JP4086011B2 - 冷凍装置 - Google Patents
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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(130、140)と、この吸着コア(130、140)が第2冷媒を吸着するとき第2冷媒を蒸発させる第2蒸発器(150、160)と、吸着コア(130、140)が第2冷媒を脱着するとき第2冷媒を凝縮させる第2凝縮器(150、160)と、吸着コア(130、140)および第2凝縮器(150、160)内を流通する冷却媒体を冷却する放熱器(180)とを具備する吸着式冷凍装置(100)が配設され、第2蒸発器(150、160)は、第2冷媒と熱交換媒体とが熱交換するように構成されており、
吸着式冷凍装置(100)は、第2蒸発器(150、160)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、第1凝縮器(12)で凝縮された第1冷媒を冷却し、その冷却された第1冷媒をさらに冷却するように構成しており、
第1凝縮器(12)の下流側には、第2蒸発器(150、160)で熱交換された熱交換媒体と第1凝縮器(12)で凝縮された第1冷媒と熱交換する第2冷却用熱交換器(14b)と、この第2冷却用熱交換器(14b)の下流側に、第1冷媒を気液分離する受液器(13)と、この受液器(13)の下流側に、第2蒸発器(150、160)で熱交換された熱交換媒体と第2冷却用熱交換器(14b)で冷却されて、受液器(13)により気液分離された液相冷媒の第1冷媒を冷却する第1冷却用熱交換器(14a)とが設けられたことを特徴としている。
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(130、140)と、この吸着コア(130、140)が第2冷媒を吸着するとき第2冷媒を蒸発させる第2蒸発器(150、160)と、吸着コア(130、140)が第2冷媒を脱着するとき第2冷媒を凝縮させる第2凝縮器(150、160)とを具備する吸着式冷凍装置(100)が配設され、
吸着式冷凍装置(100)は、冷房運転のときに、第2蒸発器(150、160)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、第1凝縮器(12)で凝縮された第1冷媒を冷却し、その冷却された第1冷媒をさらに冷却するように構成され、暖房運転のときに、吸着コア(130、140)および第2凝縮器(150、160)にて第2冷媒が吸着するときの吸着熱、および第2冷媒が凝縮するときの凝縮熱を温熱源として、減圧手段(15)で減圧された気液2相状態の第1冷媒を加熱するように構成されており、
第2蒸発器(150、160)は、第2冷媒と熱交換媒体とが熱交換するように構成され、吸着コア(130、140)および第2凝縮器(150、160)は、第2冷媒と冷却媒体とが熱交換するように構成されており、第1凝縮器(12)の下流側には、冷房運転のときに、第2蒸発器(150、160)で熱交換された熱交換媒体と第1凝縮器(12)で凝縮された第1冷媒と熱交換する第2冷却用熱交換器(14b)と、第2蒸発器(150、160)で熱交換された熱交換媒体と第2冷却用熱交換器(14b)で冷却された第1冷媒を冷却する第1冷却用熱交換器(14a)とが設けられ、
第1冷却用熱交換器(14a)および第2冷却用熱交換器(14b)は、暖房運転のときに、吸着コア(130、140)および第2凝縮器(150、160)で熱交換された冷却媒体により減圧手段(15)で減圧された気液2相状態の第1冷媒が加熱されることを特徴としている。
以下、本発明の第1実施形態における冷凍装置を図1ないし図3に基づいて説明する。図1は、本発明を空調装置に適用したものであり、その冷凍装置の全体構成を示す模式図であり、図2は冷凍装置の圧力とエンタルピとの関係を示すモリエル線図である。なお、図1は第1吸着器110で吸着作用を行なう第1工程における加熱媒体、冷却媒体および熱交換媒体の循環経路を示す模式図であり、図3は第1吸着器110で脱着作用を行なう第2工程における加熱媒体、冷却媒体および熱交換媒体の循環経路を示す模式図である。
以上の第1実施形態では、冷凍サイクル10側に第2冷却用熱交換器14bと第1冷却用熱交換器14aとを設けて、第2蒸発器150、160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、第2冷却用熱交換器14bと第1冷却用熱交換器14aとを流通する第1冷媒を冷却するように構成したが、これに限らず、エンジン190からの加熱媒体の熱エネルギーが不足しているときに、冷凍サイクル10側から吸着式冷凍装置100側に熱エネルギーを回収させて吸着冷凍能力の向上を図っても良い。
本実施形態では、第1冷却用熱交換器14aで冷却された第1冷媒を冷凍サイクル10側の熱エネルギーにより、さらに冷却させるものであり、具体的には、図5に示すように、第1冷却用熱交換器14aの下流側に、第1蒸発器16で蒸発された第1冷媒と第1冷却用熱交換器14aで熱交換された第1冷媒とを熱交換する第3冷却用熱交換器14cを設けたものである。
以上の実施形態では、冷凍サイクル10を第1蒸発器16の蒸発潜熱に室内の空気を吸熱させて室内を空調するように構成し、吸着式冷凍装置100の第2冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱を冷熱源として、冷凍サイクル10側の第1凝縮器12で凝縮された第1冷媒を冷却するように構成したが、これに限らず、第1凝縮器12の凝縮熱で空気を加熱して暖房の用途に用いる冷凍サイクル10に、吸着式冷凍装置100の吸着コア130、140および第2凝縮器150、160にて第2冷媒が吸着するときの吸着熱、および第2冷媒が凝縮するときの凝縮熱を温熱源として、膨張弁15で減圧された気液2相状態の第1冷媒を加熱するように構成しても良い。
本実施形態では、第1冷媒が封入され、圧縮機11、第1凝縮器12、膨張弁15、および第1蒸発器16の順に環状に管路で接続するとともに、冷房運転のときに、圧縮機11で圧縮された過熱ガス状態の第1冷媒を第1凝縮器12に向けて流通させ、暖房運転のときに、圧縮機11で圧縮された過熱ガス状態の第1冷媒を第1蒸発器16に向けて流通させるヒートポンプからなる蒸気圧縮式冷凍サイクル10を備える冷凍装置に本発明を適用させたものである。
以上の実施形態では、第1凝縮器12の下流側に設けられる第2冷却用熱交換器14bを別体で配設させたが、これに限らず、第1凝縮器12の下流側に一体に構成しても良い。また、第1凝縮器12の下流側を凝縮された液相状態の第1冷媒が貯められるように配管容積を大きくするようにして、この部位において、第1凝縮器12で凝縮される飽和蒸気状態の第1冷媒を凝縮するようにしても良い。この場合にはその第1凝縮器12の下流側に第2冷却用熱交換器14bを配設しても良い。
12…第1凝縮器
14a…第1冷却用熱交換器
14b…第2冷却用熱交換器
14c…第2冷却用熱交換器
14d…放熱用熱交換器
14e…第1加熱用熱交換器
14f…第2加熱用熱交換器
15…膨張弁(減圧手段)
16…第1蒸発器
100…吸着式冷凍装置
130、140…吸着コア
150、160…第2蒸発器、第2凝縮器
180…放熱器
180a…送風機
Claims (10)
- 第1冷媒が封入され、圧縮機(11)、第1凝縮器(12)、減圧手段(15)、および第1蒸発器(16)の順に環状に管路で接続してなる蒸気圧縮式冷凍サイクルを備える冷凍装置において、
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(130、140)と、
前記吸着コア(130、140)が第2冷媒を吸着するとき第2冷媒を蒸発させる第2蒸発器(150、160)と、
前記吸着コア(130、140)が第2冷媒を脱着するとき第2冷媒を凝縮させる第2凝縮器(150、160)と、
前記吸着コア(130、140)および前記第2凝縮器(150、160)内を流通する冷却媒体を冷却する放熱器(180)とを具備する吸着式冷凍装置(100)が配設され、
前記第2蒸発器(150、160)は、第2冷媒と熱交換媒体とが熱交換するように構成されており、
前記吸着式冷凍装置(100)は、前記第2蒸発器(150、160)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、前記第1凝縮器(12)で凝縮された第1冷媒を冷却し、その冷却された第1冷媒をさらに冷却するように構成しており、
前記第1凝縮器(12)の下流側には、前記第2蒸発器(150、160)で熱交換された熱交換媒体と前記第1凝縮器(12)で凝縮された第1冷媒と熱交換する第2冷却用熱交換器(14b)と、前記第2冷却用熱交換器(14b)の下流側に、第1冷媒を気液分離する受液器(13)と、前記受液器(13)の下流側に、前記第2蒸発器(150、160)で熱交換された熱交換媒体と前記第2冷却用熱交換器(14b)で冷却されて、前記受液器(13)により気液分離された液相冷媒の第1冷媒を冷却する第1冷却用熱交換器(14a)とが設けられたことを特徴とする冷凍装置。 - 前記第2冷却用熱交換器(14b)は、前記第1冷却用熱交換器(14a)で熱交換された熱交換媒体と前記第1凝縮器(12)で凝縮された第1冷媒とが熱交換されることを特徴とする請求項1に記載の冷凍装置。
- 前記吸着式冷凍装置(100)は、必要に応じて、前記第1冷却用熱交換器(14a)もしくは前記第2冷却用熱交換器(14b)のいずれか一方に前記第2蒸発器(150、160)で熱交換された熱交換媒体を流通するように構成したことを特徴とする請求項1に記載の冷凍装置。
- 前記吸着コア(130、140)は、第2冷媒と加熱媒体とが熱交換するように構成されており、
前記第1凝縮器(12)の上流側には、前記吸着コア(130、140)で熱交換された加熱媒体と前記圧縮機(11)で圧縮された過熱ガス状態の第1冷媒とを熱交換する放熱用熱交換器(14d)が設けられたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の冷凍装置。 - 前記第1冷却用熱交換器(14a)の下流側には、前記第1蒸発器(16)で蒸発された第1冷媒と前記第1冷却用熱交換器(14a)で熱交換された第1冷媒とを熱交換する第3冷却用熱交換器(14c)が設けられたことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の冷凍装置。
- 第1冷媒が封入され、圧縮機(11)、第1凝縮器(12)、減圧手段(15)、および第1蒸発器(16)の順に環状に管路で接続するとともに、
冷房運転のときに、前記圧縮機(11)で圧縮された過熱ガス状態の第1冷媒を前記第1凝縮器(12)に向けて流通させ、暖房運転のときに、前記圧縮機(11)で圧縮された過熱ガス状態の第1冷媒を前記第1蒸発器(16)に向けて流通させるヒートポンプからなる蒸気圧縮式冷凍サイクルを備える冷凍装置において、
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(130、140)と、
前記吸着コア(130、140)が第2冷媒を吸着するとき第2冷媒を蒸発させる第2蒸発器(150、160)と、
前記吸着コア(130、140)が第2冷媒を脱着するとき第2冷媒を凝縮させる第2凝縮器(150、160)とを具備する吸着式冷凍装置(100)が配設され、
前記吸着式冷凍装置(100)は、冷房運転のときに、前記第2蒸発器(150、160)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、前記第1凝縮器(12)で凝縮された第1冷媒を冷却し、その冷却された第1冷媒をさらに冷却するように構成され、
暖房運転のときに、前記吸着コア(130、140)および前記第2凝縮器(150、160)にて第2冷媒が吸着するときの吸着熱、および第2冷媒が凝縮するときの凝縮熱を温熱源として、前記減圧手段(15)で減圧された気液2相状態の第1冷媒を加熱するように構成されており、
前記第2蒸発器(150、160)は、第2冷媒と熱交換媒体とが熱交換するように構成され、前記吸着コア(130、140)および前記第2凝縮器(150、160)は、第2冷媒と冷却媒体とが熱交換するように構成されており、
前記第1凝縮器(12)の下流側には、冷房運転のときに、前記第2蒸発器(150、160)で熱交換された熱交換媒体と前記第1凝縮器(12)で凝縮された第1冷媒と熱交換する第2冷却用熱交換器(14b)と、前記第2蒸発器(150、160)で熱交換された熱交換媒体と前記第2冷却用熱交換器(14b)で冷却された第1冷媒を冷却する第1冷却用熱交換器(14a)とが設けられ、
前記第1冷却用熱交換器(14a)および前記第2冷却用熱交換器(14b)は、暖房運転のときに、前記吸着コア(130、140)および前記第2凝縮器(150、160)で熱交換された冷却媒体により前記減圧手段(15)で減圧された気液2相状態の第1冷媒が加熱されることを特徴とする冷凍装置。 - 前記第2冷却用熱交換器(14b)は、前記第1冷却用熱交換器(14a)で熱交換された熱交換媒体と前記第1凝縮器(12)で凝縮された第1冷媒とが熱交換されることを特徴とする請求項6に記載の冷凍装置。
- 前記吸着式冷凍装置(100)は、冷房運転のときに、必要に応じて、前記第1冷却用熱交換器(14a)または前記第2冷却用熱交換器(14b)のいずれか一方に前記第2蒸発器(150、160)で熱交換された熱交換媒体を流通するように構成したことを特徴とする請求項6に記載の冷凍装置。
- 前記第1冷却用熱交換器(14a)の下流側には、冷房運転のときに、前記第1蒸発器(16)で蒸発された第1冷媒と前記第1冷却用熱交換器(14a)で熱交換された第1冷媒とを熱交換する第3冷却用熱交換器(14c)が設けられたことを特徴とする請求項6ないし請求項8のいずれか一項に記載の冷凍装置。
- 前記吸着コア(130、140)は、第2冷媒と加熱媒体とが熱交換するように構成されており、
前記第1凝縮器(12)の上流側には、冷房運転のときに、前記吸着コア(130、140)で熱交換された加熱媒体と前記圧縮機(11)で圧縮された過熱ガス状態の第1冷媒とを熱交換する放熱用熱交換器(14d)が設けられ、
前記放熱用熱交換器(14d)は、暖房運転のときに、前記吸着コア(130、140)で熱交換された加熱媒体により前記減圧手段(15)で減圧された気液2相状態の第1冷媒が加熱されることを特徴とする請求項6ないし請求項9のいずれか一項に記載の冷凍装置。
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