JPH06193993A - 蓄熱機能を有したケミカルヒートポンプ冷凍システムとその運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄熱機能を有したケミカルヒートポンプを提
供し、効率的な運転のできるコージェネレーションシス
テム構築を可能ならしめる。 【構成】 吸着式冷凍機１の吸着塔６または吸収式冷凍
機の吸収器と蓄熱槽４とを第１の通路開閉手段２２を介
して接続する。蓄熱槽４内には、吸着式冷凍機１または
吸収式冷凍機の冷媒と同一の液体を蓄熱材として貯溜し
てあり、第１の通路開閉手段２２を開放すれば、吸着塔
６または吸収器が蓄熱槽４内の蓄熱材を吸着して、蓄熱
槽４内の蓄熱材を氷に変え、蓄熱がなされる。また、蓄
熱した冷熱を取り出すときは、第１の通路開閉手段２２
閉鎖と共に、第２の通路開閉手段２２を開放して、蓄熱
器用蒸発器３表面の冷媒を蓄熱槽４内の蓄熱材表面で凝
縮させ、このとき蓄熱器用蒸発器３より発生する冷熱を
利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コージェネレーション
システムに好適なケミカルヒートポンプ冷凍システムに
係り、詳しくは、ガスエンジン等から排出される低レベ
ルの排熱源によって駆動可能で、冷熱負荷がある場合は
直接冷熱を発生でき、冷熱負荷がない場合は、大気温度
よりも低温レベルの熱エネルギーを蓄積可能な、蓄熱機
能を有したケミカルヒートポンプ冷凍システムとその運
転方法に関するものである

【０００２】

【従来の技術】近年、省エネルギーシステムの一環とし
て、ガスエンジン等により発電機を回し、同時にガスエ
ンジンの排熱により冷凍機器等を駆動するいわゆるコー
ジェネレーションシステムが注目されている。ところ
が、コージェネレーションシステムは、電力と熱の需要
が十分にある昼間を想定して設計されているのが普通
で、電力需要だけが多くて、熱需要がほとんどない夜間
は効率的な運転ができず、このため、夜間は、同システ
ムを停止して、買電を使用することも多々ある。そし
て、そのために、コージェネレーションシステムの有用
性が減り、運転時間減少に伴い、システムの償却年数が
長くなるという問題が生じ、コージェネレーションシス
テムの導入を見合わすケースも多くみられるのが現状で
ある。そこで、こうした現状に対処する一つの手段とし
て、コージェネレーションシステムに蓄熱機能を持た
せ、熱需要のない夜間等は、蓄熱を図ることが考えられ
る。しかし、従来、それに適う適当な蓄熱装置は提案さ
れていなかった。

【０００３】例えば、コージェネレーションシステム同
様、省エネルギー的考え方にもとづき開発された蓄熱装
置として、夜間電力により圧縮式冷凍機を運転し、その
とき得た冷熱を蓄熱して、昼間利用可能な蓄熱装置が知
られている。しかし、こうした電力駆動による蓄熱装置
により、排熱利用を旨とする前記コージェネレーション
システムを構築することは、もとより極めて困難なこと
である。しかも、この種の蓄熱装置は、圧縮式冷凍機の
発生する冷熱を熱媒体を通じて蓄熱槽内の伝熱面へと送
り、この伝熱面を介して、例えば蓄熱槽内の水を氷へと
相変化させ、これによって蓄熱をはかるようになってお
り、単に蓄熱装置としてみても、蓄熱時の熱エネルギー
ロスが多く、そのため、蓄熱槽内に多大の伝熱面が必要
で、蓄熱槽が大型化する問題があった。

【０００４】また、一方、こうした蓄熱装置とは別に、
本出願人は先に、吸着式蓄熱システムを提案した（特開
平３ー９１６６０号公報参照）。このシステムは、吸着
式冷凍機と略同様な構造の吸着式蓄熱器を中心に配置
し、その周囲に、吸着式蓄熱器内部の吸着材を加熱、冷
却するための手段を設けたもので、吸着材を加熱するこ
とにより冷媒を脱着させ、この状態を保持して蓄熱状態
となし、さらにその後、吸着材を冷却して、冷媒を吸着
させ、このときの蒸発潜熱や吸着熱を利用して、利用側
へ冷熱や温熱を供給するものである。吸着材を加熱する
に当っては、工場や、エンジンの排熱が利用でき、従っ
て、蓄熱機能を有したコージェネレーションシステム構
築も可能なものではある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この吸
着式蓄熱システムは、蓄熱だけのために大量の吸着剤や
冷媒を必要とすることから、その機能に比して設備費の
高騰やシステムの大型化をきたすという難があった。本
発明はかかる実状に鑑みて、冷熱負荷があるときは冷凍
機として機能し、冷熱負荷のないときは冷熱を効率よく
蓄熱でき、しかもコージェネレーションシステム構築に
極めて好適なケミカルヒートポンプ冷凍システムを提案
し、コージェネレーションシステムの普及に寄与するこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的に適
合する本発明の特徴は、吸着器及び再生器として作動す
る吸着塔を複数基使用し、各吸着塔内を冷媒が循環可能
なる如く凝縮器及び蒸発器に接続すると共に、少なくと
も１基の吸着塔が他と異なる工程となる如く吸着、脱着
工程切換運転される吸着式冷凍機と、該吸着式冷凍機の
１基の吸着塔に対し第１の通路開閉手段を介して接続さ
れた蓄熱槽よりなり、蓄熱槽内には、吸着式冷凍機の冷
媒と同一の液体が蓄熱材として貯溜されていることを特
徴とするケミカルヒートポンプ冷凍システムをその基本
的構成とするものである。なお、吸着式冷凍機に代え
て、同様のケミカルヒートポンプである吸収式冷凍機を
用いてもよく、これは、請求項２に記載してある。

【０００７】請求項３、請求項４に記載した発明では、
上記蓄熱槽内の蓄熱材保持手段を特定しており、蓄熱槽
内に、高分子ゲルあるいは吸水性能を有した不織布を配
置することを特徴としている。

【０００８】また、請求項５〜８記載の発明は、蓄熱後
の冷熱を取り出すための手段を特に示したもので、上記
構成に、夫々次の如き構成が加わる。すなわち、請求項
５記載の発明の場合は、吸着式冷凍機または吸収式冷凍
機の蒸発器と蓄熱槽との間を、第２の通路開閉手段を介
して接続した構成である。

【０００９】請求項６記載の発明においては、蓄熱槽用
蒸発器を設け、該蓄熱槽用蒸発器と蓄熱槽との間を、第
２の通路開閉手段を介して接続した構成となる。

【００１０】また、請求項７記載の発明では、蓄熱槽内
に外部負荷と接続可能な伝熱面を配設する。

【００１１】さらに、請求項８記載の発明では、蓄熱槽
に冷媒液を貯溜した冷媒タンクを併設し、該冷媒タンク
と蓄熱槽との間を、冷媒液が循環可能な如く循環ポンプ
を備えた配管により接続すると共に、冷媒タンク内に冷
媒熱交換器を配設する。

【００１２】次に、以上の構成の運転方法として、請求
項９記載の発明は、蓄熱運転の方法を示しており、第１
の通路開閉手段を開放して、吸着器として動作中の吸着
式冷凍機の少なくとも一つの吸着塔、または吸収式冷凍
機の吸収器により、蓄熱槽内の蓄熱材を吸着せしめ、蓄
熱槽内に冷熱を蓄熱することを特徴とする。

【００１３】また、請求項１０〜１３記載の発明は、請
求項５〜８記載のシステムを使用した利用運転の方法
を、夫々示している。請求項１０記載の運転方法は、上
記請求項９記載の蓄熱運転後、第１の通路開閉手段閉鎖
と共に、第２の通路開閉手段を開放して、蒸発器表面の
冷媒を蓄熱槽内で凝縮させ、このときに蒸発器より発生
する冷熱を利用することを特徴とする。

【００１４】また、請求項１１記載の発明では、前記蓄
熱運転後、第１の通路開閉手段閉鎖と共に、第２の通路
開閉手段を開放して、蓄熱器用蒸発器表面の冷媒を蓄熱
槽内で凝縮させ、このときに蒸発器より発生する冷熱を
利用することを特徴とする。

【００１５】請求項１２記載の発明では、蓄熱運転後、
第１の通路開閉手段閉鎖と共に、蓄熱槽に蓄熱した冷媒
の顕熱、潜熱分を伝熱面を介して熱交換により取り出し
利用する。

【００１６】そして、請求項１３記載の発明は、第１の
通路開閉手段閉鎖と共に、冷媒循環ポンプを駆動して冷
媒タンク内の冷媒液を蓄熱槽内へ循環させ、この循環に
より蓄熱槽に蓄熱した冷熱を冷媒熱交換器を介して取り
出し利用することを特徴する。

【００１７】

【作用】本発明によれば、請求項１〜８記載のシステム
においては、前記請求項９記載の運転方法に従い、第１
の通路開閉手段を開放して、吸着器として動作中の吸着
塔または吸収器と蓄熱槽との間を連通させることによ
り、蓄熱槽の中の蓄熱材表面が吸着塔または吸収器へ吸
着される。その結果、蓄熱槽の中の蓄熱材が、例えば、
水であれば氷へと相変化し、熱エネルギーロスのない氷
蓄熱が完了する。

【００１８】その場合、請求項３、４記載のシステムで
は、高分子ゲルまたは不織布に蓄熱材が吸収保持されて
おり、それがそのまま氷となる。

【００１９】次に、請求項５記載のシステムの場合は、
以上の如き蓄熱運転の後、請求項１０記載の方法に従っ
て第１の通路開閉手段を閉鎖し、第２の通路開閉手段を
開放すると、蒸発器と蓄熱槽との間が連通するため、蒸
発器表面の冷媒が冷媒蒸気となって、蓄熱槽へ吸着され
る。このときの蒸発器における蒸発潜熱を利用して、利
用側へ冷熱が取り出される。

【００２０】また、同様の利用運転について、請求項６
記載のシステムにおいては、請求項１１記載の運転方法
により、請求項５記載の装置におけるのと同様の作用
が、蓄熱槽用蒸発器と蓄熱槽との間で奏され、蓄熱槽用
蒸発器より冷熱が取り出される。

【００２１】請求項７記載のシステムの場合は、請求項
１２記載の方法に従うことにより、蓄熱槽の中の蓄熱冷
熱が伝熱面を介して利用側へ取り出される。

【００２２】さらに、請求項８記載のシステムにおいて
は、請求項１３記載の方法が適用されて、冷媒タンク内
の冷媒液が蓄熱槽との間を循環し、冷媒タンク内を冷却
する。そして、この冷媒タンク内の冷熱が冷媒交換器を
介して、利用側へ取り出されることになる。

【００２３】なお、以上何れのシステムの場合も、第１
の通路開閉手段を閉鎖したまま、冷凍機を運転すれば、
通常の冷凍機の運転となり、利用側へ直ちに冷熱を供給
できることはいうまでもない。さらに、請求項５〜８記
載の装置において、前記蓄熱後の利用運転と並行して、
上記通常の冷凍機運転を行えば、利用側に対する極めて
効率的な冷熱供給が可能となる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづき説明
する。図１は、本発明に係るケミカルヒートポンプ冷凍
システムの配管系統図で、（１）は吸着式冷凍機、
（２）はこの吸着式冷凍機（１）の蒸発器、（３）は蓄
熱槽用蒸発器、（４）は蓄熱槽である。以上の機器は全
て真空内に配置される。なお、（５）はこのシステムに
接続される利用側機器である。このうち、このシステム
の基本的要素は、吸着式冷凍機（１）と蓄熱槽（４）で
ある。

【００２５】吸着式冷凍機（１）は、複数の吸着塔
（６）（６）、例えば２基の吸着塔（６）（６）を備え
た公知のものであり、図は、そのうちの一基を示してい
る。吸着塔（６）の内部には、冷媒としての水と、所定
量の吸着材（図示しない）とが充填され、この吸着材を
加熱するための加熱用伝熱面（７）と、吸着材を冷却す
るための冷却用伝熱面（８）とが配設されている。な
お、これら伝熱面（７）、（８）については、加熱、冷
却兼用のものでもよく、その場合は、例えば伝熱面
（７）だけを設け、この伝熱面（７）を、加熱源及び冷
却源と、切換バルブ（図示しない）等により切換可能に
接続する構成とする。さらに、図の場合、加熱用伝熱面
（７）は、温水系配管（９）を介して、例えば、ガスエ
ンジンのエンジンジャケットに接続可能なものであり、
本発明システムをコージェネレーションシステムの一要
素として活用する場合は、この温水系配管（９）が接続
部分となる。一方、冷却用伝熱面（８）は、冷却水系配
管（１０）を介して、クーリングタワー（１１）に接続
されている。なお、（１２）、（１３）は、各配管
（９）（１０）に介設された温水ポンプ、冷却水ポンプ
である。

【００２６】さらに、（１４）は凝縮器であり、前記冷
却用伝熱面（８）同様、クーリングタワー（１１）に接
続されている。また、前記蒸発器（２）は、真空蒸気弁
（１５）を介して吸着塔（６）と接続されている。な
お、この冷凍機における吸着、脱着工程は、各吸着塔
（６）（６）ごとに異なる順序で行われるようになって
おり、このため、各吸着塔（６）（６）への温水供給及
び冷却水供給は、切換機構（図示しない）を介して、順
次重ならないように行われる。

【００２７】一方、蓄熱槽（４）は、内部に蓄熱材
（Ａ）を貯溜可能なもので、その容積は、蓄熱材（Ａ）
を貯溜するための、例えば製氷皿（図示しない）設置用
の容積と、後述する冷媒蒸気通路（２３）開設用の容積
だけでよく、従来のような伝熱スペースは不要である。
なお、製氷皿の代わりに、吸水性の高い高分子ゲル、あ
るいは不織布を内部に配設してもよい。その場合は蓄熱
槽（４）の内部構造が簡単となる。内部に貯溜する蓄熱
材（Ａ）としては、前記吸着式冷凍機（１）の冷媒と同
一の液体、すなわち水が使用される。蓄熱槽（４）内部
に高分子ゲルや不織布を配置した場合は、これらに水が
吸収されて保持される。

【００２８】また、蓄熱槽（４）の下部には、余剰冷媒
タンク（１６）が開閉弁（１７）を備えた配管（１８）
を介して接続されている。この余剰冷媒タンク（１６）
については、別に、吸着式冷凍機（１）の凝縮器（１
４）からの配管（１９）と、蓄熱槽（４）上部へ、さら
には三方弁（２９）を介して蒸発器（２）や蓄熱槽用蒸
発器（３）へ至る配管（２０）が接続されており、蓄熱
槽（４）や凝縮器（１４）の余剰冷媒を一旦、貯溜可能
なものである。

【００２９】しかして、上記蓄熱槽（４）は、前記吸着
式冷凍機（１）の吸着塔（６）の一つと、第１の冷媒蒸
気通路（２１）によって接続される。そして、この第１
の冷媒蒸気通路（２１）には三方弁（２２）が介設され
ていて、その一方は、第２の冷媒蒸気通路（２３）を介
して蓄熱槽用蒸発器（３）に接続され、三方弁（２２）
を切り換えれば、前記蓄熱槽（４）と吸着塔（６）との
連通を遮断して、蓄熱槽（４）と蓄熱槽用蒸発器（３）
とを連通することもできるようになっている。なお、上
記蓄熱槽用蒸発器（３）は、前記吸着式冷凍機（１）の
蒸発器（２）と略同様の構造のものである。

【００３０】以上のシステムは、冷水系配管（２４）に
より利用側機器（５）と接続される。冷水系配管（２
４）は、前記蒸発器（２）と蓄熱槽用蒸発器（３）とを
経由して、利用側機器（５）を往復する配管で、冷水ポ
ンプ（２５）駆動により、中を冷水が循環するようにな
っているが、配管（２４）途中には、三方弁（２６）を
介して蓄熱槽用蒸発器（３）をバイパスする配管（２
７）も接続されており、蒸発器（２）だけを利用側機器
（５）と接続させることも可能となっている。

【００３１】次に、以上の冷凍システムにおける蓄熱運
転について説明する。前記したように吸着式冷凍機
（１）は、脱着工程と吸着工程とを繰り返すものである
が、蓄熱運転において、これら各工程は次のようになさ
れる。まず、脱着工程では、例えば、ガスエンジンから
排熱が供給され、加熱用伝熱面（７）を介して、内部の
吸着材が８０℃程度に加熱される。この加熱により、吸
着塔（６）は再生器として働き、内部の吸着材がそれま
で吸着していた冷媒を凝縮器（１４）へ向かって吐き出
す。吐き出された冷媒蒸気は凝縮器（１４）表面で凝縮
され、冷媒液となって配管（１９）を流れた後、余剰冷
媒タンク（１６）へ至る。

【００３２】次に吸着工程では、前記温水供給は停止さ
れ、クーリングタワー（１１）によって冷却された冷却
水が冷却用伝熱面（８）に供給され、吸着材が冷却され
る。そして同時に、三方弁（２２）操作により、第１の
冷媒蒸気通路（２１）が開通される。これにより、吸着
塔（６）は、吸着器として作動し、蓄熱槽（４）内の水
は吸着材に吸着される。そして、そのときの製氷皿（あ
るいは高分子ゲルまたは不織布）表面における蒸発潜熱
により、残った蓄熱材が氷へと相変化する。この間、冷
媒蒸気が蓄熱槽（４）から吸着材へ移動するだけであ
り、熱エネルギーのロスなく、氷が生成される。

【００３３】次いで、以上のように氷蓄熱がなされる
と、蓄熱した冷熱を利用側機器（５）へ取り出す利用運
転が可能となる。なお、この利用運転については、蓄熱
した冷熱だけを取り出すことも勿論可能であるが、吸着
式冷凍機（１）を同時に運転して、上記蓄熱した冷熱と
共に冷凍機（１）生成の冷熱をも利用側（５）へ供給す
ることもできる。ここでは、その方法について説明す
る。まず、吸着式冷凍機（１）に対しては、配管（２
０）中の三方弁（２９）を切り換えて、凝縮器（１４）
の凝縮冷媒を、配管（１９）、余剰冷媒タンク（１６）
及び配管（２０）を経て、蒸発器（２）及び蓄熱槽用蒸
発器（３）へ送給する構成とする。さらに、真空蒸気弁
（１５）を開放して、吸着塔（６）により蒸発器（２）
の冷媒を吸着させる。これにより、吸、脱着工程が、吸
着塔（６）と、凝縮器（１４）及び蒸発器（２）間でな
され、吸着工程時には、蒸発器（２）から冷媒が蒸発す
る。

【００３４】一方、蓄熱冷熱に関しては、三方弁（２
２）を切り換えて、蓄熱槽（４）と蓄熱槽用蒸発器
（３）とを連通させる。これにより、蓄熱槽（４）内の
氷は、蓄熱槽用蒸発器（３）から蒸発した水蒸気が蓄熱
槽（４）内の氷表面で凝縮する。

【００３５】従って、このとき、冷水系配管（２４）に
冷水を循環させておけば、蒸発器（２）に入る前に、例
えば、１４℃であった冷水は、蒸発器（２）を出た後、
例えば１０℃に冷却され、さらに、蓄熱槽用蒸発器
（３）を経て一層冷却され、利用側機器（５）へは、例
えば７℃程度で入ることになる。

【００３６】なお、これを制御することも可能で、その
場合は、前記冷水系配管（２４）の三方弁（２６）を蓄
熱槽用蒸発器（３）をバイパス配管（２７）の方向に切
り換える。これにより、冷水は蒸発器（２）のみを流
れ、利用側機器（５）へは前記１０℃の冷熱が供給され
て、利用側機器（５）における取得温度の制御が、残り
の蓄熱量を保存したまま、エネルギーのロスなく実現で
きる。なお、この三方弁（２６）のバイパス配管（２
７）側へ切り換えは、これを蓄熱槽（４）に蓄熱がなさ
れてない状態で行えば、本発明に係るシステムを、全く
通常の冷凍機として機能させることができるものでもあ
る。

【００３７】以上が、図１に示すシステムの構成とその
運転方法の説明であるが、この図１に示すシステムにつ
いてさらに述べると、例えば、前記蓄熱槽用蒸発器
（３）は、前記蒸発器（２）と兼用することも可能であ
る。その場合の利用運転時における前記能力制御は、前
記第２の冷媒蒸気通路（２３）を遮断する等の措置を講
じて行うことになる。

【００３８】次に、図２、図３に示したシステムは、本
発明の他の実施例を示すものであり、前記図１に示した
システムとは、特に蓄熱冷熱を取り出すための手段が異
なっている。なお、図１の場合と同一要素には、同一番
号を付してある。

【００３９】まず、図２に示すシステムでは、前記蓄熱
槽用蒸発器（３）がなく、蓄熱槽（４）は真空蒸気弁
（２９）を備えた冷媒蒸気通路（３０）によって吸着塔
（６）と接続されているだけである。そして、蓄熱槽
（４）内に新たに伝熱管（３１）が、製氷皿、あるいは
高分子ゲルや不織布を貫通して配設され、冷水系配管
（２４）の蒸発器（２）出口側に三方弁（３２）を介し
て並列接続されている。なお、このシステムでは、冷水
系配管（２４）と利用側機器（５）とを熱交換器（３
３）を介して接続し、利用側へより均一な冷熱が送られ
るようにもしてある。

【００４０】この図２に示すシステムによる蓄熱運転に
ついては、前記図１に示したシステムの場合と全く同様
で、真空蒸気弁（２９）を開放して、蓄熱槽（４）内の
冷媒液を吸着塔（６）へ吸着させることにより、蓄熱槽
（４）内の冷媒液を氷へと相変化させる。

【００４１】また、利用運転は、真空蒸気弁（２９）を
閉鎖し、ポンプ（２５）を駆動し、三方弁（３２）をし
かるべく操作して、冷水系配管（２４）内の冷水を、蒸
発器（２）、伝熱管（３１）から、熱交換器（３３）へ
と循環させる。これにより、前記同様、例えば１４℃の
冷水は、吸着式冷凍機（１）の吸着作用によって１０℃
まで冷却され、さらに蓄熱槽（４）内で例えば７℃程度
まで冷却されて熱交換器（３３）に入り、利用側機器
（５）へは、この冷凍機生成の冷熱と蓄熱分との総合さ
れた７℃の冷熱が供給されることになる。なお、このシ
ステムにおいても、三方弁（３２）を切り換えれば、冷
水が伝熱管（３１）内を流れなくなり、吸着式冷凍機
（１）生成の冷熱だけが利用側（５）へ供給されて、前
記同様の能力制御が可能になることはいうまでもない。

【００４２】次に、図３に示すシステムでは、蓄熱槽
（４）に冷媒タンク（３４）を併設してある。この冷媒
タンク（３４）は、前記図１において説明した余剰冷媒
タンク（１６）を活用したものであるが、タンク（３
４）の中には、冷媒熱交換器（３５）が配設され、それ
が三方弁（３６）を介して、冷水系配管（２４）に並列
接続されている。蓄熱運転については、この場合も、吸
着塔（６）と蓄熱槽（４）との連通により全く同様に行
われる。

【００４３】利用運転に際しては、この場合、蓄熱槽
（４）と冷媒タンク（３４）との間で冷媒液の循環をは
かるべく、冷媒ポンプ（２８）を駆動し、配管（２０）
の三方弁（２９）を蓄熱槽（４）側へと開放し、さらに
開閉弁（１７）を開放する。この循環により、冷媒タン
ク（３４）内の冷媒液は、蓄熱槽（４）内の氷で冷却さ
れて低温液となり、冷媒熱交換器（３５）内を流れる冷
水を冷却する。そして、ここでも、冷水系配管（２４）
の冷水は、蒸発器（２）を経て、冷媒熱交換器（３５）
へ流れるようになっているので、利用側機器（５）へ
は、極めて低温の冷水が供給されることになる。また、
この状態から三方弁（３６）を切り換えれば、冷媒熱交
換器（３５）への冷水流通が停止されて、前記同様に、
利用側に対する能力制御がなされる。

【００４４】以上、本発明の実施例を添付図面にもとづ
き説明してきたが、本発明は以上の実施例に限定される
ものではなく、趣旨を逸脱しない限り変更が可能であ
る。とりわけ、以上の実施例で用いた吸着式冷凍機につ
いてはこれを吸収式冷凍機に代えてもよく、前記吸着式
冷凍機（１）の吸着塔（６）の代わりに、吸収式冷凍機
の吸収器を蓄熱槽（４）に接続する構成とすれば、以上
の運転方法がそのまま適用できることになる。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、吸着式
冷凍機または吸収式冷凍機と、これら吸着式冷凍機の吸
着塔の一つまたは吸収式冷凍機の吸収器に対し第１の通
路開閉手段を介して接続された蓄熱槽とからなり、蓄熱
槽内には、吸着式冷凍機または吸収式冷凍機の冷媒と同
一の液体が蓄熱材として貯溜されている蓄熱機能を有し
たケミカルヒートポンプ冷凍システムを構成したことを
基本とするものであり、その蓄熱運転に際しては、請求
項９に記載した如く、第１の通路開閉手段を開放して、
吸着器として動作中の吸着式冷凍機の少なくとも一つの
吸着塔、または吸収式冷凍機の吸収器により、蓄熱槽内
の蓄熱材を吸着せしめ、蓄熱槽内に冷熱を蓄熱する運転
方法をとるものであるから、直接、蓄熱材より蒸発した
冷媒蒸気が吸着塔（吸収器）に吸着されることになり、
蓄熱材の相変化が熱エネルギーのロスなく行われて、効
率的な蓄熱がなされる。

【００４６】このため、従来の一般的な蓄熱装置に不可
欠な、蓄熱時に蓄熱材を相変化させるための多大な伝熱
面が不要となり、蓄熱装置の小型化に効果を奏する。ま
た、蓄熱材に安価な冷媒（一般的には水）を利用してい
るため、蓄熱槽の設備費が軽減される利点もある。

【００４７】請求項３に記載した発明及び請求項４記載
の発明は、夫々、蓄熱槽内に高分子ゲル、不織布を配設
することを特徴とするものであるから、蓄熱槽内の蓄熱
材はこれら高分子ゲルや不織布に吸収保持されたままで
相変化することになり、簡単な内部構造の蓄熱槽によ
り、前記蓄熱運転が確実なものとなる。

【００４８】また、請求項５〜請求項８に記載したシス
テムにおいては、利用運転に際して、夫々、請求項１０
〜１３記載の運転方法が適用され、請求項５記載の発明
では蒸発器から、請求項６記載の発明では蓄熱槽用蒸発
器から、また、請求項７記載の発明では伝熱面から、そ
して請求項８記載の発明では冷媒タンク中の冷媒熱交換
器から、夫々、蓄熱した冷熱が容易に取り出される。し
かも、この蓄熱した冷熱の取り出しは、冷凍機の冷凍運
転と同時にでき、双方から冷熱を取り出すことにより、
利用側へ極めて低温の冷熱を効率よく供給することがで
きる。また、このことは、設置する吸着式（吸収式）冷
凍機容量が従来の１／２でも良いことを意味し、冷凍機
の設備費軽減に実効を奏する。

【００４９】さらに、本発明に係るシステム全てにわた
り、その構成上、コージェネレーションシステムへの適
用も容易で、その場合は、冷熱負荷に対しては排熱を直
接利用して冷熱を発生する吸着式（吸収式）冷凍機とし
て動作し、冷熱負荷がない場合は吸着式（吸収式）冷凍
機を利用して冷熱を効率よく蓄熱できるため、熱需要の
ない時間帯でも効率よく運転できるコージェネレーショ
ンシステムとなり、その経済性向上、用途拡大が期待さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蓄熱機能を有したケミカルヒート
ポンプ冷凍システムの説明図である。

【図２】本発明に係る蓄熱機能を有したケミカルヒート
ポンプ冷凍システムの他の実施例の説明図である。

【図３】本発明に係る蓄熱機能を有したケミカルヒート
ポンプ冷凍システムのさらに他の実施例を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

（１） 吸着式冷凍機 （２） 蒸発器 （３） 蓄熱槽用蒸発器 （４） 蓄熱槽 （６） 吸着塔 （１４） 凝縮器 （２２） 三方弁（第１の通路開閉手段、第２の通路開
閉手段） （２９） 真空蒸気弁（第１の通路開閉手段） （３４） 冷媒タンク （３５） 冷媒熱交換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米沢 泰夫 大阪市西淀川区姫里１丁目５番10号 西淀 空調機株式会社内 (72)発明者 松下 昌生 大阪市西淀川区姫里１丁目５番10号 西淀 空調機株式会社内 (72)発明者 森川 淳 大阪市西淀川区姫里１丁目５番10号 西淀 空調機株式会社内 (72)発明者 酒井 章義 大阪市西淀川区姫里１丁目５番10号 西淀 空調機株式会社内 (72)発明者 秦 正佳 大阪市西淀川区姫里１丁目５番10号 西淀 空調機株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着器及び再生器として作動する吸着塔
   を複数基使用し、各吸着塔内を冷媒が循環可能なる如く
   凝縮器及び蒸発器に接続すると共に、少なくとも１基の
   吸着塔が他と異なる工程となる如く吸着、脱着工程切換
   運転される吸着式冷凍機と、該吸着式冷凍機の１基の吸
   着塔に対し第１の通路開閉手段を介して接続された蓄熱
   槽よりなり、蓄熱槽内には、吸着式冷凍機の冷媒と同一
   の液体が蓄熱材として貯溜されていることを特徴とする
   蓄熱機能を有したケミカルヒートポンプ冷凍システム。
2. 【請求項２】 再生器、吸収器を吸収液が、凝縮器、蒸
   発器を冷媒が循環可能な如く接続された吸収式冷凍機
   と、該吸収式冷凍機の吸収器に対し第１の通路開閉手段
   を介して接続された蓄熱槽よりなり、蓄熱槽内には、吸
   収式冷凍機の冷媒と同一の液体が蓄熱材として貯溜され
   ていることを特徴とする蓄熱機能を有したケミカルヒー
   トポンプ冷凍システム。
3. 【請求項３】 蓄熱槽内に高分子ゲルを内蔵したことを
   特徴とする請求項１または２記載の蓄熱機能を有したケ
   ミカルヒートポンプ冷凍システム。
4. 【請求項４】 蓄熱槽内に、吸水性能を有した不織布を
   内蔵したことを特徴とする請求項１または２記載の蓄熱
   機能を有したケミカルヒートポンプ冷凍システム。
5. 【請求項５】 吸着式冷凍機または吸収式冷凍機の蒸発
   器と蓄熱槽との間を、第２の通路開閉手段を介して接続
   したことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の
   蓄熱機能を有したケミカルヒートポンプ冷凍システム。
6. 【請求項６】 吸着式冷凍機または吸収式冷凍機の蒸発
   器とは別に、蓄熱槽用蒸発器を併設し、該蓄熱槽用蒸発
   器と蓄熱槽との間を、第２の通路開閉手段を介して接続
   したことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の
   蓄熱機能を有したケミカルヒートポンプ冷凍システム。
7. 【請求項７】 蓄熱槽内に冷熱取り出し用伝熱面を配設
   したことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の
   蓄熱機能を有したケミカルヒートポンプ冷凍システム。
8. 【請求項８】 蓄熱槽に冷媒液を貯溜した冷媒タンクを
   併設し、該冷媒タンクと蓄熱槽との間を、冷媒液が循環
   可能な如く循環ポンプを備えた配管により接続すると共
   に、冷媒タンク内に冷媒熱交換器を配設したことを特徴
   とする請求項１、２、３または４記載の蓄熱機能を有し
   たケミカルヒートポンプ冷凍システム。
9. 【請求項９】 請求項１〜８記載の蓄熱機能を有したケ
   ミカルヒートポンプ冷凍システムのいずれかを使用し、
   第１の通路開閉手段を開放して、吸着器として動作中の
   吸着式冷凍機吸着塔または吸収式冷凍機の吸収器と、蓄
   熱槽とを連通せしめ、蓄熱槽内の蓄熱材を吸着塔または
   吸収器に吸着させて、蓄熱槽内に冷熱を蓄熱することを
   特徴とする運転方法。
10. 【請求項１０】 請求項５記載の蓄熱機能を有したケミ
    カルヒートポンプ冷凍システムを使用し、請求項９記載
    の蓄熱運転後、第１の通路開閉手段を閉鎖すると共に、
    第２の通路開閉手段を開放して、蒸発器表面の冷媒を蓄
    熱槽内で凝縮させ、このとき蒸発器より発生する冷熱を
    利用することを特徴とする運転方法。
11. 【請求項１１】 請求項６記載の蓄熱機能を有したケミ
    カルヒートポンプ冷凍システムを使用し、請求項９記載
    の蓄熱運転後、第１の通路開閉手段閉鎖と共に、第２の
    通路開閉手段を開放して、蓄熱器用蒸発器表面の冷媒を
    蓄熱槽内で凝縮させ、このとき蓄熱器用蒸発器より発生
    する冷熱を利用することを特徴とする運転方法。
12. 【請求項１２】 請求項７記載の蓄熱機能を有したケミ
    カルヒートポンプ冷凍システムを使用し、請求項９記載
    の蓄熱運転後、第１の通路開閉手段を閉鎖して、伝熱面
    により、蓄熱槽に蓄熱した冷媒の顕熱、潜熱分を冷熱と
    して取り出し利用することを特徴とする運転方法。
13. 【請求項１３】 請求項８記載の蓄熱機能を有したケミ
    カルヒートポンプ冷凍システムを使用し、請求項９記載
    の蓄熱運転後、第１の通路開閉手段閉鎖と共に、冷媒循
    環ポンプを駆動して冷媒タンク内の冷媒液を蓄熱槽内へ
    循環させ、この循環により冷媒タンク内の冷媒を冷却し
    て、該冷媒の冷熱を冷媒熱交換器を介して取り出し利用
    することを特徴とする運転方法。