(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却システムであって、
第１固体吸着剤組成物にガス状反応物を吸着および脱着するよう構成された１または複数の第１反応器を備える第１反応器システムと、
第２固体吸着剤組成物に前記ガス状反応物を吸着および脱着するよう構成された１または複数の第２反応器を備える第２反応器システムと、
前記第１反応器システムの前記１または複数の第１反応器を前記第２反応器システムの前記１または複数の第２反応器に接続し、制御可能な弁を備える導管と、
前記第１反応器システムおよび前記第２反応器システムの間の反応ガスの圧力を均一にするために、前記制御可能な弁を操作することによって、前記第１反応器システムおよび前記第２反応器システムの間の回復時間を制御するよう構成された電子コントローラと、
を備え、
前記冷却システムに対する外部需要を検出し、前記外部需要に基づいて前記弁を開く時間を変えることによって、前記電子コントローラが前記回復時間を制御するよう構成されている、冷却システム。
【請求項２】
前記弁を開く時間を変えるために、記憶された方程式、所定のデータ曲線、またはルックアップテーブルを参照することにより、前記電子コントローラが前記回復時間を制御する、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記冷却システムが、前記導管内のガス反応物の温度を検出するよう構成された温度センサをさらに備える、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項４】
前記冷却システムが、前記導管内のガス反応物の圧力を測定するよう構成された圧力センサをさらに備える、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記電子コントローラが、反応ガスの圧力を均一にする前に、前記導管内の反応ガスの圧力を測定するよう構成されている、請求項４に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記１または複数の第１反応器が、金属塩にアンモニアを吸収させることによって形成された錯化合物を含む、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項７】
前記１または複数の第２反応器が、金属塩にアンモニアを吸収させることによって形成された錯化合物を含む、請求項６に記載の冷却システム。
【請求項８】
前記１または複数の第１反応器または前記１または複数の第２反応器が、ゼオライト、活性炭、活性アルミナ、またはシリカゲルを有する固体収着剤を含む、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項９】
前記１または複数の第１反応器および前記１または複数の第２反応器が、同じ収着剤組成物を含む、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項１０】
冷却システムを制御する方法であって、
第１固体吸着剤組成物にガス状反応物を吸着および脱着するよう構成された１または複数の第１反応器を備える第１反応器システムを設けるステップと、
第２固体吸着剤組成物にガス状反応物を吸着および脱着するよう構成された１または複数の第２反応器を備える第２反応器システムを設けるステップと、
前記第１反応器システムの前記１または複数の第１反応器を前記第２反応器システムの前記１または複数の第２反応器に接続し、制御可能な弁を備える導管を設けるステップと、
前記第１反応器システムおよび前記第２反応器システムの間の反応ガスの圧力を均一にするために、前記制御可能な弁を操作することによって、前記１または複数の第１反応器および前記１または複数の第２反応器の間の回復時間を電子的に制御するステップと、
を備え、
前記回復時間を電子的に制御するステップが、
前記冷却システムへの外部需要を検出するステップと、
前記検出された外部需要に基づいて圧力を均一にするために、前記弁を開く時間を変えるステップと、を備える、方法。
【請求項１１】
前記弁を開く時間を変えるステップが、記憶された方程式、所定のデータ曲線、またはルックアップテーブルへの参照に基づく、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記導管内のガス反応物の温度を測定するステップさらに備える、請求項１０〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記導管内のガス反応物の圧力を測定するステップをさらに備える、請求項１０〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
ガスの圧力を測定する前記ステップが、前記反応ガスの圧力を均一にする前に前記導管内の前記反応ガスの圧力を測定するステップを備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記１または複数の第１反応器が、金属塩にアンモニアを吸収させることによって形成された錯化合物を含む、請求項１０〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記１または複数の第２反応器が、金属塩にアンモニアを吸収させることによって形成された錯化合物を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記１または複数の第１反応器または前記１または複数の第２反応器が、ゼオライト、活性炭、活性アルミナ、またはシリカゲルを有する固体収着剤を含む、請求項１０〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記１または複数の第１反応器および前記１または複数の第２反応器が、同じ収着剤組成物を含む、請求項１０〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
先行文献の関連参照
本出願は、２０１５年４月２８日に出願された米国特許出願第１４／６９８，５６３号の国際出願であり、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本出願は、コントローラ冷凍サイクルのためのシステムおよび方法に関するものである。特に、本出願は、反応器システム間の回復時間を制御する電子コントローラを有する冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
固体−蒸気収着反応システムでは、ガス状反応物が収着器または反応器の１つまたは複数の反応チャンバー内の固体吸着剤で交互に吸収および脱着される。複数の反応器を使用する場合、システムは実質的に反対の相で、またはハーフサイクルで運用することができ、一方の反応器または反応器のバンクで固体吸着剤からガス状反応物を脱着し、他方の反応器または反応器のバンクで固体吸着剤にガス状反応物を吸収する。
【０００４】
反応物が固体吸着剤から脱着すると、１または複数の凝縮器に導かれる。凝縮後、凝縮液は１または複数の蒸発器に送られ、そこで蒸発してガスに戻される。このプロセスの間、熱は、凝縮器から排除され、冷却は蒸発器から回収されてもよい。
【０００５】
他のシステムでは、冷媒からエネルギーを回収するために、凝縮器および蒸発器の代わりに反応器が使用される。脱着は、ガス状反応物質が吸収された固体吸着剤を加熱することによって行われる。通常、電気、蒸気、またはガス駆動のヒーターが、固体吸着剤を加熱するために使用される。熱伝達流体は、吸着剤が熱に曝される反応器熱交換器を通って導かれる。吸収を開始するために、ガス状反応体または冷媒が脱着された固体吸着剤が適切な温度に冷却され、それによって蒸発器からガス状冷媒が吸引される。反応器には、熱交換器、および反応器間に熱伝達流体を導くための配管が設けられ、吸収反応器から放出された熱は、脱着を行うための熱を提供するために脱着反応器に導かれる。このようなシステムは、例えば、米国特許第５，０７９，９２８号、第５，２６３，３３０号、第５，４７７，７０６号、第５，５９８，７２１号、第５，６２８，２０５号、および第６，４７７，８５６号に記載されており、これらの開示はすべて、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００６】
反応サイクル中、第１（吸収）反応器は第２（脱着）反応器よりも低い温度にある。これは、第２反応器内の固体吸着剤および他の成分の温度が、第１反応器内の固体吸着剤および他のすべての成分の温度よりも高いことを意味する。ハーフサイクルの終わりに、第２反応器の吸着剤から脱着されたガス状反応物の大部分と、第１反応器の吸着剤に吸収されたガス状反応物の大部分とで、吸収／脱着フェーズが逆転する。
【０００７】
このサイクルの半分の時点で、第２反応器が冷却され、第１反応器が加熱される。第１反応器の少なくとも部分的な加熱は、第２反応器から第１反応器に熱を導くことによって供給されることができる。第１反応器を加熱するために外部からの加熱が少なくて済むため、第２反応器からのこのエネルギーの回収は、システムの全体的なエネルギー効率を高めることができる。
【０００８】
凝縮した冷媒の一部を第２反応器の熱交換セクションに移すことにより第２反応器を冷却することによって、全体の効率を高めることもできる。このような冷却は、米国特許第５，４７７，７０６号に開示されているように、冷却ループ内の液体熱伝達流体または冷媒を駆動するために、蒸発した熱伝達流体または冷媒を利用することによって補助することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの実施形態は、冷却システムである。冷却システムは、第１固体吸着剤組成物にガス状反応物を吸着および脱着させるように構成された１または複数の第１反応器を含む第１反応器システムと、第２固体吸着剤組成物にガス状反応物を吸着および脱着させるように構成された１または複数の第２反応器を含む第２反応器システムと、第１反応器システムの１または複数の第１反応器を第２反応器システムの１または複数の第２反応器に接続し、制御可能な弁を備える導管と、第１反応器システムと第２反応器システムとの間の反応ガスの圧力を等しくするように制御可能な弁を操作することによって、第１反応器システムと第２反応器システムとの間の回復時間を制御するように構成される、電子コントローラとを備える。
【００１０】
別の実施形態は、冷却システムを制御する方法であって、方法は、第１固体収着剤組成物にガス状反応物を吸着および脱着させるように構成された１または複数の第１反応器を含む第１反応器システムを設けるステップと、第２固体吸着剤組成物にガス状反応物を吸着および脱着させるように構成された１または複数の第２反応器を含む第２反応器システムをもうけるステップと、第１反応器システムの１または複数の第１反応器を第２反応器システムの１または複数の第２反応器に接続し、制御可能な弁を備える導管を設けるステップと、第１反応器システムと第２反応器システムとの間の反応ガスの圧力を等しくするように制御可能な弁を操作することによって、１または複数の第１反応器と１または複数の第２反応器との間の回復時間を電子的に制御するステップとを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１つの態様による、反応器回復のための配管および弁を示す２つの対向する反応器のバンクの概略図である。
【図２】本発明の１つの態様を示す２収着器システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態は、錯化合物加熱および冷却システムおよびこれらのシステムの吸着／脱着サイクルを効率的に管理する方法に関する。使用中、第１反応器が吸収を完了し、他方の第２反応器が脱着を完了する各ハーフサイクルの後、サイクルは逆転される。サイクルのこの逆転の間に、吸収器と脱着器の反応器を共に接続することによってエネルギーが回復し、脱着反応器からの残りの吸収されたガス状反応物の一部が反対の反応器に送られる。一例として、システムは、ガス状反応物を一方の反応器から他方の反応器に移送するために対向する反応チャンバーの間に配置された配管を含むことができる。一実施形態では、２つの反応器の間の回復均等化時間を制御するために電子的に制御可能な弁が使用される。
【００１３】
制御可能な回復プロセスの間に、制御可能な弁を吸収器と脱着器の間の管路に配置して、収着器が共に接続される時間を正確に制御することができる。制御可能な弁を開くと、高温収着器から低温収着器への物質移動が起こる。物質移動は、高温収着器の温度を低下させ、低温収着器の温度を上昇させる。
【００１４】
一実施形態では、システムで使用される均等化時間は、システムの全体的な効率を高めるように最適化される。例えば、本明細書に記載されているサイクル圧力均等化の利点と効果の発見が判明する前には、各システム内では約４分の典型的な回復期間が使用されていた。しかし、約２０秒〜４分のより短い期間が有利であることが分かった。いくつかの実施形態では、システムの能力の低下が効率の向上を上回るため、４分の期間が効率を上げることはめったになかった。これは、特に回復時間が４分に近づいたときに発見された。
【００１５】
吸収器と脱着器の間の圧力、従って温度を均等化するためにシステム内に提供される時間を長くすると、より多くの熱を一方から他方の収着器に移すことができるため、サイクルエネルギー効率が高まる。しかし、システムの実行する単位時間当たりのサイクル数が少なくなるため、この時間の増加は、全体的な能力の低下をもたらす。したがって、収着器の均等化時間を短縮すると、各収着器の吸収と脱着の全サイクルにわたるシステム全体の冷凍能力が向上する。本発明の実施形態は、システムに統合され、システムの全体的な効率のカスタム制御を可能にする所定の方程式、所定のデータ曲線、またはカスタマイズされたルックアップテーブルを提供することによって、これらの考慮事項の間で最も効率的なバランスを提供する。
【００１６】
一実施形態では、各錯化合物システムは、システムの効率の必要性に応じてシステムが回復時間を調整することを可能にする特定の電子ルックアップテーブルを含むことができる。例えば、電子コントローラは、システムに対する需要を検出し、それに応じてシステムの回復時間を調整してシステムの能力を調整するように構成され得る。より大きな能力が必要な場合、システムはルックアップテーブルを参照し、回復時間を下方に調整してシステムの能力を上げることができる。これは、システムによるエネルギー需要を増加させるが、能力ニーズが満たされる可能性がある。しかし、製品や負荷が設定温度に短期間で合致するような状況では、より長い期間で設定値に到達するよりも全体的な効率が良い場合がある。同様に、システムの能力要件が低くなると、システムはルックアップテーブルを参照して回復時間を上方に適切に調整してエネルギー効率を上げることができる。反応器がどのくらいで均等化されるかの決定は、他の考慮事項に基づくこともある。例えば、この時間は、設定値、負荷温度、および／または収着器温度の組み合わせに基づくことができる。最適化されたアルゴリズムを使用して、最適な時間および／または効率で所望の温度に達することができる
【００１７】
本開示は、反応器間に存在する収着エネルギーを利用して、単一または複数段の固体−蒸気収着システムにおいて、２つの対向する収着器または収着器のバンクの間での回復を提供するための方法および装置を含む。この方法は、フェーズを逆転させる前の、ハーフサイクル完了の近くで、脱着反応器内の収着剤に残った吸収された蒸気の質量分率を利用することができる。この方法は、対向する反応器の反応チャンバー間の配管と、１または複数のパイプを開閉するための１つまたは複数の弁とを利用して、所望のエネルギー移動を達成するように回復のタイミングを選択および制御することによって行うことができる。
【００１８】
本明細書で使用される「化合物」および「固体収着剤組成物」という用語は、固体反応物へのガス状反応物の吸収または吸着および脱着、すなわち化学吸着によって形成される任意の反応生成物を意味することを意図する。「吸収」および「吸着」は互換的に使用できる。対象となる装置の範囲内にある反応器または収着器は、固体収着剤を含むチャンバー、および収着剤に接触する反応器へ／から熱伝達流体を導くための配管を含む熱交換構成要素、ならびに抵抗加熱要素等を含む。このような反応器の例は、前述の米国特許、特に米国特許第５，２９８，２３１号、第５，３２８，６７１号および第５，４７７，７０６号に開示されている。
【００１９】
化学吸着反応では、比較的高い圧力および温度で脱着が行われ、比較的低い圧力および温度で吸収が行われる。対向する吸収反応器と脱着反応器との間の圧力差が大きいため、回復プロセスに必要な時間または持続時間は比較的短い。サイクル中の回復の開始は、固体吸着剤から脱着されたガス状反応物または冷媒蒸気の残りの質量が、圧力および／または効率の制限のために冷凍／冷却を生成するために通常使用されない、サイクルの完了近くで行われる。
【００２０】
設定可能なシステムでは、システムの効率を調整するために、所定時間のサイクルの完了の近くで回復が実行される。化学吸着反応プロセスにおいて、特定の収着剤組成物の脱着反応温度は、同じ収着剤組成物の吸収温度よりも高い。多数のアンモニア化錯体化合物の吸収および脱着温度の具体例は、米国特許第５，０７９，９２８号の表に開示されており、その記載は参照により本明細書に組み込まれる。組成物を吸収および脱着するための温度差は、当業者に周知である。
【００２１】
吸収反応物と脱着反応物との間の温度差はＤＴと呼ばれる。回復は、少なくとも約７０％、６０％、５０％、４０％、３０％、２０％、１０％または５％ＤＴの温度変化を生じるのに十分な時間実施することができる。そのような回復を達成するために必要な時間は、約１０秒〜約４分の間であり得る。本明細書に記載の回復プロセスを用いることにより、脱着反応器は、温度低下によって恩恵を受け、それによって吸収のために必要とされる温度を達成するために必要な冷却がより少なくなり、吸収反応器は、温度上昇によって恩恵を受け、それによって脱着に必要な加熱量が減少する。したがって、システムの全体的な効率と同様に、脱着反応器と吸収反応器それぞれが恩恵を受ける。
【００２２】
本発明に有用な固体収着剤組成物を形成するのに適した固体反応物には、金属酸化物、硫化物、硫酸塩および金属水素化物、ならびにゼオライト、活性炭、活性アルミナおよびシリカゲルなどの吸収剤が含まれる。このような吸収剤は、極性または非極性ガス状反応物と反応させることができる。適切な非極性ガス状反応物は、天然ガスのＣ１−Ｃ，低級アルカン（例えば、メタン、エタン、プロパンなど）、極低温冷媒（ヘリウム、アルゴンおよび水素）、環境ガス（酸素、窒素、水素、ＮＯｘ、二酸化炭素、および一酸化炭素）およびフルオロカーボンＣＦＣ、ＨＣＦＣおよびＨＦＣ冷媒を含む。上記のうち、好ましいシステムは、フルオロカーボン、極性ガス冷媒、水またはアンモニアを含むゼオライト、または活性炭、または水素を含む金属水素化物を使用する。しかし、好ましい固体収着剤組成物は、無機金属塩と極性ガス冷媒との間に形成される錯化合物である。塩への極性ガスの吸着は、化学吸着反応で行われ、錯化合物を生じる。好ましい金属塩は、アルカリおよびアルカリ土類金属、遷移金属、アルミニウム、亜鉛、カドミウムおよびスズから選択される。好ましい遷移金属は、マンガン、鉄、ニッケルおよびコバルトである。好ましい金属塩は、硝酸塩、亜硝酸塩、過塩素酸塩、シュウ酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、およびハロゲン化物、特に金属の塩化物、臭化物およびヨウ化物が挙げられる。好ましい極性ガスは、アンモニア、水、メチルアミンおよびエタノールを含み、アンモニアが特に好ましい。他の適切な極性冷媒には、二酸化硫黄、低級アルカノール、アルキルアミン、ポリアミンおよびホスフィンが含まれる。これらならびに他の好適かつ好ましい反応物および得られる錯化合物は、前述の特許、特に米国特許第５，４４１，７１６号および第５，６２８，２０５号に開示されている。特に好ましいシステムは、以下の錯化合物の１つまたは複数を組み込んだ対向する反応器またはバンクまたは一連の反応器である：ＢａＣｌ２・０−８（ＮＨ３），ＳｒＣｌ２・１−８（ＮＨ３），ＳｒＢｒ２・２−８（ＮＨ３），ＣａＣｌ２・０−１（ＮＨ３），ＣａＣｌ２・１−２（ＮＨ３），ＣａＣｌ２・２−４（ＮＨ３），ＣａＣｌ２・４−８（ＮＨ３），ＣａＢｒ２・２−６（ＮＨ３），ＮｉＣｌ２・２−６（ＮＨ３），ＦｅＣｌ２・２−６（ＮＨ３），ＦｅＢｒ２・２−６（ＮＨ３），ＣｏＣｌ２・２−６（ＮＨ３），ＣｏＢｒ２・２−６（ＮＨ３），ＭｇＣｌ２・２−６（ＮＨ３），ＭｇＢｒ２・２−６（ＮＨ３），ＭｎＣｌ２・２−６（ＮＨ３），ＭｎＢｒ２・２−６（ＮＨ３），ＣｕＳＯ２・２−６（ＮＨ３），ＺｎＣｌ２・１−４（ＮＨ３），ＮａＢＦ４・０−３（ＮＨ３）およびＬｉＣｌ・１−３（ＮＨ３）。
【００２３】
対向し、交互にガス状反応物を固体収着剤組成物に吸収および脱着するシステムはまた、米国特許第５，０７９，９２８号および第５，２６３，３３０号に記載されているような段式反応器を含むことができる。また、対向段反応器のペアまたはバンクを使用することもできる。このような多段化合物システム、および単一段システムでは、熱交換流体を反応器間に導く熱交換ループ配管を設けることが有利であり、吸収を開始させるために脱着反応器をより低い温度に冷却するためにそのような段を使用して吸収器と脱着器との間のＤＴを利用し、脱着を開始する前に吸収された反応器を加熱するのを補助し、システムの効率をさらに高める。しかし、本発明は、前述したシステムで使用され、当業界で知られており、ポンプ流または相変化流体を使用し、複雑な配管および他の構成要素を必要とする加熱および冷却熱交換ハードウェアおよび構成要素を代替、補完、または置換することができ、それによって吸収システムのサイズおよびコストおよびその操作を大幅に低減することができる。
【００２４】
本発明によるシステム１０の一実施形態の例が、図１に概略的に示されている。図示された装置は、第１固相反応器２２および第２固相反応器２４を含む。反応器２２，２４は、回復ライン導管２３，２５及び電子的に制御可能な弁３０を介して互いに接続されている。弁３０は、ソレノイド弁または当業者に知られている任意の他のタイプの電子的に制御可能な弁であってもよい。弁３０は、弁を開閉する制御システム３１と通信して、反応器２２，２４間の流体またはガスの流れを制御する。
【００２５】
流量計２１が導管２５に沿って配置され、反応器２２，２４間の流体またはガスの流れを測定する。さらに、圧力変換器２６が導管２３に沿って配置され、反応器２２，２４間のラインに存在する圧力を測定するように構成されている。流量計２１および圧力変換器２６は、制御システム３１に電気的に接続され、制御システムに圧力および流量の読み取り値を提供する。
【００２６】
以下でより詳細に説明するように、制御システム３１は、システム１０の効率を高めるために、必要に応じて、導管２３および２５内から圧力および流量の読み取り値を受け取り、弁３０を操作するようにプログラムされている。
【００２７】
熱伝達流体は、パイプ３４を介して反応器２４の熱交換構成要素に導かれ、パイプ３１を介して反応器から流出する。同様に、熱伝達流体は、パイプ３２から反応器２２に導かれ、パイプ３３から排出される。パイプ２７は、反応器２２と連通し、反応器２２から脱着された冷媒蒸気をシステム凝縮器またはエネルギー回収反応器（図示せず）に導き、システム蒸発器または反応器（図示せず）から反応器２２に冷媒蒸気を戻すために使用することができる。同様に、パイプ２８は、反応器２４と連通し、冷媒蒸気を反応器２４に出入させるために使用される。
【００２８】
制御可能な回復プロセスの間、制御システム３１は、弁３０に、反応器２２および２４がともに接続される時間を制御させる。弁３０を開くと、より高温の反応器から低温の反応器への物質移動が生じ、高温の反応器の温度が低下し、低温の反応器の温度が上昇する。これにより、より高温の反応器からより低い温度の反応器への熱伝達により、各ハーフサイクル中に低温の反応器を加熱するのに必要なエネルギーが低減されるため、システム１０の全体的な運転効率が向上する。
【００２９】
図２は、制御システム３１の詳細を示す。示されるように、制御システム３１は、ルックアップテーブル１０５、弁制御モジュール１１０、熱センサインターフェース１１５、および需要分析モジュール１２０にリンクされたプロセッサ１０１を含む。需要分析モジュールは、システム上の現在の需要を感知し、効率を高めるために需要が所定の閾値を下回ったときにコントローラ３１が能力を調整することを可能にする。
【００３０】
例えば、需要分析モジュールは、システム上の冷却に対する熱需要を継続的に感知し、ルックアップテーブル１０５を参照することによって２つの反応器間の均等化時間を継続的に調節することができる。ルックアップテーブルの一例を表１に示す。もちろん、本発明の態様は、ルックアップテーブルを参照することに限定されない。システムは、予め記憶された、または所定の均等化時間のデータ曲線および冷却装置の需要を参照することができる。特定の冷却／冷凍需要がある場合、均等化時間の適切な量を計算するために、システムは特定の方程式を参照することもできる。しかし、システムの各タイプが、システムの能力と全体的な特徴に基づいて、異なるテーブル、方程式、または曲線を持つことができることを認識する必要がある。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
システムは、各サイクル中のいつでも、均等化プロセスであってもよい。しかし、いくつかの実施形態では、システムは、吸収器圧力と脱着器圧力がシステムの凝縮器と比較してある一定の圧力の範囲内にある場合、均等化プロセスを開始する。一実施形態では、凝縮器は、吸収器および脱着器の２または３バールの圧力差内にある。この例では、凝縮器の圧力は２０バール、吸収器の圧力は１７バール、脱着器の圧力は２３バールである。需要分析モジュールが、吸収器と脱着器が凝縮器に対してこの圧力範囲内にあると判断した場合、システムは、システムの効率を最大にするように吸収器と脱着器との間のサイクル圧力均等化時間が制御されるエネルギー効率最適化モードにされる。
【００３３】
システム３１の効率を最適化し始めるために、システムがこの特定の圧力セットに限定されないことを理解されるべきである。例えば、需要分析モジュールは、吸収器、脱着器および凝縮器の間の圧力差が２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上であることが、システム３１の効率を最適化する適切なトリガーであると決定することができる。
【００３４】
一実施形態では、システムで使用される均等化時間は、システムの全体的な効率を高めるように最適化される。例えば、本明細書に記載されているサイクル圧力均等化の利点と効果の発見が判明する前には、各システム内で約４分の典型的な回復期間が使用されていた。しかし、約２０秒〜４分のより短い期間が有利であることが分かった。いくつかの実施形態では、システムの能力の低下が効率の向上を上回るため、４分の期間が効率を上げることはめったになかった。これは、特に回復時間が４分に近づいたときに発見された。このため、システムに提供される均等化時間を調整するためのインテリジェントな手段をシステムに設けることで、需要が減少している間により効率的に実行でき、これは、需要が高い場合には大きな能力を提供できるほど柔軟である。
【００３５】
いくつかの実施形態では、２つの反応器にＣａＢｒ２、塩に吸着させたアンモニアを供給することができ、配位ステップＣａＢｒ２・２−６間の吸着および脱着のための錯化合物を提供することができる。SylthermXLT（登録商標）熱伝達流体を使用して、両方の反応器をそれぞれ加熱し、冷却することができる。システムは、ハーフサイクル吸収／脱着期間、および各ハーフサイクルの間に動き、各ハーフサイクルの間に可変長平衡時間を提供するように弁を制御することができる。
【００３６】
典型的には、化学吸着反応サイクルは、実質的に同時に行われる吸収および脱着反応によって行われる。しかし、本発明のプロセスは、フェーズがずれて動作するように意図的にプログラムされている複数の反応器または複数の反応器バンクを有するシステムで使用することもできる。このような動作は、米国特許第５，６２８，２０５号に記載されているように、吸収よりも脱離が望ましくは迅速に行われる連続的な冷却および／または冷凍のために設計されたシステムにおいて特に有用であり得る。このような用途では、脱着がほぼ完了した脱着反応器は、そのようなガス状の冷媒伝達から恩恵を受ける吸収反応器に連結されてもよく、および／またはほぼ完了した吸収反応器が恩恵を受ける脱着反応器と連結されてもよい。
【００３７】
当業者であれば、本明細書に開示された実施形態に関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびプロセスステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはその両方の組み合わせとして実装され得ることをさらに理解するであろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に説明するために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、それらの機能性の点で上記に一般的に説明されている。そのような機能がハードウェアまたはソフトウェアとして実装されるかどうかは、特定の用途、およびシステム全体に課される設計の制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定の用途ごとに様々な方法で実装することができるが、そのような実装の決定は、本発明の範囲から逸脱するものと解釈されるべきではない。当業者であれば、一部または部分が全体よりも少ないかまたは等しいものを含むことができることを認識するであろう。たとえば、ピクセル集合の一部は、それらのピクセルの副集合を参照することができる。
【００３８】
本明細書に開示された実施形態に関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、他のプログラマブル論理デバイス、離散的なゲートまたはトランジスタロジック、個別のハードウェアコンポーネント、または本明細書に記載された機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせによって実装または実行することができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサでもあってもよいが、代わりに、プロセッサは従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンでもよい。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと組み合わせた１つ以上のマイクロプロセッサ、または他のそのような構成として実装されてもよい。
【００３９】
本明細書に開示された実施形態に関連して説明された方法またはプロセスのステップは、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール、またはその２つの組み合わせで直接的に実施されてもよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当該技術分野で知られている他の形態の非一時的記憶媒体内に存在してもよい。例示的なコンピュータ可読記憶媒体は、プロセッサがコンピュータ可読記憶媒体から情報を読み取り、コンピュータ可読記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替方法では、記憶媒体はプロセッサに一体化されることがある。プロセッサと記憶媒体は、ＡＳＩＣ内に存在する場合がある。ＡＳＩＣは、ユーザー端末、カメラ、または他のデバイスに存在することがある。代替方法では、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザー端末、カメラ、または他のデバイス内の個別のコンポーネントとして存在してもよい。
【００４０】
見出しは、本明細書に参照として含まれ、様々なセクションを見つけるのを補助する。これらの見出しは、それに関して記述された概念の範囲を限定することを意図しない。このような概念は、本明細書全体を通して適用可能である。
【００４１】
開示された実施例の前述の説明は、当業者が本発明を実施または使用することを可能にするために提供される。これらの実施例に対する様々な変更は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義された一般的な原理は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施例に適用されてもよい。したがって、本発明は、本明細書に示される実施例に限定されるものではなく、本明細書に開示される原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲が与えられるべきである。
【符号の説明】
【００４２】
１０  システム
２１  流量計
２２  第１固相反応器
２３  回復ライン導管
２４  第２固相反応器
２５  回復ライン導管
２６  圧力変換器
２７，２８  パイプ
３０  弁
３１  制御システム
３２，３３，３４  パイプ
１０１  プロセッサ
１０５  ルックアップテーブル
１１０  弁制御モジュール
１１５  熱センサインターフェース
１２０  需要分析モジュール
【図１】
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【図２】
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