JPH11281190A - 複式吸着冷凍機 - Google Patents

複式吸着冷凍機

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JPH11281190A
JPH11281190A JP10078991A JP7899198A JPH11281190A JP H11281190 A JPH11281190 A JP H11281190A JP 10078991 A JP10078991 A JP 10078991A JP 7899198 A JP7899198 A JP 7899198A JP H11281190 A JPH11281190 A JP H11281190A
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JP
Japan
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adsorption
adsorbent
chambers
refrigerator
refrigerant
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Application number
JP10078991A
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English (en)
Inventor
Yasuo Uchikawa
靖夫 内川
Fumio Kimura
二三夫 木村
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸着冷凍機の冷凍出力を効果的に向上させ
る。 【解決手段】 第1吸着冷凍機Aの冷熱発生部15で冷
却した低温熱媒Xを、第2吸着冷凍機Bにおける吸着工
程での吸着材冷却用熱媒として、その第2吸着冷凍機B
に供給する構成にする。また、その低温熱媒Xを、第1
吸着冷凍機Aの冷熱発生部15と第2吸着冷凍機Bの吸
着材冷却部9b(ないし8b)との間で循環させる構成
にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は吸着冷凍機に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、吸着冷凍機では一般に、吸着工程
において吸着材を冷却するのに、外気への放熱で循環水
を冷却する冷却塔からの供給水を用いている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、冷却塔からの
供給水による吸着材冷却では、吸着工程における吸着材
温度の低温化に限界があり、この為、吸着工程の相対圧
(=蒸発温度(脱着工程では凝縮温度)での冷媒の飽和
蒸気圧/吸着材温度での冷媒の飽和蒸気圧)を高くして
吸着工程の平衡吸着量を大きくすることが難しく、殊
に、脱着用高温熱源の温度が低い場合には、吸着工程の
相対圧が脱着工程の相対圧よりも低くなる条件下におい
て、図3(吸着材はシリカゲル)に示す如き吸着等温線
の温度依存性(同相対圧の下でも吸着材温度が高温とな
る程、平衡吸着量が減少する特性)だけで、吸着工程の
平衡吸着量を脱着工程の平衡吸着量よりも大きくしてい
る例も見られ、この点、従来の吸着冷凍機では冷凍出力
が低く制限されて、その向上が難しく、特に蒸発温度を
低くして低い発生温度を得ることが難しい問題があり、
また、そのことから所要の冷凍出力を得るのに大量の吸
着材を要して装置が大型になる問題もあった。
【0004】この実情に対し、本発明の主たる課題は、
合理的な装置構成を採ることにより上記の如き問題を効
果的に解消する点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】〔1〕請求項1記載の発
明では、第1吸着冷凍機の冷熱発生部で冷却した低温熱
媒を、第2吸着冷凍機における吸着工程での吸着材冷却
用熱媒として、その第2吸着冷凍機に供給するから、第
1吸着冷凍機では吸着工程での吸着材冷却用熱媒とし
て、従来と同様、冷却塔からの供給水ないしはそれと同
程度の温度のものを用いながらも、第2吸着冷凍機で
は、第1吸着冷凍機の冷凍効果をもって得た上記低温熱
媒による効果的な吸着材冷却により、従来機に比べ、吸
着工程の吸着材温度を大きく低下させて吸着工程の相対
圧を大巾に高め、これにより、吸着工程の平衡吸着量を
大きく増大させることができる。
【0006】また、第1吸着冷凍機では、装置全体とし
て最終的に要求される低い発生温度まで発生させる必要
は無く、第2吸着冷凍機での吸着材の冷却に要する温度
を発生させるだけでよいから、吸着材冷却用熱媒に冷却
塔からの供給水ないしそれと同程度の温度のものを用い
ながら、その第1吸着冷凍機についても、従来機に比
べ、蒸発温度を高くして吸着工程の相対圧を高め、これ
により、吸着工程の平衡吸着量を増大させることができ
る。
【0007】つまり、これらのことから、第1吸着冷凍
機と第2吸着冷凍機とを組み合わせた複式の吸着冷凍機
として、機外から供給する吸着材冷却用熱媒には従来と
同様、冷却塔からの供給水ないしはそれと同程度の温度
のものを用いながらも、また、脱着用高温熱源の温度が
低く制約される条件下においても、同量の吸着材を用い
る従来の吸着冷凍機(言わば単式の吸着冷凍機)に比
べ、より高い冷凍出力を第2吸着冷凍機の冷熱発生部か
ら得ることができ、殊に、吸着工程の相対圧を高めて冷
凍出力を向上させることから、蒸発温度(第2吸着冷凍
機の蒸発温度)を低くして低い発生温度を得るのに特に
有効となる。また、このように冷凍出力を向上できるこ
とで、所要の冷凍出力を得るのに、従来機に比べ吸着材
の必要量を少なくして装置を効果的に小型化できる。
【0008】ちなみに、吸着冷凍機を用いて高い冷凍出
力を得るのに、別法として、吸着冷凍機以外の冷凍機
(例えば蒸気圧縮式や吸収式)で冷却した低温熱媒を吸
着冷凍機における吸着工程での吸着材冷却用熱媒に用い
ることも考えられるが、それに比べ、上記の如く吸着冷
凍機どうしを組み合わせる構成を採ることにより、駆動
熱源としての高温熱源が低温でも運転できる、運転音が
極めて小さい、フロン系冷媒を使用しない、吸着材に塩
類を用いないため耐食性・安全性が高いなどの吸着冷凍
機のメリットをそのまま維持できる利点がある。
【0009】なお、本発明の実施にあたり、吸着冷凍機
の使用台数は2台に限定されるものではなく、3台以上
の吸着冷凍機を上記した第1及び第2吸着冷凍機の組み
合わせ形態と同じ組み合わせ形態で直列的に順次組み合
わせて3段以上の複式吸着冷凍機を構成してもよく、ま
た、1台の第1吸着冷凍機に対し2台以上の第2吸着冷
凍機を並列的に組み合わせるようにしてもよい。
【0010】〔2〕請求項2記載の発明では、前記低温
熱媒を第1吸着冷凍機の冷熱発生部と第2吸着冷凍機の
吸着材冷却部との間で循環させるから、すなわち、低温
熱媒を閉回路で循環させるから、その循環系の温度レベ
ルを第1吸着冷凍機の発生冷熱により効果的に低下させ
て、第2吸着冷凍機の吸着工程における吸着材温度の低
温化を効果的に促進でき、また、第1吸着冷凍機による
発生冷熱の外部への放散ロスも抑止して第1吸着冷凍機
の発生冷熱を第2吸着冷凍機での吸着材冷却に効率的に
寄与させることができ、これらのことから、所期目的で
ある冷凍出力の向上を一層効果的に実現できる。
【0011】また、低温熱媒を閉回路で循環させること
により、小さいポンプ動力で低温熱媒を循環させること
ができて、ランニングコストの上昇も抑止できる。
【0012】〔3〕請求項3記載の発明では、第1吸着
冷凍機と第2吸着冷凍機とに対し共通の高温熱源から脱
着用の高温熱媒を供給するから、第1吸着冷凍機と第2
吸着冷凍機を組み合わせた複式吸着冷凍機として、従来
の吸着冷凍機(単式の吸着冷凍機)と同様に1つの高温
熱源を準備するだけですみ、汎用性や設置性の面で有利
になる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1において、Aは第1吸着冷凍
機、Bは第2吸着冷凍機であり、これら第1及び第2吸
着冷凍機A,Bの夫々は、第1吸着材室1a,1b、第
2吸着材室2a,2b、蒸発室3a,3b、凝縮室4
a,4bを備えている。
【0014】運転は、弁VR,Vの切り換えにより第1
及び第2吸着冷凍機A,Bの夫々において第1吸脱着運
転と第2吸脱着運転とを所定時間ずつ交互に繰り返し、
第1吸脱着運転では、図1に示す如く、第1吸着材室1
a,1bと蒸発室3a,3bとを連通させ、かつ、第2
吸着材室2a,2bと凝縮室4a,4bとを連通させた
状態で、第1吸着材室1a,1bの吸着材5a,5bに
冷媒蒸気Rを吸着させながら蒸発室3a,3bで冷媒R
を蒸発させる吸着工程と、第2吸着材室2a,2bの吸
着材6a,6bから先の吸着冷媒Rを脱着させてその脱
着冷媒蒸気Rを凝縮室4a,4bで凝縮させる脱着工程
とを並行実施する。
【0015】また、第2吸脱着運転では、図2に示す如
く、第2吸着材室2a,2bと蒸発室3a,3bとを連
通させ、かつ、第1吸着材室1a,1bと凝縮室4a,
4bとを連通させた状態で、第2吸着材室2a,2bの
吸着材6a,6bに冷媒蒸気Rを吸着させながら蒸発室
3a,3bで冷媒Rを蒸発させる吸着工程と、第1吸着
材室1a,1bの吸着材5a,5bから先の吸着冷媒R
を脱着させてその脱着冷媒蒸気Rを凝縮室4a,4bで
凝縮させる脱着工程とを並行実施する。
【0016】なお、図示は省略してあるが、第1及び第
2吸着冷凍機A,Bの夫々には、凝縮室4a,4bで凝
縮させた冷媒Rを蒸発室3a,3bへ還送する還送路を
設けてある。
【0017】7は高温熱源であり、第1吸脱着運転(図
1)では、第1及び第2吸着冷凍機A,Bの第2吸着材
室2a,2bにおける熱交換器8a,8b(この場合、
吸着材加熱用の熱交換器)に高温熱源Hから吸着材加熱
用(脱着用)の高温熱媒Hを循環供給して、これら第2
吸着材室2a,2bの吸着材6a,6bから吸着冷媒R
を脱着させ、一方、第2吸脱着運転(図2)では、第1
及び第2吸着冷凍機A,Bの第1吸着材室1a,1bに
おける熱交換器9a,9b(この場合、吸着材加熱用の
熱交換器)に高温熱源Hから吸着材加熱用(脱着用)の
高温熱媒Hを循環供給して、これら第1吸着材室1a,
1bの吸着材5a,5bから吸着冷媒Rを脱着させる。
【0018】10は2連配備の第1冷却塔であり、第1
吸脱着運転(図1)では、第1吸着冷凍機Aの第1吸着
材室1aにおける熱交換器9a(この場合、吸着材冷却
用の熱交換器)と第2吸着冷凍機Bの凝縮室4bにおけ
る凝縮用熱交換器11bとに第1冷却塔10から冷却水
Wを循環供給し、これにより、第1吸着冷凍機Aにおい
て第1吸着材室1aの吸着材5aに蒸発室3aでの発生
冷媒蒸気Rを吸着させるとともに、第2吸着冷凍機Bの
凝縮室4bにおいて第2吸着材室2bでの脱着冷媒蒸気
Rを凝縮させる。
【0019】また、第2吸脱着運転(図2)では、第1
吸着冷凍機Aの第2吸着材室2aにおける熱交換器8a
(この場合、吸着材冷却用の熱交換器)と第2吸着冷凍
機Bの凝縮室4bにおける凝縮用熱交換器11bとに第
1冷却塔10から冷却水Wを循環供給し、これにより、
第1吸着冷凍機Aにおいて第2吸着材室2aの吸着材6
aに蒸発室3aでの発生冷媒蒸気Rを吸着させるととも
に、第2吸着冷凍機Bの凝縮室4bにおいて第1吸着材
室1bでの脱着冷媒蒸気Rを凝縮させる。
【0020】12は第1吸着冷凍機Aの凝縮室4aにお
ける凝縮用熱交換器11aへ冷却水Wを循環供給する第
2冷却塔であり、第1吸脱着運転(図1)では、この第
2冷却塔12からの冷却水供給により第1吸着冷凍機A
の凝縮室4aにおいて第2吸着材室2aでの脱着冷媒蒸
気Rを凝縮させ、第2吸脱着運転(図2)では、この第
2冷却塔12からの冷却水供給により第1吸着冷凍機A
の凝縮室4aにおいて第1吸着材室1aでの脱着冷媒蒸
気Rを凝縮させる。
【0021】図中Pはポンプ、Vは3方弁、VRは冷媒
蒸気Rの流れを切り換える切換弁である。また、13は
高温熱媒用のバッファタンク、14は冷却水用のバッフ
ァタンクである。
【0022】15は第1吸着冷凍機Aにおける蒸発室3
aで冷媒Rと吸着材冷却用の低温熱媒Xとを熱交換させ
る冷却用熱交換器であり、第1及び第2吸脱着運転の夫
々において蒸発室3aでの冷媒蒸発による気化熱奪取で
低温冷媒Xを冷却する。
【0023】そして、第1吸脱着運転(図1)では、こ
の冷却用熱交換器15と第2吸着冷凍機Bの第1吸着材
室1bにおける熱交換器9b(この場合、吸着材冷却用
の熱交換器)との間で上記の低温冷媒Xを循環させ、こ
れにより、第2吸着冷凍機Bにおける第1吸着材室1b
の吸着材5bを第1吸着冷凍機Aの発生冷熱により冷却
して、その第1吸着材室1bの吸着材5bに蒸発室3b
での発生冷媒蒸気Rを吸着させる。
【0024】また、第2吸脱着運転(図2)では、この
冷却用熱交換器15と第2吸着冷凍機Bの第2吸着材室
2bにおける熱交換器8b(この場合、吸着材冷却用の
熱交換器)との間で上記の低温冷媒Xを循環させ、これ
により、第2吸着冷凍機Bにおける第2吸着材室2bの
吸着材6bを第1吸着冷凍機Aの発生冷熱により冷却し
て、その第2吸着材室2bの吸着材6bに蒸発室3bで
の発生冷媒蒸気Rを吸着させる。
【0025】16は第2吸着冷凍機Bにおける蒸発室3
bで冷媒Rと負荷装置17(例えば空調機)に対し循環
供給する冷熱媒Cとを熱交換させる出力部としての冷却
用熱交換器であり、第1及び第2吸脱着運転の夫々にお
いて蒸発室3bでの冷媒蒸発による気化熱奪取で循環冷
熱媒Cを冷却する。
【0026】つまり、この装置は、第1吸着冷凍機Aに
おける冷熱発生部としての冷却用熱交換器15で冷却し
た低温熱媒Xを、その冷却用熱交換器15と第2吸着冷
凍機Bにおける吸着材冷却部(第1吸脱着運転では熱交
換器9b、第2吸脱着運転では熱交換器8b)との間で
循環させて、その低温熱媒Xを第2吸着冷凍機Bにおけ
る吸着工程での吸着材冷却用熱媒に用いる複式吸着冷凍
機としてある。
【0027】なお、吸着材5a,5b,6a,6bに
は、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、活性アルミナな
ど、吸着性を有するものであれば種々のものを使用でき
る。
【0028】また、第1吸着冷凍機Aで用いる吸着材5
a,5bと第2吸着冷凍機Bで用いる吸着材6a,6b
とは同一のもの、あるいは、互いに異なるもののいずれ
であってもよい。
【0029】冷媒Rには水を使用するのが一般的である
が、吸脱着が可能なものであれば、その他、種々のもの
を使用でき、また、第1吸着冷凍機Aで用いる冷媒Rと
第2吸着冷凍機Bで用いる冷媒Rとは同一のもの、ある
いは、互いに異なるもの(例えば、第1吸着冷凍機Aに
冷媒Rにアルコールと用い、第2吸着冷凍機Bにおいて
冷媒Rに水を用いるなど)のいずれであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】装置構成、及び、第1吸脱着運転の運転形態を
示す図
【図2】第2吸脱着運転の運転形態を示す図
【図3】相対圧と平衡吸着量との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
A 第1吸着冷凍機 B 第2吸着冷凍機 15 第1吸着冷凍機の冷熱発生部 8b,9b 第2吸着冷凍機の吸着材冷却部 7 共通の高温熱源 X 低温熱媒 H 脱着用高温熱媒

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1吸着冷凍機の冷熱発生部で冷却した
    低温熱媒を、第2吸着冷凍機における吸着工程での吸着
    材冷却用熱媒として、その第2吸着冷凍機に供給する構
    成にしてある複式吸着冷凍機。
  2. 【請求項2】 前記低温熱媒を、前記第1吸着冷凍機の
    冷熱発生部と前記第2吸着冷凍機の吸着材冷却部との間
    で循環させる構成にしてある請求項1記載の複式吸着冷
    凍機。
  3. 【請求項3】 前記第1吸着冷凍機と前記第2吸着冷凍
    機とに対し共通の高温熱源から脱着用の高温熱媒を供給
    する構成にしてある請求項1又は2記載の複式吸着冷凍
    機。
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Cited By (4)

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