JPH07301469A - 吸着式冷凍機 - Google Patents
吸着式冷凍機Info
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- JPH07301469A JPH07301469A JP6093584A JP9358494A JPH07301469A JP H07301469 A JPH07301469 A JP H07301469A JP 6093584 A JP6093584 A JP 6093584A JP 9358494 A JP9358494 A JP 9358494A JP H07301469 A JPH07301469 A JP H07301469A
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- heat exchange
- adsorbent
- adsorption
- exchange member
- heat
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ランニングコストが低いという吸着式冷凍機
の利点を生かしつつ、成績係数を向上させて効率を向上
させることができる吸着式冷凍機を提供する。 【構成】 熱交換部材２０のフィンを含む外表面部分に
水分吸着材が配置されており、一方の熱交換部材２０ｂ
の外表面部分に蒸発器３２から蒸発した空気を接触させ
て水分を吸着する。このとき発生する吸着熱は熱交換部
材内を通流する冷却水により除去する。一方、他の熱交
換部材２０ａの内部には温排水を通流させて加熱し、吸
着材を脱着する。脱着した水分を含む空気は凝縮器３３
にて凝縮する。この熱交換部材２０ａ、２０ｂにおける
再生工程と吸着工程とを交互に実施することにより、蒸
発器３２にて連続的に冷水を製造することができる。
の利点を生かしつつ、成績係数を向上させて効率を向上
させることができる吸着式冷凍機を提供する。 【構成】 熱交換部材２０のフィンを含む外表面部分に
水分吸着材が配置されており、一方の熱交換部材２０ｂ
の外表面部分に蒸発器３２から蒸発した空気を接触させ
て水分を吸着する。このとき発生する吸着熱は熱交換部
材内を通流する冷却水により除去する。一方、他の熱交
換部材２０ａの内部には温排水を通流させて加熱し、吸
着材を脱着する。脱着した水分を含む空気は凝縮器３３
にて凝縮する。この熱交換部材２０ａ、２０ｂにおける
再生工程と吸着工程とを交互に実施することにより、蒸
発器３２にて連続的に冷水を製造することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は低圧の密閉容器内での冷
媒の蒸発潜熱を利用し、発生した冷媒蒸気を吸着材に吸
着させ、連続して冷媒を蒸発させて冷熱を得る吸着式冷
凍機に関し、特にプレートフィン型熱交換素子、シェル
アンドチューブ型熱交換素子及びエロフィン型熱交換素
子等の熱交換部材を使用して約５℃以上の冷水を製造す
るのに有効な吸着式冷凍機に関する。
媒の蒸発潜熱を利用し、発生した冷媒蒸気を吸着材に吸
着させ、連続して冷媒を蒸発させて冷熱を得る吸着式冷
凍機に関し、特にプレートフィン型熱交換素子、シェル
アンドチューブ型熱交換素子及びエロフィン型熱交換素
子等の熱交換部材を使用して約５℃以上の冷水を製造す
るのに有効な吸着式冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】冷水を製造する手段として、蒸気圧縮式
冷凍機を使用して冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱により
冷水を製造する技術と、吸収式冷凍機を使用して低温で
水が蒸発するように減圧した容器内で水を蒸発させてそ
の蒸発潜熱により冷水を製造する技術と、シリカゲルの
ペレットを吸着材として吸着式冷凍機により冷水を製造
する技術とがある。
冷凍機を使用して冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱により
冷水を製造する技術と、吸収式冷凍機を使用して低温で
水が蒸発するように減圧した容器内で水を蒸発させてそ
の蒸発潜熱により冷水を製造する技術と、シリカゲルの
ペレットを吸着材として吸着式冷凍機により冷水を製造
する技術とがある。
【０００３】従来、冷水の製造には、蒸気圧縮式冷凍機
が一般的に使用されているが、この蒸気圧縮式冷凍機は
フロンを使用しているため、近時の脱フロンの要請に反
するものであり、また、凝縮熱が大きい水分を凝縮除去
しようとするため、消費エネルギが高いという問題点が
ある。
が一般的に使用されているが、この蒸気圧縮式冷凍機は
フロンを使用しているため、近時の脱フロンの要請に反
するものであり、また、凝縮熱が大きい水分を凝縮除去
しようとするため、消費エネルギが高いという問題点が
ある。
【０００４】一方、吸収式冷凍機はフロンの問題は生じ
ないものの、蒸気圧縮式冷凍機に比して、効率が悪く、
この冷凍効率を上げようとすると、約８ｋｇｆ／ｃｍ2
Ｇの高圧蒸気が必要になる。このような高圧蒸気の供給
装置は設置場所が制約されてしまい、蒸気圧縮式冷凍機
に比して装置が大型化し、メインテナンスが難しいとい
う難点がある。
ないものの、蒸気圧縮式冷凍機に比して、効率が悪く、
この冷凍効率を上げようとすると、約８ｋｇｆ／ｃｍ2
Ｇの高圧蒸気が必要になる。このような高圧蒸気の供給
装置は設置場所が制約されてしまい、蒸気圧縮式冷凍機
に比して装置が大型化し、メインテナンスが難しいとい
う難点がある。
【０００５】吸着式冷凍機は吸着材にシリカゲルを使用
しているため、吸収式冷凍機に比して効率が悪いもの
の、工場及びコ・ジェネレイションシステム等の温排水
を使用することによりランニングコストが極めて低くな
り、また脱着時の温水温度の変動による効率の変化が少
ないという利点がある。
しているため、吸収式冷凍機に比して効率が悪いもの
の、工場及びコ・ジェネレイションシステム等の温排水
を使用することによりランニングコストが極めて低くな
り、また脱着時の温水温度の変動による効率の変化が少
ないという利点がある。
【０００６】この吸着式冷凍機は、図３に示すように、
吸着工程を実施する蒸発器１と吸着材熱交換器３とが、
また再生工程を実施する凝縮器２と吸着材熱交換器４と
が気密的に連結され、高真空に保持されるようになって
いる（クリーンエネルギー１９９３年２月号第３５乃至
４０頁）。熱交換器３、４が２基設けられているが、こ
れらはいずれも再生工程と吸着工程とが交互に実施さ
れ、それにより蒸発器１又は凝縮器２に交互に連結され
るようになっている。蒸発器１の内部には、温度がＴｅ
の冷媒８が存在し、凝縮器２には温度がＴｃの冷媒８が
存在する。この冷媒は水である。また、吸着材熱交換器
３、４内には吸着材７が貯留されているが、再生工程の
吸着材熱交換器４内の吸着材７は温度がＴｒ、吸着工程
の吸着材熱交換器３内の吸着材７の温度はＴａである。
この吸着材はシリカ系固体吸着材である。
吸着工程を実施する蒸発器１と吸着材熱交換器３とが、
また再生工程を実施する凝縮器２と吸着材熱交換器４と
が気密的に連結され、高真空に保持されるようになって
いる（クリーンエネルギー１９９３年２月号第３５乃至
４０頁）。熱交換器３、４が２基設けられているが、こ
れらはいずれも再生工程と吸着工程とが交互に実施さ
れ、それにより蒸発器１又は凝縮器２に交互に連結され
るようになっている。蒸発器１の内部には、温度がＴｅ
の冷媒８が存在し、凝縮器２には温度がＴｃの冷媒８が
存在する。この冷媒は水である。また、吸着材熱交換器
３、４内には吸着材７が貯留されているが、再生工程の
吸着材熱交換器４内の吸着材７は温度がＴｒ、吸着工程
の吸着材熱交換器３内の吸着材７の温度はＴａである。
この吸着材はシリカ系固体吸着材である。
【０００７】再生工程では、吸着材熱交換器４の吸着材
７は熱源から熱を受けてその温度がＴａからＴｒに上昇
し、吸着していた冷媒が水蒸気となって脱着され、この
水蒸気が凝縮器２にて凝縮温度Ｔｃ（圧力Ｐｃ）で水と
なる。この操作により、図４に示す等吸着量線図におい
て、吸着材の含水率がｑｂからｑａに移行する。
７は熱源から熱を受けてその温度がＴａからＴｒに上昇
し、吸着していた冷媒が水蒸気となって脱着され、この
水蒸気が凝縮器２にて凝縮温度Ｔｃ（圧力Ｐｃ）で水と
なる。この操作により、図４に示す等吸着量線図におい
て、吸着材の含水率がｑｂからｑａに移行する。
【０００８】また、吸着工程においては、吸着材熱交換
器３内の吸着材７は冷却水等により温度がＴｒからＴａ
になるまで冷却されることにより、吸着材の飽和含水率
がｑａからｑｂに増加するため、冷媒は系外から熱を奪
い、蒸発器１において、蒸発温度Ｔｅ（圧力Ｐｅ）で気
化し、吸着材７に吸着される。また、吸着時に発生する
吸着熱は冷却水に奪われるようになっているため、吸着
材７は温度がＴａに保持され、連続的に冷媒が吸着材７
に吸着される。このような工程を２基の熱交換器３、４
が交互に繰り返すことにより、蒸発器１から連続的に冷
水が得られる。
器３内の吸着材７は冷却水等により温度がＴｒからＴａ
になるまで冷却されることにより、吸着材の飽和含水率
がｑａからｑｂに増加するため、冷媒は系外から熱を奪
い、蒸発器１において、蒸発温度Ｔｅ（圧力Ｐｅ）で気
化し、吸着材７に吸着される。また、吸着時に発生する
吸着熱は冷却水に奪われるようになっているため、吸着
材７は温度がＴａに保持され、連続的に冷媒が吸着材７
に吸着される。このような工程を２基の熱交換器３、４
が交互に繰り返すことにより、蒸発器１から連続的に冷
水が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の吸着式冷凍機は、冷水製造効率が低いという難点が
ある。例えば、冷水条件を、冷水入口で１４℃、冷水出
口で１２℃、冷凍能力を１０ＵＳＲＴ（30240ｋｃａｌ
／Ｈ）、冷却水入口温度を２９℃、温水入口温度を７５
℃、蒸気を８ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇとすると、蒸気圧縮式冷
凍機の場合には、圧縮機容量が７．５ｋＷ、最大流量を
１２ｍ3／時として、成績係数ＣＯＰが３．４と優れて
いる。なお、この成績係数は、冷凍機において、熱量Ｑ
をくみ上げるのに、どれだけの仕事Ｗを消費するかとい
う指標であり、冷凍機の効率を表すものである。但し、
この蒸気圧縮冷凍機においては、圧縮機を駆動するのに
電力が必要であり、このための発電効率を考慮すると、
成績係数ＣＯＰは１程度となると考えられる。一方、吸
収式冷凍機は蒸気消費量が４５ｋｇ／時であり、成績係
数は１．２である。
来の吸着式冷凍機は、冷水製造効率が低いという難点が
ある。例えば、冷水条件を、冷水入口で１４℃、冷水出
口で１２℃、冷凍能力を１０ＵＳＲＴ（30240ｋｃａｌ
／Ｈ）、冷却水入口温度を２９℃、温水入口温度を７５
℃、蒸気を８ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇとすると、蒸気圧縮式冷
凍機の場合には、圧縮機容量が７．５ｋＷ、最大流量を
１２ｍ3／時として、成績係数ＣＯＰが３．４と優れて
いる。なお、この成績係数は、冷凍機において、熱量Ｑ
をくみ上げるのに、どれだけの仕事Ｗを消費するかとい
う指標であり、冷凍機の効率を表すものである。但し、
この蒸気圧縮冷凍機においては、圧縮機を駆動するのに
電力が必要であり、このための発電効率を考慮すると、
成績係数ＣＯＰは１程度となると考えられる。一方、吸
収式冷凍機は蒸気消費量が４５ｋｇ／時であり、成績係
数は１．２である。
【００１０】これに対し、吸着式冷凍機は成績係数が
０．５６と、蒸気圧縮式冷凍機及び吸収式冷凍機に比し
て極めて低い。
０．５６と、蒸気圧縮式冷凍機及び吸収式冷凍機に比し
て極めて低い。
【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ランニングコストが低いという吸着式冷凍
機の利点を生かしつつ、成績係数を向上させて効率を向
上させることができる吸着式冷凍機を提供することを目
的とする。
のであって、ランニングコストが低いという吸着式冷凍
機の利点を生かしつつ、成績係数を向上させて効率を向
上させることができる吸着式冷凍機を提供することを目
的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の吸着
式冷凍機は、外表面部分に水分吸着材が配置された筒状
の熱交換部材と、蒸発器と、この蒸発器からの蒸気を前
記熱交換部材の外側に通流させて水分を前記吸着材に吸
着させる吸着手段と、この吸着時に前記熱交換部材の内
側に冷却流体を通流させる冷却手段と、前記熱交換部材
の内側に熱媒流体を通流させて前記吸着材を再生する再
生手段と、この再生時に再生により前記吸着材から脱着
した蒸気を凝縮する凝縮器と、を有することを特徴とす
る。
式冷凍機は、外表面部分に水分吸着材が配置された筒状
の熱交換部材と、蒸発器と、この蒸発器からの蒸気を前
記熱交換部材の外側に通流させて水分を前記吸着材に吸
着させる吸着手段と、この吸着時に前記熱交換部材の内
側に冷却流体を通流させる冷却手段と、前記熱交換部材
の内側に熱媒流体を通流させて前記吸着材を再生する再
生手段と、この再生時に再生により前記吸着材から脱着
した蒸気を凝縮する凝縮器と、を有することを特徴とす
る。
【００１３】本発明に係る第２の吸着式冷凍機は、外表
面部分に水分吸着材が配置された少なくとも２基の筒状
の熱交換部材と、蒸発器と、この蒸発器からの蒸気を前
記熱交換部材の外側に通流させて水分を前記吸着材に吸
着させる吸着手段と、この吸着時に前記熱交換部材の内
側に冷却流体を通流させる冷却手段と、前記熱交換部材
の内側に熱媒流体を通流させて前記吸着材を再生する再
生手段と、この再生時に再生により前記吸着材から脱着
した蒸気含有再生ガスを凝縮する凝縮器と、前記熱交換
部材を２群に分け前記熱交換部材に対する外側蒸気及び
内側冷却流体の供給と前記熱交換部材に対する内側熱媒
流体の供給及び外側再生ガスの抽出とを交互に実施する
制御手段と、を有することを特徴とする。
面部分に水分吸着材が配置された少なくとも２基の筒状
の熱交換部材と、蒸発器と、この蒸発器からの蒸気を前
記熱交換部材の外側に通流させて水分を前記吸着材に吸
着させる吸着手段と、この吸着時に前記熱交換部材の内
側に冷却流体を通流させる冷却手段と、前記熱交換部材
の内側に熱媒流体を通流させて前記吸着材を再生する再
生手段と、この再生時に再生により前記吸着材から脱着
した蒸気含有再生ガスを凝縮する凝縮器と、前記熱交換
部材を２群に分け前記熱交換部材に対する外側蒸気及び
内側冷却流体の供給と前記熱交換部材に対する内側熱媒
流体の供給及び外側再生ガスの抽出とを交互に実施する
制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】この場合に、前記熱交換部材には、その外
表面に複数個のフィンが設けられており、このフィンの
表面も前記熱交換部材の前記外表面を構成しているもの
であることが好ましい。
表面に複数個のフィンが設けられており、このフィンの
表面も前記熱交換部材の前記外表面を構成しているもの
であることが好ましい。
【００１５】また、前記吸着材としては、シリカゲル、
ゼオライト、活性アルミナ又は活性炭がある。
ゼオライト、活性アルミナ又は活性炭がある。
【００１６】
【作用】本発明においては、筒状の熱交換部材の外表面
に吸着材を設け、熱交換部材の内部に熱媒流体又は冷却
流体を通流させて、熱交換部材の外表面の吸着材を加熱
し、又は冷却する。これにより、例えば７５℃の温排水
等の熱媒流体が通流している熱交換部材においては、吸
着材が加熱されて再生工程が実施され、水分が脱着され
る。この脱着水分は蒸気となって凝縮器に入り、凝縮器
で冷却されて凝縮される。一方、蒸発器において発生し
た蒸気は、熱交換部材の吸着材に接触して通流し、その
水分が吸着材に吸着される。蒸発器においては、蒸発潜
熱を奪われて冷却された冷水が得られる。この吸着工程
においては、熱交換部材の内部に冷却流体を通流させる
ので、吸着熱により吸着材が昇温して吸着効率が低下す
るということもなく、常時高効率で吸着工程が実施され
る。このように、本発明においては、筒状の熱交換部材
の外表面側と内側とで熱交換が実施されて吸着工程と再
生工程とが交互に実施されると共に、この吸着工程にお
いては、吸着材が冷却流体により冷却されているので、
吸着効率が高い。従って、極めて優れた冷凍効率を得る
ことができ、成績係数を向上させることができる。
に吸着材を設け、熱交換部材の内部に熱媒流体又は冷却
流体を通流させて、熱交換部材の外表面の吸着材を加熱
し、又は冷却する。これにより、例えば７５℃の温排水
等の熱媒流体が通流している熱交換部材においては、吸
着材が加熱されて再生工程が実施され、水分が脱着され
る。この脱着水分は蒸気となって凝縮器に入り、凝縮器
で冷却されて凝縮される。一方、蒸発器において発生し
た蒸気は、熱交換部材の吸着材に接触して通流し、その
水分が吸着材に吸着される。蒸発器においては、蒸発潜
熱を奪われて冷却された冷水が得られる。この吸着工程
においては、熱交換部材の内部に冷却流体を通流させる
ので、吸着熱により吸着材が昇温して吸着効率が低下す
るということもなく、常時高効率で吸着工程が実施され
る。このように、本発明においては、筒状の熱交換部材
の外表面側と内側とで熱交換が実施されて吸着工程と再
生工程とが交互に実施されると共に、この吸着工程にお
いては、吸着材が冷却流体により冷却されているので、
吸着効率が高い。従って、極めて優れた冷凍効率を得る
ことができ、成績係数を向上させることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図面を
参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施例に係
る吸着冷凍機の熱交換部材２０を示す正面図である。熱
交換管（銅管）１１には、複数のアルミニウムプレート
フィン１２が嵌合されている。そして、これらの銅管１
の外周面及びフィン１２の表面の全面に、水分吸着材１
３が配置されている。この吸着材１３は、例えば銅管１
１の外周面及びフィン１２の表面の全面にアクリル粘着
性バインダを塗布し、このアクリル粘着材バインダ膜に
シリカゲル粒子を埋め込むようにして、添着することに
より形成することができる。また、シリカゲルの粉末を
水ガラスと共に混練し、これを銅管１１の外周面及びフ
ィン１２の表面に押出して塗布した後、水ガラス分を乾
燥焼成し、シリカゲル粉末と水ガラスをフィン表面等に
固着することにより吸着材を設けることができる。いず
れにしても、吸着材の粉末又は粒子を熱交換部材の表面
に塗布し、又は接着することにより、固着すればよい。
吸着材としては、シリカゲルの外に、ゼオライト、活性
炭及び活性アルミナ等がある。
参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施例に係
る吸着冷凍機の熱交換部材２０を示す正面図である。熱
交換管（銅管）１１には、複数のアルミニウムプレート
フィン１２が嵌合されている。そして、これらの銅管１
の外周面及びフィン１２の表面の全面に、水分吸着材１
３が配置されている。この吸着材１３は、例えば銅管１
１の外周面及びフィン１２の表面の全面にアクリル粘着
性バインダを塗布し、このアクリル粘着材バインダ膜に
シリカゲル粒子を埋め込むようにして、添着することに
より形成することができる。また、シリカゲルの粉末を
水ガラスと共に混練し、これを銅管１１の外周面及びフ
ィン１２の表面に押出して塗布した後、水ガラス分を乾
燥焼成し、シリカゲル粉末と水ガラスをフィン表面等に
固着することにより吸着材を設けることができる。いず
れにしても、吸着材の粉末又は粒子を熱交換部材の表面
に塗布し、又は接着することにより、固着すればよい。
吸着材としては、シリカゲルの外に、ゼオライト、活性
炭及び活性アルミナ等がある。
【００１８】また、図１に示す熱交換部材はプレートフ
ィン型の熱交換素子であるが、このようなタイプのもの
に限らず、シェルアンドチューブ型又はエロフィン型の
熱交換素子等を使用することもでき、更にフィンを有し
ない単管状の熱交換素子を使用してもよい。
ィン型の熱交換素子であるが、このようなタイプのもの
に限らず、シェルアンドチューブ型又はエロフィン型の
熱交換素子等を使用することもでき、更にフィンを有し
ない単管状の熱交換素子を使用してもよい。
【００１９】本実施例の吸着式冷凍機はこの熱交換部材
２０（２０ａ、２０ｂ）を使用して図２に示すように構
成されている。各熱交換部材２０ａ，２０ｂは夫々ハウ
ジング２１ａ，２１ｂ内に気密的に収納されており、こ
れらの熱交換部材２０ａ，２０ｂの内側には配管２２
ａ、２２ｂを介して温水又は冷却水が供給されるように
なっている。この温水又は冷却水は熱交換部材２０ａ，
２０ｂの内部を通流して熱交換部材２０ａ，２０ｂを加
熱し又は冷却した後、配管２３ａ、２３ｂを介して排出
される。これらの配管２２ａ、２２ｂ，２３ａ，２３ｂ
はハウジング２１ａ，２１ｂの外部に導出されている。
２０（２０ａ、２０ｂ）を使用して図２に示すように構
成されている。各熱交換部材２０ａ，２０ｂは夫々ハウ
ジング２１ａ，２１ｂ内に気密的に収納されており、こ
れらの熱交換部材２０ａ，２０ｂの内側には配管２２
ａ、２２ｂを介して温水又は冷却水が供給されるように
なっている。この温水又は冷却水は熱交換部材２０ａ，
２０ｂの内部を通流して熱交換部材２０ａ，２０ｂを加
熱し又は冷却した後、配管２３ａ、２３ｂを介して排出
される。これらの配管２２ａ、２２ｂ，２３ａ，２３ｂ
はハウジング２１ａ，２１ｂの外部に導出されている。
【００２０】ハウジング２１ａ，２１ｂ内に連通する配
管２４ａ，２４ｂがハウジング２１ａ，２１ｂの一方の
端部に連結されており、また、ハウジング２１ａ，２１
ｂの他方の端部には配管２５ａ，２５ｂが連結されてい
る。配管２４ａ，２４ｂはいずれも配管２４に連結され
ており、ハウジング２１ａ，２１ｂはこれらの配管２
４，２４ａ，２４ｂを介して蒸発器３２に連結されてい
る。一方、配管２５ａ，２５ｂはいずれも配管２５に連
結されており、これらの配管２５、２５ａ，２５ｂを介
してハウジング２１ａ，２１ｂは凝縮器３３に連結され
ている。
管２４ａ，２４ｂがハウジング２１ａ，２１ｂの一方の
端部に連結されており、また、ハウジング２１ａ，２１
ｂの他方の端部には配管２５ａ，２５ｂが連結されてい
る。配管２４ａ，２４ｂはいずれも配管２４に連結され
ており、ハウジング２１ａ，２１ｂはこれらの配管２
４，２４ａ，２４ｂを介して蒸発器３２に連結されてい
る。一方、配管２５ａ，２５ｂはいずれも配管２５に連
結されており、これらの配管２５、２５ａ，２５ｂを介
してハウジング２１ａ，２１ｂは凝縮器３３に連結され
ている。
【００２１】配管２４ａ，２４ｂには開閉弁２６ａ、２
６ｂが設けられており、配管２５ａ、２５ｂには開閉弁
２７ａ，２７ｂが設けられている。これらのハウジング
及び配管はいずれも気密に保持されている。また、ハウ
ジング２１ａ，２１ｂ内は真空状態に保持されている。
６ｂが設けられており、配管２５ａ、２５ｂには開閉弁
２７ａ，２７ｂが設けられている。これらのハウジング
及び配管はいずれも気密に保持されている。また、ハウ
ジング２１ａ，２１ｂ内は真空状態に保持されている。
【００２２】次に、このように構成された吸着式冷凍機
の動作について説明する。先ず、熱交換部材２０ａが再
生工程、熱交換部材２０ｂが吸着工程を実施していると
する。開閉弁２６ａ、２７ｂを閉、開閉弁２６ｂ、２７
ａを開にする。また、配管２２ａ、２３ａを介して熱交
換部材２０ａの内部に温水を通流させる。この温水は工
場において温排水として排出されているものを使用する
ことができる。また、配管２２ｂ，２３ｂを介して熱交
換部材２０ｂの内部に冷却水を通流させる。この冷却水
はクーリングタワーから供給される２９℃程度の水を使
用することができる。
の動作について説明する。先ず、熱交換部材２０ａが再
生工程、熱交換部材２０ｂが吸着工程を実施していると
する。開閉弁２６ａ、２７ｂを閉、開閉弁２６ｂ、２７
ａを開にする。また、配管２２ａ、２３ａを介して熱交
換部材２０ａの内部に温水を通流させる。この温水は工
場において温排水として排出されているものを使用する
ことができる。また、配管２２ｂ，２３ｂを介して熱交
換部材２０ｂの内部に冷却水を通流させる。この冷却水
はクーリングタワーから供給される２９℃程度の水を使
用することができる。
【００２３】そうすると、蒸発器３２の内部とハウジン
グ２１ｂ内部とが連通し、蒸発器３２にて蒸発した冷媒
蒸気が熱交換部材２０ｂの外表面に設けられた吸着材と
接触し、冷媒蒸気が吸着材に吸着される。この熱交換器
２０ｂの吸着材にて水分が吸着される結果、蒸発器３２
においては更に蒸発が進行する。この場合に、熱交換器
２０ｂの内部は冷却水が通流していて熱交換器２０ｂが
冷却されているので、吸着材の吸着反応により発熱が生
じても、吸着材は冷却されているため、吸着効率が低下
することはない。
グ２１ｂ内部とが連通し、蒸発器３２にて蒸発した冷媒
蒸気が熱交換部材２０ｂの外表面に設けられた吸着材と
接触し、冷媒蒸気が吸着材に吸着される。この熱交換器
２０ｂの吸着材にて水分が吸着される結果、蒸発器３２
においては更に蒸発が進行する。この場合に、熱交換器
２０ｂの内部は冷却水が通流していて熱交換器２０ｂが
冷却されているので、吸着材の吸着反応により発熱が生
じても、吸着材は冷却されているため、吸着効率が低下
することはない。
【００２４】このようにして、蒸発器３２にて蒸発が進
行する結果、蒸発潜熱により水が冷却されて冷水が製造
される。
行する結果、蒸発潜熱により水が冷却されて冷水が製造
される。
【００２５】一方、熱交換部材２０ａにおいては、その
内部を温排水が通流しているので、その吸着材が加熱さ
れ、吸着材は吸着していた水分を真空下において比較的
低温で脱着する。ハウジング２１ａは凝縮器３３と連通
しているので、吸着材から脱着した冷媒蒸気は凝縮器３
３にて冷却されて水分が凝縮する。この水分の凝縮によ
り熱交換器２０ａにおいては、更に水分の脱着が進行
し、吸着材が再生される。
内部を温排水が通流しているので、その吸着材が加熱さ
れ、吸着材は吸着していた水分を真空下において比較的
低温で脱着する。ハウジング２１ａは凝縮器３３と連通
しているので、吸着材から脱着した冷媒蒸気は凝縮器３
３にて冷却されて水分が凝縮する。この水分の凝縮によ
り熱交換器２０ａにおいては、更に水分の脱着が進行
し、吸着材が再生される。
【００２６】このようにして、熱交換部材２０ａにて吸
着材の再生が終了し、熱交換部材２０ｂにて水分吸着が
終了した後、開閉弁２６ａ、２７ｂを開、開閉弁２６
ｂ，２７ａを閉にする。そうすると、熱交換部材２０ａ
にて吸着工程が実施され、熱交換部材２０ｂにて再生工
程が実施される。このようにして、熱交換部材２０ａ、
２０ｂにて再生工程と吸着工程とを交互に実施すること
により、蒸発器３２から冷水が連続的に製造される。
着材の再生が終了し、熱交換部材２０ｂにて水分吸着が
終了した後、開閉弁２６ａ、２７ｂを開、開閉弁２６
ｂ，２７ａを閉にする。そうすると、熱交換部材２０ａ
にて吸着工程が実施され、熱交換部材２０ｂにて再生工
程が実施される。このようにして、熱交換部材２０ａ、
２０ｂにて再生工程と吸着工程とを交互に実施すること
により、蒸発器３２から冷水が連続的に製造される。
【００２７】本実施例においては、図１のように熱交換
部材２０（２０ａ、２０ｂ）がフィン１２を有し、この
フィン１２にも吸着材１３が設けられているので、吸着
面積が広く、高効率で水分が吸着される。また、吸着工
程においては、熱交換部材２０の内部を冷却水が通流し
て吸着材を冷却しているので、吸着反応による発熱が生
じても吸着効率が低下することはなく、高吸着効率が維
持される。その結果、本実施例の吸着式冷凍機によれ
ば、極めて高効率で冷水を得ることができる。このた
め、成績係数が高い。
部材２０（２０ａ、２０ｂ）がフィン１２を有し、この
フィン１２にも吸着材１３が設けられているので、吸着
面積が広く、高効率で水分が吸着される。また、吸着工
程においては、熱交換部材２０の内部を冷却水が通流し
て吸着材を冷却しているので、吸着反応による発熱が生
じても吸着効率が低下することはなく、高吸着効率が維
持される。その結果、本実施例の吸着式冷凍機によれ
ば、極めて高効率で冷水を得ることができる。このた
め、成績係数が高い。
【００２８】次に、実際に図１、２に示す吸着式冷凍機
を製造し、成績係数を求めた結果について説明する。こ
の熱交換部材のフィンピッチは３．５ｍｍである。各熱
交換部材の伝熱面積は２９ｍ2であり、開閉弁の切替、
即ち再生工程と吸着工程との切替は５分間である。アル
ミニウム製プレートフィンの全面にアクリル粘着性バイ
ンダーを塗布し、その表面に粒度が２０乃至３５メッシ
ュのシリカゲルを６８０ｇ／ｍ2接着した。熱交換管１
の内部の媒体は熱媒体が７５℃の温排水であり、冷却水
がクーリングタワー水である。
を製造し、成績係数を求めた結果について説明する。こ
の熱交換部材のフィンピッチは３．５ｍｍである。各熱
交換部材の伝熱面積は２９ｍ2であり、開閉弁の切替、
即ち再生工程と吸着工程との切替は５分間である。アル
ミニウム製プレートフィンの全面にアクリル粘着性バイ
ンダーを塗布し、その表面に粒度が２０乃至３５メッシ
ュのシリカゲルを６８０ｇ／ｍ2接着した。熱交換管１
の内部の媒体は熱媒体が７５℃の温排水であり、冷却水
がクーリングタワー水である。
【００２９】その結果、温水は入口で７５℃であったも
のが出口で７０℃に低下し、冷水は入口で１４℃であっ
たものが出口で１２℃に低下した。温水側の熱量は６３
ｋＷであり、冷却水側の熱量は８２．５ｋＷであった。
その結果、成績係数は、８２．５／６３＝１．３１であ
った。
のが出口で７０℃に低下し、冷水は入口で１４℃であっ
たものが出口で１２℃に低下した。温水側の熱量は６３
ｋＷであり、冷却水側の熱量は８２．５ｋＷであった。
その結果、成績係数は、８２．５／６３＝１．３１であ
った。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吸着式冷凍機のランニングコストが低いという利点を生
かしつつ、その成績係数を他の蒸気圧縮式冷凍機及び吸
収式冷凍機の成績係数以上に高めることができる。この
ため、本発明は冷水を極めて高効率で製造することがで
きるという優れた効果を奏する。
吸着式冷凍機のランニングコストが低いという利点を生
かしつつ、その成績係数を他の蒸気圧縮式冷凍機及び吸
収式冷凍機の成績係数以上に高めることができる。この
ため、本発明は冷水を極めて高効率で製造することがで
きるという優れた効果を奏する。
【図１】本発明の実施例に係る吸着式冷凍機の熱交換部
材を示す模式図である。
材を示す模式図である。
【図２】同じく本実施例の吸着式冷凍機を示すブロック
図である。
図である。
【図３】従来の吸着式冷凍機を示すブロック図である。
【図４】同じくその等吸着量線図を示す図である。
１；蒸発器 ２；凝縮器 ３、４；熱交換器 ７；吸着材 ８；冷媒 １１；熱交換管 １２；フィン １３；吸着材 ２０、２０ａ、２０ｂ；熱交換部材 ２１ａ、２１ｂ；ハウジング ３２；蒸発器 ３３；凝縮器
Claims (4)
- 【請求項１】 外表面部分に水分吸着材が配置された筒
状の熱交換部材と、蒸発器と、この蒸発器からの蒸気を
前記熱交換部材の外側に通流させて水分を前記吸着材に
吸着させる吸着手段と、この吸着時に前記熱交換部材の
内側に冷却流体を通流させる冷却手段と、前記熱交換部
材の内側に熱媒流体を通流させて前記吸着材を再生する
再生手段と、この再生時に再生により前記吸着材から脱
着した蒸気を凝縮する凝縮器と、を有することを特徴と
する吸着式冷凍機。 - 【請求項２】 外表面部分に水分吸着材が配置された少
なくとも２基の筒状の熱交換部材と、蒸発器と、この蒸
発器からの蒸気を前記熱交換部材の外側に通流させて水
分を前記吸着材に吸着させる吸着手段と、この吸着時に
前記熱交換部材の内側に冷却流体を通流させる冷却手段
と、前記熱交換部材の内側に熱媒流体を通流させて前記
吸着材を再生する再生手段と、この再生時に再生により
前記吸着材から脱着した蒸気含有再生ガスを凝縮する凝
縮器と、前記熱交換部材を２群に分け前記熱交換部材に
対する外側蒸気及び内側冷却流体の供給と前記熱交換部
材に対する内側熱媒流体の供給及び外側再生ガスの抽出
とを交互に実施する制御手段と、を有することを特徴と
する吸着式冷凍機。 - 【請求項３】 前記熱交換部材はその外表面に複数個の
フィンが設けられており、このフィンの表面も前記熱交
換部材の前記外表面を構成していることを特徴とする請
求項１又は２に記載の吸着式冷凍機。 - 【請求項４】 前記吸着材は、シリカゲル、ゼオライ
ト、活性アルミナ及び活性炭からなる群から選択した少
なくとも１種であることを特徴とする請求項１又は２に
記載の吸着式冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6093584A JPH07301469A (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 吸着式冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6093584A JPH07301469A (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 吸着式冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07301469A true JPH07301469A (ja) | 1995-11-14 |
Family
ID=14086338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6093584A Pending JPH07301469A (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 吸着式冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07301469A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005108880A1 (en) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Cyclect Singapore Pte Ltd | A regenerative adsorption system |
| JP2008281281A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Japan Exlan Co Ltd | 収着モジュールおよびその製造方法 |
| US7497089B2 (en) | 2001-02-21 | 2009-03-03 | Mitsubishi Chemical Corporation | Adsorption heat pump and use of adsorbent as adsorbent for adsorption heat pump |
| JP2009106799A (ja) * | 2007-10-26 | 2009-05-21 | Mitsubishi Plastics Inc | 吸着シート及びその製造方法ならびに吸着素子 |
| WO2011132527A1 (ja) | 2010-04-22 | 2011-10-27 | 三菱樹脂株式会社 | 吸着性部材およびそれを使用した装置 |
| WO2013021994A1 (ja) * | 2011-08-09 | 2013-02-14 | 三菱樹脂株式会社 | 吸着式ヒートポンプ |
| JP2014188508A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Jfe Steel Corp | ガス分離方法 |
-
1994
- 1994-05-02 JP JP6093584A patent/JPH07301469A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7497089B2 (en) | 2001-02-21 | 2009-03-03 | Mitsubishi Chemical Corporation | Adsorption heat pump and use of adsorbent as adsorbent for adsorption heat pump |
| US8333079B2 (en) | 2001-02-21 | 2012-12-18 | Mitsubishi Plastics, Inc. | Adsorption heat pump and use of adsorbent as adsorbent for adsorption heat pump |
| US20130091879A1 (en) * | 2001-02-21 | 2013-04-18 | Denso Corporation | Adsorption heat pump and use of adsorbent as adsorbent for adsorption heat pump |
| WO2005108880A1 (en) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Cyclect Singapore Pte Ltd | A regenerative adsorption system |
| JP2008281281A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Japan Exlan Co Ltd | 収着モジュールおよびその製造方法 |
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| WO2011132527A1 (ja) | 2010-04-22 | 2011-10-27 | 三菱樹脂株式会社 | 吸着性部材およびそれを使用した装置 |
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| JP2013053842A (ja) * | 2011-08-09 | 2013-03-21 | Mitsubishi Plastics Inc | 吸着式ヒートポンプ |
| JP2014188508A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Jfe Steel Corp | ガス分離方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |