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公開番号2025164606
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024068706
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では、冷媒流路の切り替え時に、冷媒流路の高圧の領域の圧力と、冷媒流路の低圧の領域の圧力との差をできるだけ早く減少させることが好ましい。
【解決手段】冷凍装置100は、冷媒流路111と圧縮機131と第1吸着器121と第2吸着器122と切り替え機構135とバイパス流路211とバイパス弁212と制御部105とを備える。第1吸着器121及び第2吸着器122は、吸着材181を有する。バイパス流路211は、圧縮機131を通らずに第1吸着器121と第2吸着器122とを接続する。バイパス弁212は、バイパス流路211を開閉する。切り替え機構135は、冷媒流路111を、第1吸着器121内を高圧状態にして第2吸着器122内を低圧状態にする第1状態と、第1吸着器121内を低圧状態にして第2吸着器122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る。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
冷媒が流れる冷媒流路（１１１）と、
低圧冷媒を吸入して圧縮し、高圧冷媒として吐出する、圧縮機（１３１）と、
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る、第１吸着器（１２１）及び第２吸着器（１２２）と、
切り替え機構（１３５）と、
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バイパス流路（２１１）と、
前記バイパス流路を開閉する開閉機構と、
前記圧縮機、前記切り替え機構、及び前記開閉機構を制御する制御部（１０５）と、
を備え、
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る、
冷凍装置（１００）。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記開閉機構は、弁（２１２）である、
請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記圧縮機を停止し、その後に、前記冷媒流路を前記第１状態と前記第２状態との間で切り替え、その後に、前記圧縮機を起動し、
前記圧縮機を停止した後、かつ、前記圧縮機を起動する前に、前記弁を開け、
前記弁を開けた後において、前記冷媒流路を前記第１状態と前記第２状態との間で切り替えた後、かつ、前記圧縮機を起動する前に、前記弁を閉じる、
請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記弁を開け、その後に、前記冷媒流路を前記第１状態と前記第２状態との間で切り替え、その後に、前記弁を閉じる、
請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記開閉機構は、膨張機（３１２）である、
請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記膨張機は、前記圧縮機が停止している状態でエネルギーを回収し、
前記制御部は、
前記圧縮機を停止し、その後に、前記冷媒流路を前記第１状態と前記第２状態との間で切り替え、その後に、前記圧縮機を起動し、
前記圧縮機を停止した後、かつ、前記圧縮機を起動する前に、前記膨張機を起動し、
前記膨張機を起動した後において、前記冷媒流路を前記第１状態と前記第２状態との間で切り替えた後、かつ、前記圧縮機を起動する前に、前記膨張機を停止する、
請求項５に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記膨張機は、前記圧縮機が運転している状態でエネルギーを回収し、
前記制御部は、前記膨張機を起動し、その後に、前記冷媒流路を前記第１状態と前記第２状態との間で切り替え、その後に、前記膨張機を停止する、
請求項５に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記膨張機は、回収したエネルギーを電気エネルギーに変換する、
請求項６又は７に記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記膨張機は、回収したエネルギーを運動エネルギーに変換する、
請求項６又は７に記載の冷凍装置。
【請求項１０】
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から７のいずれか１項に記載の冷凍装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
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 1,800 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行う冷媒流路は、冷媒が吸着される吸着器と連通する高圧の領域と、冷媒が脱着される吸着器と連通する低圧の領域と、を有する。高圧の領域は、モード切り替え時に低圧の領域となる。低圧の領域は、モード切り替え時に高圧の領域となる。このように、モード切り替え時には、高圧の領域と低圧の領域とを逆転させる必要がある。そのため、モード切り替え時において、次のモードへ迅速に移行するためには、高圧の領域の圧力と低圧の領域の圧力との差をできるだけ早く減少させることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１観点の冷凍装置は、冷媒が流れる冷媒流路と、圧縮機と、第１吸着器と、第２吸着器と、切り替え機構と、バイパス流路と、開閉機構と、制御部と、を備える。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。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。開閉機構は、バイパス流路を開閉する。制御部は、圧縮機、切り替え機構、及び開閉機構を制御する。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。
【０００５】
第１観点の冷凍装置は、冷媒流路の切り替え時にバイパス流路を一時的に開けることで、第１吸着器及び第２吸着器内の圧力が吸着圧力又は脱着圧力に達するまでの時間を短くすることによって、単位時間当たりの能力を増やすことができる。
【０００６】
第２観点の冷凍装置は、第１観点の冷凍装置であって、開閉機構は、弁である。
【０００７】
第３観点の冷凍装置は、第２観点の冷凍装置であって、制御部は、圧縮機を停止し、その後に、冷媒流路を第１状態と第２状態との間で切り替え、その後に、圧縮機を起動する。制御部は、圧縮機を停止した後、かつ、圧縮機を起動する前に、弁を開ける。制御部は、弁を開けた後において、冷媒流路を第１状態と第２状態との間で切り替えた後、かつ、圧縮機を起動する前に、弁を閉じる。
【０００８】
第４観点の冷凍装置は、第２観点の冷凍装置であって、制御部は、弁を開け、その後に、冷媒流路を第１状態と第２状態との間で切り替え、その後に、弁を閉じる。
【０００９】
第５観点の冷凍装置は、第１観点の冷凍装置であって、開閉機構は、膨張機である。
【００１０】
第６観点の冷凍装置は、第５観点の冷凍装置であって、膨張機は、圧縮機が停止している状態でエネルギーを回収する。制御部は、圧縮機を停止し、その後に、冷媒流路を第１状態と第２状態との間で切り替え、その後に、圧縮機を起動する。制御部は、圧縮機を停止した後、かつ、圧縮機を起動する前に、膨張機を起動する。制御部は、膨張機を起動した後において、冷媒流路を第１状態と第２状態との間で切り替えた後、かつ、圧縮機を起動する前に、膨張機を停止する。
（【００１１】以降は省略されています）

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