JP4337289B2 - Adsorption heat pump - Google Patents
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雰囲気中の冷媒湿度に応じて冷媒を吸着・脱離する吸着剤を有し、低温側の熱を高温側に移動させる吸着式ヒートポンプに関するものであり、空調装置に適用して有効である。
【0002】
【従来の技術】
吸着式ヒートポンプを用いた空調装置として、例えば特開平5−126432号公報に記載の発明では、略真空に保たれた密閉容器(吸着器)内の気相冷媒を吸着剤にて吸着することにより液相冷媒を蒸発させて、その蒸発潜熱により室内熱交換器に供給する熱媒体を冷却する。なお、以下、熱媒体と冷媒とを熱交換させる熱交換器を容器内交換器(蒸発・凝縮熱交換器)と呼ぶ。
【0003】
ところで、吸着剤の吸着能力(吸着量)が飽和状態になると、吸着作動が停止する。そこで、吸着剤が飽和すると、吸着剤を加熱することにより吸着していた冷媒を脱離させた(再生した)後、再び、冷媒を吸着させる。なお、吸着剤から脱離した気相冷媒は、容器内熱交換器にて外気と熱交換されて冷却(凝縮)される。
【0004】
以下、吸着剤が吸着作動しているときを吸着行程と呼び、加熱されて吸着していた冷媒を脱離しているときを脱離行程と呼ぶ。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吸着行程においては、冷媒が蒸発して密閉容器(特に、容器内熱交換器)の温度が低下するのに対して、脱離行程においては、冷媒が凝縮して密閉容器(特に、容器内熱交換器及び液相冷媒)の温度が上昇するため、密閉容器(特に、容器内熱交換器及び液相冷媒)の温度が吸着行程時と脱離行程時とで大きく相違する。
【0006】
このため、例えば吸着行程時から脱離行程時に移行した直後においては、吸着式ヒートポンプに投入される熱エネルギの一部は、冷媒の脱離(吸着剤の加熱)のために消費されず、密閉容器(特に、容器内熱交換器及び液相冷媒の加熱)に消費されるので、吸着式ヒートポンプの成績係数(移動した熱量/投入した熱量)が低下してしまう。
【0007】
具体的には、吸着行程時において、容器内熱交換器及びその周囲の液相冷媒温度が10℃とし、外気温度が40℃とすると、吸着行程時から脱離行程時に移行した直後においては、吸着式ヒートポンプに投入される熱エネルギは、10℃の容器内熱交換器及びその周囲の液相冷媒を40℃まで上昇させるために消費されてしまう。
【0008】
本発明は、上記点に鑑み、吸着式ヒートポンプの成績係数(COP)の向上を図ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、雰囲気中の冷媒湿度に応じて冷媒を吸着・脱離する第1吸着剤(4)を有し、低温側の熱を高温側に移動させる吸着式ヒートポンプであって、低温側に配置された第1熱交換器(1、2)と、高温側に配置された第2熱交換器(1、2)と、第1吸着剤(4)と熱媒体とを熱交換させる第3熱交換器(3)と、第1吸着剤(4)、冷媒及び第3熱交換器(3)が封入された密閉容器(7)と、密閉容器(7)内の冷媒湿度を調節する湿度調節手段(12)とを備え、第3熱交換器(3)は、第1熱交換器(1、2)→第3熱交換器(3)→第2熱交換器(1、2)の順あるいは第2熱交換器(1、2)→第3熱交換器(3)→第1熱交換器(1、2)の順で熱媒体が流れるように、第1熱交換器(1、2)と第2熱交換器(1、2)との間に直列に接続されており、湿度調節手段(12)によって密閉容器(7)内の冷媒湿度を下げて第1吸着剤(4)が吸着していた冷媒を脱離させるとともに、第2熱交換器(1、2)にて熱交換した熱媒体を第3熱交換器(3)に供給し、かつ、第3熱交換器(3)にて第1吸着剤(4)と熱交換した熱媒体を第1熱交換器(1、2)に供給する吸熱行程と、湿度調節手段(12)によって密閉容器(7)内の冷媒湿度を上げて第1吸着剤(4)に冷媒を吸着させるとともに、吸熱工程時に対して逆向きに熱媒体が移動するように、第1熱交換器(1、2)にて熱交換した熱媒体を第3熱交換器(3)に供給し、かつ、第3熱交換器(3)にて第1吸着剤(4)と熱交換した熱媒体を第2熱交換器(1、2)に供給する放熱行程と、を交互に実行するヒートポンプを特徴としている。
【0010】
ところで、従来の技術に係る吸着式ヒートポンプでは、図5(b)に示すように、容器内熱交換器(蒸発・凝縮熱交換器)Heは、吸着行程においては低温側を冷却して吸熱する熱交換器として機能し、脱離行程においては高温側を放熱する熱交換器として機能する。
【0011】
このため、従来の技術に係る吸着式ヒートポンプにおいて、例えば高温側の温度を40℃とし、吸着剤の吸着・脱離作用により作り出すことができる温度差を30℃とすると、従来の技術に係る吸着式ヒートポンプにおいては、熱媒体が連続的に循環しているので、脱離行程時における容器内熱交換器の平均温度は40℃となり、吸着行程時における容器内熱交換器の平均温度は10℃となる。
【0012】
したがって、吸着行程時における容器内熱交換器の平均温度と脱離行程時における容器内熱交換器の平均温度との差は、吸着剤の吸着・脱離作用により作り出すことができる温度差と等しく、30℃となる。
【0013】
これに対して、本発明では、熱媒体を連続的に循環させることなく、例えば吸熱行程においては、吸着剤(4)と熱交換した熱媒体を第1熱交換器(1、2)に供給し、かつ、第2熱交換器(1、2)にて熱交換した熱媒体を第3熱交換器(3)に供給し、放熱行程においては、吸熱行程時とは逆に、第1熱交換器(1、2)にて熱交換した熱媒体を第3熱交換器(3)に供給し、かつ、吸着剤(4)と熱交換した熱媒体を第2熱交換器(1、2)に供給するので、第3熱交換器(3)は、熱媒体入口側と出口側とで温度差が発生するような温度勾配を有する。
【0014】
このため、従来の技術に係る吸着式ヒートポンプと同様に、例えば高温側の温度を40℃とし、吸着剤(4)の吸着・脱離作用により作り出すことができる温度差を30℃とすると、第3熱交換器(3)により冷却された熱媒体の温度が10℃となるので、吸熱行程における第3熱交換器(3)の平均温度は、図5(a)に示すように25℃となる。
【0015】
一方、放熱行程においては、低温側から吸熱して温度が上昇した熱媒体が第3熱交換器(3)に供給されるため、放熱行程における第3熱交換器(3)の平均温度は、吸熱行程における第3熱交換器(3)の平均温度に対して、低温側から吸熱したことによる温度上昇分(例えば、10°)だけ上昇する。
【0016】
このとき、低温側から吸熱したことによる温度上昇分が、吸着剤(4)の吸着・脱離作用により作り出すことができる温度差を超えることはあり得ないので、放熱行程における第3熱交換器(3)の平均温度と吸熱行程における第3熱交換器(3)の平均温度との差は、吸着剤(4)の吸着・脱離作用により作り出すことができる温度差より小さくなる。
【0017】
したがって、本発明によれば、放熱行程における第3熱交換器(3)の平均温度と吸熱行程における第3熱交換器(3)の平均温度との差を、従来の技術に係る吸着式ヒートポンプに比べて小さくすることができるので、第3熱交換器(3)自体の温度上昇に消費される熱エネルギ量を小さくすることができる。延いては、吸着式ヒートポンプの成績係数(COP)の向上を図ることができる。
【0018】
なお、湿度調節手段(12)は、請求項2に記載の発明のごとく、冷却することにより雰囲気中の気相冷媒を吸着し、加熱されることによりその吸着した水分を脱離する吸着剤(4)を有して構成されており、吸熱工程では、第2吸着剤(4)に密閉容器(7)内の冷媒を吸着させることによって、密閉容器(7)内の冷媒湿度を下げ、放熱工程では、第2吸着剤(4)に吸着していた冷媒を密閉容器(7)中に脱離させることによって、密閉容器(7)内の冷媒湿度を上げるようになっていてもよい。
【0019】
また、湿度調節手段(12)は、請求項3に記載の発明のごとく、気相冷媒を吸入圧縮する蒸気圧縮機(13)を有して構成してもよい。
【0020】
また、請求項4に記載の発明のごとく、第3熱交換器(3)を、熱媒体が流通する複数本のチューブ(3a)、チューブ(3a)の長手方向両端側に配設されて各チューブ(3a)と連通するタンク(3b)、及び各チューブ(3a)間に配設された波状のフィン(3c)を有して構成し、第1吸着剤(4)をチューブ(3a)及びフィン(3c)と接触するように充填接着してもよい。
【0021】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0022】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本実施形態は、本発明に係る吸着式ヒートポンプを空調装置に適用したものであって、図1は空調装置(吸着式ヒートポンプ)の模式図である。
【0023】
図1中、1は室内に吹き出す空気と熱媒体(本実施家形態では、水にエチレングリコール系の不凍液を混合した流体)とを熱交換する室内熱交換器(以下、室内器と略す。)であり、2は室外空気と熱媒体とを熱交換する室外熱交換器(以下、室外器と略す。)である。なお、1aは室内器1に空気を送風する室内送風機であり、2aは室外器2に空気を送風する室外送風機である。
【0024】
3は熱媒体と吸着剤とを熱交換する第1吸着コア(第3熱交換器)であり、この第1吸着コア3は、図2に示すように、熱媒体が流通する複数本のチューブ3a、チューブ3aの長手方向両端側に配設されて各チューブ3aと連通するタンク3b、及び各チューブ3a間に配設された波状のフィン3cからなるもので、チューブ3a間の隙間には、チューブ3a及びフィン3cと接触するように粒状の吸着剤4が密に充填された状態で第1吸着コア3に接着固定されている。
【0025】
なお、吸着剤4は、図3に示すように、雰囲気中(厳密には、吸着剤4の表面近傍における)の冷媒湿度(関係湿度)に応じて冷媒を吸着・脱離するもので、冷媒湿度(関係湿度)が大きくなるほど冷媒(水分)吸着量が大きくなり、冷媒湿度(関係湿度)が小さくなるほど冷媒(水分)吸着量が小さくなる。因みに、本実施形態では、吸着剤4としてゼオライト又はシリカゲル等の固体吸着剤を使用し、冷媒として水を使用している。
【0026】
また、図1中、5は熱媒体を室内器1、室外器2及び吸着コア3間で熱媒体を循環(行き来)させる熱媒体ディスプレーサ(ポンプ手段)である。そして、この熱媒体ディスプレーサ5は、内部のピストン5aが紙面左側から右側に移動したときには、吸着コア3内の熱媒体を置き換えるように、室外器2内の熱媒体を吸着コア3に供給し、吸着コア3内の熱媒体を室内器1に供給する。
【0027】
一方、ピストン5aが紙面右側から左側に移動したときには、ピストン5aが左側から右側に移動したときと逆向きに熱媒体を移動させるように、室内器1内の熱媒体を吸着コア3に供給し、吸着コア3内の熱媒体を室外器2に供給する。
【0028】
また、6は第1吸着コア3と同様な構造を有する第2吸着コアであり、この第2吸着コア6にも第1吸着コア3と同様に吸着剤4が接着固定されている。そして、両吸着コア3、6(吸着剤4を含む。)及び冷媒は、内部が略真空に保持された密閉容器(吸着器)7内に収納されている。
【0029】
なお、以下、第1吸着コア3に接着固定された吸着剤4を第1吸着剤と呼び、第2吸着コア6に接着された吸着剤4を第2吸着剤と呼ぶ。このとき、第1吸着剤の総吸着能力(総水分吸着量)と第2吸着剤の総吸着能力(総水分吸着量)とを略同等とすることが望ましい。
【0030】
また、8は第2吸着コア6に熱媒体を循環させるポンプであり、9は第2吸着コア6に循環させる熱媒体を外気にて冷却するためのラジエータであり、10は第2吸着コア6に循環させる熱媒体を加熱する電気ヒータ(加熱手段)であり、11は第2吸着コア6にラジエータ9にて冷却された熱媒体を循環させる場合と、電気ヒータ10にて加熱された熱媒体を循環させる場合とを切り替える切り替えバルブである。
【0031】
なお、本実施形態では、第2吸着コア6に循環させる熱媒体を加熱する加熱手段として電気ヒータを採用しているが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、エンジンやインバータ回路の廃熱等のその熱源は問わない。
【0032】
次に、本実施形態に係る吸着式ヒートポンプ(空調装置)の作動を述べる。
【0033】
1.冷房運転
冷房運転時には、以下の吸熱行程を最初に実行した後、放熱行程と吸熱行程とを所定時間ごとに交互に繰り返し実行する。
【0034】
1.1冷房運転の吸熱行程
第2吸着コア6にラジエータ9にて冷却された熱媒体を循環させて第2吸着剤を冷却することにより、第2吸着剤の関係湿度を上昇させて第2吸着剤に密閉容器7内の気相冷媒を吸着させる。これにより、密閉容器7内の冷媒湿度(第1吸着剤の関係湿度)が低下するので、第1吸着剤は密閉容器7中に吸着していた冷媒を脱離する。このとき、第1吸着剤から脱離する冷媒は、吸着行程時とは逆に、蒸発潜熱に相当する熱量を第1吸着剤から奪うので、第1吸着剤の温度が低下し、第1吸着コア3内の熱媒体が冷却される。以下、この第1吸着剤の作動を脱離吸熱作動と呼ぶ。
【0035】
そして、脱離吸熱作動と同時(併行)に、熱媒体ディスプレーサ5を作動させて、室外器2内の熱媒体を第1吸着コア3に供給し、第1吸着コア3内の熱媒体を室内器1に供給する(図1の実線で示す矢印参照)。これにより、室内器1には第1吸着コア3にて冷却された少なくとも外気温度より低い熱媒体が供給されるので、室内に吹き出す空気が冷却される。
【0036】
1.2冷房運転の放熱行程
第2吸着コア6に電気ヒータ10にて加熱された熱媒体を循環させて第2吸着剤を加熱することにより、第2吸着剤の関係湿度を低下させて第2吸着剤に吸着していた冷媒を密閉容器7中に脱離させる。これにより、密閉容器7内の冷媒湿度(第1吸着剤の関係湿度)が高くなるので、第1吸着剤は密閉容器7内の(第2吸着剤が脱離した)気相冷媒を吸着する。このとき、第1吸着剤は、冷媒を吸着する際に凝縮熱に相当する熱量を発し、この熱により第1吸着コア3内の熱媒体を加熱する。以下、この第1吸着コア3(第1吸着剤)の作動を吸着発熱作動と呼ぶ。
【0037】
そして、吸着発熱作動と同時(併行)に、熱媒体ディスプレーサ5を作動させて、吸熱行程時と逆向きに熱媒体が移動するように、室内器1内の熱媒体を第1吸着コア3に供給し、第1吸着コア3内の熱媒体を室外器2に供給する(図1の破線で示す矢印参照)。これにより、室外器2には第1吸着コア3にて加熱(昇温)された熱媒体が供給されるので、第1吸着コア3にて熱媒体に与えられた熱が外気中に放熱される。
【0038】
ここで、放熱行程において外気中に放熱される熱(気相冷媒を吸着する際に発生する熱)は、元々、吸熱行程において第1吸着剤から脱離する冷媒が、室内器1に供給する熱媒体から蒸発潜熱として吸熱した熱である。
【0039】
したがって、吸熱行程と放熱行程とを交互に繰り返せば、低温側である室内に吹き出す空気から、高温側である室外に熱を移動させることができるので、室内の冷房を行うことができる。
【0040】
2.暖房運転
暖房運転は、冷房運転に対して熱の移動方向を逆向きとすればよいので、その運転作動も冷房運転時と逆である。つまり、以下の放熱行程を最初に実行した後、吸熱行程と放熱行程とを所定時間ごとに交互に繰り返し実行するものである。
【0041】
2.1暖房運転の吸熱行程
第2吸着コア6にラジエータ9にて冷却された熱媒体を循環させて第2吸着剤を冷却することにより、第2吸着剤の関係湿度を上昇させて第2吸着剤に密閉容器7内の気相冷媒を吸着させる。これにより、密閉容器7内の冷媒湿度(第1吸着剤の関係湿度)が低下するので、第1吸着剤は密閉容器7中に吸着していた冷媒を脱離する。このとき、第1吸着剤から脱離する冷媒は、吸着行程時とは逆に、蒸発潜熱に相当する熱量を第1吸着剤から奪うので、第1吸着剤の温度が低下し、第1吸着コア3内の熱媒体が冷却される。
【0042】
そして、この脱離吸熱作動と同時(併行)に、熱媒体ディスプレーサ5を作動させて、室内器1内の熱媒体を第1吸着コア3に供給し、第1吸着コア3内の熱媒体を室外器2に供給する。これにより、室外2には第1吸着コア3にて冷却された少なくとも外気温度より低い熱媒体が供給されるので、熱媒体は室外器2にて外気から熱を吸熱する。
【0043】
2.2暖房運転の放熱行程
第2吸着コア6に電気ヒータ10にて加熱された熱媒体を循環させて第2吸着剤を加熱することにより、第2吸着剤の関係湿度を低下させて第2吸着剤に吸着していた冷媒を密閉容器7中に脱離させる。これにより、密閉容器7内の冷媒湿度(第1吸着剤の関係湿度)が高くなるので、第1吸着剤は密閉容器7内の(第2吸着剤が脱離した)気相冷媒を吸着する。このとき、第1吸着剤は、冷媒を吸着する際に凝縮熱に相当する熱を発し、この熱により第1吸着コア3内の熱媒体を加熱する。
【0044】
そして、この吸着発熱作動と同時(併行)に、熱媒体ディスプレーサ5を作動させて、吸熱行程時と逆向きに熱媒体が移動するように、室外器2内の熱媒体を第1吸着コア3に供給し、第1吸着コア3内の熱媒体を室内器1に供給する。これにより、室内器2には第1吸着コア3にて加熱(昇温)された熱媒体が供給されるので、第1吸着コア3にて熱媒体に与えられた熱が室内に吹き出す空気中に放熱される。
【0045】
ここで、放熱行程において外気中に放熱される熱(気相冷媒を吸着する際に発生する熱)は、元々、吸熱行程において第1吸着剤から脱離する冷媒が、室外器2に供給する熱媒体から蒸発潜熱として吸熱した熱である。
【0046】
したがって、吸熱行程と放熱行程とを交互に繰り返せば、低温側である室外から、高温側である室内に熱を移動させることができるので、室内の暖房を行うことができる。
【0047】
以上に述べた本実施形態に係る吸着式ヒートポンプの作動を換言すれば、以下のようになる。
【0048】
すなわち、吸熱行程時に、第1吸着剤から冷媒を脱離させることにより低温側(冷房時にあっては室内、暖房時にあっては室外)から吸熱し、その吸熱した熱を密閉容器7中の気相冷媒(水蒸気)が有するエンタルピとして保持した後、放熱行程時に、密閉容器7中の気相冷媒(水蒸気)を第1吸着剤に吸着させることにより吸熱行程時に吸熱した熱を密閉容器7中の気相冷媒(水蒸気)から高温側(冷房時にあっては室外、暖房時にあっては室内)に放熱させるものである。
【0049】
一方、これら一連の作動を第1吸着コア3の温度分布の変化に着目して説明すると、以下のようになる。
【0050】
すなわち、吸熱行程において密閉容器7の冷媒湿度(第1吸着剤の関係湿度)を下げると、その温度分布は、図4の太い実線Aの状態となる。そして、この状態から熱媒体を移動させると、低温側(冷房時にあっては室内、暖房時にあっては室外)から高温側(冷房時にあっては室外、暖房時にあっては室内)に向かうほど温度が高くなるような温度勾配を維持しつつ、熱媒体の移動と共にその温度が上昇して図4の細い実線Bの状態になる。
【0051】
因みに、図4のグラフの右側が室外器2側を示し、図4のグラフの左側は室内器1側を示している。
【0052】
そして、細い実線Bの状態から放熱行程に移行して密閉容器7の冷媒湿度(第1吸着剤の関係湿度)を上げると第1吸着剤が発熱するので、図4の細い実線Bがそのまま平行移動するように温度が上昇し、図4の細い破線C状態となる。そして、この状態から熱媒体を移動させると、低温側から高温側に向かうほど温度が高くなるような温度勾配を維持しつつ、熱媒体の移動と共にその温度が低下して図4の太い破線Dの状態になる。
【0053】
なお、放熱行程の終了後、密閉容器7の冷媒湿度(第1吸着剤の関係湿度)を下げれば、図4の太い実線の状態に戻る。
【0054】
次に、本実施形態の特徴(作用効果)を述べる。
【0055】
従来の技術に係る吸着式ヒートポンプでは、図5(b)に示すように、容器内熱交換器(蒸発・凝縮熱交換器)Heは、吸着行程においては低温側を冷却して吸熱する熱交換器として機能し、脱離行程においては高温側を放熱する熱交換器として機能する。
【0056】
このため、従来の技術に係る吸着式ヒートポンプにおいて、例えば冷房運転時の外気温度を40℃とし、吸着剤の吸着・脱離作用により作り出すことができる温度差を30℃とすると、従来の技術に係る吸着式ヒートポンプにおいては、熱媒体が連続的に循環しているので、脱離行程時における容器内熱交換器の平均温度は40℃となり、吸着行程時における容器内熱交換器の平均温度は10℃となる。
【0057】
したがって、吸着行程時における容器内熱交換器の平均温度と脱離行程時における容器内熱交換器の平均温度との差は、吸着剤の吸着・脱離作用により作り出すことができる温度差と等しく、30℃となる。
【0058】
これに対して、本実施形態では、熱媒体を連続的に循環させることなく、例えば冷房運転時の吸熱行程においては、室外器2内の熱媒体を第1吸着コア3に供給し、第1吸着コア3内の熱媒体を室内器1に供給し、冷房運転時の放熱行程においては、吸熱行程時と逆向きに熱媒体が移動するように、室内器1内の熱媒体を第1吸着コア3に供給し、第1吸着コア3内の熱媒体を室外器2に供給するので、第1吸着器3は、図4に示すように、第1吸着コア3の熱媒体入口側と出口側とで温度差が発生するような温度勾配を有する。
【0059】
このため、従来の技術に係る吸着式ヒートポンプと同様に、例えば冷房運転時の外気温度を40℃とし、第1吸着コア3(第1吸着剤)の吸着・脱離作用により作り出すことができる温度差を30℃とすると、第1吸着コア3により冷却された熱媒体の温度が10℃となるので、吸熱行程における第1吸着コア3の平均温度は、図5(a)に示すように25℃となる。
【0060】
一方、放熱行程においては、室内に吹き出す空気から吸熱して温度が上昇した熱媒体が第1吸着コア3に供給されるため、放熱行程における第1吸着コア3の平均温度は、吸熱行程における第1吸着コア3の平均温度に対して、室内に吹き出す空気から吸熱したことによる温度上昇分(例えば、10°)だけ上昇する。
【0061】
このとき、室内に吹き出す空気から吸熱したことによる温度上昇分が、第1吸着コア3(第1吸着剤)の吸着・脱離作用により作り出すことができる温度差を超えることはあり得ないので、放熱行程における第1吸着コア3の平均温度と吸熱行程における第1吸着コア3の平均温度との差は、第1吸着コア3(第1吸着剤)の吸着・脱離作用により作り出すことができる温度差より小さくなる。
【0062】
したがって、本実施形態によれば、放熱行程における第1吸着コア3の平均温度と吸熱行程における第1吸着コア3の平均温度との差を、従来の技術に係る吸着式ヒートポンプに比べて小さくすることができるので、第1吸着コア3自体の温度上昇に消費される熱エネルギ量を小さくすることができる。延いては、吸着式ヒートポンプの成績係数(COP)の向上を図ることができる。
【0063】
ところで、従来の技術に係る吸着式ヒートポンプにおいては、図5(b)に示すように、容器内熱交換器Heは、液相冷媒中に浸漬しているとともに、その液面(水位)が変動するので、特に、容器内熱交換器Heが凝縮器として機能する脱離行程においては、液面(水位)が上昇し、容器内熱交換器Heと吸着剤から脱離した気相冷媒(水蒸気)との伝熱面積が小さくなり、容器内熱交換器Heの凝縮(冷却)能力が低下すると言う問題が発生する。
【0064】
これに対して、本実施形態では、密閉容器7内の気相冷媒を吸着・脱離させることにより低温側から高温側に熱を移動させるものであり、凝縮させる必要がないので、上記のような問題は基本的に存在しない。
【0065】
なお、本実施形態では、脱離吸熱作動と同時(併行)に、熱媒体ディスプレーサ5を作動させたが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、脱離吸熱作動の終了後(第1吸着剤の脱離作用及び第2吸着剤の吸着作用が終了した後)、熱媒体ディスプレーサ5を作動させてもよい。同様に、吸着発熱作動の終了後(第1吸着剤の吸着作用及び第2吸着剤の脱離作用が終了した後)、熱媒体ディスプレーサ5を作動させてもよい。
【0066】
(第2実施形態)
第1実施形態では、第2吸着コア6(第2吸着剤)を加熱又は冷却することにより、密閉容器7内の冷媒湿度(第1吸着剤の関係湿度)が調節(制御)される。つまり、第1実施形態では、第2吸着コア6(第2吸着剤)、ラジエータ9及び電気ヒータ10等から密閉容器7内の冷媒湿度(第1吸着剤の関係湿度)を調節する湿度調節手段(図1の一点鎖線で囲まれた部分)12を構成した。
【0067】
これに対して、本実施形態は、図6に示すように、気相冷媒(水蒸気)を吸入圧縮する蒸気圧縮機13、密閉された容器内で冷媒を蒸発又は凝縮させる蒸発・凝縮器14、蒸発・凝縮器14を冷却する送風機15、及び蒸気圧縮機13の吸入側を密閉容器7側に接続し、吐出側を蒸発・凝縮器14側に接続させる場合と、吸入側を蒸発・凝縮器14側に接続し、吐出側を密閉容器7側に接続させる場合とを切り替える切り替えバルブ16から湿度調節手段12を構成したものである。
【0068】
そして、密閉容器7の冷媒湿度(第1吸着剤の関係湿度)を下げるときには、蒸気圧縮機13の吸入側を密閉容器7側に接続し、吐出側を蒸発・凝縮器14側に接続した状態で送風機15を稼働させることにより、密閉容器7内の気相冷媒を吸引して蒸発・凝縮器14にて液化して冷媒を蓄える。
【0069】
一方、密閉容器7の冷媒湿度(第1吸着剤の関係湿度)を上げるときには、送風機15を停止した状態で、蒸気圧縮機13の吸入側を蒸発・凝縮器14側に接続し、吐出側を密閉容器7側に接続することにより、蒸発・凝縮器14内の圧力を下げて液相冷媒を蒸発させるとともに、その蒸発した気相冷媒を吸引して密閉容器7に供給する。
【0070】
(第3実施形態)
第1、2実施形態では、連続的に冷房運転又は暖房運転をすることができなかったが、本実施形態では、図7に示すように、第1実施形態に係る吸着式ヒートポンプを複数機(この例では、2機)用いて、第1の吸着式ヒートポンプが吸熱行程にあるときは、第2の吸着式ヒートポンプを放熱行程の稼働させ、逆に、第2の吸着式ヒートポンプが吸熱行程にあるときは、第1の吸着式ヒートポンプを放熱行程の稼働させることにより、連続的に冷房運転又は暖房運転をすることができるように構成したものである。
【0071】
なお、図7では、第1実施形態に係る吸着式ヒートポンプを用いたが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第2実施形態に係る吸着式ヒートポンプを用いてもよい。
【0072】
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、吸着剤4としてゼオライト又はシリカゲル等の固体吸着剤を使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、臭化リチウム等の吸収液を含浸させたハイニカム構造体にて吸着剤を構成してもよい。
状の吸収体を用いてもよい。
【0073】
また、上述の実施形態では、冷媒として水を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、アルコール系冷媒、フロン系冷媒や炭化水素系冷媒等を用いてもよい。
【0074】
また、湿度調節手段12は、上述の実施形態に示されたものに限定されるものではなく、その他の手段にて湿度調節手段12を構成してもよい。
【0075】
また、上述の実施形態では、熱媒体を第1吸着コア3内を双方向に流通させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、切り替えバルブを用いて第1吸着コア3内を熱媒体が一方向のみ流通するようにしてもよい。
【0076】
また、上述の実施形態では、本発明に係る吸着式ヒートポンプを冷暖房切り替え可能な空調装置に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば冷房のみ若しくは暖房のみの空調装置、又は空調装置以外の用途にも適用することができる。
【0077】
また、第1実施形態では、ポンプ8が一台であったが、図8に示すように、2台のポンプ8を切替運転することにより熱媒体を第2吸着コア6に循環させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る吸着式ヒートポンプの模式図である。
【図2】本発明の実施形態に係る吸着式ヒートポンプに使用される吸着コアの正面図である。
【図3】吸着剤の吸着量と関係湿度との関係を示す特性図である。
【図4】本発明の実施形態に係る吸着式ヒートポンプにおける第1吸着コアの温度分布を説明するための説明図である。
【図5】(a)は本発明の実施形態に係る吸着式ヒートポンプの作動説明のための説明図であり、(b)従来の技術に係る吸着式ヒートポンプの作動説明のための説明図である。
【図6】本発明の第2実施形態に係る吸着式ヒートポンプの模式図である。
【図7】本発明の第3実施形態に係る吸着式ヒートポンプの模式図である。
【図8】本発明のその他の実施形態に係る吸着式ヒートポンプの模式図である。
【符号の説明】
1…室内器、2…室外器、3…第1吸着コア、5…熱媒体ディスプレーサ、
6…第2吸着コア、7…密閉容器、12…湿度調節手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an adsorption heat pump that has an adsorbent that adsorbs and desorbs a refrigerant according to the refrigerant humidity in the atmosphere, and moves the heat on the low temperature side to the high temperature side, and is effective when applied to an air conditioner It is.
[0002]
[Prior art]
As an air conditioner using an adsorption heat pump, for example, in the invention described in JP-A-5-126432, by adsorbing a gas-phase refrigerant in an airtight container (adsorber) maintained in a substantially vacuum state with an adsorbent. The liquid refrigerant is evaporated, and the heat medium supplied to the indoor heat exchanger is cooled by the latent heat of vaporization. Hereinafter, a heat exchanger that exchanges heat between the heat medium and the refrigerant is referred to as an in-vessel exchanger (evaporation / condensation heat exchanger).
[0003]
By the way, when the adsorption capacity (adsorption amount) of the adsorbent becomes saturated, the adsorption operation is stopped. Therefore, when the adsorbent is saturated, the adsorbed refrigerant is desorbed (regenerated) by heating the adsorbent, and then the refrigerant is adsorbed again. The gas-phase refrigerant desorbed from the adsorbent is cooled (condensed) by heat exchange with the outside air in the in-vessel heat exchanger.
[0004]
Hereinafter, the time when the adsorbent is performing the adsorption operation is referred to as an adsorption process, and the time when the adsorbed refrigerant is desorbed by heating is referred to as a desorption process.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the adsorption process, the refrigerant evaporates and the temperature of the sealed container (particularly, the heat exchanger in the container) decreases, whereas in the desorption process, the refrigerant condenses and forms a sealed container (in particular, the container). Since the temperature of the internal heat exchanger and the liquid phase refrigerant increases, the temperature of the sealed container (particularly, the internal heat exchanger and the liquid phase refrigerant) differs greatly between the adsorption process and the desorption process.
[0006]
For this reason, for example, immediately after the transition from the adsorption process to the desorption process, a part of the thermal energy input to the adsorption heat pump is not consumed for the desorption of the refrigerant (heating of the adsorbent), and is sealed. Since it is consumed by the container (particularly the heat exchanger in the container and the heating of the liquid phase refrigerant), the coefficient of performance (the amount of heat transferred / the amount of heat input) of the adsorption heat pump is lowered.
[0007]
Specifically, at the time of the adsorption process, when the temperature of the liquid heat exchanger in the container and the surrounding liquid phase refrigerant is 10 ° C. and the outside air temperature is 40 ° C., immediately after the transition from the adsorption process to the desorption process, The heat energy input to the adsorption heat pump is consumed to raise the in-vessel heat exchanger at 10 ° C. and the surrounding liquid-phase refrigerant to 40 ° C.
[0008]
In view of the above points, an object of the present invention is to improve the coefficient of performance (COP) of an adsorption heat pump.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the invention described in
[0010]
By the way, in the adsorption heat pump according to the prior art, as shown in FIG. 5B, the in-vessel heat exchanger (evaporation / condensation heat exchanger) He cools the low temperature side and absorbs heat in the adsorption process. It functions as a heat exchanger and functions as a heat exchanger that radiates heat on the high temperature side in the desorption process.
[0011]
Therefore, in the adsorption heat pump according to the conventional technique, for example, when the temperature on the high temperature side is 40 ° C. and the temperature difference that can be created by the adsorption / desorption action of the adsorbent is 30 ° C., the adsorption according to the conventional technique In the heat pump, since the heat medium continuously circulates, the average temperature of the in-vessel heat exchanger during the desorption stroke is 40 ° C., and the average temperature of the in-vessel heat exchanger during the adsorption stroke is 10 ° C. It becomes.
[0012]
Therefore, the difference between the average temperature of the heat exchanger in the container during the adsorption process and the average temperature of the heat exchanger in the container during the desorption process is equal to the temperature difference that can be created by the adsorption / desorption action of the adsorbent. 30 ° C.
[0013]
In contrast, in the present invention, the heat medium exchanged with the adsorbent (4) is supplied to the first heat exchanger (1, 2) without continuously circulating the heat medium, for example, in the endothermic process. In addition, the heat medium exchanged in the second heat exchanger (1, 2) is supplied to the third heat exchanger (3), and in the heat dissipation process, the first heat is opposite to that in the heat absorption process. The heat medium exchanged in the exchanger (1, 2) is supplied to the third heat exchanger (3), and the heat medium exchanged with the adsorbent (4) is supplied to the second heat exchanger (1, 2). ), The third heat exchanger (3) has a temperature gradient that causes a temperature difference between the heat medium inlet side and the outlet side.
[0014]
Therefore, as in the case of the adsorption heat pump according to the prior art, for example, when the temperature on the high temperature side is 40 ° C. and the temperature difference that can be created by the adsorption / desorption action of the adsorbent (4) is 30 ° C., Since the temperature of the heat medium cooled by the three heat exchangers (3) is 10 ° C., the average temperature of the third heat exchanger (3) in the endothermic process is 25 ° C. as shown in FIG. Become.
[0015]
On the other hand, in the heat dissipation process, the heat medium that has absorbed heat from the low temperature side and the temperature thereof is increased is supplied to the third heat exchanger (3). Therefore, the average temperature of the third heat exchanger (3) in the heat dissipation process is The average temperature of the third heat exchanger (3) in the endothermic process is increased by a temperature increase (for example, 10 °) due to heat absorption from the low temperature side.
[0016]
At this time, since the temperature rise due to the heat absorption from the low temperature side cannot exceed the temperature difference that can be created by the adsorption / desorption action of the adsorbent (4), the third heat exchanger in the heat dissipation process The difference between the average temperature of (3) and the average temperature of the third heat exchanger (3) in the endothermic process is smaller than the temperature difference that can be created by the adsorption / desorption action of the adsorbent (4).
[0017]
Therefore, according to the present invention, the difference between the average temperature of the third heat exchanger (3) in the heat dissipation process and the average temperature of the third heat exchanger (3) in the heat absorption process is determined by using the adsorption heat pump according to the related art. Therefore, the amount of heat energy consumed for the temperature rise of the third heat exchanger (3) itself can be reduced. As a result, the coefficient of performance (COP) of the adsorption heat pump can be improved.
[0018]
The humidity adjusting means (12), as in the second aspect of the invention, adsorbs the gas-phase refrigerant in the atmosphere by cooling and desorbs the adsorbed water by heating. 4) with configuration In the endothermic process, the refrigerant in the sealed container (7) is lowered by causing the second adsorbent (4) to adsorb the refrigerant in the sealed container (7), and in the heat releasing process, the second adsorbent is used. By desorbing the refrigerant adsorbed in (4) into the sealed container (7), the refrigerant humidity in the sealed container (7) is increased. Also good.
[0019]
Further, the humidity adjusting means (12) may have a vapor compressor (13) for sucking and compressing the gas-phase refrigerant, as in the third aspect of the invention.
[0020]
Further, as in the invention described in
[0021]
Incidentally, the reference numerals in parentheses of each means described above are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
In this embodiment, the adsorption heat pump according to the present invention is applied to an air conditioner, and FIG. 1 is a schematic diagram of the air conditioner (adsorption heat pump).
[0023]
In FIG. 1, 1 is an indoor heat exchanger (hereinafter abbreviated as an indoor unit) that exchanges heat between air blown into the room and a heat medium (in this embodiment, a fluid in which water is mixed with an ethylene glycol antifreeze). 2 is an outdoor heat exchanger (hereinafter abbreviated as an outdoor unit) for exchanging heat between the outdoor air and the heat medium. In addition, 1a is an indoor blower that blows air to the
[0024]
[0025]
As shown in FIG. 3, the
[0026]
In FIG. 1,
[0027]
On the other hand, when the
[0028]
Reference numeral 6 denotes a second adsorption core having a structure similar to that of the
[0029]
Hereinafter, the
[0030]
[0031]
In the present embodiment, an electric heater is employed as a heating means for heating the heat medium circulated to the second adsorption core 6, but the present embodiment is not limited to this, and an engine or inverter circuit The heat source such as waste heat is not questioned.
[0032]
Next, the operation of the adsorption heat pump (air conditioner) according to this embodiment will be described.
[0033]
1. Cooling operation
During the cooling operation, the following endothermic process is first executed, and then the heat dissipation process and the endothermic process are repeatedly executed every predetermined time.
[0034]
1.1 Endothermic process of cooling operation
The heat medium cooled by the
[0035]
At the same time (in parallel) with the desorption heat absorption operation, the
[0036]
1.2 Heat dissipation process for cooling operation
The heat medium heated by the
[0037]
At the same time (in parallel) with the adsorption heat generation operation, the
[0038]
Here, the heat radiated into the outside air in the heat release process (heat generated when the gas-phase refrigerant is adsorbed) is supplied to the
[0039]
Therefore, if the endothermic process and the heat dissipation process are alternately repeated, the heat can be transferred from the air blown into the room on the low temperature side to the outdoor side on the high temperature side, so that the room can be cooled.
[0040]
2. Heating operation
In the heating operation, since the heat transfer direction may be opposite to that in the cooling operation, the operation operation is also opposite to that in the cooling operation. That is, after the following heat radiation process is first executed, the heat absorption process and the heat radiation process are alternately and repeatedly executed at predetermined time intervals.
[0041]
2.1 Endothermic process of heating operation
The heat medium cooled by the
[0042]
At the same time (in parallel) with the desorption heat absorption operation, the
[0043]
2.2 Heat dissipation process for heating operation
The heat medium heated by the
[0044]
The
[0045]
Here, the heat radiated into the outside air in the heat release process (heat generated when the gas-phase refrigerant is adsorbed) is originally supplied to the
[0046]
Therefore, if the endothermic process and the heat dissipation process are alternately repeated, heat can be transferred from the outside on the low temperature side to the room on the high temperature side, and thus the room can be heated.
[0047]
In other words, the operation of the adsorption heat pump according to the present embodiment described above is as follows.
[0048]
That is, during the endothermic process, the refrigerant is desorbed from the first adsorbent to absorb heat from the low temperature side (in the case of cooling, indoors, in the case of heating), and the absorbed heat is removed from the air in the sealed
[0049]
On the other hand, a series of these operations will be described below with a focus on the change in the temperature distribution of the
[0050]
That is, when the refrigerant humidity (relative humidity of the first adsorbent) of the sealed
[0051]
Incidentally, the right side of the graph of FIG. 4 shows the
[0052]
Then, when the refrigerant humidity (relative humidity of the first adsorbent) of the sealed
[0053]
In addition, if the refrigerant | coolant humidity (relative humidity of a 1st adsorbent) of the
[0054]
Next, features (effects) of this embodiment will be described.
[0055]
In the adsorption heat pump according to the prior art, as shown in FIG. 5B, the heat exchanger (evaporation / condensation heat exchanger) He in the container cools the low temperature side and absorbs heat in the adsorption process. It functions as a heat exchanger and functions as a heat exchanger that dissipates heat on the high temperature side in the desorption process.
[0056]
For this reason, in the adsorption heat pump according to the conventional technology, for example, if the outside air temperature during cooling operation is 40 ° C. and the temperature difference that can be created by the adsorption / desorption action of the adsorbent is 30 ° C., the conventional technology In such an adsorption heat pump, since the heat medium continuously circulates, the average temperature of the in-vessel heat exchanger during the desorption stroke is 40 ° C., and the average temperature of the in-vessel heat exchanger during the adsorption stroke is 10 ° C.
[0057]
Therefore, the difference between the average temperature of the heat exchanger in the container during the adsorption process and the average temperature of the heat exchanger in the container during the desorption process is equal to the temperature difference that can be created by the adsorption / desorption action of the adsorbent. 30 ° C.
[0058]
On the other hand, in the present embodiment, the heat medium in the
[0059]
For this reason, similarly to the adsorption heat pump according to the conventional technology, for example, the outside air temperature during cooling operation is set to 40 ° C., and the temperature that can be generated by the adsorption / desorption action of the first adsorption core 3 (first adsorbent). If the difference is 30 ° C., the temperature of the heat medium cooled by the
[0060]
On the other hand, in the heat dissipation process, the heat medium that has absorbed heat from the air blown into the room and increased in temperature is supplied to the
[0061]
At this time, the temperature rise due to the absorption of heat from the air blown into the room cannot exceed the temperature difference that can be created by the adsorption / desorption action of the first adsorption core 3 (first adsorbent). The difference between the average temperature of the
[0062]
Therefore, according to this embodiment, the difference between the average temperature of the
[0063]
By the way, in the adsorption heat pump according to the conventional technique, as shown in FIG. 5B, the in-container heat exchanger He is immersed in the liquid-phase refrigerant and its liquid surface (water level) fluctuates. Therefore, in particular, in the desorption process in which the in-vessel heat exchanger He functions as a condenser, the liquid level (water level) rises, and the gas phase refrigerant (water vapor) desorbed from the in-vessel heat exchanger He and the adsorbent. ) And the heat transfer area is reduced, and the condensation (cooling) capacity of the in-vessel heat exchanger He is reduced.
[0064]
On the other hand, in the present embodiment, heat is transferred from the low temperature side to the high temperature side by adsorbing / desorbing the gas-phase refrigerant in the
[0065]
In the present embodiment, the
[0066]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the refrigerant humidity (relative humidity of the first adsorbent) in the sealed
[0067]
In contrast, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, a
[0068]
And when reducing the refrigerant | coolant humidity (relative humidity of a 1st adsorption agent) of the
[0069]
On the other hand, when increasing the refrigerant humidity (relative humidity of the first adsorbent) of the sealed
[0070]
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, the cooling operation or the heating operation could not be continuously performed. However, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the adsorption heat pump according to the first embodiment includes a plurality of ( In this example, two machines are used, and when the first adsorption heat pump is in the endothermic process, the second adsorption heat pump is operated in the heat dissipation process, and conversely, the second adsorption heat pump is in the endothermic process. In some cases, the first adsorption heat pump is configured to operate continuously in the cooling operation or the heating operation by operating in the heat dissipation stroke.
[0071]
In FIG. 7, the adsorption heat pump according to the first embodiment is used. However, the present embodiment is not limited to this, and the adsorption heat pump according to the second embodiment may be used.
[0072]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, a solid adsorbent such as zeolite or silica gel is used as the
A shaped absorber may be used.
[0073]
In the above-described embodiment, water is used as the refrigerant. However, the present invention is not limited to this, and an alcohol refrigerant, a chlorofluorocarbon refrigerant, a hydrocarbon refrigerant, or the like may be used.
[0074]
Further, the humidity adjusting means 12 is not limited to that shown in the above-described embodiment, and the humidity adjusting means 12 may be configured by other means.
[0075]
Further, in the above-described embodiment, the heat medium is circulated in the
[0076]
Further, in the above-described embodiment, the adsorption heat pump according to the present invention is applied to an air conditioner capable of switching between cooling and heating, but the present invention is not limited to this, for example, an air conditioner only for cooling or heating, or It can be applied to uses other than air conditioners.
[0077]
In the first embodiment, the number of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an adsorption heat pump according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of an adsorption core used in the adsorption heat pump according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of adsorbent adsorbed and the relative humidity.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a temperature distribution of a first adsorption core in the adsorption heat pump according to the embodiment of the present invention.
5A is an explanatory diagram for explaining the operation of the adsorption heat pump according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5B is an explanatory diagram for explaining the operation of the adsorption heat pump according to the conventional technique. .
FIG. 6 is a schematic diagram of an adsorption heat pump according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram of an adsorption heat pump according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic view of an adsorption heat pump according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
6 ... 2nd adsorption | suction core, 7 ... Airtight container, 12 ... Humidity adjustment means.
Claims (4)
低温側に配置された第1熱交換器(1、2)と、
高温側に配置された第2熱交換器(1、2)と、
前記第1吸着剤(4)と熱媒体とを熱交換させる第3熱交換器(3)と、
前記第1吸着剤(4)、前記冷媒及び前記第3熱交換器(3)が封入された密閉容器(7)と、
前記密閉容器(7)内の冷媒湿度を調節する湿度調節手段(12)とを備え、
前記第3熱交換器(3)は、前記第1熱交換器(1、2)→前記第3熱交換器(3)→前記第2熱交換器(1、2)の順あるいは前記第2熱交換器(1、2)→前記第3熱交換器(3)→前記第1熱交換器(1、2)の順で熱媒体が流れるように、前記第1熱交換器(1、2)と前記第2熱交換器(1、2)との間に直列に接続されており、
前記湿度調節手段(12)によって前記密閉容器(7)内の冷媒湿度を下げて前記第1吸着剤(4)が吸着していた冷媒を脱離させるとともに、前記第2熱交換器(1、2)にて熱交換した熱媒体を前記第3熱交換器(3)に供給し、かつ、前記第3熱交換器(3)にて前記第1吸着剤(4)と熱交換した熱媒体を前記第1熱交換器(1、2)に供給する吸熱行程と、
前記湿度調節手段(12)によって前記密閉容器(7)内の冷媒湿度を上げて前記第1吸着剤(4)に冷媒を吸着させるとともに、前記吸熱工程時に対して逆向きに熱媒体が移動するように、前記第1熱交換器(1、2)にて熱交換した熱媒体を前記第3熱交換器(3)に供給し、かつ、前記第3熱交換器(3)にて前記第1吸着剤(4)と熱交換した熱媒体を前記第2熱交換器(1、2)に供給する放熱行程と、
を交互に実行することを特徴とする吸着式ヒートポンプ。An adsorption heat pump that has a first adsorbent (4) that adsorbs and desorbs refrigerant according to the refrigerant humidity in the atmosphere, and moves the heat on the low temperature side to the high temperature side,
A first heat exchanger (1, 2) arranged on the low temperature side;
A second heat exchanger (1, 2) arranged on the high temperature side;
A third heat exchanger (3) for exchanging heat between the first adsorbent (4) and the heat medium;
A sealed container (7) in which the first adsorbent (4), the refrigerant, and the third heat exchanger (3) are enclosed;
Humidity adjusting means (12) for adjusting the refrigerant humidity in the sealed container (7),
The third heat exchanger (3) includes the first heat exchanger (1,2) → the third heat exchanger (3) → the second heat exchanger (1,2) or the second heat exchanger (1,2). The first heat exchangers (1, 2) so that the heat medium flows in the order of heat exchanger (1, 2) → third heat exchanger (3) → first heat exchanger (1, 2). ) And the second heat exchanger (1, 2) in series,
The humidity adjusting means (12) lowers the refrigerant humidity in the sealed container (7) to desorb the refrigerant adsorbed by the first adsorbent (4), and the second heat exchanger (1, The heat medium exchanged in 2) is supplied to the third heat exchanger (3), and the heat medium exchanged with the first adsorbent (4) in the third heat exchanger (3). An endothermic process of supplying the first heat exchanger (1, 2) to
The humidity adjusting means (12) increases the refrigerant humidity in the closed container (7) to adsorb the refrigerant to the first adsorbent (4), and the heat medium moves in the opposite direction to the endothermic process. as described above, by supplying the heat medium exchanges heat with the first heat exchanger (1,2) in the third heat exchanger (3), and said at the third heat exchanger (3) the A heat dissipating process for supplying a heat medium exchanged with one adsorbent (4) to the second heat exchanger (1, 2);
An adsorption heat pump characterized by alternately executing
前記吸熱工程では、前記第2吸着剤(4)に前記密閉容器(7)内の冷媒を吸着させることによって、前記密閉容器(7)内の冷媒湿度を下げ、
前記放熱工程では、前記第2吸着剤(4)に吸着していた冷媒を前記密閉容器(7)中に脱離させることによって、前記密閉容器(7)内の冷媒湿度を上げることを特徴とする請求項1に記載の吸着式ヒートポンプ。The humidity adjusting means (12) includes a second adsorbent (4) that adsorbs the gas-phase refrigerant in the atmosphere by cooling and desorbs the adsorbed moisture by being heated. And
In the endothermic process, the refrigerant in the sealed container (7) is lowered by adsorbing the refrigerant in the sealed container (7) to the second adsorbent (4),
In the heat dissipation step, the refrigerant humidity in the sealed container (7) is increased by desorbing the refrigerant adsorbed on the second adsorbent (4) into the sealed container (7). The adsorption heat pump according to claim 1.
前記第1吸着剤(4)は、前記チューブ(3a)及び前記フィン(3c)と接触するように充填接着されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の吸着式ヒートポンプ。The third heat exchanger (3) includes a plurality of tubes (3a) through which a heat medium flows, and tanks (not shown) that are disposed on both ends in the longitudinal direction of the tubes (3a) and communicate with the tubes (3a). 3b), and wavy fins (3c) disposed between the tubes (3a),
The adsorption according to any one of claims 1 to 3, wherein the first adsorbent (4) is filled and bonded so as to come into contact with the tube (3a) and the fin (3c). Type heat pump.
Priority Applications (1)
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