(57)【要約】【課題】熱源である外気の温度が上昇した際にも、冷媒の放熱量を確保して必要な冷凍能力を実現すること。外気温に関わらず、冷凍能力の増大を図ること。【解決手段】本発明の冷凍システム１は、蒸気圧縮冷凍サイクル１０と、磁気冷凍サイクル２０と、第２放熱器１２２とを備える。蒸気圧縮冷凍サイクル１０は、冷媒を圧縮する圧縮機１１、熱源である外気と冷媒との間で熱交換させる第１放熱器１２１、冷媒の圧力を減少させる減圧部１３、および熱負荷と冷媒との間で熱交換させる吸熱器１４を備える。磁気冷凍サイクル２０は、励磁および消磁が繰り返される磁性体２１、磁性体２１により吸熱された冷熱媒体が流れる冷熱流路２０１、および磁性体２１から放熱された温熱媒体が流れる温熱流路２０２を含む。第２放熱器１２２は、第１放熱器１２１を経た冷媒から冷熱媒体へ放熱させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機、熱源である外気と前記冷媒との間で熱交換させる第１放熱器、前記冷媒の圧力を減少させる減圧部、および熱負荷と前記冷媒との間で熱交換させる吸熱器を備えた蒸気圧縮冷凍サイクルと、
励磁および消磁が繰り返される磁性体、前記磁性体により吸熱された冷熱媒体が流れる冷熱流路、および前記磁性体から放熱された温熱媒体が流れる温熱流路を含む磁気冷凍サイクルと、
前記第１放熱器を経た前記冷媒から前記冷熱媒体へ放熱可能な第２放熱器と、を備える、
ことを特徴とする冷凍システム。
【請求項２】
前記冷媒は、ＣＯ２からなる、
請求項１に記載の冷凍システム。
【請求項３】
前記蒸気圧縮冷凍サイクルの冷凍能力に関係する指標に基づいて前記磁気冷凍サイクルを動作させる制御部を備える、
請求項１または２に記載の冷凍システム。
【請求項４】
前記冷凍能力に影響する前記外気の温度、前記熱負荷の温度、前記第１放熱器の出口側における前記冷媒の温度である放熱器出口側温度、および前記圧縮機へ吸入される前記冷媒の温度および圧力から取得される吸入過熱度のうちのいずれか一つが前記指標として使用され、
前記制御部は、
前記指標が所定の起動規定値に対して高い場合に前記磁気冷凍サイクルを起動し、
前記指標が所定の停止規定値に対して低い場合に前記磁気冷凍サイクルを停止させる、
請求項３に記載の冷凍システム。
【請求項５】
前記冷凍能力に影響する前記外気の温度、前記熱負荷の温度、前記第１放熱器の出口側における前記冷媒の温度である放熱器出口側温度、および前記圧縮機へ吸入される前記冷媒の温度および圧力から取得される吸入過熱度のうちのいずれか２つが前記指標として使用され、
前記２つの前記指標のいずれか一方が所定の起動規定値に対して高く、かつ他方が所定の起動規定値に対して低い場合には、前記磁気冷凍サイクルを起動するか、あるいは停止させる、
請求項３に記載の冷凍システム。
【請求項６】
前記冷熱流路は、前記冷熱媒体が前記磁性体および前記第２放熱器を循環する循環路をなし、
前記温熱流路は、前記温熱媒体が前記磁性体および第３放熱器を循環する他の循環路をなしている、
請求項１から５のいずれか一項に記載の冷凍システム。
【請求項７】
前記磁性体を含んで構成された回転体が、所定の軸を中心に回転し、
前記冷熱媒体および前記温熱媒体は、前記回転体と、前記軸の径方向における前記回転体の外周部を包囲するケースとの間の間隙を通り、
前記間隙に、前記冷熱流路の一部である冷熱領域と、前記温熱流路の一部である温熱領域とが位置し、
前記冷熱領域と前記温熱領域とは仕切られている、
請求項１から６のいずれか一項に記載の冷凍システム。
【請求項８】
磁性体を含んで構成され、所定の軸を中心に回転する回転体と、
前記回転体の回転方向の一部の部位において前記磁性体に磁界を印加する磁石と、
前記軸の径方向における前記回転体の外周部を包囲するケースと、を備え、
前記回転体と前記ケースとの間の間隙に、前記磁性体により吸熱された冷熱媒体が流れる冷熱領域と、前記磁性体により放熱された温熱媒体が流れる温熱領域とが位置し、
前記冷熱領域と前記温熱領域とは仕切られている、
ことを特徴とする磁性体構造。
【請求項９】
冷媒を圧縮する圧縮機、熱源である外気と前記冷媒との間で熱交換させる第１放熱器、前記冷媒の圧力を減少させる減圧部、および熱負荷と前記冷媒との間で熱交換させる吸熱器を備えた蒸気圧縮冷凍サイクルと共に用いられる磁気冷凍ユニットであって、
励磁および消磁が繰り返される磁性体と、
前記磁性体により吸熱された冷熱媒体が流れる冷熱流路と、
前記磁性体から放熱された温熱媒体が流れる温熱流路と、を備え、
前記蒸気圧縮冷凍サイクルと前記磁気冷凍ユニットとは、
前記第１放熱器を経た前記冷媒から前記冷熱媒体へ放熱可能な第２放熱器において熱的に連結される、
ことを特徴とする磁気冷凍ユニット。
【請求項１０】
冷媒を圧縮する圧縮機、熱源である外気と前記冷媒との間で熱交換させる放熱器、前記冷媒の圧力を減少させる減圧部、および熱負荷と前記冷媒との間で熱交換させる吸熱器を備えた蒸気圧縮冷凍サイクルにおいて前記冷媒を前記外気へと放熱させた後、
励磁および消磁が繰り返される磁性体、前記磁性体により吸熱された冷熱媒体が流れる冷熱流路、および前記磁性体から放熱された温熱媒体が流れる温熱流路を含む磁気冷凍サイクルの前記冷熱媒体へと、前記放熱器を経た前記冷媒から放熱させる、
ことを特徴とする放熱アシスト方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍システム、磁性体構造、磁気冷凍ユニット、および放熱アシスト方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境負荷低減や地球温暖化防止の観点から、ＧＷＰ（Global -Warming Potential）の低い冷媒を使用した空気調和機や冷凍機等の機器の研究開発が進められている。
低ＧＷＰ冷媒の一例として、ＧＷＰが１である二酸化炭素（ＣＯ２）が挙げられる。ＣＯ２冷媒を使用した空気調和機（特許文献１）や、ショーケース、冷凍庫等が製品化されている。
【０００３】
上記の機器は、冷媒の圧縮、放熱、膨張、および吸熱を含む冷凍サイクル（蒸気圧縮冷凍サイクル）を利用するものである。それに対し、磁性体の磁気熱量効果を利用した磁気冷凍装置も提案されている（特許文献２）。特許文献２の磁気冷凍装置では、磁性体（磁気作業物質）の吸熱により冷却した冷却流体を冷却対象に供給している。
【０００４】
また、冷媒の圧縮、放熱、膨張、および吸熱を含む蒸気圧縮冷凍サイクルと、磁気冷凍サイクルとを組み合わせたハイブリッド式の冷凍機も提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３３２２１号公報
【特許文献２】特開２００２−１０６９９９号公報
【特許文献３】特開２００７−２７１１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＧＷＰが低いことや不燃性であること等から、自然冷媒の中でもＣＯ２冷媒が有望視されている。ＣＯ２の臨界温度は約３１℃である。ＣＯ２冷媒を用いた蒸気圧縮冷凍サイクルは、ＣＯ２の臨界温度が典型的な冷媒よりも低いため、圧縮、放熱、膨張、および吸熱の各過程が高圧高温下で運転される。
このようなＣＯ２冷凍サイクルにおいては、熱源である外気の温度が上昇すると、冷媒と外気との温度差が小さいため放熱量が低下する上、夏の時期等に外気温度が冷媒の臨界温度よりも高くなり、冷媒の温度が臨界温度（臨界点）を超えると、ＣＯ２冷媒が超臨界状態となる。このとき、ｐ−ｈ線図である図３に示すように、放熱過程に対応するＢとＣを結ぶ線分が飽和液線（ＳＬ線）と交差しておらず、外気と冷媒とを熱交換させるガスクーラの出口側においてＣＯ２冷媒が凝縮しない。さらに、所定の冷凍能力を得るために必要なエンタルピ差Δｈは低減してしまう。
【０００７】
ガスクーラ出口側の冷媒の状態（図３のＣにおける状態）は、圧縮機により吐出された冷媒の圧力と、ガスクーラ出口側における冷媒の温度とによって決まる。
ここで、後者であるガスクーラ出口側の温度は、ガスクーラの放熱能力と外気温度とによって決まる。図３のＣにおける冷媒の温度を制御するため、外気温度に応じて放熱能力を調整することは、外気温度の上昇時に対応する放熱能力を得るためガスクーラを大型化し、放熱能力を調整可能となるようにガスクーラを構成すれば可能であるが、それは設置スペースやコストの面から難しい。
その他、外気温度の上昇時に対応する放熱能力を得るため、ガスクーラの出口側の冷媒流を分岐させ、本流から、本流に対して減圧膨張させた支流へと放熱させるインタークーラ（内部熱交換器）を設けることも考えられるが、構造が複雑となり、コストや設置スペースの制約もある。
【０００８】
一方、ガスクーラ出口側（図３のＣ）の圧力は、圧縮機による冷媒の圧縮比を大きくして吐出圧力を高めることで制御することができる。しかし、二段式圧縮機の採用等により高い吐出圧力を得ているＣＯ２冷凍サイクルにあって、圧縮機の段数を増やすこと等により吐出圧力をさらに高めることは、コストや設置スペースの面から難しい。
【０００９】
以上で述べたように、外気温度の上昇時、特に、冷媒温度が臨界点を超えた時にガスクーラによる放熱量が低下することは、ＣＯ２に限らず、他の冷媒についても該当する。
【００１０】
特許文献２，３に記載された技術は、磁気冷凍サイクルにより、蒸気圧縮冷凍サイクルによっては実現困難な程度に低い温度にまで冷却することを志向している。特許文献２，３に記載の技術は、臨界温度が低い冷媒を用いた場合の外気温上昇時の冷凍能力の低下に対応できるものではない。
【００１１】
以上より、本発明は、熱源である外気の温度が上昇した際にも、冷媒の放熱量を確保して必要な冷凍能力を実現することを第一の目的とする。
また、本発明は、外気温に関わらず、冷凍能力の増大を図ることを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の冷凍システムは、冷媒を圧縮する圧縮機、熱源である外気と冷媒との間で熱交換させる第１放熱器、冷媒の圧力を減少させる減圧部、および熱負荷と冷媒との間で熱交換させる吸熱器を備えた蒸気圧縮冷凍サイクルと、励磁および消磁が繰り返される磁性体、磁性体により吸熱された冷熱媒体が流れる冷熱流路、および磁性体から放熱された温熱媒体が流れる温熱流路を含む磁気冷凍サイクルと、第１放熱器を経た冷媒から冷熱媒体へ放熱可能な第２放熱器と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の冷凍システムは、ＣＯ２からなる冷媒に好適である。
【００１４】
本発明の冷凍システムは、蒸気圧縮冷凍サイクルの冷凍能力に関係する指標に基づいて磁気冷凍サイクルを動作させる制御部を備えることが好ましい。
【００１５】
本発明の冷凍システムにおいて、冷凍能力に影響する外気の温度、熱負荷の温度、第１放熱器の出口側における冷媒の温度である放熱器出口側温度、および圧縮機へ吸入される冷媒の温度および圧力から取得される吸入過熱度のうちのいずれか一つが指標として使用され、制御部は、指標が所定の起動規定値に対して高い場合に磁気冷凍サイクルを起動し、指標が所定の停止規定値に対して低い場合に磁気冷凍サイクルを停止させることが好ましい。
【００１６】
本発明の冷凍システムにおいて、冷凍能力に影響する外気の温度、熱負荷の温度、第１放熱器の出口側における冷媒の温度である放熱器出口側温度、および圧縮機へ吸入される冷媒の温度および圧力から取得される吸入過熱度のうちのいずれか２つが指標として使用され、２つの指標のいずれか一方が所定の起動規定値に対して高く、かつ他方が所定の起動規定値に対して低い場合には、磁気冷凍サイクルを起動するか、あるいは停止させることが好ましい。
【００１７】
本発明の冷凍システムにおいて、冷熱流路は、冷熱媒体が磁性体および第２放熱器を循環する循環路をなし、温熱流路は、温熱媒体が磁性体および第３放熱器を循環する他の循環路をなしていることが好ましい。
【００１８】
本発明の冷凍システムにおいて、磁性体を含んで構成された回転体が、所定の軸を中心に回転し、冷熱媒体および温熱媒体は、回転体と、軸の径方向における回転体の外周部を包囲するケースとの間の間隙を通り、間隙に、冷熱流路の一部である冷熱領域と、温熱流路の一部である温熱領域とが位置し、冷熱領域と温熱領域とは仕切られていることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の磁性体構造は、磁性体を含んで構成され、所定の軸を中心に回転する回転体と、回転体の回転方向の一部の部位において磁性体に磁界を印加する磁石と、軸の径方向における回転体の外周部を包囲するケースと、を備え、回転体とケースとの間の間隙に、磁性体により吸熱された冷熱媒体が流れる冷熱領域と、磁性体により放熱された温熱媒体が流れる温熱領域とが位置し、冷熱領域と温熱領域とは仕切られていることを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明の磁気冷凍ユニットは、冷媒を圧縮する圧縮機、熱源である外気と冷媒との間で熱交換させる第１放熱器、冷媒の圧力を減少させる減圧部、および熱負荷と冷媒との間で熱交換させる吸熱器を備えた蒸気圧縮冷凍サイクルと共に用いられる磁気冷凍ユニットであって、励磁および消磁が繰り返される磁性体と、磁性体により吸熱された冷熱媒体が流れる冷熱流路と、磁性体から放熱された温熱媒体が流れる温熱流路と、を備え、蒸気圧縮冷凍サイクルと磁気冷凍ユニットとは、第１放熱器を経た冷媒から冷熱媒体へ放熱可能な第２放熱器において熱的に連結されることを特徴とする。
【００２１】
本発明の放熱アシスト方法は、冷媒を圧縮する圧縮機、熱源である外気と冷媒との間で熱交換させる放熱器、冷媒の圧力を減少させる減圧部、および熱負荷と冷媒との間で熱交換させる吸熱器を備えた蒸気圧縮冷凍サイクルにおいて冷媒を外気へと放熱させた後、励磁および消磁が繰り返される磁性体、磁性体により吸熱された冷熱媒体が流れる冷熱流路、および磁性体から放熱された温熱媒体が流れる温熱流路を含む磁気冷凍サイクルの冷熱媒体へと、放熱器を経た冷媒から放熱させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、後述するように、熱源である外気の温度が上昇した際にも、冷媒の放熱量を確保して必要な冷凍能力を実現することができる。また、本発明によれば、外気温に関わらず、冷凍能力の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る冷凍システムの全体構成を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、図１に示す冷凍システムに備わる磁性体構造を示す模式図である。（ａ）は、磁性体構造の側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIｂ−IIｂ線断面図である。
【図３】本実施形態の冷凍システムの蒸気圧縮サイクルで使用される冷媒のｐ−ｈ線図である。
【図４】本実施形態の冷凍システムの性能および熱媒体温度をチラーや冷却塔と比較するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
（冷凍システムの全体構成）
本実施形態は、蒸気圧縮冷凍サイクル１０に、磁気冷凍サイクル２０を組み合わせてなる冷凍システム１を開示する。
図１に示す冷凍システム１は、蒸気圧縮冷凍サイクル１０と、磁気冷凍サイクル２０と、サイクル１０，２０を熱的に連結する熱交換器（第２放熱器１２２）と、磁気冷凍サイクル２０の起動、停止等を制御する制御部３０とを備えている。
本実施形態の冷凍システム１は、外気を熱源として、熱負荷である室内の空気を冷却可能な空気調和機として構成されている。
本実施形態に限らず、冷凍システム１は、冷凍庫や低温貯蔵庫、冷蔵・冷凍ショーケース、冷水供給機等に適用することもできる。
【００２５】
冷凍システム１は、主として外気温上昇時にも所定の冷凍能力を確保するため、磁気冷凍サイクル２０を利用して、蒸気圧縮冷凍サイクルの冷媒の放熱をアシストする。
【００２６】
（蒸気圧縮冷凍サイクル）
蒸気圧縮冷凍サイクル１０（図１）は、圧縮機１１と、第１放熱器１２１（室外熱交換器）と、減圧部１３と、吸熱器１４（室内熱交換器）と、これらの構成要素を接続する冷媒配管（太い実線で示す）とを備えている。
蒸気圧縮冷凍サイクル１０は、冷媒の圧縮（図３のＡ−Ｂ）、放熱（Ｂ−Ｃ）、減圧による膨張（Ｃ−Ｄ）、および吸熱（Ｄ−Ａ）の過程を繰り返しつつ、熱源（外気）から熱負荷（室内空気）へと熱を搬送する。
【００２７】
本実施形態では、蒸気圧縮サイクル１０の冷媒としてＣＯ２を用いている。
他の冷媒、例えば、Ｒ４１０ＡやＲ３２等のＨＦＣ（Hydro Fluoro Carbon）冷媒、あるいは、Ｒ１２３４ｚｅやＲ１２３４ｙｆ等のＨＦＯ（Hydro Fluoro Olefin）冷媒、プロパン、イソブタン等の炭化水素（ＨＣ）系冷媒等も用いることができる。
【００２８】
蒸気圧縮冷凍サイクル１０は、室外に配置される室外機１０Ａと、室内に配置される室内機１０Ｂと、室外機１０Ａおよび室内機１０Ｂを接続する内外接続配管１０Ｃとから構成されている。
室外機１０Ａは、圧縮機１１と、第１放熱器１２１と、第２放熱器１２２と、後述する磁気冷凍サイクル２０の構成要素とを有している。
室内機１０Ｂは、減圧部１３と、吸熱器１４とを有している。
【００２９】
上記の機器構成は、筐体の設置スペース等に応じて適宜に変更することができる。例えば、第２放熱器１２２と磁気冷凍サイクル２０の構成要素とを室内機１０Ｂや内外接続配管１０Ｃに配置することもできる。
【００３０】
圧縮機１１は、吸入した冷媒（本実施形態ではＣＯ２冷媒）を圧縮して吐出する。圧縮機１１は、冷媒の圧力に耐えるハウジングと、例えばスクロール式やロータリーピストン式等の圧縮機構とを備えている。
【００３１】
第１放熱器１２１は、圧縮機１１から吐出された冷媒と外気とを熱交換させる。第１放熱器１２１が有する管路を流れる冷媒は、ファン１５により吹き付けられる外気へ放熱される。
【００３２】
蒸気圧縮冷凍サイクル１０と磁気冷凍サイクル２０とを熱的にも機械的にも連結する第２放熱器１２２は、第１放熱器１２１を経た冷媒を、磁気冷凍サイクル２０の冷熱流路２０１を流れる冷熱媒体へ放熱させる。第２放熱器１２２は、第１放熱器１２１を経た冷媒が流れる管路と、磁気冷凍サイクル２０の冷熱媒体が流れる管路とを有する。
【００３３】
減圧部１３は、第１、第２放熱器１２１，１２２を経た冷媒の圧力を減少させる。減圧部１３として、膨張弁やキャピラリーチューブ等を用いることができる。
熱負荷（室内空気）が設定温度になるように、制御部３０により、設定温度に適合する蒸発圧力を保つように減圧部１３が調整されることが好ましい。
【００３４】
吸熱器１４は、減圧部１３を経た冷媒と室内空気との間で熱交換させる。吸熱器１４が有する管路を流れる冷媒は、ファン１６により吹き付けられる室内空気から吸熱して蒸発する。吸熱器１４を経た冷媒は、内外接続配管１０Ｃを通り、圧縮機１１へと吸入される。
【００３５】
（磁気冷凍サイクル）
次に、磁気冷凍サイクル２０（図１）は、磁性体２１（強磁性体）を含む磁性体構造２００と、冷熱流路２０１と、温熱流路２０２とを備えている。
図１に、冷熱流路２０１の配管を破線で示し、温熱流路２０２の配管を実線で示す。
磁気冷凍サイクル２０は、同じ構成要素を備えた磁気冷凍ユニットとして提供されてもよい。その磁気冷凍ユニットを既設の蒸気圧縮冷凍サイクル１０に増設することもできる。磁気冷凍ユニットと蒸気圧縮冷凍サイクル１０とは、第２放熱器１２２において熱的に連結される。
【００３６】
本実施形態の冷凍システム１は、蒸気圧縮冷凍サイクル１０を基本的な構成要素として、これに磁気冷凍サイクル２０を付加することにより構成可能であるため、既存の冷凍システムからの置き換え性に優れる。そのため、ＧＷＰが低いＣＯ２冷媒の使用を促進することができるとともに、特段圧縮比を高める必要なく、外気温上昇時の冷凍能力確保を実現することができる。
【００３７】
磁気冷凍サイクル２０は、蒸気圧縮冷凍サイクル１０とは異なり、磁気熱量効果に基づく吸熱により磁性体２１に得られる冷熱を熱媒体により熱の利用先（本実施形態では蒸気圧縮冷凍サイクル１０の冷媒）へと供給する。磁性体２１は、磁気作業物質とも呼ばれる。
【００３８】
磁性体２１は、磁場の増減に応じて発熱または吸熱する。磁性体２１に用いることのできる材料としては、例えば、ガドリニウム（Ｇｄ）、ガドリニウム−シリコン−ゲルマニウム合金（Ｇｄ５Ｓｉ２Ｇｅ２）、ランタン−鉄−シリコン系（Ｌａ−Ｆｅ−Ｓｉ）化合物等を挙げることができる。
【００３９】
本実施形態に用いられる磁性体２１は、円筒状に形成されている。
【００４０】
磁性体２１として、磁場の増加、つまり励磁されると発熱し、磁場の減少、つまり消磁されると吸熱する正の磁気熱量効果を有するものを用いることができるし、その逆に、励磁されると吸熱し、消磁されると発熱する負の磁気熱量効果を有するものを用いることもできる。磁性体２１として、正の磁気熱量効果を有するものと、負の磁気熱量効果を有するものとを組み合わせて用いることもできる。
本実施形態では、正の磁気熱量効果を有する磁性体２１を用いるものとする。
磁性体構造２００の具体的な構成については後述する。
【００４１】
磁気冷凍サイクル２０は、磁性体２１の熱を搬送する熱媒体がそれぞれ流れる２つの系統（２０１，２０２）を有している。
第１の系統の冷熱流路２０１には、磁性体２１により吸熱されることで冷却された冷熱媒体が流れる。この冷熱媒体は、第２放熱器１２２において、蒸気圧縮冷凍サイクル１０の冷媒と熱交換される。その冷媒と、冷熱媒体とを効率よく熱交換させるため、図１に示すように、冷熱媒体の流れ（破線）と、蒸気圧縮冷凍サイクル１０の冷媒の流れ（太い実線）とが、互いに向けて流れる対向流をなすように第２放熱器１２２の管路を構成することが好ましい。
【００４２】
第２の系統の温熱流路２０２には、磁性体２１の発熱によって磁性体２１から放熱されることで加熱された温熱媒体が流れる。第２の系統は、温熱媒体を放熱させる第３放熱器２０３を備えていることが好ましい。
【００４３】
本実施形態では、冷熱流路２０１と温熱流路２０２とが互いに独立している。磁気冷凍サイクル２０の流路の構成は、本実施形態に限らず、必要な弁等を含んで適宜に構成することができる。例えば、冷熱媒体と温熱媒体とが入れ替わり交互に流れる共通配管と、冷熱媒体および温熱媒体の流れを切り替える弁とを含んで、磁気冷凍サイクル２０の流路を構成することもできる。
【００４４】
冷却媒体および温熱媒体は、適宜の流体から選定することができ、成分や組成は特に制約されない。例えば、水やアルコール、ブライン等を冷却媒体および温熱媒体として用いることができる。冷却媒体および温熱媒体にそれぞれ使用される流体が、同じ成分のものであっても、異なる成分のものであっても、いずれもでもよい。
【００４５】
冷熱流路２０１は、ポンプ２０１Ｐにより圧送される冷熱媒体が磁性体２１と第２放熱器１２２とを循環する循環路をなしている。
温熱流路２０２は、ポンプ２０２Ｐにより圧送される温熱媒体が磁性体２１と第３放熱器２０３とを循環する他の循環路をなしている。
第３放熱器２０３が有する管路を流れる温熱媒体は、ファン２０３Ａにより吹き付けられる外気へ放熱される。
ここで、第３放熱器２０３により、温熱媒体の熱を外気へと放熱させるのではなく、温熱を要求する熱負荷、例えば、貯湯槽や、水を湧き上げる槽へと温熱媒体の熱を供給することができる。また、磁気冷凍サイクル２０の起動時、あるいは冷凍システム１の起動時に、ポンプ２０１Ｐ，２０２Ｐやモータ２６、圧縮機１１等の暖機に温熱媒体を使用することができる。
【００４６】
（磁性体構造）
図２（ａ）および（ｂ）を参照し、磁性体構造２００の構成について説明する。
本実施形態では、磁場の増減による磁性体２１の磁気冷凍効果を得るため、磁性体２１を含む回転体２１０を構成し、回転体２１０を回転させる構造を採用する。
この構造によれば、回転体２１０の回転に伴い、磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ，２３Ｂに対して相対変位する磁性体２１に磁場の増減を繰り返し得て、磁性体２１により吸熱されることで冷却された冷熱媒体が流れる冷熱領域Ａ１と、磁性体２１の発熱により磁性体２１から放熱されることで加熱された温熱媒体が流れる温熱領域Ａ２とを回転体２１０の周りの所定位置に得ることができる。
【００４７】
磁性体構造２００は、磁性体２１を含む回転体２１０と、磁性体２１に磁界を印加する磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ，２３Ｂと、回転体２１０の径方向の外周部を包囲するケース２４とを備えている。
【００４８】
本実施形態の回転体２１０は、磁性体２１と、磁性体２１を支持する支持体２５（図２（ｂ））と、モータ２６（図２（ａ））に接続されるモータ接続部２７（図２（ｂ））とを有し、全体として円筒状に構成されている。
モータ接続部２７には、モータ２６の出力軸２６１（図２（ａ））が連結される。モータ２６が出力するトルクが回転体２１０へと伝達されることで、回転体２１０が出力軸２６１と同軸の軸線Ｘを中心に回転する。
【００４９】
磁性体２１は、円筒形に成形されたものであってもよいし、粒体状の集合であって、成形体の内部に充填されること等によって円筒の形状に保持されたものであってもよい。
磁性体２１は、円筒形に必ずしも一体に構成される必要はなく、回転体２１０の回転方向において複数に分割されていてもよい。
【００５０】
磁石２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ（図２（ｂ））は、回転体２１０の回転方向における磁性体２１の一部の部位に磁界を印加する。
本実施形態では、板状の永久磁石である磁石２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂを用いている。
【００５１】
磁性体２１に磁界を印加するため、磁石２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂは、回転方向の一部における磁性体２１の部位を内周側と外周側とから挟むように配置される。
磁性体２１の内周側には２つの磁石２２Ａ，２２Ｂが配置され、磁性体２１の外周側には２つの磁石２３Ａ，２３Ｂが配置される。
磁石２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂは、それぞれのＮ極およびＳ極の向きに基づいて、図２（ｂ）に示すように、磁性体２１を径方向に磁束が貫くように磁路を形成する。磁性体２１の部位を磁束が貫くことで、当該部位に磁界が印加される。
磁石２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂは、ケース２４や支持体２５に固定することができる。
【００５２】
回転体２１０の外周部とケース２４の内周部との間には、冷熱媒体および温熱媒体が通り抜ける環状の間隙２８（図２（ｂ））が形成される。この間隙２８に、冷熱流路２０１の一部である冷熱領域Ａ１と、温熱流路２０２の一部である温熱領域Ａ２とが位置する。冷熱領域Ａ１と、温熱領域Ａ２とは、ケース２４と回転体２１０との間に、軸線Ｘ（図２（ａ））の方向に沿って設けられる壁２９１，２９２により仕切られている。
図２（ｂ）に示す例では、間隙２８の上半分を冷熱領域Ａ１が占め、磁石２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂの位置する下半分を温熱領域Ａ２が占めているが、これとは逆であってもよい。
【００５３】
磁性体構造２００による作用を説明する。
図２（ｂ）に矢印で示す向きへと回転体２１０が一定の回転速度で回転する。
いま、回転体２１０の回転に伴い、磁性体２１における任意の部位として、Ｂ１で示す部位が磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ，２３Ｂへ近づくように下方に向けて変位し、磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ，２３Ｂにより磁界が印加された後、磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ，２３Ｂの位置から左側上方へと離れるものとする。
【００５４】
ここで、磁性体２１の部位Ｂ１において、磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ，２３Ｂの位置に近づくときに磁場が増加し（励磁）、磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ，２３Ｂの位置から遠ざかるときに磁場が減少する（消磁）。
磁性体２１の正の磁気熱量効果により、励磁時に部位Ｂ１は周囲へと熱を発し、消磁時に部位Ｂ１は周囲から吸熱する。
ここで、磁性体２１には、部位Ｂ１が発熱する時には吸熱し、部位Ｂ１が吸熱する時には発熱する部位が存在する。
回転体２１０の回転に伴い、回転体２１０の１回転に要する時間周期のほぼ半分の周期で、磁性体２１の各部位において、励磁による発熱と、消磁による吸熱とが繰り返される。
【００５５】
上述のように、一定速度で回転する回転体２１０の回転に伴い、磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ，２３Ｂの位置を、回転体２１０の回転速度に応じた時間周期で磁性体２１の部位が通過しながら、回転体２１０の１周期のほぼ半分の周期で磁場の増減を得る。
つまり、磁性体２１は回転しつつ、およそ、回転周期の半分において発熱し、残りの半周期において吸熱する。その結果、大略、図２（ｂ）に示す磁性体２１の横断面の上半分において、吸熱による冷熱が溜まり、磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ，２３Ｂの位置する下半分において、発熱による温熱が溜まる。こうして、回転方向の異なる箇所に溜まる冷熱および温熱をそれぞれ熱媒体に受け取るため、冷熱領域Ａ１と温熱領域Ａ２とを磁性体２１の周りに与えている。
【００５６】
なお、図２（ｂ）に示す例では、冷熱領域Ａ１と温熱領域Ａ２とを区画している壁２９１，２９２が、回転体２１０の断面中心に対して１８０度の角度をなしているが、磁性体２１の回転方向における熱の分布に応じて壁２９１，２９２の位置を適宜に変更できる。例えば、壁２９１，２９２をそれぞれ、図２（ｂ）に二点鎖線の矢印２９１´，２９２´で示す位置に設置することもできる。
【００５７】
上述のように、磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ，２３Ｂに対して相対的に変位する磁性体２１の部位に、磁場の増減を繰り返し得ることのできる限りにおいて、磁性体２１に磁界を印加する構成は本実施形態には限定されない。永久磁石、継鉄（ヨーク）、電磁石を適宜に使用でき、また、これらの形状や位置、数等も適宜に定めることができる。
また、磁性体２１をはじめ、磁性体構造２００の構成部品の形態や位置、数等の構成要件も、磁性体２１に磁場の増減を繰り返し得ることのできる限りにおいて、任意に定めることができる。本実施形態では、磁性体２１の周りの間隙２８を直径方向に２等分するように冷熱領域Ａ１と温熱領域Ａ２が配置されているが、回転体２１０が１周する間の磁性体２１の励磁および消磁の周期によっては、間隙２８を４等分するように冷熱領域Ａ１と温熱領域Ａ２が交互に配置されていてもよい。
【００５８】
以上で説明した磁性体構造２００によれば、磁性体２１を含んで構成された回転体２１０の周囲に、冷熱媒体が流れる冷熱領域Ａ１と、温熱媒体が流れる温熱領域Ａ２とをまとまり良く配置して、これら熱媒体の流路を含め、磁性体構造２００の全体としてコンパクトに構成することができる。回転体２１０の回転による磁性体２１の励磁、消磁時に、冷熱領域Ａ１および温熱領域Ａ２の位置が変わらないので、冷熱領域Ａ１を含む冷熱流路２０１と、温熱領域Ａ２を含む温熱流路２０２とを容易に構成することができる。
磁性体構造２００は、冷凍システム１には限らず、他の冷凍システムへ組み込むこともできる。磁気冷凍サイクルの冷熱媒体または温熱媒体を熱負荷へと供給して、冷媒の圧縮、膨張によらずに磁気冷凍のみによって冷凍能力を得る冷凍システムへ磁性体構造２００を適用することも可能である。
【００５９】
（冷凍システムの作用および効果）
磁気冷凍サイクル２０は、磁性体２１自体が発熱、吸熱することを特徴としている。このことに基づいて、磁気冷凍サイクル２０は、周囲の環境にかかわらず、冷凍能力を安定して得ることができる。
【００６０】
そのため、冷凍システム１は、蒸気圧縮冷凍サイクル１０のみでは冷凍能力が不足する場合に、磁気冷凍サイクル２０を動作させることで、必要な冷凍能力を確保する。
あるいは、蒸気圧縮冷凍サイクル１０による冷凍能力が必ずしも不足していないとしても、熱負荷の変動等に際し、蒸気圧縮冷凍サイクル１０と共に磁気冷凍サイクル２０を動作させることで、冷凍能力の増大を図る。
【００６１】
蒸気圧縮冷凍サイクル１０の冷凍能力は、図３のＤにおけるエンタルピと、Ａにおけるエンタルピとの差（Δｈ）により表される。
ここでは、図３に実線で示す冷媒のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄのプロセスにより、所定の冷凍能力に見合うエンタルピ差Δｈが得られているものとする。
一方、例えば夏の時期等に外気の温度が上昇すると、第１放熱器１２１において外気への冷媒の放熱量が低下するため、図３のＣ´の位置までしか放熱されないとすれば、図３に破線で示す状態となる。このとき、エンタルピ差Δｈ´が、所定の冷凍能力に必要なエンタルピ差Δｈに対して不足する。
【００６２】
このように、蒸気圧縮冷凍サイクル１０において、冷媒の放熱量は外気の温度に依存する。外気温度が上昇して冷媒と外気との温度差が小さくなると、第１放熱器１２１による放熱量が低下する。しかも、本実施形態で用いる冷媒は、臨界温度が約３１℃のＣＯ２であり、冷媒が臨界点を超えて超臨界状態となることでも、放熱量が低下してしまう。
【００６３】
放熱量を増大させ、過冷却を大きく確保する技術として、典型的には、冷媒回路の別の場所を流れる冷媒同士の間で熱交換させる内部熱交換器（インタークーラ）が採用される。例えば、第１放熱器１２１の出口側の冷媒と、圧縮機１１の吸入側のより低温の冷媒とを内部熱交換器により熱交換させる。
しかし、蒸気圧縮冷凍サイクル１０の冷媒回路の全体に、熱源である外気の温度の影響が少なからず及ぶため、内部熱交換器を配置したとしても、外気温度の上昇による放熱量の低下は抜本的には解消されない。また、圧縮機１１へ吸入される冷媒の過熱度を適正値以下に維持する必要性等から、内部熱交換器により得られる放熱量には限界がある。
【００６４】
その点、磁性体２１自体が発熱、吸熱する磁気冷凍サイクル２０の冷凍能力は、外気温度には依存しない。外気温度の上昇により温熱媒体から外気への放熱量が低下したとしても、温熱媒体とは別系統の冷熱媒体が磁性体２１自体の吸熱により冷却されるので、少なくとも冷熱は外気温に依存しない。
つまり、図４に実線で示すように、磁気冷凍サイクル２０によれば、外気温度によらず、ほぼ一定温度の熱媒体、ほぼ一定の冷凍能力（性能）を得ることができる。これは、一般的なチラーには見られない特徴である。冷却塔も、外気温度の上昇による影響がチラーと比べて少ないながらも、外気温が上昇するにつれて冷水温度が徐々に上昇する。
【００６５】
磁気冷凍サイクル２０の冷凍能力は、磁性体材料の特性、磁場、励磁および消磁の周期によるため、必要な冷凍能力に応じた磁性体２１および磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ，２３Ｂを選定し、冷凍能力に応じてモータ２６の回転速度を制御すればよい。
したがって、磁気冷凍サイクル２０を動作させれば、外気温度が上昇した際も含め、常に、必要な放熱量を得ることができる。だからこそ、必要な冷凍能力を安定して得るため、この磁気冷凍サイクル２０を蒸気圧縮冷凍サイクル１０に組み合わせることに意義があり、そのことが冷凍システム１の主要な特徴である。
【００６６】
本実施形態では、磁気冷凍サイクル２０を蒸気圧縮冷凍サイクル１０に連結する第２放熱器１２２において、蒸気圧縮冷凍サイクル１０の冷媒の熱を磁気冷凍サイクル２０の冷熱媒体へと放熱させる。そうして蒸気圧縮冷凍サイクル１０の冷媒の放熱量を磁気冷凍サイクル２０によりアシストすることによって、冷凍システム１全体として、冷凍能力を確保する、あるいは、冷凍能力を増大させることが可能となる。
つまり、磁気冷凍サイクル２０による放熱のアシストがなく、蒸気圧縮冷凍サイクル１０のみでは、図３に示す破線の状態（Δｈの縮小）に陥る状況下であっても、図３に実線で示す状態に戻して必要な冷凍能力を実現することができる。
【００６７】
本実施形態の冷凍システム１は、必要な場合にのみ磁気冷凍サイクル２０を使用し、蒸気圧縮冷凍サイクル１０による放熱をアシストする制御が可能であることにも特徴を有する。
以下、冷凍システム１の制御部３０による制御について説明する。
【００６８】
（制御について）
制御部３０（図１）は、蒸気圧縮冷凍サイクル１０の冷凍能力に関係する指標の値に基づいて、必要な場合には磁気冷凍サイクル２０を起動し、それ以外の場合には磁気冷凍サイクル２０を停止させることができる。
蒸気圧縮冷凍サイクル１０の運転中、磁気冷凍サイクル２０を常時、蒸気圧縮冷凍サイクル１０と共に運転することもできるものの、必要な場合に限定して磁気冷凍サイクル２０を運転することにより、磁気冷凍サイクル２０に動力を得るのに必要な電力等の消費を抑えつつ、冷凍システム１の適切な使用が可能となる。
【００６９】
制御部３０が参照する指標として、外気の温度を用いる場合について説明する。この場合、例えば、室外機１０Ａに温度センサ３１を設置し、ファン１５により吸い込まれた外気の温度を温度センサ３１により検出する。この温度センサ３１を用いて、外気温上昇に起因する放熱量の低下を検知することができる。
そして、温度センサ３１により検出された外気温度に基づいて磁気冷凍サイクル２０の起動／停止を判定するため、外気温度に関し、起動規定値Ｔ１と、停止規定値Ｔ２とを予め設定する。
【００７０】
制御部３０は、温度センサ３１により検出された外気温度Ｔを監視しつつ、外気温度Ｔが起動規定値Ｔ１に対して高い場合には（例えば、Ｔ≧Ｔ１）、磁気冷凍サイクル２０を起動する。
このとき、制御部３０から発せられる指令に基づいて、ポンプ２０１Ｐ，２０２Ｐおよびモータ２６が駆動される。
磁気冷凍サイクル２０が起動されると、磁性体構造２００の回転体２１０の回転に伴う磁場の増減により、磁性体２１が発熱および吸熱する。その磁性体２１から吸熱されることで冷熱領域Ａ１において冷熱媒体が冷却されつつ、冷熱流路２０１を循環する。その冷熱媒体へと、第２放熱器１２２を流れる蒸気圧縮冷凍サイクル１０の冷媒から放熱されることで、冷媒の必要な放熱量を確保することができる。
【００７１】
その後、外気温度が低下し、温度センサ３１により検出された外気温度Ｔが停止規定値Ｔ２を下回ったものとする（例えば、Ｔ＜Ｔ２）。それを検知した制御部３０は、ポンプ２０１Ｐ，２０２Ｐおよびモータ２６を停止させる指令を発することで、磁気冷凍サイクル２０を停止させる。外気温度Ｔが起動規定値Ｔ１を下回っていても（Ｔ＜Ｔ１）、未だ停止規定値Ｔ２を下回らないうちは、磁気冷凍サイクル２０の運転を停止させないで継続させる。
磁気冷凍サイクル２０の停止時には、磁性体２１が発熱、吸熱せず、冷熱流路２０１を冷熱媒体が循環しない。磁気冷凍サイクル２０の停止に伴い、蒸気圧縮冷凍サイクル１０の冷媒の放熱のアシストも停止する。
このとき第２放熱器１２２は機能しないため、磁気冷凍サイクル２０の停止時には、第１放熱器１２１から流出した冷媒が第２放熱器１２２を迂回して流れるように構成することもできる。必要な弁等を適宜に設ければよい。
【００７２】
上記と同様の起動時、停止時の制御を実現できる限りにおいて、制御部３０は、指標に関する適宜な値を、起動／停止に必要な判定に使用することができる。
例えば、制御部３０が、停止規定値の代わりに、起動規定値Ｔ１に対する温度差ΔＴを使用するようにしてもよい。Ｔ１−ΔＴが、停止規定値Ｔ２に相当するから、温度センサ３１により検出された外気温度Ｔが、Ｔ１−ΔＴ（例えば、３Ｋ）に対して低い場合に（Ｔ＜（Ｔ１−ΔＴ））、磁気冷凍サイクル２０を停止させればよい。
【００７３】
外気温度に加えて、室内空気の温度（熱負荷の温度）を指標に用いることもできる。
その場合は、室内機１０Ｂに温度センサ３２を追加し、ファン１６により吸い込まれた室内空気の温度（室温）ｔを温度センサ３２により検出する。この室内空気温度についても、起動規定値ｔ１と、停止規定値ｔ２とを設定する。
【００７４】
外気温度の上昇に起因して冷媒の放熱量が低下し、必要な冷凍能力に見合うエンタルピ差Δｈが得られないとすると、室温が上昇する。
したがって、外気温度Ｔ、室温ｔのいずれも、冷凍能力の低下を示す指標として用いることができる。温度センサ３２により検出される室温ｔのみを指標として、上記の外気温度Ｔを参照する制御と同様にして磁気冷凍サイクル２０を起動し、停止させることもできる。
【００７５】
ここでは、外気温度Ｔおよび室温ｔの両方を指標に使用して、温度センサ３１，３２のいずれか一方が故障した場合を含め、磁気冷凍サイクル２０の起動、停止を適切に行うこととする。
外気温度Ｔおよび室温ｔのいずれも、放熱量の低下を示す値である場合には、制御部３０により磁気冷凍サイクル２０を起動し、外気温度Ｔおよび室温ｔのいずれも、放熱量の回復を示す値である場合には、制御部３０により磁気冷凍サイクル２０を停止すればよい。
つまり、制御部３０は、温度センサ３１により検出された外気温度Ｔが起動規定値Ｔ１に対して高く、かつ、温度センサ３２により検出された室内空気の温度ｔが起動規定値ｔ１に対して高い場合に、磁気冷凍サイクル２０を起動する。そして、温度センサ３１により検出された外気温度Ｔが停止規定値Ｔ２に対して低く、かつ、温度センサ３２により検出された室内空気の温度ｔが停止規定値ｔ２に対して低い場合に、磁気冷凍サイクル２０を停止させる。
【００７６】
ところが、温度センサ３１，３２のいずれかの故障等に起因して、外気温度Ｔは起動規定値Ｔ１に対して高いが室温ｔが起動規定値ｔ１に対して低かったり、その逆もあり得る。また、外気温度Ｔは停止規定値Ｔ２に対して低いが室温ｔが停止規定値ｔ２に対して高かったり、その逆もあり得る。
上記のように外気温度Ｔおよび室温ｔが整合しない場合には、冷凍システム１の用途や、電力消費等を考慮して、磁気冷凍サイクル２０を起動するのか停止させるのか、適宜に定めることができる。そうすることで、冷凍システム１の適切な使用が可能となる。
【００７７】
例えば、冷凍システム１が、サーバールームの冷却に用いられる場合等、室温を常に所定温度以下に保つことが重要であるならば、外気温度Ｔおよび室温ｔのいずれも、起動規定値に対して低い場合に磁気冷凍サイクル２０を停止させる以外は、室温を低温に保つ必要上、磁気冷凍サイクル２０の運転を継続する。
あるいは、冷凍システム１の用途等によっては、運転の継続よりも電力消費等の節減が要請される場合もある。その場合は、外気温度Ｔおよび室温ｔが整合しないときに、その旨を例えばアラーム等により報知し、磁気冷凍サイクル２０の動作を停止させてもよい。
【００７８】
外気温度Ｔ、室温ｔの他に、第１放熱器１２１の出口側の温度（放熱器出口側温度）や、圧縮機１１へ吸入される冷媒の圧力および温度から演算される過熱度（吸入過熱度）を指標として用いることもできる。第２放熱器１２２の出口側の温度も、磁気冷凍サイクル２０が稼働していない時に指標として用いることが可能である。
上記のような場合も、起動規定値および停止規定値、あるいは、これらの一方の規定値の代替として、他方の規定値に対する差分を設定し、外気温度Ｔについての説明と同様にして、制御部３０により磁気冷凍サイクル２０を起動、停止させる制御を行うことができる。
例えば、第１放熱器１２１の出口側の温度ｔｔが、所定の起動規定値ｔｔ１に対して高い場合には、磁気冷凍サイクル２０を起動し、第１放熱器１２１の出口側の温度ｔｔが、所定の停止規定値ｔｔ２に対して低い場合には、磁気冷凍サイクル２０を停止させることができる。
【００７９】
上述の複数の指標のうちの２つあるいは３つ以上を制御部３０の制御に使用することもできる。
例えば、室温ｔおよび過熱度ｓｈの２つの指標を採用する場合は、上述した外気温度Ｔおよび室温ｔの２つの指標を用いる場合と同様に考えればよい。
【００８０】
制御部３０により参照する指標や、起動／停止の判定の基準、判定の方法等は、上記に示した例に限らず、適宜に定めることができる。例えば、冷凍システム１を運転している間は、制御部３０により定期的に外気温度Ｔを確認するようにしてもよい。例えば、１時間毎に外気温度Ｔを取得し、外気温度Ｔが基準規定値に対して高ければ、磁気冷凍サイクル２０を起動するかあるいは運転を継続し、外気温度Ｔが基準規定値に対して低ければ、磁気冷凍サイクル２０を停止させるようにしてもよい。
【００８１】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【００８２】
以上で説明した冷凍システム、磁性体構造、磁気冷凍ユニット、および放熱アシスト方法を応用して、蒸気圧縮冷凍サイクルの冷媒の吸熱をアシストすることが可能である。つまり、蒸気圧縮冷凍サイクルのみでは冷媒への吸熱量が不足する外気温度の低下時に、あるいは、外気温度低下時における加熱能力増大のため、蒸気圧縮冷凍サイクルの温熱源として、磁気冷凍サイクルの温熱媒体を使用することができる。
例えば、冷房および暖房に兼用の冷凍システム、あるいは暖房専用の冷凍システム等の加熱に供される本発明の冷凍システムは、下記のように構成することができる。
かかる冷凍システムは、冷媒を圧縮する圧縮機、熱源である外気と前記冷媒との間で熱交換させる第１吸熱器、前記冷媒の圧力を減少させる減圧部、および熱負荷と前記冷媒との間で熱交換させる放熱器を備えた蒸気圧縮冷凍サイクルと、励磁および消磁が繰り返される磁性体、前記磁性体により吸熱された冷熱媒体が流れる冷熱流路、および前記磁性体から放熱された温熱媒体が流れる温熱流路を含む磁気冷凍サイクルと、前記第１吸熱器を経た前記冷媒により前記温熱媒体から吸熱可能な第２吸熱器と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の吸熱アシスト方法は、冷媒を圧縮する圧縮機、熱源である外気と前記冷媒との間で熱交換させる吸熱器、前記冷媒の圧力を減少させる減圧部、および熱負荷と前記冷媒との間で熱交換させる放熱器を備えた蒸気圧縮冷凍サイクルにおいて前記冷媒により前記外気から吸熱した後、励磁および消磁が繰り返される磁性体、前記磁性体により吸熱された冷熱媒体が流れる冷熱流路、および前記磁性体から放熱された温熱媒体が流れる温熱流路を含む磁気冷凍サイクルの前記温熱媒体から、前記吸熱器を経た前記冷媒により吸熱させることを特徴とする。
【符号の説明】
【００８３】
１        冷凍システム
１０      蒸気圧縮冷凍サイクル
１０Ａ    室外機
１０Ｂ    室内機
１０Ｃ    内外接続配管
１１      圧縮機
１３      減圧部
１４      吸熱器
１５，１６      ファン
２０      磁気冷凍サイクル
２１      磁性体
２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ      磁石
２４      ケース
２５      支持体
２６      モータ
２７      モータ接続部
２８      間隙
３０      制御部
３１，３２      温度センサ
１２１    第１放熱器
１２２    第２放熱器
２００    磁性体構造
２０１    冷熱流路
２０１Ｐ  ポンプ
２０２    温熱流路
２０２Ｐ  ポンプ
２０３    第３放熱器
２０３Ａ  ファン
２１０    回転体
２６１    出力軸
２９１，２９２      壁
Ａ１      冷熱領域
Ａ２      温熱領域
Ｂ１      部位
Ｘ        軸線
【図１】
2019032131.tif 000003
【図２】
2019032131.tif 000004
【図３】
2019032131.tif 000005
【図４】
2019032131.tif 000006