JP7326791B2 - Adsorption chiller - Google Patents
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Description
本発明は、吸着式冷凍機に関する。 The present invention relates to an adsorption chiller.
吸着式冷凍機において、ボイラによって加熱された熱媒体が流れる配管と冷却水が流れる配管との間で熱交換させて、冷却水を昇温する冷却水凍結防止技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。冷却水が凍結するほどの低温にはならない場合においても、冷却水の温度が低下すると吸着材に含まれる塩が潮解する場合がある。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 特開平11-257788
In an adsorption chiller, a cooling water freeze prevention technology is known in which heat is exchanged between a pipe through which a heat medium heated by a boiler flows and a pipe through which cooling water flows to raise the temperature of the cooling water (for example, See Patent Document 1). Even when the temperature of the cooling water does not freeze, the salt contained in the adsorbent may deliquesce when the temperature of the cooling water drops.
[Prior art documents]
[Patent Literature]
[Patent document 1] JP-A-11-257788
吸着式冷凍機においては、冷却水の過度の温度低下を抑制することによって吸着材の潮解を防止することが望ましい。 In an adsorption chiller, it is desirable to prevent deliquescence of the adsorbent by suppressing an excessive temperature drop of the cooling water.
本発明の第1の態様においては、吸着式冷凍機が提供される。吸着式冷凍機は、蒸発部、一対の吸着器、および凝縮部を備えてよい。蒸発部は、冷媒を蒸発させてよい。一対の吸着器は、温度に応じて冷媒の吸着および脱着が可能な吸着材がそれぞれ内部に設けられてよい。凝縮部は、冷媒を冷却して凝縮させてよい。吸着式冷凍機は、温水流路および冷却水流路を備えてよい。温水流路は、一対の吸着器の一方に流通する温水が通る流路であってよい。冷却水流路は、一対の吸着器の他方に流通する冷却水が通る流路であってよい。吸着式冷凍機は、熱交換器を備えてよい。熱交換器は、冷却水の温度が予め定められた温度範囲となるように温水流路と冷却水流路との間で熱交換してよい。 SUMMARY OF THE INVENTION In a first aspect of the present invention, an adsorption chiller is provided. Adsorption chillers may comprise an evaporator section, a pair of adsorbers, and a condenser section. The evaporator may evaporate the refrigerant. Each of the pair of adsorbers may be provided therein with an adsorbent capable of adsorbing and desorbing the refrigerant depending on the temperature. The condensation section may cool and condense the refrigerant. The adsorption chiller may comprise a hot water channel and a cooling water channel. The warm water channel may be a channel through which warm water flows through one of the pair of adsorbers. The cooling water channel may be a channel through which cooling water flows through the other of the pair of adsorbers. The adsorption chiller may comprise a heat exchanger. The heat exchanger may exchange heat between the hot water flow path and the cooling water flow path so that the temperature of the cooling water falls within a predetermined temperature range.
温水流路および冷却水流路の少なくとも一方は、熱交換器を通る第1流路と熱交換器を迂回する第2流路とに分岐してよい。吸着式冷凍機は、制御部を備えてよい。制御部は、第1流路を流れる温水または冷却水の流量を制御してよい。 At least one of the hot water flow path and the cooling water flow path may branch into a first flow path through the heat exchanger and a second flow path bypassing the heat exchanger. The adsorption chiller may comprise a controller. The controller may control the flow rate of hot water or cooling water flowing through the first flow path.
温水流路は、一対の吸着器の一方を通過した後において熱交換器を通ってよい。 The hot water flow path may pass through the heat exchanger after passing through one of the pair of adsorbers.
制御部は、冷却水の水温に応じて、温水が第1流路と第2流路のいずれかを流れるように温水が流れる流路を切り替えてよい。 The controller may switch the flow path through which the hot water flows so that the hot water flows through either the first flow path or the second flow path according to the temperature of the cooling water.
制御部は、冷却水の水温が予め定められた温度より低い場合に、温水が第1流路を流れるように温水が流れる流路を切り替えてよい。 When the temperature of the cooling water is lower than a predetermined temperature, the controller may switch the flow path through which the hot water flows so that the hot water flows through the first flow path.
冷却水流路は、凝縮部を通過した後において吸着器を通過する前に熱交換器を通ってよい。 The cooling water flow path may pass through a heat exchanger after passing through the condenser and before passing through the adsorber.
吸着式冷凍機は、一対の吸着器において、一方の吸着器を冷媒が吸着する吸着部として機能させ、他方の吸着器を冷媒が脱着する脱着部として機能させる第1運転モードと、一方の吸着器を冷媒が脱着する脱着部として機能させ、他方の吸着器を冷媒が吸着する吸着部として機能させる第2運転モードとが交互に切り換えられるように運転されてよい。蒸発部によって蒸発させた冷媒を吸着部に設けられた吸着材が吸着してよい。脱着部に設けられた吸着材から冷媒が脱着してよい。脱着した冷媒を凝縮部が凝縮させてよい。凝縮部によって凝縮された冷媒を蒸発部が蒸発させてよい。 The adsorption chiller has a first operation mode in which one of the pair of adsorbers functions as an adsorption section for adsorbing refrigerant and the other adsorber functions as a desorption section for desorbing refrigerant. The second operation mode may be alternately switched between one device functioning as a desorbing section for desorbing the refrigerant and the other adsorbing device functioning as an adsorbing section for adsorbing the refrigerant. The adsorbent provided in the adsorption section may adsorb the refrigerant evaporated by the evaporation section. The refrigerant may be desorbed from the adsorbent provided in the desorption section. The condensing part may condense the desorbed refrigerant. The evaporator may evaporate the refrigerant condensed by the condenser.
制御部は、第1運転モードと第2運転モードとの切り替えタイミングに応じて、第1流路を流れる温水の流量を制御してよい。 The controller may control the flow rate of hot water flowing through the first flow path according to the switching timing between the first operation mode and the second operation mode.
吸着式冷凍機は、一方の吸着器が他方の吸着器より劣化している場合には、第1運転モードのときの温度範囲を第2運転モードのときの温度範囲より低くする温度設定部を備えてよい。 The adsorption chiller has a temperature setting unit that sets the temperature range in the first operation mode lower than the temperature range in the second operation mode when one adsorber is more deteriorated than the other adsorber. Be prepared.
制御部は、一方の吸着器が他方の吸着器より劣化している場合には、第1運転モードのときに第1流路を流れる温水の流量を、第2運転モードのときに第1流路を流れる温水の流量より少なくしてよい。 When one adsorber is more deteriorated than the other adsorber, the controller adjusts the flow rate of hot water flowing through the first flow path in the first operation mode to the first flow rate in the second operation mode. It may be less than the flow rate of hot water flowing through the channel.
吸着式冷凍機は、一対の吸着器の劣化に応じて、冷却水の温度が低くなるように予め定められた温度範囲を設定する温度設定部を備えてよい。 The adsorption chiller may include a temperature setting unit that sets a predetermined temperature range so that the temperature of the cooling water is lowered according to deterioration of the pair of adsorbers.
吸着式冷凍機は、一対の吸着器において、一方の吸着器を冷媒が吸着する吸着部として機能させ、他方の吸着器を冷媒が脱着する脱着部として機能させる第1運転モードと、一方の吸着器を冷媒が脱着する脱着部として機能させ、他方の吸着器を冷媒が吸着する吸着部として機能させる第2運転モードとが交互に切り換えられるように運転されてよい。蒸発部によって蒸発させた冷媒を吸着部に設けられた吸着材が吸着してよい。脱着部に設けられた吸着材から冷媒が脱着してよい。脱着した冷媒を凝縮部が凝縮させてよい。凝縮部によって凝縮された冷媒を蒸発部が蒸発させてよい。吸着式冷凍機は、一方の吸着器の劣化度と他方の吸着器の劣化度とに基づいて、第1運転モードの時間と第2運転モードの時間とを調整してよい。 The adsorption chiller has a first operation mode in which one of the pair of adsorbers functions as an adsorption section for adsorbing refrigerant and the other adsorber functions as a desorption section for desorbing refrigerant. The second operation mode may be alternately switched between one device functioning as a desorbing section for desorbing the refrigerant and the other adsorbing device functioning as an adsorbing section for adsorbing the refrigerant. The adsorbent provided in the adsorption section may adsorb the refrigerant evaporated by the evaporation section. The refrigerant may be desorbed from the adsorbent provided in the desorption section. The condensing part may condense the desorbed refrigerant. The evaporator may evaporate the refrigerant condensed by the condenser. The adsorption chiller may adjust the time in the first operation mode and the time in the second operation mode based on the degree of deterioration of one adsorber and the degree of deterioration of the other adsorber.
吸着式冷凍機は、蓄熱部を有してよい。蓄熱部は、一対の吸着器の一方に流通する温水の熱を一時的に蓄えてよい。熱交換器は、蓄熱部において、温水流路と冷却水流路との間で熱交換してよい。 The adsorption chiller may have a heat storage unit. The heat storage unit may temporarily store the heat of hot water flowing through one of the pair of adsorbers. The heat exchanger may exchange heat between the hot water flow path and the cooling water flow path in the heat storage section.
温水流路は、熱源から温水を取得してよい。蓄熱部は、熱源に接触してよい。 The hot water flow path may obtain hot water from a heat source. The heat storage unit may contact the heat source.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not list all the necessary features of the invention. Subcombinations of these feature groups can also be inventions.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.
図1は、本発明の第1実施形態による吸着式冷凍機の第1運転モードにおいて温水流路と冷却水流路との間で熱交換する場合の流路の一例を示す図である。図2は、図1に示される吸着式冷凍機の第2運転モードにおいて温水流路と冷却水流路との間で熱交換する場合の流路の一例を示す図である。吸着式冷凍機1は、例えば、排温水を利用して冷水または冷液を作る。排熱水は、データセンタ等の計算機排熱および工場での排温水などの熱源を利用して生成されてよい。吸着式冷凍機1は、冷媒を低温低圧の蒸発部で蒸発させる。蒸発部において気化熱によって冷却された冷水または冷液が生成される。冷媒は、水であってよい。
FIG. 1 is a diagram showing an example of flow paths when heat is exchanged between a hot water flow path and a cooling water flow path in a first operation mode of an adsorption chiller according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of flow paths when heat is exchanged between the hot water flow path and the cooling water flow path in the second operation mode of the adsorption chiller shown in FIG. The
吸着式冷凍機は、図1に示されるように、一対の吸着器10、11、蒸発部20、および凝縮部30を備える。一対の吸着器10、11は、2槽一組の吸着器10、11の吸着器であってよい。一対の吸着器10、11は、一方が吸着部として機能し、他方が脱着部として機能する。図1に示される第1運転モードでは、第1の吸着器10が吸着部として機能し、第2の吸着器11が脱着部として機能する。一方、図2に示される第2運転モードでは、第1の吸着器10が脱着部として機能し、第2の吸着器11が吸着部として機能する。吸着式冷凍機1においては、第1運転モードと第2運転モードとが交互に切り換えられるように運転される。
The adsorption chiller comprises a pair of
各吸着器10、11には、温度に応じて冷媒の吸着および脱着が可能な吸着材12、13がそれぞれ内部に設けられている。吸着材12、13は、塩を含んでよい。吸着材12、13は、多孔質体と、多孔質体に内包された複合塩とを含む水分吸着材であってよく、複合塩の水への溶解熱が負であってよい。複合塩が、NaCl、NaBr・2H2O、KBr、KCl、CaCl2・6H2O、KIから選択される塩を含んでよい。多孔質体が、SiO2、TiO2、ZrO2、Al2O3、MgOから選択される1以上を含む金属酸化物ナノ粒子凝縮物であってよい。但し、吸着材12、13は、これらの場合に限定されない。
Adsorbents 12 and 13 capable of adsorbing and desorbing a refrigerant according to the temperature are provided inside each of the
吸着式冷凍機1は、蒸発部20および凝縮部30を備える。蒸発部20は、冷媒を蒸発させる。各吸着器10、11と蒸発部20とは、それぞれバルブを介して連通している。また、各吸着器10、11と凝縮部30との間も、それぞれバルブを介して連通している。図1においてバルブは図示していない。
The
一対の吸着器10、11の一方には温水が流通し、一対の吸着器10、11の他方には冷却水が流通する。温水の温度は、一例において、50℃以上100℃以下であってよい。本例では、吸着式冷凍機1は、第1の吸着器10を通る流通経路4と、第2の吸着器11を通る流通経路5とを備える。流通経路4および流通経路5の各流入口は、第1四方弁14の2つの出力口に接続されてよい。第1四方弁14の2つの入力口には、温水が通る温水経路2aと、冷却水が通る冷却水経路3aとが接続されてよい。一方、流通経路4および流通経路5の各流出口は、第2四方弁15の2つの流入口に接続されてよい。第2四方弁15の2つの出力口には、温水が通る温水経路2bと、冷却水が通る冷却水経路3bとが接続されてよい。
Hot water flows through one of the pair of
吸着式冷凍機1は、第1四方弁14および第2四方弁15によって、温水および冷却水が流れる経路を切り替える。第1運転モードにおいては、冷却水が流れる冷却水経路として流通経路4が選択され、温水が流れる温水経路として流通経路5が選択される。一方、第2運転モードにおいては、冷却水が流れる冷却水経路として流通経路5が選択され、温水が流れる温水経路として流通経路4が選択される。第1運転モードと第2運転モードとは、例えば3分以上20分以下の時間ごとに交互に切り換えられる。
The
一対の吸着器10、11は、一方が吸着部として機能し、他方が脱着部として機能する。まず、図1に示される第1運転モードにおいては、第1の吸着器10が吸着部として機能し、第2の吸着器11が脱着部として機能する。第1の吸着器10に冷却水が流通することによって吸着材12が冷媒を吸着する。第1の吸着器10において吸着材12が冷媒を吸着することに伴って、蒸発部20内における圧力が減少し、蒸発部20内での冷媒が蒸発しやすくなる。気化熱の発生によって、冷水21が冷却されて出力される。
One of the pair of
第1の吸着器10における吸着材12によって冷媒の吸着できる量にも限界がある。したがって、運転モードが第1運転モードから第2運転モードに切り替わる。図2に示される第2運転モードにおいては、第1の吸着器10が脱着部として機能し、第2の吸着器11が吸着部として機能する。第1の吸着器10に温水が流通することによって、吸着材12から冷媒が脱着する。これによって吸着材12が再び冷媒を吸着することができる状態に再生される。脱着された冷媒蒸気は、凝縮部30に移動する。凝縮部30は、冷媒蒸気を液体の冷媒へと凝縮する。液体の冷媒は、配管等を介して蒸発部20に移動する。
There is also a limit to the amount of refrigerant that can be adsorbed by the adsorbent 12 in the
図1および図2において、太い矢印は冷却水の流れを示し、細い矢印は温水の流れを示す。吸着式冷凍機1は、一対の吸着器10、11の一方に温水を供給するための供給機構を備える。本例において、吸着式冷凍機1は、温水の供給機構として、温水が通る温水経路2a、温水用ポンプ8、および温水経路2bを備える。吸着式冷凍機1は、一対の吸着器10、11の他方に冷却水を供給するための供給機構を備える。本例において、吸着式冷凍機1は、冷却水の供給機構として、冷却水用ポンプ9、冷却水経路3a、および冷却水経路3bを備える。
1 and 2, thick arrows indicate the flow of cooling water, and thin arrows indicate the flow of hot water. The
冷却水は、冷却水生成部16で生成される。冷却水生成部16は、冷却塔(クーリングタワー)であってよい。第1の吸着器10を吸着部(吸着槽)として機能させ、かつ第2の吸着器11を脱着部(脱着槽)として機能させる第1運転モードにおいて、冷却水生成部16から出た冷却水は、図1に示されるとおり、冷却水用ポンプ9、冷却水経路3a、熱交換器40、第1四方弁14、流通経路4、第1の吸着器10、第2四方弁15、凝縮部30、および冷却水経路3bを流通し、冷却水生成部16に戻る。これら冷却水用ポンプ9、冷却水経路3a、熱交換器40、第1四方弁14、流通経路4、第1の吸着器10、第2四方弁15、凝縮部30、および冷却水経路3bは、冷却水が通る冷却水流路を形成する。
The cooling water is generated by the cooling
冷却水用ポンプ9は、冷却水を冷却水流路に沿って移動させる。冷却水用ポンプ9の設置位置は、図1の場合に限られない。冷却水流路は、図1に示される場合に限られない。冷却水は、一対の吸着器10、11のうち吸着器10を流れる。冷却水は、吸着材による冷媒の吸着時に吸着材を冷却して冷媒の吸着を促進させる。
The cooling
温水は、データセンタ等の計算機排熱および工場での排温水などの熱源を利用して生成されてよい。本例では、温水は、温水主管17を流れている。第1運転モードにおいて、温水主管17から取得された温水は、図1に示されるとおり、温水経路2a、温水用ポンプ8、第1四方弁14、流通経路5、第2の吸着器11、第2四方弁15、および温水経路2bを流通する。温水経路2bの出口側は、第1流路6と第2流路7に分岐する。
Hot water may be generated using heat sources such as waste heat from computers in data centers and hot water in factories. In this example, hot water flows through the hot water
第1流路6は、熱交換器40を通る流路であり、いわばバイパス流路である。第2流路7は、熱交換器40を迂回する経路である。第1流路6または第2流路7を通過した温水は、温水主管17に合流してよい。第1流路6には第1弁51が設けられている。第2流路7には、第2弁52が設けられている。第1弁51は、第1流路6における温水または冷却水の流量を調整する第1流量制御部の一例である。第2弁52は、第2流路7における温水または冷却水の流量を調整する第2流量制御部の一例である。
The
図1に示される例では、第1弁51が開であり、第2弁52が閉である。したがって、温水は、第1流路6を流れる。この結果、熱交換器40は、温水経路と冷却水経路との間で熱交換する。熱交換によって、冷却水が昇温される。本例では、熱交換器40を通過した場所における冷却水の温度を測定する温度センサ18が設けられている。また、熱交換器40を通過した後の温水流路に第3弁53が設けられてよい。第1弁51が開のときに第3弁53が開となり、第1弁51が閉のときに第3弁53が閉となってよい。但し、第3弁53は省略してもよい。
In the example shown in FIG. 1, the
温水経路2a、温水用ポンプ8、第1四方弁14、流通経路5、第2の吸着器11、第2四方弁15、温水経路2b、第1流路6、および第2流路7は、温水が通る温水流路を形成する。但し、温水流路は、図1に示される場合に限られない。温水は、吸着材の脱着(再生)時に吸着材を加熱して吸着した冷媒を脱着させる。
The
温水流路は、一対の吸着器10,11の一方である脱着部を通過した後の第1流路6の部分において、熱交換器40を通る。したがって、熱交換によって温度が低下する前の状態で温水が脱着部(図1では、吸着器11)内を流通することができ、吸着材からの冷媒の脱着能力の低下が防止される。
The hot water flow path passes through a
図2に示されるとおり、第1の吸着器10を脱着部(脱着槽)として機能させ、かつ第2の吸着器11を吸着部(吸着槽)として機能させる第2運転モードにおいて、冷却水生成部16から出た冷却水は、冷却水用ポンプ9、冷却水経路3a、熱交換器40、第1四方弁14、流通経路5、第2の吸着器11、第2四方弁15、凝縮部30、および冷却水経路3bを流通し、冷却水生成部16に戻る。これら冷却水用ポンプ9、冷却水経路3a、熱交換器40、第1四方弁14、流通経路5、第2の吸着器10、第2四方弁15、凝縮部30、および冷却水経路3bは、冷却水が通る冷却水流路を形成する。
As shown in FIG. 2, cooling water is generated in a second operation mode in which the
第2運転モードにおいて、温水主管17から取得された温水は、図2に示されるとおり、温水経路2a、温水用ポンプ8、第1四方弁14、流通経路4、第1の吸着器10、第2四方弁15、および温水経路2bを流通する。温水経路2bの出口側は、第1流路6と第2流路7に分岐する。
In the second operation mode, the hot water obtained from the hot water
これら温水経路2a、温水用ポンプ8、第1四方弁14、流通経路5、第2の吸着器11、第2四方弁15、温水経路2b、第1流路6、および第2流路7は、温水が通る温水流路を形成する。
The
二つの吸着器10、11は、互い違いに吸着工程と脱着工程とを実行する。吸着工程により蒸発部20内の水蒸気が蒸発し、その時の気化熱により蒸発器内を流れる媒体を冷却し出力する。
The two
本実施形態の吸着式冷凍機1は、制御部50を備える。制御部50は、コンピュータであってよい。制御部50は、第1流路6を流れる温水の流量を制御する。制御部50は、冷却水の水温に応じて、温水が第1流路6と第2流路7のいずれかを流れるように温水が流れる経路を切り替えてよい。吸着式冷凍機1は、冷却水の温度情報を取得する温度センサ18を備えてよい。温度センサ18は、熱交換器40からの出口に設けられてよい。但し、温度センサ18の取付位置は、この場合に限られない。また、吸着式冷凍機1は、蒸発部20において冷媒の蒸発に伴う気化熱によって冷却された冷水21の温度情報を測定する温度センサ19を備えてよい。
The
制御部50は、冷却水の温度情報および蒸発部20における冷水21の温度情報を受信する。また、制御部50は、温水用ポンプ8および冷却水用ポンプ9の少なくとも一つを制御してよい。一例において、制御部50は、冷却水用ポンプ9を制御する。また、制御部50は、第1弁51および第2弁52と通信可能に接続されてよく、第1弁51および第2弁52の各開閉を制御してよい。この場合、制御部50は、冷却水の水温に応じて、温水が第1経路と第2経路のいずれかを流れるように温水が流れる経路を切り替える。制御部50は、冷却水の水温が予め定められた温度より低い場合に、温水が第1流路6を流れるように温水が流れる流路を切り替えてよい。
The
また、制御部50は、冷却水の温度に応じて、第1弁51および第2弁52の開度等を調整することによって、第1流路6を流れる温水の流量と第2流路7を流れる温水の流量、あるいは各流量の流量比を調整してもよい。この場合、第1弁51および第2弁52として、流量調整機能付きのバルブを用いることができる。第1弁51および第2弁52は、電磁比例流量制御バルブであってよく、あるいは、マスフローコントローラであってもよい。制御部50は、冷却水の水温が予め定められた目標温度より低い場合、目標温度からの差が大きくなるほど、温水が第1流路6を流れる割合が高くなるように制御してよい。
Further, the
図3は、図1に示される吸着式冷凍機の第1運転モードにおいて温水流路と冷却水流路との間で熱交換しない場合の流路の一例を示す図である。図4は、図1に示される吸着式冷凍機の第2運転モードにおいて温水流路と冷却水流路との間で熱交換しない場合の流路の一例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of flow paths when heat is not exchanged between the hot water flow path and the cooling water flow path in the first operation mode of the adsorption chiller shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of flow paths when heat is not exchanged between the hot water flow path and the cooling water flow path in the second operation mode of the adsorption chiller shown in FIG.
図3および図4に示されるとおり、一例において、制御部50は、冷却水の水温に応じて、温水が第1流路6と第2流路7のいずれかを流れるように温水が流れる経路を切り替える。制御部50は、冷却水の水温が予め定められた温度範囲に含まれる場合には、冷却水を昇温させる必要がない。したがって、制御部50は、冷却水の水温が予め定められた温度範囲に含まれる場合には、温水が第2流路7を流れるように温水が流れる流路を切り替えてよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, in one example, the
図1から図4に示される例では、冷却水流路が熱交換器40を通っており、温水流路が熱交換器40を通る第1流路6と熱交換器40を迂回する第2流路7とに分岐している場合が示された。しかしながら、温水流路が熱交換器40を通っており、冷水流路が第1流路と第2流路とに分岐していてもよい。この場合、制御部50は、第1経路を流れる冷却水の流量を制御する。一例において、制御部50は、冷却水が第1経路と第2経路のいずれかを流れるように冷却水が流れる経路を切り替える。具体的には、制御部50は、冷却水の水温が予め定められた温度より低い場合に、冷却水が第1経路を流れるように冷却水が流れる経路を切り替える。
In the example shown in FIGS. 1 to 4 , the cooling water flow path is through the
図5は、吸着材の吸着等温線の一例である。図5において、横軸は相対圧を示す。縦軸は、吸着量を示す。横軸の相対圧は、平衡圧/飽和蒸気圧で表される。図5のA点が脱着反応の平衡点に対応し、B点が吸着反応の平衡点に対応すると考えると、A点とB点との間の領域が、作動圧力範囲となる。そして、A点に対応する吸着量とB点に対応する吸着量との差が水分移動量(冷媒移動量)となる。 FIG. 5 is an example of the adsorption isotherm of the adsorbent. In FIG. 5, the horizontal axis indicates relative pressure. The vertical axis indicates the adsorption amount. The relative pressure on the horizontal axis is represented by equilibrium pressure/saturated vapor pressure. Considering that point A in FIG. 5 corresponds to the equilibrium point of the desorption reaction and point B corresponds to the equilibrium point of the adsorption reaction, the region between points A and B is the working pressure range. Then, the difference between the amount of adsorption corresponding to point A and the amount of adsorption corresponding to point B is the amount of water movement (amount of refrigerant movement).
水分移動量は、吸着および脱着の1周期での水分移動量を意味する。水分移動量が多くなるほど、吸着式冷凍機の冷却性能が高くなる。本例の多孔質体と、多孔質体に内包された複合塩とを含む吸収材によれば、図3に示されるとおり、作動圧力範囲において急激に吸収量が増加するため、水分移動量を大きくすることができる。 The amount of water transfer means the amount of water transfer in one cycle of adsorption and desorption. As the amount of moisture transferred increases, the cooling performance of the adsorption chiller increases. According to the absorbent material containing the porous body of this example and the composite salt contained in the porous body, as shown in FIG. You can make it bigger.
作動圧力範囲の下限であるA点の位置は、脱着工程における吸着材12、13の温度、つまり、吸着材12、13が設置されている吸着器10、11を流通する温水の温度によって決定される。作動圧力範囲の上限であるB点の位置は、吸着工程における吸着材12、13の温度、つまり、吸着材12、13が設置されている吸着器10、11を流通する冷却水の温度によって決定される。この冷却水温度が低下すると、作動圧力範囲の上限はBからB´へと変化する。ここで相対圧が大きくなりすぎると、吸着材12、13中の塩が潮解して水溶液になってしまうという問題がある。冬期など周囲温度によっては、冷却水の温度が低くなりすぎてしまい、塩の潮解による問題が生じ得る。一方、冷却水温度が高くなると、吸着量が低下する。
The position of point A, which is the lower limit of the operating pressure range, is determined by the temperature of the
本実施形態の吸着式冷凍機1によれば、冷却水の温度が予め定められた温度範囲となるように温水流路と冷却水流路との間で熱交換する熱交換器40を備えるので、冷却水の温度が低くなりすぎることを防止し、吸着材12、13中の塩が潮解して水溶液になってしまうことを防止することができる。したがって、安定した冷却出力を実現することができる。
According to the
特に、温水流路および冷却水流路の少なくとも一方は、熱交換器40を通る第1流路6と熱交換器40を迂回する第2流路7とに分岐しているので、制御部50は、熱交換器40を通過する温水または冷却水の流量を制御しやすくなり、冷却水の温度を高精度に制御することができる。制御部50が、冷却水の水温に応じて、温水が第1流路6と第2流路7のいずれかを流れるように温水が流れる流路を切り替えることにより、熱交換しない状態から熱交換する状態へ切り替えを素早く実行することができる。
In particular, since at least one of the hot water flow path and the cooling water flow path branches into the
図6は、吸着式冷凍機1の処理の一例を示すフローチャートである。制御部50は、冷却水の温度を測定する温度センサ18から、冷却水の温度情報を取得する。制御部50は、冷却水の温度が目標温度より低いが否かを判断する(ステップS101)。目標温度は、予め定められた温度であってよい。冷却水の目標温度は、一例において、7℃以上40℃の範囲の中から、吸着材12、13の特性に合わせて選択されてよい。一例において、冷却水の目標温度は、10℃以上20℃以下のいずれかの温度であってよい。
FIG. 6 is a flow chart showing an example of processing of the
冷却水の温度が目標温度より低い場合には(ステップS101:YES)、制御部50は、温水が、熱交換器40を通る第1流路6を流れるように、温水が流れる経路を切り替える(ステップS102)。制御部50は、第1流路6に設けられた第1弁51と第3弁53を開とし、第2流路7に設けられた第2弁52を閉とする。一方、冷却水の温度が目標温度以上である場合には(ステップS101:NO)、温水が、熱交換器40を迂回する第2流路7を流れるように、温水が流れる経路を切り替える(ステップS103)。これによって、冷却水の温度が目標温度以上である場合には、温水流路と冷却水流路との熱交換がされないので、冷却水の温度が維持される。したがって、冷却水の温度が高くなることに起因して吸着段階における冷媒の吸着量が低下することが防止される。これによって冷却性能が低下することが未然に防止される。
When the temperature of the cooling water is lower than the target temperature (step S101: YES), the
図7は、吸着式冷凍機1の処理の他例を示すフローチャートである。制御部50は、冷却水の温度を測定する温度センサ18から、冷却水の温度情報を取得する。制御部50は、冷却水の温度が目標温度より低いが否かを判断する(ステップS201)。冷却水の温度が目標温度より低い場合には(ステップS201:YES)、制御部50は、冷却水の温度が低くなるほど、温水が第1流路6を流れる割合が高くなるように第1流路6の流量と第2流路7の流路の流量を算出する(ステップS202)。
FIG. 7 is a flow chart showing another example of processing of the
第1流路6および第2流路7における温水の流量(流量比率)と冷却水の温度との関係を示すルックアップテーブル等が制御部50内のメモリに予め格納されていてもよい。制御部50は、ルックアップテーブルを参照して、冷却水の温度に応じた流量(流量比率)を算出してよい。
A lookup table or the like indicating the relationship between the flow rate (flow rate ratio) of hot water and the temperature of cooling water in the
制御部50は、算出された各流量(流量比率)になるように、第1流路の流量と第2流路の流量を調整する(ステップS203)。具体的には、制御部50は、第1流路6に設けられた第1弁51と第3弁53の開度を調整するとともに、第2流路7に設けられた第2弁52の開度を調整してよい。
The
一方、冷却水の温度が目標温度以上である場合には(ステップS201:NO)、温水が、熱交換器40を迂回する第2流路7を流れるように、温水が流れる流路を切り替える(ステップS204)。
On the other hand, when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the target temperature (step S201: NO), the hot water flow path is switched so that the hot water flows through the
図7に示される処理によれば、冷却水の温度に応じて、第1流路の流量と第2流路の流量を段階的に制御することができる。したがって、冷却水の温度を高精度に制御することが可能となる。 According to the processing shown in FIG. 7, the flow rate of the first flow path and the flow rate of the second flow path can be controlled stepwise according to the temperature of the cooling water. Therefore, it is possible to control the temperature of the cooling water with high accuracy.
図8は、吸着式冷凍機1の処理の他例を示すフローチャートである。制御部50は、第1運転モードと第2運転モードとの切り替えタイミングに応じて、第1流路を流れる温水の流量を制御してよい。制御部50は、一対の吸着器10、11の運転モードの切り替えタイミングかを判断する(ステップS301)。制御部50は、一対の吸着器10、11の運転モードの切り替えタイミングを待って(ステップS301:YES)、ステップS302からステップS304の処理を実行する。ステップS302からステップS304の処理は、図6のステップS101からステップS103と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。
FIG. 8 is a flow chart showing another example of processing of the
運転モードの切り替えタイミングにおいては、いままで温水が流通していた一方の吸着器に冷却水が流通することになり、いままで冷却水が流通していた他方の吸着器に温水が流通することになる。したがって、運転モードの切り替えタイミングにおいて、冷却水の温度が変化する場合がある。図8の処理によれば、運転モードの切り替えタイミングに合わせて、第1流路を流れる温水の流量を制御するので、運転モードの切り替えに起因する冷却水の温度の変化に対応しやすい。 At the timing of switching the operation mode, cooling water will flow through one of the adsorbers through which hot water has been circulating, and warm water will circulate through the other adsorber through which cooling water has been circulating. Become. Therefore, the temperature of the cooling water may change at the switching timing of the operation mode. According to the process of FIG. 8, the flow rate of the hot water flowing through the first flow path is controlled in accordance with the switching timing of the operation mode, so it is easy to cope with the change in the temperature of the cooling water due to the switching of the operation mode.
図9は、本発明の第2実施形態による吸着式冷凍機の一例を示す図である。本実施形態の吸着式冷凍機1は、温度設定部60を備える。温度設定部60は、コンピュータの一機能として設けられてよい。温度設定部60は、一対の吸着器10、11の劣化に応じて、冷却水の温度が低くなるように、予め定められた温度範囲を設定する。温度設定部60は、蒸発部20内の気化熱の発生によって冷やされた冷水21の温度および流量に基づいて、一対の吸着器10、11の劣化具合を判断してよい。温度設定部60は、蒸発部20内の気化熱の発生によって冷やされた冷水21の温度および流量に基づいて、冷却水の目標温度を設定してよい。冷水21の温度情報を取得すために、温度センサ19が設けられてよい。冷水21の流量の情報を取得するための流量計41が設けられていてよい。その他の構成については、図1から図4に示される第1実施形態の吸着式冷凍機1の構成と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。
FIG. 9 is a diagram showing an example of an adsorption chiller according to a second embodiment of the present invention. The
図10は、図9に示される吸着式冷凍機1の処理の一例を示す図である。温度設定部60は、蒸発部20によって冷却された冷水21の温度および流量を取得する(ステップS401)。第1運転モードのときには、第1の吸着器10が吸着部として機能している。第1運転モードのときに、蒸発部20によって冷却された冷水21の温度および流量によって、温度設定部60は、第1の吸着器10の吸着材12の劣化具合を判断する(ステップS402)。具体的には、第1の吸着器10の吸着材12の劣化が進むにつれて、冷水21を冷却することが難しくなるので、冷水21の温度が高くなる。また、冷水21の流量が多くなるほど、冷水21を冷却しづらい。一例において、実際の冷水21の温度が目標温度に比べて高い場合に、測定された温度と目標温度との差分を流量で除した値が、予め定められた閾値より高い場合に、第1の吸着器10の吸着材12が劣化したと判断してよい。
FIG. 10 is a diagram showing an example of processing of the
温度設定部60は、第1の吸着器10の吸着材12が劣化していると判断した場合には(ステップS402:YES)、第1運転モード時の冷却水の水温の目標温度範囲を低く設定する(ステップS403)。冷却水の水温を低くすることによって、吸着材12による冷媒の吸着量を増加させることができる。温度設定部60は、第1の吸着器10の吸着材12が劣化していないと判断した場合には(ステップS402:NO)、第1運転モード時の冷却水の水温の目標温度範囲を低く設定せずに、目標温度範囲を維持する。
When the
温度設定部60は、第2の吸着器11の吸着材13が劣化していると判断した場合には(ステップS404:YES)、第2運転モード時の冷却水の水温の目標温度範囲を低く設定する(ステップS405)。冷却水の水温を低くすることによって、吸着材13による冷媒の吸着量を増加させることができる。温度設定部60は、第2の吸着器11の吸着材13が劣化していないと判断した場合には(ステップS404:NO)、第2運転モード時の冷却水の水温の目標温度範囲を低く設定せずに、目標温度範囲を維持する。
When the
ステップS402からステップS405の処理によれば、温度設定部60は、一対の吸着器10、11の劣化に応じて、冷却水の温度が低くなるように予め定められた温度範囲を設定する。また、一方の吸着器10が他方の吸着器11との間で劣化度に差がある場合であっても、温度設定部60は、一方の吸着器10が他方の吸着器11より劣化している場合には、第1運転モードのときの目標温度範囲を、第2運転モードのときの目標温度範囲より低くする。これによって劣化度の違いを補正して、安定した冷却出力を実現することができる。
According to the processing from step S402 to step S405, the
図11は、図9に示される吸着式冷凍機1の処理の他例を示す図である。ステップS501、ステップS502、およびステップS504は、図10のステップS401、ステップS402、およびステップS403と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。制御部50は、第1の吸着器10の吸着材12が劣化していると判断した場合には(ステップS502:YES)、第1運転モード時に、第1流路6を温水が通る割合を少なくする(ステップS503)。換言すれば、制御部50は、第1の吸着器10の吸着材12が劣化していると判断した場合には、第1運転モード時に、第2流路7を温水が通る割合を多くする。
FIG. 11 is a diagram showing another example of processing of the
制御部50は、第2の吸着器11の吸着材13が劣化していると判断した場合には(ステップS504:YES)、第2運転モード時に、第1流路6を温水が通る割合を少なくする(ステップS505)。換言すれば、制御部50は、第1の吸着器10の吸着材12が劣化していると判断した場合には、第2運転モード時に、第2流路7を温水が通る割合を多くする。
When the
ステップS502からステップS505の処理によれば、制御部50は、一方の吸着器10が他方の吸着器11より劣化している場合には、第1運転モードのときに第1流路6を流れる温水の流量を、第2運転モードのときに第1流路を流れる温水の流量より少なくする。制御部50は、他方の吸着器11が一方の吸着器10より劣化している場合には、第2運転モードのときに第1流路6を流れる温水の流量を、第1運転モードのときに第1流路を流れる温水の流量より少なくする。このような処理によっても、吸着器10と吸着器11との劣化度の違いを調整することが可能となる。
According to the processing from step S502 to step S505, when one
図12は、図9に示される吸着式冷凍機1の処理の他例を示す図である。本例において、制御部50は、第1の吸着器10の劣化度と第2の吸着器11の劣化度とに基づいて、第1運転モードの時間と第2運転モードの時間とを調整する。ステップS601、ステップS602、およびステップS604は、図10のステップS401、ステップS402、およびステップS404と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。一例において、制御部50は、第1の吸着器10の吸着材12が劣化していると判断した場合には(ステップS602:YES)、第1運転モードの時間を長くする(ステップS603)。制御部50は、第2の吸着器11の吸着材13が劣化していると判断した場合には(ステップS604:YES)、第2運転モードの時間を長くする(ステップS605)。制御部50は、一方の吸着器10が他方の吸着器11より劣化している場合には、一方の吸着器10を吸着部として機能させる第1運転モードの時間を、他方の吸着器11を吸着部として機能させる第2運転モードの時間より長くする。逆に、他方の吸着器11が一方の吸着器10より劣化している場合には、他方の吸着器11を吸着部として機能させる第2運転モードの時間を、一方の吸着器10を吸着部として機能させる第1運転モードの時間より長くする。このような処理によっても、吸着器10と吸着器11との劣化度の違いを調整することが可能となる。図12に示される例では、一方の吸着器10が他方の吸着器11より劣化している場合には、一方の吸着器10を吸着部として機能させる第1運転モードの時間を、他方の吸着器11を吸着部として機能させる第2運転モードの時間より長くする場合を説明した。しかしながら、本例の吸着式冷凍機1は、この場合に限られない。一方の吸着器10が他方の吸着器11より劣化している場合には、制御部50は、第1運転モードの時間を第2運転モードの時間より短くして、全体の冷却能力を維持するように制御してもよい。
FIG. 12 is a diagram showing another example of processing of the
図13は、本発明の第3実施形態における吸着式冷凍機の一例を示す図である。図1に示される吸着式冷凍機1においては、冷却水生成部16から出た冷却水は、図1に示されるとおり、冷却水用ポンプ9、冷却水経路3a、熱交換器40、第1四方弁14、流通経路4、第1の吸着器10、第2四方弁15、凝縮部30、および冷却水経路3bを流通し、冷却水生成部16に戻る。これに対し、本実施形態の吸着式冷凍機1においては、図13に示されるとおり、冷却水用ポンプ9、冷却水経路3a、凝縮部30、冷却水経路3b、冷却水経路3c、熱交換器40、第1四方弁14、流通経路4、第1の吸着器10、第2四方弁15、および冷却水経路3dを流通し、冷却水生成部16に戻る。これら冷却水用ポンプ9、冷却水経路3a、凝縮部30、冷却水経路3b、冷却水経路3c、熱交換器40、第1四方弁14、流通経路4、第1の吸着器10、第2四方弁15、および冷却水経路3dは、冷却水が通る冷却水流路を形成する。本実施形態の吸着式冷凍機1は、冷却水流路を除いて、第1実施形態の吸着式冷凍機1の構造と同様である。したがって、同様の構成については、繰り返しの説明を省略する。
FIG. 13 is a diagram showing an example of an adsorption chiller according to the third embodiment of the present invention. In the
本実施形態によれば、冷却水流路は、凝縮部30を通過した後において吸着器10、11を通過する前に熱交換器40を通る。これにより、冷却水の昇温が必要な場合でも、昇温する前の温度の冷却水を凝縮部30へ入力することができ、凝縮反応を高効率に行うことができる。第1実施形態の場合と同様に、第1流路6を通る温水の流量等を制御することで冷却水温度を予め定められた目標温度まで昇温することができる。
According to this embodiment, the cooling water flow path passes through the
図14は、本発明の第4実施形態における吸着式冷凍機の一例を示す図である。本実施形態の吸着式冷凍機は、蓄熱部42を備える。蓄熱部42は、一対の吸着器10、11の一方に流通する温水からの熱を一時的に蓄える。例えば、蓄熱部42には潜熱蓄熱材のような予め定められた温度を維持する蓄熱材が充填されている。温水流路における温水の温度が低くなった場合でも、加熱された状態の温度を維持する蓄熱部42を通過することにより温水は、蓄熱部42が維持している温度に昇温される。この結果、温水は、予め定められた温度を保った状態で吸着器10、11に流入することができる。なお、蓄熱部42はバッファタンクであってもよい。
FIG. 14 is a diagram showing an example of an adsorption chiller according to a fourth embodiment of the present invention. The adsorption chiller of this embodiment includes a
熱交換器40は、蓄熱部42において、温水流路と冷却水流路との間で熱交換する。温水主管17から取得された温水は、図14に示されるとおり、温水経路2aおよび温水用ポンプ8を介して蓄熱部42内を通過する。蓄熱部42を通過した温水は、第1四方弁14、流通経路5、第2の吸着器11、および第2四方弁15を流通し、温水主管17に排出される。
The
本例では、第1運転モードにおいて、冷却水生成部16で生成された冷却水は、図14に示されるとおり、冷却水用ポンプ9および冷却水経路3aを流通してよい。冷却水経路3aの出口側は、第1流路6と第2流路7に分岐する。第1流路6は、熱交換器40を通る流路であり、いわばバイパス流路である。第2流路7は、熱交換器40を迂回する経路である。第1流路6において熱交換器40の入力側には第1弁51が設けられている。第1流路6において熱交換器40の出力側には第3弁53が設けられている。第2流路7には、第2弁52が設けられている。図14に示される例では、第1弁51および第3弁53が開であり、第2弁52が閉である。したがって、冷却水は、第1流路6を流れる。この結果、熱交換器40は、温水流路と冷却水流路との間で熱交換する。熱交換によって、冷却水が昇温される。制御部50は、冷却水の温度が目標温度範囲より低い場合には、第1弁51および第3弁53を開とし、第2弁52を閉とすることによって、冷却水が熱交換器40を通過するように、冷却水の流路を切り替えることができる。一方、制御部50は、冷却水の温度が目標温度範囲以上である場合には、第1弁51および第3弁53を閉とし、第2弁52を開とすることによって、冷却水が熱交換器40を通過しないように、冷却水の流路を切り替えることができる。他の構成は、第1実施形態の場合と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。
In this example, in the first operation mode, the cooling water generated by the cooling
本実施形態の吸着式冷凍機1によれば、温水主管17を流れる排温水の温度が変動した場合であっても、蓄熱部42によって温水の温度変動を抑制することができる。温度変動が抑制された温水が流れる温水流路と冷却水流路との間で熱交換を実行することができるので、安定して冷却水の温度を制御することが可能となる。
According to the
図15は、本発明の第5実施形態における吸着式冷凍機の一例を示す図である。本実施形態の吸着式冷凍機は、蓄熱部42を備える。図14に示される第4実施形態においては、温水主管17から取得された温水は、温水経路2aおよび温水用ポンプ8を介して蓄熱部42内を通過して、第1四方弁14に入力された。これに対し、本実施形態の吸着式冷凍機1においては、温水主管17自体が蓄熱部42内を通過する。換言すれば、熱源である温水主管17(温水ライン)に直接、蓄熱部42が接触する。温水経路2aは、蓄熱部42とは別の位置において、温水主管17から温水を取得する。
FIG. 15 is a diagram showing an example of an adsorption chiller according to a fifth embodiment of the present invention. The adsorption chiller of this embodiment includes a
本例では、温水は、温水主管17、蓄熱部42、温水主管17、温水経路2a、温水用ポンプ8、第1四方弁14、流通経路5、第2の吸着器11、第2四方弁15、および温水主管17を流通する。これら温水主管17、蓄熱部42、温水経路2a、温水用ポンプ8、第1四方弁14、流通経路5、第2の吸着器11、および第2四方弁15は、温水流路を構成する。
In this example, the hot water includes the hot water
本実施形態の吸着式冷凍機1によっても、温水主管17を流れる排温水の温度が変動した場合であっても、蓄熱部42によって温水の温度変動を抑制することができる。温度変動が抑制された温水が流れる温水流路と冷却水流路との間で熱交換を実行することができるので、安定して冷却水の温度を制御することが可能となる。
In the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various modifications or improvements can be made to the above embodiments. It is clear from the description of the scope of claims that forms with such modifications or improvements can also be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須であることを意味するものではない。
[項目1]
冷媒を蒸発させる蒸発部と、
温度に応じて前記冷媒の吸着および脱着が可能な吸着材がそれぞれ内部に設けられている一対の吸着器と、
前記冷媒を冷却して凝縮させる凝縮部と、
前記一対の吸着器の一方に流通する温水が通る温水流路と、
前記一対の吸着器の他方に流通する冷却水が通る冷却水流路と、
前記冷却水の温度が予め定められた温度範囲となるように前記温水流路と前記冷却水流路との間で熱交換する熱交換器と、を備える、
吸着式冷凍機。
[項目2]
前記温水流路および前記冷却水流路の少なくとも一方は、前記熱交換器を通る第1流路と前記熱交換器を迂回する第2流路とに分岐しており、
前記第1流路を流れる前記温水または冷却水の流量を制御する制御部を備える、
項目1に記載の吸着式冷凍機。
[項目3]
前記温水流路は、前記一対の吸着器の一方を通過した後において前記熱交換器を通る、
項目1または2に記載の吸着式冷凍機。
[項目4]
前記制御部は、前記冷却水の水温に応じて、前記温水が前記第1流路と前記第2流路のいずれかを流れるように前記温水が流れる流路を切り替える、
項目2に記載の吸着式冷凍機。
[項目5]
前記制御部は、前記冷却水の水温が予め定められた温度より低い場合に、前記温水が前記第1流路を流れるように前記温水が流れる流路を切り替える、
項目4に記載の吸着式冷凍機。
[項目6]
前記冷却水流路は、前記凝縮部を通過した後において前記一対の吸着器の他方を通過する前に前記熱交換器を通る、
項目1から5の何れか一項に記載の吸着式冷凍機。
[項目7]
吸着式冷凍機は、前記一対の吸着器において、一方の吸着器を前記冷媒が吸着する吸着部として機能させ、他方の吸着器を前記冷媒が脱着する脱着部として機能させる第1運転モードと、前記一方の吸着器を前記冷媒が脱着する脱着部として機能させ、前記他方の吸着器を前記冷媒が吸着する吸着部として機能させる第2運転モードとが交互に切り換えられるように運転されており、
前記蒸発部によって蒸発させた前記冷媒を前記吸着部に設けられた前記吸着材が吸着し、
前記脱着部に設けられた前記吸着材から前記冷媒が脱着し、
脱着した前記冷媒を前記凝縮部が凝縮させ、
前記凝縮部によって凝縮された前記冷媒を前記蒸発部が蒸発させ、
前記制御部は、前記第1運転モードと前記第2運転モードとの切り替えタイミングに応じて、前記第1流路を流れる前記温水の流量を制御する、
項目2に記載の吸着式冷凍機。
[項目8]
前記一方の吸着器が前記他方の吸着器より劣化している場合には、前記第1運転モードのときの前記温度範囲を前記第2運転モードのときの前記温度範囲より低くする温度設定部を備える、
項目7に記載の吸着式冷凍機。
[項目9]
前記制御部は、前記一方の吸着器が前記他方の吸着器より劣化している場合には、前記第1運転モードのときに前記第1流路を流れる前記温水の流量を、前記第2運転モードのときに前記第1流路を流れる前記温水の流量より少なくする、
項目8に記載の吸着式冷凍機。
[項目10]
前記一対の吸着器の劣化に応じて、前記冷却水の温度が低くなるように前記予め定められた温度範囲を設定する温度設定部を備える、
項目1から9の何れか一項に記載の吸着式冷凍機。
[項目11]
吸着式冷凍機は、前記一対の吸着器において、一方の吸着器を前記冷媒が吸着する吸着部として機能させ、他方の吸着器を前記冷媒が脱着する脱着部として機能させる第1運転モードと、前記一方の吸着器を前記冷媒が脱着する脱着部として機能させ、前記他方の吸着器を前記冷媒が吸着する吸着部として機能させる第2運転モードとが交互に切り換えられるように運転されており、
前記蒸発部によって蒸発させた前記冷媒を前記吸着部に設けられた前記吸着材が吸着し、
前記脱着部に設けられた前記吸着材から前記冷媒が脱着し、
脱着した前記冷媒を前記凝縮部が凝縮させ、
前記凝縮部によって凝縮された前記冷媒を前記蒸発部が蒸発させ、
前記吸着式冷凍機は、前記一方の吸着器の劣化度と前記他方の吸着器の劣化度とに基づいて、前記第1運転モードの時間と前記第2運転モードの時間とを調整する、
項目2に記載の吸着式冷凍機。
[項目12]
前記一対の吸着器の一方に流通する温水の熱を一時的に蓄える蓄熱部を有し、
前記熱交換器は、前記蓄熱部において、前記温水流路と前記冷却水流路との間で熱交換する、
項目1から11の何れか一項に記載の吸着式冷凍機。
[項目13]
前記温水流路は、熱源から前記温水を取得し、
前記蓄熱部は、前記熱源に接触している、
項目12に記載の吸着式冷凍機。
The execution order of each process such as actions, procedures, steps, and stages in the devices, systems, programs, and methods shown in the claims, the specification, and the drawings is particularly "before", "before etc., and it should be noted that it can be implemented in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the specification, and the drawings, even if the description is made using "first,""next," etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. not a thing
[Item 1]
an evaporator that evaporates the refrigerant;
a pair of adsorbers each provided therein with an adsorbent capable of adsorbing and desorbing the refrigerant according to temperature;
a condensation unit that cools and condenses the refrigerant;
a hot water channel through which hot water flows through one of the pair of adsorbers;
a cooling water flow path through which the cooling water flowing through the other of the pair of adsorbers passes;
a heat exchanger that exchanges heat between the hot water flow path and the cooling water flow path so that the temperature of the cooling water falls within a predetermined temperature range;
Adsorption chiller.
[Item 2]
At least one of the hot water flow path and the cooling water flow path branches into a first flow path passing through the heat exchanger and a second flow path bypassing the heat exchanger,
A control unit that controls the flow rate of the hot water or cooling water flowing through the first flow path,
The adsorption chiller according to
[Item 3]
The hot water flow path passes through the heat exchanger after passing through one of the pair of adsorbers,
The adsorption chiller according to
[Item 4]
The control unit switches the flow path through which the hot water flows so that the hot water flows through either the first flow path or the second flow path according to the water temperature of the cooling water.
The adsorption chiller according to item 2.
[Item 5]
When the temperature of the cooling water is lower than a predetermined temperature, the control unit switches the flow path through which the hot water flows so that the hot water flows through the first flow path.
The adsorption chiller according to
[Item 6]
The cooling water flow path passes through the heat exchanger after passing through the condenser section and before passing through the other of the pair of adsorbers,
The adsorption chiller according to any one of
[Item 7]
The adsorption refrigerator has a first operation mode in which one of the pair of adsorbers functions as an adsorption section for adsorbing the refrigerant, and the other adsorber functions as a desorption section for desorbing the refrigerant; A second operation mode in which one of the adsorbers functions as a desorption unit for desorbing the refrigerant and a second operation mode in which the other adsorber functions as an adsorption unit for absorbing the refrigerant is operated so as to be alternately switched,
the adsorbent provided in the adsorbing unit adsorbs the refrigerant evaporated by the evaporating unit;
the refrigerant is desorbed from the adsorbent provided in the desorption portion;
the condensing unit condenses the desorbed refrigerant;
the evaporating unit evaporates the refrigerant condensed by the condensing unit;
The control unit controls the flow rate of the hot water flowing through the first flow path according to the switching timing between the first operation mode and the second operation mode.
The adsorption chiller according to item 2.
[Item 8]
a temperature setting unit for setting the temperature range in the first operation mode to be lower than the temperature range in the second operation mode when the one adsorber is more deteriorated than the other adsorber; prepare
The adsorption chiller according to
[Item 9]
When the one adsorber is more deteriorated than the other adsorber, the control unit adjusts the flow rate of the hot water flowing through the first flow path in the first operation mode to the second operation mode. less than the flow rate of the hot water flowing through the first flow path when in mode;
The adsorption chiller according to
[Item 10]
A temperature setting unit that sets the predetermined temperature range so that the temperature of the cooling water decreases according to deterioration of the pair of adsorbers,
The adsorption chiller according to any one of
[Item 11]
The adsorption chiller has a first operation mode in which one of the pair of adsorbers functions as an adsorption section for adsorbing the refrigerant, and the other adsorber functions as a desorption section for desorbing the refrigerant; A second operation mode in which one of the adsorbers functions as a desorption unit for desorbing the refrigerant and a second operation mode in which the other adsorber functions as an adsorption unit for absorbing the refrigerant is operated so as to be alternately switched,
the adsorbent provided in the adsorbing unit adsorbs the refrigerant evaporated by the evaporating unit;
the refrigerant is desorbed from the adsorbent provided in the desorption portion;
the condensing unit condenses the desorbed refrigerant;
the evaporating unit evaporates the refrigerant condensed by the condensing unit;
The adsorption chiller adjusts the time in the first operation mode and the time in the second operation mode based on the degree of deterioration of the one adsorber and the degree of deterioration of the other adsorber.
The adsorption chiller according to item 2.
[Item 12]
Having a heat storage unit that temporarily stores heat of hot water flowing through one of the pair of adsorbers,
The heat exchanger exchanges heat between the hot water channel and the cooling water channel in the heat storage unit.
The adsorption chiller according to any one of
[Item 13]
The hot water channel acquires the hot water from a heat source,
The heat storage unit is in contact with the heat source,
13. The adsorption chiller according to
1・・吸着式冷凍機、2・・温水経路、3・・冷却水経路、4・・流通経路、5・・流通経路、6・・第1流路、7・・第2流路、8・・温水用ポンプ、9・・冷却水用ポンプ、10・・吸着器、11・・吸着器、12・・吸着材、13・・吸着材、14・・第1四方弁、15・・第2四方弁、16・・冷却水生成部、17・・温水主管、18・・温度センサ、19・・温度センサ、20・・蒸発部、21・・冷水、30・・凝縮部、40・・熱交換器、41・・流量計、42・・蓄熱部、50・・制御部、51・・第1弁、52・・第2弁、53・・第3弁、60・・温度設定部
REFERENCE SIGNS
Claims (13)
温度に応じて前記冷媒の吸着および脱着が可能な吸着材がそれぞれ内部に設けられている一対の吸着器と、
前記冷媒を冷却して凝縮させる凝縮部と、
前記一対の吸着器の一方に流通する温水が通る温水流路と、
前記一対の吸着器の他方に流通する冷却水が通る冷却水流路と、
前記冷却水の温度が予め定められた温度範囲となるように前記温水流路と前記冷却水流路との間で熱交換する熱交換器と、
前記温水流路を流れる前記温水の流量または前記冷却水流路を流れる前記冷却水の流量を制御する制御部と、
を備える、
吸着式冷凍機。 an evaporator that evaporates the refrigerant;
a pair of adsorbers each provided therein with an adsorbent capable of adsorbing and desorbing the refrigerant according to temperature;
a condensation unit that cools and condenses the refrigerant;
a hot water channel through which hot water flows through one of the pair of adsorbers;
a cooling water flow path through which the cooling water flowing through the other of the pair of adsorbers passes;
a heat exchanger that exchanges heat between the hot water flow path and the cooling water flow path so that the temperature of the cooling water falls within a predetermined temperature range;
a control unit that controls the flow rate of the hot water flowing through the hot water channel or the flow rate of the cooling water flowing through the cooling water channel;
comprising
Adsorption chiller.
前記制御部は、前記第1流路を流れる前記温水または冷却水の流量を制御する、
請求項1に記載の吸着式冷凍機。 At least one of the hot water flow path and the cooling water flow path branches into a first flow path passing through the heat exchanger and a second flow path bypassing the heat exchanger,
The control unit controls the flow rate of the hot water or cooling water flowing through the first flow path,
The adsorption refrigerator according to claim 1.
請求項1または2に記載の吸着式冷凍機。 The hot water flow path passes through the heat exchanger after passing through one of the pair of adsorbers,
The adsorption chiller according to claim 1 or 2.
請求項2に記載の吸着式冷凍機。 The control unit switches the flow path through which the hot water flows so that the hot water flows through either the first flow path or the second flow path according to the water temperature of the cooling water.
The adsorption refrigerator according to claim 2.
請求項4に記載の吸着式冷凍機。 When the temperature of the cooling water is lower than a predetermined temperature, the control unit switches the flow path through which the hot water flows so that the hot water flows through the first flow path.
The adsorption chiller according to claim 4.
請求項1から5の何れか一項に記載の吸着式冷凍機。 The cooling water flow path passes through the heat exchanger after passing through the condenser section and before passing through the other of the pair of adsorbers,
The adsorption chiller according to any one of claims 1 to 5.
前記蒸発部によって蒸発させた前記冷媒を前記吸着部に設けられた前記吸着材が吸着し、
前記脱着部に設けられた前記吸着材から前記冷媒が脱着し、
脱着した前記冷媒を前記凝縮部が凝縮させ、
前記凝縮部によって凝縮された前記冷媒を前記蒸発部が蒸発させ、
前記制御部は、前記第1運転モードと前記第2運転モードとの切り替えタイミングに応じて、前記第1流路を流れる前記温水の流量を制御する、
請求項2、4および5のいずれか一項に記載の吸着式冷凍機。 The adsorption refrigerator has a first operation mode in which one of the pair of adsorbers functions as an adsorption section for adsorbing the refrigerant, and the other adsorber functions as a desorption section for desorbing the refrigerant; A second operation mode in which one of the adsorbers functions as a desorption unit for desorbing the refrigerant and a second operation mode in which the other adsorber functions as an adsorption unit for absorbing the refrigerant is operated so as to be alternately switched,
the adsorbent provided in the adsorbing unit adsorbs the refrigerant evaporated by the evaporating unit;
the refrigerant is desorbed from the adsorbent provided in the desorption portion;
the condensing unit condenses the desorbed refrigerant;
the evaporating unit evaporates the refrigerant condensed by the condensing unit;
The control unit controls the flow rate of the hot water flowing through the first flow path according to the switching timing between the first operation mode and the second operation mode.
The adsorption chiller according to any one of claims 2, 4 and 5 .
請求項7に記載の吸着式冷凍機。 a temperature setting unit for setting the temperature range in the first operation mode to be lower than the temperature range in the second operation mode when the one adsorber is more deteriorated than the other adsorber; prepare
The adsorption refrigerator according to claim 7.
請求項8に記載の吸着式冷凍機。 When the one adsorber is more deteriorated than the other adsorber, the control unit adjusts the flow rate of the hot water flowing through the first flow path in the first operation mode to the second operation mode. less than the flow rate of the hot water flowing through the first flow path when in mode;
The adsorption chiller according to claim 8.
請求項1から9の何れか一項に記載の吸着式冷凍機。 A temperature setting unit that sets the predetermined temperature range so that the temperature of the cooling water decreases according to deterioration of the pair of adsorbers,
The adsorption chiller according to any one of claims 1 to 9.
前記蒸発部によって蒸発させた前記冷媒を前記吸着部に設けられた前記吸着材が吸着し、
前記脱着部に設けられた前記吸着材から前記冷媒が脱着し、
脱着した前記冷媒を前記凝縮部が凝縮させ、
前記凝縮部によって凝縮された前記冷媒を前記蒸発部が蒸発させ、
前記制御部は、前記一方の吸着器の劣化度と前記他方の吸着器の劣化度とに基づいて、前記第1運転モードの時間と前記第2運転モードの時間とを調整する、
請求項1から6のいずれか一項に記載の吸着式冷凍機。 The adsorption refrigerator has a first operation mode in which one of the pair of adsorbers functions as an adsorption section for adsorbing the refrigerant, and the other adsorber functions as a desorption section for desorbing the refrigerant; A second operation mode in which one of the adsorbers functions as a desorption unit for desorbing the refrigerant and a second operation mode in which the other adsorber functions as an adsorption unit for absorbing the refrigerant is operated so as to be alternately switched,
the adsorbent provided in the adsorbing unit adsorbs the refrigerant evaporated by the evaporating unit;
the refrigerant is desorbed from the adsorbent provided in the desorption portion;
the condensing unit condenses the desorbed refrigerant;
the evaporating unit evaporates the refrigerant condensed by the condensing unit;
The control unit adjusts the time of the first operation mode and the time of the second operation mode based on the degree of deterioration of the one adsorber and the degree of deterioration of the other adsorber.
The adsorption chiller according to any one of claims 1 to 6 .
前記熱交換器は、前記蓄熱部において、前記温水流路と前記冷却水流路との間で熱交換する、
請求項1から11の何れか一項に記載の吸着式冷凍機。 Having a heat storage unit that temporarily stores heat of hot water flowing through one of the pair of adsorbers,
The heat exchanger exchanges heat between the hot water channel and the cooling water channel in the heat storage unit.
The adsorption chiller according to any one of claims 1 to 11.
前記蓄熱部は、前記熱源に接触している、
請求項12に記載の吸着式冷凍機。 The hot water channel acquires the hot water from a heat source,
The heat storage unit is in contact with the heat source,
The adsorption chiller according to claim 12.
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