５０、２５１は、第１、第２蒸発凝縮用熱交換器６０、７０よりも重力方向上方に配置されている。
【００４６】
第１、第２蒸発凝縮用熱交換器６０、７０の冷媒出口部には、図６に示す方向のみに冷媒を流す第１、第２逆止弁６０ａ、７０ａが設けられている。第１、第２補助室外熱交換器２５０、２５１の近傍には電動送風ファン２５００が設けられており、この送風ファン２５００により、第１補助室外熱交換器２５０および第２補助室外熱交換器２５１に並列的に外気を送風するようになっている。
【００４７】
冷媒回路２０１のうち、圧縮機２１と室外熱交換器２２との間には、冷媒加熱器１０が設けられている。冷媒加熱器１０は、第１冷媒とエンジン冷却水とを熱交換して第１冷媒を加熱するものである。冷媒回路２０１のうち、室内熱交換器２２と第１、第２電磁弁２５０ａ、２５１ａとの間には、気液分離器２７および電磁弁２７ａが設けられている。冷媒回路２０１には、気液分離器２７から第１、第２補助室外熱交換器２５０、２５１を経て合流部Ｋへ至る冷媒回路をバイパスするバイパス回路２８が設けられており、このバイパス回路２８には、逆止弁２８ａが設けられている。
【００４８】
エンジン１１と冷媒加熱器１０との間には、熱交換媒体を循環可能とする媒体回路Ｊを備えている。三方切替弁８９により、媒体回路Ａと媒体回路Ｊとを切り替えている。室外熱交換器２２および４は、送風ファン２２ａにて同時に送風される。冷媒回路２０１には、室内熱交換器２３が複数台（３台）並列的に設けらるとともに、これら室内熱交換器２３への冷媒流れを断続する電磁弁２３ｂがそれぞれ独立に設けられている。これら室内熱交換器２３の近傍には、内気を送風する送風ファン２３ａがそれぞれ独立に設けられている。なお、本実施形態のエンジン駆動式空調装置２００は、室内冷房、および、室内暖房を行なうものであり、冷媒回路２０１に四方切替弁１２を備えている。
【００４９】
そして、室内冷房を行なうときは、四方切替弁１２を図１中実線で示す位置とし、かつ、電磁弁２７ａを開いて、図６中実線矢印で示す方向に第１冷媒を冷媒回路２０１内に循環させるとともに、室外熱交換器２２の出口部において、第１冷媒を連続的に過冷却する。
このような室内冷房時においては、上記各切替弁８９、９７を図１中点線で示す位置とし、切替弁９８を図１中実線で示す位置とし、第１電磁弁２５０ａを開き、第２電磁弁２５０ｂを閉じ、送風ファン２５００を作動させることにより、吸着式冷凍装置１００が上記第１行程を行なう。
【００５０】
具体的には、エンジン１１のエンジン冷却水（加熱媒体）が、媒体回路Ａを経て第２吸着用熱交換器３０に循環されるので、このエンジン冷却水にて第２吸着コア３が加熱されて、吸着剤Ｓから第２冷媒が脱着される。
また、室外熱交換器４からの比較的低温な熱交換媒体が、媒体回路Ｈを経て、第１吸着用熱交換器２０に循環されるので、第１吸着コア２が冷却されて、吸着剤Ｓが第２冷媒を吸着する。これにより、第１蒸発凝縮器６の第２冷媒が蒸発するので、このときの蒸発潜熱を冷熱源として、第１蒸発凝縮用熱交換器６０内の第１冷媒が冷却される。このようにして、室外熱交換器２２にて凝縮された後の第１冷媒が冷却される。
【００５１】
また、第２蒸発凝縮器７では第２冷媒が凝縮されるので、第２蒸発凝縮用熱交換器７０内の冷媒は、第２冷媒の凝縮熱を温熱源として加熱され、蒸発する。蒸発したガス状の冷媒は、密度の減少により自然対流で冷媒配管Ｐ２を上昇して、補助室外熱交換器２５１内に流入する。補助室外熱交換器２５１においてガス状の冷媒は、送風ファン２５００にて送風される外気と熱交換して冷却され、凝縮する。凝縮した液状の冷媒は、密度の増大により自重にて冷媒配管Ｐ２を下降して第２蒸発凝縮用熱交換器７０内へ還流し、再度、第２蒸発凝縮器７の冷却作用に供される。つまり、蒸発凝縮用熱交換器７０（６０）、補助室外熱交換器２５１（２５０）、および、冷媒配管Ｐ２（Ｐ１）により、ヒートパイプを構成している。
【００５２】
そして、エンジン駆動式空調装置２００の冷媒回路２０１においては、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス状の第１冷媒が、室外熱交換器２２において送風ファン２２ａにより送風される外気と熱交換して（外気にて冷却されて）、凝縮する。室外熱交換器２２にて凝縮された高温高圧の液状の第１冷媒は、気液分離器２７にて気液分離されて、液状の第１冷媒のみが下流側へ供給される。そして、液状の第１冷媒が、補助室外熱交換器２５０にて過冷却され、さらに、第１蒸発凝縮器６において過冷却された後、減圧手段２６において減圧されて、低温低圧の気液二相状態となる。
【００５３】
この気液二相状態の第１冷媒は、室内熱交換器２３において送風ファン２３ａによる送風される内気と熱交換して蒸発してガス状となり、このガス状の第１冷媒は、アキュムレータ２４を経て圧縮機２１に再び吸入される。
また、上記第１行程を上記所定時間行なった後に、上記各切替弁９７、９８のみを図６中実線位置に切り替え、第１電磁弁２５０ａを閉じ、第２電磁弁２５１ａを開き、送風ファン２５００を作動させることにより、吸着式冷凍装置１００が上記第２行程を行なう。このときは、上記第１行程の吸着と脱着、蒸発と凝縮が入れ替わるだけであるため、具体的な作動説明は省略する。
【００５４】
一方、室内暖房を行なうときは、四方切替弁１２を図６中点線で示す位置とし、かつ、電磁弁２７ａを閉じて、図６中点線矢印で示す方向に第１冷媒を冷媒回路２０１内に循環させるとともに、四方切替弁８９を図６中点線で示す位置とする。送風ファン２５００は停止させておく。
これにより、圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス状の第１冷媒が、室内熱交換器２３において送風ファン２３ａにより送風される内気と熱交換して（内気に放熱して）、凝縮する。これにより、内気が加熱されて室内暖房が行なわれる。この凝縮された高温高圧の液状の第１冷媒は、減圧手段２６において減圧されて、低温低圧の気液二相状態となる。
【００５５】
この気液二相状態の第１冷媒は、バイパス回路２８を経て、室外熱交換器２２において外気と熱交換して加熱され、さらに、冷媒加熱器１０においてエンジン冷却水と熱交換して加熱することにより、蒸発してガス状となる。ガス状の第１冷媒は、アキュムレータ２４を経て圧縮機２１に再び吸入される。このような室内暖房時においては、吸着式冷凍装置１００は作動しない。
【００５６】
本実施形態によれば、第１、第２蒸発凝縮用熱交換器６０、７０のそれぞれに対応して、補助室外熱交換器２５０、２５１を設けているので、上記第２の実施形態における四方切替弁９５、９６を廃止できる。
また、室内冷房時では、室外熱交換器２２にて凝縮された第１冷媒を気液分離器２７にて気液分離した後、液状の第１冷媒のみを蒸発凝縮用熱交換器６０、７０にて冷却するので、この蒸発凝縮用熱交換器６０、７０において第１冷媒を過冷却できる。
【００５７】
また、第２冷媒を凝縮する蒸発凝縮器３（または４）の蒸発凝縮用熱交換器６０（または７０）に対応する冷媒配管Ｐ１、Ｐ２には、自然対流にて冷媒が循環されるので、電動ポンプを設ける必要がなく、コスト安である。
（第４の実施形態）
本実施形態は、図７に示すように、吸着式冷凍装置１００として、第１、第２吸着コア２、３と、蒸発器６ａと、凝縮器７ａとを備えている。蒸発器６ａは、蒸発器室８１４の内部に、第２冷媒および蒸発器用熱交換器６０ａを収容してなり、凝縮器７ａは、凝縮器室８１５の内部に、第２冷媒および凝縮器用熱交換器７０ａを収容してなる。
【００５８】
上記両吸着用熱交換器２０、３０には、室外熱交換器（図示せず）またはエンジン（図示せず）からの熱交換媒体（冷却媒体または加熱媒体）を交互に循環させている。凝縮用熱交換器７０ａには、室外熱交換器（図示せず）からの熱交換媒体を循環させている。蒸発用熱交換器６０ａは、冷媒回路２０１のうち、気液分離器２７と減圧手段２６の間に接続されており、この間を流れる第１冷媒が循環される。気液分離器２７は、室外熱交換器（凝縮器）２２の出口部において第１冷媒の気液分離を行なうとともに、蒸発用熱交換器６０ａに液状の第１冷媒のみを供給するものである。
【００５９】
第１、第２吸着コア室８１１、８２１と蒸発器室８１４とは、連通部８１６、８１７にて連通されており、第１、第２吸着コア室８１１、８２１と凝縮器室８１５とは、連通部８１８、８１９にて連通されている。上記各連通部８１６、８１７、８１８、８１９には、開閉弁８１６ａ、８１７ａ、８１８ａ、８１９ａが設けてある。蒸発器室８１４と凝縮器室８１５とは、キャピラリチューブ８２０にて連通されている。
【００６０】
そして、開閉弁８１７ａ、８１８ａを閉じ、開閉弁８１６ａ、８１９ａを開き、第１吸着用熱交換器２０に冷却媒体を循環させ、第２吸着用熱交換器３０に加熱媒体を循環させることにより、吸着式冷凍装置１００が第１行程を行なう。また、開閉弁８１７ａ、８１８ａを開き、開閉弁８１６ａ、８１９ａを閉じ、第１吸着用熱交換器２０に加熱媒体を循環させ、第２吸着用熱交換器３０に冷却媒体を循環させることにより、吸着式冷凍装置１００が第２行程を行なう。
【００６１】
そして、吸着式冷凍装置１００の蒸発器６ａにおいては、蒸発用熱交換器６０ａ内の第１冷媒、つまり、気液分離器２７から供給される液状の第１冷媒が、第２冷媒の蒸発潜熱を冷熱源として過冷却される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わり、室内冷房時において、室外熱交換器の出口部を流れる第１冷媒を冷却するときのエンジン駆動式空調装置を示す概略的な全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係わり、室内暖房時において、室外熱交換器の入口部を流れる第１冷媒を加熱するときのエンジン駆動式空調装置を示す概略的な全体構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係わり、室内暖房時において、室外熱交換器の入口部を流れる第１冷媒を加熱しないときのエンジン駆動式空調装置を示す概略的な全体構成図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係わる吸着コアおよび蒸発凝縮器の構造を示す概略的な部分断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係わるエンジン駆動式空調装置を示す概略的な全体構成図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係わるエンジン駆動式空調装置を示す概略的な全体構成図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係わるエンジン駆動式空調装置を示す概略的な全体構成図である。
【符号の説明】
１１…エンジン、
２００…エンジン駆動式空調装置（エンジン駆動式冷凍装置）、２１…圧縮機、
２２…室外熱交換器（第１凝縮器）、２６…減圧手段、
２３…室内熱交換器（第１蒸発器）、１００…吸着式冷凍装置、
２、３…吸着コア、６、７…蒸発凝縮器（第２蒸発器、第２凝縮器）。

Claims (4)

1. エンジン（１１）にて駆動され、第１冷媒を圧縮する圧縮機（２１）と、
   第１冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器（２２）と、
   第１冷媒と内気とを熱交換する室内熱交換器（２３）と、
   前記室外熱交換器（２２）と前記室内熱交換器（２３）との間に接続され、第１冷媒を減圧する減圧手段（２６）とを備え、
   室内冷房時には、前記圧縮機（２１）が圧縮した第１冷媒を、前記室外熱交換器（２２）にて凝縮し、前記減圧手段（２６）にて減圧した後、前記室内熱交換器（２３）にて蒸発させ、
   室内暖房時には、前記圧縮機（２１）が圧縮した第１冷媒を、前記室内熱交換器（２３）にて凝縮し、前記減圧手段（２６）にて減圧した後、前記室外熱交換器（２２）にて蒸発させるエンジン駆動式冷凍装置（２００）であって、
   前記エンジン（１１）にて加熱された加熱媒体にて加熱されることにより第２冷媒を脱着し、冷却媒体にて冷却されることにより第２冷媒を吸着する吸着コア（２、３）と、前記吸着コア（２、３）が第２冷媒を吸着するとき第２冷媒を蒸発させる蒸発器（６、７）と、前記吸着コア（２、３）が第２冷媒を脱着するとき第２冷媒を凝縮させる凝縮器（７、６）とを有する吸着式冷凍装置（１００）を備え、
   前記室内冷房時には、前記蒸発器（６、７）にて第２冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱を冷熱源として、前記室外熱交換器（２２）と前記減圧手段（２６）との間を流れる第１冷媒を冷却し、
   前記室内暖房時には、前記凝縮器（７、６）にて第２冷媒が凝縮するときの凝縮熱を加熱源として、前記室外熱交換器（２２）と前記減圧手段（２６）との間を流れる第１冷媒を加熱することを特徴とするエンジン駆動式冷凍装置。
2. 前記蒸発器（６、７）は、蒸発器用熱交換器（６０、７０）および第２冷媒を、蒸発器室（８１２、８２２）の内部に収容してなり、
   前記室外熱交換器（２２）と前記減圧手段（２６）との間には、補助熱交換器（２５）が設けられており、
   前記蒸発器用熱交換器（６０、７０）と、前記補助熱交換器（２５）との間に熱交換媒体を循環可能とする冷却用媒体回路（Ｂ）を備え、
   前記室内冷房時には、前記蒸発器（６、７）において、前記蒸発潜熱を冷熱源として前記蒸発器用熱交換器（６０、７０）内の熱交換媒体を冷却し、この冷却された熱交換媒体を、前記冷却用媒体回路（Ｂ）を経て前記補助熱交換器（２５）に循環させることにより、前記室外熱交換器（２２）と前記減圧手段（２６）との間を流れる第１冷媒を冷却することを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動式冷凍装置。
3. 前記凝縮器（７、６）は、凝縮器用熱交換器（７０、６０）および第２冷媒を、凝縮器室（８２２、８１２）の内部に収容してなり、
   前記凝縮器用熱交換器（７０、６０）と、前記補助熱交換器（２５）との間に熱交換媒体を循環可能とする加熱用媒体回路（Ｅ）を備え、
   前記室内暖房時には、前記凝縮器（７、６）において、前記凝縮熱を加熱源として前記凝縮器用熱交換器（７０、６０）内の熱交換媒体を加熱し、この加熱された熱交換媒体を、前記加熱用媒体回路（Ｅ）を経て前記補助熱交換器（２５）に循環させることにより、前記室外熱交換器（２２）と前記減圧手段（２６）との間を流れる第１冷媒を加熱することを特徴とする請求項２に記載のエンジン駆動式冷凍装置。
4. 前記冷却用媒体回路（Ｂ）および前記加熱用媒体回路（Ｅ）のいずれか一方に熱交換媒体が流れるように熱交換媒体流れを切り替える切替弁（８７、８８）を備え、
   前記室内冷房時には、前記冷却用媒体回路（Ｂ）に熱交換媒体が流れるように前記切替弁（８７、８８）を切り替え、
   前記室内暖房時には、前記加熱用媒体回路（Ｅ）に熱交換媒体が流れるように前記切替 弁（８７、８８）を切り替えることを特徴とする請求項３に記載のエンジン駆動式冷凍装置。

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