JPH04366371A - 冷房装置 - Google Patents
冷房装置Info
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- JPH04366371A JPH04366371A JP14006691A JP14006691A JPH04366371A JP H04366371 A JPH04366371 A JP H04366371A JP 14006691 A JP14006691 A JP 14006691A JP 14006691 A JP14006691 A JP 14006691A JP H04366371 A JPH04366371 A JP H04366371A
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 35
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 claims description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 18
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract description 9
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- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 abstract 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属水素化物と蓄冷材を
組み合わせた冷房装置に関する。
組み合わせた冷房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、特願平２−１３１６６４号では
金属水素化物と蓄冷材を組み合わせて、冷房過程で金属
水素化物より発生する冷熱を被冷却空間の冷房と同時に
蓄冷材への蓄冷にも用い、水素を冷房発生用熱交換器に
戻してやる再生過程では蓄冷材に蓄えられた冷熱により
被冷却空間の冷房を行う装置が提案されている。
金属水素化物と蓄冷材を組み合わせて、冷房過程で金属
水素化物より発生する冷熱を被冷却空間の冷房と同時に
蓄冷材への蓄冷にも用い、水素を冷房発生用熱交換器に
戻してやる再生過程では蓄冷材に蓄えられた冷熱により
被冷却空間の冷房を行う装置が提案されている。
【０００３】この装置を図２に示す。同図においては、
図２ａのような空気経路で金属水素化物Ｍ２Ｈ側を冷房
空間１３及び蓄令器３と熱交換させるように、そして、
金属水素化物Ｍ１Ｈを外気と熱交換させるようにし、バ
ルブ２を開けると両金属水素化物Ｍ１Ｈ、Ｍ２Ｈの平衡
圧力差によりＭ２Ｈは吸熱的に水素を放出し、Ｍ１Ｈは
発熱的に水素を吸蔵する。これにより冷房空間が冷却さ
れるとともに、冷却器３より熱を奪う。この時、冷却風
の温度を畜冷材の凝固温度より低く設定しておくことに
より蓄令材は凝固する。
図２ａのような空気経路で金属水素化物Ｍ２Ｈ側を冷房
空間１３及び蓄令器３と熱交換させるように、そして、
金属水素化物Ｍ１Ｈを外気と熱交換させるようにし、バ
ルブ２を開けると両金属水素化物Ｍ１Ｈ、Ｍ２Ｈの平衡
圧力差によりＭ２Ｈは吸熱的に水素を放出し、Ｍ１Ｈは
発熱的に水素を吸蔵する。これにより冷房空間が冷却さ
れるとともに、冷却器３より熱を奪う。この時、冷却風
の温度を畜冷材の凝固温度より低く設定しておくことに
より蓄令材は凝固する。
【０００４】次に、水素がＭ２Ｈ側からＭ１Ｈ側へ移動
し終わった後、バルブ２を閉じ、ダンパー４〜８の切り
換えによって図２のようにＭ１Ｈ側へ高温空気を流し、
Ｍ２Ｈ側へ外気を流すとＭ１Ｈ側とＭ２Ｈ側の平衡圧力
は逆転する。このときバルブ２を開けると水素はＭ１Ｈ
側からＭ２Ｈ側へと移動し、移動終了後には図２の最初
の状態に戻る。また、このとき金属水素化物からの冷房
発生は行なわれないが、先の図２の過程で蓄冷器内に蓄
えられた冷熱（蓄冷材の融解熱）を取り出すことによっ
て冷房が行なわれる。
し終わった後、バルブ２を閉じ、ダンパー４〜８の切り
換えによって図２のようにＭ１Ｈ側へ高温空気を流し、
Ｍ２Ｈ側へ外気を流すとＭ１Ｈ側とＭ２Ｈ側の平衡圧力
は逆転する。このときバルブ２を開けると水素はＭ１Ｈ
側からＭ２Ｈ側へと移動し、移動終了後には図２の最初
の状態に戻る。また、このとき金属水素化物からの冷房
発生は行なわれないが、先の図２の過程で蓄冷器内に蓄
えられた冷熱（蓄冷材の融解熱）を取り出すことによっ
て冷房が行なわれる。
【０００５】このとき仮に、冷凍能力を５００Ｋｃａｌ
／ｈとし、被冷却空間内の空気状態を１０℃、相対温度
８０％に保つものとすれば、凝固点約９℃の蓄冷材を用
い、冷房過程における被冷却空間内の循環風量を約４ｍ
３／ｍｉｎとすれば、再生過程における被冷却空間内の
循環風量は約７０ｍ３／ｍｉｎにもしなければならず、
ファン動力、騒音、被冷却空間内の物体に及ぼす風圧の
影響は大である。
／ｈとし、被冷却空間内の空気状態を１０℃、相対温度
８０％に保つものとすれば、凝固点約９℃の蓄冷材を用
い、冷房過程における被冷却空間内の循環風量を約４ｍ
３／ｍｉｎとすれば、再生過程における被冷却空間内の
循環風量は約７０ｍ３／ｍｉｎにもしなければならず、
ファン動力、騒音、被冷却空間内の物体に及ぼす風圧の
影響は大である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、特願平２−
１３１６６４号に示されているような冷暖房方式では金
属水素化物より発生する冷熱を利用する冷房過程と蓄冷
材に蓄えられた冷熱を利用する再生過程とで被冷却空間
内の温度を一定に保つためには再生過程において被冷却
空間内へ多量の空気循環が必要になり、また、暖房時に
おいても蓄冷器との空気循環が行われるため、蓄冷材及
び蓄冷器の顕熱量が暖房出熱に対する損失となる。
１３１６６４号に示されているような冷暖房方式では金
属水素化物より発生する冷熱を利用する冷房過程と蓄冷
材に蓄えられた冷熱を利用する再生過程とで被冷却空間
内の温度を一定に保つためには再生過程において被冷却
空間内へ多量の空気循環が必要になり、また、暖房時に
おいても蓄冷器との空気循環が行われるため、蓄冷材及
び蓄冷器の顕熱量が暖房出熱に対する損失となる。
【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであって、冷房過程では金属水素化物より発生する冷
熱を被冷却空間の冷却用と蓄冷材への蓄冷用にそれぞれ
別経路で循環させ、また暖房時においては、金属水素化
物より発生する熱を蓄冷器を通さず被暖房空間へ循環さ
せる。
のであって、冷房過程では金属水素化物より発生する冷
熱を被冷却空間の冷却用と蓄冷材への蓄冷用にそれぞれ
別経路で循環させ、また暖房時においては、金属水素化
物より発生する熱を蓄冷器を通さず被暖房空間へ循環さ
せる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、水素吸蔵圧
力の低い金属水素化物を内蔵した第１の熱交換器と、水
素吸蔵圧力の高い金属水素化物を内蔵した第２の熱交換
器と、これら、第１、第２の熱交換器間の水素経路を形
成する水素配管と、上記第１の熱交換器に高温を付与す
る高温付与手段と、上記第２の熱交換器を冷却する冷却
手段と、上記第２の熱交換器及び被冷却空間と熱交換可
能な蓄冷器と、上記第２の熱交換器、上記蓄冷器及び被
冷却空間からなり、上記蓄冷器と被冷却空間とを並列に
設けてなる空気循環経路と、上記第２の熱交換器、上記
蓄冷器及び被冷却空間の熱交換状態を切り換える切り換
え手段と、を設けている。
力の低い金属水素化物を内蔵した第１の熱交換器と、水
素吸蔵圧力の高い金属水素化物を内蔵した第２の熱交換
器と、これら、第１、第２の熱交換器間の水素経路を形
成する水素配管と、上記第１の熱交換器に高温を付与す
る高温付与手段と、上記第２の熱交換器を冷却する冷却
手段と、上記第２の熱交換器及び被冷却空間と熱交換可
能な蓄冷器と、上記第２の熱交換器、上記蓄冷器及び被
冷却空間からなり、上記蓄冷器と被冷却空間とを並列に
設けてなる空気循環経路と、上記第２の熱交換器、上記
蓄冷器及び被冷却空間の熱交換状態を切り換える切り換
え手段と、を設けている。
【０００９】
【作用】このような構成にすることにより、一対の金属
水素化物からな一組みの冷房ブロックより発生する冷熱
を別々の経路で一方は蓄冷材への蓄冷用に、他方は被冷
却空間の冷房用に供給し、再生過程においては蓄冷材に
蓄えられた冷熱を被冷却空間へ供給すれば、比較的少な
い庫内循環風量で安定した冷熱供給を行える。さらに、
ダンパー等を設けることによって暖房運転時に金属水素
化物からの出熱を蓄冷器を通さず、被暖房空間とのみ循
環させることにより、蓄冷材及び蓄冷材による顕熱損失
の少ない暖房運転が行える。
水素化物からな一組みの冷房ブロックより発生する冷熱
を別々の経路で一方は蓄冷材への蓄冷用に、他方は被冷
却空間の冷房用に供給し、再生過程においては蓄冷材に
蓄えられた冷熱を被冷却空間へ供給すれば、比較的少な
い庫内循環風量で安定した冷熱供給を行える。さらに、
ダンパー等を設けることによって暖房運転時に金属水素
化物からの出熱を蓄冷器を通さず、被暖房空間とのみ循
環させることにより、蓄冷材及び蓄冷材による顕熱損失
の少ない暖房運転が行える。
【００１０】
【実施例】以下本発明実施例を図面とともに説明する。
まず図１は本発明で使用する金属水素化物Ｍ１ＨとＭ２
Ｈの温度−平衡圧特性及び冷房時と暖房時それぞれのサ
イクル線図を示したもので、図３は図１の特性を有する
金属水素化物を使用して構成した冷暖房装置の構成及び
冷房、暖房それぞれの場合の動作状態を示す。
Ｈの温度−平衡圧特性及び冷房時と暖房時それぞれのサ
イクル線図を示したもので、図３は図１の特性を有する
金属水素化物を使用して構成した冷暖房装置の構成及び
冷房、暖房それぞれの場合の動作状態を示す。
【００１１】まず、図３、図４について、説明する。こ
れらの図において、１ａ及び１ｂはそれぞれ図１に示し
た金属水素化物Ｍ１Ｈ、Ｍ２Ｈを充填した第１、第２の
熱交換器であり、これら２種類の熱交換器内の金属水素
化物容器（図示せず）は互いに水素配管２で繋がれてい
る。
れらの図において、１ａ及び１ｂはそれぞれ図１に示し
た金属水素化物Ｍ１Ｈ、Ｍ２Ｈを充填した第１、第２の
熱交換器であり、これら２種類の熱交換器内の金属水素
化物容器（図示せず）は互いに水素配管２で繋がれてい
る。
【００１２】図３に示すように、冷房過程において冷熱
発生用の金属水素化物Ｍ２Ｈ内蔵の熱交換器から、被冷
却空間および蓄冷器への循環経路を並列に配置すれば、
上記図２における運転条件（冷凍能力５００Ｋｃａｌ／
ｈ、空気状態１０℃、８０％）では、凝固点約３℃の蓄
冷材を用いることによって、冷房過程における被冷却空
間への循環風量を約２ｍ３／ｍｉｎ、蓄冷器の循環風量
を約１５ｍ３／ｍｉｎとし、再生過程における蓄冷器−
被冷却空間の循環風量を約４ｍ３／ｍｉｎとすればよい
。
発生用の金属水素化物Ｍ２Ｈ内蔵の熱交換器から、被冷
却空間および蓄冷器への循環経路を並列に配置すれば、
上記図２における運転条件（冷凍能力５００Ｋｃａｌ／
ｈ、空気状態１０℃、８０％）では、凝固点約３℃の蓄
冷材を用いることによって、冷房過程における被冷却空
間への循環風量を約２ｍ３／ｍｉｎ、蓄冷器の循環風量
を約１５ｍ３／ｍｉｎとし、再生過程における蓄冷器−
被冷却空間の循環風量を約４ｍ３／ｍｉｎとすればよい
。
【００１３】以上のように、図３のような運転方式にす
れば、図２のような運転方式に比べ、冷房運転時の被冷
却空間内の循環風量が大幅に少なくなり（特に再生過程
において）、ファン動力、騒音、被冷却空間内の物体に
及ぼす風圧の影響が低減され、システムの総合効率の向
上にもつながる。
れば、図２のような運転方式に比べ、冷房運転時の被冷
却空間内の循環風量が大幅に少なくなり（特に再生過程
において）、ファン動力、騒音、被冷却空間内の物体に
及ぼす風圧の影響が低減され、システムの総合効率の向
上にもつながる。
【００１４】次に図４は、本発明の装置による暖房運転
方式を示したもので、まず最初に図４ａのようなダンパ
ー４〜８による空気流路制御により、Ｍ１Ｈ側を暖房空
間１３と熱交換させるように、またＭ２Ｈ側を外気と熱
交換させるようにし、バルブ２を開けると平衡圧の関係
はＭ２Ｈ＞Ｍ１ＨであるからＭ１Ｈ側は水素を吸蔵して
発熱し、空間１３を暖房する。このときＭ２Ｈ側では水
素を放出して吸熱反応が起こるが、外気より熱を供給す
ることによってＭ１Ｈ側との平衡圧差が保たれる。
方式を示したもので、まず最初に図４ａのようなダンパ
ー４〜８による空気流路制御により、Ｍ１Ｈ側を暖房空
間１３と熱交換させるように、またＭ２Ｈ側を外気と熱
交換させるようにし、バルブ２を開けると平衡圧の関係
はＭ２Ｈ＞Ｍ１ＨであるからＭ１Ｈ側は水素を吸蔵して
発熱し、空間１３を暖房する。このときＭ２Ｈ側では水
素を放出して吸熱反応が起こるが、外気より熱を供給す
ることによってＭ１Ｈ側との平衡圧差が保たれる。
【００１５】次にＭ２Ｈ側からＭ１Ｈ側へ水素が移動し
終わった後、バルブ２を閉じ、ダンパーの切り換えによ
って図４ｂのようにＭ１Ｈ側へ高温空気を流し、Ｍ２Ｈ
側は暖房空間１３と熱交換されるようにすると、平衡圧
の関係は逆転し、Ｍ２Ｈ側の圧力はＭ１Ｈ側の圧力より
小さくなる。このとき再びバルブ２を開けると水素はＭ
１Ｈ側からＭ２Ｈ側へと移動し、Ｍ２Ｈ側は水素を吸蔵
し、発熱し空間１３を暖房する。
終わった後、バルブ２を閉じ、ダンパーの切り換えによ
って図４ｂのようにＭ１Ｈ側へ高温空気を流し、Ｍ２Ｈ
側は暖房空間１３と熱交換されるようにすると、平衡圧
の関係は逆転し、Ｍ２Ｈ側の圧力はＭ１Ｈ側の圧力より
小さくなる。このとき再びバルブ２を開けると水素はＭ
１Ｈ側からＭ２Ｈ側へと移動し、Ｍ２Ｈ側は水素を吸蔵
し、発熱し空間１３を暖房する。
【００１６】このように金属水素化物と蓄冷器、および
金属水素化物と空間１３の循環をそれぞれ別経路にする
と、暖房時もはダンパー１５、１６を閉じることによっ
て金属水素化物からの出熱は蓄冷器３を通らず、空間１
３のみを循環することになり、蓄冷材、および蓄冷器に
よる顕熱損失を防ぐことができる。
金属水素化物と空間１３の循環をそれぞれ別経路にする
と、暖房時もはダンパー１５、１６を閉じることによっ
て金属水素化物からの出熱は蓄冷器３を通らず、空間１
３のみを循環することになり、蓄冷材、および蓄冷器に
よる顕熱損失を防ぐことができる。
【００１７】このように暖房モードでは図３ａｂの両過
程において金属水素化物の発熱を利用することができる
。
程において金属水素化物の発熱を利用することができる
。
【００１８】尚、これ等の実施例において再生過程は高
温空気を送ることで行っているが、これはヒータ等の直
接加熱によって行っても良い。
温空気を送ることで行っているが、これはヒータ等の直
接加熱によって行っても良い。
【００１９】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、金属水
素化物と蓄冷器とを組み合わせた冷房装置のファン動力
の低減（総合効率の向上）、騒音の低減、被冷却空間内
の風圧の低減（実用性の向上）を行うことができる。
素化物と蓄冷器とを組み合わせた冷房装置のファン動力
の低減（総合効率の向上）、騒音の低減、被冷却空間内
の風圧の低減（実用性の向上）を行うことができる。
【図１】本発明の冷房装置に用いられる２種類の金属水
素化物の水素圧力−温度平衡特性図である。
素化物の水素圧力−温度平衡特性図である。
【図２】従来の冷暖房装置の動作を説明する動作説明図
である。
である。
【図３】本発明による冷房装置の動作を説明する動作説
明図である。
明図である。
【図４】本発明による冷房装置の動作を説明する動作説
明図である。
明図である。
１ａ 第１の熱交換器
１ｂ 第２の熱交換器
２ バルブ
３ 蓄冷器
４ ダンパー
５ ダンパー
６ ダンパー
７ ダンパー
８ ダンパー
９ ダクト
１１ ファン
１２ ファン
１３ ファン
１４ 水素配管
１５ ダンパー
１６ ダンパー
Claims (1)
- 【請求項１】 水素吸蔵圧力の低い金属水素化物を内
蔵した第１の熱交換器と、水素吸蔵圧力の高い金属水素
化物を内蔵した第２の熱交換器と、これら、第１、第２
の熱交換器間の水素経路を形成する水素配管と、上記第
１の熱交換器に高温を付与する高温付与手段と、上記第
２の熱交換器を冷却する冷却手段と、上記第２の熱交換
器及び被冷却空間と熱交換可能な蓄冷器と、上記第２の
熱交換器、上記蓄冷器及び被冷却空間からなり、上記蓄
冷器と被冷却空間とを並列に設けてなる空気循環経路と
、上記第２の熱交換器、上記蓄冷器及び被冷却空間の熱
交換状態を切り換える切り換え手段と、を設けてなる冷
房装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14006691A JP2858995B2 (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | 冷房装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14006691A JP2858995B2 (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | 冷房装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04366371A true JPH04366371A (ja) | 1992-12-18 |
| JP2858995B2 JP2858995B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=15260186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14006691A Expired - Fee Related JP2858995B2 (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | 冷房装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2858995B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-12 JP JP14006691A patent/JP2858995B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2858995B2 (ja) | 1999-02-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |