JPH0350465A - 冷暖房装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「Ｒ業上の利用分野］ この発明は金属水素化物の吸熱作用及び発熱作用を利用
した冷暖房装置の制御方法に関するものである． ［従来の技術］ 一般に、金属単体又は合金（以下、単に金属という）は
水素を吸蔵し，金屈水素化物を作ることが知られている
．又、使用環境温度で可逆的に、水素を放出する．この
金属水素化物より水素を放出する過程は、吸熱過程であ
り、逆に水素を吸蔵する過程は発熱過程である．すなわ
ち、放出 （Ｍｉｔ　）　十Ｑ　：　（Ｍ）　＋ｎｔ吸藏 （Ｍは金属単体又は合金を示す） なる関係がある． ここで、金属（Ｍ）に対して水素雰囲気圧力を高くする
か、又は雰囲気温度を低くすれば、水素を吸蔵し易くな
る（前記の左向き反応》．又、金属水素化物（　Ｍ　ｌ
−１　＞に対して水素雰１７ｆｔ気ｌ．１｛力を低くず
るか、又は雰囲気温度を高くすれば、水素を放出し易く
なる〈前式の右向き反応〉．以上の原理を用いた冷暖房
装置として特開昭６１−１１９９５５号公報に開＞７１
されたものがある．この冷暖房装置の原理は、第３図に
示すように金属水素化物（Ｍｌｌｌ）２，（ＭＨ２）４
を内蔵させた２つの熟交換型の金属容２ｉ！１．３間に
圧縮８１６（又はポンプ）を説け、前ｊ己圧縮Ｒ６より
水素の流れを切換え反転させ、金属水素化物ＭＨＩから
水素が放出過程にある金属容器１を介して冷房し、金属
水素化物Ｍ　｝ｌ　２に水素が吸蔵過程にある金属容８
３を介して暖房する． ［発明が解決しようとする課題］ ところが、前述した冷暖房装置においては、冷房時に圧
縮機で強制的に金属水素化物ＭＨＩから水素を抜こうと
した場合、圧縮機の効率が極端に低下するという問題が
あった．すなわち、低圧側金属容器１内の水素雰囲気圧
力Ｐが第４図に示すようにＰ１の状態において止縮機６
により水素を抜き始め、金属容器１内の托力を低下させ
たとすると、金属容器１内では水素放出反応が活性化し
、吸熱が進行するので、同図に示すように自動的に圧力
が低下して低い圧力Ｐ２に達した時、飽和してしまい、
その後、圧縮ｖＡ６を運転し続けても、圧縮１！ＱＩ体
の問題として吐出量が減少して、圧縮機の効率ηく前記
騙動エネルギーに対する水素吐出景の比〉が第４図に示
すようにｉ端に低下するという問題があった． 上記問題を解消するため本願出願人は最近、金属容器内
の水素雰囲気圧力等の圧縮機の効率を間接的に検出する
効率センサからの検出信号が第１設定値となったとき、
前記圧縮槻を停止又はその容量を減少させ、その後、前
記効率センサからの検出信号が第１設定鎖よりも高い第
２設定値となったとき、前記圧ａｍを起動又はその容量
をアップさせる動作を交互に行うことにより、ＬＬ　ａ
　ｍの効率の高いところのみで運転ずる制御方法を発明
した． ところが、この制御方法には運転効率を向上することが
できるという優れた効果があるが、金属容器内の爆発性
の高い水素の圧力を検出するセンサとして防爆対策を備
えた高価なものを使用ずる必要があり、かつ制御上も入
力接点数が増加するため、制御装置のコストダウンを図
ることができないという別の問題が発生した． この発明の目的は、安価な制御装置により圧縮機の運転
効率を向上することができる冷暖房装置の制御方法を提
供することにある． ［課題を解決するための手段］ この発り１は、上記目的を達成するため、金属水素化物
を内蔵した２以上の金属容器を圧縮機又はボン１を介し
て連結し、前記金属容器にはそれぞれ熱交換器を設け、
該熱交換器には室内用熱交換器を接続した冷Ｉ！！房装
置において、前記江縮機又はポンプの起動後タイマーに
より設定された所定時間圧縮機又はポンプの運転を行い
、前記タイマーがタイムアップしたとき、前記圧ａ機又
はポンプを停止又はその容量を減少させる動作と、この
動作からタイマーにより設定された所定時間経過後、前
記圧縮機又はポンプを起動又はその容量を増大させる動
作とを交互に行うという方法をとっている， Ｆ作用］ この発明はタイマーにより圧縮機の効率が高い領域にお
いて圧縮機の断続運転又は容量増減運転が行われるので
、圧ｆａＲの運転効率を向−ヒさせることができるとと
もに、制御装置もタイマーを快用するのみで済むため、
安価に製造することができる． ［実施例］ 以下、この発明を具体化したー・実施例を第１図及び第
２図に基づいて説明する． 第２図に示すように金属容器ｌ内には金属水素化物（Ｍ
｝１１）２が収容され、金属容器３内には金属水素化物
（ＭＨ２）４が収容されている。前記両容器内部の空気
は窒素ガスで置換した後、水素ガスでさらに置換し、金
属容器ｌにのみ水素が飽和状態になるように水素供給口
（図示略）より供給し、完全密閉型としている．前記両
金属容器１，３は強制移動用管５により連通され、該移
動用管５には第１バルブ■１と圧縮機６が設番ラられて
いる．そして、前記第１バルブＶ１を開放し、圧ＷＪｎ
６を動作させると、金属容器１内が減圧されると同時に
、金属容器３内が加圧状態となる．この時、水素は強制
移動用管５及び第１バルブＶ１を通って、金属容器１か
ら金属容器３に向って流れ、金属水素化物（Ｍ｝ＩＩ）
２から放出した水素は金屈水素化物（Ｍ｝１２＞４に吸
蔵される．この過程で、金属容器１内の温度が低下し、
金属容器３の温度が−Ｅ昇ずる． 前記金属水素化物Ｍ］！１．ＭＨ２として、例えば’Ｔ
’ｉＭｎ＋　．ｓ　Ｈ２．７　、あるいはＬ　ａ　Ｎ　
ｉ　ｓＨ−．１等がある．又、水素を吸蔵し得る水素吸
蔵合金は、全てこの発明に含まれる。

さらに、前記両金属容器１．３は圧力差８！ｌＪ用管７
により互いに連通され、第２バルブＶ２により開閉可能
となっている．前記金属容器１．３にはそれぞれ熟交換
器９．１０が設けられ、両熟交挨器９，１０は管路を介
して熟媒体切換ａｌｌに接続され、該熱媒体切換器１１
には熱媒体ｔｌ？ｔＴＭ器１２を介して送風器１３を備
えた熱交ｙＡ器１４に接続されている．又、熱媒体切換
器１１には悲媒体循環器１６を介して送風機１７を備え
た熱交換８１５が接続されている．そして、金属容＃ｔ
ｉｉ内の低下した温度を金属容器１内の熱交換器９によ
り熱媒体切ＦＡ２９１１及び熱媒体循環器ｌ２により熱
交換器１４へ熱ｍ送し、送風器１３により室内に送り、
夏期に室内を冷房可能である．一方、金属容器３内の上
昇した温度は、金属容器３内の熱交換器ｌＯにより熱媒
体切換器１ｌ及び熱媒体循環器１６により熱交換器１５
に熟搬送し、送風機１７により室内に送り、冬期に室内
のｆ！房に利用可能である． 前記圧縮機６にはリード線２１によりコンピュータをＡ
６１する制御装Ｗ２２が１′ｔｃ続されている．そして
、制御装置２２に内蔵したタイマーＴの３＜定時間に基
づいて、第１．第２バルブＶｌ，Ｖ２の開閉時期、圧縮
機６の起動時期あるいは起動後の運転時間、さらには圧
縮機６の停止時間などがＩｔ／Ｊ御されるようにしてい
る． 次に、前記のように梢成した冷暖房装置について、その
作用を説明する． 今、金属容ａｔ内の圧力が高圧で金属容器３内のｎ：力
が低圧の状態において、制御装置２２からの指令により
第１図の時間ｔｏにおいて第２バルブｖ２がｒＪＭ放さ
れると、金属水素化物Ｍ｝１１がら水素が金属水素化物
ＭＨ２へ圧力差により移動する．また、前記第２バルブ
Ｖ２の開放と同期してタイマー１゛がカウントを開始し
、所定時間（ｔ１》経過後、すなわち、両金属容器１．
３内の水素雰囲気圧力Ｐが等しくなる圧力Ｐ１となる時
期に、ＩＦ力差移動用管７の第２バルブ■２を制ｃｎ装
置２２からの指令により閉鎖するとともに、第１バルブ
Ｖ１を開放し、かつ圧縮Ｒ６を起動する．すると、圧縮
機６は水素を金屈水素化′＃ＪＭ｝ＩＩがらＭＩＩ２へ
強制的に移動させ、金属容器１内はさらに冷却され金属
容器３内はさらに発熱される．前記圧１１Ｉ１１６の起
動までの時間ｔｌは金属容器１内の水素雰囲気圧力Ｆ）
が圧力Ｐ１となるまでの時間が予め分っているため、そ
の時間と同じに設定されている． 前記圧縮ｆｉ６の起動（時間ｔｌ）と同期して制御装Ｉ
！２２のタイマーＴが再びカウントを開始し、設定時間
（ｔ２）が経過してタイムアップすると、制御装置２２
から圧縮機６に停止信号が出力されて圧縮機６が停止さ
れる．この停止までの時間についても金属容器１内の水
素雰囲気圧力ＰがＰ１から最も低い圧力Ｐ２となるまで
の時間が予め分っているため、その時間と同じに設定さ
れている．そして、圧縮機６の停止動作と同期して前記
タイマー１゛が再びカウントを開始し、設定時間ｔ３が
経過してタイムアップするまで圧＃１８１６が停止され
る．この期間に、金属容器１内の金属水素化物ＭＨＩ内
部で熱交換が進み、その温度が上昇し金属容器１内の水
素雰囲気圧力Ｐも■）２より高いＰ３となり、この時点
ｔ３でタイマーＴがタイムアップすると、制御装置２２
から圧１？ｌ＠６に起動信号が出力され、圧縮Ｒ６が再
運転され、水素は金属水素化物ＭＨＩからＭ　Ｈ　２　
／＼強制的に移動される．この起動（ｔ３）までの時間
についても金属容器１内の水素雰囲気圧力Ｉ》が１〕２
からそれより高い圧力Ｐ３となるまでの時間が予め分っ
ているため、その時間と回しに段定されている．さらに
、前記タイ゛？−１゛が時間Ｌ３がらカウントを開始し
、所定時間〈ｔ４）経過し、水素雰囲気圧力ＰがＰ３よ
り低いＰ２となると、制御装置２２から圧縮Ｒ６へ再び
停止信号が送られ、圧縮機６が停止され、金屈容器１内
の水素雰囲気圧力ＰがＰ２からＰ３へと上昇される． 以上のような圧縮機６の断続運転動作をタイマー１゛に
より設定された設定侍間ｔｏ〜ｕｎに従って繰り返し行
うことにより、第１図に示すように圧縮機６の効率ηの
高い領域のみで圧縮機６を断続的に運転することができ
、全体として圧縮機の効串を大幅に向上ずることができ
る． 以上のような動作が完了した後、前述した動作と全く逆
の動作により、金属容器３から金属容器１への水素の移
動が圧力差移動用ｇ７により行われ、次に圧縮ｆｉ６に
より強制的に水素が移動され、金属容器３開で冷却作用
を、金属容器１　１１ＱＩて゛発か作用を行わせるが、
この場合にも前３己タイマー′Ｉ゛によりが１述した動
作と同様にしてル縮機６が断続運転されるため、圧縮機
の効率が１６１＋する．なお、この発明は次のように具
体化することもできる． ｆｌ＋ｌ記実施例では圧縮１ｆｉ６の断続運転を一定時
間繰返したが、これを所定回数繰返ずようにしたり、圧
縮機６を断続運転ずる代わりに、圧縮機の容量を段階的
にあるいは連続的に増減するようにしたりすること。

［発明の効果］ 以上訂述したように、この発明は圧縮機又はポンプを断
続運転又は容量増八制御ずることにより、圧縮機又はポ
ンプの運転効串をＩｔ’ｌ　ｉすることができるととも
に、タイマーに上り制御するので制御装置のコストダウ
ンを図ることができる効果がある．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の冷暖房装置における圧縮機の運転制御
方法を説明するためのグラフ、第２図は冷暖房装置の一
実施例を示す略体同路図、第３図は従来の冷暖房装置の
基本格成を示ず略体凹路図、第４図は従来の水素雰囲気
圧力と圧縮機の効率との関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属水素化物を内蔵した２以上の金属容器を圧縮機
   又はポンプを介して連結し、前記金属容器にはそれぞれ
   熱交換器を設け、該熱交換器には室内用熱交換器を接続
   し、前記圧縮機又はポンプの駆動時に減圧される前記金
   属容器内の金属水素化物から水素を放出させ、この水素
   を増圧される別の金属容器の金属水素化物に吸蔵させる
   過程から得られる低温と高温を熱源として冷房と暖房を
   行う冷暖房装置において、 前記圧縮機又はポンプの起動後タイマーにより設定され
   た所定時間圧縮機又はポンプの運転を行い、前記タイマ
   ーがタイムアップしたとき、前記圧縮機又はポンプを停
   止又はその容量を減少させる動作と、この動作からタイ
   マーにより設定された所定時間経過後、前記圧縮機又は
   ポンプを起動又はその容量を増大させる動作とを交互に
   行う冷暖房装置の制御方法。