(57)【要約】【課題】要求冷熱量と供給冷熱量との差を小さくすることが可能な車両用吸着式冷凍装置を提供する。【解決手段】車両用吸着式冷凍装置１００は、熱交換媒体を冷却可能な吸着器６、７と、熱交換媒体の熱を蓄熱可能な蓄冷器２１と、熱交換媒体と冷却対象物との間の熱交換を提供する室内器１６とを備える。さらに、熱交換媒体が蓄冷器２１をバイパスする第１流路２２と、熱交換媒体が蓄冷器２１を流通する第２流路２３とを備える。さらに、第１流路２２を流通する熱交換媒体と第２流路２３を流通する熱交換媒体との流量の比率を調節可能な第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂと、第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを制御する制御装置２０とを備える。制御装置２０は、熱交換媒体の温度が要求温度に等しいか否かを判定し、等しくないと判定した場合に、熱交換媒体の温度を要求温度Ｔ３に近付けるように第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒と、気相の前記冷媒を吸着可能な吸着材とが封入され、前記吸着材による前記冷媒の吸着によって熱交換媒体を冷却可能であるとともに、熱源媒体が輸送する熱源（１）の熱によって前記吸着材から前記冷媒を脱離可能である吸着器（６、７）と、
前記熱交換媒体が流通し、前記熱交換媒体の熱を蓄熱可能な蓄熱器と、
前記熱交換媒体と冷却対象物との間の熱交換を提供する熱交換器（１６）と、
前記熱交換媒体が前記蓄熱器をバイパスして前記熱交換器へと供給される第１流路（２２）と、
前記熱交換媒体が前記第１流路を流通することなく前記蓄熱器を流通して前記熱交換器へと供給される第２流路（２３）と、
前記第１流路を流通する前記熱交換媒体の流量と前記第２流路を流通する前記熱交換媒体の流量との比率を調節可能な調節部（１９ａ、１９ｂ、２１９ａ、２１９ｂ）と、
前記調節部を制御する制御装置（２０）と、
を備え、
前記制御装置は、
前記吸着器が冷却した前記熱交換媒体の温度が、前記冷却対象物を所定温度に冷却するために要求される前記熱交換媒体の温度である要求温度に等しいか否かを判定する判定部（Ｓ１０２）と、
前記判定部が、前記吸着器が冷却した前記熱交換媒体の温度が前記要求温度に等しくないと判定した場合に、前記熱交換媒体の温度を前記要求温度に近付けるように前記調節部を制御する制御出力部（Ｓ１０４）と、を有する車両用吸着式冷凍装置。
【請求項２】
前記判定部は、
前記熱交換器に供給される前記熱交換媒体の温度である供給温度が前記要求温度に等しいか否かを判定する第１判定部（Ｓ１０２、Ｓ２０２）と、
前記第１判定部が、前記供給温度が前記要求温度に等しくないと判定した場合には、前記要求温度が前記供給温度よりも低く且つ前記蓄熱器の内部の蓄冷温度が前記供給温度よりも低いか否か、または前記要求温度が前記供給温度よりも高く且つ前記蓄冷温度が前記供給温度よりも高いか否かを判定する第２判定部（Ｓ１０３）と、
を有し、
前記制御出力部は、前記第２判定部が、前記要求温度が前記供給温度よりも低く且つ前記蓄冷温度が前記供給温度よりも低いと判定した場合、または前記要求温度が前記供給温度よりも高く且つ前記蓄冷温度が前記供給温度よりも高いと判定した場合には、前記第２流路を流通する前記熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように前記調節部を制御する請求項１に記載の車両用吸着式冷凍装置。
【請求項３】
前記制御出力部は、前記第２判定部が、前記要求温度が前記供給温度よりも低く且つ前記蓄冷温度が前記供給温度よりも高いと判定した場合、または前記要求温度が前記供給温度よりも高く且つ前記蓄冷温度が前記供給温度よりも低いと判定した場合には、前記第１流路を流通する前記熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように前記調節部を制御する請求項２に記載の車両用吸着式冷凍装置。
【請求項４】
前記熱源媒体は、エンジンを冷却する冷却水であり、
前記判定部は、前記エンジンが停止した際に前記冷却水の温度が第１所定冷却水温度より高いか否かを判定する第３判定部（Ｓ１１０）を有し、
前記制御出力部は、前記第３判定部が、前記エンジンが停止、あるいはモータ走行を開始した際に前記冷却水の温度が前記第１所定冷却水温度より高いと判定した場合に、前記第２流路を流通する前記熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように前記調節部を制御する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用吸着式冷凍装置。
【請求項５】
前記熱源媒体は、エンジンを冷却する冷却水であり、
前記判定部は、前記エンジンが始動した際に前記冷却水の温度が第２所定冷却水温度より低いか否かを判定する第４判定部（Ｓ１２０）をさらに有し、
前記制御出力部は、前記第４判定部が、前記冷却水の温度が前記第２所定冷却水温度より低いと判定した場合には、前記第２流路を流通する前記熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように前記調節部を制御する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用吸着式冷凍装置。
【請求項６】
前記熱源媒体は、エンジンを冷却する冷却水であり、
前記判定部は、前記エンジンがアイドリング状態である際に前記冷却水の温度が第３所定冷却水温度より低いか否かを判定する第５判定部（Ｓ１３０）をさらに有し、
前記制御出力部は、前記第５判定部が、前記冷却水の温度が前記第３所定冷却水温度より低いと判定した場合には、前記第２流路を流通する前記熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように前記調節部を制御する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両用吸着式冷凍装置。
【請求項７】
前記判定部は、
前記熱交換器に流入する直前の前記熱交換媒体の温度である流入温度が前記要求温度に等しいか否かを判定する第６判定部（Ｓ２０２）と、
前記第６判定部が、前記流入温度が前記要求温度に等しくないと判定した場合には、前記要求温度が前記流入温度よりも低く且つ前記蓄熱器の内部の蓄冷温度が前記流入温度よりも低いか否か、または前記要求温度が前記流入温度よりも高く且つ前記蓄冷温度が前記流入温度よりも高いか否か、を判定する第７判定部（Ｓ２０３）と、
を有し、
前記制御出力部は、前記第７判定部が、前記要求温度が前記流入温度よりも低く且つ前記蓄冷温度が前記流入温度よりも低い、または前記要求温度が前記流入温度よりも高く且つ前記蓄冷温度が前記流入温度よりも高いと判定した場合には、前記第２流路を流通する前記熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように前記調節部を制御する請求項１に記載の車両用吸着式冷凍装置。
【請求項８】
前記蓄熱器は、前記熱交換媒体を内部に貯留することで前記熱交換媒体の熱を蓄熱する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車両用吸着式冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、車両用吸着式冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、吸着式冷凍機と蓄冷器とを備えた冷却システムが開示されている。この冷却システムは、比較的発熱量の大きい第１発熱体を高温熱源として吸着式冷凍機を駆動する。吸着式冷凍機は、吸着材を含んで構成される吸着器を有し、第１発熱体の熱により吸着材が吸着した水を脱離する脱離工程と、吸着器内の水蒸気を吸着する吸着工程とを交互に繰り返す。吸着式冷凍機は、吸着工程で吸着材が水蒸気を吸着することで吸着器内が減圧し、吸着器内の水が蒸発することによる蒸発潜熱を利用することで冷媒を冷却する。吸着式冷凍機を駆動することにより発生した冷熱は、蓄冷器に蓄えられる。蓄冷器は、蓄えられた冷熱を第１発熱体よりも発熱量の小さい第２発熱体に供給することで、第２発熱体を冷却する。第１発熱体および第２発熱体は、携帯電話基地局内の電子機器であるため、稼働中の発熱量はほぼ一定である。したがって、吸着式冷凍機が要求される冷熱量もほぼ一定である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４４８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の冷却システムを車両に適用する場合、以下の問題が生じる。すなわち、吸着式冷凍機の高温熱源として使用されるエンジン冷却水の温度は、車両の走行状態によって変動する。これにより、エンジン冷却水の温度が低くなると、吸着材の脱離工程において脱離量が小さくなり、吸着工程における吸着量が小さくなる。したがって、蒸発潜熱量が小さくなるため、吸着式冷凍機が供給可能な供給冷熱量が、吸着式冷凍機に要求される要求冷熱量を下回ってしまう。
【０００５】
また、要求冷熱量は、車両の走行状態、外部環境、冷却対象空間の状態等の種々の要因によって変化する。これにより、供給冷熱量が要求冷熱量に対して余剰となってしまう場合もある。
【０００６】
このように、特許文献１の冷却システムを車両に適用すると、要求冷熱量と供給冷熱量との差が大きくなり、エネルギー効率が低下してしまうという課題がある。
【０００７】
開示される目的は、要求冷熱量と供給冷熱量との差を小さくすることが可能な車両用吸着式冷凍装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００９】
開示された車両用吸着式冷凍装置のひとつは、気相の冷媒を吸着可能な吸着材、および冷媒が封入され、吸着材による冷媒の吸着によって熱交換媒体を冷却可能であるとともに、熱源媒体が輸送する熱源（１）の熱によって吸着材から冷媒を脱離可能である吸着器（６、７）と、熱交換媒体が流通し、熱交換媒体の熱を蓄熱可能な蓄熱器と、蓄熱器を流通した熱交換媒体と冷却対象物との間の熱交換を提供する熱交換器（１６）と、熱交換媒体が蓄熱器をバイパスして熱交換器へと供給される第１流路（２２）と、熱交換媒体が第１流路を流通することなく蓄熱器を流通して熱交換器へと供給される第２流路（２３）と、第１流路を流通する熱交換媒体の流量と第２流路を流通する熱交換媒体の流量との比率を調節可能な調節部（１９ａ、１９ｂ、２１９ａ、２１９ｂ）と、調節部を制御する制御装置（２０）と、を備え、制御装置は、吸着器が冷却した熱交換媒体の温度が、冷却対象物を所定温度に冷却するために要求される熱交換媒体の温度である要求温度に等しいか否かを判定する判定部（Ｓ１０２）と、判定部が、吸着器が冷却した熱交換媒体の温度が要求温度に等しくないと判定した場合に、熱交換媒体の温度を要求温度に近付けるように調節部を制御する制御出力部（Ｓ１０４）と、を有する。吸着器が冷却した熱交換媒体の温度が要求温度に等しい場合とは、吸着器が冷却した熱交換媒体の温度が要求温度を基準とした若干の温度幅の範囲内にある場合を包含する。
【００１０】
この開示によれば、車両用吸着式冷凍装置は、吸着器が熱交換媒体を要求温度に冷却していないと判定した場合に、熱交換媒体の温度を要求温度に近付けるように調節部を制御する。すなわち、吸着器が熱交換媒体の温度を要求温度に調節できない場合に、第１流路を流通する熱交換媒体の流量と、第２流路を流通する熱交換媒体の流量との比率を調節することで、熱交換媒体の温度を要求温度に近付ける。これによって、要求温度と、熱交換器に供給される熱交換媒体の温度との差を小さくすることが可能となる。したがって、要求冷熱量と供給冷熱量との差を小さくすることが可能な車両用吸着式冷凍装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る車両用吸着式冷凍装置の構成図である。
【図２】第１実施形態の車両用吸着式冷凍装置が実行する制御の一例を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態の車両用吸着式冷凍装置がエンジン停止時に実行する制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態の車両用吸着式冷凍装置がエンジン始動時に実行する制御の一例を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の車両用吸着式冷凍装置がエンジンアイドリング時に実行する制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係る車両用吸着式冷凍装置の構成図である。
【図７】第２実施形態の車両用吸着式冷凍装置が実行する制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
図１に示すように、車両用吸着式冷凍装置１００は、第１吸着器６と、第２吸着器７と、第１放熱器１７０と、第２放熱器１９０と、蓄冷器２１と、室内器１６と、制御装置２０とを含んで構成されている。車両用吸着式冷凍装置１００は、エンジン１を熱源として駆動し冷却性能を発揮する熱駆動冷凍機の一種である。車両用吸着式冷凍装置１００は、エンジン冷却水が循環する第１冷却回路１ｃと、吸着器が冷却する熱交換媒体が循環する第２冷却回路２ｃとを有する。エンジン１、２台の吸着器、および第１放熱器１７０は、第１冷却回路１ｃによって接続されている。２台の吸着器、第２放熱器１９０、蓄冷器２１、および室内器１６は、第２冷却回路２ｃによって接続されている。
【００１３】
第１吸着器６は、内部を真空状態に保持する密閉容器と、密閉容器の内部に設けられた第１吸着コア８および第１熱交換コア１０とを含んで構成される。第１吸着器６は、内部に冷媒を有する。第１実施形態の第１吸着器６において、冷媒には例えば水が使用される。第１吸着コア８は、吸着材と、吸着材を保持する配管部とを有する。吸着材には、シリカゲルやゼオライト等の固体吸着剤を採用できる。配管部は、熱伝導性に優れた金属により構成される。換言すれば、第１吸着コア８は、吸着材が詰められた熱交換器である。第１吸着コア８は、密閉容器内部の上側に配置される。第１吸着コア８の配管部には、エンジン冷却水が流通する。第１熱交換コア１０は、冷媒を蒸発または凝縮させるための熱交換器である。第１熱交換コア１０は、密閉容器内部の下側に配置される。第１熱交換コア１０には、熱交換媒体が流通する。
【００１４】
第１吸着器６は、吸着材が気相冷媒を吸着し、液相冷媒が蒸発する際の蒸発潜熱により、熱交換コア内を流通する熱交換媒体を冷却することができる。換言すれば、第１吸着器６は、冷熱を生成し、その冷熱を熱交換媒体に与えることができる。冷熱とは、第１吸着器６または第２吸着器７が熱交換媒体から奪う熱である。第１吸着器６は、吸着材が気相冷媒を吸着する際に発生する吸着熱によって、エンジン冷却水を加熱する。換言すれば、第１吸着器６は、吸着熱をエンジン冷却水に与える。第１吸着器６は、エンジン冷却水によって加熱され、吸着した気相冷媒を脱離する。脱離した気相冷媒は、熱交換コアを流通する熱交換器によって冷却、凝縮され液相冷媒へと復水する。第１吸着器６は、エンジン１あるいは第１放熱器１７０との間でエンジン冷却水が循環可能となるように第１冷却回路１ｃ中に配置されている。
【００１５】
第２吸着器７は、第１吸着器６と同様の構成を有する。すなわち、第２吸着器７は、密閉容器と、密閉容器の内部に設けられた第２吸着コア９と、第２熱交換コア１１とを含んで構成され、内部に冷媒を有する。第２吸着コア９および第２熱交換コア１１は、第１吸着器６の第１吸着コア８および第１熱交換コア１０と同様の構成である。第２吸着器７は、第１放熱器１７０あるいはエンジン１との間でエンジン冷却水が循環可能となるように第１冷却回路１ｃ中に配置されている。なお、以下では、第１吸着器６と第２吸着器７とを区別する必要がない場合には、単に吸着器と表記することがある。また、第１吸着コア８と第２吸着コア９とを区別する必要がない場合には、単に吸着コアと表記することがある。また、第１熱交換コア１０と第２熱交換コア１１とを区別する必要がない場合には、単に熱交換コアと表記することがある。
【００１６】
第１放熱器１７０は、吸着コアで発生した吸着熱を放熱するための熱交換器である。第１放熱器１７０は、内部にエンジン冷却水が流通可能な構成となっている。第１放熱器１７０は、吸着コアとの間でエンジン冷却水が循環可能となるように第１冷却回路１ｃ中に配置されている。第１放熱器１７０は、吸着工程を実施している吸着器の吸着コア内を流通することで吸着熱により加熱されたエンジン冷却水が流入可能となっている。第１放熱器１７０は、例えば、車両の走行時の走行風と、エンジン冷却水との間の熱交換を提供することで、吸着熱を放熱することができる。または、第１放熱器１７０は、送風装置によって送風される空気とエンジン冷却水との間の熱交換を提供する構成であってもよい。
【００１７】
第１冷却回路１ｃは、車両用吸着式冷凍装置１００においてエンジン冷却水が流通する回路を構成する。エンジン冷却水には、例えばエチレングリコール水溶液等の不凍液が用いられる。エンジン冷却水は、熱源であるエンジン１によって加熱され、吸着器へと供給される熱源媒体である。第１冷却回路１ｃは、エンジン冷却水が一方の吸着コアとエンジン１との間で循環する循環流路と、エンジン冷却水が他方の吸着コアと第１放熱器１７０との間で循環する循環流路との２つの循環流路を有する冷却回路である。第１冷却回路１ｃは、各循環流路においてエンジン冷却水を循環させるための第１ポンプ２および第２ポンプ３を有する。第１ポンプ２および第２ポンプ３は、例えば制御装置２０によってその作動を制御可能な電動ポンプである。
【００１８】
第１冷却回路１ｃは、第１四方弁４および第２四方弁５を有する。第１四方弁４および第２四方弁５は、例えば制御装置２０からの電気信号により流路を切替ることができる電磁式又は電動式のロータリバルブから構成される。第１四方弁４および第２四方弁５は、２つの循環流路においてエンジン冷却水が流通する吸着コアの切り替えを行う。すなわち、第１四方弁４および第２四方弁５は、第１冷却回路１ｃが、エンジン冷却水が第１吸着コア８とエンジン１との間で循環する循環流路と、エンジン冷却水が第２吸着コア９と第１放熱器１７０との間で循環する循環流路とを有する状態と、第１冷却回路１ｃが、エンジン冷却水が第２吸着コア９とエンジン１との間で循環する循環流路と、エンジン冷却水が第１吸着コア８と第１放熱器１７０との間で循環する循環流路とを有する状態とを切り替える。換言すれば、第１四方弁４および第２四方弁５は、エンジン１を通過したエンジン冷却水が、第１吸着コア８と第２吸着コア９のどちらへ流入するか切り替える。または、第１四方弁４および第２四方弁５は、吸着工程を実施する吸着器と、脱離工程を実施する吸着器とを切り替えると換言することもできる。
【００１９】
蓄冷器２１は、第２冷却回路２ｃによって熱交換コアおよび室内器１６と接続されている。蓄冷器２１は、吸着器を通過した熱交換媒体が有する熱を蓄熱することができる。したがって、蓄冷器２１は蓄熱器と換言することもできる。吸着器を通過した熱交換媒体は冷却されているため、蓄冷器２１は、吸着器で生成された冷熱を蓄冷すると換言することもできる。蓄冷器２１は、例えば断熱材を用いた断熱構造または二重タンク構造による真空断熱構造を有し、内部に熱交換媒体を貯留可能な断熱容器を含んで構成された貯留タンクによって提供することができる。蓄冷器２１は、吸着器を流通して冷却された熱交換媒体を断熱容器内に貯留することで、吸着器で生成された冷熱を蓄冷することができる。蓄冷器２１内を熱交換媒体が流通する際には、吸着器で冷却された熱交換媒体が流入するとともに、蓄冷器２１内に貯留されていた熱交換媒体が流出する。
【００２０】
室内器１６は、熱交換媒体と冷却対象物との間の熱交換を提供する熱交換器である。車両用吸着式冷凍装置１００を車室内の空調に適用する場合、室内器１６は、熱交換媒体と車室内へと送風される空気との間の熱交換を提供する。室内器１６は、熱交換コアを流通し冷却された熱交換媒体が流入可能となっている。したがって、室内器１６は、車室内へと送風される空気を冷却する。室内器１６は、熱交換コアとの間で熱交換媒体が循環可能となるように第２冷却回路２ｃ中に配置されている。
【００２１】
第２放熱器１９０は、熱交換コアで発生する凝縮熱を放熱するための熱交換器である。第２放熱器１９０は、内部に熱交換媒体が流通可能な構成となっている。第２放熱器１９０は、脱離工程を実施している吸着器の熱交換コア内を流通することで凝縮熱により加熱された熱交換媒体が流入可能となっている。第１放熱器１７０は、例えば、車両の走行時の走行風と、熱交換媒体との間の熱交換を提供することで、凝縮熱を放熱することができる。または、第２放熱器１９０は、送風装置によって送風される空気と熱交換媒体との間の熱交換を提供する構成であってもよい。第２放熱器１９０は、熱交換コアとの間で熱交換媒体が循環可能となるように第２冷却回路２ｃ中に配置されている。
【００２２】
第２冷却回路２ｃは、車両用吸着式冷凍装置１００において熱交換媒体が流通する回路を構成する。熱交換媒体には、例えばエンジン冷却水と同様の不凍液等が用いられる。第２冷却回路２ｃは、熱交換媒体が一方の熱交換コアと室内器１６との間で循環する循環流路と、熱交換媒体が他方の熱交換コアと第２放熱器１９０との間で循環する循環流路との２つの循環流路を有する冷却回路である。第２冷却回路２ｃは、各循環流路において熱交換媒体を循環させるための第３ポンプ１７および第４ポンプ１８を有する。第３ポンプ１７および第４ポンプ１８は、例えば制御装置２０によってその作動を制御可能な電動ポンプである。
【００２３】
第２冷却回路２ｃは、第３四方弁１４および第４四方弁１５を有する。第３四方弁１４および第４四方弁１５は、例えば制御装置２０からの電気信号により流路を切替ることができる電磁式又は電動式のロータリバルブから構成される。第３四方弁１４および第４四方弁１５は、２つの循環流路において熱交換媒体が流通する熱交換コアの切り替えを行う。
【００２４】
すなわち、第３四方弁１４および第４四方弁１５は、第２冷却回路２ｃが、熱交換媒体が第１熱交換コア１０と室内器１６１との間で循環する循環流路と、熱交換媒体が第２熱交換コア１１と第２放熱器１９０との間で循環する循環流路とを有する状態と、第２冷却回路２ｃが、熱交換媒体が第２熱交換コア１１と室内器１６１との間で循環する循環流路と、熱交換媒体が第１熱交換コア１０と第２放熱器１９０との間で循環する循環流路とを有する状態とを切り替える。換言すれば、第３四方弁１４および第４四方弁１５は、第１熱交換コア１０と第２熱交換コア１１のどちらを通過した熱交換媒体を室内器１６へ流通するか切り替える。または、第３四方弁１４および第４四方弁１５は、吸着工程を実施する吸着器と脱離工程を実施する吸着器との切り替えに応じて、吸着工程を実施する吸着器により冷却された熱交換媒体を室内器１６へと供給するように循環流路の切り替えを行うと換言することもできる。
【００２５】
第２冷却回路２ｃにおいて、熱交換媒体が熱交換コアと室内器１６との間で循環する循環流路に蓄冷器２１が配置されている。蓄冷器２１は、室内器１６よりも熱交換媒体流れの上流側で、且つ熱交換コアよりも下流側に配置されている。第２冷却回路２ｃは、熱交換媒体が蓄冷器２１をバイパスして流通可能な流路を有する。具体的には、第２冷却回路２ｃは、熱交換コアと蓄冷器２１とを接続する流路から分岐し、蓄冷器２１と室内器１６とを接続する流路に合流する第１流路２２を有する。第１流路２２の分岐点から蓄冷器２１を通過して第１流路２２に合流するまでの流路は、第２流路２３と称する。
【００２６】
第１流路２２には、熱交換媒体の流れを許容する状態と遮断する状態とを切り替え可能な第１切替弁１９ａが設けられている。第２流路２３には、熱交換媒体の流れを許容する状態と遮断する状態とを切り替え可能な第２切替弁１９ｂが設けられている。第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂは、例えば制御装置２０によって制御可能な電磁弁である。第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを制御することで、熱交換媒体が第１流路２２を流れ第２流路２３を流れない状態と、熱交換媒体が第２流路２３を流れ第１流路２２を流れない状態とを切り替えることができる。換言すれば、第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂは、吸着器で冷却された熱交換媒体を蓄冷器２１へと供給する状態と、直接室内器１６へと供給する状態とを切り替えることができる。さらに換言すれば、第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂは、蓄冷器２１に貯留されていた熱交換媒体を室内器１６へと供給する状態と、蓄冷器２１に貯留されていた熱交換媒体を室内器１６へ供給しない状態とを切り替えることができる。すなわち、第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂは、第１流路２２を流れる熱交換媒体の流量と第２流路２３を流れる熱交換媒体の流量との比率を調節可能な調節部である。
【００２７】
制御装置２０は、電気的に制御可能な機器を制御する制御手段である。電気的に制御可能な機器とは、例えば、第１ポンプ２、第２ポンプ３、第３ポンプ１７、第４ポンプ１８等の複数のポンプと、第１四方弁４、第２四方弁５、第３四方弁１４、第４四方弁１５、第１切替弁１９ａ、第２切替弁１９ｂ等の複数の弁である。制御装置２０は、複数のセンサによって取得される情報を基に機器を制御する。複数のセンサとは、例えば、エンジン冷却水の温度を測定する冷却水温度センサ３０、蓄冷器２１に貯留された熱交換媒体の温度を測定する蓄冷温度センサ３１、室内器１６を通過する冷却対象の空気の温度を測定する空気温度センサ３２、第１放熱器１７０へと供給される外気の温度を測定する外気温度センサ３３等である。
【００２８】
制御装置２０は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータを主なハードウェア要素として備える。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能な所定のプログラムを非一時的に記憶する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置２０が提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置２０がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。
【００２９】
次に、車両用吸着式冷凍装置１００の作動を説明する。まずは、車両用吸着式冷凍装置１００が熱交換媒体を冷却する基本的な動作について説明する。車両用吸着式冷凍装置１００は、一方の吸着器で吸着工程を実行し、同時に他方の吸着器で脱離工程を実行する。ここでは、第１吸着器６が吸着工程を実行し、同時に第２吸着器７が脱離工程を実行する場合について説明する。
【００３０】
第１冷却回路１ｃにおいて、第１四方弁４および第２四方弁５は、第１吸着コア８と第１放熱器１７０との間でエンジン冷却水が循環する流路と、第２吸着コア９とエンジン１との間でエンジン冷却水が循環する流路とを形成するように制御される。第２冷却回路２ｃにおいて、第３四方弁１４および第４四方弁１５は、第１熱交換コア１０と室内器１６との間で熱交換媒体が循環する流路と、第２熱交換コア１１と第２放熱器１９０との間で熱交換媒体が循環する流路とを形成するように制御される。したがって、第１吸着器６内では、気相冷媒が吸着材に吸着され、液相冷媒が蒸発することで、蒸発潜熱分の熱が第１熱交換コア１０内を流通する熱交換媒体から奪われる。これにより、第１熱交換コア１０を通過した熱交換媒体は冷却された状態で室内器１６に対して供給される。室内器１６へ供給された熱交換媒体は、室内器１６を介して冷却対象の空気と熱交換することで冷却対象の空気を冷却する。室内器１６を流通した熱交換媒体は、再び第１熱交換コア１０へと流入する。
【００３１】
第２吸着器７内では、エンジン冷却水によって加熱された吸着材から気相冷媒が脱離し、第２熱交換コア内を流通する熱交換媒体によって冷却され液相冷媒へと凝縮する。エンジン冷却水は、吸着材を加熱することで流入前よりも温度が低下した状態で流出し、エンジン１へと供給される。エンジン１を流通して再度加熱されたエンジン冷却水は、再び第２吸着コア９へと流入する。
【００３２】
車両用吸着式冷凍装置１００は、脱離工程を実行する吸着器と、吸着工程を実行する吸着器とを切り替えることで、連続的に冷熱を生成することができる。脱離工程と吸着工程との切り替えは、所定のインターバルを設けて行われる。例えば、車両用吸着式冷凍装置１００は、吸着工程を実行する吸着器が、それ以上気相冷媒を吸着できなくなったタイミングによって切り替えを行う。または、あらかじめ決められた時間間隔によって切り替えを行ってもよい。
【００３３】
次に、制御装置２０が実行する冷却制御について説明する。制御装置２０は、要求温度Ｔ３と供給温度Ｔ２とが等しくない場合に、供給温度Ｔ２を要求温度Ｔ３に近付けるように第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを制御する。供給温度Ｔ２とは、熱交換コアを流通した熱交換媒体の、熱交換コアにおける出口温度Ｔｏｕｔ（℃）である。
【００３４】
出口温度Ｔｏｕｔは、制御装置２０にあらかじめ記憶されている複数のパラメータ、およびセンサによって検出される複数のパラメータを用いて制御装置２０が算出する値である。複数のパラメータとは、例えば、外気温度Ｔａ（℃）、エンジン１を通過したエンジン冷却水の温度である冷却水温度Ｔ１（℃）、熱交換媒体の熱交換コア入口温度Ｔｉｎ（℃）、冷媒の蒸発潜熱ｈｆ（Ｊ／ｋｇ）、吸着工程中の熱交換コアの最大温度変化ΔＴｅ＿ｍａｘ（℃）および熱交換コアの熱容量Ｃｐｅ（Ｊ／℃）である。出口温度Ｔｏｕｔは、例えば以下の式によって算出される。
【００３５】
Ｔｏｕｔ＝Ｔｉｎ−（ｈｆ×ΔＣ−Ｃｐｅ×ΔＴｅ＿ｍａｘ）／（ｔ×ｍ×ρ×Ｃｐ）
なお、ΔＣは吸着材が吸着可能な冷媒吸着量（ｋｇ）、ｍは熱交換コアを流通する熱交換媒体の流量（ｍ３／ｓ）、ρは熱交換媒体の密度（ｋｇ／ｍ３）、Ｃｐは熱交換媒体の比熱（Ｊ／℃・ｋｇ）、ｔは吸着時間（ｓｅｃ）である。ΔＣは、外気温度Ｔａ、入口温度Ｔｉｎ、および冷却水温度Ｔ１から算出することができる。上述の式によって算出される出口温度Ｔｏｕｔは、パラメータを検出した時点において吸着器が冷凍能力を最大限発揮して熱交換媒体を冷却した際の熱交換媒体の吸着時間ｔにおける平均の温度である。したがって、出口温度Ｔｏｕｔを算出することによって、吸着器が最大限の冷凍能力を発揮するように各種制御を実行することができる。具体的には、吸着器の冷凍能力は以下の式によって与えられる。
【００３６】
Ｑ＝ｍ×ρ×Ｃｐ×（Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔ）×ｔ
したがって、熱交換媒体の流量を調節することで、吸着器が最大限の冷凍能力を発揮して熱交換媒体を出口温度Ｔｏｕｔまで冷却するように制御することができる。
【００３７】
要求温度Ｔ３とは、冷却対象物を所定温度に冷却するために要求される熱交換媒体の温度である。すなわち、車両用吸着式冷凍装置１００を車室内空間の空調に適用する場合、要求温度Ｔ３は、所定温度まで吹出空気を冷却するために必要な熱交換媒体の温度である。
【００３８】
なお、供給温度Ｔ２が要求温度Ｔ３に等しい状態とは、供給温度Ｔ２が、要求温度Ｔ３を基準にした所定の温度幅の範囲内であることを包含する。例えば、供給温度Ｔ２が、要求温度Ｔ３を基準にした±１．４℃の温度幅の範囲内にある場合は、供給温度Ｔ２が要求温度Ｔ３に等しい状態であるとみなす。
【００３９】
要求温度Ｔ３と供給温度Ｔ２とが等しくない場合とは、吸着器が、熱交換媒体を要求温度Ｔ３まで冷却することができない状況下、あるいは吸着器が、熱交換媒体を要求温度Ｔ３よりも低い温度まで冷却している状況下で発生する。
【００４０】
吸着器が、熱交換媒体を要求温度Ｔ３まで冷却することができない状況は、例えば、車両の走行状態の変化によってエンジン冷却水の温度が低下した場合に起こりうる。エンジン冷却水の温度が低下すると、脱離工程時に吸着コアを十分に加熱できないため、冷媒の脱離量が低下する。この状態で吸着工程に切り替わると、吸着コアは気相冷媒を十分に吸着できない。したがって液相冷媒の蒸発量も低下し、蒸発潜熱量が低下する。これにより、熱交換媒体は要求温度Ｔ３まで冷却されない状態で室内器１６へ流入してしまう。すなわち、この場合車両用吸着式冷凍装置１００は、使用者が要求する冷熱を提供することができない。
【００４１】
吸着器が、熱交換媒体を要求温度Ｔ３よりも低い温度まで冷却している状況は、例えば、比較的高い温度が要求温度Ｔ３として設定された場合に起こりうる。要求温度Ｔ３は、車両の走行状態、外部環境、冷却対象空間の状態等の種々の要因によって変化する。例えば車両用吸着式冷凍装置１００を車室内の空調目的で使用する場合、車外温度が比較的低いと、乗員が要求する要求温度Ｔ３は比較的高くなる。このときに要求温度Ｔ３が供給温度よりも高くなると、吸着器が生成する冷熱量が余剰となってしまう。
【００４２】
図２に示す制御は、上述の状況を回避するために実行される。図２に示す制御は、例えば車両用吸着式冷凍装置１００が冷熱を要求されている場合に常に実行される。図２に示す制御は、特に車両が走行状態にある場合に実行される。ステップＳ１００では、供給温度Ｔ２を取得してステップＳ１０１へと進む。ステップＳ１０１では、要求温度Ｔ３を取得してステップＳ１０２へと進む。ステップＳ１０２では、要求温度Ｔ３と供給温度Ｔ２とが等しいか否かを判定する。ステップＳ１０２は、特許請求の範囲における第１判定部に相当する。要求温度Ｔ３と供給温度Ｔ２とが等しいと判定された場合には、吸着器が熱交換媒体の温度を要求温度Ｔ３に冷却している状態であるため、ステップＳ１０５へと進む。ステップＳ１０５では、第１切替弁１９ａを開弁し、第２切替弁１９ｂを閉弁する。すなわち、吸着器で冷却された熱交換媒体が蓄冷器２１を流通することなく直接室内器１６へと流入する状態にする。
【００４３】
ステップＳ１０２で、要求温度Ｔ３が供給温度Ｔ２に等しくないと判定した場合には、吸着器が熱交換媒体を要求温度Ｔ３に冷却できていないか、または過剰に冷却している状態であるため、供給温度Ｔ２を要求温度Ｔ３に近付けるために、ステップＳ１０３へと進む。ステップＳ１０３では、要求温度Ｔ３が供給温度Ｔ２よりも低く且つ蓄冷温度Ｔ４が供給温度Ｔ２よりも低いか否か、または要求温度Ｔ３が供給温度Ｔ２よりも高く且つ蓄冷温度Ｔ４が供給温度Ｔ２よりも高いか否かを判定する。要求温度Ｔ３が供給温度Ｔ２よりも低く且つ蓄冷温度Ｔ４が供給温度Ｔ２よりも低いと判定された場合、または要求温度Ｔ３が供給温度Ｔ２よりも高く且つ蓄冷温度Ｔ４が供給温度Ｔ２よりも高い場合は、ステップＳ１０４へと進む。ステップＳ１０３は、特許請求の範囲における第２判定部に相当する。
【００４４】
ステップＳ１０４では、第１切替弁１９ａを閉弁し、第２切替弁１９ｂを開弁する。すなわち、熱交換媒体が蓄冷器２１を経由して室内器１６へと流入する状態にする。これにより、蓄冷器２１に蓄えられていた熱交換媒体が室内器１６へと流入するため、吸着器を流通した熱交換媒体を直接室内器１６へと供給するよりも、より要求温度Ｔ３に近い温度の熱交換媒体を供給することが可能となる。すなわち、要求冷熱量と供給冷熱量との差を小さくすることができる。なお、要求温度Ｔ３と蓄冷温度Ｔ４との温度差が、要求温度Ｔ３と供給温度Ｔ２との温度差よりも大きくなる場合であっても、図２のフローチャートを繰り返すことで、要求温度Ｔ３と供給温度Ｔ２との温度差を小さくすることができる。ステップＳ１０４は、特許請求の範囲における制御出力部に相当する。
【００４５】
次に、エンジン１が停止した際の車両用吸着式冷凍装置１００の冷却制御について説明する。エンジン１の停止時には車室内空間を冷却する必要がないため、車両用吸着式冷凍装置１００に対して、冷熱を生成する要求である冷熱要求が無くなる。冷熱要求が無くなった場合、車室内空間に室温よりも温度の低い冷風を供給する必要がない。
【００４６】
エンジン１の停止直後はエンジン１が高温の状態である。したがって、エンジン停止直後は、エンジン冷却水がエンジン１の廃熱を吸着器へと供給可能であるため、車両用吸着式冷凍装置１００は熱交換媒体を冷却可能な状態である。車両用吸着式冷凍装置１００は、このとき熱交換媒体を冷却し、蓄冷器２１に冷却した熱交換媒体を貯留する。図３に示す制御は、エンジン１が停止した時点で開始される。
【００４７】
ステップＳ１１０では、冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ１以上であるか否かを判定する。所定温度Ｔｄ１とは、吸着器が熱交換媒体を蓄冷温度Ｔ４以下まで冷却するための脱離量を確保可能なエンジン冷却水の温度である。所定温度Ｔｄ１は、特許請求の範囲における第１所定冷却水温度に相当する。ステップＳ１１０の処理により、エンジン１の停止時に吸着器が熱交換媒体を冷却可能であるかを判定することができる。ステップＳ１１０は、特許請求の範囲における第３判定部に相当する。
【００４８】
なお、ステップＳ１１０に代えて、吸着器を流通した熱交換媒体の出口温度Ｔｏｕｔを取得し、出口温度Ｔｏｕｔが蓄冷温度Ｔ４よりも低いか否かを判定してもよい。この場合、熱交換媒体が吸着器によって出口温度Ｔｏｕｔ以下まで冷却されていることをもって、エンジン冷却水の温度が、熱交換媒体を蓄冷温度Ｔ４以下まで冷却するための脱離量を確保可能な温度となっていることを判定することができる。または、冷熱要求が無い場合には、要求温度Ｔ３は冷却対象の温度と同等、すなわち常温であるため、出口温度Ｔｏｕｔが要求温度Ｔ３に等しいか否かを判定し、等しくない場合に蓄冷温度Ｔ４が出口温度Ｔｏｕｔよりも高いか否かを判定してもよい。この場合、要求温度Ｔ３が出口温度Ｔｏｕｔよりも高く、且つ蓄冷温度Ｔ４が出口温度Ｔｏｕｔよりも高いことをもって、エンジン冷却水の温度が、熱交換媒体を蓄冷温度Ｔ４以下まで冷却するための脱離量を確保可能な温度となっていることを判定することができる。
【００４９】
ステップＳ１１０で、冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ１よりも低いと判定された場合は、蓄冷器２１に冷却された熱交換媒体を供給できないので、図３のフローチャートを終了する。ステップＳ１１０で、冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ１よりも高いと判定された場合は、吸着器が熱交換媒体を冷却可能であるので、ステップＳ１１１へと進む。
【００５０】
ステップＳ１１１では、第１切替弁１９ａを閉じ、第２切替弁１９ｂを開く。すなわち、吸着器で冷却された熱交換媒体を蓄冷器２１へと供給する。これにより、冷却された熱交換媒体を蓄冷器２１に貯留することができる。貯留された熱交換媒体は、次に車両用吸着式冷凍装置１００によって冷却対象物を冷却する際に使用することが可能となる。これにより、エンジン１の停止後のエンジン１の廃熱を有効に利用することができる。
【００５１】
なお、ステップＳ１１１の処理を実行し、冷却された熱交換媒体を蓄冷器２１へと供給する際は、吸着器が熱交換媒体を供給温度Ｔ２、すなわち算出された出口温度Ｔｏｕｔまで冷却可能となるように、熱交換コアを流通する熱交換媒体の流量を調節する。
【００５２】
ステップＳ１１１の処理を実行した後は、ステップＳ１１２へと進む。ステップＳ１１２では、供給温度Ｔ２が蓄冷温度Ｔ４以上であるか否かを判定する。供給温度Ｔ２が蓄冷温度Ｔ４以上であると判定された場合は、吸着器が熱交換媒体を冷却できなくなっているため、図３のフローチャートを終了する。ステップＳ１１２の処理により、吸着器が熱交換媒体を冷却できなくなるまで吸着器で冷熱の生成を続け、吸着器が熱交換媒体を冷却できなくなった時点で速やかに蓄冷器２１への熱交換媒体の供給を停止することができる。
【００５３】
次に、エンジン１が始動した際の車両用吸着式冷凍装置１００の冷却制御について説明する。エンジン１が始動した直後は、冷却水温度Ｔ１が低く、吸着器が熱交換媒体を要求温度Ｔ３まで冷却できない場合がある。例えば、数時間停車した後にエンジン１を始動した場合等においては、停車中にエンジン冷却水の温度が下がっているため、このような状況となる。冷却水温度Ｔ１が低いと、脱離工程において十分に吸着材を加熱できないため、吸着材から冷媒を十分に脱離できない。この状態で吸着器が吸着工程に切り替わると、吸着材が気相冷媒を十分に吸着できないため、蒸発潜熱量が小さくなり、熱交換媒体を要求温度Ｔ３まで冷却することができない。
【００５４】
このような状況を回避するために、制御装置２０は、図４に示す制御を実行する。図４に示す制御は、エンジン１が始動した際に実行される。制御装置２０は、吸着器が熱交換媒体の温度を要求温度Ｔ３まで冷却できる状態となるまで、蓄冷器２１に貯留された熱交換媒体を室内器１６へと供給する。吸着器が熱交換媒体の温度を要求温度Ｔ３まで冷却できる状態とは、例えば、吸着材の水分吸着量ΔＣが、供給温度Ｔ２を要求温度Ｔ３まで冷却することが可能な蒸発潜熱量を生成できる水分吸着量である要求水分吸着量ΔＣｒ以上となった状態である。
【００５５】
ステップＳ１２０では、冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ２以上であるか否かを判定する。所定温度Ｔｄ２とは、例えば吸着器が熱交換媒体を要求温度Ｔ３以下まで冷却するための脱離量を確保可能なエンジン冷却水の温度である。所定温度Ｔｄ２は、特許請求の範囲における第２所定冷却水温度に相当する。ステップＳ１２０の処理により、エンジン１の停止時に吸着器が熱交換媒体を冷却可能であるかを判定することができる。ステップＳ１２０は、特許請求の範囲における第４判定部に相当する。
【００５６】
ステップＳ１２０で、冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ２よりも高いと判定された場合は、吸着器が熱交換媒体を要求温度Ｔ３まで冷却可能な状態なので、図４のフローチャートを終了する。ステップＳ１２０で、冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ２よりも低いと判定された場合は、吸着器が熱交換媒体を要求温度Ｔ３まで冷却できない状態なので、ステップＳ１２１へと進む。
【００５７】
ステップＳ１２１では、第１切替弁１９ａを閉じ、第２切替弁１９ｂを開く。これにより、蓄冷器２１から熱交換媒体を室内器１６へと供給する。蓄冷器２１の熱交換媒体を室内器１６へ供給し始めると、ステップＳ１２２へと進む。ステップＳ１２２では、吸着材の水分吸着量ΔＣが、要求水分吸着量ΔＣｒ以上であるか否かを判定する。ステップＳ１２２で、水分吸着量ΔＣが要求水分吸着量ΔＣｒ以上であると判定した場合は、吸着器が熱交換媒体を要求温度Ｔ３まで冷却可能な状態となっているため、ステップＳ１２３へ進む。ステップＳ１２３で、第１切替弁１９ａを開き、第２切替弁１９ｂを閉じる。これにより、吸着器で冷却された熱交換媒体を、蓄冷器２１をバイパスして室内器１６へと供給する。ステップＳ１２３の処理を行った後に、図４のフローチャートを終了する。なお、ステップＳ１２２の代わりに、供給温度Ｔ２が蓄冷温度Ｔ４以下であるか否かを判定してもよい。または、ステップＳ１２２の処理を行った後に、さらに供給温度Ｔ２が蓄冷温度Ｔ４以下であるか否かを判定してもよい。
【００５８】
次に、エンジン１がアイドリング状態である際の車両用吸着式冷凍装置１００の冷却制御について説明する。エンジン１が無負荷で稼働しているアイドリング状態の場合、車両用吸着式冷凍装置１００を作動し続けることにより、冷却水温度Ｔ１が徐々に低下してしまう。冷却水温度Ｔ１が所定温度以下になると、エンジン１で冷却損失が発生し、エンジン１の燃焼効率が低下してしまう。所定温度Ｔｄ３は、特許請求の範囲における第３所定冷却水温度に相当する。
【００５９】
図５のフローチャートは、エンジン１での冷却損失の発生を回避するために、エンジン１がアイドリング状態にある場合に実行する。ステップＳ１３０では、冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ３を下回るか否かを判定する。ステップＳ１３０は、特許請求の範囲における第５判定部に相当する。ステップＳ１３０で、冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ３を上回ると判定された場合には、冷却水温度Ｔ１が低下していないためステップＳ１３２へと進む。ステップＳ１３２では、第１切替弁１９ａを開き、第２切替弁１９ｂを閉じる。ステップＳ１３２の処理を終了すると、再び図５に示す処理をステップＳ１３０から繰り返す。
【００６０】
ステップＳ１３０で、冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ３を下回ると判定した場合には、エンジン１で冷却損失が発生する温度まで冷却水温度Ｔ１が低下しているため、ステップＳ１３１へと進む。ステップＳ１３１では、第１切替弁１９ａを閉じ、第２切替弁１９ｂを開く。すなわち、蓄冷器２１に貯留されている熱交換媒体を室内器１６へと供給する。これにより、吸着器が熱交換媒体を冷却する必要がなくなるため、エンジン冷却水を吸着器に供給する必要がなくなるため、吸着器にエンジン冷却水を供給することによるエンジン冷却水の温度低下を抑制することができる。ステップＳ１３１の処理を終了すると、再び図５に示す処理をステップＳ１３０から繰り返す。図５に示す処理は、エンジン１のアイドリング状態が解除されると終了する。
【００６１】
次に第１実施形態の車両用吸着式冷凍装置１００がもたらす作用効果について説明する。第１実施形態の車両用吸着式冷凍装置１００は、気相の冷媒を吸着可能な吸着材、および冷媒が封入され、吸着材による冷媒の吸着によって熱交換媒体を冷却可能であるとともに、熱源媒体が輸送するエンジン１の熱によって吸着材から冷媒を脱離可能である吸着器６、７を備える。車両用吸着式冷凍装置１００は、熱交換媒体が流通し、熱交換媒体の熱を蓄冷可能な蓄冷器２１と、蓄冷器２１を流通した熱交換媒体と冷却対象物との間の熱交換を提供する室内器１６とを備える。車両用吸着式冷凍装置１００は、熱交換媒体が蓄冷器２１をバイパスして室内器１６へと供給される第１流路２２と、熱交換媒体が第１流路２２を流通せずに蓄冷器２１を流通して室内器１６へと供給される第２流路２３とを備える。車両用吸着式冷凍装置１００は、第１流路２２を流通する熱交換媒体の流量と第２流路２３を流通する熱交換媒体の流量との比率を調節可能な調節部としての第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを備える。車両用吸着式冷凍装置１００は、第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを制御する制御装置２０を備える。制御装置２０は、吸着器６、７が冷却した熱交換媒体の温度が、要求温度Ｔ３に等しいか否かを判定する。制御装置２０は、吸着器６、７が冷却した熱交換媒体の温度が要求温度Ｔ３に等しくないと判定した場合に、熱交換媒体の温度を要求温度Ｔ３に近付けるように第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを制御する。
【００６２】
これによれば、車両用吸着式冷凍装置１００は、吸着器６、７が熱交換媒体を要求温度Ｔ３に冷却していないと判定した場合に、熱交換媒体の温度を要求温度Ｔ３に近付けるように第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを制御する。すなわち、吸着器が熱交換媒体の温度を要求温度Ｔ３に調節できない場合に、第１流路２２を流通する熱交換媒体の流量と、第２流路２３を流通する熱交換媒体の流量との比率を調節することで、熱交換媒体の温度を要求温度Ｔ３に近付ける。これによって、要求温度Ｔ３と、室内器１６に供給される熱交換媒体の温度との差を小さくすることが可能となる。したがって、要求冷熱量と供給冷熱量との差を小さくすることが可能となる。
【００６３】
制御装置２０は、室内器１６に供給される熱交換媒体の温度である供給温度Ｔ２が要求温度Ｔ３に等しいか否かを判定する。供給温度Ｔ２が要求温度Ｔ３に等しくないと判定した場合には、要求温度Ｔ３が供給温度Ｔ２よりも低く且つ蓄冷温度Ｔ４が供給温度Ｔ２よりも低いか否か、または要求温度Ｔ３が供給温度Ｔ２よりも高く且つ蓄冷温度Ｔ４が供給温度Ｔ２よりも高いか否かを判定する。要求温度Ｔ３が供給温度Ｔ２よりも低く且つ蓄冷温度Ｔ４が供給温度Ｔ２よりも低いと判定した場合には、第２流路２３を流通する熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを制御する。または要求温度Ｔ３が供給温度Ｔ２よりも高く且つ蓄冷温度Ｔ４が供給温度Ｔ２よりも高いと判定した場合には、第２流路２３を流通する熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを制御する。
【００６４】
これによれば、供給温度Ｔ２が要求温度Ｔ３に等しくない場合に、吸着器が熱交換媒体を要求温度Ｔ３まで冷却できておらず、且つ蓄冷器２１が供給温度Ｔ２よりも低い温度の熱交換媒体を提供できる状況であるか否かを判定できる。さらに、供給温度Ｔ２が要求温度Ｔ３に等しくない場合に、吸着器が熱交換媒体を要求温度Ｔ３よりも低い温度まで過剰に冷却しており、且つ蓄冷器が供給温度Ｔ２よりも高い温度の熱交換媒体を提供できる状況であるか否かを判定できる。すなわち、蓄冷器２１を介して熱交換媒体を供給することで要求温度Ｔ３により近い熱交換媒体を室内器１６へと供給できるか否かを判定することができる。したがって、蓄冷器２１を介して熱交換媒体を供給することで要求温度Ｔ３により近い熱交換媒体を室内器１６へと供給できる場合に、蓄冷器２１を介して熱交換媒体を室内器１６に供給することができる。
【００６５】
制御装置２０は、要求温度Ｔ３が供給温度Ｔ２よりも低く且つ蓄冷温度Ｔ４が供給温度Ｔ２よりも高いと判定した場合には、第１流路２２を流通する熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを制御する。または要求温度Ｔ３が供給温度Ｔ２よりも高く且つ蓄冷温度が供給温度Ｔ２よりも低いと判定した場合には、第１流路２２を流通する熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを制御する。
【００６６】
これによれば、供給温度Ｔ２が要求温度Ｔ３に等しくない場合で、かつ蓄冷器２１を介して熱交換媒体を供給した場合でも要求温度Ｔ３により近い熱交換媒体を室内器１６へと供給できない場合に、吸着器から熱交換媒体を直接室内器１６に供給することができる。したがって、蓄冷器２１を介して熱交換媒体を供給することで、室内器１６に供給される熱交換媒体の温度と要求温度Ｔ３との温度差が大きくなってしまうことを回避することができる。
【００６７】
熱源媒体は、エンジン１を冷却するエンジン冷却水であり、制御装置２０は、エンジン１が停止した際に冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ１より高いか否かを判定する。制御装置２０は、エンジン１が停止した際に冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ１より高いと判定した場合に、第２流路２３を流通する熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを制御する。
【００６８】
これによれば、エンジン１が停止した際に、冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ１より高い場合に、吸着器で冷却した熱交換媒体を蓄冷器２１に貯留することができる。したがって、エンジン１の停止時のエンジン１の廃熱を有効に利用することが可能となる。
【００６９】
制御装置２０は、エンジンが始動した際に冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ２より低いか否かを判定する。制御装置２０は、冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ２より低いと判定した場合には、第２流路２３を流通する熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを制御する。
【００７０】
これによれば、エンジン１の始動時にエンジン冷却水の温度が低く、吸着器が熱交換媒体を要求温度Ｔ３まで冷却できない場合に、蓄冷器２１に貯留されている熱交換媒体を室内器１６に供給することができる。したがって、エンジン１の始動時に要求温度Ｔ３により近い温度の熱交換媒体を室内器１６へと供給し、要求冷熱量と供給冷熱量との差を小さくすることができる。
【００７１】
制御装置２０は、エンジン１がアイドリング状態である際に冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ３より低いか否かを判定する。制御装置２０は、冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ３より低いと判定した場合には、第２流路２３を流通する熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように第１切替弁１９ａおよび第２切替弁１９ｂを制御する。
【００７２】
これによれば、エンジン１がアイドリング状態である際に、エンジン冷却水の温度が低下し、エンジン１で冷却損失が大きくなる場合に、蓄冷器２１に貯留された熱交換媒体を室内器１６へと供給することができる。したがって、エンジン１の燃焼効率の低下を抑制することができる。
【００７３】
蓄冷器２１は、内部に熱交換媒体を内部に貯留することで熱交換媒体の冷熱を蓄冷する。これによれば、蓄冷器２１は、内部に熱交換媒体を貯留しているので、貯留している熱交換媒体を流出させることで、蓄冷温度Ｔ４に等しい熱交換媒体を室内器１６へと供給することができる。したがって、蓄冷材等に一旦蓄冷された冷熱を再度熱交換媒体に戻す場合と比較して、反応性の高い蓄冷器２１を提供することができる。
【００７４】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態における車両用吸着式冷凍装置１００の変形例について説明する。図６において第１実施形態の図面中と同一符号を付した構成要素は、第１実施形態の説明を参照することができる。以下、第１実施形態と相違する内容について説明する。
【００７５】
第２実施形態の車両用吸着式冷凍装置１００は、第２冷却回路２ｃに、室内器１６に流入する直前の熱交換媒体の温度を測定する流入温度センサ３４を有する。流入温度センサ３４は、例えば室内器１６の熱交換媒体が流入する入口において設けられる。流入温度センサ３４は、第１流路２２を流通した熱交換媒体と、第２流路２３を流通した熱交換媒体とが合流した熱交換媒体の温度を測定できる位置であれば、任意の位置に設けることができる。流入温度センサ３４は、検出した流入温度Ｔ５の情報を制御装置２０へと送る。
【００７６】
第１調節弁２１９ａは、第１実施形態における第１切替弁１９ａに相当する。第２調節弁２１９ｂは、第１実施形態における第２切替弁１９ｂに相当する。第１調節弁２１９ａおよび第２調節弁２１９ｂは、その開度を全開状態と全閉状態との間で多段階に調節できる流量調節弁である。第１調節弁２１９ａおよび第２調節弁２１９ｂは、第１流路２２を流れる熱交換媒体の流量と第２流路２３を流れる熱交換媒体の流量との比率を調節可能な調節部である。
【００７７】
制御装置２０は、流入温度センサ３４が検出した流入温度Ｔ５の情報を受け取る。制御装置２０は、流入温度Ｔ５が要求温度Ｔ３に等しいか否かを判定し、流入温度Ｔ５が要求温度Ｔ３に等しくない場合には、流入温度Ｔ５を要求温度Ｔ３に近付けるように第１調節弁２１９ａおよび第２調節弁２１９ｂを制御する。例えば、制御装置２０は、吸着器によって冷却された熱交換媒体の流入温度Ｔ５が要求温度Ｔ３よりも高く、且つ蓄冷器２１の蓄冷温度Ｔ４が流入温度Ｔ５よりも低い場合には、第２流路２３を流通する流量の比率が大きくなるように第１調節弁２１９ａおよび第２調節弁２１９ｂを制御する。換言すれば、制御装置２０は、吸着器によって熱交換媒体が要求温度Ｔ３まで冷却されない場合であり、且つ蓄冷器２１が流入温度Ｔ５よりも低い温度の熱交換媒体を貯留している状態である場合には、蓄冷器２１からの室内器１６へと供給される熱交換媒体の流量比を大きくする。これによって、流入温度Ｔ５を低下させることで流入温度Ｔ５を要求温度Ｔ３に近付けることができる。なお、流入温度Ｔ５が要求温度Ｔ３に等しい状態とは、流入温度Ｔ５が、要求温度Ｔ３を基準にした所定の温度幅の範囲内であることを包含する。
【００７８】
さらに制御装置２０は、吸着器によって冷却された熱交換媒体の流入温度Ｔ５が要求温度Ｔ３よりも低く、且つ蓄冷器２１の蓄冷温度Ｔ４が流入温度Ｔ５よりも高い場合には、第２流路２３を流通する流量の比率が大きくなるように第１調節弁２１９ａおよび第２調節弁２１９ｂを制御する。換言すれば、制御装置２０は、吸着器によって熱交換媒体が要求温度Ｔ３よりも低い温度まで冷却されている場合であり、且つ蓄冷器２１が流入温度Ｔ５よりも高い温度の熱交換媒体を貯留している状態である場合には、蓄冷器２１からの室内器１６へと供給される熱交換媒体の流量比を大きくする。これによって、流入温度Ｔ５を上昇させることで流入温度Ｔ５を要求温度Ｔ３に近付けることができる。
【００７９】
次に、制御装置２０が実行する冷却制御について図７のフローチャートを用いて説明する。制御装置２０は、要求温度Ｔ３と流入温度Ｔ５とが等しくない場合に、流入温度Ｔ５を要求温度Ｔ３に近付けるように第１調節弁２１９ａおよび第２調節弁２１９ｂを制御する。
【００８０】
ステップＳ２００では、流入温度センサ３４から流入温度Ｔ５を取得しステップＳ２０１へと進む。ステップＳ２０１では、要求温度Ｔ３を取得し、ステップＳ２０２へと進む。ステップＳ２０２では、流入温度Ｔ５が要求温度Ｔ３と等しいか否かを判定する。ステップＳ２０２は、特許請求の範囲における第６判定部に相当する。流入温度Ｔ５が要求温度Ｔ３に等しいと判定された場合には、吸着器が熱交換媒体を要求温度Ｔ３まで冷却しているため、ステップＳ２００へと戻る。
【００８１】
ステップＳ２０２で、流入温度Ｔ５が要求温度Ｔ３に等しくないと判定した場合には、流入温度Ｔ５を要求温度Ｔ３に近付けるために、ステップＳ２０３へと進む。ステップＳ２０３では、要求温度Ｔ３が流入温度Ｔ５よりも低く、且つ蓄冷温度Ｔ４が流入温度Ｔ５よりも低いか否かを判定する。ステップＳ２０３は、特許請求の範囲における第７判定部に相当する。要求温度Ｔ３が流入温度Ｔ５よりも低く、且つ蓄冷温度Ｔ４が流入温度Ｔ５よりも低いと判定された場合、吸着器が要求温度Ｔ３よりも温度の高い冷熱しか生成できておらず、且つ蓄冷器２１が吸着器よりも温度の低い熱交換媒体を室内器１６へと供給可能である。したがって、この場合はステップＳ２０４へと進む。ステップＳ２０４では、第１調節弁２１９ａの開度を小さくし、第２調節弁２１９ｂの開度を大きくする。これにより、流入温度Ｔ５を要求温度Ｔ３へと近付けることができる。したがって、要求温度Ｔ３と流入温度Ｔ５の差を小さくすることができる。
【００８２】
ステップＳ２０３で、否定判定がなされた場合は、ステップＳ２０５へと進む。ステップＳ２０５では、第１調節弁２１９ａの開度を大きくし、第２調節弁２１９ｂの開度を小さくする。すなわち、蓄冷器２１をバイパスして直接室内器１６へと流入する熱交換媒体の流量を大きくする。これにより、要求温度Ｔ３と流入温度Ｔ５の差を小さくすることができる。
【００８３】
次に第２実施形態の車両用吸着式冷凍装置１００がもたらす作用効果について説明する。制御装置２０は、室内器１６に流入する直前の熱交換媒体の温度である流入温度Ｔ５が要求温度Ｔ３に等しいか否かを判定する。制御装置２０は、流入温度Ｔ５が要求温度Ｔ３に等しくないと判定した場合には、要求温度Ｔ３が流入温度Ｔ５よりも低く且つ蓄冷温度Ｔ４が流入温度Ｔ５よりも低いか否か、または要求温度Ｔ３が流入温度Ｔ５よりも高く且つ蓄冷温度が流入温度Ｔ５よりも高いか否かを判定する。制御装置２０は、要求温度Ｔ３が流入温度Ｔ５よりも低く且つ蓄冷温度が流入温度Ｔ５よりも低いと判定した場合には、第２流路２３を流通する熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように第１調節弁２１９ａおよび第２調節弁２１９ｂを制御する。または、要求温度Ｔ３が流入温度Ｔ５よりも高く且つ蓄冷温度が流入温度Ｔ５よりも高いと判定した場合には、第２流路２３を流通する熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように第１調節弁２１９ａおよび第２調節弁２１９ｂを制御する。
【００８４】
これによれば、流入温度Ｔ５が要求温度Ｔ３に等しくない場合に、吸着器が熱交換媒体を要求温度Ｔ３まで冷却できておらず、且つ蓄冷器２１が流入温度Ｔ５よりも低い温度の熱交換媒体を提供できる状況であるか否かを判定できる。さらに、流入温度Ｔ５が要求温度Ｔ３に等しくない場合に、吸着器が熱交換媒体を要求温度Ｔ３よりも低い温度まで過剰に冷却しており、且つ蓄冷器２１が流入温度Ｔ５よりも高い温度の熱交換媒体を提供できる状況であるか否かを判定できる。すなわち、蓄冷器２１に貯留された熱交換媒体を供給することで流入温度Ｔ５を要求温度Ｔ３により近付けることができるか否かを判定することができる。さらに、蓄冷器２１に貯留された熱交換媒体を供給することで流入温度Ｔ５を要求温度Ｔ３により近付けることができる場合には、流入温度Ｔ５を要求温度Ｔ３により近付けるように熱交換媒体の温度を調節することができる。
【００８５】
（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【００８６】
上述の実施形態において、車両用吸着式冷凍装置１００は、車室内空間の空調に適用されるとしたが、他の用途に適用してもよい。例えば、車両用吸着式冷凍装置１００は、トレーラまたはトラック等のコンテナの庫内空間の冷却に適用されてもよい。または、車両用吸着式冷凍装置１００は、車両に搭載される電池の冷却に適用されてもよい。車両用吸着式冷凍装置１００は、車両において冷却が必要なあらゆる部材または空間の冷却に適用することができる。
【００８７】
上述の実施形態において、車両用吸着式冷凍装置１００は、エンジン１によって駆動する車両に適用されるとした。これに代えて、車両用吸着式冷凍装置１００は、エンジンとモータとによって駆動する車両、いわゆるハイブリッド車に適用されてもよい。ハイブリッド車の場合は、モータによる走行を開始するとエンジンが停止する。したがって、車両用吸着式冷凍装置１００は、車両がモータによる走行を開始した際にも冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ１より高いか否かを判定し、高いと判定した場合に、第２流路２３を流通する熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように調節部を調節する。または、車両用吸着式冷凍装置１００は、車両がモータによる走行を行っている際に、冷却水温度Ｔ１が所定温度Ｔｄ３よりも低いか否かを判定し、低いと判定した場合に、第２流路２３を流通する熱交換媒体の流量の比率が大きくなるように調節部を調節してもよい。
【００８８】
上述の実施形態において、吸着器を２台設けたが１台の吸着器を用いて交互に吸着工程と脱離工程とを繰り返す構成であってもよい。また、吸着器を３台以上有する構成としてもよい。
【００８９】
上述の実施形態において、蓄冷器２１は、内部に熱交換媒体を貯留する構成であるとしたが、これに代えて、蓄冷材を有する構成としてもよい。
【００９０】
上述の実施形態において、調節部は、第１流路２２および第２流路２３にそれぞれ設けられる弁であるとしたが、調節部は、第１流路２２と第２流路２３との分岐点に設けられた三方弁として構成されてもよい。
【００９１】
上述の実施形態において、室内器１６は、空気と熱交換媒体との間の熱交換を提供する熱交換器とした。これに代えて、空気以外の気体と熱交換媒体との間の熱交換を提供する構成としてもよい。また、室内器１６を、液体と熱交換媒体との間の熱交換を提供する液‐液熱交換器として構成してもよい。
【００９２】
第１実施形態において、供給温度Ｔ２は、複数のパラメータを用いて算出される出口温度Ｔｏｕｔであるとしたが、出口温度Ｔｏｕｔは、熱交換コアを流出した熱交換媒体の温度を温度センサによって直接検出した温度であってもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１…エンジン（熱源）
６…第１吸着器（吸着器）
７…第２吸着器（吸着器）
１６…室内器（熱交換器）
２０…制御装置
２１…蓄冷器（蓄熱器）
２２…第１流路
２３…第２流路
１９ａ…第１切替弁（調節部）
１９ｂ…第２切替弁（調節部）
２１９ａ…第１調節弁（調節部）
２１９ｂ…第２調節弁（調節部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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