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公開番号2025164605
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024068705
出願日2024-04-19
発明の名称冷凍装置
出願人ダイキン工業株式会社
代理人弁理士法人新樹グローバル・アイピー
主分類F25B 17/08 20060101AFI20251023BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】吸着式冷凍サイクルを備える冷凍装置では、発生した吸着熱又は脱着熱をできるだけ多く回収する必要がある。
【解決手段】冷凍装置100は、熱源側回路101と利用側回路102と制御部105とを備える。熱源側回路101は、圧縮機131と第1吸着器121と第2吸着器122と切り替え機構135と冷媒流路111とを有する。利用側回路102は、第1熱媒体流路112を有する。第1吸着器121及び第2吸着器122は、吸着材181を有する。熱源側回路101は、第1バイパス流路211と第1バイパス弁212とを有する。利用側回路102は、利用部と第2バイパス流路213と第2バイパス弁214とを有する。制御部105は、第1期間の間、第1バイパス弁212を開ける。制御部105は、第2期間の間、第2バイパス弁214を閉じる。第1期間は、第2期間と、少なくとも一部が重なっている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
圧縮機（１３１）と、第１吸着器（１２１）と、第２吸着器（１２２）と、切り替え機構（１３５）と、冷媒が流れる冷媒流路（１１１）と、を有する、熱源側回路（１０１）と、
第１熱媒体が流れる第１熱媒体流路（１１２）を有する、利用側回路（１０２）と、
制御部（１０５）と、
を備え、
前記圧縮機は、低圧冷媒を吸入して圧縮し、高圧冷媒として吐出し、
前記第１吸着器及び前記第２吸着器は、冷媒の圧力の変化に応じて冷媒を吸着及び脱着する吸着材（１８１）を有し、かつ、前記吸着材が冷媒を吸着する際に発生する温熱、及び、前記吸着材が冷媒を脱着する際に発生する冷熱が回収され、
前記切り替え機構は、前記冷媒流路を、
前記圧縮機の吐出側と前記第１吸着器とを接続して前記第１吸着器内を高圧状態にし、かつ、前記圧縮機の吸入側と前記第２吸着器とを接続して前記第２吸着器内を低圧状態にする第１状態と、
前記圧縮機の吸入側と前記第１吸着器とを接続して前記第１吸着器内を低圧状態にし、かつ、前記圧縮機の吐出側と前記第２吸着器とを接続して前記第２吸着器内を高圧状態にする第２状態と、
の間で切り替え可能であり、
前記第１吸着器は、前記冷媒流路が前記第１状態である場合に前記第１熱媒体によって前記温熱が回収され、前記冷媒流路が前記第２状態である場合に前記第１熱媒体によって前記冷熱が回収され、
前記第２吸着器は、前記冷媒流路が前記第１状態である場合に前記第１熱媒体によって前記冷熱が回収され、前記冷媒流路が前記第２状態である場合に前記第１熱媒体によって前記温熱が回収され、
前記熱源側回路は、
前記圧縮機を通らずに前記第１吸着器と前記第２吸着器とを接続する第１バイパス流路（２１１）と、
前記第１バイパス流路に設けられる第１弁（２１２）と、
を有し、
前記利用側回路は、
前記第１熱媒体の熱を利用する利用部と、
前記利用部をバイパスする第２バイパス流路（２１３）と、
前記第２バイパス流路に設けられる第２弁（２１４）と、
を有し、
前記制御部は、
第１期間の間、前記第１弁を開け、
前記第１期間の開始より所定期間前の時点に、前記第１期間の開始と同時に、又は、前記第１期間の開始から所定期間後の時点に、前記切り替え機構を制御して前記第１状態と前記第２状態とを切り替え、
第２期間の間、前記第２弁を閉じ、
前記第１期間は、前記第２期間と、少なくとも一部が重なっている、
冷凍装置（１００）。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記第１期間の開始と同時に前記第２期間を開始するか、又は、前記第１期間中に前記第２期間を開始する、
請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１期間の終了後、かつ、前記第１状態と前記第２状態とを切り替える前に、前記第２期間を終了する、
請求項１又は２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記利用部において利用される熱量の目標値が第１熱量である場合に前記第２期間が開始する時点を、前記目標値が前記第１熱量よりも低い第２熱量である場合に前記第２期間が開始する時点よりも遅くする、
請求項１又は２に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記利用部において利用される熱量の目標値が第３熱量である場合に前記第２期間が終了する時点を、前記目標値が前記第３熱量よりも低い第４熱量である場合に前記第２期間が終了する時点よりも早くする、
請求項１又は２に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記利用部は、前記第１熱媒体流路に設けられる熱交換器（１４２）を含む、
請求項１又は２に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記利用部は、
第２熱媒体が流れる第２熱媒体流路（１１４）と、
前記第２熱媒体流路に設けられる熱交換器（１４２）と、
前記第１熱媒体流路及び前記第２熱媒体流路に設けられ、前記第１熱媒体によって回収された前記温熱又は前記冷熱が前記第２熱媒体に回収される、蓄熱部（１４９）と、
を含む、
請求項１又は２に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記吸着材は、金属イオンと有機配位子とを含む金属有機構造体を含む、
請求項１又は２に記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記冷媒流路を流れる冷媒は、二酸化炭素、炭化水素冷媒、アンモニア、及び水からなる群から選択される、
請求項１又は２に記載の冷凍装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
冷凍装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、吸着式冷凍サイクルを備える冷凍装置が用いられている。このような冷凍装置として、特許文献１（米国特許出願公開第２０２３／０４１７４５９号明細書）には、冷媒の吸着及び脱着が交互に繰り返される一対の吸着器を有する熱源側回路と、冷媒の吸着熱又は脱着熱を回収するための熱媒体が循環する利用側回路と、を備える冷凍装置が開示されている。熱源側回路では、一方の吸着器で冷媒が吸着され、他方の吸着器で冷媒が脱着されるモードと、当該一方の吸着器で冷媒が脱着され、当該他方の吸着器で冷媒が吸着されるモードと、が交互に切り替えられる。これにより、利用側回路では、熱媒体によって、熱源側回路から熱が連続的に回収される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
吸着式冷凍サイクルを備える冷凍装置の熱源側回路では、吸着熱又は脱着熱が発生する。このような冷凍装置では、発生した吸着熱又は脱着熱をできるだけ多く回収する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１観点の冷凍装置は、熱源側回路と、利用側回路と、制御部と、を備える。熱源側回路は、圧縮機と、第１吸着器と、第２吸着器と、切り替え機構と、冷媒が流れる冷媒流路と、を有する。利用側回路は、第１熱媒体が流れる第１熱媒体流路を有する。圧縮機は、低圧冷媒を吸入して圧縮し、高圧冷媒として吐出する。第１吸着器及び第２吸着器は、冷媒の圧力の変化に応じて冷媒を吸着及び脱着する吸着材を有する。第１吸着器及び第２吸着器は、吸着材が冷媒を吸着する際に発生する温熱、及び、吸着材が冷媒を脱着する際に発生する冷熱が回収される。切り替え機構は、冷媒流路を、第１状態と、第２状態と、の間で切り替え可能である。第１状態では、圧縮機の吐出側と第１吸着器とを接続して第１吸着器内を高圧状態にし、かつ、圧縮機の吸入側と第２吸着器とを接続して第２吸着器内を低圧状態にする。第２状態では、圧縮機の吸入側と第１吸着器とを接続して第１吸着器内を低圧状態にし、かつ、圧縮機の吐出側と第２吸着器とを接続して第２吸着器内を高圧状態にする。第１吸着器は、冷媒流路が第１状態である場合に第１熱媒体によって温熱が回収され、冷媒流路が第２状態である場合に第１熱媒体によって冷熱が回収される。第２吸着器は、冷媒流路が第１状態である場合に第１熱媒体によって冷熱が回収され、冷媒流路が第２状態である場合に第１熱媒体によって温熱が回収される。熱源側回路は、第１バイパス流路と、第１弁と、を有する。第１バイパス流路は、圧縮機を通らずに第１吸着器と第２吸着器とを接続する。第１弁は、第１バイパス流路に設けられる。利用側回路は、利用部と、第２バイパス流路と、第２弁と、を有する。利用部は、第１熱媒体の熱を利用する。第２バイパス流路は、利用部をバイパスする。第２弁は、第２バイパス流路に設けられる。制御部は、第１期間の間、第１弁を開ける。制御部は、第１期間の開始より所定期間前の時点に、第１期間の開始と同時に、又は、第１期間の開始から所定期間後の時点に、切り替え機構を制御して第１状態と第２状態とを切り替える。制御部は、第２期間の間、第２弁を閉じる。第１期間は、第２期間と、少なくとも一部が重なっている。
【０００５】
第１観点の冷凍装置は、熱源側回路の第１弁を開ける第１期間の開始より所定期間前の時点に、第１期間の開始と同時に、又は、第１期間の開始から所定期間後の時点に、冷媒流路を切り替える。第１期間は、利用側回路の第２弁を閉じる第２期間と重なっている。第１弁を開けることにより、第１吸着器内の冷媒の圧力と、第２吸着器内の冷媒の圧力との差を小さくする。また、第２弁を閉じることにより、温熱又は冷熱を回収して蓄えて後で利用することができる。これにより、第１観点の冷凍装置では、第１弁を開けている第１期間が、第２弁を閉じている第２期間と、少なくとも一部が重なっていることにより、第１期間においても、吸着熱又は脱着熱を十分に回収することができる。
【０００６】
第２観点の冷凍装置は、第１観点の冷凍装置であって、制御部は、第１期間の開始と同時に第２期間を開始するか、又は、第１期間中に第２期間を開始する。
【０００７】
第３観点の冷凍装置は、第１観点又は第２観点の冷凍装置であって、制御部は、第１期間の終了後、かつ、第１状態と第２状態とを切り替える前に、第２期間を終了する。
【０００８】
第４観点の冷凍装置は、第１乃至第３観点のいずれか１つの冷凍装置であって、制御部は、利用部において利用される熱量の目標値が第１熱量である場合に第２期間が開始する時点を、目標値が第１熱量よりも低い第２熱量である場合に第２期間が開始する時点よりも遅くする。
【０００９】
第５観点の冷凍装置は、第１乃至第４観点のいずれか１つの冷凍装置であって、制御部は、利用部において利用される熱量の目標値が第３熱量である場合に第２期間が終了する時点を、目標値が第３熱量よりも低い第４熱量である場合に第２期間が終了する時点よりも早くする。
【００１０】
第６観点の冷凍装置は、第１乃至第５観点のいずれか１つの冷凍装置であって、利用部は、第１熱媒体流路に設けられる熱交換器を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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