JP5402564B2 - Adsorption refrigerator and refrigerator - Google Patents
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Description
本発明は、吸着材に冷媒を吸着させることによって冷凍能力を発揮するとともに、吸着材を加熱することによって吸着した冷媒を脱離させる吸着式冷凍機、および、これを用いた冷凍装置に関する。 The present invention relates to an adsorption refrigerator that exhibits a refrigerating capacity by adsorbing a refrigerant to an adsorbent and desorbs an adsorbed refrigerant by heating the adsorbent, and a refrigeration apparatus using the same.
従来、吸着材が封入された吸着器を有し、吸着工程時には吸着材に気相状態の吸着用冷媒を吸着させることによって冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱によって冷凍能力を発揮させるとともに、脱離工程時には吸着材を加熱することによって吸着した吸着用冷媒を脱離させる吸着式冷凍機が知られている。 Conventionally, it has an adsorber filled with an adsorbent, evaporates the refrigerant by adsorbing the adsorbent in the gas phase state to the adsorbent during the adsorption process, exhibits its refrigeration capacity by its latent heat of evaporation, and desorbs An adsorption refrigerator that desorbs the adsorbing refrigerant by heating the adsorbent during the process is known.
この種の吸着式冷凍機では、一般的に、2つの第1、第2吸着器を備えており、第1吸着器を吸着工程にするとともに第2吸着器を脱離工程にする第1運転モードと、第1吸着器を脱離工程にするとともに第2吸着器を吸着工程にする第2運転モードとを予め定めた所定時間毎に切り換えることによって、連続的に冷凍能力を発揮できるようにしている。 In this type of adsorption refrigerator, generally, two first and second adsorbers are provided, and a first operation in which the first adsorber is used as an adsorption process and the second adsorber is used as a desorption process. By switching between the mode and the second operation mode in which the first adsorber is in the desorption process and the second adsorber is in the adsorption process, the refrigerating capacity can be continuously exhibited. ing.
例えば、特許文献1に開示されたエンジン駆動式冷凍装置では、エンジン駆動式の圧縮機および室内送風空気を冷却する蒸発器を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置と、2つの第1、第2吸着器を有する吸着式冷凍機とを備え、冷凍サイクル装置にて室内送風空気を冷却する際に、上述の第1運転モードと第2運転モードとを所定時間毎に切り換えながら吸着式冷凍機を作動させている。
For example, in the engine-driven refrigeration apparatus disclosed in
さらに、第1運転モードでは、第1吸着器が発揮する冷凍能力によって、圧縮機から吐出された冷凍サイクル用冷媒を冷却し、エンジン冷却水を熱源として第2吸着器の吸着材を加熱する。また、第2運転モードでは、第2吸着器が発揮する冷凍能力によって、圧縮機から吐出された冷凍サイクル用冷媒を冷却し、エンジン冷却水を熱源として第1吸着器の吸着材を加熱する。 Further, in the first operation mode, the refrigerant for the refrigeration cycle discharged from the compressor is cooled by the refrigeration capacity exhibited by the first adsorber, and the adsorbent of the second adsorber is heated using engine cooling water as a heat source. In the second operation mode, the refrigerant for the refrigeration cycle discharged from the compressor is cooled by the refrigerating capacity exhibited by the second adsorber, and the adsorbent of the first adsorber is heated using engine cooling water as a heat source.
これにより、エンジン廃熱を利用して効率的かつ連続的に圧縮機から吐出された冷凍サイクル用冷媒を冷却し、蒸発器へ流入する冷媒のエンタルピを低下させることによって、エンジン駆動式冷凍装置全体としての冷却能力を向上させている。 This effectively cools the refrigerant for the refrigeration cycle discharged from the compressor efficiently and continuously using the engine waste heat, and lowers the enthalpy of the refrigerant flowing into the evaporator, so that the entire engine-driven refrigeration system As the cooling capacity is improved.
ところで、この種の吸着式冷凍機に用いられる吸着材には、その吸着等温線および脱離等温線が図2に示すように変化するものがある。 Incidentally, some adsorbents used in this type of adsorption refrigerator include those whose adsorption isotherm and desorption isotherm change as shown in FIG.
より具体的には、図2では、吸着等温線として、所定温度における関係湿度の変化に対する吸着工程時に単位質量当たりの吸着材に吸着されている冷媒吸着量の変化を示し、脱離等温線として、所定温度における関係湿度の変化に対する脱離工程時に単位質量当たりの吸着材に吸着されている冷媒吸着量の変化を示している。 More specifically, in FIG. 2, the adsorption isotherm shows a change in the amount of refrigerant adsorbed on the adsorbent per unit mass during the adsorption process with respect to a change in relative humidity at a predetermined temperature, and is shown as a desorption isotherm. The change in the amount of refrigerant adsorbed on the adsorbent per unit mass during the desorption process with respect to the change in the relative humidity at a predetermined temperature is shown.
なお、関係湿度とは、吸着材が存在する雰囲気(吸着器内の雰囲気)温度における吸着用冷媒の飽和蒸気圧P2に対する吸着材が存在する雰囲気における実際の吸着用冷媒の蒸気圧P1の蒸気圧比(P1/P2)である。また、図2では、吸着材として酸化アルミニウム、リン酸、シリカゲルからなる吸着材を採用している。 The relative humidity is the vapor pressure ratio of the vapor pressure P1 of the actual adsorption refrigerant in the atmosphere in which the adsorbent is present to the saturated vapor pressure P2 of the adsorbent refrigerant in the atmosphere in which the adsorbent is present (atmosphere in the adsorber). (P1 / P2). In FIG. 2, an adsorbent made of aluminum oxide, phosphoric acid, and silica gel is used as the adsorbent.
図2から明らかなように、吸着等温線および脱離等温線は完全に一致せず、ヒステリシスを有しているので、運転条件によっては、吸着工程時および脱離工程時に、同じ時間をかけて関係湿度を所定量変化させたとしても、吸着材に吸着される吸着冷媒の量と吸着材から脱離された脱離冷媒の量が一致しなくなってしまう。 As is clear from FIG. 2, the adsorption isotherm and desorption isotherm do not completely match and have hysteresis, so depending on the operating conditions, the same time is taken during the adsorption step and the desorption step. Even if the relative humidity is changed by a predetermined amount, the amount of adsorbed refrigerant adsorbed on the adsorbent does not match the amount of desorbed refrigerant desorbed from the adsorbent.
換言すると、運転条件によっては、吸着工程時における単位時間当たりの吸着冷媒の量(以下、吸着速度という。)と脱離工程時における単位時間当たり脱離冷媒の量(以下、脱離速度という。)が一致しなくなってしまう。 In other words, depending on the operating conditions, the amount of adsorbed refrigerant per unit time during the adsorption step (hereinafter referred to as adsorption rate) and the amount of desorbed refrigerant per unit time during the desorption step (hereinafter referred to as desorption rate). ) Will not match.
例えば、図2において、吸着工程時および脱離工程時に関係湿度を、第1関係湿度Aから第2関係湿度Bの間で変化させる運転条件では、脱離工程時に関係湿度が第1関係湿度Aから第2関係湿度Bまで低下した際の脱離冷媒の量が、吸着工程時に関係湿度が第2関係湿度Bから第1関係湿度Aまで増加した際の吸着冷媒の量よりも少なくなる。つまり、脱離速度が吸着速度よりも遅くなってしまう。 For example, in FIG. 2, under the operating conditions in which the relative humidity is changed between the first relation humidity A and the second relation humidity B during the adsorption process and the desorption process, the relation humidity is the first relation humidity A during the desorption process. The amount of the desorbed refrigerant when it decreases from the second related humidity B to the second related humidity B is smaller than the amount of the adsorbed refrigerant when the related humidity increases from the second related humidity B to the first related humidity A during the adsorption step. That is, the desorption rate is slower than the adsorption rate.
従って、脱離工程時に関係湿度を所定量変化させたとしても、吸着工程時に吸着した冷媒を充分に脱離させることができなくなってしまう。そして、この吸着材に再び冷媒を吸着させたとしても、吸着した全ての冷媒を脱離した吸着材に対して吸着冷媒の量が減ってしまうので、充分な冷凍能力を発揮させることができない。 Therefore, even if the relative humidity is changed by a predetermined amount during the desorption process, the refrigerant adsorbed during the adsorption process cannot be sufficiently desorbed. Even if the adsorbent is made to adsorb the refrigerant again, the amount of adsorbed refrigerant decreases with respect to the adsorbent from which all the adsorbed refrigerant has been desorbed, so that sufficient refrigeration capacity cannot be exhibited.
また、例えば、図2において、吸着工程時および脱離工程時に関係湿度を、第2関係湿度Bから第3関係湿度Cの間で変化させる運転条件では、吸着工程時に関係湿度が第3関係湿度Cから第2関係湿度Bまで増加した際の吸着冷媒の量が、脱離工程時に関係湿度が第3関係湿度Cから第2関係湿度Bまで低下した際の脱離冷媒の量よりも少なくなる。つまり、吸着速度が脱離速度よりも遅くなってしまう。 Further, for example, in FIG. 2, under the operating conditions in which the relative humidity is changed between the second relational humidity B and the third relational humidity C during the adsorption process and the desorption process, the relational humidity is the third relational humidity during the adsorption process. The amount of adsorbed refrigerant when increasing from C to the second related humidity B is less than the amount of desorbed refrigerant when the related humidity decreases from the third related humidity C to the second related humidity B during the desorption process. . That is, the adsorption rate becomes slower than the desorption rate.
従って、吸着工程時に関係湿度を所定量変化させたとしても、吸着材が充分に冷媒を吸着する前に脱離工程に切り換えられてしまうことになるので、充分な冷凍能力を発揮させることができない。そのため、吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材が採用されている吸着式冷凍機では、特許文献1の吸着式冷凍機のように、単に、第1運転モードと第2運転モードとを所定時間毎に切り換えるだけでは、充分な冷凍能力を発揮できない。
Therefore, even if the relative humidity is changed by a predetermined amount during the adsorption process, the adsorbent is switched to the desorption process before sufficiently adsorbing the refrigerant, so that sufficient refrigeration capacity cannot be exhibited. . Therefore, in the adsorption type refrigerator that employs an adsorbent whose adsorption rate and desorption rate do not coincide with each other, like the adsorption type refrigerator of
上記点に鑑み、本発明は、吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材が採用されていても、充分な冷凍能力を連続的に発揮できる吸着式冷凍機を提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide an adsorption refrigerator that can continuously exhibit sufficient refrigeration capacity even when an adsorbent whose adsorption rate and desorption rate do not match is employed. To do.
また、本発明は、吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材が採用されていても、充分な冷凍能力を連続的に発揮できる吸着式冷凍機を適用した冷凍装置を提供することを他の目的とする。 In addition, the present invention provides a refrigeration apparatus to which an adsorption refrigerator that can continuously exhibit sufficient refrigeration capacity even when an adsorbent whose adsorption rate and desorption rate do not match is employed. For other purposes.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、冷媒を吸着するとともに、加熱されることによって吸着した冷媒を脱離する吸着材(S)が封入された複数の吸着器(21a〜21c)と、複数の吸着器(21a〜21c)のうち、吸着材(S)に冷媒を吸着させる吸着工程となる吸着器および吸着材(S)から吸着した冷媒を脱離させる脱離工程となる吸着器を切り換えることによって、複数の運転モードを切り換える運転モード切換手段(32a〜32c、33a〜33c、42a〜42c、43a〜43c)とを備え、運転モード切換手段(32a…43c)が、いずれの運転モードに切り換えた際にも、複数の吸着器(21a〜21c)のうち少なくとも1つを吸着工程とすることで、連続的に冷凍能力を発揮する吸着式冷凍機であって、
複数の吸着器(21a〜21c)は、3つ以上設けられており、3つ以上の吸着器(21a〜21c)は、吸着工程および脱離工程をそれぞれ独立に実行するように吸着材(S)を冷却する冷却用熱媒体の回路(30)および吸着材(S)を加熱する加熱用熱媒体の回路(40)に対して互いに並列に設けられており、運転モード切換手段(32a…43c)がいずれの運転モードに切り換えた際にも、吸着工程となる吸着器の数と脱離工程となる吸着器の数が異なっており、さらに、運転モード切換手段(32a…43c)が運転モードを切り換えた際に、吸着工程あるいは脱離工程が維持される吸着器が設けられており、3つ以上の吸着器(21a〜21c)のうちいずれか1つの吸着器では、吸着工程となっている時間と、脱離工程となっている時間とが異っており、3つ以上の吸着器(21a〜21c)のうち残余の吸着器においても、吸着工程となっている時間と、脱離工程となっている時間が前記1つの吸着器と同一になっていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of adsorbers (21a to 21a) in which an adsorbent (S) that adsorbs a refrigerant and desorbs the adsorbed refrigerant by being heated is enclosed. 21c), among the plurality of adsorbers (21a to 21c), an adsorber serving as an adsorption process for adsorbing the refrigerant on the adsorbent (S) and a desorption process for desorbing the refrigerant adsorbed from the adsorbent (S) Operation mode switching means (32a to 32c, 33a to 33c, 42a to 42c, 43a to 43c) for switching a plurality of operation modes by switching the adsorbers, and the operation mode switching means (32a to 43c), Adsorption refrigeration that continuously exhibits refrigeration capability by switching at least one of the plurality of adsorbers (21a to 21c) to the adsorption step when switching to any of the operation modes. There is,
Three or more adsorbers (21a to 21c) are provided, and the three or more adsorbers (21a to 21c) perform the adsorbent (S) so as to perform the adsorption step and the desorption step independently. ) For cooling the cooling medium (30) and the heating medium (40) for heating the adsorbent (S) . ) Is switched to any operation mode, the number of adsorbers serving as the adsorption process is different from the number of adsorbers serving as the desorption process, and the operation mode switching means (32a... 43c) is operated in the operation mode. When the adsorber is switched, an adsorber that maintains the adsorption process or the desorption process is provided, and any one of the three or more adsorbers (21a to 21c) is an adsorption process. Time and desorption process The remaining time among the three or more adsorbers (21a to 21c) is also the time for the adsorption step and the time for the desorption step. It is the same as one adsorber .
これによれば、運転モード切換手段(32a…43c)が運転モードを切り換えた際に、吸着工程あるいは脱離工程が維持される吸着器が設けられており、そして、3つ以上の吸着器(21a〜21c)のうちいずれか1つの吸着器では、吸着工程となっている時間と、脱離工程となっている時間とが異っており、3つ以上の吸着器(21a〜21c)のうち残余の吸着器においても、吸着工程となっている時間と、脱離工程となっている時間が前記1つの吸着器と同一になっている。
このため、いずれの吸着器(21a〜21c)においても吸着工程となっている時間と脱離工程となっている時間が異なっており、さらに、それぞれの吸着器(21a〜21c)における吸着工程となっている時間と脱離工程となっている時間が互いに等しくなっているので、吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材が採用されていても、吸着冷媒の量と脱離冷媒の量とを同等の量とすることができる。
According to this, when the operation mode switching means (32a... 43c) switches the operation mode, an adsorber that maintains the adsorption process or the desorption process is provided, and three or more adsorbers ( In any one of the
For this reason, the time of the adsorption process and the time of the desorption process are different in any of the adsorbers (21a to 21c), and further, the adsorption process in each of the adsorbers (21a to 21c) Since the adsorption time and the desorption rate are equal to each other, even if an adsorbent whose adsorption rate does not match the desorption rate is used, the amount of adsorbed refrigerant and the amount of desorbed refrigerant The amount can be an equivalent amount.
なお、本請求項における同等とは、吸着冷媒の量と脱離冷媒の量が完全に一致していることのみを意味するものではなく、吸着式冷凍機に充分な冷凍能力を発揮させることができる程度に吸着冷媒の量と脱離冷媒の量が略同等となっていることを含む意味である。 In addition, the equivalent in this claim does not only mean that the amount of the adsorbed refrigerant and the amount of the desorbed refrigerant are completely the same, but it is possible to cause the adsorption refrigerator to exhibit sufficient refrigeration capacity. This means that the amount of adsorbed refrigerant and the amount of desorbed refrigerant are approximately equal to the extent possible.
従って、脱離工程時に吸着材(S)から冷媒を充分に脱離できなかった吸着器を吸着工程に切り換えてしまうことや、吸着工程の吸着器を、吸着材(S)に充分に冷媒を吸着させる前に脱離工程に切り換えてしまうことを回避して、吸着式冷凍機に充分な冷凍能力を発揮させることができる。 Therefore, the adsorber that has not sufficiently desorbed the refrigerant from the adsorbent (S) during the desorption process is switched to the adsorption process, or the adsorber in the adsorption process is sufficiently charged with the adsorbent (S). By avoiding switching to the desorption step before the adsorption, the adsorption refrigerator can exhibit a sufficient refrigeration capacity.
さらに、吸着工程となる吸着器の数と脱離工程となる吸着器の数が異なっているので、運転モード切換手段(32a…43c)が運転モードを切り換える際に、所定の吸着器を脱離工程に維持したとしても、確実に別の吸着器を吸着工程とすることができる。その結果、吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材が採用されていても、充分な冷凍能力を連続的に発揮できる吸着式冷凍機を提供することができる。 Further, since the number of adsorbers used as the adsorption process is different from the number of adsorbers used as the desorption process, the predetermined adsorber is desorbed when the operation mode switching means (32a... 43c) switches the operation mode. Even if it maintains in a process, another adsorption machine can be certainly made into an adsorption process. As a result, it is possible to provide an adsorption refrigerator that can continuously exhibit sufficient refrigeration capacity even when an adsorbent whose adsorption rate and desorption rate do not match is employed.
具体的には、請求項2に記載の発明のように、請求項1に記載の吸着式冷凍機において、複数の吸着器(21a〜21c)は、第1〜第3吸着器(21c)を含んで3つ以上設けられており、複数の運転モードとして、第1吸着器(21a)を吸着工程とするとともに、第2吸着器(21b)を脱離工程とし、さらに、第3吸着器(21c)を吸着工程および脱離工程のうち一方の工程とする第1運転モードと、第1運転モードの後に、第1吸着器(21a)を脱離工程とするとともに、第2吸着器(21b)を吸着工程とし、さらに、第3吸着器(21c)を第1運転モードと同じ一方の工程とする第2運転モードとを有することを特徴とする。
Specifically, as in the invention described in
これにより、具体的に、第1運転モード時に第3吸着器(21c)を吸着工程とすることによって、第3吸着器(21c)が脱離工程となっている時間よりも吸着工程となっている時間を長くすることができる。また、第1運転モード時に第3吸着器(21c)を脱離工程とすることによって、第3吸着器(21c)が吸着工程となっている時間よりも脱離工程となっている時間を長くすることができる。 Thus, specifically, the third adsorber (21c) is set as the adsorption process in the first operation mode, so that the third adsorber (21c) becomes the adsorption process than the time during which it is in the desorption process. You can lengthen your time. Further, by setting the third adsorber (21c) as the desorption process in the first operation mode, the time during which the third adsorber (21c) is in the desorption process is longer than the time during which the third adsorber (21c) is in the adsorption process. can do.
ここで、前述の図2で説明したように、脱離冷媒の圧力が高くなり関係湿度が高い運転条件で吸着式冷凍機を作動させると、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる。逆に、脱離冷媒の圧力が低くなり関係湿度が低い運転条件で吸着式冷凍機を作動させると、吸着速度が脱離速度よりも遅くなる。 Here, as described with reference to FIG. 2 described above, when the adsorption refrigerator is operated under an operating condition in which the pressure of the desorbed refrigerant is high and the relative humidity is high, the desorption rate is slower than the adsorption rate. Conversely, if the adsorption refrigerator is operated under operating conditions where the pressure of the desorbed refrigerant is low and the relative humidity is low, the adsorption rate becomes slower than the desorption rate.
そこで、請求項3に記載の発明のように、請求項2に記載の吸着式冷凍機において、運転モード切換手段(32a…43c)は、脱離工程となる吸着器にて脱離された脱離冷媒の圧力(Pc)が、予め定めた第1基準圧力(XPc)以上になっているときには、第1運転モード時に第3吸着器(21c)を脱離工程としてもよい。 Therefore, as in the third aspect of the invention, in the adsorption type refrigerator of the second aspect, the operation mode switching means (32a... 43c) is desorbed by the adsorber as a desorption step. When the pressure of the separated refrigerant (Pc) is equal to or higher than a predetermined first reference pressure (XPc), the third adsorber (21c) may be used as the desorption step in the first operation mode.
これにより、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件時に、第3吸着器(21c)が吸着工程となっている時間よりも脱離工程となっている時間を長くして、第3吸着器(21c)の吸着材から充分に冷媒を脱離させることができる。 As a result, the time during which the third adsorber (21c) is in the desorption process is made longer than the time during which the third adsorber (21c) is in the adsorption process during the operating condition in which the desorption speed is slower than the adsorption speed. The refrigerant can be sufficiently desorbed from the adsorbent of the vessel (21c).
さらに、請求項4に記載の発明のように、請求項2または3に記載の吸着式冷凍機において、運転モード切換手段(32a…43c)は、脱離工程となる吸着器にて脱離された脱離冷媒の圧力(Pc)が、予め定めた第1基準圧力(XPc)より低くなっているときには、第1運転モード時に第3吸着器(21c)を吸着工程としてもよい。
Further, as in the invention according to claim 4, in the adsorption refrigerator as claimed in
これにより、吸着速度が脱離速度よりも遅くなる運転条件時に、第3吸着器(21c)が脱離工程となっている時間よりも吸着工程となっている時間を長くして、第3吸着器(21c)の吸着材に充分な冷媒を吸着させることができる。 As a result, the time during which the third adsorber (21c) is in the adsorption step is longer than the time during which the third adsorber (21c) is in the desorption step during the operating condition in which the adsorption rate is slower than the desorption rate. Sufficient refrigerant can be adsorbed to the adsorbent of the vessel (21c).
また、前述の図2で説明したように、吸着冷媒の圧力が高くなり関係湿度が高い運転条件で吸着式冷凍機を作動させると、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる。逆に、吸着冷媒の圧力が低くなり関係湿度が低い運転条件で吸着式冷凍機を作動させると、吸着速度が脱離速度よりも遅くなる。 In addition, as described with reference to FIG. 2 described above, when the adsorption refrigerator is operated under an operation condition in which the pressure of the adsorbed refrigerant is increased and the relative humidity is high, the desorption rate becomes slower than the adsorption rate. Conversely, if the adsorption refrigerator is operated under operating conditions where the pressure of the adsorbed refrigerant is low and the relative humidity is low, the adsorption rate becomes slower than the desorption rate.
そこで、請求項5に記載の発明のように、請求項2に記載の吸着式冷凍機において、運転モード切換手段(32a…43c)は、吸着工程となる吸着器にて吸着される吸着冷媒の圧力(Pe)が、予め定めた第2基準圧力(XPe)以上になっているときには、第1運転モード時に第3吸着器(21c)を脱離工程としてもよい。 Therefore, as in the fifth aspect of the invention, in the adsorption type refrigerator of the second aspect, the operation mode switching means (32a... 43c) is an adsorption refrigerant adsorbed by the adsorber that serves as an adsorption step. When the pressure (Pe) is equal to or higher than a predetermined second reference pressure (XPe), the third adsorber (21c) may be used as the desorption step in the first operation mode.
これにより、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件時に、第3吸着器(21c)が吸着工程となっている時間よりも脱離工程となっている時間を長くして、第3吸着器(21c)の吸着材から充分に冷媒を脱離させることができる。 As a result, the time during which the third adsorber (21c) is in the desorption process is made longer than the time during which the third adsorber (21c) is in the adsorption process during the operating condition in which the desorption speed is slower than the adsorption speed. The refrigerant can be sufficiently desorbed from the adsorbent of the vessel (21c).
さらに、請求項6に記載の発明のように、請求項2または3に記載の吸着式冷凍機において、運転モード切換手段(32a…43c)は、吸着工程となる吸着器にて吸着される吸着冷媒の圧力(Pe)が、予め定めた第2基準圧力(XPe)より低くなっているときには、第1運転モード時に第3吸着器(21c)を吸着工程としてもよい。
Further, as in the invention described in claim 6, in the adsorption type refrigerator according to
これにより、吸着速度が脱離速度よりも遅くなる運転条件時に、第3吸着器(21c)が脱離工程となっている時間よりも吸着工程となっている時間を長くして、第3吸着器(21c)の吸着材に充分な冷媒を吸着させることができる。 As a result, the time during which the third adsorber (21c) is in the adsorption step is longer than the time during which the third adsorber (21c) is in the desorption step during the operating condition in which the adsorption rate is slower than the desorption rate. Sufficient refrigerant can be adsorbed to the adsorbent of the vessel (21c).
また、請求項7に記載の発明では、冷媒を吸着するとともに、加熱されることによって吸着した冷媒を脱離する吸着材(S)が封入された複数の吸着器(21a、21b)と、複数の吸着器(21a、21b)のうち、吸着材(S)に冷媒を吸着させる吸着工程となる吸着器および吸着材(S)から吸着した冷媒を脱離させる脱離工程となる吸着器を切り換えることによって、複数の運転モードを切り換える運転モード切換手段(61g、61h)とを備え、運転モード切換手段(61g、61h)が、いずれの運転モードに切り換えた際にも、複数の吸着器(21a、21b)のうち少なくとも1つを吸着工程とすることで、連続的に冷凍能力を発揮する吸着式冷凍機であって、
吸着工程となる吸着器に対して、吸着材(S)を冷却する冷却用熱媒体を供給する冷却用熱媒体供給手段(31)と、脱離工程となる吸着器に対して、吸着材(S)を加熱する加熱用熱媒体を供給する加熱用熱媒体供給手段(41)とを備え、
冷却用熱媒体供給手段(31)および加熱用熱媒体供給手段(41)のうちいずれか一方は、予め定めた所定時間に吸着工程となる吸着器にて吸着される吸着冷媒の量と所定時間に脱離工程となる吸着器にて脱離された脱離冷媒の量が同等となるように作動することを特徴とする。
In the invention according to claim 7, a plurality of adsorbers (21a, 21b) each enclosing an adsorbent (S) that adsorbs the refrigerant and desorbs the refrigerant adsorbed by being heated, Among the adsorbers (21a, 21b), an adsorber that is an adsorption step for adsorbing the refrigerant to the adsorbent (S) and an adsorber that is a desorption step for desorbing the refrigerant adsorbed from the adsorbent (S) are switched. Accordingly, an operation mode switching means (61g, 61h) for switching a plurality of operation modes is provided. When the operation mode switching means (61g, 61h) is switched to any of the operation modes, the plurality of adsorbers (21a , 21b) is an adsorption chiller that continuously exhibits the refrigerating capacity by making at least one of the adsorption steps,
A cooling heat medium supply means (31) for supplying a cooling heat medium for cooling the adsorbent (S) to the adsorber used for the adsorption process, and an adsorbent ( Heating medium supply means (41) for supplying a heating medium for heating S),
Either one of the cooling heat medium supply means (31) and the heating heat medium supply means (41) has an amount of adsorbed refrigerant adsorbed by an adsorber that serves as an adsorption step for a predetermined time and a predetermined time. Further, the operation is performed so that the amount of the desorbed refrigerant desorbed by the adsorber which is the desorption step becomes equal.
これによれば、冷却用熱媒体供給手段(31)および加熱用熱媒体供給手段(41)のうちいずれか一方が、所定時間に吸着工程となる吸着器にて吸着される吸着冷媒の量と、所定時間に脱離工程となる吸着器にて脱離された脱離冷媒の量が同等となるように作動するので、吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材が採用されていても、吸着式冷凍機に充分な冷凍能力を発揮させることができる。 According to this, any one of the cooling heat medium supply means (31) and the heating heat medium supply means (41) has an amount of adsorbed refrigerant adsorbed by the adsorber that is an adsorption step in a predetermined time. Since the operation is performed so that the amount of the desorbed refrigerant desorbed in the adsorber that becomes the desorption process at a predetermined time becomes equal, an adsorbent whose adsorption rate and desorption rate do not match is adopted. In addition, the adsorption refrigeration machine can exhibit sufficient refrigeration capacity.
なお、本請求項における同等とは、吸着冷媒の量と脱離冷媒の量が完全に一致していることのみを意味するものではなく、吸着式冷凍機に充分な冷凍能力を発揮させることができる程度に吸着冷媒の量と脱離冷媒の量が略同等となっていることを含む意味である。 In addition, the equivalent in this claim does not only mean that the amount of the adsorbed refrigerant and the amount of the desorbed refrigerant are completely the same, but it is possible to cause the adsorption refrigerator to exhibit sufficient refrigeration capacity. This means that the amount of adsorbed refrigerant and the amount of desorbed refrigerant are approximately equal to the extent possible.
請求項8に記載の発明では、請求項7に記載の吸着式冷凍機において、脱離冷媒の圧力(Pc)が、予め定めた第1基準圧力(XPc)以上になっているときは、脱離冷媒の関係湿度が吸着冷媒の関係湿度よりも低くなるように、加熱用熱媒体供給手段(41)の加熱用熱媒体供給能力を増加させることを特徴とする。 In the invention according to claim 8, in the adsorption refrigeration machine according to claim 7, when the pressure of the desorbed refrigerant (Pc) is equal to or higher than a predetermined first reference pressure (XPc), desorption is performed. The heating heat medium supply capability of the heating medium supply means (41) is increased so that the relative humidity of the separated refrigerant is lower than that of the adsorption refrigerant.
これによれば、加熱用熱媒体供給手段(41)の加熱用熱媒体供給能力を増加させて脱離工程となっている吸着器の脱離冷媒の量を増加させることができる。従って、脱離冷媒の圧力が第1基準圧力(XPc)以上となって、脱離速度が吸着速度よりも遅くなりやすい運転条件で吸着式冷凍機を作動させても、脱離速度を増速させて吸着冷媒の量と脱離冷媒の量とを同等の量にできる。 According to this, the heating-heat-medium supply capability of the heating-heat-medium supply means (41) can be increased, and the amount of desorbed refrigerant in the adsorber that is in the desorption process can be increased. Therefore, even if the adsorption refrigeration machine is operated under an operating condition in which the pressure of the desorbed refrigerant becomes equal to or higher than the first reference pressure (XPc) and the desorption rate tends to be slower than the adsorption rate, the desorption rate is increased. Thus, the amount of the adsorbed refrigerant and the amount of the desorbed refrigerant can be made equal.
請求項9に記載の発明では、請求項7に記載の吸着式冷凍機において、吸着冷媒の圧力(Pe)が、予め定めた第2基準圧力(XPe)以下になっているときは、吸着冷媒の関係湿度が脱離冷媒の関係湿度よりも高くなるように、冷却用熱媒体供給手段(31)の冷却用熱媒体供給能力を増加させることを特徴とする。 In the invention according to claim 9, in the adsorption refrigerator according to claim 7, when the pressure (Pe) of the adsorbed refrigerant is equal to or lower than a predetermined second reference pressure (XPe), the adsorbed refrigerant The cooling heat medium supply capability of the cooling heat medium supply means (31) is increased so that the relative humidity of the refrigerant becomes higher than that of the desorbed refrigerant.
これによれば、冷却用熱媒体供給手段(31)の冷却用熱媒体供給能力を増加させて吸着工程となっている吸着器の吸着冷媒の量を増加させることができる。従って、吸着冷媒の圧力が第2基準圧力(XPe)以下になって、吸着速度が脱離速度よりも遅くなりやすい運転条件で吸着式冷凍機を作動させても、吸着速度を増速させて吸着冷媒の量と脱離冷媒の量とを同等の量にできる。 According to this, it is possible to increase the amount of the adsorbed refrigerant of the adsorber that is in the adsorption process by increasing the cooling heat medium supply capability of the cooling heat medium supply means (31). Therefore, even if the adsorption refrigeration machine is operated under an operating condition in which the pressure of the adsorbed refrigerant becomes equal to or lower than the second reference pressure (XPe) and the adsorption speed tends to be slower than the desorption speed, the adsorption speed is increased. The amount of adsorbed refrigerant and the amount of desorbed refrigerant can be made equal.
また、請求項1ないし9のいずれか1つに記載の吸着式冷凍機において、請求項10に記載の発明のように、吸着材(S)は、酸化アルミニウム、リン酸およびシリカゲルからなるものであってもよいし、請求項11に記載の発明のように、吸着材(S)は、酸化アルミニウム、リン酸および酸化鉄からなるものであってもよい。
Further, in the adsorption refrigerator according to any one of
これらの吸着材(S)は、前述の図2に示すように、吸着等温線および脱離等温線のヒステリシスが大きい。このため、これらの吸着材(S)が採用された吸着式冷凍機では、吸着冷媒の量と脱離冷媒の量とを同等の量にできることは、充分な冷凍能力を連続的に発揮するために極めて有効である。 These adsorbents (S) have large hysteresis of adsorption isotherm and desorption isotherm as shown in FIG. 2 described above. For this reason, in the adsorption type refrigerator using these adsorbents (S), the amount of the adsorbed refrigerant and the amount of the desorbed refrigerant can be made equal in order to continuously exhibit sufficient refrigeration capacity. Is extremely effective.
請求項12に記載の発明では、請求項1ないし11のいずれか1つに記載の吸着式冷凍機(20)と、内燃機関(16)によって駆動される圧縮機(11)および冷凍サイクル用冷媒を蒸発させて室内送風空気を冷却する蒸発器(14)を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置(10)とを備え、脱離工程となる吸着器では、内燃機関(16)の冷却水を熱源として吸着材(S)が加熱され、吸着工程となる吸着器によって発揮される冷凍能力によって、圧縮機(11)から吐出された冷凍サイクル用冷媒が冷却される冷凍装置を特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, the adsorption refrigeration machine (20) according to any one of the first to eleventh aspects, a compressor (11) driven by an internal combustion engine (16), and a refrigerant for a refrigeration cycle. And a vapor compression refrigeration cycle device (10) having an evaporator (14) for evaporating the indoor blown air to cool the indoor blown air. In the adsorber that is a desorption step, the cooling water of the internal combustion engine (16) is used as a heat source. The refrigeration apparatus is characterized in that the adsorbent (S) is heated and the refrigerant for the refrigeration cycle discharged from the compressor (11) is cooled by the refrigeration capacity exhibited by the adsorber that serves as an adsorption step.
これによれば、内燃機関(16)の廃熱を利用して圧縮機(11)から吐出された冷凍サイクル用冷媒を効率的に冷却して、蒸発器(14)へ流入する冷媒のエンタルピを低下させることができる。さらに、請求項1ないし11のいずれか1つに記載の吸着式冷凍機(20)を備えているので、吸着式冷凍機(20)の吸着材(S)として、吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材(S)が採用されていても、充分な冷凍能力を発揮できる。
According to this, the refrigeration cycle refrigerant discharged from the compressor (11) is efficiently cooled using the waste heat of the internal combustion engine (16), and the enthalpy of the refrigerant flowing into the evaporator (14) is reduced. Can be reduced. Furthermore, since the adsorption refrigerator (20) according to any one of
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
図1〜4により、本発明の第1実施形態を説明する。図1は、本実施形態の冷凍装置であるエンジン駆動式の定置型空調装置1の全体構成図である。この定置型空調装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置10と、吸着式冷凍機20とを備え、室内へ送風される室内送風空気を冷却する冷房運転および室内送風空気を加熱する暖房運転を切換可能に構成されている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine-driven
冷凍サイクル装置10は、圧縮機11、室外熱交換器12、減圧装置13、室内熱交換器14に加えて、冷凍サイクル用冷媒の冷媒流路を冷房運転用の冷媒流路と暖房運転用の冷媒流路とに切り換える電気式四方弁15等を有して構成されている。なお、図1において、冷凍サイクル装置10の冷媒流路の近傍に示す実線矢印は、冷房運転時の冷媒の流れを示し、破線矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示している。
In addition to the
圧縮機11は、冷凍サイクル用冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、プーリおよびベルトを介して、内燃機関(エンジン)16から出力された回転駆動力によって駆動される。なお、本実施形態では、冷凍サイクル用冷媒として、通常のフロン系冷媒を採用しているが、もちろん、炭化水素系冷媒、二酸化炭素等を採用してもよい。
The
さらに、本実施形態では圧縮機11として、後述する空調制御装置50から出力される制御信号によって吐出容量を連続的に可変制御できる斜板式の可変容量型圧縮機を採用している。圧縮機11では、この空調制御装置50による吐出容量制御によって、その冷媒吐出能力を変化させることができる。もちろん、圧縮機11として、固定容量型圧縮機を採用して、エンジン16の回転数制御によって、冷媒吐出能力を変化させてもよい。
Further, in the present embodiment, a swash plate type variable displacement compressor capable of continuously variably controlling the discharge capacity by a control signal output from an
エンジン16は、灯油を燃料とするディーゼルエンジンであり、図示しない始動用スタータ、燃料噴射弁および燃料噴射弁駆動装置を有し、燃料噴射弁駆動装置によって燃料噴射弁の弁開度を変化させて燃料噴射量を制御することで、その回転数が制御される。なお、燃料噴射弁駆動装置は空調制御装置50の制御信号によって、その作動が制御される。
The
また、エンジン16は、作動時に発熱を伴うため、エンジン16には、エンジン16を冷却するためのエンジン冷却水を循環させるエンジン冷却水回路40が接続されている。このエンジン冷却水回路40には、エンジン冷却水を循環させるための電動式のエンジン冷却水ポンプ41、エンジン冷却水を大気と熱交換させて放熱させる図示しないラジエータ等が配置されている。
Since the
このエンジン冷却水ポンプ41は空調制御装置50の制御電圧によって、その作動が制御される。また、エンジン冷却水としては、例えば、エチレングリコール水溶液を採用することができる。
The operation of the
さらに、エンジン冷却水回路40には、ラジエータに対して互いに並列的に接続された後述する吸着式冷凍機20の第1〜第3吸着コア24a〜24c等が接続されている。この第1〜第3吸着コア24a〜24cとエンジン冷却水回路40との接続関係の詳細については後述する。
Furthermore, the engine
冷凍サイクル装置10の圧縮機11の冷媒吐出側には、冷凍サイクル用冷媒中に混入された圧縮機潤滑用のオイルを分離するオイルセパレータ17の冷媒入口側が接続されている。オイルセパレータ17は、冷媒中のオイルを分離して図示しない減圧機構を介して圧縮機11の冷媒吸入口側へオイルを戻すものである。この減圧機構としては、キャピラリチューブ、オリフィス等の固定絞りを採用できる。
The refrigerant discharge side of the
オイルセパレータ17の冷媒出口側には、冷房運転用の冷媒流路と暖房運転用の冷媒流路とを切り換える流路切換手段としての電気式四方弁15が接続されている。
An electric four-
電気式四方弁15は、圧縮機11の冷媒吐出口側と室外熱交換器12との間および室内熱交換器14とアキュムレータ19の冷媒入口側との間を同時に接続する冷房運転用の冷媒回路(図1の実線矢印で示す流路)と、圧縮機11の冷媒吐出口側と室内熱交換器14との間および室外熱交換器12とアキュムレータ19の冷媒入口側との間を同時に接続する暖房運転用の冷媒回路(図1の破線矢印で示す流路)とを切り換えるものである。なお、電気式四方弁15は、空調制御装置50の制御電圧によって、その作動が制御される。
The electric four-
室外熱交換器12は、内部を通過する冷媒と送風機12aにより送風された室外空気とを熱交換させるものである。送風機12aは、軸流ファンを電動モータにより駆動する電動送風機である。この送風機12aは、空調制御装置50の制御電圧によって、回転数(送風量)が制御される。
The
室内熱交換器14は、内部を通過する冷媒と送風機14aにより送風される室内送風空気とを熱交換させるものである。送風機14aの基本的構成は、送風機12aと同様である。従って、送風機14aも、空調制御装置50の制御電圧によって、回転数(送風量)が制御される。
The
アキュムレータ19は、冷媒の気液を分離して余剰冷媒を貯える気液分離器であり、アキュムレータ19の気相冷媒出口は、圧縮機11の冷媒吸入側に接続されている。
The
また、図1の実線矢印で示すように、冷房運転時における室外熱交換器12の冷媒出口側には、後述する吸着式冷凍機20の吸着用蒸発器23が接続されている。この吸着用蒸発器23の詳細構成については後述する。さらに、冷房運転時における吸着用蒸発器23の冷媒出口側には、吸着用蒸発器23側から減圧装置13側へ冷凍サイクル用冷媒が流れることのみを許容する第1逆止弁18aを介して、減圧装置13が接続されている。
Further, as indicated by solid line arrows in FIG. 1, an
減圧装置13は、圧縮機11から吐出された高圧の冷凍サイクル用冷媒を、予め定めた圧力になるように減圧膨張させるもので、本実施形態では、キャピラリチューブ、オリフィス等の固定絞りを採用している。もちろん、電気式膨張弁、温度式膨張弁等の可変絞りを採用してもよい。
The
さらに、冷房運転時における室外熱交換器12の冷媒出口側と減圧装置13の冷媒入口側との間には、冷媒を室外熱交換器12に流通させることなく、吸着用蒸発器23と減圧装置13とを直接接続するバイパス回路18cが設けられている。このバイパス回路18cには、減圧装置13側から室外熱交換器12側へ冷凍サイクル用冷媒が流れることのみを許容する第2逆止弁18bが配置されている。
Furthermore, the
従って、上述した第1、第2逆止弁18a、18bの作用によって、図1の実線矢印で示すように冷凍サイクル用冷媒が流れる冷房運転時には、室外熱交換器12から流出した冷媒が、吸着用蒸発器23を介して、減圧装置13へ流入する。また、図1の破線矢印で示すように冷凍サイクル用冷媒が流れる暖房運転時には、減圧装置13から流出した冷媒が、バイパス回路18cを介して、室外熱交換器12へ流入する。
Therefore, due to the action of the first and
次に、吸着式冷凍機20について説明する。本実施形態の吸着式冷凍機20は、複数の吸着器(具体的には第1〜第3吸着器21a〜21cの3つの吸着器)、吸着用凝縮器22、吸着用蒸発器23等を有して構成されている。
Next, the
第1吸着器21aは、その内部を略真空とした断熱容器内に第1吸着コア24aを収容(封入)して、第1吸着コア24aの周囲に吸着用冷媒を流通可能に構成したものである。第1吸着コア24aは、吸着材Sと吸着材Sを加熱する加熱用熱媒体あるいは吸着材Sを冷却する冷却用熱媒体とを熱交換させるもので、いわゆるフィンアンドチューブ型の熱交換器の表面に吸着材Sを接合して構成されている。
The
より具体的には、第1吸着コア24aは、上述の断熱容器の外部から加熱用熱媒体および冷却用熱媒体(以下、これらの熱媒体を総称する際には、単に、熱媒体と記載する。)を流入させる流入ポートに連通する流入側タンク、断熱容器の外部へ熱媒体を流出させる流出ポートに連通する流出側タンク、流入側タンクおよび流出側タンクの間に並列的に積層配置されて熱媒体を流通させる複数のチューブ、隣接配置されるチューブ間に配置されて熱交換を促進する伝熱フィンを有している。
More specifically, the
そして、流入側タンク、流出側タンク、チューブおよび伝熱フィンの間に形成される隙間に、吸着材Sが充填されている。吸着材Sは、気相状態の吸着用冷媒を吸着するとともに、加熱されることによって吸着した吸着用冷媒を脱離するもので、本実施形態では、吸着材Sとして、酸化アルミニウム、リン酸およびシリカゲルからなるものを採用している。従って、吸着材Sの吸着等温線および脱離等温線は、図2に示すように変化する。 An adsorbent S is filled in a gap formed between the inflow side tank, the outflow side tank, the tube, and the heat transfer fin. The adsorbent S adsorbs the adsorption refrigerant in the gas phase state and desorbs the adsorbed refrigerant adsorbed by being heated. In the present embodiment, as the adsorbent S, aluminum oxide, phosphoric acid and The one made of silica gel is used. Therefore, the adsorption isotherm and desorption isotherm of the adsorbent S change as shown in FIG.
また、第2、第3吸着器21b、21cの基本的構成は、第1吸着器21aと同様である。従って、第2、第3吸着器21b、21cの断熱容器の内部には、それぞれ、第1吸着コア24aと同様の構成の第2、第3吸着コア24b、24cが収容(封入)されている。なお、本実施形態では、吸着用冷媒として水を採用している。
The basic configuration of the second and third adsorbers 21b and 21c is the same as that of the
さらに、第1〜第3吸着コア24a〜24cには、前述したエンジン冷却水回路40と第1〜第3吸着コア24a〜24cに吸着材冷却水を供給するための吸着材冷却水回路30が接続されている。この吸着材冷却水回路30には、吸着材冷却水を循環させるための電動式の吸着材冷却水ポンプ31、吸着材冷却水を大気と熱交換させて放熱させる吸着材用放熱器34が配置されている。
Further, the first to
ここで、第1〜第3吸着コア24a〜24cと吸着材冷却水回路30との接続関係、および、第1〜第3吸着コア24a〜24cとエンジン冷却水回路40との接続関係について説明する。なお、図1において、吸着材冷却水回路30の冷媒流路の近傍に示す太実線矢印は、吸着材冷却水の流れを示し、白抜き矢印は、エンジン冷却水の流れを示している。
Here, the connection relationship between the first to
まず、第1〜第3吸着器21a〜21cを、吸着材Sに吸着用冷媒を吸着させる吸着工程とする際には、図2の吸着等温線からも明らかなように、脱離工程の終了時点よりも関係湿度を増加させる必要がある。そのため、吸着材Sが吸着用冷媒を吸着する際の凝縮熱を放熱させなければならない。
First, when the first to
そこで、本実施形態では、吸着材冷却水回路30を介して、吸着材用放熱器34にて大気と熱交換して冷却された吸着材冷却水を第1〜第3吸着コア24a〜24cに供給し、吸着材Sを冷却している。従って、本実施形態の吸着剤冷却水は冷却用熱媒体であり、吸着材冷却水ポンプ31は冷却用熱媒体供給手段を構成する。
Therefore, in the present embodiment, the adsorbent cooling water cooled by exchanging heat with the atmosphere in the
さらに、第1〜第3吸着コア24a〜24cは、吸着材冷却水回路30において、吸着材用放熱器34に対して互いに並列的に接続されている。また、第1〜第3吸着コア24a〜24cの吸着材冷却水流れ上流側には、吸着材冷却水回路30を開閉する電磁弁である上流側開閉バルブ32a〜32cが配置され、吸着材冷却水流れ下流側には、吸着材冷却水回路30を開閉する電磁弁である下流側開閉バルブ33a〜33cが配置されている。
Further, the first to
従って、上流側開閉バルブ32a〜32cおよび下流側開閉バルブ33a〜33cの開閉状態を変更することで、吸着材冷却水が供給される第1〜第3吸着コア24a〜24cを切り換えることができる。すなわち、吸着工程となる吸着器を切り換えることができる。
Therefore, the first to
なお、吸着材冷却水ポンプ31、および、上流側開閉バルブ32a〜32cおよび下流側開閉バルブ33a〜33cは空調制御装置50の制御電圧によって、その作動が制御される。また、吸着材冷却水として、エンジン冷却水と同じ冷却水(本実施形態では、エチレングリコール水溶液)を採用している。従って、第1〜第3吸着コア24a〜24cにおいて、吸着材冷却水とエンジン冷却水が混ざり合っても不具合は生じない。
The operation of the adsorbent
次に、第1〜第3吸着器21a〜21cから吸着している吸着用冷媒を脱離させる脱離工程とする際には、図2の脱離等温線からも明らかなように、吸着工程の終了時点よりも関係湿度を低下させる必要がある。そのため、吸着材Sを加熱して吸着材Sが存在する雰囲気温度における吸着用冷媒の飽和蒸気圧を増加させなければならない。
Next, when the desorption process for desorbing the adsorption refrigerant adsorbed from the first to
そこで、本実施形態では、エンジン冷却水回路40を介して、エンジン16にて加熱されたエンジン冷却水を第1〜第3吸着コア24a〜24cに供給し、吸着材Sを加熱している。従って、本実施形態のエンジン冷却水は加熱用熱媒体であり、エンジン冷却水ポンプ41は加熱用熱媒体供給手段を構成する。
Therefore, in the present embodiment, the engine coolant heated by the
さらに、第1〜第3吸着コア24a〜24cは、エンジン冷却水回路40において、ラジエータに対して互いに並列的に接続されている。また、第1〜第3吸着コア24a〜24cのエンジン冷却水流れ上流側には、エンジン冷却水回路40を開閉する電磁弁である上流側開閉バルブ42a〜42cが配置され、エンジン冷却水流れ下流側には、エンジン冷却水回路40を開閉する電磁弁である下流側開閉バルブ43a〜43cが配置されている。
Further, the first to
従って、上流側開閉バルブ42a〜42cおよび下流側開閉バルブ43a〜43cの開閉状態を変更することで、エンジン冷却水が供給される第1〜第3吸着コア24a〜24cを切り換えることができる。すなわち、脱離工程となる吸着器を切り換えることができる。なお、上流側開閉バルブ42a〜42cおよび下流側開閉バルブ43a〜43cは空調制御装置50の制御電圧によって、その作動が制御される。
Therefore, the first to
つまり、本実施形態では、吸着材冷却水回路30の上流側開閉バルブ32a〜32cおよび下流側開閉バルブ33a〜33c、並びに、エンジン冷却水回路40の上流側開閉バルブ42a〜42cおよび下流側開閉バルブ43a〜43cによって、運転モード切換手段が構成され、空調制御装置50のうち、これらの開閉バルブ32a…43cを制御するソフトウェアおよびハードウェアによって、運転モード制御手段が構成される。
That is, in this embodiment, the upstream side open /
吸着用凝縮器22は、第1〜第3吸着コア24a〜24cの吸着材Sから脱離した気相状態の吸着用冷媒(以下、脱離冷媒という。)と室外空気とを熱交換させることによって、脱離冷媒を凝縮させる凝縮用熱交換器である。
The
さらに、第1〜第3吸着コア24a〜24cは、それぞれ第1〜第3吸着コア24a〜24c側から吸着用凝縮器22へ脱離冷媒が流れることのみを許容する逆止弁として機能する第1〜第3凝縮側水蒸気バルブ25a〜25cを介して、吸着用凝縮器22に接続されている。
Further, the first to
吸着用蒸発器23は、液相状態の吸着用冷媒と冷凍サイクル用冷媒とを熱交換させることによって、吸着用冷媒を蒸発させて第1〜第3吸着コア24a〜24cの吸着材Sに吸着される気相状態の吸着用冷媒(以下、吸着冷媒という。)を発生させる蒸発用熱交換器である。
The
さらに、第1〜第3吸着コア24a〜24cは、それぞれ吸着用蒸発器23側から第1〜第3吸着コア24a〜24c側へ脱離冷媒が流れることのみを許容する逆止弁として機能する第1〜第3蒸発側水蒸気バルブ26a〜26cを介して、吸着用蒸発器23に接続されている。
Further, the first to
また、吸着用凝縮器22および吸着用蒸発器23は、吸着用凝縮器22にて凝縮した吸着用冷媒を吸着用蒸発器23へ戻す冷媒戻し回路44によって接続されている。この冷媒戻し回路44には、冷媒戻し回路44を開閉する電磁弁である冷媒戻し用バルブ45が配置されている。
The
冷媒戻し用バルブ45は、空調制御装置50の制御電圧によって、その作動が制御されており、空調制御装置50が冷媒戻し用バルブ45を所定時間間隔で開閉弁させることによって、吸着用凝縮器22にて凝縮した吸着用冷媒が吸着用蒸発器23へ戻されるようになっている。
The operation of the
次に、空調制御装置50について説明する。空調制御装置50は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行って、上述した冷凍サイクル装置10および吸着式冷凍機20の各種構成機器の作動を制御する。
Next, the air
空調制御装置50の入力側には、空調制御用のセンサ群およびリモコン操作器51が接続され、センサ群の検出信号およびリモコン操作器51の操作信号が入力される。空調制御装置50はこれらの入力信号に基づく所定の演算処理を行って、出力側に接続される冷凍サイクル装置10および吸着式冷凍機20の各種構成機器へ制御信号を出力する。
A sensor group for air conditioning control and a
センサ群としては、具体的に、室外空気温度を検出する外気温センサ52、空調対象空間である室内空気温度を検出する内気温センサ53、吸着用凝縮器22内の凝縮冷媒圧力Pcを検出する凝縮器圧力センサ54、吸着用蒸発器23内の蒸発冷媒圧力Peを検出する蒸発器圧力センサ55等が接続されている。
As the sensor group, specifically, an outside
リモコン操作器51には、定置型空調装置1を作動させる作動スイッチ、冷房運転および暖房運転を切り換える運転切換スイッチ、室内の目標温度を設定する目標温度設定スイッチ等が設けられている。なお、図1では、図示の明確化のため、空調制御装置50と冷凍サイクル装置10および吸着式冷凍機20の各種構成機器との接続配線および空調制御装置50とセンサ群との接続配線を省略している。
The
次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。まず、リモコン操作器51の作動スイッチが投入されると、空調制御装置50が、送風機12a、14aおよびエンジン冷却水ポンプ41を予め定めた所定回転数で作動させるとともに、圧縮機11の吐出容量およびエンジン16の回転数を制御する。
Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described. First, when the operation switch of the
この圧縮機11の吐出容量およびエンジン16の回転数については、上述のセンサ群によって検出された検出値、および、リモコン操作器51の目標温度設定スイッチによって設定された室内の目標温度に基づいて、予め空調制御装置50に記憶された制御マップを参照して、冷凍サイクル装置10が要求される冷凍能力を発揮できるように決定される。
The discharge capacity of the
また、作動スイッチが投入された状態で、運転切換スイッチによって冷房運転が選択されている場合には、空調制御装置50が、吸着材冷却水ポンプ31を予め定めた所定回転数で作動させるとともに、冷凍サイクル装置10の冷媒流路を冷房運転用の冷媒流路に切り換えることによって、冷房運転が実行される。
Further, when the operation switch is turned on and the cooling operation is selected by the operation changeover switch, the air
具体的には、電気式四方弁15が、圧縮機11の冷媒吐出口側と室外熱交換器12との間および室内熱交換器14とアキュムレータ19の冷媒入口側との間を同時に接続するように切り換える。
Specifically, the electric four-
これにより、冷凍サイクル用冷媒が、図2の実線矢印で示すように、圧縮機11→(オイルセパレータ17→電気式四方弁15→)室外熱交換器12→吸着用蒸発器23→(第1逆止弁18a→)減圧装置13→室内熱交換器14→(電気式四方弁15→アキュムレータ19→)圧縮機11の順に循環する周知の蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。従って、室内熱交換器14にて冷凍サイクル用冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって、室内送風空気を冷却して冷房運転を実現することができる。
As a result, the refrigerant for the refrigeration cycle, as indicated by the solid line arrow in FIG. 2, is the
さらに、冷房運転では、空調制御装置50が、図3のフローチャートに示すように、吸着式冷凍機20の作動を制御する。なお、図3に示すフローチャートは、空調制御装置50が実行するメインルーチンのサブルーチンとして実行されるものである。
Further, in the cooling operation, the air
まず、ステップS1では、凝縮器圧力センサ54によって検出された吸着用凝縮器22内の凝縮冷媒圧力Pcが第1基準圧力XPc以上になっているか否かを判定する。この第1基準圧力XPcは、吸着式冷凍機20の運転条件が、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件であるか否かを判定するために設定された値である。
First, in step S1, it is determined whether or not the condensed refrigerant pressure Pc in the
ここで、例えば、図2に示すように、吸着工程時および脱離工程時に関係湿度を、第1関係湿度Aから第2関係湿度Bの間で変化させた場合のように関係湿度が高い範囲の運転条件で吸着式冷凍機20を運転させると、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる。逆に、第2関係湿度Bから第3関係湿度Cの間で変化させた場合のように関係湿度が低い範囲の運転条件で吸着式冷凍機20を作動させると、吸着速度が脱離速度よりも遅くなる。
Here, for example, as shown in FIG. 2, a range in which the relative humidity is high as in the case where the relative humidity is changed between the first relative humidity A and the second relative humidity B during the adsorption process and the desorption process. When the
従って、脱離工程の終了時点の脱離冷媒の関係湿度が、第1基準圧力XPc以上になっている場合には、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件になっていると判定できる。逆に、脱離工程の終了時点の脱離冷媒の関係湿度が、第1基準圧力XPcより低くなっている場合には、吸着速度が脱離速度よりも遅くなる運転条件になっていると判定できる。 Therefore, when the relative humidity of the desorbed refrigerant at the end of the desorption process is equal to or higher than the first reference pressure XPc, it can be determined that the operating condition is such that the desorption rate is slower than the adsorption rate. . Conversely, if the relative humidity of the desorbed refrigerant at the end of the desorption process is lower than the first reference pressure XPc, it is determined that the operating condition is such that the adsorption rate is slower than the desorption rate. it can.
さらに、脱離工程となる吸着器では、断熱容器内の吸着用冷媒の圧力が上昇するので、凝縮側水蒸気バルブが開弁する。そのため、凝縮冷媒圧力Pcは、脱離冷媒の圧力に等しくなる。従って、凝縮冷媒圧力Pcを用いることで、吸着式冷凍機20の運転条件が、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件であるか否かを判定することができる。
Furthermore, in the adsorber that is the desorption step, the pressure of the refrigerant for adsorption in the heat insulating container rises, so that the condensation side water vapor valve is opened. Therefore, the condensed refrigerant pressure Pc is equal to the pressure of the desorbed refrigerant. Therefore, by using the condensed refrigerant pressure Pc, it can be determined whether or not the operating condition of the
ステップS1にて、凝縮冷媒圧力Pcが第1基準圧力XPc以上になっていると判定された場合には、ステップS2へ進み、吸着式冷凍機20に脱離優先運転を実行させることを決定して、メインルーチンへ戻る。
When it is determined in step S1 that the condensed refrigerant pressure Pc is equal to or higher than the first reference pressure XPc, the process proceeds to step S2 and it is determined that the
一方、ステップS1にて凝縮冷媒圧力Pcが第1基準圧力XPcより低くなっている場合には、ステップS3へ進み、吸着式冷凍機20に吸着優先運転を実行させることを決定して、メインルーチンへ戻る。そして、メインルーチンでは、ステップS2、S3で決定されたように吸着式冷凍機20が運転される。
On the other hand, if the condensed refrigerant pressure Pc is lower than the first reference pressure XPc in step S1, the process proceeds to step S3, where it is determined that the
この脱離優先運転および吸着優先運転については、図4のタイムチャートを用いて説明する。なお、図4(a)は、脱離優先運転時における吸着工程あるいは脱離工程となる第1〜第3吸着器21a〜21cの変化、すなわち吸着式冷凍機20の運転モードの変化を示すタイムチャートであり、図4(b)は、吸着優先運転時における運転モードの変化を示すタイムチャートである。
The desorption priority operation and the adsorption priority operation will be described with reference to the time chart of FIG. 4A is a time showing a change in the first to
まず、脱離優先運転では、図4(a)に示すように、空調制御装置50が、吸着式冷凍機20の運転モードを、予め定めた所定時間(本実施形態では、60秒)毎に、第1運転モード→第2運転モード→第3運転モードの順に切り換え、再び第1運転モードへ戻りこの順で切り換えることを繰り返す。
First, in the desorption priority operation, as shown in FIG. 4A, the air
なお、この所定時間としては、吸着材Sが充分な量の吸着用冷媒を吸着できる時間あるいは吸着材Sが吸着した冷媒を充分に脱離できる時間を、吸着式冷凍機20に採用された吸着材Sの特性に応じて適宜設定することができる。 The predetermined time is the time during which the adsorbent S can adsorb a sufficient amount of the adsorbing refrigerant or the time during which the adsorbent S can sufficiently desorb the adsorbed refrigerant S. It can be appropriately set according to the characteristics of the material S.
第1運転モードでは、空調制御装置50が、吸着材冷却水回路30の上流側開閉バルブ32aおよび下流側開閉バルブ33aを開弁させ、上流側開閉バルブ32b、32cおよび下流側開閉バルブ33b、33cを閉弁させる。さらに、エンジン冷却水回路40の上流側開閉バルブ42aおよび下流側開閉バルブ43aを閉弁させ、上流側開閉バルブ42b、42cおよび下流側開閉バルブ43b、43cを開弁させる。
In the first operation mode, the air
これにより、第1吸着コア24aに吸着材冷却水が供給され、第2、第3吸着コア24b、24cにエンジン冷却水が供給されるので、第1吸着器21aを吸着工程とするとともに、第2、第3吸着器21b、21cを脱離工程とすることができる。
As a result, the adsorbent cooling water is supplied to the
次の第2運転モードでは、空調制御装置50が、吸着材冷却水回路30の上流側開閉バルブ32bおよび下流側開閉バルブ33bを開弁させ、上流側開閉バルブ32a、32cおよび下流側開閉バルブ33a、33cを閉弁させる。さらに、エンジン冷却水回路40の上流側開閉バルブ42bおよび下流側開閉バルブ43bを閉弁させ、上流側開閉バルブ42a、42cおよび下流側開閉バルブ43a、43cを開弁させる。
In the next second operation mode, the air
これにより、第2吸着コア24bに吸着材冷却水が供給され、第1、第3吸着コア24a、24cにエンジン冷却水が供給されるので、第1吸着器21aを脱離工程に切り換え、第2吸着器21bを吸着工程に切り換え、第3吸着器21cを脱離工程に維持することができる。
As a result, the adsorbent cooling water is supplied to the
次の第3運転モードでは、空調制御装置50が、吸着材冷却水回路30の上流側開閉バルブ32cおよび下流側開閉バルブ33cを開弁させ、上流側開閉バルブ32a、32bおよび下流側開閉バルブ33a、33bを閉弁させる。さらに、エンジン冷却水回路40の上流側開閉バルブ42cおよび下流側開閉バルブ43cを閉弁させ、上流側開閉バルブ42a、42bおよび下流側開閉バルブ43a、43bを開弁させる。
In the next third operation mode, the air
これにより、第3吸着コア24cに吸着材冷却水が供給され、第1、第2吸着コア24a、24bにエンジン冷却水が供給されるので、第1吸着器21aを脱離工程に維持し、第2吸着器21bを脱離工程に切り換え、第3吸着器21cを吸着工程に切り換えることができる。
Thereby, the adsorbent cooling water is supplied to the
そして、再び、第3運転モードから第1運転モードに切り換えると、第1吸着器21aを吸着工程に切り換え、第2吸着器21bを脱離工程に維持し、第3吸着器21cを脱離工程に切り換えることができる。
When switching from the third operation mode to the first operation mode again, the
つまり、脱離優先運転では、いずれの運転モードに切り換えた際にも、第1〜第3吸着器21a〜21cのうち、吸着工程となる吸着器の数と脱離工程となる吸着器の数とを異ならせて、いずれか1つの吸着器を吸着工程とする。さらに、運転モードを切り換えた際に脱離工程が維持される吸着器を設けて、いずれの吸着器21a〜21cにおいても、吸着工程となっている時間よりも脱離工程となっている時間を長くしている。
In other words, in the desorption priority operation, the number of adsorbers that serve as the adsorption process and the number of adsorbers that serve as the desorption process among the first to
次に、吸着優先運転では、図4(b)に示すように、脱離優先運転と同様に、空調制御装置50が、吸着式冷凍機20の運転モードを所定時間毎に、第4運転モード→第5運転モード→第6運転モードの順に切り換え、再び第4運転モードへ戻りこの順で切り換えることを繰り返す。
Next, in the adsorption priority operation, as shown in FIG. 4B, as in the desorption priority operation, the air
第4運転モードでは、空調制御装置50が、吸着材冷却水回路30の上流側開閉バルブ32a、32cおよび下流側開閉バルブ33a、33cを開弁させ、上流側開閉バルブ32bおよび下流側開閉バルブ33bを閉弁させる。さらに、エンジン冷却水回路40の上流側開閉バルブ42a、42cおよび下流側開閉バルブ43a、43cを閉弁させ、上流側開閉バルブ42bおよび下流側開閉バルブ43bを開弁させる。
In the fourth operation mode, the air
これにより、第1、第3吸着コア24a、24cに吸着材冷却水が供給され、第2吸着コア24bにエンジン冷却水が供給されるので、第1、第3吸着器21a、21cを吸着工程とするとともに、第2吸着器21bを脱離工程とすることができる。
As a result, the adsorbent cooling water is supplied to the first and
次の第5運転モードでは、空調制御装置50が、吸着材冷却水回路30の上流側開閉バルブ32b、32cおよび下流側開閉バルブ33b、33cを開弁させ、上流側開閉バルブ32aおよび下流側開閉バルブ33aを閉弁させる。さらに、エンジン冷却水回路40の上流側開閉バルブ42b、42cおよび下流側開閉バルブ43b、43cを閉弁させ、上流側開閉バルブ42aおよび下流側開閉バルブ43aを開弁させる。
In the next fifth operation mode, the air
これにより、第2、第3吸着コア24b、24cに吸着材冷却水が供給され、第1吸着コア24aにエンジン冷却水が供給されるので、第1吸着器21aを脱離工程に切り換え、第2吸着器21bを吸着工程に切り換え、第3吸着器21cを吸着工程に維持することができる。
As a result, the adsorbent cooling water is supplied to the second and
次の第6運転モードでは、空調制御装置50が、吸着材冷却水回路30の上流側開閉バルブ32a、32bおよび下流側開閉バルブ33a、33bを開弁させ、上流側開閉バルブ32cおよび下流側開閉バルブ33cを閉弁させる。さらに、エンジン冷却水回路40の上流側開閉バルブ42a、42bおよび下流側開閉バルブ43a、43bを閉弁させ、上流側開閉バルブ42cおよび下流側開閉バルブ43cを開弁させる。
In the next sixth operation mode, the air
これにより、第1、第2吸着コア24a、24bに吸着材冷却水が供給され、第3吸着コア24cにエンジン冷却水が供給されるので、第1吸着器21aを吸着工程に切り換え、第2吸着器21bを吸着工程に維持し、第3吸着器21cを脱離工程に切り換えることができる。
As a result, the adsorbent cooling water is supplied to the first and
そして、再び、第6運転モードから第4運転モードに切り換えると、第1吸着器21aを吸着工程に維持し、第2吸着器21bを脱離工程に切り換え、第3吸着器21cを吸着工程に切り換えることができる。
When switching from the sixth operation mode to the fourth operation mode again, the
つまり、吸着優先運転では、いずれの運転モードに切り換えた際にも、第1〜第3吸着器21a〜21cのうち、吸着工程となる吸着器の数と脱離工程となる吸着器の数とを異ならせて、いずれか1つの吸着器を脱離工程としている。さらに、運転モードを切り換えた際に吸着工程が維持される吸着器を設けて、いずれの吸着器21a〜21cにおいても、脱離工程となっている時間よりも吸着工程となっている時間を長くしている。
That is, in the adsorption priority operation, when switching to any operation mode, among the first to
従って、本実施形態の吸着式冷凍機20では、第1〜第6運転モードのうち、いずれの運転モードに切り換えても、第1〜第3吸着器21a〜21cのうち、少なくとも1つが吸着工程となる。
Therefore, in the
そして、吸着工程となる吸着器では、吸着材Sが吸着材冷却水によって冷却されることによって断熱容器内の吸着用冷媒の圧力が低下するので、吸着工程となる吸着器の凝縮側水蒸気バルブが閉弁し、蒸発側水蒸気バルブが開弁する。さらに、断熱容器内の吸着用冷媒の圧力が低下することによって、吸着材S周辺の関係湿度が低下するので、吸着材Sが吸着用蒸発器23内の吸着冷媒を吸着する。
And in the adsorber used as an adsorption process, since the adsorbent S is cooled by the adsorbent cooling water, the pressure of the adsorbing refrigerant in the heat insulating container is lowered. The valve is closed and the evaporation side water vapor valve is opened. Furthermore, since the relative humidity around the adsorbent S decreases due to a decrease in the pressure of the adsorbing refrigerant in the heat insulating container, the adsorbing material S adsorbs the adsorbing refrigerant in the
これにより、吸着用蒸発器23内の吸着用冷媒が蒸発する。この際、脱離工程となる吸着器では、吸着材Sがエンジン冷却水によって加熱されることで断熱容器内の吸着用冷媒の圧力が上昇するので、脱離工程となる吸着器の凝縮側水蒸気バルブが開弁し、蒸発側水蒸気バルブが閉弁する。そのため、脱離冷媒が吸着用蒸発器23側へ流入することも、吸着冷媒が吸着用凝縮器22側へ流入することもない。
As a result, the adsorption refrigerant in the
従って、吸着工程となる吸着器が順次切り換えられることによって、吸着工程となる吸着器の吸着材Sが、吸着用蒸発器23内の液相冷媒を連続的に蒸発させることができる。そして、吸着用蒸発器23内の液相冷媒が蒸発する際に、吸着用蒸発器23を通過する冷凍サイクル用冷媒から連続的にその蒸発潜熱を奪うことで、冷凍サイクル用冷媒を連続的に冷却することができる。
Therefore, by sequentially switching the adsorbers serving as the adsorption process, the adsorbent S of the adsorber serving as the adsorption process can continuously evaporate the liquid-phase refrigerant in the
一方、作動スイッチが投入された状態で、運転切換スイッチによって暖房運転が選択されている場合には、空調制御装置50が、冷凍サイクル装置10の冷媒流路を暖房運転用の冷媒流路に切り換えることによって、暖房運転が実行される。具体的には、電気式四方弁15が、圧縮機11の冷媒吐出口側と室内熱交換器14との間および室外熱交換器12とアキュムレータ19の冷媒入口側との間を同時に接続するように切り換える。
On the other hand, when the operation switch is turned on and the heating operation is selected by the operation switch, the air
これにより、冷凍サイクル用冷媒が、圧縮機11→(オイルセパレータ17→電気式四方弁15→)室内熱交換器14→減圧装置13→(第2逆止弁18b→)室外熱交換器12→(電気式四方弁15→アキュムレータ19→)圧縮機11の順に循環する周知の蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。従って、室内熱交換器14にて圧縮機11から吐出された冷凍サイクル用冷媒を放熱させて、室内送風空気を加熱して暖房運転を実現することができる。
As a result, the refrigerant for the refrigeration cycle is changed from the
なお、暖房運転時には、第1逆止弁18aの作用によって、吸着用蒸発器23には冷凍サイクル用冷媒が流れない。従って、吸着式冷凍機20に冷凍能力を発揮させる必要はない。
During the heating operation, the refrigerant for the refrigeration cycle does not flow into the
そこで、本実施形態の暖房運転では、空調制御装置50が、吸着材冷却水回路30の上流側開閉バルブ32a〜32cおよび下流側開閉バルブ33a〜33cを閉弁し、エンジン冷却水回路40の上流側開閉バルブ42a〜42cおよび下流側開閉バルブ43a〜43cを開弁させる。
Therefore, in the heating operation of the present embodiment, the air
これにより、暖房運転時には、第1〜第3吸着コア24a〜24cにエンジン冷却水を供給して脱離工程とすることができる。従って、次に冷房運転に切り換えた際に、吸着工程となる吸着器の吸着剤Sに充分に吸着用冷媒を吸着させることができる。
Thereby, at the time of heating operation, an engine cooling water can be supplied to the 1st-3rd adsorption |
本実施形態の定置型空調装置1は、以上の如く作動するので、冷房運転時には、冷凍サイクル装置10の室内熱交換器14にて室内送風空気を冷却して、室内の冷房を行うことができる。この際、吸着工程となる吸着器を順次切り換えて吸着式冷凍機20に連続的に冷凍能力を発揮させるとともに、エンジン16のエンジン冷却水を熱源として脱離工程となる吸着器の吸着材Sから吸着用冷媒を脱離させている。
Since the
従って、エンジン廃熱を有効に利用しながら吸着式冷凍機20が発揮する冷凍能力によって圧縮機11から吐出された冷凍サイクル用冷媒を冷却することができる。その結果、蒸発器として作用する室内熱交換器14へ流入する冷媒のエンタルピを低下させて、定置型空調装置1の冷房能力を向上させることができる。また、暖房運転時には、室内熱交換器14にて室内送風空気を加熱して、室内の暖房を行うことができる。
Therefore, the refrigerant for the refrigeration cycle discharged from the
さらに、本実施形態の定置型空調装置1では、吸着式冷凍機20の運転モードを順次切り換えることによって、第1〜第3吸着器21a〜21cが吸着工程となっている時間と脱離工程となっている時間とを異ならせることができる。しかも、吸着工程となっている時間と脱離工程となっている時間は、各吸着器21a〜21cにおいて等しい時間とすることができる。従って、吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材が採用されていても、吸着冷媒の量と脱離冷媒の量とを同等の量とすることができる。
Furthermore, in the
これにより、脱離工程時に吸着材Sから吸着用冷媒を充分に脱離できなかった吸着器を吸着工程に切り換えてしまうことや、吸着工程の吸着器を、吸着材Sに充分に吸着用冷媒を吸着させる前に脱離工程に切り換えてしまうことを回避して、吸着式冷凍機20に充分な冷凍能力を発揮させることができる。
As a result, the adsorber that has not sufficiently desorbed the adsorbing refrigerant from the adsorbent S during the desorption process can be switched to the adsorbing process, or the adsorber in the adsorbing process can be replaced with the adsorbent S sufficiently. Thus, the
その結果、吸着式冷凍機20に吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材Sが採用されていても、吸着式冷凍機20に充分な冷凍能力を連続的に発揮させることができる。延いては、定置型空調装置1全体としての冷房能力を連続的に向上させることができる。
As a result, even if the adsorbing material S whose adsorption speed and desorption speed do not coincide with each other is adopted in the
より詳細には、本実施形態では、図3のステップS1において、吸着式冷凍機20の運転条件が、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件になっていると判定された際には、脱離優先運転を行うので、いずれの吸着器21a〜21cにおいても、吸着工程となっている時間よりも脱離工程となっている時間を長くすることができる。
More specifically, in this embodiment, when it is determined in step S1 of FIG. 3 that the operating condition of the
従って、いずれの吸着器21a〜21cにおいても、脱離工程時に吸着材Sから充分に吸着用冷媒を脱離させることができ、脱離工程時に吸着材Sから吸着用冷媒を充分に脱離できなかった吸着器を吸着工程に切り換えてしまうことを確実に回避できる。
Accordingly, in any of the
一方、ステップS1にて、吸着式冷凍機20の運転条件が、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件でないと判定された際には、吸着優先運転を行うので、いずれの吸着器21a〜21cにおいても、脱離工程となっている時間よりも吸着工程となっている時間を長くすることができる。
On the other hand, when it is determined in step S1 that the operation condition of the
従って、いずれの吸着器21a〜21cにおいても、吸着工程時に吸着材Sに充分に吸着用冷媒を吸着させることができ、吸着工程の吸着器を、吸着材Sに充分に吸着用冷媒を吸着させる前に脱離工程に切り換えてしまうことを確実に回避できる。
Therefore, in any of the
また、本実施形態のように、吸着材Sとして吸着等温線および脱離等温線のヒステリシスが大きい吸着材が採用された吸着式冷凍機20では、吸着器が吸着工程となっている時間と脱離工程となっている時間とを変化させて、吸着冷媒の量と脱離冷媒の量とを同等の量にできることは、吸着式冷凍機20が充分な冷凍能力を連続的に発揮するために極めて有効である。
Further, as in this embodiment, in the
(第2実施形態)
第1実施形態では、空調制御装置50が実行するサブルーチンのステップS1にて、凝縮冷媒圧力Pcを用いて、吸着式冷凍機20の運転条件が、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件であるか否かを判定しているが、本実施形態では、図5のフローチャートに示すように、蒸発器圧力センサ55によって検出された吸着用蒸発器23内の蒸発冷媒圧力Peを用いて同様の判定を行っている。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, in step S1 of the subroutine executed by the air
具体的には、本実施形態のステップS1では、蒸発冷媒圧力Peが第2基準圧力XPe以上になっているか否かを判定する。この第2基準圧力XPeは、吸着式冷凍機20の運転条件が、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件であるか否かを判定するために設定された値である。
Specifically, in step S1 of the present embodiment, it is determined whether or not the evaporative refrigerant pressure Pe is equal to or higher than the second reference pressure XPe. The second reference pressure XPe is a value set to determine whether or not the operating condition of the
前述の如く、吸着式冷凍機20では、運転条件(運転される関係湿度の範囲)によって吸着速度および脱離速度の関係が変化する。従って、吸着工程の開始時点の吸着冷媒の関係湿度が、第2基準圧力XPe以上になっている場合には、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件になっていると判定できる。逆に、吸着工程の開始時点の吸着冷媒の関係湿度が、第2基準圧力XPeより低くなっている場合には、吸着速度が脱離速度よりも遅くなる運転条件になっていると判定できる。
As described above, in the
さらに、吸着工程となる吸着器では、断熱容器内の吸着用冷媒の圧力が低下するので、蒸発側水蒸気バルブが開弁する。そのため、蒸発冷媒圧力Peは、吸着冷媒の圧力に等しくなる。従って、蒸発冷媒圧力Peを用いることで、吸着式冷凍機20の運転条件が、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件であるか否かを判定することができる。
Furthermore, in the adsorber that serves as the adsorption step, the pressure of the refrigerant for adsorption in the heat insulating container decreases, so the evaporation side water vapor valve opens. Therefore, the evaporative refrigerant pressure Pe is equal to the pressure of the adsorbed refrigerant. Therefore, by using the evaporative refrigerant pressure Pe, it is possible to determine whether or not the operating condition of the
ステップS1にて、蒸発冷媒圧力Peが第2基準圧力XPe以上になっていると判定された場合には、ステップS2へ進み、吸着式冷凍機20に脱離優先運転を実行させることを決定して、メインルーチンへ戻る。
If it is determined in step S1 that the evaporative refrigerant pressure Pe is equal to or higher than the second reference pressure XPe, the process proceeds to step S2 and it is determined that the adsorption-
一方、ステップS1にて蒸発冷媒圧力Peが第2基準圧力XPeより低くなっている場合には、ステップS3へ進み、吸着式冷凍機20に吸着優先運転を実行させることを決定して、メインルーチンへ戻る。そして、メインルーチンでは、ステップS2、S3で決定されたように吸着式冷凍機20が運転される。
On the other hand, if the evaporative refrigerant pressure Pe is lower than the second reference pressure XPe in step S1, the process proceeds to step S3, where it is determined that the adsorption-
その他の定置型空調装置1の構成および作動については、第1実施形態と全く同様である。従って、本実施形態の定置型空調装置1を作動させると、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。つまり、吸着式冷凍機20に吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材Sが採用されていても、吸着式冷凍機20に充分な冷凍能力を連続的に発揮させて、定置型空調装置1の冷房能力を確実に向上させることができる。
Other configurations and operations of the
(第3実施形態)
上述の実施形態では、吸着材冷却水回路30およびエンジン冷却水回路40に配置された開閉バルブ32a…43cによって、運転モード切換手段を構成した例を説明したが、本実施形態では、図6に示すように、これらの開閉バルブ32a…43cを廃止して、吸着材冷却水回路30およびエンジン冷却水回路40に第1〜第6電気式四方弁61a〜61fを配置して、運転モード切換手段を構成した例を説明する。
(Third embodiment)
In the above-described embodiment, the example in which the operation mode switching means is configured by the opening /
なお、図6は、本実施形態の定置型空調装置1の全体構成図であり、本実施形態における第1運転モードにおける吸着材冷却水およびエンジン冷却水の流れを示している。また、図6では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面においても同様である。
FIG. 6 is an overall configuration diagram of the
第1〜第6電気式四方弁61a〜61fは、吸着材冷却水回路30およびエンジン冷却水回路40のうち2つの流路を同時に切り換えるもので、具体的には、図6に実線で示す回路と破線で示す回路とを切り換える。また、第1〜第6電気式四方弁61a〜61fは、それぞれ空調制御装置50の制御電圧によって、その作動が制御される。
The first to sixth electric four-
例えば、空調制御装置50が、第1〜第6電気式四方弁61a〜61fを図6の実線の状態に切り換えると、吸着材用放熱器34から流出した吸着材冷却水が第1吸着コア24aに供給されて、第1吸着器21aが吸着工程となる。また、エンジン16から流出したエンジン冷却水が第2、第3吸着コア24b、24cに供給されて、第2、第3吸着器21b、21cが脱離工程となる。すなわち、第1運転モードが実現される。
For example, when the air-
次に、第1運転モードの状態から、空調制御装置50が、第1、第5電気式四方弁61a、61eを図6の破線の状態に切り換えると、吸着材用放熱器34から流出した吸着材冷却水が第2吸着コア24bに供給されるとともに、エンジン16から流出したエンジン冷却水が第1、第3吸着コア24a、24cに供給されて、第1吸着器21aを脱離工程に切り換え、第2吸着器21bを吸着工程に切り換え、第3吸着器21cを脱離工程に維持することができる。すなわち、第2運転モードが実現される。
Next, when the air-
次に、第2運転モードの状態から、空調制御装置50が、第2、第6電気式四方弁61b、61fを図6の破線の状態に切り換えると、吸着材用放熱器34から流出した吸着材冷却水が第3吸着コア24cに供給されるとともに、エンジン16から流出したエンジン冷却水が第1、第2吸着コア24a、24bに供給されて、第1吸着器21aを脱離工程に維持し、第2吸着器21bを脱離工程に切り換え、第3吸着器21cを吸着工程に切り換えることができる。すなわち、第3運転モードが実現される。
Next, when the air
また、空調制御装置50が、第1運転モードに対して、第1、第3、第4、第5電気式四方弁61a、61c、61d、61eを図6の破線の状態に切り換えると、吸着材用放熱器34から流出した吸着材冷却水が第1、第3吸着コア24a、24cに供給されて、第1、第3吸着器21a、21cが吸着工程となる。また、エンジン16から流出したエンジン冷却水が第2吸着コア24bに供給されて、第2吸着器21bが脱離工程となる。すなわち、第4運転モードが実現される。
Further, when the air
次に、第4運転モードの状態から、空調制御装置50が、第1、第5電気式四方弁61a、61eを図6の実線の状態に切り換えると、吸着材用放熱器34から流出した吸着材冷却水が第2吸着コア24b、24cに供給されるとともに、エンジン16から流出したエンジン冷却水が第1吸着コア24aに供給されて、第1吸着器21aを脱離工程に切り換え、第2吸着器21bを吸着工程に切り換え、第3吸着器21cを脱離工程に維持することができる。すなわち、第5運転モードが実現される。
Next, when the air-
次に、第5運転モードの状態から、空調制御装置50が、第2、第6電気式四方弁61b、61fを図6の破線の状態に切り換えると、吸着材用放熱器34から流出した吸着材冷却水が第1、第2吸着コア24a、24bに供給されるとともに、エンジン16から流出したエンジン冷却水が第3吸着コア24cに供給されて、第1吸着器21aを吸着工程に切り換え、第2吸着器21bを脱離工程に維持し、第3吸着器21cを脱離工程に切り換えることができる。すなわち、第6運転モードが実現される。
Next, when the air-
その他の構成は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態の定置型空調装置1においても、冷房運転時に、吸着式冷凍機20が第1実施形態と全く同様に第1〜第6運転モードを切り換えることによって、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, also in the
なお、本実施形態では、電気式四方弁61a〜61fのみによって運転モード切換手段を構成した例を説明したが、運転モード切換手段の構成はこれに限定されない。つまり、開閉バルブ、電気式三方弁、電気式四方弁等の流路切換手段を組み合わせることによって、第1〜第6運転モードを実現可能に運転モード切換手段を構成してもよい。
In the present embodiment, the example in which the operation mode switching unit is configured by only the electric four-
(第4実施形態)
本実施形態では、図7の全体構成図に示すように、第1実施形態に対して、第3吸着器21cが廃止された、2つの第1、第2吸着器21a、21bを有する吸着式冷凍機20を適用した例を説明する。この例では、第1実施形態と同様に、吸着式冷凍機20の吸着剤Sとして、吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材が採用されていても、吸着冷媒の量と脱離冷媒の量とを同等の量とする例を説明する。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 7, an adsorption type having two first and
本実施形態の吸着式冷凍機20では、第1実施形態に対して、第3吸着器21cが廃止されているので、第3吸着器21cに接続される第3凝縮側水蒸気バルブ25cおよび第3蒸発側水蒸気バルブ26cも廃止されている。さらに、第1実施形態に対して、第1、第2吸着器21a、21bと吸着材冷却水回路30およびエンジン冷却水回路40との接続関係、並びに、運転モード切換手段の構成が異なる。
In the
具体的には、本実施形態では、吸着材冷却水回路30およびエンジン冷却水回路40に第7、第8電気式四方弁61g、61hを配置して、運転モード切換手段を構成している。第7、第8電気式四方弁61g、61hは、吸着材冷却水回路30およびエンジン冷却水回路40を同時に切り換えるものである。なお、第7、第8電気式四方弁61g、61hは、それぞれ空調制御装置50の制御電圧によって、その作動が制御される。
Specifically, in this embodiment, the seventh and eighth electric four-
そして、空調制御装置50が、第7、第8電気式四方弁61g、61hを図7の実線の状態に切り換えると、吸着材用放熱器34から流出した吸着材冷却水が第1吸着コア24aに供給されて、第1吸着器21aが吸着工程となる。また、エンジン16から流出したエンジン冷却水が第2吸着コア24bに供給されて、第2吸着器21bが脱離工程となる。本実施形態では、この運転モードを第7運転モードという。
Then, when the air
さらに、空調制御装置50が、第7、第8電気式四方弁61g、61hを図7の破線の状態に切り換えると、吸着材用放熱器34から流出した吸着材冷却水が第2吸着コア24bに供給されて、第2吸着器21bが吸着工程となる。また、エンジン16から流出したエンジン冷却水が第1吸着コア24aに供給されて、第1吸着器21aが脱離工程となる。本実施形態では、この運転モードを第8運転モードという。
Further, when the air-
その他の構成は、第1実施形態と同様である。次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。まず、リモコン操作器51の作動スイッチが投入されると、空調制御装置50が、第1実施形態と同様に、送風機12a、14aおよびエンジン冷却水ポンプ41を予め定めた所定回転数で作動させるとともに、圧縮機11の吐出容量およびエンジン16の回転数を制御する。
Other configurations are the same as those of the first embodiment. Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described. First, when the operation switch of the
また、作動スイッチが投入された状態で、運転切換スイッチによって冷房運転が選択されている場合には、空調制御装置50が、吸着材冷却水ポンプ31を予め定めた所定回転数で作動させるとともに、冷凍サイクル装置10の冷媒流路を、第1実施形態と同様に、冷房運転用の冷媒流路に切り換えることによって、冷房運転が実行される。
Further, when the operation switch is turned on and the cooling operation is selected by the operation changeover switch, the air
さらに、冷房運転では、空調制御装置50が、図8のフローチャートに示すように、吸着式冷凍機20の作動を制御する。なお、図8に示すフローチャートは、空調制御装置50が実行するメインルーチンのサブルーチンとして実行されるものである。
Further, in the cooling operation, the air
まず、ステップS1では、吸着用凝縮器22内の凝縮冷媒圧力Pcが第1基準圧力XPc以上になっているか否かを判定する。この第1基準圧力XPcは、第1実施形態と同様に、吸着式冷凍機20の運転条件が、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件であるか否かを判定するために設定された値である。
First, in step S1, it is determined whether or not the condensed refrigerant pressure Pc in the
ステップS1にて、凝縮冷媒圧力Pcが第1基準圧力XPc以上になっていると判定された場合には、ステップS2へ進み、加熱用熱媒体供給手段であるエンジン冷却水ポンプ41の回転数、すなわち第1、第2吸着コア24a、24bに対する加熱用熱媒体供給能力を上昇させて、メインルーチンへ戻る。
If it is determined in step S1 that the condensed refrigerant pressure Pc is equal to or higher than the first reference pressure XPc, the process proceeds to step S2, and the rotational speed of the
ここで、凝縮冷媒圧力Pcが第1基準圧力XPc以上になっていると判定された場合は、吸着式冷凍機20の運転条件が、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件になっている。従って、エンジン冷却水ポンプ41を所定回転数のまま維持していると、脱離工程となっている吸着器内の吸着材S周辺温度を速やかに上昇させることができず、吸着材Sから充分に吸着用冷媒を脱離させることができない。
Here, when it is determined that the condensed refrigerant pressure Pc is equal to or higher than the first reference pressure XPc, the operation condition of the
そこで、本実施形態のステップS2では、予め定めた所定時間(本実施形態では、60秒)に吸着工程となる吸着器にて吸着される吸着冷媒の量と、所定時間に脱離工程となる吸着器にて脱離された脱離冷媒の量が同等となるように、エンジン冷却水ポンプ41の回転数(加熱用熱媒体供給能力)を増加させている。 Therefore, in step S2 of this embodiment, the amount of adsorbed refrigerant adsorbed by the adsorber that becomes the adsorption process at a predetermined time (60 seconds in the present embodiment) and the desorption process at the predetermined time. The number of rotations of the engine cooling water pump 41 (heating medium supply capability) is increased so that the amount of the desorbed refrigerant desorbed by the adsorber becomes equal.
より具体的には、蒸発器圧力センサ55によって検出された蒸発冷媒圧力Peから求められる吸着冷媒の関係湿度に基づいて吸着冷媒の量を算定し、この吸着冷媒の量と脱離冷媒の量が同等となる脱離冷媒の目標関係湿度を決定する。そして、凝縮器圧力センサ54によって検出された凝縮冷媒圧力Pcによって求められる脱離冷媒の関係湿度が目標関係湿度となるまで、エンジン冷却水ポンプ41の回転数を増加させる。
More specifically, the amount of adsorbed refrigerant is calculated based on the relative humidity of the adsorbed refrigerant obtained from the evaporated refrigerant pressure Pe detected by the
従って、脱離冷媒の関係湿度が吸着冷媒の関係湿度よりも低くなるように、エンジン冷却水ポンプ41の回転数を増加させる。一方、ステップS1にて、凝縮冷媒圧力Pcが第1基準圧力XPc以上になっていないと判定された場合には、エンジン冷却水ポンプ41の回転数を変化させることなく、メインルーチンへ戻る。
Accordingly, the rotational speed of the
そして、メインルーチンでは、前述の第7、第8運転モードを予め定めた所定時間(本実施形態では、60秒)毎に切り換えることを繰り返す。これにより、吸着式冷凍機20では、第7運転モード時には第1吸着器21aを吸着工程として、第8運転モード時には第2吸着器21bを吸着工程とすることができる。従って、第1実施形態と同様に、冷凍サイクル用冷媒を連続的に冷却することができる。
In the main routine, the above-described seventh and eighth operation modes are repeatedly switched every predetermined time (in this embodiment, 60 seconds). Thereby, in the
一方、作動スイッチが投入された状態で、運転切換スイッチによって暖房運転が選択されている場合には、空調制御装置50が、第1実施形態と同様に、冷凍サイクル装置10の冷媒流路を暖房運転用の冷媒流路に切り換えることによって、暖房運転が実行される。
On the other hand, when the operation switch is turned on and the heating operation is selected by the operation changeover switch, the air
なお、暖房運転時には、第1逆止弁18aの作用によって、吸着用蒸発器23には冷凍サイクル用冷媒が流れない。従って、吸着式冷凍機20に冷凍能力を発揮させる必要はない。そこで、本実施形態の暖房運転では、空調制御装置50が、吸着材冷却水ポンプ31の作動を停止させる。
During the heating operation, the refrigerant for the refrigeration cycle does not flow into the
本実施形態の定置型空調装置1は、以上の如く作動するので、冷房運転時には、第1実施形態と同様に、エンジン廃熱を有効に利用しながら吸着式冷凍機20に連続的に冷凍能力を発揮させ、定置型空調装置1の冷房能力を向上させることができる。また、暖房運転時には、室内熱交換器14にて室内送風空気を加熱して、室内の暖房を行うことができる。
Since the
さらに、本実施形態の定置型空調装置1では、冷房運転時に、吸着式冷凍機20の運転条件が、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件となる場合に、エンジン冷却水ポンプ41の回転数を増加させている。従って、吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材が採用されていても、吸着冷媒の量と脱離冷媒の量とを同等の量とすることができる。
Further, in the
これにより、脱離工程時に吸着材Sから吸着用冷媒を充分に脱離できなかった吸着器を吸着工程に切り換えてしまうことを回避して、吸着式冷凍機20に充分な冷凍能力を発揮させることができる。その結果、吸着式冷凍機20に吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材Sが採用されていても、吸着式冷凍機20に充分な冷凍能力を連続的に発揮させて、定置型空調装置1全体としての冷房能力を連続的に向上させることができる。
This avoids switching the adsorber that has not sufficiently desorbed the adsorbing refrigerant from the adsorbent S during the desorption process to the adsorption process, and allows the
(第5実施形態)
第4実施形態では、空調制御装置50が実行するサブルーチンのステップS1にて、凝縮冷媒圧力Pcを用いて、吸着式冷凍機20の運転条件が、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件であるか否かを判定しているが、本実施形態では、図9のフローチャートに示すように、蒸発冷媒圧力Peを用いて同様の判定を行っている。その他の構成は、第4実施形態と同様である。
(Fifth embodiment)
In the fourth embodiment, in step S1 of the subroutine executed by the air
具体的には、本実施形態のステップS1では、吸着用蒸発器23内の蒸発冷媒圧力Peが第2基準圧力XPe以下になっているか否かを判定する。この第2基準圧力XPeは、第2実施形態と同様に、吸着式冷凍機20の運転条件が、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件であるか否かを判定するために設定された値である。
Specifically, in step S1 of this embodiment, it is determined whether or not the evaporative refrigerant pressure Pe in the
ステップS1にて、蒸発冷媒圧力Peが第2基準圧力XPe以下になっていると判定された場合には、ステップS2へ進み、冷却用熱媒体供給手段である吸着材冷却水ポンプ31の回転数、すなわち第1、第2吸着コア24a、24bに対する冷却用熱媒体供給能力を上昇させて、メインルーチンへ戻る。
If it is determined in step S1 that the evaporative refrigerant pressure Pe is equal to or lower than the second reference pressure XPe, the process proceeds to step S2 and the rotation speed of the
ここで、蒸発冷媒圧力Peが第2基準圧力XPe以下になっていると判定された場合は、吸着式冷凍機20の運転条件が、吸着速度が脱離速度よりも遅くなる運転条件になっている。従って、吸着材冷却水ポンプ31を所定回転数のまま維持していると、吸着工程となっている吸着器内の吸着材S周辺温度を速やかに低下させることができず、吸着材Sに充分に吸着用冷媒を吸着させることができない。
Here, when it is determined that the evaporative refrigerant pressure Pe is equal to or lower than the second reference pressure XPe, the operation condition of the
そこで、本実施形態のステップS2では、所定時間に吸着工程となる吸着器にて吸着される吸着冷媒の量と、所定時間に脱離工程となる吸着器にて脱離された脱離冷媒の量が同等となるように、吸着材冷却水ポンプ31の回転数(冷却用熱媒体供給能力)を上昇させている。
Therefore, in step S2 of the present embodiment, the amount of the adsorbed refrigerant adsorbed by the adsorber that becomes the adsorption process at a predetermined time and the desorbed refrigerant desorbed by the adsorber that becomes the desorption process at the predetermined time. The rotation speed (cooling heat medium supply capability) of the
より具体的には、凝縮器圧力センサ54によって検出された凝縮冷媒圧力Pcによって求められる脱離冷媒の関係湿度に基づいて脱離冷媒の量を算定し、この脱離冷媒の量と吸着冷媒の量が同等となる吸着冷媒の目標関係湿度を決定する。そして、蒸発器圧力センサ55によって検出された蒸発冷媒圧力Peから求められる吸着冷媒の関係湿度が目標関係湿度となるまで、吸着材冷却水ポンプ31の回転数を増加させる。
More specifically, the amount of desorbed refrigerant is calculated based on the relative humidity of the desorbed refrigerant determined by the condensed refrigerant pressure Pc detected by the
従って、吸着冷媒の関係湿度が脱離冷媒の関係湿度よりも高くなるように、吸着材冷却水ポンプ31の回転数を増加させる。一方、ステップS1にて、蒸発冷媒圧力Peが第2基準圧力XPe以下になっていないと判定された場合には、吸着材冷却水ポンプ31の回転数を変化させることなく、メインルーチンへ戻る。その他の制御は第4実施形態と同様である。
Therefore, the rotational speed of the
本実施形態の定置型空調装置1は、以上の如く作動するので、第5実施形態と全く同様に、冷房運転時には、定置型空調装置1の冷房能力を向上させることができ、暖房運転時には、室内の暖房を行うことができる。
Since the
さらに、本実施形態の定置型空調装置1では、冷房運転時に、吸着式冷凍機20の運転条件が、吸着速度が脱離速度よりも遅くなる運転条件において、吸着材冷却水ポンプ31の回転数を増加させている。従って、吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材が採用されていても、吸着冷媒の量と脱離冷媒の量とを同等の量とすることができる。
Further, in the
これにより、吸着工程の吸着器を、吸着材Sに充分に吸着用冷媒を吸着させる前に脱離工程に切り換えてしまうことを回避して、吸着式冷凍機20に充分な冷凍能力を発揮させることができる。その結果、吸着式冷凍機20に吸着速度と脱離速度が一致していない吸着材Sが採用されていても、吸着式冷凍機20に充分な冷凍能力を連続的に発揮させて、定置型空調装置1全体としての冷房能力を連続的に向上させることができる。
Thereby, it is avoided that the adsorber in the adsorption process is switched to the desorption process before sufficiently adsorbing the adsorbing refrigerant on the adsorbent S, and the
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention.
(1)上述の実施形態では、吸着材Sとして、酸化アルミニウム、リン酸およびシリカゲルからなるものを採用した例を説明したが、吸着材Sはこれに限定されず、あらゆる吸着材を採用できる。さらに、酸化アルミニウム、リン酸および酸化鉄からなるもの、合成ゼオライト等のように、吸着等温線および脱離等温線のヒステリシスが大きい吸着材を採用してもよい。 (1) In the above-described embodiment, an example in which the adsorbent S is made of aluminum oxide, phosphoric acid, and silica gel has been described. However, the adsorbent S is not limited to this, and any adsorbent can be used. Furthermore, an adsorbent having a large hysteresis of the adsorption isotherm and desorption isotherm, such as those made of aluminum oxide, phosphoric acid and iron oxide, or synthetic zeolite, may be employed.
(2)上述の第1〜第3実施形態では、第1〜第3吸着器21a〜21cの3つの吸着器を採用した吸着式冷凍機20について説明したが、吸着器の数はこれに限定されない。吸着器を3つ以上設け、運転モードを切り換えた際に、吸着工程あるいは脱離工程が維持される吸着器が設け、この吸着工程あるいは脱離工程が維持される吸着器を順次切り換えることによって、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
(2) In the first to third embodiments described above, the
また、上述の第4、第5実施形態では、第1、第2吸着器21a、21bの2つの吸着器を採用した吸着式冷凍機20について説明したが、吸着器の数はこれに限定されない。吸着器を複数台設け、吸着工程となる吸着器と脱離工程となる吸着器とを順次切り換えてもよい。この場合は、吸着器を偶数個設け、吸着工程となる吸着器の数と脱離工程となる吸着器の数を同数としてもよい。
Further, in the fourth and fifth embodiments described above, the
(3)上述の第1、第4実施形態では、凝縮器圧力センサ54によって検出された凝縮冷媒圧力Pcを用いて、脱離速度が吸着速度よりも遅くなる運転条件になっているか否かを判定しているが、この判定に用いることができる検出値は凝縮冷媒圧力Pcに限定されない。例えば、脱離工程となっている吸着器の密閉容器内の圧力、脱離工程となっている吸着器の密閉容器内の圧力に相関を有する物理量を採用できるだけでなく、吸着用凝縮器22の内部温度や表面温度、および、外気温等を採用してもよい。
(3) In the first and fourth embodiments described above, whether or not the desorption speed is lower than the adsorption speed using the condensed refrigerant pressure Pc detected by the
上述の第2、第5実施形態では、蒸発器圧力センサ55によって検出された蒸発冷媒圧力Peを用いて、吸着速度が脱離速度よりも遅くなる運転条件になっているか否かを判定しているが、この判定に用いることができる検出値は蒸発冷媒圧力Peに限定されない。例えば、吸着工程となっている吸着器の密閉容器内の圧力、および、吸着工程となっている吸着器の密閉容器内の圧力に相関を有する物理量を採用できるだけでなく、吸着用蒸発器23の内部温度や表面温度を採用してもよい。
In the second and fifth embodiments described above, the evaporative refrigerant pressure Pe detected by the
(4)上述の実施形態では、第1〜第3吸着器21a〜21cの第1〜第3吸着コア24a〜24cを、吸着材冷却水回路30およびエンジン冷却水回路40において、互いに並列的に接続した例を説明したが、第1〜第3吸着器21a〜21cの第1〜第3吸着コア24a〜24cの接続はこれに限定されない。例えば、同じ工程(吸着工程あるいは脱離工程)となる吸着器については、同じ工程となる吸着器の吸着コアが直列的に接続されるようにしてもよい。
(4) In the above-described embodiment, the first to
(5)上述の実施形態では、灯油を燃料とするディーゼルエンジンを採用した例を説明したが、エンジン16の形式はこれに限定されない。例えば、ガソリン、天然ガスやプロパンガス、軽油、水素等を燃料とする他の形式のエンジンを採用してもよい。さらに、脱離工程となっている吸着器の吸着材Sを加熱する熱源として、燃料電池システムの廃熱、太陽熱他の自然エネルギを利用してもよい。
(5) In the above-described embodiment, an example in which a diesel engine using kerosene as fuel has been described, but the type of the
(6)上述の実施形態では、本発明の吸着式冷凍機20を定置型空調装置1に適用した例を説明したが、吸着式冷凍機20を車両用空調装置や給湯装置等のシステムに適用してもよい。
(6) In the above-described embodiment, the example in which the
11 圧縮機
14 室内熱交換器
16 エンジン
21a〜21b 第1〜第3吸着器
31 吸着材冷却水ポンプ
32a〜32c 上流側開閉バルブ
33a〜33c 下流側開閉バルブ
41 エンジン冷却水ポンプ
42a〜42c 上流側開閉バルブ
43a〜43c 下流側開閉バルブ
61a〜61h 第1〜第8電気式四方弁
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記複数の吸着器(21a〜21c)のうち、前記吸着材(S)に前記冷媒を吸着させる吸着工程となる吸着器および前記吸着材(S)から前記吸着した冷媒を脱離させる脱離工程となる吸着器を切り換えることによって、複数の運転モードを切り換える運転モード切換手段(32a〜32c、33a〜33c、42a〜42c、43a〜43c)とを備え、
前記運転モード切換手段(32a…43c)が、いずれの運転モードに切り換えた際にも、前記複数の吸着器(21a〜21c)のうち少なくとも1つを前記吸着工程とすることで、連続的に冷凍能力を発揮する吸着式冷凍機であって、
前記複数の吸着器(21a〜21c)は、3つ以上設けられており、
前記3つ以上の吸着器(21a〜21c)は、前記吸着工程および前記脱離工程をそれぞれ独立に実行するように前記吸着材(S)を冷却する冷却用熱媒体の回路(30)および前記吸着材(S)を加熱する加熱用熱媒体の回路(40)に対して互いに並列に設けられており、
前記運転モード切換手段(32a…43c)がいずれの運転モードに切り換えた際にも、前記吸着工程となる前記吸着器の数と前記脱離工程となる吸着器の数が異なっており、
さらに、前記運転モード切換手段(32a…43c)が前記運転モードを切り換えた際に、前記吸着工程あるいは前記脱離工程が維持される吸着器が設けられており、
前記3つ以上の吸着器(21a〜21c)のうちいずれか1つの吸着器では、前記吸着工程となっている時間と、前記脱離工程となっている時間とが異っており、
前記3つ以上の吸着器(21a〜21c)のうち残余の吸着器においても、前記吸着工程となっている時間と、前記脱離工程となっている時間が前記1つの吸着器と同一になっていることを特徴とする吸着式冷凍機。 A plurality of adsorbers (21a to 21c) in which an adsorbent (S) that adsorbs the refrigerant and desorbs the adsorbed refrigerant by being heated is enclosed;
Among the plurality of adsorbers (21a to 21c), an adsorber serving as an adsorption process for adsorbing the refrigerant to the adsorbent (S) and a desorption process for desorbing the adsorbed refrigerant from the adsorbent (S). Operation mode switching means (32a-32c, 33a-33c, 42a-42c, 43a-43c) for switching a plurality of operation modes by switching the adsorber to be
Even when the operation mode switching means (32a... 43c) is switched to any of the operation modes, at least one of the plurality of adsorbers (21a to 21c) is set as the adsorption step, thereby continuously. An adsorption refrigerator that exhibits refrigeration capacity,
Three or more of the plurality of adsorbers (21a to 21c) are provided,
The three or more adsorbers (21a to 21c) include a cooling heat medium circuit (30) for cooling the adsorbent (S) so as to perform the adsorption step and the desorption step independently, and the Are provided in parallel to the heating medium (40) for heating the adsorbent (S),
Even when the operation mode switching means (32a... 43c) is switched to any operation mode, the number of the adsorbers serving as the adsorption process and the number of adsorbers serving as the desorption processes are different.
Furthermore, when the operation mode switching means (32a ... 43c) switches the operation mode, an adsorber is provided that maintains the adsorption step or the desorption step,
In any one of the three or more adsorbers (21a to 21c), the time for the adsorption step is different from the time for the desorption step,
Of the three or more adsorbers (21a to 21c), the remaining adsorbers also have the same time for the adsorption step and the time for the desorption step as the one adsorber. adsorption type refrigerating machine, characterized by being.
前記複数の運転モードとして、
前記第1吸着器(21a)を前記吸着工程とするとともに、前記第2吸着器(21b)を前記脱離工程とし、さらに、前記第3吸着器(21c)を前記吸着工程および前記脱離工程のうち一方の工程とする第1運転モードと、
前記第1運転モードの後に、前記第1吸着器(21a)を前記脱離工程とするとともに、前記第2吸着器(21b)を前記吸着工程とし、さらに、前記第3吸着器(21c)を前記第1運転モードと同じ前記一方の工程とする第2運転モードとを有することを特徴とする請求項1に記載の吸着式冷凍機。 The plurality of adsorbers (21a to 21c) includes three or more including the first to third adsorbers (21c),
As the plurality of operation modes,
The first adsorber (21a) is the adsorption step, the second adsorber (21b) is the desorption step, and the third adsorber (21c) is the adsorption step and the desorption step. A first operation mode as one of the processes,
After the first operation mode, the first adsorber (21a) is set as the desorption step, the second adsorber (21b) is set as the adsorption step, and the third adsorber (21c) is set. The adsorption refrigeration machine according to claim 1, further comprising a second operation mode that is the same one step as the first operation mode.
前記複数の吸着器(21a、21b)のうち、前記吸着材(S)に前記冷媒を吸着させる吸着工程となる吸着器および前記吸着材(S)から前記吸着した冷媒を脱離させる脱離工程となる吸着器を切り換えることによって、複数の運転モードを切り換える運転モード切換手段(61g、61h)とを備え、
前記運転モード切換手段(61g、61h)が、いずれの運転モードに切り換えた際にも、前記複数の吸着器(21a、21b)のうち少なくとも1つを前記吸着工程とすることで、連続的に冷凍能力を発揮する吸着式冷凍機であって、
前記吸着工程となる吸着器に対して、前記吸着材(S)を冷却する冷却用熱媒体を供給する冷却用熱媒体供給手段(31)と、
前記脱離工程となる吸着器に対して、前記吸着材(S)を加熱する加熱用熱媒体を供給する加熱用熱媒体供給手段(41)とを備え、
前記冷却用熱媒体供給手段(31)および前記加熱用熱媒体供給手段(41)のうちいずれか一方は、予め定めた所定時間に前記吸着工程となる吸着器にて吸着される吸着冷媒の量と前記所定時間に前記脱離工程となる吸着器にて脱離された脱離冷媒の量が同等となるように作動することを特徴とする吸着式冷凍機。 A plurality of adsorbers (21a, 21b) in which an adsorbent (S) that adsorbs the refrigerant and desorbs the adsorbed refrigerant by being heated is enclosed;
Of the plurality of adsorbers (21a, 21b), an adsorber serving as an adsorption process for adsorbing the refrigerant on the adsorbent (S) and a desorption process for desorbing the adsorbed refrigerant from the adsorbent (S). An operation mode switching means (61g, 61h) for switching a plurality of operation modes by switching the adsorber to be
Even when the operation mode switching means (61g, 61h) switches to any of the operation modes, at least one of the plurality of adsorbers (21a, 21b) is set as the adsorption step, thereby continuously. An adsorption refrigerator that exhibits refrigeration capacity,
A cooling heat medium supplying means (31) for supplying a cooling heat medium for cooling the adsorbent (S) to the adsorber serving as the adsorption step;
A heating heat medium supplying means (41) for supplying a heating heat medium for heating the adsorbent (S) to the adsorber to be the desorption step;
One of the cooling heat medium supply means (31) and the heating heat medium supply means (41) is the amount of adsorbed refrigerant adsorbed by the adsorber that is the adsorption step at a predetermined time. And an adsorption refrigerator that operates so that the amount of the desorbed refrigerant desorbed by the adsorber that is the desorption step during the predetermined time is equal.
内燃機関(16)によって駆動される圧縮機(11)および冷凍サイクル用冷媒を蒸発させて室内送風空気を冷却する蒸発器(14)を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置(10)とを備え、
前記脱離工程となる吸着器では、前記内燃機関(16)の冷却水を熱源として前記吸着材(S)が加熱され、
前記吸着工程となる吸着器によって発揮される冷凍能力によって、前記圧縮機(11)から吐出された前記冷凍サイクル用冷媒が冷却されることを特徴とする冷凍装置。 An adsorption refrigerator (20) according to any one of claims 1 to 11,
A compressor (11) driven by an internal combustion engine (16) and a vapor compression refrigeration cycle device (10) having an evaporator (14) for evaporating refrigerant for the refrigeration cycle and cooling indoor blown air,
In the adsorber serving as the desorption step, the adsorbent (S) is heated using the cooling water of the internal combustion engine (16) as a heat source,
The refrigeration apparatus, wherein the refrigerant for the refrigeration cycle discharged from the compressor (11) is cooled by the refrigeration capacity exhibited by the adsorber serving as the adsorption step.
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