JP7295462B2 - 固体冷凍装置 - Google Patents
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Description
本実施形態の磁気冷凍装置(1)は、磁気熱量効果を利用して熱媒体の温度を調節する。磁気冷凍装置(1)は、熱量効果を利用して熱媒体の温度を調節する固体冷凍装置である。磁気冷凍装置(1)は、例えば空気調和装置に適用される。磁気冷凍装置(1)は、空調対象の空間の空気の温度を調節する。空調対象の空間は、室内空間である。磁気冷凍装置(1)は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う。
図2に示すように、磁気冷凍ユニット(U)は、固体冷凍部としての磁気冷凍部(20)と、往復式ポンプ(30)と、第1流出管(41)と、第1流入管(42)と、第2流出管(43)と、第2流入管(44)と、第1ポンプ側配管(45)と、第2ポンプ側配管(46)とを有する。第1流出管(41)は第1流出部に対応し、第1流入管(42)は第1流入部に対応する。第2流出管(43)は第2流出部に対応し、第2流入管(44)は第2流出部に対応する。
図1に示す室内熱交換器(11)は、利用熱交換器である。室内熱交換器(11)は、熱媒体と室内空気とを熱交換させる。室内熱交換器(11)の一端は、配管を介して第1流出管(41)と接続する。室内熱交換器(11)の他端は、配管を介して第1三方弁(T1)の第3ポートと接続する。
室外熱交換器(12)は、熱源熱交換器である。室外熱交換器(12)は、熱媒体と室外空気とを熱交換させる。室外熱交換器(12)の一端は、配管を介して第3三方弁(T3)の第1ポートと接続する。室外熱交換器(12)の他端は、配管を介して第4三方弁(T4)の第1ポートと接続する。
タンク(13)は、熱媒体を貯留する容器である。タンク(13)は2つのポートを有する。これらのポートの一方は、配管を介して第1三方弁(T1)の第1ポートと接続する。これらのポートの他方は、配管を介して第2三方弁(T2)の第1ポートと接続する。
ポンプ(14)は、熱媒体を搬送する。具体的には、詳細は後述する除霜運転において、ポンプ(14)は、タンク(13)内の熱媒体を除霜対象である室外熱交換器(12)に搬送する。ポンプ(14)の吐出側には、吐出管(47)の一端が接続される。吐出管(47)の他端は、第3三方弁(T3)の第3ポートに接続する。ポンプ(14)の吸入側には、吸入管(48)の一端が接続される。吸入管(48)の他端は、第1三方弁(T1)の第2ポートと接続する。
切換機構(15)は、熱媒体回路(C)の熱媒体の流路を切り換える。切換機構(15)は、少なくとも暖房運転と除霜運転において、熱媒体の流路を切り換える。本実施形態の切換機構(15)は、冷房運転、暖房運転、及び除霜運転において、熱媒体の流路を切り換える。切換機構(15)は、各種の弁により構成される。
制御装置(100)は、磁気冷凍装置(1)を制御する。制御装置(100)は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータを動作させるためのソフトウエアを格納するメモリディバイス(具体的には半導体メモリ)とを用いて構成されている。
磁気冷凍装置(1)は、冷房運転、暖房運転、及び除霜運転を行う。冷房運転では、室内空間の空気が冷却される。冷房運転は冷却運転に対応する。暖房運転では、室内空間の空気が加熱される。暖房運転は加熱運転に対応する。除霜運転では、室外熱交換器(12)の霜が融かされる。各運転について詳細に説明する。
磁気冷凍ユニット(U)では、第1動作と第2動作とが交互に繰り返し行われる。
磁気冷凍ユニット(U)では、第3動作と第4動作とが交互に繰り返し行われる。
上述した暖房運転では、室外熱交換器(12)において、熱媒体が室外空気から吸熱する。このため、室外熱交換器(12)の表面に霜が付くことがある。磁気冷凍装置(1)では、室外熱交換器(12)の表面に霜が付いたことを示す条件が成立すると、除霜運転が行われる。
本形態の特徴は、磁気作業物質(22)と、該磁気作業物質(22)が配置される内部流路(24,25)と、該磁気作業物質(22)に磁場変動を付与する磁場変調部(23)とを有する磁気冷凍部(20)と、少なくとも1つの第1熱交換器(11)(室内熱交換器)と、少なくとも1つの第2熱交換器(12)と、前記第1熱交換器(11)と前記第2熱交換器(12)と前記内部流路(24,25)とが接続される熱媒体回路(C)と、前記熱媒体回路(C)の熱媒体を往復的に搬送する往復搬送機構(30)とを備え、前記磁気冷凍部(20)により加熱した前記熱媒体を前記第1熱交換器(11)で放熱させ且つ磁気冷凍部(20)により冷却した前記熱媒体を第2熱交換器(12)で吸熱させる加熱運転と、該第2熱交換器(12)の霜を融かす除霜運転とを行う磁気冷凍装置であって、前記加熱運転において熱を蓄える蓄熱部(13)をさらに備え、前記除霜運転では、前記蓄熱部(13)に蓄えられた熱を利用して前記第2熱交換器(12)の霜を融かすことである。
実施形態1の変形例1は、いわゆるカスケード式の磁気冷凍部(20)が用いられている。図10及び図11に示すように、本変形例の磁気冷凍装置(1)の構成は、磁気冷凍ユニット(U)及び熱媒体回路(C)の構成と異なる。主として実施形態と異なる点について以下に説明する。
実施形態1の変形例1の磁気冷凍装置(1)は、冷房運転と、暖房運転と除霜運転とを行う。
磁気冷凍ユニット(U)では、第5動作と第6動作とが交互に繰り返し行われる。
磁気冷凍ユニット(U)では、図13(A)に示す第5動作と、図13(B)に示す第6動作とが交互に繰り返し行われる。
図16に示す除霜運転では、磁気冷凍ユニット(U)が停止する。除霜運転では、第5三方弁(T5)が第2状態に、第6三方弁(T6)が第2状態に設定される。ポンプ(14)は運転する。
本形態の特徴は、前記磁気冷凍部(20)により冷却した前記熱媒体を前記第1熱交換器(11)で吸熱させ且つ磁気冷凍部(20)により加熱した前記熱媒体を第2熱交換器(12)で放熱させる冷却運転をさらに行うように構成され、前記磁気冷凍部(20)は、複数種の磁気作業物質(22)からなるカスケード式であり、前記熱媒体回路(C)は、前記磁気冷凍部(20)の前記内部流路(24,25)とそれぞれ連通する、低温流出部(51)、及び低温流入部(52)、高温流出部(53)、及び高温流入部(54)を含み、前記切換機構(15)は、前記加熱運転において、前記磁気冷凍部(20)により加熱した熱媒体が前記高温流出部(53)、前記第1熱交換器(11)、前記蓄熱部(13,16)、及び前記高温流入部(54)を流れるとともに、前記磁気冷凍部(20)により冷却した熱媒体が前記低温流出部(51)、前記第2熱交換器(12)、及び前記低温流入部(52)を流れる流路を形成し、前記冷却運転において、前記磁気冷凍部(20)により冷却した熱媒体が前記低温流出部(51)、前記第1熱交換器(11)、及び前記低温流入部(52)を流れるとともに、前記磁気冷凍部(20)により加熱した熱媒体が前記高温流出部(53)、前記第2熱交換器(12)、及び前記高温流入部(54)を流れる流路を形成し、前記除霜運転において、前記蓄熱部(13,16)の熱媒体が前記第2熱交換器(12)を流れる流路を形成する。
実施形態1の変形例2は、実施形態1と熱媒体回路(C)の構成が異なる。本変形例の磁気冷凍ユニット(U)の構成は、実施形態1の構成と同じである。本変形例の磁気冷凍部(20)は単層式である。図17に示すように、本変形例の熱媒体回路(C)では、暖房運転において、第1三方弁(T1)、タンク(13)、及び第2三方弁(T2)が、室内熱交換器(11)の上流側に配置される。
実施形態1の変形例3は、実施形態1の変形例1と熱媒体回路(C)の構成が異なる。本変形例の磁気冷凍ユニット(U)の構成は、実施形態1の変形例1の構成と同じである。本変形例の磁気冷凍部(20)はカスケード式である。図19に示すように、本変形例の熱媒体回路(C)では、暖房運転において、第6三方弁(T6)、タンク(13)、及び第2四方切換弁(F2)が、室内熱交換器(11)の上流側に配置される。
実施形態2に係る磁気冷凍装置(1)は、複数の室外熱交換器(12)を有する。除霜運転では、複数の室外熱交換器(12)を個別に除霜する除霜動作が行われる。実施形態2の磁気冷凍ユニット(U)の構成は、実施形態1の構成と同じである。磁気冷凍ユニット(U)は、単層式の磁気冷凍部(20)を有する。
実施形態2の磁気冷凍装置(1)は、冷房運転と、暖房運転と、除霜運転とを行う。暖房運転は、第1暖房動作と、第2暖房動作とを含む。除霜運転は、第1除霜動作と、第2除霜動作とを含む。
磁気冷凍ユニット(U)では、実施形態1と同様、第1動作(図4(A))と第2動作(図4(B))とが交互に繰り返し行われる。
暖房運転は、第1暖房動作と、第2暖房動作と含む。第1暖房動作は、暖房運転の立ち上がり時に実行される。第1暖房動作は、制御装置(100)に暖房運転の実行の指令が受信された後、暖房運転が定常運転に至る条件が成立するまでの期間に実行される。この条件は、例えば室内熱交換器(11)の吸込温度が所定温度に達することである。この条件が成立すると、第2暖房動作が実行される。
磁気冷凍ユニット(U)では、実施形態1と同様、第3動作(図5(A))と第4動作(図5(B))とが交互に繰り返し行われる。
磁気冷凍ユニット(U)では、実施形態1と同様、第3動作(図5(A))と第4動作(図5(B))とが交互に繰り返し行われる。
除霜運転は、第1除霜動作と、第2除霜動作とを含む。これらの除霜動作では、除霜対象となる室外熱交換器(12)、及び熱媒体を吸熱させる室外熱交換器(12)が互いに異なる。本例の除霜運転では、第1除霜動作と第2除霜動作とが少なくとも1回ずつ行われる。
磁気冷凍ユニット(U)では、実施形態1と同様、第3動作(図5(A))と第4動作(図5(B))とが交互に繰り返し行われる。
磁気冷凍ユニット(U)では、実施形態1と同様、第3動作(図5(A))と第4動作(図5(B))とが交互に繰り返し行われる。
本形態の特徴は、前記少なくとも1つの第2熱交換器(12)は、複数の第2熱交換器(12)で構成され、前記除霜運転は、除霜対象となる第2熱交換器(12)、及び熱媒体を吸熱させる第2熱交換器(12)を変更する複数の除霜動作を含み、前記各除霜動作では、前記磁気冷凍部(20)により加熱した熱媒体を前記第1熱交換器(11)で放熱させ且つ該磁気冷凍部(20)により冷却した熱媒体を一部の前記第2熱交換器(12)で吸熱させる動作と、除霜対象となる他の第2熱交換器(12)に前記蓄熱部(13,16)の熱媒体を供給する動作とが同時に実行されることである。
図27に示す実施形態2の変形例1の磁気冷凍装置(1)は、いわゆるカスケード式の磁気冷凍部(20)を有する。実施形態2の変形例1の磁気冷凍ユニット(U)の構成は、実施形態1の変形例1の磁気冷凍ユニット(U)の構成と同じである。
実施形態2の変形例1の磁気冷凍装置(1)は、冷房運転と、暖房運転と、除霜運転とを行う。暖房運転は、第1暖房動作と、第2暖房動作とを含む。除霜運転は、第1除霜動作と、第2除霜動作とを含む。
磁気冷凍ユニット(U)では、実施形態1の変形例1と同様、第5動作と第6動作とが交互に繰り返し行われる。
本変形例では、実施形態2と同様に暖房運転が行われる。
磁気冷凍ユニット(U)では、実施形態1の変形例1と同様、第5動作と第6動作とが交互に繰り返し行われる。
磁気冷凍ユニット(U)では、実施形態1の変形例1と同様、第5動作と第6動作とが交互に繰り返し行われる。
除霜運転は、第1除霜動作と、第2除霜動作とを含む。これらの除霜動作では、除霜対象となる室外熱交換器(12)、及び熱媒体を吸熱させる室外熱交換器(12)が互いに異なる。本例の除霜運転では、第1除霜動作と第2除霜動作とが少なくとも1回ずつ行われる。
磁気冷凍ユニット(U)では、実施形態1の変形例1と同様、第5動作と第6動作とが交互に繰り返し行われる。
磁気冷凍ユニット(U)では、実施形態1の変形例1と同様、第5動作と第6動作とが交互に繰り返し行われる。
実施形態2及びその変形例1においては、以下のような構成としてもよい。
実施形態3の磁気冷凍装置(1)の熱媒体回路(C)では、タンク(13)と室内熱交換器(11)が並列に接続される。実施形態1の構成と同じである。磁気冷凍ユニット(U)は、単層式の磁気冷凍部(20)を有する。
磁気冷凍装置(1)は、冷房運転、暖房運転、及び除霜運転を行う。暖房運転は、第1暖房動作と、第2暖房動作と含む。
磁気冷凍ユニット(U)では、実施形態1と同様、第1動作(図4(A))と第2動作(図4(B))とが交互に繰り返し行われる。
暖房運転は、第1暖房動作と、第2暖房動作と含む。実施形態2と同様にして、第1暖房動作は、暖房運転の立ち上がり時に実行される。第1暖房動作は、制御装置(100)に暖房運転の実行の指令が受信された後、暖房運転が定常運転に至る条件が成立するまでの期間に実行される。この条件は、例えば室内熱交換器(11)の吸込温度が所定温度に達することである。この条件が成立すると、第2暖房動作が実行される。
磁気冷凍ユニット(U)では、実施形態1と同様、第3動作(図5(A))と第4動作(図5(B))とが交互に繰り返し行われる。
磁気冷凍ユニット(U)では、実施形態1と同様、第3動作(図5(A))と第4動作(図5(B))とが交互に繰り返し行われる。
実施形態3の除霜運転では、室内熱交換器(11)での冷媒の放熱と、室外熱交換器(12)の除霜とが同時に行われる。
図38に示す実施形態3の変形例1の磁気冷凍装置(1)は、いわゆるカスケード式の磁気冷凍部(20)を有する。実施形態3の変形例1の磁気冷凍ユニット(U)の構成は、実施形態1の変形例1の磁気冷凍ユニット(U)の構成と同じである。
実施形態3の変形例1の磁気冷凍装置(1)は、冷房運転と、暖房運転と、除霜運転とを行う。暖房運転は、第1暖房動作と、第2暖房動作とを含む。
磁気冷凍ユニット(U)では、実施形態1の変形例1と同様、第5動作と第6動作とが交互に繰り返し行われる。
本変形例では、実施形態3と同様に暖房運転が行われる。
図40に示す第1暖房動作では、第1四方切換弁(F1)が第1状態に、第2四方切換弁(F2)が第1状態に、第7三方弁(T7)が第1状態に、第8三方弁(T8)が第2状態に、第9三方弁(T9)が第2状態にそれぞれ設定される。制御弁(75)は閉じられる。ポンプ(14)は停止する。
図41に示す第2暖房動作では、第1四方切換弁(F1)が第1状態に、第2四方切換弁(F2)が第1状態に、第7三方弁(T7)が第1状態に、第8三方弁(T8)が第2状態に、第9三方弁(T9)が第2状態にそれぞれ設定される。制御弁(75)は開けられる。ポンプ(14)は停止する。
図42に示す除霜運転では、第7三方弁(T7)が第2状態に、第8三方弁(T8)が第2状態に、第9三方弁(T9)が第1状態にそれぞれ設定される。制御弁(75)は閉じられる。ポンプ(14)は運転する。
実施形態2及びその変形例1においては、以下のような構成としてもよい。
上述した各実施形態や各変形例においては、以下のような構成としてもよい。
2)永久磁石を用いた回転駆動型
3)電磁石を用いた静止型
4)電磁石と永久磁石を用いた静止型
11 室内熱交換器(第1熱交換器)
12 室外熱交換器(第2熱交換器)
13 タンク(蓄熱部)
14 ポンプ(搬送部)
15 切換機構
16 蓄熱材料(蓄熱部)
20 磁気冷凍部(固体冷凍部)
22 磁気作業物質 (固体作業物質)
23 磁場変調部 (誘発部)
30 往復式ポンプ(往復搬送機構)
41 第1流出管(第1流出部)
42 第1流入管(第1流入部)
43 第2流出管(第2流出部)
44 第2流入管(第2流入部)
50 往復搬送機構
51 低温流出管(低温流出部)
52 低温流入管(低温流入部)
53 高温流出管(高温流出部)
54 高温流入管(高温流入部)
Claims (15)
- 固体冷媒物質(22)と、該固体冷媒物質(22)が配置される内部流路(24,25)と、該固体冷媒物質(22)に熱量効果を誘発させる誘発部(23)とを有する固体冷却部(20)と、
少なくとも1つの第1熱交換器(11)と、
少なくとも1つの第2熱交換器(12)と、
前記第1熱交換器(11)と前記第2熱交換器(12)と前記内部流路(24,25)とが接続される熱媒体回路(C)と、
前記熱媒体回路(C)の熱媒体を往復的に搬送する往復搬送機構(30,50)とを備え、
前記固体冷却部(20)により加熱した前記熱媒体を前記第1熱交換器(11)で放熱させ且つ固体冷却部(20)により冷却した前記熱媒体を第2熱交換器(12)で吸熱させる加熱運転と、該第2熱交換器(12)の霜を融かす除霜運転とを行う固体冷凍装置であって、
前記加熱運転において熱を蓄える蓄熱部(13,16)をさらに備え、
前記除霜運転では、前記蓄熱部(13,16)に蓄えられた熱を利用して前記第2熱交換器(12)の霜を融かし、
前記除霜運転では、前記蓄熱部(13,16)の熱媒体が、前記第1熱交換器(11)および前記固体冷却部(20)を通過せず、前記第2熱交換器(12)を流れ、前記蓄熱部(13,16)に戻る
ことを特徴とする固体冷凍装置。 - 請求項1において、
前記蓄熱部は、前記加熱運転において前記固体冷却部(20)により加熱した前記熱媒体を貯留するタンク(13)を含み、
前記除霜運転において前記タンク(13)内の熱媒体を前記第2熱交換器(12)に搬送する搬送部(14)を備えていることを特徴とする固体冷凍装置。 - 請求項1又は2において、
前記蓄熱部は、蓄熱材料(16)を含むことを特徴とする固体冷凍装置。 - 請求項1において、
前記蓄熱部は、前記加熱運転において前記固体冷却部(20)により加熱した前記熱媒体の熱を蓄熱する蓄熱材料(16)を含み、
前記除霜運転において前記蓄熱材料(16)の熱を熱媒体により前記第2熱交換器(12)に搬送する搬送部(14)を備えていることを特徴とする固体冷凍装置。 - 請求項2~4のいずれか1つにおいて、
前記加熱運転において前記固体冷却部(20)により加熱した熱媒体が前記第1熱交換器(11)及び前記蓄熱部(13,16)を流れ、前記除霜運転において前記蓄熱部(13,16)内の熱媒体が前記第2熱交換器(12)を流れるように、前記熱媒体回路(C)の流路を切り換える切換機構(15)を備えていることを特徴とする固体冷凍装置。 - 請求項5において、
前記少なくとも1つの第2熱交換器(12)は、複数の第2熱交換器(12)で構成され、
前記除霜運転は、除霜対象となる第2熱交換器(12)、及び熱媒体を吸熱させる第2熱交換器(12)を変更する複数の除霜動作を含み、
前記各除霜動作では、
前記固体冷却部(20)により加熱した熱媒体を前記第1熱交換器(11)で放熱させ且つ該固体冷却部(20)により冷却した熱媒体を一部の前記第2熱交換器(12)で吸熱させる動作と、
除霜対象となる他の第2熱交換器(12)に前記蓄熱部(13,16)の熱媒体を供給する動作とが同時に実行される
ことを特徴とする固体冷凍装置。 - 請求項5又は6において、
前記蓄熱部(13,16)は、前記加熱運転中の前記熱媒体回路(C)において、前記第1熱交換器(11)の下流側に配置されることを特徴とする固体冷凍装置。 - 請求項5又は6において、
前記蓄熱部(13,16)は、前記加熱運転中の前記熱媒体回路(C)において、前記第1熱交換器(11)と並列に配置されることを特徴とする固体冷凍装置。 - 請求項8において、
前記切換機構(15)は、前記加熱運転において前記固体冷却部(20)により加熱した熱媒体が前記第1熱交換器(11)及び前記蓄熱部(13,16)を並行に流れ、前記除霜運転において前記蓄熱部(13,16)内の熱媒体が前記第1熱交換器(11)及び前記第2熱交換器(12)を流れるように、前記熱媒体回路(C)の流路を切り換えることを特徴とする固体冷凍装置。 - 請求項5~9のいずれか1つにおいて、
前記熱媒体回路(C)は、前記加熱運転の少なくとも開始時において、前記固体冷却部(20)により加熱した熱媒体が前記蓄熱部(13,16)を迂回するバイパス流路(66,71)を含んでいることを特徴とする固体冷凍装置。 - 請求項5~10のいずれか1つにおいて、
前記固体冷媒物質は、磁気作業物質(22)であり、
前記誘発部は、前記磁気作業物質(22)に磁場変動を付与する磁場変調部(23)であり、
前記固体冷却部は、1種類の磁気作業物質(22)からなる単層式の磁気冷凍部(20)であり、
前記磁気冷凍部(20)により冷却した前記熱媒体を前記第1熱交換器(11)で吸熱させ且つ磁気冷凍部(20)により加熱した前記熱媒体を第2熱交換器(12)で放熱させる冷却運転をさらに行うように構成され、
前記熱媒体回路(C)は、前記磁気冷凍部(20)の前記内部流路(24,25)とそれぞれ連通する、第1流出部(41)、第1流入部(42)、第2流出部(43)、及び第2流入部(44)を含み、
前記切換機構(15)は、
前記加熱運転において、前記磁気冷凍部(20)により加熱した熱媒体が前記第1流出部(41)、前記第1熱交換器(11)、前記蓄熱部(13,16)、及び前記第1流入部(42)を流れるとともに、前記磁気冷凍部(20)により冷却した熱媒体が前記第2流出部(43)、前記第2熱交換器(12)、及び前記第2流入部(44)を流れる流路を形成し、
前記冷却運転において、前記磁気冷凍部(20)により冷却した熱媒体が前記第1流出部(41)、前記第1熱交換器(11)、及び前記第1流入部(42)を流れるとともに、前記磁気冷凍部(20)により加熱した熱媒体が前記第2流出部(43)、前記第2熱交換器(12)、及び前記第2流入部(44)を流れる流路を形成し、
前記除霜運転において、前記蓄熱部(13,16)の熱媒体が前記第2熱交換器(12)を流れる流路を形成することを特徴とする固体冷凍装置。 - 請求項5~10のいずれか1つにおいて、
前記固体冷媒物質は、磁気作業物質(22)であり、
前記誘発部は、前記磁気作業物質(22)に磁場変動を付与する磁場変調部(23)であり、
前記固体冷却部は、複数種の磁気作業物質(22)からなるカスケード式の磁気冷凍部(20)であり、
前記磁気冷凍部(20)により冷却した前記熱媒体を前記第1熱交換器(11)で吸熱させ且つ磁気冷凍部(20)により加熱した前記熱媒体を第2熱交換器(12)で放熱させる冷却運転をさらに行うように構成され、
前記熱媒体回路(C)は、前記磁気冷凍部(20)の前記内部流路(24,25)とそれぞれ連通する、低温流出部(51)、及び低温流入部(52)、高温流出部(53)、及び高温流入部(54)を含み、
前記切換機構(15)は、
前記加熱運転において、前記磁気冷凍部(20)により加熱した熱媒体が前記高温流出部(53)、前記第1熱交換器(11)、前記蓄熱部(13,16)、及び前記高温流入部(54)を流れるとともに、前記磁気冷凍部(20)により冷却した熱媒体が前記低温流出部(51)、前記第2熱交換器(12)、及び前記低温流入部(52)を流れる流路を形成し、
前記冷却運転において、前記磁気冷凍部(20)により冷却した熱媒体が前記低温流出部(51)、前記第1熱交換器(11)、及び前記低温流入部(52)を流れるとともに、前記磁気冷凍部(20)により加熱した熱媒体が前記高温流出部(53)、前記第2熱交換器(12)、及び前記高温流入部(54)を流れる流路を形成し、
前記除霜運転において、前記蓄熱部(13,16)の熱媒体が前記第2熱交換器(12)を流れる流路を形成することを特徴とする固体冷凍装置。 - 固体冷媒物質(22)と、該固体冷媒物質(22)が配置される内部流路(24,25)と、該固体冷媒物質(22)に熱量効果を誘発させる誘発部(23)とを有する固体冷却部(20)と、
少なくとも1つの第1熱交換器(11)と、
少なくとも1つの第2熱交換器(12)と、
前記第1熱交換器(11)と前記第2熱交換器(12)と前記内部流路(24,25)とが接続される熱媒体回路(C)と、
前記熱媒体回路(C)の熱媒体を往復的に搬送する往復搬送機構(30,50)とを備え、
前記固体冷却部(20)により加熱した前記熱媒体を前記第1熱交換器(11)で放熱させ且つ固体冷却部(20)により冷却した前記熱媒体を第2熱交換器(12)で吸熱させる加熱運転と、該第2熱交換器(12)の霜を融かす除霜運転とを行う固体冷凍装置であって、
前記加熱運転において熱を蓄える蓄熱部(13,16)をさらに備え、
前記除霜運転では、前記蓄熱部(13,16)に蓄えられた熱を利用して前記第2熱交換器(12)の霜を融かし、
前記加熱運転において前記固体冷却部(20)により加熱した熱媒体が前記第1熱交換器(11)及び前記蓄熱部(13,16)を流れ、前記除霜運転において前記蓄熱部(13,16)内の熱媒体が前記第2熱交換器(12)を流れるように、前記熱媒体回路(C)の流路を切り換える切換機構(15)を備え、
前記少なくとも1つの第2熱交換器(12)は、複数の第2熱交換器(12)で構成され、
前記除霜運転は、除霜対象となる第2熱交換器(12)、及び熱媒体を吸熱させる第2熱交換器(12)を変更する複数の除霜動作を含み、
前記各除霜動作では、
前記固体冷却部(20)により加熱した熱媒体を前記第1熱交換器(11)で放熱させ且つ該固体冷却部(20)により冷却した熱媒体を一部の前記第2熱交換器(12)で吸熱させる動作と、
除霜対象となる他の第2熱交換器(12)に前記蓄熱部(13,16)の熱媒体を供給する動作とが同時に実行される
ことを特徴とする固体冷凍装置。 - 固体冷媒物質(22)と、該固体冷媒物質(22)が配置される内部流路(24,25)と、該固体冷媒物質(22)に熱量効果を誘発させる誘発部(23)とを有する固体冷却部(20)と、
少なくとも1つの第1熱交換器(11)と、
少なくとも1つの第2熱交換器(12)と、
前記第1熱交換器(11)と前記第2熱交換器(12)と前記内部流路(24,25)とが接続される熱媒体回路(C)と、
前記熱媒体回路(C)の熱媒体を往復的に搬送する往復搬送機構(30,50)とを備え、
前記固体冷却部(20)により加熱した前記熱媒体を前記第1熱交換器(11)で放熱させ且つ固体冷却部(20)により冷却した前記熱媒体を第2熱交換器(12)で吸熱させる加熱運転と、該第2熱交換器(12)の霜を融かす除霜運転とを行う固体冷凍装置であって、
前記加熱運転において熱を蓄える蓄熱部(13,16)をさらに備え、
前記除霜運転では、前記蓄熱部(13,16)に蓄えられた熱を利用して前記第2熱交換器(12)の霜を融かし、
前記加熱運転において前記固体冷却部(20)により加熱した熱媒体が前記第1熱交換器(11)及び前記蓄熱部(13,16)を流れ、前記除霜運転において前記蓄熱部(13,16)内の熱媒体が前記第2熱交換器(12)を流れるように、前記熱媒体回路(C)の流路を切り換える切換機構(15)を備え、
前記熱媒体回路(C)は、前記加熱運転の少なくとも開始時において、前記固体冷却部(20)により加熱した熱媒体が前記蓄熱部(13,16)を迂回するバイパス流路(66,71)を含んでいることを特徴とする固体冷凍装置。 - 請求項1~14のいずれか1つにおいて、
前記固体冷媒物質は、磁気作業物質(22)であり、
前記誘発部は、前記磁気作業物質(22)に磁場変動を付与する磁場変調部(23)であり、
前記固体冷却部は、磁気冷凍部(20)であることを特徴とする固体冷凍装置。
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