JP6380157B2

JP6380157B2 - 冷凍システム

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Publication number: JP6380157B2
Application number: JP2015030938A
Authority: JP
Inventors: 隆宏首藤; 西川　健一; 健一西川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2015-02-19
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2035-02-19
Also published as: JP2016151411A

Description

本発明は、吸着コアの吸着材に気体冷媒（冷媒蒸気）が吸着し、冷媒が蒸発した時の蒸発潜熱により冷凍能力を得る吸着式の冷凍システムに関する。

従来、冷凍システムとして、蒸気圧が低く、蒸発潜熱が大きい冷媒（例えば、水など）を蒸発器で蒸発させ、蒸発潜熱により冷凍能力を発揮する吸着式ヒートポンプが用いられている。

吸着式ヒートポンプとしては、特許文献１に記載のヒートポンプが提案されている。この吸着式ヒートポンプは、冷媒の吸着および脱離を行う吸着材が充填された吸着コアを収容する吸着器、吸着コアが脱離した冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器、およびこの凝縮器が液化した冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器が順次配管接続されて冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えている。

ここで、このような吸着式ヒートポンプでは、冷凍システム内に吸着材が吸着できる量以上の冷媒が存在する状態となって、冷凍システムの運転停止後において冷凍システムの外部の温度よりも内部機器の温度が低くなったときに、冷凍サイクルの至る所で結露が生じることになり、吸着器（吸着材の周囲）においても、吸着材が吸着できない分の水蒸気について結露が生じる。そして、このように結露が生じた状態で冷凍システムの運転が開始された場合、吸着材から水分を脱離する際、吸着材から脱離する水分以外に、凝縮した水分も蒸発させる必要があり、より多くの熱と時間が必要となり、冷凍システムの運転開始時の立ち上がりの遅れや冷凍サイクルの性能ロスなどの不具合が生じる。

そこで、特許文献１に記載の吸着式ヒートポンプでは、上記の不具合を抑制するために冷媒サイクル内の冷媒を回収する冷媒タンクを備える構成とされ、冷凍サイクルの運転停止中には冷媒を冷媒タンクに保管するようにしている。すなわち、この吸着式ヒートポンプでは、冷凍サイクルの運転停止後に、冷凍サイクル内の冷媒を冷媒タンクに回収することによって、冷凍サイクル内を冷媒が存在しない状態とし、再度運転が開始された後に、冷媒タンクに回収された冷媒を冷凍サイクル内に充填する。具体的には、この冷媒タンクは、冷凍サイクルとは別体のタンクであって、蒸発器に接続された配管を介して冷凍サイクル内と連通している。したがって、この吸着式ヒートポンプでは、冷媒の回収の際は、冷凍サイクル内の冷媒を蒸発器から冷媒タンクへと流し、冷媒の充填の際は、冷媒タンク内の冷媒を冷媒タンクから蒸発器へと流す構成とされている。以上のような構成とされることで、この吸着式ヒートポンプでは、冷凍サイクル内に吸着材が吸着できる量以上に冷媒が存在している状態で冷凍サイクルの運転が停止され、運転停止後に冷凍システムの外部の温度よりも内部機器の温度が低くなった場合においても、上記の結露の発生が抑制される。

特開２０１３−１５６００２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の吸着式ヒートポンプにおいて、冷凍サイクルの運転が開始する際、すなわち冷媒タンク内の冷媒を冷凍サイクル内に充填する際に、蒸発器の温度が高く、吸着器の温度が低い場合、運転開始後に吸着器内において結露が生じることがある。冷媒タンクから冷凍サイクル（蒸発器）内に流された冷媒が、温度の高い蒸発器を通って気化した後、温度の低い吸着器にまで至ったときに冷やされて凝縮するからである。よって、この吸着式ヒートポンプにおいては、このような場合における結露の発生を十分には抑制することができず、結露に起因する冷凍システムの運転開始時の立ち上がりの遅れや冷凍サイクルの性能ロスなどの不具合を十分には防止することはできない。

本発明は上記点に鑑みて、吸着器および冷媒サイクル内の冷媒を回収する冷媒タンクを備える吸着式ヒートポンプにおいて、冷媒タンクに回収された冷媒を冷凍サイクル内に充填する際における吸着器での結露の発生を抑制できる構成を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１〜４に記載の発明では、冷凍システムにおいて、冷媒の吸着および脱離を行う吸着材が設けられた吸着コア（１ａ、２ａ）を収容する吸着器（１、２）、前記吸着コアの吸着材を加熱する加熱媒体を前記吸着器に循環供給する加熱媒体循環経路、前記吸着コアの吸着材を冷却する冷却媒体を前記吸着器に循環供給する冷却媒体循環経路（１０３〜１０５）、前記吸着コアが脱離した冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器（３）、前記凝縮器が液化した冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（４）、および空調装置の熱交換器（１００）から前記蒸発器内に熱交換媒体を循環供給する熱交換媒体循環経路（１０１）を備え、前記蒸発器から前記吸着器を経て前記凝縮器に冷媒を供給する冷媒供給経路（１１〜１６、１８）を有する冷凍サイクルと、前記冷凍サイクル内の冷媒を所定量回収可能な冷媒タンク（５）と、前記冷凍サイクル内の冷媒を前記冷媒タンクに回収する冷媒回収制御を実行すると共に、前記冷凍サイクル内に冷媒を充填する冷媒充填制御を実行する冷媒回収充填手段（６、７、８、１８、２７、２８、３１〜３４、４１、４２）と、前記熱交換媒体循環経路を流れる熱交換媒体の温度（Ｔ１）を検出するための熱交換媒体温度検出手段（５０）と、前記冷却媒体循環経路を流れる冷却媒体の温度（Ｔ２）を検出するための冷却媒体温度検出手段（６０）と、前記冷凍システムの運転停止時に前記冷媒回収充填手段による前記冷媒回収制御の動作を制御すると共に、前記熱交換媒体温度検出手段および前記冷却媒体温度検出手段の検出結果に基づいて、前記冷媒回収充填手段による前記冷媒充填制御の動作を制御する制御手段（１０）と、を有し、前記制御手段は、前記冷凍サイクル内に冷媒を充填する際において、前記熱交換媒体温度検出手段および前記冷却媒体温度検出手段の検出結果に基づいて、前記冷却媒体循環経路を流れる冷却媒体の温度が前記熱交換媒体循環経路を流れる熱交換媒体の温度以上であると判定したときに、前記冷凍サイクル内への冷媒の充填を開始させ、前記冷却媒体循環経路を流れる冷却媒体の温度が前記熱交換媒体循環経路を流れる熱交換媒体の温度未満であると判定している間は前記冷凍サイクル内への冷媒の充填を開始させないことを特徴とする。

このため、蒸発器の温度が高く、吸着器の温度が低い場合には、冷媒回収充填手段を動作をさせないで、吸着器の温度が蒸発器の温度以上になったときに冷媒回収充填手段を動作させて冷凍サイクル内に冷媒を充填させることができる。

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ものである。

本発明の第１実施形態における冷凍システムの全体構成を示す図である。図１に示す冷凍システムにおける冷媒回収運転の制御方法を示したフローチャートである。図１に示す冷凍システムにおける冷媒充填運転の制御方法を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る冷凍システムについて図１〜図３を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る冷凍システムは、第１吸着器１、第２吸着器２、凝縮器３および蒸発器４が順次環状に配管接続されて、冷媒を循環させる吸着式の冷凍サイクルを備える。第１、第２吸着器１、２は、それぞれ、冷却されたときに気体状態の冷媒（気体冷媒、冷媒蒸気）を吸着すると共に加熱されたときに冷媒を脱離する吸着材が充填された第１、第２吸着コア１ａ、２ａを収容している。
なお、本実施形態では、本発明の冷凍システムを、車両用空調装置や定置式の空調装置の冷凍能力を得る吸着式冷凍システム（冷凍機）に適用しているが、本発明の冷凍システムを、車両用冷凍または冷蔵装置や定置式の冷凍または冷蔵装置の冷凍能力を得る吸着式冷凍システム（冷凍機）に適用しても良い。また、凝縮器３で熱交換した流体（熱交換媒体）を車両用暖房装置や定置式の暖房装置または給湯装置の熱源として利用しても良い。
また、本実施形態では、加熱媒体（温水）、冷却媒体（冷却水）および熱交換媒体（冷水）として、水にエチレングリコール系の不凍液を混合した流体を使用しているが、不凍液を混合しない水等の流体を使用しても良い。本実施携帯では、気体状態の冷媒（冷媒蒸気）または液体状態の冷媒（液冷媒）として水蒸気または水を使用しているが、気体状態の冷媒または液体状態の冷媒としてアルコールまたはアルコール系の水溶液を使用しても良い。

本実施形態に係る冷凍システムは、吸着材が周囲の蒸気を吸着し、それにより、蒸発器４内の液体状態の冷媒（液体冷媒、液冷媒）が蒸発し、この蒸発時に蒸発器４内を流れる流体から熱を奪い冷水を発生するように構成されている。冷凍システムは、加熱媒体または冷却媒体を各第１、第２吸着器１、２内に供給する加熱媒体または冷却媒体供給手段と、冷却水を凝縮器３内に供給する冷却水供給手段と、熱交換媒体を蒸発器４内に供給する熱交換媒体供給手段と、上記の冷凍サイクルとで基本システムが構成され、通常運転時の冷媒、冷却が可能となっている。

本実施形態に係る冷凍システムでは、冷凍システムの運転停止時に冷凍サイクル内の冷媒を回収する冷媒タンク（冷媒回収部）５と、この冷媒タンク５内へ冷媒を戻す際に開弁する電磁開閉弁６および電磁均圧弁７とが組み込まれている。また、冷媒タンク５の内部には、冷凍サイクルへ冷媒を戻す際に通電制御される電気ヒータ８が設置されている。電磁開閉弁６、電磁均圧弁７および電気ヒータ８は、電磁弁駆動回路およびヒータ駆動回路等を含んで構成される空調ＥＣＵ（Electronic Control Unit：制御ユニット）１０によって制御されるように構成されている。

本実施形態に係る冷凍システムは、冷凍サイクル内の冷媒を冷媒タンク５に回収する冷媒回収制御を実行する冷媒回収手段と、各第１、第２吸着コア１ａ、２ａから冷媒蒸気を脱離させる冷媒脱離制御を実行する冷媒脱離手段と、冷媒タンク５内の冷媒を冷凍サイクルに充填する冷媒充填制御を実行する冷媒充填手段と、冷水循環経路（熱交換媒体循環経路）を流れる冷水の温度（図１中の符号Ｔ１を参照）を検出するための冷水温度検出手段（熱交換媒体温度検出手段）と、冷却水循環経路（冷却媒体循環経路）を流れる冷却水の温度（図１中の符号Ｔ２を参照）を検出するための冷却水温度検出手段（冷却媒体温度検出手段）とを備えている。そして、冷凍システムは、加熱媒体または冷却媒体供給手段、冷却水供給手段、熱交換媒体供給手段、冷媒回収手段、冷媒脱離手段、冷媒充填手段、冷水温度検出手段、および冷却水温度検出手段の動作は、冷凍サイクルの制御機器の駆動回路を含んで構成される空調ＥＣＵ１０によって制御されるように構成されている。

本実施形態に係る冷凍サイクルは、蒸発器４の第１、第２出口ポートから凝縮器３の入口ポートまで延びる気体（蒸気）冷媒配管と、凝縮器３の出口ポートから蒸発器４の入口ポートまで延びる液体冷媒配管とを備えている。図１に示すように、気体冷媒配管は、蒸発器４から第１、第２吸着器１、２を経て凝縮器３へ冷媒蒸気を供給する気体冷媒供給経路であって、蒸発器４の第１出口ポートから第１吸着器１の入口ポートへ冷媒蒸気を供給する供給配管１１と、第１吸着器１の出口ポートと第１合流部とを結ぶ供給配管１２と、蒸発器４の第２出口ポートから第２吸着器２の入口ポートへ冷媒蒸気を供給する供給配管１３と、第２吸着器２の出口ポートと第２合流部とを結ぶ供給配管１４と、第１合流部および第２合流部から凝縮器３の入口ポートへ冷媒蒸気を供給する供給配管１５、１６とを備えている。

供給配管１１は、蒸発器４の第１出口ポートと第１吸着器１の入口ポートとを連通する第１流路管である。また、供給配管１２、１５、１６は、第１合流部を介して、第１吸着器１の出口ポートと凝縮器３の入口ポートとを連通する第１流路管である。供給配管１３は、蒸発器４の第２出口ポートと第２吸着器２の入口ポートとを連通する第２流路管である。また、供給配管１４は、第２合流部を介して、第２吸着器２の出口ポートと凝縮器３の入口ポートとを連通する第２流路管である。液体冷媒配管は、凝縮器３から蒸発器４へ液冷媒を供給する液体冷媒供給経路であって、凝縮器３の出口ポートと蒸発器４の入口ポートとを連通して、凝縮器３から蒸発器４へ液冷媒を供給する供給配管１８等を備えている。

供給配管１１の途中には、蒸発器４側の圧力が所定値（第１吸着器１側の圧力よりも高圧）以上に上昇した際に開弁する逆止弁構造の蒸気用バルブ（以下、逆止弁という）２１が設置されている。この逆止弁２１は、蒸発器４から第１吸着器１へ向かう冷媒の流通を許可すると共に、供給配管１１内を第１吸着器１から蒸発器４へ向かう冷媒の逆流を阻止する。供給配管１２の途中には、第１吸着器１側の圧力が所定値（凝縮器３側の圧力よりも高圧）以上に上昇した際に開弁する逆止弁構造の蒸気用バルブ（以下、逆止弁という）２２が設置されている。この逆止弁２２は、第１吸着器１から凝縮器３への冷媒の流通を許可すると共に、供給配管１２内を凝縮器３から第１吸着器１へ向かう冷媒の逆流を阻止する。

供給配管１３の途中には、蒸発器４側の圧力が所定値（第２吸着器２側の圧力よりも高圧）以上に上昇した際に開弁する逆止弁構造の蒸気用バルブ（以下、逆止弁という）２３が設置されている。この逆止弁２３は、蒸発器４から第２吸着器２へ向かう冷媒の流通を許可すると共に、供給配管１３内を第２吸着器２から蒸発器４へ向かう冷媒の逆流を阻止する。供給配管１４の途中には、第２吸着器２側の圧力が所定値（凝縮器３側の圧力よりも高圧）以上に上昇した際に開弁する逆止弁構造の蒸気用バルブ（以下、逆止弁という）２４が設置されている。この逆止弁２４は、第２吸着器２から凝縮器３への冷媒の流通を許可すると共に、供給配管１４内を凝縮器３から第２吸着器２へ向かう冷媒の逆流を阻止する。

逆止弁２１〜２４は、内部に流路孔（弁孔）が形成されたバルブシート（弁座）を有するハウジングと、流路孔を開閉するバルブと、このバルブを閉弁方向に付勢するスプリングとを備えている。逆止弁２１〜２４は、第１、第２吸着器１、２、凝縮器３および蒸発器４の圧力差により開閉が行われ、冷凍サイクル内の冷媒の流れをコントロールする。

第１吸着器１は、内部に第１吸着コア１ａを収納するケース（容器）であり、第２吸着器２は、内部に第２吸着コア２ａを収納するケース（容器）である。第１吸着器１の入口ポートは、蒸発器４の第１出口ポートに供給配管１１を介して接続されている。また、第１吸着器１の出口ポートは、凝縮器３の入口ポートに供給配管１２、１５、１６を介して接続されている。第２吸着器２の入口ポートは、蒸発器４の第２出口ポートに供給配管１３を介して接続されている。また、第２吸着器２の出口ポートは、凝縮器３の入口ポートに供給配管１４、１５、１６を介して接続されている。

第１、第２吸着コア１ａ、２ａは、それぞれ、加熱媒体または冷却媒体が流通する複数のチューブ、これらのチューブの一端が接合されて加熱媒体または冷却媒体の分配および集合を行うヘッダタンク、および各チューブの表面に接合された多数のフィン等を有する周知の熱交換器と、この熱交換器のチューブおよびフィン等の熱交換部の表面に接着された多数の吸着材とによって構成されている。吸着材は、冷却されることによって冷媒蒸気を捕捉（吸着）すると共に、加熱されることによって吸着していた冷媒を解離（脱離）する捕捉材を構成している。

本実施形態に係る冷凍システムでは、吸着材として、例えば、骨格が酸化アルミニウム、リン酸、酸化珪酸からなるものや、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナ、活性炭を採用している。ここで、第１、第２吸着コア１ａ、２ａに加熱媒体を供給することで、第１、第２吸着コア１ａ、２ａの吸着材に吸着していた冷媒が脱離し、蒸気として放出される。なお、冷凍システム内に残される冷媒量を考慮し、第１、第２吸着コア１、２の吸着材量は、それぞれ、最小限で全て吸着が可能な量に調整されることが望ましい。

凝縮器３は、第１、第２吸着コア１ａ、２ａの吸着材から脱離した冷媒蒸気を冷却することによって、冷媒蒸気を凝縮して液化させる冷媒凝縮手段である。凝縮器３の天部には、凝縮器３の上面で開口した入口ポートが形成されており、また、凝縮器３の底部には、凝縮器３の底面で開口した出口ポートが形成されている。この凝縮器３の入口ポートは、第１吸着器１の出口ポートおよび第２吸着器２の出口ポートに供給配管１２、１４〜１６を介して接続されている。また、凝縮器３の出口ポートは、蒸発器４の入口ポートに供給配管１８を介して接続されている。また、凝縮器３の内部には、冷却水供給手段から冷却水が循環供給される熱交換器（熱交換チューブ）２５が収容されている。これにより、凝縮器３に供給された冷媒蒸気は、熱交換器２５で冷却されることで凝縮し、液冷媒となって一時的に凝縮器３の重力方向最下部に貯留され、その後に蒸発器４へ戻る。

蒸発器４は、第１、第２吸着コア１ａ、２ａが、冷媒蒸気を吸着し、冷媒が蒸発して気化した時の蒸発潜熱により冷凍能力（冷却能力）を発揮する。蒸発器４の側部下方には、蒸発器４の側面で開口した入口ポートが形成されており、また、凝縮器３の天部には、凝縮器３の上面で開口した第１、第２出口ポートが互いに所定の距離を隔てて形成されている。この蒸発器４の入口ポートは、凝縮器３の出口ポートに供給配管１８を介して接続されている。また、蒸発器４の第１出口ポートは、第１吸着器１の入口ポートに供給配管１１を介して接続されている。また、蒸発器４の第２出口ポートは、第２吸着器２の入口ポートに供給配管１３を介して接続されている。また、蒸発器４の内部には、熱交換媒体供給手段から冷水が循環供給される熱交換器（熱交換チューブ）２６が収容されている。これにより、蒸発器４内の液冷媒が蒸発する時に熱交換器２６を流れる熱交換媒体（流体）から熱を奪い、冷水を発生させている。

ここで、第１、第２吸着コア１ａ、２ａを加熱する加熱媒体としては、例えば温水水槽から供給される温水を使用している。また、第１、第２吸着コア１ａ、２ａを冷却する冷却媒体としては、例えば冷却水水槽から供給される冷却水を使用している。また、凝縮器３内の冷媒蒸気を冷却する冷却媒体としては、例えば空冷の放熱器から供給される冷却水を使用している。また、冷媒が蒸発した時の蒸発潜熱により冷却される熱交換媒体としては、車両用空調装置または定置式の空調装置の室内熱交換器１００と蒸発器４との間を循環する冷水を使用している。ところで、室内熱交換器１００は、空調風の通路を形成する空調ダクト１０１内に配設され、空調ダクト１０１の空気流方向の上流側には、送風機１０２が設置されている。なお、温水、冷却水および冷水は、いずれも水にエチレングリコール系の不凍液を混合した流体が使用される。

次に、本実施形態における加熱媒体または冷却媒体供給手段の詳細を図１に基づいて説明する。加熱媒体または冷却媒体供給手段は、第１吸着コア１ａの吸着材または第２吸着コア２ａの吸着材を加熱する温水を第１吸着器１または第２吸着器２に循環供給する温水循環経路（加熱媒体循環経路）と、第１吸着コア１ａの吸着材または第２吸着コア２ａの吸着材を冷却する冷却水を第１吸着器１または第２吸着器２に循環供給する冷却水循環経路と、温水循環経路と冷却水循環経路とを切り替える経路切替手段とを備えている。図１に示すように、冷却水循環経路は、冷却水導入管１０３、冷却水水槽１０４、冷却水導出管１０５によって構成されている。経路切替手段は、第１吸着コア１ａの入口配管または第２吸着コア２ａの入口配管と温水循環経路の温水導入管または冷却水循環経路の冷却水導入管１０３とを切り替える電磁切替弁（以下第１四方弁）２７と、第１吸着コア１ａの出口配管または第２吸着コア２ａの出口配管と温水循環経路の温水導出管または冷却水循環経路の冷却水導出管１０５とを切り替える電磁切替弁（以下第２四方弁）２８とを備えている。

本実施形態に係る冷凍システムでは、第１、第２四方弁２７、２８が共に第１位置に設定されると、冷却水が第１吸着コア１ａを流れ、温水が第２吸着コア２ａを流れる第１モードが形成される（図１の状態）。また、第１、第２四方弁２７、２８が共に第２位置に設定されると、温水が第１吸着コア１ａを流れ、冷却水が第２吸着コア２ａを流れる第２モードが形成される。第１、第２四方弁２７、２８は、空調ＥＣＵ１０によって通電制御される。

第１、第２四方弁２７、２８が、それぞれ図１の実線位置に設定されると、第１吸着コア１ａと冷却水循環経路が接続されると共に、第２吸着コア２ａと温水循環経路が接続される。これにより、冷却水循環経路を流れる冷却水が第１吸着コア１ａの内部に直接供給されて、第１吸着コア１ａの吸着材が冷却される。また、温水循環経路を流れる温水が第２吸着コア２ａの内部に直接供給されて、第２吸着コア２ａの吸着材が加熱される。

また、第１、第２四方弁２７、２８が、それぞれ図１の破線位置に設定されると、第１吸着コア１ａと温水循環経路が接続されると共に、第２吸着コア２ａと冷却水循環経路が接続される。これにより、温水循環経路を流れる温水が第１吸着コア１ａの内部に直接供給されて第１吸着コア１ａの吸着材が加熱される。また、冷却水循環経路を流れる冷却水が第２吸着コア２ａの内部に直接供給されて第２吸着コア２ａの吸着材が冷却される。

なお、加熱媒体または冷却媒体供給手段は、電力の供給を受けて温水循環経路内に温水流を発生させる押し込み式の電動温水ポンプ３１と、電力の供給を受けて冷却水循環経路内に冷却水流を発生させる押し込み式の電動冷却水ポンプ３２とを備えている。電動温水ポンプ３１および電動冷却水ポンプ３２は、いずれも、モータ駆動式のウォータ（流体）ポンプであって、空調ＥＣＵ１０によって通電制御される。なお、電動温水ポンプ３１および電動冷却水ポンプ３２は、いずれも、空調ＥＣＵ１０による通電制御によって、可変速運転（モータの回転数の増減速）が可能となっている。

次に、本実施形態における冷却水供給手段および熱交換媒体供給手段の詳細を図１に基づいて説明する。冷却水供給手段は、放熱器から凝縮器３内の熱交換器２５に冷却水を循環供給する冷却水循環経路と、電力の供給を受けて冷却水循環経路内に冷却水流を発生させる押し込み式の電動冷却水ポンプ３３とを備えている。熱交換器２５および電動冷却水ポンプ３３は、凝縮器３内の冷媒を冷却する冷媒冷却手段を構成している。

熱交換媒体供給手段は、室内熱交換器から蒸発器４内の熱交換器２６に冷水を循環供給する冷水循環経路と、電力の供給を受けて冷水循環経路内に冷水流を発生させる押し込み式の電動冷水ポンプ３４とを備えている。電動冷却水ポンプ３３および電動冷水ポンプ３４は、いずれもモータ駆動式のウォータポンプであって、空調ＥＣＵ１０によって通電制御される。なお、電動冷却水ポンプ３３および電動冷水ポンプ３４は、いずれも、空調ＥＣＵ１０による通電制御によって、可変速運転（モータの回転数の増減速）が可能となっている
図１に示すように、本実施形態に係る冷凍システムは、上記の基本システムの他に、冷媒タンク５、電磁開閉弁６、電磁均圧弁７および電気ヒータ８を備えている。蒸発器４は、その重力方向最下部（蒸発器４の底面）が、凝縮器３の重力方向最下部（凝縮器３の底面）よりも重力方向下方に位置するように配置されている。

次に、本実施形態における冷媒タンク５の詳細を図１に基づいて説明する。

冷媒タンク５は、冷凍サイクルよりも重力方向の下方に位置するように設置されている。具体的には、冷媒回収制御が完了した際の液冷媒面が、蒸発器４の底面よりも重力方向下方に位置するように冷媒タンク５が配置されている。冷媒タンク５は、冷凍システムの運転停止時に液冷媒を貯留するリキッドタンクであって、冷凍サイクル内の冷媒を所定量回収可能な冷媒貯留部３６を有している。この冷媒貯留部３６は、冷媒タンク５の重力方向最下部である底面上に設けられる。なお、冷媒タンク５は、冷媒蒸気を含む冷媒を所定量貯蔵可能な内容積を有している。これにより、冷媒貯留部３６に回収された冷媒の液面レベルよりも上方には、冷媒蒸気が滞留する気相空間が形成される。

なお、本実施形態に係る冷凍システムにおいて、冷媒タンク５の冷媒貯留部３６の代わりに、凝縮器３の冷媒貯留部１９を、冷凍システムの運転停止時に冷凍サイクル内の冷媒を回収するリキッドタンクとして代用する構成としても良い。

次に、本実施形態における冷媒回収手段、冷媒脱離手段および冷媒充填手段の詳細を図１に基づいて説明する。なお、冷媒回収手段および冷媒充填手段が冷媒回収充填手段を構成する。

冷媒回収手段は、供給配管１８、電磁開閉弁６および電磁均圧弁７と、第１、第２四方弁２７、２８、電動温水ポンプ３１、電動冷却水ポンプ３２、電動冷却水ポンプ３３および電動冷水ポンプ３４等の制御機器と、供給配管１８の重力方向最下部と冷媒タンク５とを連通する配管（第１連通管）４１と、冷媒タンク５と蒸発器４とを連通する配管（第２連通管）４２とを備えている。冷媒脱離手段は、供給配管１１〜１６、供給配管１８、第１、第２四方弁２７、２８、電動温水ポンプ３１、電動冷却水ポンプ３２、電動冷却水ポンプ３３および電動冷水ポンプ３４を備えている。冷媒充填手段は、供給配管１８、電磁開閉弁６、電磁均圧弁７および電気ヒータ８と、第１、第２四方弁２７、２８、電動温水ポンプ３１、電動冷却水ポンプ３２、電動冷却水ポンプ３３および電動冷水ポンプ３４等の制御機器と、配管４１と、配管４２とを備えている。

配管４１は、凝縮器３から流出した液冷媒を冷媒タンク５の冷媒貯留部３６に供給する第１冷媒回収経路、および蒸発器４から流出した液冷媒を冷媒タンク５の冷媒貯留部３６に供給する第２冷媒回収経路を構成する。第１冷媒回収経路は、凝縮器３の底面（出口ポート）に連通する供給配管１８内に形成される流路、配管４１内に形成される流路とによって構成されている。また、第２冷媒回収経路は、蒸発器４の底面（入口ポート）に連通する供給配管１８内に形成される流路、配管４１内に形成される流路とによって構成されている。なお、配管４２内には、冷媒タンク５内の気相空間と蒸発器４内の気相空間とを連通する均圧流路が形成されている。

配管４１の途中には、電力の供給を受けると開弁する常閉型の電磁開閉弁（第１開閉弁）６が設置されている。電磁開閉弁６は、内部に流路孔（配管４１内に形成される流路に連通する弁孔）が形成されたバルブシート（弁座）を有するハウジングと、流路孔を開閉するバルブと、このバルブを閉弁方向に付勢するスプリングと、バルブを開弁方向に駆動する電磁アクチュエータとを備えている。この電磁アクチュエータは、通電されると磁力を発生するコイルを有するソレノイド等により構成されている。電磁開閉弁６のバルブは、ソレノイドのコイルが通電（オン）されると、バルブシートより離脱して弁孔を開放（全開）する。また、電磁開閉弁６のバルブは、ソレノイドのコイルへの通電が停止（オフ）されると、バルブシートに着座して弁孔を閉鎖（全閉）する。

配管４２の途中には、電力の供給を受けると開弁する常閉型の電磁均圧弁（第２開閉弁）７が設置されている。電磁均圧弁７は、内部に流路孔（配管４２内に形成される流路に連通する弁孔）が形成されたバルブシート（弁座）を有するハウジングと、流路孔を開閉するバルブと、このバルブを閉弁方向に付勢するスプリングと、バルブを開弁方向に駆動する電磁アクチュエータとを備えている。この電磁アクチュエータは、通電されると磁力を発生するコイルを有するソレノイド等により構成されている。電磁均圧弁７のバルブは、ソレノイドのコイルが通電（オン）されると、バルブシートより離脱して弁孔を開放（全開）する。また、電磁均圧弁７のバルブは、ソレノイドのコイルへの通電が停止（オフ）されると、バルブシートに着座して弁孔を閉鎖（全閉）する。なお、電磁均圧弁７が開弁されると、蒸発器４の内部圧力と冷媒タンク５の内部圧力とが均圧化される。

電気ヒータ８は、電力の供給を受けて冷媒タンク５内の冷媒を加熱する冷媒加熱手段である。この電気ヒータ８は、冷凍システムの運転開始時に、冷媒タンク５内の冷媒を加熱することで、冷媒タンク５内の圧力を蒸発器４内の圧力よりも高くする。このように、冷媒タンク５内の圧力が蒸発器４内の圧力よりも高くなると、液冷媒が圧力に押されて冷媒タンク５から蒸発器側へ流出して圧力の低い蒸発器４内へ流れ込む。電磁開閉弁６、電磁均圧弁７および電気ヒータ８は、空調ＥＣＵ１０によって通電制御される。

なお、本実施形態に係る冷凍システムにおいて、電気ヒータ８の代わりに、加熱媒体または冷却媒体供給手段から温水または冷却水等の熱交換媒体（流体）が循環供給される熱交換器９が収容された構成としても良い。この熱交換器９は、冷凍サイクルの運転開始時に、冷媒タンク５内の圧力を蒸発器４内の圧力よりも高くするという目的で、冷媒タンク５の冷媒貯留部３６内に回収された冷媒を加熱する冷媒加熱手段である。このような構成とした場合、電気ヒータ８の代わりに、冷凍システムの第１、第２吸着コア１ａ、２ａに流す温水または冷却水を利用して液冷媒を加熱し、冷媒タンク５内の圧力を蒸発器４内の圧力よりも高くすることで、冷媒充填制御時の消費電力を低減することができる。

次に、本実施形態における冷媒回収手段、冷水温度検出手段および冷却水温度検出手段の詳細を図１に基づいて説明する。

冷水温度検出手段は、上記したように、冷水循環経路を流れる冷水の温度Ｔ１を検出するためのものであり、ここでは、冷水循環経路を流れる冷水の温度を検出する冷水温度センサ５０によって構成されている。冷水温度センサ５０は、検出部としてのサーミスター、ハウジング、熱伝導や振動からサーミスターを保護する役割を果たすシリコングリースなどで構成された水温センサであり、冷水循環経路に備えられている。冷水温度センサ５０は、空調ＥＣＵ１０に接続され、電圧が印加されており、冷水循環経路を流れる冷水の温度の変化をサーミスターの抵抗値の変化として検知し、その検知結果として信号を空調ＥＣＵ１０に送信する。ここで、冷水循環経路を流れる冷水の温度と蒸発器４の温度は実質的に同一であるため、本実施形態では、上記した冷水温度検出手段を設けて冷水の温度を検出することによって、蒸発器４の温度を検出することができる。

なお、本実施形態では、図１に示すように、冷水温度検出手段（冷水温度センサ５０）は、冷水循環経路における蒸発器４内、または、蒸発器４内よりも上流側かつ室内熱交換器１００よりも下流側に配置されている。

冷却水温度検出手段は、上記したように、冷却水循環経路を流れる冷却水の温度Ｔ２を検出するためのものであり、ここでは、冷却水循環経路を流れる冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ６０によって構成されている。すなわち、本実施形態では、冷却水循環経路を流れる冷却水の温度を検出し、該温度を第１、第２吸着器１、２のうちの一方の温度の目安として検出する。冷却水温度センサ６０は、検出部としてのサーミスター、ハウジング、熱伝導や振動からサーミスターを保護する役割を果たすシリコングリースなどで構成された水温センサであり、冷却水循環経路に備えられている。冷却水温度センサ６０は、空調ＥＣＵ１０に接続され、電圧が印加されており、冷却水循環経路を流れる冷却水の温度の変化をサーミスターの抵抗値の変化として検知し、その検知結果として信号を空調ＥＣＵ１０に送信する。ここで、冷却水循環経路を流れる冷却水の温度と、第１、第２吸着器１、２のうち冷却水が流される側の一方（結露の原因となる吸着器）の温度は実質的に同一であるため、本実施形態では、上記した冷却水温度検出手段を設けて冷却水の温度を検出することによって、第１、第２吸着器１、２のうち冷却水が流される側の一方の温度を検出することができる。

なお、本実施形態では、図１に示すように、冷却水温度検出手段（冷却水温度センサ６０）は、冷却水循環経路における第１、第２吸着器１、２よりも上流側かつ冷却水水槽１０４よりも下流側の冷却水導入管１０３に配置されている。

空調ＥＣＵ１０には、制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよび各種データを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）、入力回路（入力部）、出力回路（出力部）、電源回路、タイマー回路、カウンタ等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが内蔵されている。そして、液面レベルセンサからのセンサ出力信号や、各種センサ（冷水温度センサ５０、冷却水温度センサ６０など）からのセンサ出力信号、更に、各種スイッチからのスイッチ信号は、Ａ／Ｄ変換回路によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。

ここで、マイクロコンピュータの入力部には、液面レベルセンサだけでなく、室内温度（内気温）センサ、室外温度（外気温）センサ、温水温度センサ、冷水温度センサ５０、および冷却水温度センサ６０等が接続されている。また、マイクロコンピュータの入力部には、少なくとも運転スイッチや温度設定スイッチが接続されている。空調ＥＣＵ１０、特にマイクロコンピュータは、冷媒回収手段の動作を制御する冷媒回収制御手段、冷媒脱離手段の動作を制御する冷媒脱離制御手段および冷媒充填手段の動作を制御する冷媒充填制御手段の機能を含んで構成されている。

空調ＥＣＵ１０は、運転スイッチがＯＮされると、冷凍システムの各制御機器（機能部品）の動作を制御する。冷凍システムの運転開始時に、冷媒充填制御を実行する場合、電動温水ポンプ３１、電動冷却水ポンプ３２、３３および電動冷水ポンプ３４を運転（オン）して、冷凍システムの通常運転を実行する。このとき、空調ＥＣＵ１０は、所定の周期で、第１、第２四方弁２７、２８のオン、オフを繰り返すＯＮ−ＯＦＦ切替制御を実行する。空調ＥＣＵ１０は、冷凍システムの運転開始時に、冷媒タンク５内の冷媒を冷凍サイクルへ充填する冷媒充填制御を実行する。空調ＥＣＵ１０は、運転スイッチがＯＦＦされると、冷凍システムの各制御機器の運転が停止される。このとき、第１、第２吸着コア１ａ、２ａの吸着材から冷媒を脱離させる冷媒脱離制御を実行する。そして、冷媒脱離制御の後に、冷凍サイクル内の冷媒を冷媒タンク５に回収する冷媒回収制御を実行する。

次に、本実施形態に係る冷凍システムの制御方法を図１〜図３に基づいて簡単に説明する。ここで、図２および図３の制御ルーチンは、冷凍システムの通常運転中に、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
［冷媒回収時］
空調ＥＣＵ１０は、図２の制御ルーチンが起動するタイミングになると、先ず、運転スイッチがＯＦＦされたか否かを判定する、つまり冷凍システムの運転が停止したか否かを判定する（ステップＳ１）。このステップＳ１の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１の判定処理を繰り返す。あるいは図２の制御ルーチンを抜ける。また、ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合には、第１、第２吸着コア１ａ、２ａの冷媒脱離制御を開始する（ステップＳ２）。このとき、空調ＥＣＵ１０は、電動温水ポンプ３１、電動冷却水ポンプ３３および電動冷水ポンプ３４を運転（ＯＮ）する。また、電動冷却水ポンプ３２および電気ヒータ８を停止（ＯＦＦ）する。また、電磁開閉弁６および電磁均圧弁７を共にＯＦＦして閉弁する。また、第１、第２四方弁２７、２８を所定の周期でＯＮ、ＯＦＦを繰り返す。

次に、空調ＥＣＵ１０は、第１、第２吸着コア１ａ、２ａの冷媒脱離制御を開始してから予め決められた設定時間が経過しているか否かを判定する（ステップＳ３）。あるいは第１、第２四方弁２７、２８の切換え回数が予め決められた設定切換え回数（設定値）を越えたか否かを判定しても良い。この場合、第１、第２四方弁２７、２８の切換え回数をカウンタでカウントし、そのカウント値が設定値を越えたか否かを判定する。このステップＳ３の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ３の判定処理を繰り返す。また、ステップＳ３の判定結果がＹＥＳの場合には、冷媒回収制御を開始する（ステップＳ４）。このとき、空調ＥＣＵ１０は、電動温水ポンプ３１および電動冷却水ポンプ３３を運転（ＯＮ）する。また、電動冷却水ポンプ３２、電動冷水ポンプ３４および電気ヒータ８を停止（ＯＦＦ）する。また、電磁開閉弁６および電磁均圧弁７を共にＯＮして開弁する。また、第１、第２四方弁２７、２８に対してＯＮ−ＯＦＦ切替制御を行う。

次に、空調ＥＣＵ１０は、冷媒回収制御が完了しているか否かを判定する。例えば冷媒回収制御を開始してから予め決められた冷媒回収時間が経過しているか否かを判定する（ステップＳ５）。このステップＳ５の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ５の判定処理を繰り返す。なお、冷媒タンク５内に設置した液面レベルセンサによって検出される冷媒タンク５の液面レベルが設定値を越えた段階で、冷媒回収制御が完了していると判断しても良い。また、ステップＳ５の判定結果がＹＥＳの場合には、冷凍システムの機能部品を停止（ＯＦＦ）する（ステップＳ６）。その後に、図２の制御ルーチンを抜ける。このとき、空調ＥＣＵ１０は、電動温水ポンプ３１、電動冷却水ポンプ３２、電動冷却水ポンプ３３、電動冷水ポンプ３４および電気ヒータ８を全てＯＦＦする。また、第１、第２四方弁２７、２８、電磁開閉弁６および電磁均圧弁７を全てＯＦＦする。
［冷媒充填時］
空調ＥＣＵ１０は、図３の制御ルーチンが起動するタイミングになると、運転スイッチがＯＮされたか否かを判定する、つまり冷凍システムの運転が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１１の判定処理を繰り返す。あるいは図３の制御ルーチンを抜ける。ここで、空調ＥＣＵ１０は、運転スイッチがＯＮされると、上述したように、先ず、通常運転が開始される。すなわち、電動温水ポンプ３１、電動冷却水ポンプ３２、３３および電動冷水ポンプ３４を運転（オン）する。また、電磁開閉弁６および電磁均圧弁７を共にオフして閉弁する。また、第１、第２四方弁２７、２８に対してＯＮ−ＯＦＦ切替制御を行う。

ステップＳ１１の判定結果がＹＥＳの場合には、空調ＥＣＵ１０は、冷水温度検出手段および冷却水温度検出手段の検出結果に基づいて、冷却水循環経路を流れる冷却水の温度Ｔ２が冷水循環経路を流れる冷水の温度Ｔ１以上となっているか否かを判定する（ステップＳ１２）。具体的には、本実施形態では、空調ＥＣＵ１０は、冷却水温度センサ６０によって検出された冷却水（冷却水循環経路を流れる冷却水）の温度Ｔ２と、冷水温度センサ５０によって検出された冷水（冷水循環経路を流れる冷水）の温度Ｔ１とを比較して、前者の温度が後者の温度以上であるか否かを判定する。すなわち、前者の温度が後者の温度以上である場合には、冷却水の温度（第１、第２吸着器１、２のうち冷却水が流される側の一方の温度）Ｔ２が冷水の温度Ｔ１（蒸発器４の温度）以上となっていると判定し、前者の温度が後者の温度未満である場合には、冷却水の温度Ｔ２が冷水循環経路を流れる冷水の温度Ｔ１未満となっていると判定する。なお、検出結果の誤差等を考慮し、前者の温度が後者の温度よりも所定温度（空調ＥＣＵ１０の記憶装置に予め記憶された正の所定温度）以上に大きい場合にのみ、冷却水の温度Ｔ２が冷水の温度Ｔ１以上となっていると判定するようにしても良い。

ステップＳ１１の段階では、冷却水の温度Ｔ２が冷水の温度Ｔ１以上となっている場合もあれば、冷却水の温度Ｔ２が冷水の温度Ｔ１未満になっている場合もある。後者のようなる状況としては、例えば、冷凍システムが暖かい場所に設置されており、冷却水水槽１０４が低温外気の環境に設置されている場合などの状況がある。

ステップＳ１２の判定結果がＹＥＳの場合には、空調ＥＣＵ１０は、冷媒充填制御を開始する（ステップＳ１３）。このとき、空調ＥＣＵ１０は、電気ヒータ８を運転（ＯＮ）し、電磁開閉弁６をＯＮして開弁し、且つ電磁均圧弁７をＯＦＦして閉弁する。また、空調ＥＣＵ１０は、タイマーをスタートさせる。このタイマーは、空調ＥＣＵ１０の制御によって充電時間の経過を計測および管理するためのものである。

また、ステップＳ１２の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１２の判定処理を繰り返すので、冷媒充填が禁止される。

冷媒充填制御を開始した後に、空調ＥＣＵ１０は、タイマーの計測時間が所定時間（空調ＥＣＵ１０の記憶装置に予め記憶された所定時間）を経過したか否かを判定する（ステップＳ１４）。具体的には、本実施形態では、空調ＥＣＵ１０は、タイマーの計測時間と、空調ＥＣＵ１０の記憶装置に予め記憶された所定時間（例えば、１５分）とを比較して、計測時間が所定時間以上となっているか否かを判定する。

ステップＳ１４の判定結果がＮＯの場合には、空調ＥＣＵ１０は、冷却水循環経路を流れる冷却水の温度Ｔ２が冷水循環経路を流れる冷水の温度Ｔ１以上となっているか否かを判定する（ステップＳ１５）。この判定については、ステップＳ１２の場合と同様である。

ステップＳ１５の判定結果がＹＥＳの場合には、空調ＥＣＵ１０は、電動冷却水ポンプ３２および電動冷水ポンプ３４の出力レベルを上げる（ステップＳ１６）。具体的には、空調ＥＣＵ１０は、電動冷却水ポンプ３２および電動冷水ポンプ３４におけるモータの回転数を増速させる。なお、このとき、電動冷却水ポンプ３２および電動冷水ポンプ３４のうちの一方におけるモータの回転数を増速させるようにしても良い。ステップＳ１６の処理の後、再度、ステップＳ１４の判定処理に戻る。

また、ステップＳ１４の判定結果がＹＥＳの場合には、冷媒充填制御を終了する（ステップＳ１７）。その後に、図３の制御ルーチンを抜ける。このとき、空調ＥＣＵ１０は、電気ヒータ８をＯＦＦする。また、電磁開閉弁６および電磁均圧弁７を共にＯＦＦする。

なお、本実施形態では、タイマーの計測時間が所定時間を経過したか否かの判定（ステップＳ１４）に基づいて、冷媒充填制御を終了させるようにしているが（ステップＳ１８）、他の判定に基づいて冷媒充填制御を終了させるようにしても良い。例えば、冷媒タンク５内に設置した液面レベルセンサによって検出される冷媒タンク５の液面レベルが設定値以下となった段階で、冷媒充填制御を終了させるようにしても良い。

ステップＳ１５の判定結果がＮＯの場合には、空調ＥＣＵ１０は、電動冷水ポンプ３４、および送風機１０２の出力レベルを下げる（ステップＳ１８）。具体的には、空調ＥＣＵ１０は、電動冷水ポンプ３４におけるモータの回転数を減速させ、送風機１０２の羽根車の回転速度を減速させる。このように、電動冷水ポンプ３４、および送風機１０２の出力レベルを下げることにより、冷水循環経路を流れる冷水の温度Ｔ１を低下させることができる。すなわち、このとき、電動冷水ポンプ３４、および送風機１０２は、冷水循環経路を流れる冷水の温度Ｔ１を低下させる冷水温度低下手段（熱交換媒体温度低下手段）として機能する。これにより、実質的に蒸発器４の温度を下げることができ、蒸発器４の温度が高く、第１、第２吸着器１、２の温度が低い場合に生じる結露の発生をより抑制することができる。

また、このように、蒸発器４の温度を低下させることにより、冷媒タンク５側の圧力が蒸発器４側よりも高くなるため、本実施形態に係る冷凍システムにおいて、電気ヒータ８を省略した場合でも、冷媒を冷媒タンク５から蒸発器側へ流出させて蒸発器４内へ流れ込ませることができる。

なお、蒸発器４の温度を大幅に低下させるために、電動冷水ポンプ３４、および送風機１０２の出力レベルを最低レベルまで下げるようにすることが好ましい。ただし、電動冷水ポンプ３４、および送風機１０２のうち１つまたは２つのみについての出力レベルを下げるようにしても良い。

そして、ステップＳ１８の処理の後、再度、ステップＳ１４の判定処理に戻る。

以上で説明したように、本実施形態に係る冷凍システムでは、空調ＥＣＵ１０が、冷水温度検出手段（冷水温度センサ５０）および冷却水温度検出手段（冷却水温度センサ６０）の検出結果に基づいて、冷媒充填手段（電気ヒータ８、電動冷却水ポンプ３２、電動冷却水ポンプ３３など）の動作を制御する。

このため、本実施形態に係る冷凍システムでは、蒸発器４の温度が高く、第１、第２吸着器１、２の温度が低い場合には、冷媒充填手段を動作させないで、第１、第２吸着器１、２の温度が蒸発器４の温度以上でなったときに冷媒充填手段を動作させて冷凍サイクル内に冷媒を充填させることができる。

特に、本実施形態に係る冷凍システムでは、空調ＥＣＵ１０が、冷凍サイクル内に冷媒を充填する際において、冷水温度検出手段（冷水温度センサ５０）および冷却水温度検出手段（冷却水温度センサ６０）の検出結果に基づいて、冷却水の温度Ｔ２が冷水の温度Ｔ１以上であると判定したときに、冷凍サイクル内への冷媒の充填を開始させ、冷却水の温度Ｔ２が冷水の温度Ｔ１未満であると判定している間は冷凍サイクル内への冷媒の充填を開始させない制御を行う。

このため、本実施形態に係る冷凍システムでは、第１、第２吸着器１、２のうち冷却水循環経路と繋がっている方の吸着器側の温度が、蒸発器４側の温度に比べて低い場合に生じる結露の発生を、高精度に抑制することができる。これは、第１、第２吸着器１、２のうち冷却水循環経路と繋がっている方の吸着器側の温度は、冷却水循環経路を流れる冷却水の温度に強く影響され、蒸発器４側の温度は、冷水循環経路を流れる冷水の温度に強く影響されるからである。

また、本実施形態に係る冷凍システムでは、冷水循環経路を流れる冷水の温度Ｔ１を低下させる冷水温度低下手段（３４，１０２）が備えられ、空調ＥＣＵ１０は、冷却水循環経路を流れる冷却水の温度が冷水循環経路を流れる冷水の温度未満であると判定したときに、冷水温度低下手段によって蒸発器の温度を低下させる。

このため、本実施形態に係る冷凍システムでは蒸発器４の温度が高く、第１、第２吸着器１、２の温度が低い場合に生じる結露の発生をより抑制することができる。また、蒸発器４の温度を低下させることにより、冷媒タンク５側の圧力が蒸発器４側よりも高くなるため、電気ヒータ８を省略した場合でも、冷媒を冷媒タンク５から蒸発器側へ流出させて蒸発器４内へ流れ込ませることができる。

次に、本実施形態に係る冷凍システムの運転開始時および運転停止時における作動を図１〜図３に基づいて簡単に説明する。

本実施形態に係る冷凍システム内（システム系内）は、不凝縮ガスが排出され、冷凍サイクル内に充填された冷媒の飽和蒸気圧になっている。ここで、冷凍システムの通常運転時、第１、第２吸着コア１ａ、２ａのうちの一方の吸着コアに、電動温水ポンプ３１によって温水を供給し、吸着コアを加熱することにより、吸着コアの吸着材に吸着していた冷媒が脱離し、蒸気（冷媒蒸気）として放出する。

このとき、放出された蒸気は、逆止弁２２または逆止弁２４の開閉によって凝縮器３へ供給され、凝縮器３内で、熱交換器２５を流れる冷却水と熱交換して冷却される。蒸気冷媒は、凝縮し、液冷媒となって蒸発器４へ戻る。一方、蒸気を放出した吸着コアは、周りの蒸気を吸着し、それにより蒸発器４内の液冷媒が蒸発し、その蒸発時に内部を流れる冷水から熱を奪い冷凍能力を発揮する。以上のように、本実施形態に係る冷凍システムは、通常運転時には、第１吸着器１を脱離工程（第１吸着コア１ａを加熱して吸着材に吸着されていた蒸気冷媒を脱離させる工程）として、第２吸着器２を吸着工程（第２吸着コア２ａを冷却して蒸気冷媒を吸着材に吸着させる）とする第１運転モードと、第１吸着器１を吸着工程（第１吸着コア１ａを冷却して蒸気冷媒を吸着材に吸着させる）とし、第２吸着器２を脱離工程（第２吸着コア２ａを加熱して吸着材に吸着されていた蒸気冷媒を脱離させる工程）とする第２運転モードとを所定時間毎に切り替えて作動する。

空調ＥＣＵ１０は、運転スイッチのＯＦＦによって冷凍システムの運転停止信号が入力されると、先ず、図２の制御ルーチンに示した冷媒脱離制御を実行する。このとき、空調ＥＣＵ１０は、第１、第２吸着コア１ａ、２ａへ温水のみを断続的に流すように第１、第２四方弁２７、２８に対してＯＮ−ＯＦＦ切替制御を行うと共に、電動温水ポンプ３１をＯＮして、第１、第２吸着コア１ａ、２ａの吸着材が吸着している冷媒を脱離させて気体状態にする。また、空調ＥＣＵ１０は、電動冷却水ポンプ３２のみをＯＦＦし、電動冷却水ポンプ３３および電動冷水ポンプ３４をＯＮすることにより、吸着材から脱離した冷媒蒸気を凝縮器３で冷却して凝縮させる。そして、凝縮器３内で凝縮した液冷媒は、供給配管１８を通って蒸発器４へ戻される。その後に、空調ＥＣＵ１０は、冷媒脱離制御が完了したと判断したら、第１、第２四方弁２７、２８に対してＯＮ−ＯＦＦ切替制御を行うと共に、電動温水ポンプ３１、電動冷却水ポンプ３２および電動冷水ポンプ３４をＯＦＦし、且つ電動冷却水ポンプ３３をＯＮすることにより、冷媒回収制御が実行される。冷媒回収制御の開始時に、電磁開閉弁６および電磁均圧弁７を共にＯＮして開弁することにより、蒸発器４内の圧力と冷媒タンク５内の圧力とを同一圧力にする。

ここで、本実施形態に係る冷凍システムでは、凝縮器３の底面（重力方向最下部）よりも低い位置に蒸発器４の底面（重力方向最下部）が配置されている。また、蒸発器４の底面よりも低い位置に冷媒タンク５に回収し終わった液冷媒面が来るように配置されている。これにより、冷凍サイクル内の冷媒をヘッド差で、冷媒タンク５へ回収することが可能となる。このとき、凝縮器３に一時的に貯留された液冷媒は、凝縮器３の出口ポートから供給配管１８→分岐部→配管４１→冷媒タンク５の出入口ポートを通って冷媒貯留部３６に回収される。一方、蒸発器４に一時的に貯留された液冷媒は、蒸発器４の出口ポートから供給配管１８→分岐部→配管４１→冷媒タンク５の出入口ポートを通って冷媒貯留部３６に回収される。その後、空調ＥＣＵ１０は、冷媒回収制御が完了したと判断したら、冷凍システムの全ての制御機器（機能部品）をＯＦＦする。

空調ＥＣＵ１０は、運転スイッチのＯＮによって冷凍システムの運転（起動）信号が入力されると、つまり冷媒回収後に再度冷凍システムの運転が開始されると、図３の制御ルーチンに示した冷媒充填制御が実行される。空調ＥＣＵ１０は、電磁開閉弁６をＯＮして開弁すると共に、冷媒タンク５内の圧力を蒸発器４内の圧力よりも高くするため、電気ヒータ８をＯＮする。このとき、電磁均圧弁７は、ＯＦＦして閉弁される。電気ヒータ８によって冷媒タンク５内に貯蔵されている液冷媒が加熱されることにより、冷媒タンク５内の圧力が蒸発器４内の圧力よりも高くなる。すると、冷媒タンク５内の冷媒は、冷媒タンク５の気相空間内の圧力に押されて、冷媒タンク５の出入口ポートから流出して配管４１および供給配管１８を通って圧力の低い蒸発器４内へ流れ込み、冷却能力が発生する。その後、空調ＥＣＵ１０は、冷媒充填制御が完了したと判断したら、電磁開閉弁６、電磁均圧弁７および電気ヒータ８をＯＦＦする。

ここで、本実施形態に係る冷凍システムでは、特許文献１に記載の冷凍システムと同様、冷凍システムの運転停止時に冷凍サイクル内の冷媒を回収するための冷媒タンク５と、冷凍サイクル内から冷媒タンク５へ冷媒を戻す際に開弁する電磁開閉弁６と、蒸発器４内の圧力と冷媒タンク５内の圧力との均圧化を図るために冷凍サイクル内から冷媒タンク５へ冷媒を戻す際に開弁する電磁均圧弁７と、冷凍システムの運転開始時に冷媒タンク５から冷凍サイクルへ冷媒を戻す際に冷媒タンク５内の圧力を蒸発器４内の圧力よりも高くするために冷媒タンク５内の冷媒を加熱する電気ヒータ８とを備え、冷凍サイクルの運転停止中には冷媒を冷媒タンク５に保管することができるようになっている。つまり、本実施形態に係る冷凍システムにおいても、冷凍サイクルの運転停止後に、冷凍サイクル内の冷媒を冷媒タンク５に回収することによって、冷凍サイクル内を冷媒が存在しない状態とし、再度運転が開始された後に、冷媒タンク５に回収された冷媒を冷凍サイクル内に充填することができる。したがって、本実施形態に係る冷凍システムにおいても、冷媒タンク５に回収された冷媒を冷凍サイクル内に充填する際における第１、第２吸着器１、２での結露の発生が抑制される。

上記のように、本実施形態に係る冷凍システムは、冷水循環経路を流れる冷水の温度Ｔ１を検出するための冷水温度検出手段（冷水温度センサ５０）と、冷却水循環経路を流れる冷却水の温度Ｔ２を検出するための冷却水温度検出手段（冷却水温度センサ６０）と、冷凍システムの運転停止時に冷媒回収手段の動作を制御すると共に、冷水温度検出手段および冷却水温度検出手段の検出結果に基づいて、冷媒充填手段の動作を制御する制御手段（空調ＥＣＵ１０）とを有する。

このため、本実施形態に係る冷凍システムでは、蒸発器４の温度が高く、第１、第２吸着器１、２の温度が低い場合に生じる結露の発生を高精度に抑制することができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、第１実施形態では、冷媒充填時のステップＳ１８（図３を参照）において、蒸発器温度低下手段（電動冷水ポンプ３４、送風機１０２）によって蒸発器４の温度を下げるようにしていた。ここで、第１実施形態に係る冷凍システムにおいて、冷却水循環経路を流れる冷却水の温度を上昇させる冷却水温度上昇手段（冷却媒体温度上昇手段）を設けて、冷媒充填時のステップＳ１８において、冷却水温度上昇手段によって、冷却水循環経路を流れる冷却水の温度を上昇させるようにしても良い。これによって、第１、第２吸着器１、２のうち冷却水が流される側の一方の温度を上昇させることができ、蒸発器４の温度が高く、第１、第２吸着器１、２の温度が低い場合に生じる結露の発生をより抑制することができる。冷却水温度上昇手段としては、例えば、電気ヒータ８のような空調ＥＣＵ（Electronic Control Unit：制御ユニット）１０によって制御されるヒータを用いることができる。また、冷却水温度上昇手段を冷却水水槽１０４内に設けることで、冷却水温度上昇手段が冷却水水槽１０４内の冷却能力を制御するようになっていてもよい。このようにしても、冷却水水槽１０４の冷却水温を上昇させることにより、冷却水循環経路を流れる冷却水の温度を上昇させることができる。

なお、第１、第２四方弁２７、２８による流路の切り替え時間、すなわち、第１モードと第２モードとの間の切り替えを行うまでの時間を、最初は短く、切り替えの回数を重ねるごとに長くなるようにしても良い。

１第１吸着器
２第２吸着器
３凝縮器
４蒸発器
５冷媒タンク
８電気ヒータ
１０空調ＥＣＵ
３１電動温水ポンプ
３２電動冷却水ポンプ
３３電動冷却水ポンプ
３４電動冷水ポンプ
５０冷水温度センサ
６０冷却水温度センサ

Claims

冷凍システムであって、
冷媒の吸着および脱離を行う吸着材が設けられた吸着コア（１ａ、２ａ）を収容する吸着器（１、２）、前記吸着コアの吸着材を加熱する加熱媒体を前記吸着器に循環供給する加熱媒体循環経路、前記吸着コアの吸着材を冷却する冷却媒体を前記吸着器に循環供給する冷却媒体循環経路（１０３〜１０５）、前記吸着コアが脱離した冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器（３）、前記凝縮器が液化した冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器（４）、および空調装置の熱交換器（１００）から前記蒸発器内に熱交換媒体を循環供給する熱交換媒体循環経路（１０１）を備え、前記蒸発器から前記吸着器を経て前記凝縮器に冷媒を供給する冷媒供給経路（１１〜１６、１８）を有する冷凍サイクルと、
前記冷凍サイクル内の冷媒を所定量回収可能な冷媒タンク（５）と、
前記冷凍サイクル内の冷媒を前記冷媒タンクに回収する冷媒回収制御を実行すると共に、前記冷凍サイクル内に冷媒を充填する冷媒充填制御を実行する冷媒回収充填手段（６、７、８、１８、２７、２８、３１〜３４、４１、４２）と、
前記熱交換媒体循環経路を流れる熱交換媒体の温度（Ｔ１）を検出するための熱交換媒体温度検出手段（５０）と、
前記冷却媒体循環経路を流れる冷却媒体の温度（Ｔ２）を検出するための冷却媒体温度検出手段（６０）と、
前記冷凍システムの運転停止時に前記冷媒回収充填手段による前記冷媒回収制御の動作を制御すると共に、前記熱交換媒体温度検出手段および前記冷却媒体温度検出手段の検出結果に基づいて、前記冷媒回収充填手段による前記冷媒充填制御の動作を制御する制御手段（１０）と、を有し、
前記制御手段は、前記冷凍サイクル内に冷媒を充填する際において、前記熱交換媒体温度検出手段および前記冷却媒体温度検出手段の検出結果に基づいて、前記冷却媒体循環経路を流れる冷却媒体の温度が前記熱交換媒体循環経路を流れる熱交換媒体の温度以上であると判定したときに、前記冷凍サイクル内への冷媒の充填を開始させ、前記冷却媒体循環経路を流れる冷却媒体の温度が前記熱交換媒体循環経路を流れる熱交換媒体の温度未満であると判定している間は前記冷凍サイクル内への冷媒の充填を開始させないことを特徴とする冷凍システム。
前記熱交換媒体循環経路を流れる熱交換媒体の温度を低下させる熱交換媒体温度低下手段（３４、１０２）を備え、
前記制御手段は、前記冷却媒体循環経路を流れる冷却媒体の温度が前記熱交換媒体循環経路を流れる熱交換媒体の温度未満であると判定したときに、前記熱交換媒体温度低下手段によって前記熱交換媒体循環経路を流れる熱交換媒体の温度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の冷凍システム。
前記冷却媒体循環経路を流れる冷却媒体の温度を上昇させる冷却媒体温度上昇手段を備え、
前記制御手段は、前記冷却媒体循環経路を流れる冷却媒体が前記熱交換媒体循環経路を流れる熱交換媒体の温度未満であると判定したときに、前記冷却媒体温度上昇手段によって前記冷却媒体循環経路を流れる冷却媒体の温度を上昇させることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍システム。