JPS6346356A - 吸着式冷凍システムの運転方法 - Google Patents
吸着式冷凍システムの運転方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
転を行う吸着式冷凍システムの効率的な運転方法に係り
、特に、吸着工程から脱着工程に移行する際に冷凍機内
に残留した冷水を利用側熱交換器に供給することにより
、その有効利用を図り、システム効率の向上を達成する
前記吸着式冷凍システムの運転方法に関するものである
。
ー資源の乏しい我が国の将来にとって極めて深刻な問題
であり、特に、エネルギー資源の無駄使いについて今後
、厳しい管理して行く必要がある。
、火力発電所で高温熱回収した後の冷却水あるいは化学
工場等で副次的に発生する、例えば80℃以下の低等級
の熱源は、これを回収する装置の効率、回収コスト等の
問題が原因で全く利用することなく廃棄しているのが実
情である。
られている太陽熱エネルギーの利用技術分野においても
、平板式集熱器で容易に得られる低等級熱源を冷房運転
の熱源として利用することが、装置コストおよびランニ
ングコストの面で最も有利であることが知られているが
、この場合においても、従来の吸収式冷凍機を使用した
冷房システムでは、熱電の温度が低いために一般的な空
調システムの温度条件(冷却水入口温度30℃。
力を十分発揮させることが出来ず、冷凍機の大型化等に
よる装置コストの高騰を免れなかった。
ゲルあるいはゼオライト等の固体吸着剤の冷媒吸脱若作
用を応用して吸着式冷凍機を空調システムに組み込むこ
とが見直されつつある。
、一般に吸着式冷凍m1基を単独に使用し、その利用側
に蓄熱槽を接続することにより、冷凍機内で生成した冷
水を一旦蓄熱槽に貯え、そこから一定した出力を取出す
ことが行われていた。
程および脱着工程を交互にくり返す場合は、第7図のグ
ラフからも分かるように、平均出力0.を確保するため
には、吸着工程時間内に脱着工程中の出力を補う2倍の
、出力(2QI)が必要で、かつ、吸着工程中に2倍の
量の冷却水を供給することが必要であるため、ポンプと
して大型で大容量のものを使用しなけばならず、前記蓄
熱槽の使用と共に装置コストならびに運転コストの高騰
を招く問題があった。
機を2基使用して冷凍システムを組み立て、両冷凍機を
切換弁の操作により交互に吸脱着運転し、蓄熱槽や大容
量のポンプを使用することなしに平均した冷凍出力を得
ることも行われている。
、単に2基の吸着式冷凍機を並列に接続して流路を切換
えるだげでは、第8図のグラフに、示すように吸脱着工
程切換え時点で、脱着工程にある冷凍機から利用側熱交
換器にクーリングタワーなどにより生成した30℃前後
の冷却水が送られるため、冷凍能力がマイナス値となり
空調対象域が逆に暖房される問題があった。
を供給するポンプを脱着工程から吸着工程に移行した冷
凍機の出力が立ち上がるまで一時停止させたり、利用側
熱交換器に熱媒を送る流路に蓄熱槽を介在させて利用側
熱交換器の出力への影響を少なくすることも考えられる
が、前者の場合はマイナス要素をカット出来る反面、そ
の間の冷凍出力が中断する不都合があり、また、後者の
場合は蓄熱槽を使用する関係から装置コストが高騰する
問題を生じ好ましくない。
構成し、その吸脱着工程に時間的なズレを生じさせるこ
とにより、蓄熱槽を使用することなく利用側における冷
凍出力の中断を防止することも可能であるが、この場合
においても吸着工程終了の際、冷凍機内に残留した冷水
が無駄になるためシステム効率の向上に限界を生じてい
た。
に着目してなされたもので、吸着式冷凍機を複数基使用
し、これらを順序的に吸脱着運転して連続的に冷凍出力
を得るに際し、吸脱着工程切換え途中において、吸着式
冷凍機の凝縮器・蒸発器兼用のフィンチューブ内に残留
した冷水を脱着工程が開始するまでの間、利用側熱交換
器に供給することにより工程切換え時における冷媒出力
の中断を防止すると共に、冷水の有効利用によりシステ
ム効率の向上を図り、もって前記問題点を解消せんとす
るものである。
第4図に示す如く、所定量の冷媒を封入した真空の胴体
(1)、(1)’の内部に熱源側熱媒を通過させる第1
のフィンチューブ(3) 、 (3)’と、利用側熱媒
を通過させる第2のフィンチューブ(5)、(5)′と
を収設し、前記第1のフィンチューブ(3) 、 (3
)′に固体吸着剤(S)を保持せしめてなる吸着式冷凍
機を複数基使用し、両冷凍機に含まれる第1のフィンチ
ューブ(3) 、 (3)’の各出入口(3a)、、
(3b) 、 (3a )’ 、 (3b)’を切換弁
(V+)、 (VZ)を介して熱源(2)ノ熱媒出入口
(2a) 、 (2b)に夫々並列に接続すると共に、
前記第2のフィンチューブ(5) 、 (5)’の各出
入口(5a) 、 (5b) 、 (5a)’ 、 (
5b)’を切換弁(v3)、(v4)を介して利用側熱
交換器(4)の熱媒出入口(4a) 、 (4b)に夫
々並列に接続せしめ、前記複数基の吸着式冷凍機(A)
(B)を少なくとも1つが他と異なる工程になる如く
吸着・脱着切換え運転する吸着式冷凍システムにおいて
、前記複数基の吸着式冷凍器(A)(B)のうち、吸着
工程から脱着工程に移行する途中の吸着式冷凍機の前記
第2のフィンチューブの熱媒出口を前記利用側熱交換器
(4)の熱媒入口(4b)に連通させ、該冷凍機の吸着
工程終了時点で第2のフィンチューブ内に残留した冷水
を前記利用側熱交換器(4)に供給し、その略々全量が
流出した時点で切換弁を作動させ、脱着工程に移行させ
ることにある。 ゛ (作 用) 従って、一つの吸着式冷凍機を吸着工程から脱着工程に
切換えるとき、その凝縮・蒸発器として作用する第2の
フィンチューブ内に残留した冷水を利用側熱交換器(4
)に供給し、全量が送り出された時点で脱着工程に切換
えれば、その他の吸着式冷凍機の出力が既に立ち上った
時点で、脱着工程に入るため、特に吸着式冷凍機を2基
使用して交互に吸脱着運転する場合でも総合の出力が中
断する時点が生じす、連続的に冷凍運転を行うことが可
能で、利用側での出力が安定すると共に、第2のフィン
チューブ内で生成された冷水の冷熱を排棄することなく
有効に利用出来るため、システム全体の成績効率が向上
することになる。
の場合について説明する。
システムの一例を示す概要図である。なお、熱媒が流れ
ている管路は実線、流れていない管路は破線で示してい
る。
冷媒を封入した真空の胴体(1) 、 (1)’の内部
において、太陽熱収集器等の熱′rA(2)から供給さ
れる熱源側熱媒を通過させる第1のフィンチューブ(3
)。
熱媒を通過させる第2のフィンチューブ(5) 、 (
5)’を所要間隔を置いて収設しており、前記第1のフ
ィンチューブ(3) 、 (3)’のフィン間隙におい
て、ゼオライト、活性炭、活性アルミナ又はシリカゲル
等の固体吸着剤を保持している。また、前記第1のフィ
ンチューブ(3) 、 (3)’は、各熱媒入口(3a
)。
熱媒出口(2a)に接続され、かつ、各熱媒出口(3b
)、 (3b)′が切換弁(v2)を介して前記熱源(
2)の熱媒入口(2b)に接続されている。一方、前記
第2のフィンチューブ(5) 、 (5)’は、各熱媒
入口(5a)、 (5a)’が切換弁(V、)を介して
利用側熱交換器(4)の熱媒出口(4a)に接続されて
いると共に、熱媒出口(5b)、 (5b)′が切換弁
(v4)を介して前記利用側熱交換器(4)の熱媒入口
(4b)に接続されている。
を供給するクーリングタワーであって、該クーリングタ
ワー(6)は、その冷却水出口(6a)に接続された配
管が冷却水ポンプ(7)の出口から左右に分岐し、一方
が切換弁(V、)を介して前記第1のフィンチューブ(
3) 、 (3)’の各熱媒入口(3a)、(3a )
’に夫々接続されていると共に、他方の配管が切換弁(
v7)を介して前記第2のフィンチューブ(5) 、
(5)’の各熱媒入口(5a) 、 (5a )’に夫
々接続されている。
接続され、左右に分岐した配管は、その一方が切換弁(
V、)を介して前記第1のフィンチューブ(3)。
続されていると共に、他方の配管が切換弁(Vl)を介
して前記第2のフィンチューブ(5) 、 (5)’の
各熱媒出口(5b)、 (5b)’に接続されている。
ンプ、(9)は利用側熱交換器(4)内の熱媒を吸着式
冷凍機(A) 、 (B)側へ還流させるポンプ、αω
はファンを夫々示している。
ユニットの一例を示したもので、図において、Ql)は
、8個の三方切換弁(v、)、 (vz) 、 (V3
) 。
、 (Vl)を支持する矩形形状の機枠であって該機
枠aυは、仕切的で区画された左右一対の枠組み0■、
aa内において、夫々2組各4個の切換弁を、その切換
レバー0つが互いに隣接する如く配置して保持しており
、各枠組みQ3)、Ql)の中央に固着した減速機付き
モータ(16) 、 (16)’の出力軸に連結された
駆動レバー(17) 、 (17)’が前記三方切換弁
(Vl)、 (vz) 、 (V3) 、 (Vl、)
、 (vs)、 (V6) 、 (Vt) 。
、 (18)’により連結されており、前記モータ(1
6) 、 (16)’の正逆回転により、各枠組a蜀、
aa内の三方切換弁(Vl)、 (V2)、 (V3)
、 (Vl)、 (V5)、 (V6)、 (Vt)、
(vs)を夫々4個宛、−勢に切換えるようになって
いる。
i) 、 (Vl) 。
を切換えるモータ(16) 、 (16)′としては、
いずれもその回転速度が自由に設定出来るものが使用さ
れ、弁の開閉速度を調節してウォータハンマー現象を防
止出来るようになっている。
(Vl) 、 (Vs) 、(V6) 、 (Vt)
、 (va)の切換レバーQ5)と当接して回動角度を
検知し、モータ(16) 、 (16)’を停止させる
リミットスイッチである。
動速度調節可能な流体圧シリンダを用いることもある。
て説明する。
、もう一方の吸着式冷凍機(B)が吸着運転を行ってい
る場合である。
により送出された熱源側熱媒は、切換弁(V、)を介し
て熱媒入口(3a)から第1のフィンチューブ(3)に
供給され、該第1のフィンチューブ(3)に保持された
固体吸着剤(S)を加熱脱着し、切換弁(ν2)を介し
て熱媒入口(2b)より熱源(2)に還流する。
タワー(6)からポンプ(7)により送られる冷却水が
切換弁(V、)を介して熱媒入口(5a)から第2のフ
ィンチューブ(5)内に導入されるため、胴体(1)内
の冷媒蒸気が冷却されて表面で凝縮し、均一な液膜状態
で保持される。
ー(6)から切換弁(v5)を通じて第1のフィンチュ
ーブ(3)′に冷却水が供給され、固体吸着剤(S)の
吸着を促進して切換弁(v6)から前記クーリングタワ
ー(6)に還流する。また、この間、利用側熱交換器(
4)で空気と熱交換し温度上昇した利用側熱媒は熱媒出
口(4a)からポンプ(9)により切換弁(V、)を介
して第2のフィンチューブ(5)′に入り、ここで冷水
となって熱媒出口(5b )’から切換弁(Vl)を通
じて利用側熱交換器(4)に供給される。
ンチューブ(3)′内を流れる冷却水により固体吸着剤
(S)が冷却され、吸着作用が促進されて胴体(1)′
内の冷媒蒸気が吸着されると同時に、第2のフィンチュ
ーブ(5)′の表面に形成された冷媒液膜が蒸発し、こ
こを流れる利用側熱媒から蒸発潜熱を奪って熱媒を冷却
する。
(B) ’の吸脱着工程を切換えて運転する場合は、第
2図に示す如く切換弁(V、2) 、 (Vl、) 、
(V6) 、 (va)は、そのままにして切換弁(
Vl)、 (V3) 、 (vs) 、 (Vt)を−
勢に切り換え、熱源(2)から出た熱媒を切換弁(V1
)を通じて冷凍i (B)側の第1のフィンチューブ(
3)′に供給すると共に、クーリングタワー(6)から
供給される冷却水を切換弁(V、)を通じて冷凍機(A
)側の第1のフィンチューブ(3)に供給する。
)側の第2のフィンチューブ(5)の熱媒入口(5a)
に連通させると共に、クーリングタワー(6)から出た
冷却水を切換弁(v7)を通じて冷凍機(B)側の第2
のフィンチューブ(5)′に供給する。
ューブ(3)内に残留した熱源側熱媒がクーリングタワ
ー(6)から圧送される冷却水により押し出され、これ
が切換弁(v2)を通じて熱源(2)に戻され、再利用
されることになる。また、冷凍機(B)側においては、
前の吸着工程で生成された冷水がクーリングタワー(6
)から圧送される冷却水より押し出され、これが熱媒出
口(5b )’から切換弁(v4)を通じて利用側熱交
換器(4)に供給される。
即ち第2図に示す冷凍機(B)側の第2のフィンチュー
ブ(5)′内において、吸着工程中に生成された冷水が
略々完全に流出した時点で、切換弁(Vl)、 (V3
)、 (Vs)、 (Vl)をそのままにして、切換弁
(V2) 、 (V4) 、 (V&) 、 (vs)
を第3図の如(−勢切換えると、冷凍機(^)が吸着工
程に入り、かつ、冷凍機(B)が脱着工程に移行する。
たもので、第2図と全く同じ作用であるため、ここでは
動作説明を省略する。
的変化は第6図のグラフに示される通りである。
に切換ねる途中において、切換弁を操作し冷凍システム
の回路を第2図または第4図の状態に切換えると吸着工
程時に生成された第2のフィンチューブ(5)又は(5
)′内の冷水が利用側熱交換器(4)に送られるため、
冷凍出力がその間持続し、切換え時点から吸着工程に移
行した他の冷凍機の出力の値がプラスになった時点で、
始めて回路が第1図又は第3図の状態に切換えられるた
め、利用側熱交換器(4)には常時吸着工程で生成され
た冷水が供給されることになり、冷凍出力の中断を生じ
ず、また、冷凍出力が常時プラスの値に保たれる。
第4図の状態に切り換えるタイミング、即ちサイクルタ
イム(TI)は、−1’tQに、第2のフィンチューブ
(5) 、 (5)’内の冷水残量が全量利用側熱交換
器(4ンに送られた時点で、既に吸着工程に移行した冷
凍機の出力がプラスの値になっているよう設定する必要
がある。なお、第2のフィンチューブ(5) 、 (5
)’内の冷水が全量流出する時間(1)は各フィンチュ
ーブ(5) 、 (5)’の容量をポンプ(9)による
熱媒流量で除した値で定まるから、これを元に前記冷凍
システムのサイクルタイム(T1)を定めればよい。一
般に、吸着式冷凍機単体の出力は、立ち上がりが速く、
ピークを過ぎた時点からゆるやかに減少するため、サイ
クルタイム(T1)に対する切り換え時間(1)を相当
短く設定した場合でも、充分吸着工程に移行した冷凍機
の立ち上がり時間を補うことが可能である。
(1)は第2のフィンチューブの容量、又は、該フィン
チューブ内を流れる熱媒の流速を変更するだけで任意に
設定可能である。
に利用することによる冷凍能力の増加量は第6図におい
て網目状斜線を付した部分であり、これに相当する出力
(α)が平均出力(q、+α)としてシステム効率に反
影されることになる。
した場合について説明したが、本発明は冷凍機の使用台
数が別設3基以上の場合も同様なシステム構成により適
用が可能であり、冷水の有効によるシステム効率の向上
を図ることが出来る。
切換弁やポンプの使用個数を少なくし、配管の複雑化を
防止出来るため、装置コストならびに運転コストの低廉
化を図る上に極めて有利である。
空の胴体内部に熱源側熱媒を通過させる第1のフィンチ
ューブと、利用側熱媒を通過させる第2のフィンチュー
ブとを収設し、前記第1のフィンチューブの外周に固体
吸着剤を接触保持せしめてなる吸着式冷凍機を複数基使
用し、各冷凍機の前記第1のフィンチューブの各熱媒出
入口を切換弁を介して熱源側の熱媒出入口に夫々並列に
接続し、かつ、前記第2のフィンチューブの各熱媒出入
口を切換弁を介して利用側熱交換器の各熱媒出入口に夫
々並列に接続せしめると共に、前記複数基の吸着式冷凍
機を少なくとも1つが他と異なる工程になる如く吸着・
脱着切換え運転する吸着式冷凍システムにおいて、前記
複数基の吸着式冷凍機のうち、吸着工程から脱着工程に
移行する途中の吸着式冷凍機の前記第2のフィンチュー
ブの熱媒出口を前記利用側熱交換器の熱媒入口に接続し
、該冷凍機の吸着工程終了時点で第2のフィンチューブ
内に残留した冷水を前記利用側熱交換器に供給し、その
略々全量が流出した時点で、切換弁を作動させ、脱着工
程に移行させる吸着式冷凍機システムの運転方法である
から、吸着工程終了時点において冷凍機内に残留した冷
水を有効に利用し、システム効率の向上を図ることが出
来ると共に、残留した冷水を利用側熱交換器に供給して
いる時間によって他の吸着式冷凍機の冷凍出力立ち上が
りに要する時間をカバーすることが可能で、冷凍出力を
中断させることなく安定した出力を持続出来るというす
ぐれた効果を発揮する。
く利用側熱交換器への冷水連続供給が可能であり、装置
コストの高騰に抑制し得ると共に、ポンプとして小型の
ものを使用することが可能で電力消費量の節減を図り得
るなどの実際的な効果も期待できる。
システムの一例を示す概要図、第5図は同冷凍システム
に使用されるバルブユニットの一例を示したもので、(
イ)はバルブユニットの側面図、(0)は同バルブユニ
ットの平面図である。また、第6図は本発明方法により
運転した場合における冷凍能力の時間的変化を示すグラ
フ、第7図および第8図は夫々従来の吸着式冷凍システ
ム運転方法による冷凍能力の時間的変化を示すグラフで
ある。 (1) 、 (1)’・・・・・・胴体、 (2)・・
・・・・熱源、(2a)・・・・・・熱媒出口、 (2
b)・・・・・・熱媒入口、(3) 、 (3)’・・
・・・・第1のフィンチューブ、(3a) 、 (3a
)’・・・・・・熱媒入口、(3b) 、 (3b)’
・・・・・・熱媒出口、(4)・・・・・・利用側熱交
換器、 (4a)・・・・・・熱媒出口、 (4b)・・・・・
・熱媒入口、(5) 、 (5)’・・・・・・第2の
フィンチューブ、(5a) 、 (5a)’・・・・・
・熱媒入口、(5b) 、 (5b)’・・・・・・熱
媒出口、(A)、(B)・・・・・・吸着式冷凍機、(
S)・・・・・・固体吸着剤、 (Vl)、 (Vl)、(V3)、(V4)。 (Vs) 、 (V6) 、 (vt) 、 (va)
・・・・・・切換弁。 −”−ニン
Claims (2)
- 1.所定量の冷媒を封入した真空の胴体内部に熱源側熱
媒を通過させる第1のフインチューブと、利用側熱媒を
通過させる第2のフインチューブとを収設し、前記第1
のフインチューブの外周に固体吸着剤を接触保持せしめ
てなる吸着式冷凍機を複数基使用し、各冷凍機の前記第
1のフインチューブの各熱媒出入口を切換弁を介して熱
源側の熱媒出入口に夫々並列に接続し、かつ、前記第2
のフインチューブの各熱媒出入口を切換弁を介して利用
側熱交換器の各熱媒出入口に夫々並列に接続せしめると
共に、前記複数基の吸着式冷凍機を少なくとも一つが他
と異なる工程になる如く吸着・脱着切換え運転する吸着
式冷凍システムにおいて、前記複数基の吸着式冷凍機の
うち、吸着工程から脱着工程に移行する途中の吸着式冷
凍機の前記第2のフインチューブの熱媒出口を前記利用
側熱交換器の熱媒入口に接続し、該冷凍機の吸着工程終
了時点で第2のフインチューブ内に残留した冷水を前記
利用側熱交換器に供給し、その略々全量が流出した時点
で、切換弁を作動させ、脱着工程に移行させることを特
徴とする吸着式冷凍システムの運転方法。 - 2.吸着式冷凍システムが吸着式冷凍機を2基使用した
システムであり、両冷凍機が交互に吸脱着切換え運転さ
れる特許請求の範囲第1項記載の運転方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18759886A JPH0627592B2 (ja) | 1986-08-09 | 1986-08-09 | 吸着式冷凍システムの運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP18759886A JPH0627592B2 (ja) | 1986-08-09 | 1986-08-09 | 吸着式冷凍システムの運転方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6346356A true JPS6346356A (ja) | 1988-02-27 |
JPH0627592B2 JPH0627592B2 (ja) | 1994-04-13 |
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ID=16208911
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JP18759886A Expired - Lifetime JPH0627592B2 (ja) | 1986-08-09 | 1986-08-09 | 吸着式冷凍システムの運転方法 |
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JP (1) | JPH0627592B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04148163A (ja) * | 1990-10-08 | 1992-05-21 | Daikin Ind Ltd | 吸着式冷凍装置 |
JPH0682116A (ja) * | 1992-09-02 | 1994-03-22 | Kajima Corp | 吸着式ヒートポンプ |
JP2002295925A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-10-09 | Denso Corp | 熱供給装置 |
JP2010112592A (ja) * | 2008-11-05 | 2010-05-20 | Suri-Ai:Kk | ソープション型冷却装置及び熱切り換え装置 |
WO2011141970A1 (en) * | 2010-05-14 | 2011-11-17 | Three Eye Co., Ltd. | Sorption type cooler |
JP2012202584A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Union Sangyo Kk | 流体用切替装置及びこれを用いた吸着式冷凍機 |
-
1986
- 1986-08-09 JP JP18759886A patent/JPH0627592B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04148163A (ja) * | 1990-10-08 | 1992-05-21 | Daikin Ind Ltd | 吸着式冷凍装置 |
JPH0682116A (ja) * | 1992-09-02 | 1994-03-22 | Kajima Corp | 吸着式ヒートポンプ |
JP2002295925A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-10-09 | Denso Corp | 熱供給装置 |
JP2010112592A (ja) * | 2008-11-05 | 2010-05-20 | Suri-Ai:Kk | ソープション型冷却装置及び熱切り換え装置 |
WO2011141970A1 (en) * | 2010-05-14 | 2011-11-17 | Three Eye Co., Ltd. | Sorption type cooler |
JP2012202584A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Union Sangyo Kk | 流体用切替装置及びこれを用いた吸着式冷凍機 |
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Publication number | Publication date |
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JPH0627592B2 (ja) | 1994-04-13 |
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